專利名稱：具有自適應(yīng)動態(tài)凈空電壓控制的led驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及多通道LED驅(qū)動器，更具體地涉及使用固定負載依存的凈空控制調(diào)節(jié)電壓的LED驅(qū)動器。背景由于例如蜂窩電話、膝上計算機、便攜式游戲平臺等便攜式電子設(shè)備的發(fā)展，LED 已廣泛地適用于許多應(yīng)用，例如背光、照明等。便攜式電子設(shè)備中的許多這類應(yīng)用需要結(jié)合在一起以產(chǎn)生更多流明的多個LED。實現(xiàn)這種配置的一種方式是將LED串聯(lián)地布置以使每個LED同時運作并提供相同或相似的亮度。然而，當(dāng)多個LED串聯(lián)布置時，工作電壓的需求增加。更高的工作電壓需求造成對電路中半導(dǎo)體器件的更高需求。更多解決方案將LED布置在混合式連接中，其中多個串(strings)并聯(lián)地設(shè)置。然而，這種解決方案存在額外的問題。必須通過關(guān)聯(lián)的電路維持每個通道的亮度平衡。另外， 必須對LED正向電壓變化作出調(diào)整。這些問題是相互關(guān)聯(lián)的。因此，需要為多通道LED驅(qū)動器提供一種自適應(yīng)動態(tài)凈空電壓控制方法，從而提高混合式連接的工作效率。因此，相比于使用固定的動態(tài)凈空控制電壓，在全部負載條件下可使用負載依存的調(diào)整電壓來減小功率損失。這種類型的LED驅(qū)動將克服結(jié)合前面實現(xiàn)的解決方案闡述的問題。概述多通道LED驅(qū)動器包括多個線性電流調(diào)節(jié)器。每個電流調(diào)節(jié)器連接于多通道LED 陣列的串聯(lián)LED串的底部。該電流調(diào)節(jié)器響應(yīng)LED偏置基準(zhǔn)電壓而控制LED串中的偏置電流。動態(tài)凈空調(diào)整電壓控制電路在多通道LED的每個串聯(lián)LED的底部監(jiān)測凈空調(diào)整電壓， 并響應(yīng)LED偏置基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生用于控制每個凈空調(diào)整電壓的基準(zhǔn)電壓。
為了更全面地理解，現(xiàn)參照下面結(jié)合附圖進行的描述，在附圖中圖1是使用自適應(yīng)動態(tài)凈空電壓控制的多通道LED驅(qū)動器的方框圖；圖2是用于確定最小動態(tài)凈空控制調(diào)整電壓的控制邏輯的方框圖；圖3是在自適應(yīng)動態(tài)凈空電壓控制機制中用來產(chǎn)生負載依存閾值電壓的邏輯的示意性方框圖；以及圖4示出與圖1的動態(tài)凈空電壓控制的操作關(guān)聯(lián)的各個波形。 圖5示出描述圖1的電路的操作的流程圖。
具體實施例方式現(xiàn)在參考附圖，其中在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記用來指代相同的要素，說明和描述了具有自適應(yīng)動態(tài)凈空電壓控制的LED驅(qū)動器的多個視圖和實施例，還描述了其它可能的實施例。這些附圖不一定是按比例繪制的，而且僅為說明目的起見，在某些實例中有幾處已將附圖放大和/或簡化。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解基于以下可行實施例的示例的許多可能的應(yīng)用和變型。由于各種便攜式電子設(shè)備越來越多的使用，LED已廣泛地應(yīng)用于許多場合下，例如背光、照明等。各種便攜式電子器件中的許多這些應(yīng)用要求結(jié)合在一起以產(chǎn)生更多流明的多個LED。實現(xiàn)這種配置的一種方式是將LED串聯(lián)地布置以使所有LED同時運作并提供相同或相似的亮度。然而，當(dāng)更多LED串聯(lián)布置時，這增加了所需工作電壓的需求。