发光二极管驱动芯片、发光二极管驱动系统与其相关方法_2

文档序号:9582435阅读:来源:国知局
48以及一第三电阻1050。交流转直流电源供应器1042用来依据一感测信号Ss来将一交流电源电压Vac转换为直流电源电压Vo。感测电路1044耦接于第六引脚102f与交流转直流电源供应器1042之间,用来依据回授电压Vfb来产生感测信号Ss。感测电路1044包含有一稳压器1044a以及一光电耦合器1044b。稳压器1044a用依据回授电压Vfb来产生一稳压信号St。光电稱合器1044b用来依据稳压信号St来产生感测信号Ss。第一电阻1046具有一第一端点f禹接于输出端No,以及一第二端点耦接于第六引脚102f。第二电阻1048具有一第一端点耦接于第六引脚102f,以及一第二端点稱接于稳压器1044a。第三电阻1050具有一第一端点稱接于稳压器1044a,以及一第二端点耦接于一接地电压Vgnd。电源供应器104另包含有一电阻1052,其具有一第一端点耦接于输出端No,以及一第二端点耦接于光电耦合器1044b,如图1所示。请注意,电阻1052的该第一端点并不一定是耦接于输出端No,该第一端点也可以耦接至第七引脚102g上的供应电压Vcc。同理,电阻1046的该第一端点也不一定是稱接于输出端No,该第一端点也可以耦接至第七引脚102g上的供应电压Vcc。
[0051]待机保护电路110包含有一第四电阻1102以及晶体管开关1104。晶体管开关1104可以由一双极结型晶体管(Bipolar Junct1n Transistor, BJT)加以实作。第四电阻1102具有一第一端点耦接于耦接于第二电阻1048的该第二端点。即晶体管开关1104具有一第一连接端点耦接于第四电阻1102的一第二端点,一第二连接端点耦接于接地电压Vgnd,以及一控制端点用来接收待机控制信号STB。在本实施例中,当发光二极管驱动系统100处于一待机(standby)模式时,待机控制信号STB关闭(turn off)晶体管开关1104以降低输出端No上的直流电源电压Vo。
[0052]调整电路108包含有一第一被动兀件1082以及一第二被动兀件1084。第一被动元件1082具有一第一端点耦接于第五引脚102e,以及一第二端点耦接于接地电压Vgnd。第二被动元件1084具有一第一端点耦接于第五引脚102e,以及一第二端点用来接收亮度控制信号DHL第一被动元件1082可以是一电阻、一电容或/及一电感的组合,以及第二被动元件1084也可以是一电阻、一电容或/及一电感的组合。在本实施例中,亮度控制信号DIM可以是一启动信号、一固定的直流电压、一可调整的直流电压或一脉波宽度调变(PulseWidth Modulate, PWM)信号。调整电路108是用来将亮度控制信号D頂调整为一直流电压或接近直流的电压信号(即调整信号Sad)。
[0053]发光二极管驱动芯片102包含有一电流稳流电路1022、一电流控制电路1024、一回授电压控制电路1026以及一保护电路1028。电流稳流电路1022用来选择性地输出一第一电流I1、一第二电流12、一第三电流13以及一第四电流14分别到第一引脚102a、第二引脚102b、第三引脚102c以及第四引脚102d。电流控制电路1024耦接至电流稳流电路1022与第五引脚102e,用来接收来自第五引脚102e的调整信号Sad来控制第一电流11、第二电流12、第三电流13以及第四电流14。回授电压控制电路1026,用来依据对应第一引脚102a、第二引脚102b、第三引脚102c以及第四引脚102d分别的一第一电压V1、一第二电压V2、一第三电压V3以及一第四电压V4中的一第一特定电压与一设定电压Vref输出回授电压Vfb到第六引脚102f。保护电路1028用来判断第一电压V1、第二电压V2、第三电压V3以及第四电压V4中的一第二特定电压Vmax与该第一特定电压之间的一电压差是否大于一临界值Vroom_set,若该电压差大于临界值Vroom_set,则保护电路1028控制电流稳流电路1022停止导通电流至对应该第一特定电压的一特定引脚。
[0054]此外,发光二极管驱动芯片102的一第七引脚102g耦接于一供应电压Vcc,以及一第八引脚102h稱接于接地电压Vgnd。
[0055]依据本发明的实施例,第一电压V1、第二电压V2、第三电压V3以及第四电压V4可分别视为第一引脚102a、第二引脚102b、第三引脚102c以及第四引脚102a上的电压。该第一特定电压是第一电压V1、第二电压V2、第三电压V3以及第四电压V4中的一最低电压,而第二特定电压Vmax则是第一电压V1、第二电压V2、第三电压V3以及第四电压V4中的一最闻电压。
[0056]电流控制电路1024包含有一低通滤波器1024a、一比较器1024b以及一箝位电路1024c。低通滤波器1024a用来对调整信号Sad进行低通滤波以产生一滤波后调整信号Sad’来控制第一电流I1、第二电流12、第三电流13以及第四电流14。滤波后调整信号Sad’是正比于调整信号Sad,但滤波后调整信号Sad’相较于调整信号Sad会更平滑稳定。比较器1024b用来比较滤波后调整信号Sad’以及一预定电压Ven来产生一启动信号Sac来启动发光二极管驱动芯片102。进一步而言,若滤波后调整信号Sad’小于预定电压Ven,则比较器1024b输出启动信号Sac来抑能(disable)发光二极管驱动芯片102以维持低静态工作电流来节省芯片的电力消耗,即第一电流I1、第二电流12、第三电流13以及第四电流14为零,且回授电压控制电路1026也不输出回授电压Vfb。