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1、(10)申请公布号 CN 104349540 A (43)申请公布日 2015.02.11 C N 1 0 4 3 4 9 5 4 0 A (21)申请号 201310361941.3 (22)申请日 2013.08.09 H05B 37/02(2006.01) (71)申请人意法半导体研发(深圳)有限公司 地址 518057 广东省深圳市南山区科技园高 新区南区南一道创维大厦B座4/5层 (72)发明人段毅君 黄涛涛 (74)专利代理机构北京市金杜律师事务所 11256 代理人王茂华 张宁 (54) 发明名称 用于发光设备的驱动装置及其方法 (57) 摘要 本发明的实施方式公开了一种用于驱动。
2、发光 设备的驱动装置。该驱动装置可以包括：驱动电 流源模块，被配置成在操作时经由节点向所述发 光设备提供电流；保护模块，与所述节点和所述 驱动电流源模块耦合，被配置为在操作时选择性 地向所述节点注入电流并基于所述节点上的电压 的检测结果来控制所述驱动电流源模块。 (51)Int.Cl. 权利要求书4页 说明书11页 附图8页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书4页 说明书11页 附图8页 (10)申请公布号 CN 104349540 A CN 104349540 A 1/4页 2 1.一种用于驱动发光设备的驱动装置，包括： 驱动电流源模块，被配置成在操作时经。
3、由节点向所述发光设备提供电流； 保护模块，与所述节点和所述驱动电流源模块耦合，被配置为在操作时选择性地向所 述节点注入电流并基于所述节点上的电压的检测结果来控制所述驱动电流源模块。 2.根据权利要求1所述的驱动装置，其中，所述保护模块还被配置为控制与所述发光 设备耦合的升压电路，其中所述升压电路用于对发光设备提供电压。 3.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其中，所述保护模块进一步被配置为： 在所述驱动装置启用之前，禁用所述驱动电流源模块； 向所述节点注入电流； 检测所述节点上的电压；以及 根据所检测的电压来启动或禁用所述驱动装置。 4.根据权利要求3所述的驱动装置，其中，所述保护模块还被配置。
4、成：在检测到的所述 节点上的电压小于阈值电压时，禁用所述驱动装置；以及在检测到的所述节点上的电压大 于或等于阈值电压时，启动所述驱动装置。 5.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其中，所述保护模块还被配置成： 在所述驱动装置运行时，检测所述节点上的电压， 在检测到所述节点上的电压小于阈值电压时，禁用所述驱动电流源模块； 向所述节点注入电流； 检测所述节点上的电压；以及 根据所检测的电压来选择禁用整个驱动装置或是仅禁用所述驱动电流源模块。 6.根据权利要求5所述的驱动装置，其中，所述保护模块还被配置成： 在检测到所述节点上的电压小于阈值电压时，禁用所述驱动装置；以及 在检测到所述节点上的电压大于。
5、或等于阈值电压时，禁用所述驱动电流源模块。 7.根据权利要求1-6中任一项所述的驱动装置，其中，所述保护模块包括： 电流注入电路，被配置成选择性地向所述节点注入电流； 电压检测电路，被配置成选择性地检测所述节点上的电压；以及 控制器，被配置成选择性地控制所述驱动装置、所述电流注入电路、和所述驱动电流源 模块。 8.根据权利要求7所述的驱动装置，其中，所述保护模块还包括定时电路，被配置成控 制所述电流注入电路向所述节点注入电流的时间。 9.根据权利要求8所述的驱动装置，其中，所述控制器包括第一比较器和第二比较器， 所述第一比较器根据所述电压检测电路的输出和参考电压来选择性向所述电流注入 电路和所。
6、述定时电路传输第一比较器输出； 所述第二比较器根据所述电压检测电路的输出、所述参考电压和所述定时模块的输出 来选择性输出用于禁用所述驱动装置或所述驱动电流源模块的第二比较器输出。 10.一种显示系统，包括发光设备和用于驱动所述发光设备的根据权利要求1-9中任 一项所述的驱动装置。 11.一种包括根据权利要求10的显示系统的电子设备。 12.根据权利要求11所述的电子设备，其中所述电子设备是显示器、液晶电视、计算 权 利 要 求 书CN 104349540 A 2/4页 3 机、手机、播放器或个人数字助理。 13.一种用于保护显示系统的方法，所述显示系统包括发光设备和用于驱动所述发光 设备的驱动。
