專利名稱：發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路、和包括其的顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
示例實(shí)施例涉及發(fā)光二極管(LED)驅(qū)動(dòng)電路和包括該驅(qū)動(dòng)電路的顯示設(shè)備。
背景技術(shù)：
最近，由于對(duì)環(huán)境友好和低功率產(chǎn)品的市場(chǎng)需求，正在進(jìn)行關(guān)于各種類型的發(fā)光技術(shù)的研究。現(xiàn)在使用中的顯示設(shè)備包括等離子顯示面板(PDP)、液晶顯示器(IXD)和發(fā)光二極管(LED)顯示設(shè)備等。LED顯示設(shè)備是自發(fā)光設(shè)備，其響應(yīng)于在兩個(gè)端子之間施加的電壓而發(fā)光，并且因?yàn)榉€(wěn)定、低發(fā)熱值和低功耗的優(yōu)點(diǎn)而作為下一代技術(shù)備受矚目。LED顯示設(shè)備不僅用作燈光設(shè)備而且作為L(zhǎng)CD設(shè)備的背光單元。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例提供在半導(dǎo)體集成電路中占據(jù)小面積的發(fā)光二極管(LED) 驅(qū)動(dòng)電路。本發(fā)明構(gòu)思的其他特征和用途將部分在以下說明中闡述，部分將從說明中顯然可知，或可以通過本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)踐領(lǐng)會(huì)。本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例還提供包括LED驅(qū)動(dòng)電路的LED系統(tǒng)。本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例還提供包括LED驅(qū)動(dòng)電路的顯示設(shè)備。本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例還提供驅(qū)動(dòng)在半導(dǎo)體集成電路中占據(jù)小面積的LED的方法。本發(fā)明構(gòu)思的技術(shù)目標(biāo)不限于以上公開，基于下面的說明其他目標(biāo)可以變得對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見。可以通過提供一種包括電流驅(qū)動(dòng)電路、電平檢測(cè)器、比較電路、數(shù)字控制電路、和電源電路的LED驅(qū)動(dòng)電路來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例。 電流驅(qū)動(dòng)電路可以控制流經(jīng)LED串的電流信號(hào)。電平檢測(cè)器可以檢測(cè)各個(gè)LED串的第一端子的電壓信號(hào)當(dāng)中具有最小電壓電平的最小檢測(cè)電壓信號(hào)。比較電路可以基于凈空控制參考電壓和最小檢測(cè)電壓信號(hào)產(chǎn)生第一比較輸出信號(hào)和第二比較輸出信號(hào)。數(shù)字控制電路可以基于第一比較輸出信號(hào)、第二比較輸出信號(hào)和控制時(shí)鐘信號(hào)來調(diào)整數(shù)字模式中柵極控制信號(hào)的占空比。電源電路可以響應(yīng)于柵極控制信號(hào)而產(chǎn)生LED驅(qū)動(dòng)電壓。在一些實(shí)施例中，比較電路可以基于凈空控制參考電壓產(chǎn)生第一參考電壓和具有比第一參考電壓低的電壓電平的第二參考電壓，并且可以將最小檢測(cè)電壓信號(hào)與第一參考電壓和第二參考電壓進(jìn)行比較以分別產(chǎn)生第一比較輸出信號(hào)和第二比較輸出信號(hào)。在一些實(shí)施例中，當(dāng)最小檢測(cè)電壓信號(hào)的幅度大于第一參考電壓的幅度時(shí)可以使能第一比較輸出信號(hào)，并且當(dāng)最小檢測(cè)電壓信號(hào)的幅度小于第二參考電壓的幅度時(shí)可以使能第二比較輸出信號(hào)。在一些實(shí)施例中，數(shù)字控制電路可以包括數(shù)字脈寬調(diào)制(PWM)電路和邏輯電路。高數(shù)字PWM電路可以基于占空控制碼執(zhí)行PWM以產(chǎn)生置位時(shí)鐘信號(hào)和復(fù)位時(shí)鐘信號(hào)。邏輯電路可以根據(jù)第一比較輸出信號(hào)和第二比較輸出信號(hào)的邏輯狀態(tài)改變占空控制碼，并且基于置位時(shí)鐘信號(hào)和復(fù)位時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生柵極控制信號(hào)?？梢酝ㄟ^提供一種包括LED陣列和LED驅(qū)動(dòng)電路的LED系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例。LED陣列可以響應(yīng)于LED驅(qū)動(dòng)電壓而發(fā)光。LED驅(qū)動(dòng)電路可以檢測(cè)各個(gè)LED串的端子電壓信號(hào)當(dāng)中具有最小電壓電平的最小檢測(cè)電壓信號(hào)，可以基于凈空控制參考電壓和最小檢測(cè)電壓信號(hào)產(chǎn)生比較輸出信號(hào)，可以基于比較輸出信號(hào)和控制時(shí)鐘信號(hào)來調(diào)整數(shù)字模式中柵極控制信號(hào)的占空比，并且可以響應(yīng)于柵極控制信號(hào)而產(chǎn)生LED驅(qū)動(dòng)電壓?？梢酝ㄟ^提供一種包括顯示面板、背光驅(qū)動(dòng)電路和背光單元的顯示設(shè)備來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例。背光驅(qū)動(dòng)電路可以檢測(cè)各個(gè)LED串的端子電壓信號(hào)當(dāng)中具有最小電壓電平的最小檢測(cè)電壓信號(hào)，可以基于凈空控制參考電壓和最小檢測(cè)電壓信號(hào)產(chǎn)生比較輸出信號(hào)，可以基于比較輸出信號(hào)和控制時(shí)鐘信號(hào)來調(diào)整數(shù)字模式中柵極控制信號(hào)的占空比，并且可以響應(yīng)于柵極控制信號(hào)而產(chǎn)生LED驅(qū)動(dòng)電壓。背光單元可以包括LED串，響應(yīng)于LED驅(qū)動(dòng)電壓操作，并且向顯示面板提供光。可以通過如下操作來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例感測(cè)各個(gè)LED串的第一端子的電壓信號(hào)，檢測(cè)各個(gè)LED串的第一端子的電壓信號(hào)當(dāng)中具有最小電壓電平的最小檢測(cè)電壓信號(hào)，基于凈空控制參考電壓產(chǎn)生第一參考電壓和具有比第一參考電壓低的電壓電平的第二參考電壓，將最小檢測(cè)電壓信號(hào)與第一參考電壓和第二參考電壓進(jìn)行比較以分別產(chǎn)生第一比較輸出信號(hào)和第二比較輸出信號(hào)，基于第一比較輸出信號(hào)、第二比較輸出信號(hào)和控制時(shí)鐘信號(hào)來調(diào)整數(shù)字模式中柵極控制信號(hào)的占空比，并且響應(yīng)于柵極控制信號(hào)而產(chǎn)生LED驅(qū)動(dòng)電壓。在一些實(shí)施例中，調(diào)整柵極控制信號(hào)的占空比可以包括產(chǎn)生根據(jù)第一比較輸出信號(hào)和第二比較輸出信號(hào)的邏輯狀態(tài)改變的占空控制碼，基于占空控制碼執(zhí)行PWM以產(chǎn)生置位時(shí)鐘信號(hào)和復(fù)位時(shí)鐘信號(hào)，并且基于置位時(shí)鐘信號(hào)和復(fù)位時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生柵極控制信號(hào)?？梢酝ㄟ^一種包括向LED陣列提供驅(qū)動(dòng)電壓的電源電路的發(fā)光二極管(LED)驅(qū)動(dòng)電路來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例，該驅(qū)動(dòng)電路包括電平檢測(cè)器，用于檢測(cè)從LED陣列輸出的最小電壓；比較電路，用于基于凈空控制參考電壓(VRHR)和檢測(cè)的最小電壓產(chǎn)生多個(gè)比較輸出信號(hào)；以及數(shù)字控制電路，用于向電源電路的NMOS功率晶體管的柵極輸出柵極控制信號(hào)以使得基于NMOS功率晶體管的檢測(cè)電壓和LED陣列的驅(qū)動(dòng)電壓改變柵極控制信號(hào)的占空比。NMOS功率晶體管的檢測(cè)電壓可以對(duì)應(yīng)于流經(jīng)NMOS功率晶體管的電流。數(shù)字控制電路可以包括數(shù)字脈寬調(diào)制電路和邏輯電路。數(shù)字控制電路可以基于過壓保護(hù)信號(hào)、電流限制保護(hù)信號(hào)和調(diào)光信號(hào)來調(diào)整柵極控制信號(hào)的占空比。比較電路可以基于凈空控制參考電壓產(chǎn)生第一參考電壓和具有比第一參考電壓低的電壓電平的第二參考電壓，并且將從LED陣列輸出的最小檢測(cè)電壓信號(hào)與第一參考電壓和第二參考電壓進(jìn)行比較以產(chǎn)生通過比較電路輸出的多個(gè)比較輸出信號(hào)。
