负载驱动器、处理器控制的负载驱动器、以及计算机程序的制作方法

负载驱动器、处理器控制的负载驱动器、以及计算机程序的制作方法
【专利摘要】公开了一种装置，该装置包括可耦合至电源（3）的第一节点，耦合在第二节点与第三节点之间的电荷存储部件（25），以及在第一节点与第二节点之间的第一支线。第一支线包括第一开关设备（21）。该装置包括在第一节点与第三节点之间的第二支线。第二支线包括第二开关设备（22）。该装置包括在第二节点与第四节点之间的第三支线。第三支线包括第三开关设备（23）。该装置包括在第三节点与第四节点之间的第四支线，其中第四支线包括第四开关设备（24）。该装置包括在第二支线或第三支线中的一个支线中的一个或多个接触件，该一个或多个接触件被配置为耦合至负载（12）。可以执行充电和负载驱动操作。
【专利说明】负载驱动器、处理器控制的负载驱动器、以及计算机程序
【技术领域】
[0001]本申请总体上涉及电子设备中的功率管理，更具体地涉及用于驱动诸如大电流、短持续时间的电子设备(如发光二极管(LED))的负载的驱动器。
【背景技术】
[0002]移动设备，诸如摄像机和移动电话，是由具有有限能量和功率的电池来供电的。百分之八十的当前移动电话具有内置的摄像机和闪光灯，并且这个数量预期会增加。闪光灯被用来在黑暗和低光的环境照明情形中提供光。现代摄像机算法智能地处理环境照明情形，从而除了可能需要从闪光灯提供的额外光之外，环境光线也被用作背景光。闪光灯通常由功率LED (PLED)或者氙闪光灯来实施。大电流LED最近已经被引入用于摄像机电话中的闪光灯。在不远的将来，LED预期会接近氙的功率级别，并且可能在许多摄像机中代替内置的氙闪光灯。LED相对于氙的主要优点包括低电压操作、更高的效率、以及极度的小型化。除了这些主要优点之外，LED能够产生相对长时段的持续光(被称为“电筒模式”)，这对氙闪光灯是不可能的。
[0003]LED是电流控制的设备，意味着它们的光输出的强度与经过它们的电流成比例。它们还具有不可以被超过的最大额定电流，否则LED可能被损坏。为了限制通过LED的电流量，限流电阻器通常与LED串联地被插入。如果LED被连接从而它发光，取决于LED的功率输出，跨LED的所谓的正向压降通常从1.5V (伏特)高至5V变化。正向压降是重要的，因为该压降定义了为了驱动LED的必要电压。例如，1.5V电池将不能驱动具有2.5V正向压降的LED。LED在1.5V电平将根本不发光。相比之下，用于摄像机和摄像机电话中的闪光灯的主要备选技术，氙闪光灯，是高电压设备，由高电压而不是大电流来供电。
[0004]需要驱动器或电荷存储设备来驱动LED，或者向闪光灯LED提供峰值功率的来源。LED应当仅直接连接到恒压源。诸如升压转换器的开关模式电源(SMPS)被使用在一些LED闪光灯中，在宽范围的电池电压上稳定光输出并且增加电池的使用寿命。SMPS包含能量存储电感器和电容器以及功率处理电子开关和整流器的网络。升压转换器是输出DC电压大于输入DC电压的步进增压DC (直流)到DC转换器。电荷泵也能够被用来升高DC电压，但是可能需要额外的电荷平衡电路。LED具有正端子和负端子，也称为阳极和阴极。阴极应当接地或连接到驱动电压源的负极侧，并且阳极连接到正极侧。
[0005]尽管LED被证明对于闪光灯是有用的，但是用于LED的驱动器上的改进仍然能够发生。

【发明内容】

[0006]在权利要求书中阐述了本发明的示例的各个方面。这一章节旨在作为示例性实施例的非限制性概述。
[0007]在示例性实施例中，公开了一种装置，该装置包括第一节点，被配置为耦合至电源；电荷存储部件，耦合在第二节点和第三节点之间；以及在第一节点和第二节点之间的第一支线(leg)。第一支线包括第一开关设备。该装置包括在第一节点和第三节点之间的第二支线。第二支线包括第二开关设备。该装置包括在第二节点和第四节点之间的第三支线。第三支线包括第三开关设备。该装置包括在第三节点和第四节点之间的第四支线，其中第四支线包括第四开关设备。该装置包括在第二支线或者第三支线中的一个支线中的一个或多个接触件，该一个或多个接触件被配置为耦合至负载。闭合第一开关设备和第四开关设备并且开路第二开关设备和第三开关设备，促使电荷存储部件经由第一支线和第四支线被电源充电。闭合第二开关设备和第三开关设备并且开路第一开关设备和第四开关设备，促使负载经由第二支线和第三支线被电源和电荷存储部件驱动。
