專利名稱：發(fā)光二極管驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動裝置,特別是涉及一種發(fā)光二極管(Light Emitting Diode,LED)驅(qū)動裝置。
背景技術(shù)：
在科技發(fā)展日新月異的現(xiàn)今時(shí)代中，發(fā)光二極管(Light Emitting Diode,LED)光源已經(jīng)被開發(fā)出來以便利人們的生活。在一個(gè)應(yīng)用實(shí)例中，LED被作為背光光源應(yīng)用在平面顯示器中。一般來說，LED光源模塊使用升壓驅(qū)動電路(Boost Converter)，其在脈寬調(diào)制(Pulse Width Modulation，PWM)調(diào)光信號的脈寬期間被使能，以根據(jù)輸入電壓產(chǎn)生驅(qū)動電壓對LED光源模塊進(jìn)行驅(qū)動。在實(shí)際情況中，升壓驅(qū)動電路產(chǎn)生驅(qū)動電壓的操作時(shí)常因亮度控制信號(Dimming)的工作期間過短或輸入電壓的電平過低，而無法提供穩(wěn)定的驅(qū)動電壓。這樣一來，也連帶的使LED光源模塊無法提供穩(wěn)定的亮度。如此，如何設(shè)計(jì)出可以提供穩(wěn)定驅(qū)動電壓的LED驅(qū)動裝置為業(yè)界不斷努力的方向之一。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明提出一種發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED)驅(qū)動裝置，響應(yīng)于脈寬調(diào)制(Pulse Width Modulation,PWM)調(diào)光信號，根據(jù)輸入電壓提供驅(qū)動電壓驅(qū)動LED電路。LED驅(qū)動裝置包括電流調(diào)整器(Regulator)、調(diào)光信號產(chǎn)生器及升壓驅(qū)動器(BoostConverter)。電流調(diào)整器響應(yīng)于PWM調(diào)光信號，在第一脈寬期間被使能，以控制流經(jīng)LED電路的驅(qū)動電流，電流調(diào)整器還在第一脈寬期間外被禁止，以使驅(qū)動電流被截止，并對應(yīng)地禁止LED電路。調(diào)光信號產(chǎn)生器根據(jù)PWM調(diào)光信號產(chǎn)生脈寬延長PWM調(diào)光信號，具有第二脈寬期間，第一與第二脈寬期間實(shí)質(zhì)上重迭(Overlapped)且第二脈寬期間相較于第一脈寬期間具有延長脈寬期間，延長脈寬期間的長度與輸入電壓的電平相關(guān)。升壓驅(qū)動器響應(yīng)于脈寬延長PWM調(diào)光信號在第二脈寬期間被使能，以根據(jù)輸入電壓維持驅(qū)動電壓的電平。


為了對本發(fā)明的上述及其它方面有更好的了解，下文特舉優(yōu)選實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下圖I示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例之發(fā)光二極管模塊的方塊圖。圖2示出了圖I的切換信號單元的詳細(xì)方塊圖。圖3示出了圖2的切換信號單元的相關(guān)信號時(shí)序圖。圖4示出了圖I的發(fā)光二極管驅(qū)動裝置的相關(guān)信號時(shí)序圖。圖5示出了圖I的調(diào)光信號產(chǎn)生器的詳細(xì)電路圖。圖6示出了圖5的調(diào)光信號產(chǎn)生器的相關(guān)信號波形圖。圖7示出了圖5的壓控延遲單元的詳細(xì)方塊圖。
圖8示出了圖I的時(shí)鐘信號單元的詳細(xì)方塊圖。圖9示出了圖8的時(shí)鐘信號單元的相關(guān)信號時(shí)序圖。圖10示出了驅(qū)動信號Vout及驅(qū)動電流ILED的相關(guān)信號時(shí)序圖。圖11示出了驅(qū)動信號Vout'及驅(qū)動電流ILED'的相關(guān)信號時(shí)序圖。主要組件符號說明I :發(fā)光二極管模塊10 :發(fā)光二極管電路IObl-IObm :LED串聯(lián)電路 20 :發(fā)光二極管驅(qū)動裝置20a:升壓驅(qū)動器20b:電流調(diào)整器 20c :調(diào)光信號產(chǎn)生器20d:最小電壓選擇器20e :誤差放大器20f :開關(guān)20g:電壓儲存單元al :儲能組件a2 :開關(guān)組件a3 :時(shí)鐘信號單元a4 :切換信號單元Ne :節(jié)點(diǎn)Rc、Rl、R2、R3 :電阻Cc、a33:電容Cl :壓控延遲單元c2、c3、a44 :邏輯單元c4、a43:觸發(fā)器單元c2_d、c3_d、cl_m、a37 :延遲單兀c2_i、c3_i :反相閘c2_n、c3_n :與非門壓單元0A:運(yùn)算放大器Tl_T4、a34 :晶體管RG :穩(wěn)壓器Inl_Inn、a38、a39 :反相器 a31 :信號產(chǎn)生單元a32:電流源a35 :開關(guān)單元a36:比較器a41:電流感測單元a42:比較單元a45 :加法單元a46 :斜率補(bǔ)償鋸齒波單元
具體實(shí)施例方式請參照圖1，其示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)光二極管模塊的方塊圖。舉例來說，發(fā)光二極管(Light Emitting Diode,LED)模塊I作為背光模塊應(yīng)用于液晶顯示器中。LED模塊I包括LED電路10及LED驅(qū)動裝置20。舉例來說，LED電路10包括m個(gè)彼此并聯(lián)的LED串聯(lián)電路10bl、10b2、. . .、10bm，m為大于I的自然數(shù)。LED驅(qū)動裝置20向應(yīng)于脈寬調(diào)制(Pulse Width Modulation，PWM)調(diào)光信號DMin，根據(jù)輸入電壓VIN產(chǎn)生驅(qū)動電壓VOUT，并據(jù)此驅(qū)動LED電路10。LED 驅(qū)動裝置 20 包括升壓驅(qū)動電路(Boost Converter) 20a、節(jié)點(diǎn) N1、N2、· . .、Nm、電流調(diào)整器(Regulator) 20b、調(diào)光信號產(chǎn)生器20c、最小電壓選擇器20d、誤差放大器20e、開關(guān)20f及電壓儲存單元20g。電流調(diào)整器20b經(jīng)由節(jié)點(diǎn)Nl-Nm分別與LED串聯(lián)電路IObl-IObm耦接，其響應(yīng)于PWM調(diào)光信號DMin，在脈寬期間TPl中被使能，以控制流經(jīng)LED電路10中各LED串聯(lián)電路IObl-IObm的驅(qū)動電流。電流調(diào)整器20b還在第一脈寬期間TPl外被禁止，以使前述各驅(qū)動電流被截止，并對應(yīng)地禁止LED電路10。節(jié)點(diǎn)Nl-Nm上例如分別具有電壓信號VFBl_VFBm。最小電壓選擇器20d及誤差放大器20e，響應(yīng)于PWM調(diào)光信號DMin，在脈寬期間TPl中被使能，以判斷電壓信號VFBl-VFBm中對應(yīng)至最低電平的電壓信號VFB的電平與參考電壓電平VREF間的關(guān)系，以決定參考電壓Vcomp。開關(guān)20f耦接于誤差放大器20e及電壓儲存單元20g之間，其響應(yīng)PWM調(diào)光信號DMin，在脈寬期間TPl之外被截止，使誤差放大器20e與電壓儲存單元20g被斷路。開關(guān)20f還響應(yīng)于PWM調(diào)光信號DMin，在脈寬期間TPl中被導(dǎo)通，以將誤差放大器20e提供的參考電壓Vcomp提供至電壓儲存單元20g。儲存單元20g包括節(jié)點(diǎn)Ne、電阻Re及反饋補(bǔ)償電容Ce。升壓驅(qū)動器20a包括儲能組件al、開關(guān)組件a2、時(shí)鐘信號單元a3及切換信號單元a4。儲能組件al例如為電感，其響應(yīng)于輸入電壓VIN儲存儲能電壓。時(shí)鐘信號單元a3響應(yīng)于PWM調(diào)光信號PWMin提供振蕩時(shí)鐘信號0SCCLK，其中振蕩時(shí)鐘信號OSCCLK的前沿與PWM調(diào)光信號PWMin的前沿觸發(fā)于實(shí)質(zhì)上相同的時(shí)間。
