專利名稱：用于調(diào)節(jié)流過led電路裝置的led電流的方法和電路裝置、以及相關(guān)組合電路和發(fā)光系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將流過LED電路裝置的LED電流調(diào)節(jié)為均值LED電流水平的方 法。本發(fā)明還涉及一種將流過LED電路裝置的LED電流調(diào)節(jié)為均值LED電流水平的電路裝 置。本發(fā)明還涉及一種LED驅(qū)動器IC。本發(fā)明還涉及一種組合電路和LED發(fā)光系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一般通過調(diào)節(jié)流過發(fā)光二極管(LED)的LED電流的電流水平來控制LED的光輸 出。例如，還可以用脈沖寬度調(diào)制(PWM)方案來調(diào)制LED電流。在這種PWM方案中，LED接 收特定寬度的周期性脈沖序列形式的LED電流，而當(dāng)要將有效光輸出從第一光輸出水平改 變?yōu)榈诙廨敵鏊綍r，將脈沖寬度從第一脈沖寬度調(diào)制為第二脈沖寬度。
因此，LED驅(qū)動方法和LED驅(qū)動電路通常包括電流源，提供恒定電流或具有平均 電流水平的振蕩電流；以及與LED相關(guān)聯(lián)的開關(guān)，以便控制電流路徑，并實現(xiàn)LED電流的脈 沖寬度調(diào)制。
開關(guān)可以與LED串聯(lián)，從而通過中斷電流路徑來控制電流路徑，以便實現(xiàn)脈沖寬 度調(diào)制。
替代地，開關(guān)可以與LED并聯(lián)，所述開關(guān)也稱作旁路開關(guān)。旁路開關(guān)通過或者引導(dǎo) 電流路徑通過LED或者引導(dǎo)電流路徑通過與LED并聯(lián)的旁路路徑來控制電流路徑，以便實 現(xiàn)脈沖寬度調(diào)制。這種旁路開關(guān)方法的優(yōu)點(diǎn)之一在于電流持續(xù)流動，或者流過LED或者 流過旁路路徑，這允許使用非常高效的電流源，例如開關(guān)模式電流源。這在多個LED以公共 電流水平工作、但是這多個LED中不同LED之間可能具有不同脈沖寬度的情況下尤為有利。 于是可以將LED排列為串聯(lián)連接的多個LED段，每一個LED段包括單獨(dú)的LED或者兩個或 更多的LED，優(yōu)選地兩個或更多LED串聯(lián)設(shè)置，并且每一個LED段同與相應(yīng)LED段并聯(lián)的旁 路開關(guān)相關(guān)聯(lián)。通過獨(dú)立地操作旁路開關(guān)，可以獨(dú)立地改變每一個LED段的有效光輸出。
在W02004100614A1中描述了電流源的示例。W02004100614A1描述了在所有工作 條件期間精確且迅速調(diào)節(jié)LED電流的均值安培數(shù)的LED電流控制方法和電路，所述工作條 件包括電源的輸入線路的變化或者LED網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載的變化。
該方法包括通過響應(yīng)于轉(zhuǎn)換器電流感測電壓分別沿負(fù)方向和正方向與下跳轉(zhuǎn)電 壓(lower trip voltage)和上跳轉(zhuǎn)電壓(upper tripvoltage)的每一次交叉，交替地控制 LED電流的上升和下降，來控制LED電流在峰值安培數(shù)和谷值安培數(shù)之間振蕩，例如按照三 角波或鋸齒波形式，其中均值安培數(shù)是峰值安培數(shù)和谷值安培數(shù)的平均?？梢詫⑹褂眠@種 方法的電路稱作利用對LED電流的遲滯控制的開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器示例?？梢詫⒎逯蛋才鄶?shù)至 谷值安培數(shù)的峰谷范圍稱作遲滯電流窗口?？梢詫⑸咸D(zhuǎn)電壓至下跳轉(zhuǎn)電壓的峰谷范圍稱 作遲滯電壓窗口，或者簡稱為遲滯窗口。
因此，該方法和電路實現(xiàn)了與工作條件無關(guān)地調(diào)節(jié)均值電流水平。具體地，當(dāng)將該 方法和電路用于操作包括按上述方式設(shè)置的具有相應(yīng)旁路開關(guān)的多個LED段的LED電路裝置時，操作旁路開關(guān)以改變單獨(dú)LED段的光輸出導(dǎo)致LED電路裝置的負(fù)載變化。具有遲滯 控制的開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器非常適用于向由于旁路開關(guān)的工作而具有變化負(fù)載的這種LED電 路裝置精確且迅速地傳送具有實質(zhì)上恒定均值電流水平的電流。
然而，使用W02004100614A1的方法導(dǎo)致在例如如上所述由于旁路開關(guān)的工作而 LED電路裝置的負(fù)載發(fā)生改變時，改變了 LED電流的振蕩頻率。當(dāng)LED電路裝置的負(fù)載顯著 變化時，頻率變化可能比較大。
這種較大的頻率變化具有若干不利的副作用。例如，需要調(diào)節(jié)在遲滯開關(guān)模式轉(zhuǎn) 換器的輸入或輸出濾波器中的部件尺寸，以便例如對于所有可能的頻率將副作用減小到足 夠低的水平。例如，阻止這些副作用的要求防止了聽得見的噪聲，防止了在LED的光輸出中 可見和潛在惱人的波動，遵守了傳導(dǎo)和輻射電磁干擾(EMI)規(guī)定，確保了電解電容的壽命， 并且優(yōu)化了電感中芯vs.傳導(dǎo)損耗。例如，為了確保頻率在所有工作條件下不會移動到可 聽得見的頻率范圍內(nèi)(這可能是惱人的)，在輸出濾波器中需要小電感，所述小電感不利地 影響LED電流水平的精確度。作為另一個示例，在忍受電源輸入線路中變化的同時LED電 路裝置的負(fù)載顯著改變時，為了實現(xiàn)LED電流的小紋波，可能需要較大的電容來對輸入電 壓進(jìn)行濾波。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在用遲滯控制來減小已知開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器的副作用，并且旨在提供一種 電路裝置和方法，可以處理LED網(wǎng)絡(luò)的顯著負(fù)載變化，同時減小負(fù)面副作用。
為此目的，根據(jù)本發(fā)明的方法包括
建立轉(zhuǎn)換器電流；
建立代表轉(zhuǎn)換器電流的電流水平的第一電流控制指示符；
至少依賴于第一電流控制指示符，建立轉(zhuǎn)換器電流在谷值電流水平和峰值電流水 平之間的振蕩，其中均值LED電流水平對應(yīng)于轉(zhuǎn)換器電流的峰值電流水平和谷值電流水平 的加權(quán)平均；
建立代表轉(zhuǎn)換器電流的流動的第二電流控制指示符；
將轉(zhuǎn)換器電流的振蕩的轉(zhuǎn)換器電流周期控制在周期控制范圍內(nèi)，至少依賴于第二 電流控制指示符執(zhí)行所述控制；以及
向LED電路裝置饋送轉(zhuǎn)換器電流的至少一部分。
第一和第二電流控制指示符可以是例如在電路裝置的兩個部件之間的電連接上 傳送的信號，或者可以是值，例如在寄存器或存儲器中存儲的參數(shù)值。
例如，可以按照與利用遲滯控制的現(xiàn)有技術(shù)開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器類似的方式來調(diào)節(jié) LED電流的均值電流水平，例如可以將其應(yīng)用于降壓轉(zhuǎn)換器，所述降壓轉(zhuǎn)換器對串聯(lián)設(shè)置的 多個LED的LED電路裝置進(jìn)行饋送，其中每一個LED并聯(lián)有旁路開關(guān)。將遲滯控制應(yīng)用于 轉(zhuǎn)換器電流。對于這種轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器電流表現(xiàn)為連續(xù)的、典型地鋸齒狀的電流，并且將在 轉(zhuǎn)換器中建立的整個轉(zhuǎn)換器電流作為LED電流饋送至LED電路裝置，其中均值LED電流水 平對應(yīng)于峰值電流水平和谷值電流水平的算術(shù)平均。當(dāng)LED電路裝置包括與多個LED的串 聯(lián)裝置相并聯(lián)的電容性濾波器時，LED電流表現(xiàn)為轉(zhuǎn)換器電流的時間濾波版本。也是，LED 電流的峰值和谷值可以與轉(zhuǎn)換器電流的相應(yīng)值不同，而均值LED電流水平可以仍然對應(yīng)于峰值電流水平和谷值電流水平的算術(shù)平均。對于不同類型的轉(zhuǎn)換器，例如升降壓轉(zhuǎn)換器，即 使在轉(zhuǎn)換器電流連續(xù)時LED電流也可能是不連續(xù)的可以對轉(zhuǎn)換器電流執(zhí)行遲滯控制，并 且將轉(zhuǎn)換器電流的一部分作為LED電流饋送至LED電路裝置。于是，均值LED電流水平可 以對應(yīng)于峰值電流水平和谷值電流水平的加權(quán)平均，其中對于峰值電流水平和谷值電流水 平具有不同的權(quán)重，以便考慮部分反饋的效果。
應(yīng)該注意的是，根據(jù)本發(fā)明的方法監(jiān)測并且控制轉(zhuǎn)換器電流，而W02004100614A1 的方法使用LED電流。這些電流對于饋送多個LED串聯(lián)設(shè)置的LED電路裝置的降壓轉(zhuǎn)換器 而言是相同的，但是對于其他類型的轉(zhuǎn)換器，這些電流可能是不同的，例如對于升降壓轉(zhuǎn)換 器，升降壓轉(zhuǎn)換器根據(jù)其實現(xiàn)方式可以配置為只在轉(zhuǎn)換器電流增加的轉(zhuǎn)換器電流周期部分 期間或者只在轉(zhuǎn)換器電流減少的轉(zhuǎn)換器電流周期部分期間饋送LED電路裝置。對于這些類 型的轉(zhuǎn)換器，優(yōu)選地對于轉(zhuǎn)換器電流執(zhí)行遲滯控制。
周期控制范圍可以是預(yù)定設(shè)置點(diǎn)頻率周圍的窄窗口，以便實現(xiàn)轉(zhuǎn)換器電流周期實 質(zhì)上恒定的持續(xù)時間。
可選地，周期控制范圍可以是例如預(yù)定低閾值持續(xù)時間和預(yù)定高閾值持續(xù)時間之 間的窗口，其中低閾值持續(xù)時間和高閾值持續(xù)時間例如可以與電路裝置中的電學(xué)部件、或 與電路裝置相連的電學(xué)部件(例如電容器或電感器)的優(yōu)選值相關(guān)聯(lián)?？蛇x地，低閾值持 續(xù)時間和高閾值持續(xù)時間例如可以與優(yōu)選頻率范圍相關(guān)聯(lián)，優(yōu)選頻率范圍諸如排除可聽得 見頻率的頻率范圍，與特定電磁干擾風(fēng)險相關(guān)聯(lián)的頻率范圍，或者排除了光輸出水平中惱 人的周期性波動(稱作閃爍)的頻率范圍。
周期控制范圍可以具有固定值，所述固定值可以是預(yù)定的恒定值?？蛇x地，可以在 操作期間調(diào)節(jié)周期控制范圍，例如以便將與操作相關(guān)聯(lián)的頻譜能量在頻譜帶上擴(kuò)展，以滿 足實際或法律電磁兼容性要求。
可以通過多種不同方法執(zhí)行轉(zhuǎn)換器電流周期的控制，例如，采用轉(zhuǎn)換器電流周期 持續(xù)時間的直接確定，如對與電路裝置相關(guān)聯(lián)的電信號進(jìn)行測量，或者例如采用轉(zhuǎn)換器電 流周期持續(xù)時間的間接確定。下面描述用于控制轉(zhuǎn)換器電流周期的實施例。
在方法實施例中，
建立第一電流控制指示符包括
-監(jiān)測轉(zhuǎn)換器電流的電流水平，并且使用所監(jiān)測的電流水平作為第一電流控制指 示符；
建立轉(zhuǎn)換器電流的振蕩包括
-建立上跳轉(zhuǎn)電流水平和下跳轉(zhuǎn)電流水平作為控制交叉閾值，上跳轉(zhuǎn)電流水平與 轉(zhuǎn)換器電流的峰值電流水平相關(guān)聯(lián)，下跳轉(zhuǎn)電流水平與轉(zhuǎn)換器電流的谷值電流水平相關(guān) 聯(lián)；
-響應(yīng)于轉(zhuǎn)換器電流的電流水平沿負(fù)方向與下跳轉(zhuǎn)電流水平的每一次交叉，控制 轉(zhuǎn)換器電流從谷值電流水平增加到峰值電流水平，轉(zhuǎn)換器電流增加的控制與增加持續(xù)時間 相關(guān)聯(lián)；以及
-響應(yīng)于轉(zhuǎn)換器電流的電流水平沿正方向與上跳轉(zhuǎn)電流水平的每一次交叉，控制 轉(zhuǎn)換器電流從峰值電流水平減少到谷值電流水平，轉(zhuǎn)換器電流減少的控制與減少持續(xù)時間 相關(guān)聯(lián)；以及
在控制轉(zhuǎn)換器電流振蕩的轉(zhuǎn)換器電流周期時，轉(zhuǎn)換器電流周期對應(yīng)于增加持續(xù)時 間與減小持續(xù)時間之和。
因此，按照與利用遲滯控制的現(xiàn)有技術(shù)開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器類似的方式，調(diào)節(jié)LED電 流的均值電流水平。該方法通過響應(yīng)于轉(zhuǎn)換器電流分別沿負(fù)方向和正方向與下跳轉(zhuǎn)電流水 平和上跳轉(zhuǎn)電流水平的的每一次交叉，來控制轉(zhuǎn)換器電流在峰值電流水平和谷值電流水平 之間振蕩，從而控制均值LED電流水平?？梢砸蕾囉谒璧腖ED電流的均值電流水平來建 立下跳轉(zhuǎn)電流水平和上跳轉(zhuǎn)電流水平。
振蕩包括具有增加持續(xù)時間和減少持續(xù)時間的交替控制周期，在增加持續(xù)時間中 轉(zhuǎn)換器電流增加，在減少持續(xù)時間中轉(zhuǎn)換器電流減少。
本發(fā)明在附加地提供轉(zhuǎn)換器電流周期的控制或者等效地提供轉(zhuǎn)換器電流振蕩頻 率的控制時，向利用遲滯控制的開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器提供了一種新的發(fā)明性概念。將轉(zhuǎn)換器電 流周期控制在一定范圍內(nèi)，將其稱作周期控制范圍。
在該方法的另一實施例中，
建立第一電流控制指示符包括
-建立代表流過LED電路裝置的轉(zhuǎn)換器電流的轉(zhuǎn)換器電流感測電壓；
調(diào)節(jié)所述轉(zhuǎn)換器電流的均值電流水平包括
-建立上跳轉(zhuǎn)電壓和下跳轉(zhuǎn)電壓作為控制交叉閾值，上跳轉(zhuǎn)電壓與轉(zhuǎn)換器電流的 峰值電流水平相關(guān)聯(lián)，下跳轉(zhuǎn)電壓與轉(zhuǎn)換器電流的谷值電流水平相關(guān)聯(lián)，均值電流水平是 轉(zhuǎn)換器電流的峰值電流水平和谷值電流水平的平均；
-響應(yīng)于轉(zhuǎn)換器電流感測電壓沿負(fù)方向與下跳轉(zhuǎn)電壓的每一次交叉，控制轉(zhuǎn)換器 電流從谷值電流水平增加到峰值電流水平，轉(zhuǎn)換器電流增加的控制與增加持續(xù)時間相關(guān) 聯(lián)；以及
-響應(yīng)于轉(zhuǎn)換器電流感測電壓沿正方向與上跳轉(zhuǎn)電壓的每一次交叉，控制轉(zhuǎn)換器 電流從峰值電流水平減少到谷值電流水平，轉(zhuǎn)換器電流減少的控制與減少持續(xù)時間相關(guān) 聯(lián)；以及
在控制轉(zhuǎn)換器電流振蕩的轉(zhuǎn)換器電流周期時，轉(zhuǎn)換器電流周期對應(yīng)于增加持續(xù)時 間與減少持續(xù)時間之和。
因此，轉(zhuǎn)換器電流的電流水平由轉(zhuǎn)換器電流感測電壓來表示，允許比電流信號更 容易的電信號操縱和信號處理。例如，轉(zhuǎn)換器電流感測電壓可以是在轉(zhuǎn)換器電流路徑中電 阻器上的電壓。
該方法還可以包括
依賴于轉(zhuǎn)換電流周期，確定已調(diào)節(jié)的上跳轉(zhuǎn)電壓值和已調(diào)節(jié)的下跳轉(zhuǎn)電壓值；
根據(jù)已調(diào)節(jié)的上跳轉(zhuǎn)電壓值和已調(diào)節(jié)的下跳轉(zhuǎn)電壓值，建立上跳轉(zhuǎn)電壓和下跳轉(zhuǎn) 電壓；以及
其中將轉(zhuǎn)換器電流周期控制在周期控制范圍內(nèi)與在控制轉(zhuǎn)換器電流的增加和控 制轉(zhuǎn)換器電流的減少時使用已調(diào)節(jié)的上跳轉(zhuǎn)電壓值和已調(diào)節(jié)的下跳轉(zhuǎn)電壓值相關(guān)聯(lián)。
因為均值電流水平對于不同的峰值電流水平和谷值電流水平對可以是相同的，上 跳轉(zhuǎn)電壓和下跳轉(zhuǎn)電壓可以具有不同的值以實現(xiàn)相同的均值電流水平。
然而，當(dāng)在不控制轉(zhuǎn)換器電流周期的情況下對電流水平進(jìn)行調(diào)節(jié)時，對于與特定峰值電流水平和特定谷值電流水平相關(guān)聯(lián)的特定上跳轉(zhuǎn)電壓和特定下跳轉(zhuǎn)電壓的每一次 選擇，導(dǎo)致特定的并且通常不同的轉(zhuǎn)換器電流周期。通過在維持均值電流水平的同時調(diào)節(jié) 上跳轉(zhuǎn)電壓和下跳轉(zhuǎn)電壓，可以調(diào)節(jié)相關(guān)聯(lián)的減小持續(xù)時間和增加持續(xù)時間。因此，通過調(diào) 節(jié)上跳轉(zhuǎn)電壓和下跳轉(zhuǎn)電壓可以控制轉(zhuǎn)換器電流周期?？梢宰⒁獾?，調(diào)節(jié)上跳轉(zhuǎn)電壓和下 跳轉(zhuǎn)電壓可能導(dǎo)致在相同的均值電流水平下對峰值電流水平和谷值電流水平的調(diào)節(jié)。
控制可以基于以下事實當(dāng)上跳轉(zhuǎn)電壓值和下跳轉(zhuǎn)電壓值之差變小時轉(zhuǎn)換器電流 周期將變小，而當(dāng)所述差變大時轉(zhuǎn)換器電流周期將變大，因為當(dāng)LED電路裝置的負(fù)載未改 變時，轉(zhuǎn)換器電流的增加速度和減小速度不變。因此，可以用例如上跳轉(zhuǎn)電壓和下跳轉(zhuǎn)電壓 的預(yù)定階躍尺寸調(diào)節(jié)來沿限定的方向執(zhí)行控制，沿相反方向進(jìn)行上跳轉(zhuǎn)電壓和下跳轉(zhuǎn)電壓 的調(diào)節(jié)。例如，這允許使用反饋控制環(huán)，該反饋控制環(huán)的多種具體實現(xiàn)對于本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員而言是熟悉的。
在一個實施例中，確定已調(diào)節(jié)的上跳轉(zhuǎn)電壓和已調(diào)節(jié)的下跳轉(zhuǎn)電壓包括從存儲器 中檢索至少一個電壓相關(guān)值。
例如，存儲器可以包括針對上跳轉(zhuǎn)電壓和下跳轉(zhuǎn)電壓的預(yù)定值，或者一個或兩個 調(diào)整值。例如，可以在存儲器中作為轉(zhuǎn)換器電流周期、LED電路裝置的負(fù)載、或與上跳轉(zhuǎn)電 壓和下跳轉(zhuǎn)電壓的特定值相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)換器電流周期相關(guān)的任意其他參數(shù)的函數(shù)，來組織所 述至少一個電壓值。
在一個實施例中，根據(jù)上跳轉(zhuǎn)電壓、下跳轉(zhuǎn)電壓和調(diào)節(jié)電壓來確定已調(diào)節(jié)的上跳 轉(zhuǎn)電壓和已調(diào)節(jié)的下跳轉(zhuǎn)電壓。
調(diào)節(jié)電壓可以涉及已調(diào)節(jié)的上跳轉(zhuǎn)電壓和已調(diào)節(jié)的下跳轉(zhuǎn)電壓之間的差。
使用單一的調(diào)節(jié)電壓具有以下優(yōu)點(diǎn)在確定已調(diào)節(jié)的上跳轉(zhuǎn)電壓和已調(diào)節(jié)的下跳 轉(zhuǎn)電壓時，例如通過向上跳轉(zhuǎn)電壓加上一半調(diào)節(jié)電壓來得到已調(diào)節(jié)的上跳轉(zhuǎn)電壓、以及從 下跳轉(zhuǎn)電壓減去一半調(diào)節(jié)電壓來得到已調(diào)節(jié)的下跳轉(zhuǎn)電壓，可以保持這兩個電壓的平均值 不變，即
VHA = VH+VADJ/2,
VLA = VL-VAD J/2,
其中VH表示上跳轉(zhuǎn)電壓，VL表示下跳轉(zhuǎn)電壓，VHA表示已調(diào)節(jié)的上跳轉(zhuǎn)電壓，VLA 表示已調(diào)節(jié)的下跳轉(zhuǎn)電壓，以及VADJ表示調(diào)節(jié)電壓。