7、装置，所述发光设备经由节点与所述驱动装置的电流源耦合，所述方法包括： 在所述驱动装置启动之前，禁用所述驱动电流源模块； 向所述节点注入电流； 检测所述节点上的电压；以及 根据所检测的电压来确定是否启用或禁用所述驱动装置。 14.根据权利要求13所述的方法，其中， 如果所检测的电压小于阈值电压，则禁用所述驱动装置；以及 如果所检测的电压大于或等于所述阈值电压，则启动所述驱动装置。 15.一种用于保护显示系统的方法，所述显示系统包括发光设备和用于驱动所述发光 设备的驱动装置，所述发光设备经由节点与所述驱动装置的电流源耦合，所述方法包括： 在所述驱动装置运行时，检测所述节点上的电压； 当检测到所述节。
8、点的电压小于阈值电压时，禁用所述驱动电流源模块； 向所述节点注入电流； 检测所述节点上的电压；以及 根据所检测的电压来选择仅禁用所述驱动电流源模块或禁用整个所述驱动装置。 16.根据权利要求15所述的方法，其中， 如果所检测的电压大于或等于阈值电压，则仅禁用所述驱动电流源模块；以及 如果所检测的电压小于所述阈值电压，则禁用所述整个驱动装置。 17.根据权利要求15或16所述的方法，其中， 在所述驱动装置运行时，持续地或周期性地检测所述节点上的电压。 18.一种用于驱动发光设备的驱动装置，包括： 驱动电流源模块，被配置成在操作时经由节点向所述发光设备提供电流； 其中所述驱动电流源模块被配置为在脉。
9、宽调制(PWM)模式调光时，通过减少所述驱动 电流源模块中包括的运算放大器导致的延迟来提高调光精度。 19.根据权利要求18的驱动装置，其中所述运算放大器具有第一输入、第二输入和输 出； 并且所述驱动电流源模块还包括： 第二电阻单元，耦合于所述第一输入和接地之间； 第一开关，耦合至所述第二输入； 第一电阻单元，耦合于所述第一开关和接地之间； 第二开关，耦合于所述输出和接地之间； 开关单元，耦合于所述发光设备和所述第一电阻单元之间，所述开关单元被配置成由 所述输出控制以选择性接通；以及 控制器，其中所述控制器被配置成增加所述第一输入处的电压并且增加所述第一电阻 单元的阻值。 20.根据权利要求1。
10、9所述的驱动装置，其中所述控制器还被配置成： 控制使得通过增加所述第二电阻单元的阻值来增加所述运算放大器的第一输入处的 权 利 要 求 书CN 104349540 A 3/4页 4 电压。 21.根据权利要求20所述的驱动装置，其中所述第二电阻单元包括多个串联的电阻器 以及分别与各个电阻器并联的多个开关，其中所述控制器被配置成通过选择性地断开所述 多个开关中的开关来增加所述第二电阻单元的阻值。 22.根据权利要求20所述的驱动装置，其中所述第二电阻单元包括多个并联的电阻器 以及分别与各个电阻器串联的多个开关，其中所述控制器被配置成通过选择性地断开所述 多个开关中的开关来增加所述第二电阻单元的阻。
11、值。 23.根据权利要求19所述的驱动装置，其中所述控制器被配置成控制使得通过增加流 经所述第二电阻单元的电流来增加所述运算放大器的第一输入处的电压。 24.根据权利要求23所述的驱动装置，其中所述第一电阻单元包括多个串联的电阻器 以及分别与各个电阻器并联的多个开关，其中所述控制器被配置成通过选择性地断开所述 多个开关中的开关来增加所述第一电阻单元的阻值。 25.根据权利要求23所述的驱动装置，其中所述第一电阻单元包括多个并联的电阻器 以及分别与各个电阻器串联的多个开关，其中所述控制器被配置成通过选择性地断开所述 多个开关中的开关来增加所述第一电阻单元的阻值。 26.根据权利要求19-25中任。
12、一个所述的驱动装置，其中所述控制器被配置成使得所 述第一输入处电压增加的比例与所述第一电阻单元的阻值增加的比例相同，从而流经所述 第一电阻单元的电流保持不变。 27.根据权利要求18所述的驱动装置，其中所述运算放大器包括差分跨导级，并且其 中通过在PWM信号跃变时增加流经所述差分跨导级的电流来减少所述延迟。 28.根据权利要求27所述的驱动装置，其中所述运算放大器还包括密勒补偿电容器， 并且其中通过在PWM信号跃变时由流经所述差分跨导级的增加的电流对所述密勒补偿电 容器供电来减少所述延迟。 29.根据权利要求27或28所述的驱动装置，其中所述差分跨导级包括成对的差分输入 晶体管，所述差分输入晶。
