專利名稱：發(fā)光元件的驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光元件的驅(qū)動裝置。
背景技術(shù)：
手機、MP3等手持式設(shè)備基本都使用彩色的液晶顯示屏，白光發(fā)光二極管(Light Emitting Diode,LED)則作為一種通用的背光源，例如申請?zhí)?00520067489.0的中國專利 公開一種背光控制電路。但是，由于LED生產(chǎn)工藝的偏差，大小相同的電流流過不同的LED 所需的導(dǎo)通壓降會有區(qū)別。目前主流的白光LED流過20mA的電流，導(dǎo)通壓降的偏差在0. 2V。通常手持式設(shè)備采用一塊鋰離子電池為整個背光源及其驅(qū)動系統(tǒng)供電，鋰電池額 定電壓為3. 6V，充滿電后為4. 2V。手持式設(shè)備工作時，鋰電池不斷放電，電池電壓不斷下 降。電池電壓下降到低于預(yù)定電壓值(如3. 75V)時，電荷泵會被切換到較高倍的工作模式， 使得輸出電壓升高，背光源及其驅(qū)動系統(tǒng)正常工作。電荷泵的工作模式有1倍、1. 33倍、1. 5 倍、2倍，1倍工作模式是所有工作模式中效率最高的。手持式設(shè)備的背光驅(qū)動電路為了簡化控制電荷泵工作原理，通過檢測任意一路 LED陰極的電壓加上該路LED實際導(dǎo)通壓降與標準導(dǎo)通壓降之間的偏差(如0. 2V)來控制 電荷泵的工作模式。當檢測到的LED陰極電壓加上該路LED實際導(dǎo)通壓降與標準導(dǎo)通壓降 之間的偏差低于預(yù)定電壓值時，電荷泵會從1倍工作模式切換到2倍工作模式以提高輸出 電壓。若被檢測的LED恰好是所有LED中導(dǎo)通壓降最大的一個，則電荷泵提供的電壓高于 所有LED實際正常工作所需要的電壓值，這樣無疑增大了電源電壓損耗。并且，此種控制方 式無疑使被檢測的LED陰極電壓在較高情況下，電荷泵即被切換到高倍的工作模式，降低 了工作效率。所以讓背光驅(qū)動電路盡量長時間的工作在1倍模式下是電荷泵背光驅(qū)動芯片 研發(fā)工程師一直研究的方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決現(xiàn)有技術(shù)中電荷泵工作在1倍工作模式下時間較短的技術(shù)問題。為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種發(fā)光元件的驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置適于驅(qū) 動發(fā)光二極管組，包括基準電壓產(chǎn)生模塊、最低電壓檢測模塊、電荷泵、控制模塊及驅(qū)動控 制電流產(chǎn)生模塊，其中，所述基準電壓產(chǎn)生模塊，適于提供基準電壓至最低電壓檢測模塊； 所述最低電壓檢測模塊，適于檢測所述發(fā)光二極管組中每個發(fā)光二極管的陰極電壓，在所 述各陰極電壓中的最小值小于所述基準電壓時產(chǎn)生切換信號；所述控制模塊，適于在接收 所述切換信號時，控制所述電荷泵，使得所述電荷泵調(diào)整輸出至所述發(fā)光二極管組的陽極 電壓；所述驅(qū)動控制電流產(chǎn)生模塊，適于在所述陰極電壓最小值大于或等于所述基準電壓 時，提供恒定電流至所述發(fā)光二極管組。所述最低電壓檢測模塊包括鏡像電流源、基準電壓處理模塊、最低電壓獲取模塊 及比較器，其中，所述鏡像電流源，適于提供偏置電流至基準電壓處理模塊和最低電壓獲取 模塊；所述基準電壓處理模塊，適于在所述偏置電流下，基于基準電壓產(chǎn)生第一電壓，輸出所述第一電壓至比較器第一輸入端；所述最低電壓獲取模塊，適于檢測所述發(fā)光二極管組中每個發(fā)光二極管的陰極電壓，在所述偏置電流下，基于所獲得的各陰極電壓中的最小值， 產(chǎn)生第二電壓，輸出所述第二電壓至比較器第二輸入端；比較器，適于比較所述第一電壓和 所述第二電壓，在所述第一電壓大于所述第二電壓時，產(chǎn)生切換信號。最低電壓獲取模塊還適于對發(fā)光二極管陰極電壓進行選擇處理。鏡像電流源包括第一電流源、第一場效應(yīng)管、第二場效應(yīng)管、第三場效應(yīng)管；基準 電壓處理模塊包括第一三極管；最低電壓獲取模塊包括三極管組，所述三極管組的三極管 與所述發(fā)光二極管組的發(fā)光二極管一一對應(yīng)；第一場效應(yīng)管柵極、第二場效應(yīng)管柵極、第三 場效應(yīng)管柵極均與第一電流源一端相連接，第一電流源另一端接地；第一場效應(yīng)管源極、第 二場效應(yīng)管源極、第三場效應(yīng)管源極彼此相連；第一場效應(yīng)管漏極與柵極相連；第二場效 應(yīng)管漏極、第一三極管發(fā)射極均與比較器第一輸入端相連接；第三場效應(yīng)管漏極、所述三極 管組的三極管發(fā)射極均與比較器第二輸入端相連接；比較器輸出端與所述控制模塊相連 接，用于輸出切換信號；第一三極管基極連接至基準電壓產(chǎn)生模塊；所述三極管組的三極 管集電極均連接至地，所述三極管組的三極管基極分別連接至對應(yīng)的發(fā)光二極管陰極。