调节电路和调节方法与流程

本公开涉及与电源电路和电流源电路布置成环路的电流源调节电路及相关的调节方法。特别地，本公开涉及高像素解决方案中的功率耗散的调节，以及被固定在活性硅(si-active)衬底上的led(发光二极管)芯片。

背景技术：

通常，电流源电路可以包括相对大量的电流源(例如，大于1000个电流源)，其中电流源中的每一个被配置成驱动led(发光二极管)。用于机动车辆的前照灯或者用于室内应用的可变调光灯与支持电源和驱动电路一起是这样的系统的一个示例。

技术实现要素：

在实践中，由电源电路产生的电源电压被用于为电流源电路的每个电流源供电，并且电流源调节电路被配置成控制电源电压的幅度，以便将电流源中的每一个两端的电压降保持在电压值的有限范围内。作为示例，电流源调节电路可以包括或包含：

●监测器电路，其被配置成：针对多个led驱动器中的至少一个led驱动器(即，电流源)，生成指示至少一个led驱动器两端的电压降在电压值的有限范围之外的信号，其中，基于由至少一个led驱动器输出以向与其耦接的led提供电流的驱动电压和由电源向多个led驱动器中的每个led驱动器输出的电源电压，来确定电压降；以及

●控制器电路，其被配置成：从监测器电路接收信号，并且基于该信号来调整由电源输出的电源电压，以迫使至少一个led驱动器两端的电压降在电压值的有限范围内。

有利地，可以选择性地或设计性地限定电压值的有限范围，使得电流源电路中的每个电流源可以适当地调节被提供给与其耦接的相应led的驱动电流，并且使得由电流源电路中的每个电流源在工作期间耗散的功率量保持在可接受的范围内。

附图说明

图1示出了根据本公开的以示例性拓扑布置的电流源调节电路的示例性框图；

图2示出了证明图1的电流源调节电路的响应的示例性数据集；

图3示出了包括被放置在半导体器件顶部上的led阵列的示例性布置；

图4示出了led矩阵以及包括led驱动器矩阵和附加电路的半导体器件的示例性框图；

图5示出了示例性高边电流源，每个高边电流源被布置在图4的led驱动器矩阵上，高边电流源的顶部上安装有led；

图6示出了针对像素单元n和n+1的、可以被布置在半导体器件上的示例性像素寻址电路；

图7示出了包括像素寻址块、驱动器和比较器的像素单元的示例性示意性框图；

图8示出了图7的像素寻址块的示例性实现；

图9示出了图7的驱动器的示例性实现；

图10示出了图7的比较器的示例性实现；

图11示出了图1的电流源调节电路的示例性实现；

图12示出了图1的电流源调节电路的另一示例性实现；

图13示出了图1的电流源调节电路的另一示例性实现；

图14详细示出了图13的实现的修改电路；

图15示出了图1的电流源调节电路的另一示例性实现。

具体实施方式

图1示出了根据本公开的以示例性拓扑布置的电流源调节电路102的示例性框图。具体地，电流源调节电路102与电源电路104和电流源电路106布置成环路。通常，电流源电路106可以包括相对大量的电流源(例如，大于1000个电流源)，其中，电流源中的每一个被配置成输出驱动led的电流，该电流由电流源电路106输出的信号108表示。用于机动车辆的前照灯与支持电源和驱动电路一起是这样的系统的一个示例。

在实践中，由电源电路104产生的电源电压110被用于为电流源电路106的每个电流源供电，并且电流源调节电路102被配置成控制电源电压110的幅度，以便保持电流源电路106中的每个电流源两端的电压降在电压值的有限范围内。

更具体地，电流源调节电路102的监测器电路112被配置成：基于如图1所示由监测器电路112接收的信号116来生成指示电流源电路106中的任何特定电流源两端的电压降在电压值的有限范围之外的信号114。在该示例中，基于由电流源电路106中的特定电流源输出的驱动电压(其用于驱动与其耦接的led，由信号108表示)和由电源电路104产生的电源电压110来确定电压降。

电流源调节电路102的控制器电路118被配置成：从监测器电路112接收信号114，并且基于信号114而输出用于控制电源电压110的幅度以保持电流源电路106中的每个电流源两端的电压降在电压值的有限范围内的信号120。有利地，可以限定电压值的有限范围，使得电流源电路106中的每个电流源可以适当地调节用于驱动与其耦接led的驱动电流，并且使得由电流源电路106中的每个电流源在工作期间耗散的功率量保持在可接受的范围内。图2中示出了这样的实现的一个示例。

图2示出了被分成第一阶段124、第二阶段126和第三阶段128的示例性数据集122。

在第一阶段124期间，电流源电路106中(参见图1)的特定的一个电流源适当地调节驱动电流。这是因为该特定的一个电流源两端的电压降132约为390mv(参见标记v1)，而390mv在由下阈值或下限134和上阈值或上限136界定的电压值的范围之内。在实践中，下限134和上限136中的每一个的电压值可以根据需要来限定，并且可以是特定于实现的。然而，在该示例中，下限134的电压值约为(即大致但不精确)117mv，并且117mv可以对应于该特定的一个电流源的最小电压值以适当地调节驱动电流。相比之下，上限136的电压值约为1v，并且1v可以对应于该特定的一个电流源的最大电压值以适当地调节驱动电流，而没有过多或不期望的功率耗散。

在第一阶段124期间，电流源电路106中的特定的一个电流源适当地调节驱动电流而没有过多或不期望的功率耗散，这是因为在第一阶段124期间的驱动电流138(参见标记v1)约为(如预期的)15ma，并且功率耗散140处于约6mw的合理值。约6mw的值是合理的，因为在1000个电流源中的每一个的两端，例如每个电流源的6mw功率耗散不会产生大量的热，或者在电力供应方面不会被认为过于浪费。

