专利名称：用于多个发光二极管的单个驱动器的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及发光二极管(LED)。本发明特别涉及用于操作多个LED以产生包含白光的各种颜色的光的一系列驱动电路装置。
在本领域中众所周知的是，红色LED、绿色LED、蓝色LED、和琥珀色LED用在各种用途(例如液晶显示器背光照明和白光照明)中产生包括白光的各种颜色的光。为了产生所需颜色的光，每种颜色的LED被独立地控制以提供适当比例的红色、绿色、蓝色和琥珀色光，从而产生所需颜色的光(例如50％红色、20％蓝色、20％绿色、以及10％琥珀色)。为达此目的，每种颜色的LED过去都由其自己的驱动电路操作。例如，美国专利No.6,507,159公开了三个LED驱动器分别控制红色LED、绿色LED和蓝色LED。
本发明为多个LED提供了具有独立光控能力的单个驱动电路。
本发明的一个形式为包含电源和切换LED单元的LED驱动电路，该LED驱动电路采用一个或者多个LED以辐射任意颜色的光。操作中，电源以功率转换频率供电，且切换LED单元以LED驱动频率在辐射模式和禁用模式之间切换。在辐射模式期间，LED电流从电源流过该(多个)LED，该(多个)LED由此辐射光。在禁用模式期间，从该电源流过该(多个)LED的电流被阻止，从而防止该(多个)LED辐射光。
本发明的第二个形式为包含输入端、输出端、以及用于辐射任意颜色的光的一个或者多个LED的切换LED单元。该切换LED单元以LED驱动频率在辐射模式和禁用模式之间切换。在辐射模式期间，LED电流从施加于输入端和输出端之间的电源流过该(多个)LED，该(多个)LED由此辐射光。在禁用模式期间，从电源流过该(多个)LED的电流被阻止，从而防止该(多个)LED辐射光。
结合附图阅读下述对目前优选实施例的详细描述，本发明的上述形式及其它形式、特征和优点将变得更加明显。该详细描述及附图纯粹是对本发明的示出而非限制，本发明的范围由所附权利要求及其等效描述定义。
图1和2示出了根据本发明的电流源驱动切换LED单元的第一基本实施例的示意图；图3和4示出了根据本发明的电流源驱动切换LED单元的第二基本实施例的示意图；图5和6示出了根据本发明的电流源驱动切换LED单元的第三基本实施例的示意图；图7示出了根据本发明的、采用单个电流驱动切换LED单元的电流源LED驱动电路的第一实施例的示意图；图8示出了根据本发明的、采用单个电流驱动切换LED单元的电流源LED驱动电路的第二实施例的示意图；图9示出了根据本发明的、采用单个电流驱动切换LED单元的电流源LED驱动电路的第三实施例的示意图；图10示出了根据本发明的、采用单个电流驱动切换LED单元的电流源LED驱动电路的第四实施例的示意图；图11示出了根据本发明的、采用单个电流驱动切换LED单元的电流源LED驱动电路的第五实施例的示意图；图12和13示出根据本发明的电压源驱动切换LED单元的第一基本实施例的示意图；图14和15示出根据本发明的电压源驱动切换LED单元的第二基本实施例的示意图；图16和17示出根据本发明的电压源驱动切换LED单元的第三基本实施例的示意图；图18示出了根据本发明的、采用单个电压驱动切换LED单元的电压源LED驱动电路的第一实施例的示意图；图19示出了根据本发明的、采用单个电压驱动切换LED单元的电压源LED驱动电路的第二实施例的示意图；图20示出了根据本发明的、采用多个电流驱动切换LED单元的电流源LED驱动电路的第一基本实施例的示意图；图21示出了根据本发明的、采用多个电压驱动切换LED单元的电压源LED驱动电路的第一基本实施例的示意图；图22示出了图20中所示的根据本发明的电流源LED驱动器的第一实施例的示意图23示出了图20中所示的根据本发明的电流源LED驱动器的第二实施例的示意图；图24示出了图20中所示的根据本发明的电流源LED驱动器的第三实施例的示意图；图25示出了图20中所示的根据本发明的电流源LED驱动器的第四实施例的示意图；图26示出了图21中所示的根据本发明的电压源LED驱动器的第一实施例的示意图；图27示出了图21中所示的根据本发明的电压源LED驱动器的第二实施例的示意图；图28示出了图21中所示的根据本发明的电压源LED驱动器的第三实施例的示意图；图29示出了图21中所示的根据本发明的电压源LED驱动器的第四实施例的示意图。