所述最低電壓獲取模塊還包括開關(guān)組，所述三極管組的三極管發(fā)射極分別與所述 開關(guān)組的開關(guān)第一端一一對應(yīng)地相連接，所述開關(guān)組的開關(guān)第二端均與比較器第二輸入端 相連。所述最低電壓檢測模塊還適于在所述陰極電壓最小值大于或等于所述基準電壓 產(chǎn)生時產(chǎn)生保持信號；控制模塊還適于在接收所述保持信號時，保持電荷泵的工作模式，使 得電荷泵保持輸出至所述發(fā)光二極管組的陽極電壓不變；驅(qū)動控制電流產(chǎn)生模塊還適于在 所述發(fā)光二極管的陰極電壓最小值不變時，提供恒定電流至所述發(fā)光二極管組。所述最低電壓檢測模塊包括鏡像電流源、基準電壓處理模塊、最低電壓獲取模塊 及比較器，其中，所述鏡像電流源，適于提供偏置電流至基準電壓處理模塊和最低電壓獲取 模塊；所述基準電壓處理模塊，適于在所述偏置電流下，基于基準電壓產(chǎn)生第一電壓，輸出 所述第一電壓至比較器第一輸入端；所述最低電壓獲取模塊，適于檢測所述發(fā)光二極管組 中每個發(fā)光二極管的陰極電壓，在所述偏置電流下，基于所獲得的各陰極電壓中的最小值， 產(chǎn)生第二電壓，輸出所述第二電壓至比較器第二輸入端；比較器，適于比較所述第一電壓和 所述第二電壓，在所述第一電壓大于所述第二電壓時，產(chǎn)生切換信號，在所述第一電壓小于 所述第二電壓時，產(chǎn)生保持信號。最低電壓獲取模塊還適于對發(fā)光二極管陰極電壓進行選擇處理。鏡像電流源包括第一電流源、第一場效應(yīng)管、第二場效應(yīng)管、第三場效應(yīng)管，基準 電壓處理模塊包括第一三極管，最低電壓獲取模塊包括三極管組，所述三極管組的三極管 與所述發(fā)光二極管組的發(fā)光二極管一一對應(yīng)；第一場效應(yīng)管柵極、第二場效應(yīng)管柵極、第三 場效應(yīng)管柵極均與第一電流源一端相連接，第一電流源另一端接地；第一場效應(yīng)管源極、第 二場效應(yīng)管源極、第三場效應(yīng)管源極彼此相連；第一場效應(yīng)管漏極與柵極相連；第二場效 應(yīng)管漏極、第一三極管發(fā)射極均與比較器第一輸入端相連接；第三場效應(yīng)管漏極、所述三極 管組發(fā)射極均與比較器第二輸入端相連接；比較器輸出端與所述控制模塊相連接，用于輸 出切換信號或保持信號；第一三極管基極連接至基準電壓產(chǎn)生模塊；所述三極管組集電極 均連接至地，所述三極管組基極連接分別連接至發(fā)光二極管陰極。
所述最低電壓獲取模塊還包括開關(guān)組，所述三極管組的三極管發(fā)射極分別與所述 開關(guān)組的開關(guān)第一端一一對應(yīng)地相連接，所述開關(guān)組的開關(guān)第二端均與比較器第二輸入端 相連。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過檢測所有發(fā)光二極管陰極電壓，獲得發(fā)光二極管導(dǎo) 通后陰極電壓最小值來準確控制電荷泵的輸出電壓，使得較現(xiàn)有技術(shù)電荷泵在更長時間內(nèi) 工作在初始工作模式下。此外，現(xiàn)有技術(shù)通過檢測任意一路LED陰極的電壓來控制電荷泵的工作模式，通 常將第一路作為被檢測的一路，若懸空被檢測的第一路LED，則驅(qū)動電路無法正常工作。而 本發(fā)明中可以根據(jù)實際應(yīng)用懸空任意LED輸出引腳，也不會影響驅(qū)動電路的工作。


圖1為本發(fā)明發(fā)光元件的驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明最低電壓檢測模塊第一實施例結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明最低電壓檢測模塊第二實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明驅(qū)動電流產(chǎn)生模塊一實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做詳細的說明。在下列段落中參照附圖以 舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下列說明和權(quán)利要求書本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清
