专利名称：用于对控制器进行自校准的方法及电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于从背部照亮电子显示器及/或其它电子器件系统的发光二极管 (“LED”)串。更特定来说，本发明涉及用于基于例如电压、电流、功率、温度、光强度及波长 的参数而高效地控制LED及LED驱动器的电路及方法。
背景技术：
背光用于照射液晶显示器(“LCD”)，具有背光的LCD用于蜂窝电话及个人数字助 理(“PDA”)的小显示器中以及计算机监视器及电视的大显示器中。通常，用于背光的光源 包含一个或一个以上冷阴极荧光灯(“CCFL”)。用于背光的光源还可以是白炽灯泡、电致 发光面板(“ELP”)或者一个或一个以上热阴极荧光灯(“HCFL”)。显示器行业正满腔热情地追求使用LED来作为背光技术中的光源，因为CCFL具有 许多缺点其在冷温度下不容易点燃、其需要充足的闲置时间来点燃且其需要细致处置。此 外，LED通常具有比其它背光源高的所产生光对所消耗功率的比。由于此，具有LED背光的 显示器可消耗比其它显示器少的功率。传统上，LED背照已用于小的廉价IXD面板中。然 而，LED背照在大显示器中正变得更普遍，例如用于计算机及电视的那些显示器中。在大显 示器中，需要多个LED来为LCD显示器提供充足的背光。用于驱动大显示器中的多个LED的电路通常与分布于多个串中的LED布置在一 起。图1展示具有背照系统的实例性平板显示器10，所述背照系统具有三个独立的LED串 1、2及3。第一 LED串1包含跨越显示器10离散分散且串联连接的七个LED4、5、6、7、8、9 及11。第一串1由驱动电路或驱动器12控制。第二串2由驱动电路13控制且第三串3由 驱动电路14控制。LED串1、2及3的LED可通过导线、迹线或其它连接元件串联连接。图2展示具有背照系统的另一实例性平板显示器20，所述背照系统具有独立的 LED串21、22及23。在此实施例中，串21、22及23以垂直方式布置。三个串21、22及23 彼此平行。第一串21包含串联连接的七个LED 24、25、26、27、28、四及31且由驱动电路或 驱动器32控制。第二串22由驱动电路33控制且第三串23由驱动电路34控制。所属领 域的技术人员将了解，所述LED串还可以水平方式或以另一配置来布置。LED串中存在许多可经控制以优化LED串及驱动器的效率及/或其它操作目标， 包含温度、发光强度以及色彩、电流及电压。举例来说，电流是显示器的重要特征，因为LED 中的电流控制LED的亮度或发光强度。LED的强度或光度是流动穿过所述LED的电流的函 数。图3展示作为用于LED的正向电流的函数的发光强度的代表性曲线图。随着LED中的 电流的增加，由所述LED产生的光的强度增加。假若有所要的亮度，LED中的电流必须足够高，但为高效地操作且避免过度功率耗散，电流不应太高。
发明内容
本发明涉及用于控制一个或一个以上LED或LED驱动器的电路及方法。所述电路 包括耦合到一个或一个以上检测器的可编程分散式控制器，其中所述一个或一个以上检测 器经配置以检测一个或一个以上LED或LED驱动器的一个或一个以上可测量参数。所述控 制器经配置以从所述一个或一个以上检测器接收与所述一个或一个以上可测量参数有关 的信息。所述控制器还经配置以调整一个或一个以上可控制参数直到一个或一个以上检测 器指示所述LED或LED驱动器中的一者中的一个或一个以上可测量参数满足参考条件为 止。所述控制器经配置以接着设定所述可控制参数中的一者或一者以上以在相对于所述可 控制参数的曾满足所述参考条件的值的值下操作。本发明还包含一种用于控制一个或一个以上LED或LED驱动器的方法。所述方法 包括检测所述一个或一个以上LED或LED驱动器的一个或一个以上可测量参数；从所述 一个或一个以上检测器接收与所述一个或一个以上可测量参数有关的信息；调整所述一个 或一个以上LED或LED驱动器的一个或一个以上可控制参数直到所述一个或一个以上LED 或LED驱动器中的所述可测量参数满足参考条件为止；及设定所述可控制参数以在相对于 所述可控制参数的曾满足所述参考条件的值的值下操作，其中通过可编程分散式控制器来 执行所述设定。
