專利名稱：發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)器及其控制電路和控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及ー種電子電路，尤其涉及ー種發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)器及其控制電路和控制方法。
背景技術(shù)：
LED作為ー種節(jié)能光源，其調(diào)光控制是很重要的。通常根據(jù)交通流量、日照或者圖像檢測等，產(chǎn)生ー個(gè)PWM調(diào)光信號(hào)到LED驅(qū)動(dòng)器，以調(diào)節(jié)LED的亮度。流過LED的最大電流Imax決定了 LED的最大亮度，LED驅(qū)動(dòng)器在PWM調(diào)光信號(hào)的作用下控制流過LED的平均電流，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)LED的調(diào)光控制。然而在有些情況下，可能會(huì)有兩個(gè)不同的PWM調(diào)光信號(hào)輸入給LED驅(qū)動(dòng)器。例如， 對(duì)于LED顯示屏，不僅是為了在使用時(shí)得到一個(gè)適合圖像顯示的屏幕亮度，在很多情況下，用戶需要根據(jù)自身的需求對(duì)LED顯示屏進(jìn)行靈活的亮度調(diào)節(jié)。也就是說，LED驅(qū)動(dòng)器需要具有允許用戶調(diào)節(jié)相對(duì)亮度的調(diào)光功能，一方面接收來自圖像的調(diào)光信號(hào)，另一方面接收來自用戶的調(diào)光信號(hào)。因此希望提供ー種支持兩路調(diào)光信號(hào)輸入的LED驅(qū)動(dòng)器，其允許用戶調(diào)節(jié)LED的相對(duì)亮度。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)問題，本發(fā)明的ー個(gè)目的是提供ー種發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)器及其控制電路和控制方法，其能夠支持兩路PWM調(diào)光信號(hào)輸入，允許用戶調(diào)節(jié)發(fā)光元件的相對(duì)亮度。在本發(fā)明ー個(gè)方面，提出ー種用于發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)器的控制電路，該發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)器包括為發(fā)光元件提供輸出電流的功率變換器，該控制電路包括調(diào)光處理單元，接收具有第一占空比的第一調(diào)光信號(hào)和具有第二占空比的第二調(diào)光信號(hào)，產(chǎn)生與第一和第二占空比之積有關(guān)的第二調(diào)光處理信號(hào)；以及電流控制單元，耦接在調(diào)光處理單元與功率變換器之間，接收第二調(diào)光處理信號(hào)和代表輸出電流的反饋信號(hào)，基于第二調(diào)光處理信號(hào)和反饋信號(hào)，產(chǎn)生功率變換器的控制信號(hào)。在本發(fā)明的另ー個(gè)方面，提出ー種發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)器，包括上述的控制電路。在本發(fā)明的又ー個(gè)方面，還提出一種用于發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)器的控制方法，該發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)器包括為發(fā)光元件提供輸出電流的功率變換器，該控制方法包括接收具有第一占空比的第一調(diào)光信號(hào)，產(chǎn)生正比于第一占空比的第一調(diào)光處理信號(hào)；接收第一調(diào)光處理信號(hào)和具有第二占空比的第二調(diào)光信號(hào)，產(chǎn)生正比于第一占空比和第二占空比之積的第二調(diào)光處理信號(hào)；基于第二調(diào)光處理信號(hào)和代表輸出電流的反饋信號(hào)，產(chǎn)生功率變換器的控制信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)器一方面接收第一調(diào)光信號(hào)，另一方面接收第二調(diào)光信號(hào)，控制流過發(fā)光元件的平均電流正比于第一調(diào)光信號(hào)與第二調(diào)光信號(hào)的占空比之積，由兩個(gè)調(diào)光信號(hào)來共同調(diào)節(jié)流過發(fā)光元件的電流，使得用戶對(duì)發(fā)光元件的亮度進(jìn)行靈活控制。