林 疋。本發(fā)明提供一種發(fā)光元件的驅(qū)動系統(tǒng)，下面實施例僅以發(fā)光二極管組包括三個 LED光源作示例性說明。如圖1所示，一種發(fā)光元件的驅(qū)動系統(tǒng)，包括基準電壓產(chǎn)生模塊21、最低電壓檢 測模塊22、控制模塊23、驅(qū)動電流產(chǎn)生模塊24、電荷泵25，由第一 LED光源D1、第二 LED光 源D2、第三LED光源D3組成的發(fā)光二極管組，以及電容Cl?；鶞孰妷寒a(chǎn)生模塊21，提供基準電壓Vset至最低電壓檢測模塊22。其中，基準電 壓Vset是不隨電源電壓、溫度、工藝發(fā)生變化的電壓信號。最低電壓檢測模塊22，檢測第一 LED光源D1、第二 LED光源D2、第三LED光源D3的 陰極電壓，獲得發(fā)光二極管的陰極電壓最小值，在所述陰極電壓最小值小于基準電壓Vset 時，產(chǎn)生切換信號；在所述陰極電壓最小值大于所述基準電壓Vset時，產(chǎn)生保持信號?？刂颇K23，在接收切換信號時，控制所述電荷泵25，使得所述電荷泵25調(diào)整第 一 LED光源Dl、第二 LED光源D2、第三LED光源D3的陽極電壓VOUT ；接收到保持信號時，保 持電荷泵25輸出至第一 LED光源D1、第二 LED光源D2、第三LED光源D3的陽極電壓VOUT 不變。驅(qū)動控制電流產(chǎn)生模塊24，在第一 LED光源D1、第二 LED光源D2、第三LED光源 D3的陰極電壓最小值大于或等于所述基準電壓產(chǎn)生時，提供恒定電流至第一 LED光源D1、 第二 LED光源D2、第三LED光源D3。第一 LED光源D1、第二 LED光源D2、第三LED光源D3在驅(qū)動電流產(chǎn)生模塊24產(chǎn) 生的恒定電流驅(qū)動下發(fā)出相同亮度的光。
電容Cl，一端連接第一 LED光源D1、第二 LED光源D2、第三LED光源的陽極，一端 接地。Cl對電路內(nèi)部環(huán)路的穩(wěn)定性做補償，也對第一 LED光源D1、第二 LED光源D2、第三 LED光源陽極電壓VOUT輸出瞬間跳變起抑制作用。在第一實施例中，如圖2所示，最低電壓檢測模塊22包括鏡像電流源1、基準電壓 處理模塊2、最低電壓獲取模塊3、比較器4。鏡像電流源1，提供偏置電流至基準電壓處理模塊2和最低電壓獲取模塊3。基準電壓處理模塊2，基于所述偏置電流處理基準電壓Vset，產(chǎn)生穩(wěn)定的第一電 壓VD1，輸出所述第一電壓VDl至比較器4第一輸入端。最低電壓獲取模塊3，檢測所述發(fā)光二極管組中每個發(fā)光二極管的陰極電壓，基于 所述偏置電流獲得并處理發(fā)光二極管的陰極電壓最小值，產(chǎn)生第二電壓VD2，輸出所述第二 電壓VD2至比較器4第二輸入端。比較器4，比較所述第一電壓VDl和所述第二電壓VD2，在所述第一電壓VDl大于 所述第二電壓VD2時，產(chǎn)生切換信號；在所述第一電壓VDl小于或等于所述第二電壓VD2
時，產(chǎn)生保持信號。在一較佳具體實施例中，鏡像電流源1包括第一電流源221、第一場效應(yīng)管222、 第二場效應(yīng)管223、第三場效應(yīng)管224?；鶞孰妷禾幚砟K2包括第一三極管225。最低 電壓獲取模塊3包括第二三極管226、第三三極管227、第四三極管228。所述第一場效應(yīng)管222、第二場效應(yīng)管223、第三場效應(yīng)管224為相同類型的場效 應(yīng)管。第一三極管225、第二三極管226、第三三極管227、第四三極管228為相同類型的三 極管，四者具有相同的導(dǎo)通電壓Veb。第一場效應(yīng)管222柵極、第二場效應(yīng)管223柵極、第三場效應(yīng)管224柵極均與第一 電流源221 —端相連接，第一電流源221另一端接地。第一場效應(yīng)管222源極、第二場效應(yīng)管223源極、第三場效應(yīng)管224源極彼此相 連。第一場效應(yīng)管222漏極與柵極相連。 第二場效應(yīng)管223漏極、第一三極管225發(fā)射極均與比較器4第一輸入端相連接。第三場效應(yīng)管224漏極、第二三極管226發(fā)射極、第三三極管227發(fā)射極、第四三 極管228發(fā)射極均與比較器4第二輸入端相連接。比較器4輸出端與控制模塊23相連接，用于輸出切換信號或保持信號。第二三極管226集電極、第三三極管227集電極、第四三極管228集電極均連接至 地。第一三極管225基極連接至基準電壓產(chǎn)生模塊21，用于接收基準電壓Vset。第二三極管226基極連接至第一 LED光源Dl陰極，用于檢測第一 LED光源Dl陰極電壓VI。第三三極管227基極連接至第二 LED光源D2陰極，用于檢測第二 LED光源D2陰 極電壓V2。