发光二极管的短路保护电路、短路保护方法及其驱动装置

摘要

本发明提供一种发光二极管的短路保护电路、短路保护方法及其驱动装置。一种发光二极管的短路保护电路，其适于对多个发光二极管串进行短路保护。所述短路保护电路包括短路保护单元以及控制单元。短路保护单元耦接所述多个发光二极管串，用以执行短路保护机制。控制单元耦接短路保护单元与发光二极管串，用以依据反馈电压与补偿电压至少其中之一控制短路保护单元，以决定是否触发短路保护机制，其中反馈电压依据所述多个发光二极管串其中之一的跨压而产生，补偿电压依据反馈电压与参考电压的比较结果而产生，并且补偿电压用以控制所述多个发光二极管串的电源供应。

说明书

技术领域

本发明是有关于一种短路保护电路、短路保护方法及其电子装置， 且特别是有关于一种发光二极管的短路保护电路、短路保护方法及其驱 动装置。

背景技术

随着半导体技术的进步，发光二极管(light emitting diode，LED)的 发光亮度与发光效率持续地提升。发光二极管是一种新型态的冷光源， 具有使用寿命长、体积小、用电省、污染低、高可靠度、适合量产等优 点，而且发光二极管所能应用的领域十分广泛(例如：照明装置 (illumination apparatus)、液晶显示器(liquid crystal display，LCD)或 者大型广告看板的背光源(backlight source)等)。

在现今的发光二极管驱动装置中，一般现行经常采用的技术为以脉 宽调变架构为基础(PWM-based)的升压电路(boost circuit)或者降压 电路(buck circuit)的驱动电路架构。然而，无论是采用何者，针对发 光二极管发生短路(short circuit)时的保护措施都不甚完善。详细而言， 由于发光二极管驱动装置中会针对多种不同的状态设定对应的保护机 制，例如过电压保护、过温度保护或低电压锁定等，其中每一个保护机 制在进行时都会对发光二极管的电流电压特性产生一定的影响。因此， 当发光二极管模组位于同时具有多种不同异常状态(例如部分发光二极 管发生短路且另一部分发光二极管发生开路)的操作态样时，即可能会 造成短路保护机制与其他保护机制相互影响而发生误动作。若是短路的 情形无法正确的被检测与保护，则有可能会造成发光二极管驱动装置内 的部份零件的损毁，甚至还有可能会引发发光二极管驱动装置内的部份 零件的起火燃烧。

发明内容

本发明提供一种发光二极管的短路保护电路、短路保护方法及其驱动装 置，其可在发光二极管任何操作态样下，皆正确地执行短路保护机制。

本发明提出一种发光二极管的短路保护电路，其适于对多个发光二极管 串进行短路保护。所述短路保护电路包括短路保护单元以及控制单元。短路 保护单元耦接所述多个发光二极管串，用以执行短路保护机制。控制单元耦 接短路保护单元与所述多个发光二极管串，用以依据反馈电压与补偿电压至 少其中之一控制短路保护单元，以决定是否触发短路保护机制，其中反馈电 压依据所述多个发光二极管串其中之一的跨压而产生，补偿电压依据反馈电 压与参考电压的比较结果而产生，并且补偿电压用以控制所述多个发光二极 管串的电源供应。

在本发明一实施例中，短路保护单元包括多个检测单元。检测单元分别 耦接发光二极管串，用以在短路保护机制被触发时，检测各个发光二极管串 的阴极端电压是否大于保护电压，其中当检测单元判断对应的发光二极管串 的阴极端电压大于保护电压时，检测单元禁止电流流经对应的发光二极管串。

在本发明一实施例中，反馈电压为选自所述多个发光二极管串的阴极端 电压的最小值。

在本发明一实施例中，控制单元包括第一比较器、第二比较器以及与门。 第一比较器用以比较反馈电压与第一电压，并据以产生第一比较信号。第二 比较器用以比较补偿电压与第二电压，并据以产生第二比较信号。与门耦接 第一比较器与第二比较器，用以依据第一比较信号与第二比较信号产生第一 逻辑信号。

在本发明一实施例中，当反馈电压大于第一电压且补偿电压小于第二电 压时，与门依据第一比较信号与第二比较信号产生致能的第一逻辑信号以触 发短路保护机制。

在本发明一实施例中，控制单元还包括判断电路以及或门。判断电路用 以判断反馈电压是否实质上等于参考电压，并据以产生判断信号，其中当反 馈电压实质上等于参考电压时，判断电路产生致能的判断信号。或门耦接与 门与判断电路，用以依据第一逻辑信号与判断信号产生第二逻辑信号。

