專利名稱：脈寬調變驅動裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于脈寬調變驅動裝置，特別是有關
于具有過電壓 (over voltage) /低電壓 (under voltage)保護的脈寬調變驅動裝置。
背景技術：
在發(fā)光二極管(light emitting diode， LED)的 應用中，傳統(tǒng)上可使用輸出脈寬調變(pulse width modulation, P WM )信號的驅動裝置來驅動發(fā)光二極管。 一般而言，驅動裝置會產(chǎn)生驅動信號至發(fā)光二極管， 并由偵測來自發(fā)光二極管的回饋信號來判斷發(fā)光二極 管是否正常。當回饋信號具有較高電壓時，驅動裝置 會啟動過電壓保護，而當回饋信號具有較低電壓時， 驅動裝置會啟動低電壓保護。
一般而言，驅動裝置是操作在導通/不導通 (on/off )模式下。舉例來說，當驅動裝置的致能 (enable)信號為高邏輯位準時，驅動裝置可輸出脈寬調變信號。反之，當驅動裝置的致能信號為低邏輯
位準時，驅動裝置停止輸出脈寬調變信號。然而，當
驅動裝置操作在調光控制(dimming control)模式下
時，致能信號為脈波信號。因此，對驅動裝置而言
驅動信號的產(chǎn)生以及過電壓/低電壓保護的啟動將石
變得復雜

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，提供 一 種脈寬調變馬l區(qū)動裝置，員有過電壓/低電壓保護的脈寬調變驅動裝置，其可以
產(chǎn)生驅動信號至 一 負載。
本發(fā)明提供 一 種脈寬調變驅動裝置，用以產(chǎn)生
驅動信號至一負載，其特征在于，包括
驅動單元，用以根據(jù) 一 脈寬調變信號以及一
制信號而提供該驅動信號；
脈波產(chǎn)生單元，用以根據(jù)來自該負載的一回々蟲 t"貝
信號而產(chǎn)生該脈寬調變信號；以及
控制單元，用以根據(jù) 一 致能信號以及該回饋信
號而產(chǎn)生該控制信號，其中當在 一 第一時間期間內該
致能信號為一第 一 邏輯位準且該回饋信號小于一第一
既定電壓時，該控制單元產(chǎn)生該控制信號以控制該驅
動單元停止輸出該驅動信號，以及當在一第三時間期間內該致能信號為 一 第二邏輯位準時，該控制單元產(chǎn) 生 一 重置信號以重置該驅動單元以及該脈波產(chǎn)生單 元。
其中該脈波產(chǎn)生單元包括
信號生器，用以產(chǎn)生一三角波信號；
放大器，用以根據(jù)一第二既定電壓以及該回饋
信而生參考電壓以及
比較器，用以根據(jù)該三角波信號以及該參考電
壓而產(chǎn)生該脈寬調變信號
苴 z 、中還包括偵測單元，其中當該回饋信號小于
該第既定電壓時該偵測單元產(chǎn)生 一 觸發(fā)信號。
中該致能信號為脈波信號。
中該第時間期間小于該第二時間期間。
中該控制單元包括:
反向器，用以接收該致能信號而產(chǎn)生一第一信
號
互斥或門，用以接收該第 一 信號以及該觸發(fā)信
號而產(chǎn)生第信號;
延遲單元，用以延遲該第 一 信號而產(chǎn)生第二二
信號;
或門用以接Ll夂該第三信號以及該重置信號而產(chǎn)生—■第四信號
選擇單元，用以根據(jù)該第三信號而選擇該第二
信號以及該第四信號的一種以輸出一第五信號；以及
計時單元，用以計數(shù)時間并根據(jù)該第五信號以
及該第乂士 口 1曰5而產(chǎn)生該重置信號以及該控制信號。
苴 z 、中當該計時單元計數(shù)時間至該第 一 時間期間吋
產(chǎn)生該控制信號，以及當該計時單元計數(shù)時間至該第
時間期間時產(chǎn)生該重置信號。
中該選擇單元包括開關以及多工器的一種。
中該計時單元包括