图1-6和12-17示出了用于设计本发明的电流源驱动切换LED单元(图1至6)或者电压源驱动切换LED单元(图12至17)的基本LED矩阵L11-LXY。任意一种切换LED单元的LED设计涉及(1)在LED矩阵L11-LXY中选择一个或者多个LED，其中X≥1且Y≥1，(2)为从LED矩阵L11-LXY中选择出的每个LED选择一种颜色，以及(3)对于多个LED的实施例，为从LED矩阵L11-LXY中选择出的多个LED选择一个或者多个串联与/或并联。对于采用多个LED的任意一种LED单元的实施例，优选地将具有相似工作电流规格的LED串联，并优选地将具有相似工作电压规格的LED并联。本领域的普通技术人员应当理解，本发明的切换LED单元的LED设计没有限制。
图1和2示出了基本电流源驱动切换LED单元30，该单元还采用了与LED矩阵L11-LXY串联连接的开关SW1(例如半导体开关)，以及与开关SW1及LED矩阵L11-LXY的串联连接相并联的开关SW2(例如半导体开关)。为了便于理解单元30，对单元30工作模式的下述描述包含了LED矩阵L11-LXY内的每一个LED。然而实际上，本领域的技术人员应当理解，基于单元30的电流源驱动切换LED单元的单元设计可以包含LED矩阵L11-LXY中任意数目的LED以及这些LED的任意设置。
在图1所示的单元30的辐射模式中，开关SW1闭合，开关SW2断开，由此电流iPM1可以依次流过输入端IN1、开关SW1、LED矩阵L11-LXY以及输出端OUT1，从而根据所选的LED的(多种)颜色辐射有颜色的光。在图2所示的单元30的禁用模式中，开关SW1断开，开关SW2闭合，由此阻止电流iPM1流过LED矩阵L11-LXY，这些LED因此不辐射该颜色的光。由于开关SW1和SW2以LED驱动频率(例如200Hz)互补地断开和闭合，电流iPM1构成脉冲调制电流，本领域普通技术人员利用传统技术可以实现这一点。
切换LED单元30的多个LED的实施例还可包含贯穿LED矩阵L11-LXY中的多个LED分布的一个或者多个另外的开关(例如半导体开关)，从而可以根据这些另外的开关相对于图1和2所示开关SW1和SW2的断开和闭合的断开和闭合，改变这些LED所辐射的光的颜色等级与/或色彩强度。这种多个LED的实施例可以以相同或者不同的LED驱动频率操作开关SW1和SW2以及这些另外的开关。在以不同的LED驱动频率单独操作这些另外的开关或者在不同的LED驱动频率下分成多组操作这些另外的开关的实施例中，电流iPM1可包含各种LED驱动频率下的多个脉冲调制电流。
图3和4示出了基本电流源驱动切换LED单元31，该单元采用了开关SW11-SW1Y(例如半导体开关)连接到LED矩阵L11-LXY的电路配置。单元31还采用了与开关SW1-SW1Y和LED矩阵L11-LXY的电路配置并联的开关SW3(例如，半导体开关)。为了便于理解单元31，对单元31的工作模式的下述描述包含了开关SW11-SW1Y中的每一个以及LED矩阵L11-LXY内的每一个LED。然而实际上，本领域的技术人员应当理解，基于单元31的电流源驱动切换LED单元的单元设计可以包含任意数目的开关SW11-SW1Y和LED矩阵L11-LXY中的LED以及这些开关和LED的任意配置。
在图3所示的单元31的辐射模式中，开关SW3断开，开关SW11-SW1Y闭合，由此电流iPM1可以依次流过输入端IN2、开关SW11-SW1Y、LED矩阵L11-LXY以及输出端OUT2，从而根据这些LED的选定的(多种)颜色而辐射有颜色的光。在图4所示的单元31的禁用模式中，开关SW3闭合，开关SW11-SW1Y断开，由此阻止电流iPM1流过LED矩阵L11-LXY，这些LED因此不辐射该颜色的光。此外，由于开关SW3和开关SW11-SW1Y以LED驱动频率(例如200Hz)互补地断开和闭合，电流iPM1构成脉冲调制电流，通过本领域技术人员想得到的传统技术可以实现这一点。在单元31的备选操作实施例中，可以以不同的LED驱动频率单独操作开关SW11-SW1Y或者在不同的LED驱动频率下分组地操作开关SW11-SW1Y。在这种情况下，电流iPM1可包括变化的LED驱动频率下的多个脉冲调制电流。
切换LED单元31的实施例还可包含贯穿LED矩阵L11-LXY分布的一个或者多个另外的开关(例如半导体开关)，从而可以根据这些另外的开关相对于图3和4所示开关SW3和开关SW11-SW1Y的断开和闭合的断开和闭合，改变颜色等级与/或色彩强度。这种多个LED的实施例可以以相同或者不同的LED驱动频率操作开关SW3和SW11-SW1Y以及这些另外的开关。在以不同的LED驱动频率单独操作这些另外的开关或者在不同的LED驱动频率下分成多组操作这些另外的开关的实施例中，电流ipm1可包含各种LED驱动频率下的多个脉冲调制电流。
