具有電流紋波控制的led控制器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及具有電流紋波控制的LED控制器。公開了一種LED控制器和一種用于控制LED裝置的方法。電流感測信號表示流經(jīng)所述LED裝置的負(fù)載電流。將所述電流感測信號與上門限值和下門限值進(jìn)行比較。在所述電流感測信號超過所述上門限值時，經(jīng)由與所述LED裝置串聯(lián)耦合的電感器向所述LED裝置提供電流。當(dāng)在所述電流感測信號低于所述下門限值的同時，沒有電流被提供給所述LED裝置時，通過續(xù)流二極管閉合負(fù)載電流環(huán)路。根據(jù)所述電流感測信號調(diào)整所述上門限值和下門限值，使得所述電流感測信號的峰值匹配對應(yīng)的期望峰值。
【專利說明】具有電流紋波控制的LED控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于驅(qū)動包括一個或多個LED (發(fā)光二極管)的用于照明目的的LED裝置的控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]與諸如白熾光燈泡的常規(guī)照明器不同，通常向發(fā)光二極管供應(yīng)恒定操作電流而不是恒定操作電壓。因此，通常采用可控的電流源電路以用于驅(qū)動LED裝置，并使用開關(guān)轉(zhuǎn)換器來使由于電流轉(zhuǎn)換引起的功率損耗保持較低。包括例如用于電流轉(zhuǎn)換的降壓(buck)轉(zhuǎn)換器的各種集成LED控制器電路是容易可得的(例如，來自Infineon的集成LED控制器ILD4120)。
[0003]根據(jù)操作原理，在使用包括諸如降壓轉(zhuǎn)換器的開關(guān)轉(zhuǎn)換器的電流源時，LED電流(即，供應(yīng)給LED裝置的負(fù)載電流)將總是表現(xiàn)出紋波。為了能夠?qū)崿F(xiàn)(可控)恒定電流源，LED電流通常被測量(例如，使用串聯(lián)耦合到LED裝置的感測電阻器)，并且將電流信號反饋到控制器電路。之后，可以將(測量的)電流反饋信號與相應(yīng)的門限進(jìn)行比較，并且可以在反饋信號達(dá)到門限值時觸發(fā)切換操作。因而，門限值決定著電流紋波的大小，可以將電流紋波的大小設(shè)計為總計例如圍繞平均LED電流的±15%。
[0004]在這樣的LED控制器電路中出現(xiàn)各種損耗，例如，由于對負(fù)載電流進(jìn)行切換的功率晶體管的有限(非零)接通電阻而引起的損耗、由于感測電阻器而引起的損耗、以及在所需的續(xù)流二極管(例如，肖特基二極管)中耗散的損耗。實際的電流紋波取決于電流反饋信號達(dá)到門限值的時刻和由相應(yīng)的功率晶體管完成對應(yīng)的切換操作的時刻之間的傳播延遲。通常，能夠通過適當(dāng)設(shè)置所提及的門限值來補償所述傳播延遲對電流紋波的影響。然而，在使用這樣的方法時，所實現(xiàn)的補償僅對一種特定的設(shè)置(即，特定數(shù)量的LED、降壓轉(zhuǎn)換器中所使用的特定電感器、特定操作電壓等)有效。例如，可以將門限值如此設(shè)計，以便針對12V的操作電壓、68 μ H的電感器和包括串聯(lián)連接的三個白色LED的LED裝置實現(xiàn)圍繞平均LED電流的±15%的期望紋波電流。如果這些參數(shù)之一(即，LED的數(shù)量、操作電壓、電感等)改變，那么實際電流紋波將偏離其期望值。較小的電流紋波伴有較高的切換效率，并因而伴有較高的切換損耗。出于不同的理由，較高的電流紋波可能是不期望的(例如，可能由客戶指定最大電流紋波)。
