在无发光元件下可弹性连接的背光控制电路的制作方法

专利名称：在无发光元件下可弹性连接的背光控制电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种背光控制电路(Backlight Control Circuit),特别是指一种当有多余的接脚毋须连接至发光元件时，可弹性连接该接脚的 背光控制电路。
背景技术：
液晶显示装置中，以背光控制电路来控制发光二极管自液晶屏幕 背后发光，以令使用者得以观看屏幕上的画面。早期由于发光二极管背光只应用于小尺寸屏幕，所需的背光照明 亮度毋须太强，因此可将所有的发光二极管全部串联或全部并联。全 并联的电路如图l所示，背光控制电路20中各发光二极管L1-LN上的 电流，分别由电流源CS1-CSN所控制。背光控制电路20包括一个最 低电压选择电路21，用以选择所有发光二极管L1-LN的阴极端中，电 压最低者，并将此选定电压与参考电压Vref比较，藉此控制电压供应 电路ll。如此，输出电压Vout将受控制，而使所有的电流源电路都有 足够的工作电压可以正常工作，也使所有的发光二极管正常发亮。背光控制电路20中，为避免输出电压Vout过度上升，可以设置 过电压保护电路；其作法如图2所示，可从输出电压Vout萃取分压， 将节点Vsense2处的电压与预先设定的参考电压Vovp比较，并根据比 较结果来发出讯号控制电压供应电路11。背光控制电路20通常制作成一颗集成电路芯片，故其接脚(图中 以空心方块表示)数目是固定的。当所需连接的发光二极管数目少于 接脚数目时，此现有技术所建议的作法是将该接脚与输出电压Vout连接。该接脚不能任其浮接(floating)或接地，否则将导致最低电压选择电 路21误判而不断拉升输出电压Vout。将该接脚与输出电压Vout连接， 可确保最低电压选择电路21不致选择与该接脚对应的发光二极管路 径。然而，随着液晶屏幕加大，所需的背光照明亮增加，所需的发光 二极管数目也相应增加。当所需的背光照明亮度大到某一程度以上时， 并不能将所有的发光二极管全部并联，而必须如图3所示，采用串并 联并用的作法。此时，所需的输出电压Vout将远较图1为高；例如， 图1中的输出电压Vout可能在5V左右，而图3中的输出电压Vout则 可能高达60V以上。因此，当某一接脚未使用到时，若将该接脚与输 出电压Vout连接，则集成电路内部与该接脚相连接的输入元件，必须 承受极高的电压，并有静电防护的问题；且内部路径会产生不必要的 大量耗能与热。以上种种，皆为图1现有技术所未曾考虑到的问题， 亦未对此提出解决方案。此外，未使用到的接脚，仅限于与输出电压 Vout连接，亦嫌运用上较不便利而无弹性。发明内容有鉴于此，本发明即针对上述现有技术的不足，提出一种当毋须 连接至发光元件时，多余的接脚可弹性连接的背光控制电路，以解决 前述诸项问题。进一步而言，当某一接脚毋须连接至发光元件时，该多余接脚可 连接至任何恰当的电压，而不限于连接至背光控制电路的输出电压； 举例而言，最便利的"恰当电压"可以是背光控制电路的输入电压。 此外，即使连接至输出电压，本发明也可控制与该多余接脚对应的电 路，使其耗能降低。除了背光控制电路之外，本发明的另一目的在于提供一种发光元 件路径的电流控制方法。为达上述的目的，在本发明的其中一个实施例中，提供了一种在 无发光元件下可弹性连接的背光控制电路，包含至少一条发光元件 路径；至少一个电流源，用以控制该发光元件路径上的电流量，该电 流源在第一状态中，接受较高的参考电压输入，而在第二状态中，接受较低的参考电压输入；以及电流源控制电路，用以控制该电流源的 状态，藉此，于该发光元件路径正常连接时，使该电流源处在第一状 态，而于该发光元件路径未正常使用时，使该电流源处在第二状态。上述实施例中所述的较低的参考电压，可以为零，或是高于零的 电压。上述实施例中的电流源控制电路，可包括比较器电路、选择电 路，并可进一步包括一个逻辑电路。在本发明的另一个实施例中，提供了一种在无发光元件下可弹性 连接的背光控制电路，包含至少一条发光元件路径；至少一个电流 源，用以控制该发光元件路径上的电流量，该电流源在第一状态中， 提供较大的电流，而在第二状态中，提供较小的电流；以及电流源控 制电路，用以控制该电流源的状态，藉此，于该发光元件路径正常连 接时，使该电流源处在第一状态，而于该发光元件路径未正常使用时， 使该电流源处在第二状态。