检测led串中led短路或led串之间匹配性的方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了检测多个LED串的LED短路或检测多个LED串之间的匹配性的方法和系统，其中所述多个LED串的一端连接到相同的电源输出端，另一端分别连接到相应的开关。根据本发明，首先获得在电源输出端输出第一电压时，各个LED串的第一电流。然后计算各个LED串的第一电流中最小电流与其他电流的每一个之间的差异。接下来将所述差异与一个比较阈值进行比较。最后将差异大于所述比较阈值的那些其他电流相对应的LED串确定为有LED短路或与最小电流相对应的LED串不匹配。根据本发明，能降低控制芯片管脚的数目以及面积。
【专利说明】检测LED串中LED短路或LED串之间匹配性的方法和系统
【技术领域】
[0001] 本发明的实施方式涉及LED驱动领域，具体涉及检测多个LED串的LED短路或检 测多个LED串之间的匹配性的方法和系统。
【背景技术】
[0002] 发光二极管（Light Emitting Diode，简称为LED)被广泛采用于多种环境中，例如 建筑照明、汽车头尾灯、包括个人计算机和高清电视机在内的液晶显示设备的背光以及闪 光灯等。与如白炽灯和荧光灯之类的常规光源相比较，LED具有效率高、方向性良好、色彩 稳定性良好、可靠性高、寿命长，体积小、以及环境安全等显著优点。
[0003] -般地，将多个LED串成一个LED串，并且在很多环境中，例如在包括个人计算机 和高清电视机在内的液晶显示设备的背光以及闪光灯中，并联地使用多个LED串。
[0004] 在LED的使用过程中，每个LED串中的相应LED可能会短路。
[0005] 因此，能够及时、正确、方便地检测出LED串中LED的短路，是非常渴望的。
[0006] 图1是根据现有技术的检测LED短路的示意图。为了简单起见，只示出了一个LED 串101。在该现有技术中，直接检测作为控制LED串101的导通或关闭的开关102的M0SFET 的漏极上的电压，将其与一个比较阈值相比较。如果漏极上的电压比比较阈值要高，表示 LED串101中有LED短路；如果漏极上的电压比比较阈值要低，表示LED串101中没有LED 短路。
[0007] 然而，M0SFET漏极是个高压管脚，有时候它的电压将会到达100V。因此，在控制芯 片103中集成用于检测LED串中LED短路的单元，会显著扩大芯片面积。另外，由于存在多 个LED串，并且需要对每个LED串进行其LED是否短路的检测，因此通过检测M0SFET漏极 上的电压，来检测相应LED串中是否有LED短路，会增加控制芯片103的管脚的数目。
[0008] 另外，由于LED之间制造上的差异，因此对于相同的电流，LED串之间的电压降也 具有相当大的差异。换句话说，对于相同的电源输出，LED串之间的电流可能具有相当大的 差异。这对于LED串中是否有LED短路的检测而言，会产生错误的结果，因此最好在将LED 串用于具体环境之前，对各LED串进行匹配性检测，将相互之间匹配的即相互之间电压降 的差别小于一个比较阈值的LED串用于同一个具体环境。
【发明内容】
[0009] 本说明书旨在提供一种检测多个LED串的LED短路或检测多个LED串之间的匹配 性的方法和系统，能够解决如上所述的相关技术中存在的问题。
[0010] 根据本发明的一方面，提出了一种检测多个LED串的LED短路或检测多个LED串 之间的匹配性的系统，其中所述多个LED串的一端连接到相同的电源输出端，另一端分别 连接到相应的开关，所述系统包括：多个第一电流获得单元，用于获得在电源输出端输出第 一电压时，各个LED串的第一电流；计算单元，用于计算各个LED串的第一电流中最小电流 与其他电流的每一个之间的差异；比较单元，用于将所述差异与一个比较阈值进行比较； 以及确定单元，用于将差异大于所述比较阈值的那些其他电流相对应的LED串确定为有 LED短路或与最小电流相对应的LED串不匹配。
[0011] 根据本发明的又一方面，提出了一种检测多个LED串的LED短路或检测多个LED 串之间的匹配性的系统，其中所述多个LED串的一端连接到相同的电源输出端，另一端分 别连接到相应的开关，所述系统包括：多个第一电流获得单元，用于获得在电源输出端输出 第一电压时，各个LED串的第一电流；改变单兀，用于改变所述电源输出端的输出到第二电 压；多个第二电流获得单元，用于获得在电源输出端输出第二电压时，各个LED串的第二电 流；确定单元，用于根据获得的各个LED串的第一电流和第二电流，确定各个LED串中是否 有LED短路或各个LED串是否匹配。
[0012] 根据本发明的又一个方面，提供了一种检测多个LED串的LED短路或检测多个 LED串之间的匹配性的方法，其中所述多个LED串的一端连接到相同的电源输出端，另一端 分别连接到相应的开关，所述方法包括：获得在电源输出端输出第一电压时，各个LED串的 第一电流；计算各个LED串的第一电流中最小电流与其他电流的每一个之间的差异；将所 述差异与一个比较阈值进行比较；以及将差异大于所述比较阈值的那些其他电流相对应的 LED串确定为有LED短路或与最小电流相对应的LED串不匹配。
[0013] 根据本发明的另一方面，提出了一种检测多个LED串的LED短路或检测多个LED 串之间的匹配性的方法，其中所述多个LED串的一端连接到相同的电源输出端，另一端分 别连接到相应的开关，所述方法包括：获得在电源输出端输出第一电压时，各个LED串的第 一电流；改变所述电源输出端的输出到第二电压；获得在电源输出端输出第二电压时，各 个LED串的第二电流；根据获得的各个LED串的第一电流和第二电流，确定各个LED串中是 否有LED短路或各个LED串是否匹配。
[0014] 根据本发明的又一方面，提出了一种检测多个LED串的LED短路或检测多个LED 串之间的匹配性的系统，其中所述多个LED串的一端连接到相同的电源输出端，另一端分 别连接到相应的开关，所述系统包括：多个第一电压获得单元，用于获得在各个LED串都处 于相同的电流时，相应开关的控制端的第一电压；计算单元，用于计算相应开关的控制端的 第一电压中最大电压与其他电压的每一个之间的差异；比较单元，用于将所述差异与一个 比较阈值进行比较；以及确定单元，用于将差异大于所述比较阈值的那些其他电压相对应 的LED串确定为有LED短路或与最大电压相对应的LED串不匹配。
[0015] 根据本发明的又一方面，提出了一种检测多个LED串的LED短路或检测多个LED 串之间的匹配性的系统，其中所述多个LED串的一端连接到相同的电源输出端，另一端分 别连接到相应的开关，所述系统包括：多个第一电压获得单元，用于获得在各个LED串都处 于相同的电流，并且电源输出端输出第一电压时，相应开关的控制端的第一电压；改变单 元，用于改变所述电源输出端的输出到第二电压；多个第二电压获得单元，用于获得在所述 电源输出端输出第二电压时，相应开关的控制端的第二电压；以及确定单元，用于根据获得 的相应开关的控制端的第一电压和第二电压，确定各个LED串中是否有LED短路或各个LED 串是否匹配。
[0016] 根据本发明的又一方面，提出了一种检测多个LED串的LED短路或检测多个LED 串之间的匹配性的方法，其中所述多个LED串的一端连接到相同的电源输出端，另一端分 别连接到相应的开关，所述方法包括：获得在各个LED串都处于相同的电流时，相应开关的 控制端的第一电压；计算相应开关的控制端的第一电压中最大电压与其他电压的每一个之 间的差异；将所述差异与一个比较阈值进行比较；以及将差异大于所述比较阈值的那些其 他电压相对应的LED串确定为有LED短路或与最大电压相对应的LED串不匹配。
[0017] 根据本发明的又一方面，提出了一种检测多个LED串的LED短路或检测多个LED 串之间的匹配性的方法，其中所述多个LED串的一端连接到相同的电源输出端，另一端分 别连接到相应的开关，所述方法包括：获得在各个LED串都处于相同的电流，并且电源输出 端输出第一电压时，相应开关的控制端的第一电压；改变所述电源输出端的输出到第二电 压；获得在所述电源输出端输出第二电压时，相应开关的控制端的第二电压；以及根据获 得的相应开关的控制端的第一电压和第二电压，确定各个LED串中是否有LED短路或各个 LED串是否匹配。
[0018] 根据本发明，能降低控制芯片管脚的数目以及面积，因为不再检测其一般表现为 高电压的那个开关端子上的电压，其中该开关端子如果不是为了检测LED串是否有LED短 路，不需要连接到控制芯片。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0020] 图1是根据现有技术的检测LED短路的示意图；
[0021] 图2是本发明可以在其中实施的示例性环境；
[0022] 图3示出了根据本发明的一个实施方式的检测多个LED串的LED短路或检测多个 LED串之间的匹配性的系统的框图；
[0023] 图4示出了根据本发明的一个实施方式的第一电流获得单元的示意图；
[0024] 图5示出了根据本发明的又一个实施方式的检测多个LED串的LED短路或检测多 个LED串之间的匹配性的系统的框图；
[0025] 图6示出了根据本发明的一个实施方式的用于检测多个LED串的LED短路或检测 多个LED串之间的匹配性的方法的流程图；以及
[0026] 图7示出了根据本发明的另一个实施方式的用于检测多个LED串的LED短路或检 测多个LED串之间的匹配性的方法的流程图；
[0027] 图8示出了根据本发明的又一个实施方式的检测多个LED串的LED短路或检测多 个LED串之间的匹配性的系统的框图；
[0028] 图9示出了根据本发明的一个实施方式的电流设置单元的示意图；
[0029] 图10示出了根据本发明的又一个实施方式的检测多个LED串的LED短路或检测 多个LED串之间的匹配性的系统的框图；
[0030] 图11示出了根据本发明的一个实施方式的用于检测多个LED串的LED短路或检 测多个LED串之间的匹配性的方法的流程图；以及
[0031] 图12示出了根据本发明的另一个实施方式的用于检测多个LED串的LED短路或 检测多个LED串之间的匹配性的方法的流程图。
[0032] 在所有的附图中，相同的标号表示相同或相似的特征或功能。
【具体实施方式】
[0033] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0034] 图2是本发明可以在其中实施的示例性环境。下面对其进行详细描述。
[0035] 该环境 200 包括电源 243、LED 串 242-U242-2 和 242-3、开关 241-U241-2 和 241-3、以及电阻器Rl、R2和R3。
[0036] 电源243例如是BOOST变换器，连接到LED串242-U242-2和242-3的一端，以用 于向LED串242-1、242-2和242-3提供输出电压。在本发明的实施方式中，电源243的输 出电压可以改变，既可以升高也可以降低。
[0037] 当然，本领域的技术人员可以理解，电源243也可以是BUCK变换器或BUCK-BOOST 变换器。
[0038] LED串242-1、242-2和242-3的另一端分别连接到相应的开关241-1、241-2和 241-3。开关241-U241-2和241-3可以是M0SFET，也可以是双极型晶体管。这里，不失一 般性，假设开关241-U241-2和241-3是M0SFET。
[0039] 更具体地，LED串242-U242-2和242-3的另一端分别连接到开关241-U241-2和 241- 3的漏极。而开关241-U241-2和241-3的源极分别通过电阻器Rl、R2和R3接地。
[0040] 可以通过分别在开关241-U241-2和241-3的栅极施加控制信号（图2中没有 示出），来控制开关241-U241-2和241-3的导通和关闭，从而控制LED串242-U242-2和 242- 3的导通和关闭。
[0041] 在以下的描述中，为了简化，假定每个LED串242-1、242-2和242-3中LED的数目 相同。
[0042] 需要指出的是，本发明并不限于LED串的数目是3个的情况。本发明也适用于LED 串的数目大于3个或小于3个，例如2个或4个、5个、6个等的情形。
[0043] 图3示出了根据本发明的一个实施方式的检测图2中所示的3个LED串的LED短 路或检测图2中所示的3个LED串之间的匹配性的系统的框图。
[0044] 如图3所述，该系统300包括3个第一电流获得单元301-1、301-2和301-3,用于 分别获得在电源243输出第一电压时，各个LED串242-U242-2和242-3的第一电流；
[0045] 计算单元302,用于计算各个LED串242-U242-2和242-3的第一电流中最小电流 与其他电流的每一个之间的差异；
[0046] 比较单元303,用于将差异与一个比较阈值进行比较；以及
[0047] 确定单元304,用于将差异大于所述比较阈值的那些其他电流相对应的LED串确 定为有LED短路或与最小电流相对应的LED串不匹配。
[0048] 其中，所述比较阈值的大小与所要检测的短路的LED的数目相对应或与不匹配标 准相对应。例如上述比较阈值可以设定为用于检测1个LED短路、2个LED短路或3个LED 短路。如果上述比较阈值设定为用于检测3个LED短路，那么将1个或2个LED短路的情 况视为没有发生短路。
[0049] 例如，假定LED串242-1的第一电流为110毫安，LED串242-2的第一电流为120 毫安，LED串242-3的第一电流为130毫安。
[0050] 可以认为第一电流中最小电流相对应的LED串，即LED串242-1没有发生短路以 及作为检测各LED串匹配性的基准。在知道每个LED的大概伏安特性的情况下，以及知道 每个LED串的LED数目、电源输出电压等的情况下，可以设置所述比较阈值。例如，不失一 般性，所述比较阈值为15毫安。
[0051] 这样，因为LED串242-1与LED串242-2的第一电流之间的差异为10毫安，小于阈 值15毫安，因此认为LED串242-2中没有LED发生短路以及LED串242-1与LED串242-2 匹配。而LED串242-1与LED串242-3的第一电流之间的差异为20毫安，大于阈值15毫 安，因此认为LED串242-3中有LED发生短路以及LED串242-1与LED串242-3不匹配。
[0052] 第一电流获得单元301-U301-2和301-3通过在相应M0SFET的栅极处于一个相 同或基本上相同的偏压下，来获得各个LED串的第一电流。
[0053] 根据本发明的一个实施方式，在获得各个LED串的第一电流的过程中，该偏压固 定不变，例如始终处于5V，在该偏压值下，相应M0SFET完全导通，并且其漏极与源极之间的 阻抗值很低。
[0054] 在该实施方式中，第一电流获得单元301-1、301-2和301-3通过采样相应M0SFET 的源极的电压，来获得各个LED串的第一电流。
[0055] 另外，根据本发明的一个实施方式，在系统300中，还可以包括模数转换器（图3 中未示出），用于对所述采样的电压进行模数转换。
[0056] 由于该采样的电压较小（例如0-1V)，为了提供正确的电流，可以对该采样电压进 行模数转换，转换成例如8个比特，以代表0-255毫安中的一个值。
[0057] 根据本发明的一个实施方式，在获得各个LED串的第一电流的过程中，所述偏压 受控地变化，其中通过设置各个LED串的电流，所述偏压发生变化，其中各个LED串的第一 电流为满足所述偏压在一个偏压阈值之下或两个偏压阈值之间的设置电流中的最大电流。
[0058] 为了简化起见，在图4中示出了用于实现上述在获得各个LED串的第一电流的过 程中，所述偏压受控地变化的第一电流获得单元301-1。
[0059] 关于第一电流获得单元301-2和301-3,结构类似。
[0060] 具体地，第一电流获得单元301-1包括第一运算放大器4122,其反向输入端与开 关241-1的栅极相连接，同向输入端与偏压阈值（例如4. 5V)相连接；第一电流数模转换器 4123,其受第一运算放大器4122的输出控制；以及第二运算放大器4124,其同向输入端与 第一数模转换器4123的输出端相连接，反向输入端与开关241-1的源极相连接，输出端与 开关241-1的栅极相连接。
[0061] 首先，设置第一电流数模转换器4123 -个值，其中LED串242-1的电流与该第一 电流数模转换器4123的值相对应，设置第一电流数模转换器4123的输出，相当于设置LED 串242-1的电流，并判断在该值下，开关241-1的栅极电压是否大于偏压阈值（例如通过 第一运算放大器4122,在开关241-1的栅极电压大于偏压阈值的情况下，第一运算放大器 4122输出0,在开关241-1的栅极电压小于偏压阈值的情况下，第一运算放大器4122输出 1)。如果栅极电压没有大于偏压阈值，那么增大第一电流数模转换器4123输出的值（因为 增大第一电流数模转换器4123输出的值，会使开关241-1的栅极电压增大），再判断在新的 值下，开关241-1的栅极电压是否大于偏压阈值。一直进行上述过程，直到开关241-1的栅 极电压等于或基本上等于偏压阈值。取偏压在一个偏压阈值之下的设置电流中的最大电流 为各个LED串的第一电流。
[0062] 另外，尽管图4中没有示出，但是本领域的技术人员可以理解，第一电流获得单元 301-1还可以包括另外一个运算放大器，其一个输入端连接开关241-1的栅极，另一个输入 端连接另一个偏压阈值，例如比上述的偏压阈值稍微要小，例如4V，并且其输出端控制所述 第一电流数模转换器4123,用于设置第一电流数模转换器4123的输出。在这样的实施方式 中，各个LED串的第一电流为满足开关的栅极偏压在两个偏压阈值之间的设置电流中的最 大电流。
[0063] 需要说明的是，上述实施方式仅示例性地描述了一种能够获得通过LED串242-1 的电流的实施方式，实际应用中，能够实现该功能或效果的其它实施方式均应当纳入本发 明的保护范围。
[0064] 在不能设置比较阈值的情况下，例如由于不知道每个LED的大概伏安特性，就不 能采用上述结合图3所描述的系统300来检测多个LED串的LED短路或检测多个LED串之 间的匹配性。
[0065] 图5示出了根据本发明的一个实施方式的检测图2中所示的3个LED串的LED短 路或检测图2中所示的3个LED串之间的匹配性的系统的框图。该系统500可以解决上述 系统300不能解决的问题。
[0066] 如图5所述，所述系统500包括：3个第一电流获得单元501-U501-2和501-3, 用于获得在电源243输出端输出第一电压时，各个LED串242-U242-2和242-3的第一电 流；改变单元502,用于改变所述电源243输出端的输出到第二电压；3个第二电流获得单 元503-U503-2和503-3,用于获得在电源243输出端输出第二电压时，各个LED串242-1、 242-2和242-3的第二电流；确定单元504,用于根据获得的各个LED串242-U242-2和 242-3的第一电流和第二电流，确定各个LED串242-U242-2和242-3中是否有LED短路或 各个LED串是否匹配。
[0067] 第一电流获得单元501-U501-2和501-3可以与第二电流获得单元503-U503-2 和503-3相同，并且与前面所述的第一电流获得单元301-U301-2和301-3相同。
[0068] 另外，需要指出的是，如前所述，获得第一电流有两种方式，因此，优选地，获得第 二电流所使用的方式与获得第一电流所使用的方式对应。
[0069] 所述第二电压可以高于所述第一电压，也可以低于所述第一电压，第二电压与第 一电压之间的差异，可以与例如要检测短路的LED的数目等有关。在所述第二电压高于所 述第一电压的情况下，确定单元504将具有比各个LED串的第二电流中的最小电流还要大 的第一电流的LED串确定为有LED短路或不匹配。
[0070] 例如，假定在第一电压为60V的情况下，LED串242-1的第一电流为100毫安，LED 串242-2的第一电流为120毫安，LED串242-3的第一电流为150毫安，在第二电压为66V 的情况下，LED串242-1的第二电流为130毫安，LED串242-2的第二电流为160毫安，LED 串242-3的第二电流为200毫安。那么确定LED串242-3有LED短路或与LED串242-1和 242-2不匹配，因为其在较小的第一电压下的电流，都比LED串242-1在较大的第二电压下 的电流还要大，如果没有LED发生短路，这种情况是基本不可能的。
[0071] 同样地，在所述第二电压低于所述第一电压的情况下，确定单元504将具有比各 个LED串的第一电流中的最小电流还要大的第二电流的LED串确定为有LED短路或不匹 配。
[0072] 例如，假定在第一电压为60V的情况下，LED串242-1的第一电流为100毫安，LED 串242-2的第一电流为120毫安，LED串242-3的第一电流为150毫安，在第二电压为54V 的情况下，LED串242-1的第二电流为75毫安，LED串242-2的第二电流为90毫安，LED 串242-3的第二电流为110毫安。那么确定LED串242-3有LED短路或与LED串242-1和 242-2不匹配，因为其在较小的第二电压下的电流，都比LED串242-1在较大的第一电压下 的电流还要大，如果没有LED发生短路，这种情况是基本不可能的。
[0073] 上述系统300和500可以是用硬件（例如控制芯片）方式实现，也可以用软件（例 如计算机程序代码）方式实现，甚至也可以用软件和硬件相结合的方式实现。
[0074] 图6示出了根据本发明的一个实施方式的用于检测多个LED串的LED短路或检测 多个LED串之间的匹配性的方法的流程图，其中所述多个LED串的一端连接到相同的电源 输出端，另一端分别连接到相应的开关。
[0075] 如图6所示，方法600包括步骤S610,用于获得在电源输出端输出第一电压时， 各个LED串的第一电流；步骤S620,用于计算各个LED串的第一电流中最小电流与其他电 流的每一个之间的差异；步骤S630,用于将所述差异与一个比较阈值进行比较；以及步骤 S640,用于将差异大于所述比较阈值的那些其他电流相对应的LED串确定为有LED短路或 与最小电流相对应的LED串不匹配。
[0076] 图7示出了根据本发明的另一个实施方式的用于检测多个LED串的LED短路或检 测多个LED串之间的匹配性的方法的流程图，其中所述多个LED串的一端连接到相同的电 源输出端，另一端分别连接到相应的开关。
[0077] 如图7所示，方法700包括步骤S710，用于获得在电源输出端输出第一电压时，各 个LED串的第一电流；步骤S720,用于改变所述电源输出端的输出到第二电压；步骤S730, 用于获得在电源输出端输出第二电压时，各个LED串的第二电流；以及步骤S740,用于根据 获得的各个LED串的第一电流和第二电流，确定各个LED串中是否有LED短路或各个LED 串是否匹配。
[0078] 为了简化起见，在上述图6和图7中所描述的方法中，假设每个LED串中LED的数 目相同。
[0079] 根据本发明的一个实施方式，在上述图6和图7中所描述的方法中，相应开关是 M0SFET/双极型晶体管，所述另一端分别连接到相应M0SFET的漏极/双极型晶体管的集电 极。
[0080] 根据本发明的一个实施方式，在上述图6和图7中所描述的方法中，通过在相应 M0SFET的栅极/双极型晶体管的基极处于一个相同的偏压下，来获得各个LED串的第一电 流和第二电流。
[0081] 根据本发明的一个实施方式，在上述图6和图7中所描述的方法中，在获得各个 LED串的第一电流和第二电流的过程中，所述偏压保持不变，通过采样相应M0SFET的源极/ 双极型晶体管的发射极的电压，来获得各个LED串的第一电流和第二电流。
[0082] 根据本发明的一个实施方式，在上述图6和图7中所描述的方法中，还包括步骤对 所述采样的电压进行模数转换（图中未示出）。
[0083] 根据本发明的一个实施方式，在上述图6和图7中所描述的方法中在获得各个LED 串的第一电流和第二电流的过程中，所述偏压受控地变化，其中通过设置各个LED串的电 流，所述偏压发生变化，其中各个LED串的第一电流和第二电流为满足所述偏压在一个偏 压阈值之下或两个偏压阈值之间的设置电流中的最大电流。
[0084] 根据本发明的一个实施方式，在上述图7中所描述的方法中，
[0085] 所述第二电压可以高于所述第一电压，也可以低于所述第一电压，在所述第二电 压高于所述第一电压的情况下，将具有比各个LED串的第二电流中的最小电流还要大的第 一电流的LED串确定为有LED短路或不匹配，在所述第二电压低于所述第一电压的情况下， 将具有比各个LED串的第一电流中的最小电流还要大的第二电流的LED串确定为有LED短 路或不匹配。
[0086] 根据本发明的一个实施方式，在上述图6中所描述的方法中，所述比较阈值的大 小与所要检测的短路的LED的数目相对应或与不匹配标准相对应。
[0087] 在上面描述所有实施方式中，通过使各个开关的栅极偏压相同，通过测量各个LED 串的电流（第一电流或第一和第二电流），来确定各个LED串的LED是否有短路或者各个 LED串是否匹配。
[0088] 在以下描述的实施方式中，通过使各个LED串的电流相同，通过测量各个LED串的 相应M0SFET栅极的电压（第一电压或第一和第二电压），来确定各个LED串的LED是否有 短路或者各个LED串是否匹配。
[0089] 图8示出了根据本发明的一个实施方式的检测图2中所示的3个LED串的LED短 路或检测图2中所示的3个LED串之间的匹配性的系统的框图。
[0090] 如图8所示，该系统800包括三个第一电压获得单元801-1、801-2、801-3,用于获 得在各个LED串242-1、242-2、242-3都处于相同的电流时，相应开关241-1、241-2、241-3 的控制端的第一电压；
[0091] 计算单元802,用于计算相应开关241-1、241-2、241-3的控制端的第一电压中最 大电压与其他电压的每一个之间的差异；
[0092] 比较单元803,用于将所述差异与一个比较阈值进行比较；以及
[0093] 确定单元804,用于将差异大于所述比较阈值的那些其他电压相对应的LED串确 定为有LED短路或与最大电压相对应的LED串不匹配。
[0094] 其中，所述比较阈值的大小与所要检测的短路的LED的数目相对应或与不匹配标 准相对应。例如上述比较阈值可以设定为用于检测1个LED短路、2个LED短路或3个LED 短路。如果上述比较阈值设定为用于检测3个LED短路，那么将1个或2个LED短路的情 况视为没有发生短路。
[0095] 例如，假定LED串242-1的M0SFET241-1的栅极的第一电压为4. 4V，LED串242-2 的M0SFET241-2的栅极的第一电压为4. 2V，LED串242-3的M0SFET241-3的栅极的第一电 压为4. 0V。
[0096] 可以认为栅极第一电压中最大电压相对应的LED串，即LED串242-1没有发生短 路以及作为检测各LED串匹配性的基准。在知道每个LED的大概伏安特性的情况下，以及 知道每个LED串的LED数目、电源输出电压等的情况下，可以设置所述比较阈值。例如，不 失一般性，所述比较阈值为0. 3V。
[0097] 这样，因为LED串242-1与LED串242-2的M0SFET栅极第一电压之间的差异为 0. 2V，小于阈值0. 3V，因此认为LED串242-2中没有LED发生短路以及LED串242-1与LED 串242-2匹配。而LED串242-1与LED串242-3的MOSFET栅极第一电压之间的差异为 0. 4V，大于阈值0. 3V，因此认为LED串242-3中有LED发生短路以及LED串242-1与LED串 242-3不匹配。
[0098] 第一电压获得单元801-U801-2和801-3可以通过采样M0SFET241-l、241-2、 241-3的栅极上的电压（例如利用模数转换器），来获得相应第一电压。
[0099] 另外，使各个LED串242-1、242-2、242-3都处于相同的第一电流可以通过图9所 示的电流设置单元来实现。
[0100] 该电流设置单元900与图4所示的第一电流获得单元301-1相比，区别在于去掉 了第一运算放大器4122以及与其相关的连线。
[0101] 在不能设置比较阈值的情况下，例如由于不知道每个LED的大概伏安特性，就不 能采用上述结合图8所描述的系统800来检测多个LED串的LED短路或检测多个LED串之 间的匹配性。
[0102] 图10示出了根据本发明的一个实施方式的检测图2中所示的3个LED串的LED 短路或检测图2中所示的3个LED串之间的匹配性的系统的框图。该系统1000可以解决 上述系统800不能解决的问题。
[0103] 如图10所述，所述系统1000包括：3个第一电压获得单元1001-1、1001-2、 1001-3,用于获得在各个LED串都处于相同的电流，并且在电源243输出端输出第一电压 时，相应M0SFET241-l、241-2、241-3的栅极的第一电压；