图5和6示出了基本电流源驱动切换LED单元32，该单元采用了连开关SW11-SWX1(例如半导体开关)接到LED矩阵L11-LXY的电路配置。为了便于理解单元32，对单元32工作模式的下述描述包含了开关SW1-SWX1中的每一个以及LED矩阵L11-LXY内的每一个LED。然而实际上，本领域的技术人员应当理解，基于单元32的电流源驱动切换LED单元的单元设计可以包含任意数目的开关SW11-SWX1和LED矩阵L11-LXY中的LED以及这些开关和LED的任意配置。
在图5所示的单元32的辐射模式中，开关SW11-SWX1断开，由此电流iPM1可以依次流过输入端IN3、LED矩阵L11-LXY以及输出端OUT3，从而根据这些LED的选定的颜色辐射有颜色的光。在图6所示的单元32的禁用模式中，选定的开关SW11-SWX1闭合，由此阻止电流iPM1流过LED矩阵L11-LXY，这些LED因此不辐射该颜色的光。同样，由于开关SW11-SWX1以LED驱动频率(例如200Hz)互补地断开和闭合，电流iPM1构成脉冲调制电流，通过本领域技术人员想得到的传统技术可以实现这一点。在单元32的备选操作实施例中，可以以不同的LED驱动频率单独操作开关SW11-SWX1或者在不同的LED驱动频率下分组地操作开关SW11-SWX1。在这种情况下，电流iPM1可包括各种LED驱动频率下的多个脉冲调制电流。
切换LED单元32的实施例还可包含贯穿所选定的多个LED分布的的一个或者多个另外的开关(例如半导体开关)，从而可以根据这些另外的开关相对于图5和6所示的开关SW11-SWX1的断开和闭合的断开和闭合，改变色彩等级与/或色彩强度。这种多个LED的实施例可以以相同或者不同的LED驱动频率操作SW11-SWX1以及这些另外的开关。在以不同的LED驱动频率单独操作这些另外的开关或者在不同的LED驱动频率下分成多组操作这些另外的开关的实施例中，电流iPM1可包括各种LED驱动频率下的多个脉冲调制电流。
参考图1至6，采用电流源和该电流源驱动的切换LED单元30至32之一的本发明的电流源LED驱动器的数目和配置没有限制。图7至11示出了本发明的电流源LED驱动器的几个示例性实施例。
图7示出了采用形式为Buck转换器的电流源CS1的电流源LED驱动器40，该电流源CS1具有电池B1、半导体开关Q1、二极管D1和电感器L1的已知布置。按常规，通过以功率转换频率(例如100KHz)向半导体开关Q1的栅极施加栅极信号而操作电流源CS1，本领域技术人员将明白这一点。
图8示出了采用形式为Cuk转换器的电流源CS2的电流源LED驱动器41，该电流源CS2具有电池B2、电感器L2、半导体开关Q2、电容器C1、二极管D2和电感器L3的已知布置。按常规，以功率转换频率(例如100KHz)向半导体开关Q2的栅极施加栅极信号而操作电流源CS2，本领域技术人员将明白这一点。
图9示出了采用形式为Zeta转换器的电流源CS3的电流源LED驱动器42，该电流源CS3具有电池B3、半导体开关Q3、电感器L4、电容器C2、二极管D3和电感器L5的已知布置。按常规，以功率转换频率(例如100KHz)向半导体开关Q3的栅极施加栅极信号而操作电流源CS3，本领域技术人员将明白这一点。
图10示出了采用形式为Forward转换器的电流源CS4的电流源LED驱动器43，该电流源CS4具有电池B4、变压器T1、半导体开关Q4、二极管D4、二极管D5和电感L6的已知布置。驱动器43还采用了单元32(图5和6)的版本32a。按常规，以功率转换频率(例如100KHz)向半导体开关Q4的栅极施加栅极信号而操作电流源CS4，本领域技术人员将明白这一点。
参考图7至10，驱动器40至43还采用了单元32(图3和4)的版本32a，其中该版本32a具有开关SW11-SW41和LED L11-L41的如图所示的电路配置。在可能包含另外的开关的任何所需的电路配置中，LEDL11、LED L21、LED L31与/或LED L41可以实现为多个LED。在一个实施例中，LED L11包括一个或者多个红色LED，LED L21包括多个绿色LED，LED L31包括多个蓝色LED，LED L41包括一个或者多个琥珀色LED。