根據(jù)示例實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)電路可以具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，在半導(dǎo)體集成電路中占據(jù)小面積，并且對(duì)噪聲不敏感，因?yàn)樵跀?shù)字模式中產(chǎn)生柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。因此，包括LED驅(qū)動(dòng)電路的半導(dǎo)體設(shè)備可以具有低的生產(chǎn)成本。
本發(fā)明構(gòu)思的前述和其他特征和用途將從附圖中所示的本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的描述中明了，其中不同的圖中相同的引用字符表示相同的部件。附圖不必依比例，相反重點(diǎn)放在說明本發(fā)明構(gòu)思的原理。附圖中圖1是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的發(fā)光二極管(LED)系統(tǒng)的框圖；圖2是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的包括在圖1的LED系統(tǒng)中的LED驅(qū)動(dòng)電路的框圖；圖3是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的包括在圖2的LED驅(qū)動(dòng)電路中的電源電路的電路圖；圖4是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的包括在圖2的LED驅(qū)動(dòng)電路中的比較電路的電路圖；圖5是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的包括在圖2的LED驅(qū)動(dòng)電路中的數(shù)字控制電路的框圖；圖6是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一實(shí)施例的包括在圖1的LED系統(tǒng)中的LED驅(qū)動(dòng)電路的框圖；圖7是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的包括在圖6的LED驅(qū)動(dòng)電路中的數(shù)字控制電路的框圖；圖8是說明圖1的LED系統(tǒng)的操作的時(shí)序圖；圖9是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一實(shí)施例的包括在圖1的LED系統(tǒng)中的LED驅(qū)動(dòng)電路的框圖；圖10是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一實(shí)施例的包括在圖1的LED系統(tǒng)中的LED驅(qū)動(dòng)電路的框圖；圖11是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的包括在圖10的LED驅(qū)動(dòng)電路中的比較電路中使用的參考電壓的圖；圖12是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的包括LED驅(qū)動(dòng)電路的背光系統(tǒng)的示例的框圖；圖13是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的包括LED驅(qū)動(dòng)電路的背光系統(tǒng)的另一示例的框圖；圖14是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的包括LED驅(qū)動(dòng)電路的背光系統(tǒng)的另一示例的框圖；圖15是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)LED的方法的流程圖；圖16是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的圖15中包括的調(diào)整柵極控制信號(hào)的占空比的方法的流程圖；圖17是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的圖16中包括的產(chǎn)生占空控制碼的方法的流程圖18是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一實(shí)施例的圖15中包括的調(diào)整柵極控制信號(hào)的占空比的方法的流程圖；圖19是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一實(shí)施例的圖15中包括的調(diào)整柵極控制信號(hào)的占空比的方法的流程圖；圖20是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)LED的方法的流程圖；以及圖21是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)LED的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參照其中示出一些示例實(shí)施例的附圖更全面地描述各種示例實(shí)施例。附圖中，為了清楚起見可以夸大層和區(qū)域的厚度。現(xiàn)在詳細(xì)參照本發(fā)明總構(gòu)思的實(shí)施例，其示例在附圖中示出，其中相同的引用數(shù)字通篇指代相同的部件。參照附圖描述以下實(shí)施例以便解釋本發(fā)明構(gòu)思。這里公開具體的說明實(shí)施例。然而，這里公開的特定結(jié)構(gòu)和功能僅表示描述示例實(shí)施例的目的。然而，本發(fā)明構(gòu)思可以以許多替換形式實(shí)現(xiàn)并且不應(yīng)被解讀為限于這里闡述的示例實(shí)施例。因此，雖然示例實(shí)施例能夠具有各種變體和替換形式，但是這里將在附圖中作為示例詳細(xì)描述其實(shí)施例。然而，應(yīng)該理解，并非要將示例實(shí)施例限于公開的特定形式，而是相反，示例實(shí)施例將涵蓋落入本發(fā)明總構(gòu)思的范圍的全部變體、等價(jià)物、和替換。
全文中，相同的數(shù)字指代相同的元件。不難理解，雖然術(shù)語第一、第二、第三等可以在這里被用來描述各種元件，這些元件不應(yīng)受這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅用來將元件彼此區(qū)分。例如，第一元件可以被稱為第二元件，類似地，第二元件可以被稱為第一元件，而不偏離示例實(shí)施例的范圍。如在此使用的，術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或更多個(gè)相關(guān)列舉的項(xiàng)目的任何和全部組合。不難理解，當(dāng)元素被稱為“連接到”或“耦接到”其他元素時(shí)，其可以直接連接到或耦接到其他元素，或者可以存在中間元素。相反，當(dāng)元素被稱為“直接連接到”或“直接耦接到”其他元素時(shí)，不存在中間元素。應(yīng)當(dāng)以類似的方式解釋用于描述元素之間的關(guān)系的其他單詞(例如，“在...之間”與“直接在...之間”，“鄰近”與“直接鄰近”等)。這里使用的術(shù)語僅是用于描述具體實(shí)施例的目的，并非意在限制示例實(shí)施例。如這里所使用的，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”、和“該”意在同樣包含復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚地另有指明。