定時器，用以根據(jù)該第五信號而計數(shù)時間以產(chǎn)
生第六信號以及該控制信號；以及
與門，用以接收該第 一 信號以及該第六信號而
產(chǎn)生該重置信號
中該計時單元還包括 一 鎖存器，用以儲存該控
制信號
3中該定時器是根據(jù) 一 停止信號而停止計數(shù)時間。
其中該控制單元包括
一反向器，用以接收該致能信號而產(chǎn)生一第七信
號；一第一或門，用以接收該第七信號以及該重置信
號而產(chǎn)生一第八信號
一第二或門，用以接收該觸發(fā)信號以及該重置信
號而產(chǎn)生一第九信號
一第一計時單元，用以計數(shù)時間并根據(jù)該第九信
號而產(chǎn)生該控制信號;以及
一第二計時單元，用以計數(shù)時間并根據(jù)該第八信
號以及該第七信號而產(chǎn)生該重置信號
其中當該第 一 計時單元計數(shù)時間至該第一時間期
間時產(chǎn)生該控制信號，以及當該第二計時單元計數(shù)時
間至該第二時間期間時產(chǎn)生該重置信號'
g巾該第 一 計時單元包括
一定時器，用以根據(jù)該第八信號而計數(shù)時間以產(chǎn)
生 一 第十信號；以及
一與門，用以接收該第七信號以及該第十信號而
產(chǎn)生該重置信號。
g巾該第二計時單元包括 一 鎖存器，用以儲存該
控制信號
g巾當在 一 第三時間期間內該致能信號為該一第
一邏輯位準且該回饋信號大于 一 第三既定電壓時，該
控制單元產(chǎn)生該控制信號以控制該驅動單元停止輸出該驅動信號。
p付圖說明
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點、能
更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，并配合附圖，
作詳細說明如下，其中
圖i是顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的脈寬調變
驅動系統(tǒng)
圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明--實施例所述的控制單
元
圖3A及圖3B是顯示圖2實施例所述的波形圖
圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明另一實施例所述的控制單
元以及
圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明又一實施例所述的控制單兀。
具體實施例方式
實施例


圖1是顯示根據(jù)本發(fā) 驅動系統(tǒng)100 。本實施
0包括 一 負載110以j
一實施例所述的脈寬調變
的脈寬調變驅動系統(tǒng)10
-脈寬調變驅動裝置1
120 ，其中脈寬調變驅動裝置120可根據(jù)致能信號SEA
而產(chǎn)生驅動信號Sdrive至負載1 1 0 ，并從負載1 1 0 接收回饋信號SFB以偵測負載1 1 0的工作狀態(tài)。舉例 來說，當致能信號SEA為高邏輯位準時，可啟動脈寬調 變驅動裝置1 2 0以產(chǎn)生驅動信號Sdrive。此外，致能
信號SEA亦可為脈波信號。再者，驅動信號Sdnve可先
通過直流對直流轉換器(DC/DC converter)進行升壓 后再傳送給負載1 1 0 。
如圖1所顯示，脈寬調變驅動裝置1 2 0包括一 驅動單元1 3 0 、 一脈波產(chǎn)生單元1 4 0 、 一控制單 元1 5 0以及 一 偵測單元1 6 0 。其中，驅動單元]
3 0可根據(jù)脈寬調變信號 SPWM而提供驅動信號 Sdrlve 至負載1 1 0 。脈波產(chǎn)生單元1 4 0包括 一 比較器1