為了更好的理解本發(fā)明，將根據(jù)以下附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述
圖I是根據(jù)本發(fā)明ー實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)器100的框 圖2是根據(jù)本發(fā)明ー實(shí)施例的調(diào)光處理單元210的框 圖3是根據(jù)本發(fā)明ー實(shí)施例的調(diào)光處理單元310的電路圖；
圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的調(diào)光處理單元410的電路圖； 圖5是根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的調(diào)光處理單元510的電路 圖6是根據(jù)本發(fā)明ー實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)器600的電路原理 圖7是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)器700的電路原理 圖8是根據(jù)本發(fā)明ー實(shí)施例的用于LED驅(qū)動(dòng)器的控制方法800的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)說明本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)器。在接下來的說明中，ー些具體的細(xì)節(jié)，例如實(shí)施例中的具體電路結(jié)構(gòu)和這些電路元件的具體參數(shù)，都用于對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例提供更好的理解。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，即使在缺少ー些細(xì)節(jié)或者其他方法、元件、材料等結(jié)合的情況下，本發(fā)明的實(shí)施例也可以被實(shí)現(xiàn)。此外，本文所稱“耦接”的含義為直接連接，或通過其他電路元件，間接連接。下面描述的實(shí)施例以LED驅(qū)動(dòng)器為例，但是，本發(fā)明的實(shí)施例不限于此，而是還可以應(yīng)用于其它發(fā)光元件以及其他耦接形式。圖I是根據(jù)本發(fā)明ー實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)器100的框圖，LED驅(qū)動(dòng)器100包括控制電路和功率變換器130。其中控制電路包括調(diào)光處理單元110和電流控制單元120。功率變換器130用于為LED提供輸出電流I_LED，包括至少ー個(gè)開關(guān)管。功率變換器130可采用任何隔離或者非隔離的直流/直流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，例如同步或非同步的升壓、降壓變換器、LDO等。在一個(gè)實(shí)施例中，LED是單個(gè)發(fā)光元件。在另ー個(gè)實(shí)施例中，LED是串聯(lián)連接的LED燈條，在其它實(shí)施例中，LED是具有其他結(jié)構(gòu)形式的LED燈條。如圖I所示，調(diào)光處理單元110具有第一輸入端、第二輸入端以及輸出端，其中第ー輸入端接收具有第一占空比Dl的第一調(diào)光信號(hào)PWMl，第二輸入端接收具有第二占空比D2的第二調(diào)光信號(hào)PWM2，輸出端提供與第一和第二占空比之積(D1*D2)有關(guān)的第二調(diào)光處理信號(hào)DM。在一個(gè)實(shí)施例中，第二調(diào)光處理信號(hào)DM正比于第一和第二占空比之積D1*D2。利用這樣的第二調(diào)光處理信號(hào)DIM對(duì)LED進(jìn)行電流控制，調(diào)節(jié)提供至LED的輸出電流1_LED,以實(shí)現(xiàn)期望的調(diào)光功能。在一個(gè)實(shí)施例中，第一調(diào)光信號(hào)PWMl是根據(jù)內(nèi)部圖像輸入的調(diào)光信號(hào)。在其它實(shí)施例中，第一調(diào)光信號(hào)PWMl可以來自交通流量檢測、日照檢測或者環(huán)境等的調(diào)光信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，第二調(diào)光信號(hào)PWM2由用戶輸入。在其它實(shí)施例中，第ニ調(diào)光信號(hào)PWM2是其它用于相對(duì)亮度調(diào)節(jié)的調(diào)光信號(hào)。