13、体管的一端耦合至电流镜电路而另一端耦合至电流级，其中所述 差分跨导电路还包括与所述电流镜电路并联的第一附加电流源电路和分别耦合至所述成 对的差分输入晶体管的另一端的第二附加电流源电路和第三附加电流源电路，所述第一附 加电流源电路、所述第二附加电流源电路和所述第三附加电流源电路被配置成在PWM信号 跃变时供应附加的电流。 30.根据权利要求27-29中任一项所述的驱动装置，其中在PWM信号跃变时增加流经所 述差分跨导级的电流持续预定的时间。 31.一种显示系统，包括发光设备和用于驱动所述发光设备的根据权利要求19-30中 任一项所述的驱动装置。 32.一种包括根据权利要求28的显示系统的电子设备。
14、。 33.根据权利要求32所述的电子设备，其中所述电子设备是是显示器、液晶电视、计算 机、手机、播放器或个人数字助理。 34.一种用于驱动发光设备的方法，包括： 在脉宽调制(PWM)模式调光时，通过减少由所述驱动装置中的运算放大器导致的延迟 来提高调光精度。 权 利 要 求 书CN 104349540 A 4/4页 5 35.根据权利要求34所述的方法，包括： 通过增加所述运算放大器的输入电压来减少所述延迟。 36.根据权利要求34所述的方法，包括： 通过在PWM信号跃变时增加流经所述运算放大器中的差分跨导级的电流来减少所述 延迟。 权 利 要 求 书CN 104349540 A 1/11页 。
15、6 用于发光设备的驱动装置及其方法 技术领域 0001 本发明的实施方式总体涉及光电技术领域，更具体而言涉及用于驱动发光设备的 驱动装置及其方法。 背景技术 0002 诸如发光二极管(LED)之类的发光设备在现代社会中拥有广泛的应用。一般而 言，发光设备由对应的驱动装置进行驱动，例如参见附图1，发光模块1的一端被提供有用 于操作的电压V B ，而另一端连接到驱动模块2以由驱动模块2进行驱动。 0003 图2是现有技术的发光设备和驱动装置的另一示例，其中发光设备是诸如主动矩 阵有机发光二极体(AMOLED)之类的LED阵列，而驱动装置是驱动电流源模块。在图2中， LED阵列具有多个LED串，例如。
16、LED串L11、L12L1n-1和L1n，以及LED串Lm1、 Lm2Lmn-1和Lmn。与图1类似地，各个LED串由升压模块3提供电压V B ，并且分别由 驱动电流源模块21、222m进行驱动。 0004 在一个方面，诸如LED阵列之类的发光设备经常出现故障。在图3A和图3B中示 出两类故障，其中为了便于说明，仅示出一个LED串而将其它LED串进行省略。例如，参见 图3A，一类故障是LED串的与驱动电流源模块相串联的一端接地，这导致驱动电流源模块 不可控，严重时甚至损坏LED阵列和驱动电流源模块。另一类故障是LED串中出现断路，例 如参见图3B，在升压模块提供的电压V B 和LED L11之。
17、间出现断路。可以理解，断路还可以 出现在例如L11和L12、L1n-1和L1n以及L1n和电流源之间。现有技术通常使用复杂并且 独立的电路模块来检测这两类故障，这导致成本上升并且使得电路设计更为复杂。因此，需 要一种能够检测上述故障的至少一部分的设计简单的驱动装置以及检测方法。 0005 在另一方面，越来越多的LED应用要求LED光可调，这要求LED驱动器能根据需要 具有不同的驱动能力以改变LED产生的光的量。此外，在产生不同颜色的光的LED的组合 中，其中不同的颜色被混合，以获得具有特定色温的光，需要用于一种颜色或者若干种颜色 的LED的驱动器可调光。在弱光状态下，常规的LED驱动器通常使用。
18、脉冲宽度调制(PWM) 来调光。此时，在PWM信号和驱动器中的调光电流之间经常具有延迟，这导致调光延迟，容 易使得LED的驱动电流不精确，从而导致LED光被过度调节并且使得LED面板的亮度不准 确。因此，需要一种改进响应的驱动装置以及改进方法。 发明内容 0006 本发明的实施例旨在至少部分地解决或缓解上述问题。 0007 根据本发明的一个方面，提供一种用于驱动发光设备的驱动装置，包括：驱动电流 源模块，被配置成在操作时经由节点向所述发光设备提供电流；保护模块，与所述节点和所 述驱动电流源模块耦合，被配置为在操作时选择性地向所述节点注入电流并基于所述节点 上的电压的检测结果来控制所述驱动电流源。