更高的工作電壓需求造成設(shè)備中半導(dǎo)體器件的更高成本的需求。另一方案是將LED布置在混合式連接中，在該混合式連接中，多個串并聯(lián)地布置。 然而，這種解決方案存在額外的問題。首先，必須通過關(guān)聯(lián)的電路維持每個通道的亮度平衡。另外，必須對LED正向電壓變化作出調(diào)整。這些問題是彼此關(guān)聯(lián)的。因此，需要為多通道LED驅(qū)動器提供一種自適應(yīng)動態(tài)凈空電壓控制方法，從而提高混合式連接的工作效率。 相比于使用固定的動態(tài)凈空控制調(diào)整電壓，在全部負載條件下可使用負載依存的調(diào)整電壓來減小功率損失。這種類型的LED驅(qū)動系統(tǒng)克服了結(jié)合前面采用的解決方案闡述的問題?，F(xiàn)參考附圖，更具體地參考圖1，圖1示出使用自適應(yīng)動態(tài)凈空電壓控制的多通道 LED驅(qū)動器的方框圖。該電路包括電壓調(diào)節(jié)器102，該電壓調(diào)節(jié)器102可包括DC/DC變換器， 例如升壓變換器、降壓變換器、升壓-降壓變換器等。電壓調(diào)節(jié)器102在節(jié)點104將經(jīng)穩(wěn)壓的輸出電壓Vqut提供給多個LED串106，這些LED串106在節(jié)點104和節(jié)點108之間彼此并聯(lián)連接。電壓調(diào)節(jié)器102針對每個LED串106產(chǎn)生單個輸出電壓。由電壓調(diào)節(jié)器102提供的輸出電壓Vqut受凈空調(diào)整電壓(Vdi至Vdn)控制，該凈空調(diào)整電壓在每個LED列106的底部的節(jié)點108處提供。多通道LED驅(qū)動電路110確保LED串106具有足夠的正向電壓以維持通過LED串106的偏置電流。電壓調(diào)節(jié)器102從多通道LED驅(qū)動器110的輸出接收輸入電壓Vin和基準(zhǔn)電壓VKEF。電壓調(diào)節(jié)器102另外監(jiān)測反饋電壓Vfb，該反饋電壓Vfb響應(yīng)在節(jié)點104從電壓調(diào)節(jié)器102提供的經(jīng)調(diào)節(jié)輸出電壓VQUT。反饋電壓Vfb在電阻分壓電路114的節(jié)點112處提供。電阻分壓電路114由連接在節(jié)點104和節(jié)點112之間的電阻器116和連接在節(jié)點112和接地點之間的電阻器118構(gòu)成。負載電容器120在節(jié)點104和接地點之間與電阻分壓器114串聯(lián)。多個并聯(lián)LED串
6106在其頂端連接于輸出電壓節(jié)點104，并且在它們的底端連接于關(guān)聯(lián)的節(jié)點108。每個LED 串106由在節(jié)點104和節(jié)點108之間彼此串聯(lián)的多個LED構(gòu)成。在節(jié)點108的每個LED串 106底部處提供的電壓包括凈空調(diào)整電壓。每個LED串106具有與之關(guān)聯(lián)的獨立凈空調(diào)整電壓，該獨立凈空調(diào)整電壓在節(jié)點108受多通道LED驅(qū)動電路110監(jiān)視。流過LED串106的電流受線性電流調(diào)節(jié)器控制，該線性電流調(diào)節(jié)器包括晶體管 122、電阻器IM和誤差放大器126。線性電流調(diào)節(jié)器提供流過LED串106的偏置電流的高精確性控制。如此，取得電流平衡，并且從處于較高系統(tǒng)層面的控制器提供的信號Vmi設(shè)定 LED串的偏置電流并等于V· = I_*RSNS1。V·是用來設(shè)定流過每個LED串的電流值的基準(zhǔn)電壓。LED電流被調(diào)整至VlED/RSNS1。RSNSl是電阻器124。V·設(shè)定LED串的電流。凈空電壓VDl至VDN對LED驅(qū)動系統(tǒng)扮演了重要的角色。Vdi至Vdn必須保持在正確的電平， 以使MOSFET晶體管122針對每個LED通道的功率損失減至最小并同時不危及LED偏置電流。