用于独立控制串联发光二极管的电路和方法
【技术领域】
[0001] 本申请设及电子电路。
【背景技术】
[0002] 发光二极管（LED)在许多产业中使用，包括但不限于商业、工业、医疗、汽车等。它 们在许多应用中使用，包括但不限于用于控制面板和仪表群集的照明元件，及汽车、医疗设 备等中的指示灯或照射器等。典型地，运些指示灯使用具有不同电气特性（例如前向电压 和前向电流）的不同颜色的LED。传统的方案是分别使用恒定电流或者恒直流值C)电压 源、串并电阻W及信号控制开关来控制每个LED。
【发明内容】
[0003] 在此描述了用于独立控制串联发光二极管（LED)的电路和方法。该电路包括第一 发光二极管（LED)和与第一LED串联的第二LED。电流源与第一LED和第二LED串联，分 流（shunt)电路与第一L邸和第二L邸并联。分流电路包括一对串联电阻。如果电流源提 供的电流大于对应L邸的前向电流，分流电路减小流过对应L邸的电流，W及避免因漏电流 造成的对第一LED和第二LED的意外（inadvertent)激发且最小化地影响第一LED和第二 LED的照明特性。分别连接到第一LED和第二LED的一对晶体管使用一组偏置电阻被偏压。 =态控制信号导通和截止该对晶体管，并能够经由电流源激发第一LED、第二L邸或二者。
【附图说明】
[0004] 图1是用于独立控制串联发光二极管（LED)的电路的实施例；
[0005] 图2是用于独立控制串联LED的示例控制方法。
【具体实施方式】
[0006] 可W理解的是，用于独立控制串联发光二极管（LED)的电路和方法的实施例的图 和描述已经被简化示出有关的元件W便于清楚的理解，为了清楚的目的，省略了典型应用 中具有的许多其他元件。本领域普通技术人员可W知晓，在实施本发明中，其他的元件和/ 或步骤是期望的和/或需要的。然而，由于运些元件和步骤在本领域是公知的，W及由于它 们并不促进对本发明更好的理解，所W运些元件和步骤的讨论在此没有被提供。
[0007] 在此描述的非限制性实施例关于独立控制串联发光二极管（LED)的电路和方法。 其他电子设备、模块或者应用也可W根据运些教导在不偏离于此描述的精神或者范围的情 况下被使用。独立控制串联发光二极管（LED)的电路和方法可W在保留权利要求的精神和 范围时针对各种应用和用途被修改。在此描述的和/或者图中显示的实施例和变型仅通过 示例呈现，并且不限于有关范围和精神。此处的描述可W应用于独立控制串联发光二极管 (LED)的电路和方法的所有实施例，尽管其可W参考特定实施例描述。
[0008] 虽然描述参照两个LED,但是其可W应用到其他配置。
[0009] 在此描述的是用于独立控制串联发光二极管（LED)的电路100。电路100包括LED 电路105,该LED电路105由控制信号SI110通过开关电路115控制，该开关电路115还 包括偏压电路120,该偏压电路120适当地偏压开关电路115中的晶体管W根据控制信号 Sl110的控制而导通和截止。LED电路105由恒流源125供电。分流电路130与LED电路 105并联连接。尽管在本实施例中显示了恒流源，但其仅作示例，并且可W使用其他等同的 电路。
[0010] 特别地，控制信号Sl110连接到偏置电阻Rl140和偏置电阻R2 142的一端。偏 置电阻Rl140的另一端连接到晶体管Ql150的基极。晶体管Ql150是npn晶体管。偏 置电阻R2 142的另一端连接到晶体管Q2 152的基极。晶体管Q2 152是P吨晶体管。晶 体管Ql150的集电极连接到LEDDl160的阳极、恒流源125输出、化及分流电阻R5 170 的一侧。晶体管Ql150的发射极连接到晶体管Q2 152的发射极、LEDDl160的阴极、LED D2 160的阳极、分流电阻R5 170的另一侧、W及分流电阻R6 172的一侧。晶体管Q2 152 的集电极连接到地、LEDD2 162的阴极、W及分流电阻R6 172的另一侧。电阻R3 144和 R4 166分别连接在晶体管Ql150和晶体管Q2 152的基极和发射机之间。