電流控制単元120耦接在調(diào)光處理單元110與功率變換器130之間，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端耦接至調(diào)光處理單元110的輸出端以接收第ニ調(diào)光處理信號(hào)DM，第二輸入端耦接至代表輸出電流的反饋信號(hào)FB，基于第二調(diào)光處理信號(hào)DIM和反饋信號(hào)FB，電流控制単元120在其輸出端產(chǎn)生功率變換器130的控制信號(hào)CTRL,以調(diào)節(jié)提供至LED的輸出電流I_LED。圖2是根據(jù)本發(fā)明ー實(shí)施例的調(diào)光處理單元210的框圖。如圖2所示，調(diào)光處理単元210采用兩級(jí)處理結(jié)構(gòu)，包括級(jí)聯(lián)聯(lián)接的第一處理單元210a和第二處理單元210b。第一處理單兀210a具有輸入端和輸出端，其中輸入端I禹接至第一調(diào)光信號(hào)PWMl,在其輸出端產(chǎn)生正比于第一占空比Dl的第一調(diào)光處理信號(hào)DM0。第二處理單元210b具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端I禹接至第一處理單兀210a的輸出端，接收第一調(diào)光處理信號(hào)DM0，第二輸入端接收第二調(diào)光信號(hào)PWM2。第二處理單元210b在輸出端產(chǎn)生與第一和第二占空比之積(D1*D2)成正比的第二調(diào)光處理信號(hào)DM。下面參照?qǐng)DT圖5中給出的調(diào)光處理單元的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。圖3是根據(jù)本發(fā)明ー實(shí)施例的調(diào)光處理單元310的電路原理圖，調(diào)光處理單元310包括第一處理單元310a和第二處理單元310b。其中第一處理單元310a包括第一開關(guān)晶 體管3110、第二開關(guān)晶體管3120以及電容器3111。在圖3所示的實(shí)施例中，第一處理單元310a還包括電阻器3101和3102。如圖3所示，第一開關(guān)晶體管3110具有耦接至參考電壓Vref的漏極和耦接至第ー調(diào)光信號(hào)PWMl的柵極。第一開關(guān)晶體管3110的源極經(jīng)電阻器3101耦接至第二開關(guān)晶體管3120的源扱。第二開關(guān)晶體管3120的漏極經(jīng)電阻器3102耦接至地，其柵極耦接至第ー調(diào)光信號(hào)PWM1。電容器3111具有第一端和第二端,其中第一端稱接至第二開關(guān)晶體管3120的源極，第二端耦接至地。在工作中，第一開關(guān)晶體管3110與第二開關(guān)晶體管3120互補(bǔ)導(dǎo)通。當(dāng)?shù)谝徽{(diào)光信號(hào)PWMl為高時(shí)，第一開關(guān)晶體管3110導(dǎo)通，第二開關(guān)晶體管3120關(guān)斷，參考電壓Vref經(jīng)電阻器3101對(duì)電容器3111充電；當(dāng)?shù)谝徽{(diào)光信號(hào)PWMl為低時(shí)，第二開關(guān)晶體管3120導(dǎo)通，第一開關(guān)晶體管3110關(guān)斷，電容器3111經(jīng)第二電阻器3102放電。由此，可在節(jié)點(diǎn)A處得到正比于第一占空比Dl的第一調(diào)光處理信號(hào)DM0。在圖3所示的實(shí)施例中，電阻器3101和電阻器3102的電阻值相等，第一調(diào)光處理信號(hào)DM0=Vref*Dl。在其它實(shí)施例中，第一調(diào)光處理信號(hào)DMO可以是與第一占空比Dl有關(guān)的其它值。繼續(xù)如圖3所示，第二處理單元310b具有與第一處理單元310a相似的電路結(jié)構(gòu)，包括第三開關(guān)晶體管3130、第四開關(guān)晶體管3140，以及電容器3112。在圖3所示的實(shí)施例中，第二處理單元310b還包括電阻器3103和3104。在一個(gè)實(shí)施例中，電阻器3103和3104的電阻值相等。在一個(gè)實(shí)施例中，電阻器310f 3104包括分立的電阻元件。在其它實(shí)施例中，電阻器310f 3104由集成電路的エ藝來實(shí)現(xiàn)。第三開關(guān)晶體管3130具有耦接至第一調(diào)光處理信號(hào)DMO的漏極和耦接至第二調(diào)光信號(hào)PWM2的柵極，第三開關(guān)晶體管3130的源極經(jīng)電阻器3103耦接至第四開關(guān)晶體管3140的源扱。第四開關(guān)晶體管3140的漏極經(jīng)電阻器3104耦接至地，其柵極耦接至第二調(diào)光信號(hào)PWM2。電容器3112具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第四開關(guān)晶體管3140的源極，第二端耦接至地。由于第二處理單元310b與第一處理單元310a的電路結(jié)構(gòu)相似，其電路工作原理也基本相同，在此不再贅述。如圖3所示，在節(jié)點(diǎn)B產(chǎn)生正比于第一和第二占空比之積的第ニ調(diào)光處理信號(hào)DM，DM=Vref*Dl*D2。