在本发明一实施例中，当第一逻辑信号与判断信号至少其中之一为致能 时，或门产生致能的第二逻辑信号以触发短路保护机制。

在本发明一实施例中，控制单元包括第一比较器以及第一延迟单元。第 一比较器用以比较反馈电压与第一电压，并据以产生第一比较信号。第一延 迟单元耦接第一比较器，用以延迟第一比较信号。

在本发明一实施例中，当反馈电压大于第一电压时，第一比较器产生致 能的第一比较信号，第一延迟单元在一第一延迟期间后，输出致能的第一比 较信号以触发短路保护机制。

在本发明一实施例中，控制单元还包括判断电路以及或门。判断电路用 以判断反馈电压是否实质上等于参考电压，并据以产生判断信号，其中当反 馈电压实质上等于参考电压时，判断电路产生致能的判断信号。或门耦接第 一延迟单元与判断电路，用以依据第一延迟单元所输出的信号与判断信号产 生逻辑信号。

在本发明一实施例中，当第一比较信号与判断信号至少其中之一为致能 时，或门产生致能的逻辑信号以触发短路保护机制。

在本发明一实施例中，控制单元包括第二比较器以及第二延迟单元。第 二比较器用以比较补偿电压与第二电压，并据以产生第二比较信号。第二延 迟单元耦接第二比较器，用以延迟第二比较信号。

在本发明一实施例中，当补偿电压小于第二电压时，第二比较器产生致 能的第二比较信号，第二延迟单元在第二延迟期间后，输出致能的第二比较 信号以触发短路保护机制。

在本发明一实施例中，控制单元还包括判断电路以及或门。判断电路用 以判断反馈电压是否实质上等于参考电压，并据以产生判断信号，其中当反 馈电压实质上等于参考电压时，判断电路产生致能的判断信号。或门耦接第 二延迟单元与判断电路，用以依据第二延迟单元所输出的信号与判断信号产 生逻辑信号。

在本发明一实施例中，当第二比较信号与判断信号至少其中之一为致能 时，或门产生致能的逻辑信号以触发短路保护机制。

本发明提出一种发光二极管驱动装置，其适于驱动多个发光二极管串。 所述发光二极管驱动装置包括驱动电路以及短路保护电路。驱动电路耦接所 述多个发光二极管串，用以依据补偿电压控制所述多个发光二极管串的电源 供应，其中驱动电路依据所述多个发光二极管串的跨压而产生反馈电压，并 且依据反馈电压与参考电压的比较结果而产生补偿电压。短路保护电路耦接 驱动电路与所述多个发光二极管串，用以对所述多个发光二极管串进行短路 保护。所述短路保护电路包括短路保护单元以及控制单元。短路保护单元耦 接所述多个发光二极管串，用以执行短路保护机制，以禁止电流流经短路的 发光二极管串。控制单元耦接短路保护单元与所述多个发光二极管串，用以 依据反馈电压与补偿电压至少其中之一而控制短路保护单元，以决定是否触 发短路保护机制，其中反馈电压依据所述多个发光二极管串其中之一的跨压 而产生，补偿电压依据反馈电压与参考电压的比较结果而产生，并且补偿电 压用以控制所述多个发光二极管串的电源供应。

在本发明一实施例中，驱动电路检测所述多个发光二极管串的阴极端电 压，并且选择所述多个发光二极管串的阴极端电压的最小值作为反馈电压。

本发明提出一种发光二极管的短路保护方法，包括：依据多个发光二极 管串其中之一的跨压产生反馈电压；依据反馈电压与参考电压的比较结果产 生补偿电压，其中补偿电压用以控制所述多个发光二极管串的电源供应；以 及依据反馈电压与补偿电压至少其中之一决定是否触发短路保护机制，以禁 止电流流经短路的发光二极管串。

在本发明一实施例中，依据所述多个发光二极管串其中之一的跨压产生 反馈电压的步骤包括：检测所述多个发光二极管串的阴极端电压；以及选择 所述多个发光二极管串的阴极端电压的最小值作为反馈电压。

在本发明一实施例中，依据反馈电压与补偿电压至少其中之一决定是否 触发短路保护机制的步骤包括：比较反馈电压是否大于第一电压，并且比较 补偿电压是否小于第二电压；以及当反馈电压大于第一电压且补偿电压小于 第二电压时，触发短路保护机制。

在本发明一实施例中，依据反馈电压与补偿电压至少其中之一决定是否 触发短路保护机制的步骤包括：比较反馈电压是否大于第一电压；以及当反 馈电压大于第一电压时，于第一延迟时间后触发短路保护机制。

在本发明一实施例中，依据反馈电压与补偿电压至少其中之一决定是否 触发短路保护机制的步骤包括：比较补偿电压是否小于第二电压；以及当补 偿电压小于第二电压时，于第二延迟时间后触发短路保护机制。