切換信號單元a4響應(yīng)于脈寬延長P麗調(diào)光信號DM2被使能，以根據(jù)參考電壓Vcomp及振蕩時(shí)鐘信號OSCCLK提供切換時(shí)鐘信號VD。開關(guān)組件a2耦接至儲能組件al，開關(guān)組件a2響應(yīng)于切換時(shí)鐘信號VD選擇性地被導(dǎo)通，以根據(jù)儲能電壓Vl及輸入電壓VIN產(chǎn)生驅(qū)動電壓VOUT。請參照圖2及圖3，其分別示出圖I的切換信號單元的詳細(xì)方塊圖及第2圖的相關(guān)信號時(shí)序圖。進(jìn)一步來說，切換信號單元a4包括電流感測單元a41、比較單元a42、觸發(fā)器單元a43、邏輯單元a44、加法單元a45及斜率補(bǔ)償鋸齒波單元a46。電流感測單元a41偵測開關(guān)組件a2導(dǎo)通時(shí)的電流，并據(jù)此得到電壓信號Vsense。斜率補(bǔ)償鋸齒波單元a46根據(jù)振蕩時(shí)鐘信號OSCLK產(chǎn)生斜率補(bǔ)償鋸齒波信號。加法單兀a45根據(jù)電壓信號Vsense及根據(jù)振蕩時(shí)鐘信號OSCCLK產(chǎn)生的斜率補(bǔ)償鋸齒波信號產(chǎn)生積分電壓Vslope。比較單元a42判斷積分電壓Vslope是否實(shí)質(zhì)上高于參考電壓Vcomp,并在積分電壓Vslope實(shí)質(zhì)上高于參考電壓Vcomp時(shí),提供使能的重置信號VR0觸發(fā)器單元a43響應(yīng)于使能的振蕩時(shí)鐘信號OSCCLK提供使能的中間信號Ss，并響應(yīng)于使能的重置信號VR提供禁止的中間信號Ss。邏輯單元a44響應(yīng)于脈寬延長PWM調(diào)光信號PWM2被使能，以根據(jù)中間信號Ss產(chǎn)生切換時(shí)鐘信號VD。換言之，切換信號單元a4判斷積分電壓Vslope是否實(shí)質(zhì)上高于參考電壓Vcomp,并于積分電壓Vslope實(shí)質(zhì)上高于參考電壓Vcomp時(shí)，對切換信號單元a4中的比較單元重置切換時(shí)鐘信號VD以拉低輸出電壓VOUT的電平。如此，LED電路10、最小電壓選擇器20d、差值放大器20e、切換信號單元a4及開關(guān)組件a2例如形成反饋控制路徑，以使驅(qū)動電壓VOUT具有穩(wěn)定的電平。調(diào)光信號產(chǎn)生器20c根據(jù)PWM調(diào)光信號DMin產(chǎn)生脈寬延長PWM調(diào)光信號DM2，其具有脈寬期間TP2，如第4圖所示。脈寬期間TPl例如為脈寬期間TP2的子期間，脈寬期間TPl與TP2實(shí)質(zhì)上重迭(Overlapped)，且脈寬期間TP2相較于脈寬期間TPl具有延長脈寬期間TPD，其中延長脈寬期間TPD的長度與輸入電壓VIN的電平相關(guān)。舉例來說，脈寬期間TP1、TP2及延長脈寬期間TPD的關(guān)系如第4圖所示。在脈寬期間TP2的第一子期間(即，脈寬期間TPl)中，最小電壓選擇器20d、誤差放大器20e及開關(guān)20f響應(yīng)于使能的PWM調(diào)光信號DIMin被使能，以形成反饋電路。此反饋電路根據(jù)電壓信號VFBl-VFBm中對應(yīng)至最低電平的電壓信號VFB，判斷驅(qū)動電壓VOUT的電平是否低于下限參考值，并據(jù)以選擇性地提供參考電壓Vcomp。在第一子期間中，升壓驅(qū)動器20a也響應(yīng)于使能的脈寬延長PWM調(diào)光信號DIM2被使能，以根據(jù)參考電壓Vcomp推升驅(qū)動電壓VOUT的電平，使驅(qū)動電壓VOUT具有充足的驅(qū)動能力。電壓儲存單元20g在第一子期間中則對應(yīng)地儲存參考電壓Vcomp。在脈寬期間TP2的第二子期間(即是延長脈寬期間TPD)中，電流調(diào)整器20b、最小電壓選擇器20d、誤差放大器20e及開關(guān)20f響應(yīng)于機(jī)制的PWM調(diào)光信號DMin被禁止，如此LED電路10上的電流被截止，使得LED電路10被禁止。