專利名稱：發(fā)光二極管的驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光二極管的驅(qū)動電路，特別涉及被用作液晶面板的背光 燈的發(fā)光二極管的調(diào)光技術(shù)。
背景技術(shù)：
作為液晶面板的背光燈，正使用在長壽命化、低耗電化、廣色域化方
面具有優(yōu)良特性的白色發(fā)光二極管(以下簡稱LED)來代替以往的CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp:冷陰才及焚光燈)、EEFL (External Electrode Fluorescent Lamp:夕卜部電才及熒光燈)。
驅(qū)動對象LED被設(shè)置在液晶面板的背面。當(dāng)液晶面板大型化時，用單 一的驅(qū)動電路驅(qū)動所有LED是比較困難的。因此，一^殳是將液晶面板劃分 成多個區(qū)域，按各區(qū)域分別設(shè)置驅(qū)動電路。
〔專利文獻(xiàn)1〕日本特開2004 - 32875號公報
〔專利文獻(xiàn)2〕日本特開2002-252971號公報
〔專利文獻(xiàn)3〕日本特開2007 - 028784號公報
〔專利文獻(xiàn)4〕日本特開2007- 173813號公報
發(fā)明內(nèi)容
〔發(fā)明所要解決的課題〕 在用LED作為背光燈時，能夠根據(jù)要顯示在液晶面板上的圖像的濃淡 而局部地改變(區(qū)域控制)背光燈的亮度，從而提高對比度。
本發(fā)明是在這樣的情況下設(shè)計的，其一個方案的例示性目的之一在于 提供一種能按各區(qū)域分別調(diào)節(jié)亮度的LED驅(qū)動電路。 〔用于解決課題的手段〕
本發(fā)明的 一個方案涉及一種作為液晶面板的背光燈而發(fā)揮作用的多個 通道的發(fā)光二極管的驅(qū)動電路。該驅(qū)動電路包括接口部，從外部的處理器 接受指示各通道的亮度的亮度設(shè)定信號；驅(qū)動電路，以與亮度設(shè)定相應(yīng)的亮度驅(qū)動多個通道的發(fā)光二極管。
驅(qū)動電路可以包括向各通道的發(fā)光二極管的陽極端子供給驅(qū)動電壓的 升壓電路，和按多個通道分別而設(shè)，連接于對應(yīng)的發(fā)光二極管的陰極的多個 電流驅(qū)動器。升壓電路可以監(jiān)視多個通道的發(fā)光二極管的陰極的電壓，并調(diào) 節(jié)驅(qū)動電壓使得其中電位最低者與預(yù)定的目標(biāo)值相一致。
另外，將以上結(jié)構(gòu)要素的任意組合、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)要素以及表現(xiàn)形式 在方法、裝置、系統(tǒng)等間相互置換的方案，作為本發(fā)明的實施方式也是有效 的。
〔發(fā)明效果〕 通過本發(fā)明的一個方案，能夠?qū)崿F(xiàn)區(qū)域控制。
圖1是表示實施方式的液晶顯示器的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是表示實施方式的LED驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。 圖3是表示驅(qū)動器IC的管腳配置的圖。
圖4是表示電流設(shè)定部和電流驅(qū)動器、以及其外圍電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖5的(a)、 (b)是表示獨立驅(qū)動模式和并列驅(qū)動模式的利用方式的電 路圖。
圖6是表示脈沖信號PWM的生成的情況的時序圖。 圖7的(a)、 (b)是表示驅(qū)動器IC和CPU間的數(shù)據(jù)收發(fā)的時序圖。 圖8的(a) ~ (c)是表示各寄存器的地址變換(address map)的圖。 〔標(biāo)號說明〕
100…LED驅(qū)動電路、50…誤差放大器、52…第1振蕩器、53a…緩沖 器、53b…緩沖器、54…PWM比較器、56…控制邏輯部、58…驅(qū)動器、60... 穩(wěn)壓器、62…接口部、64…邏輯部、66…電流設(shè)定部、67…緩沖器、68...第 2振蕩器、69a…援沖器、69b…緩沖器、70…電流驅(qū)動器、72…開路短路檢 測部、74…定時器、76…過電流檢測比較器、78…過電流保護(hù)電路、80...低 電壓閉鎖電路、84…過熱保護(hù)電路、86...過電壓保護(hù)電^各、88...定時器、 M2…負(fù)荷開關(guān)、Ll…電感器、Dl…整流二極管、Ml…開關(guān)晶體管、Rl… 第1電阻、R2…第2電阻、R3…第3電阻、R4…第4電阻、ULED…發(fā)光單元、100a…驅(qū)動器IC、 101…輸出端子。
