本申請要求于2015年5月29日提交的標(biāo)題為“Maintaining LED Driver Operating Point During PWM OFF Times”的美國臨時(shí)專利申請第62,168,156號的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過引用全部合并于此用于所有目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開主要涉及驅(qū)動發(fā)光二極管(LED)的方法和系統(tǒng)。更具體地，本公開涉及為LED驅(qū)動器功率級維持輸入?yún)⒖茧娖降腖ED驅(qū)動器電路。

背景技術(shù)：

LED是在其引線上施加適當(dāng)電壓時(shí)會發(fā)光的P-N結(jié)二極管。為此，各種電路用于給LED供電。這樣的電路不僅提供充足的電流來按照需要的亮度和色溫點(diǎn)亮LED，而且限制電流以防止損壞LED。圖1A示出了現(xiàn)有技術(shù)的LED驅(qū)動器電路100的示例，當(dāng)PWM節(jié)點(diǎn)105處的脈寬調(diào)制(PWM)信號開啟(ON)(即，HI)時(shí)，LED驅(qū)動器電路100以控制信號輸入103處的控制信號所指示的電平來調(diào)節(jié)流向LED 115的輸出電流。當(dāng)PWM信號關(guān)閉(OFF)時(shí)，輸出電流101為零并且LED負(fù)載115不發(fā)光。因此，輸出電流101的平均值由PWM信號的相對開啟和關(guān)閉時(shí)長來控制。換言之，LED 115所發(fā)出的光的強(qiáng)度可以隨更高的占空比而增大并且可以通過降低節(jié)點(diǎn)105處的PWM信號的占空比來使其變暗。

如圖1A所示，LED驅(qū)動器電路100可以包括具有控制信號輸入103的誤差放大器107、兩個(gè)電子開關(guān)(即，第一開關(guān)109和第二開關(guān)111)、工作點(diǎn)電容元件113、可選輸出電容117、LED驅(qū)動器功率 級119、以及電流傳感器121。

誤差放大器107將控制信號輸入節(jié)點(diǎn)103處的控制輸入信號與由電流傳感器121檢測的輸出電流101進(jìn)行比較，以在其輸出節(jié)點(diǎn)123處生成信號。此信號123在開關(guān)109接通時(shí)提供工作點(diǎn)信號(例如，電壓Vc)。誤差放大器107調(diào)整工作點(diǎn)以減小控制信號輸入103與流過LED負(fù)載115的電流的電壓表示之間的誤差信號。工作點(diǎn)信號節(jié)點(diǎn)處的電壓Vc被LED驅(qū)動器功率級119用來設(shè)置傳送到LED 115的輸出電流101的量。因此，誤差放大器的輸出處的信號123根據(jù)輸出電流101的量為LED驅(qū)動器電路119提供工作點(diǎn)，以與誤差放大器107的控制信號輸入103處的控制信號所指示的量相匹配。

電容元件113因此可以被稱為工作點(diǎn)電容，因?yàn)槠鋬啥说碾妷?即，工作點(diǎn)信號)代表流向LED驅(qū)動器功率級119的輸入工作點(diǎn)信號，其用于使流向LED 115的輸出電流101等于控制信號103所指示的量。工作點(diǎn)電容元件113為LED驅(qū)動器電路119存儲節(jié)點(diǎn)Vc的工作點(diǎn)信號。因此，電容元件113存儲功率級119的工作點(diǎn)，以將LED負(fù)載115中的電流調(diào)節(jié)至誤差放大器107的CTRL輸入103。電容元件113還可以用于使LED電流反饋控制環(huán)路穩(wěn)定。在這方面，電容元件113的電容可以限制在最大值。

參見圖1B可以更好地理解LED驅(qū)動器電路100的特征，圖1B示出了LED驅(qū)動器電路100的一些示例波形。理想地，當(dāng)開關(guān)109關(guān)斷(即，斷開)時(shí)電容元件113應(yīng)保持工作點(diǎn)信號的電壓Vc，以便為LED驅(qū)動器功率級119保持工作點(diǎn)信號Vc穩(wěn)定。然而，在現(xiàn)實(shí)條件下，由于內(nèi)部漏電和/或連接至工作點(diǎn)電容元件113(包括第一開關(guān)109)的任何電路的漏電，工作點(diǎn)電容元件113兩端的電壓在節(jié)點(diǎn)105處的PWM信號的關(guān)閉時(shí)段期間會衰減(即，丟失電荷)。該電壓降隨著PWM關(guān)閉時(shí)長的增加而變得更加顯著。在長PWM關(guān)閉時(shí)間(例如，大于1秒)之后，例如，工作點(diǎn)電容元件113兩端的工作點(diǎn)信號Vc可能低于其在PWM信號關(guān)閉時(shí)(例如，PWM信號剛剛關(guān)閉之后)的值。換言之，工作點(diǎn)信號Vc的值在PWM關(guān)閉時(shí)的轉(zhuǎn)換點(diǎn)處高于長PWM關(guān)閉時(shí)間過后的值。當(dāng)PWM信號105在長PWM關(guān)閉時(shí)段后重新開啟時(shí)， LED驅(qū)動器功率級119會經(jīng)歷恢復(fù)時(shí)間，直到工作點(diǎn)電容元件113兩端的電壓已回到其原始工作點(diǎn)信號Vc。

