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TWI444091B - 發光二極體驅動裝置 - Google Patents

發光二極體驅動裝置 Download PDF

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TWI444091B
TWI444091B TW100128880A TW100128880A TWI444091B TW I444091 B TWI444091 B TW I444091B TW 100128880 A TW100128880 A TW 100128880A TW 100128880 A TW100128880 A TW 100128880A TW I444091 B TWI444091 B TW I444091B
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pulse width
voltage
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pwm dimming
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Application number
TW100128880A
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English (en)
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TW201309085A (zh
Inventor
Chih Wei Chu
Yu Nan Yen
Original Assignee
Raydium Semiconductor Corp
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Priority to CN201110362100.5A priority patent/CN102932985B/zh
Priority to US13/484,171 priority patent/US8917029B2/en
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • HELECTRICITY
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    • H05B45/30Driver circuits
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    • H05B45/3725Switched mode power supply [SMPS]
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Description

發光二極體驅動裝置
本發明是有關於一種驅動裝置,且特別是有關於一種發光二極體(Light Emitting Diode,LED)驅動裝置。
在科技發展日新月異的現今時代中,發光二極體(Light Emitting Diode,LED)光源已經被開發出來以便利人們的生活。在一個應用實例中,LED係被做為背光光源應用在平面顯示器中。一般來說,LED光源模組使用升壓驅動電路(Boost Converter),其係於脈波寬度調變(Pulse Width Modulation,PWM)調光訊號之脈寬期間中為致能,以根據輸入電壓產生驅動電壓對LED光源模組進行驅動。
在實際情況中,升壓驅動電路產生驅動電壓之操作時常因亮度控制訊號(Dimming)之工作期間過短或輸入電壓之位準過低,而無法提供穩定的驅動電壓。這樣一來,也連帶的使LED光源模組無法提供穩定之亮度。如此,如何設計出可以提供穩定驅動電壓之LED驅動裝置為業界不斷致力的方向之一。
根據本發明提出一種發光二極體(Light Emitting Diode,LED)驅動裝置,回應於脈波寬度調變(Pulse Width Modulation,PWM)調光訊號,根據輸入電壓提供驅動電壓 驅動LED電路。LED驅動裝置包括電流調整器(Regulator)、調光訊號產生器及升壓驅動器(Boost Converter)。電流調整器回應於PWM調光訊號於第一脈寬期間中為致能,以控制流經LED電路之驅動電流,電流調整器更於第一脈寬期間外為非致能,以使驅動電流為截止,並對應地非致能LED電路。調光訊號產生器根據PWM調光訊號產生脈寬延長PWM調光訊號,具有第二脈寬期間,第一與第二脈寬期間為實質上重疊(Overlapped)且第二脈寬期間相較於第一脈寬期間具有延長脈寬期間,延長脈寬期間之長度與輸入電壓之位準相關。升壓驅動器回應於脈寬延長PWM調光訊號於第二脈寬期間中為致能,以根據輸入電壓維持驅動電壓之位準。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解,下文特舉較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下:
