用于实现最优系统效率的led正向电压测量的方法和装置的制造方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]领域
[0002]本公开一般涉及通信系统，并且尤其涉及为了实现最优系统效率的发光二极管(LED)正向电压测量。
[0003]背景
[0004]LED因其能耗低、维护成本低且体积小而在各种各样的装备和装置上被用作状态指示器和显示器。LED被用在体育场中的大屏幕显示器中、用作装饰性显示器、用在交通信号灯中，并且在机场和火车站被用作目的地显示器。LED也可以被用在诸如移动电话的便携式设备中。
[0005]LED的电流和电压特性与其他二极管类似，其中电流以指数形式取决于电压。这意味着，电压上的小变化可以导致电流上的大变化。因此，LED并不是由电压单独控制的，而是需要恒流源或者与电源串联的限流器。若电源电压不足以供应电流源和LED的正向电压，则在LED中会有显著的电流滚降，从用户的角度来看，这是不期望的。LED的正向电压测量能够被用来防止这种电流滚降。该测量应当与系统功率转换器结合，系统功率转换器在维持来自LED的期望性能的同时提供最优电源电压。
[0006]随着蜂窝电话和其他个人设备获得了更多的功能，更多的LED被用来指示功能和其他操作的状态。LED的一个方面在于，为了最优系统效率而需要的电压量随着时间改变。特定指示器LED的另一方面在于，正向电压在各部分之间显示出了显著的变动。在每个LED驱动器中，需要净空以避免电流滚降。当电池电压下降时，电源可以被切换到更高的推升电源供应。为了实现最大的系统功率效率，需要将阈值设置为尽可能低，而仍然满足必要的净空限制。
[0007]本领域中存在适应性地实现最低的必要净空而仍然向LED提供期望的电流的需要。所提供的该自适应方法体系考虑了由于在给定应用中的工艺、温度、老化以及其他使用因素所引起的LED正向电压上的任何变动。
[0008]概述
[0009]本文中公开的实施例提供了用于优化发光二极管(LED)操作范围的方法。该方法包括以下步骤:导通至少一个LED ;并且测量该至少一个LED的阳极电压；以及测量该至少一个LED的阴极电压。一旦完成这些测量，就计算该至少一个LED的正向电压。在此计算之后，关断该至少一个LED，并且基于测得的阳极和阴极电压来为该LED设置电压倍增器开关阈值。
[0010]又一个实施例提供了用于优化LED的装置。该装置包括LED(但是可以包括不止一个LED)、电压倍增器、脉宽调制器；复用器；模数转换器；以及处理器。
[0011]又一个实施例提供了用于优化LED的设备。该设备包括:用于导通至少一个LED的装置；用于测量该至少一个LED的阳极电压的装置；用于测量该至少一个LED的阴极电压的装置；用于计算该至少一个LED的正向电压的装置；用于关断该至少一个LED的装置；以及用于基于测得的阳极和阴极电压来设置功率倍增器开关阈值的装置。
[0012]又一实施例提供了非瞬态计算机可读介质。该非瞬态计算器可读介质包含当被执行时使得处理器执行以下步骤的指令:导通至少一个LED ;测量该至少一个LED的阳极电压；测量该至少一个LED的阴极电压；计算该至少一个LED的正向电压；关断该至少一个LED ;以及基于测得的阳极和阴极电压来设置功率倍增器开关阈值。
[0013]附图简述
[0014]图1根据一个实施例解说了用于实现最优系统效率的LED正向电压测量装置。
[0015]图2为根据一实施例的用于实现最优系统效率的LED正向电压测量的方法的流程图。
[0016]详细描述
[0017]现在参照附图描述各个方面。在以下描述中，出于解释目的阐述了众多具体细节以提供对一个或多个方面的透彻理解。然而，明显的是，没有这些具体细节也可实践此种(类)方面。
