Led控制电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及LED控制电路。为解决现有技术的至少一个技术问题并取得相应的技术效果，在一种实施例中，LED控制电路包括：被配置为形成用于控制通过多个LED串的LED电流的驱动信号的控制电路；用于接收代表所述LED电流的感测信号的输入；被配置为检测到在第一时段内所述LED电流小于期望值的误差检测电路；以及被配置为响应于所述误差检测电路检测到在所述第一时段内所述LED电流小于所述期望值而抑制所述LED电流的LED控制电路。
【专利说明】LED控制电路
【技术领域】
[0001]本实用新型一般地涉及电子器件，并且更特别地涉及半导体、它的结构以及LED控制电路。
【背景技术】
[0002]过去，电子器件工业利用各种电路及方法来控制诸如发光二极管(LED)之类的光源。在某些情况下，现有的电路包含用于在LED系统的一个LED中检测开路误差状态或者在一连串串联的LED中检测开路状态的元件。但是，在数量可变的多串串联的LED中检测这样的误差或者检测其他误差状态在经济上一般是不可行的。
[0003]因此，所希望的是具有这样的电路和方法:能够执行在多串串联的LED中的至少一个检测误差，能够检测出除了在一个LED中的或者在一个LED串中的开路之外的其他误差，使在半导体封装上用于感测误差状态的引脚的数量最小化，使为检测误差状态所需的检测块的数量最小化，并且降低检测误差状态的成本。
实用新型内容
[0004]本实用新型通过提供一种LED控制电路解决至少一个现有技术中存在的技术问题，LED控制电路的特征在于包括:被配置为形成用于控制通过多个LED串的LED电流的驱动信号的控制电路；用于接收代表所述LED电流的感测信号的输入；被配置为检测到在第一时段内所述LED电流小于期望值的误差检测电路；以及被配置为响应于所述误差检测电路检测到在所述第一时段内所述LED电流小于所述期望值而抑制所述LED电流的LED控制电路。
[0005]在一个实施例中，所述控制电路被配置为继续抑制所述LED电流直到第二时段期满。
[0006]在一个实施例中，所述误差检测电路被配置为响应于所述第一时段的终结而形成所述第二时段。
[0007]在一个实施例中，所述误差检测电路检测到所述LED电流小于所述期望值并作为响应而启动形成所述第一时段，所述误差检测电路被配置为响应于所述LED电流在所述第一时段内小于所述期望值而断言误差检测信号，其中所述控制电路接收所述误差检测信号并作为响应而禁用所述驱动信号。
[0008]在一个实施例中，包括配置所述LED控制电路以接收代表通过所述多个LED串的所述LED电流的值的单个感测信号。
[0009]本实用新型通过提供一种LED控制电路解决至少一个现有技术中存在的技术问题，LED控制电路的特征在于包括:所述LED控制电路被配置为接收代表通过多个LED串的LED电流的值的感测信号，其中每个LED串包括多个串行耦接的LED ;所述LED控制电路的检测电路，用于检测出所述LED电流不大于第一值并且作为响应而开始形成第一时段；以及所述LED控制电路被配置为响应于所述第一时段的终结而抑制形成所述LED电流。
[0010]本实用新型通过提供一种LED控制电路解决至少一个现有技术中存在的技术问题，LED控制电路的特征在于包括:所述LED控制电路被配置为接收代表通过多个LED串的LED电流的值的感测信号，其中每个LED串包括多个串行耦接的LED ;以及所述LED控制电路被配置为检测出所述感测信号之一的误差状态不大于第一值或者驱动信号大于第二值，并且响应于第一时段期满且所述误差状态保留而断言误差信号。
[0011]在一个实施例中，所述LED控制电路被配置为检测出所述驱动信号的驱动电流或驱动电压之一不小于所述第一值。
[0012]在一个实施例中，所述LED控制电路被配置为形成作为电流的所述驱动信号，以驱动多个双极型晶体管的基极，第一双极型晶体管与所述多个LED串中的第一 LED串串行耦接，并且第二双极型晶体管与所述多个LED串中的第二 LED串串行耦接。
[0013]在一个实施例中，所述LED控制电路被配置为检测出所述感测信号之一的所述误差状态不大于所述第一值包括:配置LED控制电路以接收代表通过所述多个LED串的所述LED电流的所述值的单个感测信号。
[0014]本实用新型由此取得了相应的技术效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1示意性地示出了包含根据本实用新型的LED控制电路的LED系统的一部分的实施例的一个实例；
[0016]部分附图标记说明:
[0017]14:感测电路
[0018]15:短路感测
[0019]图2示意性地示出了根据本实用新型的作为图1的LED系统的可替换实施例的另一个LED系统的一部分的实施例的一个实例；
[0020]部分附图标记说明:
[0021]25:误差检测器
[0022]图3示意性地示出了根据本实用新型的作为图1和2的LED控制电路的可替换实施例的一个实例的LED控制电路的一部分的实施例的一个实例；
[0023]部分附图标记说明:
[0024]25:误差检测器
[0025]76:回转率电路
[0026]图4示意性地示出了根据本实用新型的作为图1-3的LED控制电路的可替换实施例的另一个LED控制电路的一部分的实施例的一个实例；
[0027]部分附图标记说明:
[0028]71:空时电路
[0029]图5示意性地示出了根据本实用新型的作为图1-4的LED控制电路的可替换实施例的LED控制电路的一部分的实施例的一个实例；