請參照第1圖,其繪示依照本發明實施例之發光二極體模組的方塊圖。舉例來說,發光二極體(Light Emitting Diode,LED)模組1係做為背光模組應用於液晶顯示器中。LED模組1包括LED電路10及LED驅動裝置20。舉例來說,LED電路10包括m個彼此並聯之LED串聯電路10b1、10b2、…、10bm,m為大於1之自然數。LED驅動裝置20回應於脈波寬度調變(Pulse Width Modulation,PWM)調光訊號PWMin,根據輸入電壓VIN產生驅動電壓Vout,並據以驅動LED電路10。
LED驅動裝置20包括升壓驅動電路(Boost Converter)20a、節點N1、N2、…、Nm、電流調整器(Regulator)20b、調光訊號產生器20c、最小電壓選擇器20d、誤差放大器20e、開關20f及電壓儲存單元20g。
電流調整器20b係經由節點N1-Nm分別與LED串聯電路10b1-10bm耦接,其回應於PWM調光訊號PWMin於脈寬期間TP1中為致能,以控制流經LED電路10中各LED串聯電路10b1-10bm之驅動電流。電流調整器20b更於第一脈寬期間TP1外為非致能,以使前述各驅動電流為截止,並對應地非致能LED電路10。節點N1-Nm上例如分別具有電壓訊號VFB1-VFBm。
最小電壓選擇器20d及誤差放大器20e回應於PWM調光訊號PWMin於脈寬期間TP1中為致能,以判斷電壓訊號VFB1-VFBm中對應至最低位準之電壓訊號VFB的位準與參考電壓位準VREF間的關係,以決定參考電壓Vcomp。開關20f耦接於誤差放大器20e及電壓儲存單元20g之間,其係回應PWM調光訊號PWMin於脈寬期間TP1之外為截止,使誤差放大器20e與電壓儲存單元20g為斷路。開關20f更回應於PWM調光訊號PWMin於脈寬期間TP1中為導通,以將誤差放大器20e提供之參考電壓Vcomp提供至電壓儲存單元20g。儲存單元20g包括節點Nc、電阻Rc及回授補償電容Cc。
升壓驅動器20a包括儲能元件a1、開關元件a2、時脈訊號單元a3及切換訊號單元a4。儲能元件a1例如為電感,其回應於輸入電壓VIN儲存儲能電壓。時脈訊號單元 a3回應於PWM調光訊號PWMin提供振盪時脈訊號OSCCLK,其中振盪時脈訊號OSCCLK之前緣與PWM調光訊號PWMin之前緣觸發於實質上相同的時間。
切換訊號單元a4回應於脈寬延長PWM調光訊號DIM2為致能,以根據參考電壓Vcomp及振盪時脈訊號OSCCLK提供切換時脈訊號VD。開關元件a2耦接至儲能元件a1,開關元件a2回應於切換時脈訊號VD選擇性地為導通,以根據儲能電壓V1及輸入電壓VIN產生驅動電壓Vout。
請參照第2圖及第3圖,其分別繪示乃第1圖之切換訊號單元的詳細方塊圖及第2圖的相關訊號時序圖。進一步來說,切換訊號單元a4包括電流感測單元a41、比較單元a42、正反器單元a43、邏輯單元a44、加法單元a45及斜率補償鋸齒波單元a46。電流感測單元a41偵測開關元件a2導通時之電流,並據以得到電壓訊號Vsense。斜率補償鋸齒波單元a46根據振盪時脈訊號OSCCLK產生斜率補償鋸齒波訊號。
加法單元a45根據電壓訊號Vsense及根據振盪時脈訊號OSCCLK產生之斜率補償鋸齒波訊號產生積分電壓Vslope。比較單元a42判斷積分電壓Vslope是否實質上高於參考電壓Vcomp,並於積分電壓Vslope實質上高於參考電壓Vcomp時,提供致能之重置訊號VR。
正反器單元a43回應於致能之振盪時脈訊號OSCCLK提供致能之中間訊號Ss,並回應於致能之重置訊號VR提供非致能之中間訊號Ss。邏輯單元a44回應於脈寬延長PWM調光訊號DIM2為致能,以根據中間訊號Ss產生切換 時脈訊號VD。換言之,切換訊號單元a4判斷積分電壓Vslope是否實質上高於參考電壓Vcomp,並於積分電壓Vslope實質上高於參考電壓Vcomp時,對切換訊號單元a4中之比較單元重置切換時脈訊號VD以拉低輸出電壓Vout之位準。如此,LED電路10、最小電壓選擇器20d、差值放大器20e、切換訊號單元a4及開關元件a2例如形成回授控制路徑,以使驅動電壓Vout具有穩定之位準。
調光訊號產生器20c根據PWM調光訊號PWMin產生脈寬延長PWM調光訊號DIM2,其具有脈寬期間TP2,如第4圖所示。脈寬期間TP1例如為脈寬期間TP2之子期間,脈寬期間TP1與TP2為實質上重疊(Overlapped),且脈寬期間TP2相較於脈寬期間TP1具有延長脈寬期間TPD,其中延長脈寬期間TPD之長度與輸入電壓VIN之位準相關。
