总之，LED驱动器系统10包括一个或者多个LED。
[0027]当电流流过它们时，LED驱动器系统10的一个或者多个LED发光。例如，图1图示流过LED O和LED I的ILED。ILED也被称为LED电流。ILED源于AC输入，其可以包括交流(AC)电压。整流器12整流AC电压，并且电容器CO对整流后的AC电压进行低通滤波以将AC电压转换为直流(DC)电压。在一些示例中，为了保护的目的(诸如保护短路或者电流中的快速变化)，AC输入可以被连接到限制电阻器(未示出)和/或电感器(未示出)。
[0028]虽然LED驱动器系统10被图示为由AC输入驱动，但是本公开所描述的技术不被如此限制。在一些示例中，LED驱动器系统10可以被连接到DC输入而不是AC输入。在这些示例中，LED驱动器系统10可以不包括整流器12，并且可以不需要包括电容器CO。然而，对于这样的DC电压驱动系统可以有可能包括电容器CO以使DC电压进一步平滑。
[0029]电容器CO处的DC电压使得ILED电流流过LED O和LED 1，并且通过电感器LO。ILED电流然后流过外部晶体管MO。外部晶体管MO可以是功率晶体管，诸如功率金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)、氮化镓(GaN)FET或其他类型的晶体管。外部晶体管MO还可以被称为功率晶体管。在图1中，LED电流(ILED)通过晶体管MO的漏极节点进入晶体管MO，该漏极节点被标记为HV。LED电流从晶体管MO的源极节点流出，并且进入LED驱动器14ο
[0030]如在图1的示例中图示的那样，LED驱动器14包括DRAIN(漏极)针脚。DRAIN针脚是LED驱动器14的输入针脚，因为LED电流经由DRAIN针脚输入到LED驱动器14中(即，LED驱动器14经由DRAIN针脚接收ILED电流)。LED驱动器14的输入针脚被标记为DRAIN,因为LED驱动器14的这个输入针脚被连接到内部晶体管Ml的漏极节点。晶体管Ml也可以是M0SFET、GaN FET或其他类型的晶体管，并且因为晶体管Ml在LED驱动器14内部，所以被称为内部晶体管。在一些示例中，晶体管Ml可以是低电压晶体管，而晶体管MO可以是功率晶体管。
[0031 ] LED电流通过连接到LED驱动器14的VCS针脚和地的电阻器RS从晶体管Ml的源极节点流出，由此形成全电流路径。电阻器RS的值可以限定LED电流的幅度。在一些示例中，电阻器RS可以是可变电阻器使得LED电流的幅度(例如，在操作期间)可以被动态地修改。
[0032]以这种方式，晶体管MO和晶体管Ml —起形成具有级联结构的切换电路，这允许LED电流流过LED O和LED I。例如，如果晶体管MO是关断的，则LED电流将不流过LED O和LED I并进入LED驱动器14，因为晶体管MO将起作用作为阻挡电流流动的高阻抗单元。同样地，如果晶体管Ml是关断的，则LED电流将不流过LEDO和LED I并进入LED驱动器14，因为晶体管Ml将起作用作为阻挡电流流动的高阻抗单元。
[0033]DRAIN针脚(称为输入针脚)是多功能针脚。术语“多功能”意指LED驱动器14被配置为使用该相同输入针脚实现多个不同类型的功能。在一些示例中，该输入针脚(即，图1中图示的DRAIN针脚)可以被称为“单输入多功能针脚”。短语“单输入多功能针脚”意指可以有可能仅利用此输入输入针脚实现各种不同功能。仅利用此输入针脚实现各种不同功能意指通过LED驱动器连接到LEDO和LED I以及未连接到LED O和LED I的、LED驱动器14外部的电路装置可以需要仅被连接到LED驱动器14的此“单输入多功能针脚”(即，图1中图示的DRAIN针脚)。
[0034]如图所示，LED驱动器14包括控制器16。控制器16被图示为控制晶体管Ml的栅极节点的通用部件。例如，控制器16可以通过在晶体管Ml的栅极节点上施加电压导致晶体管Ml接通使得晶体管Ml的栅极处和晶体管Ml的源极处的电压之间的电压差大于或等于阈值接通电压(Vth) ( S卩，VGS彡Vth)。控制器16可以通过在栅极节点上施加电压或者施加小于阈值接通电压的电压使得晶体管Ml关断。
[0035]在一些示例中，控制器16可以是LED驱动器14的不同差异部件的组合，诸如波谷检测电路18、零电流检测电路20和导通持续时间调节电路22(如更详细地描述的那样)。在一些示例中，控制器16的部件可以被形成在一起。总之，控制器16在功能上被描述为一个控制晶体管Ml何时接通和关断的示例部件。然而，控制器16内的部件可以单独地或者一起控制晶体管Ml何时接通和关断。
[0036]当控制器16接通晶体管Ml时，晶体管Ml的漏极节点处的电压下降。如图1所图示的那样，晶体管Ml的漏极节点与LED驱动器14的DRAIN针脚(S卩，LED驱动器14的单输入多功能针脚)相同。漏极节点被连接到外部晶体管MO的源极节点(即，晶体管MO的源极节点也被连接到LED驱动器14的单输入多功能针脚)。因此，当晶体管Ml的漏极节点处的电压下降时，晶体管MO的源极节点处的电压也下降。
[0037]晶体管MO的源极节点处的电压中的这个下降导致晶体管MO接通。例如，晶体管MO的栅极节点被连接到齐纳二极管ZO。作为一个示例性示例，齐纳二极管ZO的击穿电压在室温下可以是近似12伏特(V)。在该示例中，齐纳二极管ZO可以限制晶体管MO的栅极节点处的电压以保持在近似12V。在晶体管MO的源极节点(与晶体管Ml的漏极节点相同)处的电压中的下降的情况下，晶体管MO的栅极节点和晶体管MO的源极节点处的电压中的差值大于阈值接通电压，并且晶体管MO接通。
[0038]因此，当晶体管Ml接通时，晶体管MO接通。当晶体管MO和晶体管Ml 二者导通时，电流ILED可以流过LED O和LED 1，由此使LED O和LED I发光，通过晶体管MO并经由单输入多功能针脚(即，LED驱动器14的DRAIN针脚)进入LED驱动器14。一旦进入LED驱动器14，ILED电流就流过晶体管Ml从VCS针脚出来并通过电阻器RS到地，这形成完整回路。
[0039]当控制器16(例如，通过不在晶体管Ml的栅极节点处施加电压或者在晶体管Ml的栅极节点处施加小于晶体管Ml的源极节点处的电压和阈值电压的总和的电压)关断晶体管Ml时，晶体管Ml的漏极节点处的电压浮高。在这种情况(即，当晶体管Ml关断时)下，晶体管Ml的漏极节点处的电压可以浮足够高使得晶体管MO的源极节点处的电压上升到晶体管MO关断的点。例如，晶体管Ml的漏极节点和晶体管MO的源极节点可以在DRAIN针脚处(即，在单输入多功能针脚处)被连接在一起。当晶体管Ml的漏极节点的电压上升时，晶体管MO的源极节点处的电压可以变得足够大以致晶体管MO的栅极节点和晶体管MO的源极节点处的电压的差值小于阈值接通电压电平。
[0040]在这种情况下，晶体管MO的源极节点处的电压的增加导致晶体管MO关断。因此，当晶体管Ml关断时，晶体管MO也关断。当晶体管Ml和MO关断时，对于通过LED驱动器14的ILED，没有到地的电流路径。
[0041]应当说明的是，在导通后，当晶体管Ml和MO关断时，LED电流并不立即降到零。在图1中，LED O和LED 1、电感器L0、电容器Cl和二极管DO —起形成浮动降压拓扑(尽管诸如抽头降压或准反激式拓扑之类的其他形式可以是可能的)。通常充分理解的是通过电感器的电流不能瞬时变化。因此，在导通后，当晶体管Ml和MO关断时，电感器LO不允许LED电流瞬时降到零。相反，LED电流在一些时间内线性降到零，其中LED电流降低到零需要的时间的量是电感器LO和电容器Cl的函数。当晶体管Ml和MO被关断并且LED电流被缓慢耗散到零时，用于LED电流的电流路径是通过电感器LO和二极管DO的路径以形成完整电流路径。
