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CN102543005A - 基准电压产生电路以及利用该电路的led驱动电路 - Google Patents

基准电压产生电路以及利用该电路的led驱动电路 Download PDF

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CN102543005A CN2011104511055A CN201110451105A CN102543005A CN 102543005 A CN102543005 A CN 102543005A CN 2011104511055 A CN2011104511055 A CN 2011104511055A CN 201110451105 A CN201110451105 A CN 201110451105A CN 102543005 A CN102543005 A CN 102543005A
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Abstract

本发明公开一种基准电压产生电路以及利用该电路的LED驱动电路。本发明的LED驱动电路包括：并联的多个LED阵列；基准电压产生电路，依次测定多个LED阵列中每一个LED阵列的反馈电压，在测定具有最低反馈电压的LED阵列的反馈电压的时间点输出与反馈电压对应的基准电压；PWM信号产生部，根据产生的基准电压而产生PWM信号；DC-DC转换器，利用产生的PWM信号，向多个LED阵列提供输出电压。

Description

基准电压产生电路以及利用该电路的LED驱动电路
技术领域
本发明涉及一种基准电压产生电路以及利用该电路的LED驱动电路，尤其涉及可以在测定多个LED阵列中的具有最低反馈电压的LED阵列的反馈电压的时间点输出与该LED阵列对应的基准电压的基准电压产生电路以及利用该电路的LED驱动电路。
背景技术
由于液晶显示装置(Liquid Crystal Display，LCD)相比于其他显示装置，厚度薄、重量轻，并且驱动电压以及功耗低，因此被广为利用。但是，液晶显示装置本身不能发光，属于被动型发光器件，因此需要专门的背光源，向液晶显示面板提供光。
作为液晶显示装置的背光源，通常大多使用冷阴极荧光灯(Cold CathodeFluorescent Lamp，CCFL)以及发光二极管(Light Emitting Diode，LED)等。对于冷阴极荧光灯而言，由于使用汞，因此会带来环境污染，并且不仅响应速度慢，色彩再现性差，而且不适合制造短小轻薄的LCD面板。
与此相比，发光二极管因不使用对环境有害的物质而环保，并且能够脉冲驱动。而且，不仅色彩再现性良好，且可以通过调节红色、绿色、蓝色发光二极管的光量而任意改变亮度、色温等，而且还适合制造短小轻薄的LCD面板。由于发光二极管具有这些优点，因此目前广泛地用作LCD面板等的背光源。
如此采用发光二极管的LCD背光源中，将由多个发光二极管构成的LED阵列并联而使用时，需要能够向各LED阵列提供恒电流的驱动电路，且需要用于任意调节亮度和色温等、或者用于温度补偿等的调光(dimming)电路。
具体而言，为了在背光源中维持均一的亮度和色彩，与各Vf无关地需要用相同大小的电流驱动所有的LED。为了进行这种控制，目前采用的方法是，根据各LED阵列的偏差而改变VBUS电压的称之为动态总线电压调节(dynmicbus voltage regulation)的方法。
然而，采用该方法时，虽然能够提高效率，但由于输出电压不稳定，因此会发生可闻噪声(audible Noise)。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的，本发明的目的在于提供一种可以在测定多个LED阵列中的具有最低反馈电压的LED阵列的反馈电压的时间点输出与该LED阵列对应的基准电压的基准电压产生电路以及利用该电路的LED驱动电路。
为了实现上述目的，根据本发明的一种用于LED驱动电路的基准电压产生电路，包括：电压测定部，依次测定并联的多个LED阵列中每一个LED阵列的反馈电压；量化器，检索具有测定出的所述反馈电压中最低反馈电压的LED阵列；比较器，比较所述电压测定部的输出与预设的比较电压而产生基准电压；时序控制部，控制所述比较器，以输出与检索出的所述LED阵列对应的基准电压。