在本发明一实施例中，依据反馈电压与补偿电压至少其中之一决定是否 触发短路保护机制的步骤包括：判断反馈电压是否实质上等于参考电压；以 及当反馈电压实质上等于参考电压时，触发短路保护机制。

在本发明一实施例中，当短路保护机制被触发时，短路保护方法还包括： 检测各个发光二极管串的阴极端电压是否大于保护电压；以及当发光二极管 串的阴极端电压大于保护电压时，禁止电流流经对应的发光二极管串。

基于上述，本发明实施例提出一种发光二极管的短路保护电路、短路保 护方法及其驱动装置。所述的短路保护电路可依据驱动电路中的特定参数状 态来作为触发短路保护机制的依据，以避免发光二极管在不同操作态样下可 能造成的误动作。

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 附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例的发光二极管驱动装置的示意图；

图2为本发明一实施例的发光二极管的短路保护电路的示意图；

图3A～3D为依照图2实施例的发光二极管驱动装置的信号时序示意图；

图4A为本发明另一实施例的发光二极管的短路保护电路的示意图；

图4B为本发明另一实施例的发光二极管的短路保护电路的示意图；

图5为依照图4A实施例的发光二极管驱动装置的信号时序示意图；

图6为本发明另一实施例的发光二极管的短路保护电路的示意图；

图7为依照图6实施例的发光二极管驱动装置的信号时序示意图；

图8为本发明另一实施例的发光二极管的短路保护电路的示意图；

图9为依照图8实施例的发光二极管驱动装置的信号时序示意图；

图10为本发明一实施例的发光二极管的短路保护方法的步骤流程图；

图11为本发明另一实施例的发光二极管的短路保护方法的步骤流程图；

图12为本发明另一实施例的发光二极管的短路保护方法的步骤流程图；

图13为本发明另一实施例的发光二极管的短路保护方法的步骤流程图。

附图标记说明：

100：发光二极管驱动装置；

110：驱动电路；

120、220、420、420’、620、820：短路保护电路；

122、222、422、422’、622、822：控制单元；

124、224：短路保护单元；

AG：与门；

C1～Cn：信号；

COM、COM1、COM2：比较器；

CR1～CRn：电流调节器；

CRC：电流调节电路；

CS1、CS2：比较信号；

DC：判断电路；

DCON：驱动控制器；

DT1～DTn：检测单元；

DS：判断信号；

DU1、DU2：延迟单元；

DLY1、DLY2：延迟期间；

ENA：启动信号；

FBC：反馈补偿电路；

LED1～LEDn：发光二极管串；

LS1、LS2：逻辑信号；

OG：或门；

PWR：电源；

Rs：电阻；

S1000～S1020、S1100～S1112、S1206～S1208、S1306～S1308：步骤；

SW1～SWn：开关；

te、to、ts、ts’、ts”：时间；

V1：第一电压；

V2：第二电压；

Vbus：驱动电压；

Vcomp：补偿电压；

Vd1～Vdn：阴极端电压；

Vfb：反馈电压；

Vref：参考电压；

Vpro：保护电压；

Vovp：过压保护电压；

VS：电压选择器。

具体实施方式

图1为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适于驱动多个发光二极管串LED1～LEDn。每一发光 二极管串LED1～LEDn可由相互串接的多个发光二极管组成，其中发光二极 管串LED1～LEDn的数量(即n值)与每一发光二极管串LED1～LEDn中的 发光二极管数量可根据需求而设计，本发明不以此为限。请参照图1，发光 二极管驱动装置100包括驱动电路110以及短路保护电路120。驱动电路110 耦接发光二极管串LED1～LEDn，以依据启动信号ENA来对发光二极管串 LED1～LEDn进行电源供应，并据以点亮发光二极管串LED1～LEDn。短路保 护电路120耦接驱动电路110与发光二极管串LED1～LEDn，用以对发光二极 管串LED1～LEDn进行短路保护。

在本实施例中，驱动电路110为以图1所示出的电源PWR、驱动控制器 DCON、反馈补偿电路FBC以及电流调节电路CRC所组成的电路架构为例 来进行说明，但本发明不以此为限。电源PWR提供驱动电压Vbus至各个发 光二极管串LED1～LEDn的阳极端，使得各个发光二极管串LED1～LEDn反 应于驱动电压Vbus而产生流经各个发光二极管串LED1～LEDn的电流 IS1～ISn。电流调节电路CRC受控于驱动控制器DCON，其可通过控制串接 于各个发光二极管串LED1～LEDn的开关SW1～SWn的导通程度以调节各个 发光二极管串LED1～LEDn的亮度。

