专利名称：驱动装置及驱动电压调节方法
技术领域：
本发明涉及电子技术领域，特别是一种驱动装置和驱动电压调节方法。
背景技术：
发光二极管(LED，Light Emitting Diode)由于供电电压低、耗电量小、使用安全 可靠、环保等特点，被广泛地应用于照明领域。例如将发光二极管应用于液晶显示器的背光 模块中。发光二极管一般由定电流源向其输出恒定电流驱动，以使发光二极管的发光亮度
保持一致。然而，因制造时的不均勻、使用时的温度变化而有所不同，再加上电路板上的导电 物质也因为制造时不均勻使得等效电阻均有不同，常造成驱动LED时不同LED串间的总顺 向电压(VF，Forward Voltage)降不同而使得各LED串间的驱动产生问题。LED驱动电压如 果过低将造成某些LED串无法点亮，但若过高则有过多电压损耗在定电流源的驱动MOS管 上。
发明内容
鉴于此，有必要提供一种给LED串提供适足驱动电压的驱动装置。还有必要提供一种给LED串提供适足驱动电压的驱动电压调节方法。一种驱动装置，用于驱动多个负载工作。该驱动装置包括电压调节单元及多个负 载，该电压调节单元用于接收直流电压而上电工作，以输出驱动电压给多个负载，该多个侦 测单元用于分别侦测对应的多个负载的总顺向电压以产生对应的多个侦测电压，该多个侦 测单元分别将该多个侦测电压与一预设的第一基准电压进行比较，在其中一个侦测电压小 于第一基准电压时其对应的侦测单元产生第一反馈信号，该电压调节单元基于第一反馈信 号使得驱动电压增大。一种驱动电压调节方法，其包括以下步骤多个侦测单元分别侦测对应的多个负载的总顺向电压以产生对应的多个侦测电 压；多个侦测单元分别将多个侦测电压与一预设的第一基准电压进行比较，以判断其 中一个侦测电压是否小于第一基准电压；在其中一个侦测电压小于第一基准电压时其对应的侦测单元产生第一反馈信 号；电压调节单元接收第一反馈信号，并基于第一反馈信号使得驱动电压增大。上述驱动装置及驱动电压调节方法，通过设置多个侦测单元，该多个侦测单元用 于分别侦测多个负载的总顺向电压，以分别产生多个侦测电压，在其中一个侦测电压小于 第一基准电压时其对应的侦测单元产生第一反馈信号，因而电压调节单元基于第一反馈信 号使得驱动电压增大，以足够驱动总顺向电压最大的负载，在本实施方式中，该负载为LED 串，因而可以输出最适足驱动电压以驱动多个LED串。
图1为一较佳实施方式的驱动装置的详细电路图。图2为一较佳实施方式的驱动电压调节方法的流程图。
具体实施例方式请参阅图1，一较佳实施方式的驱动装置100包括AC/DC变换单元10、电压调节单 元20、负载Ldl、Ld2、. · · Ldn、上拉电阻R1、R2、· · · Rn以及侦测单元IC1、IC2、· · · ICn0侦测 单元ICl、IC2、... ICn分别具有侦测端Dtl、Dt2、... Dtn及反馈输出端Fl、F2、· · · Fn0本 实施方式中，该负载Ldl、Ld2、. . . Ldn分别以具有串联连接的多个LED的LED串为例进行说明。AC/DC变换单元10用于将交流电压转换为直流电压。电压调节单元20用于接收来自AC/DC变换单元10输入的直流电压而上电工作， 以输出驱动电压给LED串Ldl、Ld2、. . · Ldn。LED串Ldl、Ld2、. · · Ldn的阳极均与电压调节单元20相连，LED串Ldl、Ld2、. · · Ldn 的阴极分别与侦测单元ICl、IC2、…ICn的侦测端Dtl、Dt2、…Dtn相连。上拉电阻R1、R2、. . . Rn的一端均与电压调节单元20相连，上拉电阻R1、R2、. . . Rn 的另一端分别与侦测单元IC1、IC2、· · · ICn的反馈输出端F1、F2、. . . Fn相连。在其它实施 方式中，上拉电阻Rl、R2、... Rn可分别集成于侦测单元ICl、IC2、... ICn内部。侦测单元IC1、IC2、. · · ICn均与电压调节单元20相连。