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专利名称：集成电路、控制方法、与光源提供系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及集成电路与控制方法，以及相关的LED光源提供系统。
背景技术：
因为发光二极管(light emitting diode,LED)的电光转换效率相当的好，高于日光灯、冷阴极管(CCFL)或是灯泡等，所以当前的趋势为以LED来取代上述这些发光源。举例来说，LED已经渐渐地取代CCFL，成液晶面板(IXD panel)的背光光源。以LED当作IXD面板的背光光源时，因为IXD面板的面积相当的大，所以需要非常多颗的LED，而这些LED往往连接成多串，每一串由一个可控制的电流源来驱动。譬如说，流经每一 LED串的电流都控制成一样，以使每个LED的发光亮度大致相同。只要把每个LED 所发出的光线给予适当的传导，LCD面板就得以获得大致均勻的背光亮度。如果，在所有的LED当中，不论是哪一颗LED短路或是开路，都会影响到LCD面板的亮度均勻度。因此，一个良好的LED串驱动电路，应当要有适当的检测电路，来检测LED 是否短路或是开路，以进行相对应的防护措施。在LED串驱动电路刚刚接上电源时，很可能因为驱动电源还没有备妥，而导致LED 串驱动电路认定LED串都无法驱动，因而误判开路或短路的事件。这也是应该预防的。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是检测LED是否短路或是开路，以进行相对应的防护措施；避免电压不足就驱动LED串时，可能误判LED串有开路的情形发生。本发明的一实施例提供一集成电路，用以控制多个发光二极管串的电流。每个发光二极管串具有多个发光二极管，顺向串接于一主阳极与一主阴极之间。每一主阳极连接至一电源端。该集成电路包含多个驱动电路、一检测端、一比较器、以及一逻辑控制器。所述驱动电路可分别控制所述发光二极管串的发光。该检测端的检测电压可对应所述主阴极其中的一电压。当该检测电压高于一参考电压时，该比较器使能一备妥信号。该逻辑控制器接收一调光信号以及该备妥信号，当该调光信号被使能后，若该备妥信号被使能时，则使能所述驱动电路，使所述发光二极管串发光。本发明的一实施例提供一控制方法，可适用于控制多个发光二极管串的电流。每个发光二极管串具有多个发光二极管，顺向串接于一主阳极与一主阴极之间。每一主阳极连接至一电源端。该控制方法包含接收一检测电压，该检测电压可对应所述主阴极其中的一电压；接收一调光信号；比较该检测电压与一参考电压；当该检测电压高于该参考电压时，使能一备妥信号；以及，当该调光信号为使能后，若该备妥信号没被使能，使所述发光二极管串不发光。本发明可以检测LED是否短路或是开路，以进行相对应的防护措施；避免电压不足就驱动LED串时，可能误判LED串有开路的情形发生。


图1是一 LED光源提供系统。图2显示运用于图1的集成电路ICl中的一控制方法。图3示例图1的集成电路ICl。图4显示图3的一可能的信号波形。其中，附图标记说明如下10 光源提供系统12 电源供应器14 电阻22电流源24逻辑控制器26SR 正反器28输出反馈电路30短路/开路防护电路32驱动电路34与门60、62、64、66、68、70、72 步骤Al... AN主阴极CLED1... CLEDN LED 串CM比较器CTRL控制端Dl... DN驱动电路EA误差放大器FB反馈端GATE 1... GATEN 门端ICl集成电路ICLEDn流经 LED 串 CLEDn 的电流流经 LED 串 CLED1 …CLEDN 其中Iled之一的电流Ictel控制电流Iset定电流LEDSPLED短路保护端Ml··· MN功率晶体管MAX共同端OUT电源端R1、R2分压电阻Sdimming调光信号SDIMMING_LED 发光信号Sedy备妥信号
t”t2、t3、t4时间Vfb电压Vledsp检测电压Vout电压VTH_SH参考电压ZDl齐纳二极管
