高性能自適應開關led驅動器的制造方法
【專利說明】
[0001] 分秦申請說巧
[0002] 本申請是于2012年12月6日提交的、申請號為201210543808. 5、名稱為"高性能 自適應開關L邸驅動器"的中國發明專利申請的分案申請。
技術領域
[0003] 本發明設及一種LED(發光二極管）驅動器，并且更具體地設及一種用于高電流模 式應用的L邸驅動器。
【背景技術】
[0004] L邸正在各種各樣的電子應用中被采用，該些應用是例如，建筑照明、汽車頭燈和 尾燈、用于包括個人計算機和高清電視在內的液晶顯示器裝置的背光、閃光燈等。與諸如白 巧燈和巧光燈等常規光源相比，L邸具有包括效率高、指向性好、色彩穩定、可靠性高、使用 壽命長、尺寸小和環境安全在內的明顯優勢。
[0005] 針對L邸的一個常見應用在于背光照射液晶顯示器（LCD)。在該些應用中，通常使 用大量的L邸串（例如，64個L邸通道），其中每個串由L邸驅動器所驅動。在常規L邸驅 動器架構中，L邸功率路徑中的固定電阻器限制流過L邸串的峰值電流。L邸功率路徑中的 PWM控制的晶體管控制LED的導通和斷開時間W實現所期望的亮度。
[0006] 常規L邸驅動器架構的問題在于整體功耗可能過高。通常，在LED串n中的功耗 PWR。由下式給出；
[0007] PWRn=VLEDnXIL邸n(1)
[000引其中，VL邸n是跨LED串n的電壓并且ILEDn是流過LED串n的電流。具有N個LED通道的電路的總功耗PWRtMdi由下式給出；
[0009]
【主權項】
1. 一種用于驅動發光二極管（LED)串的LED驅動器，所述LED驅動器包括： LED控制器，被配置為產生PWM信號；以及 第一晶體管，用于響應于所述PWM信號而導通或斷開，所述第一晶體管與所述LED串串 聯，其中當所述第一晶體管導通時，LED電流流經所述第一晶體管和所述LED串； 第二晶體管，與所述第一晶體管和所述LED串串聯，其中當所述第二晶體管導通時，所 述LED電流的第一部分流經所述第二晶體管； 可編程修調電路，與所述第二晶體管并聯，所述可編程修調電路被配置成傳遞由一個 或多個修調控制信號控制的修調電路電流，其中所述修調電路電流包括所述LED電流的第 二部分。
2. 根據權利要求1所述的LED驅動器，其中所述可編程修調電路包括： 第一開關，由第一修調控制信號可控；以及 第一修調晶體管，被配置為當所述第一開關閉合時至少傳導所述修調電路電流的第一 部分，并且所述第一修調晶體管被配置為當所述第一開關打開時斷開。
3. 根據權利要求2所述的LED驅動器，其中所述可控修調電路進一步包括： 第二開關，由所述第一修調控制信號可控，所述第二開關被配置成當所述第一開關打 開時閉合，并且所述第二開關被配置為當所述第一開關閉合時打開，其中所述第二開關被 配置成當所述第二開關閉合時關斷所述第一修調晶體管。
4. 根據權利要求2所述的LED驅動器，其中所述可編程修調電路還包括： 第三開關，由第二修調控制信號可控；以及 第二修調晶體管，被配置成當所述第三開關閉合時至少傳導所述修調電路電流的第二 部分，并且被配置成當所述第三開關打開時關斷。
5. 根據權利要求4所述的LED驅動器，其中所述修調電路電流的所述第二部分大于所 述修調電路電流的所述第一部分。
6. 根據權利要求4所述的LED驅動器，其中所述修調電路電流的所述第二部分是所述 修調電路電流的所述第一部分的近似兩倍。
7. 根據權利要求2所述的LED驅動器，其中所述第一開關是一次可編程存儲器部件。
8. 根據權利要求2所述的LED驅動器，還包括： 電流鏡電路，接收由所述LED控制器設定的種子電流并且控制流過所述第一晶體管和 所述LED串的所述LED電流； 其中流過所述第二晶體管的所述LED電流的所述第一部分與所述種子電流基本上成 比例；以及 其中所述修調電路電流與所述種子電流基本上成比例。