這樣的延遲在需要LED 115的色溫和/或光強(qiáng)在它們開啟之后立即處于預(yù)先確定的水平處的應(yīng)用中可能帶來問題。傳統(tǒng)方法使用更長的PWM開啟時(shí)間以使其除需要的LED負(fù)載開啟時(shí)間之外還包括恢復(fù)延遲，這不僅增加功耗還可能是無效的，因?yàn)榛謴?fù)延遲會隨著工作點(diǎn)電容元件113的尺寸、工藝、溫度、需要的LED光強(qiáng)和PWM關(guān)閉時(shí)長而變化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

附圖說明

附圖示出了各示意性實(shí)施例。它們并不示出所有的實(shí)施例。可以附加地或替代地使用其他各實(shí)施例。可以省略可能顯而易見或不需要的細(xì)節(jié)以節(jié)省空間或者更有效地進(jìn)行說明。可使用額外的組件或步驟并且/或者不使用示出的全部組件或步驟來實(shí)現(xiàn)一些實(shí)施例。當(dāng)相同的附圖標(biāo)記出現(xiàn)在不同附圖中時(shí)，其表示相同或相似的組件或步驟。

圖1A示出了現(xiàn)有技術(shù)發(fā)光的二極管(LED)驅(qū)動器電路的示例。

圖1B示出了圖1A的LED驅(qū)動器電路的示例波形。

圖2示出了與示例性實(shí)施例一致的LED驅(qū)動器電路的示例，該LED驅(qū)動器電路在PWM信號關(guān)閉時(shí)維持工作點(diǎn)電容元件兩端的電壓。

圖3A和圖3B示出了以數(shù)字代碼維持工作點(diǎn)信息的電路的示例，其可以用于實(shí)現(xiàn)圖2的存儲及保持電路。

圖3C示出了圖3A和圖3B的數(shù)字存儲及保持電路的示例波形。

圖4A和圖4B示出了維持作為模擬電壓的工作點(diǎn)信息的電路的各示例，其可以用于實(shí)現(xiàn)圖2的存儲及保持電路。

圖4C示出了圖4A和圖4B的模擬存儲及保持電路的示例波形。

圖5A和圖5B示出了與各示例性實(shí)施例一致的LED驅(qū)動器電路，其使用數(shù)字控制器來為模擬LED驅(qū)動器功率級維持工作點(diǎn)信息。

具體實(shí)施方式

在下面的詳細(xì)描述中，為了提供相關(guān)教導(dǎo)的透徹理解，以示例的方式闡述了大量具體細(xì)節(jié)。然而，應(yīng)顯而易見的是，本教導(dǎo)可以不用這樣的細(xì)節(jié)而實(shí)現(xiàn)。在其他實(shí)例中，為了防止不必要地模糊本教導(dǎo)的各方面，在相對高的層次上不具細(xì)節(jié)地描述公知的方法、程序、組件和/或電路?？梢杂酶郊拥慕M件或步驟并且/或者不用所描述的所有組件或步驟來實(shí)現(xiàn)一些實(shí)施例。

在此公開的各種方法和電路主要涉及為LED驅(qū)動器功率級維持輸入?yún)⒖茧娖揭允够謴?fù)時(shí)間基本減少或消除的方法和電路。所述功率級配置為：當(dāng)PWM信號開啟(ON)時(shí)向LED負(fù)載傳送控制信號所指示的電流的電平，并且當(dāng)PWM信號關(guān)閉(OFF)時(shí)停止傳送所述電流的電平。反饋電路配置為：當(dāng)所述PWM信號開啟時(shí)，生成所述工作點(diǎn)信號以使所述功率級傳送所述控制信號所指示的電流的電平。存儲及保持電路配置為：存儲用于指示所述工作點(diǎn)信號在所述PWM信號關(guān)閉時(shí)(例如，剛剛關(guān)閉之后)的電平的信息，并且使所述工作點(diǎn)信號在所述PWM信號重新開啟(例如，回到開啟狀態(tài))時(shí)處于該電平處。