此时，优选地，所述电压测定部将向多个LED阵列整体供给的电压与所述多个LED阵列中每一个LED阵列的电压的差值作为反馈电压而依次进行测定，由此测定多个LED阵列中每一个LED阵列的反馈电压。
另外，优选地，所述量化器检索具有测定出的所述反馈电压中最低反馈电压的LED阵列以及测定所述具有最低反馈电压的LED阵列的反馈电压的时间点。
此时，优选地，所述时序控制器利用布置在所述比较器的输出端的第一开关，在所述时间点将所述比较器的输出作为LED驱动用基准电压而输出。
另外，优选地，所述时序控制器利用布置在所述比较器的负输入端的第二开关，在所述时间点将由所述电压测定部测定的反馈电压提供到所述比较器的负输入端。
另外，还可以包括基准电压控制器，根据所述最低反馈电压的大小，向所述比较器提供多个预设的比较电压中的一个。
此时，优选地，所述多个预设的比较电压包括第一比较电压以及比所述第一比较电压低的第二比较电压。所述基准电压控制器当所述最低反馈电压的大小比预设的基准电压的差值大时，向所述比较器提供所述第一比较电压；当所述最低反馈电压的大小比预设的基准电压的差值小时，向所述比较器提供所述第二比较电压。
另外，优选地，所述基准电压控制器向所述比较器提供具有迟滞形态的比较电压。
另外，根据本实施例的LED驱动电路，包括：并联的多个LED阵列；基准电压产生电路，依次测定所述多个LED阵列中每一个LED阵列的反馈电压，在测定具有最低反馈电压的LED阵列的反馈电压的时间点输出与所述反馈电压对应的基准电压；PWM信号产生部，根据产生的所述基准电压而产生PWM信号；DC-DC转换器，利用产生的所述PWM信号，向所述多个LED阵列提供输出电压。
此时，所述基准电压产生电路包括：电压测定部，依次测定所述多个LED阵列中每一个LED阵列的反馈电压；量化器，检索具有测定出的所述反馈电压中最低反馈电压的LED阵列；比较器，比较所述电压测定部的输出与预设的比较电压而产生基准电压；时序控制部，控制所述比较器，以输出与检索出的所述LED阵列对应的基准电压。
此时，优选地，所述电压测定部将向多个LED阵列整体供给的电压与所述多个LED阵列中每一个LED阵列的电压的差值作为反馈电压而依次进行测定，由此测定多个LED阵列中每一个阵列的反馈电压。
另外，优选地，所述量化器检索具有测定出的所述反馈电压中最低反馈电压的LED阵列以及测定所述具有最低反馈电压的LED阵列的反馈电压的时间点。
另外，优选地，所述时序控制器在所述时间点将所述比较器的输出提供给PWM信号产生部。
另外，优选地，所述时序控制器在所述时间点将由所述电压测定部测定的反馈电压提供到所述比较器的负输入端。
另外，所述基准电压产生电路还可以包括基准电压控制器，根据所述最低反馈电压的大小，向所述比较器提供多个预设的比较电压中的一个。
此时，优选地，所述多个预设的比较电压包括第一比较电压以及比所述第一比较电压低的第二比较电压。所述基准电压控制器当所述最低反馈电压的大小比预设的基准电压的差值大时，向所述比较器提供所述第一比较电压；当所述最低反馈电压的大小比预设的基准电压的差值小时，向所述比较器提供所述第二比较电压。
另外，优选地，所述基准电压控制器向所述比较器提供具有迟滞形态的比较电压。
附图说明
图1为表示根据本发明的一种实施例的LED驱动电路的构成的模块图。
图2为根据本发明的一种实施例的LED驱动电路的电路图。
图3为根据另一种实施例的LED驱动电路的电路图。
图4为表示根据另一种实施例的基准电压产生电路的示意图。
主要符号说明：100为LED驱动电路，110为PWM信号产生部，120为DC-DC转换器，130为LED阵列，140为基准电压产生电路。
具体实施方式
以下，参照附图更加详细地说明本发明。
图1是表示根据本发明的一种实施例的LED驱动电路(或发光二极管驱动电路，以下称为LED驱动电路)的构成的模块图。
参照图1，LED驱动电路100包括PWM(脉冲宽度调制)信号产生部110、DC-DC(直流)转换器120、LED阵列130以及基准电压产生电路140。
PWM信号产生部110根据基准电压而产生PWM信号。具体而言，PWM信号产生部110可通过接收由将在后面说明的基准电压产生电路140产生的基准电压VREF和输出电压VOFB的信号而产生PWM信号。对于PWM信号产生部110的具体构成，在后面参照图2进行说明。
DC-DC转换器120利用产生的PWM信号向多个LED阵列130提供输出电压。具体而言，DC-DC转换器120基于由PWM信号产生部110产生的PWM信号而转换DC电压，并将转换的DC电压提供给并联的多个LED阵列130。