這意味著所有MOSFET晶體管122工作在其飽和區(qū)域。N溝道晶體管122的漏極/源極路徑連接在節(jié)點108和節(jié)點1 之間。電阻器IM 連接在節(jié)點1 和接地點之間。誤差放大器126的輸出連接于晶體管122的柵極。誤差放大器126的反相輸入連接于節(jié)點128，其非反相輸入連接以從更高系統(tǒng)層面的控制器接收信號\ED。信號Vmi也被提供給多通道LED驅(qū)動電路110的負載依存加減計數(shù)器電路130。 每個LED串106在每個LED串的底部的凈空調(diào)整電壓節(jié)點108處包括晶體管122、電阻器 124和誤差放大器126的相同組合。V·信號施加于與LED串106關(guān)聯(lián)的每個誤差放大器 126的非反相輸入。多通道LED驅(qū)動電路110的其余部分包括搜索最小值邏輯132、負載依存加減計數(shù)器電路130、加減計數(shù)器134、時鐘136和數(shù)模轉(zhuǎn)換器138。搜索最小值邏輯132在每個 LED串106的底部處連接于每個節(jié)點108以從每個LED串106的底部檢測凈空調(diào)整電壓。 搜索最小值邏輯132比較每個LED串106底部處的每個凈空電壓VDn以確定最小凈空電壓 Vdmin，并將其提供給負載依存比較邏輯130。如下面內(nèi)容中更為完整描述的那樣，搜索最小值邏輯132包括比較器陣列，該比較器陣列確定每個LED串106底部處的所有電壓中的最小凈空電壓。搜索最小值邏輯132確保該凈空電壓高于安裝工作區(qū)域。負載依存的加減計數(shù)器電路130從搜索最小值邏輯132接收最小凈空電壓Vdmin并接收V·電壓信號。負載依存的加減計數(shù)器電路130將UP(加)和DOWN(減)控制信號提供給加減計數(shù)器電路134。負載依存的加減計數(shù)器電路130是控制電路，該控制電路確保凈空調(diào)整電壓(VDl至VDn)足夠低以取得用于驅(qū)動多個LED串106的最大功率效率。如果最小凈空調(diào)整電壓VDi (i = 1...N)低于特定閾值，則負載依存的加減計數(shù)器電路130在UP 信號線上產(chǎn)生邏輯“高”值。否則，負載依存的加減計數(shù)器電路130在加減計數(shù)器電路134 的DOWN信號線上產(chǎn)生邏輯“高”值。這些UP和DOWN控制值用來改變電壓調(diào)節(jié)器102的輸出電壓Vott。加減計數(shù)器電路134從負載依存的加減計數(shù)器電路130接收UP-DOWN控制信號并從時鐘電路136接收時鐘信號。加減計數(shù)器134、時鐘電路136和DAC 138充當(dāng)基準(zhǔn)電壓發(fā)生器?；鶞?zhǔn)電壓發(fā)生器由內(nèi)部時鐘信號驅(qū)動，該內(nèi)部時鐘信號由時鐘電路136產(chǎn)生。在每個循環(huán)內(nèi)，計數(shù)器134對將會增大或減小基準(zhǔn)電壓Vkef的“UP”或“DOWN”信號計數(shù)。N位數(shù)字信號是要求的基準(zhǔn)電壓Vkef的數(shù)字值。加減計數(shù)器電路130產(chǎn)生N位數(shù)字信號至數(shù)模轉(zhuǎn)
7換器138。該數(shù)模轉(zhuǎn)換器138響應(yīng)于來自加減計數(shù)器134的N位數(shù)字信號而產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓信號Vkef，該基準(zhǔn)電壓信號Vkef作為基準(zhǔn)電壓Vkef被提供給電壓調(diào)節(jié)器102?，F(xiàn)在參見圖2，圖2示出圖1的搜索最小值邏輯132的方框圖。節(jié)點108處的每個凈空電壓被分成多個對，并使用比較器202將每兩個凈空電壓(例如Vdi和VD2)相互比較。 從關(guān)聯(lián)的多路復(fù)用器204中輸出兩個電壓中較小的一個，以使該電壓與從另一多路復(fù)用器 204提供的較低電壓作比較。