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CN105719596B - 应用于显示系统的驱动电路与驱动方法及显示系统 - Google Patents

应用于显示系统的驱动电路与驱动方法及显示系统 Download PDF

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CN105719596B
CN105719596B CN201510732098.4A CN201510732098A CN105719596B CN 105719596 B CN105719596 B CN 105719596B CN 201510732098 A CN201510732098 A CN 201510732098A CN 105719596 B CN105719596 B CN 105719596B
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Abstract

本发明公开了一种应用于显示系统的驱动电路与驱动方法及相关的显示系统。所述驱动电路包含有一端点、一电流控制电路、一保护电路以及一时序控制器，其中所述端点用来连接一发光组件；所述电流控制电路耦接于所述端点，且用来根据一脉宽调变信号以选择性地提供一电流至所述发光组件；所述保护电路耦接于所述端点，且用来根据一控制信号以选择性地启用以抑制所述端点上的电压，以使得所述端点上的电压维持在一默认电压值，其中当所述端点上的电压维持在所述默认电压值时，所述发光组件不会有电流流过；以及所述时序控制器用来产生所述脉宽调变信号与所述控制信号。本发明可以抑制寄生电感所引起的高压突波，避免电路受到损坏而影响到电路的寿命。

Description

应用于显示系统的驱动电路与驱动方法及显示系统
技术领域
本发明涉及一种应用于显示系统的驱动电路，尤其涉及一种具有保护电路以抑制寄生电感所引起的高压突波的驱动电路、驱动方法以及相关的显示系统。
背景技术
请参考图1，图1为现有显示系统100的示意图。如图1所示，显示系统100包含有多个发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)D1～DN、多个端点N1～NN、多个晶体管M1～MN以及多个电流源I1～IN，其中晶体管M1～MN是分别由多个脉宽调变(Pulse WidthModulation)信号Ven1～VenN来控制其开启/关闭。通过脉宽调变信号Ven1～VenN，晶体管M1～MN会不断地在开启/关闭之间切换，而使得发光二极管D1～DN会不断地在亮/暗的状态之间切换，并通过发光二极管D1～DN的亮/暗状态的时间比(也就是说，脉宽调变信号Ven1～VenN的占空比(duty cycle))，来决定出发光二极管D1～DN的平均亮度。
请参考图2，图2为当脉宽调变信号Ven1从高电平切换至低电平时，端点N1电压与发光二极管D1上的电流的理想波形图。如图2所示，当脉宽调变信号Ven1处于高电平时(图2所示为3V)，晶体管M1会导通以使得发光二极管D1具有电流而发光，而此时端点N1的电平为0V；接着，当脉宽调变信号Ven1从3V降至0V时，由于晶体管M1无法导通，故发光二极管D1的电流也会降低至0A(也就是说此时发光二极管D1不会发光)，而此时端点N1的电平则等于发光二极管D1的供应电压VLED(图2所示为5V)。
然而，由于当脉宽调变信号Ven1从高电平降至低电平以关闭晶体管M1时，端点N1与二极管D1之间会存在寄生电感，因此，端点N1会出现很高的电压突波，而损坏电路。图3所示为当脉宽调变信号Ven1从高电平切换至低电平时，端点N1电压与发光二极管D1上的电流的实际波形图。如图3所示，脉宽调变信号Ven1从3V降至0V时，端点N1的电平会突然跳升至接近25V，如此一来，便会损害到端点N1的外围电路，而影响到电路的寿命。此外，随着脉宽调变信号Ven1频率的增加，上述电压突波的现象会更严重。
发明内容
因此，本发明的目的之一在于公开一种具有保护电路以抑制寄生电感所引起的高压突波的驱动电路、驱动方法以及相关的显示系统，以解决上述的问题。