多个LED阵列130由多个LED阵列并联而形成。
基准电压产生电路140依次测定多个LED阵列130中每一个LED阵列的反馈电压(或者正向电压，以下称为反馈电压)。并且，基准电压产生电路140在测定具有最低电压的LED阵列的反馈电压的时间点(timing)输出与该反馈电压对应的基准电压。对于基准电压产生电路140的具体构成以及工作，在后面参照图2至图4进行说明。
如上所述，根据本实施例的LED驱动电路100通过产生与具有最低电压的LED阵列的反馈电压对应的基准电压而进行驱动控制，因此基于这一点，可以提高工作效率。并且，只在测定具有最低电压的LED阵列的反馈电压的时间点，利用与该LED阵列对应的基准电压，因此可以使提供到LED阵列的输出电压稳定，并且可以防止产生可闻噪声(audible Noise)。
图2是根据本实施例的LED驱动电路的电路图。
参照图2，LED驱动电路100包括PWM信号产生部110、DC-DC转换器120、LED阵列130以及基准电压产生电路140。
PWM信号产生部110产生提供给DC-DC转换器120的PWM信号。具体而言，PWM信号产生部110包括误差放大器(Error amp)、比较器(COMP)、RS闩锁器。误差放大器(Error amp)比较被输入到其正(+)输入端的从基准电压产生电路140接收的基准电压(VREF)与被输入到其负(-)输入端的分割输入电压(Vout)的阻抗端子电压(VOFB)，并放大输出(VC)差值。并且，比较器(COMP)比较被输入到其负(-)输入端的误差放大器(Erroramp)的输出(VC)与被输入到其正(+)输入端的感受电压(VS)，并将其差值作为比较器(COMP)的重置信号(VRST)而输出。比较器(COMP)的输出以重置信号(VRST)输入到RS闩锁器，且决定开关频率的基准时钟(Clock)以设置(set)信号输入到RS闩锁器，从而RS闩锁器可以产生通常的电流模式调制方式的PWM信号。
DC-DC转换器120可以由升压开关(boost switcher)构成，该升压开关由电感器(inductor)、升压门(boost Gate)以及二极管构成。图2中示出的DC-DC转换器120执行与通常的升压开关(boost switcher)相同的工作，因此省略详细说明。
基准电压产生电路140依次测定多个LED阵列130中每一个LED阵列的反馈电压，在测定具有最低电压的LED阵列的反馈电压的时间点(timing)输出与反馈电压对应的基准电压。具体而言，基准电压产生电路140包括电压测定部141、量化器(quantizer)、时序控制器143以及比较器144。
电压测定部141依次并联的多个LED阵列130中每一个LED阵列的反馈电压。具体而言，电压测定部141通过依次测定具有向多个LED阵列130整体供给的电压(Vout)与多个LED阵列130的每一个LED阵列的电压的差值的节点的电压(VFB1...VFBn)，可以测定多个LED阵列130中每一个LED阵列的反馈电压。并且，电压测定部141执行缓冲工作，由此可以在预设的时间内存储测定出的多个LED阵列130中每一个LED阵列的反馈电压。
量化器142检索具有测定出的反馈电压中最低电压的LED阵列(或信道(channel))。具体而言，量化器142检索具有依次测定的反馈电压中最低反馈电压的LED阵列，并可以检索测定针对检索出的LED阵列的反馈电压的时间点。
时序控制器143控制比较器144，以输出与检索出的LED阵列对应的基准电压(VREF)。具体而言，时序控制器143可以利用布置在比较器144的输出端的第一开关(143-1)，控制成仅在由量化器142检索出的时间点输出由比较器144产生的基准电压。
具体而言，电压测定部141依次检测多个LED阵列130的反馈电压，多个LED阵列130的反馈电压被依次输入到比较器144，比较器144输出依次接收的反馈电压与比较电压的差值。但是，时序控制器130仅在测定由量化器142检测出的反馈电压的时间点，将比较器144的输出提供给PWM信号产生部110。
另外，时序控制器143还可以利用布置在比较器的负输入端的第二开关，仅在测定最低反馈电压的时间点将电压测定部141的输出提供给负输入端，据此使比较器144输出与最低反馈电压对应的基准电压。对此，在后面参照图4进行说明。
如上所述，根据本实施例的时序控制器143仅在测定具有最低电压的LED阵列的反馈电压的时间点向PWM信号产生部110提供与该LED阵列对应的基准电压，据此可以使提供到LED阵列的基准电压稳定，从而可以防止产生可闻噪声(audible Noise)。