[0104] 改变单元1002,用于改变电源输出端的输出到第二电压；3个第二电压获得单元 1003-l、1003-2、1003-3，用于获得在电源 243 输出端输出第二电压时，相应M0SFET241-l、 241- 2、241-3的栅极的第二电压；以及
[0105] 确定单元1004,用于根据获得的相应M0SFET241-l、241-2、241-3的栅极的第一电 压和第二电压，确定各个LED串中是否有LED短路或各个LED串是否匹配。
[0106] 第一电压获得单元1001-1U001-2和1001-3可以与第二电压获得单元1003-1、 1003-2和1003-3相同，并且与前面所述的第一电压获得单元801-U801-2和801-3相同。
[0107] 所述电源243输出端输出的第二电压可以高于所述电源243输出端输出的第一电 压，也可以低于所述电源243输出端输出的第一电压，电源243输出端输出的第二电压与电 源243输出端输出的第一电压之间的差异，可以与例如要检测短路的LED的数目等有关。在 所述电源243输出端输出的第二电压低于所述电源243输出端输出的第一电压的情况下， 确定单元1004将其开关控制端具有比相应开关的控制端的第一电压中的最大电压要小的 第二电压的LED串确定为有LED短路或不匹配。
[0108] 例如，假定在电源243输出端输出的第一电压为66V的情况下，LED串242-1的 M0SFET241-1栅极的第一电压为4. 5V，LED串242-2的M0SFET241-2栅极的第一电压为 4. 3V，LED串242-3的M0SFET241-3栅极的第一电压为4. IV，而在电源243输出端输出的 第二电压为60V的情况下，LED串242-1的M0SFET241-1栅极的第二电压为4. 8V，LED串 242- 2的M0SFET241-2栅极的第二电压为4. 6V，LED串242-3的M0SFET241-3栅极的第二 电压为4. 4V。那么确定LED串242-3有LED短路或与LED串242-1和242-2不匹配，因为 其MOSFET的栅极在较小的电源243输出端输出的第二电压下的电压，都比LED串242-1的 MOSFET的栅极在较大的电源243输出端输出的第一电压下的电压还要小，如果没有LED发 生短路，这种情况是基本不可能的。
[0109] 同样地，在所述电源243输出端输出的第二电压高于所述电源243输出端输出的 第一电压的情况下，确定单元1004将其开关的控制端具有比相应开关的第二电压中的最 大电压还要小的第一电压的LED串确定为有LED短路或不匹配。
[0110] 例如，假定在电源243输出端输出的第一电压为66V的情况下，LED串242-1的 M0SFET241-1栅极的第一电压为4. 8V，LED串242-2的M0SFET241-2栅极的第一电压为 4. 6V，LED串242-3的M0SFET241-3栅极的第一电压为4. 4V，在电源243输出端输出的第二 电压为72V的情况下，LED串242-1的M0SFET241-1栅极的第二电压为4. 5V，LED串242-2 的M0SFET241-2栅极的第二电压为4. 3V，LED串242-3的M0SFET241-3栅极的第二电压为 4. IV。那么确定LED串242-3有LED短路或与LED串242-1和242-2不匹配，因为其开关 的控制端在较小的电源243输出端输出的第一电压下的电压，都比LED串242-1的开关的 控制端在较大的电源243输出端输出的第二电压下的电压还要小，如果没有LED发生短路， 这种情况是基本不可能的。
[0111] 上述系统800和1000可以是用硬件（例如控制芯片）方式实现，也可以用软件 (例如计算机程序代码）方式实现，甚至也可以用软件和硬件相结合的方式实现。
[0112] 图11示出了根据本发明的一个实施方式的用于检测多个LED串的LED短路或检 测多个LED串之间的匹配性的方法的流程图，其中所述多个LED串的一端连接到相同的电 源输出端，另一端分别连接到相应的开关。
[0113] 如图11所示，所述方法1100包括步骤S1110,获得在各个LED串都处于相同的电 流时，相应开关的控制端的第一电压；步骤S1120,计算相应开关的控制端的第一电压中最 大电压与其他电压的每一个之间的差异；步骤S1130,将所述差异与一个比较阈值进行比 较；以及步骤1140,将差异大于所述比较阈值的那些其他电压相对应的LED串确定为有LED 短路或与最大电压相对应的LED串不匹配。
[0114] 图12示出了根据本发明的另一个实施方式的用于检测多个LED串的LED短路或 检测多个LED串之间的匹配性的方法的流程图，其中所述多个LED串的一端连接到相同的 电源输出端，另一端分别连接到相应的开关。
[0115] 如图12所示，所述方法1200包括：步骤S1210,获得在各个LED串都处于相同的 电流，并且电源输出端输出第一电压时，相应开关的控制端的第一电压；步骤S1220,改变 所述电源输出端的输出到第二电压；步骤S1230获得在电源输出端输出第二电压时，相应 开关的控制端的第二电压；以及步骤S1240,根据获得的相应开关的控制端的第一电压和 第二电压，确定各个LED串中是否有LED短路或各个LED串是否匹配。
[0116] 为了简化起见，在上述图11和图12中所描述的方法中，假设每个LED串中LED的 数目相同。
[0117] 根据本发明的一个实施方式，在上述图11和图12中所描述的方法中，相应开关是 M0SFET/双极型晶体管，所述另一端分别连接到相应M0SFET的漏极/双极型晶体管的集电 极，所述控制端为M0SFET的栅极/双极型晶体管的基极。
