发光二极管驱动电路和具有其的显示装置的制作方法

专利名称：发光二极管驱动电路和具有其的显示装置的制作方法
技术领域：
示例实施例涉及一种发光二极管(LED)驱动电路以及包括LED驱动电路的显示装置。
背景技术：
近来，由于对于生态环境友好和低功率产品的市场需求而导致对各种类型发光技术的研究正在进行中。现在使用的显示装置包括等离子体显示面板(PDP)、液晶显示器(IXD)、发光二极管(LED)显示装置等。LED显示装置是自发光装置，其响应于在两端子之间施加的电压而发射光，并且因为稳定性、低发热值以及低功耗的优点，而作为下一代技术受到关注。LED显示装置用作灯装置和LCD装置的背光单元。

发明内容
一个或者多个实施例提供了如下的发光二极管(LED)驱动电路，其能够防止流过 LED串的电流的失真以及能够具有高的切换速度。一个或者多个实施例提供了包括LED驱动电路的LED系统。一个或者多个实施例提供了包括LED驱动电路的显示装置。—个或者多个实施例提供了驱动LED的方法，其能够防止流过LED串的电流的失真以及能够具有高的切换速度。一个或者多个实施例可以提供了如下的LED驱动电路，其包括电流驱动电路、动态净空控制器以及电源电路。一个或者多个实施例可以提供了发光二极管(LED)驱动电路，其包括电流驱动电路，其被配置为响应于包括LED电流的信息的第一控制信号和电流驱动电路使能信号来控制流过LED串的电流信号；动态净空控制器，其被配置为基于LED串中的每个的第一端子的电压信号和电流驱动电路使能信号来生成动态净空控制信号，所述动态净空控制信号具有根据电流驱动电路使能信号的逻辑状态而改变的电压电平；以及电源电路，其被配置为生成根据动态净空控制信号而改变的LED驱动电压，并且向LED串中的每个的第二端子提供LED驱动电压。动态净空控制信号可以被配置为当电流驱动电路使能信号被使能时具有第一电压电平，并且当电流驱动电路使能信号被禁用时具有比第一电压电平高的第二电压电平。动态净空控制器可以被配置为当电流驱动电路使能信号被禁用时增加LED串中的每个的第一端子的电压信号的幅度，并且当电流驱动电路使能信号被使能时将LED串中的每个的第一端子的电压信号的幅度维持为大于第一基准电压，所述第一基准电压与LED 串中的每个的第一端子的电压信号之中具有最低电压电平的电压信号相对应。当电流驱动电路使能信号从禁用状态改变为使能状态时，流过LED串中的每个的电流可以不失真。
当电流驱动电路使能信号从禁用状态改变为使能状态时，流过LED串中的每个的电流在达到恒定电平和/或基本恒定电平之前可以线性和/或基本线性地增加。动态净空控制器可以包括电平检测器，其被配置为检测LED串中的每个的第一端子的电压信号的电压电平，并且生成具有所检测的电压电平的最小电压电平的最小检测电压信号；比较器，其被配置为将最小检测电压信号与第一基准电压进行比较，以生成比较输出数据；加法器，其被配置为用于将第一数据与比较输出数据相加，以生成相加的输出数据；选择电路，其被配置为响应于电流驱动电路使能信号，来选择比较输出数据以及相加的输出数据中的一个；以及数模转换器，其被配置为针对选择电路的输出信号执行数模转换， 以生成动态净空控制信号。选择电路可以被配置为当电流驱动电路使能信号被使能时输出比较输出数据，并且当电流驱动电路使能信号被禁用时输出相加的输出数据。动态净空控制器可以包括电平检测器，其被配置为检测LED串中的每个的第一端子的电压信号的电压电平，并且生成具有所检测的电压电平中的最小电压电平的最小检测电压信号；比较器，其被配置为将最小检测电压信号和第一基准电压进行比较，以生成比较输出数据；补偿电路，其被配置为补偿比较输出数据的频率特征；加法器，其被配置为将第一数据与补偿电路的输出数据相加，以生成相加的输出数据；选择电路，其被配置为响应于电流驱动电路使能信号，来选择比较输出数据以及相加的输出数据中的一个；以及数模转换器，其被配置为针对选择电路的输出信号执行数模转换，以生成动态净空控制信号。其中，在电流驱动电路中包括的功率晶体管的源极和漏极之间的电压可以根据流过LED串的电流信号的改变而改变。LED驱动电路可以包括误差放大器，其被配置为对与LED驱动电压相对应的反馈电压和动态净空控制信号之间的差进行放大，以生成第一放大信号，并且将第一放大信号提供给电源电路。LED串中的每个可以包括相互串联连接的至少一个LED。LED串中的每个的第二端子可以相互电连接。电源电路可以是DC-DC转换器。电源电路可以包括电感器、第一电阻器、第二电阻器、第三电阻器、NMOS功率晶体管、二极管以及电容器。电流驱动电路可以包括多个电流驱动器，每个包括放大器、开关、NMOS晶体管以及电阻器。在电流驱动电路中，开关可以被配置为响应于电流驱动电路使能信号来操作施加有第一控制信号的第一端子以及耦合到NMOS晶体管的栅极的第二端子。一个或者多个实施例提供了一种驱动发光二极管(LED)的方法，所述方法包括 响应于包括LED电流的信息的第一控制信号和电流驱动电路使能信号来控制流过LED串的电流信号；感测LED串中的每个的第一端子的电压信号；基于LED串中的每个的第一端子的电压信号和电流驱动电路使能信号，来生成具有根据电流驱动电路使能信号的逻辑状态而改变的电压电平的动态净空控制信号；生成根据动态净空控制信号而改变的LED驱动电压；以及向LED串中的每个的第二端子提供LED驱动电压。