单元32a具有十五(15)个辐射模式，单元32a的每个辐射模式涉及开关SW11-SW41中一个或者多个的选择性断开，由此电流iPM1流过LEDL11-L41中的一个或者多个，从而根据LED L11-L41中的哪些正在辐射光而辐射有颜色的光。在单元32a的禁用模式中，开关SW11-SW41闭合，由此阻止电流iPM1流过LED L11-L41，因此LED L11-L41不辐射该颜色的光。单元32a根据选择性地施加于开关SW11-SW41的常规控制信号，以LED驱动频率(例如200Hz)切换于辐射模式之一和禁用模式之间。在单元32a的备选操作实施例中，可以以不同的LED驱动频率单独操作开关SW11-SW41或者在不同的LED驱动频率下分组地操作开关SW11-SW41。在这种情况下，电流iPM1可包括各种LED驱动频率下的多个脉冲调制电流。
图11示出了采用电流源CS 1(图7)和单元31的版本31a(图3和4)的电流源LED驱动器44，其中版本31a具有开关SW3、开关SW11-SW14和LED L11-L14按图所示的电路配置。在可能包含另外的开关的任何所需的电路配置中，LED L11、LED L12、LED L13与/或LED L14可以实现为多个LED。在一个实施例中，LED L11包括一个或者多个红色LED，LED L12包括多个绿色LED，LED L13包括多个蓝色LED，LED L14包括一个或者多个琥珀色LED。
单元31a具有十五(15)个辐射模式，单元31a的每个辐射模式涉及开关SW3的断开以及SW11-SW14中一个或者多个开关的选择性闭合，由此电流iPM1流过LED L11-L14中的一个或者多个，从而根据LEDL11-L14中的哪些正在辐射光而辐射有颜色的光。在单元31a的禁用模式中，开关SW3和开关SW11-SW14闭合，由此阻止电流iPM1流过LEDL11-L14，因此LED L11-L14不辐射该颜色的光。单元31a根据选择性地施加于开关SW11-SW14的常规控制信号，以LED驱动频率(例如200Hz)切换于辐射模式之一和禁用模式之间。在单元31a的备选操作实施例中，可以以不同的LED驱动频率单独操作开关SW11-SW14或者在不同的LED驱动频率下分组地操作开关SW11-SW14。在这种情况下，电流iPM1可包括各种LED驱动频率下的多个脉冲调制电流。
图12和13示出了基本电压源驱动切换LED单元50，该LED单元还采用了与LED矩阵L11-LXY并联连接的开关SW5(例如半导体开关)，以及与开关SW5和LED矩阵L11-LXY的并联连接相串联的开关SW4(例如半导体开关)。为了便于理解单元50，对单元50工作模式的下述描述包含LED矩阵L11-LXY中的每个LED。然而实际上，本领域的技术人员应当理解，基于单元50的电压源驱动切换LED单元的单元设计可以包含任意数目的LED矩阵L11-LXY中的LED以及这些LED的任意配置。
在图12所示的单元50的辐射模式中，开关SW4闭合，开关SW5断开，由此电流iPM1可以依次流过输入端IN4、开关SW4、LED矩阵L11-LXY以及输出端OUT4，从而根据这些LED的选定的(多种)颜色辐射有颜色的光。在图13所示的单元50的禁用模式中，开关SW4断开，开关SW5闭合，由此阻止电流iPM1流过LED矩阵L11-LXY，这些LED因此不辐射该颜色的光。由于开关SW4和SW5以LED驱动频率(例如200Hz)互补地断开和闭合，电流iPM1构成脉冲调制电流，通过本领域技术人员想得到的传统技术可以实现这一点。
切换LED单元50的多个LED的实施例还可包含贯穿LED矩阵L11-LXY的多个LED分布的一个或者多个另外的开关(例如半导体开关)，从而可以根据这些另外的开关相对于图12和13所示开关SW4和SW5的断开和闭合的断开和闭合，改变这些LED所辐射光的色彩等级与/或色彩强度。这种多个LED的实施例可以以相同或者不同的LED驱动频率操作开关SW4和SW5以及这些另外的开关。在以不同的LED驱动频率单独操作这些另外的开关或者在不同的LED驱动频率下分成多组操作这些另外的开关的实施例中，电流iPM2可包括各种LED驱动频率下的多个脉冲调制电流。
图14和15示出了基本电压源驱动切换LED单元51，该LED单元采用了开关SW11-SW1Y(例如半导体开关)与LED矩阵L11-LXY相连接的电路配置。为了便于理解单元51，对单元51工作模式的下述描述包含了开关SW11-SW1Y中的每一个和LED矩阵L11-LXY中的每个LED。然而实际上，本领域的技术人员应当理解，基于单元51的电流源驱动切换LED单元的单元设计可以包含任意数目的开关SW11-SW1Y和LED矩阵L11-LXY中的LED以及这些开关和LED的任意配置。