上述实施例中所述的较小的电流，可以为零，或是高于零的电流。上述实施例中的电流源控制电路，可包括比较器电路、选择电 路，并可进一步包括一个逻辑电路。此外，根据本发明的另一个实施例，也提供一种发光元件路径的 电流控制方法，包含提供至少一条发光元件路径；侦测该路径的状态；以及当该发光元件路径处于第一状态时，使该发光元件路径上流 通较大量的电流，而当该发光元件路径处于第二状态时，使该发光元 件路径上流通较低量的电流或无电流。上述实施例中，可在电路启动时、或电源异常恢复时、或周期性 检查时，遮蔽对该路径的状态侦测结果。上述实施例中，可在不确定该发光元件路径处于何种状态时，先 使该发光元件路径上流通较低量的电流；当确定该发光元件路径处于 第一状态时，使该发光元件路径上流通较大量的电流；而当确定该发 光元件路径处于第二状态时，使该发光元件路径上流通较低量的电流 或无电流。以下将通过对具体实施例详加说明，当更容易了解本发明的目的、 技术内容、特点及其所达成的功效。


图1为现有技术的全并联发光二极管电路与背光控制电路的示意 电路图。图2为现有技术的过电压保护电路的示意电路图。 图3为现有技术的串并联发光二极管电路与背光控制电路的示意 电路图。图4示意电路图，为本发明背光控制电路的其中一个实施例。 图5为示意电路图，为本发明背光控制电路的另一个实施例。 图6为示意电路图，为本发明背光控制电路的再另一个实施例。 图7为与图6实施例对应的讯号波形示意图。 图8说明可以将参考电压VBL安排成至少两段式。图中符号说明11 电压供应电路12过电压保护电路13误差放大电路20背光控制电路21最低电压选择电路30背光控制电路301， 302电流源控制电路31， 32电压侦测比较电路33, 34选择电路41， 42， 43， 44逻辑电路101,102发光二极管路径CS1, CS2, (CSN)电流源L1-LN, L11丄1N发光二极管Pl， P2接脚Q1，Q2， (QN)晶体管具体实施方式
请参考图4，其中以示意电路图的方式显示本发明的其中一个实施 例。为简化图面起见，图中省略电压供应电路11与误差放大电路13， 且仅绘示一条正常工作的发光二极管路径101和一条未使用到的发光 二极管路径102，以供对照；但实际应用中，发光二极管路径数目(以 N表示)通常不只于此。该未使用到的发光二极管路径102，可以电连 接到输入电压Vin、输出电压Vout、或任意预设的较高电压；在本实 施例中系以直接连接到输入电压Vin为例，且一般而言，亦以直接连 接到输入电压Vin为最便利。在此需说明的是，所谓"电连接"到输 入电压Vin、输出电压Vout、或任意预设的较高电压，不限于直接连 接，亦可通过其它元件间接连接。如图所示，在本实施例的背光控制电路30内部，设有电流源控制 电路301、 302。详言之，与各发光二极管对应的路径101、 102上，设 有电压侦测比较电路31、 32。电压侦测比较电路31、 32分别将节点FB1、 FB2处的电压，与预设的参考电压VDC相比较。参考电压VDC 的值应设计在以下(1)(2)两值之间，(1)<VDC<(2):(1) 发光二极管路径正常连接时，节点FB1-FBN处的电压；(2) 发光二极管路径连接至输入电压Vin、输出电压Vout、或任意 的较高电压时，节点FB1-FBN处的电压。图4中，就发光二极管路径101而言，因其处于正常工作状态， 各发光二极管L11-L1N均造成正常压降，因此节点FB1处的电压(等 于输出电压Vout减去发光二极管L11-L1N的总压降)比参考电压VDC 为低；于是电压侦测比较电路31输出高位准讯号，此讯号使选择电路 33选择参考电压VBH。相反地，就路径102而言，因其电连接到输入 电压Vin，因此节点FB2处的电压等于输入电压Vin，比参考电压VDC 为高；于是电压侦测比较电路32输出低位准讯号，此讯号使选择电路 34选择参考电压VBL。