19、模块。 0008 根据本发明的另一方面，提供一种显示系统，包括发光设备和用于驱动所述发光 说 明 书CN 104349540 A 2/11页 7 设备的上述驱动装置。 0009 根据本发明的又一方面，提供一种包括上述显示系统的电子设备。 0010 根据本发明的又一方面，提供一种用于保护显示系统的方法，所述显示系统包括 发光设备和用于驱动所述发光设备的驱动装置，所述发光设备经由节点与所述驱动装置的 电流源耦合，所述方法包括：在所述驱动装置启动之前，禁用所述驱动电流源模块；向所述 节点注入电流；检测所述节点上的电压；以及根据所检测的电压来确定是否启用或禁用所 述驱动装置。 0011 根据本发明的又。
20、一方面，提供一种用于保护显示系统的方法，所述显示系统包括 发光设备和用于驱动所述发光设备的驱动装置，所述发光设备经由节点与所述驱动装置的 电流源耦合，所述方法包括：在所述驱动装置运行时，检测所述节点上的电压；当检测到所 述节点的电压小于阈值电压时，禁用所述驱动电流源模块；向所述节点注入电流；检测所 述节点上的电压；以及根据所检测的电压来选择仅禁用所述驱动电流源模块或禁用整个所 述驱动装置。 0012 根据本发明的又一方面，提供一种用于驱动发光设备的驱动装置，包括：驱动电流 源模块，被配置成在操作时经由节点向所述发光设备提供电流；其中所述驱动电流源模块 被配置为在脉宽调制(PWM)模式调光时，通。
21、过减少由所述驱动电流源模块中包括的运算放 大器导致的延迟来提高调光精度。 0013 根据本发明的又一方面，提供一种显示系统，包括发光设备和用于驱动所述发光 设备的上述驱动装置。 0014 根据本发明的又一方面，提供一种包括上述显示系统的电子设备。 0015 根据本发明的又一方面，提供一种用于驱动发光设备的方法，包括：在脉宽调制 (PWM)模式调光时，通过减少由所述驱动装置中的运算放大器导致的延迟来提高调光精度。 0016 通过使用根据本发明的一些实施例，可以获得相应的有益效果。 附图说明 0017 通过示例的方式在未按比例绘制的所附附图中图示了一些实施例，在附图中，类 似的参考标记指代类似的部。
22、件，并且其中： 0018 图1是现有技术中显示系统的示意性示例； 0019 图2是现有技术中LED面板的示意性示例； 0020 图3A和图3B分别是LED面板中短路故障和断路故障的一种示例； 0021 图4是根据本发明的一个实施例的具有保护模块的、用于驱动发光设备的驱动装 置的示例； 0022 图5是根据本发明的一个实施例的具有保护模块的、用于驱动发光设备的驱动装 置的示例； 0023 图6A是根据本发明的一个实施例的检测故障并且保护驱动装置的方法的一个示 例的流程图； 0024 图6B是根据本发明的另一实施例的检测故障并且保护驱动装置的方法的一个示 例的流程图； 0025 图7是根据本发明的。
23、一个实施例的具有保护模块的用于驱动发光设备的驱动装 说 明 书CN 104349540 A 3/11页 8 置的示例； 0026 图8是根据本发明的一个实施例的用于驱动发光设备的驱动装置的示例； 0027 图9是根据本发明的一个实施例的驱动装置的示例； 0028 图10是PWM信号与驱动电流之间的延迟的一个示例； 0029 图11是根据本发明的一个实施例的驱动装置的运算放大器的电路示意图； 0030 图12是根据本发明的一个实施例的驱动装置的运算放大器的电路示意图； 0031 图13是根据图12的实施例的仿真结果图；以及 0032 图14A和图14B是根据本发明的一个实施例的电阻单元的示例。 。
24、具体实施方式 0033 在下文描述中阐述某些具体细节以便提供对公开的主题内容的各种方面的透彻 理解。然而在不具有这些具体细节的情形下仍然可以实现所公开的主题内容。在一些实例 中，尚未具体描述形成与半导体器件关联的结构的公知结构和方法以免模糊对本公开内容 的其它方面的描述。 0034 除非上下文另有要求，否则在说明书和所附权利要求书全文中，词语“包括”将解 释成开放式包含意义，也就是说，解释为“包括但不限于”。 0035 在本说明书全文中引用“一个实施例”或者“实施例”意味着结合该实施例描述的 特定特征、结构或者特性包含于至少一个实施例中。因此，在本说明书全文中各处出现短语 “在一个实施例中”或。
25、者“在实施例中”未必都是指相同方面。另外，可以在本公开内容的一 个或者多个方面中以任何适当方式组合特定特征、结构或者特性。 0036 现在参见图4，图4示出了根据本发明的一个实施例的布置。在该布置中，为了便 于说明，仅示出一个LED串。本领域技术人员可以理解，可以包括更多的LED串，并且LED 串也可以为其它适用此情形的发光设备。 0037 在图4中，LED串由升压模块3提供电压，并且经由节点N CS 与电流源串联耦合。本 领域技术人员可以理解，节点N CS 可以是LED串中与电流源21相连的LED和电流源之间的 任何一个点，例如，在电流源被集成在驱动装置中而LED串被集成在发光设备中时，节点。
