将PVT调整净空供应到受控电流的电压/电流调节器制造技术

在将PVT净空调整(350)供应到受控电流的电压/电流调节器的所描述示例中，LED背光驱动器(300)控制ILED串电流(LED 1至LED 4)，并且控制将足够净空电压VHDRM(305)供应到串电压的电压调节器以供应所述ILED串电流。所述LED驱动器通过MLED电流控制晶体管(321至324)控制ILED串电流，包括以参考电压VREF为参考的栅极驱动器(311至314)。通过基于VREF用复制电流控制晶体管MLED/RATIO(353)产生复制/参考电流ILED/RATIO(354)(与ILED串电流成比例)，来针对PVT操作条件调整串电压和VHDRM。将ILED/RATIO(354)镜像(358)到第二复制MLED/RATIO晶体管(357)，所述第二复制MLED/RATIO晶体管(357)在与能够供应所需ILED电流(如由所述ILED/RATIO复制/参考电流表示)的最小电压相对应的PVT REF参考电压处饱和，从而负责PVT操作条件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】将PVT调整净空供应到受控电流的电压/电流调节器
本专利技术整体涉及谐振电感传感器和感测，例如可用于感测位置、接近度或物理状态或条件的谐振电感传感器和感测。
技术介绍
触摸屏智能手机和平板电脑通常使用白色LED(WELD)背光电源。一个示例是基于电感器的背光驱动器，所述基于电感器的背光驱动器是开关电源的类型。因为约40％的平板电脑的功耗用于WLED背光驱动器和LED，所以优化系统效率以增加电池寿命是有利的。WLED驱动器损耗分为三类：外部组件损耗、升压损耗和LED损耗。LED损耗是LED电流和LED净空(headroom)的函数。已付出许多努力来最小化净空电压，同时仍确保LED驱动器具有足够净空来供应预期电流。
技术实现思路
在控制包括多个LED串的LED背光系统的照明的所描述示例中，方法包括控制电源以调节串电压VOUT，并且包括：(a)通过电流控制晶体管MLED和感测电阻器RSENSE控制ILED串电流，包括基于将参考电压VREF与来自RSENSE的感测电压VSENSE相比较而产生MLED栅极控制信号，使得ILED对应于VREF/RSENSE；以及(b)控制电源来调节VOUT以将受控净空电压VHDRM供应到受控ILED，包括基于参考电压PVT_REF针对PVT操作条件而调整VHDRM。所述方法进一步包括通过以下操作产生参考电压PVT_REF：(a)使用(i)作为MLED的复制品的复制电流控制晶体管MLED/RATIO和(ii)作为RSENSE的复制品的复制电阻器RSENSE*RATIO，基于将VREF与复制感测电压R_VSENSE相比较而产生与ILED串电流成比例的参考电流ILED/RATIO，使得(iii)由MLED/RATIO提供参考电流ILED/RATIO通过RSENSE*RATIO，从而产生R_VSENSE；以及随后(b)通过(i)经由作为MLED的复制品的PVT_MLED/RATIO晶体管和作为RSENSE的复制品的PVT_RSENSE*RATIO电阻器来镜像ILED/RATIO以及(ii)基于与能够供应ILED串电流的VOUT串电压相对应的PVT_MLED/RATIO的饱和电压而产生PVT_REF，来产生参考电压PVT_REF，从而负责(accountfor)PVT操作条件。附图说明图1示出一种用于控制多个LED串的照明的LED背光系统的示例实施例，所述LED背光系统包括LED驱动器和升压电源，LED驱动器控制ILED串电流和VOUT串电压，包括针对PVT操作条件动态地调整串电压净空。图2在功能上示出一种LED背光系统，所述LED背光系统包括由LED串表示的LED驱动器以及ILED串驱动器，所述ILED串驱动器包括控制ILED串电流(基于参考电压VREF的栅极驱动放大器)的NMOS电流控制晶体管(MLED)，其中LED驱动器为调节后的串电压VOUT提供升压控制，包括净空电压VHDRM。图3示出一种LED驱动器的示例实施例，所述LED驱动器控制ILED串电流并且并入PVT净空控制，以便基于通过复制MLED/RATIO晶体管(复制ILED电流控制晶体管MLED)产生参考/复制串电流ILED/RATIO而针对PVT操作条件动态地调整串电压净空，所述参考/复制串电流ILED/RATIO通过第二复制MLED/RATIO晶体管镜像，所述第二复制MLED/RATIO晶体管在与能够供应所需ILED串电流(如由参考电流ILED/RATIO表示)的最小电压相对应的参考电压PVT_REF处饱和，从而负责PVT操作条件。图4示出配置有PMOS复制晶体管的PVT净空电路的一个示例替代实施例。具体实施方式示例实施例涉及将受控电流供应到负载的电压/电流调节器，并且整体涉及在供应受控电流时最小化由电压/电流调节器供应的电压净空的问题。一个示例应用是LED背光照明，包括控制串电压以在供应受控ILED串电流时最小化串电压净空。示例实施例包括适用于基于具有针对PVT操作条件调整的净空的调整电压而供应受控电流的装置和方法。示例实施例和系统应用示出将PVT调整净空供应到受控电流的电压/电流调节器的各种特征和优点。针对PVT操作条件动态地调整净空。