[0008]在另一个示例性实施例中，一种装置包括一个或多个处理器和一个或多个存储器，该一个或多个存储器包括计算机程序代码。该一个或多个存储器和该计算机程序代码被配置为，与该一个或多个处理器一起，促使该装置执行至少以下:在负载驱动器电路中通过促使第一开关设备和第四开关设备被闭合，并且通过促使第二开关设备和第三开关设备被开路，来充电电荷存储部件。该负载驱动器电路包括耦合至电源的第一节点。该负载驱动器电路包括耦合在第二节点和第三节点之间的电荷存储部件，以及在第一节点和第二节点之间的第一支线。第一支线包括第一开关设备。该负载驱动器电路包括在第一节点和第三节点之间的第二支线。第二支线包括第二开关设备。该负载驱动器电路包括在第二节点和第四节点之间的第三支线。第三支线包括第三开关设备。该负载驱动器电路包括在第三节点和第四节点之间的第四支线，其中第四支线包括第四开关设备。该负载驱动器电路包括在第二支线或者第三支线中的一个支线中的一个或多个接触件，该一个或多个接触件被配置为耦合至负载。该一个或多个存储器和该计算机程序代码另外地被配置为，与该一个或多个处理器一起，促使该装置执行至少以下:通过促使第二开关设备和第三开关设备被闭合，并且通过促使第一开关设备和第四开关设备被开路，来驱动负载。
[0009]在又另一个示例性实施例中，公开了 一种计算机程序产品，包括承载计算机程序代码的计算机可读介质，该计算机程序代码被体现在该计算机可读介质中用于与计算机一起使用。该计算机程序代码包括，用于在负载驱动器电路中通过促使第一开关设备和第四开关设备被闭合并且通过促使第二开关设备和第三开关设备被开路来充电电荷存储部件的代码。该负载驱动器电路包括耦合至电源的第一节点。该负载驱动器电路包括耦合在第二节点和第三节点之间的电荷存储部件，以及在第一节点和第二节点之间的第一支线。第一支线包括第一开关设备。该负载驱动器电路包括在第一节点和第三节点之间的第二支线。第二支线包括第二开关设备。该负载驱动器电路包括在第二节点和第四节点之间的第三支线。第三支线包括第三开关设备。该负载驱动器电路包括在第三节点和第四节点之间的第四支线，其中第四支线包括第四开关设备。该负载驱动器电路包括在第二支线或者第三支线中的一个支线中的一个或多个接触件，该一个或多个接触件被配置为耦合至负载。该计算机程序代码包括，用于通过促使第二开关设备和第三开关设备被闭合并且通过促使第一开关设备和第四开关设备被开路来驱动负载的代码。
【专利附图】

【附图说明】
[0010]为了更完全地理解本发明的示例实施例，现在结合附图对以下描述进行参考，在附图中:[0011]图1图示了作为LED驱动器的基本降压转换器；
[0012]图2示出了根据本发明的示例实施例的用于使用存储部件来驱动负载(例如，LED闪光灯)的电路；
[0013]图3A图示了根据本发明的示例实施例的作为图2的电路的部分驱动器的降压转换器；
[0014]图3B是根据本发明的示例性实施例的、指示处理器将如何配置图3A中的开关设备以便执行某些操作的表格；
[0015]图4图示了根据本发明的示例性实施例的、根据充电操作来充电电荷存储设备的来自图2的电路的电流流动；
[0016]图5图示了根据本发明的示例性实施例的、根据负载驱动操作从图2和3的电荷存储设备将电流和电压提供给负载的电容器放电；
[0017]图6图不了根据本发明的不例实施例的移动设备。
【具体实施方式】
[0018]本发明的示例实施例以及它的潜在优点通过参考附图中的图来理解。