具體實施例方式
下面基于優(yōu)選的實施方式參照
本發(fā)明。對于各附圖中所示的 相同或等同的結(jié)構(gòu)要件、部件、處理標(biāo)注相同的標(biāo)號，并適當(dāng)省略重復(fù)的說 明。另外，實施方式只是例示，并非限定本發(fā)明，實施方式中所記述的所有 特征及其組合，不一定就是本發(fā)明的本質(zhì)特征。
在本說明書中，所謂"部件A與部件B相連接的狀態(tài)"，包括部件A 與部件B物理地直接連接的情形，以及部件A與部件B經(jīng)由不對電連接狀 態(tài)產(chǎn)生影響的其他部件間接相連接的情形。同樣地，所謂"部件C被設(shè)置 在部件A與部件B之間的狀態(tài)"，除部件A與部件C、或部件B與部件C 直接相連的情形外，還包括經(jīng)由不對電連接狀態(tài)產(chǎn)生影響的其他部件間接相 連接的情形。
圖l是表示實施方式的液晶顯示器300的結(jié)構(gòu)的框圖。液晶顯示器300 具有液晶面板302、多個發(fā)光單元ULED、多個驅(qū)動電^各100。除此之外， 還設(shè)有未圖示的處理器、液晶面板302的源極驅(qū)動器、斥冊極驅(qū)動器、定時控 制器等。
液晶面板302虛擬地在水平方向上分成兩部分，垂直方向上分成n部 分(n是2以上的整數(shù))。即，液晶面板302在左側(cè)具有區(qū)域Al ~ An，右側(cè) 具有區(qū)域Bl Bn。整數(shù)n根據(jù)液晶面板的尺寸而定。
各區(qū)域Al An、 Bl Bn分別包含水平方向配置的8個發(fā)光單元 ULED1-ULED8。各發(fā)光單元ULED1-ULED8分別包含被串聯(lián)連接的多 個LED元件。按各區(qū)域Al ~ An、 Bl ~ Bn分別設(shè)有LED驅(qū)動電路100，來 驅(qū)動屬于同一區(qū)域的多個發(fā)光單元ULED1 ULED8。
各LED驅(qū)動電路100被從未圖示的CPU ( Central Processing Unit:中 央處理單元)輸入用于設(shè)定發(fā)光單元ULED的亮度的亮度設(shè)定信號。LED 驅(qū)動電路100被構(gòu)成為能獨立調(diào)節(jié)屬于同一區(qū)域的發(fā)光單元ULED1 ~ ULED8的亮度。
通過以上結(jié)構(gòu)，能夠根據(jù)要顯示在液晶面板302上的圖像而局部、獨 立地改變背光燈的亮度，能提高對比度。
下面詳細(xì)說明LED驅(qū)動電路100的結(jié)構(gòu)。圖2是表示 施方式的LED驅(qū)動電路100的結(jié)構(gòu)的電路圖。LED驅(qū)動電路100以多個(8個)發(fā)光單元 ULED1 ~ ULED8為驅(qū)動對象。以下也將一個發(fā)光單元稱作通道(channel )。
LED驅(qū)動電路100大體由對多個發(fā)光單元ULED ^是供驅(qū)動電壓Vout的 升壓電源(開關(guān)穩(wěn)壓器)和控制流向多個發(fā)光單元ULED的電流的電流驅(qū) 動器這兩個電路塊構(gòu)成。
LED驅(qū)動電路100由被集成在一個半導(dǎo)體基板上的功能IC (以下稱驅(qū) 動器IC) 100a及其外圍電路部件構(gòu)成。驅(qū)動器IC100a具有1號管腳~44 號管腳作為輸入輸出用的端子。圖3是表示驅(qū)動器IC100a的管腳配置的圖。 參照圖2的電路圖說明各端子的名稱和功能。
回到圖2。輸入電壓Vin被供給到LED驅(qū)動電路100。輸入電壓Vin被 電容器CIN平滑化，提供到14號管腳的電源端子VCC。穩(wěn)壓器60包括線 性穩(wěn)壓器和帶隙穩(wěn)壓器。線性穩(wěn)壓器將電源端子VCC的電壓降壓，從15 號管腳的穩(wěn)定電壓端子VREG輸出穩(wěn)定電壓VREG。穩(wěn)定電壓端子VREG 上連接作為線性穩(wěn)壓器的輸出電容器而發(fā)揮作用的穩(wěn)定化電容器CREG。穩(wěn) 定電壓VREG被提供到驅(qū)動器IC100a的其他電路塊。8號管腳是模擬電路 塊用的接地端子AGND, 32號管腳是數(shù)字電路塊用的接地端子PGND1。
穩(wěn)壓器60內(nèi)部的帶隙穩(wěn)壓器利用電源端子VCC的電壓生成基準(zhǔn)電壓 VREF?；鶞?zhǔn)電壓VREF被作為驅(qū)動器IC100a內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓來使用，同時 從16號管腳的基準(zhǔn)電壓端子VREF輸出到外部。