动态净空控制信号可以被配置为当电流驱动电路使能信号被使能时具有第一电压电平，并且当电流驱动电路使能信号被禁用时具有比第一电压电平高的第二电压电平。生成动态净空控制信号可以包括检测LED串中的每个的第一端子的电压信号的电压电平；生成具有所检测的电压电平的最小电压电平的最小检测电压信号；将最小检测电压信号和第一基准电压进行比较，以生成比较输出数据；将第一数据与比较输出数据相力口，以生成相加的输出数据；响应于电流驱动电路使能信号来选择比较输出数据以及相加的输出数据中的一个；以及针对选择电路的输出信号执行数模转换，以生成动态净空控制信号。所述方法可以进一步包括对比较输出数据的频率特征进行补偿。一个或者多个实施例提供包括LED串的发光二极管(LED)驱动电路，所述电路包括选择电路，其被配置为基于电流驱动电路使能信号的逻辑状态来输出第一电压以及与第一电压不同的第二电压中的一个，其中，从选择电路输出的第一或者第二电压被采用以生成将要提供给LED串的控制信号。


参考所附附图，通过对示例性实施例的详细描述，本领域的技术人员将更加清楚本发明的特征，在附图中图1示出了发光二极管(LED)系统的示例性实施例的框图；图2示出了图1的LED系统的LED驱动电路的示例性实施例的框图；图3示出了图2的LED驱动电路的电流驱动电路的示例性实施例的电路图；图4示出了图1的LED系统的LED驱动电路的另一示例性实施例的框图；图5示出了可采用来生成图1的LED系统中的控制信号(VCONl)的电路的示例性实施例的框图；图6示出了在图3的电流驱动电路中包括的MOS晶体管的漏-源电压和漏电流之间的关系的曲线图；图7示出了图2的LED驱动电路的电源电路的示例性实施例的电路图；图8示出了图2的LED驱动电路的动态净空控制器的示例性实施例的电路图；图9示出了图2的LED驱动电路的动态净空控制器的另一个示例性实施例的电路图；图10示出了图1的LED系统的示例性操作的时序图；图11示出了图1的LED系统的LED驱动电路的另一个示例性实施例的框图；图12示出了包括LED驱动电路的背光系统的示例性实施例的框图；图13示出了包括LED驱动电路的背光系统的另一个示例性实施例的框图；图14示出了包括LED驱动电路的背光系统的另一个示例性实施例的框图；图15示出了驱动LED的方法的示例性实施例的流程图；以及图16示出了生成在图15中所示的动态净空控制信号(V0_DHC)的方法的示例性实施例的流程图。
具体实施例方式在下文中，将参考附图来更全面地描述示例性实施例；然而，所述实施例可以以不同的形式来实施，并且其不应该被理解为限于在此所阐述的实施例。而是，提供这些实施例，使得本公开是彻底和完整，并且将本发明的范围完全地传达给本领域的技术人员。图1示出了发光二极管(LED)系统1000的示例性实施例的框图。参考图1，LED 系统1000可以包括LED驱动电路1100和LED阵列1500。LED阵列1500可以响应于LED驱动电压VLED_A来发光。LED阵列1500可以包括一个或者多个LED串1510、1520、1530。LED串1510、1520、1530中的每个可以包括串联连接的一个或多个LED。LED驱动电路1100可以生成具有根据电流驱动电路使能信号CD_EN的逻辑状态而改变的电压电平的动态净空控制信号。LED驱动电路1100可以基于动态净空控制信号而生成LED驱动电压VLED_A。LED驱动电路1100可以基于第一控制信号VCONl来控制流过LED 串1510、1520、1530的电流信号。第一控制信号VCONl可以包括与LED电流相关的信息和电流驱动电路使能信号CD_EN。LED电流的信息可以是目标LED电流，其可以通过用户而被控制在包括LED驱动电路1100的半导体集成电路内部或者在半导体集成电路外部。LED 串 1510、1520、1530 的第一端子 L_K1、L_K2、· · ·、L_Kn 可以连接到在 LED 驱动电路1100中包括的电流驱动电路的各个功率晶体管的漏极。在图1中，第一端子L_K1、 L_K2、. . .、L_Kn的电压通过VLEDJQ、VLED_K2、. . .、VLED_Kn来表示，并且从各个第一端子
L_K1、L_K2.....L_Kn流到LED驱动电路1100中包括的各个功率晶体管的漏极的电流通过
ILEDl、ILED2、.. .、ILEDn 来表示。参考图 1，各个 LED 串 1510、1520、1530 的第二端子 L_A 被相互电连接。图2示出了图1的LED系统1000中可采用的LED驱动电路1100的示例性实施例的框图。参考图2，LED驱动电路1100可以包括电源电路1110、动态净空控制器1120以及电流驱动电路1105。电流驱动电路1105可以包括电流驱动器1160、1170以及1180。电流驱动电路 1105可以响应于电流驱动电路使能信号CD_EN和包括LED电流的信息的第一控制信号 VCONl 来控制流过 LED 串 1510、1520、1530 的电流信号 ILEDl、ILED2、· · ·、ILEDn0 第一控制信号VCONl可以被生成在包括LED驱动电路1100的半导体集成电路的内部或者在半导体集成电路的外部。电流驱动电路使能信号CD_EN可以是脉冲宽度调制信号。动态净空控制器1120可以基于LED串中的每个的第一端子L_K1、L_K2.....L_Kn
