驱动多个发光元件的驱动器、驱动方法以及显示设备技术

本发明专利技术提供了一种驱动多个发光元件的驱动器、驱动方法和包括这种驱动器的显示设备，驱动器包括：电压转换单元，接收输入电压，基于接收的输入电压在输出端产生输出电压，其中输出电压被施加到每个发光元件的一端；电流均衡单元，耦接到每个发光元件的另一端，用于为多个发光元件提供和调节驱动电流，使得各个发光元件的驱动电流匹配；以及反馈选择单元，用于从表征各个驱动电流的各个反馈电压之中选择最小反馈电压，并经由反馈输入端提供给所述电压转换单元。利用本发明专利技术实施例，提供了效率高、电流均匀一致、匹配良好以及具有短路保护功能的发光元件驱动器、驱动方法和显示设备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例涉及发光元件的驱动器及显示设备，尤其涉及多个并联发光元件 的驱动器、驱动方法及其显示设备。
技术介绍
当今，发光二极管(LED)技术得到了迅速的发展。LED技术可以广泛应用于各个领 域，例如，液晶显示器(LCD)背光、低功率照明、汽车照明、装饰照明、照相机闪光等领域。对 于大面积照明的应用场合，需要同时运用多个LED以获得较高的照明亮度。若这些LED以 串联方式连接，即形成一个串联LED串，则该串联LED串所承受的电压将高达几百伏特，这 就意味着，用于驱动该串联LED串的驱动电路必须能够处理几百伏特大小的高压且电路中 的功率器件也必须能够承载几百伏特大小的高压。这在实际应用中是难以实现的，即使能 够实现，其成本也相当高昂。因此，在电路中，常采用多个LED串并联连接的方式来获得高 亮度照明。在并联LED串电路中，要求并联LED串具有高精度的电流均衡能力以获得高功 率输出。图1示出一种传统的驱动并联LED串的电路10。如图1所示，在电路10中，多个 LED串S1、S2、……、Sn并联连接，其中，η为自然数。以LED串Sl为例，它包括多个阳极、 阴极彼此互连的发光二极管LED11、LED12、……、LEDlm，其中，m为自然数，以及一个镇流 电阻RB1。该镇流电阻RBl的第一端串联连接至LEDlm的阴极。LED串S2、……、Sn也具 有相同结构，为避免累述，此处不再详细描述。LED11、LED21、……、LEDnl的阳极连接在 一起，形成公共阳极端，该公共阳极端连接至直流/直流转换器(DC-DC转换器)的输出端 OUT。镇流电阻RB1、RB2、……、RBn的第二端连接在一起，形成公共阴极端，该公共阴极端 连接至电流检测电阻RSl的第一端。电流检测电阻RSl的第二端连接至地。电流检测电阻 RSl用于检测各个LED串的电流之和，即总的LED电流，它可以集成在电路中，也可以为分 立器件。在电路10中，由电流检测电阻RSl采样得到的反馈电压被提供至DC-DC转换器的 反馈引脚FB，DC-DC转换器根据该反馈电压提供总线电压，该总线电压应该足够大以致能 够驱动各个LED串。由于每个LED串的正向电压彼此各不相同，因此，在每个LED串中均各 自采用一镇流电阻以对其所在的LED串的电流进行调节。在某些应用场合中，为了使电路 利用脉冲宽度调制(PWM)技术以获得快速调光的能力，可以在公共阴极端和电流检测电阻 RSl之间串联一晶体管SD1。图1所示的电路10利用镇流电阻对LED串的电流进行调节， 而不需要专门设计电流平衡控制电路，因而简化了系统电路。然而，在电路10中，镇流电阻 上的功率损耗很大且电流均衡的精度也较差。尤其地，对于LED正向电压或者LED串电流 很大的情形，这些缺点表现得更为突出。另外，对于采用了晶体管SDl以进行调光的电路， 如果在电路中存在短路LED串，则SDl承受的电压应力非常高，可以高达几百伏特，这可能 损坏晶体管SDl。图2示出了另一种传统的驱动并联LED串的电路20。