具有主动输出电压放电的升降压转换器的制造方法_2

文档序号:8924793阅读:来源:国知局
和比较器的电路那样的组件,和/或在图1描绘的示例中的主动放电控制元件160中的其它控制组件。
[0025]按照本公开内容的升降压转换器100可以解决上文记录的缺点中的一些或者全部,除了其它潜在示例之外,诸如对于电流过冲的潜在性、对于超过LED可以经受的最大电流的潜在性、对于LED链变暗的潜在性、和LED的潜在毁坏。例如,替代于将输出电容器电压放电通过完整的LED链或者LED链中减少数量的LED,升降压转换器100可以替代地应用从电压输出134通过升降压转换器100的电感110到达地的输出电压的主动放电或者快速放电。这种电压的主动放电可能显著地快于通过完整的或者缩短的LED链的电压的被动放电。升降压转换器100可以接收所更改的输出电压需要的指示,诸如针对减少的数量的LED,并且作为响应,使得电流控制循环或者电压控制循环无效,并且应用主动放电。升降压转换器100可以通过打开和闭合开关122、124、126和128来控制通过电感110的电流的流动,如在下文参考图4和5进一步描述的。一旦完成了主动放电,升降压转换器100可以在输出电容器130处于第二输出电压时重新开始通过电感110到达输出134的前向电流,并且使电流控制循环或者电压控制循环重新有效,从而在输出电容器130处于第二输出电压时在输出134处应用所选择的输出电流。升降压转换器100的这些功能的方面在下文进一步描述。
[0026]作为可适用负载的LED链的示例作为可被变化的电流强烈影响的、具有可变电压需要的负载的应用的说明性示例而被详细地提出。按照本公开内容的升降压转换器100也可以用在牵涉到向具有可变电压需要的负载供应电压的任何其它应用中。在这些示例中,替代于将输出电容器电压放电通过在较高的所需电压的负载或者通过在较低的所需电压的负载,升降压转换器100可以替代地应用通过电感110到达地的快速、主动放电,并且随后在输出电容器130处于第二输出电压时应用并保持在输出134处所选择的输出电流。
[0027]图2是图示出按照本公开内容的示例的升降压转换器的输出部分150和LED链148的方框图。升降压转换器输出部分150包括在输出电容器130和地119之间的电阻器154和156。电阻器154和156被放置在耦合到主动放电控制元件160的反馈电压线152的任何一侧。输出电容器130通过输出电阻器132耦合到输出134。输出134耦合到LED链148和多通道开关链142,其包括针对LED链148中的每个LED的相对应的开关。因此,多通道开关链142控制在给定时间使LED链148中的哪些LED有效。
[0028]图3是图示出按照本公开内容的一个示例的具有主动输出电压放电的升降压转换器的输出电压比较器部分170的方框图。在一些示例中,在图3的示例中的输出电压比较器部分170可以被包括在图1和2中所示出的主动放电控制元件160的实施方案中。因此,输出电压比较器部分170可以经由反馈电压线152耦合到升降压转换器100的输出134。输出电压比较器部分170包括两个親合到比较器166的输入的模式开关链162、164。在下文进一步描述模式开关链162、164。
[0029]输出电压比较器部分170也包括親合到模式开关链162的输出和比较器166的相对应输入的模式开关电容器165。比较器166的输出167親合到锁存器172的复位输入,而微控制器触发器168耦合到锁存器172的设定输入。锁存器172的输出174是放电使能信号线,其控制升降压转换器100应用输出电压经由反转电流通过电感到达地的主动放电。在一个示例中,输出电压比较器部分170因此可以控制升降压转换器100何时开始和结束输出电压的快速、主动放电,如在下文中进一步描述的。
[0030]模式开关链162、164可以包括电阻分压器,并且每一个包括具有相对应的开关链的电阻器链,使得在每个链中的每个电阻器能够被独立地包括在其电流路径中或者绕开其电流路径。模式开关链162、164也可以被称为电阻分压器链。每个电阻器可以定义代表LED链148中的LED中的一个的前向电压的电压降(以由电阻分压器154-156所衡量的版本)。模式开关链162、164中的一个,例如模式开关链162可以在电压阶跃之前被设定为被包括在如图1和2中的LED链148中的当前数量的LED。换言之,模式开关联162可以包括等于LED链148中的LED数量的若干电阻器,并且模式开关链162中的开关可以全部被设定为切断,以使得模式开关链162被设定为将其电阻器的所有都包括在其电流路径中。
[0031]当前数量的LED可以是在LED链148中的LED的全部,如在上文所讨论的示例中。模式开关链164可以被设定为在其电流路径中包括其电阻器的子集,其中所包括的电阻器的子集等于被包括在具有降低的输出电压需要的新的、缩短的LED链中的LED链148中的LED的数量。模式开关链162因此可以被设定为具有与LED链148的初始负载配置中的LED链148的电压降成比例的电压降,而模式开关链164因此被设定为具有与LED链148的合期望的最终配置或者在应用电压阶跃之后具有其新的、更改的输出电压需要的其它所更改的负载配置中的LED链148的电压降成比例的电压降。在其它示例中,所更改的负载配置可以是具有电压需要的任何负载配置,该电压需要低于具有初始负载配置的电压需要。
[0032]模式开关电容器165可以对模式开关链162的输出电压米样并且保持模式开关链162的输出电压。模式开关链162、164每个可以被复位或者重新编程,以对应于LED链148中的任何当前和新的数量的LED,或者对应于在其它示例中具有更改的电压需要的负载的任何其它类型的电流和新元件。
[0033]当锁存器172应用来自其输出的放电使能信号(例如,锁存器172的输出变大)时,它控制升降压转换器100开启来自输出电容器130的、通过电感110到达地的反转路径中的电流路径(参考图1和2的示例),从而将通过电感110的电流反转,并且应用来自输出134的输出电压的主动放电。输出电压的主动放电在下文中参考图4进一步描述。可以在一些示例中使用的后续电流恢复步骤在下文中参考图5进行描述。
[0034]因此,两个模式开关链162、164每个具有等于LED链148中的LED的最大数量的若干电阻器,诸如在图2中描绘的示例。在这个示例中,两个模式开关链162、164通过多组并联的可配置开关来分别代表在链中的LED的所选择部分被绕开的之前和之后LED链中初始和最终数量的LED,从而更改输出电压需要。在第一模式开关链162处的、在电压降低之前的电压可以被模式开关电容器165采样,并且用作针对第二模式开关链164的参考,第二模式开关链164以缩短的LED链的新的LED数量以及相对应的更改的输出电压需要来编程。在其它示例中,升降压转换器100可以使用合适的时序仅采用单个模式开关链(或者电阻分压器链),诸如通过首先对具有初始负载配置(例如,在负载中的LED的初始数量)的模式开关链中的电压进行采样,并且随后使用更改的负载配置(例如,在负载中的新LED数量)对模式开关链进行编程。
[0035]当LED链中的LED中的一个将被绕开时,升降压转换器100的微控制器可以向DC/DC转换器控制器发送触发器命令,从而进入快速放电(或者主动放电)操作状态。这个快速放电操作状态可以使用与当升降压转换器100处于降压模式的同步再循环时相同的开关配置。微控制器可以使用这个快速放电操作状态来应用跨电感110的负电压降,以便很快地减少供应给输出134的电流并且将其反转,从而快速地将输出电容器130放电,而不用应用通过LED链148的电压放电。这个快速放电操作状态的示例在图4中描绘出。
[0036]图4是图示出按照本公开内容的一个示例的具有主动输出电压放电的升降压转换器的主动放电配置的方框图。图5是图示出按照本公开内容的一个示例的具有主动输出电压放电的升降压转换器的电流恢复配置的方框图。图4和5两者示出包括输入120、电感110、地118、输出134、输出电容器130和开关122、124、126和128的升降压转换器100的一部分。在图4中示出的主动放电配置中,开关124和126是闭合的而开关122和128是断开的,从而将电感110与输入120隔绝,并且构建在输出134和地118之间的、流过电感110的电流路径。电流的流动路径177被描绘成通过电感110从输出电容器130到达地118的反转电流流动的抽象代表。
[0037]在这个示例中,一旦达到了电感110中的电流限制(例如,如采用电感电流感测电阻器所确定),电流限制比较器(或者“CurrLim_Comp”)可以将命令针对升降压转换器100的驱动器的锁存器进行复位,并且将升降压转换器100置于电流恢复配置,如在下文中参考图6进一步描述的。在这个电流恢复配置中,开关122、124、126和128全部被从它们在图5中示出的主动放电配置的状态逆转。开关122和128是闭合的,而开关124和126是断开的,从而将电感110与输出134隔绝,并且建立通过电感110从输入120到达地118的电流路径。图6将电流的流动路径179示作通过电感110在输入120和地118之间的电流流动的抽象代表。
[0038]在图5中示出的电流恢复配置可以与在升压模式中用于为电感110通电的配置相同。这个电流恢复配置将等于输入120处的输入电压Vin的正电压降应用到电感11
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