Led控制器的制造方法
【专利说明】LED控制器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求先前于2014年I月2日提交的、案号为0NS01682、共同发明人为PavelHorsky 等的、题目为“LED CONTROLLER AND METHOD THEREFOR (LED 控制器及其方法)”的临时申请N0.61/923，152的优先权，该临时申请通过引用的方式全文并入本文。
技术领域
[0003]本实用新型一般地涉及电子学，并且更特别地涉及半导体、半导体的结构。
【背景技术】
[0004]过去，电子工业使用各种方法和结构来控制光源，例如，LED光源。在某些应用中，用于驱动串联连接的LED的LED驱动器可能已经使用浮动开关，浮动开关能够选择性地使某些LED短路。这样的开关有时被用来通过例如使用PWM调光(dimming)来单独控制由每个LED产生的光强。每个LED都能够被单独控制，并且每个LED的强度能够在100%到0%的范围内进行控制。开关同样能够用于光束的成形。
[0005]在某些实施例中，开关可能是相对于地电位为浮动的。在一种实施例中，开关能够被构造为MOS晶体管或者(作为选择)为高压MOS晶体管。在某些应用中难以将MOS晶体管的固有的栅-源电容充电到足以启用MOS晶体管的电压。在其他实施例中，栅-源电压可能没有被很精确地形成，并且MOS晶体管可能没有被正确地启用。
【实用新型内容】
[0006]因此，希望的是拥有用于启用MOS晶体管的、用于形成更精确的栅-源电压的，或者用于将栅-源电容充电到足以启用MOS晶体管的电压的方法和装置。
[0007]一方面，LED控制器的一种实施例包括:充电电路，具有被配置用于选择性地耦接充电电容器的第一端子以接收第一电压的第一充电开关，并且具有被配置用于开关所述充电电容器的第二端子以接收第二电压的第二充电开关；第一 LED晶体管，具有用于耦接至第一 LED的第一端子的第一载流电极、用于耦接至所述第一 LED的第二端子或者与所述第一 LED串联的第二 LED的第一端子之一的第二载流电极、以及控制电极；串联耦接于所述第一 LED晶体管的所述控制电极与第一节点之间的第一开关，所述第一开关具有控制电极；串联耦接于所述第一 LED晶体管的所述第二载流电极与第二节点之间的第二开关，所述第二开关具有控制电极；第二 LED晶体管，具有与所述第一 LED晶体管的所述第二载流电极耦接的第一载流电极、用于耦接至所述第二 LED的第二端子或者第三LED的第一端子之一的第二载流电极、以及控制电极；串联耦接于所述第二 LED晶体管的所述控制电极与所述第一节点之间的第三开关，所述第三开关具有控制电极；串联耦接于所述第二 LED晶体管的所述第二载流电极与所述第二节点之间的第四开关，所述第四开关具有控制电极；以及被配置用于形成多个时间间隔和多个控制信号以操作所述第一、第二、第三和第四开关的控制电路，其中所述控制电路被配置用于形成对所述充电电容器进行充电的第一时间间隔，用于形成允许所述第一及第二开关将所述充电电容器耦接于所述第一 LED晶体管的所述控制电极和所述第二载流电极之间的第二时间间隔，并且用于形成允许所述第三及第四开关将所述充电电容器耦接于所述第二 LED晶体管的所述控制电极和所述第二载流电极之间的第三时间间隔。
[0008]根据上述LED控制器的一个实施例，所述第三时间间隔继所述第二时间间隔之后，并且其中所述充电电容器在所述第二及第三时间间隔之间没有被充电。
[0009]根据上述LED控制器的一个实施例，还包含耦接于所述第一 LED晶体管的所述控制电极和所述第二载流电极之间的第一禁用开关，并且还包含耦接于所述第二 LED晶体管的所述控制电极和所述第二载流电极之间的第二禁用开关。
[0010]另一方面，LED控制器的一种实施例包括:多个LED晶体管，被形成为用于与耦接成串联的LED串的多个LED并联耦接；控制电路被配置为形成具有多个时间间隔的电荷转移序列；多个充电开关，被配置为与充电电容器耦接；所述控制电路被配置为在所述多个时间间隔中的第一时间间隔的至少一部分内选择性地控制所述多个充电开关以将所述充电电容器充电至第一电压；多个第一开关，親接在所述充电电容器与所述多个LED晶体管中的第一 LED晶体管之间；多个第二开关，耦接在所述充电电容器与所述多个LED晶体管中的第二 LED晶体管之间；所述控制电路被配置为在所述多个时间间隔中的第二时间间隔的至少一部分内选择性地控制所述多个第一开关以将所述充电电容器耦接于所述第一 LED晶体管的控制电极和第一载流电极之间；以及所述控制电路被配置为在所述多个时间间隔中的第三时间间隔的至少一部分内选择性地控制所述多个第二开关以将所述充电电容器耦接于所述第二 LED晶体管的控制电极和第一载流电极之间。
[0011]根据上述LED控制器的一个实施例，还包括:所述控制电路被配置为启用第一禁用开关来使所述第一 LED晶体管的栅-源电容放电，包括:所述LED控制器被配置为与所述第一或第二时间间隔中的任一时间间隔无关地作为响应启用所述第一禁用开关。