如此，由比較器202確定的最小電壓從多路復(fù)用器204輸出， 由此將它們在另一比較器206中比較，該另一比較器206將從另一多路復(fù)用器208輸出另外兩個凈空電壓的較低值。該過程將繼續(xù)，直到比較了最后兩個最小電壓并確定最小整體凈空電壓Vdmin為止。因此，N-I比較器用來確定最小凈空電壓VDMIN。與使用直接比較相比， 這是效率高得多的過程，在所述直接比較中，每個凈空電壓(Vm)直接與閾值比較并可能需要2N個比較器。因此，在搜索最小值邏輯132中描述的比較過程具有高得多的管芯尺寸效率。如圖2所示，比較器202將來自LED串106底部的每個節(jié)點108的每對相鄰的凈空電壓作比較。來自比較器202的每次比較的結(jié)果用來控制多路復(fù)用器204，該多路復(fù)用器 204還接收在比較器202處作比較的兩個凈空電壓。比較器202的輸出從多路復(fù)用器204 選擇最小電壓，并在其輸出端提供該最小電壓。多路復(fù)用器204將其輸出提供至下一組比較器206，這組比較器206比較額外的多對電壓以產(chǎn)生又一選擇控制信號。該選擇控制信號再次從多路復(fù)用器208選擇在比較器206作出比較的多對閾值電壓的最小值。該過程通過由比較器202和多路復(fù)用器204構(gòu)成的多個電路層而繼續(xù)，直到僅有一個閾值電壓、最小閾值電壓、Vdmin余下來為止。這是被提供給負載依存的加減計數(shù)器電路130的輸入的信號?，F(xiàn)在參見圖3，圖3示出負載依存加減計數(shù)器電路130的示意性方框圖。如果Vdmin 高于Vhkh，則DOWN信號被設(shè)定為邏輯“高”電平，該邏輯“高”電平指示電壓調(diào)節(jié)器102的輸出Vot需要下降。如果Vdmin低于Vmw，則UP信號被設(shè)定為邏輯“高”電平，該邏輯“高”電平指示電壓調(diào)節(jié)器102的輸出電壓Vot需要上升。負載依存的加減計數(shù)器電路130響應(yīng)最小閾值電壓Vdmin和兩個負載依存的閾值電壓VHieH、VOT產(chǎn)生DOWN控制信號和UP控制信號。 負載依存加減計數(shù)器電路130包括用于產(chǎn)生DOWN和UP控制信號的一對比較器302、304。 Vhigh負載依存的閥值電壓被施加于比較器302的反相輸入，同時最小閾值電壓Vdmin被施加于比較器302的非反相輸入。當(dāng)Vdmin超出乂_時，比較器302產(chǎn)生DOWN控制信號。負載依存的閾值電壓Vujw被施加于比較器304的非反相輸入，而最小閾值電壓Vdmin被施加于比較器304的反相輸入。當(dāng)Vdmin電壓落在Vot負載依存的閾值電壓之下時，這用來產(chǎn)生UP控制信號。圖3電路的其余部分用來產(chǎn)生負載依存的閾值電壓Vhkh和VOT。LED偏置電壓基準(zhǔn)V·被施加于放大器306的非反相輸入。誤差放大器306、N溝道晶體管308和電阻器314形成電流源，其電流為V_/R1 (跟隨LED串的電流)，該電流由電流鏡316-318翻轉(zhuǎn)并在電阻器3M上形成Vlw電壓。誤差放大器306的輸出被提供給N 溝道晶體管308的柵極。N溝道晶體管308的漏極/源極路徑連接在節(jié)點310和節(jié)點312 之間。電阻器314連接在節(jié)點312和接地點之間。誤差放大器306的反相輸入連接于節(jié)點312。由晶體管316、318構(gòu)成的電流鏡連接于晶體管308的漏極。晶體管316包括P溝道晶體管，其源極/漏極路徑連接在節(jié)點320和節(jié)點310之間。晶體管318是P溝道晶體管，其源極/漏極路徑連接在Vss和節(jié)點322之間。晶體管316、318的柵極彼此連接并與節(jié)點310連接。節(jié)點322提供低負載依存的閾值電壓vot，該閾值電壓vot被提供給比較器 304的非反相輸入。電阻器3m連接在節(jié)點322和接地點之間。電流源iqs 3 連接在節(jié)點 320和節(jié)點3 之間。