第四三極管228基極連接至第三LED光源D3陰極，用于檢測第三LED光源D3陰 極電壓V3。當基準電壓Vset輸入第一三極管225基極時，所述鏡像電流源1向第一三極管225提供偏置電流。所述偏置電流使得第一三極管225開啟，在第一三極管225發(fā)射極形成穩(wěn)定的第一電壓VDl = Vset+Veb。當?shù)谝?LED光源Dl陰極電壓VI、第二 LED光源D2陰極電壓V2、第三LED光源D3 陰極電壓V3分別輸入第二三極管226、第三三極管227、第四三極管228基極時，所述鏡像 電流源1向第二三極管226、第三三極管227、第四三極管228提供偏置電流。由于第二三 極管226發(fā)射極、第三三極管227發(fā)射極、第四三極管228發(fā)射極彼此相連，所以第二三極 管226發(fā)射極、第三三極管227發(fā)射極、第四三極管228發(fā)射極電壓相同。由于第二三極管 226集電極、第三三極管227集電極、第四三極管228集電極均連接至地，所以第二三極管 226集電極、第三三極管227集電極、第四三極管228集電極電壓也相同。根據(jù)三極管原理， 所述偏置電流使得第二三極管226、第三三極管227、第四三極管228中，基極接收到最小電 壓的三極管導(dǎo)通。所述基極接收到最小電壓的三極管導(dǎo)通時，在第二三極管226發(fā)射極、第 三三極管227發(fā)射極、第四三極管228發(fā)射極、比較器4第二輸入端形成與基極接收到最小 電壓對應(yīng)的第二電壓VD2 = MinV (Dl D3)+Veb，而其余三極管均不導(dǎo)通。如圖4所示，驅(qū)動電流產(chǎn)生模塊2包括第二電流源241、第四場效應(yīng)管242、第五場 效應(yīng)管243、第六場效應(yīng)管244、第七場效應(yīng)管245。第四場效應(yīng)管242柵極、第五場效應(yīng)管243柵極、第六場效應(yīng)管244柵極、第七場 效應(yīng)管245柵極彼此相連。第四場效應(yīng)管242源極、第五場效應(yīng)管243源極、第六場效應(yīng)管 244源極、第七場效應(yīng)管245源極均連接至地。第四場效應(yīng)管242漏極與柵極均連接至第二 電流源241 —端，第二電流源241另一端接收電源電壓。第五場效應(yīng)管243漏極連接至第一 LED光源Dl陰極，所述第一 LED光源Dl陰極 電壓Vl使得第五場效應(yīng)管243工作在飽和工作模式，輸出恒定電流至第一 LED光源D1。第六場效應(yīng)管244漏極連接至第二 LED光源D2陰極，所述第二 LED光源D2陰極 電壓V2使得第六場效應(yīng)管244工作在飽和工作模式，輸出恒定電流至第二 LED光源D2。第七場效應(yīng)管245漏極連接至第三LED光源D3陰極，所述第三LED光源D3陰極 電壓V3使得第七場效應(yīng)管245工作在飽和工作模式，輸出恒定電流至第三LED光源D3。在第一實施例中，第一 LED光源Dl流過20mA電流所需的導(dǎo)通壓降為3. 2V，第二 LED光源D2流過20mA電流所需的導(dǎo)通壓降為3. 4V，第三LED光源D3流過20mA電流所需 的導(dǎo)通壓降為3V。第一電流源221為2uA的電流源，第一三極管225、第二三極管226、第三三極管 227、第四三極管228的導(dǎo)通電壓Veb均為0. 7V。第二電流源241為20mA的電流源，第五場效應(yīng)管243、第六場效應(yīng)管244、第七場 效應(yīng)管245在源漏極電壓不小于0. 2V時工作在飽和區(qū)，工作在飽和區(qū)的第五場效應(yīng)管243、 第六場效應(yīng)管244、第七場效應(yīng)管245分別向第一 LED光源D1、第二 LED光源D2、第三LED 光源D3提供20mA的恒定電流供第一 LED光源D1、第二 LED光源D2、第三LED光源D3發(fā)出 相同亮度的光。因此，第一 LED光源D1、第二 LED光源D2、第三LED光源D3的陰極電壓最 小值應(yīng)該保證不小于0. 2V。相應(yīng)地，作為決定電荷泵25切換的判斷依據(jù)，基準電壓產(chǎn)生模 塊21提供的基準電壓Vset為0. 2V。比較器4在第二輸入端電壓VD2大于或等于第一輸入端電壓VDl時，輸出高電平 信號；在第二輸入端電壓VD2小于第一輸入端電壓VDl時，輸出低電平信號?？刂颇K23接收到高電平信號時，保持電荷泵25現(xiàn)有工作模式；接收到低電平信號時，將電荷泵25切 換到較高的工作模式。工作時，第一三極管225基極接收基準電壓產(chǎn)生模塊21提供的0. 