在一個實施例中，根據(jù)參考電壓和遲滯電壓來確定已調(diào)節(jié)的上跳轉(zhuǎn)電壓和已調(diào)節(jié) 的下跳轉(zhuǎn)電壓。
使用參考電壓和遲滯電壓具有以下優(yōu)點(diǎn)在確定已調(diào)節(jié)的上跳轉(zhuǎn)電壓和已調(diào)節(jié)的 下跳轉(zhuǎn)電壓時，可以根據(jù)參考電壓來確定與均值電流水平相關(guān)的這兩個電壓的平均值，使 得在控制時可以容易地結(jié)合均值電流水平的附加變化。然后通過向參考電壓加上一半遲滯 電壓來得到已調(diào)節(jié)的上跳轉(zhuǎn)電壓、以及通過從參考電壓減去一半遲滯電壓來得到已調(diào)節(jié)的 下跳轉(zhuǎn)電壓，可以確定已調(diào)節(jié)的上跳轉(zhuǎn)電壓和已調(diào)節(jié)的下跳轉(zhuǎn)電壓，即
VHA = VREF+VHYS/2,
VLA = VREF-VHYS/2,
其中VHA表示已調(diào)節(jié)的上跳轉(zhuǎn)電壓，VLA表示已調(diào)節(jié)的下跳轉(zhuǎn)電壓，以及VREF表 示參考電壓，VHYS表示遲滯電壓。
在一個實施例中，建立第二電流控制指示符包括測量轉(zhuǎn)換器電流周期的轉(zhuǎn)換器電 流周期持續(xù)時間，并且在控制所述轉(zhuǎn)換器電流周期時將所測量的轉(zhuǎn)換器電流周期持續(xù)時間 用作第二電流控制指示符。
作為反饋控制，使用所測量的轉(zhuǎn)換器電流周期持續(xù)時間來控制轉(zhuǎn)換器電流周期具 有以下優(yōu)點(diǎn)因為不但可以在控制時結(jié)合所有已知和/或預(yù)期的效果，而且可以結(jié)合其他 效果例如意外的、偶然的或老化相關(guān)的效果，可以實現(xiàn)非常精確的控制。
測量轉(zhuǎn)換器電流周期持續(xù)時間可以包括獲取多個轉(zhuǎn)換器電流周期持續(xù)時間值，并 且對所獲取的值進(jìn)行濾波以獲得實質(zhì)上無噪聲的測量轉(zhuǎn)換器電流周期持續(xù)時間。
可以利用轉(zhuǎn)換器電流或轉(zhuǎn)換器電流感測電壓作為測量信號，來執(zhí)行轉(zhuǎn)換器電流周 期持續(xù)時間的測量。
可選地，可以利用與轉(zhuǎn)換器電流增加和減少的控制相關(guān)聯(lián)的控制信號作為測量信 號，來執(zhí)行轉(zhuǎn)換器電流周期持續(xù)時間的測量。
例如，可以使用分析周期、分析頻率或分析頻譜來執(zhí)行轉(zhuǎn)換器電流周期持續(xù)時間 的測量。
測量可以包括利用高頻率采樣時鐘對測量信號進(jìn)行采樣，所述高頻采樣時鐘例如 處理器單元的系統(tǒng)時鐘或者從處理器單元的系統(tǒng)時鐘得出的時鐘。
在可選實施例中，建立第二電流控制表示器包括確定與LED電路裝置相關(guān)聯(lián)的負(fù) 載，并且在控制轉(zhuǎn)換器電流周期時將負(fù)載用作第二電流控制指示符。在控制轉(zhuǎn)換器電流周 期時使用負(fù)載，負(fù)載可以與轉(zhuǎn)換器電流周期的估計相關(guān)聯(lián)。
例如，可以根據(jù)LED電路裝置的工作條件來確定與LED電路裝置相關(guān)聯(lián)的負(fù)載。作 為示例，在如上所述包括具有相應(yīng)旁路開關(guān)的多個LED段的LED電路裝置中，多個旁路開關(guān) 的狀態(tài)確定了 LED電路裝置的負(fù)載。因此，可以將多個旁路開關(guān)的狀態(tài)用于估計負(fù)載。于 是，控制轉(zhuǎn)換器電流周期例如可以包括根據(jù)小的預(yù)定表來確定已調(diào)節(jié)的上跳轉(zhuǎn)電壓值和已 調(diào)節(jié)的下跳轉(zhuǎn)電壓值，該表包括作為多個旁路開關(guān)狀態(tài)的函數(shù)、與轉(zhuǎn)換器電流周期的預(yù)定 窗口相關(guān)聯(lián)的已調(diào)節(jié)上跳轉(zhuǎn)電壓值和已調(diào)節(jié)下跳轉(zhuǎn)電壓值。
使用估計的轉(zhuǎn)換器電流周期持續(xù)時間按照前饋方式控制轉(zhuǎn)換器電流周期具有以 下優(yōu)點(diǎn)可以實現(xiàn)簡單控制，同時仍然具有足夠的精確度。
可選地，可以從LED電路裝置測量與LED電路裝置相關(guān)聯(lián)的負(fù)載。作為示例，LED 電路裝置上的電壓降可以與LED電路裝置的負(fù)載相關(guān)聯(lián)。因此，測量該電壓降適用于確定 負(fù)載。作為可選示例，可以測量控制旁路開關(guān)的信號的信號電平，并且將其用于確定負(fù)載。
在另一實施例中，建立第二電流控制指示符包括根據(jù)負(fù)載確定轉(zhuǎn)換器電流周期的 轉(zhuǎn)換器電流周期持續(xù)時間的估計，并且在控制轉(zhuǎn)換器電流周期時將轉(zhuǎn)換器電流周期持續(xù)時 間的估計用作第二電流控制指示符。
在一個實施例中，
以下周期閾值和上周期閾值來限定周期控制范圍；以及
根據(jù)中心持續(xù)時間和持續(xù)時間寬度來確定下持續(xù)時間閾值和上持續(xù)時間閾值，其 中持續(xù)時間寬度小于中心持續(xù)時間的10 %。
因此將轉(zhuǎn)換器電流周期控制在良好限定的窗口內(nèi)。
因此中心持續(xù)時間對應(yīng)于中心頻率，并且持續(xù)時間寬度對應(yīng)于該中心頻率周圍的頻帶。
在另一實施例中，中心持續(xù)時間具有恒定值。
因此，控制轉(zhuǎn)換器電流周期以保持實質(zhì)上恒定的固定持續(xù)時間。
在可選的另一實施例中，中心持續(xù)時間在頻譜帶內(nèi)變化。
因此，按照頻譜展寬方式控制轉(zhuǎn)換器電流周期，以通過將頻譜能量分布在頻譜帶 上來防止頻率能量的集中，例如以便滿足實際或法律電磁兼容需求，其中減少電磁干擾 (EMI)濾波量，從而實現(xiàn)成本優(yōu)勢。
在該方法的實施例中，該方法還包括
控制流過LED電路裝置的LED電流的路徑，
其中LED電路裝置包括第一 LED段和至少第二 LED段，第一 LED段與操作用于控 制通過第一 LED段的LED電流路徑的第一開關(guān)元件相關(guān)聯(lián)，第二 LED段與操作用于控制通 過第二 LED段的LED電流路徑的第二開關(guān)元件相關(guān)聯(lián)。
通過操作第一和第二開關(guān)元件控制通過第一和第二 LED段的電流路徑來控制流 過LED電路裝置的LED電流路徑與改變LED電路裝置的負(fù)載相關(guān)聯(lián)。通過使用跟本發(fā)明的 方法控制轉(zhuǎn)換器電流周期可以有效地消除這種負(fù)載變化的效果。
在該方法的實施例中
第一開關(guān)元件與第一 LED段電氣并聯(lián)；
第二開關(guān)元件與第二 LED段電氣并聯(lián)；以及
操作第一和第二開關(guān)元件以選擇LED電流路徑或者通過與開關(guān)元件相關(guān)聯(lián)的LED 段或者對與開關(guān)元件相關(guān)聯(lián)的LED段進(jìn)行旁路。
當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)元件斷開時，電流將流過第一 LED段。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)元件閉合時，電流將 流過第一開關(guān)元件并且旁路第一 LED段。
當(dāng)?shù)诙_關(guān)元件斷開時，電流將流過第二 LED段。當(dāng)?shù)诙_關(guān)元件閉合時，電流將 流過第二開關(guān)元件并且旁路第二 LED段。
通過操作第一和第二開關(guān)元件，從而選擇LED電流路徑來選擇性地通過LED段。
在一個實施例中，根據(jù)第一和第二開關(guān)元件的狀態(tài)得出負(fù)載。
因此可以在不進(jìn)行轉(zhuǎn)換器電流周期的直接測量的情況下，根據(jù)第一和第二開關(guān)元 件的狀態(tài)來執(zhí)行已調(diào)節(jié)上跳轉(zhuǎn)電壓值和已調(diào)節(jié)下跳轉(zhuǎn)電壓值的確定。
該方法的實施例包括
在第一和第二開關(guān)元件中至少之一的狀態(tài)改變之前，在存儲單元中存儲針對第一 和第二開關(guān)元件狀態(tài)的遲滯電壓；以及
在第一和第二開關(guān)元件中至少之一的狀態(tài)改變之后，從存儲單元中檢索針對第一 和第二開關(guān)元件的狀態(tài)的遲滯電壓。
在已經(jīng)以第一負(fù)載條件操作LED電路裝置之后，例如，這允許存儲已調(diào)節(jié)的上跳 轉(zhuǎn)電壓、已調(diào)節(jié)的下跳轉(zhuǎn)電壓、上跳轉(zhuǎn)電壓、下跳轉(zhuǎn)電壓、調(diào)節(jié)電壓、遲滯電壓，其中在以第 一負(fù)載條件操作LED電路裝置期間，在如上所述基于測量轉(zhuǎn)換器電流周期采用反饋方式的 控制中，精確地確定了所述電壓。當(dāng)在隨后的時刻將LED電路裝置再次設(shè)定為以第一負(fù)載 條件工作時，可以檢索所存儲的值，從而提高了反饋控制的收斂速度。
根據(jù)本發(fā)明的電路裝置提供了一種電路裝置，用于將流過LED電路裝置的LED電流調(diào)節(jié)在均值LED電流水平，該電路裝置配置用于
建立轉(zhuǎn)換器電流；
建立代表通過電路裝置的轉(zhuǎn)換器電流的電流水平的第一電流控制指示符；
至少依賴于第一電流控制指示符，建立轉(zhuǎn)換器電流在谷值電流水平和峰值電流水 平之間的振蕩，其中均值LED電流水平對應(yīng)于轉(zhuǎn)換器電流的峰值電流水平和谷值電流水平 的加權(quán)平均；
建立代表通過電路裝置的轉(zhuǎn)換器電流的流動的第二電流控制指示符；
依賴于第二電流控制指示符，將轉(zhuǎn)換器電流振蕩的轉(zhuǎn)換器電流周期控制在周期控 制范圍內(nèi)；以及
向LED電路裝置饋送轉(zhuǎn)換器電流的至少一部分。
該電路裝置可以用于實施以上詳細(xì)描述的方法之一。在使用期間，電路裝置可以 與LED電路裝置電連接，并且可以與LED電路裝置協(xié)作?？蛇x地，LED電路裝置可以包括在 該電路裝置中。下面描述該電路裝置的實施例。
在根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的實施例中
為了建立第一電流控制指示符，該電路裝置包括
-轉(zhuǎn)換器電流傳感器，操作用于建立代表流過LED電路裝置的轉(zhuǎn)換器電流的轉(zhuǎn)換 器電流感測電壓；
為了調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器電流的均值電流水平，該電路裝置包括
-遲滯比較器，操作用于建立上跳轉(zhuǎn)電壓和下跳轉(zhuǎn)電壓作為控制交叉閾值，上跳轉(zhuǎn) 電壓與轉(zhuǎn)換器電流的峰值電流水平相關(guān)聯(lián)，下跳轉(zhuǎn)電壓與轉(zhuǎn)換器電流的谷值電流水平相關(guān) 聯(lián)，遲滯比較器與轉(zhuǎn)換器電流傳感器電連通以接收轉(zhuǎn)換器電流感測電壓；
-其中遲滯比較器操作用于響應(yīng)于轉(zhuǎn)換器電流感測電壓沿負(fù)方向與下跳轉(zhuǎn)電壓的 每一次交叉來輸出第一邏輯電平的開關(guān)控制電壓；以及
-其中遲滯比較器操作用于響應(yīng)于轉(zhuǎn)換器電流感測電壓沿正方向與上跳轉(zhuǎn)電壓的 每一次交叉來輸出第二邏輯電平的開關(guān)控制電壓；以及
-開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器，操作用于控制轉(zhuǎn)換器電流流過電路裝置，開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器與遲 滯比較器電連通以接收開關(guān)控制電壓，
-其中開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器響應(yīng)于等于第一邏輯電平的開關(guān)控制電壓，控制轉(zhuǎn)換器電 流從谷值電流水平增加到峰值電流水平，轉(zhuǎn)換器電流增加的控制與增加持續(xù)時間相關(guān)聯(lián); 以及
-其中開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器響應(yīng)于等于第二邏輯電平的開關(guān)控制電壓，控制轉(zhuǎn)換器電 流從峰值電流水平減少到谷值電流水平，轉(zhuǎn)換器電流減少的控制與減少持續(xù)時間相關(guān)聯(lián); 以及
為了控制轉(zhuǎn)換器電流振蕩的轉(zhuǎn)換器電流周期，該電路裝置包括
-轉(zhuǎn)換器電流周期控制器，操作用于控制轉(zhuǎn)換器電流周期，轉(zhuǎn)換器電流周期控制器 至少與遲滯比較器電連通；
-其中轉(zhuǎn)換器電流周期對應(yīng)于增加持續(xù)時間與減小持續(xù)時間之和。
因此，轉(zhuǎn)換器電流周期控制器與轉(zhuǎn)換器電流傳感器、遲滯比較器和開關(guān)模式轉(zhuǎn)換 器協(xié)作，以調(diào)節(jié)均值LED電流水平以及轉(zhuǎn)換器電流周期。16
轉(zhuǎn)換器電流傳感器可以包括轉(zhuǎn)換器電流的電流路徑中的電阻器和電壓測量單元， 所述電壓測量單元配置用于測量電阻器上的電壓，并提供所測量的電壓作為轉(zhuǎn)換器電流感 測電壓。
可選地，轉(zhuǎn)換器電流傳感器可以與轉(zhuǎn)換器電流的電流路徑中的電阻器協(xié)作，并且 包括電壓測量單元，所述電壓測量單元配置用于測量電阻器上的電壓，并提供所測量的電 壓作為轉(zhuǎn)換器電流感測電壓。電阻器可以是電路裝置之外、但是與電路裝置相連的電阻器。 例如，當(dāng)電路裝置是集成電路時，電阻器可以與IC相連，并且IC可以包括電壓計來測量電 阻器上的電壓。
在一個實施例中，轉(zhuǎn)換器電流周期控制器包括
跳轉(zhuǎn)控制電壓發(fā)生器，操作用于建立第一跳轉(zhuǎn)控制電壓和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓；以 及
遲滯比較器操作用于根據(jù)第一跳轉(zhuǎn)控制電壓和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓來建立上跳轉(zhuǎn) 電壓和下跳轉(zhuǎn)電壓，遲滯比較器與跳轉(zhuǎn)控制電壓發(fā)生器電連通以接收第一跳轉(zhuǎn)控制電壓和 第二跳轉(zhuǎn)控制電壓。
如上所述，通過在維持均值電流水平的同時調(diào)節(jié)上跳轉(zhuǎn)電壓和下跳轉(zhuǎn)電壓，可以 調(diào)節(jié)相關(guān)聯(lián)的減少持續(xù)時間和增加持續(xù)時間。因此，可以通過調(diào)節(jié)上跳轉(zhuǎn)電壓和下跳轉(zhuǎn)電 壓來控制轉(zhuǎn)換器電流周期。
在一個實施例中，轉(zhuǎn)換器電流周期控制器包括
轉(zhuǎn)換器電流周期檢測器，操作用于建立第二電流控制指示符，第二電流控制指示 符與轉(zhuǎn)換器電流周期相關(guān)聯(lián)，轉(zhuǎn)換器電流周期檢測器與由以下部件組成的組中至少之一電 連通轉(zhuǎn)換器電流傳感器、遲滯比較器和LED電路負(fù)載檢測器，以接收由以下各項組成的組 中至少之一轉(zhuǎn)換器電流感測電壓，開關(guān)控制電壓和LED電路負(fù)載；
其中跳轉(zhuǎn)控制電壓發(fā)生器操作用于響應(yīng)于與轉(zhuǎn)換器電流周期相關(guān)聯(lián)的第二電流 控制指示符來建立第一跳轉(zhuǎn)控制電壓和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓，以便將轉(zhuǎn)換器電流周期控制在 周期控制范圍內(nèi)，跳轉(zhuǎn)控制電壓發(fā)生器與轉(zhuǎn)換器電流周期檢測器電連通以接收第二電流控 制指示符。
轉(zhuǎn)換器電流周期檢測器可以與轉(zhuǎn)換器電流傳感器或遲滯比較器電連通以接收轉(zhuǎn) 換器電流感測電壓。轉(zhuǎn)換器電流周期檢測器例如可以操作用于通過測量轉(zhuǎn)換器電流周期的 持續(xù)時間，根據(jù)轉(zhuǎn)換器電流感測電壓來確定轉(zhuǎn)換器電流周期持續(xù)時間。然后可以將轉(zhuǎn)換器 電流周期持續(xù)時間用作第二電流控制指示符。
轉(zhuǎn)換器電流周期檢測器可以與遲滯比較器電連通以接收開關(guān)控制電壓。轉(zhuǎn)換器電 流周期檢測器可以操作用于根據(jù)開關(guān)控制電壓來確定轉(zhuǎn)換器電流周期持續(xù)時間。然后可以 將轉(zhuǎn)換器電流周期持續(xù)時間用作第二電流控制指示符。
轉(zhuǎn)換器電流周期檢測器可以與LED電路負(fù)載檢測器電連通以接收LED電路負(fù)載。 然后可以直接將LED電路負(fù)載用作指示符。可選地，可以將LED電路負(fù)載用于估計轉(zhuǎn)換器 電流周期持續(xù)時間，然后可以將所估計的轉(zhuǎn)換器電流周期持續(xù)時間用作第二電流控制指示 符。
轉(zhuǎn)換器電流周期檢測器可以完全地或部分地在與電路裝置通信的微處理器中實 現(xiàn)。
在另一實施例中，跳轉(zhuǎn)控制電壓發(fā)生器操作用于根據(jù)參考電壓和遲滯電壓來建立 第一跳轉(zhuǎn)控制電壓和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓，以及
跳轉(zhuǎn)控制電壓發(fā)生器操作用于響應(yīng)于第二電流控制指示符來控制遲滯電壓，以便 控制轉(zhuǎn)換器電流周期。
遲滯比較器操作用于根據(jù)第一跳轉(zhuǎn)控制電壓和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓來建立上跳轉(zhuǎn) 電壓和下跳轉(zhuǎn)電壓。
參考電壓可以與均值電流水平相關(guān)，并且當(dāng)在保持均值電流水平不變的同時控制 轉(zhuǎn)換器電流周期時，參考電壓可以保持恒定。
遲滯電壓可以與電流的振蕩相關(guān)，并且可以對其進(jìn)行調(diào)節(jié)以控制轉(zhuǎn)換器電流周期。
也可以將控制遲滯電壓稱作控制遲滯窗口或稱作控制遲滯電壓窗口。
于是，可以通過向參考電壓加上一半遲滯電壓以得到第一跳轉(zhuǎn)控制電壓以及通過 從參考電壓減去一半遲滯電壓以得到第二跳轉(zhuǎn)控制電壓，來確定第一跳轉(zhuǎn)控制電壓和第二 跳轉(zhuǎn)控制電壓，即
VCl = VREF+VHYS/2,
VC2 = VREF-VHYS/2,
其中VCl表示第一跳轉(zhuǎn)控制電壓，VC2表示第二跳轉(zhuǎn)控制電壓，VREF表示參考電 壓，以及VHYS表示遲滯電壓。
在該電路裝置的實施例中，該電路裝置包括電阻性數(shù)模轉(zhuǎn)換器，
該電阻性數(shù)模轉(zhuǎn)換器包括
-轉(zhuǎn)換器參考電壓源，配置用于提供轉(zhuǎn)換器參考電壓；
-電阻器串聯(lián)電路，與轉(zhuǎn)換器參考電壓源電連通；以及
-第一和第二開關(guān)陣列，包括多個開關(guān)；
-其中第一和第二開關(guān)陣列中每一個開關(guān)與電阻器串聯(lián)電路電連通，沿電阻器串 聯(lián)電路的相應(yīng)位置處分接(tap off)；以及
-其中每一個開關(guān)陣列配置用于以包括多個比特的數(shù)字控制字來控制，所述比特 與控制所述開關(guān)在相應(yīng)的位置處分接出電阻器串聯(lián)電路相關(guān)聯(lián)；以及
-其中分別利用第一開關(guān)陣列和第二開關(guān)陣列從相同的電阻器串聯(lián)電路中分接出 第一跳轉(zhuǎn)控制電壓和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓。
因此，電阻性數(shù)模轉(zhuǎn)換器(R-DAC)提供穩(wěn)定且良好定義的電壓。
