用于各种操作模式中的恒流控制的led照明系统和方法

专利名称：用于各种操作模式中的恒流控制的led照明系统和方法
技术领域：
本发明涉及集成电路。更具体地，本发明提供了用于各种操作模式中的恒流控制的照明(lighting)系统和方法。仅仅作为示例，本发明已应用于一个或多个发光二极管。但是将认识到，本发明具有更广泛的应用范围。
背景技术：
一般地，用于发光二极管(LED)的传统照明系统常使用浮动降压(Buck)转换器。这种类型的LED照明系统通常尺寸较小且成本合算。图1是示出具有降压转换器的传统LED照明系统的简化示图。照明系统100包括脉宽调制(PWM)控制器110、电源开关120、二极管130、电感器140、电容器150和152以及感测电阻器160。另外，照明系统100接收输入电压并且向一个或多个LED 190提供灯电流和灯电压。如图1所示，电源开关120包括端子122、124和126。PWM控制器110输出驱动信号112并且接收电流感测信号114。驱动信号112对应于开关周期(例如，Ts)。例如，电源开关120是MOS晶体管。在另一不例中，电源开关120是双极型晶体管(例如，NPN双极型晶体管)。在又一示例中，电源开关120是绝缘栅双极晶体管(IGBT)。提高恒流控制技术变得非常重要，以使得可以在DCM模式、CCM模式和临界传导模式(CRM)中获得恒定的灯电流并且可以实现高功率因数和精度控制。

发明内容
本发明涉及集成电路。更具体地，本发明提供了用于各种操作模式中的恒流控制的照明系统和方法。仅仅作为示例，本发明已应用于一个或多个发光二极管。但是将认识到，本发明具有更广泛的应用范围。根据另一实施例，一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的系统包括:控制组件，被配置为至少接收退磁信号、感测信号和参考信号，并且至少基于与退磁信号、感测信号和参考信号相关联的信息生成控制信号；以及逻辑和驱动组件，被配置为至少接收控制信号并且至少基于与控制信号相关联的信息向开关输出驱动信号。开关被连接到二极管的第一二极管端子和电感器的第一电感器端子。二极管还包括第二二极管端子，并且电感器还包括第二电感器端子。第二二极管端子和第二电感器端子被配置为至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管。控制信号被配置为将输出电流调整为预定的恒定电流大小。根据又一实施例，一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的方法包括:至少接收退磁信号、感测信号和参考信号；处理与退磁信号、感测信号和参考信号相关联的信息；以及至少基于与退磁信号、感测信号和参考信号相关联的信息生成控制信号。另外，该方法包括:至少接收控制信号；处理与控制信号相关联的信息；以及向被连接到二极管的第一二极管端子和电感器的第一电感器端子的开关输出驱动信号。二极管还包括第二二极管端子，并且电感器还包括第二电感器端子。第二二极管端子和第二电感器端子被配置为至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管。此外，该方法包括至少基于与控制信号相关联的信息将输出电流调整为预定大小。根据又一实施例，一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的系统包括第一信号处理组件，被配置为至少接收感测信号并且生成第一信号。感测信号与流经耦合到开关的电感器的电感器电流相关联。另外，该系统包括:第二信号处理组件，被配置为生成第二信号；积分器组件，被配置为接收第一信号和第二信号并且生成第三信号；以及比较器，被配置为处理与第三信号和感测信号相关联的信息并且至少基于与第三信号和感测信号相关联的信息生成比较信号。此外，该系统包括:信号生成器，被配置为至少接收比较信号并且生成调制信号；以及栅极驱动器，被配置为接收调制信号并且向开关输出驱动信号。驱动信号至少与一个或多个开关周期相关联，并且一个或多个开关周期的每个周期至少包括开关的接通时间段和用于退磁处理的退磁时段。对于一个或多个开关周期的每个周期，第一信号表示接通时间段和退磁时段的第一和值与第一电流大小和第二电流大小的第二和值的乘法结果，并且第二信号表示开关周期乘以预定电流大小。第一电流大小表示在接通时间段的开始处的电感器电流，并且第二电流大小表示在接通时间段的结束处的电感器电流。积分器组件还被配置为针对多个开关周期，对第一信号与第二信号之间的逐周期差值进行积分，并且第三信号表示积分后的逐周期累加差值。积分后的逐周期累加差值在大小上小于预定阈值。根据又一实施例，一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的方法包括至少接收感测信号。感测信号与流经耦合到开关的电感器的电感器电流相关联。另外，该方法包括:处理与感测信号相关联的信息；至少基于与感测信号相关联的信息生成第一信号；生成第二信号；接收第一信号和第二信号；处理与第一信号和第二信号相关联的信息；并且至少基于与第一信号和第二信号相关联的信息生成第三信号。此外，该方法包括:处理与第三信号和感测信号相关联的信息；至少基于与第三信号和感测信号相关联的信息生成比较信号；至少接收比较信号；至少基于与比较信号相关联的信息生成调制信号；接收调制信号；以及至少基于与调制信号相关联的信息输出驱动信号。驱动信号至少与一个或多个开关周期相关联，并且一个或多个开关周期的每个周期至少包括接通时间段和退磁时段。对于一个或多个开关周期的每个周期，第一信号表示接通时间段和退磁时段的第一和值与第一电流大小和第二电流大小的第二和值的乘法结果，并且第二信号表示开关周期乘以预定电流大小。第一电流大小表示在接通时间段的开始处的电感器电流，并且第二电流大小表示在接通时间段的结束处的电感器电流。用于处理与第一信号和第二信号相关联的信息的处理包括针对多个开关周期，对第一信号与第二信号之间的逐周期差值进行积分，并且第三信号表示积分后的逐周期累加差值。积分后的逐周期累加差值在大小上小于预定阈值。根据又一实施例，一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的系统包括:第一信号处理组件，被配置为至少接收感测信号并且生成第一信号。感测信号与流经耦合到开关的电感器的电感器电流相关联。另外，该系统包括:第二信号处理组件，被配置为生成第二信号；积分器组件，被配置为接收第一信号和第二信号并且生成第三信号；以及比较器，被配置为处理与第三信号和感测信号相关联的信息并且至少基于与第三信号和感测信号相关联的信息生成比较信号。此外，该系统包括:信号生成器，被配置为至少接收比较信号并且生成调制信号；以及栅极驱动器，被配置为接收调制信号并且向开关输出驱动信号。驱动信号至少与一个或多个开关周期相关联，并且一个或多个开关周期的每个周期至少包括开关的接通时间段和用于退磁处理的退磁时段。对于一个或多个开关周期的每个周期，第一信号表示第一乘法结果与第二乘法结果之和，并且第二信号表示开关周期乘以预定电流大小。第一乘法结果等于第一电流大小和第二电流大小之和值乘以接通时间段。第一电流大小表示在接通时间段的开始处的电感器电流，并且第二电流大小表示在接通时间段的结束处的电感器电流。第二乘法结果等于二乘以退磁时段并且再乘以第三电流大小，并且第三电流大小表示在接通时间段的正中间处的电感器电流。积分器组件还被配置为针对多个开关周期，对第一信号与第二信号之间的逐周期差值进行积分，并且第三信号表示积分后的逐周期累加差值。积分后的逐周期累加差值在大小上小于预定阈值。根据又一实施例，一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的方法包括至少接收感测信号。感测信号与流经耦合到开关的电感器的电感器电流相关联。另夕卜，该方法包括:处理与感测信号相关联的信息；至少基于与感测信号相关联的信息生成第一信号；生成第二信号；接收第一信号和第二信号；处理与第一信号和第二信号相关联的信息；并且至少基于与第一信号和第二信号相关联的信息生成第三信号。此外，该方法包括:处理与第三信号和感测信号相关联的信息；至少基于与第三信号和感测信号相关联的信息生成比较信号；至少接收比较信号；并且至少基于与比较信号相关联的信息生成调制信号。并且，该方法包括:接收调制信号；以及至少基于与调制信号相关联的信息输出驱动信号。驱动信号至少与一个或多个开关周期相关联，并且一个或多个开关周期的每个周期至少包括接通时间段和退磁时段。对于一个或多个开关周期的每个周期，第一信号表示第一乘法结果与第二乘法结果之和值，并且第二信号表示开关周期乘以预定电流大小。第一乘法结果等于第一电流大小和第二电流大小之和值乘以接通时间段。第一电流大小表示在接通时间段的开始处的电感器电流，并且第二电流大小表示在接通时间段的结束处的电感器电流。第二乘法结果等于二乘以退磁时段并且再乘以第三电流大小，并且第三电流大小表示在接通时间段的正中间处的电感器电流。用于处理与第一信号和第二信号相关联的信息的处理包括针对多个开关周期，对第一信号与第二信号之间的逐周期差值进行积分，并且第三信号表示积分后的逐周期累加差值。