侦测单元IC1、IC2、. · · ICn 分别用于侦测LED串Ldl、Ld2、... Ldn的总顺向电压以产生侦测电压VD1、VD2、· · · VDn,该 侦测电压VD1、VD2、. . . VDn分别为驱动电压与LED串Ldl、Ld2、. . · Ldn的总顺向电压之差。 其中，LED串Ldl、Ld2、... Ldn的总顺向电压分别为LED串Ldl、Ld2、... Ldn在驱动时其多 个LED上的顺向电压之和。侦测单元ICl、IC2、· · · ICn均预设有第一基准电压。侦测单元ICl、IC2、· · · ICn 还用于分别将侦测电压VD1、VD2、... VDn与第一基准电压进行比较。在其中一个侦测电压 VDU VD2、... VDn小于第一基准电压时其对应的侦测单元产生第一反馈信号。电压调节单 元20还用于接收第一反馈信号，并基于第一反馈信号使得驱动电压增大。在驱动电压增大的情况下，侦测单元IC1、IC2、. . . ICn所产生的侦测电压VD1、 VD2、... VDn也会增大。侦测单元ICU IC2、... ICn还用于分别将电压值增大的侦测电压 VD1、VD2、. . . VDn与第一基准电压进行比较。在其中一个侦测电压VD1、VD2、. . . VDn大于第 一基准电压时其对应的侦测单元产生第二反馈信号。电压调节单元20还用于接收第二反 馈信号，并基于第二反馈信号使得驱动电压降低。具体地，电压调节单元20包括脉宽调制单元22、第一MOS管Ml、电感Li、第一二极 管D1、滤波电容Cl。脉宽调制单元22具有供电电压端220、脉冲电压端240及反馈端250。 脉宽调制单元22的供电电压端220与AC/DC变换单元10相连，其用于接收AC/DC变换单元 10输出的直流电压而上电工作，并通过脉冲电压端240输出占空比可调节的脉冲电压。脉 宽调制单元22的反馈端250分别与侦测单元IC1、IC2、. . . ICn的反馈输出端F1、F2、. . . Fn 相连。
电感Ll的一端连接AC/DC变换单元10，另一端连接第一二极管Dl的阳极。第一 MOS管Ml的栅极连接脉宽调制单元22的脉冲电压端240，源极接地，漏极连接于电感Ll与 第一二极管Dl的阳极之间。第一二极管Dl的阴极通过滤波电容Cl接地。第一二极管Dl 的阴极还分别与LED串Ldl、Ld2、. . . Ldn的阳极相连。在本实施方式中，第一 MOS管为N沟 道MOS管。以下就侦测单元ICl之具体电路进行说明侦测单元ICl包括基准电压模块32、控制模块34、下拉电阻Rd、第二 MOS管M2、第 一运算放大器Ul、第二运算放大器U2及第二二极管D2。在其它实施方式中，第二二极管D2 可不集成于侦测单元ICl内部，即第二二极管D2设置于侦测单元ICl外部。基准电压模块 32用于提供第一基准电压给第一运算放大器Ul的反相输入端，该基准电压模块32还用于 提供第二基准电压给第二运算放大器U2的同相输入端。第二运算放大器U2的反相输入端 通过下拉电阻Rd接地，第二运算放大器U2的输出端与第二 MOS管M2的栅极相连。第二 MOS管M2的源极分别连接第二运算放大器U2的反相输入端及下拉电阻Rd，第二 MOS管M2 的漏极连接LED串Ldl的阴极。第一运算放大器Ul的同相输入端连接于LED串Ldl的阴 极与第二 MOS管M2的漏极之间，第一运算放大器Ul的输出端连接第二二极管D2的阴极。 第二二极管D2的阳极通过上拉电阻Rl连接第一二极管Dl的阴极。在本实施方式中，第二 MOS管为N沟道MOS管。控制模块34分别与基准电压模块32及第二 MOS管的栅极相连。控制模块34分 别控制基准电压模块32及第二 MOS管M2。控制模块34可控制基准电压模块32停止输出 第一基准电压和第二基准电压。控制模块34具有一控制端Ctrl，该控制端Ctrl与第二MOS 管的栅极相连，控制模块34通过其控制端Ctrl输出低电平电压，使得第二 MOS管M2处于 截止状态。驱动装置100的工作原理如下当电压调节单元20输出驱动电压Vl给LED串Ldl、Ld2、. . . Ldn时，LED串Ldl的 总顺向电压为V2，侦测端Dl的侦测电压VDl = V1-V2。