[0005]鑒于上述內(nèi)容，需要一種包括改進(jìn)的電流紋波控制的LED控制器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]描述了一種用于耦合至LED裝置的LED控制器電路。根據(jù)本發(fā)明的一個示例，所述電路包括接收表示供應(yīng)給LED裝置的負(fù)載電流的電流感測信號的第一電路節(jié)點以及接收所述電流感測信號并且被配置為使所述電流感測信號與上門限值和下門限值進(jìn)行比較的比較器。將負(fù)載晶體管耦合至所述LED裝置，并且將所述負(fù)載晶體管配置為根據(jù)由所述比較器提供的比較器輸出信號來向所述LED裝置提供負(fù)載電流。將所述紋波控制電路配置為響應(yīng)于電流感測信號來調(diào)整所述上門限值和下門限值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]參考下述附圖和描述能夠更好地理解本發(fā)明。附圖中的部件未必是按比例的，相反其重點放在說明本發(fā)明的原理上。此外，在附圖中，同樣的附圖標(biāo)記指示對應(yīng)的部分。在附圖中:
圖1是說明與LED裝置、電感器和續(xù)流二極管外部連接的示范性集成LED控制器電路的方框圖；
圖2是說明表示LED電流的電流感測信號的波形的時序圖；
圖3是包括紋波控制環(huán)路的集成LED控制器的方框圖；
圖4是說明圖3中所描繪的紋波控制器的功能的部分的時序圖。
圖5是說明圖3中所描繪的紋波控制器的一種示范性實現(xiàn)方式的電路圖；以及 圖6是說明圖3中所說明的比較器的另一種示范性實現(xiàn)方式的電路圖。
【具體實施方式】
[0008]圖1是外部連接至LED裝置10、電感器Ltj和續(xù)流二極管Dfw的示范性集成LED控制器電路20的方框圖。在本示例中，LED裝置10包括三個LED LD1、LD2和LD3的串聯(lián)電路，以及連接于兩個主端子之間的感測電阻器Rs，其中，能夠在中間端子處分接跨越感測電阻器Rs的電壓降。然而，應(yīng)當(dāng)強調(diào)的是，可以將感測電阻器Rs容易地布置為與LED裝置10分離的單獨部件，所述LED裝置10可僅包括一個或多個LED。將電感器Ltj串聯(lián)連接至LEDLD1, LD2和LD3,并且將續(xù)流二極管與LED裝置10和電感器Ltj的串聯(lián)電路并聯(lián)連接。
[0009]將LED裝置10的一個主端子耦合至上電源電壓VB，以便能夠在(電源電壓Vb的)電源線和LED裝置10的中間端子之間分接跨越感測電阻器Rs的電壓降。LED控制器20包括功率晶體管?L (負(fù)載晶體管)，其被連接于電感器和參考電勢(例如，接地電勢)之間，以便將晶體管?L的負(fù)載電流通路串聯(lián)連接至LED裝置10和電感器Ly
[0010]在場效應(yīng)晶體管的情況下，晶體管IY的負(fù)載電流通路是漏極一源極電流通路，而在雙極晶體管的情況下，晶體管?Υ的負(fù)載電流通路是集電極一發(fā)射極電流通路。應(yīng)當(dāng)指出，圖1說明了使用低側(cè)半導(dǎo)體開關(guān)和處于高側(cè)的感測電阻器的LED控制器的具體實現(xiàn)方式。然而，在不背離本文中描述的一般概念的情況下，不同的配置(例如，高側(cè)半導(dǎo)體開關(guān)、低側(cè)感測電阻器、替代續(xù)流二極管的第二負(fù)載晶體管等)以及對其的修改可以是容易地可適用的。
[0011]通過LED控制器電路20中所包括的比較器K來生成用于將功率晶體管I；驅(qū)動到接通狀態(tài)(導(dǎo)通)或斷開狀態(tài)(非導(dǎo)通)中的驅(qū)動器信號Ve。根據(jù)應(yīng)用，可以將額外的柵極驅(qū)動器電路連接于比較器K和功率晶體管IY的柵極之間，以用于提供具有特定的期望形狀(SP，特定的升降時間或者特定的更加復(fù)雜的波形)的柵極信號，以便確保所定義的切換行為。
[0012]將跨越感測電阻器Rs的電壓降供應(yīng)給LED控制器電路，該LED控制器電路通常包括測量放大器，其被配置為 提供與流經(jīng)LED LD1, LD2, LD3以及流經(jīng)感測電阻器Rs和電感器Ltj的當(dāng)前LED電流k成比例的電流反饋信號Va。將電流反饋信號Va分別與兩個門限值VEEF+VTH1和Vkef-Vth2進(jìn)行比較，或者換言之，將對應(yīng)的電流偏置信號ν_=να-νκΕΡ分別與門限值Vthi和-Vth2進(jìn)行比較，其中，信號Vkef表示期望的平均LED電流。同樣地，電流偏置信號Voff表示具有零平均值的紋波電流。可以(在電路設(shè)計期間)將門限值VTH1、VTH2如此選擇，使得電流偏置信號的(上和下)峰值等于當(dāng)前平均LED電流(由Vkef表示)的期望百分比(例如，15%)。
[0013]在圖2所描繪的時序圖中進(jìn)一步說明了上文描述的情況。在時刻h處，由于初始LED電流(由電流感測信號Va表示)為零，并因而低于上門限值VKEF+VTH1，因此激活LED控制器，并接通負(fù)載晶體管！Y。負(fù)載電流k升高，并因而電流感測信號Va升高，直到其達(dá)到門限值VKEF+VTH1為止。在電流感測信號Va等于門限值VKEF+VTH1的時刻，觸發(fā)對負(fù)載晶體管Tl的斷開。由于信號傳播延遲，LED電流流動在延遲時間tDm之后被夾斷。在所述延遲時間期間，LED電流進(jìn)一步升高到值itaax (由電流感測信號Vitaax表示)。
[0014]在使負(fù)載晶體管IY斷開的時段期間，LED電流k繼續(xù)流經(jīng)續(xù)流二極管Dfw。但是，LED電流k在這一時段期間下降，直到對應(yīng)的電流感測信號Va達(dá)到下門限值Vkef-Vth2為止。在電流感測信號Va等于下門限值Vkef-Vth2的時刻，觸發(fā)對負(fù)載晶體管IY的接通。由于信號傳播延遲，LED電流流動在延遲時間tMf之后開始。在所述延遲時間期間，LED電流進(jìn)一步下降到值itain (由電流感測信號Viwn表示)。如上文已經(jīng)提及的，對于特定的設(shè)置而言，傳播延遲tDm、tDoff是已知的，并且因而能夠?qū)㈤T限值VTH1、-Vth2如此設(shè)計，使得對應(yīng)的峰值ViLmax> Vitain滿足所需的規(guī)范(例如，Vkef土 15%)。然而，這一規(guī)范僅針對一種特定的設(shè)置而被滿足，該特定設(shè)置例如是伴有上文已經(jīng)提及的一些問題的一個特定的操作電壓VB。
[0015]為了緩解那些問題或者為了使LED電流峰值、.力^更加獨立于使用LED控制器20的實際設(shè)置而滿足，可以使用另外的反饋環(huán)路來對峰值Vitaax、ViMn(g卩，紋波電流的幅度)進(jìn)行調(diào)節(jié)，在圖3的示例中，將該反饋環(huán)路稱為“紋波控制”。
[0016]圖3的示例本質(zhì)上與圖1的電路相同，除了門限值是使用紋波控制器202可調(diào)整的。紋波控制器接收電流感測信號Va以及期望平均電流(參考電流VKEF)，并且被配置為調(diào)整門限值Vthi和VTH2，使得LED電流Vitaax、Vitain的實際峰值與期望目標(biāo)值(例如，平均電流加/減15%)相匹配。在紋波控制器202測量或估計高于期望目標(biāo)值的峰值，則相應(yīng)地降低對應(yīng)的門限值VTH1、VTH2,并且反之亦然，在紋波控制器202測量高于期望目標(biāo)值的峰值時，則提高門限值VTH1、VTH2，所述峰值分別被進(jìn)一步表示為Vmax和VMIN。在期望紋波幅度為例如期望平均值Vkef的15%時，則Vmax等于Vkef.1.15，且Vmin等于Vkef.0.85。
[0017]可以使用用于測量或估計峰值Vitaax、ViLfflin的(或者用于檢測峰值Vamax、ViLfflin是否與期望目標(biāo)值匹配的)各種方法。首先，使用適當(dāng)?shù)姆逯禍y量電路來單獨測量電流感測信號ViL的兩個峰值Vitaax、ViLfflin0在這種情況下，可以單獨控制對應(yīng)的門限值Vthi和VTH2。然而，由于所述峰值是正好在功率晶體管?Υ被接通和斷開的時刻被達(dá)到的(參見圖3)，并且因此在切換期間出現(xiàn)的瞬時尖峰或類似的現(xiàn)象以及電磁干擾(EMI)可能使獲得的測量值劣化。
[0018]作為替代方案，通常可以將第二門限值Vth2設(shè)為-Vthi，因為紋波應(yīng)當(dāng)總是對稱地圍繞平均值。為了避免上文提及的可能使峰值測量劣化的干擾(EM1、尖峰等)，下文描述了一種不同的方法。相應(yīng)地，將電流感測信號VJ出于控制圖3中所描繪的門限Vthi和Vth2的目的)與另外的門限值Vmax5tl和Vmin5tl (中間門限值)進(jìn)行比較，所述另外的門限值Vmax5tl和Vmin5tl被設(shè)為處于期望平均值Vkef和期望最大和最小峰值(目標(biāo)峰值)Vmax, Vmin之間的值。在本文中描述的示例中，分別將所述另外的門限值Vniax5tl和Vniin5tl設(shè)為正紋波幅度和負(fù)紋波幅度的50%,即:
Vmax5o_0.5.(VMX_VREF) +Vref-0.5.(VMX+VREF)，以及⑴
Vmin50_0.5.(VMIN~VEEF) +VREp-0.5.(VMIN + VREF)⑵。
[0019]然而，不同于50%的因子也可適用。在期望紋波幅度是例如期望平均值Vkef的15%時，則Vmax50等于Veef.1.075，且Vmin5tl等于Veef.0.925。在圖4中說明了所提及的門限，進(jìn)一步的描述涉及所述門限。
[0020]在圖4中，電流感測信號Va低于門限Vmin5tl的時間跨度tminl是電流感測信號Va高于門限Vmin5tl的時間跨度tmin2的三分之一，即:
tmin2/tmin1-3⑶。
[0021]類似地，電流感測信號Va高于門限V fflax50的時間跨度t max i是電流感測信號^氐于門限V _5。的時間跨度t _ 2的三分之一，即:
tmax2/tmaxi_3⑷。
[0022]出于對稱性的原因，tminl=tmaxl，且tmin2=tmax2。在將方程⑴和⑵中的因數(shù)0.5被改變?yōu)椴煌闹禃r，則必須相應(yīng)地改變方程(3)和(4)中的比值3。
[0023]在電流感測信號Va的實際峰值ViMn、Vitaax正好匹配期望(目標(biāo))峰值VMIN、VMX時，方程⑶和⑷適用。當(dāng)峰值如由于較高的(超過標(biāo)稱的)傳播延遲TDm、tD()ff(參見圖2)而在幅度上超過了目標(biāo)峰值VMIN、Vmax時，則實際比值tmin2/tminl和tmax2/tmaxl從標(biāo)稱值3降至更低值。類似地，當(dāng)峰值Vamin、Vitaax例如由于較低的(低于標(biāo)稱的)傳播延遲tDon>tDoff (參見圖2)而(在幅度上)降到目標(biāo)峰值VMIN、VMX以下時，則實際比值tmin2/tminl和tDlax2/tmaxl從標(biāo)稱值3提高到`更高的值。結(jié)果，能夠通過將比值tmin2/tminl和tmax2/tmaxl調(diào)節(jié)到標(biāo)稱值(其在當(dāng)前示例中為3)來使峰值ViMn、Vitaax穩(wěn)定，并因而使電流紋波幅度穩(wěn)定。
[0024]圖5說明了一種示范性電路，其可以是圖3中所示的紋波控制器202的部分，并且可以其被配置為提供指示比值tmin2/tminl和tmax2/tmaxl是否處于其期望標(biāo)稱值(并因而指示紋波電流幅度是否處于其期望幅度)的信號。相應(yīng)地，圖5中的電路包括兩個比較器K1、K2。將比較器K1配置為檢測電流感測信號Va何時超過門限值Vmax5tl,以及將比較器K2配置為檢測電流感測信號Va何時落到門限值Vmin5tl以下。將第一充電電路203耦合至第一比較器K1,以及將第二充電電路204耦合至第二比較器K2。將充電電路203、204均配置成根據(jù)相應(yīng)的比較器輸出信號向一個輸出電容器Qj分別提供充電或放電電流3.iKEF和-1KEF。每個充電電路203、204分別包括開關(guān)SW1和SW2，所述開關(guān)SW2被配置為將充電/放電電流3.iEEF和_iKEF從相應(yīng)的電流源Qla、Qlb> Q2a、Q2b引導(dǎo)至輸出電容器C。。
[0025]在比較器K1檢測到電流感測信號Va高于門限值Vmax5tl時，則(充電電路203的)開關(guān)SWJf電流源Qla耦合至輸出電容器Ctj，從而將充電電流3.iKEF提供給電容器Q。在比較器K1檢測到電流感測信號Va低于門限Vmax5tl時，則(充電電路203的)開關(guān)SW1將電流源Qlb耦合至輸出電容器Ctj，從而從電容器Ctj沉吸(sink)放電電流iKEF。類似地，在比較器K2檢測到電流感測信號Va低于門限Vmin5tl時，則(充電電路204的)開關(guān)SW2將電流源Q2a耦合至輸出電容器Qj，從而向電容器Ctj提供充電電流3.iEEFO最后，在比較器K2檢測到電流感測信號Va高于門限Vmin5tl時，則(充電電路204的)開關(guān)SW2將電流源Q2b耦合至輸出電容器C。，從而從電容器Ctj沉吸放電電流iKEF。