积分后的逐周期累加差值在大小上小于预定阈值。根据又一实施例，一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的系统包括:第一采样和保持以及电压到电流转换组件，被配置为至少接收感测信号并且生成第一电流信号。感测信号与流经耦合到第一开关的电感器的电感器电流相关联。另外，该系统包括:第二采样和保持以及电压到电流转换组件，被配置为至少接收感测信号并且生成第二电流信号；以及信号放大以及电压到电流转换组件，被配置为至少接收感测信号并且生成第三电流信号。此外，该系统包括:电流信号生成器，被配置为生成第四电流信号；以及电容器，被耦合到电流信号生成器，通过第二开关被耦合到第一采样和保持以及电压到电流转换组件和第二采样和保持以及电压到电流转换组件，并且通过第三开关被耦合到信号放大以及电压到电流转换组件。电容器被配置为生成电压信号。而且，该系统包括:比较器，被配置为处理与电压信号和感测信号相关联的信息，并且至少基于与电压信号和感测信号相关联的信息生成比较信号。另外，该系统包括:调制信号生成器，被配置为至少接收比较信号并且生成调制信号；以及栅极驱动器，被配置为接收调制信号并且向第一开关输出驱动信号。驱动信号至少与一个或多个开关周期相关联，并且一个或多个开关周期的每个周期至少包括第一开关的接通时间段和用于退磁处理的退磁时段。第一电流信号表示在接通时间段的开始处的电感器电流；第二电流信号表示在接通时间段的结束处的电感器电流；并且第三电流信号表示电感器电流。对于一个或多个开关周期的每个周期，第一电流信号和第二电流信号被配置为仅在退磁时段期间对电容器放电或充电；第三电流信号被配置为仅在接通时间段期间对电容器放电或充电；并且第四电流信号被配置为在开关周期期间对电容器充电或放电。根据又一实施例，一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的方法包括至少接收感测信号。感测信号与流经耦合到开关的电感器的电感器电流相关联，处理与感测信号相关联的信息，并且至少基于与感测信号相关联的信息生成第一电流信号、第二电流信号和第三电流信号。另外，该方法包括:生成第四电流信号；处理与第一电流信号、第二电流信号、第三电流信号和第四电流信号相关联的信息；并且至少基于与第一电流信号、第二电流信号、第三电流信号和第四电流信号相关联的信息，至少通过电容器来生成电压信号。此外，该方法包括:处理与电压信号和感测信号相关联的信息；至少基于与电压信号和感测信号相关联的信息生成比较信号；至少接收比较信号；并且至少基于与比较信号相关联的信息生成调制信号。而且，该方法包括:接收调制信号；并且至少基于与调制信号相关联的信息输出驱动信号。驱动信号至少与一个或多个开关周期相关联，并且一个或多个开关周期的每个周期至少包括接通时间段和退磁时段。第一电流信号表示在接通时间段的开始处的电感器电流；第二电流信号表示在接通时间段的结束处的电感器电流；并且第三电流信号表示电感器电流。对于一个或多个开关周期的每个周期，用于处理与第一电流信号、第二电流信号、第三电流信号和第四电流信号相关联的信息的处理包括:仅在退磁时段期间通过第一电流信号和第二电流信号对电容器放电或充电；仅在接通时间段期间通过第三电流信号对电容器放电或充电；以及在开关周期期间通过第四电流信号对电容器充电或放电。根据又一实施例，一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的系统包括信号放大以及电压到电流转换组件，被配置为至少接收感测信号并且生成第一电流信号。感测信号与流经耦合到第一开关的电感器的电感器电流相关联。另外，该系统包括:电流信号生成器，被配置为生成第二电流信号；以及电容器，被耦合到电流信号生成器，并且通过第二开关被耦合到信号放大以及电压到电流转换组件。电容器被配置为生成电压信号。此外，该系统包括:比较器，被配置为处理与电压信号和感测信号相关联的信息并且至少基于与电压信号和感测信号相关联的信息生成比较信号；调制信号生成器，被配置为至少接收比较信号并且生成调制信号；以及栅极驱动器，被配置为接收调制信号并且向第一开关输出驱动信号。驱动信号至少与一个或多个开关周期相关联，并且第一电流信号表示电感器电流。一个或多个开关周期的每个周期至少包括第一开关的接通时间段。对于一个或多个开关周期的每个周期，第一电流信号被配置为仅在接通时间段期间对电容器放电或充电；并且第二电流信号被配置为仅在接通时间段期间对电容器充电或放电。根据又一实施例，一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的方法包括至少接收感测信号。感测信号与流经耦合到开关的电感器的电感器电流相关联。另夕卜，该方法包括:处理与感测信号相关联的信息；至少基于与感测信号相关联的信息生成第一电流信号；生成第二电流信号；处理与第一电流信号和第二电流信号相关联的信息；以及至少基于与第一电流信号和第二电流信号相关联的信息，至少通过电容器来生成电压信号。此外，该方法包括:处理与电压信号和感测信号相关联的信息；至少基于与电压信号和感测信号相关联的信息生成比较信号；至少接收比较信号；至少基于与比较信号相关联的信息生成调制信号；接收调制信号；以及至少基于与调制信号相关联的信息输出驱动信号。驱动信号至少与一个或多个开关周期相关联，并且第一电流信号表示电感器电流。一个或多个开关周期的每个周期至少包括接通时间段。对于一个或多个开关周期的每个周期，用于处理与第一电流信号和第二电流信号相关联的信息的处理包括:仅在接通时间段期间通过第一电流信号对电容器放电或充电；以及仅在接通时间段期间通过第二电流信号对电容器充电或放电。根据又一实施例，一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的系统包括跨导放大器，被配置为接收感测信号并且还通过第一开关接收预定电压信号。感测信号与流经耦合到第二开关的电感器的电感器电流相关联，并且跨导放大器还被配置为生成电流信号。另外，该系统包括:电容器，被耦合到跨导放大器并且被配置为生成电压信号；以及比较器，被配置为处理与电压信号和感测信号相关联的信息并且至少基于与电压信号和感测信号相关联的信息生成比较信号。此外，该系统包括:调制信号生成器，被配置为至少接收比较信号并且生成调制信号；以及栅极驱动器，被配置为接收调制信号并且向第二开关输出驱动信号。驱动信号至少与一个或多个开关周期相关联，并且一个或多个开关周期的每个周期至少包括第二开关的接通时间段。跨导放大器还被配置为对于一个或多个开关周期的每个周期，仅在接通时间段期间至少接收预定电压信号。电流信号被配置为对电容器充电或放电。根据又一实施例，一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的方法包括至少接收感测信号。感测信号与流经耦合到开关的电感器的电感器电流相关联。另外，该方法包括:处理与感测信号和预定电压信号相关联的信息；至少基于与感测信号和预定电压信号相关联的信息生成电流信号；以及处理与电流信号相关联的信息。此外，该方法包括:至少基于与电流信号相关联的信息，至少通过电容器来生成电压信号；处理与电压信号和感测信号相关联的信息；以及至少基于与电压信号和感测信号相关联的信息生成比较信号。而且，该方法包括:至少接收比较信号；至少基于与比较信号相关联的信息生成调制信号；接收调制信号；以及至少基于与调制信号相关联的信息输出驱动信号。驱动信号至少与一个或多个开关周期相关联，并且一个或多个开关周期的每个周期至少包括接通时间段。用于至少接收感测信号的处理包括:对于一个或多个开关周期的每个周期，仅在接通时间段期间至少接收预定电压信号。此外，用于处理与电流信号相关联的信息的处理包括通过电流信号对电容器充电或放电。根据又一实施例，一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的系统包括第一采样和保持以及电压到电流转换组件，被配置为至少接收感测信号并且生成第一电流信号。感测信号与流经耦合到第一开关的电感器的电感器电流相关联。另外，该系统包括:第二采样和保持以及电压到电流转换组件，被配置为至少接收感测信号并且生成第二电流信号；信号放大以及电压到电流转换组件，被配置为至少接收感测信号并且生成第三电流信号；电流信号生成器，被配置为生成第四电流信号；以及电容器，被耦合到电流信号生成器，通过第二开关被耦合到第一采样和保持以及电压到电流转换组件和第二采样和保持以及电压到电流转换组件，并且通过第三开关被耦合到信号放大以及电压到电流转换组件，电容器被配置为生成第一电压信号。此外，该系统包括:乘法器组件，被配置为处理与第一电压信号和第二电压信号相关联的信息，并且至少基于与第一电压信号和第二电压信号相关联的信息生成乘法信号。而且，该系统包括:比较器，被配置为接收乘法信号和感测信号，并且至少基于与乘法信号和感测信号相关联的信息生成比较信号；调制信号生成器，被配置为至少接收比较信号并且生成调制信号；以及栅极驱动器，被配置为接收调制信号并且向第一开关输出驱动信号。驱动信号至少与多个开关周期相关联，并且多个开关周期的每个周期至少包括第一开关的接通时间段和用于退磁处理的退磁时段。