2V基準電壓 Vset，第一電流源221、第一場效應(yīng)管222、第二場效應(yīng)管223、第三場效應(yīng)管224組成的鏡像 電流源向第一三極管225提供2uA的偏置電流，該偏置電流使得第一三極管225開啟，在第 一三極管225發(fā)射極形成穩(wěn)定的第一電壓VDl為0. 9V。起初，電荷泵25工作在1倍工作模式下，輸出3. 8V的電壓至第一 LED光源Dl、第 二 LED光源D2、第三LED光源D3陽極。第一 LED光源Dl導(dǎo)通后在陰極產(chǎn)生0. 6V的陰極電 壓VI，第二 LED光源D2導(dǎo)通后在陰極產(chǎn)生0. 4V的陰極電壓V2，第三LED光源D3導(dǎo)通后在 陰極產(chǎn)生0. 8V的陰極電壓V3。第三三極管227基極接收0. 4V的第二 LED光源D2陰極電壓V2后最先導(dǎo)通，導(dǎo) 通后的第三三極管227發(fā)射極產(chǎn)生第二電壓VD2 = 0. 4V+0. 7V。此時，第二三極管226發(fā) 射極、第三三極管227發(fā)射極、第四三極管228發(fā)射極電壓相同，第二三極管226基極接收 0. 6V的第一 LED光源Dl陰極電壓VI，第二三極管226發(fā)射極電壓為1. IV的第二電壓VD2， 發(fā)射極與基極電壓差0. 5V不滿足0. 7V的導(dǎo)通電壓Veb要求，所以第二三極管226不導(dǎo)通； 第四三極管228基極接收0. 8V的第三LED光源D3陰極電壓V3，第四三極管228發(fā)射極電 壓為1. IV的第二電壓VD2，發(fā)射極與基極電壓差0. 3V不滿足0. 7V的導(dǎo)通電壓Veb要求，所 以第四三極管228也不導(dǎo)通。
比較器4第一輸入端輸入的0. 9V第一電壓VDl小于第二輸入端輸入的1. IV第二 電壓VD2，比較器4輸出高電平信號至控制模塊23?？刂颇K23接收到高電平信號，保持 電荷泵25工作在1倍工作模式下。第五場效應(yīng)管243漏極接收0. 6V的第一 LED光源Dl陰極電壓VI，源漏極電壓大 于0. 2V，第五場效應(yīng)管243工作在飽和區(qū)，向第一 LED光源Dl提供20mA的恒定電流。第六場效應(yīng)管244漏極接收0. 4V的第二 LED光源D2陰極電壓V2，源漏極電壓大 于0. 2V，第六場效應(yīng)管244工作在飽和區(qū)，向第二 LED光源D2提供20mA的恒定電流。第七場效應(yīng)管245漏極接收0. 8V的第三LED光源D3陰極電壓V3，源漏極電壓大 于0. 2V，第七場效應(yīng)管245工作在飽和區(qū)，向第三LED光源D3提供20mA的恒定電流。隨著電池不斷放電，電荷泵25輸出至第一 LED光源Dl、第二 LED光源D2、第三LED 光源D3陽極的電壓減小至3. 5V。第一 LED光源Dl導(dǎo)通后在陰極產(chǎn)生0. 3V的陰極電壓VI， 第二 LED光源D2導(dǎo)通后在陰極產(chǎn)生0. IV的陰極電壓V2，第三LED光源D3導(dǎo)通后在陰極產(chǎn) 生0. 5V的陰極電壓V3。第三三極管227基極接收0. IV的第二 LED光源D2陰極電壓V2后最先導(dǎo)通，導(dǎo)通 后的第三三極管227發(fā)射極產(chǎn)生0. 8V的第二電壓VD2。比較器4第一輸入端輸入的0. 9V 第一電壓VDl大于第二輸入端輸入的0. 8V第二電壓VD2，比較器4輸出低電平信號至控制 模塊23?？刂颇K23接收到低電平信號，切換電荷泵25至2倍工作模式，調(diào)整第一 LED光 源D1、第二 LED光源D2、第三LED光源D3陽極電壓VOUT至3. 6V，恢復(fù)第一 LED光源Dl陰 極電壓Vl至0. 4V，第二 LED光源D2陰極電壓V2至0. 2V，第三LED光源D3陰極電壓V3至 0. 6V。
調(diào)整后的第一 LED光源D1、第二 LED光源D2、第三LED光源D3陰極電壓保證了第 五場效應(yīng)管243、第六場效應(yīng)管244、第七場效應(yīng)管245工作在飽和區(qū)，向第一 LED光源D1、 第二 LED光源D2、第三LED光源D3提供相同的20mA恒定電流。若控制模塊23沒有切換電荷泵25至較高的工作模式，繼續(xù)提供3. 5V陽極電壓， 則第二 LED光源D2的陰極電壓V2變?yōu)?. IV。0. IV的電壓使得第六場效應(yīng)管244無法工 作在飽和區(qū)，第六場效應(yīng)管244將輸出小于20mA的電流，使得第二 LED光源D2發(fā)出比第一 LED光源D1、第三LED光源D3要暗的光?，F(xiàn)有技術(shù)通過檢測任意一路LED陰極的電壓加上LED實際導(dǎo)通壓降與標準導(dǎo)通壓 降之間的偏差0. 2V來控制電荷泵25的工作模式。即，被檢測一路LED陰極的電壓減去導(dǎo) 通壓降偏差0. 2V也要能夠使得驅(qū)動電流產(chǎn)生模塊輸出恒定電流。