然而，在第二阶段126的开始处(约t＝210μs处)，出现电源电压110(参见图1)的幅度的意外下降，因此特定的一个电流源两端的电压降132减小至约3mv(参见标记v2)，其小于下限134的电压值。在该示例中，当电压降132越过下限134时，电流源调节电路102的监测器电路112(参见图1)在约t＝220μm处生成信号114。作为响应，电流源调节电路102的控制器电路118(参见图1)生成用于调整电源电压110的幅度使得特定的一个电流源两端的电压降132被调节回到下限134至上限136范围内的值的信号120。如下面进一步讨论的，可能不会瞬间实现转换成下限134至上限136范围内的值。

在第二阶段126期间，由于第二阶段204期间的驱动电流138(参见标记v2)约为400μa并且功率耗散140处于约1μw的低值，因此特定的一个电流源没有适当地调节驱动电流(即，不能提供足够的电流以适当地驱动led)。通常，这是因为电源电压110的幅度太小而不能为特定的一个电流源适当地供电。然而，如上所述，电流源调节电路102的控制器电路118被配置成控制电源电压110的幅度，以将该特定的一个电流源两端的电压降调节成下限134至上限136范围内的值。在某些场景下，可能不会瞬间实现转换成下限134至上限136范围内的值。

例如，在第三阶段128的开始(约t＝510μs)处，出现电源电压110的幅度的增加，以致特定的一个电流源两端的电压降132增加到约1.2v(参见标记v3)，其大于上限136的电压值(约1v)。而且，在这种工作状态下的功率耗散处于约18mw的高值，这是不合理的，因为在1000个电流源中的每个电流源两端，例如每个电流源的18mw功率耗散可能会产生大量的热或者在电力供应方面被认为过于浪费。为了减轻这个问题，当电压降132越过上限136时，电流源调节电路102的监测器电路112在约t＝520μs处产生信号114。作为响应，电流源调节电路102的控制器电路118产生用于调节电源电压110的幅度使得特定的一个电流源两端的电压降132被调节回成下限134至上限136范围内的值的信号120。虽然不是瞬时的，但是在第三阶段128的结束(约t＝660μs)时(具有约500mv的电压降132(参见标记v4)，其在下限134至上限136范围内)，达到稳定状态仅用了约40μs。可以从图2的数据集122收集其它示例性响应时间和参数值。

在第三阶段128的结束时，电流源电路106的特定的一个电流源适当地调节驱动电流而没有过多或不期望的功率耗散，这是因为在第三阶段128结束时的驱动电流138(参见标记v4)约为(如预期的)15ma，并且功率耗散140处于约7.5mw的合理值，其例如在1000个电流源中的每一个的两端不会产生大量的热或者在电力供应方面不会被认为过于浪费。虽然本公开不受此限制，但是下面进一步详细讨论电流源调节电路102的几个示例性实现。

多个光源(例如，半导体光源、led)可以一起被布置为阵列。光源的阵列可以被布置在半导体器件(阵列)的顶部上，半导体器件(阵列)被布置为用于光源的控制电路。光源可以被安装在半导体器件上。在半导体器件为每个光源提供电流源的情况下，可能必须单独地驱动这样的电流源以允许控制各个光源。

图3示出了包括led阵列202的示例性布置，led阵列202被放置在半导体器件204(例如，芯片上芯片组件)的顶部上。半导体器件204可以被布置在印刷电路板(pcb)206上。半导体器件204可以经由接合线208电连接至pcb206。半导体器件204可以包括以下中的至少一个：用于布置在led阵列202上的单个led的电流源，特别地是用于每个led的至少一个电流源；用于驱动led以及用于管理目的的通信接口；至少一个参考电流的生成；以及诊断和保护功能。出于这样的目的，半导体器件204可以包括硅单元的阵列，其中每个硅单元(也称为像素单元)可以包括电流源，其可以直接连接至led阵列202中的led。此外，半导体器件204可以包括本文中所讨论的电流源调节电路或任何其它电路。

图4示出了包括led312的矩阵302(矩阵中的每个像素可以由至少一个led表示)和半导体器件310的示例性图示，半导体器件310包括led驱动器矩阵304(例如，半导体器件的与led阵列202中的每个像素相关联的那部分)和电路306。半导体器件310可以连接至串行接口308。矩阵302中的各个led312可以经由串行接口308来被控制。矩阵302可以被布置在led驱动器阵列304的顶部上。led驱动器矩阵304可以是如图1所示的半导体器件204的一部分，并且可以包括用于矩阵302中的每个led312的像素单元区域(也称为“像素单元”)。作为一个选项，led驱动器矩阵304具有与矩阵302(例如，基本上)相同的面积大小。特别地，led驱动器矩阵304的像素单元区域可以具有与单个led312相同的表面积。矩阵302中的led312可以直接连接至led驱动器矩阵304中的像素单元。特别地，矩阵302可以被布置在led驱动器矩阵304的顶部上。

电路306可以包括用于访问矩阵302中的led312的串行接口，例如用于配置目的的一个寄存器、参考电流发生器、参考电压发生器和温度传感器，并且可以被布置在与led驱动器矩阵304相邻或远离的区域中。矩阵302可以包括以列和行布置的任意数量的led(例如，像素)。例如，矩阵302可以包括256个led、2044个led等。在图4所示的示例中，矩阵302包括16行和16列led312，总计256个led。