[0026]應(yīng)當(dāng)指出，可以針對充電電路203、204使充電和放電階段互換。這將伴有響應(yīng)于峰值VilMX、Vitain的給定變化而對電容器電壓擺動的符號的改變。必須將用于電流iKEF的倍增因數(shù)(即在當(dāng)前示例中為3)選擇為等于標(biāo)稱比值tmax2/tmaxl (參見方程(3)和⑷)，該標(biāo)稱比值tmax2/tmaxl在當(dāng)前示例中為3。由于在穩(wěn)定狀態(tài)當(dāng)中，放電時間tmax2和tmin2 (參見圖4)是充電時間tMXl和Unl的三倍，并且由于放電電流iKEF僅為充電電流3.iEEF的三分之一，因此跨越輸出電容器的平均電壓Vem為零(在被初始化為OV時)。
[0027]然而，在很多應(yīng)用中，電源電壓是相對于接地(OV)的正電壓(參見圖3的示例中的電源電壓νΒ)，并且因而O伏特的穩(wěn)定狀態(tài)電容器電壓Vcm是不可能的。在那些情況下，將電容器Q初始化為高于零且低于電源電壓Vb的恒定正電壓?？梢赃m用穩(wěn)定化的參考電壓Vbg來初始化電容器電壓Vcm。例如，可以通過帶隙參考電路來生成穩(wěn)定化的參考電壓VBe。在傳播延遲tDm、tD()ff較長(比標(biāo)稱值長)時，實際的峰值Viljnax、Viljnin將升高，且比值tmax2/tma!d和tmin2/tminl將相應(yīng)地降低。結(jié)果，在紋波電流的每一周期向電容器增加凈電荷，并且電容器電壓Vem將升高。類似地，在傳播延遲變得更短時，電容器電壓Vem將下降。
[0028]可以將控制電壓Vcm供應(yīng)給控制器205，其可以是例如P控制器。在控制電壓Vcm正升高時，控制器205使門限Vthi降低。因而，控制器205抵消了升高中的控制電壓Vem,并具有穩(wěn)定效果。以這樣的方式調(diào)節(jié)了門限值Vthi和VTH2，使得實際峰值ViLliax、ViLllin匹配期望目標(biāo)值Vmx、VMIN。所述閉環(huán)具有積分特性，因為電容器(^對誤差，即實際峰值Vitaax、ViIMn與對應(yīng)的期望值Vmx、VMIN的偏差進(jìn)行積分?？刂破?05可以包括簡單的N-MOS晶體管，其接收電容器電壓Vcm作為柵極電壓。同樣地，可以將控制器205的特性描述為VTH1=-VTH2=k -Vctel +X，其中，X表示偏置值(其可以為零)，且k是增益因數(shù)，其在適用簡單的MOS晶體管作為控制裝置時，可能是嚴(yán)重非線性的。然而，由于輸出電容器Q的積分特性，這一非線性不伴有任何穩(wěn)定性問題。[0029]應(yīng)當(dāng)注意，可調(diào)整的門限值Vthi和Vth2未必是由同樣必須被供應(yīng)給電路的物理信號(例如，電壓信號)所表示的。例如，也可以通過改變MOS晶體管的靜止漏極電流，并因而改變相應(yīng)的漏極一源極電壓來間接設(shè)置這些門限值。
[0030]圖6說明了一種電路圖，其說明了圖3的示例中所說明的具有滯后作用的比較器K的另一種示范性實現(xiàn)方式。圖6的電路包括操作為比較器的高增益差分放大器。所述差分放大器是由P溝道MOS晶體管Tei和Te2以及向MOS晶體管Tei和Te2提供偏置電流iB的電流源Q所形成的。所述差分放大器(操作為比較器)接收參考電壓Vkef (表示期望平均電流)和電流測量信號Va (表示LED電流作為MOS晶體管Tei和Te2的柵電極處的輸入信號。所述差分放大器被加載有η溝道MOS晶體管T1和T2,該MOS晶體管T1和T2的漏極一源極電流通路被串聯(lián)耦合至晶體管Tei和Te2的漏極一源極電流通路(主電流通路)。
[0031]分別將MOS晶體管T1和T2以這樣的方式耦合至η溝道MOS晶體管T3和T4,使得晶體管!^和!^以及T2和T4形成兩個電流反射鏡。使兩個電流反射鏡中的每一個的輸出晶體管T3和T4并聯(lián)耦合至另一電流反射鏡的輸入晶體管T2和1\。將所述電流反射鏡和晶體管ΤΕ1、ΤΕ2耦合的電路節(jié)點可以被看作是分別提供V1和V2的中間輸出電壓的差分放大器的(中間)輸出節(jié)點。將這些輸出節(jié)點分別連接至η溝道MOS晶體管Tai和Ta2的柵極，晶體管Tai和Ta2形成了對稱輸出級，其中，使每個晶體管Tai和Ta2分別與另外的晶體管Ta3和Ta4串聯(lián)耦合。由此，將晶體管Ta3和Ta4分別連接于晶體管Tai和Ta2的漏極與電源電勢之間。晶體管Tai和Ta3的公共電路節(jié)點是比較器輸出Ve (同樣參見圖3)。[0032]在圖6的示例中，比較器門限值是VKEF+VTH1和Vkef-Vth2，其中，Vthi=Vth2=Vth。