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发光二极管的驱动电路.pdf

  • 上传人:1****2
  • 文档编号:783277
  • 上传时间:2018-03-11
  • 格式:PDF
  • 页数:6
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN200910166330.7

    申请日:

    2009.08.24

    公开号:

    CN101998725A

    公开日:

    2011.03.30

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情:

    发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):H05B 37/02申请公布日:20110330|||实质审查的生效IPC(主分类):H05B 37/02申请日:20090824|||公开

    IPC分类号:

    H05B37/02; F21V23/00; F21Y101/02(2006.01)N

    主分类号:

    H05B37/02

    申请人:

    华映视讯(吴江)有限公司; 中华映管股份有限公司

    发明人:

    刘家麟; 李菱; 彭佳凌; 罗国忠; 莫启能

    地址:

    215217 江苏省苏州市吴江经济开发区同里分区江兴东路88号

    优先权:

    专利代理机构:

    北京集佳知识产权代理有限公司 11227

    代理人:

    孙长龙

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    内容摘要

    一种发光二极管的驱动电路,包括一电压调整单元、一开关单元以及一控制单元,其中控制单元电性连接于电压调整单元与开关单元之间。电压调整单元用以输出一驱动电压至复数个负载单元的一端,而开关单元则电性连接于上述负载单元的另一端。当开关单元将负载单元中的一发光二极管串电性连接至一电流源时,上述电压调整单元调整驱动电压的电压值以对应于被连接的发光二极管串,藉此改善因发光二极管电性差异所造成的驱动问题。

    权利要求书

    1: 一种发光二极管的驱动电路, 用于驱动复数个负载单元, 其特征在于, 每一该些负载 单元包括至少一发光二极管, 该发光二极管的驱动电路包括 : 一电压调整单元, 用以输出一驱动电压至该些负载单元的一端 ; 一开关单元, 分别电性连接于该些负载单元的另一端与一电流源之间, 用以将该些负 载单元中的一电性连接至该电流源 ; 以及 一控制单元, 电性连接于该电压调整单元与该开关单元, 其中该电压调整单元根据该 控制单元所输出的一第一控制信号调整该驱动电压, 该开关单元根据该控制单元所输出的 一第二控制信号选择性导通该些负载单元的一与该电流源 ; 其中, 当该开关单元将该些负载单元中的一第一负载单元电性连接至该电流源时, 该 电压调整单元调整该驱动电压的电压值以对应于该第一负载单元。
    2: 如权利要求 1 项所述的发光二极管的驱动电路, 其特征在于, 当该开关单元将该些 负载单元中的一第二负载单元电性连接至该电流源时, 该电压调整单元调整该驱动电压的 电压值以对应于该第二负载单元。
    3: 如权利要求 1 所述的发光二极管的驱动电路, 其特征在于, 该开关单元还依序将该 些负载单元电性连接至该电流源, 该电压调整单元则依序调整该驱动电压的电压值以对应 于被电性连接的该些负载单元或该些负载单元之一。
    4: 如权利要求 1 所述的发光二极管的驱动电路, 其特征在于, 该开关单元包括 : 复数个开关, 分别电性连接于该些负载单元与该电流源之间 ; 以及 一开关控制单元, 分别电性连接于该些开关, 并根据该第二控制信号以选择性导通该 些开关。
    5: 如权利要求 4 所述的发光二极管的驱动电路, 其特征在于, 该些开关包括 N 型晶体管 或 P 型晶体管。
    6: 如权利要求 1 所述的发光二极管的驱动电路, 其特征在于, 该电压调整单元包括一 升压电路或一降压电路。
    7: 如权利要求 1 所述的发光二极管的驱动电路, 其特征在于, 该负载单元至少包括一 发光二极管串, 该发光二极管串包括复数个彼此串联的第一发光二极管。
    8: 如权利要求 1 所述的发光二极管的驱动电路, 其特征在于, 该电流源为一定电流源。