在结合附图考虑以下详细说明之后，本发明的以上及其它目标以及优点将显而易 见，所有附图中相同的参考字符指代相同的部件，且其中图1图解说明实施LED串的实例性显示器；图2图解说明实施LED串的另一实例性显示器；图3图解说明展示LED中的电流与发光强度之间的关系的图形；图4图解说明本发明的控制器的实施例的使用；图5图解说明本发明的控制器的实施例的使用；图6图解说明本发明的控制器的实施例的使用；且图7图解说明本发明的控制器的实施例的使用。
具体实施例方式本发明涉及用于控制一个或一个以上LED或LED驱动器的电路及方法。所述电路 包括耦合到一个或一个以上检测器的可编程分散式控制器，其中所述一个或一个以上检测 器经配置以检测一个或一个以上LED或LED驱动器的一个或一个以上可测量参数。所述控 制器经配置以从所述一个或一个以上检测器接收与所述一个或一个以上可测量参数有关 的信息。所述控制器还经配置以调整一个或一个以上可控制参数直到一个或一个以上检测 器指示所述LED或LED驱动器中的一者中的一个或一个以上可测量参数满足参考条件为 止。所述控制器经配置以接着设定所述可控制参数中的一者或一者以上以在相对于所述可 控制参数的曾满足所述参考条件的值的值下操作。
本发明还包含一种用于控制一个或一个以上LED或LED驱动器的方法。所述方法 包括检测所述一个或一个以上LED或LED驱动器的一个或一个以上可测量参数；从所述 一个或一个以上检测器接收与所述一个或一个以上可测量参数有关的信息；调整所述一个 或一个以上LED或LED驱动器的一个或一个以上可控制参数直到所述一个或一个以上LED 或LED驱动器中的所述可测量参数满足参考条件为止；及设定所述可控制参数以在相对于 所述可控制参数的曾满足所述参考条件的值的值下操作，其中通过可编程分散式控制器来 执行所述设定。 如本文中所使用，术语“相对于”意指相对于值B建立的值A表示A是值B的函数。 可以数学方式或者参考理论或经验关系建立A与B之间的函数关系。如本文中所使用，耦 合意指直接地串联连接或者通过导线、迹线或其它连接元件间接地串联连接。耦合的元件 可从彼此接收信号。图4图解说明其中可使用本发明的用于控制负载43或负载驱动器44中的至少一 个参数的电路42的配置。负载43可以是LED串或阵列，且驱动器44可以是用于LED串或 阵列的驱动器。在图4中，检测器41耦合到负载43及/或驱动器44。检测器43检测负 载43及/或驱动器中的可测量参数，例如温度、电压、电流、发光强度或者发光波长分布或 色彩。美国专利申请案12/111，114(其全部揭示内容以引用的方式并入本文中)的三极管 区域检测器是可与本发明的控制器42 —起使用的检测器的实例。负载43耦合到提供用于 LED串43的驱动电压的电源40。负载43还耦合到调节负载43的操作的驱动器44。控制 器42耦合到电源40，使得控制器42可控制来自电源40的驱动电压。如图4中所展示，本 发明的可编程控制器42为分散式的。也就是说，控制器42并非为电源环路的控制环路的必 需部分，而是其可影响所述电源环路。在图4的实例中，可起始电源40，且驱动器44可在没 有来自可编程分散式控制器42的任何相互作用的情况下使负载43成经设定的操作条件。 因此，包括电源40、负载43及驱动器44的驱动器环路可独立于控制器42而操作。然而，在 发生某一事件或某一间隔过去时，所述可编程分散式控制器可调整所述驱动器环路的操作 以校准及/或优化驱动器环路的参数。在以下实例中，检测器41为三极管区域检测器。然而，此仅为实例性且并非限制 性。在其中检测器41为耦合到LED驱动器44的三极管区域检测器的情况下，控制器42经 配置以控制驱动器44及/或电源40以使驱动电压降低，直到三极管区域检测器41设定三 极管区域旗标为止。控制器42接着致使电源40及/或驱动器44在比曾设定三极管旗标 的驱动电压高某一可编程电平的驱动电压下操作。控制器42致使电源40及/或驱动器44 将所述驱动电压设定为足够高以避免三极管区域中的操作，借此优化电路中的功率耗散并 改进电路效率。在以上实例中，控制器42致使电源40及/或驱动器44使驱动电压降低。然而， 控制器42还可致使电源40及/或驱动器44根据控制器42的所要应用而使驱动电压升 高。此外，控制器42可取决于所述应用而控制例如电流、功率或电阻等某一其它可控制参 数。此外，除了控制器42致使所述驱动电压升高或降低以外，控制器42也可等待直到所述 驱动电压或其它可控制参数增加或减小到满足参考条件为止。此外，在以上实例中，控制器 42致使电源40及/或驱动器44将所述驱动电压设定为足够高以避免三极管区域中的操 作。取决于控制器42的应用，控制器42可致使电源40及/或驱动器44将所述驱动电压设定在相对于满足参考条件(如由检测器41检测)的驱动电压的任一点处。所述参考条 件可以是与所检测参数的常数偏移，使得当所检测参数与针对所检测参数的某一参考之差 在正常数或负常数内时满足所述参考条件。所述参考条件可以是所检测参数与参考参数的 函数。所述参考条件还可以是例如电压、波长及强度的组合等多个所测量参数的函数。如图5中所展示，在一个实施例中，控制器52可包括数/模转换器(“DAC”)及状 态机。本发明的可编程控制器可为可编程的且可在模拟、数字或这些装置的某一组合中及 在硬件、软件、固件或这些媒体的某一组合中实施。如图6中所展示，可编程分散式控制器66可耦合到一个或一个以上检测器63、64、 65，所述检测器耦合到一个或一个以上负载与驱动器60、61、62。在此实施例中，电源67耦 合到一个或一个以上负载与驱动器6061、62。控制器66如上文所论述的那样操作，从而致 使电源67及/或驱动器60、61、62调整可控制参数，直到检测器63、64、65中的至少一者检 测到在所述检测器耦合到的负载及/或驱动器60、61、62中满足参考条件为止。控制器66 可致使电源67及/或驱动器60、61、62以相对于所述可控制参数的曾满足负载或驱动器 60,61,62中的至少一者中的参考条件的值的可控制参数的设定来操作。控制器66用来致 使电源67及/或驱动器60、61、62设定可控制参数的触发事件可为检测到在负载或驱动器 60,61,62中的一者中满足参考条件，或者所述触发事件可以是在负载或驱动器60、61、62 中的一者以上中正满足参考条件的某一组合。控制器66可包含从满足负载或驱动器60、 61、62中的一者或一者以上中的参考条件的时间到设定可控制参数的时间的延迟。如图7中所展示，本发明的控制器706可结合一个或一个以上其它控制器709使 用。在图7的实例中，集成电路芯片710包括控制器706及检测器703、704。集成电路芯 片710还可包括控制器709、检测器705及驱动器702。第二集成电路芯片711包括控制 器709及检测器705。检测器703、704、705分别耦合到负载与驱动器700、701、702。负载 与驱动器700、701、702耦合到电源707。控制器706、709可耦合到用于芯片间通信的系统 (“SIC”)708，例如全部揭示内容以引用的方式并入本文中的美国专利申请案12/046，280 中所揭示的系统。当检测器703、704、705检测到在相应负载及/或驱动器700、701、702中 的一者中或在相应负载与驱动器700、701、702的某一组合中满足参考条件时，控制器706、 709中的至少一者致使电源707设定负载与驱动器700、701、702中的可控制参数。所述控制器可以某一规律或可调整间隔设定可控制参数或者在某些事件之后 (例如在初始启动时)或在某一系统参数改变之后即刻设定可控制参数。所述控制器可相 对于一个或一个以上负载及/或驱动器中的至少一者中的第二可测量参数的改变而起始 所述可控制参数的调整。所述第二可测量参数可与检测器检测到的可测量参数相同，或者 其可为不同的可测量参数。所述控制器可集成于具有LED的液晶显示器中。所属领域的技术人员将了解，以上本发明的技术、结构及方法为实例性。本发明可 以各种实施例来实施，此并不背离本发明的范围。
权利要求
1.一种用于控制一个或一个以上LED或LED驱动器的电路，其包括可编程分散式控制器，其耦合到一个或一个以上检测器，其中所述一个或一个以上检 测器经配置以检测一个或一个以上LED或LED驱动器的一个或一个以上可测量参数； 所述控制器经配置以从所述一个或一个以上检测器接收与所述一个或一个以上可测量参数有关的信息；所述控制器经配置以调整一个或一个以上可控制参数直到一个或一个以上检测器指 示所述LED或LED驱动器中的一者中的一个或一个以上可测量参数满足参考条件为止；且 所述控制器经配置以设定所述可控制参数中的一者或一者以上以在相对于所述可控 制参数的曾满足所述参考条件的值的值下操作。