通過提供從相同電阻器串聯(lián)電路中分接出的兩個開關(guān)陣列，在從R-DAR中分接的 兩個電壓之間實現(xiàn)了良好的一致性。
電阻器串聯(lián)電路中的電阻器可以都具有相等的電阻。
以B表示比特數(shù)，電阻器串聯(lián)電路例如可以包括2B—1個電阻器的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，所有的 電阻器具有相等的電阻，并且每一個開關(guān)陣列可以包括2B個開關(guān)。R-DAC的這種內(nèi)在結(jié)構(gòu) 確保當(dāng)提升和下降相同值，即增加和減少相同個數(shù)的電阻器時，R-DAC分接的兩個電壓之間 的平均值保持相同。
作為示例，當(dāng)使用具有1023個電阻器的R-DAC時，即B = 10，數(shù)字控制字是代碼值 在0至1023之間的10比特字?？梢园l(fā)生以下情形對于LED電路裝置的第一負(fù)載，第一跳18轉(zhuǎn)控制電壓對應(yīng)于814的代碼值，第二跳轉(zhuǎn)控制電壓對應(yīng)于776的代碼值，以及轉(zhuǎn)換器電流 周期具有在周期控制范圍內(nèi)的第一持續(xù)時間。在LED電路裝置的第二負(fù)載(與第一負(fù)載略 微不同)下，根據(jù)本發(fā)明的方法控制轉(zhuǎn)換器電流周期保持在周期控制范圍內(nèi)并且實質(zhì)上維 持第一持續(xù)時間，例如通過將第一控制電壓向上步進(jìn)一個單位的代碼值，并且將第二控制 電壓向下步進(jìn)一個單位的代碼值。在該示例中，當(dāng)?shù)诙?fù)載只與第一負(fù)載略微不同時，這可 以通過將第一跳轉(zhuǎn)控制電壓調(diào)節(jié)為815的新代碼值來執(zhí)行，并且第二跳轉(zhuǎn)控制電壓對應(yīng)于 775的新代碼值。
另一實施例包括R-DAC存儲器，其中將R-DAC開關(guān)設(shè)置的數(shù)字控制字存儲在R-DAC 存儲器中并且從R-DAC存儲器中檢索
當(dāng)負(fù)載從第一負(fù)載變化為第二負(fù)載時，可以存儲設(shè)置，以便記住對于第一負(fù)載的 設(shè)置。當(dāng)在隨后的時刻負(fù)載返回第一負(fù)載時，可以檢索所記住的設(shè)置。結(jié)果，減小了用于控 制的建立時間。
R-DAC存儲器可以包括有R-DAC ；當(dāng)R-DAC在集成電路中實現(xiàn)時，可以在相同的集 成電路中實現(xiàn)R-DAC存儲器。
R-DAC存儲器也可以包括在外部存儲器中，例如在與電路裝置通信的微處理器相 關(guān)聯(lián)的存儲器中。
在該電路裝置的實施例中，
該電路裝置包括存儲器單元，所述存儲器單元包括具有針對多個指示符值的電壓 設(shè)置的表；以及
跳轉(zhuǎn)控制電壓發(fā)生器操作用于響應(yīng)于第二電流控制指示符來檢索電壓設(shè)置，以便 建立第一跳轉(zhuǎn)控制電壓和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓。
存儲器單元可以預(yù)先加載有包括針對多個指示符值的電壓設(shè)置的表。
可以在電路裝置的操作期間，例如，當(dāng)對轉(zhuǎn)換器電流周期進(jìn)行控制，導(dǎo)致電壓設(shè)置 偏離從表中檢索到的針對指示符值之一的電壓設(shè)置時，更新存儲器。
例如，存儲器可以包括針對多個負(fù)載值的調(diào)節(jié)電壓值的表，或者針對多個負(fù)載值 的上跳轉(zhuǎn)電壓值和下跳轉(zhuǎn)電壓值的表。
一個實施例包括頻譜擴(kuò)展發(fā)生器，配置用于在預(yù)定的頻譜帶上改變周期控制范圍 的中心持續(xù)時間。
這通過將頻譜能量分布在頻譜帶上，允許按照防止頻譜能量集中的方式來控制轉(zhuǎn) 換器電流周期，例如以便滿足實踐或法律電磁兼容性要求。
在該電路裝置的實施例中，
遲滯比較器包括具有反相輸入和非反相輸入的比較器；
將轉(zhuǎn)換器電流感測電壓施加于比較器的反相輸入；以及
遲滯比較器包括復(fù)用器，所述復(fù)用器操作用于在時間上順序地向比較器的非反相 輸入提供上跳轉(zhuǎn)電壓和下跳轉(zhuǎn)電壓作為跳轉(zhuǎn)電壓。
因此，比較器操作用于將比較器電流感測電壓與上跳轉(zhuǎn)電壓或下跳轉(zhuǎn)電壓相比 較，以響應(yīng)于轉(zhuǎn)換器電流感測電壓沿負(fù)方向與下跳轉(zhuǎn)電壓的每一次交叉而輸出第一邏輯電 平的開關(guān)控制電壓，以及響應(yīng)于轉(zhuǎn)換器電流感測電壓沿正方向與上跳轉(zhuǎn)電壓的每一次交叉 而輸出第二邏輯電平的開關(guān)控制電壓。
第一邏輯電平的開關(guān)控制電壓的輸出與增加持續(xù)時間相關(guān)聯(lián)。第二邏輯電平的開 關(guān)控制電壓的輸出與減少持續(xù)時間相關(guān)聯(lián)。
在一個實施例中，開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器配置用于對電感性輸出濾波器充電和放電，所 述電感性輸出濾波器在使用期間與LED電路裝置電連通。
因此，開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器操作用于在增加持續(xù)時間內(nèi)，響應(yīng)于等于第一邏輯電平的 開關(guān)控制電壓來控制轉(zhuǎn)換器電流從谷值電流水平增加到峰值電流水平，以及操作用于在減 少持續(xù)時間內(nèi)，響應(yīng)于等于第二邏輯電平的開關(guān)控制電壓，控制轉(zhuǎn)換器電流從電流峰值電 流水平減少到谷值電流水平。
電感性輸出濾波器可以包括在開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器中，或者可選地與開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器 或電路裝置外部相連。
開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器還可以包括從由二極管和第二開關(guān)組成的組中選擇的部件；
第二開關(guān)與遲滯比較器電連通以根據(jù)開關(guān)控制電壓而閉合和斷開；
所述部件經(jīng)由輸出節(jié)點(diǎn)與開關(guān)電連通；以及
在使用期間，輸出節(jié)點(diǎn)與LED電路裝置電連通。
利用這些部件，構(gòu)建了所謂的半橋結(jié)構(gòu)，允許在上電源電壓和下電源電壓之間切 換輸出節(jié)點(diǎn)。
開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器可以包括電感性輸出濾波器，該電感性輸出濾波器在使用期間與 LED電路裝置電連通。
可以對電感器充電和放電，通過開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器的開關(guān)來控制充電和放電。電感 器的充電和放電可以與轉(zhuǎn)換器電流的增加和減小相關(guān)聯(lián)。
例如，電感器可以與上述半橋結(jié)構(gòu)相連，以形成所謂的降壓轉(zhuǎn)換器、升降壓轉(zhuǎn)換器 或升壓轉(zhuǎn)換器。
在一個實施例中，轉(zhuǎn)換器電流傳感器配置用于根據(jù)電阻器上的電壓降來確定轉(zhuǎn)換 器電流感測電壓，所述電阻器配置用于傳輸流過LED電路裝置的轉(zhuǎn)換器電流。
電阻器可以在電路裝置外部或內(nèi)部。具體地，當(dāng)將電路裝置集成到集成電路中時， 優(yōu)選地，電阻器在該電路裝置外部。
在另一實施例中，該電路裝置包括電阻器，并且電阻器與LED電路裝置和轉(zhuǎn)換器 電流傳感器電連通。
在電路裝置的實施例中，該電路裝置還包括
電源，操作用于傳送輸入電源電壓，電源與開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器電連通以向開關(guān)模式 轉(zhuǎn)換器提供輸入電源電壓；以及
電容性輸入濾波器，與電源電連通。
通常應(yīng)用電容性輸入濾波器以減小對于電源電壓變化的敏感度，具體地，減小對 電源電壓上干擾的敏感度。通常利用現(xiàn)有技術(shù)的遲滯控制，由于在較低轉(zhuǎn)換頻率時從輸入 電容器抽取輸入電流相對長的持續(xù)時間，要求以大電容器進(jìn)行強(qiáng)濾波。利用本發(fā)明，可以接 受不那么強(qiáng)的濾波，并且可以應(yīng)用較小的電容器，由于成本考慮的原因，這可能是有吸引力 的。
在電路裝置的實施例中，
LED控制器與LED電路裝置電連通；以及
LED電路裝置包括第一 LED段和至少第二 LED段，第一 LED段與操作用于控制通過 第一 LED段的LED電流路徑的第一開關(guān)元件相關(guān)聯(lián)，第二 LED段與操作用于控制通過第二 LED段的LED電流路徑的第二開關(guān)元件相關(guān)聯(lián)；
第一和第二開關(guān)元件可由LED段控制器操作，用于控制流過LED電路裝置的LED 電流路徑。
LED控制器通過操作第一和第二開關(guān)元件控制通過第一和第二 LED段的電流路 徑，來控制流過LED電路裝置的LED電流路徑，這與改變LED電路裝置的負(fù)載相關(guān)聯(lián)。通過 控制轉(zhuǎn)換器電流周期，可以有效地消除這種負(fù)載變化的效應(yīng)。
在另一實施例中，
第一開關(guān)元件與第一 LED段電氣并聯(lián)；
第二開關(guān)元件與第二 LED段電氣并聯(lián)；以及
第一和第二開關(guān)元件可由LED段控制器操作，用于選擇LED電流路徑通過與開關(guān) 元件相關(guān)聯(lián)的LED段或者用于對與開關(guān)元件相關(guān)聯(lián)的LED段進(jìn)行旁路。
當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)元件斷開時，電流將流過第一 LED段。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)元件閉合時，電流將 流過第一開關(guān)元件，并且對第一 LED段進(jìn)行旁路。
當(dāng)?shù)诙_關(guān)元件斷開時，電流將流過第二 LED段。當(dāng)?shù)诙_關(guān)元件閉合時，電流將 流過第二開關(guān)元件，并且對第二 LED段進(jìn)行旁路。
通過操作第一和第二開關(guān)元件，選擇LED電流的路徑以選擇性地通過LED段。
在一個實施例中，LED電路負(fù)載檢測器與LED控制器電連通，并且其中LED電路負(fù) 載檢測器配置用于與LED控制器協(xié)作以確定LED電路負(fù)載。
因此可以直接獲得LED電路負(fù)載，并且將其用于控制轉(zhuǎn)換器電流周期，而無需對 于電信號的附加測量。
根據(jù)本發(fā)明的LED驅(qū)動器IC包括上述電路裝置之一。
LED驅(qū)動器IC可以包括像電感器、電容器和/或電阻器這樣的上述部件中的一個 或多個，但是這些部件也可以在IC外部，并且在使用期間與IC相連以與IC協(xié)作。外部部 件與IC的組合然后一起形成根據(jù)本發(fā)明的完整電路裝置。
在另一實施例中，根據(jù)本發(fā)明的LED驅(qū)動器IC包括多個任一或多個上述電路裝 置，所述多個電路裝置的每一個與相應(yīng)的LED電路裝置相關(guān)聯(lián)。
因此，該LED驅(qū)動器IC操作用于以第一均值電流水平調(diào)節(jié)通過第一 LED電路裝置 (例如包括紅色和黃色LED)的第一電流，以及以第二均值電流水平調(diào)節(jié)通過第二 LED電路 裝置(例如包括綠色和藍(lán)色LED)的第二電流。
第一和第二均值電流水平可以不同，例如為了適應(yīng)第一類紅色和黃色LED與第二 類藍(lán)色和藍(lán)色LED相比不同的物理結(jié)構(gòu)。
多個任一或多個所述電路裝置中的電路裝置可以具有相同的類型，但是可選地可 以具有不同的類型。例如，具有兩個電路裝置的LED驅(qū)動器IC可以包括第一和第二電路裝 置，每一電路裝置包括根據(jù)降壓拓?fù)涞拈_關(guān)模式轉(zhuǎn)換器?？蛇x地，具有兩個電路裝置的LED 驅(qū)動器IC例如可以包括具有根據(jù)降壓拓?fù)涞拈_關(guān)模式轉(zhuǎn)換器的第一電路裝置以及具有根 據(jù)升降壓拓?fù)涞拈_關(guān)模式轉(zhuǎn)換器的第二電路裝置。
本發(fā)明還提供了一種組合電路，包括
從由上述LED電路裝置和LED驅(qū)動器IC組成的組中選擇的第一裝置；以及
包括至少一個LED的LED電路裝置；
其中第一裝置與LED電路裝置電連通，用于調(diào)節(jié)流過LED電路裝置的LED電流。
該組合電路具有如下有利的行為用良好控制的均值電流水平和良好控制的轉(zhuǎn)換 器電流周期來調(diào)節(jié)LED電流。
在組合電路的實施例中，LED電路裝置包括第一 LED段和第二 LED段，第一 LED段 與操作用于控制通過第一 LED段的LED電流路徑的第一開關(guān)元件相關(guān)聯(lián)，第二 LED段與操 作用于控制通過第二 LED段的LED電流路徑的第二開關(guān)元件相關(guān)聯(lián)；
第一和第二開關(guān)元件可由LED段控制器操作，用于控制流過LED電路裝置的LED 電流路徑。
在組合電路的另一實施例中，
第一開關(guān)元件與第一 LED段電氣并聯(lián)；
第二開關(guān)元件與第二 LED段電氣并聯(lián)；以及
第一和第二開關(guān)元件可由LED段控制器操作，用于選擇LED電流路徑通過與開關(guān) 元件相關(guān)聯(lián)的LED段或者將與開關(guān)元件相關(guān)聯(lián)的LED段旁路。
本發(fā)明的另一實施例涉及包括LED電路裝置和上述電路裝置之一的LED發(fā)光系 統(tǒng)，LED電路裝置包括至少一個LED。
LED發(fā)光系統(tǒng)可以包括任一上述組合電路。
LED發(fā)光系統(tǒng)可以是亮度受控的LED燈、顏色可變的LED燈、LED矩陣光源、LED矩 陣顯示器、用于廣告或運(yùn)動圖像的大尺寸LED信息顯示器、用于IXD-TV的LED背光、用于 LCD-監(jiān)視器的LED背光、或者任意其他發(fā)光系統(tǒng)，其中可以根據(jù)本發(fā)明的上述個方面調(diào)節(jié) 通過至少一個LED的LED電流的電流水平。


將參考附圖進(jìn)一步詳細(xì)地解釋和描述本發(fā)明的以上和其他方面，附圖中相應(yīng)的參 考符號表示相應(yīng)的部分
圖Ia示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電路裝置，向固定的LED裝置提供電流；圖 Ib示出了與圖Ia的電路裝置有關(guān)的電信號；
圖2示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電路裝置，向可開關(guān)LED裝置提供電流；
圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的電路裝置實施例的方框圖4a4c示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的電路裝置實施例的方框圖如和恥示出了在根據(jù)本發(fā)明的電路裝置實施例中可使用的遲滯比較器的示例 性實施例；
圖6a和6c_6e示出了在根據(jù)本發(fā)明的電路裝置實施例中可使用的降壓轉(zhuǎn)換器型 開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器和相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)換器電流傳感器的示例性實施例，與LED電路裝置的示例性 實施例電連接；圖6b示出了與圖6a實施例有關(guān)的電信號；圖6f示出了與圖6e實施例有關(guān) 的電信號；
圖7a和7d示出了升降壓轉(zhuǎn)換器型開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器的示例性實施例，與LED電路 裝置的示例性實施例電連接；圖7b和7c示出了與在LED電路裝置中不包括和包括可選的電容器的情況下圖7a的實施例有關(guān)的電學(xué)信號；
圖8a_8b示出了在根據(jù)本發(fā)明的電路裝置實施例中可使用的轉(zhuǎn)換器電流周期控 制器的示例性實施例；
圖9a_9b示出了在根據(jù)本發(fā)明的電路裝置實施例中可使用的電源的示例性實施 例；
圖10示出了具有旁路開關(guān)的LED電路裝置；
圖11示出了當(dāng)與LED電路裝置一起操作時電路裝置的電學(xué)特性作為時間的函數(shù) 的仿真；
圖12示出了轉(zhuǎn)換器電流周期控制器的另一實施例；
圖13示出了轉(zhuǎn)換器電流周期控制器的又一實施例；
圖14示出了在根據(jù)本發(fā)明的電路裝置中可使用的電阻性數(shù)模轉(zhuǎn)換器的示例性實 施例；
圖1 示出了包括根據(jù)本發(fā)明的LED驅(qū)動器IC和LED電路裝置的組合電路；
圖1 示出了包括根據(jù)本發(fā)明的LED驅(qū)動器IC和LED電路裝置的另一組合電路；
圖16示出了包括根據(jù)本發(fā)明的LED驅(qū)動器IC和LED電路裝置的可選組合電路；
圖17示出了根據(jù)本發(fā)明的LED發(fā)光系統(tǒng)的實施例。
具體實施方式
圖Ia示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電路裝置CIRC，向固定的LED裝置LEDCIRC 提供電流。圖Ib示出了與圖Ia所示的電路裝置CIRC有關(guān)的電信號。
該電路配置用于調(diào)節(jié)流過LED裝置LEDCIRC的LED電流ILED的均值電流水平。在 所示示例中，LED裝置LEDCIRC是第一發(fā)光二極管LEDl和第二發(fā)光二極管LED2的串聯(lián)裝 置。所示示例使用所謂的遲滯降壓(buck)轉(zhuǎn)換器，其中將流過該電路裝置的全部轉(zhuǎn)換器電 流IL饋送至LED電路裝置作為LED電流ILED。
該電路裝置具有轉(zhuǎn)換器電流傳感器ILSEN。該轉(zhuǎn)換器電流傳感器包括感測電阻器 RS，配置用于引導(dǎo)轉(zhuǎn)換器電流IS。感測電阻器RS上的電壓降代表轉(zhuǎn)換器電流IL的電流水 平。將該電壓降進(jìn)一步稱作轉(zhuǎn)換器電流感測電壓VS。
該電路裝置還包括遲滯比較器HCOMP和開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器SMC0NV。遲滯比較器 HCOMP可以建立上跳轉(zhuǎn)電壓(upper trip voltage)VH和下跳轉(zhuǎn)電壓(lower trip voltage) VL作為控制交叉(crossover)閾值。上跳轉(zhuǎn)電壓VH與轉(zhuǎn)換器電流IL的峰值電流水平ILH 相關(guān)聯(lián)，下跳轉(zhuǎn)電壓VL與轉(zhuǎn)換器電流IL的谷值電流水平ILL相關(guān)聯(lián)。均值電流水平ILAVE 是轉(zhuǎn)換器電流的峰值電流水平ILH和谷值電流水平ILL的平均。遲滯比較器HCOMP與轉(zhuǎn)換 器電流傳感器ILSEN電連通以接收轉(zhuǎn)換器電流感測電壓VS。
轉(zhuǎn)換器電流感測電壓VS與比較器CMP的反相輸入相連。比較器CMP的非反相輸 入經(jīng)由復(fù)用器MUX與下跳轉(zhuǎn)電壓VL或上跳轉(zhuǎn)電壓VH相連。從比較器CMP的輸出到復(fù)用器 MUX的反饋選擇下跳轉(zhuǎn)電壓VL或上跳轉(zhuǎn)電壓VH0響應(yīng)于轉(zhuǎn)換器電流感測電壓VS沿負(fù)方向 與下跳轉(zhuǎn)電壓VL的每一次交叉，比較器CMP和遲滯比較器HCOMP輸出第一邏輯電平LHL的 開關(guān)控制電壓VSW。響應(yīng)于轉(zhuǎn)換器電流感測電壓VS沿正方向與上跳轉(zhuǎn)電壓VH的每一次交 叉，比較器CMP和遲滯比較器HCOMP輸出第二邏輯電平LLL的開關(guān)控制電壓VSW。