第一电流信号表示在接通时间段的开始处的电感器电流；第二电流信号表示在接通时间段的结束处的电感器电流；并且第三电流信号表示电感器电流。对于多个开关周期，第一电流信号和第二电流信号被配置为仅在退磁时段期间对电容器放电或充电；第三电流信号被配置为仅在接通时间段期间对电容器放电或充电；并且第四电流信号被配置为在开关周期期间对电容器充电或放电。根据又一实施例，一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的方法包括至少接收感测信号。感测信号与流经耦合到开关的电感器的电感器电流相关联。另外，该方法包括:处理与感测信号相关联的信息；并且至少基于与感测信号相关联的信息生成第一电流信号、第二电流信号和第三电流信号。此外，该方法包括:生成第四电流信号；处理与第一电流信号、第二电流信号、第三电流信号和第四电流信号相关联的信息；以及至少基于与第一电流信号、第二电流信号、第三电流信号和第四电流信号相关联的信息，至少通过电容器来生成第一电压信号。而且，该方法包括:处理与第一电压信号和第二电压信号相关联的信息；至少基于与第一电压信号和第二电压信号相关联的信息生成乘法信号；接收乘法信号和感测信号；以及至少基于与乘法信号和感测信号相关联的信息生成比较信号。另外，该方法包括:至少接收比较信号；至少基于与比较信号相关联的信息生成调制信号；接收调制信号；以及至少基于与调制信号相关联的信息输出驱动信号。驱动信号至少与多个开关周期相关联，并且多个开关周期的每个周期至少包括接通时间段和退磁时段。第一电流信号表示在接通时间段的开始处的电感器电流；第二电流信号表示在接通时间段的结束处的电感器电流；并且第三电流信号表示电感器电流。对于多个开关周期的每个周期，用于处理与第一电流信号、第二电流信号、第三电流信号和第四电流信号相关联的信息的处理包括:仅在退磁时段期间通过第一电流信号和第二电流信号对电容器放电或充电；仅在接通时间段期间通过第三电流信号对电容器放电或充电；以及在开关周期期间通过第四电流信号对电容器充电或放电。根据又一实施例，一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的系统包括跨导放大器，被配置为接收感测信号并且还通过第一开关接收预定电压信号。感测信号与流经耦合到第二开关的电感器的电感器电流相关联，跨导放大器还被配置为生成电流信号。另外，该系统包括:电容器，被耦合到跨导放大器并且被配置为生成电压信号；以及比较器，被配置为处理与电压信号和斜坡信号相关联的信息并且至少基于与电压信号和斜坡信号相关联的信息生成比较信号。此外，该系统包括:调制信号生成器，被配置为至少接收比较信号并且生成调制信号；以及栅极驱动器，被配置为接收调制信号并且向第二开关输出驱动信号。驱动信号至少与一个或多个开关周期相关联，一个或多个开关周期的每个周期至少包括第二开关的接通时间段。跨导放大器还被配置为对于一个或多个开关周期的每个周期，仅在接通时间段期间至少接收预定电压信号。电流信号被配置为对电容器充电或放电。根据又一实施例，一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的方法包括至少接收感测信号。感测信号与流经耦合到开关的电感器的电感器电流相关联。另夕卜，该方法包括:处理与感测信号和预定电压信号相关联的信息；至少基于与感测信号和预定电压信号相关联的信息生成电流信号；处理与电流信号相关联的信息；并且至少基于与电流信号相关联的信息，至少通过电容器来生成电压信号。此外，该方法包括:处理与电压信号和斜坡信号相关联的信息；至少基于与电压信号和斜坡信号相关联的信息生成比较信号；至少接收比较信号；并且至少基于与比较信号相关联的信息生成调制信号。而且，该方法包括:接收调制信号；并且至少基于与调制信号相关联的信息输出驱动信号。驱动信号至少与一个或多个开关周期相关联，并且一个或多个开关周期的每个周期至少包括接通时间段。用于至少接收感测信号的处理包括:对于一个或多个开关周期的每个周期，仅在接通时间段期间至少接收预定电压信号；并且用于处理与电流信号相关联的信息的处理包括通过电流信号对电容器充电或放电。根据又一实施例，一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的系统包括跨导放大器，被配置为接收感测信号并且还通过第一开关接收预定电压信号。感测信号与流经耦合到第二开关的电感器的电感器电流相关联，并且跨导放大器还被配置为生成电流信号。另外，该系统包括:电容器，被耦合到跨导放大器并且被配置为生成第一电压信号；以及乘法器组件，被配置为处理与第一电压信号和第二电压信号相关联的信息，并且至少基于与第一电压信号和第二电压信号相关联的信息生成乘法信号。此外，该系统包括:比较器，被配置为接收乘法信号和感测信号并且至少基于与乘法信号和感测信号信号相关联的信息生成比较信号；调制信号生成器，被配置为至少接收比较信号并且生成调制信号；以及栅极驱动器，被配置为接收调制信号并且向第二开关输出驱动信号。驱动信号至少与一个或多个开关周期相关联，一个或多个开关周期的每个周期至少包括第二开关的接通时间段。跨导放大器还被配置为对于一个或多个开关周期的每个周期，仅在接通时间段期间至少接收预定电压信号。电流信号被配置为对电容器充电或放电。根据又一实施例，一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的方法包括至少接收感测信号。感测信号与流经耦合到开关的电感器的电感器电流相关联。另外，该方法包括:处理与感测信号和预定电压信号相关联的信息；至少基于与感测信号和预定电压信号相关联的信息生成电流信号；处理与电流信号相关联的信息；并且至少基于与电流信号相关联的信息，至少通过电容器来生成第一电压信号。此外，该方法包括:处理与第一电压信号和第二电压信号相关联的信息；至少基于与第一电压信号和第二电压信号相关联的信息生成乘法信号；接收乘法信号和感测信号；并且至少基于与乘法信号和感测信号相关联的信息生成比较信号。而且，该方法包括:至少接收比较信号；至少基于与比较信号相关联的信息生成调制信号；接收调制信号；以及至少基于与调制信号相关联的信息输出驱动信号。驱动信号至少与一个或多个开关周期相关联，并且一个或多个开关周期的每个周期至少包括接通时间段。用于至少接收感测信号的处理包括:对于一个或多个开关周期的每个周期，仅在接通时间段期间至少接收预定电压信号；并且用于处理与电流信号相关联的信息的处理包括通过电流信号对电容器充电或放电。根据又一实施例，一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的系统包括第一信号处理组件，被配置为至少接收感测信号并且生成第一信号。感测信号与流经耦合到开关的电感器的电感器电流相关联。另外，该系统包括:第二信号处理组件，被配置为生成第二信号；积分器组件，被配置为接收第一信号和第二信号并且生成第三信号；t匕较器，被配置为处理与第三信号和感测信号相关联的信息并且至少基于与第三信号和感测信号相关联的信息生成比较信号。此外，该系统包括:信号生成器，被配置为至少接收比较信号并且生成调制信号；以及栅极驱动器，被配置为接收调制信号并且向开关输出驱动信号。驱动信号至少与一个或多个开关周期相关联，并且一个或多个开关周期的每个周期至少包括开关的接通时间段和用于退磁处理的退磁时段。第一信号处理组件还被配置为:对于一个或多个开关周期的每个周期，在接通时间段的正中间处采样感测信号；保持表示接通时间段正中间处的电感器电流的所采样到的感测信号；以及至少基于与所采样并保持的感测信号相关联的信息生成表示第一乘法结果与第二乘法结果之和的第一信号。对于一个或多个开关周期的每个周期，第二信号表示开关周期乘以预定电流大小。积分器组件还被配置为针对多个开关周期，对第一信号与第二信号之间的逐周期差值进行积分；并且第三信号表示积分后的逐周期累加差值。积分后的逐周期累加差值在大小上小于预定阈值。根据又一实施例，一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的方法包括至少接收感测信号。感测信号与流经耦合到开关的电感器的电感器电流相关联。另夕卜，该方法包括:处理与感测信号相关联的信息；至少基于与感测信号相关联的信息生成第一信号；生成第二信号；接收第一信号和第二信号；处理与第一信号和第二信号相关联的信息；并且至少基于与第一信号和第二信号相关联的信息生成第三信号。此外，该方法包括:处理与第三信号和感测信号相关联的信息；至少基于与第三信号和感测信号相关联的信息生成比较信号；至少接收比较信号；并且至少基于与比较信号相关联的信息生成调制信号。而且，该方法包括:接收调制信号；以及至少基于与调制信号相关联的信息输出驱动信号。驱动信号至少与一个或多个开关周期相关联，并且一个或多个开关周期的每个周期至少包括开关的接通时间段和用于退磁处理的退磁时段；用于处理与感测信号相关联的信息的处理包括:对于一个或多个开关周期的每个周期，在接通时间段的正中间处采样感测信号；并且保持表示接通时间段正中间处的电感器电流的所采样到的感测信号。对于一个或多个开关周期的每个周期，至少基于与所采样并保持的感测信号相关联的信息生成的第一信号表示第一乘法结果与第二乘法结果之和；并且第二信号表示开关周期乘以预定电流大小。用于处理与第一信号和第二信号相关联的信息的处理包括:针对多个开关周期，对第一信号与第二信号之间的逐周期差值进行积分；并且第三信号表示积分后的逐周期累加差值。积分后的逐周期累加差值在大小上小于预定阈值。取决于实施例，可以获得一个或多个益处。参考下面的详细描述和附图可以全面地理解本发明的这些益处以及各个另外的目的、特征和优点。


