[发明专利]用于具有功率因数校正能力的智能发光二极管驱动器的方法及装置

说明书

依据35U.S.C.§120主张优先权

本专利申请案为2009年3月23日申请待决且转让给本受让人的第12/409,088号专利申请案的部分接续案，且所述专利申请案以引用的方式明确地并入本文中。

共同待决专利申请案的参考：

本专利申请案与以下美国专利申请案相关：

2008年3月11日申请且转让给本受让人的第12/046,280号美国专利申请案，且所述专利申请案以引用的方式明确地并入本文中；及

2008年4月28日申请且转让给本受让人的第12/111,114号美国专利申请案，且所述专利申请案以引用的方式明确地并入本文中。

技术领域

本发明涉及商业电子显示系统，比如电视机及计算机。具体来说，本发明涉及用于商业电子显示系统中增强且有效的功率分布的技术，其包含对用于背光照明目的的发光二极管(LED)串的功率分布。

背景技术

背光用于照射液晶显示器(“LCD”)。具有背光的LCD用于蜂窝式电话及个人数字助理(“PDA”)的小型显示器中，以及用于计算机监视器及电视机的大型显示器中。通常，背光的光源包含一个或一个以上冷阴极荧光灯(“CCFL”)。背光的光源也可为白炽灯泡、电致发光面板(“ELP”)或一个或一个以上热阴极荧光灯(“HCFL”)。

显示器工业正积极追求将LED用作背光技术中的光源，这是因为CCFL具有许多不足之处：CCFL不容易在低温下点燃，CCFL需要足够的闲置时间来点燃，以及CCFL要求小心处置。此外，LED一般比其它背光源具有更高的产生的光对功耗的比率。正因为如此，具有LED背光的显示器可比其它显示器消耗更少功率。LED背光照明在传统上一直用于小型、廉价的LCD面板中。然而，LED背光照明在比如用于计算机及电视机的显示器等大型显示器中正变得越来越常见。在大型显示器中，需要多个LED以为LCD显示器提供足够背光。

用于驱动大型显示器中的多个LED的电路通常利用分布于多个串中的LED而布置。图1展示具有背光照明系统的示范性平板显示器10，所述背光照明系统具有三个独立LED串1、2及3。第一LED串1包含跨所述显示器10离散散布且串联连接的七个LED4、5、6、7、8、9及11。所述第一串1是受控于驱动电路或驱动器12。第二串2是受控于驱动电路13，且第三串3是受控于驱动电路14。可通过电线、迹线或其它连接元件而串联连接所述LED串1、2及3的LED。

图2展示具有背光照明系统的另一示范性平板显示器20，所述背光照明系统具有三个独立LED串21、22及23。在此实施例中，所述串21、22及23是以垂直方式而布置。所述三个串21、22及23彼此并联。第一串21包含串联连接的七个LED 24、25、26、27、28、29及31，且是受控于驱动电路或驱动器32。第二串22是受控于驱动电路33，且第三串23是受控于驱动电路34。所属领域的一般技术人员应了解，所述LED串也可以水平方式或以另一配置而布置。

在LED串中有许多参数，所述参数可经控制以优化LED串及驱动器的效率或/及其它操作目标，所述参数包含温度、发光强度、颜色、电流及电压。举例来说，电流是显示器的重要特征，这是因为LED中的电流控制所述LED的亮度或发光强度。LED的强度或发光度是流过所述LED的电流的函数。图3展示LED的发光强度随正向电流而变的代表性曲线图。随着所述LED中的电流增加，由所述LED产生的光的强度增加。LED中的电流必须足够高以满足所需亮度要求。LED串的驱动电流是施加到所述LED串的驱动电压的函数。在常规显示器中，LED串的驱动电压固定于比所需更高的电平处，所述电平通常具有称为裕度(headroom)的大边限，以确保在最坏物理、电气及环境条件下所述LED串的操作，以及适应由各个制造商所制造的LED的变动。此引起功率浪费。

商业电子显示系统通常是插入到壁式插座中，壁式插座在美国提供约110伏交流电(VAC)且在一些其它国家提供约220VAC。所述显示系统的一些内部电组件利用ac电压及电流而操作，例如变压器。然而，所述显示系统的其它内部电组件利用直流(dc)电压及电流而操作，例如用于背光照明目的的LED串。