在第二子期間中，升壓驅(qū)動器20a響應(yīng)于使能的脈寬延長PWM調(diào)光信號DM2持續(xù)地被使能，以根據(jù)電壓儲存單元20g所儲存的參考電壓Vcomp持續(xù)地推升驅(qū)動電壓VOUT的電平，使驅(qū)動電壓VOUT即便在PWM調(diào)光信號DMin為禁止的延長脈寬期間TPD中仍具有充足的驅(qū)動能力。據(jù)此，本實(shí)施例的LED驅(qū)動裝置20中的升壓驅(qū)動器20a可依據(jù)脈寬延長PWM調(diào)光信號DM2，在其延長后的脈寬期間TP2中持續(xù)地被使能，以提供穩(wěn)定之驅(qū)動電壓V0UT。
接下來，舉例來對升壓驅(qū)動器20a及調(diào)光信號產(chǎn)生器20c的電路做進(jìn)一步的說明。請參照圖5及圖6，其分別示出圖I的調(diào)光信號產(chǎn)生器的詳細(xì)電路圖及圖5的調(diào)光信號產(chǎn)生器的相關(guān)信號波形圖。進(jìn)一步來說，調(diào)光信號產(chǎn)生器20c包括壓控延遲單元Cl、邏輯單元c2、c3及觸發(fā)器單元(Flip-flop) c4。壓控延遲單元cl響應(yīng)于輸入電壓VIN的電平，決定延長脈寬期間TPD，并將PWM調(diào)光信號PWMin延遲一段延長脈寬期TH)間后輸出，以提供延遲后PWM調(diào)光信號PWMin_d。請參照圖7，其示出圖5的壓控延遲單元的詳細(xì)方塊圖。舉例來說，壓控延遲單元Cl包括偏壓單元cl_r及延遲單元cl_m。偏壓單元cl_r例如包括電阻R1-R3、運(yùn)算放大器0A、穩(wěn)壓器RG及晶體管T1-T4。根據(jù)輸入電壓VIN決定偏壓電壓Vr及偏壓電流Ir，其中偏壓電流Ir的大小相關(guān)于輸入電壓VIN的電平。舉例來說，偏壓電流Ir滿足
「 I T Vr R2IIr = — =-VINx —
R3 R1 + R2 R3延遲單元cl_m具有操作延遲時(shí)間，用以決定延長脈寬期間TPD。舉例來說，延遲單元包括η個(gè)反相器Inl-Inn，其操作延遲時(shí)間相關(guān)于其上所流經(jīng)的電流Iml-Imn，其中η為大于I的自然數(shù)。電流Iml-Imn例如為偏壓電流Ir的映像電流(Mirrored Current),其大小與偏壓電流Ir為正相關(guān)。舉例來說，當(dāng)偏壓電流Ir較高時(shí)，電流Iml-Imn亦對應(yīng)地較高，使得反相器Inl-Inn對應(yīng)地具有較短的延遲時(shí)間；如此，延遲單元cl_m所決定的延遲脈寬期間TH)對應(yīng)地較短。當(dāng)偏壓電流Ir較低時(shí)，電流Iml-Imn也對應(yīng)地較低，使得反相器Inl-Inn對應(yīng)地具有較長的延遲時(shí)間；如此，延遲單元cl_m所決定的延遲脈寬期間TH)對應(yīng)地較長。據(jù)此，延遲單元cl_m可對應(yīng)地響應(yīng)于輸入電壓VIN的高低決定偏壓電流Ir，并根據(jù)偏壓電流Ir的大小決定操作延遲時(shí)間TPD，以對應(yīng)地實(shí)現(xiàn)出具有壓控延遲功能的延遲電路。邏輯運(yùn)算單元c2根據(jù)PWM調(diào)光信號PWMin提供前沿(Front Edge)取樣信號S_RIS,其指示PWM調(diào)光信號PWMin的前沿。舉例來說，PWM調(diào)光信號PWMin的前沿及前沿取樣信號S_RIS的前沿分別為上升沿(Rising Edge)及為下降沿(Falling Edge),而前沿取樣信號S_RIS與PWM調(diào)光信號PWMin的前沿觸發(fā)在實(shí)質(zhì)上相同的時(shí)點(diǎn)。在一個(gè)例子中，邏輯運(yùn)算單元c2包括延遲單元c2_d、反相閘c2_i與與非(NAND)閘c2_n，其中延遲單元c2_d及反相閘c2_i根據(jù)PWM調(diào)光信號PWMin產(chǎn)生信號Sc2，而NAND閘c2_n系根據(jù)PWM調(diào)光信號PWMin及信號Sc2產(chǎn)生前沿取樣信號S_RIS。邏輯運(yùn)算單元c3根據(jù)延遲后PWM調(diào)光信號PWMin_d提供后沿(Rear Edge)取樣信號S_FAL，其指示延遲后PWM調(diào)光信號PWMin_d的后沿。