2.根据权利要求1所述的电路，其中所述一个或一个以上检测器检测所述LED或LED 驱动器中的至少一者的周围温度。
3.根据权利要求1所述的电路，其中所述一个或一个以上检测器检测所述LED或LED 驱动器中的至少一者中的电流。
4.根据权利要求1所述的电路，其中所述一个或一个以上检测器检测所述LED或LED 驱动器中的至少一者中的电压。
5.根据权利要求1所述的电路，其中所述一个或一个以上检测器检测所述LED中的至 少一者的发光强度。
6.根据权利要求1所述的电路，其中所述一个或一个以上检测器检测由所述LED中的 至少一者发射的光的波长。
7.根据权利要求1所述的电路，其中所述控制器相对于所述一个或一个以上LED或 LED驱动器中的至少一者的启动而起始所述可控制参数的所述调整。
8.根据权利要求1所述的电路，其中所述控制器相对于所述一个或一个以上LED或 LED驱动器中的至少一者中的第二可测量参数的改变而起始所述可控制参数的所述调整。
9.根据权利要求1所述的电路，其中所述控制器以固定或可变时间间隔起始所述可控 制参数的所述调整。
10.根据权利要求1所述的电路，其中所述控制器包括DAC及状态机。
11.一种包括根据权利要求1所述的电路的液晶显示器。
12.一种用于控制一个或一个以上LED或LED驱动器的方法，其包括 检测所述一个或一个以上LED或LED驱动器的一个或一个以上可测量参数； 从所述一个或一个以上检测器接收与所述一个或一个以上可测量参数有关的信息； 调整所述一个或一个以上LED或LED驱动器的一个或一个以上可控制参数直到所述一个或一个以上LED或LED驱动器中的所述可测量参数满足参考条件为止；及设定所述可控制参数以在相对于所述可控制参数的曾满足所述参考条件的值的值下 操作，其中通过可编程分散式控制器来执行所述设定。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述参考条件是基于所述LED或LED驱动器中 的至少一者的周围温度。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述参考条件是基于所述LED或LED驱动器中 的至少一者中的电流。
15.根据权利要求12所述的方法，其中所述参考条件是基于所述LED或LED驱动器中的至少一者中的电压。
16.根据权利要求12所述的方法，其中所述参考条件是基于所述LED中的至少一者的 发光强度。
17.根据权利要求12所述的方法，其中所述参考条件是基于由所述LED中的至少一者 发射的光的波长。
18.根据权利要求12所述的方法，其中相对于所述LED或LED驱动器中的至少一者的 启动而起始所述可控制参数的所述调整。
19.根据权利要求12所述的方法，其中相对于所述LED或LED驱动器中的至少一者中 的参数的改变而起始所述可控制参数的所述调整。
20.根据权利要求12所述的方法，其中相对于固定或可变时间间隔而起始所述可控制 参数的所述调整。
全文摘要
本发明涉及用于控制一个或一个以上LED或LED驱动器的电路及方法。所述电路包括耦合到一个或一个以上检测器的可编程分散式控制器，其中所述一个或一个以上检测器经配置以检测一个或一个以上LED或LED驱动器的一个或一个以上可测量参数。所述控制器经配置以从所述一个或一个以上检测器接收与所述一个或一个以上可测量参数有关的信息。所述控制器还经配置以调整一个或一个以上可控制参数直到一个或一个以上检测器指示所述LED或LED驱动器中的一者中的一个或一个以上可测量参数满足参考条件为止。所述控制器经配置以接着设定所述可控制参数中的一者或一者以上以在相对于所述可控制参数的曾满足所述参考条件的值的值下操作。
文档编号G01J1/32GK102077065SQ200980124407
公开日2011年5月25日 申请日期2009年6月24日 优先权日2008年6月24日
发明者亨德里克·桑托, 图沙尔·达亚古德 申请人:爱特梅尔公司