图1是示出具有降压(Buck)转换器的传统LED照明系统的简化示图。图2是示出在断续传导模式(DCM)中操作的照明系统的操作机制的简化示图。图3是示出根据本发明一个实施例的LED照明系统的简化示图。图4(A)、图4(B)和图4(C)是分别示出在断续传导模式(DCM)、连续传导模式(CCM)和临界传导模式(CRM)中操作的照明系统300的时序图的简化示图。图5是根据本发明另一实施例的LED照明系统的简化示图。图6是根据本发明又一实施例的LED照明系统的简化示图。图7是根据本发明又一实施例的LED照明系统的简化示图。图8是根据本发明又一实施例的LED照明系统的简化示图。图9是根据本发明又一实施例的LED照明系统的简化示图。图10是根据本发明又一实施例的LED照明系统的简化示图。图11是根据本发明又一实施例的LED照明系统的简化示图。图12是根据本发明又一实施例的LED照明系统的简化示图。
具体实施例方式本发明涉及集成电路。更具体地，本发明提供了用于各种操作模式中的恒流控制的照明系统和方法。仅仅作为示例，本发明已应用于一个或多个发光二极管。但是将认识到，本发明具有更广泛的应用范围。图2是示出在断续传导模式(DCM)中操作的照明系统100的操作机制的简化示图。波形210表示作为时间的函数的端子122与124之间的电压(例如，Vds)，波形220表示作为时间的函数的流经电感器140的电流(例如，IJ，并且波形230表示作为时间的函数的电流感测信号114 (例如，Vcs)。例如，当电源开关120接通时(例如，在乜期间)，电感器140被磁化并且流经电感器140的电流(例如，IJ会流经电源开关120和感测电阻器160。感测电阻器160将电感器电流(例如，ID转换为电流感测信号114(例如，VK)。在另一示例中，当电源开关120关断时(例如，在Irff期间)，电感器140被退磁并且电感器电流(例如，Il)流经二极管130、电容器150以及一个或多个LED 190。在又一示例中，流经一个或多个LED 190的灯电流192 (例如，输出电流)(例如，Iled)等于电感器电流的平均值(例如，Il的平均值)。如果电感器电流的平均值被调整为预定电平，则灯电流192也被调整为该预定电平。因此，可以通过感测经过感测电阻器160的电感器电流(例如，IJ并计算电源开关120的接通时间(例如，TJ来估计灯电流192。如上所述，照明系统100尝试通过控制电感器电流(例如，IJ的峰值大小来控制灯电流192。灯电流192等于电感器电流的平均值，但是电感器电流的平均值与电感器电流的峰值大小之间的关系取决于输入AC电压(例如，VAC)。例如，如果传统的照明系统100在连续传导模式(CCM)或断续传导模式(DCM)中以固定开关频率操作，则接通时间应当随着输入AC电压(例如，VAC)的增大而减小以便控制电感器电流的峰值大小。结果，电感器电流的平均值和灯电流192也随着输入AC电压的增大而减小。因此,灯电流192相对于各种输入AC电压而不会保持恒定。图3是示出根据本发明一个实施例的LED照明系统的简化示图。该示图仅仅是示例，其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。该照明系统300包括脉宽调制(PWM)控制器310、开关320、二极管330、电感器340、电容器350和352、感测电阻器360以及电容器364。例如，开关320、二极管330、电感器340、电容器350和感测电阻器360分别与开关120、二极管130、电感器140、电容器150和感测电阻器160相同。在另一示例中，开关320是MOS晶体管。在又一示例中，开关320是双极型晶体管(例如，NPN双极型晶体管)。在又一示例中，开关320是绝缘栅双极晶体管(IGBT)。在一个实施例中，PWM控制器310包括恒流控制组件380、退磁组件382、过流保护(OCP)组件384、时钟生成器386、参考信号生成器388、逻辑组件362、触发器组件394、驱动组件396和前沿消隐组件308。在另一实施例中，PWM控制器包括端子372、374、376、378和379。如图3所示，照明系统300接收输入电压332并且向一个或多个LED 390提供灯电流392 (例如，输出电流)和灯电压。例如，PWM控制器310通过端子372向开关320输出驱动信号312。在另一示例中，驱动信号312对应于开关周期(例如，TS)。根据一个实施例，如果开关320接通(例如，在Tm期间)，则流经电感器340的电流(例如，Il)被感测电阻器360感测，并且因此，由过流保护(OCP)组件384经由端子374和前沿消隐组件308接收电流感测信号314(例如，V。,)。例如，作为响应，过流保护(OCP)组件384生成控制信号385。根据另一实施例，退磁组件382经由端子376接收来自电容器352的信号354，并且作为响应生成退磁信号383。根据又一实施例，时钟生成器386生成时钟信号387,并且参考信号生成器388生成参考电压信号381 (例如，Veef)和参考电流信号389 (例如，Ieef)。在一个实施例中，驱动信号312、电流感测信号314、退磁信号383、时钟信号387和参考电流信号389由(例如，经由端子378)连接到电容器364的恒流控制组件380接收。例如，作为响应，恒流控制组`件380向逻辑组件362输出控制信号391。在另一示例中，逻辑组件362接收控制信号391和385并且输出逻辑信号393。在另一实施例中，逻辑信号393由触发器组件394接收，该触发器组件394还接收时钟信号387并生成调制信号395。例如，调制信号395由驱动组件396接收。在另一示例中，驱动组件396至少基于调制信号395生成驱动信号312。根据某些实施例，该照明系统300可以调整在各种操作模式中，例如在断续传导模式(DCM)、连续传导模式(CCM)和/或临界传导模式(CRM)中流经一个或多个LED 390的灯电流392 (例如，Imi)。例如，不管灯电压、电感器340的电感和/或输入电压332如何，灯电流392都被维持在恒定电平。图4(A)、图4(B)和图4(C)是分别示出在断续传导模式(DCM)、连续传导模式(CCM)和临界传导模式(CRM)中操作的照明系统300的时序图的简化示图。如图4㈧所示，在DCM中，开关320的关断时间Irff远长于退磁时段Tdemag。退磁处理在点C处结束，并且下一开关周期在退磁处理完成之后开始。退磁时段如下这样确定:Tdemag =(式 I)其中，V。表示一个或多个LED 390两端的灯电压，IL p表示在开关320的接通时间结束时电感器电流(例如，ID的峰值大小。另外，L表示电感器340的电感。此外，如图4(A)所示，I。表示电感器电流(例如，Il)在开关320的接通时间开始时的初始大小并且
等于零。在DCM中，等于平均电感器电流的灯电流392如下:
权利要求
1.一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的系统，该系统包括: 控制组件，被配置为至少接收退磁信号、感测信号和参考信号，并且至少基于与所述退磁信号、所述感测信号和所述参考信号相关联的信息生成控制信号；以及 逻辑和驱动组件，被配置为至少接收所述控制信号并且至少基于与所述控制信号相关联的信息向开关输出驱动信号； 其中: 所述开关被连接到二极管的第一二极管端子和电感器的第一电感器端子，所述二极管还包括第二二极管端子，所述电感器还包括第二电感器端子； 所述第二二极管端子和所述第二电感器端子被配置为至少将所述输出电流提供给所述一个或多个发光二极管； 所述控制信号被配置为将所述输出电流调整为预定的恒定电流大小。
2.如权利要求1所述的系统，还包括退磁组件，被配置为直接地或间接地接收来自所述第一二极管端子和所述第一电感器端子的反馈信号，并且至少基于与所述反馈信号相关联的信息生成所述退磁信号。
3.如权利要求2所述的系统，其中，所述退磁组件还被配置为至少经由电容器接收来自所述第一二极管端子和所述第一电感器端子的所述反馈信号。
4.如权利要求2所述的系统，其中，所述退磁信号包括分别与一个或多个脉冲宽度相关联的一个或多个脉冲，所述一个或多个脉冲宽度中的每个脉冲宽度对应于退磁时段。
5.如权利要求1所述的系统，其中，如果所述开关响应于所述驱动信号被闭合，则所述感测信号与流经所述开关的电流相关联。
6.如权利要求1所述的系统，其中，所述参考信号是与恒定电流大小相关联的参考电流。
7.如权利要求1所述的系统，其中，所述控制组件还被配置为至少接收所述驱动信号并且至少基于与所述退磁信号、所述感测信号、所述参考信号和所述驱动信号相关联的信息生成所述控制信号。
8.如权利要求7所述的系统，其中，所述控制组件还被配置为至少接收时钟信号并且至少基于与所述退磁信号、所述感测信号、所述参考信号、所述驱动信号和所述时钟信号相关联的信息生成所述控制信号。
9.如权利要求7所述的系统，其中，所述逻辑和驱动组件还被配置为至少接收所述时钟信号并且至少基于与所述控制信号和所述时钟信号相关联的信息向所述开关输出所述驱动信号，所述时钟信号对应于所述驱动信号的开关频率。
10.如权利要求1所述的系统，其中，所述逻辑和驱动组件包括: 逻辑组件，被配置为接收所述控制信号； 触发器组件，至少被耦合到所述逻辑组件；以及 驱动组件，至少被耦合到所述触发器组件并且被配置为生成所述驱动信号。
11.一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的方法，该方法包括: 至少接收退磁信号、感测信号和参考信号； 处理与所述退磁信号、所述感测信号和所述参考信号相关联的信息； 至少基于与所述退磁信号、所述感测信号和所述参考信号相关联的信息生成控制信号; 至少接收所述控制信号； 处理与所述控制信号相关联的信息； 向被连接到二极管的第一二极管端子和电感器的第一电感器端子的开关输出驱动信号，所述二极管还包括第二二极管端子，所述电感器还包括第二电感器端子，所述第二二极管端子和所述第二电感器端子被配置为至少将所述输出电流提供给所述一个或多个发光二极管；以及 至少基于与所述控制信号相关联的信息将所述输出电流调整为预定的恒定电流大小。
12.一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的系统，该系统包括: 第一信号处理组件，被配置为至少接收感测信号并且生成第一信号，所述感测信号与流经耦合到开关的电感器的电感器电流相关联； 第二信号处理组件，被配置为生成第二信号； 积分器组件，被配置为接收所述第一信号和所述第二信号并且生成第三信号； 比较器，被配置为处理与所述第三信号和所述感测信号相关联的信息并且至少基于与所述第三信号和所述感测信号相关联的信息生成比较信号； 信号生成器，被配置为至少接收所述比较信号并且生成调制信号；以及 栅极驱动器，被配置为接收所述调制信号并且向所述开关输出驱动信号； 其中，所述驱动信号至少与一个或多个开关周期相关联，所述一个或多个开关周期的每个周期至少包括所述开关的接`通时间段和用于退磁处理的退磁时段； 其中，对于所述一个或多个开关周期的每个周期， 所述第一信号表示所述接通时间段和所述退磁时段的第一和值与第一电流大小和第二电流大小的第二和值的乘法结果，所述第一电流大小表示在所述接通时间段的开始处的所述电感器电流，所述第二电流大小表示在所述接通时间段的结束处的所述电感器电流；并且 所述第二信号表示所述开关周期乘以预定参考电流大小； 其中: 所述积分器组件还被配置为针对多个开关周期，对所述第一信号与所述第二信号之间的逐周期差值进行积分；并且 所述第三信号表示积分后的逐周期累加差值，所述积分后的逐周期累加差值在大小上小于预定阈值。
13.如权利要求12所述的系统，其中: 所述积分器组件包括跨导放大器和电容器； 所述跨导放大器被配置为接收所述第一信号和所述第二信号；并且 所述电容器直接地或间接地被耦合到所述跨导放大器和所述比较器。
14.如权利要求12所述的系统，被配置为在断续传导模式、连续传导模式和临界传导模式中将输出电流调整为预定的恒定电流大小。
15.如权利要求12所述的系统，被配置为在断续传导模式中将输出电流调整为预定的恒定电流大小。
16.如权利要求12所述的系统，被配置为在连续传导模式中将输出电流调整为预定的恒定电流大小。
17.如权利要求12所述的系统，被配置为在临界传导模式中将输出电流调整为预定的恒定电流大小。
18.一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的方法，该方法包括: 至少接收感测信号，所述感测信号与流经耦合到开关的电感器的电感器电流相关联； 处理与所述感测信号相关联的信息； 至少基于与所述感测信号相关联的信息生成第一信号； 生成第二信号； 接收所述第一信号和所述第二信号； 处理与所述第一信号和所述第二信号相关联的信息； 至少基于与所述第一信号和所述第二信号相关联的信息生成第三信号； 处理与所述第三信号和所述感测信号相关联的信息； 至少基于与所述第三信号和所述感测信号相关联的信息生成比较信号； 至少接收所述比较信号； 至少基于与所述比较信号相关联的信息生成调制信号； 接收所述调制信号；以及 至少基于与所述调制信号相关联的信息输出驱动信号； 其中，所述驱动信号至少与一个或多个开关周期相关联，所述一个或多个开关周期的每个周期至少包括接通时间段和退磁时段； 其中，对于所述一个或多个开关周期的每个周期， 所述第一信号表示所述接通时间段和所述退磁时段的第一和值与第一电流大小和第二电流大小的第二和值的乘法结果，所述第一电流大小表示在所述接通时间段的开始处的所述电感器电流，所述第二电流大小表示在所述接通时间段的结束处的所述电感器电流；并且 所述第二信号表示所述开关周期乘以预定参考电流大小； 其中: 用于处理与所述第一信号和所述第二信号相关联的信息的处理包括针对多个开关周期，对所述第一信号与所述第二信号之间的逐周期差值进行积分；并且 所述第三信号表示积分后的逐周期累加差值，所述积分后的逐周期累加差值在大小上小于预定阈值。
19.一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的系统，该系统包括: 第一信号处理组件，被配置为至少接收感测信号并且生成第一信号，所述感测信号与流经耦合到开关的电感器的电感器电流相关联； 第二信号处理组件，被配置为生成第二信号； 积分器组件，被配置为接收所述第一信号和所述第二信号并且生成第三信号； 比较器，被配置为处理与所述第三信号和所述感测信号相关联的信息并且至少基于与所述第三信号和所述感测信号相关联的信息生成比较信号； 信号生成器，被配置为至少接收所述比较信号并且生成调制信号；以及 栅极驱动器，被配置为接收所述调制信号并且向所述开关输出驱动信号；其中，所述驱动信号至少与一个或多个开关周期相关联，所述一个或多个开关周期的每个周期至少包括所述开关的接通时间段和用于退磁处理的退磁时段； 其中，对于所述一个或多个开关周期的每个周期， 所述第一信号表示第一乘法结果与第二乘法结果之和值，所述第一乘法结果等于所述第一电流大小和第二电流大小之和值乘以接通时间段，所述第一电流大小表示在所述接通时间段的开始处的所述电感器电流，所述第二电流大小表示在所述接通时间段的结束处的所述电感器电流，所述第二乘法结果等于二乘以所述退磁时段并且再乘以第三电流大小，所述第三电流大小表示在所述接通时间段的正中间处的所述电感器电流；并且所述第二信号表示所述开关周期乘以预定参考电流大小； 其中: 所述积分器组件还被配置为针对多个开关周期，对所述第一信号与所述第二信号之间的逐周期差值进行积分；并且 所述第三信号表示积分后的逐周期累加差值，所述积分后的逐周期累加差值在大小上小于预定阈值。
20.如权利要求19所述的系统，其中，对于所述一个或多个开关周期的每个周期，所述退磁时段表示断续传导模式和临界传导模式中的退磁处理的持续时间。
21.如权利要求19所述的系统，对于所述一个或多个开关周期的每个周期，在连续传导模式中所述退磁时段等于所述开关的关断时间段。
22.一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的方法，该方法包括: 至少接收感测信号，所述感测信号与流经耦合到开关的电感器的电感器电流相关联； 处理与所述感测信号相 关联的信息； 至少基于与所述感测信号相关联的信息生成第一信号； 生成第二信号； 接收所述第一信号和所述第二信号； 处理与所述第一信号和所述第二信号相关联的信息； 至少基于与所述第一信号和所述第二信号相关联的信息生成第三信号； 处理与所述第三信号和所述感测信号相关联的信息； 至少基于与所述第三信号和所述感测信号相关联的信息生成比较信号； 至少接收所述比较信号； 至少基于与所述比较信号相关联的信息生成调制信号； 接收所述调制信号；以及 至少基于与所述调制信号相关联的信息输出驱动信号； 其中，所述驱动信号至少与一个或多个开关周期相关联，所述一个或多个开关周期的每个周期至少包括接通时间段和退磁时段； 其中，对于所述一个或多个开关周期的每个周期， 所述第一信号表示第一乘法结果与第二乘法结果之和值，所述第一乘法结果等于所述第一电流大小和第二电流大小之和值乘以接通时间段，所述第一电流大小表示在所述接通时间段的开始处的所述电感器电流，所述第二电流大小表示在所述接通时间段的结束处的所述电感器电流，所述第二乘法结果等于二乘以所述退磁时段并且再乘以第三电流大小，所述第三电流大小表示在所述接通时间段的正中间处的所述电感器电流；并且 所述第二信号表示所述开关周期乘以预定电流大小； 其中: 用于处理与所述第一信号和所述第二信号相关联的信息的处理包括针对多个开关周期，对所述第一信号与所述第二信号之间的逐周期差值进行积分；并且 所述第三信号表示积分后的逐周期累加差值，所述积分后的逐周期累加差值在大小上小于预定阈值。