低電壓閉鎖電路82監(jiān)視穩(wěn)壓器60所生成的穩(wěn)定電壓VREG,檢測其低 于閾值電壓的低電壓狀態(tài)。輸入電壓VIN被電阻RIO、 Rll分壓，提供到 34號管腳的UVLO ( Under Voltage Lock Out:欠壓閉鎖)端子。低電壓閉鎖 電路80監(jiān)視UVLO端子的電壓，檢測輸入電壓低于閾值電壓的低電壓狀態(tài)。 低電壓閉鎖電路80和低電壓閉鎖電路82所生成的表示低電壓狀態(tài)的信號經(jīng) 由"與"門被輸出到控制邏輯部56。過熱保護(hù)(thermal shutdown)電路84 監(jiān)視驅(qū)動器IC100a的溫度，將表示有無溫度異常的信號輸出到控制邏輯部 56。
電阻R12、 R13被串聯(lián)設(shè)置在輸出端子101與接地端子之間，將輸出電 壓VOUT分壓。分壓后的輸出電壓VOUT被提供給30號管腳、.即過電壓保 護(hù)端子OVP。過電壓保護(hù)電路86監(jiān)視過電壓保護(hù)端子OVP的電位，檢測 輸出電壓VOUT的過電壓狀態(tài)。負(fù)荷開關(guān)M2是P溝道MOSFET( Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor:金屬氧化物場效應(yīng)晶體管)， 一端被施加輸入電壓VIN。負(fù)荷開 關(guān)M2的柵極-源極間設(shè)有第4電阻R4。在33號管腳的負(fù)荷開關(guān)端子 LOADSW與負(fù)荷開關(guān)M2的柵極間設(shè)有第3電阻R3。負(fù)荷開關(guān)M2被設(shè)置 用于在升壓動作停止時，防止輸入端子VIN通過電感器L1、整流二極管D1 而與輸出端子101耦合(coupling )。
在負(fù)荷開關(guān)M2的漏極與固定電壓端子(接地端子)之間串聯(lián)設(shè)有電感 器L1、開關(guān)晶體管M1、第1電阻R1。開關(guān)晶體管Ml是N溝道MOSFET， 其柵極連接于31號管腳的斷開(switch out)端子SWOUT。在作為第29號 管腳的檢流(current sense )端子CS和開關(guān)晶體管Ml的源極之間設(shè)有第2 電阻R2。在斗企流端子CS與接地端子之間設(shè)有電容器Cl。第2電阻R2、電 容器C1形成低通濾波器，將第1電阻R1上脈沖狀地產(chǎn)生的電壓降平滑化， 提供給檢流端子CS。
過電流檢測比較器76將檢流端子CS的電位與預(yù)定的閾值電壓進(jìn)行比 較。過電流保護(hù)電路78參照過電流檢測比較器76的比較結(jié)果，檢測過電流 狀態(tài)。
控制邏輯部56接受從低電壓閉鎖電路80、低電壓閉鎖電路82、過熱 保護(hù)電路84、過電壓保護(hù)電路86、過電流保護(hù)電路78輸出的各種表示異常 的信號?？刂七壿嫴?6連接有定時器88,當(dāng)異常狀態(tài)持續(xù)發(fā)生預(yù)定時間時， 就停止開關(guān)晶體管M1的開關(guān)動作。另外，當(dāng)發(fā)生任一種電路異常時，從6 號管腳的故障端子FAIL1輸出故障信號。4號管腳的電容器端子CP1上連接 用于設(shè)定定時器88的時間常數(shù)的電容器CP1。
輸出電容器COUT被設(shè)置在接地端子與輸出端子101之間。在輸出端 子101和開關(guān)晶體管Ml的漏極(開關(guān)晶體管Ml和電感器Ll的連接點) 之間，設(shè)有整流二極管Dl,且該整流二極管Dl的陰極朝向輸出電容器 COUT側(cè)。驅(qū)動器IC100a通過使開關(guān)晶體管Ml進(jìn)行開關(guān)動作，來將輸入 電壓VIN升壓，使輸出端子101上產(chǎn)生輸出電壓VOUT (也稱驅(qū)動電壓)。
41號管腳的使能端子EN被輸入從未圖示的CPU輸出的使能信號EN。 穩(wěn)壓器60在使能信號EN為高電平時生成穩(wěn)定電壓VREG,在使能信號EN 為低電平時停止穩(wěn)定電壓VREG的生成，使驅(qū)動器IC100a成為待機(jī)狀態(tài)。
輸出端子101上連接多個發(fā)光單元ULED1~ULED8。發(fā)光單元ULED1 ~ ULED8的陰才及端子分別連4妄于端子LED1 ~ LED8。端子LED1 ~ LED8分別對應(yīng)于1號、3號、20號、22號、25號、42號、44號管腳。
電流驅(qū)動器70連接于端子LED1 ~ LED8，控制流向發(fā)光單元ULED1 ~ ULED8的電流。電流驅(qū)動器70的結(jié)構(gòu)和動作在后面詳述。電流驅(qū)動器70 經(jīng)由對應(yīng)于2號管腳、21號管腳、24號管腳、43號管腳的接地端子PGND2 ~ PGND5而接地。