注意，led是作为光源的示例而被提及。作为一个选项，可以使用任何种类的光源，特别是半导体光源。作为另一选项，每个光源可以是包括至少两个半导体光源的部件。

在一个示例性应用中，led阵列202中的每个像素可以占据例如小于150μm*150μm的表面积，但是表面积占据可以是特定于实现的。可以选择适用于led阵列202的预定分辨率的任何面积。半导体光源可以被布置在每个像素单元的中间。相邻的像素单元可以在光源之间具有小于150μm的间隙。每个led可以具有连接至led驱动器矩阵304的一个触点和连接至公共触点(例如gnd)的一个触点。这是一个示例性场景；可以相应地应用其它尺寸、距离和连接。

在每个led被直接安装在半导体器件的顶部上的情况下，每个电流源被放置在由像素单元的表面区域限定的区域中。在上面提供的示例中，面积总计150μm·150μm＝0.022500mm²。为了增大远距离的光在x维度和y维度上的分辨率(例如，0.5°)以及为了避免用于光束均匀调整的额外机械部件，像素单元之间的短间距是有益的。在上面提供的示例中，像素单元之间的间距可以小于150μm。

由于紧凑的布置，大量的热源可能产生不同的温度，这可能影响温度梯度并且因此导致像素之间的失配。此外，当led驱动器矩阵直接连接至led时，可能不能直接获得每个电流源的针对每个像素单元的输出。因此，需要一种解决方案，其提供以下中的至少一个：向单独的led提供电流的电流源，其允许高准确度地接通或关断led，从而可选地提供过电流保护；能够检测输出通道的开路负载和接地短路的诊断功能；不同像素之间即不同电流源之间的低失配；本文中讨论的电流源调节电路；等等。

图5示出了高边电流源402、404、406，高边电流源402、404、406中的每一个被布置在led驱动器矩阵304上，高边电流源402、404、406的顶部上安装有led408、410、412。在该场景下，led408被布置在电流源402的顶部上，led410被布置在电流源404的顶部上，并且led412被布置在电流源406的顶部上。

每个电流源402、404、406可以是nmos功率级，其中漏极连接至电源电压vcc并且源极与相应的led408、410、412连接。每个nmos功率级的栅极可以经由相应的误差放大器414、416、418来被控制，并且每个误差放大器414、416、418可以被用于利用内部参考电流来控制输出电流。每个误差放大器414、416、418可以通过数字或模拟信号启用。

鉴于上述情况，led驱动器矩阵304因此可以(在led驱动器矩阵在物理上位于led阵列之下的情况下)在针对像素单元可用的区域上包括相对大量的电流源和/或开关。本文介绍的示例特别展示了如何在led驱动器矩阵被布置在硅半导体器件(例如，单个芯片)上的情况下仍可以实现用于led阵列和下面的led驱动器矩阵的有效解决方案。特别地，所提供的示例解决了大量的热源以及像素单元的电流源之间的热梯度。

其它示例展示或提供了与电源电路104和电流源电路106布置成环路的电流源调节电路102。在实践中，由电源电路104产生的电源电压110被用于为电流源电路106中的每个电流源供电，并且电流源调节电路102被配置成控制电源电压110的幅度，从而将电流源电路106中的每个电流源两端的电压降保持在电压值的有限范围内。有利地，可以将电压值的有限范围限定成使得电流源电路106中的每个电流源能够适当地调节用于驱动与其耦接的led的驱动电流，并且使得由电流源电路106中的每个电流源在工作期间耗散的功率量保持在可接受的范围内。

本文介绍的其它示例允许提供下述led驱动器矩阵，其特别地包括以下中的至少一个：用于控制每个像素单元的驱动器的通信接口；具有对过电流的自保护的输出电流调节；开路负载和接地短路诊断功能；以及低的温度敏感性。这可以特别地通过在电路与led驱动器矩阵(两者都被集成在半导体器件上)之间分布控制逻辑来实现。电路可以被布置成与led驱动器矩阵相邻，并且led驱动器矩阵可以具有与led阵列相同的表面积，如上所说明的，led阵列可以被布置在led驱动器矩阵的顶部上。作为一个选项，电路可以被布置在与led驱动器矩阵相邻或远离的区域中。

挑战在于如何有效地驱动电流源，其中一个电流源被放置在像素单元处(或与像素单元相关联)。如上述示例所示，两个像素单元之间的距离(例如，小于150μm)可以说明限制性约束，这使得电连接被布置在其相关联的光源之下的所有电流源以使得它们可以由半导体器件的电路驱动是困难的。

图6示出了针对两个像素单元n和n+1的、可以被布置在半导体器件上的示例性电路。在该示例中，电路306提供更新信号upd、数据信号data_i和时钟信号clk，像素单元n将数据信号data_i+1提供至像素单元n+1，并且像素单元n+1将数据信号data_i+2提供至后续的像素单元(未示出)。

在实践中，数据信号data_i是被传送到移位寄存器的二进制信号(例如，“0”和“1”)的序列。移位寄存器中的每个单元可以包括d触发器，例如用于像素n的d触发器502和用于像素n+1的d触发器504。在该示例中，数据信号data_i连接至d触发器502的d输入端，d触发器502的q输出端连接至d触发器504的d输入端。d触发器502、504两者由时钟信号clk驱动。因此，可以将“0”值和“1”值的序列传送至d触发器502、504，其中，在时钟信号clk的每个时钟周期(上升沿)，被存储在d触发器502中的实际值被移位到后续的d触发器504，并且由数据信号data_i提供的后续值被存储在d触发器502中。根据所示的示例，先0后1的位序列在两个时钟周期之后被存储在d触发器502、504中，使得d触发器502具有值“1”而d触发器504具有值“0”。