[0011] 恒流源125将具有两个状态中的一者。当恒流源125提供的电流"I"被认为是0 安培（OA)时，为"关闭"状态。在实践中，电流将是用于制造恒流源125的半导体设备的漏 电流，I*。当恒流源125提供的电流"I"需要等于或高于LEDDl160和LEDD2 162所需 的电流时，为"开启"状态。
[0012] 控制信号Sl110将具有S个状态中的一者。低"L"状态或逻辑"0"状态，其等于 0伏特。高"H"状态或逻辑"1"状态，其中高状态电压需要大于晶体管Ql150基极-发射 极电压与LEDD2 162前向电压之和。高阻"监"状态，其中处于"监"状态的控制信号Sl 11〇(即输出管脚）的漏电流需要足够低而不会意外地导通晶体管Ql150和晶体管Q2 150 中的任意一者。
[0013] 当晶体管导通时，对应的L邸短路并且不发光（即L邸处于截止状态）。例如，如 果Ql150怕2 152)导通，那么LEDDl160(LEDD2 161)短路并且处于截止状态。当晶体 管截止时，电流源提供的电流将流经LED,并且L邸将进行照明（即L邸处于导通状态）。 例如，如果Ql150怕2 152)截止，那么来自恒流源125的电流将流经LEDDl160(LEDD2 161)并且它们将被点亮。
[0014] 偏置电路115中的偏压电阻Rl140、R2 142、R3和R4被选择W确保晶体管电路 120中的晶体管Ql150和晶体管Q2 152由控制信号完全导通（即在饱和区）。仅为了示 例的目的，晶体管电路120和偏置电阻电路115的实施是双吨n和pnp数字晶体管封装，其 中电阻Rl140和电阻R2 142是2.化电阻，并且电阻R3 144和电阻R4 146是47k电阻。 晶体管Ql150和晶体管Q2 152被选择W使得集电极电流数据表指定将大于I(来自恒流 源125的输出电流）。 阳0巧]分流电路130中的分流电阻R5 170和R6 172的值由下面的等式（1)和似来确 定： 阳016] RS=Vdi/(I-Idi)等式（I) 阳017]尺6 = ￥〇2八1-1〇2) 等式似 阳01引 其中，Idi是LEDDl160的正向电流，VFDi是LEDDl160的正向电压，ID2是LED D2 162的正向电流，W及VFd2是LEDD2 162的正向电压。如果I=IDi或者I=Id2,则贴 和R6应该足够大W便：1)如果电流源提供的电流大于数据表中指定的LED正向电流的话， 减小流过相应LED的电流，W及2)在常规条件下不有效地减小L邸照明度，从而恒流源漏 电流不激发L邸和产生意外照明：
[0019] R5<<VFdiZ^k
[0020] R6<<VF02/I漏
[0021] 图2和表1描述并示出了参考图1中的电路100的控制方法200。如果恒流源125 关闭（205)，则LEDDl160和D2 162也截止（210)。如果恒流源125开启，则确定控制信 号Sl110的状态（215)。如果控制信号Sl110为低，则晶体管Ql150截止而晶体管Q2 152导通，并且相应地LEDDl160导通而LEDD2截止（220)。如果控制信号Sl110为高 (225)，则晶体管Ql150导通而晶体管Q2 152截止，并且相应地LEDDl160截止而LEDD2 导通（230)。如果控制信号SI110处于高阻（监）状态（235)，则晶体管Ql150截止且晶 体管Q2 152截止，并且相应地LEDDl160导通且LEDD2导通（240)。
[0022] 柳2引表1
[0024] 上述实施方式的优点在于能够使用更少数量的部件。例如，在上面的实施方式中， 使用了单个恒流源，而不是像传统实现方式那样使用两个电流源。运也节省了功率。例如， 当两个LED被点亮时，仅消耗一半的功率（使用一个电流源而非使用两个电流源）。而且， 也将微控制器（MCU)输出管脚的数量减小了一半（如果MCU被用作控制信号源的话）。因 此，需要更小的MCU封装。上面的实施方式还因更少的部件数量和更小的MCU封装而需要 更小的印刷电路板（PCB)面积。零件数量的减小也减小了成本。
[00巧]总的来说，运里描述了