反馈补偿电路FBC可检测各个发光二极管串LED的驱动状态(例如电 流或电压)来产生补偿电压Vcomp，使得驱动控制器DCON依据补偿电压 Vcomp来控制电源PWR的电源供应以及电流调节电路CRC的运作。举例来 说，反馈补偿电路FBC可利用电压选择器VS来检测各个发光二极管串 LED1～LEDn的阴极端电压Vd1～Vdn，并且选择阴极端电压Vd1～Vdn中的最 小值作为反馈电压Vfb并反馈至比较器COM。比较器COM会比较反馈电压 Vfb与预设的参考电压Vref，并且依据比较的结果输出补偿电压Vcomp至驱 动控制器DCON。

驱动控制器DCON可例如为脉波宽度调变(pulse-width modulation， PWM)控制器，其可通过脉宽调变信号来控制电流调节电路CRC，从而使发 光二极管串LED1～LEDn操作在定电流下发光。此外，驱动控制器DCON会 依据所接收的补偿电压Vcomp以及其他的电路保护机制(例如过电压保护、 过温度保护或低电压锁定保护等)来控制电源PWR，以调整驱动电压Vbus 的准位。

另一方面，短路保护电路120包括短路保护单元124以及控制单元122。 控制单元122可用以控制短路保护单元124的运作。短路保护单元124耦接 控制单元122，用以执行短路保护机制，以禁止电流IS1～ISn流经短路的发光 二极管串LED1～LEDn。更进一步地说，当短路保护单元124执行短路保护机 制时，短路保护单元124会持续地检测各个发光二极管串LED1～LEDn是否 发生短路，并且据以产生多个信号C1～Cn来控制电流调节器CR1～CRn，使 得对应的开关SW1～SWn反应于电流调节器CR1～CRn的控制而截止，以禁 止电流流经短路的发光二极管串LED1～LEDn。

具体而言，短路保护机制通常是将发光二极管串LED1～LEDn的跨压与 预设的保护电压进行比较，并且在发光二极管串LED1～LEDn的跨压过高时， 判断对应的发光二极管串LED1～LEDn处于短路的状态。由于在发光二极管 驱动装置100启动的初始期间内可能会有其他的保护机制(例如过电压保护) 在进行而影响发光二极管串LED1～LEDn的跨压，若是在发光二极管驱动装 置100一启动时即执行短路保护机制的话，短路保护电路120可能会基于不 稳定的发光二极管串LED1～LEDn跨压而发生误动作。

因此，在本实施例中，控制单元122可基于驱动电路所产生的反馈电压 Vfb与补偿电压Vcomp至少其中之一来控制短路保护单元124的运作以决定 是否触发短路保护机制，以有效地避免短路保护电路120的误动作发生。

值得注意的是，短路保护单元124为在发光二极管串LED1～LEDn中一 定数量的发光二极管发生短路时即判断对应的发光二极管串LED1～LEDn发 生短路，并不限定于发光二极管串LED1～LEDn中的每一发光二极管皆发生 短路时才判定发光二极管串LED1～LEDn发生短路。此外，造成短路保护单 元124判断发光二极管串LED1～LEDn为短路的短路的发光二极管数量可根 据保护电压的设定而有所调整，本发明不以此为限。

图2为本发明一实施例的发光二极管的短路保护电路的示意图。请同时 参照图1与图2，在本实施例中，短路保护电路220可适用于发光二极管驱 动装置100中，以对发光二极管串LED1～LEDn进行短路保护。短路保护电 路220包括控制单元222以及短路保护单元224。此外，控制单元222包括 判断电路DC，并且短路保护单元224包括多个分别耦接发光二极管串 LED1～LEDn的检测单元DT1～DTn。

在本实施例中，判断电路DC会判断反馈电压Vfb是否实质上等于参考 电压Vref，并据以产生判断信号DS来决定是否触发短路保护单元224的短 路保护机制。其中，在短路保护单元224的短路保护机制被判断信号DS所 触发的情况下，检测单元DT1～DTn会检测各个发光二极管串LED1～LEDn 的阴极端电压Vd1～Vdn，并且判断阴极端电压Vd1～Vdn是否大于保护电压 Vpro。当检测单元DT1～DTn判断对应的发光二极管串LED1～LEDn的阴极端 电压Vd1～Vdn大于保护电压Vpro时，检测单元DT1～DTn会输出对应的信 号C1～Cn以禁止电流流经短路的发光二极管串LED1～LEDn。