誤差放大器50具有多個反相輸入端子，各反相輸入端子分別被施加端 子LED1 LED8的電壓。誤差放大器50的非反相輸入端子被輸入預(yù)定的基 準(zhǔn)電壓Vref。誤差放大器50對反相輸入端子的電壓中電位最低的電壓與基 準(zhǔn)電壓Vref的誤差進(jìn)行放大，輸出與誤差量相應(yīng)的電流。誤差放大器50的 輸出端子連接于39號管腳的端子COMP。在端子COMP與接地端子之間串 聯(lián)連接電阻RPC和電容器CPC。通過電阻RPC和電容器CPC， 乂人誤差放大 器50輸出的電流被變換為誤差電壓Verr。端子COMP上產(chǎn)生的誤差電壓 Verr被提供到PWM比較器54的非反相輸入端子。
第l振蕩器52生成周期電壓Vosc。 28號管腳的RT端子上連接用于設(shè) 定周期電壓Vosc的頻率的電阻RT。這里，第1振蕩器52以主^^莫式或從模 式中的任一種來工作。在以主模式工作的情況下，第1振蕩器52按與電阻 RT相應(yīng)的頻率振蕩，生成周期電壓Vosc。在以主模式工作時，第l振蕩器 52輸出與周期電壓Vosc相應(yīng)的同步脈沖信號。該同步信號被從緩沖器53b 和35號管腳的CT—SYNC一OUT端子輸出。
可以從外部向37號管腳的CT一SYNC一IN端子輸入同步脈沖信號。該同 步脈沖信號經(jīng)由緩沖器53a輸入到第1振蕩器52。第1振蕩器52在被設(shè)定 為從模式時，同步于CT—SYNCJN端子的同步脈沖信號地生成周期電壓 Vosc。
如圖1所示，液晶顯示器300具有多個LED驅(qū)動電路100。優(yōu)選將多 個LED驅(qū)動電路100中的某一個設(shè)定為主電路，將其他的設(shè)定為從電^^。 通過將主電路的第1振蕩器52設(shè)定為主模式，并使從電路內(nèi)的第1振蕩器 52利用來自主電路的第l振蕩器52的同步信號地以從模式工作，能夠使多 個LED驅(qū)動電路100的開關(guān)穩(wěn)壓器的動作同步。
PWM比較器54的反相輸入端子被輸入第1振蕩器52所生成的三角波 或鋸齒波的周期電壓Vosc。PWM比較器54將周期電壓Vosc與誤差電壓Verr進(jìn)行比較，生成與比較結(jié)果相應(yīng)的脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modulation ) 信號Spwm。
PWM比較器54所生成的PWM信號Spwm經(jīng)由控制邏輯部56被提供 到驅(qū)動器58。驅(qū)動器58基于PWM信號Spwm使開關(guān)晶體管Ml進(jìn)行開關(guān) 動作。
通過以上結(jié)構(gòu)要素，主要是形成開關(guān)穩(wěn)壓器。通過該開關(guān)穩(wěn)壓器，能 夠?qū)敵鲭妷篤OUT進(jìn)行反饋控制，使得多個發(fā)光單元ULED的陰極的最 低的電壓與作為目標(biāo)的基準(zhǔn)電壓Vref相一致。
接下來說明用于對多個發(fā)光單元ULED的亮度進(jìn)行個別設(shè)定的結(jié)構(gòu)。
電流驅(qū)動器70通過使設(shè)在發(fā)光單元ULED1 ULED8的路徑上的開關(guān) 進(jìn)行開關(guān)動作，對LED的發(fā)光期間進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，來調(diào)節(jié)其亮度。
來自CPU的設(shè)定信號包含有針對各個發(fā)光單元ULED指示發(fā)光期間與 非發(fā)光期間的占空比(duty)、即脈沖寬度調(diào)制的脈沖寬度的數(shù)據(jù)。
電流設(shè)定部66、緩沖器67是用于設(shè)定流向發(fā)光單元ULED的電流的基 準(zhǔn)值的電路。18號管腳的電壓設(shè)定端子VSET被從外部施加電壓。電流設(shè) 定部66經(jīng)由緩沖器67接受該電壓，生成與電壓值成比例的恒電流Ic。 17 號管腳的電流設(shè)定端子ISET上連接用于設(shè)定比例常lt的電阻RSET。
電流驅(qū)動器70向各個發(fā)光單元ULED間歇地提供與恒電流Ic成比例的 電流，控制其發(fā)光期間(通電時間)，從而調(diào)節(jié)其亮度。
圖4是表示電流設(shè)定部66和電流驅(qū)動器70及其外圍電路的結(jié)構(gòu)的電 路圖。
圖4的電流驅(qū)動器70具有按發(fā)光單元ULED1 ~ ULED8分別而設(shè)的多 個驅(qū)動單元DRV1 ~ DRV8。驅(qū)動單元DRV1 ~ DRV8是相同結(jié)構(gòu)，故僅詳細(xì) 表示驅(qū)動單元DRVl。