[0018]如本申请中所使用的，术语“组件”、“模块”、“系统”及类似术语旨在包括计算机相关实体，诸如但并不限于硬件、固件、硬件与软件的组合、软件、或执行中的软件。例如，组件可以是但不限于是，在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行件、执行的线程、程序和/或计算机。作为解说，在计算设备上运行的应用和该计算设备两者皆可以是组件。一个或多个组件可驻留在进程和/或执行的线程内，且组件可以本地化在一台计算机上和/或分布在两台或更多台计算机之间。另外，这些组件能从其上存储着各种数据结构的各种计算机可读介质来执行。这些组件可藉由本地和/或远程进程来通信，诸如根据具有一个或多个数据分组的信号来通信，这样的数据分组诸如是来自藉由该信号与本地系统、分布式系统中另一组件交互的、和/或跨诸如因特网之类的网络与其他系统交互的一个组件的数据。
[0019]此外，术语“或”旨在表示包含性“或”而非排他性“或”。即，除非另外指明或从上下文能清楚地看出，否则短语“X采用A或B旨表示任何自然的可兼排列。”即，短语“X采用A或B”得到以下任何实例的满足:X米用A ；X米用B ;或X米用A和B两者。另外，本申请和所附权利要求书中所使用的冠词“一”和“某” 一般应当被解释成表示“一个或多个”，除非另外声明或者可从上下文中清楚看出是指单数形式。
[0020]LED可以被用来指示与以上所描述的无线系统有关的各种信息。本文中所描述的实施例提供了用于实现最优系统效率的LED正向电压测量方法和装置。
[0021]所描述的实施例为每个LED测量LED正向回动电压。该回动电压是指低于此电压该LED就关断的电压。希望尽可能接近该回动电压地来操作LED，因为较低的电压导致较低的功耗并延长电池寿命。在任何LED驱动器中，要求有必要的净空以避免电流滚降。当电池电压下降时，电源必须被切换到更高的电压供应。为了实现最大的系统功率效率，阈值应当被设置为最小净空。然而，最小净空并不是一个目标值，确切而言，对于如在移动电话中使用的在相同电流情况下的白LED而言，最小净空的范围一般从2.7伏特到大约3.4伏特。
[0022]本文中描述的实施例对LED正向电压作出系统测量，并且在系统中使用适应于各LED的测量。此外，这些实施例还追踪LED的正向电压上的改变，因为该电压随着老化和温度而改变。这些实施例提供了电压窗上显著的效率改善。作为一个示例，LED供应商所表征的LED正向电压分布的平均电压为3.2V，具有+/-0.2伏特的变动。假设电流驱动器所需要的净空为250mV。为了解决这一变动，系统不得不将其电源切换到等于LED正向电压与此电流驱动器净空的总和(或即3.45V)的推升功率。进一步假设电池电压为3.3V。由此，系统将会作出向该推升电源的切换。然而，若所使用的LED被测得具有3V的正向电压，则本文中描述的实施例将直到电池电压低于3.25V才会切换到该推升电源，。这方面对于系统效率来说是显著的，因为推升操作下的效率将比直接从电池运行的效率低得多。假设推升电源的效率为85%，并且电池为3.3V，那么本文中描述的实施例的系统效率为3/3.3 =91%,而基于推升的值则为0.85*3/5 = 51 %。
[0023]—个实施例规定，不是基于LED的数据单上描述的最坏情形信息来选择LED电源，而是在移动设备的上电操作期间测量LED正向回动电压。接着，选择实现最好效率的每个LED电源。
[0024]在一实施例中，LED正向电压被测量，并且当VsJV1 max+VHead_时，系统从电池切换到用于LED的推升电源。每个LED具有其自身的正向回动电压。在该实施例中，系统测量LED的正向电压并且提供适应性电源切换阈值。该适应性功率阈值适应于系统中的诸LED并且还追踪由于老化和温度引起的正向电压改变。该特征允许系统在仍然满足以精确为目的的净空要求的最低电压处切换电源。追踪LED老化防止了电流随着时间推移因LED正向电压下降而滚降。
[0025]图1解说了用于实现最优系统效率的LED正向电压测量装置的组件。该组装件100提供了至功率复用器选择106a的V1ot (Vph pJ输入102。Vhigh(Vboost7pump)输入104也被输入到功率复用器选择106a。类似地，功率复用器106b-d接收Vlw (Vph PJ输入