发光二极管驱动装置

摘要

本发明是一种发光二极管驱动装置，其适于驱动发光二极管串，所述的发光二极管驱动装置包括降压式电源转换电路以及控制芯片。降压式电源转换电路耦接发光二极管串且具有功率切换路径。控制芯片耦接降压式电源转换电路，用以控制降压式电源转换电路的运作。其中，控制芯片具有接地脚位，且此接地脚位间接连接至功率切换路径并处于浮动状态。

权利要求

1.一种发光二极管驱动装置，其特征在于，至少适于驱动一发光二极管串，该发光二极管驱动装置包括：一降压式电源转换电路，耦接该发光二极管串，且具有一功率切换路径；以及一控制芯片，耦接该降压式电源转换电路，用以控制该降压式电源转换电路的运作，其中，该控制芯片具有一接地脚位，该接地脚位间接连接至该功率切换路径且处于一浮动状态；

该降压式电源转换电路还包括一频率设定电路，该控制芯片还具有一输出脚位，且该控制芯片包括：一脉宽调变信号产生单元，用以操作在一电源电压下而产生一脉宽调变驱动信号，并且经由该输出脚位输出该脉宽调变驱动信号以切换该功率切换路径上的一功率开关，从而使得该发光二极管串操作于一定电流之下而发光；以及一频率设定单元，耦接该脉宽调变信号产生单元与该频率设定电路，用以在该发光二极管驱动装置的一初始化期间，反应于该频率设定电路的电气特性而设定该脉宽调变驱动信号的频率。

2.如权利要求1所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，该功率开关具有第一端、第二端以及控制端，该功率开关的第一端接收该电源电压，该功率开关的第二端耦接接地电位，且该功率开关的控制端耦接该输出脚位以接收该脉宽调变驱动信号。

3.如权利要求1所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，该频率设定电路包括一第一电阻，该第一电阻的第一端耦接该输出脚位，且该第一电阻的第二端耦接电流切换路径上的节点N1，其中该频率设定单元于该初始化期间反应于该第一电阻的电阻值而设定该脉宽调变驱动信号的频率。

4.如权利要求1所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，该降压式电源转换电路还包括一电流感测电路，该控制芯片还具有一感测脚位，且该控制芯片还包括：一电流感测单元，耦接该脉宽调变信号产生单元，且经由该感测脚位耦接该电流感测电路，用以反应于流经该电流感测电路的电流而调整该脉宽调变驱动信号的责任周期。

5.如权利要求4所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，该频率设定电路包括一第一电阻，该第一电阻串接于该感测脚位与该功率切换路径之间，其中该频率设定单元于该初始化期间反应于该第一电阻的电阻值而设定该脉宽调变驱动信号的频率。

6.如权利要求4所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，该电流感测电路包括一第二电阻，该第二电阻的第一端耦接该感测脚位与该功率切换路径，且该第二电阻的第二端耦接该接地脚位，其中于该发光二极管驱动装置驱动该发光二极管串的期间内，该感测脚位的电压电位大于该接地脚位的电压电位。

7.如权利要求1所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，该控制芯片还具有一电源脚位，且该发光二极管驱动装置还包括：一直流电压产生电路，用以产生该电源电压，

其中，该控制芯片经由该电源脚位接收该电源电压，用以操作在该电源电压下而控制该降压式电源转换电路的运作。

8.如权利要求7所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，该直流电压产生电路包括：一交流电源，用以提供一交流电压；以及

一桥式整流器，耦接该交流电源，用以整流该交流电压并据以产生该电源电压。

9.如权利要求8所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，该降压式电源转换电路还包括一分压-稳压电路，该控制芯片还具有一侦测脚位，且该控制芯片还包括：一电压侦测调光单元，经由该侦测脚位与该分压-稳压电路以耦接该直流电压产生电路，用以反应于该交流电源的开关状态而调整该脉宽调变驱动信号的责任周期。

10.如权利要求9所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，该直流电压产生电路还包括：一二极管，其阳极端耦接该桥式整流器，且其阴极端耦接该电源脚位；以及一稳压电容，耦接该二极管的阴极端与一接地电压之间。

11.如权利要求10所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，该电压侦测调光单元反应于该二极管的阳极端的电压而获得一侦测电压，并且比较该侦测电压与一参考侦测电压以获得该交流电源的开关状态。

12.如权利要求7所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，该降压式电源转换电路还包括：一取电回授电路，耦接于该电源脚位与该发光二极管串的阳极端，用以提供一回授电流至该电源脚位。

13.如权利要求1所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，该控制芯片还包括：一过电压保护单元，耦接该脉宽调变信号产生单元，用以侦测该电源电压是否超过一默认上限电压，其中，当该电源电压超过该默认上限电压时，该脉宽调变信号产生单元停止产生该脉宽调变驱动信号。