[0030]图6示意性地示出了根据本实用新型的作为图1-3的系统的可替换实施例的LED系统的一部分的实施例的一个实例；
[0031]部分附图标记说明:
[0032]70:微处理器
[0033]图7示意性地示出了根据本实用新型的作为图1-3和图6的系统的可替换实施例的另一个LED系统的一部分的实施例的一个实例；
[0034]部分附图标记说明:
[0035]70:微处理器
[0036]以及
[0037]图8示出了包含根据本实用新型的图1-7中的至少一个LED控制电路的半导体器件的放大平面图。
[0038]为了图示的简单和清晰起见，附图中的元件并不一定是按比例的，并且在不同图中的相同附图标记表示相同的元件，除非另有说明。另外，为了描述的简洁性起见，还省略了关于众所周知的步骤和元件的描述和细节。本文所使用的载流电极意指器件中用于将电流传送通过器件的元件，例如，MOS晶体管的源极或漏极、双极型晶体管的发射极或集电极，或者二极管的阴极或阳极，而控制电极意指器件中用于控制通过器件的电流的元件，例如，MOS晶体管的栅极或双极型晶体管的基极。尽管器件在此被解释为某些N沟道或P沟道器件，或者某些N型或P型掺杂区，但是本领域技术人员应当意识到，根据本实用新型，互补型器件同样是可能的。本领域技术人员应理解，导电类型指的是传导借以发生(例如，通过空穴或电子的传导)的机制，因此，导电类型并非指的是掺杂浓度而是掺杂类型，例如，P型或N型。本领域技术人员应当意识到，本文所使用的与电路操作相关的词“在...期间”、“在...同时”和“当...时”并不是意指在启动动作发生时立即发生的动作的精确术语，而是可以与由起始动作引起的反应之间存在略微小的而又合理的延迟的术语。另外，术语“在...同时”意指某种动作至少在启动动作的持续时间的某一部分内发生。词“近似”或“基本上”的使用意指元素的值具有预计将接近于规定值或位置的参数。但是，如同在本【技术领域】内所熟知的，总是存在阻止值或位置正好为所规定的值或位置的较小变化。在本【技术领域】中以良好确定，高达至少百分之十(10% )(以及对于半导体掺杂浓度为高达百分之二十(20%))的差异都是偏离完全如同所描述的那样的理想目标的合理差异。在关于信号的状态来使用时，术语“断言(asserted)”意指信号的活动状态，而术语“置否的”意指信号的非活动状态。信号的实际电压值或逻辑状态(例如，“I”或“O”)取决于使用的是正逻辑还是负逻辑。因而，断言能够是高电压或者高逻辑，或者是低电压或低逻辑，取决于使用的是正逻辑还是负逻辑；而置否可以是低电压或低态，或者是高电压或高逻辑，取决于使用的是正逻辑还是负逻辑。在此，使用正逻辑约定，但是本领域技术人员应当理解，负逻辑约定同样能够使用。在权利要求书或/和【具体实施方式】中用作元件名称的一部分的术语“第一”、“第二”、“第三”等被用来区分相似的元件，而并不一定用于描述顺序，不管是时间上的、空间上的、等级上的，还是按照任何其他方式。应当理解，这样使用的术语在适当的环境下是可互换的，并且本文所描述的实施例能够按照除本文所描述或示出的顺序外的其他顺序来操作。
【具体实施方式】
[0039]图1示意性地示出了包含LED控制电路40的LED系统10的一部分的实施例的一个实例。系统10包含多个LED串，例如，包含多个串联LED的LED串11以及包含另外多个串联LED的LED串12。LED串11和12按照一般的方式通过箭头来示出。一种示例的实施例包括:系统10可以包含I至8个之间的LED串。
[0040]系统10还包括包含多个驱动器的驱动电路或驱动器13，每个LED串一个驱动器，例如，一个用于LED串11并且不同的一个用于LED串12。电路40被配置用于形成用于驱动电路13的驱动器的驱动器信号(DV)。电路40的实施例包括:电路40具有用于驱动驱动器13的全部驱动器的一个驱动器信号(DV)。驱动器在图1被示为双极型晶体管，但是驱动器在其他实施例中可以是其他电路，例如，M0SFET，或者驱动器同样可以包括放大器或其他电路。系统10的感测电路14被用来形成代表负载电流或LED电流或者流过每个LED串的电流(例如，流过LED串11的电流Il或流过LED串12的电流12)的感测信号(SN)。电路40被配置用于接收SN信号并使用SN信号来调节LED电流的值，例如，电流Il和12的值。电路40的实施例包括:电路40具有用于接收代表所有LED串的LED电流的感测信号(SN)的一个输入。在一种实施例中，电路40被配置用于将每个LED串的LED电流的值调节为基本上恒定的值。另一个实施例可以包括:电路40被配置用于响应于SN信号而将每个LED串的LED电流的值调节为基本上恒定的值。
[0041]系统10还可以包括被配置用于检测在LED串中或者在驱动器13中到供电电压的短路的可选的短路感测电路。例如，在一种实施例中，它可以被配置用于形成代表驱动器晶体管的集电极到供电电压的短路的短路(SC)信号。电路40的实施例还可以包括形成用于接收来自短路感测电路的短路(SC)信号的电路40。
[0042]用于形成电路40的方法的一种实施例包括:配置LED控制电路40用于控制通过多个LED串的LED电流(例如，电流Il或12)，其中每个LED串都包括多个串行耦接的LED ；配置LED控制电路用于检测出LED电流(例如，该多个LED串中的任意一个或任意多个的LED电流)不大于第一值，并且作为响应而开始形成第一时段；并且配置LED控制器用于响应于第一时段的终结而抑制形成LED电流。
[0043]在另一种实施例中，该方法包括配置LED控制电路40用于在没有误差状态的情况下将LED电流调节为期望值或目标值。
[0044]该方法的另一种实施例包括配置LED控制电路40用于响应于第一时段的终结且LED电流在第一时段内保持为不大于第一值而抑制形成LED电流。