驅(qū)動單元DRV1具有設(shè)置在對應(yīng)的發(fā)光單元ULED1的電流-各徑上的開 關(guān)SW1。驅(qū)動單元DRV1根據(jù)從邏輯部64輸出的脈沖信號PWM1，使開關(guān) SWl進(jìn)行開關(guān)動作。即，在開關(guān)SW1導(dǎo)通期間，向發(fā)光單元ULEDl流過 電流，在開關(guān)SW1截止期間，發(fā)光單元ULED1的電流被阻斷，發(fā)光停止。 基于開關(guān)動作，發(fā)光單元ULED1間歇地反復(fù)執(zhí)行發(fā)光和非發(fā)光，其亮度被 基于發(fā)光期間與非發(fā)光期間的時間比率而調(diào)節(jié)。
電流設(shè)定部66生成恒電流Ic。電流設(shè)定部66除晶體管Q1、運算》i:大器OA1外還具有電阻RSET。通過運算放大器OAl，晶體管Ql的射極、即 電流設(shè)定端子ISET的電位被穩(wěn)定為設(shè)定電壓VSET。其結(jié)果，電流設(shè)定部 66生成恒電流Ic ( =VSET/RSET)。晶體管Mil被設(shè)置在恒電流Ic的路徑 上。
驅(qū)動單元DRV1具有晶體管M12、穩(wěn)壓器RG1、穩(wěn)壓器RG2、晶體管 M13、 M14。
晶體管M12和晶體管Mil各自的柵極和源極分別共連，形成電流鏡電 ^各。晶體管M12流過與恒電流Ic成比例的恒電流Icl。
在流過晶體管M12的恒電流Icl的路徑上設(shè)有晶體管M13。晶體管M14 與晶體管M13形成電流鏡電^各，生成與恒電流Icl成比例的恒電流Ic2。穩(wěn) 壓器RG1使晶體管M13的漏極電壓穩(wěn)定為預(yù)定值。同樣地，穩(wěn)壓器RG2 使晶體管M14的漏極電壓穩(wěn)定為預(yù)定值。通過穩(wěn)壓器RG1、 RG2，晶體管 M13、 M14的漏極電壓被設(shè)定成相等，電流鏡電路的鏡像比被穩(wěn)定化。
晶體管M14作為用于對發(fā)光單元ULED1的驅(qū)動電流進(jìn)行開關(guān)的開關(guān) 而發(fā)揮作用。在晶體管M14的柵極與接地端子之間設(shè)有晶體管M15。在晶 體管M15截止時晶體管M14導(dǎo)通，發(fā)光單元ULED1流過恒電流Ic2，在晶 體管M15導(dǎo)通時晶體管M14截止，發(fā)光單元ULED1的電流被阻斷，發(fā)光 停止。
晶體管M14的開關(guān)動作是基于從邏輯部64供給來的脈沖信號PWM1 而進(jìn)行的。邏輯部64生成具有與多個發(fā)光單元ULED1 ULED8的發(fā)光亮 度相應(yīng)的占空比(導(dǎo)通期間與周期的比率)的脈沖信號PWM1 PWM8，并 將其分別輸出到對應(yīng)的驅(qū)動單元DRV1 DRV8。脈沖信號PWM1經(jīng)由緩沖 器BUF1提供到晶體管Ml 5。
驅(qū)動單元DRV2 ~ DRV8具有與驅(qū)動單元DRV1同樣的結(jié)構(gòu)，其各自的 晶體管M12的柵極被共連起來。
電流驅(qū)動器70被切換獨立驅(qū)動模式和并列驅(qū)動模式地使用。
在獨立驅(qū)動模式下，各通道的驅(qū)動單元DRV1~DRV8的晶體管M14 的導(dǎo)通和截止被獨立地控制。
在并列驅(qū)動模式下，偶數(shù)通道的驅(qū)動單元DRV2、 DRV4、 DRV6、 DRV8 分別與相鄰的奇數(shù)號的驅(qū)動單元DRV1、 DRV3、 DRV5、 DRV7相同步地開 關(guān)。即，脈沖信號PWM2、 PWM4、 PWM6、 PWM8被分別設(shè)定為與PWM1、PWM3、 PWM5、 PWM7相同的占空比。
圖5的(a)和(b)是表示獨立驅(qū)動模式和并列驅(qū)動模式的使用方式的 電路圖。如圖5的(a)所示，在獨立驅(qū)動模式下各端子LED1 LED8上連 接發(fā)光單元ULED1 ULED8，能夠獨立地設(shè)定亮度。與此不同，在并列驅(qū) 動模式下，如圖5的(b)所示，對相鄰的兩個端子LED連接一個發(fā)光單元 ULED。相鄰的驅(qū)動單元基于具有相同占空比的脈沖信號驅(qū)動共同的發(fā)光單 元ULED。在并列驅(qū)動模式下，由于是并聯(lián)連接驅(qū)動單元來使用，所以能夠 將提供給發(fā)光單元ULED的驅(qū)動電流設(shè)定成兩倍。獨立驅(qū)動模式和并列驅(qū) 動模式基于來自CPU的設(shè)定信號而切換。
回到圖2,說明脈沖信號PWM1 ~ PWM8的生成。
具有與亮度相應(yīng)的占空比的脈沖信號PWM1 PWM8是利用第2振蕩 器68所生成的時鐘信號PWMCLK而生成的。時鐘信號PWMCLK的頻率 被設(shè)定為600Hz左右。