此外不難理解，術(shù)語“包括”和/或“包含”當(dāng)在這里使用時(shí)，指定所述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元素、和/或組件的存在，但并不排除存在或附加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元素、組件和/或其群體?？臻g相關(guān)的術(shù)語，例如“在...下面”、“以下”“較低的”、“在...上面”、“上面的”等可以在這里被用來更容易地描述附圖中示出的一個(gè)元件或部件與另一元件或部件的關(guān)系。不難理解，空間相關(guān)的術(shù)語旨在包含被使用或操作的設(shè)備的除了圖中描述的方向以外的不同方向。例如，如果圖中的設(shè)備被翻過來，被描述為在另一元件或部件“下面”的元件將位于另一元件或部件的“上面”。因此，例如，術(shù)語“在...下面”可以包含在上面和在下面兩個(gè)方向。設(shè)備還可以被另外定向(旋轉(zhuǎn)90度或其它方向)， 且這里使用的空間相關(guān)的描述可以被相應(yīng)地解釋。這里將參考作為理想化示例性實(shí)施例(及中間結(jié)構(gòu))的示例圖的截面圖來描述示例實(shí)施例。如此，可以期望由于例如制造技術(shù)和/或公差而產(chǎn)生的圖示形狀上的變化。因此，示例性實(shí)施例不應(yīng)被理解為限于這里描述的區(qū)域的特定形狀，而將包含例如制造所引起的形狀的偏差。例如，被描述為矩形的植入?yún)^(qū)域可以典型地具有圓形或弧形的特征，和/ 或在其邊緣處具有植入濃度的梯度，而不是從植入到非植入?yún)^(qū)域的二元改變。類似地，由植入形成的埋藏區(qū)域可以引起在埋藏區(qū)域與植入所穿過的表面之間的區(qū)域中的某個(gè)植入。因此，圖中描述的區(qū)域本質(zhì)上是示例性的，并且其形狀不是要描述設(shè)備的區(qū)域的真實(shí)形狀，且不是要限制本發(fā)明的范圍。還應(yīng)當(dāng)注意，在某些替換實(shí)施例中，注明的功能/動(dòng)作可以以圖中注明的之外的順序發(fā)生。例如，取決于涉及的功能/動(dòng)作，相繼說明的兩個(gè)圖實(shí)際上可以基本同時(shí)地執(zhí)行或可以有時(shí)按相反順序執(zhí)行。為了更具體地描述示例實(shí)施例，將參考附圖具體描述各種特征。然而，本發(fā)明總構(gòu)思不限于描述的示例實(shí)施例。圖1是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的發(fā)光二極管(LED)系統(tǒng)1000的框圖。參考圖1，LED系統(tǒng)1000包括LED驅(qū)動(dòng)電路1100和LED陣列1500。LED陣列1500響應(yīng)于LED驅(qū)動(dòng)電壓VLED_A而發(fā)光。如將在后描述的，LED驅(qū)動(dòng)電路1100檢測(cè)各個(gè)LED串的端子電壓信號(hào)當(dāng)中具有最小電壓電平的最小檢測(cè)電壓信號(hào)，基于凈空控制參考電壓VRHR和最小檢測(cè)電壓信號(hào)產(chǎn)生比較輸出信號(hào)，基于比較輸出信號(hào)和控制時(shí)鐘信號(hào)來調(diào)整數(shù)字模式中柵極控制信號(hào)VG的占空比，并且響應(yīng)于柵極控制信號(hào)VG而產(chǎn)生LED驅(qū)動(dòng)電壓VLED_A。另外，LED驅(qū)動(dòng)電路1100基于調(diào)光(dimming)信號(hào)VDIM控制流經(jīng)構(gòu)成LED陣列1500的LED串1510、1520和1530的電流。凈空控制參考電壓VRHR可以包括關(guān)于LED電流的信息。關(guān)于LED電流的信息可以是目標(biāo)LED電流，其可以由用戶在包括LED驅(qū)動(dòng)電路1100的半導(dǎo)體集成電路內(nèi)部或在該半導(dǎo)體集成電路外部控制。LED串1510、1520和1530的第一端子L_K1、L_K2、· · ·、L_Kn連接到構(gòu)成包括在 LED驅(qū)動(dòng)電路1100中的電流驅(qū)動(dòng)電路的各個(gè)功率晶體管的漏極。圖1中，第一端子L_K1、L_ K2、. . .、L Kn 的電壓表示為 VLEDJQ、VLED_K2、. . .、VLED_Kn，并且從各個(gè)第一端子 L_K1、L_
K2.....L_Kn流向包括在LED驅(qū)動(dòng)電路1100中的各個(gè)功率晶體管的漏極的電流由ILED1、
ILED2、. ..、ILEDn表示。各個(gè)LED串1510、1520和1530的第二端子L_A彼此電連接。LED陣列1500可以包括一個(gè)或多個(gè)LED串1510、1520和1530，并且LED串1510、 1520和1530的每個(gè)可以包括一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)的LED。圖2是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的包括在圖1的LED系統(tǒng)1000中的LED驅(qū)動(dòng)電路1100的框圖。參考圖2，LED驅(qū)動(dòng)電路1100包括電源電路1110、電平檢測(cè)器1120、比較電路 1130、數(shù)字控制電路1140、和電流驅(qū)動(dòng)電路1105。電流驅(qū)動(dòng)電路1105包括電流驅(qū)動(dòng)器1160、1170和1180，并且響應(yīng)于調(diào)光信號(hào) VDIM 而控制流經(jīng)圖 1 的 LED 串 1510、1520 和 1530 的電流信號(hào) ILEDl、ILED2、· · ·、ILEDn0 電平檢測(cè)器1120檢測(cè)各個(gè)LED串1510、1520和1530的各個(gè)第一端子L_K1、L_K2、. . .、L_ Kn的電壓信號(hào)當(dāng)中具有最小電壓電平的電壓信號(hào)VDET_MIN。比較電路1130基于凈空控制參考電壓VRHR和最小檢測(cè)電壓信號(hào)VDET_MIN產(chǎn)生第一比較輸出信號(hào)VHC和第二比較輸出信號(hào)VLC。數(shù)字控制電路1140基于第一比較輸出信號(hào)VHC、第二比較輸出信號(hào)VLC和調(diào)光信號(hào)VDIM調(diào)整數(shù)字模式中柵極控制信號(hào)VG的占空比。電源電路1110響應(yīng)于柵極控制信號(hào)VG而產(chǎn)生LED驅(qū)動(dòng)電壓VLED_A。電平檢測(cè)器1120檢測(cè)與通過LED串1510、1520和1530驅(qū)動(dòng)的電流對(duì)應(yīng)的各個(gè) LED串1510,1520和1530的第一端子L_K1、L_K2、· · ·、L_Kn的電壓信號(hào)當(dāng)中具有最小電壓電平的最小檢測(cè)電壓信號(hào)VDET_MIN。比較電路1130可以基于凈空控制參考電壓VRHR產(chǎn)生第一參考電壓和具有比第一參考電壓低的電壓電平的第二參考電壓，并且可以將最小檢測(cè)電壓信號(hào)VDET_MIN與第一參考電壓和第二參考電壓進(jìn)行比較以分別產(chǎn)生第一比較輸出信號(hào)VHC和第二比較輸出信號(hào) VLC。當(dāng)最小檢測(cè)電壓信號(hào)VDET_MIN的幅度大于第一參考電壓的幅度時(shí)可以使能第一比較輸出信號(hào)VHC，并且當(dāng)最小檢測(cè)電壓信號(hào)VDET_MIN的幅度小于第二參考電壓的幅度時(shí)可以使能第二比較輸出信號(hào)VLC。當(dāng)最小檢測(cè)電壓信號(hào)VDET_MIN的幅度小于第一參考電壓的幅度時(shí)可以禁止第一比較輸出信號(hào)VHC，并且當(dāng)最小檢測(cè)電壓信號(hào)VDET_MIN的幅度大于第二參考電壓的幅度時(shí)可以禁止第二比較輸出信號(hào)VLC。圖3是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的包括在圖2的LED驅(qū)動(dòng)電路1100中的電源電路1110的電路圖。電源電路1110是一種直流(DC) -DC轉(zhuǎn)換器，即，升壓轉(zhuǎn)換器，其接收DC輸入電壓 VIN以輸出穩(wěn)定的高DC電壓。參考圖3，電源電路1110包括電感器Li、第一電阻器RF、N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體(NMOS)功率晶體管NM0S、二極管D1、電容器Cl、第二電阻器Rl和第三電阻器R2。