CN102458021A - 发光二极管驱动电路及发光二极管通道的驱动方法 - Google Patents

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CN102458021A CN2011102248421A CN201110224842A CN102458021A CN 102458021 A CN102458021 A CN 102458021A CN 2011102248421 A CN2011102248421 A CN 2011102248421A CN 201110224842 A CN201110224842 A CN 201110224842A CN 102458021 A CN102458021 A CN 102458021A
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Abstract

一种发光二极管驱动电路，含有直流对直流转换器、脉冲宽度调制器、移位电路以及电流汲取电路。直流对直流转换器于发光二极管通道的第二端上产生驱动电压，其中直流对直流转换器含有开关，驱动电压的大小则与此开关的导通时间相关。脉冲宽度调制器产生具有工作周期的脉冲宽度调制信号，此脉冲宽度调制信号用来驱动直流对直流转换器的开关。移位电路利用数个时钟周期延迟脉冲宽度调制信号，来产生数个相位信号，其中这些相位信号具有相异的相位。电流汲取电路则依据相位相异的相位信号，控制流经发光二极管通道的电流。

Description

发光二极管驱动电路及发光二极管通道的驱动方法
技术领域
本发明是有关于一种发光二极管驱动电路，且特别是有关于一种具有移动相位的发光二极管驱动电路。
背景技术
近年来，电子设备与积体显示面板已经蔚为流行。例如，移动电话、个人数字助理(Personal Digital Assistant；PDA)和MP3播放器都具有显示面板。显示面板需要一光源例如背光模块，来提供光线产生亮度，让使用者能够在屏幕上看到文字和图片。背光模块通常含有多个发光二极管(LightEmitting Diode；LED)，同一通道当中的发光二极管通常以串联的形式连接在一起，并由驱动电路所驱动。在这种应用当中，通常会期待发光二极管能够提供均匀的照明。为了维持均匀的照明并提高运作的效率，有必要密切地调节供应至发光二极管通道上的电流。
但是如果有越来越多的发光二极管通道以并联的方式连接，当驱动电路在调光阶段当中进行导通与关闭之间的切换时，驱动电路所产生的电流会增大时，这会导致驱动电路输出端严重的信号噪声与严重的电压/电流涟波。
因此，需要一种发光二极管通道的电流调节方法，以逐步地调整发光二极管驱动电路输出端上的电流，以减少涟波的数量，维持照明的一致性。
发明内容
因此，本发明的一方面是在于提供一种发光二极管驱动电路，能够逐步地调整其输出端上电流或电压的大小，减少电压涟波或电流涟波的数量，维持照明的均匀性。
依据本发明的一实施例，发光二极管驱动电路驱动多个发光二极管通道，此发光二极管驱动电路含有一直流对直流转换器、一脉冲宽度调制器、一移位电路以及多个电流汲取电路。直流对直流转换器于发光二极管通道的多个第二端上产生一驱动电压，其中直流对直流转换器含有一开关，驱动电压的大小则与开关的导通时间相关。脉冲宽度调制器产生具有工作周期的一脉冲宽度调制信号，此脉冲宽度调制信号用来驱动直流对直流转换器的开关。移位电路利用多个时钟周期延迟脉冲宽度调制信号，来产生多个相位信号，其中这些相位信号具有相异的相位。电流汲取电路则依据相位相异的相位信号，控制流经发光二极管通道的电流。
本发明的另一方面是在于提供一种发光二极管电路，能够逐步地调整发光二极管驱动电路输出端上电流或电压的大小，减少电压涟波或电流涟波的数量，维持照明的均匀性。
依据本发明的另一实施例，发光二极管电路含有多个发光二极管通道以及一发光二极管驱动电路。发光二极管驱动电路驱动发光二极管通道，此发光二极管驱动电路含有一直流对直流转换器、一脉冲宽度调制器、一移位电路以及多个电流汲取电路。直流对直流转换器于发光二极管通道的多个第二端上产生一驱动电压，其中直流对直流转换器含有一开关，驱动电压的大小则与开关的导通时间相关。脉冲宽度调制器产生具有工作周期的一脉冲宽度调制信号，此脉冲宽度调制信号用来驱动直流对直流转换器的开关。移位电路利用多个时钟周期延迟脉冲宽度调制信号，来产生多个相位信号，其中这些相位信号具有相异的相位。电流汲取电路则依据相位相异的相位信号，控制流经发光二极管通道的电流。
本发明的再一方面是在于提供一种发光二极管通道的驱动方法，能够逐步地调整发光二极管驱动电路输出端上电流或电压的大小，减少电压涟波或电流涟波的数量，维持照明的均匀性。
依据本发明又一实施例，发光二极管通道的驱动方法是驱动多个发光二极管通道，此驱动方法是产生具有一工作周期的一脉冲宽度调制信号，依据脉冲宽度调制信号的工作周期，产生一位于发光二极管通道的多个第一端上的驱动电压；接着以多个时钟周期来延迟脉冲宽度调制信号，以产生多个相位信号，其中这些相位信号具有相异的相位，再依据具有相异的相位的相位信号，控制流经发光二极管通道的电流。
以上实施例的发光二极管驱动电路、发光二极管电路，以及发光二极管通道的驱动方法，能够逐步地调整发光二极管驱动电路输出端上电流或电压的大小，减少电压涟波或电流涟波的数量，维持照明的均匀性。
附图说明
为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：
图1是绘示本发明一实施方式发光二极管电路的电路图。