经由寄存器(例如d触发器506)的端子508来驱动用于像素n的光源(例如led)。类似地，经由寄存器(例如d触发器510)的端子512来驱动用于像素n+1的光源。d触发器506的d输入端连接至d触发器502的q输出端，并且d触发器510的d输入端连接至d触发器504的q输出端。两个d触发器506、510的使能(或时钟)输入端连接至更新信号upd。当更新信号upd变为“1”时，存储在d触发器502中的值在d触发器506的q输出端处变得可见，并且因此被用于驱动该像素n的光源。因此，存储在d触发器504中的值在d触发器510的q输出端处变得可见，并且因此被用于驱动像素n+1的光源。因此，图6中示例性示出的移位寄存器包括两个单元，其中用于像素n的单元包括d触发器502和寄存器506，而用于像素n+1的单元包括d触发器504和寄存器510。

图6仅示出了两个像素单元的序列的示例性摘录。然而，该方法可以应用于多于两个像素单元的序列，例如像素矩阵的列或行。此外，可以通过甚至更长的移位寄存器来连接并表示若干个行或列。在这种情况下，移位寄存器可以被用于向列或行或甚至矩阵中的所有像素提供数据信号，并且立刻更新列、行或矩阵。

时钟信号clk的频率可以有利地足够高以在更新信号upd被激活之前并且在当时被存储在相应的移位寄存器中的值被用于控制该序列(例如，像素矩阵的列或行)中的像素之前填充用于这样的像素序列的移位寄存器。因此，每个像素的高更新率可以产生pwm调光的高分辨率。因此，高时钟频率可以有利于在触发更新信号之前将信息存储在移位寄存器的触发器中。

有利地，通过以菊花链方式(一个像素驱动下一个像素)提供寄存器(例如，根据图6的d触发器)并且将这些寄存器与相应的像素单元布置在一起，单个线路足以将数据信号data_i传送到像素序列，否则每个像素将需要单独的连接来传送用于控制该像素的数据信号。注意，可以使用任何类型的寄存器或存储器来实现上述结果。寄存器可以是触发器、锁存器、寄存器或具有记忆功能的任何其它元件。

图7示出了包括像素寻址块604、驱动器606和比较器608的像素单元602的示意性框图。如下面进一步详细讨论的，为了进行诊断，电流源调节电路可以被包括在比较器608内。在其它示例中，为了进行诊断，电流源调节电路可以位于比较器608的外部。

像素单元602可以对应于半导体器件204的具有如图3(和图4)所示的led阵列202的像素的表面积的那部分。像素单元602可以包括可以连接至光源(例如led阵列(202)中的led610)的端子out。光源可以被直接安装在半导体器件上，例如位于像素单元602之上。因此，被安装在半导体器件上的led可以被认为是像素单元的组成部分。作为一个选项，术语“像素单元”可以指与可以被安装在该半导体器件上的单个led相关联的半导体器件。注意，像素单元602可以是半导体器件204、特别是led驱动器矩阵304的一部分。在一个示例中，像素单元602可以对应于根据图4的led驱动器矩阵304。

驱动器606由电压vcp和电压vcc供电。此外，参考电流iref被传送到驱动器606。参考电流iref可以例如经由布置有电路306的电流源而由电路306提供。驱动器606连接至地(vss)。此外，驱动器606从像素寻址块604接收信号612，并且经由节点616提供输出信号以驱动光源610。节点616连接至端子out。

像素寻址块604获取更新信号upd、数据信号data_i和时钟信号clk。其为后续像素单元(或者如果没有后续的像素单元，则为电路306)提供数据信号data_i+1。此外，像素寻址块604向驱动器606提供信号612。结合图6和图8来说明像素寻址块604的基本功能。

如果像素单元602配备有诊断功能，则可以向像素单元602的像素寻址块604提供诊断信号diag。在这样的场景下，节点616还连接至比较器608，并且由比较器608处理的结果作为信号614被传送到像素寻址块604。比较器608还连接至vcc和vss。作为一个选项，除了被连接至可以安装在像素单元602顶部上的led610的端子out以外，去往/来自像素单元602的所有连接可以与电路306相连。

图8示出了像素寻址块604的示例性实现。还参考以上结合图6提供的讨论。除了图6以外，像素寻址块604还包括诊断功能。来自比较器608的信号614被传送到多路复用器704的入口“1”，而信号data_i被传送到多路复用器704的入口“0”。经由多路复用器704的输入端706来选择多路复用器704的入口“0”或“1”。多路复用器704的输出端连接至d触发器502的d输入端。取决于提供给输入端706的数字值，多路复用器704的输入端之一连接至d触发器502的d输入端。具体地，如果提供给输入端706的值为“0”，则信号data_i被传送到d触发器502的d输入端，如果该值为“1”，则信号614被传送到d触发器502的d输入端。

诊断信号diag被传送到与(and)门702的第一输入端，并且与门702的第二输入端连接至d触发器506的q输出端。与门702的输出端与多路复用器704的输入端706连接。根据该示例，如果信号diag为“1”并且d触发器506的q输出端为“1”，则信号614由多路复用器706选择为连接至d触发器502的d输入端。否则，在与门702的至少一个输入端为“0”的情况下，信号data_i由多路复用器706选择为连接至d触发器502的d输入端。d触发器506的q输出端将信号612传送到驱动器606(参见图6)。d触发器502的q输出端提供后续的数据信号data_i+1。

图9示出了驱动器606的示例性实现。来自像素寻址块604的信号612被传送到n沟道mosfet805的栅极节点。mosfet805的漏极连接至n沟道mosfet806的栅极并且连接至n沟道mosfet807的栅极。mosfet806对应于感测级，并且mosfet807对应于驱动器606的功率级。

mosfet805的源极连接至vss。vcp经由电流源801被传送到电流镜804的端子808。而且，vcp经由电流源803连接至电流镜804的端子810。端子810连接至mosfet806的栅极。电流镜804的端子809经由电流源802连接至vss。电流镜804的端子811连接至节点616，节点616也连接至端子out。电流源801和803均反映偏置电流。