参考电压VBH和VBL供控制电流源CS1、 CS2 的电流量；在本实施例中，当电流源CS1的参考电压设定为VBH时， 电流源CS1可控制对应的路径101，使该路径上的电流量ILED1保持 在发光二极管正常工作所需的电流量(=VBH/R)，例如5至25mA。 相对地，当电流源CS2的参考电压设定为VBL时，电流源CS2会将对 应路径102上的电流量ILED2保持在低耗电或无耗电状态(-VBL/R)， 例如可设定VBL-O，则对应路径102上的电流量为0，该路径上便不 致粍电。上述电路的作用，简言之在于当任何一条发光二极管路径毋须 使用时，其对应接脚(例如图中的P2)可连接至任何高于VDC的电压， 不但连接便利，且电路会自动关闭或降低该路径上的电流，而不致造 成电路大量耗能的问题。上述实施例中，在电路启动阶段可能因各节点电压尚未被正确建 立，或因其它异常因素干扰，导致正常使用路径因误判而选择参考电 压VBL。若VBL一或电压很低，则对应的晶体管Q1-QN将关闭而不导通或导通电流很低；由于对应路径上的发光二极管无电流或电流很 低，其两端间的电压降很小，而使节点FB1-FBN的电压高于VDC的 电压，有可能使对应的电压侦测比较电路持续误判，而无法正确设定 对应的电流源CS1-CSN。因此，如欲更精确控制整体电路的操作，上 述实施例可略为修改，如图5。在图5所示实施例中，另外提供了逻辑电路41、 42，而电压侦测 比较电路31、 32的输出，仅作为逻辑电路41、 42的其中一个输入。 在本实施例中，逻辑电路41、 42为或非门，除了接收电路31、 32的 输出外，另外接收以下讯号之一或多者电路启动时的启动重置讯号 POR (Power ON Reset);电源异常后恢复时的电源异常恢复讯号PRR (Power Recovery Reset);及周期性检查讯号PCK (Periodic Check)。如 图所示，假设以上所有讯号(包括电压侦测比较电路31、 32的输出) 均输入逻辑电路41、 42，以逻辑电路41为例，必须所有讯号均为低位 准，选择电路33才会选择参考电压VBL，换言之在电源启动时，或在 电源异常后恢复时，由于讯号POR或PRR会产生一高位准脉冲，故即 使节点FB1的电压高于参考电压VDC，也不会将电流源CS1中的晶体 管Ql关闭或设成低电流。至于周期性检査讯号PCK则可在某条路径 已经被判定成未使用之后，周期性地使对应的电流源恢复正常导通一 小段时间，以检査该条路径是否被重接成正常路径。从另一角度解释， 可视为电压侦测比较电路31、 32的输出，被POR、 PRR、或PCK所 遮蔽。上述电路中，请注意为配合逻辑电路41、 42的逻辑运算与输出形 式，选择电路33、 34的控制方式与前一实施例有所不同。当然，以上两实施例的电路中，各数字讯号的高低位准亦可做相 反的安排，只要电路结构稍作修改，也可达成相同的功能。例如请参 阅图6，可改换电压侦测比较电路31、 32的输入正负端。在本实施例 中，逻辑电路43、 44为或门；参考电压VBL为低压但不等于0 (视电阻R的值而定，例如可令VBL/R=10至100 /iA)。请对照图6与图7，在电源启动时，或在电源异常后恢复时，由于 节点FB1、 FB2的电压低于参考电压VDC，因此电压侦测比较电路31、 32的输出为低位准，但讯号POR或PRR在高位准，故逻辑电路43、 44的输出仍为高位准，选择电路33、 34选择参考电压VBL。(但VBL 不等于0，因此电流源CS1、 CS2仍然使路径101、 102上有低量电流 流通。)随着输出电压Vout上升，节点FB1的电压也逐渐上升，但并 不会超过参考电压VDC(因VBL值为一适当的设计值，使发光二极管 两端的压降不至于太小)；而节点FB2的电压则超过参考电压VDC，使 电压侦测比较电路32的输出转为高位准。当讯号POR或PRR结束时， 逻辑电路43的输出转变为低位准，选择电路33选择参考电压VBH。 但在图6的右方，因电压侦测比较电路32的输出为高位准，故逻辑电 路44的输出维持为高位准，选择电路34仍然选择参考电压VBL。为求以上讯号变化能正确反应，在本实施例中，讯号POR或PRR 处于高位准的时间可能需较一般的启动重置讯号和电源异常恢复讯号 来得长，不过此时各路径101-10N处于低电流状态，不会有功耗或发 热的疑虑。