4 2、 一信號產(chǎn)生器l 4 4以及一放大器1 4 6。信 號產(chǎn)生器l 4 4產(chǎn)生信號Sc至比較器l 4 2的正輸入 端，本實施例的信號Sc為三角波信號。放大器1 4 6
可根據(jù)回饋信號SFB以及電壓Vi而產(chǎn)生參考電壓Vref
至比較器l 4 2的負輸入端。接著，比較器l 4 2會
根據(jù)信號Sc以及參考電壓Vref而產(chǎn)生脈寬調變信號
SPWM至驅動單元1 3 0 。然后，驅動單元1 3 0可根據(jù)
控制信號Setrl而決定是否輸出驅動信號Sdrive 。在本
實施例中，放大器1 4 6為誤差放大器 (erroramplifier),負載l 1 0為發(fā)光二極管。
并且請參閱圖3 A所示，當回饋信號SFB的電壓小 于 一 電壓 VL (例如0.2 5 V)時，偵測單元1 6 0 會產(chǎn)生觸發(fā)信號Strigger至控制單元1 5 0 。通過觸發(fā) 信號Strigger，控制單元1 5 0可知道目前負載1 1 0 的工作狀態(tài)是不正常。舉例來說，當回饋信號SFB的電
壓小于電壓VL時，觸發(fā)信號Strigger為高邏輯位準；否
則，觸發(fā)信號strigger為低邏輯位準。控制單元1 5 o
可根據(jù)致能信號SEA以及觸發(fā)信號Strigger而產(chǎn)生控制 信號Sctrl以及重置信號Sreset，其中重置信號SreSe,
會重置(reset)脈寬調變驅動裝置1 2 0內的單元， 例如驅動單元1 3 0 、脈波產(chǎn)生單元1 4 Q或是偵
測單元160等。在本實施例中，重置信號Sreset可關
閉(turn off)脈寬調變驅動裝置1 2 0內全部單元 的功能。
在脈寬調變驅動裝置1 2 0中，當致能信號SEA在 時間期間Treset (例如2 0 ms )內仍維持為低邏輯位準， 則控制單元1 5 0會產(chǎn)生重置信號Sreset給其它單元， 其中時間期間Treset可根據(jù)負載l 1 0的不同應用而 決定。值得注意的是，當致能信號SEA為脈波信號時， 致能信號SEA為低邏輯位準的時間要小于時間期間
T r 6 s 6 t o圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明 一 實施例所述的控制單元
2 0 0 ?？刂茊卧? 0 0包括 一 反向器2 1 0 、 一互 斥或門2 2 0、 一延遲單元2 30、 一或門2 4 、 一選擇單元2 5 0以及一計時單元2 6 0 。其中，選 擇單元2 5 0包括二開關2 5 2、2 5 6以及反向器 2 5 4 。選擇單元2 5 0可根據(jù)信號S3而選擇信號S2
以及信號S4的 一 種以作為信號S5 。在此實施例中，當 開關2 5 2以及開關2 5 6的控制端所接收到的致能
信號SEA為低邏輯位準時，在延遲單元2 3 0所產(chǎn)生的 一延遲時間At內，開關2 5 2開啟，然后經(jīng)過延遲 時間At后，開關2 5 6被導通，以控制定時器2 6 2 。計時單元2 6 0包括 一 定時器2 6 2與 一 與門2 6 4 。在此實施例中，當定時器2 6 2接收到高邏輯 位準的信號S 5時，開始計數(shù)時間。
在第2圖中，首先，致能信號SEA由低邏輯位準
變成高邏輯位準以啟動脈寬調變驅動裝置(如第1圖 脈寬調變驅動裝置1 2 0所顯示)內的控制單元2 0 0 。在控制單元2 0 0內，反向器2 1 0接受致能信
號SEA并產(chǎn)生信號其中信號Si為低邏輯位準。接
著，延遲單元2 3 O延遲信號Si而產(chǎn)生信號S3，其中 所延遲的時間可根據(jù)不同應用而調整。由于信號S 3為 低邏輯位準，開關2 5 2導通而開關2 5 6不導通。接著，當回饋信號SFB的電壓小于電壓Vi^時，觸發(fā)信 號Strigger會從低邏輯位準變成高邏輯位準。接著，信 號S2以及信號S5亦會從低邏輯位準變成高邏輯位準。