电流镜804包括两个npn晶体管812和813。晶体管812的集电极连接至端子808，并且连接至晶体管812的基极以及晶体管813的基极。晶体管812的发射极被连接至端子809。晶体管813的集电极连接至端子810，并且晶体管813的发射极连接至端子811。vcc连接至mosfet806的漏极和mosfet807的漏极。参考电流iref被传送到mosfet806的源极和电流镜804的端子809。mosfet807的源极连接至节点616。

mosfet807用作nmos功率级，并且mosfet806用作nmos感测单元。基于参考电流iref和预定的kilis因子(其例如等于50)、经由电流镜804来调节mosfet807的栅极-源极电压。

kilis因子是指负载电流与感测电流之比。负载电流比感测电流高kilis倍。通过在高电流下在功率级两端提供低电压降，驱动器606的拓扑可以有益于减少相应单元的功率耗散。

电路306可以为所有像素单元提供参考电流iref。因此，参考电流iref可以远离像素单元的热源而被生成。可以针对每像素单元、每行像素单元和/或每列像素单元进行电流镜像。因此，为驱动器606外部的电流镜804生成参考电流iref尤其具有能够进一步减小像素单元所需的半导体器件上的面积的优点。参考电流iref对于所有像素单元基本相同是另一个优点。因此，像素单元的任何功率耗散影响对相邻的像素单元具有有限的影响，从而导致每像素单元的输出电流的高准确度。

作为一个选项，功率级被设计有等于4：200的kilis因子，即nmos感测级包括4个单元，这些单元中的每一个与功率级的50个单元镜像。这4个单元可以被布置成交叉耦接配置的布局，以减少不同温度梯度的影响。

图9所示的驱动器606还提供具有低偏移的高精度，在芯片上仅占用小的面积，并且在vss短路的情况下能够防止过电流。因此，当端子out处出现短路时，提供参考电流的电流镜804不能工作，而mosfet807(功率级)被拉下。

图10示出了比较器608的示例性实现。比较器608还提供exclusive-or功能。在图10的示例中，节点616连接至n沟道mosfet905的栅极和p沟道mosfet906的栅极(两个栅极连接在一起)。经由mosfet905的漏极来提供信号614。mosfet905的漏极经由电流源901连接至vcc。mosfet906的漏极经由电流源903连接至vcc。mosfet905的源极连接至n沟道mosfet907的漏极。mosfet907的源极经由电流源902连接至vss。mosfet906的源极连接至mosfet907的栅极。此外，mosfet906的源极经由电流源904连接至地vss。电流源901至904各自反映偏置电流。

根据图8的像素寻址块604中示出的诊断功能结合图10的比较器使得每个像素单元能够确定是否存在开路负载或接地短路情况。

比较器608可以被布置为能够检测两个状况(即，开路负载以及短路)的窗口比较器。有利地，比较器608仅需要芯片上的小面积。像素寻址块604被布置成经由复用器704选择比较器608的输出614，而不是数据信号data_i。因此，输出614的状态(该输出指示像素单元是否在预定义的参数范围内工作或展示开路负载或短路状况)被加载到移位寄存器中，并且可以(在预定数量的时钟周期之后)从移位寄存器被读取。

例如，将仅具有必须要检查的像素的256位的数据帧馈送至移位寄存器中，并且针对要检查的该像素单元启用诊断信号diag(即，将诊断信号diag设置为“1”)。像素单元的多路复用器704不传送前一像素单元的数据信号data_i，而是传送比较器608的输出614。提供256位的另一数据帧以将来自移位寄存器502的诊断信息传送到电路306和可以处理该诊断信息的微控制器。因此，可以确定要诊断的像素单元是否在预定义的参数范围内工作(这由逻辑“0”指示)，或者遭受开路负载或接地短路问题(这由逻辑“1”指示)。该例程可以重复256次以检查矩阵302中的所有像素单元。

在输出电压太高(开路负载)或太低(接地短路)的情况下，比较器608提供“高”数字逻辑信息。所使用的参考电压是mosfet905和mosfet906的阈值电压。

一旦节点616处的电压(其对应于led610两端的电压)低于预定阈值，mosfet905就被关断，并且由电流源901提供的电流上拉信号614，使得逻辑“1”被存储在d触发器502中。一旦节点616处的电压大于电压vcc-vth(在该mosfet示例中，vth是阈值电压)，mosfet906就被关断，并且由电流源904提供的电流下拉mosfet907的栅极(其由此被关断)，并且因此电流源901的电流上拉信号614，使得导致逻辑“1”被存储在d触发器502中。

在正常工作中(即，节点616处的电压不为零或不太高)，mosfet905接通并且mosfet906接通，这导致mosfet907接通。由电流源902提供的电流高于由电流源901提供的电流以将信号614下拉到逻辑“0”。此外，电流源903的电流高于由源904提供的电流，使得mosfet907接通，并且允许左支路启用(下拉信号614)。因此，信号逻辑“0”被存储在d触发器502中。

因此，在节点616处的电压低于预定阈值(其允许检测接地短路)或在节点616处的电压高于电压vcc-vth(其允许检测开路负载状况)的情况下，仅少数mosfet比较器608能够生成等于逻辑“1”的信号614。因此，可以以快速高效的方式检查led矩阵中的每个像素(参见图2)。类似于上面提供的讨论可以在于2015年5月21日提交的标题为drivingseverallightsources的美国专利申请序号14/718,956和于2015年5月21日提交的标题为drivingseverallightsources的美国专利申请序号14/719,035中找到，这两个美国专利申请中的每一个的全部内容通过引用并入本文。