舉例來說,脈寬期間TP1、TP2及延長脈寬期間TPD的關係如第4圖所示。在時脈期間TP2之第一子期間(即是時脈期間TP1)中,最小電壓選擇器20d、誤差放大器20e及開關20f係回應於致能之PWM調光訊號PWMin為致能,以形成回授電路。此回授電路根據電壓訊號VFB1-VFBm中對應至最低位準之電壓訊號VFB,判斷驅動電壓Vout之位準是否低於下限參考值,並據以選擇性地提供參考電壓Vcomp。在第一子期間中,升壓驅動器20a亦回應於致能之脈寬延長PWM調光訊號DIM2為致能,以根據參考電壓Vcomp推升驅動電壓Vout之位準,使驅動電壓Vout具有充足之驅動能力。電壓儲存單元20g在第一子期間中則對應地儲存參考電壓Vcomp。
在時脈期間TP2之第二子期間(即是延長脈寬期間TPD)中,電流調整器20b、最小電壓選擇器20d、誤差放大器20e及開關20f係回應於非致能之PWM調光訊號PWMin為非致能,如此LED電路10上之電流係被截止,使得LED電路10為非致能。在第二子期間中,升壓驅動器20a回應於致能之脈寬延長PWM調光訊號DIM2持續地為致能,以根據電壓儲存單元20g所儲存之參考電壓Vcomp持續地推升驅動電壓Vout之位準,使驅動電壓Vout即便在PWM調光訊號PWMin為非致能之延長脈寬期間TPD中仍具有充足之驅動能力。
據此,本實施例之LED驅動裝置20中之升壓驅動器20a可依據脈寬延長PWM調光訊號DIM2,於其延長後之脈寬期間TP2中持續地為致能,以提供穩定之驅動電壓Vout。
接下來,係舉例來對升壓驅動器20a及調光訊號產生器20c之電路做進一步的說明。
請參照第5及第6圖,其分別繪示乃第1圖之調光訊號產生器的詳細電路圖及第5圖之調光訊號產生器的相關訊號波形圖。進一步來說,調光訊號產生器20c包括壓控延遲單元c1、邏輯單元c2、c3及正反器單元(Flip-flop)c4。壓控延遲單元c1回應於輸入電壓VIN之位準,決定延長脈寬期間TPD,並將PWM調光訊號PWMin延遲一段延長脈寬期TPD間後輸出,以提供延遲後PWM調光訊號PWMin_d。
請參照第7圖,其繪示乃第5圖之壓控延遲單元的詳細方塊圖。舉例來說,壓控延遲單元c1包括偏壓單元c1_r 及延遲單元c1_m。偏壓單元c1_r例如包括電阻R1-R3、運算放大器OA、穩壓器RG及電晶體T1-T4。根據輸入電壓VIN決定偏壓電壓Vr及偏壓電流Ir,其中偏壓電流Ir之大小相關於輸入電壓VIN之位準。舉例來說,偏壓電流Ir滿足:
延遲單元c1_m具有操作延遲時間,用以決定延長脈寬期間TPD。舉例來說,延遲單元包括n個反相器In1-Inn,其之操作延遲時間相關於其上所流經之電流Im1-Imn,其中n為大於1之自然數。電流Im1-Imn例如為偏壓電流Ir之映射電流(Mirrored Current),其之大小與偏壓電流Ir為正相關。舉例來說,當偏壓電流Ir較高時,電流Im1-Imn亦對應地較高,使得反相器In1-Inn對應地具有較短之延遲時間;如此,延遲單元c1_m所決定之延遲脈寬期間TPD對應地較短。當偏壓電流Ir較低時,電流Im1-Imn亦對應地較低,使得反相器In1-Inn對應地具有較長之延遲時間;如此,延遲單元c1_m所決定之延遲脈寬期間TPD對應地較長。據此,延遲單元c1_m可對應地回應於輸入電壓VIN之高低決定偏壓電流Ir,並根據偏壓電流Ir之大小決定操作延遲時間TPD,以對應地實現出具有壓控延遲功能之延遲電路。
邏輯運算單元c2根據PWM調光訊號PWMin提供前緣(Front Edge)取樣訊號S_RIS,其指示PWM調光訊號PWMin之前緣。舉例來說,PWM調光訊號PWMin之前緣及前緣取 樣訊號S_RIS之前緣分別為上升緣(Rising Edge)及為下降緣(Falling Edge),而前緣取樣訊號S_RIS與PWM調光訊號PWMin之前緣係觸發於實質上相同之時點。在一個例子中,邏輯運算單元c2係包括延遲單元c2_d、反相閘c2_i與反及(NAND)閘c2_n,其中延遲單元c2_d及反相閘c2_i根據PWM調光訊號PWMin產生訊號Sc1,而NAND閘c2_n係根據PWM調光訊號PWMin及訊號Sc1產生前緣取樣訊號S_RIS。
邏輯運算單元c3根據延遲後PWM調光訊號PWMin_d提供後緣(Rear Edge)取樣訊號S_FAL,其指示延遲後PWM調光訊號PWMin_d之後緣。舉例來說,延遲後PWM調光訊號PWMin_d之後緣及後緣取樣訊號S_FAL之前緣為下降緣,而後緣取樣訊號S_FAL之前緣為與延遲後PWM調光訊號PWMin_d之後緣係觸發於實質上相同之時點。在一個例子中,邏輯運算單元c3係包括延遲單元c3_d、反相閘c3_i及NAND閘c3_n,其中反相閘c3_i根據延遲後PWM調光訊號PWMin_d產生訊號Sc2;延遲單元c3_d根據延遲後PWM調光訊號PWMin_d產生訊號Sc3;而NAND閘c3_n係根據訊號Sc2及Sc3產生後緣取樣訊號S_FAL。
