發(fā)光二極管的驅(qū)動電路及驅(qū)動方法
【專利說明】發(fā)光二極管的驅(qū)動電路及驅(qū)動方法 【技術領域】
[0001] 本發(fā)明有關于一種驅(qū)動電路及驅(qū)動方法，其尤指一種發(fā)光二極管的驅(qū)動電路及驅(qū) 動方法。 【【背景技術】】
[0002] 發(fā)光二極管（Light-EmittingDiode,LED)是一種能發(fā)光的半導體電子組件，由P 型與N型的半導體材料組成，它能產(chǎn)生在紫外線、可見光以及紅外線區(qū)域內(nèi)的自輻射光。由 于發(fā)光二極管具有省電、壽命長、亮度高等諸多優(yōu)點，近來在環(huán)保與節(jié)能省碳的趨勢下，發(fā) 光二極管的應用愈來愈廣泛，例如交通號志、路燈、手電筒、顯示裝置或照明裝置等。
[0003]目前大多的發(fā)光二極管顯示裝置（例如筆記型計算機或液晶顯示面板）是以發(fā)光 二極管驅(qū)動電路輸出脈波寬度調(diào)變（pluswidthmodulation，PWM)信號作為發(fā)光二極管的 調(diào)光信號，而調(diào)整切換信號的工作周期（duty)，進而以切換發(fā)光二極管開啟、關閉，來達到 調(diào)整發(fā)光二極管亮度的目的。
[0004] 然而，在一般發(fā)光二極管驅(qū)動電路中，其驅(qū)動電路的內(nèi)部電感的電感量必需與切 換信號的工作周期、輸出至發(fā)光二極管的輸出電流互相匹配，例如在輸入電源、輸出電壓及 切換信號的頻率固定的情況下，若因調(diào)光所需而提高切換信號的工作周期，使輸出電流降 低時，則必需要有電感量較大的電感，以防止切換信號與輸出電流產(chǎn)生突波。
[0005] 請參閱圖1、2,圖1為習知發(fā)光二極管驅(qū)動電路的切換信號的工作周期100%的波 形圖，圖2為習知發(fā)光二極管驅(qū)動電路的切換信號的工作周期20%的波形圖。如圖所示，當 切換信號L的工作周期為100%時，輸出電流I#為正常。而當切換信號的工作周期調(diào) 為20%時，由于驅(qū)動電路之內(nèi)部電感的電感量不足，所以導致切換信號VeP與輸出電流IQP皆 產(chǎn)生突波。因此，一般為了配合對發(fā)光二極管的調(diào)光，通常會設置復數(shù)串聯(lián)電感以達到更大 電感量的需求，但設置該些串聯(lián)電感會造成電路面積與成本上升的問題。
[0006]因此，本發(fā)明針對上述問題提供了一種借由調(diào)整切換頻率，以配合輸出電流所需 的發(fā)光二極管的驅(qū)動電路及驅(qū)動方法。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0007] 本發(fā)明的一目的，提供一種發(fā)光二極管的驅(qū)動電路及驅(qū)動方法，借由調(diào)整電路依 據(jù)脈波寬度調(diào)變信號的工作周期而產(chǎn)生一調(diào)整阻抗值，使驅(qū)動單元依據(jù)調(diào)整阻抗值調(diào)整切 換信號的頻率以配合輸出至發(fā)光二極管的輸出電流，而不需改變驅(qū)動電路之內(nèi)部電感的電 感量或設置其余串聯(lián)電感，以降低電路面積及成本。