图2A是绘示本发明一实施方式具有数个相位移动电路的移位电路的电路图。
图2B是绘示本发明一实施方式脉冲宽度调制信号以及相位信号的波形图。
[主要元件标号说明]
100：发光二极管电路     101：直流对直流转换器
103：电感               105：二极管
107：电容               109～113：发光二极管通道
113a：白色发光二极管    115：移位电路
117～121：相位移动电路  123：发光二极管驱动电路
125：电流汲取电路       127：电流汲取电路
129：电流汲取电路       131：开关
133：运算放大器         135：反相器
137：晶体管             139：晶体管
141：脉冲宽度调制器
具体实施方式
以下实施例的发光二极管驱动电路以及发光二极管电路，会在不同的时间区段当中开始导通发光二极管通道，其中这些时间区段则会部分重迭。如此一来，流经各个发光二极管通道上的电流会在不同的时间达到最大值，因此自发光二极管驱动电路而来的总电流或是瞬间功率会渐渐地增加，因此可以降低涟波或是信号噪声。
请参照图1，其是绘示本发明一实施方式发光二极管电路的电路图，其中，发光二极管电路100会驱动数个发光二极管通道109/111/113。发光二极管电路100含有发光二极管通道109、发光二极管通道111，以及发光二极管通道113，这些通道则具有数个串接的白色发光二极管113a。
发光二极管电路100含有用来驱动发光二极管通道109/111/113的发光二极管驱动电路123，此发光二极管驱动电路123含有直流对直流转换器101、脉冲宽度调制器141、移位电路115，以及电流汲取电路125、电流汲取电路127、电流汲取电路129。
直流对直流转换器101含有开关131以于发光二极管通道109/111/113的数个第一端上产生驱动电压，此驱动电压的大小则与开关131的导通时间相关。换句话说，驱动电压会与开关131的导通时间相关。举例来说，倘若开关131的导通时间或是导通电流增加，电感103上所储存的电流也会随着增加，最后驱动电压也会跟着增加。
除了开关131以外，直流对直流转换器101还含有电感103、二极管105，以及电容107。电感103的一端点接收输入电压Vin，电感103的另一端点则耦接至开关131的第一端，其中输入电压Vin可为一常数电压。二极管105的正极耦接至开关131的第一端。电容307的一端则耦接至二极管105的负极，电容307的另一端点则接收一接地电压。
发光二极管驱动电路123的脉冲宽度调制器141产生具有工作周期的一脉冲宽度调制信号(Pulse Width Modulation；PWM)，此脉冲宽度调制信号用来驱动直流对直流转换器101的开关131。更详细来说，若脉冲宽度调制信号的工作周期较长，开关131的导通时间就会延长，直流对直流转换器101输出端上的总电流Isum就会增加。
移位电路115利用数个时钟周期延迟脉冲宽度调制信号，来产生相位信号1、相位信号2，以及相位信号3，其中这些相位信号具有相异的相位以及相异的频率，且这些相位信号则会部分重迭。移位电路115含有数个相位移动电路，其中相位移动电路119与相位移动电路121分别自前一相位移动电路117或相位移动电路119接收相位信号1与相位信号2，相位移动电路117或相位移动电路119则分别输出相位信号2或相位信号3至下一级的电路。
电流汲取电路125、电流汲取电路127以及电流汲取电路129依据相位信号1、相位信号2以及相位信号3来控制流经发光二极管通道109/111/113上的电流，相位信号1、相位信号2以及相位信号3则具有不同的相位。此处以电流汲取电路125作为例示。电流汲取电路125含有运算放大器133、反相器135、晶体管137，以及晶体管139，这些元件依据相位信号1来控制流经发光二极管通道109的电流ILED1的大小。
图2A是绘示本发明一实施方式具有数个相位移动电路的移位电路的电路图。移位电路115含有三个相位移动电路，也就是相位移动电路117、相位移动电路119与相位移动电路121，其中各个相位移动电路四个D型触发器，这些D型触发器是串联在一起并接收同一时钟信号CK。前述的这些相位移动电路是以串接的方式连接，也就是，相位移动电路117所输出的相位信号1会输入至相位移动电路119，相位移动电路119所输出的相位信号2则会输入至相位移动电路121。
图2B是绘示本发明一实施方式脉冲宽度调制信号以及相位信号的波形图。脉冲宽度调制信号、相位信号1、相位信号2、相位信号3具有相同的频率以及不同的相位，其中相位信号1、相位信号2以及相位信号3是分别由相位移动电路117、相位移动电路119与相位移动电路121产生。更详细来说，这些信号的上升缘(Rising edge)与下降缘(Falling edge)不会对齐而会分开数个时钟周期。有了这些具有不同相位的相位信号，发光二极管通道109/111/113会在不同的时间点开始启动，因此总电流量与能量不会在瞬间变大，如此一来便可减少发光二极管驱动电路所输出驱动电压/驱动电流上的涟波。
根据上述实施例，发光二极管通道会在相异的时间间隔当中启动，因此流经发光二极管通道上的电流会在不同的时间点达到对大值，因此发光二极管驱动电路所输出的总电流量与能量不会在瞬间变大，如此一来便可减少驱动电压/驱动电流上的涟波。
虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何在本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。