正反器單元c4回應於前緣取樣訊號S_RIS觸發脈寬延長PWM調光訊號DIM2之前緣(例如是上升緣),並回應於後緣取樣訊號S_FAL觸發脈寬延長PWM調光訊號DIM2之後緣(例如是下降緣),其中正反器單元c4例如為負緣觸發之正反器。
升壓驅動器20a包括儲能元件a1、開關元件a2、時 脈訊號單元a3及切換訊號單元a4。儲能元件a1例如為電感,其回應於輸入電壓VIN儲存儲能電壓V1。開關元件a2耦接至儲能元件a1,開關元件a2回應於切換時脈訊號VD選擇性地為導通,以根據儲能電壓V1及輸入電壓VIN產生驅動電壓Vout。
時脈訊號單元a3回應於PWM調光訊號PWMin提供振盪時脈訊號OSCCLK,其中振盪時脈訊號OSCCLK之前緣與PWM調光訊號PWMin之前緣觸發於實質上相同的時間。切換訊號單元a4回應於脈寬延長PWM調光訊號DIM2為致能,以根據振盪時脈訊號OSCCLK提供切換時脈訊號VD。
接下來係舉例,對時脈訊號單元a3及切換訊號單元a4之電路做進一步的說明。
請參照第8圖及第9圖,其分別繪示乃第1圖之時脈訊號單元的詳細方塊圖及第8圖的相關訊號時序圖。進一步來說,時脈訊號單元a3包括訊號產生單元a31,其根據PWM調光訊號PWMin產生脈波訊號SW及脈波訊號SW之反相訊號SWB,其中脈波訊號SW之前緣(例如是上升緣)與PWM調光訊號PWMin之前緣(例如是上升緣)觸發於實質上相同的時間。
時脈訊號單元a3更包括電流源a32、電容a33、電晶體a34、開關單元a35、比較器a36、延遲單元a37及反相器a38及a39。電流源a32與電容a33耦接於節點N1,電流源a32提供充電電流Ichg對電容a33進行充電,使節點N1具有充電電壓。電晶體a34回應於振盪時脈訊號Sd為導通形成放電路徑,而節點N1上之充電電壓係經由電 晶體a34導通而成的放電路徑進行放電,舉例來說,節點N1上具有電壓V-N1,其之波形如第9圖所示。比較器a36之正輸入端接收參考電壓Vref,負端耦接至節點N2,其上具有電壓訊號VCHG,其中參考電壓Vref之位準低於輸入電壓VIN之電壓位準。
開關單元a35耦接至節點N1及N2。回應於高位準之脈波訊號SW及低位準之反相訊號SWB,開關單元a35提供輸入電壓VIN至節點N2,使得比較器a36之負輸入端之電壓(=輸入電壓VIN)高於正輸入端之電壓(=參考電壓Vref);如此比較器a36係提供對應至低位準之輸出訊號So。延遲單元a37將輸出訊號So延遲後輸出延遲後輸出訊號So’及So",反相器a38接收並將延遲後輸出訊號So’反相,以輸出對應至高位準之振盪時脈訊號OSCCLK。據此,振盪時脈訊號OSCCLK之上升緣可與PWM調光訊號PWMin之上升緣對應。反相器a39接收並將延遲後輸出訊號So"反相,以輸出對應至高位準之振盪時脈訊號Sd。據此,振盪時脈訊號Sd之上升緣可與PWM調光訊號PWMin之上升緣對應,使得節點N1之電壓放電至接地電壓。
回應於低位準之脈波訊號SW及高位準之反相訊號SWB,開關單元a35將節點N1及N2短路連接,使得比較器a36之負輸入端之電壓等於節點N1上之電壓,其之起始電壓係對應至接地電壓位準;如此,使得比較器a36之負輸入端之電壓(=接地電壓)低於正輸入端之電壓(=參考電壓Vref),而比較器a36係提供對應至高位準之輸出訊號So。延遲單元a37將輸出訊號So延遲後輸出延遲後輸 出訊號So’及So",反相器a38及a39輸出對應至低位準之振盪時脈訊號OSCCLK及Sd。如此,電晶體a34為截止以關閉節點N1之放電路徑,使得節點N1上之電壓隨著充電電流Ichg對電容a33之充電操作而上升。
隨著充電操作的時間增加,節點N1上之電壓對應地上升。一旦節點N1上之電壓對應至高於參考電壓Vref之位準時,比較器a36係提供對應至低位準之輸出訊號So;延遲單元a37對應地提供低位準之延遲後輸出延遲後輸出訊號So’及So";反相器a38及a39輸出對應至高位準之振盪時脈訊號OSCCLK及Sd;而電晶體a34為導通以使得節點N1上之電壓對應地放電至接地電壓。如此,比較器a36之負輸入端之電壓(=接地電壓)再次地低於正輸入端之電壓(=參考電壓Vref),而比較器a36係提供對應至高位準之輸出訊號So。延遲單元a37將輸出訊號So延遲後輸出延遲後輸出訊號So’及So",反相器a38及a39輸出對應至低位準之振盪時脈訊號OSCCLK及Sd。如此,電晶體a34為截止以關閉節點N1之放電路徑,使得節點N1上之電壓隨著充電電流Ichg對電容a33之充電操作而上升。
經由前述動作的反覆執行,時脈訊號單元a3可對應地產生振盪時脈訊號OSCCLK,其之上升緣與PWM調光訊號PWMin之上升緣觸發於實質上相同的時間。