具体实施例方式图1为一 LED光源提供系统10，可以作为IXD面板的背光光源。电源供应器12可以是一稳压电路，提供一电源端OUT以及一地端。电源端OUT的电压Vqut可能可以高达100伏特。电压Vqut经过分压电阻Rl与R2分压后，送给误差放大器 EA的控制端。电源供应器12中其他未显示的电路，大致可以把误差放大器EA的控制端的电压稳定在一特定值，譬如说2. 5V，以此控制电压VOTT。当作光源的LED分成N个LED串CLEDl…CLEDN。如图所示，每一 LED串有顺向串接的多个LED。由上到下，每一 LED串中的第一个LED的阳极定义为主阳极，最后一个LED 的阴极定义为主阴极。以下，以每一 LED串中的LED数目相同作为一例子，但是，在其他例子中，LED串的LED数目可以不同。主阳极全部都连接到电源端OUT。主阴极Al…AN各自连接至功率晶体管Ml…丽。 集成电路ICl从门端GATE1*"GATEN分别控制对应的功率晶体管Ml…丽，以控制流经LED 串CLEDL··· CLEDN的电流。举例来说，大致在LED发光时，流经每一 LED串的电流被控制都一样为IOOmA;大致在LED不发光时，流经每一 LED串的电流都一样为0mA。举例来说，集成电路ICl中有一调光信号^1immiic，来大致决定LED串是否应该发光或是不发光。集成电路ICl检测反馈端FB的电压，其可以对应主阴极ΑΡ··ΑΝ中的最低阴极电压VA_MIN。从FB端到主阴极ΑΡ··ΑΝ之间的电路连接可以推知，反馈端FB的电压Vfb会符合以下公式(1)。Vfb = VA_MIN+V
TH-DIODE ……⑴其中，而VTH__E为一二极管顺向跨压。依据电压Vfb，集成电路ICl可以通过控制端CTRL提供控制电流Icm给电源供应器12，进而调整电源端OUT的电压Vott，使最低阴极电压VA-MIN大致维持在目标值VTAK。这个目标值Vtak可以是一固定值，譬如说是IV ；也可以是一周期性改变的值。譬如说，集成电路ICl中有一输出反馈电路，使目标值VTAK，视电压Vfb 的变化，切换于两个电压之间。集成电路ICl检测LED短路保护端LEDSP的检测电压V_P，其可以对应主阴极 ΑΡ··ΑΝ中的最高阴极电压VA_MX。N个二极管的阴极连接到共同端MAX，其阳极分别连接到主阴极AL··· AN。齐纳二极管ZDl与电阻14串接于LED短路保护端LEDSP与共同端MAX之间。从LED短路保护端LEDSP到主阴极AL···AN之间的电路连接可以推知，LED短路保护端 LEDSP的检测电压Vmisp大约可以由以下公式⑵与(3)推导得知。Vmax 一 YA-MAX_VTH-DIODE，... (2)Vl腳=V AX-VBD-ZD1-IL腳*R14.…⑶其中，Vmax为共同端MAX的电压，VBD_ZD1为齐纳二极管ZDl的击穿电压，Imisp为从
5LED短路保护端LEDSP流入集成电路ICl的电流值，R14为电阻14的电阻值。通过LED短路保护端LEDSP、反馈端FB以及门端GATE1...GATEN，集成电路ICl 可以进行适当的LED短路或是开路的防护机制。举例来说，一个开路防护机制，是当门端 GATE1-GATEN的其中的一电压VeAran已经高达一定程度，且反馈端FB的电压却一直低于目标值Vtak时，就判定相对应的LED串CLEDn应该是开路，所以把功率晶体管Mn关闭，停止对 LED串CLEDn提供驱动电流。但是，上述的开路防护机制，却可能在LED光源提供系统10刚刚接上电源时，发生误判的情形。举例来说，在LED光源提供系统10刚刚接上电源时，电源端OUT的电压Vqut 可能还没有到足以驱动LED串CLEDL··· CLEDN的电压，而集成电路ICl就开始驱动LED串 CLEDPhCLEDN，尝试使他们发光。此时，尽管电压Vmtei…Vmten都不断的被拉高，但是因为电压Vott不够高的原因，反馈端FB的电压会一直低于目标值VTAK，因而误触发了开路防护机制。因此，集成电路ICl的防护机制，有一定的程序来使能。请参阅图2，其显示运用于图1的集成电路ICl中的控制方法。步骤60确认集成电路ICl的电源正常供应。步骤62 检查调光信号为使能或是禁止。在调光信号、 IN(;为禁止时，步骤68使控制端CTRL 为高输入阻抗，控制电流Icm为OA。步骤70禁止了 LED驱动电路、短路/开路防护电路、 以及输出反馈电路。因此，LED串CLEDPhCLEDN都不发光，短路/开路防护电路不会动作， 而输出反馈电路不会对电压Vfb的变化做出反应。