的电压信号VLEDJQ、VLED_K2、. . .、VLED_Kn和电流驱动电路使能信号CD_EN，来生成具有根据电流驱动电路使能信号CD_EN的逻辑状态而改变的电压电平的动态净空控制信号W— DHC。电源电路1100可以生成根据动态净空控制信号V0_DHC而改变的LED驱动电压 VLED_A。电源电路可以向LED串中的每个的第二端子L_A提供LED驱动电压VLED_A。图3示出了图2的LED驱动电路1100中可采用的电流驱动电路1105的示例性实施例的电路图。参考图3，电流驱动器1160可以包括放大器1161、开关1162、NM0S晶体管1163以及电阻器RS。电阻器RS具有连接到地的第一端子。NMOS晶体管1163具有连接到图1中的LED串1510的第一端子的漏极以及连接到电阻器RS的第二端子的源极。开关1162具有施加有第一控制信号VCONl的第一端子，并且其响应于电流驱动电路使能信号CD_EN来进行操作。放大器1161具有连接到开关1162的第二端子的第一输入端子、连接到NMOS晶体管1163的源极的第二输入端子以及连接到NMOS晶体管1163的栅极的输出端子。放大器1161可以是差分放大器，并且可以对在包括LED电流的信息的第一控制信号VCONl和反馈信号之间的差进行放大。电阻器RS被耦合到NMOS晶体管1163的源极和地之间，并且可以确定NMOS晶体管1163的漏电流的幅度。如图3中所示，电流驱动器1170、1180可以具有与电流驱动器1160相同的结构， 并且可以以与电流驱动器1160相似的方式来操作。 在图3中，在电流驱动电路1105中包括的开关晶体管1163、1173和1183可以是诸如η型横向扩散MOS晶体管、功率MOS场效应晶体管(MOSFET)和绝缘栅双极晶体管(IGBT) 等的任意功率晶体管。图4示出了在图1中的LED系统1000中可采用的LED驱动电路IlOOa的另一个示例性实施例的框图。一般地，以下将仅描述在图4的示例性LED驱动电路IlOOa和图2 的示例性LED驱动电路1100之间的不同。在图4的示例性实施例中，LED驱动电路1 IOOa包括电流驱动电路1105a。电流驱动电路1105a可以包括电流驱动器1160、1170、1180以及输入电路1106。输入电路1106 可以包括缓冲器电路1107、电流镜电路1108以及电阻器R2。缓冲器电路1107可以包括放大器1109、匪OS晶体管丽1和电阻器R1。缓冲器电路1107可以稳定第一控制信号VCONl。 电流镜电路1108可以包括PMOS晶体管MPl和MP2。电流镜电路1108可以输出具有与流过 NMOS晶体管丽1的电流成比例的幅度的电流。电阻器R2可以生成第二控制信号VC0N2，其是与流过PMOS晶体管MP2的电流相对应的电压信号。电流驱动器1160、1170以及1180可以响应于电流驱动电路使能信号CD_EN和第二控制信号VC0N2来操作。图5示出了用于生成在图1的LED系统1000中可采用的控制信号(VCONl)的电路的示例性实施例的框图。参考图5，基于LED电流信息信号LEDINF0，第一控制信号VCONl 可以通过基准电路来生成。图6示出了在例如图3的电流驱动器1160的例如1163的NMOS晶体管的漏-源电压VDS和漏电流IDS之间的关系的曲线图。参考图6，在漏-源电压VDS低的线性区中，漏电流IDS随着漏-源电压VDS的增加而增加，并且在漏_源电压VDS相对高的饱和区中，即使漏-源电压VDS增加，漏电流IDS 也保持恒定值。在线性区中，当漏_源电压VDS非常低时，匪OS晶体管1163在三极管区中操作，其中，漏电流IDS直接与漏-源电压VDS成比例。在三极管区中，NMOS晶体管1163用作电阻器。例如，当电流驱动器1160具有如下的规格，S卩，电阻器RS的电阻为5Ω，并且NMOS 晶体管1163的漏电流为40mA时，在电阻器RS上的电压为200mV。当NMOS晶体管1163的漏极电压，即，LED串1510的第一端子L_K1的电压信号VLEDJQ为500mV时，在NMOS晶体管1163的漏极和源极之间降落300mV的电压。在图6的VDS-IDS曲线中，当VDS2为300mV 并且IDS为40mA时，如果NMOS晶体管1163的漏极电压，即，LED串1510的第一端子L-Kl 的电压信号VLEDJQ从500mV (VDS2)改变为400mV (VDSl)，40mA的电流可以不流过NMOS晶体管1163。