[0019]降压转换器(buck converter)是一种输出DC电压低于输入DC电压的DC到DC(直流到直流)类型的开关调节器。降压转换器具有比升压转换器相对较低的复杂度。图1示出了驱动LED负载12的降压转换器10的示例。这个示例性降压转换器10包括两个晶体管1、2，这两个晶体管如以下所描述的进行操作，用于充电和放电。当降压转换器10处于充电操作模式时，顶部晶体管I开路(即，不导通)并且电池3对输入电容器Cin4充电。当降压转换器10处于放电操作模式时，底部晶体管2开路并且顶部晶体管I闭合(即，导通)，从而电流通过电感器L5和电流测量电阻器R7而被馈送至LED负载12。晶体管2是降压同步整流器的一部分。对于非同步的情况，晶体管2可以由二极管(所谓的“续流二极管”)来代替。电感器L5在充电模式期间存储能量，并且试图在放电模式期间维持所存储的能量。能量传输速率由晶体管1、2的占空比确定。对于稳定状态中的转换操作，降压转换器10的输出电压Vsupply在充电-放电换向周期期间能够被假设恒定。被传递到LED负载12的输出电流也能够被假设恒定，只要输出电容器Cwt6足够大以在充电-放电换向周期期间跨其端子维持恒定电压。每个LED负载12具有最大准许电流。LED电流k总是小于或等于最大准许电流。电阻器R7还用于将电流限制到安全值，防止LED12被来自电源10的太多电流损坏。输出电容器(；ut6用于减少纹波(ripple)并且稳定电压。降压转换器10将最少的重点放在开关(晶体管I)上，并且需要相对小的输出滤波器用于减少输出纹波。
[0020]在现实中，静态和动态功率损耗两者发生在任何开关调节器中。静态功率损耗包括电线、开关和电阻器中的损耗，而动态功率损耗因为充电和放电期间的切换而发生。当SMPS驱动器被预先确定时，LED负载12的选择可能以某种方式被限制，因为低功率LED趋向于具有较低的压降，并且高功率LED具有较高的压降。同样地，蓝色或白色LED趋向于具有比，例如，红色LED更高的压降。降压转换器10的输出电压总是小于电池电压Vbat，并且与总是小于I (一)的电压转换效率成比例。因此，在使用降压转换器来驱动LED负载的实施方式中，电池电压Vbat必须总是大于LED负载12的正向电压Vf，以满足所期望的LED电流Il。[0021]超级电容器的最近发展已经使一种新电路发展开始，该新电路发展用于将超级电容器用作LED电源的驱动器/充电器电路，具有该超级电容器，功率能够大得多。这意味着更多的勒克斯(照明度的单位)，例如，通过分析大约多两倍。超级电容器通常自然地是最大
2.7V容差的设备。术语“超级电容器”是用于单一单元或多单元充电存储部件的通用名称。超级电容器可以是电双层电容器(EDLC)或者电单层电容器(ESLC)。在本发明的示例性实施例中，仅单一单元超级电容器被用来处理降压转换器的输出电压。那么，超级电容器尺寸是最小可能的。相比之下，在常用的升压类型设备中，输出电压高于Vbat,并且多单元超级电容器被选择来处理Vwt。在升压解决方案中，这些单元串联连接。这意味着两个EDLC单元一般被用于LED闪光灯驱动应用，其中功率LED的正向电压超过3.5V。这还引起对于驱动器控制电路的另一个要求，该要求是用于针对相等电压来平衡两个单元的平衡引脚。否则，电流生成的电阻热量将使两个EDLC单元的电压不平衡。相比像常用的电解电容器或钽电容器的标准技术，EDLC电容范围要高得多。在用于便携式设备的小型分立解决方案中，EDLC范围从几百毫法拉到法拉，而电解电容器在数十或数百微法拉的范围内。EDLC的更大的电容实现了更好的性能，用于像闪光灯和扬声器的大电流应用。然而，需要驱动器/充电器电路来提供对该电容器的充电，而该电容器向LED闪光灯负载提供峰值功率的来源。
[0022]图2示出了根据本发明的示例实施例的用于使用电荷存储部件来驱动负载(例如，LED闪光灯)的电路。负载驱动器电路20包括第一对开关设备21和22、第二对开关设备23和24、以及电荷存储设备25，该电荷存储设备25在一个示例性实施例中是电单层电容器，并且在另一个示例性实施例中是超级电容器。四个开关设备21-24可以包括二极管和晶体管，诸如场效应晶体管(FET)、金属氧化物半导体FET (M0SFET)、双极结型晶体管(BJT)、结型FET (JFET)或者执行切换功能的任何其他部件。在图3的示例中所示出的(在下文所描述的)是功率M0SFET。电荷存储设备25 (例如，超级电容器)耦合在第一对开关设备21、22之间，第一对开关设备21、22进一步分别耦合至电源Vsupply和接地(GND)。超级电容器，如电荷存储部件25，也耦合在第二对开关设备23、24之间，第二对开关设备23、24进一步耦合至电源Vsupply和负载12 (在这个示例中，LED闪光灯)。