由于信號S5為高邏輯位準，定時器2 6 2開始計數(shù)吋 間。若定時器2 6 2尚未計數(shù)至時間期間Tctr(例如 0 . 5 ms)且觸發(fā)信號Strigger變成低邏輯位準(即回 饋信號SFB的電壓大于或等于電壓VO時，信號S5會 變成低邏輯位準，則定時器2 6 2會停止計數(shù)時間， 如圖3 A中箭頭A所顯示。相反地，若定時器2 6 2計
數(shù)至時間期間T"n且觸發(fā)信號Strigger仍為高邏輯位 準時，定時器2 6 2會輸出高邏輯位準的控制信號
Sctrl至驅動單元1 3 0以停止輸出驅動信號Sdrive，如 圖3B中箭頭B所顯示。因此，脈寬調變驅動裝置12
0對負載1 1 0執(zhí)行低電壓保護直到控制單元1 5 0 發(fā)出重置信號Sreset。在本實施例中，當回饋信號SFB 的電壓大于電壓VH (例如1 . 5 V )時，偵測單元1
6 0亦會產(chǎn)生高邏輯位準的觸發(fā)信號Strigger以便執(zhí)行
過電壓保護并停止輸出驅動信號Sdrive。在 一 實施例中，
執(zhí)行過電壓保護所需計數(shù)的時間期間Tctrl小于低電壓 保護所需計數(shù)的時間期間T"rl 。
接著，同時參考圖2以及圖3 B ，在停止輸出驅動 信號Sdrive之后，當致能信號SEA由高邏輯位準變成低邏輯位準時，信號Si變成高邏輯位準。接著，信號S2 以及信號S5會從高邏輯位準變成低邏輯位準。在延遲
時間A t內，開關2 5 2仍然導通，且由于信號S5為低 邏輯位準，致使定時器2 6 2停止計數(shù)時間。接著， 經(jīng)過延遲單元2 3 0所提供的延遲時間At之后，信 號S3以及信號S4依序變成高邏輯位準。由于信號S:; 為高邏輯位準，開關2 5 2不導通而開關2 5 6導通。
因此，信號S5會從低邏輯位準變成高邏輯位準，而定 時器2 6 2將開始計數(shù)時間。若定時器2 6 2計數(shù)至
時間期間Treset且致能信號SEA仍為低邏輯位準時，定
時器2 6 2會輸出高邏輯位準的信號S6至與門2 6 4 ，如圖3 B中箭頭C所顯示。接著，與門2 6 4可根
據(jù)信號S6以及信號Si而產(chǎn)生重置信號Sreset以重置(或 重新啟動)脈寬調變驅動裝置內的其它單元并解除過
電壓或是低電壓保護，其中重置信號Sreset為高邏輯位 準。在實施例中，時間期間Treset是大于時間期間T e t r )。 圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明又 一 實施例所述的控制單
元3 0 0。在圖4中，選擇單元3 5 0是由多工器所 組成，其可根據(jù)信號S3而選擇信號S2以及信號S4的一 種以作為信號S5 。此外，計時單元3 6 0包括定時器 36 2、與門3 6 4、與門3 6 6以及鎖存器(latch) 3 6 8 ，其中可使用鎖存器3 6 8來儲存控制信號Sctrl。再者，除了信號S5之外，計時單元360亦可 根據(jù)信號Sst。p而決定是否計數(shù)時間，其中信號SstQP 可由使用者設定，或是由其它偵測電路所產(chǎn)生。舉例 來說，當脈寬調變驅動裝置的操作電壓不正常時，信 號Sst。p為低邏輯位準；直到操作電壓正常時，信號Sst。P 會變?yōu)楦哌壿嬑粶省?br> 圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明另 一 實施例所述的控制單
元400 。在控制單元400中，時間期間Treset以及