根据本发明一实施例，一种应用于显示系统的驱动电路包含有一端点、一电流控制电路、一保护电路以及一时序控制器，其中所述端点用来连接一发光组件；所述电流控制电路耦接于所述端点，且用来根据一脉宽调变信号以选择性地提供一电流至所述发光组件；所述保护电路耦接于所述端点，且用来根据一控制信号以选择性地开启以抑制所述端点上的电压，以使得所述端点上的电压维持在一默认电压值，其中当所述端点上的电压维持在所述默认电压值时，所述发光组件不会有电流流过；以及所述时序控制器用来产生所述脉宽调变信号与所述控制信号；其中所述发光组件为一发光二极管串，所述发光二极管串包含M个发光二极管，所述默认电压值位于(VLED-M*Vf)与(VLED+M*Vr)之间，其中M为大于或等于1的正整数、VLED为所述发光二极管串的一供应电压、Vf每一个发光二极管的一正向偏压、且Vr为每一个发光二极管的一逆向偏压。
根据本发明另一实施例，一种应用于显示系统的驱动方法包含有：提供一驱动电路，其中所述驱动电路包含有用来连接一发光组件的一端点、耦接于所述端点的一电流控制电路以及耦接于所述端点的一保护电路；产生一脉宽调变信号至所述电流控制电路以以选择性地提供一电流至所述发光组件；产生一控制信号至所述保护电路以选择性地开启所述保护电路以抑制所述端点上的电压，以使得所述端点上的电压维持在一默认电压值，其中当所述端点上的电压维持在所述默认电压值时，所述发光组件不会有电流流过；其中所述发光组件为一发光二极管串，所述发光二极管串包含M个发光二极管，所述默认电压值位于(VLED-M*Vf)与(VLED+M*Vr)之间，其中M为大于或等于1的正整数、VLED为所述发光二极管串的一供应电压、Vf每一个发光二极管的一正向偏压、且Vr为每一个发光二极管的一逆向偏压。
根据本发明另一实施例，一种显示系统包含有一发光组件以及一驱动电路，其中所述驱动电路包含有一端点、一电流控制电路、一保护电路以及一时序控制器，其中所述端点用来连接一发光组件；所述电流控制电路耦接于所述端点，且用来根据一脉宽调变信号以选择性地提供一电流至所述发光组件；所述保护电路耦接于所述端点，且用来根据一控制信号以选择性地开启以抑制所述端点上的电压，以使得所述端点上的电压维持在一默认电压值，其中当所述端点上的电压维持在所述默认电压值时，所述发光组件不会有电流流过；以及所述时序控制器用来产生所述脉宽调变信号与所述控制信号；其中所述发光组件为一发光二极管串，所述发光二极管串包含M个发光二极管，所述默认电压值位于(VLED-M*Vf)与(VLED+M*Vr)之间，其中M为大于或等于1的正整数、VLED为所述发光二极管串的一供应电压、Vf每一个发光二极管的一正向偏压、且Vr为每一个发光二极管的一逆向偏压。
附图说明
图1为现有显示系统的示意图。
图2为当图1所示的脉宽调变信号Ven1从高电平切换至低电平时，端点N1电压与发光二极管D1上的电流的理想波形图。
图3为当图1所示的当脉宽调变信号Ven1从高电平切换至低电平时，端点N1电压与发光二极管D1上的电流的实际波形图。
图4为根据本发明一实施例的显示系统的示意图。
图5为根据本发明一实施例的输入图4所示的输入信号VS1、脉宽调变信号Ven1以及控制信号VC1的示意图。
图6为图4所示的脉宽调变信号Ven1从高电平切换至低电平时，端点N1电压与发光二极管D1上的电流的实际波形图。
图7为根据本发明一实施例应用于一显示系统的驱动方法的流程图。
其中，附图标记说明如下：
100、400 显示系统
410 驱动电路
420 电流控制电路
430 保护电路
440 时序控制器
700～704 步骤
D1～DN 发光二极管
I1～IN 电流源
M1～MN、MC1～MCN 晶体管
N1～NN 端点
具体实施方式
在说明书中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中具有通常知识者应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本说明书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求中所提及的「包含」为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。此外，「耦接」一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段，因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电气连接于所述第二装置，或者通过其他装置或连接手段间接地电气连接至所述第二装置。