示例实施例被实施为适用于LED背光系统中的LED驱动电路，其控制通过多个LED串的ILED电流，包括控制串电压VOUT以将电压净空VHDRM供应到ILED。简而言之，对于示例应用，LED背光驱动器控制ILED串电流并且控制电源(升压调节器)以调节VOUT串电压，从而将针对PVT操作条件调整的足够净空电压VHDRM供应到ILED串电流。LED驱动器包括产生复制/参考电流ILED/RATIO(与ILED串电流成比例)的PVT净空电路，所述复制/参考电流ILED/RATIO被镜像到复制MLED/RATIO晶体管(复制用于控制ILED的MLED电流控制晶体管)，所述复制MLED/RATIO晶体管在与能够供应所需ILED电流的最小电压相对应的PVT_REF参考电压处饱和，从而负责PVT操作条件。在示例实施例中，LED驱动器控制ILED电流通过LED串，包括控制电源以调节串电压VOUT。LED驱动器包括：(a)ILED控制电路，其被配置成控制ILED串电流；以及(b)PVT净空电路，其被配置成产生参考电压PVT_REF以针对PVT操作条件调整VHDRM。VOUT控制电路被配置成将VOUT_control提供到电源以调节VOUT，从而将受控净空电压VHDRM供应到受控ILED，包括针对PVT操作条件调整NHDRM。在示例实施例中，ILED控制电路被配置成控制ILED串电流，并且能够包括：(a)电流控制晶体管MLED，其基于MLED栅极控制信号而控制ILED；(b)感测电阻器RSENSE，其通过电流控制晶体管基于ILED而产生感测电压VSENSE；以及(c)MLED栅极控制放大器，其将参考电压VREF与VSENSE相比较并且产生MLED栅极控制信号，使得ILED对应于VREF/RSENSE。在示例实施例中，PVT净空电路被配置成产生参考电压PVT_REF，并且能够包括：(a)ILED参考电路，其产生ILED参考电流ILED/RATIO；以及(b)PVT参考电路，其被配置成产生参考电压PVT_REF。ILED参考电路能够包括：(i)作为MLED的复制品的复制电流控制晶体管MLED/RATIO；(ii)作为RSENSE的复制品的复制电阻器RSENSE*RATIO；(iii)复制栅极控制放大器，其被配置成通过将VREF与来自RSENSE*RATIO的复制感测电压R_VSENSE相比较来产生复制栅极控制信号；以及(iv)响应于复制栅极控制信号，复制MLED/RATIO提供与ILED串电流成比例的参考电流ILED/RATIO通过RSENSE*RATIO，从而产生R_VSENSE。PVT参考电路能够包括：(i)作为MLED的复制品的PVT_MLED/RATIO晶体管；(ii)作为RSENSE的复制品的PVT_RSENSE*RATIO电阻器；以及(iii)电流镜，其通过PVT_MLED/RATIO和PVT_RSENSE*RATIO来镜像ILED/RATIO电流。配置PVT参考电路，使得PVT_MLED/RATI本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于控制通过LED串的ILED电流的LED驱动电路，控制通过LED串的ILED电流包括控制电源以调节串电压VOUT，所述LED驱动电路包括：ILED控制电路，其被配置成控制ILED串电流，包括：电流控制晶体管MLED，用于基于MLED栅极控制信号而控制ILED；感测电阻器RSENSE，用于基于ILED通过所述电流控制晶体管产生感测电压VSENSE；以及MLED栅极控制放大器，用于将参考电压VREF与VSENSE相比较并且产生所述MLED栅极控制信号，使得ILED对应于VREF/RSENSE；VOUT控制电路，其被配置成将VOUT_control提供到所述电源以调节VOUT，从而将受控净空电压VHDRM供应到所述受控ILED，包括基于参考电压PVT_REF针对PVT操作条件调整VHDRM；以及PVT净空电路，其被配置成产生所述参考电压PVT_REF，包括：ILED参考电路，其用于产生ILED参考电流ILED/RATIO，包括：作为MLED的复制品的复制电流控制晶体管MLED/RATIO；作为RSENSE的复制品的复制电阻器RSENSE*RATIO；以及复制栅极控制放大器，其被配置成通过将VREF与来自RSENSE*RATIO的复制感测电压R_VSENSE相比较来产生复制栅极控制信号；其中，响应于所述复制栅极控制信号，所述复制电流控制晶体管MLED/RATIO提供与所述ILED串电流成比例的参考电流ILED/RATIO通过RSENSE*RATIO，从而产生R_VSENSE；以及PVT参考电路，其被配置成产生参考电压PVT_REF，包括：作为MLED的复制品的PVT_MLED/RATIO晶体管；作为RSENSE的复制品的PVT_RSENSE*RATIO电阻器；以及电流镜，用于通过PVT_MLED/RATIO和PVT_RSENSE*RATIO来镜像所述ILED/RATIO电流；其中配置所述PVT参考电路，使得PVT_MLED/RATIO在与能够供应所述ILED串电流的VOUT串电压相对应的所述参考电压PVT_REF处饱和，从而负责PVT操作条件。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.14 US 62/080,252;2014.12.31 US 14/587,1771.