脉宽较长的讯号POR、 PRR，其产生方式可从一般的启动 重置讯号和电源异常恢复讯号的开始缘或结束缘触发，并延长一段预 设时间后结束。在图6、图7的安排方式中，参考电压VBL为低压但不等于O; 其目的是在电路启动或电源异常恢复时，使电压侦测比较电路31、 32 可以正常工作。美中不足的是，未使用的路径上，仍会有微量的耗电 (ILEDN=VBL/R)。事实上当确定某条路径未被使用之后，就不必再 顾虑对应的电压侦测比较电路的工作状况了；因此可如图8所示，设 计至少两段式的参考电压VBL，在电路启动或电源异常恢复时，使参 考电压VBL为低压但不等于0;而当侦测确定各路径是否未被使用之 后，再将参考电压VBL调整为0，以完全节省能耗。调整参考电压VBL的方式有多种，例如可设置一个并联开关，通过该开关而接地；并在 讯号POR或PRR结束后，延迟一段预设时间，再使该开关导通。对此， 熟悉本技术者，当可在本发明精神内，立即思及各种变化，不一一赘予详述。对本发明而言，过电压保护电路12并非绝对必要，但当然，如在 本发明的背光控制电路中设置过电压保护电路12，亦属可行。以上已针对较佳实施例来说明本发明，唯以上所述者，仅系为使 熟悉本技术者易于了解本发明的内容而已，并非用来限定本发明的权 利范围。如前所述，对于熟悉本技术者，当可在本发明精神内，立即思及各种等效变化。举例而言，在本发明的实施例中，使用VBH和 VBL大小来控制ILED1-ILEDN的电流大小，熟悉本技术者当可思及各 种不同等效做法来控制ILED1-ILEDN的电流大小，例如利用串并联方 式改变电阻R的大小，或直接并联电流源电路等，都应属于本发明的 等效做法。又例如，所有实施例中所示直接连接的两元件，可在其间 插入不影响讯号意义的电路，例如延迟电路等。又如，各数字元件的 输入与输出，其高低位准并不限于各实施例图标的安排方式；例如， 可根据一般启动重置讯号和电源异常恢复讯号来产生反相讯号，则逻 辑电路的设计，也自应对应地改变。在图标中虽然以背光控制电路为 单独一颗集成电路，但也可拆成不只一颗集成电路，或进一步在其内 整合与其它电路元件。又，本发明未必仅能运用于串并联发光元件电 路，亦可用于全串联或全并联电路；虽然所示发光元件为发光二极管， 但也可以是其它发光元件，如有机发光二极管；所述"背光"控制电 路，可以不一定是控制"背光"，而可以是任何照明，等等。故凡依本 发明的概念与精神所为的均等变化或修饰，均应包括于本发明的申请 专利范围内。
权利要求
1. 一种在无发光元件下可弹性连接的背光控制电路，包含至少一条发光元件路径；至少一个电流源，用以控制该发光元件路径上的电流量，该电流源在第一状态中，接受较高的参考电压输入，而在第二状态中，接受较低的参考电压输入；以及电流源控制电路，用以控制该电流源的状态，藉此，于该发光元件路径正常连接时，使该电流源处在第一状态，而于该发光元件路径未正常使用时，使该电流源处在第二状态。
2. 如权利要求l所述的背光控制电路，其中该电流源控制电路根 据该发光元件路径上的一节点电压，决定该电流源的状态。
3. 如权利要求l所述的背光控制电路，其中该电流源控制电路包括比较电路，根据该发光元件路径的节点电压，产生输出讯号；以及选择电路，根据该比较电路的输出讯号，选择该电流源的状态。
4. 如权利要求l所述的背光控制电路，其中该电流源控制电路包括比较电路，根据该发光元件路径的节点电压，产生输出讯号； 逻辑电路，接收该比较电路的输出讯号，和以下讯号之一或多者电源启动时的启动重置讯号、电源异常后恢复时的电源异常恢复讯号、周期性检査讯号；以及选择电路，根据该逻辑电路的输出讯号，选择该电流源的状态。
5. 如权利要求l所述的背光控制电路，其中该较低的参考电压为
6. 如权利要求l所述的背光控制电路，其中该较低的参考电压为 高于零的电压。
7. 如权利要求l所述的背光控制电路，其中该电流源具有三种状 态，在第一状态中，接受较高且不为零的参考电压输入，在第二状态 中，接受较低且不为零的参考电压输入，在第三状态中，接受为零的 参考电压输入。
8. 如权利要求l所述的背光控制电路，其中该较低的参考电压为 可变，其具有至少两阶段，第一阶段不为零，第二阶段为零。