14.如权利要求1所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，该控制芯片还包括：一低电压锁定单元，耦接该脉宽调变信号产生单元，用以侦测该电源电压是否超过一默认下限电压，其中，当该电源电压未超过该默认下限电压时，该脉宽调变信号产生单元停止产生该脉宽调变驱动信号。

15.如权利要求1所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，该控制芯片还包括：一过温度保护单元，耦接该脉宽调变信号产生单元，用以侦测该控制芯片的温度是否超过一温度临界值，其中，当该控制芯片的温度大于该温度临界值时，该脉宽调变信号产生单元停止产生该脉宽调变驱动信号。

16.如权利要求1所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，该降压式电源转换电路还包括一补偿电路，该控制芯片还具有一补偿脚位，且该控制芯片还包括：一补偿单元，经由该补偿脚位耦接该补偿电路，该补偿单元提供一补偿信号来调整该脉宽调变驱动信号的责任周期。

17.如权利要求1所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，该降压式电源转换电路还包括：一滤波电路，耦接于该接地脚位与该发光二极管串之间，用以反应于该功率开关的切换而产生该定电流来驱动该发光二极管串。

18.如权利要求17所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，该滤波电路包括：一电感器，其第一端耦接该输出脚位，且其第二端耦接该发光二极管串的阳极端；以及一电容器，其第一端耦接该电感器的第二端与该发光二极管串的阳极端，且其第二端耦接接地电位。

说明书

发光二极管驱动装置

技术领域

[0001] 本发明是有关于一种驱动装置，且特别是有关于一种发光二极管驱动装置。

背景技术

[0002] 在传统的发光二极管驱动装置中一般由控制芯片、功率开关以及外挂电路等等的电路所组成。其中，控制芯片可提供驱动信号来切换功率开关，使得发光二极管串得以依据功率开关的切换所产生的电流而发光。

[0003] 一般而言，控制芯片除了可提供驱动信号外，通常还可提供电路保护或者补偿整体电路稳定性等等的功能。并且，控制芯片所提供的功能可依据设计者的设计需求而于控制芯片中设置对应的电路单元，并且搭配对应的外挂电路来实现。

[0004] 更进一步地说，控制芯片中的各个电路单元皆须参照控制芯片的接地脚位的电压电位作为各个电路单元的参考电压电位，用以令各个电路单元稳定的操作。

[0005] 在一般的发光二极管驱动装置中，设计者通常提供接地电位或固定的参考电位至控制芯片的接地脚位，以作为各个电路单元的参考电压电位。然而，由于电路配置的关系，有时接地脚位的电压电位可能不是控制芯片中的各个脚位中的最低电压电位。

[0006] 由于积体化的控制芯片，其脚位间的配置可等效为类似PN接面的关系。通常接地脚位可等效为P型井(P-well)，而其他脚位可等效为类似N型井(N-well)。若是在接地脚位的电压电位不为最低电压电位的情况下，脚位间的电压电位差异，即可能造成会造成控制芯片中的逆向导通的问题而使得控制芯片的电路特性被破坏。更甚者，甚至可能造成控制芯片的损毁。

发明内容

[0007] 本发明的目的是提供一种发光二极管驱动装置，其可防止控制芯片于驱动发光二极管串期间可能产生的逆向导通问题。

[0008] 本发明提出一种发光二极管驱动装置，其适于驱动发光二极管串，所述的发光二极管驱动装置包括降压式电源转换电路以及控制芯片。降压式电源转换电路耦接发光二极管串且具有功率切换路径。控制芯片耦接降压式电源转换电路，用以控制降压式电源转换电路的运作。其中，控制芯片具有接地脚位，接地脚位间接连接至功率切换路径且处于浮动状态。

[0009] 在本发明一实施例中，降压式电源转换电路还包括频率设定电路，控制芯片还具有输出脚位，且控制芯片包括脉宽调变信号产生单元以及频率设定单元。脉宽调变信号产生单元操作在电源电压下而产生脉宽调变驱动信号，并且经由输出脚位输出脉宽调变驱动信号以切换功率切换路径上的功率开关，从而使得发光二极管串操作于定电流之下而发光。频率设定单元，耦接脉宽调变信号产生单元与频率设定电路，用以在发光二极管驱动装置的初始化期间，反应于频率设定电路的电气特性而设定脉宽调变驱动信号的频率。

[0010] 在本发明一实施例中，功率开关具有第一端、第二端以及控制端，功率开关的第一端接收电源电压，功率开关的第二端耦接接地电位，且功率开关的控制端耦接输出脚位以接收脉宽调变驱动信号。

[0011] 在本发明一实施例中，频率设定电路包括第一电阻，第一电阻的第一端耦接输出脚位，且第一电阻的第二端耦接电流切换路径，其中频率设定单元于初始化期间反应于第一电阻的电阻值而设定脉宽调变驱动信号的频率。

