具有保護功能的發光二極體驅動器的製作方法

2023-05-18 19:56:46 1

專利名稱：具有保護功能的發光二極體驅動器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種發光二極體驅動器，更具體地講，涉及一種具有保護功能的發光 二極體驅動器，當發光二極體執行異常操作時，該發光二極體驅動器將打嗝模式(hiccup mode)激活預定時間段，從而保護髮光二極體。
背景技術：
通常，液晶顯示器(LCD)包括採用冷陰極螢光燈(CCFL)作為光源的背光單元。然
而，由於CCFL使用水銀氣體，所以CCFL會引起環境汙染，並且CCFL的響應速度低，顏色再
現能力低。另外，CCFL使得減小LCD面板的重量、厚度和大小變得困難。 因此，目前在顯示裝置中已積極使用了發光二極體(LED)。與CCFL相比，LED不會
引起環境汙染，具有幾納秒的高響應速度，對視頻信號流有效，可以被脈衝驅動，並且具有
100%或更高的顏色再現能力。此外，可通過控制從紅LED、綠LED和藍LED發射的光的量來
改變LED的亮度和色溫，LED使得減小LCD面板的重量、厚度和大小成為可能。 具有這些LED的背光單元必須使用LED驅動器來向LED提供電流，以驅動LED。 當異常電壓或異常電流被施加到LED時，LED驅動器啟動閂鎖模式(latch mode)，
以使得在沒有任何時間物理重置電源以返回正常狀態時，LED驅動器保持鎖閉模式。

發明內容
本發明的一方面提供一種具有保護功能的發光二極體驅動器，當發光二極體執行 異常操作時，該發光二極體驅動器將打嗝模式激活預定時間段，從而保護髮光二極體。
根據本發明的一方面，提供一種具有保護功能的發光二極體驅動器，所述發光二 極管驅動器包括參考信號產生單元，當發射光的發光單元執行異常操作時，產生具有預定 周期的脈衝的參考信號；控制單元，根據來自參考信號產生單元的參考信號控制打嗝模式 的操作時間，其中，在所述打嗝模式下，按照預定周期打開和關閉輸出；驅動單元，將發光單 元在打嗝模式下驅動由控制單元確定的所述操作時間。 所述控制單元可包括計數器，對參考信號的脈衝數計數；使能編碼器，對計數的 脈衝數和預定數進行編碼，以比較計數的脈衝數和所述預定數之間的差異；控制器，當計數 的脈衝數等於所述預定數時關閉發光二極體驅動器的操作，或者當計數的脈衝數不等於所 述預定數時在打嗝模式下控制驅動單元。 驅動單元可包括具有設置端子、重置端子和輸出端子的第一邏輯電路，設置端子 接收來自發光單元的異常電壓或異常電流，重置端子接收來自控制單元的脈衝信號，輸出 端子通過對來自設置端子和重置端子的信號執行邏輯運算來輸出用於驅動發光單元的驅 動信號和用於切換參考信號產生單元的充電和放電路徑的開關信號。
所述發光二極體驅動器還可包括模式設置單元，當發光單元執行異常操作時，選 擇打嗝模式操作。 模式設置單元可包括第一開關，當打嗝模式被選擇時斷開；第二開關，當來自驅 動單元的開關信號具有低電平時斷開；電容器，對預定電流充電和放電；第三開關，當打嗝 模式被選擇時，連通所述電流的傳輸路徑；第四開關，當來自驅動單元的開關信號具有高電 平時，連通所述電流的傳輸路徑。
參考信號產生單元可包括第一電流源，向所述電容器提供充電電流；第二電流
源，對充入所述電容器的電流進行放電；第一比較器和第二比較器，將充入所述電容器和從
所述電容器放電的電流的電壓電平分別與第一參考電壓和第二參考電壓的預定電壓電平
進行比較；第二邏輯電路，具有設置端子、重置端子和輸出端子，設置端子接收來自第一比
較器的比較結果，重置端子接收來自第二比較器的比較結果，輸出端子執行接收的比較結
果的邏輯運算以輸出運算結果；第五開關，根據來自第二邏輯電路的輸出信號，連通或切斷
將充入所述電容器的電流的路徑；第六開關，根據來自第二邏輯電路的輸出信號，連通或切
斷將從所述電容器放電的電流的路徑。 所述發光單元可包括至少一個發光二極體，