23.一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的系统，该系统包括: 第一采样和保持以及电压到电流转换组件，被配置为至少接收感测信号并且生成第一电流信号，所述感测信号与流经耦合到第一开关的电感器的电感器电流相关联； 第二采样和保持以及电压到电流转换组件，被配置为至少接收所述感测信号并且生成第二电流信号； 信号放大以及电压到电流转换组件，被配置为至少接收所述感测信号并且生成第三电流号; 电流信号生成器，被配置为生成第四电流信号； 电容器，被耦合到所述电流信号生成器，通过第二开关被耦合到所述第一采样和保持以及电压到电流转换组件和所述第二采样和保持以及电压到电流转换组件，并且通过第三开关被耦合到所述信号放大以及电压到电流转换组件，所述电容器被配置为生成电压信号; 比较器，被配置为处理与所述`电压信号和所述感测信号相关联的信息，并且至少基于与所述电压信号和所述感测信号相关联的信息生成比较信号； 调制信号生成器，被配置为至少接收所述比较信号并且生成调制信号；以及 栅极驱动器，被配置为接收所述调制信号并且向所述第一开关输出驱动信号； 其中: 所述驱动信号至少与一个或多个开关周期相关联，所述一个或多个开关周期的每个周期至少包括所述第一开关的接通时间段和用于退磁处理的退磁时段； 所述第一电流信号表示在所述接通时间段的开始处的电感器电流； 所述第二电流信号表示在所述接通时间段的结束处的电感器电流； 所述第三电流信号表示所述电感器电流； 其中，对于所述一个或多个开关周期的每个周期， 所述第一电流信号和所述第二电流信号被配置为仅在所述退磁时段期间对所述电容器放电或充电； 所述第三电流信号被配置为仅在所述接通时间段期间对所述电容器放电或充电；并且 所述第四电流信号被配置为在所述开关周期期间对所述电容器充电或放电。
24.如权利要求23所述的系统，其中，对于所述一个或多个开关周期的每个周期，所述开关周期乘以所述第四电流信号等于第一数量与第二数量的第一和值，所述第一数量等于所述接通时间段结束处的所述第三电流信号乘以所述接通时间段的一半，所述第二数量等于所述第一电流信号与所述第二电流信号的大小的第二和值乘以所述退磁时段。
25.如权利要求23所述的系统，其中，所述信号放大以及电压到电流转换组件包括信号放大组件和电压到电流转换组件。
26.如权利要求23所述的系统，其中: 所述第一采样和保持以及电压到电流转换组件、所述第二采样和保持以及电压到电流转换组件、所述信号放大以及电压到电流转换组件、所述电流信号生成器、所述比较器、所述调制信号生成器、以及所述栅极驱动器位于芯片上；并且所述电容器位于所述芯片外。
27.如权利要求23所述的系统，被配置为在断续传导模式、连续传导模式和临界传导模式中将输出电流调整为预定的恒定电流大小。
28.如权利要求23所述的系统，被配置为在断续传导模式中将输出电流调整为预定的恒定电流大小。
29.如权利要求23所述的系统，被配置为在连续传导模式中将输出电流调整为预定的恒定电流大小。
30.如权利要求 23所述的系统，被配置为在临界传导模式中将输出电流调整为预定的恒定电流大小。
31.一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的方法，该方法包括: 至少接收感测信号，所述感测信号与流经耦合到开关的电感器的电感器电流相关联； 处理与所述感测信号相关联的信息； 至少基于与所述感测信号相关联的信息生成第一电流信号、第二电流信号和第三电流信号； 生成第四电流信号； 处理与所述第一电流信号、所述第二电流信号、所述第三电流信号和所述第四电流信号相关联的信息； 至少基于与所述第一电流信号、所述第二电流信号、所述第三电流信号和所述第四电流信号相关联的信息，至少通过电容器来生成电压信号； 处理与所述电压信号和所述感测信号相关联的信息； 至少基于与所述电压信号和所述感测信号相关联的信息生成比较信号； 至少接收所述比较信号； 至少基于与所述比较信号相关联的信息生成调制信号； 接收所述调制信号； 至少基于与所述调制信号相关联的信息输出驱动信号； 其中: 所述驱动信号至少与一个或多个开关周期相关联，所述一个或多个开关周期的每个周期至少包括接通时间段和退磁时段； 所述第一电流信号表示在所述接通时间段的开始处的电感器电流； 所述第二电流信号表示在所述接通时间段的结束处的电感器电流； 所述第三电流信号表示所述电感器电流； 其中，对于所述一个或多个开关周期的每个周期，用于处理与所述第一电流信号、所述第二电流信号、所述第三电流信号和所述第四电流信号相关联的信息的处理包括: 仅在所述退磁时段期间通过所述第一电流信号和所述第二电流信号对所述电容器放电或充电； 仅在所述接通时间段期间通过所述第三电流信号对所述电容器放电或充电；以及 在所述开关周期期间通过所述第四电流信号对所述电容器充电或放电。
32.如权利要求31所述的方法，其中，对于所述一个或多个开关周期的每个周期，所述开关周期乘以所述第四电流信号等于第一数量与第二数量的第一和，所述第一数量等于所述接通时间段结束处的所述第三电流信号乘以所述接通时间段的一半，所述第二数量等于所述第一电流信号与所述第二电流信号的大小的第二和值乘以所述退磁时段。
33.一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的系统，该系统包括: 信号放大以及电压到电流转换组件，被配置为至少接收感测信号并且生成第一电流信号，所述感测信号与流经耦合到第一开关的电感器的电感器电流相关联； 电流信号生成器，被配置为生成第二电流信号； 电容器，被耦合到所述电流信号生成器，并且通过第二开关被耦合到所述信号放大以及电压到电流转换组件，所述电容器被配置为生成电压信号； 比较器，被配置为处理与所述电压信号和所述感测信号相关联的信息并且至少基于与所述电压信号和所述感测信号相关联的信息生成比较信号； 调制信号生成器，被配置为至少接收所述比较信号并且生成调制信号；以及 栅极驱动器，被配置为接收所述调制信号并且向所述第一开关输出驱动信号； 其中: 所述驱动信号至少 与一个或多个开关周期相关联，所述一个或多个开关周期的每个周期至少包括所述第一开关的接通时间段；并且所述第一电流信号表示所述电感器电流； 其中，对于所述一个或多个开关周期的每个周期， 所述第一电流信号被配置为仅在所述接通时间段期间对所述电容器放电或充电；并且 所述第二电流信号被配置为仅在所述接通时间段期间对所述电容器充电或放电。
34.如权利要求33所述的系统，其中，所述信号放大以及电压到电流转换组件包括信号放大组件和电压到电流转换组件。
35.如权利要求33所述的系统，其中: 所述信号放大以及电压到电流转换组件、所述电流信号生成器、所述比较器、所述调制信号生成器和所述栅极驱动器位于芯片上；并且所述电容器位于所述芯片外。
36.如权利要求33所述的系统，被配置为在连续传导模式中将输出电流调整为预定的恒定电流大小。
37.一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的方法，该方法包括: 至少接收感测信号，所述感测信号与流经耦合到开关的电感器的电感器电流相关联； 处理与所述感测信号相关联的信息； 至少基于与所述感测信号相关联的信息生成第一电流信号； 生成第二电流信号； 处理与所述第一电流信号和所述第二电流信号相关联的信息； 至少基于与所述第一电流信号和所述第二电流信号相关联的信息，至少通过电容器来生成电压信号； 处理与所述电压信号和所述感测信号相关联的信息； 至少基于与所述电压信号和所述感测信号相关联的信息生成比较信号； 至少接收所述比较信号； 至少基于与所述比较信号相关联的信息生成调制信号； 接收所述调制信号； 至少基于与所述 调制信号相关联的信息输出驱动信号； 其中: 所述驱动信号至少与一个或多个开关周期相关联，所述一个或多个开关周期的每个周期至少包括接通时间段；并且 所述第一电流信号表示所述电感器电流； 其中，对于所述一个或多个开关周期的每个周期，用于处理与所述第一电流信号和所述第二电流信号相关联的信息的处理包括: 仅在所述接通时间段期间通过所述第一电流信号对所述电容器放电或充电；以及 仅在所述接通时间段期间通过所述第二电流信号对所述电容器充电或放电。
38.一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的系统，该系统包括: 跨导放大器，被配置为接收感测信号并且还通过第一开关接收预定电压信号，所述感测信号与流经耦合到第二开关的电感器的电感器电流相关联，所述跨导放大器还被配置为生成电流信号； 电容器，被耦合到所述跨导放大器并且被配置为生成电压信号； 比较器，被配置为处理与所述电压信号和所述感测信号相关联的信息并且至少基于与所述电压信号和所述感测信号相关联的信息生成比较信号； 调制信号生成器，被配置为至少接收所述比较信号并且生成调制信号；以及 栅极驱动器，被配置为接收所述调制信号并且向所述第二开关输出驱动信号； 其中: 所述驱动信号至少与一个或多个开关周期相关联，所述一个或多个开关周期的每个周期至少包括所述第二开关的接通时间段； 所述跨导放大器还被配置为对于所述一个或多个开关周期的每个周期，仅在所述接通时间段期间至少接收预定电压信号；并且 所述电流信号被配置为对所述电容器充电或放电。