[0012] 在本发明一实施例中，降压式电源转换电路还包括电流感测电路，控制芯片还具有感测脚位，且控制芯片还包括电流感测单元。电流感测单元耦接脉宽调变信号产生单元，且经由感测脚位耦接电流感测电路，用以反应于流经电流感测电路的电流而调整脉宽调变驱动信号的责任周期。

[0013] 在本发明一实施例中，频率设定电路包括第一电阻，第一电阻串接于感测脚位与功率切换路径之间，其中频率设定单元于初始化期间反应于第一电阻的电阻值而设定脉宽调变驱动信号的频率。

[0014] 在本发明一实施例中，电流感测电路包括第二电阻。第二电阻的第一端耦接感测脚位与功率切换路径，且第二电阻的第二端耦接接地脚位，其中于发光二极管驱动装置驱动发光二极管串的期间内，感测脚位的电压电位大于接地脚位的电压电位。

[0015] 在本发明一实施例中，控制芯片还具有电源脚位，且发光二极管驱动装置还包括直流电压产生电路。直流电压产生电路是用以产生电源电压。其中，控制芯片经由电源脚位接收电源电压，用以操作在电源电压下而控制降压式电源转换电路的运作。

[0016] 在本发明一实施例中，直流电压产生电路包括交流电源以及桥式整流器。交流电源用以提供交流电压。桥式整流器耦接交流电源，用以整流交流电压并据以产生电源电压。

[0017] 在本发明一实施例中，降压式电源转换电路还包括分压-稳压电路，控制芯片还具有侦测脚位，且控制芯片还包括电压侦测调光单元。电压侦测调光单元经由侦测脚位与分压-稳压电路以耦接直流电压产生电路，用以反应于交流电源的开关状态而调整脉宽调变驱动信号的责任周期。

[0018] 在本发明一实施例中，直流电压产生单元还包括二极管以及稳压电容。二极管的阳极端耦接桥式整流器，且二极管的阴极端耦接控制芯片的电源脚位。稳压电容耦接二极管的阴极端与接地电压之间。

[0019] 在本发明一实施例中，电压侦测调光单元反应于二极管的阳极端的电压而获得侦测电压，并且比较侦测电压与参考侦测电压以获得交流电源的开关状态。

[0020] 在本发明一实施例中，控制芯片还包括过电压保护单元。过电压保护单元耦接脉宽调变信号产生单元，用以侦测电源电压是否超过默认上限电压。其中，当电源电压超过默认上限电压时，脉宽调变信号产生单元停止产生脉宽调变驱动信号。

[0021] 在本发明一实施例中，控制芯片还包括低电压锁定单元。低电压锁定单元耦接脉宽调变信号产生单元，用以侦测电源电压是否超过默认下限电压。其中，当电源电压未超过默认下限电压时，脉宽调变信号产生单元停止产生脉宽调变驱动信号。

[0022] 在本发明一实施例中，控制芯片还包括过温度保护单元。过温度保护单元耦接脉宽调变信号产生单元，用以侦测控制芯片的温度是否超过温度临界值。其中，当控制芯片的温度大于温度临界值时，脉宽调变信号产生单元停止产生脉宽调变驱动信号。

[0023] 在本发明一实施例中，取电回授电路耦接于电源脚位与发光二极管串的阳极端，用以提供回授电流至电源脚位。

[0024] 在本发明一实施例中，降压式电源转换电路还包括补偿电路，控制芯片还具有补偿脚位，且控制芯片还包括补偿单元。补偿单元经由补偿脚位耦接补偿电路，其中补偿单元提供补偿信号来调整脉宽调变驱动信号的责任周期。

[0025] 在本发明一实施例中，降压式电源转换电路还包括滤波电路。滤波电路耦接于接地脚位与发光二极管串之间，用以反应于功率开关的切换而产生定电流来驱动发光二极管串。

[0026] 在本发明一实施例中，滤波电路包括电感器以及电容器。电感器的第一端耦接输出脚位，且电感器的第二端耦接发光二极管串的阳极端。电容器的第一端耦接电感器的第二端与发光二极管串的阳极端，且电容器的第二端耦接接地电位。

[0027] 基于上述，本发明实施例提出一种发光二极管驱动装置，其通过将控制芯片的接地脚位经由电路组件间接耦接功率切换路径的配置方式，用以使控制芯片的接地脚位具有控制芯片中的最低电压电位，因此可避免控制芯片的各个脚位间的逆向导通问题。