请参考图4，图4为根据本发明一实施例的显示系统400的示意图。如图4所示，显示系统400包含有多个发光组件(在本实施例中，发光组件为发光二极管D1～DN)与一驱动电路410，其中发光二极管D1～DN分别连接至驱动电路410的端点N1～NN。驱动电路410包含有一电流控制电路420、一保护电路430以及一时序控制器440，其中电流控制电路420包含有多个晶体管M1～MN以及多个电流源I1～IN，保护电路430则包含有多个晶体管MC1～MCN，其中多个晶体管MC1～MCN的源极连接至发光二极管D1～DN的一供应电压VLED。此外，在本实施例中，驱动电路410为一独立的芯片。
在显示系统400的操作上，首先，时序控制器440会由驱动电路410的其他组件接收输入信号VS1～VSN，并根据输入信号VS1～VSN来产生脉宽调变信号Ven1～VenN与控制信号VC1～VCN，其中脉宽调变信号Ven1～VenN是分别用来控制电流控制电路420中晶体管M1～MN的开启/关闭，并通过开启/关闭的时间比(也就是说，脉宽调变信号Ven1～VenN的占空比(dutycycle))，来决定出发光二极管D1～DN的平均亮度；而控制信号VC1～VCN则是分别用来控制保护电路430中晶体管MC1～MCN的开启/关闭，以选择性地抑制端点N1～NN上的电压。
详细来说，请参考图5，图5为根据本发明一实施例的输入信号VS1、脉宽调变信号Ven1以及控制信号VC1的示意图。其中在图5中以第一组输入信号VS1、脉宽调变信号Ven1以及控制信号VC1来作为说明，但图5的信号也可应用于其他组的输入信号(VS2～VSN)、脉宽调变信号(Ven2～VenN)以及控制信号(VC2～VCN)。在图5的实施例中，时序控制器440将输入信号VS1作延迟操作以产生脉宽调变信号Ven1，其中脉宽调变信号Ven1与输入信号VS1之间具有延迟量Td，且时序控制器440对输入信号VS1进行反向操作以产生控制信号VC1，如此一来，在脉宽调变信号Ven1由高电平降为低电平之前(也就是说，脉宽调变信号Ven1准备开始关闭晶体管M1以不提供电流给发光二极管D1之前)，控制信号VC1会先将保护电路430中的晶体管MC1开启，以使得当脉宽调变信号Ven1由高电平降为低电平时端点N1发生如图3所示的高压突波时，保护电路430中的晶体管MC1可以迅速地释放端点N1的电荷，以抑制端点N1的电压在供应电压VLED，因此可以避免现有技术中高压突波造成电路损坏的问题。
另外，在脉宽调变信号Ven1由低电平升高为高电平之前(也就是说，脉宽调变信号Ven1准备开始开启晶体管M1以提供电流给发光二极管D1之前)，控制信号VC1会先将晶体管MC1关闭，以避免保护电路430形成另外一个电流路径而影响到流经发光二极管D1的电流值。
请参考图6，图6所示为当脉宽调变信号Ven1从高电平切换至低电平时，端点N1电压与发光二极管D1上的电流的实际波形图。如图6所示，脉宽调变信号Ven1从3V降至0V时，端点N1的电平最高仅至接近6V，因此，相较于图3所示的约25V的高压突波，图4所示的显示系统400确实可以改善传统电路中高压突波的问题，而避免电路受到损坏。
另外，申请人指出，上述有关于保护电路430中的电路架构仅为范例说明，而并非作为本发明的限制。举例来说，保护电路430中的晶体管MC1～MCN的端点可以连接至另外一个默认电压值，而不一定要连接到供应电压VLED，只要所述默认电压值可以使得端点N1～NN在电流控制电路420中的晶体管M1～MN关闭时可以不受高压突波的影响，且使得发光二极管D1～DN不会有电流流过，所述默认电压值可以根据设计者的需求来设计。举例来说，上述的默认电压值可以位于(VLED-M*Vf)与(VLED+M*Vr)之间，，其中M为每一个发光二极管串中发光二极管的数量(图4的实施例中M＝1)、Vf为发光二极管D1～DN的一正向偏压、且Vr为发光二极管D1～DN的一逆向偏压。此外，保护电路430也不一定要使用晶体管MC1～MCN来实作，只要保护电路430可以在电流控制电路420中的晶体管M1～MN关闭时提供一个电荷释放路径，以使得端点N1～NN不会具有高压突波，且端点N1～NN可以维持在一个适当的电平，保护电路430可以具有其他任何适当的电路架构，而这些设计上的变化均应隶属于本发明的范畴。