通過下面結合附圖的詳細描述，本發明的上述和其他方面、特點和其他優點將被 更清楚地理解，其中 圖1是採用根據本發明示例性實施例的發光二極體驅動器的背光單元； 圖2是示出根據本發明示例性實施例的發光二極體驅動器的詳細框圖； 圖3是示出根據本發明示例性實施例的發光二極體驅動器的時序圖； 圖4是示出根據本發明示例性實施例的發光二極體驅動器中採用的控制單元的
詳細框圖； 圖5是示出根據本發明示例性實施例的發光二極體驅動器中採用的控制單元的 時序圖。
具體實施例方式
現在將參照附圖詳細描述本發明的示例性實施例。
圖1是採用根據本發明示例性實施例的發光二極體驅動器的背光單元。 參照圖1，背光單元採用根據本實施例的發光二極體驅動器100來驅動至少一個
發光二極體LED。 發光二極體驅動器100可包括模式設置單元110、參考信號產生單元120、控制單 元130和驅動單元140。 當來自包括至少一個發光二極體(LED)的發光單元的檢測電壓或檢測電流對應 於異常操作時，模式設置單元110可根據用戶的選擇設置打嗝模式操作。
當模式設置單元110設置打嗝模式時，參考信號產生單元120對預定量的電流進 行充電或放電，以產生參考信號。 控制單元130根據來自參考信號產生單元120的參考信號控制打嗝模式的操作時間，以使得打嗝模式被保持所述操作時間。如果在所述操作時間結束之後，發光二極體仍在 執行異常操作，則控制單元130關閉發光二極體驅動器的操作。可選地，控制單元130可完 全關閉背光單元的操作。 在控制單元130的控制下，驅動單元140在打嗝模式操作時間期間執行打嗝模式
操作，以使得提供給發光二極體LED的電源按照預定周期被重複地打開和關閉。 現在將參照附圖更詳細地描述根據本發明實施例的上述發光二極體驅動器的元件。 圖2是示出根據本發明示例性實施例的發光二極體驅動器的詳細框圖。 參照圖1和圖2，模式設置單元110包括電流_電壓轉換器vi、第一開關Sl至第
四開關S4、第一反相器invl和電容器C。 電流-電壓轉換器vi將這樣的電流提供給電容器C，所述電流對應於通過檢測流 過發光二極體LED的電流而獲得的檢測電壓Vf與具有預定電壓電平的參考電壓Vref之 差。電容器C對電流進行充電或放電，以提供通過從外部電路充電或對外部電路放電而產 生的電壓。 這裡，當發光二極體LED執行異常操作時，如果用戶選擇打嗝模式，則低電平信號 被發送給第一開關Sl ，然後第一開關Sl斷開，從而切斷從電流_電壓轉換器vi的電流傳輸 路徑。另外，第一反相器invl對低電平信號的信號電平進行反相，然後將其發送給第三開 關S3。第三開關S3閉合，從而連通另一電流傳輸路徑。第二開關S2和第四開關S4中的每 一個根據來自驅動單元140的開關信號而閉合或斷開，從而連通或切斷電流傳輸路徑。驅 動單元140使用第一邏輯電路Ll，以根據參考信號輸出具有高電平的開關信號。第二反相 器inv2對該開關信號的電平進行反相，然後將其發送給第二開關S2，從而使第二開關S2斷 開。高電平開關信號被直接發送給開關S4，從而使開關S4閉合。第三開關S3和第四開關 S4連接電流傳輸路徑。以下將更詳細地描述驅動單元140的構造和操作。
參考信號產生單元120包括第一電流源II和第二電流源12、第一比較器Co1和第 二比較器Co2、第二邏輯電路L2以及第五開關S5和第六開關S6。 第一電流源II通過由第三開關S3和第四開關S4形成的電流傳輸路徑，向電容器 C提供充電電流。第二電流源12對已充入電容器C的電流進行放電。 通過在電容器C中充電和從電容器C放電，電壓具有三角波形。所述電壓被發送 給第一比較器Col和第二比較器Co2中的每一個。第一比較器Col和第二比較器Co2中的 每一個將來自電容器C的電壓的電壓電平與第一參考電壓Vthl和第二參考電壓Vth2的預 定電壓電平中的每一個進行比較。 比較結果被發送給第二邏輯電路L2。第二邏輯電路L2可包括RS鎖存器，該RS鎖 存器具有設置(set)端子S、重置(reset)端子R以及第一輸出端子Q和第二輸出端子QB。 這裡，來自比較器Col的比較結果被發送到設置端子，來自比較器Co2的比較結果被發送到 重置端子，第一輸出端子Q和第二輸出端子QB利用這些比較結果執行邏輯運算，以產生輸 出信號，控制第五開關S5和第六開關S6的閉合和斷開。 第五開關S5和第六開關S6交替地閉合和斷開，以對電容器C充電和放電。來自 第一輸出端子Q的輸出信號的信號電平可與來自第二輸出端子QB的輸出信號的信號電平 反相。