[0028] 为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

[0029] 图1为依照本发明一实施例的发光二极管驱动装置的示意图。

[0030] 图2为依照本发明另一实施例的发光二极管驱动装置的示意图。

[0031] 图3为依照本发明一实施例的控制芯片的示意图。

[0032] 图4为依照本发明再一实施例的发光二极管驱动装置的局部示意图。

[0033] 【主要元件符号说明】

[0034] 10：发光二极管串

[0035] 100、200：发光二极管驱动装置

[0036] 110、210：降压式电源转换电路

[0037] 112、212：功率切换路径

[0038] 120、220：控制芯片

[0039] 230：直流电压产生电路

[0040] 232：交流电源

[0041] 234：桥式整流器

[0042] C、C2、C3、C4：电容器

[0043] C1：稳压电容

[0044] Ckt_A：电流感测电路

[0045] Ckt_Com：补偿电路

[0046] Ckt_Fb：取电回授电路

[0047] Ckt_Freq：频率设定电路

[0048] Ckt_Ftr：滤波电路

[0049] Ckt_Dsv：分压-稳压电路

[0050] D1、D2：二极管

[0051] GND：接地电位

[0052] L：电感器

[0053] N1、NG：节点

[0054] PIN_C：补偿脚位

[0055] PIN_D：侦测脚位

[0056] PIN_G：接地脚位

[0057] PIN_O：输出脚位

[0058] PIN_S：感测脚位

[0059] PIN_V：电源脚位

[0060] AU：电流感测单元

[0061] CU：补偿单元

[0062] FU：频率设定单元

[0063] PWMU：脉宽调变信号产生单元

[0064] VU：电压侦测调光单元

[0065] OTP：过温度保护单元

[0066] OVP：过电压保护单元

[0067] UVLO：低电压锁定单元

[0068] R、R3、R4、R5、R6、Ri：电阻

[0069] R1：第一电阻

[0070] R2：第二电阻

[0071] SW：功率开关

[0072] S_COM：补偿信号

[0073] S_F：频率设定信号

[0074] S_OC：过电流保护信号

[0075] S_PWM：脉宽调变驱动信号

[0076] S_V：调光信号

[0077] VCC：电源电压

[0078] V_D：侦测电压

[0079] ZD1、ZD2、ZD3：齐纳二极管

[0080] SD：萧特基二极管

具体实施方式

[0081] 为了使本发明的内容更容易明了，以下特举实施例作为本发明确实能够据以实施的范例。另外，凡可能之处，在图式及实施方式中使用相同标号的组件/构件/步骤代表相同或类似部分。

[0082] 图1为依照本发明一实施例的发光二极管驱动装置的示意图。在本实施例中，发光二极管驱动装置100至少适于驱动发光二极管串10。请参照图1，发光二极管驱动装置100包括降压式电源转换电路(buck power conversion circuit)110以及控制芯片120。
降压式电源转换电路110耦接发光二极管串10，并且具有功率切换路径112。控制芯片120耦接降压式电源转换电路110，用以控制降压式电源转换电路110的运作。

[0083] 在本实施例中，降压式电源转换电路110是以包括功率开关SW、萧特基二极管(Schottky Diode)SD、电阻R、电感器L以及电容器C的电路架构作为示例来说明。

[0084] 在图1所绘示的降压式电源转换电路110的架构下，功率开关SW反应于控制芯片120所提供的驱动信号而切换导通或截止，使得降压式电源转换电路110可依据功率开关SW的切换以及电源电压VCC来驱动发光二极管串10。其中，萧特基二极管SD用于当功率开关SW截止时形成回路，并且电感器L与电容器C则可用以提供滤波功能以产生定电流来驱动发光二极管串10。

[0085] 在此，所述的萧特基二极管SD、电感器L以及电容器C的配置皆是属设计选择。换言之，在其他实施例中，本领域通常知识者可通过其他的稳压组件或稳压电路架构来实现萧特基二极管SD的功能，并且亦可透过其他的滤波组件配置来实现电感器L与电容器C在降压式电源转换电路110中的功能，本发明不限定于图1所绘示的配置。

[0086] 详细而言，功率切换路径112是由功率开关SW与萧特基二极管SD所构成的偏压路径。当功率开关SW依据控制芯片120所提供的驱动信号而导通时，降压式电源转换电路110透过功率切换路径112而提供节点N1稳定的偏压，因此电感器L得以反应于节点N1的电压而储能，并据以产生驱动电流I_LED；当功率开关SW依据控制芯片120所提供的驱动信号而截止时，电感器L则释放电能而持续产生驱动电流I_LED。

[0087] 虽然电感器L于功率开关SW切换的期间会反应于储能跟放能的动作而使驱动电流I_LED有微幅地振荡，然而当驱动信号为脉波宽度调变信号且频率足够快的情况下，驱动电流I_LED的变动幅度很小，而可视为定电流。

[0088] 另一方面，控制芯片120的接地脚位PIN_G耦接至节点NG，并且以节点NG的电压电位作为控制芯片120中的各个电路单元的参考电压电位。

[0089] 详细而言，节点NG的电压电位是反应于节点N1的电压电位以及电阻R所造成的压降而建立。由于在功率开关SW导通的期间，降压式电源转换电路110将会产生流经功率开关SW、节点N1、电阻R以及电感器L的电流，亦即电流方向为节点N1至节点NG的电流。因此，不论节点N1的电压电位为何，或者流经电阻R的电流大小为何，节点NG的电压电位都将反应于电阻R的压降而小于节点N1的电压电位。