在图14所示的单元51的辐射模式中，开关SW11-SW1Y闭合，由此电流iPM1可以依次流过输入端IN5、开关SW11-SW1Y、LED矩阵L11-LXY以及输出端OUT5，从而根据这些LED的选定颜色辐射有颜色的光。在图15所示的单元51的禁用模式中，开关SW11-SW1Y断开，由此阻止电流iPM1流过LED矩阵L11-LXY，这些LED因此不辐射该颜色的光。同样，由于开关SW11-SW1Y以LED驱动频率(例如200Hz)断开和闭合，电流iPM1构成脉冲调制电流，通过本领域技术人员想得到的传统技术可以实现这一点。在单元51的备选操作实施例中，可以以不同的LED驱动频率单独操作开关SW11-SW1Y或者在不同的LED驱动频率下分组地操作开关SW11-SW1Y。在这种情况下，电流iPM2可包括各种LED驱动频率下的多个脉冲调制电流。
切换LED单元51的实施例还可包含贯穿LED矩阵L11-LXY分布的一个或者多个另外的开关(例如半导体开关)，从而可以根据这些另外的开关相对于图14和15所示开关SW11-SW1Y的断开和闭合的断开和闭合，改变色彩等级与/或色彩强度。这种多个LED的实施例可以以相同或者不同的LED驱动频率操作开关SW11-SW1Y以及这些另外开关。在以不同的LED驱动频率单独操作这些另外的开关或者在不同的LED驱动频率下分成多组操作这些另外的开关的实施例中，电流iPM2可包含各种LED驱动频率下的多个脉冲调制电流。
图16和17示出了基本电压源驱动切换LED单元52，该LED单元采用了开关SW11-SWX1(例如半导体开关)连接到LED矩阵L11-LXY的电路配置。单元52还采用了与开关SW11-SWX1和LED矩阵L11-LXY的电路配置串联连接的开关SW6。为了便于理解单元52，对单元52工作模式的下述描述包含了开关SW11-SWX1中的每一个以及LED矩阵L11-LXY内的每一个LED。然而实际上，本领域的技术人员应当理解，基于单元52的电压源驱动切换LED单元的单元设计可以包含任意数目的开关SW11-SWX1和LED矩阵L11-LXY中的LED以及这些开关和LED的任意配置。
在图16所示的单元52的辐射模式中，开关SW6闭合，开关SW11-SWX1断开，由此电流iPM1可以依次流过输入端IN6、LED矩阵L11-LXY以及输出端OUT6，从而根据这些LED的(多种)选定颜色辐射有颜色的光。在图17所示的禁用模式中，选定的开关SW11-SWX1闭合，由此阻止电流iPM1流过LED矩阵L11-LXY，这些LED因此不辐射该颜色的光。同样，由于开关SW6和开关SW11-SWX1以LED驱动频率(例如200Hz)互补地断开和闭合，电流iPM1构成脉冲调制电流，通过本领域技术人员想得到的传统技术可以实现这一点。在单元52的备选操作实施例中，可以以不同的LED驱动频率单独操作开关SW11-SWX1或者在不同的LED驱动频率下分组地操作开关SW11-SWX1。在这种情况下，电流iPM2可包括各种LED驱动频率下的多个脉冲调制电流。
切换LED单元52的实施例还可包含贯穿所选定的多个LED分布的一个或者多个另外的开关(例如半导体开关)，从而可以根据这些另外的开关相对于图16和17所示开关SW6和开关SW11-SWX1的断开和闭合的断开和闭合，改变色彩等级与/或色彩强度。这种多个LED的实施例可以以相同或者不同的LED驱动频率操作开关SW6和开关SW11-SWX1以及附加开关。在以不同的LED驱动频率单独操作这些另外的开关或者在不同的LED驱动频率下分成多组操作这些另外的开关的实施例中，电流iPM2可包括各种LED驱动频率下的多个脉冲调制电流。
参考图12至17，采用电压源和该电压源驱动的切换LED单元50至52之一的本发明的电压源LED驱动器的数目和配置没有限制。图18和19示出了本发明的电压源LED驱动器的几个示例实施例。
图18示出了采用形式为Boost转换器的电压源VS1的电压源LED驱动器60，该电压源VS1具有电池B5、电感器L7、半导体开关Q5、二极管D6和电容器C2的已知布置。按常规，以功率转换频率(例如100KHz)向半导体开关Q5的栅极施加栅极信号而操作电压源VS1，本领域技术人员将明白这一点。
驱动器60还采用了单元51(图13和14)的版本51a，其中该版本51a具有开关SW11-SW14和LED L11-L14的如图所示的电路配置。在可能包含另外的开关的任何所需的电路配置中，LED L11、LED L12、LED L13与/或LED L14可以实现为多个LED。在一个实施例中，LED L11包括一个或者多个红色LED，LED L12包括多个绿色LED，LED L13包括多个蓝色LED，LED L14包括一个或者多个琥珀色LED。