節(jié)點3 將節(jié)點3 處的高負載依存的閾值電壓vhkh提供至比較器 302的反相輸入。電阻器330連接在節(jié)點3 和節(jié)點322之間。led偏置電壓v·根據(jù)以r2/r1比率出現(xiàn)的電阻器324、314之比被縮放。偏置電流疊加在vledxr2/r1上。因此，低負載依存的閾值電壓vot = vledxr2/r1+i0sxr2,而高負載依存的閾值電壓vhkh = vledxr2/r1+i0sxr2+i0sxr3o i0sxr3包括滯后電壓。只要vdmin落在滯后電壓的范圍內(nèi)，輸出電壓Vott就保持不變。Vhkh和Vot應(yīng)當(dāng)足夠高以使在所有條件下， mosfet晶體管122(圖1)可以足夠的裕量來維持led偏置電壓。最壞的情形發(fā)生在通道電阻高時的高溫和低驅(qū)動電壓下。現(xiàn)在參見圖4，圖4示出led驅(qū)動器的操作。在這種配置中，兩串led部署有不同的正向電壓。窗格402示出led電流基準(zhǔn)信號vmi，改變該信號就改變led亮度。為了解說目的，將該信號設(shè)定為向上和向下。第二窗格404示出不同led電壓的兩個凈空調(diào)整電壓。 第三窗格406示出在穩(wěn)態(tài)下相等的不同串的led偏置電流。最后，第四窗格408示出電壓調(diào)節(jié)器102的輸出電壓，該輸出電壓根據(jù)需要跟隨led偏置電壓電流的趨勢而改變?，F(xiàn)在參見圖5，圖5示出描述圖1的電路的操作的流程圖。一開始，在步驟500通過設(shè)定vled來設(shè)定led電流。在步驟502，監(jiān)測在每個led串的底部的節(jié)點108的凈空調(diào)整電壓。在步驟504使用參照圖2描述的分層比較器電路，通過搜索最小值邏輯132來確定最小凈空調(diào)整電壓。在步驟508將最小值凈空調(diào)整電壓與vot的經(jīng)縮放vled電壓以及另一閾值電壓￥_比較，該另一閾值電壓V_是比Vot和負載依存的閾值電壓更高的偏置電壓。詢問步驟510確定凈空調(diào)整電壓是否超出高負載依存的閾值電壓。如果在步驟512 產(chǎn)生信號以減小基準(zhǔn)電壓，這樣做將在步驟513改變電壓調(diào)節(jié)器102中的輸出電壓。如果詢問步驟510確定凈空調(diào)整電壓不超出高負載依存的閾值電壓，則詢問步驟514確定凈空調(diào)整電壓是否低于低負載依存的閾值電壓vot。如果是，則在步驟516使基準(zhǔn)電壓增大，這將在步驟513根據(jù)設(shè)定vot時增大基準(zhǔn)電壓。如果詢問步驟514不確定該凈空調(diào)整電壓低于低負載依存的閾值電壓，則在步驟518將基準(zhǔn)電壓維持在其目前電平。在步驟513， 基準(zhǔn)電平將使Vot設(shè)定在當(dāng)前電平。使用前述方法，可獲得電壓調(diào)節(jié)器在輕載和中等負載工作條件下的更高效率。這將以簡單和強健的方式延長便攜式電子設(shè)備的電池壽命。該自適應(yīng)動態(tài)凈空控制方法對 dhc調(diào)整電壓使用負載依存的電壓，而不是固定值的電壓。這以所述方式提高了輕載和中等負載條件下的效率。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將能理解的是，在受益于本公開的情形下，這種具有自適應(yīng)動態(tài)凈空電壓調(diào)整的led驅(qū)動器提供對多l(xiāng)ed串的改善控制。應(yīng)當(dāng)理解的是，本文中的附圖和詳細描述應(yīng)被認為是解說性而不是限制性的，而且不旨在受限于所公開的特定形式和示例。反之，如所附權(quán)利要求所限定地，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，包括的是對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言顯而易見的任何進一步修改、變化、重新排列、替換、替代物、設(shè)計選擇以及實施例。因此，旨在使所附權(quán)利要求被解釋為涵蓋所有這些進一步修改、變化、 重新排列、替換、替代物、設(shè)計選擇以及實施例。