第2振蕩器68同第1振蕩器52 —樣，被構(gòu)成為能以主模式或從模式 工作。在主模式下，以預(yù)定的頻率振蕩，經(jīng)由緩沖器69b和36號管腳的 BCT—SYNC_OUT端子將同步信號輸出到外部。27號管腳上連接用于設(shè)定 主模式時的振蕩頻率的電阻RBRT。在從模式下，生成與經(jīng)由38號管腳的 BCT一SYNC—IN端子和緩沖器69a而被輸入的同步信號同步的時鐘信號 PWMCLK。
時鐘信號PWMCLK #1輸出到邏輯部64。邏輯部64包含對時鐘信號 PWMCLK進(jìn)行計數(shù)的計數(shù)器。邏輯部64具有寄存器，該寄存器被寫入指 示發(fā)光單元ULED1 ~ ULED8各自的脈沖寬度(即占空比)的亮度設(shè)定數(shù)據(jù) PWMLED1 ~ PWMLED8。亮度設(shè)定數(shù)據(jù)PWMLED1 ~ PWMLED8分別為10比特。
圖6是表示脈沖信號PWM的生成的情況的時序圖。驅(qū)動器IC100a具 有用于與CPU通信的串行接口 。驅(qū)動器IC100a接受從CPU輸出的時鐘信 號CPUCLK、芯片選擇信號CPUCS、數(shù)據(jù)信號CPUDI。另夕卜，驅(qū)動器IC100a 向CPU輸出數(shù)據(jù)CPUDO。具體來說，11號管腳^皮提供CPU (Central Processing Unit)側(cè)的數(shù)字的電源電壓VDD。 13號管腳被輸入芯片選擇信號 CPUCS， 12號管腳被輸入時鐘信號CPUCLK, 9號管腳被輸入數(shù)據(jù)信號 CPUDI。另外，數(shù)據(jù)信號CPUDO被經(jīng)由10號管腳輸出。圖7的(a)和(b )是表示驅(qū)動器IC100a與CPU之間的數(shù)據(jù)收發(fā)的時 序圖。圖7的(a)表示寫周期，圖7的(b)表示讀周期。在芯片選擇信號 CPUCS剛變?yōu)楦唠娖胶蟮臄?shù)據(jù)CPUDI的第1比特為低電平時，被設(shè)定為寫 周期。接下來的6比特A5 ~ AO表示訪問目標(biāo)的地址。在地址數(shù)據(jù)后設(shè)有冗 余比特(*)，要寫入的數(shù)據(jù)D7 D0被傳送到接下來的8比特。
在芯片選擇信號CPUCS變?yōu)楦唠娖胶蟮臄?shù)據(jù)CPUDI的第1比特為高 電平時，-故設(shè)定為讀周期。接下來的6比特A5 A0表示訪問目標(biāo)的地址。 從第9周期起，所指定的地址的數(shù)據(jù)D7 ~ DO被作為數(shù)據(jù)CPUDO傳送。
接口部62包含將來自CPU的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)的串并轉(zhuǎn)換電 路。來自CPU的數(shù)據(jù)被寫入到設(shè)在邏輯部64內(nèi)部的寄存器的指定地址中。 從CPU輸出的數(shù)據(jù)中除上述亮度設(shè)定數(shù)據(jù)PWMLED外還包含用于指示 LED驅(qū)動電路100的動作的各種設(shè)定信號。各種設(shè)定信號的詳細(xì)情況在后 面敘述。
提供給驅(qū)動單元DRV1的脈沖信號PWM1如下這樣生成。 邏輯部64具有10比特的計數(shù)器，在至計數(shù)到亮度設(shè)定數(shù)據(jù)PWMLED1 所表示的計數(shù)值的期間內(nèi)，將脈沖信號PWM1設(shè)定成晶體管M14導(dǎo)通的電 平，在余下的計數(shù)期間內(nèi)將之設(shè)定成晶體管M14截止的電平。即，在亮度 設(shè)定數(shù)據(jù)PWMLED1全為0時，脈沖信號PWM1的占空比成為0/1024,在 亮度設(shè)定lt據(jù)PWMLED1全為1時，脈沖信號PWM1的占空比成為 1023/1024。
邏輯部64同時并行地執(zhí)行同樣的處理，生成脈沖信號PWMl ~ PWM8。 接下來說明從CPU輸出的各種設(shè)定信號。寄存器以8比特為單位而構(gòu) 成，其各地址分別被分配以下設(shè)定數(shù)據(jù)。