舉例來說，延遲后PWM調(diào)光信號PWMin.d的后沿及后沿取樣信號S_FAL的前沿為下降沿，而后沿取樣信號S_RIS的前沿為與延遲后PWM調(diào)光信號PWMin_d的后沿觸發(fā)于實(shí)質(zhì)上相同的時(shí)點(diǎn)。在一個(gè)例子中，邏輯運(yùn)算單元c3系包括延遲單元c3_d、反相閘c3_i及NAND閘c3_n,其中反相閘c3_i根據(jù)延遲后PWM調(diào)光信號PWMin_d產(chǎn)生信號Sc2 ;延遲單元c3_d根據(jù)延遲后PWM調(diào)光信號PWMin_d產(chǎn)生信號Sc3 ;而NAND閘c3_n系根據(jù)信號Sc2及Sc3產(chǎn)生后沿取樣信號S_FAL。觸發(fā)器單元c4響應(yīng)于前沿取樣信號S_RIS觸發(fā)脈寬延長PWM調(diào)光信號DIM2的前 沿(例如是上升沿)，并響應(yīng)于后沿取樣信號S_FAL觸發(fā)脈寬延長PWM調(diào)光信號DM2的后沿(例如是下降沿)，其中觸發(fā)器單元c4例如為負(fù)沿觸發(fā)的觸發(fā)器。升壓驅(qū)動器20a包括儲能組件al、開關(guān)組件a2、時(shí)鐘信號單元a3及切換信號單元a4。儲能組件al例如為電感，其響應(yīng)于輸入電壓VIN儲存儲能電壓VI，而其上所流經(jīng)的電感電流的波形如第2圖中的曲線IL所示。開關(guān)組件a2耦接至儲能組件al，開關(guān)組件a2響應(yīng)于切換時(shí)鐘信號VD選擇性地為導(dǎo)通，以根據(jù)儲能電壓Vl及輸入電壓VIN產(chǎn)生驅(qū)動電壓VOUT0時(shí)鐘信號單元a3響應(yīng)于PWM調(diào)光信號PWMin提供振蕩時(shí)鐘信號0SCCLK，其中振蕩時(shí)鐘信號OSCCLK的前沿與PWM調(diào)光信號PWMin的前沿觸發(fā)于實(shí)質(zhì)上相同的時(shí)間。切換信號單元a4響應(yīng)于脈寬延長PWM調(diào)光信號DIM2被使能，以根據(jù)振蕩時(shí)鐘信號OSCCLK提供切換時(shí)鐘信號VD。接下來系舉例，對時(shí)鐘信號單元a3及切換信號單元a4的電路做進(jìn)一步的說明。請參照圖8及圖9，其分別示出圖I的時(shí)鐘信號單元的詳細(xì)方塊圖及圖8的相關(guān)信號時(shí)序圖。進(jìn)一步來說，時(shí)鐘信號單元a3包括脈沖產(chǎn)生單元a31，其根據(jù)PWM調(diào)光信號PWMin產(chǎn)生脈沖信號SW及脈沖信號SW的反相信號SWB，其中脈沖信號SW的前沿(例如，上升沿)與PWM調(diào)光信號PWMin的前沿(例如，上升沿)觸發(fā)于實(shí)質(zhì)上相同的時(shí)間。時(shí)鐘信號單元a3更包括電流源a32、電容a33、晶體管a34、開關(guān)單元a35、比較器a36、延遲單元a37及反相器a38及a39。電流源a32與電容a33耦接于節(jié)點(diǎn)NI，電流源a32提供充電電流Ichg對電容a33進(jìn)行充電，使節(jié)點(diǎn)NI具有充電電壓。晶體管a34響應(yīng)于振蕩時(shí)鐘信號Sd被導(dǎo)通形成放電路徑，而節(jié)點(diǎn)NI上的充電電壓經(jīng)由晶體管a34導(dǎo)通而成的放電路徑進(jìn)行放電，舉例來說，節(jié)點(diǎn)NI上具有電壓V-N1，其波形如第9圖所示。比較器a36的正輸入端接收參考電壓Vref，負(fù)端耦接至節(jié)點(diǎn)N2，其上具有電壓信號VCHG，其中參考電壓Vref的電平低于輸入電壓VIN的電壓電平。開關(guān)單元a35耦接至節(jié)點(diǎn)NI及N2。響應(yīng)于高電平的脈沖信號SW及低電平的反相信號SWB，開關(guān)單元a35提供輸入電壓VIN至節(jié)點(diǎn)N2，使得比較器a36的負(fù)輸入端的電壓(=輸入電壓VIN)高于正輸入端的電壓(=參考電壓Vref);如此比較器a36提供對應(yīng)至低電平的輸出信號So。