Claims (15)

1.一种发光二极管驱动电路，以驱动多个发光二极管通道，该发光二极管驱动电路包含：
一直流对直流转换器，以于该多个发光二极管通道的多个第二端上产生一驱动电压，其中该直流对直流转换器包含一开关，该驱动电压的大小则与该开关的导通时间相关；
一脉冲宽度调制器，以产生具有工作周期的一脉冲宽度调制信号，该脉冲宽度调制信号用来驱动该直流对直流转换器的该开关；
一移位电路，以利用多个时钟周期延迟该脉冲宽度调制信号，来产生多个相位信号，其中该多个相位信号具有相异的相位；以及
多个电流汲取电路，以依据相位相异的该多个相位信号，控制流经该多个发光二极管通道的该些电流。
2.根据权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其中该多个相位信号的波形会部分重迭。
3.根据权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其中该移位电路包含多个相位移动电路，该多个相位移动电路自前一该相位移动电路接收该脉冲宽度调制信号或相应的该相位信号，并输出相应的该相位信号至下一该相位移动电路。
4.根据权利要求3所述的发光二极管驱动电路，其中各个相位移动电路包含多个D型触发器，这些D型触发器是串联在一起并接收同一时钟信号。
5.根据权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其中该直流对直流转换器还包含：
一电感，该电感的一端点接收该输入电压，该电感的另一端点则耦接至该开关的一第一端；
一二极管，具有一正极耦接至该开关的第一端；以及
一电容，该电容的一端点耦接至该二极管的一负极，该电容的另一端点则接收一接地电压。
6.根据权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其中各个发光二极管通道是由多个白光二极管所组成。
7.一种发光二极管电路，包含：
多个发光二极管通道；以及
一发光二极管驱动电路，以驱动该多个发光二极管通道，该发光二极管驱动电路包含：
一直流对直流转换器，以于该多个发光二极管通道的多个第二端上产生一驱动电压，其中该直流对直流转换器包含一开关，该驱动电压的大小则与该开关的导通时间相关；
一脉冲宽度调制器，以产生具有工作周期的一脉冲宽度调制信号，该脉冲宽度调制信号用来驱动该直流对直流转换器的该开关；以及
一移位电路，以利用多个时钟周期延迟该脉冲宽度调制信号，来产生多个相位信号，其中该多个相位信号具有相异的相位；以及
多个电流汲取电路，以依据相位相异的该多个相位信号，控制流经该多个发光二极管通道的该些电流。
8.根据权利要求7所述的发光二极管电路，其中该多个相位信号的波形会部分重迭。
9.根据权利要求7所述的发光二极管电路，其中该移位电路包含多个相位移动电路，该多个相位移动电路自前一该相位移动电路接收该脉冲宽度调制信号或相应的该相位信号，并输出相应的该相位信号至下一该相位移动电路。
10.根据权利要求9所述的发光二极管电路，其中各个相位移动电路包含多个D型触发器，这些D型触发器是串联在一起并接收同一时钟信号。
11.根据权利要求7所述的发光二极管电路，其中该多个发光二极管通道是由多个白光二极管所组成。
12.根据权利要求7所述的发光二极管电路，其中该直流对直流转换器还包含：
一电感，该电感的一端点接收该输入电压，该电感的另一端点则耦接至该开关的一第一端；
一二极管，具有一正极耦接至该开关的第一端；以及
一电容，该电容的一端点耦接至该二极管的一负极，该电容的另一端点则接收一接地电压。
13.一种发光二极管通道的驱动方法，以驱动多个发光二极管通道，该驱动方法包含：
产生具有一工作周期的一脉冲宽度调制信号；
依据该脉冲宽度调制信号的该工作周期，产生一位于该多个发光二极管通道的多个第一端上的驱动电压；
以多个时钟周期来延迟该脉冲宽度调制信号，以产生多个相位信号，其中该多个相位信号具有相异的相位；以及
依据具有相异的相位的该多个相位信号，控制流经该多个发光二极管通道的电流。
14.根据权利要求13所述的发光二极管通道的驱动方法，其中各个相位信号会与另一该相位信号部分重迭。
15.根据权利要求13所述的发光二极管通道的驱动方法，其中该多个相位信号具有相同的频率以及相异的相位。
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