[0045]在另一种实施例中，该方法可以包括配置LED控制电路40用于接收代表通过全部多个LED串的LED电流的信号感测信号(SN)。
[0046]在另一种实施例中，该方法可以包括配置LED控制电路40以形成用于将通过全部多个LED串的LED电流控制或调节为期望值的单个驱动器信号(DV)。
[0047]图2示意性地示出了作为系统10的一种可替换实施例的LED系统18的一部分的实施例的一个实例。系统18的一种实施例包括作为电路40的可替换实施例的一个实例的LED控制电路41。在某些实施例中，电路41类似于电路40。系统18的一种实施例包括被实现为电阻器(例如，电阻器Rs)的电路14的可替换实施例的一个实例。每个电阻器Rs形成代表通过相应的LED串的电流的信号。一种实施例可以包括另一个电阻器，例如，电阻器Rd，可以被用来对来自该多个LED串的全部信号共同求和以形成感测信号(SN)。本领域技术人员应当意识到，其他电流感测电路可以用来代替电阻器Rs和Rd。例如，可以使用用于测量在驱动电路两端的电压的电路，例如，用于测量发射极-集电极电压(或源漏电压)的电路。
[0048]电路41包括使用感测信号(SN)和误差放大器20将负载电流或LED电流或者通过LED串的电流(例如，LED电流Il和/或12)的值调节为基本上恒定的值的电流调节回路。在一种实施例中，该回路在没有误差状态的情况下将通过LED串的全部负载电流的均值调节为基本上恒定的值。负载电流被调节为目标值或者在目标值附近的一定值范围之内的期望值。例如，期望值可以是I安培(IA)，并且值的范围可以是I安培左右的正或负百分之十(10% )。误差放大器20被配置用于接收感测信号，并且形成代表LED电流相对于期望值的差异的误差信号(ES)。在一种实施例中，期望值由来自基准21的参考信号表示。控制回路的一种实施例可以包括用于接收来自误差放大器20的误差信号(ES)的驱动放大器或驱动器22。在某些实施例中，误差信号(ES)可以被用来形成驱动器信号(DV)，例如，直接形成驱动器信号(DV)。放大器22响应于误差信号(ES)指示出分别小于或大于期望值的LED电流而增大或减小驱动信号51和/或驱动器信号DV。放大器22可以是用于直接形成驱动器信号(DV)的缓冲放大器，或者可选的晶体管27可以接收来自放大器22的信号51并形成驱动器信号(DV)。在某些实施例中，放大器22可以接收可以用于对LED调光的，或者可以是用来使电路41能够形成或禁止电路41形成驱动器信号(DV)的使能信号的可选的脉宽调制(PWM)信号。在某些实施例中，期望值是基本上恒定的，但是可以通过PWM信号来调制以提供对LED的调光。但是，电流，在由PWM信号启动时，被调节为期望值。
[0049]电路41被配置为包含误差检测电路25。在一种实施例中，电路25可以包括被配置用于给晶体管27供应电流的输出26。误差检测电路被配置用于检测包含多种误差状态的误差状态。误差状态或多种误差状态可以包括开路状态，例如，在一个或多个LED或LED串中的开路的状态。从下文将可进一步看出，误差状态或多种误差状态还可以包括一个或多个不同的其他误差状态，包括与公共回路短接的或者与另一电压短接的驱动器晶体管之一的控制电极(例如，与例如接地回路短接的基极)，或者可以包括开路LED或断线(openwire)或者在作为与LED串之一对应的驱动器13的一个驱动器中的开路。误差状态还可以包括开路集电极或漏极(在晶体管中，或者与晶体管的连接)的、短路的发射极或源极的、开路的基极或栅极(在晶体管中，或者与晶体管的连接)的、开路发射极或源极(在晶体管中，或者与晶体管的连接)的，和/或在到放大器20的SN通路中的开路的状态。电路41被配置用于检测误差状态，包括在一个或多个LED串中的误差状态，并且用于启动误差序列。
[0050]误差序列可以包括检测误差状态并确定该误差状态保持了第一时段。作为误差序列的一种实施例的一部分，电路41被配置用于响应于在不短于第一时段的时间内检测到误差状态而抑制通过该多个LED串的电流。在另一种实施例中，误差序列的一部分可以包括配置电路41用于检测误差状态的去除，并且响应于误差状态在不短于第二时段的时间内被去除而保持抑制通过该多个LED串的电流。在另一种实施例中，误差序列还可以包括配置电路41以在第二时段期满之前响应于检测到误差状态(要么是原来的误差状态，要么是不同的误差状态)而重新开始第二时段。在另一种实施例中，误差序列可以包括:第二时段大于第一时段。
[0051]用于形成电路41的方法的一种实施例可以包括:配置LED控制电路41用于接收代表通过多个LED串的LED电流的值的感测信号，其中每个LED串包括多个串行耦接的LED ;配置LED控制电路的检测电路25用于检测出LED电流不大于第一值并作为响应而开始形成第一时段；并且配置LED控制电路用于响应于第一时段的终结而抑制形成LED电流。
[0052]该方法的另一种实施例可以包括配置LED控制电路41以响应于第一时段的终结且LED电流在第一时段内保持为不大于第一值而抑制形成LED电流。
[0053]在另一种实施例中，该方法可以包括配置LED控制电路41用于在没有误差状态的情况下将LED电流调节为期望值。
[0054]该方法的另一种实施例可以包括形成第一值以使其小于期望值。
[0055]一种实施例可以包括配置电路41用于将LED电流调节为期望值，其中第一值小于期望值。
[0056]另一个实施例可以包括配置电路41用于接收代表通过该多个LED串的LED电流的值的单个感测信号(SN)。