綜合以上,本實施例之LED驅動裝置20可參考輸入電壓VIN之位準來決定脈寬延長PWM調光訊號DIM2的寬度,如第5-7圖所示。據此,本實施例之LED驅動裝置20 可有效地提供位準穩定的驅動電壓Vout,藉此提供穩定的驅動電流來對LED電路10進行驅動。舉例來說驅動電壓Vout之位準及驅動電流ILED的波形可如第10圖所示,其中驅動電壓Vout係穩定地對應至預定之電壓位準Vtarget,而驅動電流ILED係穩定地地對應至預定之電流值Itarget。相對地,傳統LED驅動電路在輸入電壓之位準較低時,當輸入調光(DIM)脈衝寬度很小時,電感儲能所需時間不夠,往往無法維持驅動電壓Vout之位準及LED驅動電流之大小,如第11圖中之驅動電壓Vout’及LED驅動電流ILED’所示;這樣一來,將使得LED電路發生諸如閃爍或亮度不穩定之情形。所以我們依照VIN大小增加電感儲能時間(DIM2),來維持LED電流穩定
本發明上述實施例之LED驅動裝置係應用調光訊號產生器根據PWM調光訊號產生脈寬延長PWM調光訊號,其中脈寬延長PWM調光訊號具有相較於PWM調光訊號具有延長脈寬期間,其之長度與輸入電壓之位準相關。本發明實施例之LED驅動裝置更應用升壓驅動器回應於脈寬延長PWM調光訊號於其之脈寬期間中為致能,以根據輸入電壓維持該驅動電壓之位準。據此,相較於傳統LED驅動裝置,本發明實施例之LED驅動裝置具有可參考輸入電壓之位準來彈性地提升升壓驅動器之驅動能力,以提供穩定之LED驅動電壓的優點。
綜上所述,雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之 更動與潤飾。因此,本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧發光二極體模組
10‧‧‧發光二極體電路
10b1-10bm‧‧‧LED串聯電路
20‧‧‧發光二極體驅動裝置
20a‧‧‧升壓驅動器
20b‧‧‧電流調整器
20c‧‧‧調光訊號產生器
20d‧‧‧最小電壓選擇器
20e‧‧‧誤差放大器
20f‧‧‧開關
20g‧‧‧電壓儲存單元
a1‧‧‧儲能元件
a2‧‧‧開關元件
a3‧‧‧時脈訊號單元
a4‧‧‧切換訊號單元
Nc‧‧‧節點
Rc、R1、R2、R3‧‧‧電阻
Cc、a33‧‧‧電容
c1‧‧‧壓控延遲單元
c2、c3、a44‧‧‧邏輯單元
c4、a43‧‧‧正反器單元
c2_d、c3_d、c1_m、a37‧‧‧延遲單元
c2_i、c3_i‧‧‧反相閘
c2_n、c3_n‧‧‧反及閘
c1_r‧‧‧偏壓單元
OA‧‧‧運算放大器
T1-T4、a34‧‧‧電晶體
RG‧‧‧穩壓器
In1-Inn、a38、a39‧‧‧反相器
a31‧‧‧訊號產生單元
a32‧‧‧電流源
a35‧‧‧開關單元
a36‧‧‧比較器
a41‧‧‧電流感測單元
a42‧‧‧比較單元
a45‧‧‧加法單元
a46‧‧‧斜率補償鋸齒波單元
第1圖繪示依照本發明實施例之發光二極體模組的方塊圖。
第2圖繪示乃第1圖之切換訊號單元的詳細方塊圖。
第3圖繪示第2圖之切換訊號單元的相關訊號時序圖。
第4圖繪示第1圖之發光二極體驅動裝置的相關訊號時序圖。
第5繪示乃第1圖之調光訊號產生器的詳細電路圖。
第6圖繪示第5圖之調光訊號產生器的相關訊號波形圖。
第7圖繪示乃第5圖之壓控延遲單元的詳細方塊圖。
第8圖繪示乃第1圖之時脈訊號單元的詳細方塊圖。
第9圖繪示第8圖之時脈訊號單元的相關訊號時序圖。
第10圖繪示驅動訊號Vout及驅動電流ILED的相關訊號時序圖。
第11圖繪示驅動訊號Vout’及驅動電流ILED’的相關訊號時序圖。
1‧‧‧發光二極體模組
10‧‧‧發光二極體電路
10b1-10bm‧‧‧LED串聯電路
20‧‧‧發光二極體驅動裝置
20a‧‧‧升壓驅動器
20b‧‧‧電流調整器
20c‧‧‧調光訊號產生器
20d‧‧‧最小電壓選擇器
20e‧‧‧誤差放大器
20f‧‧‧開關
20g‧‧‧電壓儲存單元
a1‧‧‧儲能元件
a2‧‧‧開關元件
a3‧‧‧時脈訊號單元
a4‧‧‧切換訊號單元
Nc‧‧‧節點
Rc‧‧‧電阻
Cc‧‧‧電容

Claims (7)

  1. 一種發光二極體(Light Emitting Diode,LED)驅動裝置,回應於一脈波寬度調變(Pulse Width Modulation,PWM)調光訊號,根據一輸入電壓提供一驅動電壓驅動一LED電路,該LED驅動裝置包括:一電流調整器(Regulator),回應於該PWM調光訊號於一第一脈寬期間中為致能,以控制流經該LED電路之一驅動電流,該電流調整器更於該第一脈寬期間外為非致能,以使該驅動電流為截止,並對應地非致能該LED電路;一調光訊號產生器,根據該PWM調光訊號產生一脈寬延長PWM調光訊號,具有一第二脈寬期間,該第一脈寬期間與該第二脈寬期間為實質上重疊(Overlapped),且該第二脈寬期間相較於該第一脈寬期間具有一延長脈寬期間,該延長脈寬期間之長度與該輸入電壓之位準相關;以及一升壓驅動器(Boost Converter),回應於該脈寬延長PWM調光訊號於該第二脈寬期間中為致能,以根據該輸入電壓維持該驅動電壓之位準。