時間期間Tctrl是分別由不同的定時器所計數(shù)?？刂茊?元4 0 0包括反向器4 1 D 、或門4 2 0 、或門4 3 0 、計時單元4 4 0以及計時單元4 5 0 。計時單元 4 4 0包括定時器4 4 2與與門4 4 4 ， 而計時單元 4 5 0包括定時器4 5 2與鎖存器4 5 4。首先，當 致能信號SEA為高邏輯位準時，信號S7為低邏輯位準，
則重置信號Sreset為低邏輯位準。接著，當回饋信號
SFB的電壓小于電壓VL或回饋信號SFB的電壓大于電壓 VH時，觸發(fā)信號Strigger會從低邏輯位準變成高邏輯位
準。當Sreset為低邏輯位準而觸發(fā)信號Strigger為高邏
輯位準時，或門4 3 0產(chǎn)生高邏輯位準的信號S9 。由 于信號s9為高邏輯位準，定時器4 5 2開始計數(shù)時間。 若定時器4 5 2尚未計數(shù)至時間期間Tctrl且觸發(fā)信號 Strigger變成低邏輯位準時，定時器4 5 2會停止計數(shù)時間。相反地，若定時器4 5 2計數(shù)至時間期間 Tc t,」 且觸發(fā)信號Strigger仍為高邏輯位準時，計時單元4 5 0會輸出高邏輯位準的控制信號Sctrl至驅動單元以停
止輸出驅動信號Sdrive 。再者，在停止輸出驅動信號
Sdrive之后，當致能信號SEA由高邏輯位準變成低邏輯 位準時，信號S7變成高邏輯位準。接著，信號Ss會從
低邏輯位準變成高邏輯位準。由于信號S8為高邏輯位 準，定時器4 4 2便開始計數(shù)時間。若定時器4 4 2
尚未計數(shù)至時間期間Treset且致能信號SEA變成高邏輯
位準時，定時器442會停止計數(shù)時間。相反地，若
定時器442計數(shù)至時間期間Treset且致能信號S仍
為低邏輯位準時，計時單元4 4 0會輸出高邏輯位準
的控制信號Sreset以重置脈寬調變驅動裝置內的廣> ■' 匕
單元并解除過電壓/低電壓保護。
本發(fā)明雖以較佳實施例揭露如上，然其并非用以
限定本發(fā)明的范圍，任何熟習此項技術者， 在不脫
本發(fā)明的精神和范圍內，當可做些許的更動與潤飾
因此本發(fā)明的保護范圍當視權利要求范圍所界定的為準。
權利要求
1. 一種脈寬調變驅動裝置，用以產(chǎn)生一驅動信號至一負載，其特征在于，包括一驅動單元，用以根據(jù)一脈寬調變信號以及一控制信號而提供該驅動信號；一脈波產(chǎn)生單元，用以根據(jù)來自該負載的一回饋信號而產(chǎn)生該脈寬調變信號；以及一控制單元，用以根據(jù)一致能信號以及該回饋信號而產(chǎn)生該控制信號，其中當在一第一時間期間內該致能信號為一第一邏輯位準且該回饋信號小于一第一既定電壓時，該控制單元產(chǎn)生該控制信號以控制該驅動單元停止輸出該驅動信號，以及當在一第二時間期間內該致能信號為一第二邏輯位準時，該控制單元產(chǎn)生一重置信號以重置該驅動單元以及該脈波產(chǎn)生單元。
2. .如權利要求1所述的脈寬調變驅動裝置，其特 征在于，其中該脈波產(chǎn)生單元包括一信號產(chǎn)生器，用以產(chǎn)生一三角波信號；一放大器，用以根據(jù)一第二既定電壓以及該回饋 信號而產(chǎn)生一參考電壓；以及一比較器，用以根據(jù)該三角波信號以及該參考電 壓而產(chǎn)生該脈寬調變信號。
3. .如權利要求1所述的脈寬調變驅動裝置，其特 征在于，其中還包括 一 偵測單元，其中當該回饋信號 小于該第 一 既定電壓時該偵測單元產(chǎn)生 一 觸發(fā)信號。
4. .如權利要求1所述的脈寬調變驅動裝置，其特 征在于，其中該致能信號為 一 脈波信號。
5. .如權利要求1所述的脈寬調變驅動裝置，其特 征在于，其中該第 一 時間期間小于該第二時間期間。