[0057]图3示意性地示出了作为在关于图1和2的描述中描述的电路40和41的可替换实施例的一个实例的LED控制电路50的一部分的实施例的一个实例。电路50类似于电路40和41，但是电路50可以包括可任选地包含于电路40和/或41的任一电路中的其他电路。电路50包括与驱动器22类似的驱动电路或驱动器77。一种实施例包括配置驱动器77用于形成驱动信号52来控制驱动器13，例如，形成驱动器信号DV。驱动信号52和/或驱动器信号DV可以是例如用于驱动双极型晶体管的电流，或者可以是例如用于驱动MOSFET的电压。
[0058]电路50被配置用于检测短路并作为响应而终结LED电流。电路50的一种实施例可以包括用于接收来自短路感测电路(图1)的短路信号(SC)并形成短路检测信号84的短路比较器83。断言比较器83的输出会启动误差序列。在所示出的示例实施例中，比较器83可以配置有开路输出，例如，集电极(或开路漏极)输出，使得断言比较器83的输出会促使电路50形成具有用于抑制形成LED电流的值的DV信号。在其他实施例中，比较器83的输出可以连接至驱动器77的输入以促使驱动器77形成具有用于抑制形成LED电流的值的DV信号。在某些实施例中，比较器83可以被配置用于将SC信号与供电电压(信号SC)比较。
[0059]在某些实施例中，电路50还可以包括可以控制信号52和/或驱动器信号DV的变化率的可选的回转率(slew rate)控制电路76。电路50还被配置用于如同在关于图2的描述中所描述的那样检测误差状态并启动误差序列。本领域技术人员应当意识到，对于在关于图2的描述中所描述的误差序列的解释参考电路41，但是，当被应用于电路50时，对电路41的误差序列的参考将会由对电路50的参考代替。
[0060]电路50的一种实施例可以包括被配置用于接收定时器信号的可选的定时器信号(TS)输入。在一种实施例中，电路50还可以包括被配置用于接收来自负温度系数元件的信号的可选的负温度控制(NT)输入。到放大器20的参考信号可以选自来自基准21的参考信号或者代表NT输入信号的信号。对于不包含NT输入的实施例,放大器20可以接收来自基准21的参考信号。
[0061]在一种实施例中，电路40、41和50被配置用于通过多种方法来检测误差状态。一种方法包括检测出LED电流小于期望值。
[0062]在另一种实施例中，电路50可以包括:配置用于形成用于控制通过多个LED串的LED电流的驱动信号的控制电路；用于接收代表LED电流的感测信号的输入；配置用于检测出LED电流在第一时段内小于期望值的误差检测电路；以及配置用于响应于误差检测电路检测到LED电流在第一时段内小于期望值而抑制LED电流的LED控制电路。
[0063]在另一种实施例中，控制电路被配置用于继续抑制LED电流，直到第二时段期满。
[0064]一种实施例可以包括形成第一时段以使其大于第二时段。
[0065]另一个实施例可以包括形成第二时段以使其大于第一时段。
[0066]为了帮助提供本文所描述的功能，放大器20的反相输入被连接以接收SN信号，而非反相输入被连接以接收来自具有与基准21耦接的第一端子以及而接收代表在NT输入上的信号的信号而耦接的第二端子的开关的信号。放大器20的输出共同连接至电路25的输入和驱动器77的输入。在一种可选的实施例中，比较器20的输出通过回转率电路76耦接至驱动器77。电路50的PWM输入连接至驱动器77的另一个输入，并且可任选地通过电路76连接至驱动器77。驱动器76的输出连接至电路50的DVD输出。电路50的TS输入连接至电路25的输入。
[0067]图4示意性地示出了作为电路40、41和50的可替换实施例的LED控制电路55的一部分的实施例的一个实例。电路55包括电路25的一种可替换实施例。电路55可以类似于电路40、41和50中的任一或全部电路。电路55被配置用于形成第一及第二时段。在一种实施例中，电路55被配置用于包括定时器电路。电路25被配置用于检测误差状态的至少一部分并作为响应而执行误差序列。在一种实施例中，电路55可以包括可选的空时电路或消隐定时器71。在加电期间，消隐定时器71使感测信号(SN)的值为空以提供让工作电压增大至足以有助于使虚假误差检测最小化的操作值的时间。
[0068]某些误差状态会促使感测信号(SN)减小至第一值。在某些实施例中，第一值代表着通常小于预期值的LED电流，例如，如果在LED串中，在LED串与电路13之间的连接，在电路13中(例如，开路集电极(漏极)、开路基极(栅极)、开路发射极(源极))，在电路13和14之间，在包含电路14内的元件的感测信号通路中或者在与电路55的SN输入的连接中存在开路，则感测信号(SN)的值将会减小。在某些误差状态中，SN通路被中断，这会导致SN信号减小，在其他状态中，LED电流通路被中断，这会导致SN信号减小。误差电路25检测误差状态并启动误差序列。
[0069]电路55包括比较器72和74，该比较器72和74在一种实施例中可以是电路25的一部分。对于所示出的电路25的示例实施例，比较器74接收SN信号并检测出感测信号(SN)不大于第一值，并且断言误差检测信号或误差信号81。电路25被配置用于响应于误差状态而启动形成第一时段。在一种不例实施例中，电路25被配置用于响应于对信号81的断言而启动第一时段。选择性启用的电流源56响应于感测信号不大于第一值而被选择性地启用。例如，比较器74可以作为响应而断言信号81，该信号81选择性地启用电流源56来给电容器30供应充电电流并启动形成第一时段。在一种实施例中，在电容器30上的电压可以是定时器信号73。在一种实施例中，电路55被配置用于在第一时段内继续形成LED电流，例如，电流Il和12。在一种示例实施例中，比较器72监测在电容器30上的电压值。随着电容器30不断充电，电容器30小于误差值，从而在比较器72的输出上的信号69被置否，这会时驱动器77能够形成驱动器信号DV。在一种实施例中，误差值由比较器72的基准78的电压表示。比较器72响应于电容器上的电压变为足以禁止驱动器77形成DV信号的误差值而断言误差信号69。如果误差状态在第一时段之前被去除，比较器74禁用电流源56并终结形成第一时段。如果误差状态在第一时段之后仍保留，比较器74继续对电容器30充电。