例如，當只有第一實施例 中第二 LED光源D2的陰極被檢測時，第二 LED光源D2的陰極電壓V2需要保持在不小于 0. 4V才能夠使驅(qū)動電流產(chǎn)生模塊24輸出恒定電流，也就是電荷泵25的輸出電壓不能小于 3. 8V。在電荷泵25的輸出電壓小于3. 8V時，電荷泵25即被切換到較高倍工作模式。而第一實施例通過檢測所有發(fā)光二極管陰極電壓，獲得發(fā)光二極管導(dǎo)通后陰極電 壓最小值來準確控制電荷泵25的工作模式切換，使得電荷泵25輸出電壓從3. 8V降低到小 于3. 6V時才切換電荷泵25工作模式，較現(xiàn)有技術(shù)電荷泵在更長時間內(nèi)工作在1倍工作模 式下。如圖3所示，本發(fā)明的第二實施與第一實施例相同的部分不再詳細贅述，兩者區(qū) 別在于最低電壓獲取模塊3內(nèi)具有開關(guān)組，可針對發(fā)光二極管連接情況進行相應(yīng)開啟和 閉合，對發(fā)光二極管陰極電壓進行選擇處理。在一較佳具體實施例中，第二三極管226發(fā)射極與第一開關(guān)Sl第一端相連，第一 開關(guān)Sl第二端與比較器4第二輸入端相連；第三三極管227發(fā)射極與第二開關(guān)S2第一端 相連，第二開關(guān)S2第二端與比較器4第二輸入端相連；第四三極管228發(fā)射極與第三開關(guān) S3第一端相連，第三開關(guān)S3第二端與比較器4第二輸入端相連。在第二實施例中，只有第二 LED光源D2輸出端懸空，即對應(yīng)第二 LED光源D2的第 二開關(guān)S2斷開，第一開關(guān)Si、第三開關(guān)S3閉合。電荷泵25工作在1倍工作模式下，輸出 3. 8V的電壓至第一 LED光源D1、第三LED光源D3陽極。第一 LED光源Dl導(dǎo)通后在陰極產(chǎn) 生0. 6V的陰極電壓VI，第三LED光源D3導(dǎo)通后在陰極產(chǎn)生0. 8V的陰極電壓V3?；鶚O接收0. 6V的第一 LED光源Dl陰極電壓Vl后導(dǎo)通，導(dǎo)通后的第二三極管226 發(fā)射極產(chǎn)生第二電壓VD2 = 0. 6V+0. 7V。此時，第二三極管226發(fā)射極、第四三極管228發(fā) 射極電壓相同，第四三極管228發(fā)射極電壓為1. 3V的第二電壓VD2，發(fā)射極與基極電壓差 0. 5V不滿足0. 7V的導(dǎo)通電壓Veb要求，第四三極管228不導(dǎo)通。而第三三極管227發(fā)射極 連接的第二開關(guān)S2被開啟，所以第三三極管227也不導(dǎo)通。比較器4第一輸入端輸入的0. 9V第一電壓VDl小于第二輸入端輸入的1. 3V第二 電壓VD2，比較器4輸出高電平信號至控制模塊23?？刂颇K23接收到高電平信號，保持 電荷泵25工作在1倍工作模式下。第五場效應(yīng)管243、第七場效應(yīng)管245工作在飽和區(qū)，向第一 LED光源Dl、第三LED 光源D3提供相同的20mA恒定電流。由于第二 LED光源D2輸出端懸空，導(dǎo)致第六場效應(yīng)管 244不導(dǎo)通，第二 LED光源D2不發(fā)光。
隨著電池不斷放電，電荷泵25輸出至第一 LED光源D1、第三LED光源D3陽極的 電壓減小至3. 3V。第一 LED光源Dl導(dǎo)通后在陰極產(chǎn)生0. IV的陰極電壓VI，第三LED光源 D3導(dǎo)通后在陰極產(chǎn)生0. 3V的陰極電壓V3?；鶚O接收0. IV的第一 LED光源Dl陰極電壓Vl后導(dǎo)通，導(dǎo)通后的第二三極管226發(fā)射極產(chǎn)生第二電壓VD2 = 0. 1V+0. 7V。此時，第四三極管228基極接收0. 3V的第三LED 光源D3陰極電壓V3，第四三極管228發(fā)射極電壓為0. 8V的第二電壓VD2，發(fā)射極與基極電 壓差0. 5V不滿足0. 7V的導(dǎo)通電壓Veb要求，所以第四三極管228不導(dǎo)通。而第三三極管 227發(fā)射極連接的第二開關(guān)S2被開啟，所以第三三極管227也不導(dǎo)通。比較器4第一輸入端輸入的0. 9V第一電壓VDl大于第二輸入端輸入的0. 8V第二 電壓VD2，比較器4輸出低電平信號至控制模塊23。控制模塊23接收到低電平信號，切換電荷泵25至2倍工作模式，調(diào)整第一 LED光 源D1、第三LED光源D3陽極電壓VOUT至3. 6V，恢復(fù)第一 LED光源Dl陰極電壓Vl至0. 4V, 第三LED光源D3陰極電壓V3至0. 6V。調(diào)整后的第一 LED光源D1、第三LED光源D3陰極電壓保證了第五場效應(yīng)管243、 第七場效應(yīng)管245工作在飽和區(qū)，向第一 LED光源D1、第三LED光源D3提供相同的20mA恒 定電流?