举例来说，当短路保护单元224依据阴极端电压Vd1与保护电压Vpro 的比较结果而判断发光二极管串LED1处于短路的状态时，检测单元DT1将 会输出相对应的信号C1至电流调节器CR1，以令电流调节器CR1反应于信 号C1的控制而将开关SW1截止，其中开关SW1的截止会使发光二极管串 LED1的电流路径形成断路，因此电流不会流过发光二极管串LED1。

为了更清楚说明图2实施例，图3A～3D为依照图2实施例的发光二极管 驱动装置的信号时序示意图。图3A示出发光二极管串LED1～LEDn皆未发生 短路或开路时，发光二极管驱动装置的信号时序示意图。请同时参照图2与 图3A，在驱动电路110在时间te接收到启动信号ENA后，电源PWR会开 始提供驱动电压Vbus来驱动发光二极管串LED1～LEDn，使得反馈补偿电路 FBC根据各个发光二极管串LED1～LEDn的阴极端电压Vd1～Vdn的最小值产 生反馈电压Vfb，并根据反馈电压Vfb与参考电压Vref的比较结果产生补偿 电压Vcomp。

当反馈电压Vfb小于参考电压Vref时，驱动控制器DCON会依据补偿 电压Vcomp而控制电源PWR提升驱动电压Vbus的准位。其中，反馈电压 Vfb会随着驱动电压Vbus的增加而增加，直到反馈电压Vfb达到参考电压 Vref时，电源PWR会受控于驱动控制器DCON而将驱动电压Vbus维持于固 定的准位。此时，判断电路DC也会产生对应的判断信号DS来触发短路保护 单元224的短路保护机制，以在时间ts后开始检测每一发光二极管串 LED1～LEDn是否有短路的情况发生。

图3B示出发光二极管串LED1～LEDn中至少其中一串发生开路时，发光 二极管驱动装置100的信号时序示意图。请同时参照图2与图3B，在此以发 光二极管串LED1为开路的情况为例，由于开路的发光二极管串LED1的阴 极端电压Vd1会维持于低准位(如接地电压GND)，并且不会随着驱动电压 Vbus的增加而改变，因此反馈电压Vfb会一直低于参考电压Vref，而使电源 PWR持续地提升驱动电压Vbus的准位。直到驱动电路110内部的过电压保 护电路(未示出)在时间to检测到驱动电压Vbus达到预设的过压保护电压 Vovp时，过电压保护电路会判断发光二极管串LED1为开路并且进行过电压 保护，以禁能发光二极管串LED1(排除发光二极管串LED1的阴极端电压 Vd1检测)，并且从其余的发光二极管串LED2～LEDn的阴极端电压Vd2～Vdn 选择最小值以作为反馈电压Vfb。在其余发光二极管串LED2～LEDn皆为正 常的状况下，反馈电压Vfb会跃升至超过参考电压Vref的准位，并且驱动电 路110会基于过电压保护的操作而使驱动电压Vbus与补偿电压Vcomp的准 位逐渐下降，直至反馈电压Vfb趋近于参考电压Vref。此时，短路保护电路 220会触发短路保护机制，以在时间ts后开始检测每一发光二极管串 LED2～LEDn是否有短路的情况发生。

图3C示出发光二极管串LED1～LEDn中至少其中一串发生短路时，发光 二极管驱动装置100的信号时序示意图。请同时参照图2与图3C，在短路保 护机制被触发前发光二极管串LED1～LEDn即发生短路的状况下，各个发光 二极管串LED1～LEDn的阴极端电压Vd1～Vdn仍会反应于驱动电压Vbus的 增加而随之增加，直到短路保护电路220在时间ts触发短路保护机制后，对 应的检测单元DT1～DTn才会检测到短路的发光二极管串LED1～LEDn的阴极 端电压Vd1～Vdn大于保护电压Vpro，从而发出对应的信号C1～Cn来截止对 应的开关SW1～SWn，以使得Vd1～Vdn为浮接(floating)状态，并且禁止电流 IS1～ISn流经短路的发光二极管串LED1～LEDn。

另一方面，在短路保护机制被触发后发光二极管串LED1～LEDn才发生 短路的状况下，检测单元DT1～DTn则在短路发生时即检测到阴极端电压 Vd1～Vdn上升至保护电压Vpro，因此对应的检测单元DT1～DTn将会即时地 发出对应的信号C1～Cn来截止短路的发光二极管串LED1～LEDn所对应的开 关SW1～SWn，以禁止电流IS1～ISn流经短路的发光二极管串LED1～LEDn。

具体而言，在发光二极管串LED1～LEDn至少其中之一发生开路的操作 态样下，若是在启动时即执行短路保护机制，则在执行过电压保护至反馈电 压Vfb稳定趋近于参考电压Vref的期间内，由于发光二极管串LED1～LEDn 的阴极端电压Vd1～Vdn可能会高于保护电压Vpro，因此使得正常的发光二 极管串LED1～LEDn可能会被短路保护电路所截止。相较之下，在本实施例 中，由于短路保护电路220为在反馈电压Vfb实质上等于参考电压Vref时才 触发短路保护机制，因此短路保护电路220可有效地防止部分发光二极管串 LED1～LEDn发生开路时可能会造成的误动作。

然而，在发光二极管串LED1～LEDn其中之一串或多串发生短路，而其 余发光二极管串LED1～LEDn皆为开路的操作态样下，短路保护电路220的 触发条件(即反馈电压Vfb实质上等于参考电压Vref)反而可能会造成短路 保护机制无法被触发。

详细而言，图3D示出发光二极管串LED1～LEDn中至少其中一串发生短 路并且其余发光二极管串LED1～LEDn皆发生开路时，发光二极管驱动装置 100的信号时序示意图。请同时参照图2与图3D，以发光二极管串LED1发 生短路，且其余发光二极管串LED2～LEDn发生开路的操作态样为例，当驱 动电压Vbus达到预设的过压保护电压Vovp时，驱动电路110执行过电压保 护以禁能开路的阴极端电压Vd2～Vdn，并且使补偿电压Vcomp与驱动电压 Vbus的准位逐渐降低。此时，短路的发光二极管串LED1的阴极端电压Vd1 会被选作为反馈电压Vfb，但是反馈电压Vfb的准位并不会随着驱动电压 Vbus而被降至低于参考电压Vref，因此判断电路DC无法进一步地基于反馈 电压Vfb实质上等于参考电压Vref的触发条件而触发短路保护单元224的短 路保护机制。换言之，在此操作态样下，短路的发光二极管串LED1将不会 被截止，反而会持续地被供电，如此一来即可能造成发光二极管驱动装置100 及发光二极管串LED1～LEDn的损毁。

为了解决上述操作态样所带来的问题，以下更进一步地提出多个不同的 短路保护电路实施例。请参照图4A与图5，其中，图4A为本发明另一实施 例的发光二极管的短路保护电路的示意图，图5为依照图4A实施例的发光 二极管驱动装置的信号时序示意图。在此，短路保护电路420也可适用于发 光二极管驱动装置100中，以对发光二极管串LED1～LEDn进行短路保护。

在本实施例中，短路保护电路420包括控制单元422以及短路保护单元 224，其中短路保护单元224与前述图2实施例大致相同，故在此不再赘述。 控制单元422包括比较器COM1与COM2以及与门AG。比较器COM1用以 比较反馈电压Vfb与预设的第一电压V1，并且依据比较的结果而产生比较信 号CS1。比较器COM2用以比较补偿电压Vcomp与预设的第二电压V2，并 且依据比较的结果而产生比较信号CS2。其中，为避免控制单元的误动作， 因此第一电压V1的准位会设定为略高于参考电压Vref的准位，并且第二电 压V2的准位会设定为略高于接地电压GND。与门AG1耦接比较器COM1 与COM2，用以依据比较信号CS1与CS2进行及运算(AND operation)，并 据以产生逻辑信号LS1。

具体而言，在部分发光二极管串发生短路，且另一部分发光二极管串发 生开路的情况下，驱动电路的反馈电压Vfb会在过电压保护发生的时间to后 跃升至高于第一电压V1的准位，并且补偿电压Vcomp的准位会随在时间to 后逐渐降低。因此，在本实施例中，控制单元422可基于此特性而通过分别 比较反馈电压Vfb与补偿电压Vcomp的准位来触发短路保护机制。

同样以发光二极管串LED1发生短路，且其余发光二极管串LED2～LEDn 发生开路的操作态样为例。当反馈电压Vfb大于第一电压V1并且补偿电压 Vcomp降至小于第二电压V2时(时间ts)，比较器COM1与COM2会分别 输出致能的比较信号CS1与CS2，使得与门AG反应于致能的比较信号CS1 与CS2而输出致能的逻辑信号LS1来触发短路保护单元224的短路保护机制， 以禁止电流流经短路的发光二极管串LED1。因此，本实施例的短路保护电路 420有效的解决了在部分发光二极管串发生短路，且另一部分发光二极管串 发生开路的操作态样无法触发短路保护机制的问题。

图4B为本发明另一实施例的发光二极管的短路保护电路的示意图。请参 照图4B，短路保护电路420’包括控制单元422’以及短路保护单元224，其中 短路保护电路420’与前述图4A实施例的短路保护电路420的架构与操作方 式大致相同，两者间的差异之处仅在于本实施例的控制单元422’可更进一步 地依据多个触发条件来触发短路保护单元224的短路保护机制。