圖2示出了與示例性實(shí)施例一致的LED驅(qū)動器電路200的示例，LED驅(qū)動器電路200在PWM信號關(guān)閉時(shí)維持工作點(diǎn)電容元件213兩端的電壓。LED驅(qū)動器電路200可以包括具有控制信號輸入203的誤差放大器207、兩個(gè)電子開關(guān)(即，第一開關(guān)209和第二開關(guān)211)、LED驅(qū)動器功率級219、以及電流傳感器221?？梢源嬖诠ぷ鼽c(diǎn)電容元件213和可選輸出電容元件217。

誤差放大器207具有耦接至控制信號的第一輸入(例如，正端子)和耦接至電流傳感器221的第二輸入(例如，負(fù)端子)。誤差放大器207具有輸出節(jié)點(diǎn)223，其耦接至第一開關(guān)209(在本文中有時(shí)被稱為斷路開關(guān))的輸入。在各種實(shí)施例中，誤差放大器207可以在其輸出223處提供電流或電壓。為討論的目的，將假設(shè)輸出223提供通過開關(guān)209的電流以生成工作點(diǎn)信號Vc。

第一開關(guān)209具有耦接至誤差放大器207的輸出節(jié)點(diǎn)223的輸入節(jié)點(diǎn)、耦接至工作點(diǎn)信號節(jié)點(diǎn)Vc的輸出節(jié)點(diǎn)、以及耦接至PWM信 號節(jié)點(diǎn)205的控制節(jié)點(diǎn)。存在存儲及保持電路201，其耦接至工作點(diǎn)信號節(jié)點(diǎn)Vc。存儲及保持電路201具有耦接至PWM節(jié)點(diǎn)的輸入，以使存儲及保持電路201受PWM信號的控制。

LED驅(qū)動器功率級219具有耦接至PWM節(jié)點(diǎn)205的第一輸入以及耦接至工作點(diǎn)信號節(jié)點(diǎn)Vc的第二輸入。LED驅(qū)動器功率級219具有包括第一輸出(例如，V_LED+)和第二輸出(例如V_LED-)的差分輸出。在一個(gè)實(shí)施例中，存在可選輸出電容元件217，其耦接在LED驅(qū)動器功率級219的第一輸出與第二輸出之間。輸出電容元件217可以過濾高頻AC電流和電壓并且減小通過LED負(fù)載215的電流紋波，從而在PWM開啟時(shí)增加LED負(fù)載215的工作壽命。它還在PWM關(guān)閉時(shí)維持LED驅(qū)動器功率級219的輸出電壓。

此外，LED負(fù)載215(其可以包括一個(gè)或多個(gè)LED)耦接在LED驅(qū)動器功率級219的第一輸出與第二輸出之間。雖然以示例的方式將電路200中的各LED示為串聯(lián)連接，但是應(yīng)當(dāng)理解，在各種實(shí)施例中，為了實(shí)現(xiàn)需要的輸出，可以為單個(gè)LED，各LED可以并聯(lián)連接，或者各LED可以以任何適當(dāng)?shù)拇?lián)/并聯(lián)組合進(jìn)行連接。

第二開關(guān)211具有與LED驅(qū)動器功率級219的第一輸出V_LED+耦接的輸入以及與LED負(fù)載215的輸入耦接的輸出。第二開關(guān)211的控制節(jié)點(diǎn)耦接至PWM節(jié)點(diǎn)205。

當(dāng)PWM信號205開啟(即，在“HI”電平處)時(shí)，來自節(jié)點(diǎn)205處的PWM信號的開啟電壓可以將電子開關(guān)209和211兩者驅(qū)動至閉合狀態(tài)(ON)，從而允許信號分別通過開關(guān)209和開關(guān)211傳播。在該開啟時(shí)間期間，誤差放大器207、LED驅(qū)動器功率級219、工作點(diǎn)電容元件213和輸出電容元件217可以工作在反饋環(huán)路中。反饋環(huán)路可以使流向各LED 215的電流與誤差放大器207的第一輸入節(jié)點(diǎn)203處的控制輸入信號所指示的電平相匹配。