，F(xiàn)有技術(shù)通過檢測任意一路LED陰極的電壓來控制電荷泵的工作模式，若檢測的 第一路LED被懸空，則無法獲取檢測電壓，導(dǎo)致驅(qū)動電路無法正常工作。而第二實施例中，通過斷開或閉合對應(yīng)發(fā)光元件輸出引腳懸空的開關(guān)，使得發(fā)光 元件可以根據(jù)所需進行任意懸空或連接，也不會影響整個驅(qū)動系統(tǒng)的工作。并且，第二實施 例的電荷泵25輸出電壓從3. 8V降低到小于3. 4V時才切換電荷泵25工作模式，較第一實 施例電荷泵25輸出電壓從3. 8V降低到小于3. 6V時就切換電荷泵25工作模式，電荷泵25 在更長時間內(nèi)工作在1倍工作模式下。所以，本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)可以根據(jù)實際應(yīng)用情況做 出不同的調(diào)節(jié)，一直使得電荷泵在較長時間內(nèi)工作在1倍工作模式下。雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù) 人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng) 當以權(quán)利要求所限定的范圍。
權(quán)利要求
一種發(fā)光元件的驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置適于驅(qū)動發(fā)光二極管組，其特征在于，包括基準電壓產(chǎn)生模塊、最低電壓檢測模塊、電荷泵、控制模塊及驅(qū)動控制電流產(chǎn)生模塊，其中，所述基準電壓產(chǎn)生模塊，適于提供基準電壓至最低電壓檢測模塊；所述最低電壓檢測模塊，適于檢測所述發(fā)光二極管組中每個發(fā)光二極管的陰極電壓，在所述各陰極電壓中的最小值小于所述基準電壓時產(chǎn)生切換信號；所述控制模塊，適于在接收所述切換信號時，控制所述電荷泵，使得所述電荷泵調(diào)整輸出至所述發(fā)光二極管組的陽極電壓；所述驅(qū)動控制電流產(chǎn)生模塊，適于在所述陰極電壓最小值大于或等于所述基準電壓時，提供恒定電流至所述發(fā)光二極管組。
2.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述最低電壓檢測模塊包括鏡像電流 源、基準電壓處理模塊、最低電壓獲取模塊及比較器，其中，所述鏡像電流源，適于提供偏置電流至基準電壓處理模塊和最低電壓獲取模塊； 所述基準電壓處理模塊，適于在所述偏置電流下，基于基準電壓產(chǎn)生第一電壓，輸出所 述第一電壓至比較器第一輸入端；所述最低電壓獲取模塊，適于檢測所述發(fā)光二極管組中每個發(fā)光二極管的陰極電壓， 在所述偏置電流下，基于所獲得的各陰極電壓中的最小值，產(chǎn)生第二電壓，輸出所述第二電 壓至比較器第二輸入端；比較器，適于比較所述第一電壓和所述第二電壓，在所述第一電壓大于所述第二電壓 時，產(chǎn)生切換信號。
3.如權(quán)利要求2所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，最低電壓獲取模塊還適于對發(fā)光二極 管陰極電壓進行選擇處理。
4.如權(quán)利要求2所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，鏡像電流源包括第一電流源、第一場效 應(yīng)管、第二場效應(yīng)管、第三場效應(yīng)管；基準電壓處理模塊包括第一三極管；最低電壓獲取模 塊包括三極管組，所述三極管組的三極管與所述發(fā)光二極管組的發(fā)光二極管一一對應(yīng)；第一場效應(yīng)管柵極、第二場效應(yīng)管柵極、第三場效應(yīng)管柵極均與第一電流源一端相連 接，第一電流源另一端接地；第一場效應(yīng)管源極、第二場效應(yīng)管源極、第三場效應(yīng)管源極彼 此相連；第一場效應(yīng)管漏極與柵極相連；第二場效應(yīng)管漏極、第一三極管發(fā)射極均與比較器第一輸入端相連接； 第三場效應(yīng)管漏極、所述三極管組的三極管發(fā)射極均與比較器第二輸入端相連接； 比較器輸出端與所述控制模塊相連接，用于輸出切換信號； 第一三極管基極連接至基準電壓產(chǎn)生模塊；所述三極管組的三極管集電極均連接至地，所述三極管組的三極管基極分別連接至對 應(yīng)的發(fā)光二極管陰極。
5.如權(quán)利要求4所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述最低電壓獲取模塊還包括開關(guān)組， 所述三極管組的三極管發(fā)射極分別與所述開關(guān)組的開關(guān)第一端一一對應(yīng)地相連接，所述開 關(guān)組的開關(guān)第二端均與比較器第二輸入端相連。