26、N CS 可以是驱动装置的连向发光设备的引脚。 0038 本领域技术可以理解，图4中的升压模块3、保护模块4、驱动电流源模块21可以 集成在一个集成电路芯片中，也可以位于不同的集成电路芯片中。 0039 如图4所示，在本发明的一个实施例中，在驱动装置中集成了保护模块4，以例如 用于检测如背景技术中所述的两类故障并且执行相应的保护动作。保护模块4根据来自节 点N CS 的信号来确定检测结果，并且选择性地禁用电流源21或驱动装置。例如，当确定LED 串中存在短路时，为了避免电流源21不可控以及可能的驱动装置和发光设备损坏，可以禁 用全部驱动电路。例如，当确定LED串中存在断路时，可以仅禁用与该LE。
27、D串对应的驱动电 流源模块21。 0040 本领域技术人员可以理解，禁用是指停止使用相应器件或设备。例如，当禁用电流 源21时，可以通过控制信号使得电流源不工作、或不对电流源供电、或者断开电流源与其 它器件、设备或电路等的连接使其与其它器件、设备、电路等电隔离。 0041 下面结合附图5以及附图6A和附图6B来具体说明根据本发明的一个实施例的保 说 明 书CN 104349540 A 4/11页 9 护模块的工作，其中图5是耦合到电流源21和驱动模块3的保护电路4的一个具体示例， 图6A是在诸如LED面板之类的发光设备启动之前检测故障的方法的一个示例，而图6B是 在诸如LED面板之类的发光设备。
28、工作时检测故障的方法的一个示例。 0042 首先，参见附图5和附图6A，当在诸如LED面板之类的发光设备启动之前，期望能 检测发光设备中的故障以避免启动时可能导致设备损坏的潜在可能。对于发光设备而言， 最为主要的是避免靠近驱动电流源模块21的发光设备短路接地。 0043 根据本发明的一个实施例，提供了这样一种方法以在发光设备启动之前检测短路 故障。在启动发光设备和驱动装置之前，在步骤S611处禁用驱动电流源模块21。如上所述， 本领域技术人员可以理解，禁用是指停止使用相应器件或设备。例如，当禁用电流源21时， 可以通过控制信号使得电流源不工作、或不对电流源供电、或者断开电流源与其它器件、设 备。
29、或电路等的连接使其与其它器件、设备、电路等电隔离。 0044 然后，在步骤S613处，控制器41控制电流注入电路42使其向节点N CS 注入电流， 该电流例如可以是诸如100A之类的小量电流。在持续注入一段时间(例如100微秒) 之后，控制器41控制电流注入电路42使其停止注入电流， 0045 在步骤S615处，控制器41控制电压检测电路43检测节点N CS 上的电压。在另一 种情形中，控制器41可以持续地接收来自电压检测电路43的电压。在另一示例中，控制器 41也可以直接耦合至节点N CS 以获取节点N CS 上的电压，从而省略电压检测电路43。此外， 本领域技术人员可以根据实际设计的发光设。
30、备和驱动装置的具体情况选择注入电流的大 小和持续时间。 0046 然后，在步骤S617处，控制器41根据所获得的节点N CS 上的电压来判断其是否小 于阈值V TH1 (例如100mV)。本领域技术人员可以理解，可以根据实际设计的发光设备和驱动 装置的具体情况选择阈值V TH1 的值。当节点N CS 上的电压小于阈值V TH1 时，例如节点N CS 上的 电压为0V，这意味着节点N CS 接地。也即，LED串中靠近的驱动电流源模块21的LED接地， 而这是如上所述的需要禁止的情形。因此，在步骤S6191处，禁用驱动装置。禁用驱动装置 可以包括禁用电流注入电路42、处理器41、电压检测电路43、。
31、升压模块3以及驱动电流源模 块21等等，例如禁用驱动模块4或集成电路芯片中的其它电路等。 0047 而当节点N CS 上的电压大于或者等于阈值V TH1 时，这意味着发光设备中不存在上述 的短路情形。这是因为此时类似于给电容器充电的情形，在诸如LED串之类的发光设备两 端因注入电流一段时间而存在某个电压。此时，设备可以启动。因此，在步骤S6193处，控 制器41给出设备启动的信号以启动驱动装置和发光设备。本领域技术人员可以理解，此 时，在诸如LED面板之类的发光设备中的仍然可能存在断路的情形，但断路一般并不导致 驱动电流源模块21不可控，也一般不会导致设备损坏，因此仍然可以启动驱动装置和发光 。