[0090] 如此一来，节点NG的电压电位应小于降压式电源转换电路110中任一节点的电压电位，而使得控制芯片120中的其他的电路单元所对应的脚位无论耦接至降压式电源转换电路110的任何节点皆无法具有低于接地脚位PIN_G的电压电位。

[0091] 更进一步地说，由于控制芯片120的接地脚位PIN_G间接连接至功率切换路径112且处于浮动状态，故使得接地脚位PIN_G具有控制芯片120中的最低电压电位。因此，控制芯片120中将不会产生脚位之间的逆向导通问题。其中，在此所指的间接连接表示接地脚位PIN_G是经由至少一个可产生压降的电路组件耦接功率切换路径112。此外，接地脚位PIN_G处于浮动状态表示接地脚位PIN_G的电压电位将依据流经电阻R的电流大小而改变，并用以维持于控制芯片120中的最低电压电位。

[0092] 值得注意的是，在本实施例中配置于节点N1与NG之间的电阻R仅为一示例，任何可造成压降而使接地脚位PIN_G的电路组件与架构皆可用以取代电阻R，本发明不以此为限。

[0093] 为了更进一步地说明本发明的实施方式，请参照图2，其中，图2为依照本发明另一实施例的发光二极管驱动装置的示意图。

[0094] 在本实施例中，发光二极管驱动装置200包括降压式电源转换电路210、控制芯片220以及直流电压产生电路230。降压式电源转换电路210耦接发光二极管串10，且具有功率切换路径212。控制芯片220耦接降压式电源转换电路210，用以控制降压式电源转换电路210的运作。直流电压产生电路230则用以产生降压式电源转换电路210与控制芯片
220所需的电源电压VCC。

[0095] 就降压式电源转换电路210的架构而言，降压式电源转换电路210包括功率切换路径212、频率设定电路Ckt_Freq、电流感测电路Ckt_A、滤波电路Ckt_Ftr、取电回授电路Ckt_Fb、补偿电路Ckt_Com、电阻Ri、电容器C2以及齐纳二极管ZD1。其中，功率切换路径212是由功率开关SW与萧特基二极管SD所构成的偏压路径。滤波电路Ckt_Ftr是以电感器L与电容器C的架构来实现。齐纳二极管ZD1则是为了保护输出节点Nout的电压稳定。

[0096] 具体而言，功率切换路径112上的功率开关SW具有第一端、第二端以及控制端，其第一端耦接直流电压产生电路230以接收电源电压VCC，其第二端经由节点N1与萧特基二极管SD耦接接地电位GND，且其控制端耦接控制芯片220的输出脚位PIN_O以接收控制芯片220所输出的脉宽调变驱动信号S_PWM。

[0097] 滤波电路Ckt_Ftr耦接于节点NG(等同于耦接控制芯片220的输出脚位PIN_G)与发光二极管串10之间，用以反应于功率开关SW的切换而产生定电流来驱动发光二极管串10。

[0098] 更进一步地说，滤波电路Ckt_Ftr的电感器L的第一端耦接节点NG，且其第二端耦接输出节点Nout(等同于发光二极管串10的阳极端)，而滤波电路Ckt_Ftr的电容器C的第一端耦接电感器L的第二端与输出节点Nout，且其第二端耦接接地电位GND。

[0099] 另一方面，降压式电源转换电路210对应于控制芯片220中各个电路单元而配置有对应的频率设定电路Ckt_Freq、电流感测电路Ckt_A、取电回授电路Ckt_Fb以及补偿电路Ckt_Com，以令控制芯片220得以正常地控制降压式电源转换电路210的操作。

[0100] 在本实施例中，控制芯片220根据其所包括的电路单元而可提供驱动发光二极管串10时的电路保护的功能、分段调光功能、调整驱动信号频率的功能以及电路稳定性补偿的功能。以下分别就控制芯片220的各个电路单元及其所对应的功能来进行发光二极管驱动装置200的说明。