9. 如权利要求l所述的背光控制电路，其中于该发光元件路径未 正常使用时，将该发光元件路径之一端与背光控制电路的输入电压、 背光控制电路的输出电压、或一预设电压电连接。
10. —种发光元件路径的电流控制方法，包含(A) 提供至少一条发光元件路径；(B) 侦测该路径的状态；以及(C) 当该发光元件路径处于第一状态时，使该发光元件路径上流 通较大量的电流，而当该发光元件路径处于第二状态时，使该发光元 件路径上流通较低量的电流或无电流。
11. 如权利要求IO所述的方法，其中步骤(B)包括(Bl)将该发 光元件路径上之一节点电压，与一预定电压相比较，以决定该路径的 状态。
12. 如权利要求11所述的方法，其中步骤(B)进一步包括(B2)至 少在以下情况之一时，遮蔽步骤(B1)的比较结果电路启动时、或电源 异常恢复时、或周期性检査时。
13. 如权利要求IO所述的方法，其中步骤(C)包括(Cl)不确定该发光元件路径处于何种状态时，先使该发光元件路径上流通较低量的电流；(C2)当确定该发光元件路径处于第一状态时，使该发光元件路径 上流通较大量的电流；以及(C3)当确定该发光元件路径处于第二状态时，使该发光元件路径 上流通较低量的电流或无电流。
14. 如权利要求13所述的方法，其中步骤(C3)包括先使该发光 元件路径上流通较低量的电流，再使该发光元件路径上无电流。
15. 如权利要求IO所述的方法，其中该发光元件路径上的电流量 受一电流源所控制，且其中步骤(C)包括根据步骤(B)的结果，改变该 电流源的电流量。
16. 如权利要求15所述的方法，其中该电流源根据一参考电压而 决定电流量，且该参考电压可在两个数值间变换。
17. 如权利要求IO所述的方法，其中该发光元件路径位于一电路 内部，方法进一步包含当该发光元件路径未正常使用时，将该发光元件路径之一端与该电路的输入电压、该电路的输出电压、或一预设 电压电连接。
18. —种在无发光元件下可弹性连接的背光控制电路，包含 至少一条发光元件路径；至少一个电流源，用以控制该发光元件路径上的电流量，该电流 源在第一状态中，提供较大的电流，而在第二状态中，提供较小的电 流；以及电流源控制电路，用以控制该电流源的状态，藉此，于该发光元件路径正常连接时，使该电流源处在第一状态，而于该发光元件路径 未正常使用时，使该电流源处在第二状态。
19. 如权利要求18所述的背光控制电路，其中该电流源控制电路 根据该发光元件路径上之一节点电压，决定该电流源的状态。
20. 如权利要求18所述的背光控制电路，其中该电流源控制电路 包括比较电路，根据该发光元件路径的节点电压，产生输出讯号；以及 选择电路，根据该比较电路的输出讯号，选择该电流源的状态。
21. 如权利要求18所述的背光控制电路，其中该电流源控制电路 包括比较电路，根据该发光元件路径的节点电压，产生输出讯号； 逻辑电路，接收该比较电路的输出讯号，和以下讯号之一或多者电源启动时的启动重置讯号、电源异常后恢复时的电源异常恢复讯号、周期性检查讯号；以及选择电路，根据该逻辑电路的输出讯号，选择该电流源的状态。
22. 如权利要求18所述的背光控制电路，其中该较小的电流为零。
23. 如权利要求18所述的背光控制电路，其中该较小的电流为高 于零的电流。
24. 如权利要求18所述的背光控制电路，其中该较小的电流为可 变，其具有至少两阶段，第一阶段不为零，第二阶段为零。
25. 如权利要求18所述的背光控制电路，其中于该发光元件路径 未正常使用时，将该发光元件路径之一端与背光控制电路的输入电压、 背光控制电路的输出电压、或一预设电压电连接。
全文摘要
本发明提出一种在无发光元件下可弹性连接的背光控制电路，包含至少一条发光元件路径；至少一个电流源，用以控制该发光元件路径上的电流量，该电流源在第一状态中，接受较高的参考电压输入，而在第二状态中，接受较低的参考电压输入；以及电流源控制电路，用以控制该电流源的状态，藉此，于该发光元件路径正常连接时，使该电流源处在第一状态，而于该发光元件路径未正常使用时，使该电流源处在第二状态。
文档编号G09G3/34GK101241245SQ200710006280
公开日2008年8月13日 申请日期2007年2月7日 优先权日2007年2月7日
发明者刘景萌, 廖家玮 申请人:立锜科技股份有限公司