当匪OS晶体管1163的漏电流从IDS 1改变为IDS2时，在图1中所示的LED驱动电路1100可以将漏-源电压从VDSl改变为VDS2。因此，在图1中所示的LED驱动电路 1100可以遵循在图6中所示的NMOS晶体管1163的特性曲线来运行，而不需要增加NMOS晶体管1163的尺寸。因此，在一个或者多个实施例中，即使从外部输入的目标LED电流增加， 也可以不增加NMOS晶体管1163的尺寸。此外，在一个或者多个实施例中，即使当因为电流驱动电路使能信号CD_EN通过 LED驱动电路1100而被使能，而导致LED驱动电压VLED_A减低时，LED驱动电路1100也可以将LED驱动电压VLED_A维持为高于传统LED驱动电路的LED驱动电压。因此，在LED驱动电路1100中，例如NMOS晶体管1163的功率晶体管的漏-源电压VDS可以维持为高于传统的LED驱动电路的电压。因此，包括LED驱动电路1100的LED系统1000可以具有高的操作速度。图7示出了在图2的LED驱动电路1100中可采用的电源电路1110的示例性实施例的电路图。电源电路1110可以是直流(DC)-DC转换器，例如接收DC输入电压VIN并且输出稳定的高DC电压的升压转换器。参考图7，电源电路1110可以包括电感器Li、第一电阻器 RF、n沟道金属氧化物半导体(NMOS)功率晶体管NM0S、二极管D1、电容器Cl、第二电阻器Rl 以及第三电阻器R2。在下文中，将描述图7的电源电路1110的示例性操作。首先，在栅极控制信号VG的有效周期期间，其中，栅极控制信号VG处于逻辑高状态，NMOS功率晶体管NMOS被导通，并且电流流过电感器Li、NMOS功率晶体管NMOS以及第一电阻器RF。在该种情况下，电感器Ll可以将电能转换为与电流相对应的磁能，并且可以存储该磁能。因此，栅极控制信号VG的有效周期越长，则越多的磁能可以被存储在电感器 Ll中。接下来，在栅极控制信号VG的无效周期期间，其中，栅极控制信号VG处于逻辑低状态，NMOS功率晶体管NMOS被关断，并且在栅极控制信号VG的有效周期期间，在电感器Ll 中存储的磁能可以转换为电能。即，电感器Ll可以通过依赖于所存储的磁能幅度的电动势而产生电流，并且电流可以流过二极管D1、第二电阻器Rl以及第三电阻器R2。在电感器Ll 中存储的磁能可以以与磁能增加相同的速度来减小。同时，作为电感器Ll的电动势和输入电压VIN的结果，LED驱动电压VLED_A在输出节点处生成，例如，在第二电阻器Rl的一端处生成。此外，LED驱动电压VLED_A可以被充电到与电阻器Rl和R2并联连接的电容器Cl 中。如果在栅极控制信号VG的有效周期期间，在电感器Ll中存储的磁能大，则电感器Ll 的电动势大，并且因此LED驱动电压VLED_A可以被进一步升压。接下来，当栅极控制信号VG被再次激活时，电流流过NMOS功率晶体管NMOS和第一电阻器RF，并且在电感器Ll中再次存储磁能。此时，LED驱动电压VLED_A的电压电平通过在电容器Cl中存储的电压来维持。如上所述，电源电路1110增加了电感器Ll的电动势，以在栅极控制信号VG的占空比增加时增加LED驱动电压VLED_A，并且降低电感器Ll的电动势，以在栅极控制信号VG 的占空比减小时减小LED驱动电压VLED_A。如图7中所示，栅极控制信号VG的占空比可以根据与流过NMOS功率晶体管NMOS的电流相对应的第一检测电压VDETl和作为LED驱动电压VLED_A的被感测电压的第二检测电压VDET2而改变。在一个或者多个实施例中，当LED驱动电压VLED_A比目标电压低时，电源电路 1110增加栅极控制信号VG的占空比，以通过增加电感器Ll的电动势来对LED驱动电压 VLED_A进行升压。另一方面，当LED驱动电压VLED_A高于目标电压时，电源电路1110将栅极控制信号VG的占空比减小，以通过减小电感器Ll的电动势来降低LED驱动电压VLED_A。图8示出了在图2的LED驱动电路1000中可采用的动态净空控制器1120的示例性实施例的电路图。参考图8，动态净空控制器1120可以包括电平检测器1121、比较器1122、加法器 1123、选择电路1124以及数模转换器1125。参考图1和图8，电平检测器1121可以检测LED串1510、1520、1530中的每个的第一端子 L_K1、L_K2、. . .、L_Kn 的电压信号 VLED_K1、VLED_K2、. . .、VLED_Kn 的电压电平。 电平检测器1121可以生成具有所检测的电压电平的最小电压电平的最小检测电压信号 VDET_MIN。比较器1122可以将最小检测电压信号VDET_MIN与第一基准电压VREFl进行比较，以生成比较输出数据C0M0<n:0>。加法器1123可以是数字加法器，并且可以将第一数据与比较输出数据COMCKn 0>相加，以生成相加的输出数据ADDCKn 0>。选择电路1124可以响应于电流驱动电路使能信号CD_EN来选择比较输出数据COMCKn 0>以及相加的输出数据ADDCKn:0>中的一个。数模转换器1125可以针对选择电路的输出信号MUXCKn:0>来执行数模转换，以生成动态净空控制信号V0_DHC。图9示出了图2的LED驱动电路1100中可采用的动态净空控制器1120a的另一个示例性实施例的电路图。一般地，在下文中将只描述在图9的示例性动态净空控制器1120a 和示例性动态净空控制器1120之间的差异。参考图9，动态净空控制器1120a可以包括电平检测器1121、比较器1122、补偿器 1126、加法器1123a、选择电路1124a以及数模转换器1125。