39.如权利要求38所述的系统，其中:所述跨导放大器、所述比较器、所述调制信号生成器和所述栅极驱动器位于芯片上；并且 所述电容器位于所述芯片外。
40.如权利要求38所述的系统，被配置为在连续传导模式和临界传导模式中将输出电流调整为预定的恒定电流大小。
41.如权利要求38所述的系统，被配置为在连续传导模式中将输出电流调整为预定的恒定电流大小。
42.如权利要求38所述的系统，被配置为在临界传导模式中将输出电流调整为预定的恒定电流大小。
43.一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的方法，该方法包括: 至少接收感测信号，所述感测信号与流经耦合到开关的电感器的电感器电流相关联； 处理与所述感测信号和预定电压信号相关联的信息； 至少基于与所述感测信号和所述预定电压信号相关联的信息生成电流信号； 处理与所述电流信号相关联的信息； 至少基于与所述电流信 号相关联的信息，至少通过电容器来生成电压信号； 处理与所述电压信号和所述感测信号相关联的信息； 至少基于与所述电压信号和所述感测信号相关联的信息生成比较信号； 至少接收所述比较信号； 至少基于与所述比较信号相关联的信息生成调制信号； 接收所述调制信号； 至少基于与所述调制信号相关联的信息输出驱动信号； 其中: 所述驱动信号至少与一个或多个开关周期相关联，所述一个或多个开关周期的每个周期至少包括接通时间段； 用于至少接收感测信号的处理包括:对于所述一个或多个开关周期的每个周期，仅在所述接通时间段期间至少接收所述预定电压信号； 其中，用于处理与所述电流信号相关联的信息的处理包括通过所述电流信号对所述电容器充电或放电。
44.一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的系统，该系统包括: 第一采样和保持以及电压到电流转换组件，被配置为至少接收感测信号并且生成第一电流信号，所述感测信号与流经耦合到第一开关的电感器的电感器电流相关联； 第二采样和保持以及电压到电流转换组件，被配置为至少接收所述感测信号并且生成第二电流信号； 信号放大以及电压到电流转换组件，被配置为至少接收所述感测信号并且生成第三电流号; 电流信号生成器，被配置为生成第四电流信号； 电容器，被耦合到所述电流信号生成器，通过第二开关被耦合到所述第一采样和保持以及电压到电流转换组件和所述第二采样和保持以及电压到电流转换组件，并且通过第三开关被耦合到所述信号放大以及电压到电流转换组件，所述电容器被配置为生成第一电压信号; 乘法器组件，被配置为处理与所述第一电压信号和第二电压信号相关联的信息，并且至少基于与所述第一电压信号和所述第二电压信号相关联的信息生成乘法信号； 比较器，被配置为接收所述乘法信号和所述感测信号，并且至少基于与所述乘法信号和所述感测信号相关联的信息生成比较信号； 调制信号生成器，被配置为至少接收所述比较信号并且生成调制信号；以及 栅极驱动器，被配置为接收所述调制信号并且向所述第一开关输出驱动信号； 其中:所述驱动信号至少与多个开关周期相关联，所述多个开关周期的每个周期至少包括所述第一开关的接通时间段和用于退磁处理的退磁时段； 所述第一电流信号表示在所述接通时间段的开始处的电感器电流； 所述第二电流信号表示在所述接通时间段的结束处的电感器电流； 所述第三电流信号表示所述电感器电流； 其中，对于所述多个开关周期， 所述第一电流信号和所述第二电流信号被配置为仅在所述退磁时段期间对所述电容器放电或充电； 所述第三电流信号被配置为仅在所述接通时间段期间对所述电容器放电或充电；并且 所述第四电流信号被配置为在所述开关周期期间对所述电容器充电或放电。
45.如权利要求44所述的系统，其中，在所述多个开关周期中，累积地，一个开关周期乘以所述第四电流信号等于第一数量与第二数量的第一和值，所述第一数量等于相应接通时间段结束处的所述第三电流信号乘以该相应接通时间段的一半，所述第二数量等于所述第一电流信号与所述第二电流信号的大小的第二和值乘以相应退磁时段。
46.如权利要求44所述的系统，其中，所述信号放大以及电压到电流转换组件包括信号放大组件和电压到电流转换组件。
47.如权利要求44所述的系统，其中: 所述第一采样和保持以及电压到电流转换组件、所述第二采样和保持以及电压到电流转换组件、所述信号放大以及电压到电流转换组件、所述电流信号生成器、所述乘法器组件、所述比较器、所述调 制信号生成器、以及所述栅极驱动器位于芯片上；并且所述电容器位于所述芯片外。
48.如权利要求44所述的系统，被配置为在断续传导模式、连续传导模式和临界传导模式中将输出电流调整为预定的恒定电流大小。
49.如权利要求48所述的系统，还被配置为在断续传导模式、连续传导模式和临界传导模式获得等于或大于0.9的功率因数。
50.如权利要求44所述的系统，被配置为在断续传导模式中将输出电流调整为预定的恒定电流大小。
51.如权利要求50所述的系统，还被配置为在断续传导模式中获得等于或大于0.9的功率因数。
52.如权利要求44所述的系统，被配置为在连续传导模式中将输出电流调整为预定的恒定电流大小。
53.如权利要求52所述的系统，还被配置为在连续传导模式中获得等于或大于0.9的功率因数。
54.如权利要求44所述的系统，被配置为在临界传导模式中将输出电流调整为预定的恒定电流大小。
55.如权利要求54所述的系统，被配置为在临界传导模式中获得等于或大于0.9的功率因数。
56.一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的方法，该方法包括: 至少接收感测信号，所述感测信号与流经耦合到开关的电感器的电感器电流相关联；处理与所述感测信号相关联的信息； 至少基于与所述感测信号相关联的信息生成第一电流信号、第二电流信号和第三电流信号； 生成第四电流信号； 处理与所述第一电流信号、所述第二电流信号、所述第三电流信号和所述第四电流信号相关联的信息； 至少基于与所述第一电流信号、所述第二电流信号、所述第三电流信号和所述第四电流信号相关联的信息，至少通过电容器来生成第一电压信号； 处理与所述第一电压信号和第二电压信号相关联的信息； 至少基于与所述第一电压信号和所述第二电压信号相关联的信息生成乘法信号； 接收所述乘法信号和所述感测信号； 至少基于与所述乘法信号和所述感测信号相关联的信息生成比较信号； 至少接收所述比较信号； 至少基于与所述比较信号相关联的信息生成调制信号； 接收所述调制信号；以及 至少基于与所述调制信号相关联的信息输出驱动信号； 其中: 所述驱动信号至少与多个开关周期相关联，所述多个开关周期的每个周期至少包括接通时间段和退磁时段； 所述第一电流信号表示在所述接通时间段的开始处的电感器电流； 所述第二电流信号表示在所述接通时间段的结束处的电感器电流； 所述第三电流信号表示所述电感器电流； 其中，对于所述多个开关周期的每个周期，用于处理与所述第一电流信号、所述第二电流信号、所述第三电流信号和所述第四电流信号相关联的信息的处理包括: 仅在所述退磁时段期间通过所述第一电流信号和所述第二电流信号对所述电容器放电或充电； 仅在所述接通时间段期间通过所述第三电流信号对所述电容器放电或充电；以及 在所述开关周期期间通过所述第四电流信号对所述电容器充电或放电。
57.如权利要求56所述的方法，其中，在所述多个开关周期中，累积地，一个开关周期乘以所述第四电流信号等于第一数量与第二数量的第一和值，所述第一数量等于相应接通时间段结束处的所述第三电流信号乘以该相应接通时间段的一半，所述第二数量等于所述第一电流信号与所述第二电流信号的大小的第二和值乘以相应退磁时段。
58.一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的系统，该系统包括: 跨导放大器，被配置为接收感测信号并且还通过第一开关接收预定电压信号，所述感测信号与流经耦合到第二开关的电感器的电感器电流相关联，所述跨导放大器还被配置为生成电流信号； 电容器，被耦合到所述跨导放大器并且被配置为生成电压信号； 比较器， 被配置为处理与所述电压信号和斜坡信号相关联的信息并且至少基于与所述电压信号和所述斜坡信号相关联的信息生成比较信号；调制信号生成器，被配置为至少接收所述比较信号并且生成调制信号；以及 栅极驱动器，被配置为接收所述调制信号并且向所述第二开关输出驱动信号； 其中: 所述驱动信号至少与一个或多个开关周期相关联，所述一个或多个开关周期的每个周期至少包括所述第二开关的接通时间段； 所述跨导放大器还被配置为对于所述一个或多个开关周期的每个周期，仅在所述接通时间段期间至少接收预定电压信号；并且 所述电流信号被配置为对所述电容器充电或放电。
59.如权利要求58所述的系统，其中: 所述跨导放大器、所述比较器、所述调制信号生成器和所述栅极驱动器位于芯片上；并且 所述电容器位于所述芯片外。
60.如权利要求58所述的系统，被配置为在临界传导模式中将输出电流调整为预定的恒定电流大小。
61.如权利要求60所述的系统，还被配置为在所述临界传导模式中获得等于或大于0.9的功率因数。