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之LED驅動裝置,其中該調光訊號生器更包括:一壓控延遲單元,回應於該輸入電壓之位準決定該延長脈寬期間,並將該PWM調光訊號延遲該延長脈寬期間後輸出,以提供一延遲後PWM調光訊號;一第一邏輯運算單元,用以根據該PWM調光訊號提供 一前緣(Front Edge)取樣訊號,用以指示該PWM調光訊號之一前緣;一第二邏輯運算單元,用以根據該延遲後PWM調光訊號提供一後緣(Rear Edge)取樣訊號,用以指示該延遲後PWM調光訊號之一後緣;及一正反器單元(Flip-flop),回應於該前緣取樣訊號觸發該脈寬延長PWM調光訊號之前緣,並回應於該後緣取樣訊號觸發該脈寬延長PWM調光訊號之後緣。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之LED驅動裝置,其中該壓控延遲單元更包括:一偏壓單元,根據該輸入電壓決定一偏壓電流,其中該偏壓電流之大小相關於該輸入電壓之位準;及一延遲單元,具有一操作延遲時間,用以決定該延長脈寬期間,該延遲單元回應於該偏壓電流之大小決定該操作延遲時間,並將該PWM調光訊號延遲該操作延遲時間後輸出,以提供該延遲後PWM調光訊號。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之LED驅動裝置,其中該升壓驅動器包括:一儲能元件,回應於該輸入電壓儲存一儲能電壓;一開關元件,耦接至該儲能元件,該開關元件回應於一切換時脈訊號選擇性地為導通,以根據該儲能電壓及該輸入電壓產生該驅動電壓;一時脈訊號單元,回應於該PWM調光訊號提供一振盪 時脈訊號;及一切換訊號單元,回應於該脈寬延長PWM調光訊號為致能,以根據該振盪時脈訊號提供該切換時脈訊號。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之LED驅動裝置,其中該切換訊號單元包括:一電流感測單元,偵測該開關元件導通時之一電流訊號,以產生一積分電壓;一比較單元,用以判斷該積分電壓是否實質上高於一參考電壓,並於該積分電壓實質上高於該參考電壓時,提供致能之一重置訊號;一正反器單元,回應於致能之該振盪時脈訊號提供致能之一中間訊號,並回應於致能之該重置訊號提供非致能之該中間訊號;及一邏輯單元,回應於該脈寬延長PWM調光訊號為致能,以根據該中間訊號產生該切換時脈訊號。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之LED驅動裝置,更包括:一回授電路,耦接至該LED電路,用以找出該LED電路之一操作電壓訊號,並根據該操作電壓訊號提供該參考電壓;及一開關電路,耦接至該回授電路及該比較單元,該開關電路回應於該PWM調光訊號於該第一脈寬期間中為致能,以形成一路徑將該回授電路提供之該參考電壓提供至 該比較單元;其中,該開關電路更回應於該PWM調光訊號於該第一脈寬期間之外為非致能,使該回授電路及該比較單元為實質上斷路。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之LED驅動裝置,其中該時脈訊號單元更用以控制該振盪時脈訊號之一前緣與該PWM調光訊號之前緣觸發於實質上相同的時間。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9974124B2 (en) 2013-09-06 2018-05-15 Leadtrend Technology Corporation LED controllers for dimming at least one LED string

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8502461B2 (en) * 2010-05-25 2013-08-06 Green Solution Technology Co., Ltd. Driving circuit and control circuit
TWI452937B (zh) * 2012-06-25 2014-09-11 Richtek Technology Corp 適用於相位截斷式調光系統的發光二極體控制裝置及相關的控制方法
KR101452071B1 (ko) * 2012-12-21 2014-10-16 삼성전기주식회사 구동 회로, 구동 모듈 및 모터 구동 장치
TW201429301A (zh) * 2013-01-07 2014-07-16 Lextar Electronics Corp 調光電路及應用其之發光裝置