在调光信号Simmiic为使能时，步骤64检查LED短路保护端LEDSP的检测电压\EDSP 是否到达一定标准。如果步骤64的结果为“否”，则代表电压Vott还没有备妥。因此，进入步骤72，使Iem为一负值，强制使电源供应器12提高电压VOT。如果步骤64的结果为“是”， 步骤66使能LED驱动电路、短路/开路防护电路、以及输出反馈电路。如此，LED串CLEDl… CLEDN才开始发光；短路/开路防护电路可以随着电压Vfb、检测电压Vmisp等动作；输出反馈电路依据电压Vfb的变化，改变目标值Vtak，使电压Vfb变化于一迟滞区间。图3示例图1的集成电路IC1。先假定LED串CLEDL··· CLEDN还没有发光，此时电流源22提供定电流ISET。这个定电流Iset，在共同端MAX的电压Vmax不够高之前，会使检测电压Iedsp —直维持在0V，低于参考电压VTH_SH，所以备妥信号Skdy维持在禁止状态。只有在电压Vmax高过齐纳二极管ZDl的击穿电压VBD_ZD1，检测电压Vmisp才会开始上升。只要善加选择电流Iset、击穿电压VBD_ZD1、以及电阻14的电阻值队4，就可以依据公式⑵与(3)，来推知当检测电压V_SP超过参考电压VTH_SH时，电压Vmax与最高阴极电压V臓的值，其可以用来认定电压Vott已经备妥。所以，当检测电压V_P超过参考电压VTH_SH时，比较器CM就使能备妥信号S-。备妥信号Skdy与发光信号都是禁止时，输出反馈电路观使控制电流I 为一负值(流入集成电路ICl)，使电压Vqut上升。逻辑控制器M具有SR正反器沈以及与门34。从逻辑控制器M的电路可以推知，当调光信号、 ；为禁止时，发光信号^1immiim也是禁止，所以禁止了驱动电路32、短路/开路防护电路30、以及输出反馈电路28。当调光信号为使能时，逻辑控制器M 需要确认备妥信号Skdy被使能，才会使能发光信号4IMMIN(^ed，使驱动电路32开始驱动LED串 CLED1…CLEDN发光；短路/开路防护电路30开始检测电压Vfb、电压V_SP、以与门端GATE 1… GATEN的电压反应；输出反馈电路观开始依据电压Vfb来控制控制电流ICTKl。
图4显示图3的一可能的信号波形，由上到下，分别是电源端OUT的电压Vot、反馈端FB的电压Vfb、调光信号、■■、控制端CTRL的控制电流Iem、检测电压V_SP、备妥信号 Sedy、发光信号、以及流经LED串CLEDPhCLEDN其中之一的电流1_。在时间、之前，电压Vqut还没有备妥，集成电路ICl也没驱动LED串CLEDPhCLEDN，所以电流I^1为0。在时间、，调光信号^1immim;转态为使能，此时，因为检测电压Vmisp低于参考电压 VTH_SH，所以备妥信号Sedy与发光信号4immin“ed都维持为禁止，所以驱动电路32、短路/开路防护电路30以及输出反馈电路观都被禁止。禁止的备妥信号Sedy与发光信号、 ；-_强迫控制电流Ictk为负值，使得误差放大器EA的控制端偏低，所以电压Vot开始上升。电压 Vfb虽然会随着电压Vot上升而上升，但是因为接在反馈端FB的二极管逆偏压的原因，所以顶多只会上升到电压Vee。电压Vott上升达一定程度时，检测电压Vmisp也会开始上升。当检测电压Vmisp升达参考电压VTH_SH时(如同图4中的时间t2所示)，备妥信号 Sedy转态为使能，也进而使发光信号SaMUD转态为使能，所以驱动电路32、短路/开路防护电路30以及输出反馈电路观都被使能。使能的驱动电路32开始使LED串CLEDl…CLEDN 发光，电流‘朝一定电流值接近，所以电压Vfb与检测电压Vmisp都会下降。下降的检测电压会使备妥信号Skdy转态为禁止。此时，SR正反器W的二输入都为0，所以不影响SR 正反器26的输出以及发光信号4IMMIN(^ed。如图4所示，在时间t2到、之间，被使能的输出反馈电路观周期的切换控制电流 Ictel于一正值与一负值，也使得电压Vot与电压Vfb产生周期性的变化。举例来说，电压Vfb 周期地变化于IV到1. 5V之间，变化频率可以低到20Hz。在时间t3，Sdimming转态为禁止，使发光信号转态为禁止，同时禁止了驱动电路32、短路/开路防护电路30以及输出反馈电路观。控制电流Ictk与电流1_，此时都为0。