來自第一輸出端子Q的輸出信號可被發送給控制單元130，作為參考信號。然後，
控制單元130可對參考信號進行緩衝，然後將其發送給驅動單元140。 圖3是示出根據本發明示例性實施例的發光二極體驅動器的時序圖。 參照圖2和圖3，其中發光二極體驅動器100已經被描述，當由於發光二極體LED
的異常操作而檢測到異常電壓或異常電流時，如果打嗝模式被選擇，則圖3中示出第一參
考電壓和第二參考電壓的電壓電平之間的比較結果。因此，參考信號具有位於比較結果的
上升沿的脈衝。 通過下面的等式1確定參考信號的一個脈衝周期的時間。 [等式l]
y1 =廠x f 附固P + ' f/;2 f ,/;1 、
J J sin A
這裡，Thieeup是打嗝模式時間，C,是電容器C的電容，Vthl、 Vth2分別是第一參考電 壓Vthl和第二參考電壓Vth2的電壓電平，V。。mp是充入電容器C的電壓的電壓電平，Is。u^ 和1^k分別是第一電流源II和第二電流源12的電流電平。 如圖3所示，在參考信號的一個脈衝周期期間，來自驅動單元140的驅動信號Vd 在通過從一個脈衝周期的時間減去打嗝模式時間而獲得的時間段被打開，從而將電源提供 給發光二極體LED。 參考信號被發送給控制單元130。 當打嗝模式被選擇時，從外部將設定時間輸入到控制單元130，當所述設定時間到 來時，控制單元130終止打嗝模式。根據發光二極體LED是否執行異常操作，控制單元130 進行控制，以使得圖1中所示的發光二極體驅動器ioo或背光單元在正常狀態下操作，或者 關閉發光二極體驅動器100或背光單元的操作。通過控制單元130將參考信號發送給驅動 單元140。將參照圖4詳細描述上述控制單元130。 驅動單元140包括第一邏輯電路L1。這裡，第一邏輯電路L1包括RS鎖存器，該 RS鎖存器具有設置端子、重置端子以及第一輸出端子Q和第二輸出端子QB。設置端子接收 檢測發光二極體LED的異常電壓或異常電流的檢測結果。參考信號被發送給重置端子。第 一輸出端子Q和第二輸出端子QB均執行檢測結果和參考信號的邏輯運算，以輸出用於控制 第二開關S2和第四開關S4中的每一個的閉合/斷開的開關信號以及用於驅動背光單元的 開關Q2的驅動信號。第二反相器inv2對開關信號的信號電平進行反相，然後將其發送給 第二開關S2。 圖4是示出根據本發明示例性實施例的發光二極體驅動器中採用的控制單元的 詳細框圖。 參照圖4，根據本實施例的發光二極體驅動器100的控制單元130包括計數器 131、使能編碼器132和控制器133。 計數器131對參考信號的脈衝數進行計數。計出的數被發送給使能編碼器132。 當打嗝模式被選擇，並且發光二極體執行異常操作時，計數器131和使能編碼器132操作。
使能編碼器132對來自外部的設置信號和計數結果進行編碼，以比較所述設置信 號和計數結果之間的差異。所述設置信號可以是已預先確定的脈衝數。例如，當參考信號 的脈衝數為16時，可確定打嗝模式的終止。
S卩，可通過等式2獲得打嗝模式的總時間量，其中，將上述等式1與設置信號的脈
衝數N相乘。[等式幻formula see original document page 7 這裡，N是脈衝數。 當編碼結果等於預定數時，控制器133進行控制，以使得打嗝模式操作終止。此 時，當發光二極體LED正執行異常操作時，控制器133輸出關閉信號。 圖5是示出根據本發明示例性實施例的發光二極體驅動器中採用的控制單元的 時序圖。 參照圖4和圖5，當打嗝模式被選擇時，如果發光二極體執行異常操作，則控制單 元130執行打嗝模式操作，直到參考信號的脈衝數變為16。當參考信號的脈衝數變為16 時，如果發光二極體正執行異常操作，則控制單元輸出關閉信號，以斷開總開關Ql 。