另外，上述有关于时序控制器440产生脉宽调变信号Ven1～VenN与控制信号VC1～VCN的叙述，以及图5所示的输入信号VS1、脉宽调变信号Ven1以及控制信号VC1的示意图也仅为范例说明，而并非作为本发明的限制。在本发明的其他实施例中，时序控制器440可以直接将输入信号VS1～VSN作为脉宽调变信号Ven1～VenN，以输入至电流控制电路420中，也就是说脉宽调变信号Ven1与输入信号VS1中不存在如图5所示的延迟量Td(也就是说延迟量Td很小)，换句话说，脉宽调变信号Ven1开始关闭电流控制电路420中晶体管M1的时间点与控制信号VC1开始开启保护电路430中晶体管MC1的时间点相同或很接近。另外，控制信号VC1也可以利用其他方式来产生，以使得图5所示的控制信号VC1的开启周期Tp可以缩短，这些设计上的变化均应隶属于本发明的范畴。
此外，图4中所示的发光二极管D1～DN也仅为一范例说明，在本发明的其他实施例中，每一个发光二极管D1～DN均可被替换为其他的发光组件或是一发光二极管串(LEDstring)，其中每一个发光二极管串可以包含多个发光二极管，这些设计上的变化均应隶属于本发明的范畴。
请参考图7，图7为根据本发明一实施例应用于一显示系统的驱动方法的流程图，参考图4、7，流程如下所示。
步骤700：提供一驱动电路，其中所述驱动电路包含有用来连接一发光组件的一端点、耦接于所述端点的一电流控制电路以及耦接于所述端点的一保护电路。
步骤702：产生一脉宽调变信号至所述电流控制电路以以选择性地提供一电流至所述发光组件。
步骤704：产生一控制信号至所述保护电路以选择性地开启所述保护电路以抑制所述端点上的电压。
简要归纳本发明，在本发明的驱动电路、驱动方法以及相关的显示系统中，公开一保护电路以抑制寄生电感所引起的高压突波，因此，通过抑制寄生电感所引起的高压突波，可以避免电路受到损坏而影响到电路的寿命。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种应用于显示系统的驱动电路，其特征在于，包含有：
一端点，用来连接一发光组件；
一电流控制电路，耦接于所述端点，用来根据一脉宽调变信号以选择性地提供一电流至所述发光组件；
一保护电路，耦接于所述端点，用来根据一控制信号以选择性地开启以抑制所述端点上的电压，以使得所述端点上的电压维持在一默认电压值，其中当所述端点上的电压维持在所述默认电压值时，所述发光组件不会有电流流过；以及
一时序控制器，用来产生所述脉宽调变信号与所述控制信号；
其中所述发光组件为一发光二极管串，所述发光二极管串包含M个发光二极管，所述默认电压值位于(VLED-M*Vf)与(VLED+M*Vr)之间，其中M为大于或等于1的正整数、VLED为所述发光二极管串的一供应电压、Vf为每一个发光二极管的一正向偏压、且Vr为每一个发光二极管的一逆向偏压。
2.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，当所述时序控制器所产生的所述脉宽调变信号的准位开始变换，而使得所述电流控制电路开始不提供所述电流至所述发光组件时，所述时序控制器产生所述控制信号以开启所述保护电路来抑制所述端点上的电压；以及当所述时序控制器所产生的所述脉宽调变信号的准位开始变换，而使得所述电流控制电路开始提供所述电流至所述发光组件时，所述时序控制器产生所述控制信号以关闭所述保护电路。
3.如权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述时序控制器接收一输入信号，并根据所述输入信号以产生所述脉宽调变信号以及所述控制信号。
4.如权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述时序控制器产生所述控制信号以开启所述保护电路来抑制所述端点上的电压的时间点早于所述脉宽调变信号的准位开始变换，而使得所述电流控制电路开始不提供所述电流至所述发光组件时的时间点；以及所述时序控制器产生所述控制信号以关闭所述保护电路的时间点早于所述脉宽调变信号的准位开始变换，而使得所述电流控制电路开始提供所述电流至所述发光组件时的时间点。
5.如权利要求4所述的驱动电路，其特征在于，所述时序控制器接收一输入信号，并对所述输入信号进行延迟操作以产生所述脉宽调变信号，以及所述时序控制器根据所述输入信号来产生所述控制信号。
6.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述默认电压值为所述发光二极管串的所述供应电压。
7.一种应用于显示系统的驱动方法，其特征在于，包含有：
提供一驱动电路，其中所述驱动电路包含有用来连接一发光组件的一端点、耦接于所述端点的一电流控制电路以及耦接于所述端点的一保护电路；