基于第二調(diào)光處理信號(hào)DM和代表輸出電流的反饋信號(hào)FB，控制流過LED的平均電流正比于第一和第二占空比之積(D1*D2)，即可實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)LED的相對(duì)調(diào)光功能。此外，采用圖3所示實(shí)施例的調(diào)光處理單元310，第一調(diào)光信號(hào)PWMl和第二調(diào)光信號(hào)PWM2的振蕩信號(hào)可以不同歩。在一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)光處理單元310還包括耦接在第一處理單元310a和第二處理單元310b之間的緩沖器310c。緩沖器310c可以是單增益的緩沖器，也可以是非單增益的緩沖器。在一個(gè)實(shí)施例中，緩沖器310c為電壓跟隨器。圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的調(diào)光處理單元410的電路原理圖，調(diào)光處理單元410包括第一處理單元410a和第二處理單元410b。此外，調(diào)光處理單元410還包括耦接在第一處理單元410a和第二處理單元410b之間的緩沖器410c。如圖4所示，第一處理單元410a包括第一電流參考單元412、第一電流鏡413、開 關(guān)晶體管4130、電阻器4101和電容器4111。第一電流鏡413具有輸入端，供電端和輸出端，其中輸入端耦接至第一電流參考單元412以接收第一輸入電流，供電端耦接至供電電壓￥ ；。第一電流鏡413在輸出端產(chǎn)生與第一輸入電流成比例的第一輸出電流。在ー個(gè)實(shí)施例中，第一電流鏡413包括晶體管4110和4120。在其它實(shí)施例中，第一電流鏡413包括其他合適的電路元器件或者結(jié)構(gòu)。第一電流參考單兀412用于為第一電流鏡413提供第一輸入電流,在一個(gè)實(shí)施例中，第一電流參考單元412包括耦接在第一電流鏡413和地之間的恒定電流源。在另ー個(gè)實(shí)施例中，第一電流參考單兀412用于為第一電流鏡413提供與參考電壓Vref有關(guān)的第一輸入電流。第一電流參考單元412包括開關(guān)晶體管、運(yùn)算放大器和電阻器。其中開關(guān)晶體管的源極經(jīng)電阻器耦接至地，漏極耦接至第一電流鏡413的輸入端，柵極耦接至運(yùn)算放大器的輸出端。運(yùn)算放大器的同相輸入端耦接至參考電壓Vref，反相輸入端耦接至開關(guān)晶體管的源極，輸出端耦接至開關(guān)晶體管的柵極。在其它實(shí)施例中，第一電流參考單元412包括其他合適的元件或者結(jié)構(gòu)。開關(guān)晶體管4130具有耦接至第一電流鏡413輸出端的漏極，經(jīng)電阻器4101耦接至地的源極和耦接至第一調(diào)光信號(hào)PWMl的柵極。電容器4111具有第一端和第二端，其中第一端耦接至開關(guān)晶體管4130的源極，第二端耦接至地。工作吋，當(dāng)?shù)谝徽{(diào)光信號(hào)PWMl為高時(shí)，開關(guān)晶體管4130導(dǎo)通，第一電流鏡413的第一輸出電流流過開關(guān)晶體管4130,對(duì)電容器4111充電；當(dāng)?shù)谝徽{(diào)光信號(hào)PWMl為低吋，開關(guān)晶體管4130關(guān)斷，電容器4111經(jīng)電阻器4101放電。因此在電容器4111的第一端(圖4中節(jié)點(diǎn)A處)得到第一調(diào)光處理信號(hào)DM0。在一個(gè)實(shí)施例中，第一調(diào)光處理信號(hào)DM0=Il*Dl*k，其中Il為第一電流參考單元412為第一電流鏡413提供的第一輸入電流，k為第一電流鏡413的比例系數(shù)。在進(jìn)ー步的實(shí)施例中，第一調(diào)光處理信號(hào)DM0=Vref*Dl。繼續(xù)如圖4所示，第二處理單元410b具有與圖3中的第二處理單元310b基本相同的電路結(jié)構(gòu)。第二處理單元410b包括開關(guān)晶體管4140、4150以及電容器4112。如圖4所示，第二處理單元410b還包括電阻器4102和4103。第二處理單元410b具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端I禹接至第一處理單兀410a的輸出端,用于接收第一調(diào)光處理信號(hào)DM0，第二輸入端耦接至第二調(diào)光信號(hào)PWM2。