补偿器1126可以对于作为比较器1122的输出数据的比较输出数据C0M0<n:0>的频率特征来进行补偿。加法器1123a和选择电路1124a可以基本上对应于图8的加法器 1123和选择电路1124，但是其采用来自补偿器1126的频率补偿比较输出数据C0MP0<n:0>。图10示出了图1的LED系统的示例性操作的时序图。信号的符号与参考图1至图9的上述LED系统中的符号相同。在图10中，虚线示出根据示例性实施例的LED系统的操作，并且实线示出了传统LED系统的操作。此外，在图10中示出的VLED表示LED串中的每个的第一端子的电压信号VLEDJQ、VLED_K2、. . .、VLED_Kn中的一个，并且ILED表示流过LED串的电流。在图10的示例中，比较输出数据C0M0<n:0>可以具有bllOO的值，并且相加的输出数据ADD0<n:0>可以具有blllO的值，其是比较输出数据C0M0<n:0>和第一数据b0010 的相加的值。选择电路1124可以在电流驱动电路使能信号CD_EN被使能时输出比较输出数据C0M0<n:0>，并且可以在电流驱动电路使能信号CD_EN被禁用时输出相加的输出数据 ADD0<n:0>。S卩，选择电路1124可以当电流驱动电路使能信号CD_EN被使能时输出bllOO， 并且可以在电流驱动电路使能信号CD_EN被禁用时输出blllO。动态净空控制信号V0_DHC可以当电流驱动电路使能信号CD_EN被使能时具有第一电压电平LEVI，并且可以当电流驱动电路使能信号CD_EN被禁用时具有比第一电压电平 LEVI高的第二电压电平LEV2。LED驱动电路1100的输出信号VLED_A可以比现有技术中的大，并且与现有技术不同，其可以不包括下冲(undershoot)。动态净空控制器可以当电流驱动电路使能信号CD_EN被禁用时增加LED串中的每个的第一端子的电压信号的幅度，并且可以当电流驱动电路使能信号CD_EN被使能时将 LED串中的每个的第一端子的电压信号的幅度维持为大于第一基准电压VREF1，所述第一基准电压VREFl与具有在LED串中的每个的第一端子的电压信号之中的最小电压电平的电压信号相对应。与传统技术不同，在一个或者多个实施例中，在电流驱动电路使能信号CD_ EN从禁用状态改变为使能状态时，流过LED串的电流ILED可以不失真。S卩，例如，如图10 中所示，在电流驱动电路使能信号CD_EN从禁用状态改变为使能状态时，流过LED串的电流 ILED可以在达到恒定和/或基本恒定电平之前，线性地增加/或基本线性地增加。图11示出了在图1的LED系统1000中可采用的LED驱动电路IlOOb的另一个示例性实施例的框图。一般地，在下文中仅描述在图11的示例性LED驱动电路IlOOb和在图 2的示例性LED驱动电路1100之间的不同。参考图11，与图2的LED驱动电路相比较，LED驱动电路1 IOOb进一步包括分压器 1104和误差放大器1103。分压器1104可以包括电阻器ROl和R02。误差放大器1103可以对在与LED驱动电压VLED A相对应的反馈电压和动态净空控制信号V0_DHC之间的差进行放大，以生成第一放大信号。误差放大器1103可以将第一放大信号提供给电源电路1110。图12示出了包括LED驱动电路，例如1100、1100a、IlOOb的背光系统1600的示例
性实施例的框图，其包括在此描述的一个或者多个特征。参考图12，背光系统1600可以包括背光单元(BLU)BLU、在BLU中包括的配电板 1610以及LED阵列LED。LED阵列LED中的每个可以包括至少一个LED串。LED串可以包括至少一个LED。配电板1610可以包括多个LED驱动电路1611至1616。LED驱动电路1611 至1616中的每个可以具有包括如上所述的一个或者多个特征的结构，例如，LED驱动电路 1100、1100a、1100b。LED驱动电路1611至1616中的每个可以生成具有根据电流驱动电路使能信号CD_EN的逻辑状态而改变的电压电平的动态净空控制信号V0_DHC，并且可以基于动态净空控制信号V0_DHC来生成LED驱动电压VLED_A。在一个或多个实施例中，包括LED驱动电路1611至1616的背光系统1600可以防止LED电流的失真，和/或在LED驱动电路1611至1616中包括的电流驱动电路可以具有高的操作速度。在图12中所示的背光系统1600可以被应用到例如包括诸如边缘型LED电视机的大显示面板的显示装置。图13示出了包括LED驱动电路的背光系统1700的另一个示例性实施例的框图。参考图13，背光系统1700可以包括BLU、控制器1720以及LED驱动器1710，所述 BLU包括LED阵列LED。LED驱动器1710可以在控制器1720的控制下驱动LED阵列LED。 LED阵列LED中的每个可以包括至少一个LED串。LED串可以包括至少一个LED。LED驱动器1710中的每个可以具有包括如上所述的一个或者多个特征的结构，例如，LED驱动电路1100、1100a、1100b。