比较器144比较电压测定部的输出与预设的比较电压而产生基准电压。具体而言，比较器144可以由运算放大器(OP-AMP)实现，电压测定部141的输出被输入到比较器144的负(-)输入端，而比较电压被输入到比较器144的正(+)输入端，由此比较器144可以输出其差值。
图3为根据另一种实施例的LED驱动电路的电路图。
参照图3，LED驱动电路100′包括PWM信号产生部110、DC-DC转换器120、LED阵列130以及基准电压产生电路140′。
由于PWM信号产生部110、DC-DC转换器120以及LED阵列130与图2中示出的器件的构成相同，因此省略重复说明。
基准电压产生电路140′包括电压测定部141、量化器142、时序控制器143、比较器144以及基准电压控制器146。与图2中示出的基准电压产生电路140比较时，图3中示出的基准电压产生电路140′进一步包括基准电压控制器146。
基准电压控制器146根据最低反馈电压的大小而向比较器144提供多个预设的比较电压中的一个。具体而言，基准电压控制器146从外部被输入其他多个比较电压(VREF_comp+、VREF_comp-)，可以向比较器144提供分别与所接收的反馈电压的大小对应的比较电压。
例如，若利用1V、2V、3V比较电压，则基准电压控制器146当接收的反馈电压的大小为0～1.5V时，向比较器144提供1V比较电压；而当接收的反馈电压的大小为1.5～3V时，向比较器144提供2V比较电压；而当接收的反馈电压的大小为3～4.5V时，向比较器144提供3V比较电压。本实施例中对于将接收的电压大小分为三个区域而利用三个比较电压的实施例进行了说明，但是还可以以利用两个或四个以上的区域的形态来实现。
并且，基准电压控制器146可以向比较器144提供具有迟滞(hysteresis)形态的比较电压。例如，基准电压控制器146从外部被输入多个其他比较电压的值(例如，第一比较电压(VREF_comp+)以及比第一比较电压(VREF_comp+)更低的第二比较电压(VREF_comp-))，当最低反馈电压的大小比预设的基准电压的差值大时，可以向比较器144提供第一比较电压(VREF_comp+)，而当最低反馈电压的大小比预设的基准电压的差值小时，可以向比较器144提供第二比较电压(VREF_comp-)。
图4为示出根据另一种实施例的基准电压产生电路440的构成的示意图。
参照图4，基准电压产生电路440包括电压测定部141、量化器142、时序控制器143′以及比较器144。图4中示出的基准电压产生电路440与图2中示出的基准电压产生电路140比较时，在时序控制器143′、开关部143-1以及比较器144的连接顺序上存在区别。
电压测定部141以及量化器142与图2中示出的器件的构成相同，因此省略重复说明。
时序控制器143′可以使电压测定部141的测定电压值在测定最低反馈电压的时间点提供到比较器144。具体而言，时序控制器143′从量化器142接收测定具有最低电压的LED阵列的反馈电压的时间点，并利用布置在比较器144的负输入端的第二开关143-2，仅在接收的时间点向比较器144提供由电压测定部141测定的反馈电压。
进一步具体而言，电压测定部141依次检测多个LED阵列130的反馈电压，且电压测定部141依次输出检测出的LED阵列的反馈电压值。据此，时序控制器143′可以利用第二开关143-2仅将由电压测定部141测定的具有最低反馈电压的LED阵列的反馈电压值提供给比较器144。
比较器144通过第二开关143-2接收由电压测定部141测定的反馈电压值。但是，如上所述，时序控制器143′仅在测定最低电压值的时间点向比较器144提供由电压测定部141检测的电压值，而比较器144仅在测定具有最低反馈电压的LED阵列的反馈电压值的时间点，可以将比较电压与所接收的最低反馈电压的差作为基准电压而输出。
虽然在上面图示并说明了本发明的优选实施例，但是本发明不限于上述的实施例，在不脱离权利要求书中要求的本发明的技术思想的范围内，只要是在本发明所属技术领域中掌握普通知识的技术人员，均可以实施多种变形，而且这种变形应该包含在权利要求书中记载的范围内。

Claims (17)

1.一种基准电压产生电路，用在LED驱动电路，该基准电压产生电路的特征在于，包括：
电压测定部，依次测定并联的多个LED阵列中每一个LED阵列的反馈电压；