32、设备。 0048 上面具体描述了在设备启动前检测发光设备中是否存在故障的流程。下面结合附 图5和图6B具体描述发光设备在运行时检测是否存在故障的示例。 0049 参见图5和图6B，当驱动装置和发光设备运行时，在步骤S601处，控制器41控制 电压检测电路43持续地检测节点N CS 上的电压。如在步骤S603中所示那样，判断节点N CS 上的电压是否小于阈值电压V TH2 。当驱动装置和发光设备正常工作时，节点N CS 上的电压大 于或者等于阈值电压V TH2 。此时，返回至步骤S601进行检测。阈值电压V TH2 可以与阈值电 说 明 书CN 104349540 A 5/11页 10 压V T。
33、H1 相同或者不同，这根据实际电路设计的需要而进行确定。当判断出节点N CS 上的电压 小于阈值电压V TH2 时，故障出现，此时需要判断故障类型以进行相应处理。 0050 然后，在步骤S621处，与步骤S611类似，禁用驱动电流源模块21。此后依次执行 步骤S623的向节点N CS 注入电流、步骤S625的检测节点N CS 上的电压以及步骤S627的判断 节点N CS 电压是否小于阈值。步骤S621、S623、S625和S627分别与步骤S621、S623、S625 和S627相似，在此不再赘述。 0051 在步骤S627之后，当判断出节点N CS 电压小于阈值时，如在步骤S6291中所示那。
34、 样，禁用驱动装置，这与步骤S6191相似。当判断出节点N CS 上的电压大于或者等于阈值时， 这表明故障类型为断路，因此可以仅禁用该驱动电流源模块21和对应的LED串，而其它驱 动电流源模块(诸如驱动电流源模块2m)则不受影响。由于LED面板包括诸如图2所示的 LED阵列，因此，上述步骤可以按LED串轮流执行，也可以同时执行。此外，对于运行时的节 点N CS 上的电压的检测可以持续检测，也可以按一定的时间间隔定期检测。持续检测的优势 在于实时发现故障，而定期检测的优势则在于节省功耗。 0052 图7示出了保护电路4的又一示例。在图7中，保护电路4包括电流注入控制器 401、定时电路402、注。
35、入电流源403、第一比较器404和第二比较器405。在该示例中，持续 地检测节点N CS 上的电压，该电压被直接馈送至第一比较器404的反相端(即，此时省略了 前述的电压检测电路43。换言之，电压检测电路可以相当于节点与第一比较器404之间的 电连接)以与第一比较器404的同相端接收的参考电压V REF 进行比较，该V REF 可以是上述的 阈值电压V TH2 。当判断出N CS 上的电压小于V TH2 时，第一比较器404输出信号以禁用驱动电 流源模块21，并且信号还被馈送至电流注入控制器401，控制器401根据该信号启用注入电 流源403，从而向节点N CS 注入电流，并且电流注入控制器4。
36、01还启用定时电路402，使得定 时控制电路402控制电流注入的时间，诸如100微秒。虽然在图7中电流注入控制器401 和定时控制电路402被示出为分立的模块，本领域技术人员可以理解，电流注入控制器401 可以被设计为具有定时功能，从而省略单独的定时电路402。定时电路402在一段时间之 后向第二比较器输出使能信号EN，从而第二比较器405将在其反相端接收的节点电压与同 相端接收的参考电压V REF 进行比较。当节点电压小于参考电压V REF 时，第二比较器405输出 如上文所述的禁用驱动装置的信号，而当节点电压大于或者等于参考电压V REF 时，第二比较 器405输出如上文所述的禁用驱动电流。
37、源模块21的信号。以上针对运行时的检测和保护 描述了保护电路4的另一示例。本领域技术人员可以理解，该保护电路也可以用于在启动 驱动装置和发光设备之前检测电路故障，例如第一比较器404被控制成在启动驱动装置和 发光设备之前输出禁用信号给驱动电流源模块21，而第二比较器405的输出可以用于指示 是否存在发光设备短路的故障。此外，本领域技术人员还可以理解，还可以有除图5和图7 所示的保护电路之外的其它电路设计，只要该电路能够执行图6A和图6B所示的用于检测 和保护的方法。 0053 上面针对本发明的一个实施例描述了可以用于检测诸如LED面板之类的发光设 备的故障的驱动装置以及检测和保护方法。由于可以。
