用于容错LED照明系统的控制方法技术方案

本发明专利技术公开一种用于容错LED系统的LED旁路和控制电路，即一种照明系统(图2)。该照明系统包括多个串联的发光二极管(240‑246)。多个开关装置(230‑236)中的每个具有控制终端，且每个具有与各自的LED并联联接的电流路径。多个故障检测电路(220‑226)分别与各自的发光二极管并联联接。每个故障检测电路具有第一比较器(图7，704)，其被设置以比较跨越各自的发光二极管的电压与各自的第一参考电压(708)。当探测到故障时，施加控制信号至控制终端从而开启多个开关装置的各自的开关装置。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开一种用于容错LED系统的LED旁路和控制电路，即一种照明系统。该照明系统包括多个串联的发光二极管(240-246)。多个开关装置(230-236)中的每个具有控制终端，且每个具有与各自的LED并联联接的电流路径。多个故障检测电路(220-226)分别与各自的发光二极管并联联接。每个故障检测电路具有第一比较器(图7，704)，其被设置以比较跨越各自的发光二极管的电压与各自的第一参考电压(708)。当探测到故障时，施加控制信号至控制终端从而开启多个开关装置的各自的开关装置。【专利说明】用于容错LED系统的LED旁路和控制电路本申请要求2012年5月22日提交的61/650，099号美国临时申请的权益，该申请包括在此以供参考。
本专利技术的实施例涉及用于容错LED照明系统的发光二极管(LED)旁路和控制电路。
技术介绍
发光二极管(LED)照明系统目前用于许多应用，例如汽车、家庭、商业和安全系统。LED照明系统提供比白炽灯照明系统更高效的照明，这是因为它们在发热方面消耗更少能量且更加可靠。LED照明系统也比荧光照明系统更加灵活，这是因为它们更能承受诸如震动、污染和温度的环境条件。另外，它们可通过可控占空比运行以调节亮度。由于串联连接LED具有较小的正向电压，LED照明系统常被构造成串联连接的LED。这样，如果LED的串联连接或LED串中的任何LED没有开启，该LED的串联连接或LED串会受失效的影响。虽然现有方法提供了 LED照明系统的稳步改善，但是本【专利技术者】认识到仍有可能作进一步的改善。因此，下文描述的优选实施例旨在基于现有技术进行改善。
技术实现思路
在本专利技术的优选实施例中，公开了一种照明系统。该照明系统包括多个串联连接的发光二极管。多个晶体管的每个晶体管具有控制终端和与各自的发光二极管并联联接的电流路径。该照明系统包括与每个各自的发光二极管并联联接的故障检测电路。每个故障检测电路具有第一比较器，其经设置比较跨越各自的发光二极管的电压和各自的第一参考电压。【专利附图】【附图说明】图1是根据本专利技术的LED照明系统。图2是图1中联接到串联连接LED的LED矩阵管理(LMM)电路110的电路图。图3是示出依据占空比控制的图2中LED亮度调制的时序图。图4是在图2的块200中的寄存器的电路简图。图5是示出图2中单个LED亮度控制的时序图。图6是示出图2中串联连接LED的相控开关的时序图。图7是图2的驱动与故障检测电路220的电路图。图8是包括图2中电路200的寄存器组的框图。图9A是根据本专利技术示出输入LED开启寄存器的写入序列的内存映射图。图9B是根据本专利技术示出输入LED关闭寄存器的写入序列的内存映射图。图1OA是根据本专利技术的一个实施例示出双内存映射寻址和脉宽调制(PWM)寄存器载入的寄存器图解。图1OB是根据本专利技术的另一个实施例示出双内存映射寻址和脉宽调制(PWM)寄存器载入的寄存器图解。【具体实施方式】本专利技术的优选实施例提供了超过现有技术的LED照明系统的巨大优势。在接下来的说明中，此优势会变得更明显。参考图1，这是本专利技术的LED照明系统，其可用于汽车照明、家庭照明、安全照明、或者期望有容错操作的其他应用。该照明系统包括优选与系统总线联接以接收控制信号的处理器100。处理器100联接到LED矩阵管理(LMM)电路110和120上从而提供使能(EN)、同步(SYNC)和时钟(CLK)信号。处理器100与LMM电路110和120包括通用异步接收器/发送器(UART)电路且凭借发送(Tx)和接收(Rx)信号线进行通信。同步信号SYNC同步每个LMM的所有PWM计数器400 (图4)。