第二處理單元410b在輸出端(節(jié)點(diǎn)B)產(chǎn)生第二調(diào)光處理信號(hào)DM，其中第二調(diào)光處理信號(hào)DM=DM0*D2。在一個(gè)實(shí)施例中，第二調(diào)光處理信號(hào)DM=DM0*D2=Vref*Dl*D2。圖5是根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的調(diào)光處理單元510的電路原理圖。如圖5所示，第一處理單元510a具有與圖4中所示的第一電流處理單元410a相似的電路結(jié)構(gòu)。其中第一處理單兀510a除包括第一電流參考單兀512、第一電流鏡513、開關(guān)晶體管5130、電阻器5101和電容器5111タト，還包括三極管5117。三極管5117的基極和集電極耦接至開關(guān)晶體管5130的源極，發(fā)射極經(jīng)電阻器5101耦接至地。在一個(gè)實(shí)施例中，第一電流鏡513包括晶體管5110和5120。與圖4中的第一電流控制單元410a相似，第一電流處理單元510a具有輸入端和輸出端，其中輸入端I禹接至第一調(diào)光信號(hào)PWMl，第一電流處理單兀510a在其輸出端(節(jié)點(diǎn)A)產(chǎn)生正比于第一占空比Dl的第一調(diào)光處理信號(hào)DM0。第二處理單元510b包括第二電流參考單元514、第二電流鏡515、開關(guān)晶體管5160、電阻器5103以及電容器5112。第二電流鏡515包括晶體管5140和5150。第二電流 鏡515具有供電端、輸入端和輸出端，其中供電端耦接至供電電壓Vcc，輸入端耦接至第二電流參考單元514的輸出端以接收第二輸入電流。第二電流鏡515在其輸出端產(chǎn)生與第二輸入電流成比例的第二輸出電流。第二電流參考單元514具有第一端、第二端和輸出端，其中第一端耦接至第一處理單元510a的輸出端以接收第一調(diào)光處理信號(hào)DM0，第二端耦接至地，輸出端耦接至第二電流鏡515的輸入端，為第二電流鏡515提供第二輸入電流。在一個(gè)實(shí)施例中，第二電流參考單元514包括三極管5118和電阻器5102。其中，三極管5118的基極耦接至三極管5117的基極，集電極耦接至第二電流鏡515的輸入端，發(fā)射極經(jīng)電阻器5102耦接至地。開關(guān)晶體管5160具有耦接至第二電流鏡515輸出端的漏極、經(jīng)電阻器5103耦接至地的源極以及耦接至第二調(diào)光信號(hào)PWM2的柵極。電容器5112具有第一端和第ニ端，其中第一端耦接至開關(guān)晶體管5160的源極，第二端耦接至地。電流處理單元510b在其輸出端(節(jié)點(diǎn)B)產(chǎn)生正比于第一和第二占空比之積(D1*D2)的第二調(diào)光處理信號(hào)DM。盡管在圖3 圖5中的調(diào)光處理單元分別給出了第一處理單元和第二處理單元的特定組合，在其它實(shí)施例中，調(diào)光處理單元可包括前述第一處理單元和第二處理單元的其他組合。在一些實(shí)施例中，第一處理單元或第二處理單元可包括不同的和/或其他增加的元器件。例如，盡管圖3中的開關(guān)晶體管3110和3120分別為N型和P型晶體管，在其它實(shí)施例中，開關(guān)晶體管3110和3120可以是其他任意類型的開關(guān)晶體管，只要它們能互補(bǔ)導(dǎo)通即可。圖6是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)器600的電路原理圖。LED驅(qū)動(dòng)器600包括調(diào)光處理單元610、電流控制単元620和功率變換器630。調(diào)光處理單元610可采用圖3 圖5所示實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)或者其他合適的電路結(jié)構(gòu)。如圖6所示,功率變換器630采用升壓變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括電感器631、開關(guān)管632、ニ極管633以及輸出電容器634。在其它實(shí)施例中，功率變換器630包括其它開關(guān)變換器或者LDO調(diào)壓器。LED負(fù)載640包括多個(gè)串聯(lián)連接的LED。在其他實(shí)施例中，LED負(fù)載640具有其他結(jié)構(gòu)。電阻器650具有第一端和第二端，其中第一端耦接至LED負(fù)載640，第二端耦接至地。電阻器650用于檢測流過LED負(fù)載640的電流I_LED，電阻器650第一端的電壓為代表輸出電流I_LED的反饋信號(hào)FB。電流控制單元620包括誤差放大器621和PWM產(chǎn)生單元622。其中誤差放大器621的反相輸入端耦接至電阻器650的第一端，以接收反饋信號(hào)FB。