地址OOH: PWM控制數(shù)據(jù)(PWMCNT) 地址01H: LED使能數(shù)據(jù)(LEDEN) 地址02H:通道1的亮度i殳定數(shù)據(jù)(SETPWM11) 地址03H:通道1的亮度^殳定數(shù)據(jù)(SETPWM12) 地址04H:通道2的亮度設(shè)定數(shù)據(jù)(SETPWM21 ) 地址05H:通道2的亮度設(shè)定數(shù)據(jù)(SETPWM21) 地址06H:通道3的亮度設(shè)定數(shù)據(jù)(SETPWM31) 地址07H:通道3的亮度設(shè)定數(shù)據(jù)(SETPWM32)地址08H:通道4的亮度i殳定數(shù)據(jù)(SETPWM41 ) 地址09H:通道4的亮度設(shè)定凄史據(jù)(SETPWM42 ) 地址0AH:通道5的亮度設(shè)定數(shù)據(jù)(SETPWM51 ) 地址0BH:通道5的亮度設(shè)定數(shù)據(jù)(SETPWM52) 地址0CH:通道6的亮度設(shè)定lt據(jù)(SETPWM61 ) 地址0DH:通道6的亮度設(shè)定數(shù)據(jù)(SETPWM62 ) 地址0EH:通道7的亮度設(shè)定數(shù)據(jù)(SETPWM71 ) 地址0FH:通道7的亮度設(shè)定數(shù)據(jù)(SETPWM72) 地址10H:通道8的亮度設(shè)定數(shù)據(jù)(SETPWM81 ) 地址11H:通道8的亮度設(shè)定數(shù)據(jù)(SETPWM82) 圖8的(a) ~ (c)表示各寄存器的地址變換。
1. PWM控制數(shù)據(jù)(PWMCNT)
PWM控制數(shù)據(jù)包含用于對發(fā)光單元ULED進(jìn)行PWM控制的以下各種 設(shè)定數(shù)據(jù)。圖8的(a)表示PWM控制寄存器的地址變換。 1.1 PWM復(fù)位數(shù)據(jù)(PWMRST)
被存儲在最高位比特。在PWMRST為1時正常進(jìn)行動作，在其為0時 邏輯部64纟皮復(fù)位。
1.2PWM使能數(shù)據(jù)(PWMEN)
被存儲在最低位比特。當(dāng)PWM使能數(shù)據(jù)被寫入1時，所有通道的發(fā)光 單元ULED1 ~ ULED8的占空比被更新。 1.3并列驅(qū)動設(shè)定數(shù)據(jù)(PARADRV)
被存儲在低位的第2比特。在為0時被設(shè)定成獨立驅(qū)動模式，各通道 的發(fā)光單元ULED1 ULED8的亮度被獨立控制。在為1時纟皮設(shè)定成并列驅(qū) 動模式。在并列驅(qū)動模式下，亮度設(shè)定數(shù)據(jù)PWMLED2、 PWMLED4、 PWMLED6、 PWMLED8的值被忽略，PWMLED1、 PWMLED3、 PWMLED5、 PWMLED7的值^皮^使用。
1.4高位第2 6比特不使用。
2. LED使能數(shù)據(jù)(LEDEN)
圖8的(b)表示LED使能寄存器的地址變換。
LED使能數(shù)據(jù)LEDEN的各比特LEDEN1 ~ LEDEN8是指示發(fā)光單元 ULED1 ULED8的發(fā)光模式的數(shù)據(jù)，被依次存儲在最低位比特(LSB )至最高位比特(MSB)中。
LED1EN為0時，發(fā)光單元ULED1被以與亮度設(shè)定數(shù)據(jù)PWMLED1 的值相應(yīng)的占空比開關(guān)驅(qū)動。LED1EN為1時，不纟皮開關(guān)驅(qū)動，而是纟皮直流 驅(qū)動。
3.亮度設(shè)定數(shù)據(jù)(SETPWM)
亮度設(shè)定數(shù)據(jù)SETPWM11和SETPWM12形成亮度設(shè)定數(shù)據(jù) PWMLED1,合計16比特中的10比特被用作發(fā)光單元ULED1的亮度設(shè)定 數(shù)據(jù)PWMLED。圖8的(c)表示亮度設(shè)定寄存器的地址變換。
亮度設(shè)定數(shù)據(jù)SETPWM11的全部比特和亮度設(shè)定數(shù)據(jù)SETPWM12的 低位兩比特形成亮度"i殳定數(shù)據(jù)PWMLED1 。其余比特不4吏用。
亮度設(shè)定數(shù)據(jù)SETPWM21、 22、 31、 32、 41、 42、 51、 52、 61、 62、 71、 72、 81、 82也是一樣。
以上是各種設(shè)定數(shù)據(jù)的說明。
回到圖2。開路短路檢測部72監(jiān)視端子LED1 ~ LED8的電位，檢測各 發(fā)光單元ULED1 ULED8的開路狀態(tài)或短路狀態(tài)。開路短路檢測部72連 接有定時器74,當(dāng)開路狀態(tài)、短路狀態(tài)持續(xù)預(yù)定時間時，就通知電流驅(qū)動 器70。電流驅(qū)動器70停止發(fā)生開路或短路的通道的驅(qū)動。5號管腳的電容 器端子上連接用于設(shè)定定時器74的時間常數(shù)的電容器CP2。從7號管腳的 故障端子FAIL2輸出在開路狀態(tài)、短路狀態(tài)發(fā)生時變成預(yù)定電平的故障信 號FAIL2。
19號管腳的TEST端子、26號管腳的TOUT端子被設(shè)作測試用。