当总顺向电压V2增大导致侦测电 压VDl小于第一基准电压时，第一运算放大器Ul输出低电平电压，脉宽调制单元22的反馈 端250为低电平电压。因此脉宽调制单元22通过其脉冲电压端240输出的脉冲电压的占 空比会增大，第一 MOS管Ml的导通时间变长，电感Ll中储存较多的能量，因此使得驱动电 压Vl增大。当驱动电压Vl增大时，侦测电压VDl也会增大，当侦测电压VDl大于第一基准电 压时，第一运算放大器Ul输出高电平电压，脉宽调制单元22的反馈端250为高电平电压。 因此脉宽调制单元22通过其脉冲电压端240输出的脉冲电压的占空比会减小，第一 MOS管 Ml的导通时间变短，电感Ll中储存较少的能量，因此使得驱动电压Vl降低。通过电压调节 单元20对驱动电压Vl的调节，最终使得侦测端Dl的侦测电压VDl与第一基准电压Vrefl 相等。也即LED串Ldl的总顺向电压V2为恒定电压，即V2 = Vl-Vref 1，从而实现了对LED 串Ldl、Ld2、. . . Ldn的恒定电压驱动。同时由于第二运算放大器U2工作于虚短状态，也即第二运算放大器U2的反相输 入端的电压等于第二基准电压Vref2。由于第二基准电压Vref2为恒定电压，因此流过LED 串Ldl的电流I1也为恒定的电流，即I1 = Vref2/Rd，从而实现了对LED串Ldl、Ld2、. · · Ldn的恒定电流驱动。请参阅图2，一较佳实施方式的驱动电压调节方法200包括以下步骤步骤202，侦测单元ICl、IC2、... ICn分别侦测对应的LED串Ldl、Ld2、... Ldn的 总顺向电压以产生对应的侦测电压VD1、VD2、. . . VDn，侦测电压VD1、VD2、. . . VDn分别为驱 动电压与LED串Ldl、Ld2、. . · Ldn的总顺向电压之差。步骤204，侦测单元ICl、IC2、... ICn分别将侦测电压VD1、VD2、... VDn与一预设 的第一基准电压进行比较，以判断其中一个侦测电压VD1、VD2、... VDn是否小于第一基准 电压。步骤206，在其中一个侦测电压VD1、VD2、. . . VDn小于第一基准电压时其对应的侦
测单元产生第一反馈信号。步骤208，电压调节单元20接收第一反馈信号，并基于第一反馈信号使得驱动电 压增大，依次返回步骤202、204。步骤210，在其中一个侦测电压VD1、VD2、. . . VDn大于第一基准电压时其对应的侦
测单元产生第二反馈信号。步骤212，电压调节单元20接收第二反馈信号，并基于第二反馈信号使得驱动电 压降低。本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明， 而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的 适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。
权利要求
1. 一种驱动装置，用于驱动多个负载工作，其特征在于该驱动装置包括电压调节单 元及分别与多个负载连接的多个侦测单元，该电压调节单元用于接收直流电压而上电工 作，以输出驱动电压给多个负载，该多个侦测单元用于分别侦测对应的多个负载的总顺向 电压以产生对应的多个侦测电压，该多个侦测单元分别将该多个侦测电压与一预设的第一 基准电压进行比较，在其中一个侦测电压小于第一基准电压时其对应的侦测单元产生第一 反馈信号，该电压调节单元基于第一反馈信号使得驱动电压增大。
2.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于在其中一个侦测电压大于第一基准电 压时其对应的侦测单元产生第二反馈信号，该电压调节单元还基于第二反馈信号使驱动电 压降低。
3.如权利要求2所述的驱动装置，其特征在于该负载为LED串，该LED串包括串联连 接的多个LED，该多个侦测电压分别为该驱动电压与多个LED串的总顺向电压之差。
4.如权利要求3所述的驱动装置，其特征在于该驱动装置还包括分别与多个侦测单 元相连的多个上拉电阻，该多个上拉电阻均与电压调节单元相连。