6. .如權利要求3所述的脈寬調變驅動裝置，其特征在于，中i亥控制單元包括反向器，用以接收該致能信號而產(chǎn)生一第 一 信號互斥或門，用以接收該第一信號以及該觸發(fā)信號而產(chǎn)生第信號；延遲單元，用以延遲該第一信號而產(chǎn)生一第三信號；或門，用以接收該第三信號以及該重置信號而產(chǎn)生一第四信號選擇單元，用以根據(jù)該第三信號而選擇該第二信號以及該第四信號的 一 種以輸出一第五'信號;;以及一計時單元，用以計數(shù)時間并根據(jù)該第五信號以及該第 一 信號而產(chǎn)生該重置信號以及該控制信號。
7.如權利要求6所述的脈寬調變驅動裝置，其特 征在于，其中當該計時單元計數(shù)時間至該第 一 時間期 間時產(chǎn)生該控制信號，以及當該計時單元計數(shù)時間至 該第二時間期間時產(chǎn)生該重置信號。
8.如權利要求6所述的脈寬調變驅動裝置，其特征在于，其中該選擇單元包括開關以及多工器的一種。
9.如權利要求6所述的脈寬調變驅動裝置，其特征在于，其中該計時單元包括定時器，用以根據(jù)該第五信號而計數(shù)時間以廣生第六信號以及該控制信號；以及與門，用以接收該第 一 信號以及該第六信號而生該重置信號。
10.如權利要求9所述的脈寬調變驅動裝置、特征在于，其中該計時單元還包括一鎖存器，用以儲存該控制/士 口 1曰5 。
11.如權利要求9所述的脈寬調變驅動裝置苴 7 、特征在于，其中該定時器是根據(jù) 一 停止信號而止計數(shù)時間
12.如權利要求3所述的脈寬調變驅動裝置苴 z 、特征在于，其中該控制單元包括一反向器，用以接收該致能信號而產(chǎn)生一第七信號 一第 一 或門，用以接收該第七信號以及該重置信 號而產(chǎn)生一第八信號；一第二或門，用以接收該觸發(fā)信號以及該重置信 號而產(chǎn)生一第九信號；一第 一 計時單元，用以計數(shù)時間并根據(jù)該第九信 號而產(chǎn)生該控制信號；以及一第二計時單元，用以計數(shù)時間并根據(jù)該第八信 號以及該第七信號而產(chǎn)生該重置信號。
13.加權利要求1 2所述的脈寬調變驅動裝置， 其特征在于，其中當該第 一 計時單元計數(shù)時間至該第 一時間期間時產(chǎn)生該控制信號，以及當該第二計時單 元計數(shù)時間至該第二時間期間時產(chǎn)生該重置信號。
14.如權利要求1 2所述的脈寬調變驅動裝置， 其特征在于，其中該第 一 計時單元包括-一定時器，用以根據(jù)該第八信號而計數(shù)時間以產(chǎn) 生 一 第十信號；以及一與門，用以接收該第七信號以及該第十信號而 產(chǎn)生該重置信號。
15.如權利要求1 2所述的脈寬調變驅動裝置，其特征在于，其中該第二計時單元包括 一 鎖存器，用 以儲存該控制信號。
16.如權利要求1所述的脈寬調變驅動裝置，其特征在于，其中當在 一 第三時間期間內該致能信號為該 一 第 一 邏輯位準且該回饋信號大于 一 第三既定電壓 時，該控制單元產(chǎn)生該控制信號以控制該驅動單元停 止輸出該驅動信號。
全文摘要
一種脈寬調變驅動裝置，用以產(chǎn)生驅動信號至負載。驅動單元是根據(jù)脈寬調變信號以及控制信號而提供驅動信號。脈波產(chǎn)生單元是根據(jù)來自負載的回饋信號而產(chǎn)生脈寬調變信號?？刂茊卧歉鶕?jù)致能信號以及回饋信號而產(chǎn)生控制信號。當在第一時間期間內致能信號為第一邏輯位準且回饋信號小于第一既定電壓時，控制單元產(chǎn)生控制信號以控制驅動單元停止輸出驅動信號，以及當在第二時間期間內致能信號為第二邏輯位準時，控制單元產(chǎn)生重置信號以重置驅動單元以及脈波產(chǎn)生單元。
文檔編號H05B37/02GK101437339SQ200710188709
公開日2009年5月20日 申請日期2007年11月15日 優(yōu)先權日2007年11月15日
發(fā)明者鄭凱旭 申請人:碩頡科技股份有限公司