产生一脉宽调变信号至所述电流控制电路以选择性地提供一电流至所述发光组件；以及
产生一控制信号至所述保护电路以选择性地开启所述保护电路以抑制所述端点上的电压，以使得所述端点上的电压维持在一默认电压值，其中当所述端点上的电压维持在所述默认电压值时，所述发光组件不会有电流流过；
其中所述发光组件为一发光二极管串，所述发光二极管串包含M个发光二极管，所述默认电压值位于(VLED-M*Vf)与(VLED+M*Vr)之间，其中M为大于或等于1的正整数、VLED为所述发光二极管串的一供应电压、Vf为每一个发光二极管的一正向偏压、且Vr为每一个发光二极管的一逆向偏压。
8.如权利要求7所述的驱动方法，其特征在于，产生所述控制信号至所述保护电路以选择性地开启所述保护电路以抑制所述端点上的电压的步骤包含有：
当所述脉宽调变信号的准位开始变换，而使得所述电流控制电路开始不提供所述电流至所述发光组件时，产生所述控制信号以开启所述保护电路来抑制所述端点上的电压；以及
当所述脉宽调变信号的准位开始变换，而使得所述电流控制电路开始提供所述电流至所述发光组件时，产生所述控制信号以关闭所述保护电路。
9.如权利要求8所述的驱动方法，其特征在于，还包含：
接收一输入信号，并根据所述输入信号以产生所述脉宽调变信号以及所述控制信号。
10.如权利要求8所述的驱动方法，其特征在于，产生所述控制信号以开启所述保护电路来抑制所述端点上的电压的时间点早于所述脉宽调变信号的准位开始变换，而使得所述电流控制电路开始不提供所述电流至所述发光组件时的时间点；以及产生所述控制信号以关闭所述保护电路的时间点早于所述脉宽调变信号的准位开始变换，而使得所述电流控制电路开始提供所述电流至所述发光组件时的时间点。
11.如权利要求10所述的驱动方法，其特征在于，还包含：
接收一输入信号，并对所述输入信号进行延迟操作以产生所述脉宽调变信号，以及根据所述输入信号来产生所述控制信号。
12.如权利要求7所述的驱动方法，其特征在于，所述默认电压值为所述发光二极管串的所述供应电压。
13.一种显示系统，其特征在于，包含有：
一发光组件；以及
一驱动电路，其中所述驱动电路包含有：
一端点，用来连接一发光组件；
一电流控制电路，耦接于所述端点，用来根据一脉宽调变信号以选择性地提供一电流至所述发光组件；
一保护电路，耦接于所述端点，用来根据一控制信号以选择性地开启以抑制所述端点上的电压，以使得所述端点上的电压维持在一默认电压值，其中当所述端点上的电压维持在所述默认电压值时，所述发光组件不会有电流流过；以及
一时序控制器，用来产生所述脉宽调变信号与所述控制信号；
其中所述发光组件为一发光二极管串，所述发光二极管串包含M个发光二极管，所述默认电压值位于(VLED-M*Vf)与(VLED+M*Vr)之间，其中M为大于或等于1的正整数、VLED为所述发光二极管串的一供应电压、Vf为每一个发光二极管的一正向偏压、且Vr为每一个发光二极管的一逆向偏压。
14.如权利要求13所述的显示系统，其特征在于，当所述时序控制器所产生的所述脉宽调变信号的准位开始变换，而使得所述电流控制电路开始不提供所述电流至所述发光组件时，所述时序控制器产生所述控制信号以开启所述保护电路来抑制所述端点上的电压；以及当所述时序控制器所产生的所述脉宽调变信号的准位开始变换，而使得所述电流控制电路开始提供所述电流至所述发光组件时，所述时序控制器产生所述控制信号以关闭所述保护电路。
15.如权利要求14所述的显示系统，其特征在于，所述时序控制器接收一输入信号，并根据所述输入信号以产生所述脉宽调变信号以及所述控制信号。
16.如权利要求14所述的显示系统，其特征在于，所述时序控制器产生所述控制信号以开启所述保护电路来抑制所述端点上的电压的时间点早于所述脉宽调变信号的准位开始变换，而使得所述电流控制电路开始不提供所述电流至所述发光组件时的时间点；以及所述时序控制器产生所述控制信号以关闭所述保护电路的时间点早于所述脉宽调变信号的准位开始变换，而使得所述电流控制电路开始提供所述电流至所述发光组件时的时间点。
17.如权利要求16所述的显示系统，其特征在于，所述时序控制器接收一输入信号，并对所述输入信号进行延迟操作以产生所述脉宽调变信号，以及所述时序控制器根据所述输入信号来产生所述控制信号。
18.如权利要求13所述的显示系统，其特征在于，所述默认电压值为所述发光二极管串的所述供应电压。
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