[0070]在误差状态被禁用的情况下，电路25检测出感测信号变为不小于第一值并作为响应而终结形成第一时段。在一种示例实施例中，比较器74响应于检测到感测信号变为不小于第一值而禁用电流源56以终结对电容器30的充电电流。电路25被配置用于响应于检测到第一时段的终结而启动形成第二时段。在一种实施例中，来自比较器74的置否的误差信号81选择性地禁用电流源56。电容器30然后开始放电以形成第二时段。第二时段通常大于第一时段。比较器72检测到电容器30的值变为小于误差值并置否信号69，由此指示第二时段期满。将信号69置否使驱动器77能够再次形成驱动器信号(DV)。如果在第二时段期满之前再次出现误差状态，则比较器74开始对电容器30充电，这会延长第二时段并保持LED电流的终结状态直到第二时段的延长值期满。
[0071]本领域技术人员应当意识到，关于图2中的误差序列的解释参考电路41，但是，当被应用于电路55时,对电路41的误差序列参考将由对电路55的参考代替。电路55的一种实施例包括配置电路25用于确定在不短于第一时段的时间内保持误差状态。电路55的一种实施例被配置用于响应于在不短于第一时段的时间内检测到误差状态而抑制通过该多个LED串的电流。如同应用于电路55那样，一种实施例可以包括:误差序列还可以包括电路55被配置用于检测误差状态的去除并且用于响应于在第二时段内检测到误差状态的去除而抑制电流。在一种实施例中，误差序列可以包括:电路55被配置用于响应于第一时段期满与误差状态的继续检测的结合而保持抑制电流。在另一种实施例中，误差序列可以包括:电路55被配置用于响应于在第二时段期满之前再次检测到误差状态而重新开始第二时段并保持抑制电流。误差序列的另一种实施例可以包括:电路55还被配置用于响应于在第一时段期满之前检测到误差状态的终结而终结形成第一时段。在一种实施例中，误差序列包括配置电路55用于保持形成第一时段，只要误差状态仍保持。在另一种实施例中，误差序列还可以包括:电路55被配置用于响应于在不短于第一时段的时间内检测到误差状态而断言误差检测信号69。误差序列的另一种实施例可以包括:电路55被配置用于响应于第二时段的终结而重新开始形成通过LED串的电流。
[0072]为了帮助提供本文所描述的功能，比较器74的输入被连接(或者可任选地通过电路71)以接收来自在电路55的输入中的S的SN信号。比较器74的输出连接至电流源56的控制输入。电流源56的第一端子被耦接用于接收工作电压，而第二端子共同连接至比较器72的反相输入以及电路55的TS输入。比较器72的非反相输入被连接用于接收来自基准78的信号。可选的电阻器75可以具有与TS输入连接的第一端子以及与公共电压连接的第二端子。电路55的TS输入被配置用于耦接至电容器30。比较器72的输出连接至驱动器77的输入。在一种实施例中，输出连接至驱动器77的使能输入。
[0073]图5示意性地示出了作为电路40、41、50和55的可替换实施例的一个实例的LED控制电路60的一部分的实施例的一个实例。电路60包括用作用于解释电路60的更具体操作的一个实例的车辆的具体示例实施例。电路60包括在一种实施例中可以作为电路25的一部分的比较器74和79。电流源62可以是电路25的另一种实施例的一部分。在另一种实施例中，电路60可以包含放大器61、电流控制晶体管63，以及在一种示例实施例中可以被配置用于作为电路55的驱动器77或者作为电路41的驱动器22来操作的禁用晶体管64。在一种实施例中，放大器61可以是包含放大器20(图3)的元件的组合。一种实施例可以包括:晶体管63是N沟道MOS晶体管，但是在其他实施例中可以是P沟道或双极型晶体管，例如，NPN双极型晶体管。在另一种实施例中，放大器20可以位于在感测信号(SN)与放大器61的输入之间的通路(但在图5中未不出)中。在另一种实施例中，可以省略放大器20，并且放大器61可以执行放大器20的功能。
[0074]在正常的操作中，例如，在没有误差状态的情况下，放大器61接收感测信号并控制晶体管63以形成用于驱动器13的驱动信号(DV)，该驱动信号(DV)将LED电流的均值控制于基本上恒定的值，例如，控制于与基准21成比例的期望值。在电路60的一种实施例中，晶体管63为驱动器13的晶体管的基极形成基极驱动电流。
[0075]假定若干不同的误差状态中的任意一个都会出现。误差状态可以包括在驱动器13的一个或多个集电极(漏极)中的开路，在一个或多个驱动器13的基极(或栅极)中的开路，在一个或多个驱动器13的发射极(或源极)中的开路，或者在到电路60的感测(SN)输入66的感测信号(SN)通路中的开路。这些开路状态可以由在晶体管或感测元件或者与其的连接(例如，形成元件之间的连接的导线或其他元件)内的开路引起。另外，误差状态可以包括在一个或多个LED串中的任意一个或多个LED内的开路状态。误差状态还可以由发射极(或源极)中的短路引起，例如，与公共回路或另一个电压的短接。当这些状态中的一个或多个出现时，驱动器13不再传导足以使LED电流保持于期望值或基本上恒定的值的电流。因而，不再形成感测信号的值基本上恒定的感测信号(SN)。电路60供应增大的驱动，但是感测信号仍然减小。一旦感测信号减小至通常比所期望的基本上恒定的值小的第一值，误差电路25就检测到误差状态并启动误差序列。