[0023]根据一个不例实施例，电源电压Vsupply可以直接来自电池(未不出)。根据另一个示例实施例，当电荷存储设备25被放电至没有足够的电流来点亮用于摄像机曝光的LED闪光灯12的点时，驱动器电路(例如SMPS)提供了对被馈送至LED闪光灯负载12的电压的辅助。
[0024]图2还示出了第一电流路径57，第一电流路径57在开关设备21、22闭合(例如，活动)并且开关设备23、24开路(例如，不活动)时被创建。这执行了充电操作。第二电流路径58也被示出，第二电流路径58在开关设备23、24闭合(例如，活动)并且开关设备21、22开路(例如，不活动)时被创建。这执行了负载(例如，LED闪光灯)驱动操作。
[0025]另外，图2示出了诸如LED闪光灯12的负载可能被放置的位置26-1、26_2、26_3和26-4。位置26-1是电源(例如，降压转换器10的输出)到开关设备23的第一端子之间的任何地方。位置26-2是开关设备23的第二端子与电荷存储部件25的第一端子之间的任何地方。位置26-3是电荷存储部件25的第二端子与开关设备24的第一端子之间的任何地方。位置26-4是开关设备24的第二端子与第四节点(例如，连接至接地的端子)之间的任何地方。图2另外示出了被配置为耦合至负载的接触件28。例如，用于位置26-1的接触件28-1和28-2可以耦合至以并联布置被配置的多个LED闪光灯12_1和12_2。接触件28是适于耦合至负载的任何导电接触件，诸如以下:印刷电路板中的过孔；印刷电路板或集成电路上的迹线；印刷电路板上的焊盘(例如，用于表面安装或者用于球栅阵列中的球);弹针(pogo-pin)接触件(弹簧接触件);以及使用各向异性导电薄膜(ACF)键合、热压焊机键合、激光焊接、正常回流软焊等形成的接触件。另外，例如，当塑料包括塑料中一些量的导电金属/材料时，超声波焊接能够被考虑为是另一种选择。通常，使用一组接触件28-1、28-2，但也可以存在单个接触件(参见用于位置26-4的接触件28-1，其中LED的输出例如经由电线率禹合至接地)。
[0026]在图2中，电路的第一支线(leg)存在于第一节点与第二节点之间。电路的第二支线存在于第一节点与第三节点之间。电路的第三支线存在于第二节点与第四节点之间，并且电路的第四支线存在于第三节点与第四节点之间。
[0027]图3A图示了根据本发明的示例实施例的作为图2的电路的部分驱动器的降压转换器。降压转换器10在这里具有与前述类似的操作。在降压转换器10的辅助下，具有最大2.7V容差的单EDLC单元超级电容器(如电荷存储部件25)是适当的能量储存器，用于提供突发功率以点亮具有超过3.5V正向电压的LED闪光灯负载12。
[0028]图3B是指示了处理器将如何配置图3A中的开关设备以便执行某些操作的表格。如图3B中所示出的，对于充电操作，处理器将激活(例如，闭合)开关设备A (21)和D (22)，而解除激活(例如，开路)开关设备B (23)和C (24)。对于负载驱动操作，处理器将激活(例如，闭合)开关设备B (23)和C (24)，而解除激活(例如，开路)开关设备A (21)和D (22)。注意到，负载驱动操作也是针对电荷存储部件25的放电操作。
[0029]注意到，降压转换器10通常操作在例如4MHz (兆赫兹)频率。超级电容器充电和放电频率显著地较小，通常是300Hz的频率。处理器(例如，降压控制器)为电流和电压设置数值，这改变了驱动器工作点。处理器还指定降压转换器10的操作频率以及针对电荷存储部件的充电和放电频率。也就是说，控制器(例如，“处理器”)必定被用来控制，例如，PWM频率、基于工作点的电流和电压设置、馈送电流至LED的开始时间，或者闪光。基本上存在两个PWM，其中一个具有用于SMPS开关控制的4MHz，并且另一个具有用于调光或辅助光控制的大约300Hz。对超级电容器完全充电耗费例如5ms的时间。在那之后，关于超级电容器的所有开关是不活动的，直到闪光(或者其他)操作被触发。
