专利名称：脉宽调变驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明是有关于脉宽调变驱动装置，特别是有关
于具有过电压 (over voltage) /低电压 (under voltage)保护的脉宽调变驱动装置。
背景技术：
在发光二极管(light emitting diode， LED)的 应用中，传统上可使用输出脉宽调变(pulse width modulation, P WM )信号的驱动装置来驱动发光二极管。 一般而言，驱动装置会产生驱动信号至发光二极管， 并由侦测来自发光二极管的回馈信号来判断发光二极 管是否正常。当回馈信号具有较高电压时，驱动装置 会启动过电压保护，而当回馈信号具有较低电压时， 驱动装置会启动低电压保护。
一般而言，驱动装置是操作在导通/不导通 (on/off )模式下。举例来说，当驱动装置的致能 (enable)信号为高逻辑位准时，驱动装置可输出脉宽调变信号。反之，当驱动装置的致能信号为低逻辑
位准时，驱动装置停止输出脉宽调变信号。然而，当
驱动装置操作在调光控制(dimming control)模式下
时，致能信号为脉波信号。因此，对驱动装置而言
驱动信号的产生以及过电压/低电压保护的启动将石
变得复杂
发明内容
本发明的目的在于，提供 一 种脉宽调变马l区动装置，員有过电压/低电压保护的脉宽调变驱动装置，其可以
产生驱动信号至 一 负载。
本发明提供 一 种脉宽调变驱动装置，用以产生
驱动信号至一负载，其特征在于，包括
驱动单元，用以根据 一 脉宽调变信号以及一
制信号而提供该驱动信号；
脉波产生单元，用以根据来自该负载的一回々虫 t"贝
信号而产生该脉宽调变信号；以及
控制单元，用以根据 一 致能信号以及该回馈信
号而产生该控制信号，其中当在 一 第一时间期间内该
致能信号为一第 一 逻辑位准且该回馈信号小于一第一
既定电压时，该控制单元产生该控制信号以控制该驱
动单元停止输出该驱动信号，以及当在一第三时间期间内该致能信号为 一 第二逻辑位准时，该控制单元产 生 一 重置信号以重置该驱动单元以及该脉波产生单 元。
其中该脉波产生单元包括
信号生器，用以产生一三角波信号；
放大器，用以根据一第二既定电压以及该回馈
信而生参考电压以及
比较器，用以根据该三角波信号以及该参考电
压而产生该脉宽调变信号
苴 z 、中还包括侦测单元，其中当该回馈信号小于
该第既定电压时该侦测单元产生 一 触发信号。
中该致能信号为脉波信号。
中该第时间期间小于该第二时间期间。
中该控制单元包括:
反向器，用以接收该致能信号而产生一第一信
号
互斥或门，用以接收该第 一 信号以及该触发信
号而产生第信号;
延迟单元，用以延迟该第 一 信号而产生第二二
信号;
或门用以接Ll夂该第三信号以及该重置信号而产生—■第四信号
选择单元，用以根据该第三信号而选择该第二
信号以及该第四信号的一种以输出一第五信号；以及
计时单元，用以计数时间并根据该第五信号以
及该第乂士 口 1曰5而产生该重置信号以及该控制信号。
苴 z 、中当该计时单元计数时间至该第 一 时间期间吋
产生该控制信号，以及当该计时单元计数时间至该第
时间期间时产生该重置信号。
中该选择单元包括开关以及多工器的一种。
中该计时单元包括
定时器，用以根据该第五信号而计数时间以产
生第六信号以及该控制信号；以及
与门，用以接收该第 一 信号以及该第六信号而
产生该重置信号
中该计时单元还包括 一 锁存器，用以储存该控
制信号
3中该定时器是根据 一 停止信号而停止计数时间。
其中该控制单元包括
一反向器，用以接收该致能信号而产生一第七信
号；一第一或门，用以接收该第七信号以及该重置信
号而产生一第八信号
一第二或门，用以接收该触发信号以及该重置信
号而产生一第九信号
一第一计时单元，用以计数时间并根据该第九信
号而产生该控制信号;以及
一第二计时单元，用以计数时间并根据该第八信
号以及该第七信号而产生该重置信号