[0101] 图3为依照本发明一实施例的控制芯片的示意图。请参照图3，在本实施例中，控制芯片220是以具有电源脚位PIN_V、侦测脚位PIN_D、输出脚位PIN_O、感测脚位PIN_S以及补偿脚位PIN_C的六脚位(6-pin)的芯片架构为例，但本发明不以此为限。控制芯片220包括电压侦测调光单元VU、脉宽调变信号产生单元PWMU、频率设定单元FU、电流感测单元AU、过电压保护单元OVP、过温度保护单元OTP、低电压锁定单元UVLO以及补偿单元CU。电压侦测调光单元VU经由侦测脚位PIN_D耦接直流电压产生电路230。脉宽调变信号产生单元PWMU、电流感测单元AU以及补偿单元CU则分别经由输出脚位PIN_O、感测脚位PIN_S以及补偿脚位PIN_C耦接降压式电源转换电路210。其中，控制芯片220经由电源脚位PIN_V接收电源电压VCC以令各个电路单元可操作在电源电压下而进行相对应的操作，用以控制降压式电源转换电路的运作。此外，各个电路单元的接地端(未绘示)则共同耦接至接地脚位PIN_G，以参照接地脚位PIN_G的电压电位作为参考电压电位。

[0102] 请同时参照图2与图3，本实施例的直流电压产生电路230可通过交流电源232与桥式整流器234的架构来实现，但本发明不以此为限。此外，直流电压产生电路230还包括二极管D1与稳压电容C1。二极管D1的阳极端耦接桥式整流器234，并且二极管D1的阴极端经由电阻Ri耦接控制芯片220的电源脚位PIN_V。稳压电容C1耦接二极管D1的阴极端与接地电压GND之间。其中，直流电压产生电路230可透过稳压电容C1的充放电而提供稳定的电源电压VCC。

[0103] 在此直流电压产生电路230的架构下，电压侦测调光单元VU可反应于交流电源232的开关状态而调整控制芯片220所输出的脉宽调变驱动信号S_PWM的责任周期。

[0104] 更详细地说，电压侦测调光单元VU可经由侦测脚位与降压式电源转换电路210的分压-稳压电路Ckt_Dsv耦接二极管D1阳极端，使得电压侦测调光单元VU可反应于二极管D1阳极端的电压而获得侦测电压V_D，并且通过比较侦测电压与参考侦测电压以获得交流电源232的开关状态。因此，控制芯片220可依据交流电源232的开关状态而调整所输出的脉宽调变驱动信号的责任周期，并用以改变发光二极管串10的发光强度以实现分段调光的功能。在此，分压-稳压电路Ckt_Dsv可利用电阻R5与R6的架构来对二极管D1阳极端的电压进行分压以获取对应的侦测电压V_D，并利用齐纳二极管ZD3来对侦测电压V_D进行稳压的动作，但分压-稳压电路Ckt_Dsv的架构并不限于图2所绘示的实施方式。

[0105] 举例来说，电压侦测调光单元VU可包括一控制逻辑(未绘示)，控制逻辑可依据交流电源232的开关状态而输出调光信号S_V至脉宽调变信号产生单元PWMU以调升或调降脉宽调变驱动信号S_PWM的责任周期。当电压侦测调光单元VU侦测到交流电源232的开关状态改变时，控制逻辑可基于前一次所调整的责任周期而累计调整，并输出对应的调光信号S_V以调整脉宽调变驱动信号S_PWM的责任周期。因此，电压侦测调光单元VU可用以依次提升或降低发光二极管串10的发光强度以实现分段调光。例如，当电压侦测调光单元VU侦测到交流电源232第一次开启时，输出对应于调整脉宽调变驱动信号S_PWM至例如为50％责任周期的调光信号S_V；当电压侦测调光单元VU侦测到交流电源232关闭后再次开启时，则输出对应于调整脉宽调变驱动信号S_PWM至例如为60％责任周期的调光信号S_V，以此类推。

[0106] 此外，在降压式电源转换电路220中，耦接于电源脚位PIN_V与输出节点Nout之间的取电回授电路Ckt_Fb可在驱动发光二极管串10的期间内提供回授电流I_FB至电源脚位PIN_V，提供电流给控制芯片220的电源。在此，取电回授电路Ckt_Fb可通过串接齐纳二极管ZD2、电阻R3以及二极管D1所构成的回授路径来实现，但本发明并不以此揭露为限。

[0107] 脉宽调变信号产生单元PWMU操作在直流电压产生电路230所提供的电源电压VCC下而产生脉宽调变驱动信号S_PWM，并且经由输出脚位PIN_O输出脉宽调变驱动信号S_PWM以切换功率切换路径212上的功率开关SW透过流经第二电阻R2上的电流回授，从而使得发光二极管串10操作于定电流之下而发光。举例来说，脉宽调变信号产生单元PWMU可例如通过直流参考信号产生器、斜波信号(ramp signal)产生器、比较器以及SR正反器(SR flip-flop)所组成的电路架构来实现。

[0108] 具体而言，脉宽调变信号产生单元PWMU可比较直流参考信号产生器所产生的直流参考信号以及斜波信号产生器所产生的斜波信号而产生具有脉波宽度调变(pulse width modulation)特性的脉宽调变驱动信号S_PWM，并且可依据SR正反器的操作而进一步地调整脉宽调变驱动信号S_PWM的责任周期。