為了首先說明比較器的功能，僅考慮比較器K而沒有控制器205 (下文對晶體管T5到T7進(jìn)一步討論)。假設(shè)電流測量信號已經(jīng)達(dá)到了 Vkef-Vth，則輸出級是有效的(Ve處于高電平)，電流反射鏡輸出晶體管T4晶體管沉吸由晶體管Tei提供的一些電流，而電流反射鏡輸出晶體管T3晶體管現(xiàn)在則沉吸較少的電流(由晶體管Te2提供的)，因為電壓V1 (晶體管!^的柵極電壓)較低。由于所述有效輸出級，負(fù)載電流k增加，并且因而電流感測信號U曾加，直到達(dá)到上門限VKEF+VTH為止。此刻，晶體管T3變?yōu)閷?dǎo)通，因而觸發(fā)電壓V2上的減少，其伴有晶體管T4的斷開以及輸出電壓\的狀態(tài)上的變化(其切換至低電平)。因此，電流感測信號Va再次減少，直到達(dá)到門限值VKEF-VTH。在這一點上，晶體管T4再次變得導(dǎo)通，并且所述循環(huán)重新開始(同樣參見圖2)。
[0033]控制器電路205 (作為紋波控制器202的一部分，參見圖3和圖5)包括晶體管T4和T6,晶體管T4和T6能夠分別被并聯(lián)連接至晶體管T3和T4,因而在并聯(lián)連接時有效地降低了晶體管T3和T4的接通電阻?？梢酝ㄟ^將晶體管T7和T8(分別連接于晶體管T5和T6與接地GND之間)驅(qū)動至導(dǎo)通狀態(tài)來完成所述并聯(lián)電路(晶體管！^、!^以及T4、T6)。通過改變晶體管T7和T8的柵極電壓，可以調(diào)諧由晶體管T5和T6沉吸的額外電流iTH1和iTH2的量。然而，上文提及的門限值Vth取決于電流iTH1和iTH2，并因此可以通過經(jīng)由控制器205改變電流iiHi和iTH2來調(diào)諧門限電壓VKEF+VTH和Vkef-Vth，這分別響應(yīng)于實際峰值Vamin、Vitaax與期望峰值Vmin和Vmax之間的偏差。
[0034]盡管已經(jīng)公開了本發(fā)明的各種示范性實施例，但是將對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以做出將實現(xiàn)本發(fā)明的一些優(yōu)點的各種改變和修改。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言明顯的是，可以適當(dāng)?shù)靥娲鷪?zhí)行相同的功能的其他部件。尤其是，MOS晶體管可以由對應(yīng)的雙極結(jié)型晶體管所替代，以及使用η溝道的電路或者ηρη型晶體管可以由其互補的P溝道或ρηρ型等價物所替代。應(yīng)當(dāng)提到的是，可以將參考特定的附圖所解釋的特征與其他附圖的特征組合，即使在尚未明確地提到的那些附圖中。此外，可以按照使用適當(dāng)?shù)奶幚砥髦噶畹娜浖崿F(xiàn)方式、或者按照利用硬件邏輯和軟件邏輯的組合的混合實現(xiàn) 方式以獲得相同結(jié)果的混合實現(xiàn)方式來實現(xiàn)本發(fā)明的方法。旨在由所附權(quán)利要求覆蓋對本發(fā)明性概念的這種修改。
【權(quán)利要求】
1.一種用于耦合至LED裝置的LED控制器電路，所述LED控制器電路包括: 第一電路節(jié)點，用于接收表示供應(yīng)給所述LED裝置的負(fù)載電流的電流感測信號； 比較器，其被耦合以接收所述電流感測信號，并且被配置為將所述電流感測信號與上門限值和下門限值進(jìn)行比較； 負(fù)載晶體管，用于被耦合至所述LED裝置，并且被配置為根據(jù)由所述比較器所提供的比較器輸出信號來向所述LED裝置提供負(fù)載電流；以及 紋波控制電路，其被配置為響應(yīng)于所述電流感測信號來調(diào)整所述上門限值和下門限值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED控制器電路，其中，將所述紋波控制電路配置為檢測所述電流感測信號的峰值，并且將檢測到的峰值與對應(yīng)的期望峰值進(jìn)行比較，其中，根據(jù)所述比較調(diào)整所述上門限值和下門限值，使得在穩(wěn)定狀態(tài)中，實際峰值更加緊密地匹配對應(yīng)的期望峰值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED控制器電路，其中，將所述紋波控制電路配置為將所述電流感測信號與第一中間門限值進(jìn)行比較，并且其中，根據(jù)第一和第二時間間隔之間的比值調(diào)整所述上門限值和下門限值， 