[0076]对于所示出的电路60的示例实施例，比较器74接收感测信号并检测出不大于第一值的感测信号。在一种示例实施例中，减小至不大于参考值Vrefl的值。作为响应，比较器74的输出断言误差信号81，该误差信号81通过例如或门80来选择性地启用电流源56，以对电容器30供应充电电流并启动形成第一时段。在另一种实施例中，电路55和/或电路60被配置用于在第一时段内继续形成LED电流，例如，电流Il和12。比较器72检测到在电容器30上的电压的值达到误差值并作为响应而断言误差检测信号69，用于指示出第一时段的期满。响应于第一时段的期满，例如，信号69的断言状态，电路55和/或60禁用对驱动器13的驱动信号，由此抑制LED电流(例如，电流II)以及通过该多个LED串中的全部LED串的电流。
[0077]电路60示出了其中信号69被用来启用和禁用晶体管64的示例实施例。晶体管64迫使放大器61的参考输入为低值，例如，值V3，该低值基本上禁用了晶体管63，由此抑制对驱动器13的驱动信号。V3的值通常小于基准21的值。在一种实施例中，值V3的可以接近于地线基准，或者作为选择可以与地线基准基本上相同的。在其他实施例中，驱动信号的值可以改变(例如，降低)为基本上抑制通过LED串的电流的值。在一种实施例中，误差序列包括配置电路60以保持启用电流源56并且保持对电容器C2充电并形成第一时段，只要误差状态仍保留。本领域技术人员应当意识到，第一时段和/或第二时段可以通过各种其他电路实现方式来实现，包含数字计数器被配置用于对时钟周期的数量计数并且响应于对周期数的计数而形成信号69和81。
[0078]在误差状态被禁用的情况下，比较器74检测出感测信号变为不小于第一值并作为响应而终结形成第一时段。电路60被配置用于响应于检测到第一时段的终结而启动形成第二时段。来自比较器74的置否的误差信号81 (例如，通过门80)选择性地禁用电流源56。电容器30然后开始放电以形成第二时段。第二时段通常大于第一时段。比较器72检测到电容器30的值变为小于误差值并置否信号69，由此指示第二时段期满。将信号69置否使放大器61能够再次形成驱动器信号(DV)，以控制驱动器13并控制LED电流。
[0079]电路60和电路25同样被配置用于通过多种方法来检测误差状态。在LED串的某些配置中，SN信号可以不响应于某些误差状态而降低至小于第一值。例如，该多个LED串或者LED串与电路13或14的配置的组合可以响应于误差状态而促使感测信号不降低至非大于第一值。例如，在LED电流通路中的开路的误差状态，例如，在LED串(包括在LED中的开路)或电路13的驱动晶体管的集电极(漏极)中的开路，或者在电路13的驱动晶体管的控制电极中的短路的误差状态可能不会导致SN信号完全降低至第一值。对于这样的状态，电路40、41、50、55和60被配置用于检测超过第二值的驱动信号52或驱动器信号(DV)的值，并且作为响应而开始误差序列。电路40、41、50、55和60被配置用于响应于在不短于第一时段的时间内检测到误差状态而抑制通过该多个LED串的电流。对于这样的误差状态，感测信号的值通常将会降低。
[0080]如果感测信号的值没有降低至不大于第一值，则电路40、41、50、55和60会增大信号52的值，以试图使LED电流的值保持基本上恒定，例如保持于期望值，直到信号52或DV信号的值不小于第二值。电路40、41、50、55和60被配置用于检测出信号52或DV信号不小于第二值，并且作为响应而开始形成与响应于检测到感测信号不大于第一值而描述的误差序列相同的误差序列。
[0081]在图5所示的示例实施例中，比较器79被配置用于检测出由电流源62供应给驱动器13的驱动电流的值不小于第二值，并且电路25被配置用于作为响应而开始形成响应于感测到信号不大于第一值而描述的误差序列。比较器79的输出响应于检测到误差状态而被断言。比较器79的被断言的输出会断言或门80的输出，该输出使电流源56能够开始对电容器30充电。比较器79如同前面所解释的那样保持为置否的，以允许形成DV信号。如果误差状态在第一时段之前被去除，则电流源56被禁用。对于代替双极型晶体管驱动器的MOS晶体管的实施例，电路25可以被配置用于检测出驱动电压增大至不小于第二值。
[0082]为了帮助提供本文所描述的功能，输入66共同连接至放大器61的反相输入和比较器74的反相输入。比较器74的非反相输入连接至Vrefl。比较器74的输出连接至或门80的第一输入。或门80的输出连接至电流源56的控制输入。晶体管64的栅极连接至比较器72的输出。晶体管64的源极被连接用于接收来自基准V3的信号，而漏极连接至基准21。
[0083]放大器61的非反相输入连接至晶体管64的漏极。放大器61的输出连接至晶体管63的栅极，该晶体管63具有与电路60的DV输出连接的源极。电路60的漏极共同连接至电流源62的第一端子和比较器79的输入。电流源62的第二端子被连接用于接收工作功率。比较器79的输出连接至门80的第二输入。
[0084]本领域技术人员应当意识到，上文关于用于检测多种误差状态的配置电路40、41、50、55、60等的描述允许一个电路在不必增加电路内部的电路元件的数量的情况下且在不必增加感测信号或输入的数量的情况下检测在任意多个LED串中的多种误差。另外，由于在全部LED串中只存在一个误差检测电路来检测误差，因而电路只需要被用来感测全部LED串的电流的一个感测(SN)信号输入。这样的功能降低了成本，并为使用此类电路的系统提供了增加的功能。配置电路40、41、50等以使用半导体封装的一个引脚和/或一个信号来提供对多种误差状态的检测降低了包含电路40、41、50、55等中的一个或多个电路的半导体器件的成本，并且降低了相关系统的成本。