38、将保护电路与升压模块以及驱动电流 源模块之类的部件集成在同一块集成电路芯片中，因此无需外部的复杂检测电路，并且也 因此避免外部电路带来的干扰等。此外，本领域技术人员在阅读上面的实施例可以理解，本 发明的可以用于检测诸如LED面板之类的发光设备的故障的驱动装置以及检测和保护方 说 明 书CN 104349540 A 10 6/11页 11 法的设计简单并且能够提供对驱动装置的实时检测和保护。 0054 图8示出了根据本发明的另一实施例的驱动装置5和发光设备的配置。在图8中， 为了便于说明，示出图2所示的LED面板/阵列中的仅一个LED串，该LED串由升压模块提 供电压，并且经由节点N CS 与驱。
39、动装置5耦合以由驱动装置5驱动。本领域技术人员可以理 解，节点N CS 可以是LED串中与驱动装置5相连的LED和电流源之间的任何一个点，例如，在 电流源被集成在驱动装置中而LED串被集成在发光设备中时，节点N CS 可以是驱动装置的连 向发光设备的引脚。本领域技术可以理解，图8中的升压模块、驱动电流源模块5可以集成 在一个集成电路芯片中，也可以位于不同的集成电路芯片中。此外，驱动装置8也可以包括 上面所述的保护模块4，为了使得图8更为清楚，因此保护模块4在图8中未示出。从功能 上而言，图8中的驱动装置5与前述实施例中的驱动电流源模块21相似，并且在某些情形 (例如弱光状况)下可以通用。当诸如。
40、LED面板之类的发光设备在弱光状态下(即，LED面 板处于低发光亮度的情形)时，驱动装置通常以脉冲宽度调制(PWM)模式进行调光。例如， 参见图8，在弱光状态下，数模转换器(DAC)51将电流I SET 提供给运算放大器52。由于电流 I SET 流入运算放大器52的同相端的比例极小以至于可以忽略，因此流经电阻器R2的电流基 本上等于电流I SET 。电阻器R2和电阻器R1的一端连接至相同电势，例如接地。因此，在此 情形下，运算放大器52的同相端的电压V + 基本等于R2*I SET 。由于运算放大器52的两个输 入端电压基本相等，因此运算放大器52的反相端的电压V-基本也等于R2*I SET。
41、 。同样地，流 经开关53的电流基本等于流经电阻器R1的电流。因此，可以得到下列等式(1)： 0055 R2*I SET R1*I L (1) 0056 其中，I SET 是调光电流，而I L 是流经二极管串的电流。因此，可以通过改变I SET 来 实现对LED面板的调光(即，改变I L 的大小)。上述公式(1)可以改写为： 0057 I L I SET *R1/R2I SET *N (2) 0058 其中N为R1与R2的电阻值的比率。 0059 在常规的PWM模式下，N为恒定值，因而通过改变DAC输出的I SET 电流来实现对LED 面板的调光。如背景技术部分所述，常规的PWM模式调光存在延。
42、迟，即PWM信号与I L 电流 之间的延迟，这导致驱动电流不精确，从而使得LED面板在弱光状态下的发光亮度不精确， 而这是不期望的。 0060 下面参见图9和图10来进一步说明LED在PWM模式下的操作以及延迟。为了便 于说明，在图9中仅示出驱动装置5，图9的电路配置与图8中的5基本相似，不同之处在于 添加了由PWM信号控制的第一开关S1和第二开关S2。通过第一开关S1和第二开关S2的 接通和断开来实现运算放大器52的操作以及NMOS53的导通和截止。本领域技术人员可以 理解，开关S1和S2可以由诸如MOS晶体管、双极晶体管之类的能够实现高速开关功能的任 何器件实现。NMOS53仅为示例，其也。
43、可以由PMOS或双极晶体管等来实现。 0061 参见图10，PWM脉冲信号类似于阶跃的方波信号，其用于控制第一开关S1和S2的 接通和断开。当PWM信号为0时，第一开关S1断开并且S2接通，此时，运算放大器52没有 反相端输入，并且运算放大器52的输出接地，这导致NMOS53截止，因此没有电流I L 流经电 阻器R1。当PWM信号从0跃变为1时，S1接通并且S2断开，此时的电路与图8中所示的电 路相似，运算放大器52的输出为高电平，使得NMOS53导通，从而使得I L 流经电阻器R1。可 以通过调节PWM的占空比来调节LED的平均发光亮度。通过研究发现，在实际操作过程中， 说 明 书CN 10。
44、4349540 A 11 7/11页 12 在PWM信号的跃变和电流I L 之间总存在延迟，例如参见图10，在PWM信号和电流I L 之间存 在延迟Td，这导致调光不精确，因此期望能够减小延迟。 0062 现有技术中通过设计更为复杂的运算放大器来减小延迟Td，这导致驱动装置的制 造成本大幅度上升并且导致芯片尺寸增加。在图8和图9中的电路配置中，通过研究发现， 延迟Td主要由运算放大器52所导致。通过进一步研究发现，可以通过两种方式来改进运 算放大器52的响应：一种称为爆发(burst)模式，即，在紧接在PWM信号转变之后的初始阶 段(例如200纳秒)提高运算放大器52内流经差分跨导级的电流来改。
45、进运算放大器52的 响应，从而减小PWM信号跃变和电流I L 之间的延迟Td；另一种方式是当流经LED的电流I L 太小时提高在运算放大器的输入端的电压Vset来改进运算放大器52的响应。 0063 下面分别针对两种方式进行叙述。 0064 在图11中示出了根据本发明的一个实施例的运算放大器的示例图。该运算放大 器是典型的折叠式共源共栅运算放大器，其包括三个部分：差分跨导级、电流级和共源共栅 电流镜负载。在图11中，这三个部分由虚线隔开。如图所示，差分跨导级与电流级级联并且 再紧跟共源共栅电流镜负载。差分跨导级包括一对差分输入晶体管M1和M2，其一端与晶体 管M3耦合而另一端与电流级耦合，电流。
46、级包括晶体管M4、M5、M6和M7，其在跨导输入级和 共源共栅电流镜之间耦合。共源共栅电流镜包括互相耦合的晶体管M8、M9、M10和M11。对 于此类运算放大器而言，还可以包括补偿电路，诸如密勒补偿。本领域技术人员可以理解， 可以根据需要对该实施例的折叠式运算放大器进行修改、添加、删除部分器件或子电路。 0065 在图12中示出了根据本发明的另一实施例的运算放大器的示例图，该运算放大 器是包括密勒补偿电容器C0的折叠式运算放大器。图12中的实施例相比于图11的实施 例的改进之处在于添加了三个附加的电流源电路。如图12所示，在差分跨导级中，成对的 差分输入晶体管的一端耦合到与图11中晶体管M3在。
47、功能上类似的电流源电路，而另一端 分别耦合到在差分跨导级右侧的电流级。为了增加运算放大器的响应，在差分输入晶体管 的一端增加与电流镜电路耦合第一附加电流源电路，其包括一个电流源和一个NMOS晶体 管，并且在差分输入晶体管的另一端增加第二和第三附加电流源电路，其分别包括一个电 流源和一个NMOS晶体管。这三个NMOS晶体管分别由burst_en信号控制，从而在PWM信号 跃变时(例如从0变为1或从1变为0)保持为高电平并且持续一段时间(例如200ns)。 当NMOS晶体管导通时，这三个附加的电流源电路导通并且提供附加的电流以共同作用，从 而提供密勒补偿电容器C0的充电速度。这样，该实施例的折叠式。
48、运算放大器的输出响应得 以提高。本领域技术人员可以理解，可以具有其它实现方式，例如增加图12中差分输入晶 体管的一端的电流镜电路提供的电流并且提高电流级中电流源的电流。本领域技术人员也 可以理解，上述实施例仅是示例而非旨在限制，对于其它类型的运算放大器，也可以通过在 PWM信号跃变时，增加内部电流来提高运算放大器的响应。 0066 图13示出了根据一个实施例的仿真图，图13的上侧描绘PWM脉冲信号，图13的 下侧描绘了使用爆发模式的电流I L 曲线以及与其进行对比的未使用爆发模式(常规模式) 的电流I L 曲线。从图13中可以看出，在常规模式下，延迟Td约为1.5微秒，而在爆发模式 下，延迟T。
49、d约为75纳秒，其远小于1.5微秒。由此可见，通过在PWM脉冲信号转变初期使用 爆发模式，可以大幅度减少运算放大器的响应延迟，从而使得LED面板在弱光状态下的调 光更为精确(因为电流的精确性更高)。此外，相比于使用更为复杂的运算放大器的驱动装 说 明 书CN 104349540 A 12 8/11页 13 置而言，根据本发明的实施例的驱动装置的设计更为简单，有效地降低了驱动装置的功耗， 并且还显著降低了当完全集成在芯片时所占用的芯片占用面积。 0067 改进运算放大器导致的延迟的另一方式涉及当流经LED的电流I L 较低时提高运 算放大器的输入端的电压。如上所述，并且如图8和图9所示，通过研究发现可以提高Vset 的电压来提高运算放大器的响应。由于运算放大器52在工作时的同相端和反相端的电压 大致相等，因此在第一开关S1接通时，R1的与第一开关相接的一端的电压(假设R1的另 一端接地)等于Vset，因此在增加Vset电压的情形下，R1的与第一开关相接的一端的电压 相应地增加。对于图8和图9中所示的电路结构而言。