開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器SMCONV操作用于通過控制轉(zhuǎn)換器電流IL通過電路裝置CIRC的 流動來控制LED電流ILED通過LED電路裝置LEDCIRC的流動。開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器SMCONV與 遲滯比較器HCOMP電連通以接收開關(guān)控制電壓VSW。
響應(yīng)于等于第一邏輯電平LHL的開關(guān)控制電壓VSW，開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器SMCONV控制 轉(zhuǎn)換器電流IL從谷值電流水平增加到峰值電流水平。轉(zhuǎn)換器電流IL增加的這種控制將繼 續(xù)一定的持續(xù)時間，該持續(xù)時間進(jìn)一步稱作增加持續(xù)時間TH。響應(yīng)于等于第二邏輯電平的 開關(guān)控制電壓VSW，開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器SMCONV控制轉(zhuǎn)換器電流IL從峰值電流水平減少到谷值 電流水平。轉(zhuǎn)換器電流IL減少的這種控制將繼續(xù)一定的持續(xù)時間，該持續(xù)時間進(jìn)一步稱作 減少持續(xù)時間TL。
因此，電路裝置CIRC將向LED電路裝置LEDCIRC提供處于均值電流水平的LED電 流。LED電流以轉(zhuǎn)換器電流周期T在谷值電流水平和峰值電流水平之間振蕩。轉(zhuǎn)換器電流 周期T包括增加持續(xù)時間TH和減少持續(xù)時間TL。谷值電流水平和峰值電流水平分別依賴 于上跳轉(zhuǎn)電壓VH和下跳轉(zhuǎn)電壓VL。將峰值電流水平和谷值電流水平之差進(jìn)一步稱作峰峰 電流紋波dl。均值電流水平依賴于上跳轉(zhuǎn)電壓VH和下跳轉(zhuǎn)電壓VL的均值電壓電平，將其 稱作參考電壓電平VREF。上跳轉(zhuǎn)電壓VH和下跳轉(zhuǎn)電壓VL之差稱作遲滯電壓VHYS。增加 持續(xù)時間TH、減少持續(xù)時間TL以及因此轉(zhuǎn)換器電流周期T依賴于這些電壓，并且可以進(jìn)一 步地依賴于例如LED電路的電路負(fù)載。
開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器包括開關(guān)SWl、二極管D2和電感器Li。電感器Ll連接在位于開 關(guān)SWl和二極管D2之間的中間節(jié)點(diǎn)LX與LED電路裝置LEDCIRC之間。開關(guān)SWl和二極管 D2依賴于開關(guān)SWl的狀態(tài)，將LX節(jié)點(diǎn)切換至由外部DC電源提供的輸入電壓Vin或地GND。 將LX節(jié)點(diǎn)切換至輸入電壓Vin或地GND分別對輸入電感器Ll進(jìn)行充電和放電，并且因此 增加或減少轉(zhuǎn)換器電流IL的電流水平。
將這種類型的電路裝置CIRC作為遲滯轉(zhuǎn)換器的示例。這里所述的特定開關(guān)模 式轉(zhuǎn)換器將稱作根據(jù)所謂的降壓轉(zhuǎn)換器拓?fù)涞霓D(zhuǎn)換器示例?？蛇x的轉(zhuǎn)換器拓?fù)湓诒景l(fā)明 的范圍內(nèi)也是可行的。作為示例，在本發(fā)明的實施例中也可以使用諸如所謂的遲滯升降壓 (Buck-Boost)轉(zhuǎn)換器或所謂的遲滯升壓轉(zhuǎn)換器之類的可選遲滯轉(zhuǎn)換器。
圖2示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電路裝置CIRC，向可開關(guān)LED電路裝置 LEDCIRC提供電流。
電路裝置CIRC可以與參考圖1所述的電路裝置相同。然而，LED電路裝置LEDCIRC 包括第一 LED LEDl和第二 LED LED2，每一個與相應(yīng)的開關(guān)元件Bi、B2相關(guān)聯(lián)。第一開關(guān) 元件Bl與第一 LED LEDl電氣并聯(lián)，而第二開關(guān)元件B2與第二 LED LED2電氣并聯(lián)。第一 和第二開關(guān)元件B1、B2各自均可由LED段控制器PWMCON操作，用于選擇LED電流路徑以通 過與相應(yīng)開關(guān)元件相關(guān)聯(lián)的LED、或者將與相應(yīng)開關(guān)元件相關(guān)聯(lián)的LED旁路。因此，通過以 控制周期的占空比改變LED電流路徑通過LED的時間，該LED裝置允許獨(dú)立地改變兩個LED 中每一個的有效光輸出?？刂浦芷谕ǔＪ枪潭ㄩL度的周期，也稱作與脈沖寬度調(diào)制頻率相 對應(yīng)的脈沖寬度調(diào)制周期。將與操作第一 LED LEDl發(fā)光相關(guān)聯(lián)的占空比進(jìn)一步稱作第一 LED占空比PWM1。將與操作第二 LED LED2發(fā)光相關(guān)聯(lián)的占空比進(jìn)一步稱作第二 LED占空 比 PWM2。
應(yīng)該注意的是，代替單一的LED，例如，也可以使用串聯(lián)設(shè)置的多個LED，這多個LED可以通過與這多個LED的串聯(lián)裝置并聯(lián)的單一開關(guān)元件來操作。這也可以稱作LED段。 單一 LED段的多個LED中的LED可以具有實質(zhì)上相同的顏色，但是段內(nèi)LED之間的顏色也 可以不同。當(dāng)在下文中涉及“LED”時，應(yīng)該理解的是也涉及使用包括多個LED的“LED段” 的實施例。
當(dāng)使用開關(guān)Bi、B2以占空比P麗1、P麗2操作兩個LED LEDl和LED2時，LED電路 裝置的電路負(fù)載將依賴于哪個開關(guān)斷開以及哪個開關(guān)閉合，由于LED電路裝置上的不同電 壓降VLED而不同。然而，由于以上參考圖1所述的操作機(jī)制，遲滯轉(zhuǎn)換器將維均值電流水 平維持在相同的值。然而為此，LED電流頻率或LED電流周期，或者對于轉(zhuǎn)換器類型等價物， LED電流振蕩的轉(zhuǎn)換器電流周期將不同。
對于所示電路裝置，可以按照上跳轉(zhuǎn)電壓VH、下跳轉(zhuǎn)電壓VL和感測電阻器值RS來 描述LED電流ILED的均值電流
ILED = (VH+VL) / (2*RS)(1)
通過上跳轉(zhuǎn)電壓VH和下跳轉(zhuǎn)電壓VL之差以及感測電阻器值RS給出LED電流的 峰峰紋波dl
dl = (VH-VL) /RS(2)
由電源電壓Vin和負(fù)載電壓VLED按照以下方式確定具有電感值L的電感器Ll的 充電速率dl/dt。和放電速率dl/dtd
充電dl/dtc= (Vin-VLED)/L(3)
放電dl/dtd=-VLED/L(4)
因此作為充電時間t。和放電時間td之和、或者作為增加持續(xù)時間TH和減小持續(xù) 時間TL之和的LED電流控制周期T由以下公式給出
T = TH+TL = tc+td = L · dl/(Vin-VLED)+L · dl/VLED(5)
= L · (VH-VL) / (RS · (Vin-VLED)) +L · (VH-VL) / (RS · VLED)
從(5)中可以看出，LED電流頻率f = 1/T隨著負(fù)載電壓VLED的變化而顯著變化， 在VLED = Vin/2時具有最大值，并且在VLED接近0以及VLED接近Vin時(由充電和放電 路徑中可能的另外阻抗確定，在以上公式中忽略了另外的阻抗)具有最小值。
在具有兩個旁路開關(guān)的該示例中，對于負(fù)載電壓VLED將出現(xiàn)四個狀態(tài)。將第一 LEDl上的電壓用第一 LED電壓VLEDl表示，將第二 LED2上的電壓用第二電壓VLED2表示， 并且忽略閉合(導(dǎo)通)的開關(guān)B1、B2上的電壓降，所述四個負(fù)載電壓是
兩個開關(guān)均斷開VLED= VS+VLED1+VLED2 ；
只有開關(guān)Bl接通，開關(guān)B2斷開VLED = VS+VLED2 ；
只有開關(guān)B2接通，開關(guān)Bl斷開VLED = VS+VLED1 ；
兩個開關(guān)均接通VLED = VS。
當(dāng)使用根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電路裝置CIRC時，這導(dǎo)致四個不同的頻率。這些頻率中的 三個頻率與至少一個LED發(fā)光期間的條件相關(guān)聯(lián)。對于全部四個頻率，均值電流水平實質(zhì) 上恒定。
圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的電路裝置CIRC實施例的方框圖，該電路裝置與 發(fā)光二極管電路裝置LEDCIRC電連通。沒有繪制出電路裝置CIRC和LED電路裝置LEDCIRC 的不同元件的細(xì)節(jié)，但是下面將針對不同實施例進(jìn)行描述。
在圖3中，電路裝置包括轉(zhuǎn)換器電流傳感器ILSEN、遲滯比較器HC0MP、開關(guān)模式轉(zhuǎn) 換器SMC0NV、轉(zhuǎn)換器電流周期控制器LPCON和電源VINGEN。
轉(zhuǎn)換器電流傳感器ILSEN可以是參考圖1所述的類型，并且至少與遲滯比較器 HC0MP、開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器SMCONV和轉(zhuǎn)換器電流周期控制器LPCON電連通。
開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器SMCONV可以是參考圖1所述的類型，并且至少與轉(zhuǎn)換器電流傳 感器ILSEN電連通以接收轉(zhuǎn)換器電流IL，與遲滯比較器HCOMP電連通以接收開關(guān)控制電壓 VSff,以及與電源VINGEN電連通以接收輸入電壓Vin。
遲滯比較器HCOMP與開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器SMCONV和轉(zhuǎn)換器電流周期控制器LPCON電 連通。遲滯比較器HCOMP配置用于從轉(zhuǎn)換器電流周期控制器LPCON接收第一跳轉(zhuǎn)控制電壓 VCl和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓VC2。遲滯比較器HCOMP操作用于根據(jù)第一跳轉(zhuǎn)控制電壓VCl和 第二跳轉(zhuǎn)控制電壓VC2建立上跳轉(zhuǎn)電壓VH和下跳轉(zhuǎn)電壓VL。遲滯比較器HCOMP還可以像 參考圖1所述的遲滯比較器HCOMP那樣操作，并且因此操作用于向開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器SMCONV 輸出開關(guān)控制電壓VSW。
轉(zhuǎn)換器電流周期控制器LPCON是根據(jù)本發(fā)明的電路裝置中新的具有發(fā)明性的元 件。轉(zhuǎn)換器電流周期控制器LPCON操作用于將轉(zhuǎn)換器電流周期T控制在周期控制范圍Tref 內(nèi)。
可以用下周期閾值TrefL(未示出)和上周期閾值TrefH(未示出)來限定周期控 制范圍Tref。然后可以將轉(zhuǎn)換器電流周期T控制在下周期閾值TrefL和上周期閾值TrefH 之間。
可以根據(jù)中心持續(xù)時間和持續(xù)時間寬度來確定下周期閾值TrefL和上周期閾值 TrefH。然后可以將轉(zhuǎn)換器電流周期T控制在中心持續(xù)時間周圍的持續(xù)時間寬度內(nèi)。優(yōu)選 地，持續(xù)時間寬度小于中心持續(xù)時間的10%，使得轉(zhuǎn)換器電流周期T只能改變較小的比例， 即小于10%。在一個示例中，中心持續(xù)時間對應(yīng)于IMHz頻率的周期，并且持續(xù)時間寬度是 10kHz，結(jié)果是與0. 95MHz的頻率相關(guān)聯(lián)的下周期閾值TrefL以及與1. 05MHz的頻率相關(guān)聯(lián) 的上周期閾值TrefH。在該示例中，中心持續(xù)時間具有固定值，但是中心持續(xù)時間也可以在 頻譜帶上實時地變化。
轉(zhuǎn)換器電流周期控制器LPCON可以包括轉(zhuǎn)換器電流周期檢測器FDET，該轉(zhuǎn)換器電 流周期檢測器FDET操作用于建立與轉(zhuǎn)換器電流周期T相關(guān)聯(lián)的指示符IND。指示符IND可 以是轉(zhuǎn)換器電流周期的測量值、轉(zhuǎn)換器電流周期的估計、或者是可以用于建立控制轉(zhuǎn)換器 電流周期的合適第一和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓的任意其他指示符。
在建立指示符IND時，可以獲取多個指示符值并對其進(jìn)行濾波，以便獲得指示符 IND。濾波可以包括低通濾波以便減小所獲得的指示符值對于高頻率波動(例如由于噪聲 或量化效果導(dǎo)致)的敏感度。
如圖如所示，轉(zhuǎn)換器電流周期檢測器FDET可以與轉(zhuǎn)換器電流傳感器ILSEN電連 通以接收轉(zhuǎn)換器電流感測電壓VS。轉(zhuǎn)換器電流周期檢測器FDET可以根據(jù)電流感測電壓VS 來測量轉(zhuǎn)換器電流周期的值，并且根據(jù)這種測量建立指示符IND。然后可以從該指示符IND 中得出合適的第一跳轉(zhuǎn)控制電壓VCl和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓VC2。
如圖4b所示，轉(zhuǎn)換器電流周期檢測器FDET可以與遲滯比較器HCOMP電連通以接 收開關(guān)控制電壓VSW。轉(zhuǎn)換器電流周期檢測器FDET可以根據(jù)開關(guān)控制電壓VSW測量轉(zhuǎn)換器電流周期的值，并且根據(jù)這種測量建立指示符IND。然后可以從該指示符IND中得出合適的 第一跳轉(zhuǎn)控制電壓VCl和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓VC2。
如圖如所示，轉(zhuǎn)換器電流周期檢測器FDET可以與LED電路負(fù)載檢測器(LDET)電 連通以接收LED電路負(fù)載。LED電路負(fù)載檢測器(LDET)可以與LED電路裝置LEDCIRC電連 通。轉(zhuǎn)換器電流周期檢測器FDET可以根據(jù)LED電路負(fù)載來估計轉(zhuǎn)換器電流周期T的值，并 且根據(jù)這種估計建立指示符IND。然后可以從該指示符IND得出合適的第一跳轉(zhuǎn)控制電壓 VCl和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓VC2?？蛇x地，轉(zhuǎn)換器電流周期檢測器FDET可以直接使用LED電 路負(fù)載作為指示符IND，并且使用指示符IN例如用于在查找表中查找，以便檢索合適的第 一跳轉(zhuǎn)控制電壓VCl和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓VC2。例如，將LED電路負(fù)載表達(dá)為開關(guān)元件Bi、 B2的狀態(tài)時，可以將開關(guān)元件B1、B2的狀態(tài)用于從查找表中進(jìn)行檢索。
圖fe和恥示出了作為根據(jù)本發(fā)明的電路裝置CIRC實施例一部分的遲滯比較器 HCOMP的示例性實施例。遲滯比較器HCOMP操作用于在電壓建立單元VEST中接收來自轉(zhuǎn)換 器電流周期檢測器FDET的第一和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓VC1、VC2。電壓建立單元VEST操作用 于響應(yīng)于第一和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓VCl、VC2，建立上和下跳轉(zhuǎn)電壓VH、VL。
第一和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓VC1、VC2可以是為了將轉(zhuǎn)換器電流周期控制在周期控 制范圍Tref內(nèi)而需要施加的上跳轉(zhuǎn)電壓和下跳轉(zhuǎn)電壓。遲滯比較器HCOMP然后可以使用 第一和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓VC1、VC2作為新的上和下跳轉(zhuǎn)電壓VH、VL。
可選地，第一和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓VC1、VC2可以是針對正被施加的上和下跳轉(zhuǎn)電 壓VH、VL的調(diào)整值。遲滯比較器HCOMP然后可以向上和下跳轉(zhuǎn)電壓VH和VL加上第一和第 二跳轉(zhuǎn)控制電壓VC1、VC2，以獲得新的上和下跳轉(zhuǎn)電壓VH、VL。
在圖fe所示的第一實施例中，第一比較器CMPl的非反相輸入與上跳轉(zhuǎn)電壓VH相 連，以及第二比較器CMP2的非反相輸入與下跳轉(zhuǎn)電壓VL或上跳轉(zhuǎn)電壓VH相連。轉(zhuǎn)換器電 流感測電壓VS與第一比較器CMPl的反相輸入和第二比較器CMP2的反相輸入相連。將第 一比較器CMPl的輸出和第二比較器CMP2的輸出饋送至數(shù)字復(fù)用器MU)(D。從數(shù)字復(fù)用器 MUXD的輸出到數(shù)字復(fù)用器MUXD的反饋選擇第一比較器CMPl的輸出和第二比較器CMP2的 輸出作為數(shù)字復(fù)用器MU)(D輸出上的開關(guān)控制電壓VSW。對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言清楚 的是，可以使用可選的電子部件，例如觸發(fā)器，來實現(xiàn)由數(shù)字復(fù)用器MUXD執(zhí)行的選擇。響應(yīng) 于轉(zhuǎn)換器電流感測電壓VS沿負(fù)方向與下跳轉(zhuǎn)電壓VL的每一次交叉，遲滯比較器HCOMP輸 出第一邏輯LHL的開關(guān)控制電壓VSW。響應(yīng)于轉(zhuǎn)換器電流感測電壓VS沿正方向與上跳轉(zhuǎn)電 壓VH的每一次交叉，遲滯比較器HCOMP輸出第二邏輯電平LLL的開關(guān)控制電壓VSW。
在圖恥所示的第二實施例中，比較器CMP的非反相輸入經(jīng)由復(fù)用器MUX與下跳轉(zhuǎn) 電壓VL或上跳轉(zhuǎn)電壓VH相連。這種遲滯比較器結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)首先在于只存在一種比較器 偏移錯誤貢獻(xiàn)，而圖如的結(jié)構(gòu)具有來自兩個比較器中每一個的兩種可能不同的比較器偏 移誤差貢獻(xiàn)。此外，比較器偏移對于VH和VL兩者沿相同的方向，從而得到內(nèi)在精確的遲滯 窗口 VH-VL，這是因為由于在差值VH-VL中比較器偏移有效地抵消了。轉(zhuǎn)換器電流感測電 壓VS連接到比較器CMP的反相輸入。從比較器CMP的輸出到復(fù)用器MUX的反饋選擇下跳 轉(zhuǎn)電壓VL或上跳轉(zhuǎn)電壓VH作為復(fù)用器MUX輸出上的跳轉(zhuǎn)電壓VTR。響應(yīng)于轉(zhuǎn)換器電流感 測電壓VS沿負(fù)方向與下跳轉(zhuǎn)電壓VL的每一次交叉，比較器CMP和遲滯比較器HCOMP輸出 第一邏輯LHL的開關(guān)控制電壓VSW。響應(yīng)于轉(zhuǎn)換器電流感測電壓VS沿正方向與上跳轉(zhuǎn)電壓VH的每一次交叉，比較器CMP和遲滯比較器HCOMP輸出第二邏輯電平LLL的開關(guān)控制電壓 VSW。
圖6a_6d示出了在根據(jù)本發(fā)明的電路裝置實施例中使用的降壓轉(zhuǎn)換器型開關(guān)模 式轉(zhuǎn)換器和相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)換器電流傳感器的示例性實施例。圖6a_6d進(jìn)一步示出了由開關(guān)模 式轉(zhuǎn)換器饋送的LED電路裝置的示例性和非限制性實施例。