详细而言，控制单元422’相较于前述的控制单元422还包括了判断电路 DC以及或门OG。其中，判断电路DC与前述图2实施例相同，其可通过判 断反馈电压Vfb是否实质上等于参考电压Vref而产生对应的判断信号DS。 或门OG的两输入端分别耦接与门AG的输出端以及判断电路DC，以分别接 收逻辑信号LS1与判断信号DS，并且据以产生逻辑信号LS2来触发短路保 护单元224的短路保护机制。更进一步地说，或门OG会对逻辑信号LS1与 判断信号DS进行或运算(OR operation)，以在逻辑信号LS1与判断信号 DS至少其中之一为致能时产生致能的逻辑信号LS2来触发短路保护机制。

除此之外，利用短路保护电路420’的发光二极管驱动装置的信号时序可 参照图3A～3C及图5的说明，在此不再赘述。

图6为本发明另一实施例的发光二极管的短路保护电路的示意图。图7 为依照图6实施例的发光二极管驱动装置的信号时序示意图。在此，短路保 护电路620也可适用于发光二极管驱动装置100中，以对发光二极管串 LED1～LEDn进行短路保护。

请同时参照图6与图7，短路保护电路620包括控制单元622以及短路 保护单元224，其中短路保护单元224与前述图2实施例大致相同，故在此 不再赘述。控制单元622包括比较器COM1以及延迟单元DU1。比较器COM1 用以比较反馈电压Vfb与预设的第一电压V1，并且依据比较的结果而产生比 较信号CS1。延迟单元DU1耦接比较器COM1，用以延迟比较信号CS1。

在本实施例中，控制单元622主要是利用反馈电压Vfb会在过电压保护 发生的时间点跃升至高于第一电压V1的准位并且维持于该准位的特性，而 通过在比较反馈电压Vfb与第一电压V1后，延迟一段时间再输出对应信号 的控制方式来实现短路保护机制的触发。

同样以发光二极管串LED1发生短路，且其余发光二极管串LED2～LEDn 发生开路的操作态样为例。当反馈电压Vfb大于第一电压V1时(时间ts’)， 比较器COM1会产生致能的比较信号CS1。在延迟单元DU1接收到致能的比 较信号CS1后，其会在经过延迟期间DLY1(例如为数十至数百毫秒，可根 据设计需求而变更)之后才在时间ts输出致能的比较信号CS1来触发短路保 护单元224的短路保护机制，以禁止电流流经短路的发光二极管串LED1。

此外，类似于图4B实施例所述，本实施例的控制单元622也可通过或运 算而使控制单元622可同时依据多个不同的触发条件来触发短路保护单元 224的短路保护机制，其操作与架构可参照本实施例与图4B实施例所述，在 此不再赘述。

图8为本发明另一实施例的发光二极管的短路保护电路的示意图。图9 为依照图8实施例的发光二极管驱动装置的信号时序示意图。在此，短路保 护电路820也可适用于发光二极管驱动装置100中，以对发光二极管串 LED1～LEDn进行短路保护。

请同时参照图8与图9，短路保护电路820包括控制单元822以及短路 保护单元224，其中短路保护单元224与前述图2实施例大致相同，故在此 不再赘述。控制单元822包括比较器COM2以及延迟单元DU2。比较器COM2 用以比较补偿电压Vcomp与预设的第二电压V2，并且依据比较的结果而产 生比较信号CS2。延迟单元DU2耦接比较器COM2，用以延迟比较信号CS2。

在本实施例中，控制单元822主要是利用补偿电压Vcomp会在过电压保 护发生的时间点后逐渐地降至接地电压GND的特性，而通过比较补偿电压 Vcomp与第二电压V2后，延迟一段时间再输出对应信号的控制方式来实现 短路保护机制的触发。

同样以发光二极管串LED1发生短路，且其余发光二极管串LED2～LEDn 发生开路的操作态样为例。当补偿电压Vcomp小于第二电压V2时(时间ts”)， 比较器COM2会产生致能的比较信号CS2。在延迟单元DU2接收到致能的比 较信号CS2后，其会在经过延迟期间DLY2(例如为数十至数百毫秒，可根 据设计需求而变更)之后才输出致能的比较信号CS2来触发短路保护单元224 的短路保护机制，以禁止电流流经短路的发光二极管串LED1。

此外，类似于图4B实施例所述，本实施例的控制单元822也可通过或运 算而使控制单元822可同时依据多个不同的触发条件来触发短路保护单元 224的短路保护机制，其操作与架构可参照本实施例与图4B实施例所述，在 此不再赘述。