6.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述最低電壓檢測模塊還適于在所述 陰極電壓最小值大于或等于所述基準電壓產(chǎn)生時產(chǎn)生保持信號；控制模塊還適于在接收所述保持信號時，保持電荷泵的工作模式，使得電荷泵保持輸出至所述發(fā)光二極管組的陽極 電壓不變；驅(qū)動控制電流產(chǎn)生模塊還適于在所述發(fā)光二極管的陰極電壓最小值不變時，提 供恒定電流至所述發(fā)光二極管組。
7.如權(quán)利要求6所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述最低電壓檢測模塊包括鏡像電流 源、基準電壓處理模塊、最低電壓獲取模塊及比較器，其中，所述鏡像電流源，適于提供偏置電流至基準電壓處理模塊和最低電壓獲取模塊； 所述基準電壓處理模塊，適于在所述偏置電流下，基于基準電壓產(chǎn)生第一電壓，輸出所 述第一電壓至比較器第一輸入端；所述最低電壓獲取模塊，適于檢測所述發(fā)光二極管組中每個發(fā)光二極管的陰極電壓， 在所述偏置電流下，基于所獲得的各陰極電壓中的最小值，產(chǎn)生第二電壓，輸出所述第二電 壓至比較器第二輸入端；比較器，適于比較所述第一電壓和所述第二電壓，在所述第一電壓大于所述第二電壓 時，產(chǎn)生切換信號，在所述第一電壓小于所述第二電壓時，產(chǎn)生保持信號。
8.如權(quán)利要求7所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，最低電壓獲取模塊還適于對發(fā)光二極 管陰極電壓進行選擇處理。
9.如權(quán)利要求7所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，鏡像電流源包括第一電流源、第一場效 應(yīng)管、第二場效應(yīng)管、第三場效應(yīng)管，基準電壓處理模塊包括第一三極管，最低電壓獲取模 塊包括三極管組，所述三極管組的三極管與所述發(fā)光二極管組的發(fā)光二極管一一對應(yīng)；第一場效應(yīng)管柵極、第二場效應(yīng)管柵極、第三場效應(yīng)管柵極均與第一電流源一端相連 接，第一電流源另一端接地；第一場效應(yīng)管源極、第二場效應(yīng)管源極、第三場效應(yīng)管源極彼 此相連；第一場效應(yīng)管漏極與柵極相連；第二場效應(yīng)管漏極、第一三極管發(fā)射極均與比較器第一輸入端相連接； 第三場效應(yīng)管漏極、所述三極管組發(fā)射極均與比較器第二輸入端相連接； 比較器輸出端與所述控制模塊相連接，用于輸出切換信號或保持信號； 第一三極管基極連接至基準電壓產(chǎn)生模塊；所述三極管組集電極均連接至地，所述三極管組基極連接分別連接至發(fā)光二極管陰極。
10.如權(quán)利要求9所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述最低電壓獲取模塊還包括開關(guān) 組，所述三極管組的三極管發(fā)射極分別與所述開關(guān)組的開關(guān)第一端一一對應(yīng)地相連接，所 述開關(guān)組的開關(guān)第二端均與比較器第二輸入端相連。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)光元件的驅(qū)動裝置包括基準電壓產(chǎn)生模塊提供基準電壓至最低電壓檢測模塊；最低電壓檢測模塊檢測發(fā)光二極管組中每個發(fā)光二極管的陰極電壓，在各陰極電壓中的最小值小于基準電壓產(chǎn)生時產(chǎn)生切換信號；控制模塊在接收切換信號時，控制電荷泵，使得電荷泵調(diào)整輸出至發(fā)光二極管組的陽極電壓；驅(qū)動控制電流產(chǎn)生模塊在陰極電壓最小值大于或等于基準電壓時，提供恒定電流至發(fā)光二極管組。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過檢測所有發(fā)光二極管陰極電壓，獲得發(fā)光二極管導(dǎo)通后陰極電壓最小值來準確控制電荷泵的輸出電壓，使得較現(xiàn)有技術(shù)電荷泵在更長時間內(nèi)工作在初始工作模式下。
文檔編號H05B37/02GK101820707SQ20101014031
公開日2010年9月1日 申請日期2010年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日
發(fā)明者余維學(xué), 史亞軍, 孫洪軍, 王朝, 管來東 申請人:上海艾為電子技術(shù)有限公司