圖6a中所示的開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器SMCONV包括開關(guān)SW1、二極管D2和電感器Li。開 關(guān)模式轉(zhuǎn)換器SMCONV與參考圖1所述的開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器類似。電感器Ll連接在位于開關(guān) Sffl和二極管D2之間的中間節(jié)點(diǎn)LX與LED電路裝置LEDCIRC之間。依賴于開關(guān)SWl的狀 態(tài)，開關(guān)SWl和二極管D2將LX節(jié)點(diǎn)切換至由外部DC電源提供的輸入電壓Vin或地GND。 將LX節(jié)點(diǎn)切換至輸入電壓Vin或地GND分別對電感器L充電和放電，并因此增加或減少轉(zhuǎn) 換器電流IL的電流水平。
圖6b示出了與圖6a的實施例有關(guān)的電信號。曲線cLl示出了轉(zhuǎn)換器電流IL作 為時間的函數(shù)，即通過電感器Ll和感測電阻器RS的電流。曲線cVS示出了電流感測電壓 VS作為時間的函數(shù)。曲線cILED示出了 LED電流ILED作為時間的函數(shù)，SP (當(dāng)LED電路裝 置中相關(guān)聯(lián)的旁路開關(guān)斷開時)流過LED的電流。曲線cSWl示出了開關(guān)控制電壓VSW，該 開關(guān)控制電壓VSW可以取與閉合開關(guān)SWl相對應(yīng)的高邏輯電平LHL或與斷開開關(guān)SWl相對 應(yīng)的低邏輯電平LLL。曲線cLX示出了節(jié)點(diǎn)LX處的電壓，節(jié)點(diǎn)LX處的電壓可以取與地相對 應(yīng)的低值或與輸入電壓Vin相對應(yīng)的高值。
開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器SMCONV操作用于控制LED電流ILED以均值電流水平流過LED電 路裝置LEDCIRC。開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器SMCONV與遲滯比較器HCOMP電連通以接收開關(guān)控制電壓 VSW。
如圖6b所示，響應(yīng)于等于第一邏輯電平LHL的開關(guān)控制電壓VSW，開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器 SMCONV控制轉(zhuǎn)換器電流IL從谷值電流水平增加到峰值電流水平。轉(zhuǎn)換器電流增加的這種 控制將繼續(xù)一定的持續(xù)時間，該持續(xù)時間進(jìn)一步稱作增加持續(xù)時間TH。這一控制階段可以 進(jìn)一步稱作增加階段PH。響應(yīng)于等于第二邏輯電平的開關(guān)控制電壓VSW，開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器 SMCONV控制轉(zhuǎn)換器電流IL從峰值電流水平減少到谷值電流水平。轉(zhuǎn)換器電流減少的這種 控制將繼續(xù)一定的持續(xù)時間，該持續(xù)時間稱作減少持續(xù)時間TL。這一控制階段可以進(jìn)一步 稱作減少階段PL。
因此，電路裝置CIRC將向LED電路裝置LEDCIRC提供均值電流水平的LED電流， 該LED電流以轉(zhuǎn)換器電流周期T在谷值電流水平和峰值電流水平之間振蕩。谷值電流水平 和峰值電流水平分別依賴于上跳轉(zhuǎn)電壓VH和下跳轉(zhuǎn)電壓VL。將峰值電流水平和谷值電流 水平之差進(jìn)一步稱作峰峰電流紋波dl。均值電流水平依賴于上跳轉(zhuǎn)電壓VH和下跳轉(zhuǎn)電壓 VL的均值電壓電平，稱作參考電壓電平VREF。將上跳轉(zhuǎn)電壓VH和下跳轉(zhuǎn)電壓VL之差稱作 遲滯電壓VHYS。增加持續(xù)時間TH、減小持續(xù)時間TL以及因此轉(zhuǎn)換器電流周期T依賴于這 些電壓，并且可以進(jìn)一步地依賴于例如LED電路的電路負(fù)載。
圖6a所示的轉(zhuǎn)換器電流傳感器ILSEN包括轉(zhuǎn)換器電流IL的電流路徑中的感測電 阻器RS，并且操作用于對感測電阻器RS進(jìn)行電壓測量。可以將所測量的電壓作為轉(zhuǎn)換器電 流感測電壓VS輸出。
圖6c所示的開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器SMCONV包括開關(guān)SWl、第二開關(guān)SW2和電感器Li。電感器Ll連接在位于開關(guān)SWl和第二開關(guān)SW2之間的中間節(jié)點(diǎn)LX與LED電路裝置LEDCIRC 之間。依賴于開關(guān)SWl和SW2的狀態(tài)，開關(guān)SWl和第二開關(guān)SW2將LX節(jié)點(diǎn)切換至由外部DC 電源提供的輸入電壓Vin或地GND。將LX節(jié)點(diǎn)切換至輸入電壓Vin或接地GND分別對電感 器Ll進(jìn)行充電和放電，并且因此增加或減少轉(zhuǎn)換器電流IL的電流水平。
開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器SMCONV經(jīng)由先斷后合(break-before-make)電路BBM與遲滯比 較器HCOMP電連通以接收開關(guān)控制電壓VSW。先斷后合電路BBM包括定時電路，所述定時電 路確保兩個開關(guān)SWl和SW2不能同時閉合，因為這將導(dǎo)致輸入電壓Vin和地電壓的短路。因 此，先斷后合電路BBM操作用于根據(jù)開關(guān)控制電壓VSW產(chǎn)生第一和第二開關(guān)控制電壓VSW1、 VSW2，第一和第二開關(guān)控制電壓VSW1、VSW2操作開關(guān)SWl和SW2絕不會同時接通。
圖6c中的轉(zhuǎn)換器電流傳感器ILSEL與圖6a中所示的類似。
與圖6c的實施例有關(guān)的電信號與圖6b中所示涉及圖6a實施例的電信號基本上 相同，并且沒有再次繪制。
圖6d示出了與圖6c相同的開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器SMCONV和可選的轉(zhuǎn)換器電流傳感器 ILSEN。
將感測電阻器RS放置在轉(zhuǎn)換器電流傳感器ILSEN外部的轉(zhuǎn)換器電流IL的電流路 徑中。轉(zhuǎn)換器電流傳感器ILSEN操作用于對轉(zhuǎn)換器電流傳感器ILSEN外部的感測電阻器RS 進(jìn)行電壓測量。可以將所測量的電壓作為轉(zhuǎn)換器電流感測電壓VS輸出。
轉(zhuǎn)換器電流傳感器ILSEN的該實施例的優(yōu)點(diǎn)在于允許將轉(zhuǎn)換器電流傳感器ILSEN 集成到諸如LED驅(qū)動器IC之類的集成電路中。然后可以與LED驅(qū)動器IC無關(guān)地選擇感測 電阻器RS的值，使得LED驅(qū)動器IC可以支持的電流水平的選擇面更寬。
與圖6d的實施例有關(guān)的電信號與圖6b中所示涉及圖6a實施例的電信號基本上 相同，并且沒有再次繪制。
圖6e示出了與圖6d類似的開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器SMC0NV，與圖6c中相同的可選轉(zhuǎn)換器 電流傳感器ILSEN協(xié)作。
在圖6e中，LED電路裝置LEDCIRC還包括與LED電路裝置的串聯(lián)電路并聯(lián)連接的 電容性濾波器Cl。
圖6f示出了與圖6e實施例有關(guān)的電信號。曲線cLIC示出了轉(zhuǎn)換器電流IL作為 時間的函數(shù)，即通過電感器Ll和感測電阻器RS的電流。曲線cVSC示出了電流感測電壓VS 作為時間的函數(shù)。曲線cILEDC示出了 LED電流作為時間的函數(shù)，SP (當(dāng)LED電路裝置中相 關(guān)聯(lián)的旁路開關(guān)斷開時)流過LED的電流。曲線cSWIC示出了開關(guān)控制電壓VSW，該開關(guān)控 制電壓VSW可以取與閉合開關(guān)SWl相對應(yīng)的高邏輯電平LHL或與斷開開關(guān)SWl相對應(yīng)的低 邏輯電平LLL。曲線cL)(C示出了節(jié)點(diǎn)LX處的電壓，節(jié)點(diǎn)LX處的電壓可以取與地相對應(yīng)的 低值或與輸入電壓Vin相對應(yīng)的高值。
將圖6f的曲線與圖6b的曲線相比，可以觀察到電容性濾波器Cl提供了 LED電流 幅度的平滑，由于減小了通過LED的峰值電流水平，從而具有增加LED壽命的有益效果。也 減小了 LED電流的紋波幅度，減小了光水平的紋波幅度。可選地，利用電容性濾波器Cl，可 以允許轉(zhuǎn)換器電流的較大波動通過電感器，而實現(xiàn)與不具備電容性輸出濾波器的LED電路 裝置(具有電感值和尺寸較小的優(yōu)點(diǎn))相同的LED電流紋波幅度。
由于降壓轉(zhuǎn)換器型開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器不適用于在LED電路裝置LEDCIRC上具有大于輸入電壓Vin的電壓降VLED的LED電路裝置LEDCIRC，在一些情況下升降壓轉(zhuǎn)換器拓?fù)淇?能是優(yōu)選的。本發(fā)明也可以應(yīng)用于根據(jù)升降壓轉(zhuǎn)換器拓?fù)涞拈_關(guān)模式轉(zhuǎn)換器。
圖7a示出了這種升降壓型開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器的第一示例。
圖7a中所示的開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器SMCONV包括開關(guān)SW1、二極管D2和電感器Li。開 關(guān)模式轉(zhuǎn)換器SMCONV與轉(zhuǎn)換器電流傳感器ILSEN的電流感測電阻器RS相連。電感器Ll 經(jīng)由電流感測電阻器RS和中間節(jié)點(diǎn)LY與輸入電壓Vin相連。電感器Ll經(jīng)由中間節(jié)點(diǎn)LX 與能夠接地GND的開關(guān)SWl相連。LED電路裝置LEDCIRC經(jīng)由中間節(jié)點(diǎn)LZ和二極管D2與 中間節(jié)點(diǎn)LX相連，經(jīng)由節(jié)點(diǎn)LY與輸入電壓Vin相連，并且經(jīng)由節(jié)點(diǎn)LY和轉(zhuǎn)換器電流傳感 器ILSEN的感測電阻器RS與電感器Ll相連。
示例性的LED電路裝置LEDCIRC示出為具有串聯(lián)設(shè)置的兩個LED?？梢詫⒖蛇x的 電容器Cl作為電容性濾波器放置在LED電路裝置的輸入和輸出之間，即與LED的串聯(lián)結(jié)構(gòu) 并聯(lián)，以提供LED電流幅度的平滑。
圖7b和7c示出了與在LED電路裝置中分別不包括和包括可選的電容器的情況 下圖7a實施例有關(guān)的電信號。曲線cLIBB和cLIBBC示出了分別對于不包括和包括電容 器Cl的LED電路裝置LEDCIRC的轉(zhuǎn)換器電流IL作為時間的函數(shù)，即通過電感器Ll和感測 電阻器RS的電流。曲線cVSBB和cVSBBC示出了電流感測電壓VS作為時間的函數(shù)。曲線 cITRBB和cITRBBC示出了轉(zhuǎn)移電流ITR作為時間的函數(shù)，即從電路裝置CIRC向LED電路 裝置LEDCIRC饋送的電流。曲線cILEDBB和cILEDBBC示出了 LED電流作為時間的函數(shù)，即 (當(dāng)LED電路裝置中相關(guān)聯(lián)的旁路開關(guān)斷開時)流過LED的電流。曲線cSWIBB和cSWIBBC 示出了開關(guān)控制電壓VSW，開關(guān)控制電壓VSW可以取與閉合開關(guān)SWl相對應(yīng)的高邏輯電平 LHL或與斷開開關(guān)SWl相對應(yīng)的低邏輯電平LLL。曲線cLXBB和cLXBBC示出了節(jié)點(diǎn)LX處 的電壓，節(jié)點(diǎn)LX處的電壓可以取與地相對應(yīng)的低值或與輸出電壓Vout相對應(yīng)的高值。
為了針對電感器Ll維持伏特-秒平衡，可以看出輸出電壓Vout總是大于輸入電 壓Vin。因為LED電路裝置LEDCIRC連接在Vout和Vin之間，可以在LED電路裝置LEDCIRC 上產(chǎn)生小于或大于Vin的電壓，從而允許處理LED電路裝置較大范圍的負(fù)載變化。
依賴于開關(guān)SWl的狀態(tài)，中間節(jié)點(diǎn)LX切換至輸出電壓Vout或地GND，如由圖7b中 示出了節(jié)點(diǎn)LX處電壓的曲線cLXBB和示出了開關(guān)電壓VSW的曲線cSWIBB以及圖7c中的 曲線cLXBBC和cSWIBBC所示。將LX節(jié)點(diǎn)切換至輸出電壓Vout或地GND分別對電感器Ll 放電和充電，并且因此在減小階段pLBB、PlBBC和增加階段pHBB、pHBBC中分別增加或減少 轉(zhuǎn)換器電流IL的電流水平。
在對LED串聯(lián)設(shè)置的LED電路裝置進(jìn)行饋送的升降壓轉(zhuǎn)換器的該示例中，如圖7b 中的曲線cILEDBB所示，在其中開關(guān)SWl閉合從而將節(jié)點(diǎn)LX接地GND的增加階段pHBB、 pHBBC期間，防止流向LED電路裝置的轉(zhuǎn)換器電流IL(在圖中表示為轉(zhuǎn)移電流ITR)。因此 在增加階段PHBB、pHBBC期間，轉(zhuǎn)移電流ITR是0，并且因此當(dāng)LED電路裝置不具有電容器 Cl時LED電流ILED也是O。在減少階段pLBB、PLBBC,開關(guān)SW2斷開，電感器Ll經(jīng)由二極 管D2放電，并且電感器Ll因此將轉(zhuǎn)換器電流IL作為轉(zhuǎn)移電流ITR饋送至LED電路裝置， 使得在減少階段pLBB、pLBBC期間LED電流等于轉(zhuǎn)換器電流。因此，均值LED電流水平是轉(zhuǎn) 換器電流的峰值電流水平和谷值電流水平的加權(quán)平均。
對于使用升降壓轉(zhuǎn)換器并且以ILEDave表示均值LED電流水平、以ILH表示轉(zhuǎn)換30器電流的峰值電流水平、以ILL表示轉(zhuǎn)換器電流的谷值電流水平的該示例性實施例，可以 使用增加持續(xù)時間TH、減少持續(xù)時間TL、轉(zhuǎn)換器電流周期T(其中T = TH+TL)進(jìn)一步將加 權(quán)平均表達(dá)為
ILEDave = (TL · (ILH+ILL) / 2) / (TH + TL) (6)
將轉(zhuǎn)換器電流的峰值電流水平和谷值電流水平按照上跳轉(zhuǎn)電壓VH和下跳轉(zhuǎn)電壓 VL表達(dá)，這可以重寫為
ILEDave = (TL · (VH+VL) /(2 'RS))/ (TH+TL) = (TL/T) · (VH+VL) / (2 .RS) (7)
可選地，可以使用與在所有LED都發(fā)光時LED電路裝置中的LED串聯(lián)裝置上的電 壓相對應(yīng)的輸出電壓Vout以及輸入電壓Vin將所述加權(quán)表達(dá)為
ILEDave = (Vin/ (Vin+Vout)) · (VH+VL) / (2 .RS)(8)
使用輸入和輸入電壓來獲得用于確定均值LED電流水平的加權(quán)的優(yōu)點(diǎn)在于不需 要測量持續(xù)時間。此外，也可以將輸出電壓Vout用作負(fù)載指示符。
當(dāng)在LED電路裝置中存在可選電容器Cl時，饋送LED電路裝置的轉(zhuǎn)移電流ITR仍 然具有與圖7b中的曲線cITRBB相同的形狀，但是流過(或者旁路)LED的LED電流ILED 被平滑，并且表現(xiàn)為如圖7c中的cILEDBBC所示的行為。將圖7c中的曲線與圖7b中的曲 線進(jìn)行比較可以看出電容性濾波器Cl提供LED電流幅度的平滑，由于減小了通過LED的 峰值電流水平，具有增加LED壽命的有益效果。此外，減小了 LED電流的紋波幅度，減小了 光水平的紋波幅度。可選地，利用電容性濾波器Cl，可以允許較大的轉(zhuǎn)換器電流波動通過 電感器，而實現(xiàn)與不具有電容性輸出濾波器的LED電路裝置(具有電感值和尺寸較小的優(yōu) 點(diǎn))相同的LED電流紋波幅度。
在確定上跳轉(zhuǎn)電流水平或上跳轉(zhuǎn)電壓水平以及確定下跳轉(zhuǎn)電流水平或下跳轉(zhuǎn)電 壓水平時，考慮在圖7b和圖7c中分別示出為cLIBB和cLIBBC的轉(zhuǎn)換器電流與在圖7b和 圖7c中分別示出為cLEDBB和cLEDBBC的LED電流之間的關(guān)系。
圖7a中的轉(zhuǎn)換器電流傳感器ILSEL與圖6a中所示的轉(zhuǎn)換器電流傳感器類似，但 是也可以是與圖6c中所示的轉(zhuǎn)換器電流傳感器類似的類型。
圖7b中所示的可選開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器SMCONV包括開關(guān)SWl、第二開關(guān)SW2和電感器 Li。
圖7b的開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器SMCONV與圖7a中的相同，但是用第二開關(guān)SW2代替二極 管D2，并且增加了先斷后合電路BBM。
開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器SMCONV經(jīng)由先斷后合電路BBM與遲滯比較器HCOMP電連通以接 收開關(guān)控制電壓VSW。先斷后合電路BBM包括定時電路，所述定時電路確保兩個開關(guān)SWl和 SW2不會同時閉合，因為這將導(dǎo)致輸出電壓Vout和地電壓的短路。因此，先斷后合電路BBM 操作用于根據(jù)開關(guān)控制電壓VSW產(chǎn)生第一和第二開關(guān)控制電壓VSW1、VSW2，第一和第二開 關(guān)控制電壓VSW1、VSW2操作開關(guān)SWl和SW2絕不會同時閉合。
圖7b中的轉(zhuǎn)換器電流傳感器ILSEL與圖6a中所示的轉(zhuǎn)換器電流傳感器類似，但 是也可以是與圖6c中所示的轉(zhuǎn)換器電流傳感器類似的類型。
圖8a示出了在根據(jù)本發(fā)明的電路裝置實施例中可使用的轉(zhuǎn)換器電流周期控制器 LPCON的第一示例性實施例。該轉(zhuǎn)換器電流周期控制器LPCON包括跳轉(zhuǎn)控制電壓發(fā)生器VCGEN,該跳轉(zhuǎn)控制電壓發(fā)生器VCGEN操作用于建立第一跳轉(zhuǎn)控制電壓VCl和第二跳轉(zhuǎn)控制 電壓VC2。
第一和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓VC1、VC2可以是具有第一和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓電平的 電壓，并且跳轉(zhuǎn)控制電壓發(fā)生器VCGEN可以操作用于建立這些電壓以使得這些電壓可用于 遲滯比較器HC0MP。遲滯比較器HCOMP中的電壓建立單元VEST操作用于通過例如直接的電 連接，響應(yīng)于第一和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓VC1、VC2來建立上和下跳轉(zhuǎn)電壓VH、VL。
第一和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓VC1、VC2可以交替地為第一和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓電平 值，并且跳轉(zhuǎn)控制電壓發(fā)生器VCGEN可以操作用于向遲滯比較器HCOMP提供這些電壓電平 值，例如作為數(shù)字信號或數(shù)字寄存器值。遲滯比較器HCOMP中的電壓建立單元VEST操作用 于通過例如電壓發(fā)生器，響應(yīng)于跳轉(zhuǎn)控制電壓電平值形式的第一和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓VC1、 VC2來建立上和下跳轉(zhuǎn)電壓VH、VL。
圖8b示出了在根據(jù)本發(fā)明的電路裝置實施例中可使用的轉(zhuǎn)換器電流周期控制器 的第二示例性實施例。該轉(zhuǎn)換器電流周期控制器LPCON包括跳轉(zhuǎn)控制電壓發(fā)生器VCGEN，操 作用于與電壓混合器VM協(xié)作來建立第一跳轉(zhuǎn)控制電壓VCl和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓VC2。
在該示例中，跳轉(zhuǎn)控制電壓發(fā)生器VCGEN操作用于建立參考電壓VREF和遲滯電壓 VHYS，它們同與均值電流水平相關(guān)聯(lián)的第一和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓VC1、VC2的均值以及與電 流紋波dl相關(guān)聯(lián)的第一和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓VC1、VC2之差相對應(yīng)。
在該示例中，電壓混合器VM操作用于通過向參考電壓VREF添加一半遲滯電壓 VHYS以得到第一跳轉(zhuǎn)控制電壓VCl、以及通過從參考電壓VREF減去一半遲滯電壓VHYS以 得到第二跳轉(zhuǎn)控制電壓VC2，來確定第一和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓VC1、VC2，即
VCl = VREF+VHYS/2,
VC2 = VREF-VHYS/2。
圖9a示出了在根據(jù)本發(fā)明的電路裝置實施例中可使用的電源VINGEN的第一示例 性實施例。該電源VINGEN與開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器SMCONV電連通。電源VINGEN操作用于將輸 入電源電壓Vin傳送至開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器SMC0NV。
圖9b示出了在根據(jù)本發(fā)明的電路裝置實施例中可使用的電源VINGEN的第二示例 性實施例。該電源VINGEN與開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器SMCONV電連通。電源VINGEN操作用于將輸 入電源電壓Vin傳送至開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器SMC0NV。電容性輸入濾波器Cin與電源VINGEN和 開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器SMCONV電連通，以便穩(wěn)定由開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器SMCONV接收的輸入電源電壓 Vin。
圖10示出了 LED電路裝置LEDCIRC的示例。LED電路裝置LEDCIRC包括第一 LED LEDl和第二 LED LED2，分別與相應(yīng)的開關(guān)元件B1、B2相關(guān)聯(lián)。在該示例中，第一 LED LEDl 是三個綠光LED的串聯(lián)裝置，而第二 LED LED2是兩個藍(lán)光LED的串聯(lián)裝置。
在該示例中，當(dāng)具有約700mA均值電流水平的LED電流流過綠光LED時，三個綠光 LED的串聯(lián)裝置上的電壓典型地是10. 8V。當(dāng)具有約700mA均值電流水平的LED電流流過 藍(lán)光LED時，兩個藍(lán)光LED的串聯(lián)裝置上的電壓典型地是7. 2V。
第一開關(guān)元件Bl與第一 LED LEDl電氣并聯(lián)，第二開關(guān)元件B2與第二 LED LED2 電氣并聯(lián)。第一和第二開關(guān)元件B1、B2可由LED段控制器PWMCON操作，用于選擇LED電流 的路徑或者通過與開關(guān)元件相關(guān)聯(lián)的LED或者旁路與開關(guān)元件相關(guān)聯(lián)的LED。因此，該LED裝置通過利用控制周期的占空比來改變LED電流路徑通過LED的時間，允許單獨(dú)地改變兩 個LED中每一個的有效光輸出。因此可以控制由綠光LED LEDl和藍(lán)光LED LED2發(fā)射的光 的相對比率?？刂浦芷谑枪潭ㄩL度的周期，也稱作與300Hz的脈沖寬度調(diào)制頻率相對應(yīng)的 脈沖寬度調(diào)制周期。進(jìn)一步將與操作第一 LED LEDl發(fā)光相關(guān)聯(lián)的占空比稱作第一 LED占 空比PWM1。將與操作第二 LED LED2發(fā)光相關(guān)聯(lián)的占空比稱作第二 LED占空比PWM2。
在該示例中，依賴于第一和第二開關(guān)元件B1、B2的狀態(tài)，與LED電路裝置相對應(yīng)的 負(fù)載可以取四個典型值。在該示例中，當(dāng)兩個開關(guān)元件Bi、B2斷開，并且具有約700mA均 值電流水平的LED電流流過綠光和藍(lán)光LED時，LED電路裝置上的電壓因此可以典型地是 18. OV0當(dāng)開關(guān)元件Bl斷開并且開關(guān)元件B2閉合，使得具有約700mA均值電流水平的LED電 流流過綠光LED但是旁路藍(lán)光LED時，LED電路裝置上的電壓因此可以典型地是10. 8V (加 上開關(guān)元件B2上的小電壓降，為簡單起見將其忽略)。類似的，當(dāng)開關(guān)元件Bl閉合并且開 關(guān)元件B2斷開，使得具有約700mA均值電流水平的LED電流流過藍(lán)光LED但是旁路綠光 LED時，LED電路裝置上的電壓因此可以典型地是7. 2V。類似的，當(dāng)開關(guān)元件Bl和B2均閉 合，使得具有約700mA均值電流水平的LED電流旁路綠光LED和藍(lán)光LED時，LED電路裝置 上的電壓因此可以是接近0(只有開關(guān)元件B1、B2上的小電壓降，為了簡單起見將其忽略)。
圖11示出了當(dāng)與圖10所示的LED電路裝置LEDCIRC —起操作時電路裝置CIRC 的電學(xué)特性作為時間的函數(shù)的仿真。
第一曲線cPWMl示出了同與綠光LED LEDl相關(guān)聯(lián)的第一 LED占空比PWMl、以及 第一開關(guān)元件Bl的操作相關(guān)的控制信號。第二曲線CPWM2示出了同與藍(lán)光LED LED2相關(guān) 聯(lián)的第二 LED占空比PWM2、以及第二開關(guān)元件B2的操作相關(guān)的控制信號。曲線cPWMl或 cPWM2的低電平分別對應(yīng)于閉合的開關(guān)Bl或閉合的開關(guān)B2，即對應(yīng)于電流流過相應(yīng)的開關(guān) 元件并且旁路相應(yīng)的LED于是該LED被關(guān)閉。曲線cPWMl或cPWM2的高電平分別對應(yīng)于斷 開的開關(guān)Bl或斷開的開關(guān)B2，即對應(yīng)于電流流過相應(yīng)的LED于是該LED接通。
在其中開關(guān)Bl和開關(guān)B2均閉合并且綠光LED LEDl和藍(lán)光LED LED2均斷開的第 一階段pLCl期間，曲線開始于第一負(fù)載條件LC1。
在具有第二負(fù)載條件LC2的第二階段pLC2期間，開關(guān)Bl和開關(guān)B2均斷開，并且 綠光LED LEDl和藍(lán)光LED LED2均接通。
在具有第三負(fù)載條件LC3的第三階段品pLC3期間，開關(guān)Bl斷開而開關(guān)B2閉合， 使得綠光LED LEDl接通而藍(lán)光LED LED2斷開。
第四階段pLC4再次是負(fù)載條件LCl，與第一階段pLCl時開關(guān)Bi、B2的設(shè)置相對應(yīng)。
另一種可能的負(fù)載條件LC4(未示出)對應(yīng)于其中開關(guān)Bl閉合而開關(guān)B2斷開的 條件，使得綠光LED LEDl斷開而藍(lán)光LED LED2接通。
第三曲線cVSl示出了當(dāng)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電路裝置用于調(diào)節(jié)通過LED電路裝置的 電流時，轉(zhuǎn)換器電流感測電壓VS作為時間的函數(shù)。在第一階段pLCl、第二階段PLC2、第三 階段pLC3和第四階段pLC4期間，觀察到電流感測電壓VS的振蕩具有在上跳轉(zhuǎn)電壓VHO和 下跳轉(zhuǎn)電壓VLO之間的鋸齒狀行為?？梢杂^察到電流感測電壓VS的振蕩周期以及因此轉(zhuǎn) 換器電流IL的電流水平的振蕩周期在第一階段pLCl期間對應(yīng)于相對長的持續(xù)時間TLC1， 在第二階段PLC2期間對應(yīng)于相對短的持續(xù)時間TLC2，以及在第三階段pLC3期間對應(yīng)于近似中間的持續(xù)時間TLC3。負(fù)載條件LC5將與另一持續(xù)時間TLC5(未示出)相對應(yīng)。
第四曲線cVSWl示出了當(dāng)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電路裝置用于調(diào)節(jié)通過LED電路裝置的 電流時，由遲滯比較器HCOMP輸出的開關(guān)控制電壓VSW。在振蕩中為增加持續(xù)時間(在此期 間轉(zhuǎn)換器電流感測電壓VS增加)的部分期間，開關(guān)控制電壓VSW是邏輯低電平LLL，以及 在振蕩中為減少持續(xù)時間(在此期間轉(zhuǎn)換器電流感測電壓VS減少)的第二部分期間，開關(guān) 控制電壓VSW是邏輯高電平LHL。開關(guān)控制電壓VSW表現(xiàn)出了振蕩周期與電流感測電壓VS 相同的塊狀行為振蕩。
第五曲線cVS2示出了當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的電路裝置用于調(diào)節(jié)通過LED電路裝置的電 流時，轉(zhuǎn)換器電流感測電壓VS作為時間的函數(shù)。具體地，使用與參考圖6b所述電路裝置 類似的具有降壓轉(zhuǎn)換器拓?fù)涞拈_關(guān)模式轉(zhuǎn)換器的電路裝置，并且使用轉(zhuǎn)換器電流周期控制 器，該轉(zhuǎn)換器電流周期控制器與參考圖4b所述的轉(zhuǎn)換器電流周期控制器類似，使用開關(guān)控 制電壓VSW來確定與轉(zhuǎn)換器電流周期T相關(guān)聯(lián)的指示符IND。當(dāng)使用與參考圖如或如所 述的轉(zhuǎn)換器電流周期控制器類似的轉(zhuǎn)換器電流周期控制器時，獲得了類似的曲線。
在第一階段pLCl，觀察到了電流感測電壓VS在上跳轉(zhuǎn)電壓VHl和下跳轉(zhuǎn)電壓VLl 之間鋸齒狀行為的振蕩，所述振蕩對應(yīng)于饋送至LED電路裝置的轉(zhuǎn)換器電流IL的振蕩，并 且因此與流過LED電路裝置的LED電流的電流水平的振蕩相關(guān)聯(lián)。在第二階段pLC2期間， 電流感測電壓VS在上跳轉(zhuǎn)電壓VH2和下跳轉(zhuǎn)電壓VL2之間振蕩，具有比第一階段pLCl期 間更大的幅度；以及在第三階段PLC3期間，電流感測電壓VS在上跳轉(zhuǎn)電壓VH3和下跳轉(zhuǎn)電 壓VL3之間振蕩，具有與第一階段pLCl和第二階段pLC2期間的幅度相比的中間幅度。
可以觀察到電流感測電壓VS的振蕩周期以及因此轉(zhuǎn)換器電流IL的振蕩周期對 應(yīng)于基本上固定的持續(xù)時間，該持續(xù)時間在第一階段pLCl期間以TCLCl表示，在第二階段 PLC2期間以TCLC2表示，以及在第三階段pLC3期間以TCLC3表示。
圖12示出了轉(zhuǎn)換器電流周期控制器LPCON的另一實施例。該轉(zhuǎn)換器電流周期控 制器LPCON與存儲器單元MEM電連通。存儲器單元MEM包括具有針對指示符IND的多個可 能指示符值的電壓設(shè)置的表，例如，如下所述。
在一個示例中，當(dāng)應(yīng)用于圖10所示、且參照圖11所述的LED電路裝置時，所述多 個可能指示符值是負(fù)載條件LCl、LC2、LC3和LC4。負(fù)載條件可以在電路內(nèi)部表達(dá)，并且作 為存儲器單元MEM中表的條目，例如作為負(fù)載條件的列舉、作為按照二進(jìn)制方式表示的開 關(guān)B1、B2的狀態(tài)(LCl為“00”，LC2為“11”，LC3為“10”，以及LC4為“01 ”)，或者按照任意 其他合適的方式表達(dá)?？梢詮腖ED控制器PWMCON獲得開關(guān)Bi、B2的狀態(tài)。
在一個示例中，表包括已調(diào)節(jié)的上跳轉(zhuǎn)電壓電平VHA和已調(diào)節(jié)的下跳轉(zhuǎn)電壓電平 VLA，使用上述二進(jìn)制標(biāo)記進(jìn)行尋址。在一個示例中，針對每一個負(fù)載條件來預(yù)先確定已調(diào) 節(jié)上跳轉(zhuǎn)電壓電平VHA和已調(diào)節(jié)下跳轉(zhuǎn)電壓電平VLA，并且將其固定地存儲在存儲器單元 MEM的表中，只有當(dāng)負(fù)載條件改變時才進(jìn)行檢索。
在可選實施例中，針對每一個負(fù)載條件預(yù)先確定已調(diào)節(jié)上跳轉(zhuǎn)電壓電平VHA和已 調(diào)節(jié)下跳轉(zhuǎn)電壓電平VLA的估計，并且將其存儲在存儲器單元MEM中的可讀寫表中，以便 在負(fù)載條件改變時進(jìn)行檢索。于是，轉(zhuǎn)換器電流周期T可能在周期控制范圍Tref之外，盡 管非常接近。然后例如如上所述根據(jù)電流感測電壓VS測量轉(zhuǎn)換器電流周期，并且調(diào)節(jié)上跳 轉(zhuǎn)電壓電平VHA和下跳轉(zhuǎn)電壓電平VLA直至轉(zhuǎn)換器電流周期T在周期控制范圍Tref之內(nèi)。34然后將相應(yīng)的已調(diào)節(jié)上跳轉(zhuǎn)電壓電平VHA和已調(diào)節(jié)下跳轉(zhuǎn)電壓電平VLA寫入到存儲器單元 MEM中的表中。結(jié)果，該系統(tǒng)表現(xiàn)出了自我學(xué)習(xí)行為，在自我學(xué)習(xí)行為中將特定負(fù)載條件在 最近出現(xiàn)時的電壓電平存儲在存儲器單元中，并且可以在下一次出現(xiàn)該特定負(fù)載條件時檢 索到該電壓電平。
圖13示出了轉(zhuǎn)換器電流周期控制器LPCON的又一實施例。該轉(zhuǎn)換器電流周期控 制器LPCON與頻譜擴(kuò)展發(fā)生器SSG電連通。頻譜擴(kuò)展發(fā)生器SSG操作用于在預(yù)定的頻譜帶 上改變周期控制范圍^Tref的中心持續(xù)時間。這允許按照良好控制的方式將能量分布在特 定的頻譜帶上。
圖14示出了在電路裝置CIRC實施例中可使用的電阻性數(shù)模轉(zhuǎn)換器R-DAC的示例 性實施例，用于建立第一電壓Vl和第二電壓V2。
例如可以由遲滯比較器HCOMP將第一電壓Vl和第二電壓V2用作上跳轉(zhuǎn)電壓VH 和下跳轉(zhuǎn)電壓VL?？蛇x地，例如可以由跳轉(zhuǎn)控制電壓發(fā)生器VCGEN將第一電壓Vl和第二電 壓V2用作第一跳轉(zhuǎn)控制電壓VCl和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓VC2。
作為示例，圖14中所示的電阻性數(shù)模轉(zhuǎn)換器R-DAC包括轉(zhuǎn)換器參考電壓源 REFSUP，配置用于提供轉(zhuǎn)換器參考電壓VR。轉(zhuǎn)換器參考電壓源REFSUP與N個電阻器Rl-RN 的串聯(lián)電路電連通，在該示例中對于N = 6，為R1-R6。
第一開關(guān)陣列SWAl包括多個開關(guān)，第二開關(guān)陣列SWA2包括多個開關(guān)。每一所述 多個開關(guān)分別包括N+1個開關(guān)SWA1. 0-SWA1. N, SWA2. 0-SWA2. N。
第一開關(guān)陣列SWAl的開關(guān)SWA1. 0-SWA1. N中每一個開關(guān)與電阻器Rl-RN的串聯(lián) 電路電連通，在沿電阻器Rl-RN的串聯(lián)電路的相應(yīng)位置處分接出來。
每一個開關(guān)陣列SWAl、SWA2配置用于以包括多個N+1比特的數(shù)字控制字SWBl、 SWB2來控制，所述比特與控制開關(guān)在相應(yīng)的位置處分接出電阻器串聯(lián)電路相關(guān)聯(lián)。
分別用第一開關(guān)陣列SWAl和第二開關(guān)陣列SWA2從相同的電阻器串聯(lián)電路中分接 出第一電壓Vl和第二電壓V2。
轉(zhuǎn)換器參考電壓源REFSUP可以從例如帶隙電壓Vbg得出轉(zhuǎn)換器參考電壓VR，從而 獲得良好限定的電壓參考電平?？梢酝ㄟ^放大器A對帶隙電壓Vbg進(jìn)行放大以獲得轉(zhuǎn)換器 參考電壓VR。
當(dāng)電阻器Rl-RN各自的電阻值相同時，R-DAC提供線性分壓器。
當(dāng)根據(jù)上跳轉(zhuǎn)電壓VH和下跳轉(zhuǎn)電壓VL建立已調(diào)節(jié)上跳轉(zhuǎn)電壓VHA和已調(diào)節(jié)下跳 轉(zhuǎn)電壓VLA時，當(dāng)使R-DAC向上和向下步進(jìn)相同比特數(shù)時，可以容易地維持均值電壓水平。 因此，在維持與上跳轉(zhuǎn)電壓VH和下跳轉(zhuǎn)電壓VL之間的均值電壓相關(guān)聯(lián)的均值電流水平的 同時，可以調(diào)節(jié)與上跳轉(zhuǎn)電壓VH和下跳轉(zhuǎn)電壓VL之差相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)換器電流周期T。
在一個實施例(未示出)中，上述存儲器單元MEM可以包括R-DAC存儲器RMEM，操 作用于存儲和檢索數(shù)字控制字R-DAC開關(guān)設(shè)置SWB1、SWB2。
圖15a示意性地示出了包括LED驅(qū)動器IC ICla和LED電路裝置LEDCIRCla的 組合電路CCla。LED驅(qū)動器IC ICla與LED電路裝置LEDCIRCla電連接。LED電路裝置 LEDCIRCla可以是與參考圖10所述的LED電路裝置類似的LED電路裝置LEDCIRCla，但是 也可以是適于由LED驅(qū)動器IC ICla驅(qū)動的另一 LED裝置。LED驅(qū)動器IC ICla包括根據(jù) 本發(fā)明的電路裝置CIRC的實施例，包括開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器SMC0NV、遲滯比較器HC0MP、轉(zhuǎn)換器電流傳感器ILSEN和轉(zhuǎn)換器電流周期控制器LPC0N。根據(jù)圖4b所示的實施例繪制了 LED 驅(qū)動器IC ICla的內(nèi)部連接，其中使用開關(guān)電壓VSW確定與轉(zhuǎn)換器電流周期相關(guān)聯(lián)的指示 符，并且對于開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器SMCONV采用如參考圖6a所述的降壓轉(zhuǎn)換器拓?fù)?，其具有外?連接的電感器Li，但是也可以根據(jù)任意合適的配置。
LED驅(qū)動器IC ICl連接在地電壓GND和輸入電壓Vin之間。輸入電壓Vin由電源 (未示出)傳送，例如傳送MV電源電壓的DC電源。
在所示實施例中，將電容器Cinl放置在LED驅(qū)動器IC ICla上，作為對電源電壓 Vin的電容性輸入濾波器。
在所示示例中，LED驅(qū)動器ICICla和電路裝置CIRCla中的開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器 SMCONV與作為LED驅(qū)動器IC ICla外部分立部件的電感器Ll電連通。電感器Ll經(jīng)由LED 驅(qū)動器IC ICl內(nèi)部的連接與LED電路裝置LEDCIRCla電連通。
在所示示例中，LED驅(qū)動器ICICla和電路裝置CIRCla中的轉(zhuǎn)換器電流傳感器 ILSEN與作為LED驅(qū)動器ICICla外部分立部件的電阻器RSl電連通。
如虛線所示，可以將諸如微處理器、FPGA、DSP或任意其他可編程單元之類的可編 程處理器uCl可選地與LED驅(qū)動器IC ICla相連。如另外的虛線所示，處理器uCl可以可 選地或附加地與LED電路裝置LEDCIRCla中的LED段控制器PWMC0N1相連。