TWI482141B (zh) * 2013-01-18 2015-04-21 Power Forest Technology 具有調變被驅動元件之電性參數及過壓保護元件之驅動電路
TWI584673B (zh) * 2013-06-21 2017-05-21 茂達電子股份有限公司 發光元件驅動電路
TWI501065B (zh) * 2013-09-06 2015-09-21 Leadtrend Tech Corp 可以調整流經一元件之一直流電流的電子裝置與控制方法
TWI500356B (zh) * 2013-12-19 2015-09-11 Top Victory Invest Ltd 自動切換調光模式之發光二極體控制器
US9386645B2 (en) * 2014-05-21 2016-07-05 Tom O'Neil LED drive circuitry with disconnect switch
CN105722283A (zh) * 2014-12-02 2016-06-29 中兴通讯股份有限公司 一种电流型lcd背光升压方法、电路
TWI559813B (zh) * 2015-04-13 2016-11-21 國立臺北科技大學 適應性參考電壓追蹤控制的發光二極體驅動裝置及方法
TW201640955A (zh) * 2015-05-07 2016-11-16 Advanced Analog Technology Inc 可提升面板調光效能的控制裝置及方法
CN105304027B (zh) 2015-10-12 2017-08-15 武汉华星光电技术有限公司 一种背光源的控制电路、控制方法及液晶显示装置
CN105896943B (zh) * 2016-05-27 2018-08-28 南京矽力杰半导体技术有限公司 一种控制电路、控制方法及应用其的开关电源
US10143054B2 (en) * 2016-11-10 2018-11-27 Dazzo Techonology Corporation Light-emitting diode driver
TWI621373B (zh) * 2017-08-18 2018-04-11 Dimming control optimization system
CN109526091B (zh) * 2017-09-20 2021-02-19 昱京能源科技股份有限公司 调光控制系统
US10015858B1 (en) * 2017-12-12 2018-07-03 GE Lighting Solutions, LLC Deep dimming control in LED lighting system
CN110034734B (zh) * 2018-01-11 2023-04-07 晶豪科技股份有限公司 用于补偿误差放大器的输入偏压的补偿电路
TWI669985B (zh) * 2018-10-12 2019-08-21 力林科技股份有限公司 發光二極體驅動裝置以及發光二極體背光模組
JPWO2020166451A1 (ja) * 2019-02-13 2021-12-16 株式会社小糸製作所 車両用灯具およびその点灯回路、dc/dcコンバータの制御回路
JP2020155351A (ja) * 2019-03-22 2020-09-24 セイコーエプソン株式会社 発光制御装置、光源装置及び投写型映像表示装置
US10797698B1 (en) 2019-11-29 2020-10-06 Waymo Llc Systems and methods for selecting light emitters for emitting light
CN111028768A (zh) 2019-12-27 2020-04-17 北京集创北方科技股份有限公司 信号产生装置、驱动芯片、显示系统与led显示的驱动方法
TWI745038B (zh) * 2020-08-20 2021-11-01 瑞鼎科技股份有限公司 非等差的脈寬調變調光方法
CN112230705B (zh) * 2020-09-29 2023-02-03 海光信息技术股份有限公司 电源管理电路及芯片结构
TWI760202B (zh) * 2021-04-28 2022-04-01 聚積科技股份有限公司 發光二極體驅動系統、驅動裝置與亮度控制電路
CN114420045B (zh) * 2022-01-27 2023-04-07 成都利普芯微电子有限公司 一种驱动电路、驱动芯片、显示装置
CN114420043B (zh) * 2022-01-27 2022-11-18 成都利普芯微电子有限公司 一种驱动电路、驱动芯片和显示装置
TWI837990B (zh) 2022-12-06 2024-04-01 錼創顯示科技股份有限公司 畫素電路及顯示面板
