[发明专利]具有同时检测开路及短路功能的发光二极管装置及其方法

说明书

本申请是申请日为2009年9月2日、申请号为200910171752.3、发明名称为“具有同时检测开路及短路功能的发光二极管装置及其方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种发光二极管装置及其方法，特别是涉及一种具有同时检测开路及短路功能的发光二极管装置及其方法。

背景技术

以发光二极管(LED)作为发光源的应用越来越普遍。例如，传统液晶显示面板的背光模块是以冷阴极荧光灯管(cold cathode fluorescent lamp，CCFL)作为光源。如今，随着发光二极管的发光效率不断提升且成本日益降低，发光二极管有逐渐取代冷阴极荧光灯管来作为背光模块光源的趋势。

在现有的发光二极管驱动电路中，若发光二极管串行发生开路(LED open)，由于驱动电路的相对应输出信道为浮接(floating)状态，因此驱动电路会有漏电的情况发生，而影响整体电路的转换效率，或是造成电压转换回路的不正常操作。另外，若发光二极管串行发生短路(LED short)，即某些发光二极管的跨压为零，电流驱动组件的头部空间电压(headroom voltage)会对应地提高，导致消耗在电流驱动组件的功耗变大而使整体电路的转换效率下降。因此，发光二极管驱动电路需要有开路及短路检测的机制与方法。

请参考图1，图1为现有的一发光二极管驱动电路10的示意图。发光二极管驱动电路10用来驱动一发光二极管模块11。如图1所示，发光二极管模块11包含有并联的发光二极管串行C1～Cm，而每一发光二极管串行是由多个串接的发光二极管组成。发光二极管驱动电路10包含有一电压转换器12、一电流驱动单元13及一回路控制单元14。电压转换器12用来根据一电压控制讯号VCTRL，将一输入电压V1转换成一输出电压V2，以驱动发光二极管模块11。电流驱动单元13用来从发光二极管模块11汲取电流大小固定的驱动电流Id1～Idm。回路控制单元14则根据发光二极管串行的负极电压VHR1～VHRm与一预设参考电压VREF间的差异，控制电压转换器12的电压转换操作，以稳定输出电压V2的电平。

其中，回路控制单元14还包含有一电压选择器142、一误差放大器144与一转换控制器146。电压选择器142耦接于发光二极管串行C1～Cm，用来从发光二极管串行的负极电压VHR1～VHRm中，选择出一最低电压作为一回授电压VFB。误差放大器144耦接于电压选择器142及参考电压VREF，用来根据回授电压VFB及参考电压VREF的差异，产生一误差电压讯号VERR。转换控制器146耦接于误差放大器144及电压转换器12，则用来根据误差电压讯号VERR，产生电压控制讯号VCTRL。

如此一来，发光二极管驱动电路10可通过回路控制单元14，将发光二极管串行的负极电压VHR1～VHRm(即电流驱动组件的头部空间电压)及电压转换器的输出电压V2锁定在一个合理的电压范围。

在此情形下，发光二极管驱动电路10还包含有一开路检测器15及一短路检测器16，用来分别对发光二极管串行C1～Cm进行开路检测及短路检测。由于发光二极管串行发生开路时，电流驱动组件的头部空间电压会被拉至低电位，因此开路检测器15可根据发光二极管串行的负极电压VHR1～VHRm是否低于一特定的低临界电压，来判断发光二极管串行C1～Cm是否发生开路。当然，上述低临界电压不能高于正常操作下的电流驱动组件的头部空间电压，以免在正常情形下产生误判断。相反地，当发光二极管串行发生短路时(即有发光二极管的跨压为零)，由于电流驱动组件的头部空间电压会对应地提高，因此短路检测器16可根据发光二极管串行的负极电压VHR1～VHRm是否大于一特定的高临界电压，来判断发光二极管串行C1～Cm是否处于短路状态。同样地，上述高临界电压不能低于正常操作下的电流驱动组件的头部空间电压，以避免在正常情形下产生误判断。

然而，当同时对发光二极管串行C1～Cm进行开路及短路检测时，发光二极管驱动电路10可能会发生短路误判的情况。举例来说，当发光二极管串行C1发生开路时，由于电流驱动组件的头部空间电压会被拉至低电位(例如：零电位)，因此电压选择器142会选择发光二极管串行C1的负极电压VHR1作为回授电压VFB，而升高电压转换器12的输出电压V2。在此情形下，由于发光二极管的跨压大小固定，其它发光二极管串行的负极电压VHR2～VHRm会随着输出电压V2升高，而大于上述特定高临界电压，如此将造成短路检测器16发生误判的情况。