如上所述，电流源调节电路102与电源电路104和电流源电路106布置成环路。在实践中，由电源电路104产生的电源电压110被用于为电流源供电电路106中的每个电流源供电，并且电流源调节电路102被配置成控制电源电压110的幅度，以将电流源电路106中的每个电流源两端的电压降保持在电压值的有限范围内。有利地，可以限定电压值的有限范围，使得电流源电路106中的每个电流源可以适当地调节用于驱动与其耦接的led的驱动电流，并且使得由电流源电路106中的每个电流源在工作期间耗散的功率量保持在可接受的范围内。

因此，电流源调节电路102可以被认为实现诊断或诊断功能，其中，对于像素阵列中的每个像素，例如，电流源调节电路102可以：a)测量每个电流源(电流驱动器)两端的电压降以确定电压降是否保持在最小值(即，如图2所示的下限134)以上，最小值有时称为“欠载(underrun)”；b)测量每个电流源(电流驱动器)两端的电压降以确定电压降是否保持在最大值(即，如图2所示的上限136)以下，最大值有时称为“过载(overrun)”；c)在每个像素中检查电流驱动器是处于接通还是关断状态以避免针对a)和b)的错误信息。

通常，这样的实现可以称为智能诊断，由此在一些示例中，电流源调节电路102能够检测低的或高的电压降并且经由串行通信接口提供比特流，在比特流中的每个位是关于每单个像素的状态的信息。每个位可以被存储在阵列中，然后可以从阵列中读取每个位，以确定每个电流源的针对像素阵列中的每个像素的工作状态(例如，驱动器两端的电压降、接通/关断状态等)。每个电流源的针对像素阵列中的每个像素的工作状态可以单独地或共同地影响电流源调节电路102以控制电源电压110的幅度，从而将电流源电路106中的每个电流源两端的电压降保持在电压值的有限范围内。图11示出了这样的实现的示例。

图11示出了图1的电流源调节电路102的示例性实现1100。通常，电流源调节电路102可以被并入多个像素单元中的每个像素单元内，例如在图4的像素单元阵列(即led驱动矩阵304)的每个像素单元中。特别地，电流源调节电路102可以被并入如图7所示的像素单元602的比较器608内。在该示例中，实现1100包括连接至vcc(vccpx)的梯形电阻(resistiveladder)网络1102，由此例如当图7的驱动器606两端的(如在vcc与节点616之间限定的)电压降大于节点1108处的电压的幅度(即上限136，其通常被认为是可设计的值，并且在图11的示例实现中可以通过选择r1至r3的值来选择性地或设计性地被限定)时，第一比较器1106的输出1104为高电平。

类似地，例如当图7的驱动器606两端的(如在vcc与节点616之间限定的)电压降小于节点1114处的电压的幅度(即下限134，其通常被认为是可设计的值，并且在图11的示例实现中可以通过选择r1至r3的值来选择性地或设计性地被限定)时，第二比较器1112的输出1110为高电平。此外，例如当图7的驱动器606两端的(如在vcc与节点616之间限定的)电压降小于节点1120处的电压值(其通常被认为是可设计的值，并且在图11的示例实现中可以通过选择r1至r3的值来选择性地或设计性地来被限定)时，第三比较器1118的输出1116为高电平。在该示例中，节点1120处的电压表示阈值，在该阈值以下，如图6所示的led610被认为处于关断状态。可以设想，当处于与接通状态相反的关断状态时，在图11的输出端1104和输出端1110处获得的信息可能会被图1的电流源调节电路102丢弃，使得相同的信息不影响信号120(参见图1)。

例如，如沿图2的底部示出的信号114的两个实例或脉冲通常可以对应于在图11中的输出端1104处和输出端1110处获得的信息。在该示例中，如果输出端1116处的电压值指示led610(即，如上面结合图2讨论的“电流源电路106的特定的一个电流源”)实际上处于关断状态，则图1的电流源调节电路102可以丢弃在输出端1104处和在输出端1110处获得的信息，使得相同的信息不影响信号120。示例性实现1100的若干个优点涉及快速的信息捕获(即，可以并行获得每个像素单元中的电流驱动器的相应电压降数据)和读取(例如，进行串行比较)。图1的电流源调节电路102的其它实现是可能的。

图12示出了图1的电流源调节电路102的示例性实现1200。在该示例中，单个比较器1202位于led驱动器矩阵的外部(例如，图4的led驱动器矩阵304外部)，其被示为包括图12中的led串1204a至1204n，其中n是任意整数值。在该示例中，多路复用器1206被利用以按顺序、优先地(即，通过优先选择或寻址特定像素)和/或通过(基于由行/列做出的多路复用器选择、使用传递门进行)随机查询(poll)来感测每个像素输出电压(vledx)。而且，可以将比较器1202的输入节点1208、1210、1212中的任何特定一个处的像素输出电压与由比较器1202的输入节点1214、1216、1218中的任何特定一个处的梯形电阻网络1102(也参见图11)输出的参考电压进行比较，以使得比较器1202在输出端1220处能够产生高电平(或低电平)。通常，输出端1220处的值可以采取与如以上结合图11讨论的输出端1104、输出端1110和输出端1116中的任何一个一致的值。如此，如图12所示的示例性实现1200通常可以以与如图11所示的示例性实现1100类似的方式工作。然而，由示例性实现1200而不是示例性实现1100实现的一些优点可以包括优选的像素单元寻址或选择以及用于实现电路的比较器的数量的减少。图1的电流源调节电路102的其它实现是可能的。