[0008] 為了達到上述所指稱的各目的與功效，本發(fā)明揭示了一種發(fā)光二極管的驅(qū)動電 路，其包含：一電感，用以產(chǎn)生一輸出電流；一功率開關，f禹接電感，用以控制電感傳送輸出 電流至復數(shù)發(fā)光二極管，而驅(qū)動該些發(fā)光二極管；一調(diào)整電路，接收一脈波寬度調(diào)變信號， 脈波寬度調(diào)變信號關聯(lián)于輸出電流，并依據(jù)脈波寬度調(diào)變信號產(chǎn)生一調(diào)整阻抗值；以及一 驅(qū)動單元，依據(jù)調(diào)整阻抗值產(chǎn)生一切換信號，切換信號切換功率開關，使電感產(chǎn)生輸出電 流，驅(qū)動單元依據(jù)調(diào)整阻抗調(diào)整切換信號的頻率；其中，切換信號的頻率依據(jù)輸出電流變小 而變大。
[0009] 本發(fā)明更揭示了一種發(fā)光二極管的驅(qū)動方法，其步驟包含：利用一電感產(chǎn)生一輸 出電流；利用一功率開關控制電感傳送輸出電流至復數(shù)發(fā)光二極管，而驅(qū)動該些發(fā)光二極 管；傳送一脈波寬度調(diào)變信號于一調(diào)整電路，脈波寬度調(diào)整信號關聯(lián)于輸出電流，調(diào)整電路 依據(jù)脈波寬度調(diào)變信號產(chǎn)生一調(diào)整阻抗值；以及依據(jù)調(diào)整阻抗值產(chǎn)生一切換信號，切換信 號切換功率開關，使電感產(chǎn)生輸出電流，調(diào)整阻抗調(diào)整切換信號的頻率。 【【附圖說明】】
[0010] 圖1為習知發(fā)光二極管驅(qū)動電路的切換信號的工作周期100%的波形圖。
[0011] 圖2為習知發(fā)光二極管驅(qū)動電路的切換信號的工作周期20%的波形圖。
[0012] 圖3為本發(fā)明的一較佳實施例的發(fā)光二極管的驅(qū)動電路的電路圖。
[0013] 圖4為本發(fā)明的一較佳實施例的驅(qū)動單元的電路圖。
[0014] 圖5為本發(fā)明的一較佳實施例的調(diào)整電路的電路圖。
[0015] 圖6為本發(fā)明的切換信號的工作周期100%的波形圖。
[0016] 圖7為本發(fā)明的切換信號的工作周期20%的波形圖。
[0017] 圖8為本發(fā)明的一較佳實施例的振蕩信號的波形圖。 【【具體實施方式】】
[0018] 為使貴審查委員對本發(fā)明的特征及所達成的功效有更進一步的了解與認識，謹佐 以較佳的實施例及配合詳細的說明，說明如后：
[0019] 請參閱圖3,其為本發(fā)明的一較佳實施例的發(fā)光二極管的驅(qū)動電路的電路圖。如 圖所示，本發(fā)明的發(fā)光二極管的驅(qū)動電路1包含一電感L、一功率開關Ml、一調(diào)整電路10以 及一驅(qū)動單元20。電感L接收一輸入電源VIN以進行充放電而產(chǎn)生一輸出電流L。功率開 關Ml耦接電感L，并依據(jù)一切換信號V。而進行切換。調(diào)整電路10接收一脈波寬度調(diào)變信 號SPWM，并依據(jù)脈波寬度調(diào)變信號SPWM的工作周期（Dutycycle)，產(chǎn)生一調(diào)整阻抗值（如圖 5所示）。關于調(diào)整阻抗值的更詳細記載將于稍后說明。驅(qū)動單元20的一頻率設定接腳 0SC耦接調(diào)整電路10,并依據(jù)調(diào)整阻抗值產(chǎn)生切換信號V。，切換信號V。用以切換功率開關 Ml。具體而言，當功率開關Ml導通時，輸入電源VIN對電感L充電，當功率開關Ml截止時， 電感L將輸出電流I。輸出至復數(shù)發(fā)光二極管30,以形成流經(jīng)該些發(fā)光二極管30的復數(shù)驅(qū) 動電流ID1_IDn。