如上所述，在背光單元中設置根據本發明實施例的發光二極體驅動器，以設置打 嗝模式的操作時間，從而防止發光二極體的異常操作並保護背光單元。 如上所述，根據本發明示例性實施例，當發光二極體執行異常操作時，可將打嗝模 式保持通過用戶的選擇而確定的時間段，以將期望的功率量提供給發光二極體，從而保護 發光二極體。 儘管已經結合示例性實施例顯示和描述了本發明，但是對於本領域技術人員將是 明顯的是，在不脫離由權利要求限定的本發明的精神和範圍的情況下，可進行修改和改變。
權利要求
一種具有保護功能的發光二極體驅動器，所述發光二極體驅動器包括參考信號產生單元，當發射光的發光單元執行異常操作時，產生具有脈衝的參考信號，所述脈衝具有預定周期；控制單元，根據來自參考信號產生單元的參考信號控制打嗝模式的操作時間，其中，在所述打嗝模式下，按照預定周期打開和關閉輸出；驅動單元，將發光單元在打嗝模式下驅動由控制單元確定的所述操作時間。
2. 如權利要求1所述的發光二極體驅動器，其中，所述控制單元包括 計數器，對參考信號的脈衝數進行計數；使能編碼器，對計數的脈衝數和預定數進行編碼，以比較計數的脈衝數和所述預定數 之間的差異；控制器，當計數的脈衝數等於所述預定數時關閉發光二極體驅動器的操作，或者當計 數的脈衝數不等於所述預定數時在打嗝模式下控制驅動單元。
3. 如權利要求2所述的發光二極體驅動器，其中，驅動單元包括具有設置端子、重置端 子和輸出端子的第一邏輯電路，設置端子接收來自發光單元的異常電壓或異常電流，重置 端子接收來自控制單元的脈衝信號，輸出端子通過對來自設置端子和重置端子的信號執行 邏輯運算來輸出用於驅動發光單元的驅動信號和用於切換參考信號產生單元的充電和放 電路徑的開關信號。
4. 如權利要求3所述的發光二極體驅動器，所述發光二極體驅動器還包括模式設置 單元，當發光單元執行異常操作時，選擇打嗝模式操作。
5. 如權利要求4所述的發光二極體驅動器，其中，模式設置單元包括 第一開關，當打嗝模式被選擇時斷開；第二開關，當來自驅動單元的開關信號具有低電平時斷開； 電容器，對預定電流充電和放電；第三開關，當打嗝模式被選擇時，連通所述電流的傳輸路徑；第四開關，當來自驅動單元的開關信號具有高電平時，連通所述電流的傳輸路徑。
6. 根據權利要求5所述的發光二極體驅動器，其中，參考信號產生單元包括 第一電流源，向所述電容器提供充電電流； 第二電流源，對充入所述電容器的電流進行放電；第一比較器和第二比較器，將充入所述電容器和從所述電容器放電的電流的電壓電平 分別與第一參考電壓和第二參考電壓的預定電壓電平進行比較；第二邏輯電路，具有設置端子、重置端子和輸出端子，設置端子接收來自第一比較器的 比較結果，重置端子接收來自第二比較器的比較結果，輸出端子執行接收的比較結果的邏 輯運算以輸出運算結果；第五開關，根據來自第二邏輯電路的輸出信號，連通或切斷將充入所述電容器的電流 的路徑；第六開關，根據來自第二邏輯電路的輸出信號，連通或切斷將從所述電容器放電的電 流的路徑。
7. 如權利要求6所述的發光二極體驅動器，其中，所述發光單元包括至少一個發光二 極管。
全文摘要
本發明涉及一種具有保護功能的發光二極體驅動器，當發光二極體執行異常操作時，該發光二極體驅動器將打嗝模式(hiccup mode)激活預定時間段，從而保護髮光二極體。根據本發明一方面的具有保護功能的發光二極體驅動器可包括參考信號產生單元，當發射光的發光單元執行異常操作時，產生具有預定周期的脈衝的參考信號；控制單元，根據來自參考信號產生單元的參考信號控制打嗝模式的操作時間，其中，在所述打嗝模式下，按照預定周期打開和關閉輸出；驅動單元，將發光單元在打嗝模式下驅動由控制單元確定的所述操作時間。
文檔編號H05B37/02GK101730343SQ200910207648
公開日2010年6月9日 申請日期2009年10月28日 優先權日2008年10月28日
發明者千正仁, 孔勝坤, 張維進, 閔丙雲 申請人:三星電機株式會社