图13示出了图1的电流源调节电路102的示例性实现1300。通常，示例性实现1300基本上类似于图12的电流源调节电路102的示例性实现1200，但是呈现了修改电路1222。图14详细示出了图13的示例性实现1300的修改电路1222。此外，比较器1202呈现了输入节点的数量的变化。具体地，如图13所示的比较器1202包括输入节点1214、1216、1218和附加输入节点1224以及输入节点1208、1210、1212和附加输入节点1226。在该示例中，修改电路1222的感测电路1402(参见图14)包括第一电路部件1404和第二电路部件1406。修改电路1222的第一电路部件1404和第二电路部件1406被包括在每个像素单元602(参见图6)中，以生成反映led电流1408的幅度的参考电流1410。参考电流1410经由mux1206的控制选择性地通过第三电路部件1412以在比较器1202的节点1224处产生电压。在实践中，例如，当节点1224处的电压是用于反映led电流1408在规定之外时，在比较器1202的输出端1220处提供高电平。这样的功能是除了如图12所示的功能之外的功能。然而，为了简化说明，图13中未示出梯形电阻网络1102。图1的电流源调节电路102的其它实现是可能的。

图15示出了图1的电流源调节电路102的示例性实现1500。在该示例中，单个比较器1502位于led驱动器矩阵的外部(例如，图4的led驱动器矩阵304的外部)，led驱动器矩阵在图15中被示为包括led串1504a至1504n。在实践中，比较器1502将在比较器1502的输入节点1506、1508、1510中的任何特定输入节点处实现的每个像素输出电压(vledx)与在比较器1502的输入节点1512处实现的固定阈值电压进行比较，固定阈值电压由二极管电路1514提供。这样的实现类似于最大选择器，并且比较器1502的输出节点1516处的信号指示led驱动器矩阵中的任何特定电流驱动器两端的电压降的状态。电流源调节电路102的示例性实现1500的优点涉及执行并行诊断的能力。

图1的电流源调节电路102的其它实现是可能的，并且设想图1的电流源调节电路102的每个实现——包括由本公开设想的那些具体实现——都可以被认为实现诊断或诊断功能，其中，对于像素阵列中的每个像素，例如，电流源调节电路102可以：a)测量每个电流源(电流驱动器)两端的电压降以确定电压降是否保持在最小值(即，如图2所示的下限134)以上，最小值有时称为“欠载”；b)测量每个电流源(电流驱动器)两端的电压降以确定电压降是否保持在最大值(即，如图2所示的上限136)以下，最大值有时称为“过载”；c)在每个像素中检查电流驱动器是处于接通还是关断状态以避免针对a)和b)的错误信息。

通常，这样的实现可以被称为智能诊断，由此在一些示例中，电流源调节电路102能够检测低的或高的电压降并且经由串行通信接口提供比特流，在比特流中每个位是关于每单个像素的状态的信息。每个位可以被存储在阵列中，然后可以从阵列中读取每个位，以确定每个电流源针对像素阵列中的每个像素的工作状态(例如，驱动器两端的电压降、接通/关断状态等)。像素阵列中的每个像素的每个电流源的工作状态可以单独地或共同地影响电流源调节电路102以控制电源电压110的幅度，从而将电流源电路106中的每个电流源两端的电压降保持在电压值的有限范围内。

本文建议的示例可以特别地基于以下解决方案中的至少一个。特别地，可以利用以下特征的组合来达到期望的结果。方法的特征可以与装置，设备或系统的任何特征相结合，反之亦然。

虽然已经公开了本发明的各种示例性实施例，但是对于本领域技术人员而言将明显的是，可以进行各种改变和修改，其将在不脱离本发明的精神和范围的情况下实现本发明的一些优点。对于本领域技术人员而言将显而易见的是，可以适当地替代执行相同功能的其它部件。应该指出，即使在没有明确提及的情况下，参考具体图说明的特征也可以与其它图的特征相结合。此外，本发明的方法可以以使用适当处理器指令的所有软件实现、或者以利用硬件逻辑和软件逻辑的组合实现相同结果的混合实现来实现。本发明构思的这样的修改旨在被所附权利要求所覆盖。

另外，以下编号的示例示出了本公开的一个或更多个方面。

示例1：一种电路，包括：监测器电路，其被配置成针对多个led驱动器中的至少一个led(发光二极管)驱动器：生成用于指示至少一个led驱动器两端的电压降在电压值的有限范围之外的信号，其中，基于由至少一个led驱动器输出以向与其耦接的led提供电流的驱动电压和由电源向多个led驱动器中的每个led驱动器输出的电源电压，来确定电压降；以及控制器电路，其被配置成：从监测器电路接收信号，并且基于信号调整由电源输出的电源电压，以迫使至少一个led驱动器两端的电压降在电压值的有限范围内。

示例2：根据示例1的电路，其中，信号表示至少一个led驱动器两端的电压降小于或等于电压值的有限范围的最小电压值的状况，以及其中，控制器电路被配置成：增大由电源输出的电源电压的幅度，以迫使至少一个led驱动器两端的电压降为电压值的有限范围内的值。

示例3：根据示例1至2中的任一项的电路，其中，信号表示至少一个led驱动器两端的电压降大于或等于电压值的有限范围的最小电压值的状况，以及其中，控制器电路被配置成：减小由电源输出的电源电压的幅度，以迫使至少一个led驱动器两端的电压降为电压值的有限范围内的值。

示例4：根据示例1至3中的任一项的电路，其中，监测器电路被配置成：生成表示选自接通状态和关断状态的至少一个led驱动器状态的状态信号；以及控制器电路被配置成：从监测器电路接收状态信号；以及在至少一个led驱动器状态为接通状态的条件下，调整由电源输出的电源电压，以迫使至少一个led驱动器两端的电压降在电压值的有限范围内。