反之,若滤波后调整信号Sad’大于预定电压Ven,则比较器1024b输出启动信号Sac来致能(enable)发光二极管驱动芯片102以使得电流稳流电路1022、回授电压控制电路1026以及电流控制电路1024正常工作。但是,当滤波后调整信号Sad’提升到超过一上限电压时,箝位电路1024c就可用来将滤波后调整信号Sad’箝位于该上限电压以停止续继提升滤波后调整信号Sad’。换句话说,滤波后调整信号Sad’提升到超过该上限电压时,箝位电路1024c是用来将滤波后调整信号Sad’固定于该上限电压以保护发光二极管驱动芯片102以及发光二极管106a-106d。因此,本发明的电流控制电路1024就可以通过亮度控制信号D頂来调整第一电流I1、第二电流12、第三电流13以及第四电流14,以达到控制四串发光二极管106a-106d的亮度的目的。请注意,由于亮度控制信号DIM可以是一启动信号、一固定的直流电压、一可调整的直流电压或一脉波宽度调变信号,因此调整信号Sad也可以对应的成为调整后的一启动信号、一固定的直流电压、一可调整的直流电压或一脉波宽度调变信号。
[0057]请参考图2。图2所示为依据本发明用来导通第一电流II的电流稳流电路1022的一实施例示意图。请注意,由于用来导通第二电流12、第三电流13以及第四电流14的电路是相似于图2中用来导通第一电流II的电路,因此其他的电路在此不另赘述。用来导通第一电流II的电流稳流电路1022包含有一电阻1022a、一晶体管1022b、一第一差动放大器1022c以及一第二差动放大器1022d。电阻1022a具有一第一端点耦接于接地电压Vgnd。晶体管1022b具有一第一连接端耦接于电阻1022a的一第二端点,一第二连接端用来导通第一电流II,以及一控制端点接收一控制信号See。第一差动放大器1022c用来依据电阻1022a的该第一端点与该第二端点之间的电压来产生一检测电压Sdc。第二差动放大器1022d用来依据检测电压Sdc与滤波后调整信号Sad’来产生控制信号See来控制晶体管1022b。换言之,第一差动放大器1022c是用来检测第一电流II流经电阻1022a所造成的电压差来产生检测电压Sdc以判断第一电流II的大小,而第二差动放大器1022d则是用来放大检测电压Sdc与滤波后调整信号Sad’的电压差来控制晶体管1022b。因此,通过调整电阻1022a的电阻值以及第一差动放大器1022c与第二差动放大器1022d的增益,本实施例的电路可以有效地设定与控制第一电流II的大小。由于第二电流12、第三电流13以及第四电流14控制方法是相似于第一电流II的控制方法,因此其细部操作在此不另赘述。
[0058]请参考图3。图3所示为依据本发明回授电压控制电路1026的一实施例示意图。为了方便说明回授电压控制电路1026的操作特性,图3另绘示了发光二极管106a-106d、电流稳压电路1022以及保护电路1028。回授电压控制电路1026包含有一第一缓冲器1026a、一第二缓冲器1026b、一第三缓冲器1026c、一第四缓冲器1026d、一选择电路1026e以及一差动缓冲器1026f。第一缓冲器1026a用来依据一第一控制信号Scl来选择性地将第一电压输VI出为一第一缓冲电压VI’。第二缓冲器1026b用来依据一第二控制信号Sc2来选择性地将第二电压输V2出为一第二缓冲电压V2’。第三缓冲器1026c用来依据一第三控制信号Sc3来选择性地将第三电压V3输出为一第三缓冲电压V3’。第四缓冲器1026d用来依据一第四控制信号Sc4来选择性地将第四电压V4输出为一第四缓冲电压V4’。选择电路1026e用来将第一缓冲电压VI’、第二缓冲电压V2’、第三缓冲电压V3’以及第四缓冲电压V4 ’之中的一最低电压输出为一选择电压Vs。差动缓冲器1026f用来依据设定电压Vref与该选择电压Vs的差来产生回授电压Vfb。此外,为了使电源供应器104内的交流转直流电源供应器1042可以安全的工作,本实施例的作法有两种。第一种方法可以在发光二极管驱动芯片102工作之前,直接控制差动缓冲器1026f来提供一高阻抗于其输出端(即第六引脚102f),以使得回授电压Vfb具有较高的电压。第二种方法是在发光二极管驱动芯片102工作之前,利用一输出拉高电阻1026g来使得第六引脚102f上的回授电压Vfb具有较高的电压,如图3所示。输出拉高电阻1026g耦接在差动缓冲器1026f的输出端(即第六引脚102f)与供应电压Vcc之间。总而言之,当发光二极管驱动芯片102工作之前,差动缓冲器1026f会提供一高输入阻抗给第六引脚102f,而当发光二极管驱动芯片102工作之后,差动缓冲器1026f会提供一低输入阻抗给第六引脚102f,如此一来就可以使得电源供应器104内的交流转直流电源供应器1042可以安全的工作。因此,当发光二极管驱动芯片102工作之前,第六引脚102f为一高输入阻抗会使得第六引脚102f上的回授电压Vfb具有较高的电压,该较高的电压会使得交流转直流电源供应器1042停止提升直流电源电压Vo。当发光二极管驱动芯片102工作之后,第六引脚102f为一低输入阻抗会使得第六引脚102f上的回授电压Vfb具有较低的电压,该较低的电压会使得交流转直流电源供应器1042开始提升直流电源电压Vo。
[0059]请参考图4。图4所示为依据本发明保护电路1028的一实施例示意图。为了方便说明保护电路1028的操作特性,图4另绘示了发光二极管106a-106d、电流稳压电路1022以及回授电压控制电路1026。保护电路1028包含有一第一缓冲器1028a、一第二缓冲器1028b、一第三缓冲器1028c、一第四缓冲器1028d、一第一二极管1028e、一第二二极
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