[0030]在示例实施例中，图4和5中分别图示了在降压转换器10的辅助下的单一单元超级电容器(如电荷存储设备25)的充电和放电操作。在图4中所图示的充电操作中，开关设备21和22是活动的(例如，闭合并且导通)，并且形成从降压转换器10去往并且通过作为电荷存储设备25的单一单元超级电容器的电流路径51。通过路径51的充电电流通常比放电电流小得多。当开关设备23和24不活动(例如，开路并且不导通)时，不存在去往负载12 (在这个示例中是LED闪光灯)的电流路径。电池3是锂类型的电池，并且Vbat等于
3.7V。在降压转换器10的输出处，电压步进降压(在这个示例中)至2.5V，即在参考标号52处，Vsupply=2.5V。充电路径继续导电，直到单一单元超级电容器(作为电荷存储设备25)被完全充电，即单一单元超级电容器电压达到2.5V。充电时间由电阻(未示出)和超级电容器(作为电荷存储设备25)所确定，电阻和超级电容器一起形成RC (电阻器一电容器)充电电路。电阻器7将反馈给予降压控制回路。来自降压转换器10的充电电流必须小，以便将从电池3取走的功率保持在合理水平，从而将电池噪声保持为低。
[0031]在如图5中所图示的放电(负载驱动操作)期间，开关设备23和24导通并且形成从作为电荷存储部件25的单一单元超级电容器到负载12 (在这个示例中是LED闪光灯)的放电电流路径。跨开关设备21的电压(从参考标号52到负载12的输出)是负数。如果FET被用作开关设备21，则有必要例如通过使用如图3A中所示出的两个串联FET31、32来断开FET体二极管效应。也就是说，如果仅存在FET31，并且这个FET是不活动的(开路、不导通)，FET31中的固有二极管将允许电流回流至节点I (例如，在点52处)。通过将两个FET31和32串联放置，FET32中的固有二极管防止电流流动通过开关设备21。两个FET31、32以相反的极性被配置，以完全使开关设备21开路。当开关设备21和22不活动(开路、不导通)时，在电源(降压转换器10)与作为电荷存储部件25的单一单元超级电容器之间不存在电流路径。因为在单一单元超级电容器从降压转换器10断开之前，单一单元超级电容器(作为电荷存储部件25)已经完全被充电至2.5V，所以跨单一单元超级电容器的电压维持2.5V，直到超级电容器被放电。显然，跨越作为电荷存储部件25的单一单元超级电容器的2.5V不足以驱动具有其3.5V正向电压的LED闪光灯(作为负载12)。需要降压转换器10的输出处的额外至少1.0V，来辅助单一单元超级电容器向负载12提供突发功率。在这个情形中，超级电容器的正极(+ )被箝位至负载12的3.5V，该3.5V是LED的正向电压。超级电容器的负极被强制为比正向电压低2.5V，在通常的情况下，大约是IV至接地电位。用超级电容器来降低降压转换器10的输出Vsupply。假设LED电流等于3A (三安培)，则降压转换器10的功率消耗是三瓦特，这比使用升压转换器或者使用常规电路中不具有电荷存储部件25的降压转换器低得多。LED功率是3.5V乘以3A，或者10.5瓦特。具有相同的电池功率Vbat,现在有可能将甚至更高的电池功率用于更高的负载电流。在充电一放电期间，在示例性实施例中，开关设备21和22的配对或开关设备23和24的配对中的仅一个配对在任何一个时间是活动的，以减少故障的潜在性。通常，在激活(例如，开路)开关设备21和22与解除激活(例如，闭合)开关设备23和24之间将存在一些“死区时间”。在激活(例如，开路)开关设备22和24与解除激活(例如，闭合)开关设备21和22之间通常也将存在死区时间。