例如，反饋電路配置為確定流過LED負(fù)載215的電流并且比較該電流的電壓表示與控制節(jié)點(diǎn)203處的控制信號，以在PWM信號開啟時(shí)向功率級219的第二輸入提供工作點(diǎn)信號。因此，誤差放大器207比較控制信號輸入節(jié)點(diǎn)203處的控制輸入信號與電流傳感器221所檢 測到的輸出電流201。在一個(gè)實(shí)施例中，控制信號為電壓，電流傳感器221所檢測到的輸出電流201作為電壓提供給誤差放大器的第二輸入。換言之，電流傳感器221所檢測到的電流信號被轉(zhuǎn)換成電壓，以使得誤差放大器207可以比較控制輸入信號203與流過LED負(fù)載215的電流201的電壓表示。

應(yīng)注意的是，反饋環(huán)路的反饋電路包括電流傳感器221，其可以耦接至功率級219的差分輸出的第二輸出(例如，V_LED-)。在其他實(shí)施例中，電流傳感器221可以位于任何適當(dāng)?shù)奈恢?，以檢測通過LED負(fù)載215的電流。反饋電路還包括誤差放大器207，其具有耦接至控制信號203的第一輸入、耦接至電流傳感器221的第二輸入以及通過第一開關(guān)209耦接至功率級的第二輸入的輸出。

誤差放大器207在第一開關(guān)209接通時(shí)提供工作點(diǎn)信號Vc 223。工作點(diǎn)信號Vc被LED驅(qū)動器功率級219用來設(shè)置傳送到LED 215的輸出電流201的量。因此，誤差放大器207根據(jù)輸出電流201的量為LED驅(qū)動器電路219提供工作點(diǎn)，以與誤差放大器207的控制信號輸入203處的控制信號所指示的量相匹配。

工作點(diǎn)電容元件213為LED驅(qū)動器功率級219存儲工作點(diǎn)信號Vc并且可以用于提供反饋穩(wěn)定性。在各種實(shí)施例中，工作點(diǎn)電容可以實(shí)現(xiàn)為外部組件(例如，通常﹤10nF)或者實(shí)現(xiàn)在與存儲及保持電路201相同的集成電路(例如，通常﹤100pF)上。

當(dāng)PWM信號205關(guān)閉(即，在“LO”電平處)時(shí)，它使電子開關(guān)211和209兩者都斷開，因此防止信號分別通過開關(guān)209和開關(guān)211傳播。因此，當(dāng)PWM關(guān)閉時(shí)，防止了從LED驅(qū)動器功率級219向LED 215的能量傳送。

存儲及保持電路201配置為在PWM信號關(guān)閉時(shí)維持工作點(diǎn)電容元件213上的工作點(diǎn)電壓Vc。例如，當(dāng)PWM信號開啟時(shí)，工作點(diǎn)電容元件213兩端的電壓可以存儲在存儲及保持電路201中。在PWM開啟時(shí)間中，存儲及保持電路201對LED驅(qū)動器電路219不具有顯著的影響。存儲及保持電路201可以在PWM開啟時(shí)間期間以存儲模式工作，而不影響工作點(diǎn)電壓Vc。存儲及保持電路201還可以按照在PWM 信號剛剛轉(zhuǎn)換至關(guān)閉狀態(tài)之后先存儲后保持的方式工作。

例如，當(dāng)PWM信號205關(guān)閉時(shí)，第一開關(guān)和第二開關(guān)(209和211)斷開。因此，第二開關(guān)211使LED負(fù)載215從LED驅(qū)動器功率級219的輸出斷開，第一開關(guān)209使工作點(diǎn)電容元件213從誤差放大器207的反饋路徑斷開。然而，存儲及保持電路201保持與LED驅(qū)動器功率級219的第二輸入(其耦接至工作點(diǎn)信號節(jié)點(diǎn)Vc)的耦接。

在PWM關(guān)閉時(shí)間期間，存儲及保持電路201通過提供作為參考的工作點(diǎn)信號Vc的存儲值來維持工作點(diǎn)電容元件213兩端的工作點(diǎn)信號Vc。由于存儲及保持電路201所提供的這種電壓維持，工作點(diǎn)電容元件213兩端的電壓在PWM信號的關(guān)閉時(shí)間期間保持在需要的電平處。因此，借助存儲及保持電路201，可在長時(shí)段的PWM關(guān)閉時(shí)間(例如，大于1秒)期間維持工作點(diǎn)電壓Vc，并且LED驅(qū)動器電路200不再經(jīng)歷工作點(diǎn)電容元件213的電壓衰減。因此，LED驅(qū)動器電路200配置為：每當(dāng)PWM信號重新開啟、甚至在長PWM關(guān)閉時(shí)段之后，快速地返回到或者維持PWN開啟時(shí)的工作點(diǎn)信號Vc所限定的需要的工作點(diǎn)。