延遲單兀a37將輸出信號So延遲后輸出延遲后輸出信號So'及So"，反相器a38接收并將延遲后輸出信號So'反相，以輸出對應(yīng)至高電平的振蕩時(shí)鐘信號OSCCLK。據(jù)此，振蕩時(shí)鐘信號OSCCLK的上升沿可與PWM調(diào)光信號PWMin的上升沿對應(yīng)。反相器a39接收并將延遲后輸出信號So"反相，以輸出對應(yīng)至高電平的振蕩時(shí)鐘信號Sd。據(jù)此，振蕩時(shí)鐘信號Sd的上升沿可與PWM調(diào)光信號PWMin的上升沿對應(yīng)，使得節(jié)點(diǎn)NI的電壓放電至接地電壓。響應(yīng)于低電平的脈沖信號SW及高電平的反相信號SWB，開關(guān)單元a35將節(jié)點(diǎn)NI及N2短路連接，使得比較器a36的負(fù)輸入端的電壓等于節(jié)點(diǎn)NI上的電壓，其起始電壓對應(yīng)至接地電壓電平；如此，使得比較器a36的負(fù)輸入端的電壓(=接地電壓)低于正輸入端的電壓(=參考電壓Vref)，而比較器a36提供對應(yīng)至高電平的輸出信號So。延遲單元a37將輸出信號So延遲后輸出延遲后輸出信號So'及So",反相器a38及a39輸出對應(yīng)至低電平的振蕩時(shí)鐘率信號OSCCLK及Sd。如此，晶體管a34為截止以關(guān)閉節(jié)點(diǎn)NI的放電路徑，使得節(jié)點(diǎn)NI上的電壓隨著充電電流Ichg對電容a33的充電操作而上升。隨著充電操作的時(shí)間增加，節(jié)點(diǎn)NI上的電壓對應(yīng)地上升。一旦節(jié)點(diǎn)NI上的電壓對 應(yīng)至高于參考電壓Vref的電平時(shí)，比較器a36提供對應(yīng)至低電平的輸出信號So ;延遲單元a37對應(yīng)地提供低電平的延遲后輸出延遲后輸出信號So'及So";反相器a38及a39輸出對應(yīng)至高電平的振蕩時(shí)鐘信號OSCCLK及Sd ;而晶體管a34被導(dǎo)通以使得節(jié)點(diǎn)NI上的電壓對應(yīng)地放電至接地電壓。如此，比較器a36的負(fù)輸入端的電壓(=接地電壓)再次地低于正輸入端的電壓(=參考電壓Vref)，而比較器a36提供對應(yīng)至高電平的輸出信號So。延遲單兀a37將輸出信號So延遲后輸出延遲后輸出信號So'及So",反相器a38及a39輸出對應(yīng)至低電平的振蕩時(shí)鐘信號OSCCLK及Sd。如此，晶體管a34為截止以關(guān)閉節(jié)點(diǎn)NI的放電路徑，使得節(jié)點(diǎn)NI上的電壓隨著充電電流Ichg對電容a33的充電操作而上升。經(jīng)由前述動作的反復(fù)執(zhí)行，時(shí)鐘信號單元a3可對應(yīng)地產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘信號0SCCLK，其上升沿與PWM調(diào)光信號PWMin的上升沿觸發(fā)于實(shí)質(zhì)上相同的時(shí)間。綜合以上，本實(shí)施例的LED驅(qū)動裝置20可參考輸入電壓VIN的電平來決定脈寬延長PWM調(diào)光信號DM2的寬度，如圖5-7所示。據(jù)此，本實(shí)施例的LED驅(qū)動裝置20可有效地提供電平穩(wěn)定的驅(qū)動電壓Vout，借此提供穩(wěn)定的驅(qū)動電流來對LED電路10進(jìn)行驅(qū)動。舉例來說驅(qū)動電壓Vout的電平及驅(qū)動電流ILED的波形可如第10圖所示，其中驅(qū)動電壓Vout穩(wěn)定地對應(yīng)至預(yù)定的電壓電平Vtarget,而驅(qū)動電流ILED穩(wěn)定地地對應(yīng)至預(yù)定的電流值Itarget。相對地，傳統(tǒng)LED驅(qū)動電路在輸入電壓的電平較低時(shí)，當(dāng)輸入調(diào)光(DIM)脈沖寬度很小時(shí)，電感儲能所需時(shí)間不夠，往往無法維持驅(qū)動電壓Vout的電平及LED驅(qū)動電流的大小，如第11圖中的驅(qū)動電壓Vouti及LED驅(qū)動電流ILEDi所示；這樣一來，將使得LED電路發(fā)生諸如閃爍或亮度不穩(wěn)定的情形。