用于驱动LED的电路和方法技术

本发明专利技术公开了用于驱动LED的电路和方法。一种用于驱动发光二极管的电路包括响应于驱动信号的第一半导体开关和续流装置，耦接在提供电源电压的第一电源端与提供参考电位的第二电源端之间。LED和电感器，串联耦接在第一半导体开关和续流装置的共用电路节点与第一电源端或者第二电源端之间。电流测量电路，耦接至所述LED并提供表示流过至少一个LED的负载电流的负载电流信号。包括开关控制器的第一反馈电路，接收负载电流信号和参考信号，比较负载电流信号与参考信号并且根据该比较产生驱动信号。调制器，提供作为参考信号的具有期望的占空比和振幅的调制信号。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了用于驱动LED的电路和方法。一种用于驱动发光二极管的电路包括响应于驱动信号的第一半导体开关和续流装置，耦接在提供电源电压的第一电源端与提供参考电位的第二电源端之间。LED和电感器，串联耦接在第一半导体开关和续流装置的共用电路节点与第一电源端或者第二电源端之间。电流测量电路，耦接至所述LED并提供表示流过至少一个LED的负载电流的负载电流信号。包括开关控制器的第一反馈电路，接收负载电流信号和参考信号，比较负载电流信号与参考信号并且根据该比较产生驱动信号。调制器，提供作为参考信号的具有期望的占空比和振幅的调制信号。【专利说明】用于驱动LED的电路和方法
本专利技术涉及用于驱动发光二极管(LED)的电路和方法。具体地，涉及用于驱动负载电流被调节为以期望的值保持所得的感知亮度的LED的电路和方法。
技术介绍
最近几年中，出现了作为可变光源的发光二极管。也被称为固态照明装置或者简称LED的发光二极管是高效的、耐用以及长的持久性的照明装置。自从1960年第一批LED进入市场以来该技术已经得到了巨大的发展。LED目前是各种特定照明市场中的工业标准，且受欢迎的灯迅速进入一般照明市场。例如，LED灯比白炽灯、卤素灯泡和荧光灯能效更高并且持久性更长。技术的发展使得LED的能效通常是白炽灯的四倍至五倍并且具有超过几万小时的使用寿命。LED是电流驱动的装置，LED的亮度与其平均正向电流(也称为其平均负载电流)成比例。为此，通常使用提供恒定电流的电流源来驱动LED。恒定电流源消除了由LED的正向电压的变化引起的负载电流变化，并且因此确保恒定的LED亮度。在已知的LED驱动器(通常被实施为诸如降压转换器、升压转换器、或者升降压转换器的开关转换器)中，集成多个部件来对电压进行评估并且将这些电压与参考电压相比较。功率半导体开关(例如，M0SFET)通常根据该比较的结果导通和断开，以对电感器充电或者放电。本申请注意到AN8>74 “Buck Configuration High-Power LED Driver MicrochipTechnology, 2006描述了控制供给至LED的负载电流的开关电源电路。然而，在需要执行LED电流的测量和激活开关(例如，由于传播延迟)以对电感器进行充电或者放电的延时期间，超过了 LED电流的期望的最大值。这就导致期望的平均负载电流与供给至LED的实际平均负载电流之间的失配，从而致使LED的亮度不期望的增强。尽管在电路设计中可以考虑到该失配，然而，供给至LED的平均负载电流以及因此LED亮度本身将因LED的正向电压的不同(其随温度而变)以及因串联连接的LED数目的不同、以及施加至LED和LED驱动器的电源电压的不同而不同。即，普通的LED驱动器一即使当设计成电流源时一由于上述提及的延时周期通常不能保持平均负载电流恒定(例如，当电源电压或者LED前向电压变化时或者因为电感器不同的电感值)。因此，对于各种不同的情况需要重新配置LED驱动器。需要一种经济单有效的解决方案来对于不同的电源电压或不同的LED前向电压确保(几乎)恒定的亮度，而无需重新配置电路。
技术实现思路
描述了用于驱动发光二极管(LED)的电路。根据本专利技术的一个示例，该电路包括第一半导体开关与续流装置，串联耦接在提供电源电压的第一电源端和提供参考电位的第二电源端之间，其中，第一半导体开关响应于驱动信号。至少一个LED和电感器串联地耦接在第一半导体开关与续流装置的共用电路节点和第一电源端或者第二电源端之间。电流测量电路耦接至LED并且提供表示流过至少一个LED的负载电流的负载电流信号。第一反馈电路包括通断控制器，所述通断控制器接收负载电流信号和参考信号、将负载电流信号与参考信号相比较以及根据该比较产生驱动信号。调制器提供作为参考信号的具有期望占空比和峰值的调制信号。