[0042]在本公开所描述的技术中，控制器16的波谷检测电路18和零电压检测电路20可以被配置以确定晶体管Ml应当何时接通，这然后导致晶体管MO接通，并且允许LED电流流过DRAIN针脚并进入LED驱动器14。控制器16的导通持续时间调节电路22可以确定晶体管Ml应该何时关断，这然后导致晶体管MO关断，并导致LED电流线性降到零。换句话说，因为导通持续时间调节电路22确定晶体管Ml和MO何时关断，所以导通持续时间调节电路22确定晶体管Ml和MO保持导通的时间量，这又确定LED电流流进LED驱动器14的时间量。
[0043]LED驱动器14的功能之一是保持平均LED电流在目标电流电平。例如，RS电阻器的电阻值可以限定目标电流电平。在本公开所描述的技术中，LED驱动器14可以接通或关断晶体管MO和Ml以控制流过LED O和LED I的电流量(例如，控制LED电流的量)。例如，对于更高的LED电流目标水平，LED驱动器14可以保持功率晶体管MO导通与对于更低的LED电流目标水平的情况相比更长的持续时间，对于后种情况LED驱动器14可以保持功率晶体管MO导通更短的持续时间。以这种方式，LED驱动器14控制LED电流流过LED O和LED I多长时间，这又控制流过LED O和LED I的平均电流量(例如，控制平均的LED电流的量)。
[0044]然而，虽然LED驱动器14可以将平均的LED电流的量设置到目标电流水平，但是实际的流过一个或者多个LED的LED电流的量可能偏离。对于LED电流偏离目标电流电平可能有各种原因。作为一个示例，AC输入12上的电压(即，输入电压)是高还是低可以导致LED电流偏离。作为另一示例，跨一个或者多个LED的电压(即，输出电压)是高还是低可以导致LED电流偏离。作为另一示例，输入电压是AC电压或DC电压可以导致LED电流偏离。作为又另一示例，输入电压中的波动可以导致LED电流偏离。例如，一些国家，诸如印度，输入AC电压可以呈现很高的公差并且可能容易有突然变化或尖峰。
[0045]为了处理LED电流中的偏离，感测输入和/或输出电压并且基于该感测调整LED电流的一些其他技术已经被提出。例如，美国专利8，253，350B2(本文称为‘350专利)描述了 LED驱动器，并且在‘350专利的图4中图示了 ‘350专利的LED驱动器。‘350专利的技术使用电阻器408和电阻器409以及电容器410 (在‘350专利的图4中图示)感测输入电压并且调节输出平均电流。使用这样的额外的部件可能增加成本以及增加材料建造(BOM)(即，增加印刷电路板上包括LED驱动器14的的不动产)。此外，在‘350专利中描述的技术不感测输出电压并且不提供好的负载调节。
[0046]另一提出的技术被描述在NXP的SSL21081/SSL21083LED驱动器的数据表中。例如，SSL21081/SSL21083LED驱动器的数据表中的图3图示LED驱动器与用于驱动一个或者多个LED的其他部件的连接。在该提出的技术中，输入电压中的偏离导致LED电流中的大的改变。例如，SSL21081/SSL21083LED驱动器的数据表中的图4图示了 LED电流作为输入电压的函数，并且图示了输入电压中的变化导致平均LED电流偏离目标LED电流电平。此夕卜，SSL21081/SSL21083LED驱动器可以不提供非常好的负载调节。
[0047]在本公开所描述的技术中，LED驱动器14可以被配置以调整平均LED电流(即，流过一个或者多个LED的电流)使得平均LED电流近似等于目标LED电流电平(并且在很多情况下等于目标LED电流电平)而不感测输入或输出电压。以这种方式，技术可以最小化成本和BOM同时提供健壮的LED电流控制。例如，本公开中所描述的技术提供具有通用输入(例如，任何频率或电平的AC输入或者任何电平的DC输入)和宽范围的输出(例如，跨LED O和LEDl的任何电压电平)的恒定平均LED电流。
[0048]如图1所示，LED驱动器14可以被认为5针脚解决方案，其具有控制LED电流所需要的DRAIN针脚、VCC针脚、VCS针脚和COM针脚。例如，如更详细地描