[0032]在这个示例实施例中，在来自具有3.7V锂电池的电源的降压转换器的辅助下，作为电荷存储设备25的单一单元超级电容器不能驱动多于两个串联的具有3.5V正向电压的LED闪光灯。在另一个示例实施例中，并联的多个LED闪光灯(如图2中所示出的)可以代替作为负载12的单个LED闪光灯。那样，作为负载12的所有并联LED闪光灯共享同一驱动电压，但是被馈送至每个LED闪光灯的电流将在所有LED闪光灯之中被划分。当驱动多个并联闪光灯LED时，通常将需要电流平衡。例如，串联电阻器可以与每个并联LED —起被包括，用于监控并且平衡每个单个的LED电流。在并联LED拓扑中补偿电流减除(currentdeduction)的另一种可行的方法是使用一些类型的控制回路或者正向电压(Vf)经选择的LED。LED是电流驱动设备，并且它们的光输出与它们的正向电流成比例。在示例性实施例中，调节电流可以是用所定义的电流来驱动LED的电流源，因此恒定电流被馈送至LED的负载中，而不被跨开关设备23、24的压降改变。电流源还有益于增加被馈送至每个并联LED中的电流。
[0033]在另一个示例实施例中，开关设备21和22可以包括电阻器，但这将生成条件限制，例如充电时间将必须比放电长得多，并且功率闪光时段(power flash period)比如果使用例如FET开关设备21、22更长。
[0034]图6图示了移动设备的示例实施例。移动设备700包括一个或多个发射机702和接收机704，用于发射和接收数据。在一些实施例中，移动设备700包括一个或多个天线706，服务于发射和接收数据的目的。移动设备700可以进一步包括用户接口 708，包括但不限于图形用户接口。移动设备700可以进一步包括一个或多个用于确定位置或运动速度的元件，包括但不限于GPS (全球定位系统)接收器710和电路712中的GPS电路。移动设备700可以进一步包括用于数据和应用存储的一个或多个存储器714以及一些其他的功能元件，例如，摄像机718、用于通过摄像机718监控并且显示移动设备700的屏幕的一个或多个显示器716。摄像机718 (在这个示例中)具有内置的LED，在一个或多个处理器720的控制下，该内置LED提供例如闪光灯、影片、或者电筒照明操作。一个或多个处理器720执行指令，包括但不限于用于针对闪光操作而驱动LED设备的能量管理。电路712可以进一步包括显示电路、摄像机电路、和/或音频电路。
[0035]关于闪光灯、影片、或者电筒照明操作，这些是如何控制LED的功能。通常闪光灯脉冲是非常短的持续时间(例如，66ms (毫秒))并且大电流。影片操作能够被称为辅助光或者视频光或者影片光。电流显著地小于闪光灯脉冲。然而，持续时间比闪光灯脉冲长得多。有人可能认为影片光/辅助光/视频光甚至能够持续到某种程度。例如当用户想要找到他或她的钥匙或钥匙孔时，使用电筒操作。这是非常方便的特征。电流和脉冲持续时间能够被考虑为类似于视频光。在所有这些情况下，电流能够是恒定电流或者脉冲宽度调制(PWM)电流。一般而言，闪光灯电流比电筒或视频光大得多(通常是用于闪光灯操作的3000mA相对用于视频或电筒操作的60mA-200mA)。如何处理较低的电流水平很大地取决于LED正向电压和降压输入电压。具有低LED电流，正向电压可以非常低(3.0V或更低)并且恒定电流操作可能不太可能，但是这取决于电路设计。在恒定电流模式中(图3中的开关21和24活动，而开关22和23不活动)，LED电流再次由降压转换器10所控制。
[0036]如果需要PWM，则操作类似闪光灯，但充电和放电时段必须更短，以避免光闪烁。进一步地，如果电路用PWM操作，则充电和放电电流通常比闪光灯操作中小得多。如上文所指出的，作为一个示例，PWM频率通常是300赫兹。再次地，由降压转换器10来控制所有电流。也就是说，由电流控制器来控制LED电流。电流控制器可以被实施在SMPS或充电泵中。可以通过例如为了调光而调整PWM信号频率来控制电流。