下面將描述圖3的電源電路1110的操作。首先，在柵極控制信號(hào)VG的激活時(shí)間段期間，其中柵極控制信號(hào)VG處于邏輯高狀態(tài)，NMOS功率晶體管NMOS導(dǎo)通且電流流經(jīng)電感器L1、NM0S功率晶體管NMOS和第一電阻器 RF。該條件下，電感器Ll將電能轉(zhuǎn)換為與電流對(duì)應(yīng)的磁能并且存儲(chǔ)磁能。因此，柵極控制信號(hào)VG的激活時(shí)間段越長(zhǎng)，存儲(chǔ)在電感器Ll中的磁能越多。接下來，在柵極控制信號(hào)VG的非激活時(shí)間段期間，其中柵極控制信號(hào)VG處于邏輯低狀態(tài)，NMOS功率晶體管NMOS截止，而且在柵極控制信號(hào)VG的激活時(shí)間段期間存儲(chǔ)在電感器Ll中的磁能被轉(zhuǎn)換為電能的形式。即，電感器Ll通過依賴于存儲(chǔ)的磁能的幅度的電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生電流，并且電流流經(jīng)二極管D1、第二電阻器Rl和第三電阻器R2。存儲(chǔ)在電感器Ll 中的磁能按照與磁能增加的相同速度減少。同時(shí)，通過電感器Ll的電動(dòng)勢(shì)和輸入電壓VIN， 在輸出節(jié)點(diǎn)(即，在第二電阻器Rl的一端)產(chǎn)生LED驅(qū)動(dòng)電壓VLED_A。另外，在與電阻器 Rl和R2并聯(lián)連接的電容器Cl中充電LED驅(qū)動(dòng)電壓VLED_A。如果在柵極控制信號(hào)VG的激活時(shí)間段期間存儲(chǔ)在電感器Ll的磁能較大，則電感器Ll的電動(dòng)勢(shì)較大，因此進(jìn)一步升壓該 LED驅(qū)動(dòng)電壓VLED_A。接下來，當(dāng)柵極控制信號(hào)VG再次激活時(shí)，電流流經(jīng)NMOS功率晶體管NMOS和第一電阻器RF，并且磁能再次存儲(chǔ)在電感器Ll中。此時(shí)，LED驅(qū)動(dòng)電壓VLED_A&電壓電平由存儲(chǔ)在電容器Cl中的電壓維持。如上所述，電源電路1110當(dāng)柵極控制信號(hào)VG的占空比增加時(shí)增加電感器Ll的電動(dòng)勢(shì)以增加LED驅(qū)動(dòng)電壓VLED_A，而且當(dāng)柵極控制信號(hào)VG的占空比減少時(shí)減少電感器Ll 的電動(dòng)勢(shì)以減少LED驅(qū)動(dòng)電壓VLED_A。如圖3所示，基于與流經(jīng)NMOS功率晶體管NMOS的電流對(duì)應(yīng)的第一檢測(cè)電壓VDETl 和作為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)電壓VLED_A的感測(cè)電壓的第二檢測(cè)電壓VDET2來改變柵極控制信號(hào)VG的占空比。當(dāng)LED驅(qū)動(dòng)電壓VLED_A低于目標(biāo)電壓時(shí)，電源電路1110通過增加電感器Ll的電動(dòng)勢(shì)來增加?xùn)艠O控制信號(hào)VG的占空比以提升LED驅(qū)動(dòng)電壓VLED_A。另一方面，當(dāng)LED驅(qū)動(dòng)電壓VLED_A高于目標(biāo)電壓時(shí)，電源電路1110通過降低電感器Ll的電動(dòng)勢(shì)來降低柵極控制信號(hào)VG的占空比以減低LED驅(qū)動(dòng)電壓VLED_A。 圖4是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的包括在圖2的LED驅(qū)動(dòng)電路1100中的比較電路1130的電路圖。參考圖4，比較電路1130包括參考電壓分配器1131以及比較器1132和1133。參考電壓分配器1131基于凈空控制參考電壓VRHR產(chǎn)生第一參考電壓REF_H和第二參考電壓 REF_L。比較器1132比較最小檢測(cè)電壓信號(hào)VDET_MIN和第一參考電壓REF_H以產(chǎn)生第一比較輸出信號(hào)VHC。比較器1133比較最小檢測(cè)電壓信號(hào)VDET_MIN和第二參考電壓REF_L 以產(chǎn)生第二比較輸出信號(hào)VLC。圖5是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的包括在圖2的LED驅(qū)動(dòng)電路1100中的數(shù)字控制電路1140的框圖。參考圖5，數(shù)字控制電路1140可以包括數(shù)字脈寬調(diào)制(PWM)電路1142和邏輯電路 1144。P麗電路1142基于占空控制碼C0NDUTY執(zhí)行P麗以產(chǎn)生置位時(shí)鐘信號(hào)SETCLK和復(fù)位時(shí)鐘信號(hào)RSTCLK。邏輯電路1144根據(jù)第一比較輸出信號(hào)VHC和第二比較輸出信號(hào)VLC 的邏輯狀態(tài)改變占空控制碼C0NDUTY，并且基于調(diào)光信號(hào)VDIM、置位時(shí)鐘信號(hào)SETCLK和復(fù)位時(shí)鐘信號(hào)RSTCLK產(chǎn)生柵極控制信號(hào)VG。圖6是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一實(shí)施例的包括在圖1的LED系統(tǒng)1000中的LED 驅(qū)動(dòng)電路1100a的框圖。參考圖6，LED驅(qū)動(dòng)電路IlOOa包括電源電路1110、電平檢測(cè)器1120、比較電路 1130、數(shù)字控制電路1140a、電流驅(qū)動(dòng)電路1105以及比較器1145和1146。電流驅(qū)動(dòng)電路1105包括電流驅(qū)動(dòng)器1160、1170和1180，并且響應(yīng)于調(diào)光信號(hào) VDIM 而控制流經(jīng)圖 1 的 LED 串 1510、1520 和 1530 的電流信號(hào) ILEDl、ILED2、· · ·、ILEDn0 電平檢測(cè)器1120檢測(cè)與通過LED串1510、1520和1530驅(qū)動(dòng)的電流對(duì)應(yīng)的各個(gè)LED串1510、
1520和1530的第一端子L_K1、L_K2.....L_Kn的電壓信號(hào)當(dāng)中具有最小電壓電平的最小
檢測(cè)電壓信號(hào)VDET_MIN。比較電路1130基于凈空控制參考電壓VRHR和最小檢測(cè)電壓信號(hào)VDET_MIN產(chǎn)生第一比較輸出信號(hào)VHC和第二比較輸出信號(hào)VLC。比較器1145比較第一檢測(cè)電壓VDETl和第一參考電壓VREFl以產(chǎn)生電流限制保護(hù)信號(hào)CLP。電流限制保護(hù)信號(hào) CLP也叫做過流保護(hù)信號(hào)。比較器1146比較第二檢測(cè)電壓VDET2和第二參考電壓VREF2以產(chǎn)生過壓保護(hù)信號(hào)0VP。參考圖3，第一檢測(cè)電壓VDETl是與流經(jīng)NMOS功率晶體管NMOS的電流對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，而第二檢測(cè)電壓VDET2是LED驅(qū)動(dòng)電壓VLED_A的感測(cè)電壓。數(shù)字控制電路1140a基于第一比較輸出信號(hào)VHC、第二比較輸出信號(hào)VLC、過壓保護(hù)信號(hào)0VP、電流限制保護(hù)信號(hào)CLP和作為控制時(shí)鐘信號(hào)的調(diào)光信號(hào)VDIM來調(diào)整數(shù)字模式中柵極控制信號(hào) VG的占空比。電源電路1110響應(yīng)于柵極控制信號(hào)VG而產(chǎn)生LED驅(qū)動(dòng)電壓VLED_A。圖7是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的包括在圖6的LED驅(qū)動(dòng)電路IlOOa中的數(shù)字控制電路1140a的框圖。參考圖7，數(shù)字控制電路1140a可以包括數(shù)字PWM電路114 和邏輯電路1144a。
P麗電路114 基于占空控制碼C0NDUTY執(zhí)行P麗以產(chǎn)生置位時(shí)鐘信號(hào)SETCLK和復(fù)位時(shí)鐘信號(hào)RSTCLK。邏輯電路114 根據(jù)第一比較輸出信號(hào)VHC和第二比較輸出信號(hào) VLC的邏輯狀態(tài)改變占空控制碼C0NDUTY，并且基于調(diào)光信號(hào)VDIM、置位時(shí)鐘信號(hào)SETCLK、 復(fù)位時(shí)鐘信號(hào)RSTCLK、過壓保護(hù)信號(hào)OVP和電流限制保護(hù)信號(hào)CLP產(chǎn)生柵極控制信號(hào)VG。數(shù)字控制電路1140a可以在過壓保護(hù)信號(hào)OVP被使能時(shí)將占空控制碼C0NDUTY減少第一值并且禁止柵極控制信號(hào)VG。另外，數(shù)字控制電路1140a可以在電流限制保護(hù)信號(hào) CLP被使能時(shí)禁止柵極控制信號(hào)VG。圖8是說明圖1的LED系統(tǒng)1000的操作的時(shí)序圖。參考圖8，柵極控制信號(hào)VG響應(yīng)于置位時(shí)鐘信號(hào)SETCLK而在tl使能，并且響應(yīng)于復(fù)位時(shí)鐘信號(hào)RSTCLK而在t2禁止。同樣，柵極控制信號(hào)VG響應(yīng)于置位時(shí)鐘信號(hào)SETCLK而在t3使能，并且響應(yīng)于電流限制保護(hù)信號(hào)CLP而在t4禁止。另外，由于過壓保護(hù)信號(hào)OVP 在t5使能并且維持使能狀態(tài)，柵極控制信號(hào)VG即使當(dāng)置位時(shí)鐘信號(hào)SETCLK在t6使能時(shí)也維持禁止?fàn)顟B(tài)。該條件下，數(shù)字控制電路1140或1140a減少占空控制碼C0NDUTY。圖8 的示例中，數(shù)字控制電路1140或1140a將占空控制碼C0NDUTY從M減少1到M-1。圖9是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一實(shí)施例的包括在圖1的LED系統(tǒng)1000中的LED 驅(qū)動(dòng)電路1100b的框圖。參考圖9，LED驅(qū)動(dòng)電路IlOOb包括電源電路1110、電平檢測(cè)器1120、比較電路 1130、數(shù)字控制電路1140b、電流驅(qū)動(dòng)電路1105、比較器1145和1146、差分放大器11；34以及電壓受控振蕩器(VCO) 1135。圖9中，為了方便解釋而略去電流驅(qū)動(dòng)電路1105。電平檢測(cè)器1120檢測(cè)各個(gè)LED串1510、1520和1530的第一端子L_K1、L_K2、...、 L_Kn的電壓信號(hào)當(dāng)中具有最小電壓電平的最小檢測(cè)電壓信號(hào)VDET_MIN。比較電路1130基于凈空控制參考電壓VRHR和最小檢測(cè)電壓信號(hào)VDET_MIN產(chǎn)生第一比較輸出信號(hào)VHC和第二比較輸出信號(hào)VLC。比較器1145比較第一檢測(cè)電壓VDETl和第一參考電壓VREFl以產(chǎn)生電流限制保護(hù)信號(hào)CLP。比較器1146比較第二檢測(cè)電壓VDET2和第二參考電壓VREF2以產(chǎn)生過壓保護(hù)信號(hào)0VP。參考圖3，第一檢測(cè)電壓VDETl是與流經(jīng)NMOS功率晶體管NMOS的電流對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，而第二檢測(cè)電壓VDET2是LED驅(qū)動(dòng)電壓VLED_A的感測(cè)電壓。差分放大器1134放大凈空控制參考電壓VRHR與最小檢測(cè)電壓信號(hào)VDET_MIN之間的差以產(chǎn)生頻率控制信號(hào)CONFR。VCO 1135基于調(diào)光信號(hào)VDIM和頻率控制信號(hào)CONFR產(chǎn)生控制時(shí)鐘信號(hào) CCLK。數(shù)字控制電路1140b基于第一比較輸出信號(hào)VHC、第二比較輸出信號(hào)VLC、過壓保護(hù)信號(hào)0VP、電流限制保護(hù)信號(hào)CLP、調(diào)光信號(hào)VDIM和控制時(shí)鐘信號(hào)CCLK來調(diào)整數(shù)字模式中柵極控制信號(hào)VG的占空比。電源電路1110響應(yīng)于柵極控制信號(hào)VG而產(chǎn)生LED驅(qū)動(dòng)電壓 VLED_A0控制時(shí)鐘信號(hào)CCLK的頻率可以當(dāng)最小檢測(cè)電壓信號(hào)VDET_MIN接近目標(biāo)值時(shí)減少，并且當(dāng)最小檢測(cè)電壓信號(hào)VDET_MIN偏離目標(biāo)值時(shí)增加。
圖10是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一實(shí)施例的包括在圖1的LED系統(tǒng)1000中的 LED驅(qū)動(dòng)電路IlOOc的框圖。參考圖10，LED驅(qū)動(dòng)電路IlOOc包括電源電路1110、電平檢測(cè)器1120、比較電路 1130a、目標(biāo)范圍調(diào)整電路1136、數(shù)字控制電路1140c、電流驅(qū)動(dòng)電路1105以及比較器1145 和1146。圖10中，為了方便解釋未示出電流驅(qū)動(dòng)電路1105。電平檢測(cè)器1120檢測(cè)各個(gè)LED串1510、1520和1530的第一端子L_K1、L_K2、. · ·、 L_Kn的電壓信號(hào)當(dāng)中具有最小電壓電平的最小檢測(cè)電壓信號(hào)VDET_MIN。目標(biāo)范圍調(diào)整電路1136基于凈空控制參考電壓VRHR產(chǎn)生第一參考電壓REF_H和第二參考電壓REF_L，并且響應(yīng)于參考電壓設(shè)置信號(hào)SET_R而調(diào)整第一參考電壓REF_H和第二參考電壓REF_L的電壓電平。比較電路1130a基于第一參考電壓REF_H、第二參考電壓REF_L和最小檢測(cè)電壓信號(hào)VDET_MIN產(chǎn)生第一比較輸出信號(hào)VHC和第二比較輸出信號(hào)VLC。比較器1145比較第一檢測(cè)電壓VDETl和第一參考電壓VREFl以產(chǎn)生電流限制保護(hù)信號(hào)CLP。比較器1146比較第二檢測(cè)電壓VDET2和第二參考電壓VREF2以產(chǎn)生過壓保護(hù)信號(hào)0VP。參考圖3，第一檢測(cè)電壓VDETl與流經(jīng)NMOS功率晶體管NMOS的電流對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，而第二檢測(cè)電壓VDET2是 LED驅(qū)動(dòng)電壓VLED_A的感測(cè)電壓。數(shù)字控制電路1140c基于第一比較輸出信號(hào)VHC、第二比較輸出信號(hào)VLC、過壓保護(hù)信號(hào)0VP、電流限制保護(hù)信號(hào)CLP、和作為控制時(shí)鐘信號(hào)的調(diào)光信號(hào)VDIM來調(diào)整數(shù)字模式中柵極控制信號(hào)VG的占空比。電源電路1110響應(yīng)于柵極控制信號(hào)VG而產(chǎn)生LED驅(qū)動(dòng)電壓VLED_A。圖11是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的包括在圖10的LED驅(qū)動(dòng)電路IlOOc中的比較電路1130a中使用的參考電壓的圖。如圖11所示，目標(biāo)范圍調(diào)整電路1136響應(yīng)于參考電壓設(shè)置信號(hào)SET_R而調(diào)整第一參考電壓REF_H和第二參考電壓REF_L的電壓電平。圖11的示例中，第一參考電壓REF_H 可以具有比凈空控制參考電壓VRHR的電壓電平高的三個(gè)電壓電平REF_H1、REF_H2和REF_ H3，并且第二參考電壓REF_L可以具有比凈空控制參考電壓VRHR的電壓電平低的三個(gè)電壓電平 REF_L1、REF_L2 和 REF_L3。圖12是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的包括LED驅(qū)動(dòng)電路的背光系統(tǒng)1600的示例的框圖。參考圖12，背光系統(tǒng)1600包括背光單元BLU、包括在背光單元BLU中的電源板 1610和LED陣列LED。LED陣列LED的每個(gè)可以包括至少一個(gè)LED串。LED串可以包括至少一個(gè)LED。電源板1610包括LED驅(qū)動(dòng)電路1611到1616，其具有與圖1、2、6、9和10中所述的LED驅(qū)動(dòng)電路1100、1100a、IlOOb和IlOOc類似的電路結(jié)構(gòu)。LED驅(qū)動(dòng)電路1611到1616 的每個(gè)產(chǎn)生數(shù)字模式中的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，因而具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)并且在半導(dǎo)體集成電路中占據(jù)小面積。因此，包括LED驅(qū)動(dòng)電路1611到1616的背光系統(tǒng)1600具有簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)并且以高速度操作。圖12所示的背光系統(tǒng)1600可以應(yīng)用于包括大顯示面板(諸如邊緣型LED電視機(jī))的顯示設(shè)備。圖13是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的包括LED驅(qū)動(dòng)電路的背光系統(tǒng)的另一示例的框圖。