可以在可編程處理器中加載計算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計算機(jī)程序產(chǎn)品配置用于執(zhí)行 如上所述實現(xiàn)的任意一種方法的元素，該計算機(jī)程序產(chǎn)品例如經(jīng)由可連接的接口連接、直 接或經(jīng)由中間單元加載至可編程處理器或與可編程處理器通信或可編程處理器所包括的 存儲器中?？梢詮挠嬎銠C(jī)可讀介質(zhì)中讀取計算機(jī)程序產(chǎn)品，計算機(jī)可讀介質(zhì)例如諸如閃速 存儲器之類的固態(tài)存儲器、EEPROM、RAM、在光盤驅(qū)動器中加載的光盤、硬盤驅(qū)動器(HDD)或 任意其他計算機(jī)可讀介質(zhì)。計算機(jī)可讀介質(zhì)可以由專用單元讀取，例如通過光盤驅(qū)動器來 讀取光盤；可以直接由可編程處理器讀取，諸如與可編程處理器相連的EEPROM ；或者可以 經(jīng)由其他中間單元讀取。
例如，可編程處理器uCl可以包括色彩控制算法，以保持多個LED的光輸出之間的 選定色彩平衡。
例如，可編程處理器uCl可以與LED電路裝置中的LED段控制器PWMCON協(xié)作，以 限定脈沖寬度調(diào)制信號。
例如，可編程處理器uCl可以與頻譜擴(kuò)展發(fā)生器SSG協(xié)作來產(chǎn)生周期控制范圍 Tref，或者在可編程處理器uCl自身中實現(xiàn)頻譜發(fā)生器SSG的功能。
如圖1 所示，可編程處理器uCl可以與LED驅(qū)動器IC ICl相連?？蛇x地，可編 程處理器uCl可以包括在LED驅(qū)動器IC ICl中。
例如，可編程處理器uCl可以包括在轉(zhuǎn)換器電流周期控制器LPCON中，以在計算 機(jī)程序產(chǎn)品中實現(xiàn)指示符的確定和跳轉(zhuǎn)控制電壓值的確定。例如，可編程處理器uCl可 以配置用于檢索旁路開關(guān)Bi、B2的狀態(tài)，所述旁路開關(guān)配置用于控制通過LED電路裝置 LEDCIRCla中的第一 LEDLedl和第二 LED Led2的電流ILEDl路徑?？梢詫㈤_關(guān)的狀態(tài)用作 與LED電路裝置的負(fù)載相關(guān)聯(lián)的負(fù)載指示符、并且表示已知上跳轉(zhuǎn)電壓VH和下跳轉(zhuǎn)電壓VL 處的轉(zhuǎn)換器電流周期?？删幊烫幚砥鱱Cl中加載的計算機(jī)程序產(chǎn)品可以配置用于接收開關(guān) 的狀態(tài)，并且得出已調(diào)節(jié)上跳轉(zhuǎn)電壓VHA和已調(diào)節(jié)下跳轉(zhuǎn)電壓VLA，以便獲得預(yù)定的參考窗口 Tref內(nèi)的轉(zhuǎn)換器電流周期。
附圖還示出了另一電路裝置CIRCINCL，可以將該電路裝置分類為根據(jù)本發(fā)明的電 路裝置。該另一電路裝置包括LED驅(qū)動器IC ICla、可選的可編程處理器uCl、電感器Li、電 阻器RSl和可選的電容器Cinl。
LED驅(qū)動器IC ICla因此提供了一種集成電路，該集成電路包括用于調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器 電流ILl的均值電流水平和周期的電路。
圖15b示意性地示出了包括LED驅(qū)動器IC IClb和LED電路裝置LEDCIRClb的組 合電路CClb0 LED驅(qū)動器IC IClb與LED電路裝置LEDCIRClb電連接。圖15b所示的LED 電路裝置LEDCIRClb包括第一 LEDLedl和第二 LED Led2的串聯(lián)裝置。LED驅(qū)動器IC IClb 包括如上所述的電路裝置的實施例，包括開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器SMC0NV、遲滯比較器HC0MP、轉(zhuǎn)換 器電流傳感器ILSEN、轉(zhuǎn)換器電流周期控制器LPC0N，并且也包括LED段控制器PWMCONlb和 兩個旁路開關(guān)B1、B2。LED段控制器PWMCONlb操作用于控制兩個旁路開關(guān)B1、B2。旁路開 關(guān)Bl與第一 LED Ledl并聯(lián)連接。旁路開關(guān)B2與第二 LED Led2并聯(lián)連接。
針對如下示例性實施例繪制了 LED驅(qū)動器IC IClb內(nèi)部的連接，在該實施例中， 使用旁路開關(guān)Bi、B2的狀態(tài)作為負(fù)載指示符，旁路開關(guān)Bi、B2的狀態(tài)從LED段控制器 PWMCONlb傳送到轉(zhuǎn)換器電流周期控制器LPC0N，用于確定針對轉(zhuǎn)換器電流周期的指示符， 如以上參考圖4c所討論的那樣。該示例性實施例對于開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器SMCONV采用如參考 圖6所述的降壓轉(zhuǎn)換器拓?fù)?，其具有外部連接的電感器Li。然而，可選地，IC內(nèi)部的連接和 單元的實施例可以根據(jù)任意其他合適的配置。
LED驅(qū)動器IC ICl連接在地電壓GND和輸入電壓Vin之間。輸入電壓Vin由電源 (未示出)傳送，例如傳送MV電源電壓的DC電源。
在所示示例中，LED驅(qū)動器IC ICla和電路裝置CIRCla中的開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器 SMCONV與作為LED驅(qū)動器IC ICla外部分立部件的電感器Ll電連通。電感器Ll經(jīng)由LED 驅(qū)動器IC ICl內(nèi)部的連接與LED電路裝置LEDCIRCla電連通。
在所示示例中，LED驅(qū)動器IC IClb和電路裝置CIRCla中的轉(zhuǎn)換器電流傳感器 ILSEN與作為LED驅(qū)動器IC IClb外部分立部件的電阻器RSl電連通。
如虛線所示，可以可選地將諸如微處理器、FPGA、DSP或任意其他可編程單元之類 的可編程處理器uCl與LED驅(qū)動器IC IClb相連。處理器uCl與LED驅(qū)動器IC IClb中的 LED段控制器PWMCONlb通信，如另外的虛線所示。
因此，LED驅(qū)動器IC IClb提供了一種集成電路，該集成電路包括用于調(diào)節(jié)LED電 流ILEDl的均值電流水平和周期的電路以及用于以脈沖寬度調(diào)制操作LED的電路。這種集 成電路可以適用于高容量應(yīng)用，因為它可以提供成本有效的系統(tǒng)。
圖16示意性地示出了包括LED驅(qū)動器IC IC2、第一 LED電路裝置LEDCIRC1和第 二 LED電路裝置LEDCIRC2的組合電路CC2。LED驅(qū)動器IC2與第一 LED電路裝置LEDCIRC1 和第二 LED電路裝置LEDCIRC2電連接。
例如，第一 LED電路裝置LEDCIRC1可以是包括串聯(lián)的綠光LED Ledl和藍(lán)光LED Led2的LED電路裝置。例如，第二 LED電路裝置LEDCIRC2可以是包括串聯(lián)的具有兩個紅光 LED的LED段Led3以及黃光LED Led4的LED電路裝置。
LED驅(qū)動器IC2包括根據(jù)本發(fā)明的第一電路裝置CIRCl和根據(jù)本發(fā)明的第二電路裝置CIRC2，以分別調(diào)節(jié)流過第一 LED電路裝置LEDCIRC1的第一 LED電流ILEDl和流過第 二 LED電路裝置LEDCIRC2的第二 LED電流ILED2。
在使用期間，第一電路裝置CIRCl和第一 LED電路裝置LEDCIRC1與第一電感器Ll 和第一電阻器Rsl電連通，第一電感器Ll和第一電阻器Rsl在IC外部。在使用期間，第二 電路裝置CIRC2和第二 LED電路裝置LEDCIRC2與第二電感器L2和第二電阻器Rs2電連通， 第二電感器L2和第二電阻器Rs2在IC外部。
LED驅(qū)動器IC IC2還包第一 LED段控制器PWMC0N1，第一 LED段控制器PWMC0N1 操作用于控制兩個旁路開關(guān)B1、B2，這兩個旁路開關(guān)B1、B2也集成到IC中。這兩個旁路開 關(guān)B1、B2操作用于選擇通過第一 LED電路裝置LEDCIRC1的第一 LED電流ILEDl的路徑，并 且與綠光LED Ledl和藍(lán)光LED Led2相關(guān)聯(lián)。旁路開關(guān)Bl與綠光LED Ledl并聯(lián)連接。旁 路開關(guān)B2與藍(lán)光LED Led2并聯(lián)連接。
LED驅(qū)動器IC IC2還包第二 LED段控制器PWMC0N2，第二 LED段控制器PWMC0N2 操作用于控制另外的兩個旁路開關(guān)B3、B4，這兩個旁路開關(guān)B3、B4也集成到IC中。這兩個 旁路開關(guān)B3、B4操作用于選擇通過第二 LED電路裝置LEDCIRC2的第二 LED電流ILED2的 路徑，并且與兩個紅光LED Led3和黃光LED Led4相關(guān)聯(lián)。旁路開關(guān)B3與LED段Led3并 聯(lián)連接，即與兩個紅光LED的串聯(lián)裝置并聯(lián)連接。旁路開關(guān)B4與黃光LEDLecM并聯(lián)連接。
第一 LED段控制器PWMC0N1和第二 LED段控制器PWMC0N2每一個均可以使用單獨(dú) 的時鐘作為脈沖寬度調(diào)制分辨率的參考而進(jìn)行操作，但是可選地可以根據(jù)公共時鐘操作。 當(dāng)使用單獨(dú)的時鐘時，與時鐘相關(guān)聯(lián)的時鐘周期可以基本上相同或基本上不同。在一個實 施例中，第二 LED段控制器PWMC0N2的時鐘發(fā)生器表現(xiàn)為第一 LED段控制器PWMC0N1的從 動裝置，并且從第一 LED段控制器PWMC0N1的時鐘得出第二 LED段控制器PWMC0N2的時 鐘。時鐘可以在LED驅(qū)動器IC自身中產(chǎn)生，或者可以從外部提供，例如通過外部安裝的晶 體振蕩器來提供時鐘。脈沖寬度周期對于第一 LED段控制器PWMC0N1和第二 LED段控制器 PWMC0N2可以是基本上相同的，但是可選地可以是不同的，以便不會在頻譜帶上擴(kuò)展與脈沖 寬度調(diào)制周期相關(guān)聯(lián)的能量。
LED驅(qū)動器IC IC2連接在地電壓GND和輸入電壓Vin之間。輸入電壓Vin由電源 (未示出)傳送，例如傳送MV電源電壓的DC電源。
LED驅(qū)動器IC IC2還可以與可編程處理器uC2相連?？删幊烫幚砥鱱C2可以具有 與參考圖1 所述的可編程處理器uCl類似的性質(zhì)并且執(zhí)行類似的功能。
因此，LED驅(qū)動器IC IC2提供了一種集成電路，該集成電路包括用于調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換 器電流的振蕩相關(guān)聯(lián)的均值LED電流水平和LED電流的振蕩周期、以及用于利用脈沖寬度 調(diào)制操作LED的電路，用于包括四個LED顏色的發(fā)光系統(tǒng)?？梢詥为?dú)地控制四個LED顏色 中每一個的有效光輸出。因此，可以通過采用這種集成電路構(gòu)建具有高度顏色控制和強(qiáng)度 控制的成本有效發(fā)光系統(tǒng)
圖17示出了在外殼5001中具有LED組件4000的光源5000的示例。外殼5001 是盒子，優(yōu)選地是具有反射內(nèi)壁的盒子。LED組件4000包括一個或多個LED和電路裝置，所 述電路裝置在使用期間采用如上所述實現(xiàn)的方法之一。由LED組件4000產(chǎn)生的光被反射 向外殼5001的正面，用散射透明片5002覆蓋外殼5001的正面。光源5000承載功率適配 器5010，該功率適配器從功率轉(zhuǎn)換器向LED組件4000供電，其中該功率轉(zhuǎn)換器經(jīng)由功率線5011通過功率連接器5012與電網(wǎng)相連以適應(yīng)電網(wǎng)的墻壁插座(未示出)。
應(yīng)該理解的是上述實施例說明而不是限制本發(fā)明，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離 所附權(quán)利要求范圍的情況下將能夠設(shè)計許多替換實施例。例如，在不脫離本發(fā)明和所附權(quán) 利要求范圍的情況下，所述LED電路裝置可以包括兩個以上的段，每一段可以用相應(yīng)開關(guān) 控制，或者所述LED電路裝置可以包括未以開關(guān)控制的另外LED段。在權(quán)利要求中，放置在 括號中的參考符號不應(yīng)該解釋為限制權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種用于將流過LED電路裝置(LEDCIRC)的LED電流(ILED)調(diào)節(jié)在均值LED電流 水平的方法，所述方法包括建立轉(zhuǎn)換器電流(IL)；建立代表轉(zhuǎn)換器電流(IL)的電流水平的第一電流控制指示符； 至少依賴于第一電流控制指示符，建立轉(zhuǎn)換器電流(IL)在谷值電流水平和峰值電流 水平之間的振蕩，其中均值LED電流水平對應(yīng)于轉(zhuǎn)換器電流(IL)的峰值電流水平和谷值電 流水平的加權(quán)平均；建立代表轉(zhuǎn)換器電流(IL)的流動的第二電流控制指示符；將轉(zhuǎn)換器電流(IL)的振蕩的轉(zhuǎn)換器電流周期(T)控制在周期控制范圍(Tref)內(nèi)，至 少依賴于第二電流控制指示符執(zhí)行所述控制；以及向LED電路裝置(LEDCIRC)饋送轉(zhuǎn)換器電流(IL)的至少一部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中 建立第一電流控制指示符包括-監(jiān)測轉(zhuǎn)換器電流(IL)的電流水平，并且使用所監(jiān)測的電流水平作為第一電流控制指 示符；建立轉(zhuǎn)換器電流(IL)的振蕩包括-建立上跳轉(zhuǎn)電流水平(ITH)和下跳轉(zhuǎn)電流水平(ITL)作為控制交叉閾值，所述上跳 轉(zhuǎn)電流水平(ITH)與轉(zhuǎn)換器電流(IL)的峰值電流水平相關(guān)聯(lián)，所述下跳轉(zhuǎn)電流水平(ITL) 與轉(zhuǎn)換器電流(IL)的谷值電流水平相關(guān)聯(lián)；-響應(yīng)于轉(zhuǎn)換器電流(IL)的電流水平沿負(fù)方向與下跳轉(zhuǎn)電流水平(ITL)的每一次交 叉，控制轉(zhuǎn)換器電流(IL)從谷值電流水平增加到峰值電流水平，轉(zhuǎn)換器電流增加的控制與 增加持續(xù)時間(TH)相關(guān)聯(lián)；以及-響應(yīng)于轉(zhuǎn)換器電流(IL)的電流水平沿正方向與上跳轉(zhuǎn)電流水平(ITH)的每一次交 叉，控制轉(zhuǎn)換器電流(IL)從峰值電流水平減少到谷值電流水平，轉(zhuǎn)換器電流減少的控制與 減少持續(xù)時間(TL)相關(guān)聯(lián)；以及在控制轉(zhuǎn)換器電流振蕩的轉(zhuǎn)換器電流周期(T)時，轉(zhuǎn)換器電流周期(T)對應(yīng)于增加持 續(xù)時間(TH)與減小持續(xù)時間(TL)之和。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中 建立第一電流控制指示符包括-建立代表轉(zhuǎn)換器電流(IL)的電流水平的轉(zhuǎn)換器電流感測電壓(VS)，并且使用轉(zhuǎn)換器 電流感測電壓(VQ作為第一電流控制指示符； 建立轉(zhuǎn)換器電流(IL)的振蕩包括-建立上跳轉(zhuǎn)電壓(VH)和下跳轉(zhuǎn)電壓(VL)作為控制交叉閾值，所述上跳轉(zhuǎn)電壓(VH) 與轉(zhuǎn)換器電流(IL)的峰值電流水平相關(guān)聯(lián)，所述下跳轉(zhuǎn)電壓(VL)與轉(zhuǎn)換器電流(IL)的谷 值電流水平相關(guān)聯(lián)；-響應(yīng)于電源電流感測電壓(VQ沿負(fù)方向與下跳轉(zhuǎn)電壓(VL)的每一次交叉，控制轉(zhuǎn)換 器電流(IL)從谷值電流水平增加到峰值電流水平，轉(zhuǎn)換器電流(IL)增加的控制與增加持 續(xù)時間(TH)相關(guān)聯(lián)；以及-響應(yīng)于轉(zhuǎn)換器電流感測電壓(VS)沿正方向與上跳轉(zhuǎn)電壓(VH)的每一次交叉，控制轉(zhuǎn)換器電流(IL)從峰值電流水平減少到谷值電流水平，轉(zhuǎn)換器電流(IL)減少的控制與減少 持續(xù)時間(TL)相關(guān)聯(lián)；以及在控制轉(zhuǎn)換器電流(IL)振蕩的轉(zhuǎn)換器電流周期(T)時，轉(zhuǎn)換器電流周期(T)對應(yīng)于增 加持續(xù)時間(TH)與減小持續(xù)時間(TL)之和。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括依賴于轉(zhuǎn)換器電流(IL)周期(T)，確定已調(diào)節(jié)的上跳轉(zhuǎn)電壓值(VHA)和已調(diào)節(jié)的下跳 轉(zhuǎn)電壓值(VLA)；根據(jù)已調(diào)節(jié)的上跳轉(zhuǎn)電壓值(VHA)和已調(diào)節(jié)的下跳轉(zhuǎn)電壓值(VLA)，建立上跳轉(zhuǎn)電壓 (VH)和下跳轉(zhuǎn)電壓(VL)；以及其中將轉(zhuǎn)換器電流周期(T)控制在周期控制范圍內(nèi)與在控制轉(zhuǎn)換器電流(IL)的增加 和控制轉(zhuǎn)換器電流(IL)的減少時使用已調(diào)節(jié)的上跳轉(zhuǎn)電壓值(VHA)和已調(diào)節(jié)的下跳轉(zhuǎn)電 壓值(VLA)相關(guān)聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中確定已調(diào)節(jié)的上跳轉(zhuǎn)電壓(VHA)和已調(diào)節(jié)的下跳 轉(zhuǎn)電壓(VLA)包括從存儲器中檢索至少一個電壓相關(guān)值。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其中根據(jù)上跳轉(zhuǎn)電壓(VH)、下跳轉(zhuǎn)電壓(VL)和調(diào) 節(jié)電壓(VADJ)來確定已調(diào)節(jié)的上跳轉(zhuǎn)電壓(VHA)和已調(diào)節(jié)的下跳轉(zhuǎn)電壓(VLA)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的方法，其中建立第二電流控制指示符包括測量轉(zhuǎn) 換器電流周期(T)的電流周期持續(xù)時間，并且在控制轉(zhuǎn)換器電流周期(T)時將所測量的電 流周期持續(xù)時間用作第二電流控制指示符。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的方法，其中建立第二電流控制指示符包括確定與 LED電路裝置(LEDCIRC)相關(guān)聯(lián)的負(fù)載，并且其中在控制轉(zhuǎn)換器電流周期(T)時將所述負(fù)載 用作第二電流控制指示符。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中建立第二電流控制指示符包括根據(jù)負(fù)載確定轉(zhuǎn)換 器電流周期(T)的轉(zhuǎn)換器電流周期持續(xù)時間的估計，并且在控制轉(zhuǎn)換器電流周期(T)時將 所述轉(zhuǎn)換器電流周期持續(xù)時間的估計用作第二電流控制指示符。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的方法，其中以下周期閾值(TrefL)和上周期閾值(TrefH)來限定周期控制范圍(Tref)；以及根據(jù)中心持續(xù)時間和持續(xù)時間寬度來確定下持續(xù)時間閾值和上持續(xù)時間閾值，其中持 續(xù)時間寬度小于中心持續(xù)時間的10%。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中中心持續(xù)時間具有恒定值。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述中心持續(xù)時間在頻譜帶內(nèi)變化。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項所述的方法，還包括控制流過所述LED電路裝置的LED電流(ILED)的路徑；其中LED電路裝置包括第一 LED段(LEDl)和至少第二 LED段(LED2)，所述第一 LED段 (LEDl)與操作用于控制通過第一 LED段(LEDl)的LED電流(ILED)的路徑的第一開關(guān)元件 (Bi)相關(guān)聯(lián)，所述第二 LED段(LED》與操作用于控制通過第二 LED段(LED2)的LED電流 (ILED)的路徑的第二開關(guān)元件(B》相關(guān)聯(lián)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中第一開關(guān)元件(Bi)與第一 LED段(LEDl)電氣并聯(lián)；第二開關(guān)元件(B2)與第二 LED段(LED2)電氣并聯(lián)；以及第一和第二開關(guān)元件(B1、B2)每一個均操作用于選擇LED電流(ILED)的路徑以通過 與相應(yīng)開關(guān)元件相關(guān)聯(lián)的LED段、或者對與相應(yīng)開關(guān)元件相關(guān)聯(lián)的LED段進(jìn)行旁路。