图2中的部分电路和图1 中的部分电路具有相同结构，为避免累述，对于图2和图1中相同的电路部分不再详细描述，而只对图2和图1中的不同电路部分进行说明。如图2所示，LED串Si、S2、……、Sn 各包括一个电流源CS1、CS2、……丄511，电流源051、052、……、CSn的第一端分别连接至 LEDlm、LED2m、……、LEDnm的阴极，而它们的第二端连接至地。所有电流源一起形成电流 源电路201。同样地，电流源电路201可以集成在电路中，也可以为分立器件。一电流设置 电阻Rset的第一端连接至所述电流源电路201，其第二端接地。在某些应用场合中，可以将 DC-DC转换器的调光端子DIM连接至电流源电路201的调光端子DIM以为其提供一脉冲宽 度调制信号来进行调光。电阻Rl的第一端连接至DC-DC转换器的输出端OUT，电阻R2的 第一端连接至电阻Rl的第二端，而电阻R2的第二端接地。电阻Rl的第二端和电阻R2的 第一端均连接至DC-DC转换器的反馈端FB以为DC-DC转换器提供反馈电压。在图2所示 的电路20中，电流源CS1、CS2、……,CSn根据电流设置电阻Rset的值分别对其所在的LED 串进行电流均衡化，DC-DC转换器提供一个足够大的总线电压以点亮每个LED串，DC-DC转 换器根据反馈电压对总线电压进行调节而不再需要对LED串的电流进行调节。该方法具有 良好的电流均衡能力。然而，由于DC-DC转换器提供的总线电压较大，除去LED所需的正向 电压，其余电压将被电流源所消耗。总线电压越大，由电流源消耗的电压就越多，功率损耗 就越大。另外，和图1所示电路10类似，对于采用了 PWM技术进行调光的电路，如果在电路 中存在短路LED串，则电流源承受的电压应力非常高，可以高达几百伏特，这可能损坏电流 源。
技术实现思路
针对现有技术中的一个或多个问题，本专利技术的一个目的是提供一种驱动多个发光 元件的驱动器、驱动方法和包括这种驱动器的显示设备。在本专利技术一个方面，提出了一种驱动多个发光元件的驱动器，包括电压转换单元，接收输入电压，基于接收的输入电压在输出端产生输出电压，其中 所述输出电压被施加到每个发光元件的一端；电流均衡单元，耦接到每个发光元件的另一端，用于为所述多个发光元件提供和 调节驱动电流，使得各个发光元件的驱动电流匹配；以及反馈选择单元，其输入端耦接在所述电流均衡单元与所述多个发光元件的所述另 一端之间，其输出端耦接到所述电压转换单元的反馈输入端，用于从表征各个驱动电流的 各个反馈电压之中选择最小反馈电压，并经由所述反馈输入端提供给所述电压转换单元。根据本专利技术实施例，所述电压转换单元基于所述最小反馈电压对所述输出电压进 行调节，使得所述输出电压具有足以驱动每个发光元件的最小值。根据本专利技术另一方面，提出了一种驱动多个发光元件的驱动方法，包括接收输入电压，基于接收的输入电压在输出端产生输出电压，其中所述输出电压 被施加到每个发光元件的一端；为所述多个发光元件提供和调节驱动电流，使得各个发光元件的驱动电流匹配； 以及从表征各个驱动电流的各个反馈电压之中选择最小反馈电压，并提供所选的最小 反馈电压。根据本专利技术又一方面，提出了一种显示设备，包括如上所述的驱动多个发光元件的驱动器。利用本专利技术实施例，提供了效率高、电流均勻一致、匹配良好以及具有短路保护功 能的发光元件驱动器、驱动方法和显示设备。附图说明下面的附图表明了本专利技术的实施方式。这些附图和实施方式以非限制性、非穷举 性的方式提供了本专利技术的一些实施例。图1为现有技术中的一种LED驱动电路的示意图；图2为现有技术中的另一种LED驱动电路的示意图；图3为根据本专利技术一个实施例的LED驱动器的电路示意图；图4为根据本专利技术另一实施例的LED驱动器的电路示意图；图5示出N型场效应晶体管的输出特性；图6示出了根据本专利技术一个实施例的LED驱动方法；图7示出图3和图4所示驱动器电路中的电流源的一种具体电路示例；图8示出图3和图4所示驱动器电路中的电流源的另一种具体电路示例。