所述第一時間間隔是所述電流感測信號低于所述第一中間門限值的時間間隔，以及 所述第二時間間隔是所述電流感測信號高于所述第一中間門限值的時間間隔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED控制器電路，其中，將所述紋波控制電路配置為將所述電流感測信號與第二中間門限值進(jìn)行比較，并且其中，根據(jù)第三和第四時間間隔之間的比值調(diào)整所述上門限值和下門`限值， 所述第三時間間隔是所述電流感測信號高于所述第二中間門限值的時間間隔，以及 所述第四時間間隔是所述電流感測信號低于所述第二中間門限值的時間間隔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED控制器電路，其中，將所述紋波控制電路配置為將所述電流感測信號與第一和第二中間門限值進(jìn)行比較，并且其中，根據(jù)第一和第二時間間隔之間的第一比值以及第三和第四時間間隔之間的第二比值調(diào)整所述上門限值和下門限值， 所述第一時間間隔是所述電流感測信號低于所述第一中間門限值的時間間隔， 所述第二時間間隔是所述電流感測信號高于所述第一中間門限值的時間間隔， 所述第三時間間隔是所述電流感測信號高于所述第二中間門限值的時間間隔，以及 所述第四時間間隔是所述電流感測信號低于所述第二中間門限值的時間間隔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED控制器電路，其中，在所述負(fù)載電流的實際峰值匹配對應(yīng)的期望值時，所述第一和第二比值處于標(biāo)稱值。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LED控制器電路，其中，所述紋波控制電路還包括: 比較器，其被配置為檢測所述電流感測信號是高于還是低于所述第一中間門限值， 輸出電容器，以及 充電電路，其被配置為在所述第一時間間隔期間對所述電容器充電，以及在所述第二時間間隔期間對所述電容器放電，或反之亦然，其中，所述充電和放電電流之間的比值對應(yīng)于所述第一和第二時間間隔之間的標(biāo)稱比值。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LED控制器電路，其中，所述紋波控制電路還包括: 第一比較器，其被配置為檢測所述電流感測信號是高于還是低于所述第一中間門限值， 第二比較器，其被配置為檢測所述電流感測信號是高于還是低于所述第一中間門限值， 輸出電容器，以及 第一充電電路，其被配置為在所述第一時間間隔期間對所述電容器充電，以及在所述第二時間間隔期間對所述電容器放電，或反之亦然， 第二充電電路，其被配置為在所述第三時間間隔期間對所述電容器充電，以及在所述第四時間間隔期間對所述電容器放電，或反之亦然， 其中，所述充電和放電電流之間的比值對應(yīng)于所述第一和第二時間間隔之間的標(biāo)稱比值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的LED控制器電路，其中，所述紋波控制電路還包括響應(yīng)于跨越所述輸出電容器的電壓降的控制器電路，將所述紋波控制電路配置為提供更新的上門限值和下門限值，使得在穩(wěn)定狀態(tài)中，所述電流感測信號的實際峰值更加緊密地匹配對應(yīng)的期望峰值。
10.一種電路裝置，包括: LED裝置，其包括LED ； 電感器，其被串聯(lián)耦合至所述LED裝置的LED ； 感測電阻器，其被串聯(lián)耦合至所述LED裝置的LED，并且被配置為提供表示流經(jīng)所述LED的負(fù)載電流的電流感測信號； 續(xù)流二極管，其被耦合至所述LED裝置； 比較器，其被耦合以接收所述電流感測信號，并且被配置為將所述電流感測信號與上門限值和下門限值進(jìn)行比較； 負(fù)載晶體管，其被耦合至所述LED裝置，并且被配置為根據(jù)由所述比較器提供的比較器輸出信號向所述LED裝置提供負(fù)載電流；以及 紋波控制電路，其被配置為響應(yīng)于所述電流感測信號來調(diào)整所述上門限值和下門限值。