[0085]图6示意性地示出了作为系统10和/或18的可替换实施例且与它们相似的LED系统88的一部分的实施例的一个实例。系统88可以包括用于接收定时器信号73的可选的微处理器或者其他逻辑或控制电路(未示出)。晶体管可以被耦接用于接收定时器信号73并给微处理器发送相应的信号。晶体管作电路40的微处理器的缓冲器。在一种可替换的实施例中，信号73可以直接连接至微处理器或者其他逻辑或控制电路。
[0086]图7示意性地示出了作为系统10、18和88的可替换实施例并与它们相似的LED系统90的一部分的实施例的一个实例。系统90包括多个LED控制电路，例如，多个电路40、41,50,55和/或60，并且形成对用于检测误差状态的电路50中的一个或两个电路进行检测的一个定时器信号73。在本实施例中，来自每个LED控制电路的两个信号73被共同求或以形成复合的定时器信号73。
[0087]图8示出了半导体器件或者形成于半导体管芯96上的集成电路95的一种实施例的一部分的放大平面图。电路40、41、50、55和/或60中的任一电路都可以形成于管芯96上。管芯96还可以包括出于附图的简单起见而未在图8中示出的其他电路。控制器50和器件或集成电路95通过本领域技术人员所熟知的半导体制造技术形成于管芯96上。
[0088]本领域技术人员应当意识到，在一种实施例中，LED控制电路可以包括:
[0089]控制电路，例如，电路40或者电路41/50/55/60中的任意一个，配置用于形成驱动信号(例如，信号DV)，以控制通过多个LED串的LED电流；
[0090]输入，例如，输入SN，用于接收代表LED电流的感测信号(例如，信号SN)；
[0091]误差检测电路，例如，电路25，配置用于在第一时段(例如，电容器30的充电时间)内检测出LED电流小于期望值；以及
[0092]LED控制电路，配置用于响应于误差检测电路在第一时段内检测到LED电流小于期望值而抑制LED电流。
[0093]在另一种实施例中，LED控制电路可以被配置用于继续抑制LED电流直到第二时段(例如，电容器30的放电时间)期满。
[0094]另一种实施例可以包括:误差检测电路被配置用于响应于第一时段的终结而形成第二时段。
[0095]在一种实施例中，误差检测电路可以包括第一比较器，例如，比较器74，配置用于检测出感测信号不大于第一值并且作为响应而开始形成第一时段。
[0096]一种实施例可以包括:第一比较器通过选择性地启用电流源来对电容器充电来启动第一时段。
[0097]另一种实施例可以包括:误差检测电路包括第二比较器，例如，比较器79，配置用于检测出驱动信号不小于第二值并且作为响应而开始形成第一时段。
[0098]在一种实施例中，误差检测电路可以检测出LED电流小于期望值并作为响应而启动形成第一时段，误差检测电路被配置用于响应于LED电流在第一时段内小于期望值而断言误差检测信号，例如，信号69，其中控制电路接收误差检测信号并作为响应而禁用驱动信号。
[0099]一种实施例可以包括:误差检测电路被配置用于在第二时段内继续断言误差检测信号。
[0100]在一种实施例中，误差检测电路可以包括配置用于检测出驱动信号不小于第一值并且作为响应而开始形成第一时段的第一比较器，例如，比较器79。
[0101]一种实施例可以包括:LED控制电路被配置用于接收代表通过该多个LED串的LED电流的值的单个感测信号。
[0102]在一种实施例中，LED控制电路可以被配置用于接收代表全部LED串的LED电流的均值的单个感测信号。
[0103]LED控制电路的一种实施例可以包括用于检测误差以使用单个感测信号来检测在LED电流的通路中的开路或者在感测信号的通路中的开路的装置。
[0104]本领域技术人员应当意识到，形成LED控制电路的方法可以包括:
[0105]配置LED控制电路用于接收代表通过多个LED串的LED电流的值的感测信号，例如，信号SN，其中每个LED串包括多个串行耦接的LED ；
[0106]配置LED控制电路的检测电路，例如，电路25，用于检测出LED电流不大于第一值并且作为响应而开始形成第一时段；并且
[0107]配置LED控制电路用于响应于第一时段的终结而抑制形成LED电流。
[0108]该方法的另一种实施例可以包括:配置LED控制电路用于响应于第一时段的终结而抑制形成LED电流包括配置LED控制电路用于响应于第一时段的终结且LED电流在第一时段内保持为不大于第一值而抑制形成LED电流。
[0109]在一种实施例中，该方法可以包括:配置LED控制电路用于接收代表通过串行耦接的LED串的LED电流的值的感测信号包括配置LED控制电路用于在没有误差状态的情况下将LED电流调节为期望值。
[0110]本领域技术人员还应当意识到，形成LED控制电路的方法可以包括:
[0111]配置LED控制电路用于接收代表通过多个LED串的LED电流的值的感测信号(SN)，其中每个LED串包括多个串行耦接的LED ;并且
[0112]配置LED控制电路用于检测出一个感测信号的误差状态不大于第一值或者驱动信号大于第二值，并且响应于第一时段期满且误差状态保留而断言误差信号。
[0113]一种实施例可以包括配置LED控制电路用于响应于第一时段的终结而抑制形成LED电流。
[0114]在一种实施例中，该方法可以包括配置LED控制电路用于检测出驱动信号的驱动电流或驱动电压之一不小于第一值。
[0115]该方法的一种实施例可以包括配置LED控制电路用于形成作为电流的驱动信号，以驱动多个双极型晶体管的基极，第一双极型晶体管与该多个LED串的第一 LED串串行耦接，并且第二双极型晶体管与该多个LED串的第二 LED串串行耦接。