单元51a具有十五(15)个辐射模式，单元51a的每个辐射模式涉及SW11-SW14中一个或者多个开关的选择性断开，由此电流iPM1流过LEDL11-L14中的一个或者多个，从而根据LED L11-L14中的哪些正在辐射光而辐射有颜色的光。在单元51a的禁用模式中，开关SW11-SW14闭合，由此阻止电流iPM1流过LED L11-L14，因此LED L11-L14不辐射该颜色的光。单元51a根据选择性地施加于开关SW11-SW14的常规控制信号，以LED驱动频率(例如200Hz)切换于辐射模式之一和禁用模式之间。在单元51a的备选操作实施例中，可以以不同的LED驱动频率单独操作开关SW11-SW14或者在不同的LED驱动频率下分组地操作开关SW11-SW14。在这种情况下，电流iPM2可包括各种LED驱动频率下的多个脉冲调制电流。
图19示出了采用形式为F1yback转换器的电压源VS2的电压源LED驱动器61，该电压源VS2具有电池B6、半导体开关Q6、变压器T2和二极管D7的已知布置。按常规，以功率转换频率(例如100KHz)向半导体开关Q6的栅极施加栅极信号而操作电压源VS2，本领域技术人员将明白这一点。
驱动器61还采用了单元52(图16和17)的版本52a，其中该版本52a具有开关SW6、开关SW11-SW41和LED L11-L41的如图所示的电路配置。在可能包含另外的开关的任何所需的电路配置中，LED L11、LEDL21、LED L31与/或LED L41可以实现为多个LED。在一个实施例中，LED L11包括一个或者多个红色LED，LED L21包括多个绿色LED，LED L31包括多个蓝色LED，LED L41包括一个或者多个琥珀色LED。
单元52a具有十五(15)个辐射模式，单元52a的每个辐射模式涉及开关SW6的闭合以及开关SW11-SW41中一个或者多个的选择性断开，由此电流iPM2流过LED L11-L41中的一个或者多个，从而根据LEDL11-L41中的哪些正在辐射光而辐射有颜色的光。在单元52a的禁用模式中，开关SW6断开，开关SW11-SW41闭合，由此阻止电流iPM2流过LEDL11-L41，因此LED L11-L41不辐射该颜色的光。单元52a根据选择性地施加于开关SW11-SW41的常规控制信号，以LED驱动频率(例如200Hz)切换于辐射模式之一和禁用模式之间。在单元52a的备选操作实施例中，可以以不同的LED驱动频率单独操作开关SW11-SW41或者在不同的LED驱动频率下分组地操作开关SW11-SW41。在这种情况下，电流iPM2可包括各种LED驱动频率下的多个脉冲调制电流。
图20示出了基本电流源LED驱动器70，该驱动器采用了电流源IS和用于设计本发明的电流源LED驱动器诸多实施例之一的单元矩阵30(11)-30(XY)。本发明的电流源LED驱动器的驱动器设计涉及(1)从单元矩阵30(11)-30(XY)中选择一个或者多个电流源驱动的切换LED单元30，其中X≥1且Y≥1，(2)对从单元矩阵30(11)-30(XY)中选择出的每个单元30进行LED设计，以及(3)对于多个单元的实施例，为从单元矩阵30(11)-30(XY)中选择出的多个单元30选择一个或者多个串联连接与/或并联连接。对于采用多个单元30的驱动器实施例，优选地将具有相似工作电流规格的单元30串联连接，并优选地将具有相似工作电压规格的单元30并联连接。本领域的普通技术人员应当理解，基于驱动器70的电流源LED驱动器的驱动器设计没有限制。图22至25示出了基于驱动器70的电流源LED驱动器的几个示例性实施例。
图22示出了与电流源IS并联连接的红色单元30R、绿色单元30G和蓝色单元30B。图23示出了与电流源IS串联连接的红色单元30R、绿色单元30G和蓝色单元30B。图24示出了串联连接到电流源IS的红色单元30R以及绿色单元30G和蓝色单元30B的并联连接。图25示出了红色单元30R及绿色单元30G和蓝色单元30B的串联连接与电流源IS并联连接。参考图22至25，电流源(例如图7至10所示的CS1-CS4)根据各个单元30R、30G和30B以相同的LED驱动频率或者以不同的LED驱动频率在各自辐射模式和禁用模式之间的切换，向单元30R、30G和30B提供脉冲调制电流IPM1，且电流IPM1可包括各种LED驱动频率下的多个脉冲调制电流。