LED驱动器1710中的每个可以生成具有根据电流驱动电路使能信号CD_EN的逻辑状态而改变的电压电平的动态净空控制信号V0_DHC，并且可以基于动态净空控制信号V0_DHC来生成LED驱动电压VLED_A。在一个或者多个实施例中，包括LED驱动电路1710的背光系统1700可以防止LED 电流的失真，和/或在LED驱动电路1710中包括的电流驱动电路可以具有高的操作速度。在图13中所示的背光系统1700可以被应用到例如包括诸如直下型LED电视机的大显示面板的显示装置。图14示出了包括LED驱动电路的背光系统的另一个示例性实施例的框图。参考图14，背光系统1800可以包括BLU 1800a以及配电板1820，所述BLU 1800a 包括LED阵列LED，所述配电板1820处于BLU 1800a之外。LED阵列(LED) 1810中的每个可以包括至少一个LED串。LED串可以包括至少一个LED。配电板1820可以包括LED驱动电路1821，其具有与图1中所示的LED驱动电路相似的电路结构。LED驱动电路1821中的每一个可以生成具有根据电流驱动电路使能信号CD_EN的逻辑状态而改变的电压电平的动态净空控制信号，并且可以基于动态净空控制信号来生成LED驱动电压VLED_A。在一个或者多个实施例中，包括LED驱动电路1821的背光系统1800可以防止LED 电流的失真，和/或在LED驱动电路1821中包括的电流驱动电路可以具有高的操作速度。在图14中所示的背光系统1800可以被应用到例如包括诸如移动电话、个人数字助理(PDA)和便携式多媒体播放器(PMP)的小显示面板的显示装置。以上，描述了将背光驱动电路主要用于液晶显示面板中，但是示例性实施例可以被应用到一般的显示装置，诸如等离子体显示面板(PDP)、有机发光二极管(OLED)、用于灯的LED等。图15示出了驱动LED的方法的示例性实施例的流程图。参考图15，驱动LED的方法可以包括以下的操作1)响应于包括LED电流的信息的第一控制信号和电流驱动电路使能信号来控制流过LED串的电流信号(Si)；2)感测LED串中的每个的第一端子的电压信号(S2)；3)基于LED串中的每个的第一端子的电压信号和电流驱动电路使能信号，来生成具有根据电流驱动电路使能信号的逻辑状态而改变的电压电平的动态净空控制信号 (S3)；4)生成根据动态净空控制信号而改变的LED驱动电压(S4)；以及5)向LED串中的每个的第二端子提供LED驱动电压(S5)。图16示出了生成在图15中所示的动态净空控制信号(V0_DHC)的方法的示例性实施例的流程图。参考图16，生成动态净空控制信号(V0_DHC)的方法可以包括以下的操作1)检测LED串中的每个的第一端子的电压信号的电压电平(S31)；2)生成具有所检测的电压电平的最小电压电平的最小检测电压信号(S32)；3)将最小检测电压信号和第一基准电压进行比较，以生成比较输出数据(S33)；4)将第一数据与比较输出数据相加，以生成相加的输出数据(S34)；5)响应于电流驱动电路使能信号来选择比较输出数据和相加的输出数据中的一个(S35)；以及
6)相对于选择电路的输出信号来执行数模转换，以生成动态净空控制信号 (S36)。如上所述，包括在此所描述的一个或者多个特征的LED驱动电路的一个或者多个实施例，例如1100、1100a、1100b，可以包括动态净空控制器，其生成具有根据电流驱动电路使能信号的逻辑状态而改变的电压电平的动态净空控制信号。包括在此描述的一个或者多个特征的LED驱动电路，例如1100、1100a、1100b，可以基于动态净空控制信号来生成LED驱动电压VLED_A。包括LED驱动电路1100的LED系统可以将与电流驱动电路连接的LED串的节点的电压维持为高于特定值，使得控制流过LED串的电流的电流驱动电路即使当LED 驱动电压包括纹波时，也可以操作。因此，包括采用在此描述的一个或者多个特征的LED驱动电路的LED系统1000的一个或者多个实施例，例如1100、1100a、1100b，可以防止LED电流的失真。此外，包括LED驱动电路1100的LED系统1000可以将在LED驱动电路1100中的每个功率晶体管的漏-源电压维持为高于传统LED系统的电压。包括在此描述的一个或多个特征的LED系统的一个或多个实施例，例如1000，可以具有高的操作速度，所述LED系统包括包含在此描述的一个或多个特征的LED驱动电路，例如1100、1100a、
IlOObo本发明构思的实施例可以应用于显示装置和发光装置，特别是显示装置的BLU。在此，参考附图描述了各种示例性实施例，其中示出了一些示例实施例。在附图中，出于清楚的目的而可以对区域的尺寸进行夸张。在此公布了详细的示例性实施例。然而，在此公布的特定结构和功能细节仅仅是代表性的，其用于描述示例实施例。因此，在示例实施例能够进行各种修改和替换的同时，本发明的实施例通过附图示例被示出，并且在此进行详细描述。然而，应该理解，本发明不意图将示例实施例限于所公开的特定形式，而相反地，示例实施例用于覆盖在本发明范围内的所有修改、等价物以及替选。在整个附图的描述中，相同的标号表示相同的元件。应该理解，在此虽然将术语第一、第二等用于描述各种元件，但是这些元件不应该受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件进行区分。例如，在没有脱离示例实施例范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，并且，相似地，第二元件也可以被称为是第一元件。如在此使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有的组合。应该理解，在元件被称为与另一元件“连接”或者“耦合”时，其可以是直接连接或者耦合到另一元件上，或者可以存在插入元件。相反，当元件被称为与另一元件“直接连接” 或者“直接耦合”时，则不存在插入元件。用于描述元件之间的关系的其他词语也应该以相
同的方式来进行理解(例如，“在......之间”与“直接在......之间”，“相邻”与“直接
相邻”等)。在此所使用的术语仅是出于描述特定实施例的目的，并且其不意图限制示例实施例。如在此使用的，除非在上下文中明确表示，否则单数形式“一”或“一个”也可以意图包括复数形式。应该进一步理解，当在此使用时，术语“包括”、“包含”指定所述特征、整体、 步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是其不排除存在或添加一个或者多个特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件。应该理解，空间相关术语旨在包括除了在附图中所描述的取向之外的，在使用或者操作中的装置的不同取向。还应该注意，在一些可替选的实施例中，还可以发生在附图中所述的顺序之外的功能/动作。例如，根据所涉及的功能/动作，在连续示出的两个附图实际上可以基本上同时执行，或者有时可以以反顺序来执行。在此已经公开了示例实施例，并且虽然采用了特定的术语，但是其应该以一般性和描述性的意义来理解，而不是出于限制的目的。因此，本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所阐述的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明的形式和细节进行各种的修改。
权利要求
1.一种发光二极管(LED)驱动电路，包括电流驱动电路，所述电流驱动电路被配置为响应于包括LED电流的信息的第一控制信号和电流驱动电路使能信号，来控制流过LED串的电流信号；动态净空控制器，所述动态净空控制器被配置为基于所述LED串中的每个的第一端子的电压信号和所述电流驱动电路使能信号来生成动态净空控制信号，所述动态净空控制信号具有根据所述电流驱动电路使能信号的逻辑状态而改变的电压电平；以及电源电路，所述电源电路被配置为生成根据所述动态净空控制信号而改变的LED驱动电压，并且向所述LED串中的每个的第二端子提供所述LED驱动电压。
2.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其中，所述动态净空控制信号被配置为当所述电流驱动电路使能信号被使能时具有第一电压电平，并且当所述电流驱动电路使能信号被禁用时具有比所述第一电压电平高的第二电压电平。
3.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其中，所述动态净空控制器被配置为当所述电流驱动电路使能信号被禁用时增加所述LED串中的每个的第一端子的电压信号的幅度，并且当所述电流驱动电路使能信号被使能时将所述LED串中的每个的第一端子的电压信号的幅度维持为大于第一基准电压，所述第一基准电压与所述LED串中的每个的第一端子的电压信号之中具有最低电压电平的电压信号相对应。
4.根据权利要求3所述的LED驱动电路，其中，当所述电流驱动电路使能信号从禁用状态改变为使能状态时，流过所述LED串中的每个的电流不失真。
5.根据权利要求3所述的LED驱动电路，其中，当所述电流驱动电路使能信号从禁用状态改变为使能状态时，流过所述LED串中的每个的电流在达到恒定电平和/或基本恒定电平之前可以线性和/或基本线性地增加。
6.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其中，所述动态净空控制器包括电平检测器，所述电平检测器被配置为检测所述LED串中的每个的第一端子的电压信号的电压电平，并且生成具有所检测的电压电平的最小电压电平的最小检测电压信号；比较器，所述比较器被配置为将所述最小检测电压信号与第一基准电压进行比较，以生成比较输出数据；加法器，所述加法器被配置为将第一数据与所述比较输出数据相加，以生成相加的输出数据；选择电路，所述选择电路被配置为响应于所述电流驱动电路使能信号，来选择所述比较输出数据以及所述相加的输出数据中的一个；以及数模转换器，所述数模转换器被配置为针对所述选择电路的输出信号执行数模转换， 以生成所述动态净空控制信号。
7.根据权利要求6所述的LED驱动电路，其中，所述选择电路被配置为当所述电流驱动电路使能信号被使能时输出所述比较输出数据，并且当所述电流驱动电路使能信号被禁用时输出所述相加的输出数据。
8.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其中，所述动态净空控制器包括电平检测器，所述电平检测器被配置为检测所述LED串中的每个的第一端子的电压信号的电压电平，并且生成具有所检测的电压电平的最小电压电平的最小检测电压信号；比较器，所述比较器被配置为将所述最小检测电压信号和第一基准电压进行比较，以生成比较输出数据；补偿电路，所述补偿电路被配置为补偿所述比较输出数据的频率特征；加法器，所述加法器被配置为将第一数据与所述补偿电路的输出数据相加，以生成相加的输出数据；选择电路，所述选择电路被配置为响应于所述电流驱动电路使能信号，来选择所述比较输出数据以及所述相加的输出数据中的一个；以及数模转换器，所述数模转换器被配置为针对所述选择电路的输出信号执行数模转换， 以生成所述动态净空控制信号。
9.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其中，在所述电流驱动电路中包括的功率晶体管的源极和漏极之间的电压根据流过所述LED串的电流信号的改变而改变。
10.根据权利要求1所述的LED驱动电路，进一步包括误差放大器，所述误差放大器被配置为对与所述LED驱动电压相对应的反馈电压和所述动态净空控制信号之间的差进行放大，以生成第一放大信号，并且将所述第一放大信号提供给所述电源电路。
11.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其中，所述LED串中的每个包括相互串联连接的至少一个LED。
12.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其中，所述LED串中的每个的第二端子相互电连接。
13.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其中，所述电源电路是DC-DC转换器。
14.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其中，所述电源电路包括电感器、第一电阻器、第二电阻器、第三电阻器、NMOS功率晶体管、二极管以及电容器。
15.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其中，所述电流驱动电路包括多个电流驱动器，每个电流驱动器包括放大器、开关、NMOS晶体管以及电阻器。
16.根据权利要求15所述的LED驱动电路，其中，所述开关被配置为响应于所述电流驱动电路使能信号来操作施加有第一控制信号的第一端子以及耦合到所述NMOS晶体管的栅极的第二端子。
17.—种驱动发光二极管(LED)的方法，所述方法包括响应于包括LED电流的信息的第一控制信号和电流驱动电路使能信号来控制流过LED 串的电流信号；感测所述LED串中的每个的第一端子的电压信号；基于所述LED串中的每个的第一端子的电压信号和所述电流驱动电路使能信号，来生成具有根据所述电流驱动电路使能信号的逻辑状态而改变的电压电平的动态净空控制信号；生成根据所述动态净空控制信号而改变的LED驱动电压；以及向所述LED串中的每个的第二端子提供所述LED驱动电压。
18.根据权利要求17中所述的方法，其中，所述动态净空控制信号被配置为当所述电流驱动电路使能信号被使能时具有第一电压电平，以及当所述电流驱动电路使能信号被禁用时具有比所述第一电压电平高的第二电压电平。
19.根据权利要求17中所述的方法，其中，生成所述动态净空控制信号包括检测所述LED串中的每个的第一端子的电压信号的电压电平； 生成具有所检测的电压电平的最小电压电平的最小检测电压信号； 将所述最小检测电压信号和第一基准电压进行比较，以生成比较输出数据； 将第一数据与所述比较输出数据相加，以生成相加的输出数据； 响应于所述电流驱动电路使能信号来选择所述比较输出数据和所述相加的输出数据中的一个；以及针对选择电路的输出信号执行数模转换，以生成所述动态净空控制信号。
20. 一种包括LED串的发光二极管(LED)驱动电路，所述电路包括 选择电路，所述选择电路被配置为基于电流驱动电路使能信号来输出第一电压以及与所述第一电压不同的第二电压中的一个，其中，从所述选择电路输出的所述第一或第二电压被采用以生成将要被提供到所述LED串的控制信号。
全文摘要
本发明提供一种发光二极管驱动电路和具有其的显示装置。提供了能够防止LED电流失真并且具有高操作速度的LED驱动电路，以及包括该LED驱动电路的显示装置。LED驱动电路包括电流驱动电路、动态净空控制器以及电源电路。电流驱动电路响应于包括LED电流的信息的第一控制信号和电流驱动电路使能信号，来控制流过LED串的电流信号。动态净空控制器生成动态净空控制信号，所述动态净空控制信号具有根据电流驱动电路使能信号的逻辑状态而改变的电压电平。电源电路生成根据动态净空控制信号而改变的LED驱动电压。
文档编号G09G3/34GK102479488SQ20111036528
公开日2012年5月30日 申请日期2011年11月17日 优先权日2010年11月23日
发明者金容勋 申请人:三星电子株式会社