[0037]不以任何方式限制下文出现的权利要求的范围、解释、或者应用，本文所公开的示例实施例中的一个或多个示例实施例的技术效果是:降低功率调节器电路的复杂度，以及以系统观点对于整个电池范围的更高效率。本文所公开的示例实施例中的一个或多个示例实施例的另一个技术效果是:通过使用降压拓扑从而减少功率调节器的功率消耗，以在闪光操作期间减少功率调节器的输出电压。本文所公开的示例实施例中的一个或多个示例实施例的第三个技术效果是:当驱动高功率LED时，在降压转换器的辅助下，减少存储设备的容量和体积。进一步地，因为直接从能量源传递的峰值电流较小，所以所提出的拓扑提供了对电池更安全的使用，并且因为驱动器内部生成更少的热量，所以效率更高了，这意味着驱动器甚至能够将更多电流驱动给LED。
[0038]如果期望，本文所讨论的不同功能可以以不同的顺序和/或相互并行地被执行。此外，如果期望，上文所描述的功能中的一个或多个功能可以是可选的或者可以被组合。[0039]尽管在独立权利要求中阐述了本发明的各个方面，本发明的其他方面包括来自所描述的实施例和/或具有独立权利要求的特征的从属权利要求的特征的其他组合，并且不仅仅是权利要求书中明确阐述的组合。
[0040]在本文中还注意到，虽然上文描述了本发明的示例实施例，这些描述不应当在限制的意义上来观察。相反，存在若干变形和修改，不脱离如所附权利要求书中所定义的本发明的范围，可以做出这些变形和修改。
【权利要求】
1.一种装置，包括: 第一节点，被配置为耦合至电源； 电荷存储部件，耦合在第二节点与第三节点之间； 在所述第一节点与所述第二节点之间的第一支线，所述第一支线包括第一开关设备； 在所述第一节点与所述第三节点之间的第二支线，所述第二支线包括第二开关设备； 在所述第二节点与第四节点之间的第三支线，所述第三支线包括第三开关设备； 在所述第三节点与所述第四节点之间的第四支线，所述第四支线包括第四开关设备； 在所述第二支线或者所述第三支线中的一个支线中的一个或多个接触件，所述一个或 多个接触件被配置为耦合至负载， 从而闭合所述第一开关设备和所述第四开关设备并且开路所述第二开关设备和所述第三开关设备，来促使所述电荷存储部件经由所述第一支线和所述第四支线被所述电源充电，以及从而闭合所述第二开关设备和所述第三开关设备并且开路所述第一开关设备和所述第四开关设备，来促使所述负载经由所述第二支线和所述第三支线被所述电源和所述电荷存储部件驱动。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述一个或多个接触件中的每个接触件包括以下各项中的一项或多项:印刷电路板中的过孔；印刷电路板或集成电路上的迹线；或者印刷电路板上的焊盘。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的装置，其中所述电荷存储部件包括单一单元电容器。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其中所述第四节点接地。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其中所述负载包括发光二极管。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其中所述负载包括并联连接在一起的多个发光二极管。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的装置，其中所述装置被形成在集成电路上。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的装置，其中所述装置进一步包括所述负载和所述电源，并且其中所述装置包括移动设备。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的装置，其中所述第一、第二、第三、以及第四开关设备中的每个开关设备包括以下各项中的至少一项:双极性晶体管；场效应晶体管；结型场效应晶体管；以及金属氧化物半导体场效应晶体管。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的装置，进一步包括所述电源，其中所述电源包括步进降压直流到直流电源。