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權(quán)利要求
1.一種多通道LED驅(qū)動器，包括多個線性電流調(diào)節(jié)器，每個所述電流調(diào)節(jié)器連接于多通道LED陣列的串聯(lián)的LED串的底部，以響應(yīng)于LED偏置基準(zhǔn)電壓控制串聯(lián)的LED串中的偏置電流；以及動態(tài)凈空調(diào)整電壓控制電路，所述動態(tài)凈空調(diào)整電壓控制電路連接以在多通道LED的每個串聯(lián)LED串的底部監(jiān)測凈空調(diào)整電壓，并響應(yīng)LED偏置基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生用于控制每個凈空調(diào)整電壓的基準(zhǔn)電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的多通道LED驅(qū)動器，其特征在于，所述動態(tài)凈空調(diào)整電壓控制電路還包括第一控制邏輯，用于確定多通道LED陣列的串聯(lián)LED的每個串的底部處的每個凈空調(diào)整電壓中的最小凈空調(diào)整電壓；第二控制邏輯，用于將最小凈空調(diào)整電壓與高偏置電流依存的閾值電壓和低偏置電流依存的閾值電壓作比較，當(dāng)最小凈空調(diào)整電壓低于所述低偏置電流依存的閾值電壓時所述第二控制邏輯產(chǎn)生第一控制信號以增大基準(zhǔn)電壓，并且當(dāng)所述最小凈空電壓超過高偏置電流依存的閾值電壓時所述第二控制邏輯產(chǎn)生第二控制信號以減小基準(zhǔn)電壓；以及基準(zhǔn)電壓發(fā)生器，用于響應(yīng)所述第一控制信號和所述第二控制信號來產(chǎn)生所述基準(zhǔn)電壓。
3.如權(quán)利要求2所述的多通道LED驅(qū)動器，其特征在于，所述第二控制邏輯響應(yīng)LED偏置基準(zhǔn)電壓來產(chǎn)生低負載依存的閾值電壓和高負載依存的閾值電壓。
4.如權(quán)利要求2所述的多通道LED驅(qū)動器，其特征在于，所述基準(zhǔn)電壓發(fā)生器進一步包括時鐘，用于產(chǎn)生時鐘信號；加減計數(shù)器，用于響應(yīng)所述時鐘信號、所述第一控制信號和所述第二控制信號來產(chǎn)生所述基準(zhǔn)電壓的數(shù)字表示；以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用來響應(yīng)于所述基準(zhǔn)電壓的數(shù)字表示來產(chǎn)生所述基準(zhǔn)電壓的模擬表示。
5.如權(quán)利要求2所述的多通道LED驅(qū)動器，其特征在于，所述第一控制邏輯進一步包括至少一個比較器，用來比較一對凈空調(diào)整電壓并產(chǎn)生指示所述一對凈空調(diào)整電壓中的最小調(diào)整凈空電壓的選擇信號；以及至少一個多路復(fù)用器，用來接收所述一對凈空調(diào)整電壓并響應(yīng)所述選擇信號來選擇所述最小調(diào)整凈空電壓。
6.如權(quán)利要求2所述的多通道LED驅(qū)動器，其特征在于，所述第二控制邏輯進一步包括電壓發(fā)生電路，用來響應(yīng)所述LED偏置基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)電流源來產(chǎn)生低偏置電流依存的閾值電壓和高偏置電流依存的閾值電壓；第一比較器，用于將高偏置電流依存的閾值電壓與最小凈空調(diào)整電壓作比較并響應(yīng)于此產(chǎn)生所述第二控制信號；以及第二比較器，用于將低偏置電流依存的閾值電壓與最小凈空調(diào)整電壓作比較并響應(yīng)于此產(chǎn)生所述第一控制信號。