其中当该第 一 计时单元计数时间至该第一时间期
间时产生该控制信号，以及当该第二计时单元计数时
间至该第二时间期间时产生该重置信号'
g巾该第 一 计时单元包括
一定时器，用以根据该第八信号而计数时间以产
生 一 第十信号；以及
一与门，用以接收该第七信号以及该第十信号而
产生该重置信号。
g巾该第二计时单元包括 一 锁存器，用以储存该
控制信号
g巾当在 一 第三时间期间内该致能信号为该一第
一逻辑位准且该回馈信号大于 一 第三既定电压时，该
控制单元产生该控制信号以控制该驱动单元停止输出该驱动信号。
p付图说明
为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点、能
更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图，
作详细说明如下，其中
图i是显示根据本发明一实施例所述的脉宽调变
驱动系统
图2是显示根据本发明--实施例所述的控制单
元
图3A及图3B是显示图2实施例所述的波形图
图4是显示根据本发明另一实施例所述的控制单
元以及
图5是显示根据本发明又一实施例所述的控制单兀。
具体实施例方式
实施例
图1是显示根据本发 驱动系统100 。本实施
0包括 一 负载110以j
一实施例所述的脉宽调变
的脉宽调变驱动系统10
-脉宽调变驱动装置1
120 ，其中脉宽调变驱动装置120可根据致能信号SEA
而产生驱动信号Sdrive至负载1 1 0 ，并从负载1 1 0 接收回馈信号SFB以侦测负载1 1 0的工作状态。举例 来说，当致能信号SEA为高逻辑位准时，可启动脉宽调 变驱动装置1 2 0以产生驱动信号Sdrive。此外，致能
信号SEA亦可为脉波信号。再者，驱动信号Sdnve可先
通过直流对直流转换器(DC/DC converter)进行升压 后再传送给负载1 1 0 。
如图1所显示，脉宽调变驱动装置1 2 0包括一 驱动单元1 3 0 、 一脉波产生单元1 4 0 、 一控制单 元1 5 0以及 一 侦测单元1 6 0 。其中，驱动单元]
3 0可根据脉宽调变信号 SPWM而提供驱动信号 Sdrlve 至负载1 1 0 。脉波产生单元1 4 0包括 一 比较器1
4 2、 一信号产生器l 4 4以及一放大器1 4 6。信 号产生器l 4 4产生信号Sc至比较器l 4 2的正输入 端，本实施例的信号Sc为三角波信号。放大器1 4 6
可根据回馈信号SFB以及电压Vi而产生参考电压Vref
至比较器l 4 2的负输入端。接着，比较器l 4 2会
根据信号Sc以及参考电压Vref而产生脉宽调变信号
SPWM至驱动单元1 3 0 。然后，驱动单元1 3 0可根据
控制信号Setrl而决定是否输出驱动信号Sdrive 。在本
实施例中，放大器1 4 6为误差放大器 (erroramplifier),负载l 1 0为发光二极管。
并且请参阅图3 A所示，当回馈信号SFB的电压小 于 一 电压 VL (例如0.2 5 V)时，侦测单元1 6 0 会产生触发信号Strigger至控制单元1 5 0 。通过触发 信号Strigger，控制单元1 5 0可知道目前负载1 1 0 的工作状态是不正常。举例来说，当回馈信号SFB的电
压小于电压VL时，触发信号Strigger为高逻辑位准；否
则，触发信号strigger为低逻辑位准。控制单元1 5 o
可根据致能信号SEA以及触发信号Strigger而产生控制 信号Sctrl以及重置信号Sreset，其中重置信号SreSe,
会重置(reset)脉宽调变驱动装置1 2 0内的单元， 例如驱动单元1 3 0 、脉波产生单元1 4 Q或是侦
测单元160等。在本实施例中，重置信号Sreset可关
闭(turn off)脉宽调变驱动装置1 2 0内全部单元 的功能。