[0116]该方法的一种实施例可以包括:配置LED控制电路用于检测出一个感测信号的误差状态不大于第一值包括配置LED控制电路用于接收代表通过该多个LED串的LED电流的值的单个感测信号。
[0117]该方法的另一种实施例可以包括:配置LED控制电路用于检测出一个感测信号的误差状态不大于第一值包括配置LED控制电路用于接收代表通过该多个LED串的LED电流的值的单个感测信号。
[0118]尽管附图可能示出了某些电流、电压、参考电压、时段和无源元件值的典型或标称值，但是本领域技术人员应当理解，这些值只是示例值，并且这样的值在其他实施例中可以是不同的。
[0119]尽管感测信号被描述为变为不大于第一值，并且信号52或DV信号被描述为变为不小于第二值，但是本领域技术人员应当意识到，感测信号和信号52或DV信号之一或两者的极性可以反转，并且所关联的检测点同样可以反转，例如，不大于变为不小于。
[0120]本领域技术人员应当意识到，附图所示的LED串的数量仅仅是示例数，并且在其他实施例中可以包含更多的或更少的LED串。另外，在每个LED串中的LED的数量同样只是用来帮助解释操作的示例。因而，在其他实施例中，在每个串中的LED的数量与所示出的数量相比可以更少或更多。
[0121]鉴于以上全部内容，很明显本实用新型公开了新型的器件和方法。除了其他特征外还包括形成LED控制器用于检测误差状态和多种误差状态，并作为响应而抑制通过多个LED串的电流。该电路和检测方法有利于仅将半导体封装上的一个输入引脚用于被用来检测多种误差状态的感测(SN)信号。只使用一个引脚降低了成本。配置一个电路，(例如，电路25)用于检测多种不同的误差状态同样会使电路最小化并降低成本。
[0122]虽然本说明书的主题通过具体的优选实施例和示例实施例来描述，但是上述附图及其描述仅示出该主题的典型的及示例的实施例，并且因此不应被看作是对其范围的限定，很明显，许多替代方案和变化对于本领域技术人员都将是显而易见的。
[0123]如同下文的权利要求所反映的，本实用新型的各方面可以在于少于单个上述公开实施例的全部特征。因而,下面所给出的权利要求由此明确并入【具体实施方式】之内，每个权利要求都单独成为本实用新型的一个单独实施例。而且，虽然本文所描述的某些实施例包括某些特征，而不包括包含于其他实施例中的其他特征，但是本领域技术人员应当理解，不同实施例的特征的组合应当属于本实用新型的范围之内，并且形成不同的实施例。
【权利要求】
1.一种LED控制电路，其特征在于包括: 被配置为形成用于控制通过多个LED串的LED电流的驱动信号的控制电路； 用于接收代表所述LED电流的感测信号的输入； 被配置为检测到在第一时段内所述LED电流小于期望值的误差检测电路；以及 被配置为响应于所述误差检测电路检测到在所述第一时段内所述LED电流小于所述期望值而抑制所述LED电流的LED控制电路。
2.根据权利要求1所述的LED控制电路，其特征在于所述控制电路被配置为继续抑制所述LED电流直到第二时段期满。
3.根据权利要求2所述的LED控制电路，其特征在于所述误差检测电路被配置为响应于所述第一时段的终结而形成所述第二时段。
4.根据权利要求1所述的LED控制电路，其特征在于所述误差检测电路检测到所述LED电流小于所述期望值并作为响应而启动形成所述第一时段，所述误差检测电路被配置为响应于所述LED电流在所述第一时段内小于所述期望值而断言误差检测信号，其中所述控制电路接收所述误差检测信号并作为响应而禁用所述驱动信号。
5.根据权利要求1所述的LED控制电路，其特征在于包括配置所述LED控制电路以接收代表通过所述多个LED串的所述LED电流的值的单个感测信号。
6.一种LED控制电路，其特征在于包括: 所述LED控制电路被配置为接收代表通过多个LED串的LED电流的值的感测信号，其中每个LED串包括多个串行耦接的LED ； 所述LED控制电路的检测电路，用于检测出所述LED电流不大于第一值并且作为响应而开始形成第一时段；以及 所述LED控制电路被配置为响应于所述第一时段的终结而抑制形成所述LED电流。
7.一种LED控制电路，其特征在于包括: 所述LED控制电路被配置为接收代表通过多个LED串的LED电流的值的感测信号，其中每个LED串包括多个串行耦接的LED ;以及 所述LED控制电路被配置为检测出所述感测信号之一的误差状态不大于第一值或者驱动信号大于第二值，并且响应于第一时段期满且所述误差状态保留而断言误差信号。
8.根据权利要求7所述的LED控制电路，其特征在于所述LED控制电路被配置为检测出所述驱动信号的驱动电流或驱动电压之一不小于所述第一值。
9.根据权利要求7所述的LED控制电路，其特征在于所述LED控制电路被配置为形成作为电流的所述驱动信号，以驱动多个双极型晶体管的基极，第一双极型晶体管与所述多个LED串中的第一 LED串串行耦接，并且第二双极型晶体管与所述多个LED串中的第二 LED串串行耦接。
10.根据权利要求7所述的LED控制电路，其特征在于所述LED控制电路被配置为检测出所述感测信号之一的所述误差状态不大于所述第一值包括:配置LED控制电路以接收代表通过所述多个LED串的所述LED电流的所述值的单个感测信号。
【文档编号】H05B37/02GK203859915SQ201420270009
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年5月26日 优先权日:2013年5月26日
【发明者】F·洛拉内, W·范德马埃勒 申请人:半导体元件工业有限责任公司