[0118] 根据本发明的一个实施方式，在上述图12所描述的方法中，所述电源输出端输出 的第二电压可以高于所述电源输出端输出的第一电压，也可以低于所述电源输出端输出的 第一电压，在所述电源输出端输出的第二电压低于所述电源输出端输出的第一电压的情况 下，将其开关的控制端具有比相应开关的控制端的第一电压中的最大电压要小的第二电压 的LED串确定为有LED短路或不匹配，在所述电源输出端输出的第二电压高于所述电源输 出端输出的第一电压的情况下，将其开关的控制端具有比相应开关的第二电压中的最大电 压还要小的第一电压的LED串确定为有LED短路或不匹配。
[0119] 根据本发明的一个实施方式，在上述图11所描述的方法中，所述比较阈值的大小 与所要检测的短路的LED的数目相对应或与不匹配标准相对应。
[0120] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种检测多个LED串的LED短路或检测多个LED串之间的匹配性的系统，其中所述 多个LED串的一端连接到相同的电源输出端，另一端分别连接到相应的开关，所述系统包 括： 多个第一电流获得单兀，用于获得在电源输出端输出第一电压时，各个LED串的第一 电流； 计算单元，用于计算各个LED串的第一电流中最小电流与其他电流的每一个之间的差 异； 比较单元，用于将所述差异与一个比较阈值进行比较；以及 确定单元，用于将差异大于所述比较阈值的那些其他电流相对应的LED串确定为有 LED短路或与最小电流相对应的LED串不匹配。
2. -种检测多个LED串的LED短路或检测多个LED串之间的匹配性的系统，其中所述 多个LED串的一端连接到相同的电源输出端，另一端分别连接到相应的开关，所述系统包 括： 多个第一电流获得单兀，用于获得在电源输出端输出第一电压时，各个LED串的第一 电流； 改变单元，用于改变所述电源输出端的输出到第二电压； 多个第二电流获得单元，用于获得在电源输出端输出第二电压时，各个LED串的第二 电流； 确定单元，用于根据获得的各个LED串的第一电流和第二电流，确定各个LED串中是否 有LED短路或各个LED串是否匹配。
3. 根据权利要求1或2所述的系统，其中，相应开关是MOSFET/双极型晶体管，所述另 一端分别连接到相应MOSFET的漏极/双极型晶体管的集电极。
4. 根据权利要求3所述的系统，其中所述多个第一电流获得单元和多个第二电流获得 单元通过在相应MOSFET的栅极/双极型晶体管的基极处于一个偏压下，来获得各个LED串 的第一电流和第二电流。
5. 根据权利要求4所述的系统，其中，在获得各个LED串的第一电流和第二电流的过程 中，所述偏压保持不变，通过采样相应MOSFET的源极/双极型晶体管的发射极的电压，来获 得各个LED串的第一电流和第二电流。
6. 根据权利要求5所述的系统，还包括： 模数转换器，用于对所述采样的电压进行模数转换。
7. 根据权利要求4所述的系统，其中在获得各个LED串的第一电流和第二电流的过程 中，所述偏压受控地变化，其中通过设置各个LED串的电流，所述偏压发生变化，其中各个 LED串的第一电流和第二电流为满足所述偏压在一个偏压阈值之下或两个偏压阈值之间的 设置电流中的最大电流。
8. 根据权利要求2所述的系统，其中， 所述第二电压可以高于所述第一电压，也可以低于所述第一电压，在所述第二电压高 于所述第一电压的情况下，确定单元将具有比各个LED串的第二电流中的最小电流还要大 的第一电流的LED串确定为有LED短路或不匹配，在所述第二电压低于所述第一电压的情 况下，确定单元将具有比各个LED串的第一电流中的最小电流还要大的第二电流的LED串 确定为有LED短路或不匹配。
9. 根据权利要求1或2所述的系统，其中每个LED串中LED的数目相同。
10. 根据权利要求1所述的系统，其中所述比较阈值的大小与所要检测的短路的LED的 数目相对应或与不匹配标准相对应。
11. 根据权利要求2所述的系统，其中所述多个第一电流获得单元与所述多个第二电 流获得单元是相同的单元。
12. -种检测多个LED串的LED短路或检测多个LED串之间的匹配性的方法，其中所述 多个LED串的一端连接到相同的电源输出端，另一端分别连接到相应的开关，所述方法包 括： 获得在电源输出端输出第一电压时，各个LED串的第一电流； 计算各个LED串的第一电流中最小电流与其他电流的每一个之间的差异； 将所述差异与一个比较阈值进行比较；以及 将差异大于所述比较阈值的那些其他电流相对应的LED串确定为有LED短路或与最小 电流相对应的LED串不匹配。
13. -种检测多个LED串的LED短路或检测多个LED串之间的匹配性的方法，其中所述 多个LED串的一端连接到相同的电源输出端，另一端分别连接到相应的开关，所述方法包 括： 获得在电源输出端输出第一电压时，各个LED串的第一电流； 改变所述电源输出端的输出到第二电压； 获得在电源输出端输出第二电压时，各个LED串的第二电流； 根据获得的各个LED串的第一电流和第二电流，确定各个LED串中是否有LED短路或 各个LED串是否匹配。
14. 根据权利要求12或13所述的方法，其中，相应开关是MOSFET/双极型晶体管，所述 另一端分别连接到相应MOSFET的漏极/双极型晶体管的集电极。
15. 根据权利要求14所述的方法，其中通过在相应MOSFET的栅极/双极型晶体管的基 极处于一个偏压下，来获得各个LED串的第一电流和第二电流。
16. 根据权利要求15所述的方法，其中，在获得各个LED串的第一电流和第二电流的过 程中，所述偏压保持不变，通过采样相应MOSFET的源极/双极型晶体管的发射极的电压，来 获得各个LED串的第一电流和第二电流。
17. 根据权利要求16所述的方法，还包括：对所述采样的电压进行模数转换。
18. 根据权利要求15所述的方法，其中在获得各个LED串的第一电流和第二电流的过 程中，所述偏压受控地变化，其中通过设置各个LED串的电流，所述偏压发生变化，其中各 个LED串的第一电流和第二电流为满足所述偏压在一个偏压阈值之下或两个偏压阈值之 间的设置电流中的最大电流。