[0109] 据此，本领域通常知识者应可明白通过上述电路如何实现脉宽调变产生单元PWMU的功能，故不另行绘示脉宽调变信号产生单元PWMU中的详细电路架构。

[0110] 此外，脉宽调变信号产生单元PWMU亦可包括抖频单元(未绘示)，以通过抖频(jitting)技术来降低电磁干扰(electromagnetic interference，EMI)的影响。

[0111] 频率设定单元FU耦接脉宽调变信号产生单元PWMU与降压式电源转换电路210的频率设定电路Ckt_Freq，用以在发光二极管驱动装置200的初始化期间(initialize period)，反应于频率设定电路CKt_Freq的电气特性而设定脉宽调变驱动信号S_PWM的频率。其中，频率设定单元FU可通过改变脉宽调变信号产生单元PWMU中的直流参考信号的电位或改变斜波信号的斜率的方式来调整脉宽调变驱动信号S_PWM的频率，本发明不以此为限。

[0112] 在本实施例中，频率设定电路Ckt_Freq可通过电阻的架构来实现，在此频率设定电路Ckt_Freq以包括第一电阻R1为例，其中设计者可通过调整第一电阻R1的电阻值来对应地设定脉宽调变驱动信号S_PWM的频率，但本发明的频率设定电路Ckt_Freq不仅限于以电阻的架构来实现。

[0113] 详细而言，第一电阻R1的第一端耦接输出脚位PIN_O，且其第二端耦接电流切换路径212上的节点N1。在初始化期间内，脉宽调变信号产生单元PWMU被禁能而不输出脉宽调变驱动信号S_PWM，并且频率设定单元FU将经由输出端提供一个流经第一电阻R1的设定电流。

[0114] 此时，频率设定单元FU可通过设定电流与第一电阻R1在输出脚位PIN_O上所建立的电压电位而获得一个频率设定信号S_F。其中，由于频率设定单元FU所提供的设定电流为定电流，故频率设定信号S_F是与第一电阻R1的电阻值相关。

[0115] 更进一步地说，频率设定单元FU可基于输出脚位PIN_O上的电压电位而利用计数或查表的方式来获得频率设定信号S_F，并据以设定脉宽调变驱动信号S_PWM的频率。举例来说，频率设定单元FU可反应于输出脚位PIN_O上的电压电位而进行计数，并且将计数值经过数字模拟转换后回授至比较器(未绘示)与输出脚位PIN_O上的电压电位进行比较，用以获得对应于不同电压电位的频率设定信号S_F。

[0116] 另一方面，频率设定单元FU亦可通过查询包括各个电压电位与频率设定值的对应关系的频率设定表(未绘示)来获得频率设定信号S_F，其中频率设定表可内建于频率设定单元FU、可储存于控制芯片220中的记忆单元(未绘示)或者由频率设定单元FU自外部电子装置读取，本发明不以此为限。

[0117] 此外，频率设定电路Ckt_Freq可不仅有如图2所绘示的配置方式，如图4所示。图4为依照本发明再一实施例的发光二极管驱动装置的局部示意图。图4的发光二极管驱动装置400的架构大致与图2的发光二极管驱动装置200相同，故于此仅绘示发光二极管驱动装置400的局部示意图。

[0118] 请同时参照图2与图4，图4相较于图2不同之处在于，用以实现频率设定电路Ckt_Freq的第一电阻R1是串接于控制芯片220的感测脚位PIN_S与降压式电源转换电路210的功率切换路径212之间。此时，控制芯片220的频率设定单元FU将对应地耦接至感测脚位PIN_S，并且通过类似于图2实施例所述的频率设定方式，于初始化期间反应于第一电阻R1的电阻值而设定脉宽调变驱动信号S_PWM的频率。

[0119] 换言之，频率设定电路Ckt_Freq利用如图4的配置方式亦可达成相同于图2的频率设定的目的。因此，只要是能够使频率设定单元FU于初始化期间根据频率设定电路Ckt_Freq的电气特性的不同而得到相应的频率设定信号S_F，使得频率设定单元FU可根据频率设定信号S_F而设定脉宽调变驱动信号S_PWM的频率，任一架构与配置的频率设定电路Ckt_Freq与频率设定单元FU皆不脱离本发明的范畴。

[0120] 请再同时参照图2与图3，电流感测单元AU耦接脉宽调变信号产生单元PWMU，且经由感测脚位PIN_S耦接电流感测电路Ckt_A，用以反应于流经电流感测电路Ckt_a的电流而调整脉宽调变驱动信号S_PWM的责任周期。

[0121] 在本实施例中，电流感测电路Ckt_A可通过电阻的架构来实现，在此电流感测电路Ckt_A以包括第二电阻R2为例，但本发明的电流感测电路Ckt_A不仅限于以电阻的架构来实现。