禁止的驱动电路32使电压Vfb与检测电压Vmisp都上升，因此，备妥信号Sedy转态为使能。电压Vot则视电源供应器12的反应速度，可能逐渐降低。在时间t4Adimmik转态为使能。此时，因为备妥信号Sedy已经就是使能了，所以，发光信号Shmud立即转态为使能，开始使LED串CLEDL··· CLEDN发光。图1中LED光源提供系统10可以有一种变化，其中的齐纳二极管ZDl与电阻14 只出现了其中之一。另一个实施例中，输出反馈电路依据电压Vfb的变化，控制目标值VTAK，使电压Vfb大约固定在一预设值。从图3与图4可知，就算是&IMMIN(;为使能，集成电路ICl 一定会等到备妥信号Sedy 为使能，也就是电压Vqut高达一定程度下，才会开始驱动LED串CLEDPhCLEDN。如此，可以避免电压Vqut不足就驱动LED串CLEDl…CLEDN时，可能误判LED串CLEDl…CLEDN有开路的情形发生。以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种集成电路，用以控制多个发光二极管串的电流，每个发光二极管串具有多个发光二极管，顺向串接于一主阳极与一主阴极之间，每一主阳极连接至一电源端，其特征是， 该集成电路包含多个驱动电路，分别控制所述发光二极管串的发光； 一检测端，该检测端的检测电压可对应所述主阴极其中的一电压； 一比较器，当该检测电压高于一参考电压时，使能一备妥信号；以及一逻辑控制器，接收一调光信号以及该备妥信号，当该调光信号被使能后，若该备妥信号被使能，则使能所述驱动电路，使所述发光二极管串发光。
2.如权利要求1的集成电路，其特征是，当该调光信号被使能后，若该备妥信号被禁止，则使能一输出电压控制信号，使该电源端的电压开始上升。
3.如权利要求1的集成电路，其特征是，该检测电压对应所述主阴极其中的最高电压。
4.如权利要求1的集成电路，其特征是，另包含一保护电路，提供所述发光二极管串的开路或短路的保护机制； 其中，当该调光信号被使能后，若该备妥信号被使能，则该逻辑控制器使能该保护电路。
5.如权利要求1的集成电路，其特征是，另包含一输出反馈电路，周期性地使能或禁止一输出电压控制信号，分别使该电源端的电压上升或下降；其中，当该调光信号被使能后，若该备妥信号被使能，则该逻辑控制器使能该输出反馈电路。
6.一种控制方法，适用于控制多个发光二极管串的电流，每个发光二极管串具有多个发光二极管，顺向串接于一主阳极与一主阴极之间，每一主阳极连接至一电源端，其特征是，该控制方法包含接收一检测电压，该检测电压对应所述主阴极其中的一电压；接收一调光信号；比较该检测电压与一参考电压；当该检测电压高于该参考电压时，使能一备妥信号；以及当该调光信号为使能后，若该备妥信号没被使能，使所述发光二极管串不发光。
7.如权利要求6的控制方法，其特征是，另包含 当该调光信号为禁止时，使所述发光二极管串不发光。
8.如权利要求6的控制方法，其特征是，另包含当该调光信号被使能后，若该备妥信号没被使能时，使能一输出电压控制信号，使该电源端的电压开始上升。
9.如权利要求6的控制方法，其特征是，该检测电压对应所述主阴极其中的最高电压。
10.如权利要求6的控制方法，其特征是，另包含当该调光信号被使能后，若该备妥信号没被使能时，禁止所述发光二极管串的开路或短路的保护机制；以及当该调光信号被使能后，若该备妥信号被使能，周期性地使该电源端的电压上升或下降。
全文摘要
本发明公开了集成电路与相关的控制方法。依照本发明实施的一集成电路可控制多个发光二极管串的电流。每个发光二极管串具有多个发光二极管，顺向串接于一主阳极与一主阴极之间。每一主阳极连接至一电源端。该集成电路包含多个驱动电路、一检测端、一比较器、以及一逻辑控制器。所述驱动电路可分别控制所述发光二极管串的发光。该检测端的检测电压可对应所述主阴极其中的一电压。当该检测电压高于一参考电压时，该比较器使能一备妥信号。该逻辑控制器接收一调光信号以及该备妥信号，当该调光信号被使能后，若该备妥信号被使能时，则使能所述驱动电路，使所述发光二极管串发光。
文档编号G01R31/02GK102573205SQ201110312120
公开日2012年7月11日 申请日期2011年10月14日 优先权日2010年12月23日
发明者刘百丰, 李敬赞 申请人:通嘉科技股份有限公司