7.如權(quán)利要求1所述的多通道LED驅(qū)動器，其特征在于，所述LED偏置基準(zhǔn)電壓設(shè)定所連接的多個LED串的串中的負載電流。
8.一種裝置，包括電壓調(diào)節(jié)器，用于響應(yīng)輸入電壓、基準(zhǔn)電壓和反饋電壓產(chǎn)生經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓； 多個LED串，每個串包括多個串聯(lián)的LED，所述多個LED串的第一端連接于經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓，其第二端提供凈空調(diào)整電壓； 多通道LED驅(qū)動器，包括多個線性電流調(diào)節(jié)器，每個所述電流調(diào)節(jié)器連接于多通道LED陣列的串聯(lián)LED串的第二端，以響應(yīng)LED偏置基準(zhǔn)電壓控制串聯(lián)的LED串中的偏置電流；以及動態(tài)凈空調(diào)整電壓控制電路，所述動態(tài)凈空調(diào)整電壓控制電路在多通道LED陣列的每個串聯(lián)LED串的底部監(jiān)測凈空調(diào)整電壓，并響應(yīng)LED偏置基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生用于控制每個凈空調(diào)整電壓的基準(zhǔn)電壓。
9.如權(quán)利要求8所述的多通道LED驅(qū)動器，其特征在于，所述動態(tài)凈空調(diào)整電壓控制電路還包括第一控制邏輯，用于確定多通道LED陣列的串聯(lián)LED的每個串的底部處的每個凈空調(diào)整電壓中的最小凈空調(diào)整電壓；第二控制邏輯，用于將最小凈空調(diào)整電壓與高偏置電流依存的閾值電壓和低偏置電流依存的閾值電壓作比較，當(dāng)最小凈空調(diào)整電壓低于所述低偏置電流依存的閾值電壓時所述第二控制邏輯產(chǎn)生第一控制信號以增大基準(zhǔn)電壓，并且當(dāng)所述最小凈空電壓超過高偏置電流依存的閾值電壓時所述第二控制邏輯產(chǎn)生第二控制信號以減小基準(zhǔn)電壓；以及基準(zhǔn)電壓發(fā)生器，用于響應(yīng)所述第一控制信號和所述第二控制信號來產(chǎn)生所述基準(zhǔn)電壓。
10.如權(quán)利要求9所述的多通道LED驅(qū)動器，其特征在于，所述第二控制邏輯響應(yīng)LED 偏置基準(zhǔn)電壓來產(chǎn)生低偏置電流依存的閾值電壓和高偏置電流依存的閾值電壓。
11.如權(quán)利要求9所述的多通道LED驅(qū)動器，其特征在于，所述基準(zhǔn)電壓發(fā)生器進一步包括時鐘，用于產(chǎn)生時鐘信號；加減計數(shù)器，用于響應(yīng)所述時鐘信號、所述第一控制信號和所述第二控制信號來產(chǎn)生所述基準(zhǔn)電壓的數(shù)字表示；以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用來響應(yīng)于所述基準(zhǔn)電壓的數(shù)字表示來產(chǎn)生所述基準(zhǔn)電壓的模擬表示。
12.如權(quán)利要求9所述的多通道LED驅(qū)動器，其特征在于，所述第一控制邏輯進一步包括至少一個比較器，用來比較一對凈空調(diào)整電壓并產(chǎn)生指示所述一對凈空調(diào)整電壓中的最小調(diào)整凈空電壓的選擇信號；以及至少一個多路復(fù)用器，用來接收所述一對凈空調(diào)整電壓并響應(yīng)所述選擇信號來選擇所述最小調(diào)整凈空電壓。
13.如權(quán)利要求9所述的多通道LED驅(qū)動器，其特征在于，所述第二控制邏輯進一步包括電壓發(fā)生電路，用來響應(yīng)所述LED偏置基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)電流源來產(chǎn)生低偏置電流依存的閾值電壓和高偏置電流依存的閾值電壓；第一比較器，用于將高偏置電流依存的閾值電壓與最小凈空調(diào)整電壓作比較并響應(yīng)于此產(chǎn)生所述第二控制信號；以及第二比較器，用于將低偏置電流依存的閾值電壓與最小凈空調(diào)整電壓作比較并響應(yīng)于此產(chǎn)生所述第一控制信號。