图10为本发明一实施例的发光二极管的短路保护方法的步骤流程图。请 参照图10，在本实施例所述的短路保护方法中，发光二极管的驱动电路(如 110)在启动后会提供驱动电压来驱动多个发光二极管串(如LED1～LEDn)。 在驱动电路驱动发光二极管串的操作中，驱动电路会依据发光二极管串其中 之一的跨压产生反馈电压(步骤S1000)，并且依据反馈电压与参考电压的 比较结果产生补偿电压(步骤S1010)，其中补偿电压用以控制发光二极管 串的电源供应。

接着，短路保护电路(如120、220、420、420’、620或820)会依据驱 动电路所产生的反馈电压与补偿电压至少其中之一决定是否触发短路保护机 制，以禁止电流流经短路的发光二极管串(步骤S1020)。在本实施例中， 用以决定是否触发短路保护机制的步骤S1010可利用判断反馈电压是否实质 上等于参考电压的触发条件来实现，其中短路保护电路会于反馈电压实质上 等于参考电压时触发短路保护机制。

图11为本发明另一实施例的发光二极管的短路保护方法的步骤流程图。 请参照图11，在本实施例所述的短路保护方法中，发光二极管的驱动电路(如 110)在启动之后会提供驱动电压来驱动多个发光二极管串(如LED1～LEDn)。 在驱动电路驱动发光二极管串的操作中，驱动电路会检测发光二极管串的阴 极端电压(步骤S1100)，以选择发光二极管串的阴极端电压的最小值作为 反馈电压(步骤S1102)，并且依据反馈电压与参考电压的比较结果产生补 偿电压(步骤S1104)。

接着，短路保护电路(如420)会比较反馈电压是否大于第一电压，并 且比较补偿电压是否小于第二电压(步骤S1106)。当反馈电压大于第一电 压且补偿电压小于第二电压时，短路保护电路才会进一步地触发短路保护机 制(步骤S1108)。

在短路保护机制被触发的状况下，短路保护电路会检测各个发光二极管 串的阴极端电压是否大于预设的保护电压(S1110)，并且当发光二极管串的 的阴极端电压大于保护电压时，禁止电流流经对应的发光二极管串(S1112)。

图12为本发明另一实施例的发光二极管的短路保护方法的步骤流程图。 请参照图12，在本实施例所述的短路保护方法中，步骤S1100至S1104皆与 前述图11实施例大致相同，故在此不再赘述。本实施例与前述实施例不同之 处在于短路保护电路(如620)仅通过比较反馈电压是否大于第一电压(步 骤S1206)的方式来触发短路保护机制。其中，当短路保护电路判断反馈电 压大于第一电压时，短路保护电路会于第一延迟时间后触发短路保护机制(步 骤S1208)。其后，执行短路保护机制的步骤S1110与S1112和前述图11实 施例所述大致相同，故在此不再赘述。

图13为本发明另一实施例的发光二极管的短路保护方法的步骤流程图。 请参照图13，在本实施例所述的短路保护方法中，步骤S1100至S1104皆与 前述图11实施例大致相同，故在此不再赘述。本实施例与前述实施例不同之 处在于短路保护电路(如820)仅通过比较补偿电压是否小于第二电压(步 骤S1306)的方式来触发短路保护机制。其中，当短路保护电路判断补偿电 压小于第二电压时，短路保护电路会于第二延迟时间后触发短路保护机制(步 骤S1308)。其后，执行短路保护机制的步骤S1110与S1112和前述图11实 施例所述大致相同，故在此不再赘述。

其中，图10至图13所述的方法皆可根据前述图1至图9的说明而获得 充足的支持与教示，故相似或重复之处在此不再赘述。

此外，在另一实施例中，上述实施例的决定是否触发短路保护机制的步 骤(如步骤S1106～S1108、S1206～S1208、S1306～S1308)皆可利用或运算来 结合不同的触发条件，以在任一触发条件达成时即触发短路保护机制。举例 来说，在另一实施例中，决定是否触发短路保护机制的步骤可设计为当图11 至图13实施例所述的触发条件与″反馈电压是否实质上等于参考电压″的 触发条件至少其中之一达成时，短路保护电路即触发短路保护机制。换言之， 本发明所述的短路保护方法并不仅限定于附图所示出的步骤流程。

本发明实施例提出一种发光二极管的短路保护电路、短路保护方法及其 驱动装置。所述的短路保护电路可依据驱动电路中的特定参数状态来作为触 发短路保护机制的依据，以避免发光二极管在不同操作态样下可能造成的误 动作。换言之，即便在部分发光二极管串发生短路，且另一部分发光二极管 串发生开路的操作态样下，所述的短路保护电路仍可正确地触发短路保护机 制，进而提升整体发光二极管驱动装置的操作稳定性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对 其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通 技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并 不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。