在脉宽调变驱动装置1 2 0中，当致能信号SEA在 时间期间Treset (例如2 0 ms )内仍维持为低逻辑位准， 则控制单元1 5 0会产生重置信号Sreset给其它单元， 其中时间期间Treset可根据负载l 1 0的不同应用而 决定。值得注意的是，当致能信号SEA为脉波信号时， 致能信号SEA为低逻辑位准的时间要小于时间期间
T r 6 s 6 t o图2是显示根据本发明 一 实施例所述的控制单元
2 0 0 。控制单元2 0 0包括 一 反向器2 1 0 、 一互 斥或门2 2 0、 一延迟单元2 30、 一或门2 4 、 一选择单元2 5 0以及一计时单元2 6 0 。其中，选 择单元2 5 0包括二开关2 5 2、2 5 6以及反向器 2 5 4 。选择单元2 5 0可根据信号S3而选择信号S2
以及信号S4的 一 种以作为信号S5 。在此实施例中，当 开关2 5 2以及开关2 5 6的控制端所接收到的致能
信号SEA为低逻辑位准时，在延迟单元2 3 0所产生的 一延迟时间At内，开关2 5 2开启，然后经过延迟 时间At后，开关2 5 6被导通，以控制定时器2 6 2 。计时单元2 6 0包括 一 定时器2 6 2与 一 与门2 6 4 。在此实施例中，当定时器2 6 2接收到高逻辑 位准的信号S 5时，开始计数时间。
在第2图中，首先，致能信号SEA由低逻辑位准
变成高逻辑位准以启动脉宽调变驱动装置(如第1图 脉宽调变驱动装置1 2 0所显示)内的控制单元2 0 0 。在控制单元2 0 0内，反向器2 1 0接受致能信
号SEA并产生信号其中信号Si为低逻辑位准。接
着，延迟单元2 3 O延迟信号Si而产生信号S3，其中 所延迟的时间可根据不同应用而调整。由于信号S 3为 低逻辑位准，开关2 5 2导通而开关2 5 6不导通。接着，当回馈信号SFB的电压小于电压Vi^时，触发信 号Strigger会从低逻辑位准变成高逻辑位准。接着，信 号S2以及信号S5亦会从低逻辑位准变成高逻辑位准。
由于信号S5为高逻辑位准，定时器2 6 2开始计数吋 间。若定时器2 6 2尚未计数至时间期间Tctr(例如 0 . 5 ms)且触发信号Strigger变成低逻辑位准(即回 馈信号SFB的电压大于或等于电压VO时，信号S5会 变成低逻辑位准，则定时器2 6 2会停止计数时间， 如图3 A中箭头A所显示。相反地，若定时器2 6 2计
数至时间期间T"n且触发信号Strigger仍为高逻辑位 准时，定时器2 6 2会输出高逻辑位准的控制信号
Sctrl至驱动单元1 3 0以停止输出驱动信号Sdrive，如 图3B中箭头B所显示。因此，脉宽调变驱动装置12
0对负载1 1 0执行低电压保护直到控制单元1 5 0 发出重置信号Sreset。在本实施例中，当回馈信号SFB 的电压大于电压VH (例如1 . 5 V )时，侦测单元1
6 0亦会产生高逻辑位准的触发信号Strigger以便执行
过电压保护并停止输出驱动信号Sdrive。在 一 实施例中，
执行过电压保护所需计数的时间期间Tctrl小于低电压 保护所需计数的时间期间T"rl 。
接着，同时参考图2以及图3 B ，在停止输出驱动 信号Sdrive之后，当致能信号SEA由高逻辑位准变成低逻辑位准时，信号Si变成高逻辑位准。接着，信号S2 以及信号S5会从高逻辑位准变成低逻辑位准。在延迟
时间A t内，开关2 5 2仍然导通，且由于信号S5为低 逻辑位准，致使定时器2 6 2停止计数时间。接着， 经过延迟单元2 3 0所提供的延迟时间At之后，信 号S3以及信号S4依序变成高逻辑位准。由于信号S:; 为高逻辑位准，开关2 5 2不导通而开关2 5 6导通。
因此，信号S5会从低逻辑位准变成高逻辑位准，而定 时器2 6 2将开始计数时间。若定时器2 6 2计数至
时间期间Treset且致能信号SEA仍为低逻辑位准时，定
时器2 6 2会输出高逻辑位准的信号S6至与门2 6 4 ，如图3 B中箭头C所显示。接着，与门2 6 4可根
据信号S6以及信号Si而产生重置信号Sreset以重置(或 重新启动)脉宽调变驱动装置内的其它单元并解除过