14.如權(quán)利要求8所述的多通道LED驅(qū)動器，其特征在于，所述LED偏置基準(zhǔn)電壓設(shè)定所連接的多個LED串中的負載電流。
15.一種驅(qū)動多通道LED陣列的方法，包括步驟監(jiān)測多通道LED陣列的每個LED串的底部處的凈空調(diào)整電壓； 響應(yīng)于第二基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生控制各個凈空調(diào)整電壓的基準(zhǔn)電壓，所述第二基準(zhǔn)電壓設(shè)定流過各個LED串的電流；以及響應(yīng)于所述基準(zhǔn)電壓來調(diào)整每個LED串的底部處的凈空電壓。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述產(chǎn)生步驟還包括步驟 確定所監(jiān)測的各個凈空調(diào)整電壓中的最小凈空調(diào)整電壓；將所述最小凈空調(diào)整電壓與高偏置電流依存的閾值電壓和低偏置電流依存的閾值電壓作比較；響應(yīng)所述比較來產(chǎn)生至少一個控制信號；以及響應(yīng)所述至少一個控制信號來產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述產(chǎn)生至少一個控制信號的步驟還包括步驟響應(yīng)于超出所述高偏置電流依存的閾值電壓的最小凈空電壓來產(chǎn)生第一控制信號，其中所述第一控制信號使所述基準(zhǔn)電壓減小。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述產(chǎn)生至少一個控制信號的步驟還包括步驟響應(yīng)于超出所述低偏置電流依存的閾值電壓的最小凈空電壓來產(chǎn)生第二控制信號，其中所述第二控制信號使所述基準(zhǔn)電壓增大。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述比較步驟還包括步驟 響應(yīng)于所述第二基準(zhǔn)電壓來產(chǎn)生高偏置電流依存的閾值電壓；以及響應(yīng)于所述第二基準(zhǔn)電壓來產(chǎn)生低偏置電流依存的閾值電壓。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述確定步驟還包括步驟(a)比較至少一對凈空調(diào)整電壓以確定最小凈空調(diào)整電壓；(b)產(chǎn)生指示最小凈空調(diào)整電壓的控制信號；(c)響應(yīng)所述控制信號將所述最小凈空調(diào)整電壓多路復(fù)用為輸出；以及(d)重復(fù)步驟(a)-(c)，直到僅留下一個最小凈空電壓為止。
全文摘要
多通道LED驅(qū)動器包括多個線性電流調(diào)節(jié)器，每個電流調(diào)節(jié)器連接于多通道LED的串聯(lián)LED串的底部，所述多通道LED響應(yīng)LED偏置基準(zhǔn)電壓控制偏置電流和串聯(lián)LED串。動態(tài)凈空調(diào)整電壓控制電路在多通道LED的每個串聯(lián)LED串的底部監(jiān)測凈空調(diào)整電壓并響應(yīng)LED偏置基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生用于控制每個凈空調(diào)整電壓的基準(zhǔn)電壓。
文檔編號H05B37/02GK102448226SQ20111029972
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月1日
發(fā)明者X·楊, 吳雪林, 黃叢中 申請人:英特賽爾美國股份有限公司