11.一种装置，包括: 一个或多个处理器；以及 包括计算机程序代码的一个或多个存储器， 所述一个或多个存储器和所述计算机程序代码被配置为，与所述一个或多个处理器一起，促使所述装置执行至少以下: 在负载驱动器电路中，通过促使第一开关设备和第四开关设备被闭合，并且通过促使第二开关设备和第三开关设备被开路，来充电电荷存储部件，所述负载驱动器电路包括:第一节点，耦合至电源；所述电荷存储部件，耦合在第二节点与第三节点之间； 在所述第一节点与所述第二节点之间的第一支线，所述第一支线包括所述第一开关设备; 在所述第一节点与所述第三节点之间的第二支线，所述第二支线包括所述第二开关设备; 在所述第二节点与第四节点之间的第三支线，所述第三支线包括所述第三开关设备； 在所述第三节点与所述第四节点之间的第四支线，所述第四支线包括所述第四开关设备; 在所述第二支线或者所述第三支线中的一个支线中的一个或多个接触件，所述一个或多个接触件被配置为耦合至负载， 通过促使所述第二开关设备和所述第三开关设备被闭合，并且通过促使所述第一开关设备和所述第四开关设备被开路，来驱动所述负载。
12.根据权利要求11所述的装置，其中所述电荷存储部件包括单一单元电容器。
13.根据权利要求11-12中任一项所述的装置，其中所述第四节点接地。
14.根据权利要求11-13中任一项所述的装置，其中所述负载包括发光二极管。
15.根据权利要求11-14中任一项所述的装置，其中所述负载包括并联连接在一起的多个发光二极管。`
16.根据权利要求11-15中任一项所述的装置，其中所述一个或多个存储器和所述计算机程序代码进一步被配置为，与所述一个或多个处理器一起，促使所述装置执行至少以下: 选择闪光灯操作、影片操作、或者电筒照明操作中的一个；以及基于所选择的操作，促使所述第一、第二、第三、以及第四开关设备中的每个开关设备被闭合或开路中的一种。
17.根据权利要求11-16中任一项所述的装置，其中所述一个或多个存储器和所述计算机程序代码进一步被配置为，与所述一个或多个处理器一起，促使所述装置执行至少以下:对于所述影片操作或者所述电筒照明操作中的任意一种，促使所述第一开关设备和所述第三开关设备被闭合，并且促使所述第二开关设备和所述第四开关设备被开路。
18.根据权利要求11-17中任一项所述的装置，其中所述装置包括所述负载、所述负载驱动器电路、以及所述电源，并且其中所述装置包括移动设备。
19.根据权利要求11-18中任一项所述的装置，进一步包括所述电源，其中所述电源包括步进降压直流到直流电源。
20.一种计算机程序产品，包括承载计算机程序代码的计算机可读介质，所述计算机程序代码被体现在所述计算机可读介质中用于与计算机一起使用，所述计算机程序代码包括: 用于在负载驱动器电路中通过促使第一开关设备和第四开关设备被闭合并且通过促使第二开关设备和第三开关设备被开路来充电电荷存储部件的代码，所述负载驱动器电路包括: 第一节点，耦合至电源； 所述电荷存储部件，耦合在第二节点与第三节点之间；在所述第一节点与所述第二节点之间的第一支线，所述第一支线包括所述第一开关设备; 在所述第一节点与所述第三节点之间的第二支线，所述第二支线包括所述第二开关设备; 在所述第二节点与第四节点之间的第三支线，所述第三支线包括所述第三开关设备； 在所述第三节点与所述第四节点之间的第四支线，所述第四支线包括所述第四开关设备; 在所述第二支线或者所述第三支线中的一个支线中的一个或多个接触件，所述一个或多个接触件被配置为耦合至负载， 用于通过促使所述第二开关设备和所述第三开关设备被闭合并且通过促使所述第一开关设备和所述第四开关设备被开路来驱动所述负载的代码。
【文档编号】H05B33/08GK103636288SQ201280031949
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年5月24日 优先权日:2011年6月30日
【发明者】K·让萨, S·瓦利尤斯, M·劳瓦拉 申请人:诺基亚公司