图21示出了基本电压源LED驱动器80，该驱动器采用了电压源VS和用于设计本发明的电压源LED驱动器诸多实施例之一的单元矩阵50(11)-50(XY)。本发明的电压源LED驱动器的驱动器设计涉及(1)从单元矩阵50(11)-50(XY)中选择一个或者多个电压源驱动的切换LED单元50，其中X≥1且Y≥1，(2)对从单元矩阵50(11)-50(XY)中选择出的每个单元50进行LED设计，以及(3)对于多个单元的实施例，为从单元矩阵50(11)-50(XY)中选择出的多个单元50选择一个或者多个串联连接与/或并联连接。对于采用多个单元50的驱动器实施例，优选地将具有相似工作电流规格的单元50串联连接，并优选地将具有相似工作电压规格的单元50并联连接。本领域的普通技术人员应当理解，基于驱动器80的电压源LED驱动器的驱动器设计没有限制。图26至29示出了基于驱动器80的电压源LED驱动器的几个示例性实施例。
图26示出了与电压源VS并联连接的红色单元50R、绿色单元50G和蓝色单元50B。图27示出了与电压源VS串联连接的红色单元50R、绿色单元50G和蓝色单元50B。图28示出了与电压源Vs串联连接的红色单元50R以及绿色单元50G和蓝色单元50B的并联连接。图29示出了与电压源VS并联连接的红色单元50R及绿色单元50G和蓝色单元50B的串联连接。参考图26至29，电压源(例如图18和19所示的VS1和VS2)根据各个单元50R、50G和50B以相同的LED驱动频率或者以不同的LED驱动频率在各自辐射模式和禁用模式之间的切换，向单元50R，50G，50B提供脉冲调制电流IPM1，且电流IPM2可包括各种LED驱动频率下的多个脉冲调制电流。
尽管目前认为在此公开的本发明的各实施例是优选的，但在不离开本发明的精神和范围下可进行各种改变和调整。本发明的范围由所附权利要求指出，落在其等效意思和范围内的所有改变都应包含在所附权利要求内。
权利要求
1.一种LED驱动电路(70，80)，包含电源(IS，VS)，可用于以第一频率供电；以及第一切换LED单元(30-32，40-42)，其包含第一、至少一个LED(L11-LXY)，所述第一、至少一个LED(L11-LXY)可用于响应于流过该LED的第一LED电流辐射第一颜色的光，其中所述第一切换LED单元(30-32，40-42)可用于以第二频率在第一辐射模式和第一禁用模式之间切换，其中，在第一辐射模式期间，所述第一切换LED单元(30-32，40-42)控制该第一LED电流从所述电源(IS，VS)流过所述第一、至少一个LED(L11-LXY)，以及其中，在第一禁用模式期间，所述第一切换LED单元(30-32，40-42)阻止该第一LED电流从所述电源(IS，VS)流过所述第一、至少一个LED(L11-LXY)。
2.权利要求1的LED驱动电路(70，80)，进一步包含第二切换LED单元(30-32，40-42)，其包含第二、至少一个LED(L11-LXY)，所述第二、至少一个LED(L11-LXY)可用于响应于流过该LED的第二LED电流辐射第二颜色的光，其中所述第二切换LED单元(30-32，40-42)可用于以第三频率在第二辐射模式和第二禁用模式之间切换，其中，在第二辐射模式期间，所述第二切换LED单元(30-32，40-42)控制该第二LED电流从所述电源(IS，VS)流过所述第二、至少一个LED(L11-LXY)，以及其中，在第二禁用模式期间，所述第二切换LED单元(30-32，40-42)阻止该第二LED电流从所述电源(IS，VS)流过所述第二、至少一个LED(L11-LXY)。
3.权利要求2的LED驱动电路(70，80)，进一步包含第三切换LED单元(30-32，40-42)，其包含第三、至少一个LED(L11-LXY)，所述第三、至少一个LED(L11-LXY)可用于响应于流过该LED的第三LED电流辐射第三颜色的光，其中所述第三切换LED单元(30-32，40-42)可用于以第四频率在第三辐射模式和第三禁用模式之间切换，其中，在第三辐射模式期间，所述第三切换LED单元(30-32，40-42)控制该第三LED电流从所述电源(IS，VS)流过所述第三、至少一个LED(L11-LXY)，以及其中，在第三禁用模式期间，所述第三切换LED单元(30-32，40-42)阻止该第三LED电流从所述电源(IS，VS)流过所述第三、至少一个LED(L11-LXY)。
