高性能自适应开关led驱动器的制造方法
【专利说明】
[0001] 分秦申请说巧
[0002] 本申请是于2012年12月6日提交的、申请号为201210543808. 5、名称为"高性能 自适应开关L邸驱动器"的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0003] 本发明设及一种LED(发光二极管）驱动器，并且更具体地设及一种用于高电流模 式应用的L邸驱动器。
【背景技术】
[0004] L邸正在各种各样的电子应用中被采用，该些应用是例如，建筑照明、汽车头灯和 尾灯、用于包括个人计算机和高清电视在内的液晶显示器装置的背光、闪光灯等。与诸如白 巧灯和巧光灯等常规光源相比，L邸具有包括效率高、指向性好、色彩稳定、可靠性高、使用 寿命长、尺寸小和环境安全在内的明显优势。
[0005] 针对L邸的一个常见应用在于背光照射液晶显示器（LCD)。在该些应用中，通常使 用大量的L邸串（例如，64个L邸通道），其中每个串由L邸驱动器所驱动。在常规L邸驱 动器架构中，L邸功率路径中的固定电阻器限制流过L邸串的峰值电流。L邸功率路径中的 PWM控制的晶体管控制LED的导通和断开时间W实现所期望的亮度。
[0006] 常规L邸驱动器架构的问题在于整体功耗可能过高。通常，在LED串n中的功耗 PWR。由下式给出；
[0007] PWRn=VLEDnXIL邸n(1)
[000引其中，VL邸n是跨LED串n的电压并且ILEDn是流过LED串n的电流。具有N个LED通道的电路的总功耗PWRtMdi由下式给出；
[0009]
【主权项】
1. 一种用于驱动发光二极管（LED)串的LED驱动器，所述LED驱动器包括： LED控制器，被配置为产生PWM信号；以及 第一晶体管，用于响应于所述PWM信号而导通或断开，所述第一晶体管与所述LED串串 联，其中当所述第一晶体管导通时，LED电流流经所述第一晶体管和所述LED串； 第二晶体管，与所述第一晶体管和所述LED串串联，其中当所述第二晶体管导通时，所 述LED电流的第一部分流经所述第二晶体管； 可编程修调电路，与所述第二晶体管并联，所述可编程修调电路被配置成传递由一个 或多个修调控制信号控制的修调电路电流，其中所述修调电路电流包括所述LED电流的第 二部分。
2. 根据权利要求1所述的LED驱动器，其中所述可编程修调电路包括： 第一开关，由第一修调控制信号可控；以及 第一修调晶体管，被配置为当所述第一开关闭合时至少传导所述修调电路电流的第一 部分，并且所述第一修调晶体管被配置为当所述第一开关打开时断开。
3. 根据权利要求2所述的LED驱动器，其中所述可控修调电路进一步包括： 第二开关，由所述第一修调控制信号可控，所述第二开关被配置成当所述第一开关打 开时闭合，并且所述第二开关被配置为当所述第一开关闭合时打开，其中所述第二开关被 配置成当所述第二开关闭合时关断所述第一修调晶体管。
4. 根据权利要求2所述的LED驱动器，其中所述可编程修调电路还包括： 第三开关，由第二修调控制信号可控；以及 第二修调晶体管，被配置成当所述第三开关闭合时至少传导所述修调电路电流的第二 部分，并且被配置成当所述第三开关打开时关断。
5. 根据权利要求4所述的LED驱动器，其中所述修调电路电流的所述第二部分大于所 述修调电路电流的所述第一部分。
6. 根据权利要求4所述的LED驱动器，其中所述修调电路电流的所述第二部分是所述 修调电路电流的所述第一部分的近似两倍。
7. 根据权利要求2所述的LED驱动器，其中所述第一开关是一次可编程存储器部件。
8. 根据权利要求2所述的LED驱动器，还包括： 电流镜电路，接收由所述LED控制器设定的种子电流并且控制流过所述第一晶体管和 所述LED串的所述LED电流； 其中流过所述第二晶体管的所述LED电流的所述第一部分与所述种子电流基本上成 比例；以及 其中所述修调电路电流与所述种子电流基本上成比例。