    说明书


    发光二极管的驱动电路

        技术领域 本发明是有关于一种发光二极管 (Light Emitting Diode, LED) 的驱动电路, 且特 别是有关于 LED 背光的驱动电路。
         背景技术 液晶或电浆显示器已被大量地使用于手机、 笔记型计算机、 个人计算机及个人数 字助理 (PDA) 等消费性电子产品的显示屏幕上。然而, 由于液晶或电浆显示器的面板本身 并不具有发光的功能, 因此需要于面板后方配置一背光源以提供液晶面板所需要的显示光 源。 目前市场上的背光源有平面荧光灯、 冷阴极荧光灯 (Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL) 及发光二极管等等。其中, 发光二极管因具有体积小、 无热幅射、 耗电量低、 寿命长和 反应速度佳等优点, 且能解决非常多过去平面荧光灯与冷阴极荧光灯所难以克服的问题, 因而是现阶段被看好的背光源。
         在背光模组中, 通常会包括多条由多个 LED 串联所形成的 LED 串, 在 LED 串的驱动 方面, 通常是使用相同的电压来驱动背光模组中所有 LED, 然后在利用脉波宽度调变 (Pulse Width Modulation, PWM) 信号来调整各别 LED 的发光强度。然而, 由于材料制程的差异, 因 此背光模组中的个别 LED 串在导通 ( 点亮 ) 时所需的电压会有所差异, 因而容易造成 RGB 三种色光强度的差异, 而影响白光的质量。此外, 若使用较高的驱动电压来驱动所有 LED 串 也会造成功率消耗的问题产生。
         发明内容 本发明提供一种发光二极管的驱动电路, 可根据 LED 或 LED 串的电性差异调整其 驱动电压, 使驱动电路可适用于具有不同导通电压的 LED, 并达到更佳的白光效果以及减少 功率消耗。
         承上述, 本发明提出一种驱动电路, 用于驱动复数个负载单元, 每一上述负载单元 包括至少一发光二极管, 上述驱动电路包括一电压调整单元、 一开关单元以及一控制单元。 电压调整单元用以输出一驱动电压至上述负载单元之一端, 开关单元电性连接于上述负载 单元的另一端与一电流源之间, 用以选择性将上述负载单元的一电性连接至上述电流源。 控制单元电性连接于上述电压调整单元与上述开关单元, 其中电压调整单元根据控制单元 所输出的第一控制信号调整驱动电压, 而开关单元根据控制单元所输出的第二控制信号选 择性导通上述负载单元的一与上述电流源。
         其中, 当开关单元将上述负载单元中的一第一负载单元电性连接至上述电流源 时, 电压调整单元会调整驱动电压的电压值以对应于上述第一负载单元。
         在本发明一实施例中, 其中当开关单元将上述负载单元中的一第二负载单元电性 连接至上述电流源时, 上述电压调整单元调整上述驱动电压的电压值以对应于上述第二负 载单元。
         在本发明一实施例中, 其中上述开关单元更依序将上述负载单元电性连接至上述
         电流源, 上述电压调整单元则依序调整上述驱动电压的电压值以对应于被电性连接的上述 负载单元或上述负载单元之一。
         在本发明一实施例中, 上述开关单元包括复数个开关以及一开关控制单元, 其中 上述开关分别电性连接于上述负载单元与上述电流源之间, 上述开关控制单元分别电性连 接于上述开关, 并根据上述第二控制信号以选择性导通上述开关。
         在本发明一实施例中, 其中上述开关包括 N 型晶体管或 P 型晶体管。
         在本发明一实施例中, 其中上述电压调整单元包括一升压电路或一降压电路。
         在本发明一实施例中, 其中上述负载单元至少包括一发光二极管串, 上述发光二 极管串包括复数个彼此串联的第一发光二极管。
         在本发明一实施例中, 其中上述电流源为一定电流源。
         本发明因采用可调式的驱动电压来驱动背光模组中 LED 或 LED 串, 因此可根据 LED 或 LED 串的电性差异提供适当驱动电压, 藉此改善 LED 电性差异所造成驱动问题以及降低 驱动时功率消耗。此外, 当应用本发明的技术手段来驱动 RGB 三种色光的 LED 时, 可使其发 光强度更为均匀, 达到更好的白光效果。
         为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂, 下文特举较佳实施例, 并配合所附 图式, 作详细说明如下。 附图说明
         图 1 为根据本发明一实施例的驱动电路图。 图 2 为根据本发明一实施例的负载单元的驱动电压与电流关系图。具体实施方式
         图 1 为根据本发明一实施例的驱动电路图, 图 1 包括驱动电路与 LED 串所形成的 负载单元 152、 154、 156。驱动电路包括电压调整单元 110、 控制单元 120、 开关单元 130 以 及电流源 140, 其中开关单元 130 包括开关控制单元 132 与开关 134、 135 以及 136。开关 134、 135、 136 则可利用晶体管来形成, 例如是 NPN、 PNP 双极接面晶体管 (Bipolar Junction Transistor, 简称 BJT) 或 NMOS(Nchannel metal oxide semiconductor transistor, 简称 NMOS)PMOS(Pchannel metalo xide semiconductor transistor, 简称 PMOS) 等晶体管。负 载单元 152、 154、 156 则例如是背光模组中的 LED 串。