电压或是低电压保护，其中重置信号Sreset为高逻辑位 准。在实施例中，时间期间Treset是大于时间期间T e t r )。 图4是显示根据本发明又 一 实施例所述的控制单
元3 0 0。在图4中，选择单元3 5 0是由多工器所 组成，其可根据信号S3而选择信号S2以及信号S4的一 种以作为信号S5 。此外，计时单元3 6 0包括定时器 36 2、与门3 6 4、与门3 6 6以及锁存器(latch) 3 6 8 ，其中可使用锁存器3 6 8来储存控制信号Sctrl。再者，除了信号S5之外，计时单元360亦可 根据信号Sst。p而决定是否计数时间，其中信号SstQP 可由使用者设定，或是由其它侦测电路所产生。举例 来说，当脉宽调变驱动装置的操作电压不正常时，信 号Sst。p为低逻辑位准；直到操作电压正常时，信号Sst。P 会变为高逻辑位准。
图5是显示根据本发明另 一 实施例所述的控制单
元400 。在控制单元400中，时间期间Treset以及
时间期间Tctrl是分别由不同的定时器所计数。控制单 元4 0 0包括反向器4 1 D 、或门4 2 0 、或门4 3 0 、计时单元4 4 0以及计时单元4 5 0 。计时单元 4 4 0包括定时器4 4 2与与门4 4 4 ， 而计时单元 4 5 0包括定时器4 5 2与锁存器4 5 4。首先，当 致能信号SEA为高逻辑位准时，信号S7为低逻辑位准，
则重置信号Sreset为低逻辑位准。接着，当回馈信号
SFB的电压小于电压VL或回馈信号SFB的电压大于电压 VH时，触发信号Strigger会从低逻辑位准变成高逻辑位
准。当Sreset为低逻辑位准而触发信号Strigger为高逻
辑位准时，或门4 3 0产生高逻辑位准的信号S9 。由 于信号s9为高逻辑位准，定时器4 5 2开始计数时间。 若定时器4 5 2尚未计数至时间期间Tctrl且触发信号 Strigger变成低逻辑位准时，定时器4 5 2会停止计数时间。相反地，若定时器4 5 2计数至时间期间 Tc t,」 且触发信号Strigger仍为高逻辑位准时，计时单元4 5 0会输出高逻辑位准的控制信号Sctrl至驱动单元以停
止输出驱动信号Sdrive 。再者，在停止输出驱动信号
Sdrive之后，当致能信号SEA由高逻辑位准变成低逻辑 位准时，信号S7变成高逻辑位准。接着，信号Ss会从
低逻辑位准变成高逻辑位准。由于信号S8为高逻辑位 准，定时器4 4 2便开始计数时间。若定时器4 4 2
尚未计数至时间期间Treset且致能信号SEA变成高逻辑
位准时，定时器442会停止计数时间。相反地，若
定时器442计数至时间期间Treset且致能信号S仍
为低逻辑位准时，计时单元4 4 0会输出高逻辑位准
的控制信号Sreset以重置脉宽调变驱动装置内的广> ■' 匕
单元并解除过电压/低电压保护。
本发明虽以较佳实施例揭露如上，然其并非用以
限定本发明的范围，任何熟习此项技术者， 在不脱
本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰
因此本发明的保护范围当视权利要求范围所界定的为准。
权利要求
1. 一种脉宽调变驱动装置，用以产生一驱动信号至一负载，其特征在于，包括一驱动单元，用以根据一脉宽调变信号以及一控制信号而提供该驱动信号；一脉波产生单元，用以根据来自该负载的一回馈信号而产生该脉宽调变信号；以及一控制单元，用以根据一致能信号以及该回馈信号而产生该控制信号，其中当在一第一时间期间内该致能信号为一第一逻辑位准且该回馈信号小于一第一既定电压时，该控制单元产生该控制信号以控制该驱动单元停止输出该驱动信号，以及当在一第二时间期间内该致能信号为一第二逻辑位准时，该控制单元产生一重置信号以重置该驱动单元以及该脉波产生单元。
2. .如权利要求1所述的脉宽调变驱动装置，其特 征在于，其中该脉波产生单元包括一信号产生器，用以产生一三角波信号；一放大器，用以根据一第二既定电压以及该回馈 信号而产生一参考电压；以及一比较器，用以根据该三角波信号以及该参考电 压而产生该脉宽调变信号。