9. 根据权利要求8所述的LED驱动器，其中所述电流镜还被配置成基于所述种子电流 生成参考电压，以及其中所述LED电流的所述第一部分和所述修调电路电流基于所述参考 电压。
10. 根据权利要求8所述的LED驱动器，其中所述电流镜还包括运算放大器，所述运算 放大器用于生成表示所述种子电流的感测电压和表示所述电流镜电路的镜电流的镜电流 电压之间的差值的输出，其中所述运算放大器的输出耦合至所述第二晶体管的栅极和所述 第一开关。
11. 一种用于驱动与LED串串联耦合的第一晶体管的方法，所述方法包括： 由LED控制器生成PWM信号 响应于所述PWM信号导通或关断第一晶体管，所述第一晶体管与所述LED串串联，其中 当所述第一晶体管导通时，LED电流流经所述第一晶体管和所述LED串； 当所述第一晶体管导通时传递所述LED电流的第一部分流过第二晶体管，所述第二晶 体管与所述第一晶体管串联； 传递由一个或更多修调控制信号控制的修调电路电流，所述修调电路电流包括所述 LED电流的第二部分。
12. 根据权利要求11的方法，其中生成所述LED电流的部分包括： 基于第一修调控制信号控制第一开关；以及 当所述第一开关闭合时传导所述修调电路电流的第一部分流过第一修调晶体管；以及 响应于所述第一开关打开，关断所述第一修调晶体管。
13. 根据权利要求12的方法，其中生成所述LED电流的部分还包括： 响应于打开所述第一开关闭合第二开关以及响应于闭合所述第一开关打开所述第二 开关；以及 响应于闭合所述第二开关断开所述第一修调晶体管。
14. 根据权利要求12的方法，其中生成所述LED电流的部分还包括： 基于第二修调控制信号控制第三开关；以及 当所述第三开关闭合时传导所述修调电路电流的第二部分流过第二修调晶体管；以及 响应于所述第三开关打开关断所述第二修调晶体管。
15. 根据权利要求14的方法，其中所述修调电路电流的所述第二部分大于所述修调电 路电流的所述第一部分。
16. 根据权利要求14的方法，其中所述修调电路电流的所述第二部分是所述修调电路 电流的所述第一部分的近似两倍。
17. 根据权利要求12的方法，其中所述第一开关是一次可编程存储器部件。
18. 根据权利要求12的方法，还包括： 接收由LED控制器设置的种子电流以及基于所述种子电流控制所述LED电流流过所述 第一晶体管和所述LED串；以及 其中流过所述第二晶体管的所述LED电流的所述第一部分与所述种子电流基本上成 比例；以及 其中所述修调电路电流与所述种子电流基本上成比例。
19. 根据权利要求18的方法，还包括： 基于所述种子电流生成参考电压； 基于所述参考电压控制所述第二晶体管；以及 响应于所述第一开关闭合，基于所述参考电压控制所述第一修调晶体管。
20. 根据权利要求11的方法，其中生成所述LED电流的部分包括： 当第一修调控制信号被确立时，将所述LED电流增加第一固定比例；以及 当第二修调控制信号被确立时，将所述LED电流增加第二固定比例。
【专利摘要】LED驱动器控制电流流过LED串。LED驱动器生成升压PWM信号以驱动LED电流路径中的PWM晶体管，使得PWM晶体管维持基本恒定的VGS，由此减小PWM晶体管的导通阻抗。电流镜电路控制当PWM晶体管导通时的峰值LED电流。修调电路包括可编程开关的集合以将修调晶体管与LED电流路径耦合或解耦合，并且允许LED电流的精细校准。通过维持低阻抗以及补偿LED电流路径中的电流失配，LED驱动器提供在高电流应用中尤其有益的高效功率性能和鲁棒性。
【IPC分类】H05B37-02
【公开号】CN104812144
【申请号】CN201510243236
【发明人】金敏钟, 粱恩主, 金学成
【申请人】戴乐格半导体公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2012年12月6日
【公告号】CN103152907A, CN103152907B, US8710753, US20130147374, US20140210365