具有综合故障保护的led驱动器的制造方法
【专利说明】具有综合故障保护的LED驱动器
[0001]相关申请
[0002]本申请要求于2013年6月19日提交的美国临时申请N0.61/837，036的优先权，该申请的全部内容通过引用合并至本文中。
技术领域
[0003]本发明总体上涉及发光二极管(LED)电路领域，更具体地涉及LED电路故障检测。
【背景技术】
[0004]三维电视机和其它显示器常常需要越来越高的电流和越来越高密度的LED阵列。在一些实例中，流过用于显示器背光的LED阵列中的每个LED串的电流的范围为约100mA至1A或更大。为了解决由这样的电流产生的热量并且降低1C成本，显示器制造商可以将诸如电力M0SFET和LED电流感测电阻器的发热部件从芯片移走。
【发明内容】
[0005]本公开内容描述了用于LED电路的一组故障检测电路。这些故障检测电路可以被实现在故障检测1C中。两个这样的故障检测电路是LED短路故障检测电路和LED开路故障检测电路。另外，故障检测1C可以包括M0SFET漏极至源极短路故障检测电路、感测电阻器开路故障检测电路、感测电阻器短路故障检测电路和LED通道短路检测电路。故障检测集成电路还可以包括被配置成确定特定LED通道是否不被使用的电路系统。故障检测集成电路可以包括以下电路，该电路被配置成在校准模式下用作第一类型的故障检测电路和在工作模式下用作第二类型的故障检测电路。
【附图说明】
[0006]图1不出了根据一个实施方式的LED驱动器电路。
[0007]图2示出了根据一个实施方式的PCB上的其中相邻连接器节点之间存在短路的连接器阵列。
[0008]图3示出了根据一个实施方式的供在LED电路、LED驱动器电路和LED通道中使用的一组故障检测电路。
[0009]图4示出了根据一个实施方式的在校准模式期间用于故障检测电路的时序图。
[0010]图5示出了根据一个实施方式的供在校准模式下在检测故障时使用的逻辑表。
[0011]图6示出了根据一个实施方式的LED通道短路故障检测电路。
【具体实施方式】
[0012]附图和下面描述仅通过说明的方式涉及各种实施方式。现在将详细参照在附图中示出其示例的若干实施方式。要指出的是，在可行的情况下，相似或相同附图标记可以在附图被使用并且可以表示相似或相同的功能。附图仅出于说明的目的描绘了各种实施方式。本领域的技术人员将容易根据下面描述认识到:在不背离本文所描述的原理的情况下可以采用本文所示的结构和方法的替选实施方式。
[0013]图1示出了根据一个实施方式的LED驱动器电路。图1的驱动器电路包括M0SFET100、放大器105和感测电阻器Rsense。放大器105的正输入端子耦接至输入VADIM，并且该放大器的负输入端子耦接至M0SFET 100的源极节点。LED串110耦接在电压源VlE:^M0SFET100的漏极节点之间。
[0014]放大器105的输出耦接至M0SFET 100的栅极节点。放大器105基于在放大器的正输入端子和负输入端子处接收到的信号之间的差来输出信号。在一个实施方式中，放大器105是高增益放大器。输入VADIM控制M0SFET 100的栅极节点的开关。
[0015]当放大器105的输出为高时，M0SFET 100用作接通开关。在这样的配置中，电流从电压源\ED流出，流过LED串110 (导致LED发光)、通过M0SFET 100的漏极节点流至M0SFET的源极节点并且流过电阻器Rsense。当放大器105的输出为低时，M0SFET 100用作断开开关，从而防止电流从电压源\ED流过M0SFET (从而防止LED发光)。
[0016]在图1的实施方式中，电阻器Rs■通常为低电阻电阻器。例如，RSENSE的电阻可以等于或小于2Ω。跨RSENSE的电压(VSENSE)用作反馈信号以对放大器105的输出进行控制，进而对M0SFET 100的开关和通过LED串110的电流进行控制。
[0017]在一个示例实施方式中，V-为70V并且LED串110包括20个LED。在该实施方式中，当电流流过M0SFET 100时，跨每个LED的电压降为大约3.3V。作为结果，M0SFET 100的漏极节点处的电压为大约4V。
[0018]在片外MOSFET、LED电流感测电阻器和其它片外部件内可能会出现制造缺陷和随时间推移的逐渐劣化。LED串110中的一个或更多个LED可能被短接或断开。短接的LED可能尤其成问题，原因是它们可能使另外的LED变成被短接并且可能造成外部MOSFET 100上的过热。此外，感测电阻器RSENSE的节点可能被短接或断开。传统的片上LED短路保护和开路保护通常还不能解决片外部件的这种缺陷。
[0019]另外，单独的LED通道可能被短接。图2示出了 PCB上的其中相邻连接器节点1与2之间存在短路的连接器阵列。如果LED串A耦接至节点1并且LED串B耦接至节点2，则用于控制通过LED串A的电流流动的电力电路可以另外地使电流流过LED串B。因此，故障检测和预防对于LED通道短路也是必需的。
[0020]如以上所指出的，本公开内容描述了供与LED电路和LED电力电路一起使用的故障检测电路。应当指出的是，在其它实施方式中，所描述的电路可以和其它电路、系统和设备联合起来使用。故障检测电路可以在电路工作之前(例如，在校准模式期间)或者在电路工作期间实时地检测一种或更多种类型的电路故障的存在性。这样的灵活性可以优化严重电路故障被检测到的可能性并且可以有助于减小损坏该电路或者相关电路或系统的可能性。
[0021]图3示出了根据一个实施方式的供在LED电路、LED驱动器电路、LED通道和任何其它合适的LED电路中使用的一组故障检测电路。在图3的实施方式中，故障检测电路被包括在单个1C 120上，然而，应当指出的是，在其它实施方式中，故障检测电路可以被包括在单独的1C上或者可以被实现在其它上下文中。此外，应当指出的是，在其它实施方式中，故障检测1C 120仅包括上述故障检测电路的子集。在图3的实施方式中，故障检测1C 120耦接至由LED串110、MOSFET 100和感测电阻器RSense构成的LED通道。应当指出的是，尽管使用了术语“故障检测1C”，但应当指出的是，本文所描述的故障检测功能可以被合并至其它电路例如LED驱动器电路中，或者可以被实现在独立的电路中。
[0022]故障检测1C 120可以包括被配置成检测LED短路故障的LED短路检测电路。LED短路检测电路包括由&和R2构成的分压器以及比较器140。LED短路检测电路检测跨LED串120中的一个或更多个LED的短路。分压器耦接至MOSFET 100的漏极节点。如上所述，MOSFET 100的漏极节点处的电压等于源电压ν?ΕΑ LED串110中的LED上的累加电压降之间的差。
[0023]比较器140接收分压器电压VDIV和基准电压VRefl，对所述两个电压进行比较，以及基于该比较来输出错误信号LED_short。电阻器&和R 2的值可以被选择成将MOSFET 100的漏极节点的电压降低预定百分比。基准电压VRrfl可以被选择成满足以下两个条件:
[0024]1.如果LED串110中的一个或更多个LED被短接，则VRefl〈VDIV，以及
[0025]2.如果LED串110中没有LED被短接，则VRefl>VDIV
[0026]例如，如果LED串110中的一个或