4.权利要求1的LED驱动电路(70，80)，进一步包含第二切换LED单元(30-32，40-42)，其包含第二、至少一个LED(L11-LXY)，所述第二、至少一个LED(L11-LXY)可用于响应于流过该LED的第一LED电流辐射第二颜色的光，其中所述第一切换单元(30-32，40-42)和所述第二切换LED单元(30-32，40-42)可用于以第二频率在第一辐射模式和第一禁用模式之间切换，其中，在第一辐射模式期间，所述第一切换单元(30-32，40-42)和所述第二切换LED单元(30-32，40-42)控制该第一LED电流从所述电源(IS，VS)流过所述第一、至少一个LED(L11-LXY)和所述第二、至少一个LED(L11-LXY)，以及其中，在第二禁用模式期间，所述第一切换单元(30-32，40-42)和所述第二切换LED单元(30-32，40-42)阻止该第一LED电流从所述电源(IS，VS)流过所述第一、至少一个LED(L11-LXY)和所述第二、至少一个LED(L11-LXY)。
5.权利要求4的LED驱动电路(70，80)，进一步包含第三切换LED单元(30-32，40-42)，其包含第三、至少一个LED(L11-LXY)，所述第三、至少一个LED(L11-LXY)可用于响应于流过该LED的第二LED电流辐射第三颜色的光，其中所述第三切换LED单元(30-32，40-42)可以以第三频率在第二辐射模式和第二禁用模式之间切换，其中，在第二辐射模式期间，所述第三切换LED单元(30-32，40-42)控制该第二LED电流从所述电源(IS，VS)流过所述第三、至少一个LED(L11-LXY)，以及其中，在第二禁用模式期间，所述第三切换LED单元(30-32，40-42)阻止该第二LED电流从所述电源(IS，VS)流过所述第三、至少一个LED(L11-LXY)。
6.权利要求4的LED驱动电路(70，80)，进一步包含第三切换LED单元(30-32，40-42)，其包含第三、至少一个LED(L11-LXY)，所述第三、至少一个LED(L11-LXY)可用于响应于流过该LED的第一LED电流辐射第三颜色的光，其中所述第一切换单元(30-32，40-42)、所述第二切换LED单元(30-32，40-42)和所述第三切换LED单元(30-32，40-42)可用于以第二频率在第一辐射模式和第一禁用模式之间切换，其中，在第一辐射模式期间，所述第一切换单元(30-32，40-42)、所述第二切换LED单元(30-32，40-42)和所述第三切换LED单元(30-32，40-42)控制该第一LED电流从所述电源(IS，VS)流过所述第一、至少一个LED(L11-LXY)，所述第二、至少一个LED(L11-LXY)和所述第三、至少一个LED(L11-LXY)，以及其中，在第二禁用模式期间，所述第一切换单元(30-32，40-42)、所述第二切换LED单元(30-32，40-42)和所述第三切换LED单元(30-32，40-42)阻止该第一LED电流从所述电源(IS，VS)流过所述第一、至少一个LED(L11-LXY)，所述第二、至少一个LED(L11-LXY)和所述第三、至少一个LED(L11-LXY)。
7.一种切换LED单元(30-32，40-42)，包含输入端(IN1-IN6)；输出端(0UT1-OUT6)；以及至少一个LED(L11-LXY)，可用于响应于流过所述至少一个LED(L11-LXY)的LED电流而辐射第一颜色的光，其中所述切换LED单元(30-32，40-42)可用于以LED驱动频率在辐射模式和禁用模式之间切换，其中，无论何时在所述输入端(IN1-IN6)和所述输出端(OUT1-OUT6)之间施加该电源(IS，VS)，该辐射模式用于控制该LED电流从电源(IS，VS)流过所述至少一个LED(L11-LXY)，以及其中，无论何时在所述输入端(IN1-IN6)和所述输出端(OUT1-OUT6)之间施加该电源(IS，VS)，该禁用模式用于阻止该LED电流从电源(IS，VS)流过所述第二、至少一个LED(L11-LXY)。
8.权利要求7的切换LED单元(30-32，40-42)，进一步包含至少一个开关(SW)，可用于在辐射模式期间闭合且在禁用模式期间断开。
9.权利要求7的切换LED单元(30-32，40-42)，进一步包含至少一个开关(SW)，可用于在辐射模式期间断开且在禁用模式期间闭合。
10.权利要求9的切换LED单元(30-32，40-42)，进一步包含第一、至少一个开关(SW)，可用于在辐射模式期间断开且在禁用模式期间闭合；以及第二、至少一个开关(SW)，可用于在辐射模式期间闭合且在禁用模式期间断开。
全文摘要
一种LED驱动电路(70，80)，该电路使用电源(I
文档编号H05B33/08GK1784931SQ200480012275
公开日2006年6月7日 申请日期2004年4月22日 优先权日2003年5月7日
发明者P·徐 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司