9. 根據權利要求8所述的LED驅動器，其中所述電流鏡還被配置成基于所述種子電流 生成參考電壓，以及其中所述LED電流的所述第一部分和所述修調電路電流基于所述參考 電壓。
10. 根據權利要求8所述的LED驅動器，其中所述電流鏡還包括運算放大器，所述運算 放大器用于生成表示所述種子電流的感測電壓和表示所述電流鏡電路的鏡電流的鏡電流 電壓之間的差值的輸出，其中所述運算放大器的輸出耦合至所述第二晶體管的柵極和所述 第一開關。
11. 一種用于驅動與LED串串聯耦合的第一晶體管的方法，所述方法包括： 由LED控制器生成PWM信號 響應于所述PWM信號導通或關斷第一晶體管，所述第一晶體管與所述LED串串聯，其中 當所述第一晶體管導通時，LED電流流經所述第一晶體管和所述LED串； 當所述第一晶體管導通時傳遞所述LED電流的第一部分流過第二晶體管，所述第二晶 體管與所述第一晶體管串聯； 傳遞由一個或更多修調控制信號控制的修調電路電流，所述修調電路電流包括所述 LED電流的第二部分。
12. 根據權利要求11的方法，其中生成所述LED電流的部分包括： 基于第一修調控制信號控制第一開關；以及 當所述第一開關閉合時傳導所述修調電路電流的第一部分流過第一修調晶體管；以及 響應于所述第一開關打開，關斷所述第一修調晶體管。
13. 根據權利要求12的方法，其中生成所述LED電流的部分還包括： 響應于打開所述第一開關閉合第二開關以及響應于閉合所述第一開關打開所述第二 開關；以及 響應于閉合所述第二開關斷開所述第一修調晶體管。
14. 根據權利要求12的方法，其中生成所述LED電流的部分還包括： 基于第二修調控制信號控制第三開關；以及 當所述第三開關閉合時傳導所述修調電路電流的第二部分流過第二修調晶體管；以及 響應于所述第三開關打開關斷所述第二修調晶體管。
15. 根據權利要求14的方法，其中所述修調電路電流的所述第二部分大于所述修調電 路電流的所述第一部分。
16. 根據權利要求14的方法，其中所述修調電路電流的所述第二部分是所述修調電路 電流的所述第一部分的近似兩倍。
17. 根據權利要求12的方法，其中所述第一開關是一次可編程存儲器部件。
18. 根據權利要求12的方法，還包括： 接收由LED控制器設置的種子電流以及基于所述種子電流控制所述LED電流流過所述 第一晶體管和所述LED串；以及 其中流過所述第二晶體管的所述LED電流的所述第一部分與所述種子電流基本上成 比例；以及 其中所述修調電路電流與所述種子電流基本上成比例。
19. 根據權利要求18的方法，還包括： 基于所述種子電流生成參考電壓； 基于所述參考電壓控制所述第二晶體管；以及 響應于所述第一開關閉合，基于所述參考電壓控制所述第一修調晶體管。
20. 根據權利要求11的方法，其中生成所述LED電流的部分包括： 當第一修調控制信號被確立時，將所述LED電流增加第一固定比例；以及 當第二修調控制信號被確立時，將所述LED電流增加第二固定比例。
【專利摘要】LED驅動器控制電流流過LED串。LED驅動器生成升壓PWM信號以驅動LED電流路徑中的PWM晶體管，使得PWM晶體管維持基本恒定的VGS，由此減小PWM晶體管的導通阻抗。電流鏡電路控制當PWM晶體管導通時的峰值LED電流。修調電路包括可編程開關的集合以將修調晶體管與LED電流路徑耦合或解耦合，并且允許LED電流的精細校準。通過維持低阻抗以及補償LED電流路徑中的電流失配，LED驅動器提供在高電流應用中尤其有益的高效功率性能和魯棒性。
【IPC分類】H05B37-02
【公開號】CN104812144
【申請號】CN201510243236
【發明人】金敏鐘, 粱恩主, 金學成
【申請人】戴樂格半導體公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2012年12月6日
【公告號】CN103152907A, CN103152907B, US8710753, US20130147374, US20140210365