所以我們依照VIN大小增加電感儲能時(shí)間(DIM2)，來維持LED電流穩(wěn)定。本發(fā)明上述實(shí)施例的LED驅(qū)動裝置應(yīng)用調(diào)光信號產(chǎn)生器根據(jù)PWM調(diào)光信號產(chǎn)生脈寬延長PWM調(diào)光信號，其中脈寬延長PWM調(diào)光信號具有相較于PWM調(diào)光信號具有延長脈寬期間，其長度與輸入電壓的電平相關(guān)。本發(fā)明實(shí)施例的LED驅(qū)動裝置更應(yīng)用升壓驅(qū)動器響應(yīng)于脈寬延長PWM調(diào)光信號在其脈寬期間中被使能，以根據(jù)輸入電壓維持該驅(qū)動電壓的電平。據(jù)此，相較于傳統(tǒng)LED驅(qū)動裝置，本發(fā)明實(shí)施例的LED驅(qū)動裝置具有可參考輸入電壓的電平來彈性地提升升壓驅(qū)動器的驅(qū)動能力，以提供穩(wěn)定的LED驅(qū)動電壓的優(yōu)點(diǎn)。綜上所述，雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實(shí)施例揭露如上，但是并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種修改與變 型。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以所附權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED)驅(qū)動裝置，響應(yīng)于一脈寬調(diào)制(Pulse Width Modulation,PWM)調(diào)光信號，根據(jù)一輸入電壓提供一驅(qū)動電壓驅(qū)動一 LED電路，所述 LED驅(qū)動裝置包括一電流調(diào)整器(Regulator),響應(yīng)于所述PWM調(diào)光信號,在一第一脈寬期間被使能,控制流經(jīng)所述LED電路的一驅(qū)動電流，所述電流調(diào)整器還在所述第一脈寬期間外被禁止，以使所述驅(qū)動電流被截止，并對應(yīng)地禁止所述LED電路；一調(diào)光信號產(chǎn)生器，根據(jù)所述PWM調(diào)光信號產(chǎn)生一脈寬延長PWM調(diào)光信號，具有一第二脈寬期間，所述第一脈寬期間與所述第二脈寬期間實(shí)質(zhì)上重迭(Overlapped)，且所述第二脈寬期間相較于所述第一脈寬期間具有一延長脈寬期間，所述延長脈寬期間的長度與所述輸入電壓的電平相關(guān)；以及一升壓驅(qū)動器(Boost Converter),響應(yīng)于所述脈寬延長PWM調(diào)光信號,在所述第二脈寬期間被使能，根據(jù)所述輸入電壓維持所述驅(qū)動電壓的電平。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED驅(qū)動裝置，其中，所述調(diào)光信號生器還包括一壓控延遲單元，響應(yīng)于所述輸入電壓的電平?jīng)Q定所述延長脈寬期間，并將所述PWM 調(diào)光信號延遲所述延長脈寬期間后輸出，以提供一延遲后PWM調(diào)光信號；一第一邏輯運(yùn)算單元，用以根據(jù)所述PWM調(diào)光信號提供一前沿(Front Edge)取樣信號，用以指示所述PWM調(diào)光信號的一前沿；一第二邏輯運(yùn)算單元，用以根據(jù)所述延遲后PWM調(diào)光信號提供一后沿(Rear Edge)取樣信號，用以指示所述延遲后PWM調(diào)光信號的一后沿；以及一觸發(fā)器單元(Flip-flop)，響應(yīng)于所述前沿取樣信號觸發(fā)所述脈寬延長PWM調(diào)光信號的前沿，并響應(yīng)于所述后沿取樣信號觸發(fā)所述脈寬延長PWM調(diào)光信號的后沿。