         控制单元 120 电性连接于电压调整单元 110 与开关控制单元 132 之间, 分别输出 第一控制信号 CS1 与第二控制信号 CS2 至电压调整单元 110 与开关控制单元 132。电压调 整单元 110 根据第一控制信号 CS1 调整所输出的驱动电压 VOUT, 并将驱动电压 VOUT 输出 至负载单元 152、 154、 156 的一端 (LED 串的阳极 )。开关控制单元 132 则电性连接于开关 134、 135 以及 136, 并根据第二控制信号 CS2 选择性导通开关 134、 135、 136。电流源 140 电 性连接于开关 134、 135、 136 的另一端与接地 GND 之间。电压调整单元 110 的内部电路则包 括例如升压电路 (Boost circuit) 或降压电路 (Buck circuit)。
         当开关控制单元 132 导通开关 134 时, 电压调整单元 110 则会调整驱动电压 VOUT 的电压值以对应于负载单元 152。依此类推, 当开关控制单元 132 导通开关 135 时, 电压调 整单元 110 则会调整驱动电压 VOUT 的电压值以对应于负载单元 154。当开关控制单元 132导通开关 136 时, 电压调整单元 110 则会调整驱动电压 VOUT 的电压值以对应于负载单元 156。当负载单元 152、 154、 156 接收到足以导通其内部 LED 串的驱动电压 VOUT 时, 即会产 生导通电流, 其内部的 LED 即会产生对应的光强度 (light luminance)。
         由于负载单元 152-156 内的 LED 串可能会因为制程差异而产生不同导通电压 ( 点 亮 LED 串所需的电压 ), 因此可预先设定相对应的驱动电压 VOUT 的电压值, 并配合开关控制 单元 132, 使对应的负载单元 152-156 分别得到适当的驱动电压 VOUT 以进行驱动, 并在对应 的时序被点亮。
         控制单元 120 主要用来控制驱动电压 VOUT 的电压值变化以及开关 134、 135、 136 的导通时序, 使驱动电压 VOUT 可以随着被导通至电流源 140 的负载单元 152、 154 或 156 而 对应调整其电压值。换句话说, 控制单元 120 主要是用来控制电压调整单元 110 与开关控 制单元 132 的工作时序, 以对应导通开关 134、 135、 136 与调整驱动电压 VOUT 来对应点亮负 载单元 152、 154、 156 中的 LED 串。
         驱动电压 VOUT 与流经负载单元 152、 154、 156 的电流 I152、 I154、 I156 之间的关系则请 参照图 2, 图 2 为根据本实施例的负载单元的驱动电压与电流关系图。在本实施例中, 假设 开关 134、 135、 136 分别于时间 T1、 T2、 T3 中被开关控制单元 132 导通。由于驱动电压 VOUT 会随着开关 134、 135、 136 的导通时序而调整。因此, 驱动电压 VOUT 在时间 T1、 T2、 T3 中的 电压值分别为 V1、 V2、 V3。当开关 134、 135、 136 依序导通时, 其对应的负载单元 152、 154、 156 即会依序产生导通电流 I152、 I154、 I156。
         由图 2 可知, 负载单元 152、 154、 156 在时间 T1、 T2、 T3 分别接收到不同的驱动电压 VOUT, 其导通电流 I152、 I154、 I156 的电流值分别为 IR、 IG、 IB。负载单元 152、 154、 156 中的 LED 串的发光强度则由导通电流 I152、 I154、 I156 的电流量所决定。当导通电流 I152、 I154、 I156 为零 时, 表示对应的 LED 串未被点亮 ( 导通 )。导通时的电流值 IR、 IG、 IB 则由电流源 140 所设 定的电流值而定, 在本实施例中电流源 140 则为定电流源, 因此电流值 IR、 IG、 IB 实质上会相 等。
         当负载单元 152、 154、 156 分别代表 RGB 三种色光的 LED 时, 若使用相同的驱动电 压 VOUT 来驱动, 则可能产生光强度不均或启动时间不一的问题, 进而影响背光模组的白光 质量。 因此, 本实施例采用可调整式的驱动电压 VOUT 来驱动 LED, 藉此改善因 LED 本身差异 所造成的背光控制问题, 同时也避免因使用过高的驱动电压而造成功率浪费的问题。
         此外, 值得注意的是, 图 1 中的负载单元并不限制于三个, 每个负载单元亦可包括 多个 LED 串, 其个别 LED 串亦可由一个或多个 LED 所组成, 本实施例并不受限。驱动电压 VOUT 的电压值也不以电压 V1、 V2、 V3 为限, 可依照设计需求调整。再者, 电压调整单元 110 与开关控制单元 132 每次所驱动的负载单元亦不限制为一组, 亦可依照设计需求同时驱动 多组负载单元, 其驱动模式则如上述, 同样可依照不同的负载输出不同驱动电压, 本技术领 域具有通常知识者, 在经由本实例的公开后应可轻易推知, 在此不加累述。
         综上所述, 本发明利用可调整的驱动电压来驱动 LED 串, 并根据个别 LED 串的电性 差异调整对应的驱动电压, 藉此解决因 LED 导通电压不同所造成的驱动问题。
         虽然本发明已以较佳实施例公开如上, 然其并非用以限定本发明, 任何所属技术 领域中具有通常知识者, 在不脱离本发明的精神和范围内, 当可作些许的更动与润饰, 因此 本发明的保护范围当视前述的权利要求范围所界定者为准。

    关 键  词:
    发光二极管 驱动 电路
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