3. .如权利要求1所述的脉宽调变驱动装置，其特 征在于，其中还包括 一 侦测单元，其中当该回馈信号 小于该第 一 既定电压时该侦测单元产生 一 触发信号。
4. .如权利要求1所述的脉宽调变驱动装置，其特 征在于，其中该致能信号为 一 脉波信号。
5. .如权利要求1所述的脉宽调变驱动装置，其特 征在于，其中该第 一 时间期间小于该第二时间期间。
6. .如权利要求3所述的脉宽调变驱动装置，其特征在于，中i亥控制单元包括反向器，用以接收该致能信号而产生一第 一 信号互斥或门，用以接收该第一信号以及该触发信号而产生第信号；延迟单元，用以延迟该第一信号而产生一第三信号；或门，用以接收该第三信号以及该重置信号而产生一第四信号选择单元，用以根据该第三信号而选择该第二信号以及该第四信号的 一 种以输出一第五'信号;;以及一计时单元，用以计数时间并根据该第五信号以及该第 一 信号而产生该重置信号以及该控制信号。
7.如权利要求6所述的脉宽调变驱动装置，其特 征在于，其中当该计时单元计数时间至该第 一 时间期 间时产生该控制信号，以及当该计时单元计数时间至 该第二时间期间时产生该重置信号。
8.如权利要求6所述的脉宽调变驱动装置，其特征在于，其中该选择单元包括开关以及多工器的一种。
9.如权利要求6所述的脉宽调变驱动装置，其特征在于，其中该计时单元包括定时器，用以根据该第五信号而计数时间以广生第六信号以及该控制信号；以及与门，用以接收该第 一 信号以及该第六信号而生该重置信号。
10.如权利要求9所述的脉宽调变驱动装置、特征在于，其中该计时单元还包括一锁存器，用以储存该控制/士 口 1曰5 。
11.如权利要求9所述的脉宽调变驱动装置苴 7 、特征在于，其中该定时器是根据 一 停止信号而止计数时间
12.如权利要求3所述的脉宽调变驱动装置苴 z 、特征在于，其中该控制单元包括一反向器，用以接收该致能信号而产生一第七信号 一第 一 或门，用以接收该第七信号以及该重置信 号而产生一第八信号；一第二或门，用以接收该触发信号以及该重置信 号而产生一第九信号；一第 一 计时单元，用以计数时间并根据该第九信 号而产生该控制信号；以及一第二计时单元，用以计数时间并根据该第八信 号以及该第七信号而产生该重置信号。
13.加权利要求1 2所述的脉宽调变驱动装置， 其特征在于，其中当该第 一 计时单元计数时间至该第 一时间期间时产生该控制信号，以及当该第二计时单 元计数时间至该第二时间期间时产生该重置信号。
14.如权利要求1 2所述的脉宽调变驱动装置， 其特征在于，其中该第 一 计时单元包括-一定时器，用以根据该第八信号而计数时间以产 生 一 第十信号；以及一与门，用以接收该第七信号以及该第十信号而 产生该重置信号。
15.如权利要求1 2所述的脉宽调变驱动装置，其特征在于，其中该第二计时单元包括 一 锁存器，用 以储存该控制信号。
16.如权利要求1所述的脉宽调变驱动装置，其特征在于，其中当在 一 第三时间期间内该致能信号为该 一 第 一 逻辑位准且该回馈信号大于 一 第三既定电压 时，该控制单元产生该控制信号以控制该驱动单元停 止输出该驱动信号。
全文摘要
一种脉宽调变驱动装置，用以产生驱动信号至负载。驱动单元是根据脉宽调变信号以及控制信号而提供驱动信号。脉波产生单元是根据来自负载的回馈信号而产生脉宽调变信号。控制单元是根据致能信号以及回馈信号而产生控制信号。当在第一时间期间内致能信号为第一逻辑位准且回馈信号小于第一既定电压时，控制单元产生控制信号以控制驱动单元停止输出驱动信号，以及当在第二时间期间内致能信号为第二逻辑位准时，控制单元产生重置信号以重置驱动单元以及脉波产生单元。
文档编号H05B37/02GK101437339SQ200710188709
公开日2009年5月20日 申请日期2007年11月15日 优先权日2007年11月15日
发明者郑凯旭 申请人:硕颉科技股份有限公司