15.根據(jù)從屬于權(quán)利要求8的權(quán)利要求13或14所述的方法，其中根據(jù)第一和第二開關(guān) 元件(B1、B2)的狀態(tài)得出所述負(fù)載。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括在第一和第二開關(guān)元件中至少之一的狀態(tài)改變之前，在存儲單元(MEM)中存儲針對第 一和第二開關(guān)元件的狀態(tài)的遲滯電壓(VHYQ ；以及在第一和第二開關(guān)元件中至少之一的狀態(tài)改變之后，從存儲單元(MEM)中檢索針對第 一和第二開關(guān)元件的狀態(tài)的遲滯電壓(VHYS)。
17.一種用于將流過LED電路裝置(LEDCIRC)的LED電流(ILED)調(diào)節(jié)在均值LED電流 水平的電路裝置(CIRC)，所述電路裝置配置用于建立轉(zhuǎn)換器電流(IL)；建立代表通過電路裝置(CIRC)的轉(zhuǎn)換器電流(IL)的電流水平的第一電流控制指示符；至少依賴于第一電流控制指示符，建立轉(zhuǎn)換器電流(IL)在谷值電流水平和峰值電流 水平之間的振蕩，其中均值LED電流水平對應(yīng)于轉(zhuǎn)換器電流(IL)的峰值電流水平和谷值電 流水平的加權(quán)平均；建立代表通過電路裝置(CIRC)的轉(zhuǎn)換器電流(IL)的流動的第二電流控制指示符； 將轉(zhuǎn)換器電流(IL)的振蕩的轉(zhuǎn)換器電流周期(T)控制在周期控制范圍(Tref)內(nèi)，依 賴于第二電流控制指示符執(zhí)行所述控制；以及向LED電路裝置(LEDCIRC)饋送轉(zhuǎn)換器電流(IL)的至少一部分。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路裝置(CIRC)，其中為了建立第一電流控制指示符，所述電路裝置(CIRC)包括-轉(zhuǎn)換器電流傳感器(ILSEN)，操作用于建立代表流過電路裝置的轉(zhuǎn)換器電流(IL)的 電流水平的轉(zhuǎn)換器電流感測電壓(VS)，并且使用所確定的轉(zhuǎn)換器電流感測電壓(VS)作為 第一電流控制指示符；為了建立轉(zhuǎn)換器電流(IL)的振蕩，所述電路裝置(CIRC)包括 -遲滯比較器(HCOMP)，操作用于建立上跳轉(zhuǎn)電壓(VH)和下跳轉(zhuǎn)電壓(VL)作為控制交 叉閾值，所述上跳轉(zhuǎn)電壓(VH)與轉(zhuǎn)換器電流(IL)的峰值電流水平相關(guān)聯(lián)，所述下跳轉(zhuǎn)電壓 (VL)與轉(zhuǎn)換器電流(IL)的谷值電流水平相關(guān)聯(lián)，遲滯比較器(HCOMP)與轉(zhuǎn)換器電流傳感器 (ILSEN)電連通以接收轉(zhuǎn)換器電流感測電壓(VS)；-其中遲滯比較器(HCOMP)操作用于響應(yīng)于轉(zhuǎn)換器電流感測電壓(VS)沿負(fù)方向與下跳 轉(zhuǎn)電壓(VL)的每一次交叉來輸出第一邏輯電平的開關(guān)控制電壓(VSW)；以及-其中遲滯比較器(HCOMP)操作用于響應(yīng)于轉(zhuǎn)換器電流感測電壓(VS)沿正方向與上跳 轉(zhuǎn)電壓(VH)的每一次交叉來輸出第二邏輯電平的開關(guān)控制電壓(VSW)；以及-開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器(SMCONV)，操作用于控制轉(zhuǎn)換器電流(IL)流過電路裝置(CIRC)，所 述開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器(SMCONV)與遲滯比較器(HCOMP)電連通以接收開關(guān)控制電壓(VSW)， -其中開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器(SMCONV)響應(yīng)于等于第一邏輯電平的開關(guān)控制電壓(VSW)，控制轉(zhuǎn)換器電流(IL)從谷值電流水平增加到峰值電流水平，轉(zhuǎn)換器電流(IL)增加的控制與 增加持續(xù)時間(TH)相關(guān)聯(lián)；以及-其中開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器(SMCONV)響應(yīng)于等于第二邏輯電平的開關(guān)控制電壓(VSW)，控 制轉(zhuǎn)換器電流(IL)從峰值電流水平減少到谷值電流水平，轉(zhuǎn)換器電流(IL)減少的控制與 減少持續(xù)時間(TL)相關(guān)聯(lián)；以及為了控制轉(zhuǎn)換器電流振蕩的轉(zhuǎn)換器電流周期(T)，所述電路裝置包括 -轉(zhuǎn)換器電流周期控制器(LPCON)，操作用于控制轉(zhuǎn)換器電流周期(T)，所述轉(zhuǎn)換器電 流周期控制器至少與遲滯比較器(HCOMP)電連通；-其中轉(zhuǎn)換器電流周期⑴對應(yīng)于增加持續(xù)時間(TH)與減小持續(xù)時間(TL)之和。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電路裝置，其中轉(zhuǎn)換器電流周期控制器(LPCON)包括 跳轉(zhuǎn)控制電壓發(fā)生器(VCGEN)，操作用于建立第一跳轉(zhuǎn)控制電壓(VCl)和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓(VC2)；以及其中遲滯比較器(HCOMP)操作用于根據(jù)第一跳轉(zhuǎn)控制電壓(VCl)和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓 (VC2)來建立上跳轉(zhuǎn)電壓(VH)和下跳轉(zhuǎn)電壓(VL)，遲滯比較器(HCOMP)與跳轉(zhuǎn)控制電壓發(fā) 生器(VCGEN)電連通以接收第一跳轉(zhuǎn)控制電壓(VCl)和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓(VC2)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電路裝置，其中轉(zhuǎn)換器電流周期控制器(LPCON)包括轉(zhuǎn)換器電流周期檢測器(FDET)，操作用于建立第二電流控制指示符(IND)，第二電流 控制指示符與轉(zhuǎn)換器電流周期(T)相關(guān)聯(lián)，所述轉(zhuǎn)換器電流周期檢測器與由以下部件組成 的組中至少之一電連通轉(zhuǎn)換器電流傳感器(ILSEN)、遲滯比較器(HCOMP)和LED電路負(fù)載 檢測器(LDET)，以接收由以下各項組成的組中至少之一轉(zhuǎn)換器電流感測電壓(VS)、開關(guān) 控制電壓(VSW)和LED電路負(fù)載(LD)；其中跳轉(zhuǎn)控制電壓發(fā)生器(VCGEN)操作用于響應(yīng)于與轉(zhuǎn)換器電流周期相關(guān)聯(lián)的第二 電流控制指示符(IND)來建立第一跳轉(zhuǎn)控制電壓(VCl)和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓(Va)，以便將 轉(zhuǎn)換器電流周期(T)控制在周期控制范圍(Tref)內(nèi)，跳轉(zhuǎn)控制電壓發(fā)生器(VCGEN)與轉(zhuǎn)換 器電流周期檢測器(FDET)電連通以接收第二電流控制指示符(IND)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電路裝置，其中跳轉(zhuǎn)控制電壓發(fā)生器操作用于根據(jù)參考電 壓(VREF)和遲滯電壓(VHYQ來建立第一跳轉(zhuǎn)控制電壓(VCl)和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓(VC2)， 以及其中跳轉(zhuǎn)控制電壓發(fā)生器操作用于響應(yīng)于第二電流控制指示符(IND)來控制遲滯電 壓(VHYS)，以便控制轉(zhuǎn)換器電流周期⑴。
22.根據(jù)權(quán)利要求20-21中任一項所述的電路裝置，還包括電阻性數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (R-DAC)，所述電阻性數(shù)模轉(zhuǎn)換器(R-DAC)包括-轉(zhuǎn)換器參考電壓源(REFSUP)，配置用于提供轉(zhuǎn)換器參考電壓； -電阻器串聯(lián)電路(Rl-RN)，與轉(zhuǎn)換器參考電壓源電連通；以及 -第一開關(guān)陣列(SWAl)和第二開關(guān)陣列(SWA2)，包括多個開關(guān)(SWA1. 0-SWA1. η， SWA2. 0-SWA2. η)；-其中第一和第二開關(guān)陣列中每一個開關(guān)與電阻器串聯(lián)電路電連通，在沿電阻器串聯(lián) 電路的相應(yīng)位置處分接；以及-其中每一個開關(guān)陣列配置用于以包括多個比特的數(shù)字控制字(SWB1、SWB2)來控制， 所述比特與控制所述開關(guān)在相應(yīng)的位置處分接出電阻器串聯(lián)電路相關(guān)聯(lián)；其中分別利用第一開關(guān)陣列和第二開關(guān)陣列從相同的電阻器串聯(lián)電路中分接出第一 跳轉(zhuǎn)控制電壓(VCl)和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓(VC2)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的電路裝置，還包括R-DAC存儲器(RMEM)，其中將R-DAC開 關(guān)設(shè)置的數(shù)字控制字(SWB1、SWB2)存儲在R-DAC存儲器(RMEM)中并且從R-DAC存儲器 (RMEM)中檢索。
24.根據(jù)權(quán)利要求18-23中任一項所述的電路裝置，還包括存儲器單元(MEM)，所述存儲器單元包括具有針對多個指示符值的電壓設(shè)置的表；以及其中跳轉(zhuǎn)控制電壓發(fā)生器(VCGEN)操作用于響應(yīng)于第二電流控制指示符(IND)來檢索 電壓設(shè)置，以便建立第一跳轉(zhuǎn)控制電壓(VCl)和第二跳轉(zhuǎn)控制電壓(VC2)。
25.根據(jù)權(quán)利要求17-24中任一項所述的電路裝置，還包括頻譜擴(kuò)展發(fā)生器(SSG)，配置用于在預(yù)定的頻譜帶上改變周期控制范圍(Tref)的中心 持續(xù)時間。
26.根據(jù)權(quán)利要求18-25中任一項所述的電路裝置，其中遲滯比較器(HCOMP)包括具有反相輸入和非反相輸入的比較器(CMP)； 其中將轉(zhuǎn)換器電流感測電壓(VS)施加于比較器(CMP)的反相輸入；以及 其中遲滯比較器(HCOMP)包括復(fù)用器(MUX)，所述復(fù)用器操作用于在時間上順序地向 比較器(CMP)的非反相輸入提供上跳轉(zhuǎn)電壓(VH)和下跳轉(zhuǎn)電壓(VL)作為跳轉(zhuǎn)電壓(VTR)。
27.根據(jù)權(quán)利要求18-26中任一項所述的電路裝置，其中開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器(SMCONV)包括與遲滯比較器(HCOMP)電連通以根據(jù)開關(guān)控制電壓(VSW)而斷開和閉合的開關(guān)(SWl)。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的電路裝置，其中開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器(SMCONV)還包括從由二極管(擬)和第二開關(guān)(SW》組成的組中選擇的部件(D2 ；SW》，所述第二開關(guān) (SW2)與遲滯比較器(HCOMP)電連通以根據(jù)開關(guān)控制電壓(VSW)而閉合和斷開； 所述部件(D2 ；SW2)經(jīng)由輸出節(jié)點(diǎn)(LX)與開關(guān)(SWl)電連通； 所述輸出節(jié)點(diǎn)(LX)在使用期間與LED電路裝置電連通。
29.根據(jù)權(quán)利要求18-28中任一項所述的電路裝置，其中開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器(SMCONV)配 置用于對電感性輸出濾波器(Li)充電和放電，所述電感性輸出濾波器(Li)在使用期間與 LED電路裝置電連通。
30.根據(jù)權(quán)利要求18- 中任一項所述的電路裝置，其中轉(zhuǎn)換器電流傳感器(ILSEN)配 置用于根據(jù)電阻器(RS)上的電壓降來確定轉(zhuǎn)換器電流感測電壓(VS)，所述電阻器(RS)配 置用于傳輸流過電路裝置(CIRC)的轉(zhuǎn)換器電流(IL)。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的電流裝置，其中所述電路裝置包括所述電阻器(RS)，并且 所述電阻器與電路裝置(CIRC)和轉(zhuǎn)換器電流傳感器(ILSEN)電連通。
32.根據(jù)權(quán)利要求18-31中任一項所述的電路裝置，還包括電源(VINGEN)，操作用于傳送輸入電壓(Vin)，所述電源與開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器(SMCONV) 電連通以向開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器(SMCONV)提供輸入電壓(Vin)；以及電容性輸入濾波器(Cin)，與所述電源(VINGEN)電連通。
33.根據(jù)權(quán)利要求17-32中任一項所述的電路裝置，還包括 LED控制器(PWMCON)，與LED電路裝置電連通；以及其中所述LED電路裝置包括第一 LED段(LEDl)和至少第LED段(LED2)，所述第一 LED 段(LEDl)與操作用于控制通過第一 LED段(LEDl)的LED電流(ILED)的路徑的第一開關(guān) 元件(Bi)相關(guān)聯(lián)，所述第二 LED段(LED》與操作用于控制通過第二 LED段(LED2)的LED 電流(ILED)的路徑的第二開關(guān)元件(B》相關(guān)聯(lián)；所述第一和第二開關(guān)元件(B1、B2)每一個均可由LED段控制器(PWMCON)操作，用于控 制流過LED電路裝置的LED電流(ILED)的路徑。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的電路裝置，其中 第一開關(guān)元件(Bi)與第一 LED段(LEDl)電氣并聯(lián)； 第二開關(guān)元件(B2)與第二 LED段(LED2)電氣并聯(lián)；以及第一和第二開關(guān)元件(Bi、B2)每一個均可由LED段控制器(PWMCON)操作，用于選擇 LED電流(ILED)的路徑以通過與相應(yīng)開關(guān)元件相關(guān)聯(lián)的LED段、或者對與相應(yīng)開關(guān)元件相 關(guān)聯(lián)的LED段進(jìn)行旁路。
35.根據(jù)從屬于權(quán)利要求20的權(quán)利要求33或34所述的電路裝置，其中LED電路負(fù)載 檢測器(LDET)與LED控制器(PWMCON)電連通，并且其中LED電路負(fù)載檢測器(LDET)配置 用于與LED控制器協(xié)作以確定LED電路負(fù)載。
36.一種LED驅(qū)動器ICdCla; IClb ； IC2)，包括根據(jù)權(quán)利要求18-35中任一項所述的電 路裝置。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的LED驅(qū)動器IC(IC2)，包括多個上述電路裝置的任意一個 或多個，所述多個電路裝置的每一個與相應(yīng)的LED電路裝置(LEDCIRC1、LEDCIRC2)相關(guān)聯(lián)。
38.一種組合電路(CCl ；CC2)，包括第一裝置，從由a)根據(jù)權(quán)利要求17-35中任一項所述的電路裝置(CIRC)和b)根據(jù)權(quán) 利要求36或37所述的LED驅(qū)動器IC (ICl ； IC2)組成的組中選擇所述第一裝置；以及 包括至少一個LED的LED電路裝置(LEDCIRC)；其中所述第一裝置與LED電路裝置(LEDCIRC)電連通，用于將轉(zhuǎn)換器電流(IL)饋送至 LED 電路裝置(LEDCIRC)。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的組合電路，其中LED電路裝置(LEDCIRC)包括第一LED段 (LEDl)和至少第二 LED段(LED2)，所述第一 LED段(LEDl)與操作用于控制通過第一 LED段 (LEDl)的LED電流(ILED)的路徑的第一開關(guān)元件(Bi)相關(guān)聯(lián)，所述第二 LED段(LED2)與 操作用于控制通過第二 LED段(LED2)的LED電流(ILED)的路徑的第二開關(guān)元件(B2)相 關(guān)聯(lián)，所述第一和第二開關(guān)元件(Bi、B2)可由LED段控制器(PWMCON)操作，用于控制流過 LED電路裝置的LED電流(ILED)的路徑。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的組合電路，其中 第一開關(guān)元件(Bi)與第一 LED段(LEDl)電氣并聯(lián)； 第二開關(guān)元件(B2)與第二 LED段(LED2)電氣并聯(lián)；以及第一和第二開關(guān)元件(Bi、B2)每一個均可由LED段控制器(PWMCON)操作，用于選擇 LED電流的路徑以通過與相應(yīng)開關(guān)元件相關(guān)聯(lián)的LED段、或者對與相應(yīng)開關(guān)元件相關(guān)聯(lián)的
41. 一種LED發(fā)光系統(tǒng)(5000)，包括根據(jù)權(quán)利要求38-40中任一項所述的組合電路。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種將流過LED電路裝置的LED電流(ILED)調(diào)節(jié)在均值LED電流水平的方法。該方法包括建立振蕩的轉(zhuǎn)換器電流(IL)；建立代表轉(zhuǎn)換器電流流動的第一和第二電流控制指示符；依賴于第一電流控制指示符，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器電流的峰值電流水平和谷值電流水平；依賴于第二電流控制指示符，將轉(zhuǎn)換器電流的振蕩的轉(zhuǎn)換器電流周期(T)控制在周期控制范圍(Tref)內(nèi)；以及將至少一部分轉(zhuǎn)換器電流饋送至LED電路裝置。本發(fā)明還提出了一種使用該方法調(diào)節(jié)LED電流的電路裝置、使用該電路裝置的LED驅(qū)動器IC、具有至少一個LED和該電路裝置的電阻組成以及具有該組合電路的發(fā)光系統(tǒng)。
文檔編號H05B33/08GK102037783SQ200980103488
公開日2011年4月27日 申請日期2009年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月30日
發(fā)明者吉安·霍赫扎德 申請人:Nxp股份有限公司