示例存儲及保持電路

在各種實(shí)施例中，存儲及保持電路201可以是數(shù)字電路、模擬電路、或它們的組合。圖3A和圖3B示出了以數(shù)字代碼維持工作點(diǎn)信息的電路的示例，其可以用于實(shí)現(xiàn)圖2的存儲及保持電路201。如圖3A所示，數(shù)字存儲及保持電路300A可以包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)301、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)303、反相器305以及電子開關(guān)307。圖3B的數(shù)字存儲及保持電路300B具有基本相同的特征，除了ADC 311為低電平有效因而不需要圖3A的反相器305。因此，為簡要起見，對圖3B的存儲及保持電路300B的各特征將不予以重復(fù)。

在圖3A中，數(shù)字存儲及保持電路300A具有ADC 301，其具有耦接至工作點(diǎn)信號Vc的第一輸入、耦接至PWM信號節(jié)點(diǎn)205的第二輸入、以及耦接至DAC 303的輸入的第一輸出315。在一個(gè)實(shí)施例中，ADC 301具有與開關(guān)307的控制節(jié)點(diǎn)耦接的單獨(dú)輸出節(jié)點(diǎn)317。

在各種實(shí)施例中，ADC 301可以是高電平有效或低電平有效的。如果ADC 301為高電平有效，則可以存在耦接在PWM輸入節(jié)點(diǎn)205與ADC 301的第二輸入之間的反相器305。

數(shù)字存儲及保持電路300A還包括開關(guān)307，其耦接在工作點(diǎn)信號節(jié)點(diǎn)Vc與DAC 303的輸出之間。開關(guān)307的控制節(jié)點(diǎn)可以受ADC的第二輸出的控制。

數(shù)字存儲及保持電路300A的特征，圖3C示出了數(shù)字存儲及保持電路300A和300B的一些示例波形。當(dāng)節(jié)點(diǎn)205處的PWM信號關(guān)閉時(shí)，反相后的PWM信號開啟ADC 301，這使得ADC 301將圖2的工作點(diǎn)電容元件213兩端的電壓(所謂工作點(diǎn)信號Vc)轉(zhuǎn)換成其輸出315處的數(shù)字值。該數(shù)字值可以存儲在存儲內(nèi)存(其可作為ADC 301的一部分或者可從ADC 301分離)中。因?yàn)閿?shù)字存儲的值不會隨時(shí)間漂移，所以能維持工作點(diǎn)電壓Vc。

保存工作點(diǎn)電壓信息的存儲器的數(shù)字輸出可以耦接至DAC 303的輸入。為了方便本討論，將假設(shè)保存工作點(diǎn)電壓的存儲器位于ADC中。DAC配置為在其輸入節(jié)點(diǎn)315處接收數(shù)字信號并且在其輸出節(jié)點(diǎn)309處提供該信號的模擬形式。當(dāng)節(jié)點(diǎn)205處的PWM信號被關(guān)閉并且ADC 301完成模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換之后，數(shù)字存儲及保持電路300A使電子開關(guān)307閉合，從而提供從DAC 303的輸出309至工作點(diǎn)電壓節(jié)點(diǎn)Vc的路徑。因此，所存儲的工作點(diǎn)電壓Vc被傳送回工作點(diǎn)電容元件213的兩端。應(yīng)當(dāng)注意，因?yàn)锳DC和/或DAC的工作相對快速，所以電容元件Cc 213兩端的工作點(diǎn)電壓Vc的電壓衰減是可以忽略的。因此，DAC 303所傳送的工作點(diǎn)電壓Vc與PWM開啟時(shí)的工作點(diǎn)電容213兩端的工作點(diǎn)電壓Vc基本相同。

在各種實(shí)施例中，DAC 303可以以更快的速度連續(xù)工作，或者可以為了節(jié)省功率而在開關(guān)307接通的時(shí)刻立即開啟(或者比開關(guān)307接通稍提前開啟)，同時(shí)為DAC 303提供用于將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的足夠長的時(shí)間。

根據(jù)LED驅(qū)動器電路的具體要求，可以使用不同類型的ADC來實(shí)現(xiàn)數(shù)字存儲及保持電路300A和300B的ADC 311。在此討論的ADC 根據(jù)將連續(xù)信號轉(zhuǎn)換成一定的位數(shù)N的常見原理工作。使用越多的位數(shù)，ADC的精確度越好。常見類型的ADC包括流水線ADC、快閃式ADC、逐次逼近寄存器(SAR)ADC、sigma delta(ΣΔ)ADC、以及積分型或雙斜率型ADC。