誤差放大器621的同相輸入端耦接至調(diào)光處理單元610的輸出端，以接收第二調(diào)光處理信號(hào)DM。第二調(diào)光處理信號(hào)DIM被用作電流參考值，以調(diào)節(jié)輸出電流I_LED隨第二調(diào)光處理信號(hào)DIM變化。誤差放大器621的輸出端通過電容器623接地，其中電容器623起補(bǔ)償作用。誤差放大器621基于第二調(diào)光處理信號(hào)DM (例如Vref*Dl*D2)和反饋信號(hào)FB，在輸出端產(chǎn)生補(bǔ)償信號(hào)COMP。PWM產(chǎn)生單元622接收補(bǔ)償信號(hào)C0MP，產(chǎn)生控制信號(hào)CTRL以控制功率變換器630中開關(guān)管632的導(dǎo)通與關(guān)斷。PWM產(chǎn)生單元622可采用傳統(tǒng)的PWM發(fā)生方式產(chǎn)生控制信號(hào)CTRL，例如將補(bǔ)償信號(hào)COMP和PWM產(chǎn)生單元622內(nèi)部產(chǎn)生的三角波進(jìn)行比較，以產(chǎn)生控制信號(hào)CTRL。功率變換器630在控制信號(hào)CTRL的 作用下，產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電流I_LED以供給LED 負(fù)載 640。在一個(gè)實(shí)施例中，圖6中所示的開關(guān)管632與電流控制電路620以及調(diào)光處理單元610集成在同一個(gè)芯片中。圖7是根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)器700的電路原理圖。LED驅(qū)動(dòng)器700包括調(diào)光處理單元710、電流控制單元720和功率變換器730。調(diào)光處理單元710可采用圖3 圖5所示實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)或者其他合適的電路結(jié)構(gòu)。功率變換器730包括電感器731、開關(guān)管732、ニ極管733以及輸出電容器734。LED負(fù)載640包括多個(gè)串聯(lián)連接的LED。電阻器750具有第一端和第二端，其中第一端耦接至LED負(fù)載740，第二端耦接至地。電阻器750用于檢測流過LED負(fù)載740的電流I_LED。如圖7所示，電流控制單元720除了包括誤差放大器721和PWM產(chǎn)生單元722之夕卜，還包括電壓保持模塊724、比較器725、三角波發(fā)生器726以及調(diào)光開關(guān)管727。其中電壓保持模塊724具有輸入端和輸出端，其中輸入端耦接至電阻器750的第一端以接收反饋信號(hào)FB，輸出端耦接至誤差放大器721的反相輸入端，電壓保持模塊724在調(diào)光開關(guān)管727關(guān)斷時(shí)保持輸出信號(hào)不變。誤差放大器721的反相輸入端耦接至電壓保持模塊724的輸出端，同相輸入端耦接至參考電壓Vref，輸出端經(jīng)電容器723耦接至地以提供補(bǔ)償信號(hào)C0MP，其中電容器723起補(bǔ)償作用。PWM產(chǎn)生單元722接收補(bǔ)償信號(hào)C0MP，產(chǎn)生控制信號(hào)CTRL以控制功率變換器730為負(fù)載740提供輸出電流I_LED。繼續(xù)如圖7所示，三角波發(fā)生器726用于產(chǎn)生一固定頻率的三角波信號(hào)。比較器725的同相輸入端耦接至調(diào)光處理單元710的輸出端以接收第二調(diào)光處理信號(hào)DM，反相輸入端耦接至三角波發(fā)生器726以接收三角波信號(hào)，在比較器725的輸出端產(chǎn)生調(diào)光控制信號(hào)DPWM。調(diào)光開關(guān)管727具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至LED負(fù)載640，第二端耦接至電阻器750的第一端，控制端耦接至比較器725的輸出端以接收調(diào)光控制信號(hào)DPWM。在一個(gè)實(shí)施例中，三角波發(fā)生器726產(chǎn)生的三角波信號(hào)幅值為Vref，第二調(diào)光處理信號(hào)DM=Vref*Dl*D2，因此調(diào)光控制信號(hào)DPWM的占空比為第一和第二占空比之積D1*D2。調(diào)光開關(guān)管727在調(diào)光控制信號(hào)DPWM的作用下快速地導(dǎo)通和關(guān)斷，控制流過LED的平均電流正比于調(diào)光控制信號(hào)DPWM的占空比。在一個(gè)實(shí)施例中，流過LED的平均電流Iatc=Imx*Dl*D2。其中，Imax是功率變換器730提供給LED負(fù)載740的最大輸出電流。在ー個(gè)的實(shí)施例中，最大輸出電流IMX=Vref/R，其中Vref為參考電壓值，R為電阻器750的電阻值。在一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)光處理單元710、電流控制單元720以及功率變換器730中的開關(guān)管732制作于同一個(gè)芯片中。圖8是根據(jù)本發(fā)明ー實(shí)施例的用于LED驅(qū)動(dòng)器的控制方法800的流程圖，該LED驅(qū)動(dòng)器包括為LED提供輸出電流的功率變換器?？刂品椒?00包括步驟80廣803。
步驟801 :接收具有第一占空比的第一調(diào)光信號(hào)PWM1，產(chǎn)生正比于第一占空比的第一調(diào)光處理信號(hào)DIMO。步驟802 :接收第一調(diào)光處理信號(hào)DMO和具有第二占空比D2的第二調(diào)光信號(hào)PWM2，產(chǎn)生正比于第一和第二占空比之積的第二調(diào)光處理信號(hào)DM。步驟803 :基于第二調(diào)光處理信號(hào)DM和代表輸出電流的反饋信號(hào)FB，產(chǎn)生功率變換器的控制信號(hào)。上述的ー些特定實(shí)施例僅僅以示例性的方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，這些實(shí)施例不是完全詳盡的，并不用于限定本發(fā)明的范圍。對(duì)于公開的實(shí)施例進(jìn)行變化和修改都是可能的，其他可行的選擇性實(shí)施例和對(duì)實(shí)施例中元件的等同變化可以被本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所了解。本發(fā)明所公開的實(shí)施例的其他變化和修改并不超出本發(fā)明的精神和保護(hù)范 圍。
權(quán)利要求
1.ー種用于發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)器的控制電路，該發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)器包括為發(fā)光元件提供輸出電流的功率變換器，該控制電路包括 調(diào)光處理單元，接收具有第一占空比的第一調(diào)光信號(hào)和具有第二占空比的第二調(diào)光信號(hào)，產(chǎn)生與第一和第二占空比之積有關(guān)的第二調(diào)光處理信號(hào)；以及 電流控制単元，耦接在調(diào)光處理單元與功率變換器之間，接收第二調(diào)光處理信號(hào)和代表輸出電流的反饋信號(hào)，基于第二調(diào)光處理信號(hào)和反饋信號(hào)，產(chǎn)生功率變換器的控制信號(hào)。
2.如權(quán)利要求I所述的控制電路，其中調(diào)光處理單元包括 第一處理單兀，具有輸入端和輸出端，其中輸入端稱接至第一調(diào)光信號(hào)，第一處理單?；诘谝徽{(diào)光信號(hào)，在輸出端產(chǎn)生正比于第一占空比的第一調(diào)光處理信號(hào)；以及 第二處理單兀，具有第一輸入端、第二輸入端以及輸出端，其中第一輸入端I禹接至第一處理單元的輸出端以接收第一調(diào)光處理信號(hào)，第二輸入端耦接至第二調(diào)光信號(hào)，第一處理單?；诘谝徽{(diào)光處理信號(hào)和第二調(diào)光信號(hào)，在輸出端產(chǎn)生正比于第一占空比和第二占空比之積的第二調(diào)光處理信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的控制電路，其中第一處理單元包括 第一開關(guān)晶體管，具有第一端，第二端和控制端，其中第一端耦接至參考電壓，控制端耦接至第一調(diào)光信號(hào)； 第二開關(guān)晶體管，具有第一端，第二端和控制端，其中第一端耦接至第一開關(guān)晶體管的第二端，第二端耦接至地，控制端耦接至第一調(diào)光信號(hào)；以及 第一電容器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第二開關(guān)晶體管的第一端，第ニ端耦接至地，第一電容器的第一端被用作第一處理單元的輸出端以提供第一調(diào)光處理信號(hào)。
4.如權(quán)利要求2所述的控制電路，其中第二處理單元包括 第三開關(guān)晶體管，具有第一端，第二端和控制端，其中第一端耦接至第一調(diào)光處理信號(hào)，控制端耦接至第二調(diào)光信號(hào)； 第四開關(guān)晶體管，具有第一端，第二端和控制端，其中第一端耦接至第三開關(guān)晶體管的第二端，第二端耦接至地，控制端耦接至第二調(diào)光信號(hào)；以及 第二電容器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第四開關(guān)晶體管的第一端，第ニ端耦接至地，第二電容器的第一端被用作第二處理單元的輸出端以提供第二調(diào)光處理信號(hào)。