參考圖13，背光系統(tǒng)1700包括包括LED陣列LED的背光單元BLU、控制器1720、以及在控制器1720的控制下驅(qū)動(dòng)LED陣列LED的LED驅(qū)動(dòng)器1710。LED陣列LED的每個(gè)可以包括至少一個(gè)LED串。LED串可以包括至少一個(gè)LED。LED驅(qū)動(dòng)器1710的每個(gè)具有與圖1、2、6、9和10中所述的LED驅(qū)動(dòng)電路1100、 1100a、1100b或IlOOc類似的電路結(jié)構(gòu)。LED驅(qū)動(dòng)器1710的每個(gè)產(chǎn)生數(shù)字模式中的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，因而具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)并且在半導(dǎo)體集成電路中占據(jù)小面積。因此，包括LED驅(qū)動(dòng)器1710的背光系統(tǒng)1700具有簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)并且以高速度操作。圖13所示的背光系統(tǒng)1700可以應(yīng)用于包括大顯示面板(諸如直接型LED電視機(jī))的顯示設(shè)備。圖14是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的包括LED驅(qū)動(dòng)電路的背光系統(tǒng)的另一示例的框圖。參考圖14，背光系統(tǒng)1800包括包括LED陣列LED的背光單元(BLU) 1800a、在BLU 1800a外部的電源板1820。LED陣列(LED) 1810的每個(gè)可以包括至少一個(gè)LED串。LED串可以包括至少一個(gè)LED。電源板1820包括LED驅(qū)動(dòng)電路1821，其具有與圖1、2、6、9和10 中所述的LED驅(qū)動(dòng)電路1100、1100a、IlOOb或IlOOc類似的電路結(jié)構(gòu)。LED驅(qū)動(dòng)電路1821 的每個(gè)產(chǎn)生數(shù)字模式中的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，因而具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)并且在半導(dǎo)體集成電路中占據(jù)小面積。因此，包括LED驅(qū)動(dòng)電路1821的背光系統(tǒng)1800具有簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)并且以高速
度操作。圖14所示的背光系統(tǒng)1800可以應(yīng)用于諸如移動(dòng)電話機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)和便攜多媒體播放器(PMP)的包括小顯示面板的顯示設(shè)備。在以上中，描述了主要在液晶顯示面板(LCD)中使用的背光驅(qū)動(dòng)電路，但是示例實(shí)施例可以應(yīng)用于一般的顯示設(shè)備，諸如等離子體顯示面板(PDP)、有機(jī)發(fā)光二極管 (OLED)和用于照明的LED。圖15是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)LED的方法的流程圖。參考圖15，驅(qū)動(dòng)LED的方法可以包括如下操作感測(cè)各個(gè)LED串的第一端子的電壓信號(hào)(操作Si)；檢測(cè)各個(gè)LED串的第一端子的電壓信號(hào)當(dāng)中具有最小電壓電平的最小檢測(cè)電壓信號(hào)(操作S2)；基于凈空控制參考電壓產(chǎn)生第一參考電壓和具有比第一參考電壓低的電壓電平的第二參考電壓(操作S3)；將最小檢測(cè)電壓信號(hào)與第一參考電壓和第二參考電壓進(jìn)行比較以分別產(chǎn)生第一比較輸出信號(hào)和第二比較輸出信號(hào)(操作S4)；基于第一比較輸出信號(hào)、第二比較輸出信號(hào)、和控制時(shí)鐘信號(hào)來調(diào)整數(shù)字模式中柵極控制信號(hào)的占空比(操作S5)；以及響應(yīng)于柵極控制信號(hào)而產(chǎn)生LED驅(qū)動(dòng)電壓(操作S6)。依據(jù)本發(fā)明總構(gòu)思的實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)LED的方法還可以包括向各個(gè)LED串的第二端子提供LED驅(qū)動(dòng)電壓。凈空控制參考電壓可以包括關(guān)于LED電流的信息。第一比較輸出信號(hào)可以在最小檢測(cè)電壓信號(hào)的幅度大于第一參考電壓的幅度時(shí)被使能，而且第二比較輸出信號(hào)可以在最小檢測(cè)電壓信號(hào)的幅度小于第二參考電壓的幅度時(shí)被使能。
第一比較輸出信號(hào)可以在最小檢測(cè)電壓信號(hào)的幅度小于第一參考電壓的幅度時(shí)被禁止，而且第二比較輸出信號(hào)可以在最小檢測(cè)電壓信號(hào)的幅度大于第二參考電壓的幅度時(shí)被禁止。圖16是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的圖15中包括的調(diào)整柵極控制信號(hào)的占空比的方法的流程圖。參考圖16，調(diào)整柵極控制信號(hào)的占空比的方法包括如下操作產(chǎn)生根據(jù)第一比較輸出信號(hào)和第二比較輸出信號(hào)的邏輯狀態(tài)改變的占空控制碼(操作S51)；基于占空控制碼執(zhí)行PWM以產(chǎn)生置位時(shí)鐘信號(hào)和復(fù)位時(shí)鐘信號(hào)(操作S52)；以及基于置位時(shí)鐘信號(hào)和復(fù)位時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生柵極控制信號(hào)(操作S53)。圖17是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的圖16中包括的產(chǎn)生占空控制碼的方法的流程圖。參考圖17，產(chǎn)生占空控制碼的方法包括如下操作確定最小檢測(cè)電壓信號(hào)是否具有比第一參考電壓高的電壓電平(操作S511)；當(dāng)最小檢測(cè)電壓信號(hào)具有比第一參考電壓高的電壓電平時(shí)將占空控制碼減少第一值(操作S513)；當(dāng)最小檢測(cè)電壓信號(hào)具有等于或比第一參考電壓低的電壓電平時(shí)確定最小檢測(cè)電壓信號(hào)是否具有比第二參考電壓低的電壓電平(操作S512)；當(dāng)最小檢測(cè)電壓信號(hào)具有比第二參考電壓低的電壓電平時(shí)將占空控制碼增加第一值(操作S515)；以及當(dāng)最小檢測(cè)電壓信號(hào)具有等于或高于第二參考電壓高的電壓電平時(shí)將占空控制碼維持在先前的值(操作S514)。圖18是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一實(shí)施例的圖15中包括的調(diào)整柵極控制信號(hào)的占空比的方法的流程圖。參考圖18，調(diào)整柵極控制信號(hào)的占空比的方法包括如下操作確定過壓保護(hù)信號(hào) OVP是否被使能(操作S54)；當(dāng)過壓保護(hù)信號(hào)OVP被使能時(shí)將占空控制碼C0NDUTY減少第一值以禁止柵極控制信號(hào)VG (操作S55和S56)；當(dāng)過壓保護(hù)信號(hào)OVP被禁止時(shí)產(chǎn)生根據(jù)第一比較輸出信號(hào)和第二比較輸出信號(hào)的邏輯狀態(tài)改變的占空控制碼C0NDUTY(操作S51)； 基于占空控制碼C0NDUTY執(zhí)行PWM以產(chǎn)生置位時(shí)鐘信號(hào)SETCLK和復(fù)位時(shí)鐘信號(hào)RSTCLK (操作S5》；以及基于置位時(shí)鐘信號(hào)SETCLK和復(fù)位時(shí)鐘信號(hào)RSTCLK產(chǎn)生柵極控制信號(hào)VG (操作 S53)。圖19是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一實(shí)施例的圖15中包括的調(diào)整柵極控制信號(hào)的占空比的方法的流程圖。參考圖19，調(diào)整柵極控制信號(hào)的占空比的方法包括如下操作確定過壓保護(hù)信號(hào) OVP是否被使能(操作S54)；當(dāng)過壓保護(hù)信號(hào)OVP被使能時(shí)將占空控制碼C0NDUTY減少第一值以禁止柵極控制信號(hào)(操作S55和S56)；當(dāng)過壓保護(hù)信號(hào)OVP被禁止時(shí)產(chǎn)生根據(jù)第一比較輸出信號(hào)和第二比較輸出信號(hào)的邏輯狀態(tài)改變的占空控制碼C0NDUTY(操作S51)；基于占空控制碼C0NDUTY執(zhí)行PWM以產(chǎn)生置位時(shí)鐘信號(hào)SETCLK和復(fù)位時(shí)鐘信號(hào)RSTCLK (操作S5》；基于置位時(shí)鐘信號(hào)SETCLK和復(fù)位時(shí)鐘信號(hào)RSTCLK產(chǎn)生柵極控制信號(hào)VG(操作 S53)；確定電流限制保護(hù)信號(hào)CLP是否被使能(操作S57)；當(dāng)電流限制保護(hù)信號(hào)CLP被使能時(shí)禁止柵極控制信號(hào)VG (操作S56)；當(dāng)電流限制保護(hù)信號(hào)CLP被禁止時(shí)確定柵極控制信號(hào)VG的占空比是否大于占空控制碼C0NDUTY的占空比(操作S58)；當(dāng)柵極控制信號(hào)VG的占空比大于占空控制碼C0NDUTY的占空比時(shí)禁止柵極控制信號(hào)VG (操作S56)；當(dāng)柵極控制信號(hào)VG的占空比等于或小于占空控制碼C0NDUTY的占空比時(shí)使能柵極控制信號(hào)VG(操作 S59)。圖20是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)LED的方法的流程圖。參考圖20，驅(qū)動(dòng)LED的方法可以包括如下操作感測(cè)各個(gè)LED串的第一端子的電壓信號(hào)(操作Si)；檢測(cè)各個(gè)LED串的第一端子的電壓信號(hào)當(dāng)中具有最小電壓電平的最小檢測(cè)電壓信號(hào)(操作S2)；基于凈空控制參考電壓產(chǎn)生第一參考電壓和具有比第一參考電壓低的電壓電平的第二參考電壓(操作S3)；將最小檢測(cè)電壓信號(hào)與第一參考電壓和第二參考電壓進(jìn)行比較以分別產(chǎn)生第一比較輸出信號(hào)和第二比較輸出信號(hào)(操作S4)；放大凈空控制參考電壓與最小檢測(cè)電壓信號(hào)之間的差以產(chǎn)生頻率控制信號(hào)(操作S7)；基于調(diào)光信號(hào)和頻率控制信號(hào)產(chǎn)生控制時(shí)鐘信號(hào)(操作S8)；基于第一比較輸出信號(hào)、第二比較輸出信號(hào)、和控制時(shí)鐘信號(hào)來調(diào)整數(shù)字模式中柵極控制信號(hào)的占空比(操作S5)；以及響應(yīng)于柵極控制信號(hào)而產(chǎn)生LED驅(qū)動(dòng)電壓(操作S6)。圖21是說明依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)LED的方法的流程圖。參考圖21，驅(qū)動(dòng)LED的方法可以包括如下操作感測(cè)各個(gè)LED串的第一端子的電壓信號(hào)(操作Si)；檢測(cè)各個(gè)LED串的第一端子的電壓信號(hào)當(dāng)中具有最小電壓電平的最小檢測(cè)電壓信號(hào)(操作S2)；基于凈空控制參考電壓產(chǎn)生第一參考電壓和具有比第一參考電壓低的電壓電平的第二參考電壓(操作S3)；響應(yīng)于參考電壓設(shè)置信號(hào)而調(diào)整第一參考電壓和第二參考電壓的電壓電平(操作S9)；將最小檢測(cè)電壓信號(hào)與第一參考電壓和第二參考電壓進(jìn)行比較以分別產(chǎn)生第一比較輸出信號(hào)和第二比較輸出信號(hào)(操作S4)；基于第一比較輸出信號(hào)、第二比較輸出信號(hào)、和控制時(shí)鐘信號(hào)來調(diào)整數(shù)字模式中柵極控制信號(hào)的占空比(操作S5)；以及響應(yīng)于柵極控制信號(hào)而產(chǎn)生LED驅(qū)動(dòng)電壓(操作S6)。如上所述，依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)LED的方法和電路因?yàn)闁艠O驅(qū)動(dòng)信號(hào)在數(shù)字模式中產(chǎn)生而具有簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)并且在半導(dǎo)體集成電路中需要小面積。本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例可以應(yīng)用于顯示設(shè)備和發(fā)光設(shè)備，尤其是顯示設(shè)備的背光單兀。前述是示范實(shí)施例的說明且不應(yīng)被解讀為其限制。雖然已經(jīng)描述若干示例實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員不難理解，可以在示例實(shí)施例中進(jìn)行許多修改而不實(shí)質(zhì)脫離新穎教示和優(yōu)點(diǎn)。因此，意圖將全部這樣的修改包括在如權(quán)利要求書定義的本發(fā)明的范圍中。 權(quán)利要求書中，裝置加功能條款意圖涵蓋這里描述的執(zhí)行所述功能的結(jié)構(gòu)，而且不僅是結(jié)構(gòu)上的等價(jià)物而且包括等價(jià)的結(jié)構(gòu)。因此，不難理解，前述是各種示范實(shí)施例的說明，而不應(yīng)被解讀為限于公開的特定的實(shí)施例，并且意圖將公開的實(shí)施例的修改、以及其他實(shí)施例包括在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。雖然已經(jīng)說明和描述本發(fā)明總構(gòu)思的若干實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員不難理解，可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行改變而不脫離由所附權(quán)利要求書及其等價(jià)物限定其范圍的本發(fā)明構(gòu)思的原理和精神。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管LED驅(qū)動(dòng)電路，包括電流驅(qū)動(dòng)電路，配置為控制流經(jīng)LED串的電流信號(hào)；電平檢測(cè)器，配置為檢測(cè)各個(gè)LED串的第一端子的電壓信號(hào)當(dāng)中具有最小電壓電平的最小檢測(cè)電壓信號(hào)；比較電路，配置為基于凈空控制參考電壓和最小檢測(cè)電壓信號(hào)產(chǎn)生第一比較輸出信號(hào)和第二比較輸出信號(hào)；數(shù)字控制電路，配置為基于第一比較輸出信號(hào)、第二比較輸出信號(hào)和控制時(shí)鐘信號(hào)來調(diào)整數(shù)字模式中柵極控制信號(hào)的占空比；以及電源電路，配置為響應(yīng)于柵極控制信號(hào)而產(chǎn)生LED驅(qū)動(dòng)電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其中凈空控制參考電壓包括關(guān)于LED電流的信
3.如權(quán)利要求1所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其中比較電路基于凈空控制參考電壓產(chǎn)生第一參考電壓和具有比第一參考電壓低的電壓電平的第二參考電壓，并且將最小檢測(cè)電壓信號(hào)與第一參考電壓和第二參考電壓進(jìn)行比較以分別產(chǎn)生第一比較輸出信號(hào)和第二比較輸出信號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其中當(dāng)最小檢測(cè)電壓信號(hào)的幅度大于第一參考電壓的幅度時(shí)使能第一比較輸出信號(hào)，并且當(dāng)最小檢測(cè)電壓信號(hào)的幅度小于第二參考電壓的幅度時(shí)使能第二比較輸出信號(hào)。
5.如權(quán)利要求3所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其中當(dāng)最小檢測(cè)電壓信號(hào)的幅度小于第一參考電壓的幅度時(shí)禁止第一比較輸出信號(hào)，并且當(dāng)最小檢測(cè)電壓信號(hào)的幅度大于第二參考電壓的幅度時(shí)禁止第二比較輸出信號(hào)。
6.如權(quán)利要求1所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其中數(shù)字控制電路包括數(shù)字脈寬調(diào)制(PWM)電路，配置為基于占空控制碼執(zhí)行PWM以產(chǎn)生置位時(shí)鐘信號(hào)和復(fù)位時(shí)鐘信號(hào)；以及邏輯電路，配置為根據(jù)第一比較輸出信號(hào)和第二比較輸出信號(hào)的邏輯狀態(tài)改變占空控制碼，并且基于置位時(shí)鐘信號(hào)和復(fù)位時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生柵極控制信號(hào)。
7.如權(quán)利要求6所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其中當(dāng)過壓保護(hù)信號(hào)被使能時(shí)數(shù)字控制電路將占空控制碼減少第一值并且禁止柵極控制信號(hào)。
8.如權(quán)利要求6所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其中當(dāng)電流限制保護(hù)信號(hào)被使能時(shí)數(shù)字控制電路禁止柵極控制信號(hào)。
9.如權(quán)利要求1所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，進(jìn)一步包括差分放大器，配置為放大凈空控制參考電壓與最小檢測(cè)電壓信號(hào)之間的差以產(chǎn)生頻率控制信號(hào)；以及電壓受控振蕩器(VCO)，配置為基于調(diào)光信號(hào)和頻率控制信號(hào)產(chǎn)生控制時(shí)鐘信號(hào)。
10.如權(quán)利要求9所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其中控制時(shí)鐘信號(hào)的頻率在最小檢測(cè)電壓信號(hào)接近目標(biāo)值時(shí)減少，并且在最小檢測(cè)電壓信號(hào)偏離目標(biāo)值時(shí)增加。
11.如權(quán)利要求1所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，進(jìn)一步包括目標(biāo)范圍調(diào)整電路，配置為基于凈空控制參考電壓產(chǎn)生第一參考電壓和第二參考電壓，并且響應(yīng)于參考電壓設(shè)置信號(hào)而調(diào)整第一參考電壓和第二參考電壓的電壓電平。
12.—種顯示設(shè)備，包括顯示面板；背光驅(qū)動(dòng)電路，配置為檢測(cè)各個(gè)發(fā)光二極管LED串的端子電壓信號(hào)當(dāng)中具有最小電壓電平的最小檢測(cè)電壓信號(hào)，基于凈空控制參考電壓和最小檢測(cè)電壓信號(hào)產(chǎn)生比較輸出信號(hào)，基于比較輸出信號(hào)和控制時(shí)鐘信號(hào)來調(diào)整數(shù)字模式中柵極控制信號(hào)的占空比，并響應(yīng)于柵極控制信號(hào)而產(chǎn)生LED驅(qū)動(dòng)電壓；以及背光單元，包括LED串，并且配置為響應(yīng)于LED驅(qū)動(dòng)電壓操作并且向顯示面板提供光。
13.如權(quán)利要求12所述的顯示設(shè)備，其中背光驅(qū)動(dòng)電路包括電流驅(qū)動(dòng)電路，配置為控制流經(jīng)LED串的電流信號(hào)；電平檢測(cè)器，配置為檢測(cè)最小檢測(cè)電壓信號(hào)；比較電路，配置為基于凈空控制參考電壓和最小檢測(cè)電壓信號(hào)產(chǎn)生第一比較輸出信號(hào)和第二比較輸出信號(hào)；數(shù)字控制電路，配置為調(diào)整數(shù)字模式中柵極控制信號(hào)的占空比；以及電源電路，配置為響應(yīng)于柵極控制信號(hào)而產(chǎn)生LED驅(qū)動(dòng)電壓。
14.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中比較電路基于凈空控制參考電壓產(chǎn)生第一參考電壓和具有比第一參考電壓低的電壓電平的第二參考電壓，并且將最小檢測(cè)電壓信號(hào)與第一參考電壓和第二參考電壓進(jìn)行比較以分別產(chǎn)生第一比較輸出信號(hào)和第二比較輸出信號(hào)。
15.如權(quán)利要求14所述的顯示設(shè)備，其中當(dāng)最小檢測(cè)電壓信號(hào)的幅度大于第一參考電壓的幅度時(shí)使能第一比較輸出信號(hào)，并且當(dāng)最小檢測(cè)電壓信號(hào)的幅度小于第二參考電壓的幅度時(shí)使能第二比較輸出信號(hào)。
16.一種包括用于向發(fā)光二極管LED陣列提供驅(qū)動(dòng)電壓的電源電路的LED驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路包括電平檢測(cè)器，用于檢測(cè)從LED陣列輸出的最小電壓；比較電路，用于基于檢測(cè)的最小電壓和凈空控制參考電壓VRHR輸出多個(gè)比較信號(hào)；以及數(shù)字控制電路，用于向電源電路的NMOS功率晶體管的柵極輸出柵極控制信號(hào)以使得基于NMOS功率晶體管的檢測(cè)電壓和LED陣列的驅(qū)動(dòng)電壓改變柵極控制信號(hào)的占空比。
17.如權(quán)利要求16所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其中匪OS功率晶體管的檢測(cè)電壓對(duì)應(yīng)于流經(jīng) NMOS功率晶體管的電流。
18.如權(quán)利要求16所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其中數(shù)字控制電路包括數(shù)字脈寬調(diào)制電路和邏輯電路。
19.如權(quán)利要求16所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其中數(shù)字控制電路基于過壓保護(hù)信號(hào)、電流限制保護(hù)信號(hào)和調(diào)光信號(hào)來調(diào)整柵極控制信號(hào)的占空比。
20.如權(quán)利要求16所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其中比較電路基于凈空控制參考電壓產(chǎn)生第一參考電壓和具有比第一參考電壓低的電壓電平的第二參考電壓，并且將從LED陣列輸出的最小檢測(cè)電壓信號(hào)與第一參考電壓和第二參考電壓進(jìn)行比較以產(chǎn)生通過比較電路輸出的多個(gè)比較輸出信號(hào)。
全文摘要
一種發(fā)光二極管(LED)驅(qū)動(dòng)電路和顯示設(shè)備包括電流驅(qū)動(dòng)電路、電平檢測(cè)器、比較電路、數(shù)字控制電路、和電源電路。電平檢測(cè)器檢測(cè)各個(gè)LED串的第一端子的電壓信號(hào)當(dāng)中具有最小電壓電平的最小檢測(cè)電壓信號(hào)。比較電路基于凈空控制參考電壓和最小檢測(cè)電壓信號(hào)產(chǎn)生第一比較輸出信號(hào)和第二比較輸出信號(hào)。數(shù)字控制電路基于第一比較輸出信號(hào)、第二比較輸出信號(hào)和控制時(shí)鐘信號(hào)來調(diào)整數(shù)字模式中柵極控制信號(hào)的占空比。因此，LED驅(qū)動(dòng)電路在半導(dǎo)體集成電路中具有小面積。
文檔編號(hào)G09G3/36GK102568390SQ20111036499
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者金鐘善, 韓熙石 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社