[0020] 電感L的電感量可由以下公式（1)得出。V。為輸出至該些發(fā)光二極管30的輸出 電壓，F(xiàn)sw為切換信號V。的頻率。對于習知而言，當輸入電源VIN、輸出電壓V。、切換信號V。 的頻率Fsw固定的情況下，若因調(diào)光所需而將輸出電流L調(diào)小時，則電感L的電感量勢必 上升，也就是必需有較大電感量的電感L以配合電發(fā)光二極管30的調(diào)光，因此習知的解決 方式乃借由設置復數(shù)串聯(lián)電感以達到更大的電感量。
[0021]然而，本發(fā)明技術特征是借由調(diào)整切換信號\的頻率Fsw，以避免設置復數(shù)串聯(lián)電 感而造成的電路面積、成本上升。具體而言，本發(fā)明在不增加電感組件且又能維持電感量的 條件下，透過頻率Fsw的切換而調(diào)整輸出電流L的大小以調(diào)光。
[0022]
[0023] 另外，驅(qū)動電路1還可包含一輸入電容CIN、一二極管D1以及一輸出電容CQUT。輸 入電容CIN接收輸入電源VIN，并用以對輸入電源VIN進行穩(wěn)壓并輸出。二極管D1耦接于電 感L以維持電流單向?qū)?。輸出電容接收輸出電流L，并用以穩(wěn)定地將輸出電流、輸 出至該些發(fā)光二極管30。
[0024] 此外，驅(qū)動單元20還具有一輸入電源接腳VIN、一供應電壓接腳VCC、一補償接腳 C0MP、一調(diào)光頻率設定接腳B0SC、一致能控制接腳EN、一亮度控制接腳DBRT、一閘極控制接 腳GATE、一電流感測接腳ISENSE以及一接地接腳PGND。
[0025] 輸入電源接腳VIN接收輸入電源VIN。功率開關Ml具有一第一端、一第二端與一控 制端，功率開關Ml的第一端耦接于電感L與二極管D1之間的接點，功率開關Ml的第二端 耦接電流感測接腳ISENSE，功率開關Ml的控制端耦接閘極控制接腳GATE，并受控于切換信 號\以決定輸出電流L是否自電感L輸出。一感測電阻RSENSE耦接于電流感測接腳ISENSE 與接地接腳PGND之間，而接地接腳PGND還耦接一接地端，當功率開關Ml為導通時，感測電 阻RSENSE將所接收的電流轉(zhuǎn)換為一電流感測信號，并輸出至電流感測接腳ISENSE。當功率開 關Ml截止時，電感L將輸出電流I。輸出至復數(shù)發(fā)光二極管30。
[0026] -電容Cvcc耦接供應電壓接腳VCC與接地端之間。一電容CroMP串聯(lián)一電阻Rotp， 并耦接于補償接腳COMP與接地端之間。一電阻Rms。接收一供應電壓VDD，并耦接于調(diào)光頻 率設定接腳B0SC，一電容CBQS。耦接于調(diào)光頻率設定接腳B0SC與接地端之間。致能控制接 腳EN與接收一致能信號ENS。一電阻RDBKT1耦接亮度控制接腳DBRT并接收一調(diào)光信號SDIM， 一電阻RDBKT2耦接亮度控制接腳DBRT與接地端之間，調(diào)光信號SDIM用于調(diào)整該些發(fā)光二極 管30的亮度。
[0027] 請一并參閱圖4,其為本發(fā)明的一較佳實施例的驅(qū)動單元的電路圖。如圖所示，驅(qū) 動單元20包含一電流控制電路200、振蕩器210、220、比較器230、240、250、260、回授控制單 元270、一運算單元280、一邏輯控制單元290以及一穩(wěn)壓器300。電流控制電路200經(jīng)由該 些發(fā)光二極管接腳LEDi-LEDn而耦接該些發(fā)光二極管30,電流控制電路200用以產(chǎn)生該些 驅(qū)動電流ID1_IDn。
[0028] 振蕩器210耦接調(diào)光頻率設定接腳B0SC與比較器230