量化器，检索具有测定出的所述反馈电压中最低反馈电压的LED阵列；
比较器，比较所述电压测定部的输出与预设的比较电压而产生基准电压；
时序控制部，控制所述比较器，以输出与检索出的所述LED阵列对应的基准电压。
2.如权利要求1所述的基准电压产生电路，其特征在于，所述电压测定部将向多个LED阵列整体供给的电压与所述多个LED阵列中每一个LED阵列的电压的差值作为反馈电压而依次进行测定，由此测定多个LED阵列中每一个LED阵列的反馈电压。
3.如权利要求1所述的基准电压产生电路，其特征在于，所述量化器检索具有测定出的所述反馈电压中最低反馈电压的LED阵列以及测定所述具有最低反馈电压的LED阵列的反馈电压的时间点。
4.如权利要求3所述的基准电压产生电路，其特征在于，所述时序控制器利用布置在所述比较器的输出端的第一开关，在所述时间点将所述比较器的输出作为LED驱动用基准电压而输出。
5.如权利要求3所述的基准电压产生电路，其特征在于，所述时序控制器利用布置在所述比较器的负输入端的第二开关，在所述时间点将由所述电压测定部测定的反馈电压提供到所述比较器的负输入端。
6.如权利要求1所述的基准电压产生电路，其特征在于，还包括基准电压控制器，根据所述最低反馈电压的大小，向所述比较器提供多个预设的比较电压中的一个。
7.如权利要求6所述的基准电压产生电路，其特征在于，所述多个预设的比较电压包括第一比较电压以及比所述第一比较电压低的第二比较电压，
所述基准电压控制器当所述最低反馈电压的大小比预设的基准电压的差值大时，向所述比较器提供所述第一比较电压；当所述最低反馈电压的大小比预设的基准电压的差值小时，向所述比较器提供所述第二比较电压。
8.如权利要求6所述的基准电压产生电路，其特征在于，所述基准电压控制器向所述比较器提供具有迟滞形态的比较电压。
9.一种LED驱动电路，其特征在于，包括：
并联的多个LED阵列；
基准电压产生电路，依次测定所述多个LED阵列中每一个LED阵列的反馈电压，在测定具有最低反馈电压的LED阵列的反馈电压的时间点输出与所述反馈电压对应的基准电压；
PWM信号产生部，根据产生的所述基准电压而产生PWM信号；
DC-DC转换器，利用产生的所述PWM信号，向所述多个LED阵列提供输出电压。
10.如权利要求9所述的LED驱动电路，其特征在于，所述基准电压产生电路包括：
电压测定部，依次测定所述多个LED阵列中每一个LED阵列的反馈电压；
量化器，检索具有测定出的所述反馈电压中最低反馈电压的LED阵列；
比较器，比较所述电压测定部的输出与预设的比较电压而产生基准电压；
时序控制部，控制所述比较器，以输出与检索出的所述LED阵列对应的基准电压。
11.如权利要求10所述的LED驱动电路，其特征在于，所述电压测定部将向多个LED阵列整体提供的电压与所述多个LED阵列中每一个LED阵列的电压的差值作为反馈电压而依次进行测定，由此测定多个LED阵列中每一个LED阵列的反馈电压。
12.如权利要求10所述的LED驱动电路，其特征在于，所述量化器检索具有测定出的所述反馈电压中最低反馈电压的LED阵列以及测定所述具有最低反馈电压的LED阵列的反馈电压的时间点。
13.如权利要求12所述的LED驱动电路，其特征在于，所述时序控制器在所述时间点将所述比较器的输出提供给PWM信号产生部。
14.如权利要求12所述的LED驱动电路，其特征在于，所述时序控制器在所述时间点将由所述电压测定部测定的反馈电压提供到所述比较器的负输入端。
15.如权利要求10所述的LED驱动电路，其特征在于，所述基准电压产生电路还包括基准电压控制器，根据所述最低反馈电压的大小，向所述比较器提供多个预设的比较电压中的一个。
16.如权利要求15所述的LED驱动电路，其特征在于，所述多个预设的比较电压包括第一比较电压以及比所述第一比较电压低的第二比较电压，
所述基准电压控制器当所述最低反馈电压的大小比预设的基准电压的差值大时，向所述比较器提供所述第一比较电压；当所述最低反馈电压的大小比预设的基准电压的差值小时，向所述比较器提供所述第二比较电压。
17.如权利要求15所述的LED驱动电路，其特征在于，所述基准电压控制器向所述比较器提供具有迟滞形态的比较电压。
CN201110451105.5A 2010-12-21 2011-12-21 基准电压产生电路以及利用该电路的led驱动电路 Active CN102543005B (zh)

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