驱动多个输出的系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明一般来说涉及电子器件，且更明确地说，涉及驱动多个输出。
【背景技术】
[0002]切换电力供应器用于驱动许多类型的负载。有时，期望使用需要仅单个电感器的单个切换电力供应器来驱动多个负载。当驱动多个发光二极管(LED)负载时此是特别期望的，因为其节省板空间及金钱。代替使用一电力供应器模块来驱动每一 LED串，可使用单个电力供应器模块来驱动多个LED串。但如同许多负载类型，适当地调节递送到负载的电力可是重要的。
[0003]常用的切换电力供应器拓扑使用电流模式控制。如通常实施于切换电力供应器中的电流模式控制实际上感测且控制峰值电感器电流。此可引起许多严重问题，包含不良噪声抗扰性、对斜率补偿的需要及无法校正固有低电流环路增益的峰值平均电流误差。平均电流模式控制消除这些问题且可有效地用于控制除电感器电流之外的电流，从而允许宽广得多的拓扑应用范围。
[0004]电流模式控制是其中切换电力供应器电感器位于内电流控制环路内的两环路系统。此简化外电压控制环路的设计且以许多方式改进电力供应器性能，包含较好动态。此内环路的目标是控制状态空间平均化的电感器电流，但在实践中，瞬时峰值电感器电流是用于控制的基础。在许多设计中，通常感测在开关的“接通”时间期间等于电感器电流的切换电流。
[0005]在采用降压衍生的拓扑的常规切换电力供应器中，电感器位于输出中。此时，电流模式控制实际上控制输出电流，从而产生许多性能优点。另一方面，在升压拓扑中，电感器位于输入处。此时，电流模式控制控制输入电流。平均电流模式控制的技术将高增益集成电流误差放大器(CA)引入到电流环路中。跨越感测电阻器的电压表示所要电流程序电平。跨越电流感测电阻器的电压表示实际电感器电流。差或电流误差被放大且在PWM比较器输入处与大振幅锯齿(振荡器斜坡)进行比较。电流环路的增益带宽特性可通过CA周围的补偿网络针对最优性能而定制。平均电流模式方法可用于感测且控制任一电路分支中的电流。因此，举例来说，其可借助升压拓扑而控制输出电流。
[0006]LED是具有经设计以使用低电压恒定电流DC电力来产生光的发光结的半导体。LED可使用平均电流升压模式切换电力供应器。LED具有极性，且因此电流仅沿一个方向流动。驱动LED是相对简单的，且与荧光灯或放电灯不同，其不需要用以开始的点火电压。然而，太小的电流及电压将产生极少光或不产生光，且太多的电流及电压可损坏LED 二极管的发光结。
[0007]当照明设计者在应用(例如，街灯或工业照明器)中布置一系列LED串时，每一串一直由个别LED驱动器以一致电流驱动。然而，输出电压通常因LED的制造中的差异而不同。为进行补偿，LED驱动器可经配置以提供比确保每一 LED串的适当操作所需的电压高的电压。但，太多电压可能浪费电力。
[0008]借助针对给定温度的典型LED正向电压对正向电流量变曲线，正向电压中的小改变产生正向电流中的不成比例大改变。另外，实现所要光输出所需的正向电压可随LED裸片大小、LED裸片材料、LED裸片批次变化及温度而变化。
[0009]当LED变热时，正向电压下降且通过LED的电流增加。经增加电流产生结的额外加热。如果不限制电流，那么结可因加热而故障。此现象称为热失控。
[0010]LED光源的光输出随增加驱动电流而增加。然而，可不利地影响效率(其以流明/瓦特为单位而表达)。驱动电流可经选择处于最高达针对所使用的特定LED光源的最大推荐电流的任何电流。将LED光源驱动至高于最大推荐电流可导致较低流明维持率或在过高电流的情况下，毁灭性故障。
[0011]在非调光应用中，选择恒定电流驱动器来递送所要电流，其中具有足以适应LED源的最大输入电压的正向电压输出。LED光源不设计为以反向电压驱动。
[0012]通过用经调节恒定电流电力供应器来驱动LED光源，可显著减小由电压变化及电压改变产生的光输出变化及寿命问题。因此，通常推荐恒定电流驱动器用于给LED光源供电。
[0013]常规AC-DC电力供应器及DC-DC转换器提供经调节以提供“恒定电压”的输出。然而，LED在“恒定电流”驱动下最高效且安全地工作。提供“恒定电流”输出的LED电源通常称为LED驱动器。然而，迄今为止，关于用于借助切换电力供应器供电系中的电感器来驱动多个LED输出的先前解决方案仍存在尚未解决的需要，包含串扰及低效率。
【发明内容】
[0014]本发明的实例实施例提供驱动多个输出的系统。简要地描述，在架构中，所述系统的一个实例实施例尤其可经实施如下:控制模块，其经配置以将电流从经配置以驱动多个负载的脉冲宽度调制输出一次供应到所述多个负载中的最多一个负载，所述一个负载是基于其误差电压成为所述多个负载中的每一者的所述误差电压中的最大误差电压而选择。
[0015]本发明的实施例还可视为提供用于驱动多个输出的方法。就此来说，此方法的一个实施例尤其可通过以下步骤概括地总结:将电力供应到多个负载，所述多个负载中的每一负载产生一误差信号；及选择所述多个负载中的一个负载以在脉冲宽度调制输出的单个循环期间将电力供应到所述多个负载中的产生所述多个误差信号中的最大误差信号的所述选定负载。
【附图说明】
[0016]图1是待与驱动多个输出的所揭示系统及方法一起使用的切换转换器的实例实施例的电路图。
[0017]图2是驱动多个输出的系统的实例实施例的电路图。
[0018]图3是图2的切换FET的实例实施例的电路图。
[0019]图4是驱动多个输出的方法的实例实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0020]下文中参考附图将较完全地描述本发明的实施例，其中贯穿数个图，相似编号表示相似元件，且其中展示实例实施例。然而，权利要求的实施例可以许多不同形式体现，且不应视为限于本文中所陈述的实施例。本文中所陈述的实例为非限制性实例，且与其它可能实例一起仅作为实例。
[0021]大部分商业上可获得的LED “光模块”是通过串联或并联连接若干LED以形成群集或串配置而构造。在这些光模块包含作为组合件的一部分的“恒定电流”驱动器的情形中，使用外部“恒定电压”驱动器或电力供应器。一些LED电路用简单的电阻器控制流动穿过LED的电流。这是使用恒定电压电源的另一情形。已采用外部“恒定电压”供应器的其它实例包含背光式广告标牌、交通信息标牌及大屏幕高清晰度LED显示器。
[0022]在所制造的LED群集或串不包含内部“恒定电流”驱动器的情形中，使用提供“恒定电流”的外部LED驱动器或电力供应器。恒定电流LED驱动器可取决于应用及所需输出功率而具有从集成电路到封闭式防潮封装的许多不同封装配置。
[0023]取决于应用，LED可按串联及/或并联配置连接。当LED串联连接时，串中的每一LED的正向电压降相加。举例来说，如果15个LED串联配置，且每一 LED具有3V (在其标称电流下)的电压降，那么45V(15X3V = 45V)的电压源将驱动所需电流(还存在跨越感测元件的小的额外电压降)。因此，“恒定电流”驱动器规范包含驱动器能够提供以克服LED电压降的输出电压范围。为了将驱动电压限于合理电平，多个串联连接的LED串可并联放置且由多输出恒定电流驱动器驱动。
[0024]LED的光输出可经由脉冲宽度调制(PWM)通过使流动穿过LED的电流量变化(在所定义限制内)或通过接通及关断LED而控制。可使用可变电阻器来实现模拟调光控制。在此情形中，当电阻设定为其最小值时，出现最大LED亮度。可使用脉冲宽度调制输入来通过使输