[0122] 详细而言，第二电阻R2的第一端耦接感测脚位PIN_S与功率切换路径212，且第二电阻R2的第二端耦接接地脚位PIN_G。其中，电流感测单元AU可反应于流经第二电阻R2的电流以进行过电流保护，并且在流经第二电阻R2的电流过高时，降低脉宽调变信号S_PWM的责任周期以保护发光二极管驱动装置200。电流感测单元AU可反应于流经第二电阻R2的电流而产生对应的电流感测信号S_C。

[0123] 举例来说，电流感测单元AU可撷取节点N1的电压以作为电流感测信号S_C。接着，电流感测单元AU可利用比较电路(未绘示)比较电流感测信号S_C与默认的过电流参考信号以判断流经第二电阻R2的电流是否超过预设的电流保护值，并用以决定是否输出过电流保护信号S_OC来调整脉宽调变信号S_PWM的责任周期。

[0124] 此外，于发光二极管驱动装置200驱动发光二极管串10的期间内，流经第二电阻R2的电流的电流方向是从节点N1至节点NG的方向。因此，基于第二电阻R2的电阻值与流经的第二电阻R2的电流所造成的压降，使得感测脚位PIN_S虽然直接连接于功率切换路径212上，其电压电位仍大于接地脚位PIN_G的电压电位。

[0125] 另一方面，除了过电流保护的电路保护机制外，控制芯片220亦可具有多种电路保护的机制，例如过电压保护、过温度保护以及低电压锁定等电路保护机制。在本实施例中，控制芯片220以包括过电压保护单元OVP、低电压锁定单元UVLO以及过温度保护单元OTP的电路保护架构为例，但本发明不以此为限。

[0126] 详细而言，过电压保护单元OVP耦接脉宽调变信号产生单元PWMU，用以侦测电源电压VCC是否超过默认上限电压。其中，当电源电压VCC超过默认上限电压时，脉宽调变信号产生单元PWMU停止产生脉宽调变驱动信号S_PWM。

[0127] 低电压锁定单元UVLO耦接脉宽调变信号产生单元PWMU，用以侦测电源电压VCC是否超过默认下限电压。其中，当电源电压VCC未超过默认下限电压时，脉宽调变信号产生单元PWMU停止产生脉宽调变驱动信号S_PWM，以防止各个电路单元误操作。

[0128] 过温度保护单元OTP耦接脉宽调变信号产生单元PWMU，用以侦测控制芯片220的温度是否超过温度临界值。其中，当控制芯片220的温度大于温度临界值时，脉宽调变信号产生单元PWMU停止产生脉宽调变驱动信号S_PWM，以避免控制芯片220过热而导致运作效能降低或甚至烧毁。

[0129] 补偿单元CU经由补偿脚位PIN_C耦接补偿电路Ckt_Com，其中补偿单元CU提供补偿信号S_COM来调整脉宽调变驱动信号S_PWM的责任周期。具体来说，补偿单元CU可通过比较脉宽调变信号产生单元PWMU与电流感测单元AU的信号以补偿发光二极管驱动装置200电路操作的传输延迟(propagation delay)。举例来说，补偿单元CU可接收电流感测单元S_C所产生的电流感测信号S_C，并据以与脉宽调变信号产生单元PWMU中，用以产生脉宽调变驱动信号S_PWM的斜波信号进行比较，用以判断发光二极管驱动装置200的传输延迟状态。因此，补偿单元CU可依据比较的结果而输出对应的补偿信号S_COM来调整脉波宽度驱动信号S_PWM的责任周期，用以补偿发光二极管驱动装置200的传输延迟。

[0130] 此外，补偿单元CU亦可透过补偿电路Ckt_Com来补偿发光二极管驱动装置200的相位裕度(phase margin)，用以提高操作的稳定性，并且避免发光二极管驱动装置200于操作时产生振荡而影响发光二极管串10的发光特性。其中，补偿电路Ckt_Com在本实施例中可利用如图2所示的电容器C3与C4以及电阻R4的架构来实现，但本发明不以此为限。

[0131] 值得注意的是，降压式电源转换电路210、控制芯片220以及直流电压产生电路230的电路配置仅为说明本发明一较佳实施方式。实际上，只要是控制芯片220的接地脚位PIN_G间接连接至功率切换路径212，而使得接地脚位PIN_G的电压电位经由电路组件(例如第二电阻R2)的压降而具有控制芯片220中的最低电压电位的架构下，即不脱离本发明的范畴。

[0132] 综上所述，本发明实施例提出一种发光二极管驱动装置，其通过将控制芯片的接地脚位经由电路组件间接耦接功率切换路径的配置方式，用以使控制芯片的接地脚位具有控制芯片中的最低电压电位，因此可避免控制芯片的各个脚位间的逆向导通问题。此外，所述的发光二极管驱动装置还可反应于频率设定电路而设定脉宽调变驱动信号的频率，进而提升电路设计上的选择性。

[0133] 虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定的为准。