5.如权利要求3所述的驱动装置，其特征在于该多个LED串的阳极均连接电压调节 单元，该多个LED串的阴极分别与多个侦测单元相连。
6.如权利要求4所述的驱动装置，其特征在于该侦测单元包括用于提供第一基准电 压及第二基准电压的基准电压模块、第一运算放大器、第二运算放大器、下拉电阻、第二二 极管、第二 MOS管，该第二运算放大器的同相输入端用于接收第二基准电压，反相输入端通 过下拉电阻接地，该第二运算放大器的输出端连接第二 MOS管的栅极，该第二 MOS管的源极 连接第二运算放大器的反相输入端，该第二 MOS管的漏极连接LED串的阴极，该第一运算放 大器的同相输入端连接于第二 MOS管的漏极与LED串的阴极之间，反相输入端用于接收第 一基准电压，该第一运算放大器的输出端连接第二二极管的阴极，该第二二极管的阳极分 别连接上拉电阻及电压调节单元。
7.如权利要求6所述的驱动装置，其特征在于该驱动装置还包括第二二极管，该侦测 单元包括用于提供第一基准电压及第二基准电压的基准电压模块、第一运算放大器、第二 运算放大器、下拉电阻、第二 MOS管，该第二运算放大器的同相输入端用于接收第二基准电 压，反相输入端通过下拉电阻接地，该第二运算放大器的输出端连接第二 MOS管的栅极，该 第二 MOS管的源极连接第二运算放大器的反相输入端，该第二 MOS管的漏极连接LED串的 阴极，该第一运算放大器的同相输入端连接于第二 MOS管的漏极与LED串的阴极之间，反相 输入端用于接收第一基准电压，该第一运算放大器的输出端连接第二二极管的阴极，该第 二二极管的阳极分别连接上拉电阻及电压调节单元。
8.如权利要求6所述的驱动装置，其特征在于该电压调节单元包括脉宽调制单元、 第一 MOS管、电感、第一二极管、滤波电容，该脉宽调制单元具有供电电压端、脉冲电压端及 反馈端，该供电电压端接收直流电压，该反馈端连接于上拉电阻与第二二极管的阳极之间， 该脉冲电压端与第一 MOS管的栅极相连，该电感连接于供电电压端与第一二极管的阳极之 间，该第一二极管的阴极通过滤波电容接地，该第一二极管的阴极还分别与多个LED串的 阳极相连，该第一 MOS管的源极接地，该第一 MOS管的漏极连接于电感与第一二极管之间。
9.如权利要求8所述的驱动装置，其特征在于该侦测单元还包括控制模块，该控制模 块用于控制基准电压模块停止输出第一基准电压和第二基准电压，该控制模块还用于控制第二 MOS管处于截止状态。
10.一种驱动电压调节方法，其包括以下步骤多个侦测单元分别侦测对应的多个负载的总顺向电压以产生对应的多个侦测电压； 多个侦测单元分别将多个侦测电压与一预设的第一基准电压进行比较，以判断其中一 个侦测电压是否小于第一基准电压；在其中一个侦测电压小于第一基准电压时其对应的侦测单元产生第一反馈信号； 电压调节单元接收第一反馈信号，并基于第一反馈信号使得驱动电压增大。
11.如权利要求10所述的驱动电压调节方法，还包括以下步骤在其中一个侦测电压大于第一基准电压时其对应的侦测单元产生第二反馈信号； 电压调节单元接收第二反馈信号，并基于第二反馈信号使得驱动电压降低。
12.如权利要求10所述的驱动电压调节方法，其特征在于该多个负载为多个LED串， 该LED串包括串联连接的多个LED，该多个侦测电压分别为该驱动电压与多个LED串的总顺 向电压之差。
全文摘要
一种驱动装置，用于驱动多个负载工作。该驱动装置包括电压调节单元及多个侦测单元，该电压调节单元用于接收直流电压而上电工作，以输出驱动电压给多个负载，该多个侦测单元用于分别侦测对应的多个负载的总顺向电压以产生对应的多个侦测电压，该多个侦测单元分别将该多个侦测电压与一预设的第一基准电压进行比较，在其中一个侦测电压小于第一基准电压时其对应的侦测单元产生第一反馈信号，该电压调节单元基于第一反馈信号使得驱动电压增大。
文档编号H05B37/02GK101998729SQ20091016967
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月31日 优先权日2009年8月31日
发明者施文正, 杨群兴, 林凯评 申请人:天钰科技股份有限公司