[发明专利]高功率消耗效能的发光二极管驱动系统及方法

说明书

技术领域

本发明是有关于发光二极管(LED)的驱动，特别是关于一种高功率消耗效 能的LED驱动系统及方法。

背景技术

发光二极管(LED)普遍使用于各种电子装置中并具有各种用途。例如，LED 可以使用于液晶显示器(LCD)的背光模块以提供背光源，或者使用于电荷耦合 装置(CCD)照相机中以提供闪光照射。LED实际上为一种温度相关元件，换句 话说，LED的特性会随着温度的变化而改变。图1显示LED及其等效电路。 一个LED相当于电压源与负温度系数(negative-temperature-coefficient， NTC)电阻的串联。当通过LED的电流造成温度上升时，此NTC电阻的阻值会 跟着下降，反之亦然。因此，当通过LED的电流为固定时，则跨于LED阳极 与阴极之间的电位(或称为顺向电压VF)会随着温度的上升而下降，反之亦然。

传统LED驱动有两种方法：定电压(constant-voltage，CV)驱动及定电 流(constant-current，CC)驱动。于传统定电压驱动方法中，LED的阳极接 收定电压源。如前所述，即使阳极接收定电压，通过LED的电流仍然会改变。 因此，LED会因驱动电流的变化而改变其亮度。再者，传统定电压驱动方法 通常需串联限流(current-limiting)电阻，其造成功率消耗的浪费。

于传统定电流驱动方法中，控制通过LED的电流使其为定值。虽然传统 定电流驱动的LED电流(及其亮度)不会随着顺向电压VF的变动而改变，但是， LED需与检流(current-sensing)电阻串联，其也造成功率消耗的浪费。

鉴于传统定电压或定电流驱动方法会造成功率消耗的浪费，因此亟需提 出一种新的驱动机制，其不但可以增高功率消耗的效能，且可以维持驱动电 流的稳定。

发明内容

鉴于上述，本发明的目的之一为提供一种LED的驱动系统及方法，以稳 定LED驱动电流及亮度，并增高功率消耗的效能。

根据本发明实施例，驱动系统包含定电流模式电路，用以提供固定电流 给发光二极管；及定电压模式电路，用以提供固定电压给发光二极管。使用 开关以切换定电流模式电路与定电压模式电路，使其分别进入定电流模式及 定电压模式。藉此，发光二极管的顺向电压得以维持于固定值，其功率消耗 的效能因而得以增高。

本发明提供了一种发光二极管驱动系统，包含：定电流模式电路，用以 提供固定电流给该发光二极管；定电压模式电路，用以提供固定电压给该发 光二极管；及开关，用以切换该定电流模式电路与该定电压模式电路，使其 分别进入定电流模式及定电压模式。

本发明还提供了一种发光二极管驱动方法，包含：于定电流模式中维持 通过该发光二极管的固定电流；取得该发光二极管的输出电压的分压；得到 该发光二极管的顺向电压值；于定电压模式中将该发光二极管的阴极接地； 及维持该发光二极管的顺向电压等于该得到的顺向电压值。

附图说明

图1显示LED及其等效电路。

图2显示本发明实施例的发光二极管驱动系统。

图3A显示图2的LED驱动系统处于定电流模式时的等效系统。

图3B显示图2的LED驱动系统处于定电压模式时的等效系统。

图4显示定电流模式(图3A)与定电压模式(图3B)的工作周期。

图5显示图2至3B所示驱动系统的流程图。

[主要元件标号说明]

10     发光二极管驱动系统    12    调节器

13     控制器                14    分压V1的取得

16     参考电压              18    误差比较器

51-55  驱动流程步骤          CC    定电流驱动

CV     定电压驱动            NTC   负温度系数电阻

VF     顺向电压              D1    发光二极管

Q1     晶体管                Q2    晶体管

Vin    供应电压              Vout  输出电压

L1  电感        D2     整流二极管