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電路裝置，其中，所述LED裝置包括多個LED。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電路裝置，其中，所述多個LED被串聯(lián)耦合。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電路裝置，其中，將所述負(fù)載晶體管配置為在所述電流感測信號超過上門限值時向所述電感器提供電流，以及在所述電流感測信號下降到所述下門限值以下時被斷開。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電路裝置，其中，由具有第一和第二輸入晶體管的高增益差分放大器以及提供偏置電流的電流源形成所述比較器，其中，通過向所述第一和第二輸入晶體管的主電流通路提供電流或者從所述第一和第二輸入晶體管的主電流通路沉吸電流來調(diào)諧所述上門限值和下門限值。
15.一種用于控制LED裝置的方法，所述方法包括: 生成表示流經(jīng)所述LED裝置的負(fù)載電流的電流感測信號； 將所述電流感測信號與上門限值和下門限值進(jìn)行比較； 在所述電流感測信號超過所述上門限值時，經(jīng)由與所述LED裝置串聯(lián)耦合的電感器向所述LED裝置提供電流，其中，當(dāng)在所述電流感測信號低于所述下門限值的同時，沒有電流被提供給所述LED裝置時，通過續(xù)流二極管閉合負(fù)載電流環(huán)路；以及 根據(jù)所述電流感測信號調(diào)整所述上門限值和下門限值，使得所述電流感測信號的峰值更加緊密地匹配對應(yīng)的期望峰值。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括檢測所述電流感測信號的峰值，并將檢測到的峰值與對應(yīng)的期望峰值進(jìn)行比較，其中，根據(jù)所述比較調(diào)整所述上門限值和下門限值，使得在穩(wěn)定狀態(tài)中，實際峰值更加緊密地匹配對應(yīng)的期望峰值。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述比較包括將所述電流感測信號與第一中間門限值進(jìn)行比較，并且其中，根據(jù)第一時間間隔和第二時間間隔之間的比值調(diào)整所述上門限值和下門限值，所述第一時間間隔是所述電流感測信號低于所述第一中間門限值的時間間隔，以及所述第二時間間隔是所述電流感測信號高于所述第一中間門限值的時間間隔。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述比較還包括將所述電流感測信號與第二中間門限值進(jìn)行比較，并且其中，根據(jù)第三和第四時間間隔之間的比值調(diào)整所述上門限值和下門限值，所述第三時間間隔是所述電流感測信號高于所述第二中間門限值的時間間隔，以及所述第四時間間隔是所述電流感測信號低于所述第二中間門限值的時間間隔。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述比較包括將所述電流感測信號與第一中間門限值和第二中間門限值進(jìn)行比較，并且其中，根據(jù)第一時間間隔和第二時間間隔之間的第一比值以及第三和第四時間間隔之間的第二比值調(diào)整所述上門限值和下門限值， 所述第一時間間隔是所述電流感測信號低于所述第一中間門限值的時間間隔， 所述第二時間間隔是所述電流感測信號高于所述第一中間門限值的時間間隔， 所述第三時間間隔是所述電流感測信號高于所述第二中間門限值的時間間隔，以及 所述第四時間間隔是所述電流感測信號低于所述第二中間門限值的時間間隔。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，在所述負(fù)載電流的實際峰值匹配對應(yīng)的期望值時，所述第一和第二比值處于標(biāo)稱值。
【文檔編號】H05B37/02GK103634981SQ201310318591
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月27日
【發(fā)明者】G.里施卡 申請人:英飛凌科技股份有限公司