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED驅(qū)動裝置，其中，所述壓控延遲單元還包括一偏壓單元，根據(jù)所述輸入電壓決定一偏壓電流，其中，所述偏壓電流的大小相關(guān)于所述輸入電壓的電平；以及一延遲單元，具有一操作延遲時(shí)間，用以決定所述延長脈寬期間，所述延遲單元響應(yīng)于所述偏壓電流的大小決定所述操作延遲時(shí)間，并將所述PWM調(diào)光信號延遲所述操作延遲時(shí)間后輸出，以提供所述延遲后PWM調(diào)光信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED驅(qū)動裝置，其中，所述升壓驅(qū)動器包括一儲能組件，響應(yīng)于所述輸入電壓儲存一儲能電壓；一開關(guān)組件，耦接至所述儲能組件，所述開關(guān)組件響應(yīng)于一切換時(shí)鐘信號選擇性地導(dǎo)通，以根據(jù)所述儲能電壓及所述輸入電壓產(chǎn)生所述驅(qū)動電壓；一時(shí)鐘信號單兀，響應(yīng)于所述PWM調(diào)光信號提供一振蕩時(shí)鐘信號；以及一切換信號單元，響應(yīng)于所述脈寬延長PWM調(diào)光信號被使能，根據(jù)所述振蕩時(shí)鐘信號提供所述切換時(shí)鐘信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的驅(qū)動裝置，其中，所述切換信號單元包括一電流感測單元，偵測所述開關(guān)組件導(dǎo)通時(shí)的一電流信號，以產(chǎn)生一積分電壓；一比較單元，用以判斷所述積分電壓是否實(shí)質(zhì)上高于一參考電壓，并于所述積分電壓實(shí)質(zhì)上高于所述參考電壓時(shí)，提供使能的一重置信號；一觸發(fā)器單元，響應(yīng)于使能的所述振蕩時(shí)鐘信號提供使能的一中間信號，并響應(yīng)于使能的所述重置信號提供禁止的所述中間信號；以及一邏輯單元，響應(yīng)于所述脈寬延長PWM調(diào)光信號被使能，以根據(jù)所述中間信號產(chǎn)生所述切換時(shí)鐘信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動裝置，還包括一反饋電路，耦接至所述LED電路，用以找出所述LED電路的一操作電壓信號，并根據(jù)所述操作電壓信號提供所述參考電壓；以及一開關(guān)電路，耦接至所述反饋電路及所述比較單元，所述開關(guān)電路響應(yīng)于所述PWM調(diào)光信號在所述第一脈寬期間被使能，以形成一路徑，將所述反饋電路提供的所述參考電壓提供至所述比較單元；其中，所述開關(guān)電路還響應(yīng)于所述PWM調(diào)光信號，在所述第一脈寬期間之外被禁止，使所述反饋電路及所述比較單元實(shí)質(zhì)上斷路。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的驅(qū)動裝置，其中，所述時(shí)鐘信號單元更用以控制所述振蕩時(shí)鐘信號的一前沿與所述PWM調(diào)光信號的前沿觸發(fā)于實(shí)質(zhì)上相同的時(shí)間。
全文摘要
一種發(fā)光二極管(Light Emitting Diode，LED)驅(qū)動裝置，根據(jù)輸入電壓提供驅(qū)動電壓驅(qū)動LED電路，其中包括電流調(diào)整器(Regulator)、調(diào)光信號產(chǎn)生器及升壓驅(qū)動器(Boost Converter)。電流調(diào)整器響應(yīng)于PWM調(diào)光信號在第一脈寬期間使能LED電路，并在第一脈寬期間外禁止LED電路。調(diào)光信號產(chǎn)生器根據(jù)PWM調(diào)光信號產(chǎn)生脈寬延長PWM調(diào)光信號，其相較于第一脈寬期間具有長度與輸入電壓相關(guān)的電平延長脈寬期間。響應(yīng)于脈寬延長PWM調(diào)光信號，升壓驅(qū)動器在第二脈寬期間被使能，以根據(jù)輸入電壓維持驅(qū)動電壓的電平。
文檔編號H05B37/02GK102932985SQ201110362100
公開日2013年2月13日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月12日
發(fā)明者朱志偉, 顏育男 申請人:瑞鼎科技股份有限公司