如圖3A或圖3B所示，數(shù)字存儲及保持電路可以包括一個(gè)或多個(gè)適當(dāng)?shù)嘏渲玫腄AC以將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換至模擬域。為此，在各種實(shí)施例中，可以使用不同的DAC，包括但不限于脈寬調(diào)制器DAC、sigma delta(ΣΔ)DAC、二進(jìn)制加權(quán)DAC、電阻(R-2R)梯形DAC、逐次逼近寄存器DAC、溫度計(jì)編碼型DAC、以及混合型DAC(其可以使用前述DAC的組合)。這些DAC的工作可將有限數(shù)值轉(zhuǎn)換成電流或電壓形式的物理量。

如圖3C所示，工作點(diǎn)電壓Vc在PWM信號關(guān)閉之后以數(shù)字代碼存儲。例如，當(dāng)PWM開啟時(shí)，LED負(fù)載開啟，而數(shù)字存儲及保持電路重置。在此期間，工作點(diǎn)電壓Vc由i_LED電流反饋環(huán)路驅(qū)動。當(dāng)PWM關(guān)閉時(shí)，LED負(fù)載關(guān)閉并且數(shù)字存儲及保持電路進(jìn)入初始“存儲”狀態(tài)。存儲時(shí)間的時(shí)長取決于具體實(shí)施方式。在“存儲”狀態(tài)期間，工作點(diǎn)電壓Vc浮空并且工作點(diǎn)電容元件Cc兩端的電壓的衰減可以忽略。當(dāng)存儲過程完成后，工作點(diǎn)電壓可以在剩余的PWM關(guān)閉時(shí)間期間由數(shù)字存儲及保持電路驅(qū)動。

如前所述，在一些實(shí)施例中，在此討論的存儲及保持電路還可以維持作為模擬電壓的工作點(diǎn)信息。模擬實(shí)施方式可以要求更小的芯片面積，消耗更少的功率，并且實(shí)現(xiàn)更加簡單，因?yàn)槭∪チ酥T如ADC和DAC等若干功能塊。為此，圖4A和圖4B示出了可以用于實(shí)現(xiàn)圖2的存儲及保持電路201的模擬電路的示例。如圖4A所示，模擬存儲及保持電路400A包括第一開關(guān)401、泄漏消除電路403、放大器407以及存儲電容元件409。本地存儲電容元件409可以集成在同一芯片上，但也可以考慮外部電容元件。在一個(gè)實(shí)施例中，本地存儲電容元件409顯著地小于(例如，小10倍或更小)工作點(diǎn)電容元件213。

在各種實(shí)施例中，放大器407本身可以開啟或關(guān)閉以節(jié)省功率并且/或者在放大器407的輸出處可以存在第二開關(guān)411。當(dāng)使用第 二開關(guān)411時(shí)，可以有反相器405耦接在PWM輸入節(jié)點(diǎn)205與第二開關(guān)411的控制節(jié)點(diǎn)之間。圖4B的模擬存儲及保持電路400B具有基本相同的特征，除了其不具有第二開關(guān)411和反相器405。取而代之，放大器407B直接由節(jié)點(diǎn)205處的PWM信號來控制。

泄漏消除電路耦接至放大器407的第一輸入(例如，正輸入)417。放大器407可以配置為單位增益緩沖器，因?yàn)樗牡诙斎?例如，負(fù)輸入)在節(jié)點(diǎn)419處耦接至它的輸出。因此，節(jié)點(diǎn)417處的電壓與節(jié)點(diǎn)419處的電壓大體上相同，因?yàn)榉糯笃?07的增益足夠高。放大器輸出節(jié)點(diǎn)419的輸出(例如，通過開關(guān)411)耦接至工作點(diǎn)信號Vc。第一開關(guān)401具有耦接至放大器407的第一(即，非反相)輸入的第一輸入以及耦接至工作點(diǎn)信號節(jié)點(diǎn)Vc的第二輸入。存儲電容也耦接至放大器407的非反相輸入。

第一開關(guān)和第二開關(guān)中的每一個(gè)具有耦接至PWM節(jié)點(diǎn)205的控制節(jié)點(diǎn)。第一開關(guān)401配置為在PWM信號205高(即，開啟)時(shí)處于閉合狀態(tài)(即，接通)，并且在PWM信號205低(即，關(guān)閉)時(shí)斷開(即，關(guān)斷)。相反，第二開關(guān)411配置為在PWM信號205開啟時(shí)關(guān)斷，并且在PWM信號205關(guān)閉時(shí)接通。因此，放大器407和413配置為在PWM信號205開啟時(shí)無效，在PWM信號205關(guān)閉時(shí)激活。