5.如權(quán)利要求2所述的控制電路，其中第一處理單元包括 第一電流參考單元，具有第一端和第二端，其中第二端耦接至地，第一電流參考單元用于提供第一輸入電流； 第一電流鏡，具有供電端、輸入端和輸出端，其中供電端耦接至供電電壓，輸入端耦接至第一電流參考單元的第一端以接收第一輸入電流； 第五開關(guān)晶體管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至第一電流鏡的輸出端，第二端經(jīng)第一電阻器耦接至地，控制端耦接至第一調(diào)光信號(hào)；以及 第三電容器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第五開關(guān)晶體管的第二端，第ニ端耦接至地，第三電容器的第一端被用作第一處理單元的輸出端以提供第一調(diào)光處理信號(hào)。
6.如權(quán)利要求2所述的控制電路，其中第二處理單元包括 第二電流參考單元，具有第一端、第二端和輸出端，其中第一端耦接至第一調(diào)光處理信號(hào)，第二端耦接至地，第二電流參考單元用于提供第二輸入電流； 第二電流鏡，具有供電端、輸入端和輸出端，其中供電端耦接至供電電壓，輸入端耦接至第二電流參考單元的輸出端以接收第二輸入電流； 第六開關(guān)晶體管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至第二電流鏡的輸出端，第二端經(jīng)第二電阻器耦接至地，控制端耦接至第二調(diào)光信號(hào)；以及 第四電容器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第六開關(guān)晶體管的第二端，第ニ端耦接至地，第四電容器的第一端被用作第二處理單元的輸出端以提供第二調(diào)光處理信號(hào)。
7.如權(quán)利要求6所述的控制電路，其中第二電流參考單元包括 三極管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至第二電流鏡的輸入端，控制端耦接至第一處理單元的輸出端以接收第一調(diào)光處理信號(hào)；以及 第三電阻器，耦接在三極管的第二端和地之間。
8.如權(quán)利要求2所述的控制電路，其中調(diào)光處理單元進(jìn)ー步包括耦接于第一處理單元和第二處理單元之間的緩沖器。
9.ー種發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)器，包括如權(quán)利要求廣8中任一項(xiàng)所述的控制電路。
10.ー種用于發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)器的控制方法，該發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)器包括為發(fā)光元件提供輸出電流的功率變換器，該控制方法包括 接收具有第一占空比的第一調(diào)光信號(hào)，產(chǎn)生正比于第一占空比的第一調(diào)光處理信號(hào)； 接收第一調(diào)光處理信號(hào)和具有第二占空比的第二調(diào)光信號(hào)，產(chǎn)生正比于第一占空比和第二占空比之積的第二調(diào)光處理信號(hào)； 基于第二調(diào)光處理信號(hào)和代表輸出電流的反饋信號(hào)，產(chǎn)生功率變換器的控制信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)器及其控制電路和控制方法。發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)器包括為發(fā)光元件提供輸出電流的功率變換器，該控制電路包括調(diào)光處理單元，接收具有第一占空比的第一調(diào)光信號(hào)和具有第二占空比的第二調(diào)光信號(hào)，產(chǎn)生與第一和第二占空比之積有關(guān)的第二調(diào)光處理信號(hào)；以及電流控制單元，耦接在調(diào)光處理單元與功率變換器之間，接收第二調(diào)光處理信號(hào)和代表輸出電流的反饋信號(hào)，基于第二調(diào)光處理信號(hào)和反饋信號(hào)，產(chǎn)生功率變換器的控制信號(hào)。
文檔編號(hào)H05B37/02GK102655706SQ20121013486
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2012年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月4日
發(fā)明者余波, 葉智俊, 易坤, 鄺乃興 申請(qǐng)人:成都芯源系統(tǒng)有限公司