上述實施方式只是個例示，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解可以對其各結(jié)構(gòu) 要素和各處理過程的組合進(jìn)行各種變形，并且這些變形例也處于本發(fā)明的范 圍內(nèi)。下面i兌明變形例。
在實施方式中，雙極型晶體管與MOSFET是可相互置換的。另外，N 溝道MOSFET與P溝道MOSFET、 NPN雙極型晶體管與PNP雙極型晶體 管也可以通過使電源電壓和接地電壓反轉(zhuǎn)而相互置換。
另外，在本實施方式中高電平、低電平的邏輯值的設(shè)定僅是一例，可 以通過用反相器等適當(dāng)反轉(zhuǎn)而自由變更。 〔工業(yè)可利用性〕
本發(fā)明可用于顯示裝置。
權(quán)利要求
1.一種作為液晶面板的背光燈而發(fā)揮作用的多個通道的發(fā)光二極管的驅(qū)動電路，其特征在于，包括接口部，從外部的處理器接受指示各個通道的亮度的亮度設(shè)定信號；邏輯部，接受來自上述接口部的信號，生成具有與上述多個通道的發(fā)光二極管的發(fā)光亮度相應(yīng)的占空比的脈沖信號；電流設(shè)定部，基于來自外部的電壓生成恒電流；電流鏡電路，基于上述恒電流生成流向上述發(fā)光二極管的驅(qū)動電流；以及晶體管，基于來自上述邏輯部的上述脈沖信號使上述電流鏡電路導(dǎo)通、截止。
2. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動電路，其特征在于還包括升壓電路，該升壓電路向各個通道的發(fā)光二極管的陽極端子提 供驅(qū)動電壓，并監(jiān)視上述多個通道的發(fā)光二極管的陰極的電壓，調(diào)節(jié)上述驅(qū) 動電壓使得上述多個通道的發(fā)光二極管的陰極的電壓中的電位最低者與預(yù) 定的目標(biāo)值相一致。
3. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動電路，其特征在于上述邏輯部具有計數(shù)器，在預(yù)定周期中，在至計^t到上述亮度設(shè)定信 號所表示的計數(shù)值的期間內(nèi)，上述脈沖信號使上述電流鏡電路導(dǎo)通，在剩余 的計數(shù)期間內(nèi)使上述電流鏡電路截止。
4. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動電路，其特征在于 還包括生成時鐘信號的振蕩器，上述邏輯部基于上述振蕩器所生成的上述時鐘信號來生成具有與上述 發(fā)光亮度相應(yīng)的占空比的上述脈沖信號。
5，如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動電路，其特征在于上述驅(qū)動電路被構(gòu)成為能夠基于來自外部的信號切換獨立驅(qū)動模式和 并列驅(qū)動模式，所述獨立驅(qū)動模式是能對上述多個通道的發(fā)光二極管獨立地 進(jìn)行亮度設(shè)定的模式，所述并列驅(qū)動模式是用多個上述電流鏡電^^區(qū)動上述 多個通道的發(fā)光二極管中的一個的模式。
6. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動電路，其特征在于 上述電流鏡電路包括第1晶體管，基于上述電流設(shè)定部所生成的電流的電流流向其漏極，和第2晶體管，其柵^L連接于上述第1晶體管的4冊才及，流過上述發(fā)光二 極管的電流流向其漏極；上述晶體管的漏極連接于上述第1晶體管和上述第2晶體管的柵極， 并且其柵極被輸入來自上述邏輯部的上述脈沖信號。
7. 如權(quán)利要求4所述的驅(qū)動電路，其特征在于上述振蕩器能以主模式或從模式工作，在上述主才莫式下，以預(yù)定的頻 率振蕩，生成上述時鐘信號，并且將與該時鐘信號同步的信號輸出到外部， 在上述從模式下，同步于從外部輸入的信號地生成上述時鐘信號。
全文摘要
LED驅(qū)動電路(100)驅(qū)動作為液晶面板的背光燈而發(fā)揮作用的多個通道的發(fā)光單元(ULED1～ULED8)。接口部(62)從外部的處理器接受指示各通道的亮度的亮度設(shè)定信號。LED驅(qū)動電路(100)以與亮度設(shè)定信號相應(yīng)的亮度驅(qū)動多個通道的發(fā)光單元(ULED1～ULED8)。
文檔編號G02F1/133GK101681974SQ20098000035
公開日2010年3月24日 申請日期2009年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月25日
發(fā)明者熊坂博之, 石川裕之 申請人:羅姆股份有限公司