[发明专利]可动态调整输出电压的发光装置及其相关控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光装置及其相关方法，尤其涉及一种通过一最佳电压选择装置来动态调整输出电压的发光装置及其相关方法。

背景技术

相较于传统所使用的光源，发光二极管(Light Emitting Diode，LED)由于具有省电、元件寿命长、无汞、色域丰富、无须暖灯时间以及反应速度快等优势，因此，发光二极管已被广泛应用于显示与照明用的光源。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 cathodefluorescent 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。

由于制程上非理想因素或材料纯度的影响，使得每一发光二极管所需的顺向电压不尽然完全相同，如此一来，电流驱动元件的头部空间电压(Headroom voltage)，亦即在各发光二极管路径上，电流驱动元件可使用的电压值，将随之不同。请参考图1，图1为已知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m个并列的发光二极管串C₁～C_m，而每一发光二极管串包含有n个串接的发光二极管。发光二极管驱动电路10包含有一电压转换器102、一电流驱动单元104及一控制单元106。电压转换器102用来提供一驱动电压V_D至发光二极管串C₁～C_m。电流驱动单元104用来提供驱动电流I_D1～I_Dm至发光二极管串C₁～C_m。一般而言，在各发光二极管串C₁～C_m路径上会有其对应的头部空间电压V_HR1～V_HRm，表示各发光二极管串C₁～C_m路径上，可供电流驱动单元104使用的电压值。在实际应用上，由于各个发光二极管的跨压并非完全相同，而造成头部空间电压V_HR1～V_HRm不尽相同。头部空间电压过高或过低，对于发光二极管驱动电路10皆有不佳的影响，举例来说，头部空间电压过高，则会耗费过多的电压在电流驱动单元104上；反之，头部空间电压过低，将会造成电流驱动单元104操作在不适当的状态，而无法稳定提供所需的驱动电流。

因此，在图1中，已知技术通过负反馈的控制单元106来控制电压转换器102改变驱动电压V_D，以确保所有通道中的发光二极管皆有足够的驱动电压来维持电流驱动。如图1所示，控制单元106包含有一最小电压选择器108、一误差放大器110与一转换控制器112。最小电压选择器108耦接于各发光二极管串C₁～C_m的负极，用来于头部空间电压V_HR1～V_HRm中选择出电压值最小者，当作一反馈电压V_FB，并将反馈电压V_FB及一参考电压V_RFF分别输入误差放大器110的负输入端与正输入端。误差放大器110根据反馈电压V_FB及预设参考电压V_REF的差异，产生一误差信号S_E。转换控制器112会根据误差信号S_E，产生一控制信号S_C，来控制电压转换器102提高或降低驱动电压V_D。也就是说，通过控制单元106反馈追踪程序来控制电压转换器102提供适当的驱动电压V_D，将头部空间电压锁定在一个合理的电压值(即参考电压V_REF)，以使发光二极管皆有足够的驱动电压来维持电流驱动。