62.一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的方法，该方法包括:` 至少接收感测信号，所述感测信号与流经耦合到开关的电感器的电感器电流相关联； 处理与所述感测信号和预定电压信号相关联的信息； 至少基于与所述感测信号和所述预定电压信号相关联的信息生成电流信号； 处理与所述电流信号相关联的信息； 至少基于与所述电流信号相关联的信息，至少通过电容器来生成电压信号； 处理与所述电压信号和斜坡信号相关联的信息； 至少基于与所述电压信号和所述斜坡信号相关联的信息生成比较信号； 至少接收所述比较信号； 至少基于与所述比较信号相关联的信息生成调制信号； 接收所述调制信号； 至少基于与所述调制信号相关联的信息输出驱动信号； 其中: 所述驱动信号至少与一个或多个开关周期相关联，所述一个或多个开关周期的每个周期至少包括接通时间段； 用于至少接收感测信号的处理包括:对于所述一个或多个开关周期的每个周期，仅在所述接通时间段期间至少接收所述预定电压信号； 其中，用于处理与所述电流信号相关联的信息的处理包括通过所述电流信号对所述电容器充电或放电。
63.一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的系统，该系统包括: 跨导放大器，被配置为接收感测信号并且还通过第一开关接收预定电压信号，所述感测信号与流经耦合到第二开关的电感器的电感器电流相关联，所述跨导放大器还被配置为生成电流信号；电容器，被耦合到所述跨导放大器并且被配置为生成第一电压信号； 乘法器组件，被配置为处理与所述第一电压信号和所述感测信号相关联的信息，并且至少基于与所述第一电压信号和所述感测信号相关联的信息生成乘法信号； 比较器，被配置为接收所述乘法信号和所述感测信号，并且至少基于与所述乘法信号和所述感测信号相关联的信息生成比较信号； 调制信号生成器，被配置为至少接收所述比较信号并且生成调制信号；以及 栅极驱动器，被配置为接收所述调制信号并且向所述第二开关输出驱动信号； 其中: 所述驱动信号至少与一个或多个开关周期相关联，所述一个或多个开关周期的每个周期至少包括所述第二开关的接通时间段； 所述跨导放大器还被配置为对于所述一个或多个开关周期的每个周期，仅在所述接通时间段期间至少接收预定电压信号；并且 所述电流信号被配置为对所述电容器充电或放电。
64.如权利要求63所述的系统，其中: 所述跨导放大器、所述乘法器组件、所述比较器、所述调制信号生成器和所述栅极驱动器位于芯片上；并且 所述电容器位于所述芯片外。
65.如权利要 求63所述的系统，被配置为在临界传导模式中将输出电流调整为预定的恒定电流大小。
66.如权利要求65所述的系统，还被配置为在临界传导模式中获得等于或大于0.9的功率因数。
67.一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的方法，该方法包括: 至少接收感测信号，所述感测信号与流经耦合到开关的电感器的电感器电流相关联； 处理与所述感测信号和预定电压信号相关联的信息； 至少基于与所述感测信号和所述预定电压信号相关联的信息生成电流信号； 处理与所述电流信号相关联的信息； 至少基于与所述电流信号相关联的信息，至少通过电容器来生成第一电压信号； 处理与所述第一电压信号和第二电压信号相关联的信息； 至少基于与所述第一电压信号和所述第二电压信号相关联的信息生成乘法信号； 接收所述乘法信号和所述感测信号； 至少基于与所述乘法信号和所述感测信号相关联的信息生成比较信号； 至少接收所述比较信号； 至少基于与所述比较信号相关联的信息生成调制信号； 接收所述调制信号； 至少基于与所述调制信号相关联的信息输出驱动信号； 其中: 所述驱动信号至少与一个或多个开关周期相关联，所述一个或多个开关周期的每个周期至少包括接通时间段； 用于至少接收感测信号的处理包括:对于所述一个或多个开关周期的每个周期，仅在所述接通时间段期间至少接收所述预定电压信号； 其中，用于处理与所述电流信号相关联的信息的处理包括通过所述电流信号对所述电容器充电或放电。
68.一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的系统，该系统包括: 第一信号处理组件，被配置为至少接收感测信号并且生成第一信号，所述感测信号与流经耦合到开关的电感器的电感器电流相关联； 第二信号处理组件，被配置为生成第二信号； 积分器组件，被配置为接收所述第一信号和所述第二信号并且生成第三信号； 比较器，被配置为处理与所述第三信号和所述感测信号相关联的信息并且至少基于与所述第三信号和所述感测信号相关联的信息生成比较信号； 信号生成器，被配置为至少接收所述比较信号并且生成调制信号；以及 栅极驱动器，被配置为接收所述调制信号并且向所述开关输出驱动信号； 其中，所述驱动信号至少与一个或多个开关周期相关联，所述一个或多个开关周期的每个周期至少包括所述开关的接通时间段和用于退磁处理的退磁时段； 其中，所述第一信号处理组件还被配置为:对于所述一个或多个开关周期的每个周期， 在所述接通时间段的正中间处采样所述感测信号； 保持所采样到的表示所述接通时间段正中间处的电感器电流的感测信号；以及至少基于与所采样并保持的感测信号相关联的信息生成表示第一乘法结果与第二乘法结果之和值的所述第一信号； 其中，对于所述一个或多个开关周期的每个周期，所述第二信号表示所述开关周期乘以预定电流大小； 其中: 所述积分器组件还被配置为针对多个开关周期，对所述第一信号与所述第二信号之间的逐周期差值进行积分；并且 所述第三信号表示积分后的逐周期累加差值，所述积分后的逐周期累加差值在大小上小于预定阈值。
69.如权利要求68所述的系统，其中，对于所述一个或多个开关周期的每个周期，所述第一乘法结果等于所述第一电流大小和第二电流大小之和值乘以接通时间段，所述第一电流大小表示在所述接通时间段的开始处的所述电感器电流，所述第二电流大小表示在所述接通时间段的结束处的所述电感器电流。
70.如权利要求68所述的系统，其中，对于所述一个或多个开关周期的每个周期，所述第二乘法结果等于所采样并保持的感测信号乘以所述退磁时段，所采样并保持的感测信号表示所述接通时间段正中间处的电感器电流。
71.如权利要求70所述的系统，其中，对于所述一个或多个开关周期的每个周期，所述退磁时段表示断续传导模式和临界传导模式中的退磁处理的持续时间。
72.如权利要求70所述的系统，其中，对于所述一个或多个开关周期的每个周期，对于连续传导模式所述退磁时段等于所述开关的关断时间段。
73.一种用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的方法，该方法包括: 至少接收感测信号，所述感测信号与流经耦合到开关的电感器的电感器电流相关联；处理与所述感测信号相关联的信息； 至少基于与所述感测信号相关联的信息生成第一信号； 生成第二信号； 接收所述第一信号和所述第二信号； 处理与所述第一信号和所述第二信号相关联的信息； 至少基于与所述第一信号和所述第二信号相关联的信息生成第三信号； 处理与所述第三信号和所述感测信号相关联的信息； 至少基于与所述第三信号和所述感测信号相关联的信息生成比较信号； 至少接收所述比较信号； 至少基于与所述比较信号相关联的信息生成调制信号； 接收所述调制信号；以及 至少基于与所述调制信号相关联的信息输出驱动信号； 其中，所述驱动信号至少与一个或多个开关周期相关联，所述一个或多个开关周期的每个周期至少包括所述开关的接通时间段和用于退磁处理的退磁时段； 其中，用于处理与所述感测信号相关联的信息的处理包括:对于所述一个或多个开关周期的每个周期， 在所述接通时间段的正 中间处采样所述感测信号； 保持所采样到的表示所述接通时间段正中间处的电感器电流的感测信号； 其中，对于所述一个或多个开关周期的每个周期， 至少基于与所采样并保持的感测信号相关联的信息生成的所述第一信号表示第一乘法结果与第二乘法结果之和值； 所述第二信号表示所述开关周期乘以预定电流大小； 其中: 用于处理与所述第一信号和所述第二信号相关联的信息的处理包括:针对多个开关周期，对所述第一信号与所述第二信号之间的逐周期差值进行积分；并且 所述第三信号表示积分后的逐周期累加差值，所述积分后的逐周期累加差值在大小上小于预定阈值。
全文摘要
本发明公开了用于各种操作模式中的恒流控制的LED照明系统和方法。提供了用于至少将输出电流提供给一个或多个发光二极管的系统和方法。该系统包括控制组件，被配置为至少接收退磁信号、感测信号和参考信号，并且至少基于与退磁信号、感测信号和参考信号相关联的信息生成控制信号；以及逻辑和驱动组件，被配置为至少接收控制信号并且至少基于与控制信号相关联的信息向开关输出驱动信号。该开关被连接到二极管的第一二极管端子和电感器的第一电感器端子。该二极管还包括第二二极管端子，并且该电感器还包括第二电感器端子。
文档编号H05B37/02GK103108437SQ201110376439
公开日2013年5月15日 申请日期2011年11月15日 优先权日2011年11月15日
发明者方烈义, 周俊 申请人:昂宝电子(上海)有限公司