可以參見圖4C更好地理解存儲及保持電路400A和400B的各個(gè)特征，圖4C示出了存儲及保持電路400A和400B的一些示例波形。在圖4A和圖4B的電路400A和400B中，當(dāng)節(jié)點(diǎn)205處的PWM信號開啟時(shí)，第一開關(guān)401閉合，接通從工作點(diǎn)電容元件213至本地存儲電容元件409的路徑。換言之，工作點(diǎn)信號節(jié)點(diǎn)Vc處的電壓存儲在本地存儲電容元件409的兩端。

當(dāng)節(jié)點(diǎn)205處的PWM信號關(guān)閉時(shí)，第一開關(guān)401斷開(即，關(guān)斷)，從而切斷工作點(diǎn)信號節(jié)點(diǎn)Vc與節(jié)點(diǎn)417處的本地存儲電容元件409之間的路徑。然而，因?yàn)榈谝婚_關(guān)401與第二開關(guān)411之間存在反相關(guān)系，第二開關(guān)411目前閉合(即，接通)，從而接通放大器407的輸出與節(jié)點(diǎn)Vc處的提供給工作點(diǎn)電容元件213兩端的工作點(diǎn)信號之間的路徑。放大器407的輸出所提供的該工作點(diǎn)信號與PWM 關(guān)閉時(shí)(例如，剛剛關(guān)閉之后)存儲在工作點(diǎn)電容元件213兩端的工作點(diǎn)信號節(jié)點(diǎn)Vc的工作點(diǎn)信號大體上相同。換言之，放大器407的輸出所提供的工作點(diǎn)信號與PWM信號從開啟過渡至關(guān)閉時(shí)的工作點(diǎn)信號的值大體上相同。通過使用具有已知電容值的本地存儲電容元件409，可以提供更加穩(wěn)定的參考電壓。

在一個(gè)實(shí)施例中，存在泄漏消除電路403，其配置為在節(jié)點(diǎn)205處的PWM信號關(guān)閉時(shí)進(jìn)一步維持存儲在節(jié)點(diǎn)417處的本地存儲電容元件409兩端的電壓。換言之，當(dāng)節(jié)點(diǎn)205處的PWM信號關(guān)閉時(shí)，本地存儲電容元件409兩端的電壓并不隨時(shí)間降低。

如圖4C所示，在PWM信號關(guān)閉后工作點(diǎn)電壓Vc可以保持為模擬電壓?！翱梢栽赑WM信號開啟時(shí)執(zhí)行存儲”步驟。在此期間，LED開啟并且工作點(diǎn)電壓Vc由i_LED電流反饋環(huán)路來驅(qū)動。當(dāng)PWM關(guān)閉時(shí)，LED被關(guān)閉并且存儲及保持電路進(jìn)入保持狀態(tài)，此時(shí)工作點(diǎn)電壓Vc由存儲及保持電路驅(qū)動。

現(xiàn)參照圖5A和圖5B，其示出了與各示例性實(shí)施例一致的使用數(shù)字控制器509來為模擬LED驅(qū)動器功率級219維持工作點(diǎn)信息的LED驅(qū)動器電路。LED驅(qū)動器電路500A和500B的一些特征與圖2的LED驅(qū)動器電路200的特征相同，因此為簡要起見不再重復(fù)。因此，下面的討論強(qiáng)調(diào)一些區(qū)別特征。此外，圖5B的LED驅(qū)動器電路500B與圖5A的LED驅(qū)動器電路500A基本相同，除了其具有耦接在數(shù)字控制器509與LED驅(qū)動器功率級219之間的附加DAC 571。因此，為簡要起見將不重復(fù)LED驅(qū)動器電路500B的特征。

LED驅(qū)動器電路500A包括數(shù)字控制器509，其配置為控制LED驅(qū)動器功率級219向LED負(fù)載215提供的電流。數(shù)字控制器具有耦接至PWM節(jié)點(diǎn)205的第一輸入、耦接至第一數(shù)字信號的第二輸入513、以及耦接至第二數(shù)字輸入515的第三輸入。ADC 505耦接在控制節(jié)點(diǎn)CTRL 503與數(shù)字控制器的第二輸入之間。第二ADC 507耦接在電流傳感器221與數(shù)字控制器509的第三輸入之間。