CN115762395B (zh) * 2022-12-06 2025-01-28 錼创显示科技股份有限公司 像素电路及显示面板
TWI902438B (zh) * 2024-09-05 2025-10-21 大陸商北京集創北方科技股份有限公司 顯示灰度細調電路、led顯示驅動晶片、led顯示裝置、及資訊處理裝置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10303709A (ja) * 1997-04-25 1998-11-13 Advantest Corp パルス幅整形回路
DE60112749D1 (de) * 2000-04-24 2005-09-22 Huawei Tech Co Ltd Verzögerungstaktimpulsbreiteneinstellschaltung für zwischenfrequenz oder hochfrequenz
TWI220333B (en) * 2003-06-12 2004-08-11 Delta Electronics Inc PWM buffer circuit for adjusting a frequency and a duty cycle of a PWM signal
JP4452306B2 (ja) * 2007-12-26 2010-04-21 シャープ株式会社 パルス信号遅延回路及びled駆動回路
US8288967B2 (en) * 2008-03-21 2012-10-16 Richtek Technology Corp. LED control circuit and method
US8390262B2 (en) * 2008-11-17 2013-03-05 Lepower Semiconductor Inc. Methods and circuits for LED drivers and for PWM dimming controls
CN201365220Y (zh) * 2008-12-31 2009-12-16 Bcd半导体制造有限公司 单相无刷电机转速控制电路
US8456106B2 (en) * 2009-04-14 2013-06-04 Supertex, Inc. LED driver with extended dimming range and method for achieving the same
US20100327835A1 (en) * 2009-06-26 2010-12-30 Intersil Americas Inc. Integrator for providing overshoot protection and light switching mode during non-zero load condition for an led driver circuitry
US8228098B2 (en) * 2009-08-07 2012-07-24 Freescale Semiconductor, Inc. Pulse width modulation frequency conversion
JP5423266B2 (ja) * 2009-09-14 2014-02-19 富士電機株式会社 デジタル制御スイッチング電源装置
KR20110096462A (ko) * 2010-02-22 2011-08-30 삼성전자주식회사 광원 드라이버, 이의 동작 방법, 및 이를 포함하는 장치들
US9265104B2 (en) * 2011-07-06 2016-02-16 Allegro Microsystems, Llc Electronic circuits and techniques for maintaining a consistent power delivered to a load
US9155156B2 (en) * 2011-07-06 2015-10-06 Allegro Microsystems, Llc Electronic circuits and techniques for improving a short duty cycle behavior of a DC-DC converter driving a load

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9974124B2 (en) 2013-09-06 2018-05-15 Leadtrend Technology Corporation LED controllers for dimming at least one LED string

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