[0012]再一方面，LED控制器的一种实施例包括:被配置为与多个LED并联耦接的多个LED晶体管，所述多个LED晶体管中的每一个具有栅-源电容器，其中所述栅-源电容器是相应的LED晶体管的寄生的栅-源电容器；以及所述LED控制器的控制电路，被配置为形成电荷转移序列以选择性地启用所述多个LED晶体管中的LED晶体管；第一组开关，耦接在充电电容器与所述多个LED晶体管中的第一 LED晶体管之间；第二组开关，耦接在所述充电电容器与所述多个LED晶体管中的第二 LED晶体管之间；所述控制电路被配置为依次启用所述第一组开关和所述第二组开关以将所述充电电容器依次耦接至所述多个LED晶体管中的每个LED晶体管的所述栅-源电容器，以充电或刷新各自的LED晶体管的所述栅-源电容器，并且启用或重新启用所述各自的LED晶体管，包括所述控制电路被配置为控制所述第一组开关和所述第二组开关以将所述充电电容器依次耦接至每个LED晶体管的所述栅-源电容器。
[0013]根据上述LED控制器的一个实施例，包括:所述控制电路被配置为将所述充电电容器选择性地耦接至所述多个LED晶体管中的第一 LED晶体管的第一栅-源电容器，以选择性地充电或刷新所述第一栅-源电容器，以便启用或重新启用所述第一 LED晶体管；以及所述控制电路被配置为将所述充电电容器选择性地耦接所述多个LED晶体管中的第二 LED晶体管的第二栅-源电容器，以选择性地充电或刷新所述第二栅-源电容器，以便启用或重新启用所述第二 LED晶体管，其中所述LED控制器被配置以在将所述充电电容器耦接至所述第一栅-源电容器之后且在将所述充电电容器耦接至所述第二栅-源电容器之前不对所述充电电容器充电。
[0014]根据上述LED控制器的一个实施例，包括:所述控制电路被配置为作为对在所述充电电容器上的电荷具有第一值的响应，在将所述充电电容器耦接至所述第一栅-源电容器之后且在将所述充电电容器耦接至所述第二栅-源电容器之前，选择性地给所述充电电容器充电。
[0015]根据上述LED控制器的一个实施例，包括:每个LED晶体管没有与所述寄生的栅-源电容器并联耦接的另一个电容器，其中所述充电电容器依次与所述LED晶体管的所述栅-源电容器耦接。
[0016]根据上述LED控制器的一个实施例，包括:每个LED晶体管没有与所述寄生的栅-源电容器并联耦接的存储元件。
[0017]鉴于以上全文，很明显，本文公开了新的器件和方法。除了其他特征外，还包括形成LED控制器以将充电电容器依次连接至开关晶体管的寄生的栅-源电容，从而启用开关晶体管。将充电电容器依次连接至不同的开关晶体管会消除对每个开关晶体管都具有专用的电容器的需要。随后启用晶体管会提供对用来启用开关晶体管的电压的值的改进控制。本领域技术人员应当理解，该方法和装置对LED的开关没有影响，因而，不会影响由LED发射出的光的质量。另外，功率效率相对于用于控制LED的其他方法得以提高，并且不需要高压电源来操作LED。此外，控制开关晶体管的栅极电压的斜率是容易控制的，如同本文于将解释的。
【附图说明】
[0018]图1示意性地示出了根据本实用新型的包含用于控制多个光源的亮度的控制器的照明系统的实施例的一个实例的一部分；
[0019]某些附图标记说明:
[0020]42-45:栅极控制电路
[0021]47:控制逻辑
[0022]48:电源
[0023]图2示意性地示出了作为根据本实用新型的图1的控制器的一种可替换实施例的LED控制器的实施例的一个实例的一部分；
[0024]某些附图标记说明:
[0025]48:内部电源
[0026]89:控制逻辑
[0027]图3是具有示出可以通过根据本实用新型的图2的控制器的一种示例实施例来形成的一些信号的一些实例的曲线的曲线图；
[0028]图4是具有示出可以通过根据本实用新型的图2的控制器的一种示例实施例来形成的一些信号的一些实例的曲线的另一个曲线图；
[0029]图5是具有示出可以通过根据本实用新型的图2的控制器的一种示例实施例来形成的一些信号的一些实例的曲线的另一个曲线图；
[0030]图6示意性地示出了可以作为根据本实用新型的图2的控制器的一部分的一种可替换的实施例的充电电路的实施例的一个实例的一部分；
[0031]某些附图标记说明:
[0032]89:控制逻辑
[0033]图7示意性地示出了可以作为根据本实用新型的图2的控制器的晶体管的一种可替换的实施例的开关晶体管的实施例的一个实例的一部分；
[0034]图8示意性地示出了可以作为根据本实用新型的图1和2各自的LED控制器中的任一个或两者的一种可替换的实施例的LED控制器的实施例的一个实例的一部分；以及
[0035]某些附图标记说明:
[0036]142-145:通道
[0037]159:X通道调光
[0038]160:诊断
[0039]161:数据转换
[0040]图9示出了包含根据本实用新型的图1、图2或图8之一的控制器的半导体器件的放大平面图。
[0041]为了图示的简单及清晰起见，附图中的元件并不一定要成比例的，某些元件可以为了说明的目的而放大，并且在不同图中的相同附图标记指示相同的元件，除非另有说明。另外，关于公知的步骤和元件的描述及细节可以出于描述的简单性而省略。如同本文所使用的，载流元件或载流电极意指器件的用于将电流传输通过其中的元件，例如，MOS晶体管的源极或漏极