LED驅(qū)動器電路500A通過ADC 505將模擬CTRL信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。電流傳感器221感測流過LED負(fù)載215的電流(例如，電流 201)，其通過ADC 507被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。數(shù)字控制器509比較其第二輸入513處的數(shù)字信號與其第三輸入515處的數(shù)字信號，并且在其輸出517處生成數(shù)字信號以控制LED驅(qū)動器功率級219。在LED驅(qū)動器電路500A中，當(dāng)節(jié)點(diǎn)205處的PWM信號關(guān)閉時(shí)(例如，剛剛關(guān)閉之后)保存數(shù)字工作點(diǎn)信息，以加快PWM信號重新開啟時(shí)的LED電流恢復(fù)。

總結(jié)

所討論的各組件、步驟、特征、對象、效益和優(yōu)點(diǎn)僅僅是示意性的。它們及其相關(guān)討論都不旨在以任何方式限制保護(hù)范圍。大量其他實(shí)施例也是預(yù)期的。這些實(shí)施例包括了具有更少的、額外的、和/或不同的組件、步驟、特征、對象、效益、和/或優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施例。這些實(shí)施例還包括了不同地布置和/或排序了各組件和/或步驟的實(shí)施例。

例如，在此討論的任何信號可以被縮放、緩沖、縮放并緩沖、轉(zhuǎn)換成另一模式(例如，電壓、電流、電荷、時(shí)間等)、或者轉(zhuǎn)換成另一狀態(tài)(例如，從HIGH至LOW以及從LOW至HIGH)，而沒有在實(shí)質(zhì)上改變根本的控制方法。

鑒于本文的討論，所提出的在系統(tǒng)的非活動時(shí)長期間維持工作點(diǎn)電壓以加快恢復(fù)的技術(shù)可應(yīng)用于能夠由電流脈沖驅(qū)動的其他應(yīng)用中，例如電機(jī)驅(qū)動器。

所提出的技術(shù)的另一變化形式可以在PWM關(guān)閉時(shí)間期間將工作點(diǎn)電壓調(diào)節(jié)到與PWM開啟時(shí)間期間的電平不同的電平。根據(jù)負(fù)載阻抗，工作點(diǎn)電壓可以在PWM關(guān)閉時(shí)間期間維持在更高或更低的電平處，以在PWM回到開啟狀態(tài)時(shí)生成所需的恢復(fù)響應(yīng)。

除非另外陳述，否則在本說明書中闡述的所有測量、值、級別、位置、大小、尺寸、以及其他指標(biāo)都是近似的而非精確的。它們旨在具有符合其相關(guān)功能以及其所屬技術(shù)領(lǐng)域中的慣例的合理范圍。

除了上方的陳述之外，無論是否在權(quán)利要求中列出，都不存在旨在(或應(yīng)當(dāng)被解釋為)將任何組件、步驟、特征、對象、效益、優(yōu) 點(diǎn)、或其等價(jià)物貢獻(xiàn)給公眾的任何陳述或說明。

本公開中所引用的所有的文章、專利、專利申請以及其他出版物均通過引用并入本文。

應(yīng)當(dāng)理解，在此使用的術(shù)語和表達(dá)具有與這些術(shù)語和表達(dá)在其分別對應(yīng)的研究領(lǐng)域中的普通含義相一致的含義，除非在本文中另外闡述了特殊含義。諸如“第一”和“第二”等關(guān)系術(shù)語可僅用于區(qū)分一個(gè)實(shí)體或動作與另一實(shí)體或動作，而非一定要求或暗示它們之間的任何實(shí)際的關(guān)系或順序。術(shù)語“包括”、“包括……的”及其任何其他變化形式在本說明書或權(quán)利要求中與多個(gè)元件的列表結(jié)合使用時(shí)，其旨在表示所述列表并非排他性的，并且表示可以包括其他元件。類似地，無進(jìn)一步約束時(shí)，用“一個(gè)”或“一”修飾的元件并不排除存在或增加同一類型的多個(gè)元件。

提供了本公開的摘要以允許讀者迅速地確定本技術(shù)公開的本質(zhì)。摘要遵從這樣的理解：其將不會被用于解釋或限制權(quán)利要求的范圍或含義。此外，在前面的詳細(xì)描述中，可以看到在各實(shí)施例中為了簡化公開而將各個(gè)特征組合在一起。這種公開方法不應(yīng)解釋為反映這樣的意圖：所聲明的各實(shí)施例要求比在每項(xiàng)權(quán)利要求中明確列舉的特征更多的特征。相反，如隨附的權(quán)利要求所反映的那樣，發(fā)明主題在于比單個(gè)公開的實(shí)施例的所有特征更少的特征。因此隨附的權(quán)利要求在此并入到詳細(xì)描述中，每一項(xiàng)權(quán)利要求作為單獨(dú)主張的主題而獨(dú)立存在。