示例5：根据示例1至4中的任一项的电路，其中，多个led驱动器中的每一个与多个像素单元中的相应一个像素单元相关联，多个像素单元被布置为多维矩阵，并且监测器电路的实例被包括在多个像素单元的每个像素单元中，以及其中，控制器电路被配置成：从监测器电路的每个实例接收信号的实例，其中，信号的每个实例表示与监测器电路的相应实例相关联的led驱动器两端的电压降小于或等于电压值的有限范围的最小电压值和大于或等于电压值的有限范围的最大电压值中之一的状况；在第一寄存器中存储表示led驱动器电压降小于或等于最小电压值的状况的信号的每个实例的位；在第二寄存器中存储表示led驱动器电压降大于或等于最大电压值的状况的信号的每个实例的位；以及将电源电压调整为下述幅度，所述幅度取决于第一寄存器中的位的数目和第二寄存器中的位的数目。

示例6：根据示例1至5中的任一项的电路，其中，控制器电路被配置成从监测器电路的每个实例并行地接收信号的实例。

示例7：根据示例1至6中的任一项的电路，其中，多个led驱动器中的每一个与多个像素单元中的相应一个像素单元相关联，多个像素单元被布置为多维矩阵，并且监测器电路耦接至多个像素单元的每个像素单元，以及其中，控制器电路被配置成：针对多个led驱动器中的每个led驱动器，接收表示电压降小于或等于电压值的有限范围的最小电压值和大于或等于电压值的有限范围的最大电压值中之一的状况的信号的实例；在第一寄存器中存储表示led驱动器电压降小于或等于最小电压值的状况的信号的每个实例的位；在第二寄存器中存储表示led驱动器电压降大于或等于最大电压值的状况的信号的每个实例的位；以及将电源电压调整为下述幅度，所述幅度取决于第一寄存器中的位的数目和第二寄存器中的位的数目。

示例8：根据示例1至7中的任一项的电路，其中，监测器电路被配置成顺次地感测多个led驱动器中的每个led驱动器两端的电压降。

示例9：根据示例1至8中的任一项的电路，其中，监测器电路被配置成查询多个像素中的每个像素单元以感测多个led驱动器中的特定led驱动器两端的电压降。

示例10：根据示例1至9中的任一项的电路，其中，监测器电路被配置成：响应于关于感测多个led驱动器中的相应led驱动器两端的电压降的命令而选择多个像素单元中的特定像素单元。

示例11：根据示例1至10中的任一项的电路，其中，监测器电路被配置成：响应于关于感测提供给相应led的电流的幅度以确定所述电流是否在调节范围之外的命令，选择多个像素中的特定像素单元。

示例12：一种方法，包括：针对多个led驱动器中的至少一个led(发光二极管)驱动器，根据由至少一个led驱动器输出以向与其耦接的led提供电流的驱动电压和由电源向多个led驱动器中的每个led驱动器输出的电源电压，确定至少一个led驱动器两端的电压降；以及基于所述确定，调整由电源输出的电源电压以迫使至少一个led驱动器两端的电压降在电压值的有限范围内。

示例13：根据示例12的方法，其中，信号表示至少一个led驱动器两端的电压降小于或等于电压值的有限范围的最小电压值的状况，以及其中，方法还包括：增大由电源输出的电源电压的幅度，以迫使至少一个led驱动器两端的电压降为电压值的有限范围内的值。

示例14：根据示例12至13中的任一项的方法，其中，信号表示至少一个led驱动器两端的电压降大于或等于电压值的有限范围的最大电压值的状况，以及其中，方法还包括：减小由电源输出的电源电压的幅度，以迫使至少一个led驱动器两端的电压降为电压值的有限范围内的值。

示例15：根据示例12至14中的任一项的方法，还包括：在至少一个led驱动器的状态为接通状态的条件下，调整由电源输出的电源电压，以迫使至少一个led驱动器两端的电压降在电压值的有限范围内。

示例16：根据示例12至15中的任一项的方法，还包括：确定多个led驱动器中的每个led驱动器两端的电压降；从第一寄存器读取第一寄存器中的类型的位数目，其中，第一寄存器中的类型的每个位表示小于或等于电压值的有限范围的最小电压值的led驱动器电压降的实例；从第二寄存器读取第二寄存器中的类型的位数目，其中，第二寄存器中的类型的每个位表示大于或等于电压值的有限范围的最大电压值的led驱动器电压降的实例；以及将电源电压调整为下述幅度，所述幅度取决于第一寄存器中的位的数目和第二寄存器中的位的数目。

示例17：根据示例12至16中的任一项所述的方法，还包括并行地确定所述多个led驱动器中的每个led驱动器两端的电压降。

示例18：根据示例12至17中的任一项的方法，还包括顺次地确定多个led驱动器中的每个led驱动器两端的电压降。

示例19：根据示例12至18中的任一项的方法，还包括：响应于命令而将所述多个led驱动器中的特定led驱动器选择为确定特定led驱动器两端的电压降和确定由特定led驱动器提供的电流是否在规定范围之外中之一。

示例20：一种电路，包括：监测器电路，其被配置成针对多个led驱动器中的至少一个led(发光二极管)驱动器：生成用于指示至少一个led驱动器两端的电压降在电压值的有限范围之外的信号，其中，基于由至少一个led驱动器输出以向与其耦接的led提供电流的驱动电压和由电源向多个led驱动器中的每个led驱动器输出的电源电压来确定电压降；以及控制器电路，其被配置成：从监测器电路接收信号；确定所述信号表示以下状况中之一：至少一个led驱动器两端的电压降小于或等于电压值的有限范围的最小电压值和至少一个led驱动器两端的电压降大于或等于电压值的有限范围的最大电压值；以及基于所述信号，增大由电源输出的电源电压的幅度以迫使至少一个led驱动器两端的电压降为电压值的有限范围内的值，或者减小由电源输出的电源电压的幅度以迫使至少一个led驱动器两端的电压降为电压值的有限范围内的值。

已经描述了本公开的各种示例。所描述的系统、操作或功能的任何组合是可预期的。这些和其它示例在所附权利要求的范围内。