19. 根据权利要求13所述的方法，其中， 所述第二电压可以高于所述第一电压，也可以低于所述第一电压，在所述第二电压高 于所述第一电压的情况下，将具有比各个LED串的第二电流中的最小电流还要大的第一电 流的LED串确定为有LED短路或不匹配，在所述第二电压低于所述第一电压的情况下，将具 有比各个LED串的第一电流中的最小电流还要大的第二电流的LED串确定为有LED短路或 不匹配。
20. 根据权利要求12或13所述的方法，其中每个LED串中LED的数目相同。
21. 根据权利要求12所述的方法，其中所述比较阈值的大小与所要检测的短路的LED 的数目相对应或与不匹配标准相对应。
22. -种检测多个LED串的LED短路或检测多个LED串之间的匹配性的系统，其中所述 多个LED串的一端连接到相同的电源输出端，另一端分别连接到相应的开关，所述系统包 括： 多个第一电压获得单元，用于获得在各个LED串都处于相同的电流时，相应开关的控 制端的第一电压； 计算单元，用于计算相应开关的控制端的第一电压中最大电压与其他电压的每一个之 间的差异； 比较单元，用于将所述差异与一个比较阈值进行比较；以及 确定单元，用于将差异大于所述比较阈值的那些其他电压相对应的LED串确定为有 LED短路或与最大电压相对应的LED串不匹配。
23. -种检测多个LED串的LED短路或检测多个LED串之间的匹配性的系统，其中所述 多个LED串的一端连接到相同的电源输出端，另一端分别连接到相应的开关，所述系统包 括： 多个第一电压获得单元，用于获得在各个LED串都处于相同的电流，并且电源输出端 输出第一电压时，相应开关的控制端的第一电压； 改变单元，用于改变所述电源输出端的输出到第二电压； 多个第二电压获得单元，用于获得在所述电源输出端输出第二电压时，相应开关的控 制端的第二电压；以及 确定单元，用于根据获得的相应开关的控制端的第一电压和第二电压，确定各个LED 串中是否有LED短路或各个LED串是否匹配。
24. 根据权利要求22或23所述的系统，其中，相应开关是MOSFET/双极型晶体管，所述 另一端分别连接到相应MOSFET的漏极/双极型晶体管的集电极，所述控制端为MOSFET的 栅极/双极型晶体管的基极。
25. 根据权利要求23所述的系统，其中， 所述电源输出端输出的第二电压可以高于所述电源输出端输出的第一电压，也可以低 于所述电源输出端输出的第一电压，在所述电源输出端输出的第二电压低于所述电源输出 端输出的第一电压的情况下，确定单元将其开关的控制端具有比相应开关的控制端的第一 电压中的最大电压要小的第二电压的LED串确定为有LED短路或不匹配，在所述电源输出 端输出的第二电压高于所述电源输出端输出的第一电压的情况下，确定单兀将其开关的控 制端具有比相应开关的第二电压中的最大电压还要小的第一电压的LED串确定为有LED短 路或不匹配。
26. 根据权利要求22或23所述的系统，其中每个LED串中LED的数目相同。
27.. 根据权利要求22所述的系统，其中所述比较阈值的大小与所要检测的短路的LED 的数目相对应或与不匹配标准相对应。
28.. 根据权利要求23所述的系统，其中所述多个第一电压获得单元与所述多个第二 电压获得单元是相同的单元。
29. -种检测多个LED串的LED短路或检测多个LED串之间的匹配性的方法，其中所述 多个LED串的一端连接到相同的电源输出端，另一端分别连接到相应的开关，所述方法包 括： 获得在各个LED串都处于相同的电流时，相应开关的控制端的第一电压； 计算相应开关的控制端的第一电压中最大电压与其他电压的每一个之间的差异； 将所述差异与一个比较阈值进行比较；以及 将差异大于所述比较阈值的那些其他电压相对应的LED串确定为有LED短路或与最大 电压相对应的LED串不匹配。
30. -种检测多个LED串的LED短路或检测多个LED串之间的匹配性的方法，其中所述 多个LED串的一端连接到相同的电源输出端，另一端分别连接到相应的开关，所述方法包 括： 获得在各个LED串都处于相同的电流，并且电源输出端输出第一电压时，相应开关的 控制端的第一电压； 改变所述电源输出端的输出到第二电压； 获得在所述电源输出端输出第二电压时，相应开关的控制端的第二电压；以及 根据获得的相应开关的控制端的第一电压和第二电压，确定各个LED串中是否有LED 短路或各个LED串是否匹配。
31. 根据权利要求29或30所述的方法，其中，相应开关是MOSFET/双极型晶体管，所述 另一端分别连接到相应MOSFET的漏极/双极型晶体管的集电极，所述控制端为MOSFET的 栅极/双极型晶体管的基极。
32. 根据权利要求30所述的方法，其中， 所述电源输出端输出的第二电压可以高于所述电源输出端输出的第一电压，也可以低 于所述电源输出端输出的第一电压，在所述电源输出端输出的第二电压低于所述电源输出 端输出的第一电压的情况下，将其开关的控制端具有比相应开关的控制端的第一电压中的 最大电压要小的第二电压的LED串确定为有LED短路或不匹配，在所述电源输出端输出的 第二电压高于所述电源输出端输出的第一电压的情况下，将其开关的控制端具有比相应开 关的第二电压中的最大电压还要小的第一电压的LED串确定为有LED短路或不匹配。
33. 根据权利要求29或30所述的方法，其中每个LED串中LED的数目相同。
34. 根据权利要求29所述的方法，其中所述比较阈值的大小与所要检测的短路的LED 的数目相对应或与不匹配标准相对应。
【文档编号】G01R31/02GK104062532SQ201310086406
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年3月18日 优先权日:2013年3月18日
【发明者】王乃龙, 阳冠欧, 王煜文 申请人:艾尔瓦特集成电路科技（天津）有限公司