模式信号MODE决定处理器100是否通过UART或者串行外围接口(SPI)协议与LMM电路110和120通信。处理器100也可联接到与LMMllO和120地址分开的其他LMM(未示出)。LMM电路110和120的每个接收命令总线(CMD)上的命令信号且通过地址总线ADDR最重要地址位编址。可替代地，LMM电路110和120的每个可用广播写入命令同时编址，该命令忽略最重要地址位且并行地将相同的数据写入每个LMM。处理器100也可联接到DC-DC开关调节器或者降压转换器电路112和122上，从而提供控制信号和感应操作。有许多适合的降压转换器设计可配合本专利技术使用，例如美国国家半导体公司(2010)推出的PFET降压转换器LM3409。降压转换器112将电流供应到与LMMllO联接的第一串联LED114串。同样地，降压转换器122将电流供应到与LMM120联接的第二串联LED124串。现在参考图2，这是图1中与串联LED240到246串联接的LED矩阵管理(LMM)电路110的电路图。LMM120 基本与LMMllO上相同。LMMllO包括提供大于VIN的输出电压CPP的电荷泵，线性电压调节器204和参考电压发生器206。块200包括UART、控制逻辑和控制寄存器，它们将在下文作详细解释。LMM也包括多个LED驱动电路。每个驱动电路，例如顶部驱动电路，包括电位移位电路210、驱动与故障检测电路220和η沟道晶体管230。在本专利技术的替代实施例中，η沟道晶体管230也可是双极型晶体管、半导体可控整流器(SCR)或者在本
所知的任何其他适合的开关装置。另外，虽然LED240是以单个LED示出，但是LED240到260的每个可为2_5个串联LED的小簇。现在转向图3，这是通过占空比控制的图2中LED240的亮度调节的时序图。图中，水平轴是时间而垂直轴是通过LED240的电流。通过在最小值(MIN)和最大值(MAX)之间调节来自降压转换器112 (图1)的电流以产生平均(AVG) LED电流。这一过程可替代以通过在时间〖?开启降压转换器的驱动晶体管(未示出)和在时间t-关闭该驱动晶体管来实现。平均LED电流保持相对恒定并且通过调整占空比Ddim控制LED的亮度，该占空比Ddim是时间周期Tdim的百分比。由此，当Ddim接近0%时产生最小LED亮度，且当Ddim接近100%时产生最大LED亮度。接下来参考图4，这是图2中块200内寄存器的简化电路图，块200包括脉冲宽度调制(PWM)计数器400并产生计数器输出信号TCNT。在本专利技术的优选实施例中，PWM计数器400是10位计数器并且从O到1023连续极计数。当溢出时，PWM计数器400重复从O到1023的计数序列。在本专利技术的替换实施例中，PWM计数器400是14位计数器，其将6.4MHz时钟信号CLK除以16以在计数器的十个最重要位产生400KHz TCNT信号。然而，读取本说明书的本领域技术人员能够理解很多替代频率的CLK和TCNT可用于多种应用。PWM计数器400提供计数TCNT到开启(On)寄存器402和410以及关闭(Off)寄存器404和412。每对开启寄存器和关闭寄存器响应图2中各自的LED电路。例如On寄存器402和关闭寄存器404响应图2的顶部LED驱动电路(210、220和230)。每对开启寄存器和关闭寄存器进一步被联接到各自的SR触发器。例如，寄存器402和404被联接到SR触发器406而寄存器410和412被联接到SR触发器41本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明系统，包括：具有串联连接的各自的电流路径的多个开关装置，每个开关装置具有各自的控制终端，且每个开关装置被设置以接收与各自的电流路径并联的各自的发光二极管，即LED；以及多个故障检测电路，每个故障检测电路联接到所述各自的电流路径且具有第一比较器，所述第一比较器被设置以比较跨越各自的电流路径的电压与各自的第一参考电压。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J·V·德尼古拉斯，P·曹，C·乔尔特纳，D·R·赫灵顿，J·马森，J·帕特森，W·本斯，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，德克萨斯仪器德国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：