具体实施例方式下面详细说明本专利技术实施例的发光元件的驱动器。在接下来的说明中，一些具体 的细节，例如实施例中的具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱动多个发光元件的驱动器，包括：电压转换单元，接收输入电压，基于接收的输入电压在输出端产生输出电压，其中所述输出电压被施加到每个发光元件的一端；电流均衡单元，耦接到每个发光元件的另一端，用于为所述多个发光元件提供和调节驱动电流，使得各个发光元件的驱动电流匹配；以及反馈选择单元，其输入端耦接在所述电流均衡单元与所述多个发光元件的所述另一端之间，其输出端耦接到所述电压转换单元的反馈输入端，用于从表征各个驱动电流的各个反馈电压之中选择最小反馈电压，并经由所述反馈输入端提供给所述电压转换单元。

【技术特征摘要】
一种驱动多个发光元件的驱动器，包括电压转换单元，接收输入电压，基于接收的输入电压在输出端产生输出电压，其中所述输出电压被施加到每个发光元件的一端；电流均衡单元，耦接到每个发光元件的另一端，用于为所述多个发光元件提供和调节驱动电流，使得各个发光元件的驱动电流匹配；以及反馈选择单元，其输入端耦接在所述电流均衡单元与所述多个发光元件的所述另一端之间，其输出端耦接到所述电压转换单元的反馈输入端，用于从表征各个驱动电流的各个反馈电压之中选择最小反馈电压，并经由所述反馈输入端提供给所述电压转换单元。2.根据权利要求1所述的驱动器，其中，所述电压转换单元基于所述最小反馈电压对 所述输出电压进行调节，使得所述输出电压具有足以驱动每个发光元件的最小值。3.根据权利要求1所述的驱动器，其中，所述电流均衡单元包括多个电流源，每一个电流源耦接到所述多个发光元件中相应发光元件的所述另一端， 为该发光元件提供和调节驱动电流，反馈选择单元的输入端耦接到多个电流源，以检测各个电流源上的压降，作为表征各 个驱动电流的各个反馈电压。4.根据权利要求3所述的驱动器，其中，每一个电流源根据电流设置电阻的值，提供和 调节驱动电流，其中电流设置电阻的一端耦接到相应的电流源，另一端接地。5.根据权利要求3所述的驱动器，其中，所述电压转换单元的调光端子耦接到每一个 电流源，以通过所述电流源对所述多个发光元件应用脉宽调制调光。6.根据权利要求3所述的驱动器，其中，每一个电流源包括调节开关、误差放大器以及 电流感测电阻，误差放大器的一个输入端耦接到参考电压，另一输入端耦接到电流感测电阻的一端， 输出端耦接到调节开关的控制端，电流感测电阻的另一端接地；调节开关的非控制端分别耦接到发光元件的所述另一端以及电流感测电阻的所述一端，其中，误差放大器接收由电流感测电阻通过感测流经的电流而提供的采样电压，并基 于采样电压与参考电压的比较，调节输出端的电压，从而控制调节开关调节至发光元件的 驱动电流。7.根据权利要求6所述的驱动器，其中，所述调节开关是NPN晶体管，晶体管的基极耦 接到误差放大器的输出端，集电极耦接到发光元件的所述另一端，发射极耦接到电流感测 电阻的所述一端；误差放大器在其同相输入端接收参考电压，在其反相输入端接收采样电压，误差放大器在采样电压小于参考电压时，增大输出端的电压，从而控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶智俊，任远程，杜磊，邝乃兴，姚凯卫，詹姆士C莫耶，杨先庆，
申请(专利权)人：成都芯源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]