一种适用于控制通过LED串的ILED电流的LED驱动电路，控制通过LED串的ILED电流包括控制电源以调节串电压VOUT，所述LED驱动电路包括：ILED控制电路，其被配置成控制ILED串电流，包括：电流控制晶体管MLED，用于基于MLED栅极控制信号而控制ILED；感测电阻器RSENSE，用于基于ILED通过所述电流控制晶体管产生感测电压VSENSE；以及MLED栅极控制放大器，用于将参考电压VREF与VSENSE相比较并且产生所述MLED栅极控制信号，使得ILED对应于VREF/RSENSE；VOUT控制电路，其被配置成将VOUT_control提供到所述电源以调节VOUT，从而将受控净空电压VHDRM供应到所述受控ILED，包括基于参考电压PVT_REF针对PVT操作条件调整VHDRM；以及PVT净空电路，其被配置成产生所述参考电压PVT_REF，包括：ILED参考电路，其用于产生ILED参考电流ILED/RATIO，包括：作为MLED的复制品的复制电流控制晶体管MLED/RATIO；作为RSENSE的复制品的复制电阻器RSENSE*RATIO；以及复制栅极控制放大器，其被配置成通过将VREF与来自RSENSE*RATIO的复制感测电压R_VSENSE相比较来产生复制栅极控制信号；其中，响应于所述复制栅极控制信号，所述复制电流控制晶体管MLED/RATIO提供与所述ILED串电流成比例的参考电流ILED/RATIO通过RSENSE*RATIO，从而产生R_VSENSE；以及PVT参考电路，其被配置成产生参考电压PVT_REF，包括：作为MLED的复制品的PVT_MLED/RATIO晶体管；作为RSENSE的复制品的PVT_RSENSE*RATIO电阻器；以及电流镜，用于通过PVT_MLED/RATIO和PVT_RSENSE*RATIO来镜像所述ILED/RATIO电流；其中配置所述PVT参考电路，使得PVT_MLED/RATIO在与能够供应所述ILED串电流的VOUT串电压相对应的所述参考电压PVT_REF处饱和，从而负责PVT操作条件。2.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其中所述电流控制晶体管MLED是低侧NMOS源极跟随器，其中源极连接到在VSENSE节点处的RSENSE并且连接到所述栅极控制放大器。3.根据权利要求2所述的LED驱动电路，其中所述MLED/RATIO和所述PVT_MLED/RATIO晶体管是NMOS晶体管。4.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其中所述电源包括升压转换器，并且所述VOUT控制电路包括升压控制器。5.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其中所述LED驱动电路是具有多个LED串的LED背光系统的组件，并且所述LED驱动电路包括每个LED串的LED驱动器通道并且包括每个LED驱动器通道的相应ILED控制电路和PVT净空电路。6.根据权利要求5所述的LED驱动电路，其中所述LED驱动电路是配置有多个LED驱动器通道/引脚的集成电路，每个所述LED驱动器通道//引脚被配置成连接到相应LED串，并且所述LED驱动电路进一步包括：多个ILED控制电路，每个所述ILED控制电路被配置成控制针对连接到相应LED驱动器通道/引脚的相应LED串的相应ILED串电流；以及每个ILED控制电路的PVT净空电路，所述PVT净空电路被配置成产生相应参考电压PVT_REF；所述VOUT控制电路被配置成将VOUT_control提供到所述电源以调节所述多个LED串的VOUT，包括基于来自相应PVT净空电路的多个参考电压PVT_REF而针对PVT操作条件调整VHDRM。7.一种用于LED背光照明的系统，其包括：多个LED串；电源，其被配置成将调节后的串电压VOUT和串电流ILED供应到每个LED串；LED驱动器，其对于每个LED串包括：连接到相应LED串的LED通道/引脚；以及被配置成控制ILED串电流的ILED控制电路；所述ILED控制电路包括：电流控制晶体管MLED，用于基于MLED栅极控制信号而控制ILED；感测电阻器RSENSE，用于通过所述电流控制晶体管基于ILED而产生感测电压VSENSE；以及MLED栅极控制放大器，用于将参考电压VREF与VSENSE相比较并且产生所述MLED栅极控制信号，使得ILED对应于VREF/RSENSE；VOUT控制电路，其被配置成将VOUT_control提供到所述电源以调节VOUT，从而将受控净空电压VHDRM供应到所述受控ILED，包括基于参考电压PVT_REF而针对PVT操作条件调整VHDRM；以及PVT净空电路，其被配置成产生所述参考电压PVT_REF，包括：ILED参考电路，其用于产生ILED参考电流ILED/RATIO...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·J·麦克唐纳二世，I·杜泽韦克，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US