此外，第二反馈电路接收负载电流信号、确定平均负载电流信号并根据平均负载电流信号和参考值调整供给至第一反馈电路的调制参考信号的峰值。根据本专利技术的另一示例，该电路包括串联地耦接在提供电源电压的第一电源端和提供参考电位的第二电源端之间的第一半导体开关与续流装置，其中，第一半导体开关响应于驱动信号。至少一个LED和电感器串联地耦接在第一半导体开关与续流装置的共用电路节点和第一电源端或者第二电源端之间。电流测量电路被耦接至LED并且提供表示流过至少一个LED的负载电流信号。第一反馈电路包括通断控制器，所述通断控制器接收负载电流信号和参考信号、将负载电流信号与参考信号相比较、以及根据该比较产生驱动信号。调制器提供作为参考信号的具有期望占空比和峰值的调制信号。此外，设置了第二反馈电路。第二反馈电路包括滤波器和调节器。滤波器接收负载电流信号并且提供表示平均负载电流的滤波信号。调节器接收该滤波信号和作为设置点值的参考值，根据预定的控制法则基于参考值和滤波信号之间的差值确定控制信号，并根据控制信号调整调制的参考信号的振幅。此外，描述了用于驱动至少一个LED的LED驱动器。LED驱动器在驱动器输出端和分别提供电源电压和参考电位第一电源端或第二电源端之间串联耦接至电感器。根据本专利技术的一个示例，LED驱动包括串联地耦接在提供电源电压的第一电源端与提供参考电位的第二电源端之间的第一半导体开关和续流装置。第一半导体开关响应于驱动信号。此外，第一半导体开关和续流装置的共用电路节点连接至输出端。LED驱动进一步包括电流测量电路，所述电流测量电路耦接至LED并且提供表示流过至少一个LED的负载电流的负载电流信号。调制器提供作为参考信号的具有期望占空比和振幅的调制信号。第一反馈电路包括通断控制器，所述通断控制器接收负载电流信号和参考信号，将负载电流信号与参考信号相比较并根据该比较产生驱动信号。此外，设置了第二反馈电路。第二反馈电路包括滤波器和调节器。滤波器接收负载电流信号并且提供表示平均负载电流的滤波信号。调节器接收滤波信号和作为设置点值的参考值，根据预定的控制法则基于参考值和滤波信号之间的差值确定控制信号，并根据控制信号调整调制参考信号的振幅。仍进一步描述了用于驱动至少一个LED的方法。该至少一个LED在输出端和分别提供电源电压和参考电位的第一电源端或第二电源端之间串联耦接至电感器。根据本专利技术的一个示例，该方法包括:测量流过至少一个LED的负载电流，由此产生表示负载电流的负载电流信号；根据驱动信号交替地将电源电压或者参考电位施加至输出端，将负载电流信号与参考信号相比较并且根据该比较产生驱动信号；从负载电流信号确定平均负载电流信号；产生具有断开电平、导通电平和占空比的通/断调制输入信号；根据平均负载电流信号和参考值调整输入信号的导通电平并且提供调整的信号作为参考信号。【专利附图】【附图说明】参照以下附图和描述将能更好地理解本专利技术。附图中的部件无须按比例绘制，而是在于强调对本专利技术的基本原理的示出。此外，在附图中，相同的参考标号表示对应的部件。在附图中:图1示出了降压拓扑中的LED驱动电路；图2示出了图1的电路中的电流特性；图3示出了降压配置中的LED电流控制电路；图4示出了图3的电路中的LED电流特性和开关的开关状态；图5a、图5b和图5c示出了 LED驱动电路的三个不同的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于驱动发光二极管的电路，所述电路包括：响应于驱动信号的第一半导体开关和续流装置，耦接在提供电源电压的第一电源端与提供参考电位的第二电源端之间；LED和电感器，串联耦接在所述第一半导体开关和所述续流装置的共用电路节点与所述第一电源端或者所述第二电源端之间；电流测量电路，耦接至所述LED并被配置为提供表示流过所述LED的负载电流的负载电流信号；第一反馈电路，包括通断控制器，所述通断控制器被配置为接收所述负载电流信号和参考信号，以将所述负载电流信号与所述参考信号相比较，从而根据所述比较产生所述驱动信号；调制器，被配置为提供作为参考信号的具有期望的占空比和振幅的调制信号；以及第二反馈电路，被配置为接收所述负载电流信号以确定平均负载电流信号，并根据所述平均负载电流信号与参考值之间的差值调整调制的参考信号的振幅。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：贝恩德·普夫老姆，
申请(专利权)人：英飞凌科技奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT