低噪音电流调节电路制造技术

本发明专利技术公开了关于负载电流的调节的设备和方法。举例来说，一个设备包括第一时钟产生电路，该第一时钟产生电路被配置成产生具有频谱的第一时钟信号，该频谱具有第一频率范围。第二时钟产生电路被配置成通过将该第一时钟信号的该频谱扩展成具有比该第一频率范围更宽的第二频率范围而产生第二时钟信号。该第二时钟信号具有扩展到该频率范围之外的频谱。该设备包括第三电路，该第三电路被配置成根据该第二时钟信号调节电源节点处的电压。电流调节电路被配置成根据该第一时钟信号调节电路路径中的电流，该电路路径始于该电源节点且穿过耦合到电流调节器的负载电路。

【技术实现步骤摘要】

各个实施例的方面一般涉及电子电路，且更确切地说，涉及用于驱动负载的电子电路，所述负载例如发光二极管(lightemittingdiode，LED)负载。
技术介绍
通常通过使用脉冲宽度调制(pulsewidthmodulation，PWM)调节穿过LED的电流来控制发光二极管(lightemittingdiode，LED)的光输出。在PWM中，LED在接通状态与断开状态之间进行调制。当在接通状态时，通常LED供应有恒定电流。当在断开状态时，电流未被供应到LED。通过电流的时间积分来确定输出流量，即，由LED输出的光的量。对于一些LED，通过LED发出的光的波长可以取决于电流。使用PWM，可以在不改变穿过LED的瞬时电流的情况下控制调光。因此，光的波长可以更准确地受到控制。在一些应用中，多个LED可以串联连接在一起以形成LED串，该LED串可以共同地由电流驱动器驱动。例如，串联连接的发光二极管(light-emittingdiode，LED)串可以形成LED显示器，或更确切地说，形成液晶显示器(liquidcrystaldisplay，LCD)的背光源。对于包括大量串联连接的LED的LED串，可能需要大于电源电压(例如，电池)的电压来驱动LED串。在一些实施方案中，开关式稳压器(例如，升压转换器)可以用于产生大于电源电压的稳定电压。在各种应用中，这些和其它事项对负载电路的电流调节提出了挑战。
技术实现思路
各个实例实施例涉及用于调节一个或多个负载电路的电流的设备和方法。根据实例实施例，设备包括第一电路，该第一电路被配置成产生具有频谱的第一时钟信号，该频谱具有第一频率范围。第二电路被配置成通过将第一时钟信号的频谱扩展成具有比第一频率范围更宽的第二频率范围而从该第一时钟信号中产生第二时钟信号。该设备包括第三电路，该第三电路被配置成在第一操作模式中将电源耦合到电源节点以及在第二操作模式中将电源从电源节点解耦。第三电路被配置成通过在源自第二时钟信号的频谱的多个频率下在第一操作模式与第二操作模式之间切换而根据该第二时钟信号调节电源节点处的电压。第四电路被配置成根据第一时钟信号调节电路路径中的电流，该电路路径始于电源节点且穿过耦合到第四电路的负载电路。根据另一实例实施例，提供一种用于调节一个或多个负载电路中的电流的方法。产生具有在第一频率范围中的第一频谱的第一时钟信号。通过将第一时钟信号的频谱扩展成具有第二更宽频率范围而从该第一时钟信号中产生第二时钟信号。稳定电压根据第二时钟信号产生并且被提供到电源节点。根据第一时钟信号调节电路路径中的电流，该电路路径始于电源节点且穿过负载电路。以上论述/概述并不旨在描述本专利技术的每个实施例或每个实施方案。图和以下详细描述还举例说明了各种实施例。附图说明考虑结合附图的以下详细描述可以更全面地理解各种实例实施例，在附图中：图1示出根据一个或多个实施例的实例负载驱动器电路；图2示出根据一个或多个实施例的另一实例负载驱动器电路；图3示出根据一个或多个实施例的用于执行频谱扩展的第一实例电路；图4示出根据一个或多个实施例的用于执行频谱扩展的第二实例电路；图5示出时钟信号波形的频谱扩展；图6示出含有和不含频谱扩展的脉冲信号的实例时域波形；以及图7示出含有和不含频谱扩展的脉冲信号的实例频域波形。虽然本文中所论述的各种实施例能够经受各种修改及替代形式，但在图式中已借助于实例示出了实施例的多个方面，且将详细描述实施例的多个方面。然而，应理解，并非意图将本专利技术限于所描述的具体实施例。相反，意图是涵盖落入本专利技术的范围内的包括权利要求书中限定的方面的所有修改、等效物和替代方案。另外，所使用的术语“实例”在本申请案通篇中仅借助于说明且不加以限制。具体实施方式本专利技术的各方面被认为适用于涉及用于驱动一个或多个负载电路的电流调节的各种不同类型的设备、系统和方法。在某些实施方案中，已示出本专利技术的各方面在用于涉及开关式稳压器的应用的情形中时是有益的。例如，LED驱动器通常利用开关式稳压器(例如，升压转换器)来产生用于驱动LED串的较高电压。虽然未必如此受到限制，但是通过使用此类示例性情形的实例的论述可以理解各个方面。开关式稳压器在第一模式(充电)与第二模式(空闲)的操作之间循环，在第一模式中，电源耦合到输出节点，且在第二模式中，电源从输出节点解耦。开关式稳压器通常根据源自时钟信号的工作周期在第一模式与第二模式之间循环。因此，大量开关噪音被引入以时钟信号的频率为中心的窄频带中。开关噪音可能会引起多种应用的问题。例如，开关噪音可能引起由装置展现的电磁干扰(electro-magnetic-interference，EMI)超过开关噪音的窄频带中的可允许EMI限值。各个实施例使用频谱扩展来减小时钟频率下的开关噪音水平。频谱扩展技术有意地转变具有特定频率范围(带宽)的部分信号的频率以产生具有更宽频率范围的第二信号。为易于参考，频谱扩展可以被称为波谱扩展。在一个或多个实施例中，执行频谱扩展以减小某些频率下开关噪音的集中度。开关噪音可以通过频谱扩展开关式稳压器所使用的时钟信号而分布在更宽频率范围上，以使时钟信号的频谱能够在更宽频率范围上展开。例如，频谱扩展可以转变小部分时钟信号的频率，以使时钟信号的频率能够围绕中心频率少量(例如，1％)改变。已发现时钟信号的频谱扩展可以在用于驱动负载的电流调节中引入误差。例如，脉冲宽度调制技术可以使用源自时钟信号的脉冲宽度调制信号来驱动电流源或电流吸收器。在一些实施例中，时钟产生电路被配置成将具有扩展频谱的低精度时钟提供到用于产生稳定电压的开关式稳压器以及将高精度时钟提供到用于控制负载电流的电流调节电路。以此方式，在不牺牲电流调节电路的精度的情况下减小了开关式稳压器的开关噪音。根据实例实施例，提供一种用于调节一个或多个负载电路的电流的设备。为易于参考，用于驱动负载的电流可以被称为负载电流。该设备包括时钟电路，该时钟电路被配置成产生具有第一频谱的第一时钟信号，该第一频谱受限于窄频带。频谱扩展电路(例如，扩展频谱时钟产生器)耦合到时钟电路并且被配置成扩展第一时钟信号的频谱以产生具有频谱的第二时钟信号(例如，扩展频谱时钟)，该频谱具有比第一时钟信号更宽的频率范围。例如，频谱扩展可以将一些谱能量从第一时钟信号的窄频带转变到相邻频带。因此，窄频带中的频谱得到减小。在一些实施方案中,频谱扩展可以伪随机地将部分时钟信号转变成其它频率。在一些其它实施方案中，频谱扩展可以将部分时钟信号转变成一个或多个指定频率。该设备包括开关式稳压器，该开关式稳压器被配置成根据第二时钟信号调节电源节点处的电压。例如，开关式稳压器可以根据源自第二时钟信号的工作周期在充电操作模式与空闲操作模式之间切换。如先前所描述，归因于第二时钟信号的扩展频谱，由开关式稳压器展现的开关噪音分布在更宽频带上。电流调节电路被配置成基于第一时钟信号来调节耦合到电源节点的负载电路的负载电流。例如，在一些实施方案中，电流调节电路可以使用源自第一时钟信号的脉冲宽度调制信号来驱动电流源或电流吸收器。例如，脉冲可以具有为第一时钟的时钟周期的整倍数的宽度。由于第一时钟中的频谱未得到扩展，因此不会将误差引入通过电流调节电路调节的负载电流中。以此方式，开关噪音本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，其特征在于，包括：第一电路，所述第一电路被配置和布置成产生具有频谱的第一时钟信号，所述频谱具有第一频率范围；第二电路，所述第二电路耦合到所述第一电路并且被配置和布置成通过将所述第一时钟的所述频谱扩展成具有比所述第一频率范围更宽的第二频率范围而从所述第一时钟信号中产生第二时钟信号；第三电路，所述第三电路被配置和布置成通过以下方式在电源节点处提供稳定电压在第一操作模式中将电源耦合到所述电源节点，在第二操作模式中将所述电源与所述电源节点解耦，以及在源自所述第二时钟信号的所述频谱的多个频率下在所述第一操作模式与所述第二操作模式之间切换；以及第四电路，所述第四电路被配置和布置成根据所述第一时钟信号调节电路路径中的电流，所述电路路径始于所述电源节点且穿过耦合到电流调节器的负载电路。

【技术特征摘要】
2015.06.29 US 14/754,0571.一种设备，其特征在于，包括：第一电路，所述第一电路被配置和布置成产生具有频谱的第一时钟信号，所述频谱具有第一频率范围；第二电路，所述第二电路耦合到所述第一电路并且被配置和布置成通过将所述第一时钟的所述频谱扩展成具有比所述第一频率范围更宽的第二频率范围而从所述第一时钟信号中产生第二时钟信号；第三电路，所述第三电路被配置和布置成通过以下方式在电源节点处提供稳定电压在第一操作模式中将电源耦合到所述电源节点，在第二操作模式中将所述电源与所述电源节点解耦，以及在源自所述第二时钟信号的所述频谱的多个频率下在所述第一操作模式与所述第二操作模式之间切换；以及第四电路，所述第四电路被配置和布置成根据所述第一时钟信号调节电路路径中的电流，所述电路路径始于所述电源节点且穿过耦合到电流调节器的负载电路。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第二电路包括电流源，所述电流源被配置和布置成提供具有伪随机变化的电流电容器，所述电容器被配置和布置成从所述电流源接收所述电流，比较器，所述比较器被配置和布置成将由所述电容器存储的电压与参考电压相比较；以及开关电路，所述开关电路被配置和布置成响应于所述比较器指示出所述所存储电压超过所述参考电压而使所述电容器放电。3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述电流源包括伪随机噪音产生器，所述伪随机噪音产生器被配置和布置成产生M位伪随机数；第一电流源，所述第一电流源被配置和布置成将恒定电流提供到所述电容器；以及M个电流源，每个电流源被耦合成接收所述M位伪随机数的相应位并且被配置和布置成响应于所述相应位具有第一值而将相应电流提供到所述电容器。4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述开关电路被配置和布置成响应于所述比较器指示出所述所存储电压超过所述参考电压而将所述电容器的放电与所述第一时钟信号的边缘同步。5.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述第二电路被配置和布置成将由所述比较器输出的信号提供为所述第二时钟信号。6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第三电路包括升压转换器。7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第四电路包括脉冲产生电路，所述脉冲产生电路被配置和布置成根据所述第一时钟信号产生脉冲信号；以及脉冲控制电流源，所述脉冲控制电流源被配置和布置成根据所述脉冲信号调节所述电路路径中的所述电流。8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述第四电路进一步包括第二脉冲控制电流源，所述第二脉冲控制电流源被配置和布置成根据所述脉冲信号调节第二电路路径中的电流，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王戈，苏玲，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL