具有电流匹配的功率转换器制造技术

电流匹配电路包括多个LED驱动器电路。电流‑电压转换器电路被耦合到多个LED驱动器电路以产生多个电压信号。多个电压信号中的每一个表示通过多个LED驱动器电路中的相应一个的相应输出电流。比较电路被耦合到所述电流‑电压转换器电路以比较所述多个电压信号。调整电路被耦合到所述比较电路和所述多个LED驱动器电路。所述调整电路被配置为响应于所述比较电路调整所述多个LED驱动器电路，使得通过所述多个LED驱动器电路的每个相应输出电流基本相等。

Power converter with current matching

【技术实现步骤摘要】
具有电流匹配的功率转换器相关申请的交叉引用本申请要求2018年6月19日提交的美国临时申请No.62/687,001的优先权，该专利的内容通过引用方式被整体纳入本文。
本专利技术总体涉及电流匹配电路，更具体地，涉及包括驱动多个匹配电流的电路的功率转换器。
技术介绍
许多显示面板技术(诸如监测器和电视)需要由光源提供的背光。有时使用多串白色发光二极管(LED)为这种显示器提供背光。LED串可以是多个低压或单个更高压LED串的形式。对背光源的要求很广泛，需要支持不同的多个串、不同的串长度、不同的电压以及不同的最大LED电流，以及经由输出的直接脉冲宽度调制或经由直流(dc)调光来调光的能力。附图说明参考以下附图描述了本专利技术的非限制性和非穷举性的实施方案，其中除非另有说明，否则相同的附图标记在各个视图中指代相同的部分。图1是示出根据本专利技术的教导的电流匹配电路的一个实施例的框图。图2是示出根据本专利技术的教导的包括示例电流匹配电路的功率转换器控制器的一个实施例的框图。图3是示出根据本专利技术的教导的电流匹配电路的另一个实施例的框图。图4是示出根据本专利技术的教导的调整电路的实施例的框图。图5是示出根据本专利技术的教导的包括在电流匹配电路中的第一LED驱动器电路的一个实施例的框图。图6是示出根据本专利技术的教导的包括在电流匹配电路中的第二LED驱动器电路的一个实施例的框图。图7是示出根据本专利技术的教导的具有全局偏置电路的电流匹配电路的另一实施例的框图。图8是示出根据本专利技术的教导的包括在具有全局偏置电路的电流匹配电路中的第一LED驱动器电路的一个实施例的框图。图9是示出根据本专利技术的教导的包括在电流匹配电路中的第二LED驱动器电路的另一实施例的框图。图10是示出根据本专利技术的教导的具有向负载提供功率并且可以校准LED负载的控制器的功率转换器的一个实施例。在附图的若干视图中，相应的附图标记表示相应的部件。技术人员将理解，附图中的元件是为了简单和清楚而示出的，并且不一定按比例绘制。例如，图中的一些元件的尺寸可能相对于其他元件被夸大，以帮助提高对本专利技术的各种实施方案的理解。此外，通常未描绘在商业上可行的实施方案中有用或必要的常见但众所周知的元件，以便于较不妨碍对本专利技术的这些各种实施方案的观察。具体实施方式本文描述了包括在功率转换器中的电流匹配电路的实施例。在以下描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本专利技术的透彻理解。然而，对于本领域普通技术人员明了的是，不需要采用具体细节来实施本专利技术。在其他情况下，没有详细描述公知的材料或方法，以避免模糊本专利技术。本说明书中提到的“一个实施方案(oneembodiment)”、“实施方案(anembodiment)”、“一个实施例(oneexample)”或“实施例(anexample)”意味着结合该实施方案或实施例描述的具体特征、结构或特性包括在本专利技术的实施方案的至少一个中。因此，贯穿本说明书在各个地方出现的短语“在一个实施方案中”、“在实施方案中”、“一个实施例”或“实施例”不一定都指代相同的实施方案或实施例。此外，具体特征、结构或特性可以在一个或多个实施方案或实施例中以任何合适的组合和/或子组合进行组合。具体特征、结构或特性可以被包括在集成电路、电子电路、组合逻辑电路或提供所描述的功能的其他合适的部件中。另外，应当理解的是，此处提供的附图仅用于向本领域普通技术人员解释的目的，并且附图不一定按比例绘制。本文描述了可以利用参考电流负载校准多个电流负载的电流匹配电路的实施例。在功率转换器中，功率转换器控制器可以调整到负载的输出特性(诸如电流或电压)。在一个实施例中，电流匹配电路可以用于多个LED(发光二极管)驱动器。在另一个实施例中，电流匹配电路可以用于不同应用的多个驱动器。功率转换器可以向负载(诸如LED串)提供输出电压。在理想情况下，每个LED串的正向电压是相同的，并且每个LED串中的电流也将是相同的。然而，LED串的非理想因素可导致LED串的LED上的正向电压降变化，因此这可导致通过LED串的电流也变化。对于使用LED串用于背光的应用(诸如计算机显示器)，各个LED串的电流的不匹配会导致背光的亮度不均匀。为了改善显示器背光的均匀，提供背光的LED串中的电流应尽可能接近地相互匹配。换句话说，尽管每个LED串的非理想因素可以各不相同，只要每个LED串的电流在一定的容差或百分比内，LED串的亮度可以在整个显示器中看起来都是相同的。在一个实施例中，LED串的电流应在2-3％或更小的范围内相互匹配。在一个实施例中，通过LED串的电流可以被校准以在测试或调整阶段期间相对匹配。通过第一LED串的电流可以用作参考电流，以便校准通过显示器中的其他LED串的电流使其基本上相等从而提供均匀的背光。为了说明，图1是示出根据本专利技术的教导的电流匹配电路105的一个实施例的框图。如所描绘的实施例中所示，电流匹配电路105包括多个LED驱动器电路，该多个LED驱动器电路包括参考驱动器电路106和第二LED驱动器电路107。参考驱动器电路106也可以被称为第一LED驱动器电路。在一个实施例中，第一LED驱动器电路106被配置为驱动通过LED串101的参考电流ILED127，以及第二LED驱动器电路107被配置为驱动通过LED串102的第二电流ILED2124。这样，第一LED驱动器电路106也可以标记为参考LED驱动器电路106，以及第二LED驱动器电路107也可以标记为图1中的第二驱动器电路107。在其他实施例中，应当理解，可以存在具有相应驱动器电路的更多额外的LED串。在所例示的实施例中，电流-电压转换器电路(包括电流-电压转换器137A和电流-电压转换器137B)耦合到多个LED驱动器电路106和107以分别产生多个电压信号UREF115和ULED2112。在该实施例中，多个电压信号UREF115和ULED2112中的每一个表示通过多个LED驱动器电路106和107中的相应一个的相应输出电流ILED127和ILED2124。在该实施例中，电压信号UREF115是表示参考输出电流的参考电压信号，该参考输出电流示出为通过第一LED驱动器电路106的输出电流ILED127，并且电压信号ULED2112是表示第二输出电流的第二电压信号，该第二输出电流被示出为通过第二LED驱动器电路107的输出电流ILED2124。比较电路104被耦合到电流-电压转换器137A和137B，并且被配置为比较多个电压信号UREF115和ULED2112。如所描绘的实施例中所示，调整电路114被耦合到比较电路104和多个LED驱动器电路的第二LED驱动器电路107。在所描绘的实施例中，调整电路114被配置为响应于比较电路104调整多个LED驱动器电路的第二LED驱动器电路107，使得通过多个LED驱动器电路106和107的每个相应的输出电流ILED127和ILED2124基本相等。在所示的实施例中，第一LED驱动器电路1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电流匹配电路，包括：/n多个LED(发光二极管)驱动器电路；/n电流-电压转换器电路，其被耦合到所述多个LED驱动器电路以产生多个电压信号，其中所述多个电压信号中的每一个表示通过所述多个LED驱动器电路中的相应一个的相应输出电流；/n比较电路，其被耦合到所述电流-电压转换器电路，以比较所述多个电压信号；以及/n调整电路，其被耦合到所述比较电路和所述多个LED驱动器电路，其中所述调整电路被配置为响应于所述比较电路调整所述多个LED驱动器电路，使得通过所述多个LED驱动器电路的每个相应输出电流基本相等。/n

【技术特征摘要】
20180619 US 62/687,001;20190606 US 16/433,5841.一种电流匹配电路，包括：
多个LED(发光二极管)驱动器电路；
电流-电压转换器电路，其被耦合到所述多个LED驱动器电路以产生多个电压信号，其中所述多个电压信号中的每一个表示通过所述多个LED驱动器电路中的相应一个的相应输出电流；
比较电路，其被耦合到所述电流-电压转换器电路，以比较所述多个电压信号；以及
调整电路，其被耦合到所述比较电路和所述多个LED驱动器电路，其中所述调整电路被配置为响应于所述比较电路调整所述多个LED驱动器电路，使得通过所述多个LED驱动器电路的每个相应输出电流基本相等。


2.根据权利要求1所述的电流匹配电路，其中，所述多个电压信号包括表示通过所述多个LED驱动器电路中的第一LED驱动器电路的参考输出电流的参考电压信号，其中所述多个电压信号还包括：表示通过所述多个LED驱动器电路中的第二LED驱动器电路的第二输出电流的第二电压信号，并且其中所述调整电路被配置为响应于所述参考电压信号和所述第二电压信号的比较来调整所述多个LED驱动器电路中的第二LED驱动器电路。


3.根据权利要求2所述的电流匹配电路，其中，所述多个电压信号还包括表示通过所述多个LED驱动器电路中的第三驱动器电路的第三输出电流的第三电压信号，并且其中所述调整电路被配置为响应于所述参考电压信号和所述第三电压信号的比较来调整所述多个LED驱动器电路的第三驱动器电路。


4.根据权利要求3所述的电流匹配电路，其中，所述调整电路包括：
选择电路，其被耦合到电流-电压转换器电路，以选择所述第二电压信号和第三电压信号中的哪一个与所述参考电压信号进行比较；
计数器电路，其被配置为响应于时钟信号产生计数值；
边缘检测电路，其耦合到所述比较电路，其中所述边缘检测电路响应于所述比较电路从第一状态转换到第二状态而产生转换信号；以及
寄存器，其被配置为存储计数值以调整所述多个LED驱动器电路并且产生对应于存储在所述寄存器中的所述计数值的多个调整信号，使得通过所述多个LED驱动器电路的每个相应输出电流基本相等。


5.根据权利要求2所述的电流匹配电路，其中，所述第一LED驱动器电路包括：
第一级联电路，其被耦合到参考负载，所述参考输出电流传导通过所述参考负载；以及
第一缩放级联电路，其被耦合到所述第一级联电路，其中表示所述参考输出电流的缩放参考输出电流传导通过所述第一缩放级联电路，其中所述第一缩放级联电路被耦合到所述电流-电压转换器电路。


6.根据权利要求5所述的电流匹配电路，其中，所述第一LED驱动器电路还包括：
第一调整电流源，其耦合到第二调整电流源，其中通过所述第一调整电流源和第二调整电流源传导的第一调整电流被配置为响应于耦合到所述第一调整电流源和第二调整电流源的第一调整信号；以及
第一运算放大器，其具有耦合到所述第一调整电流源和第二调整电流源之间的中间节点的第一输入，其中所述第一运算放大器具有被配置为接收参考电压的第二输入，其中所述第一运算放大器具有耦合到所述第一级联电路和所述第一缩放级联电路的第一控制端子的输出，并且其中所述第一级联电路和所述第一缩放级联电路的第二控制端子被配置为接收偏置电压。


7.根据权利要求6所述的电流匹配电路，其中，所述第一LED驱动器电路还包括第一调整电阻器，所述第一调整电阻器具有耦合到所述第一调整电流源和第二调整电流源之间的所述中间节点的第一端，其中所述第一调整电阻器具有耦合到所述第一级联电路的中间节点和所述第一缩放级联电路的中间节点的第二端。


8.根据权利要求6所述的电流匹配电路，其中，所述第一LED驱动器电路还包括：
参考电流源，被配置为响应于置位信号来传导参考电流；
第一晶体管，被耦合到所述参考电流源以传导所述参考电流，其中所述偏置电压在所述参考电流源和所述第一晶体管之间的中间节点处产生；以及
第二晶体管，被耦合到所述第一晶体管以传导所述参考电流，其中所述参考电压在所述第一晶体管和第二晶体管之间的中间节点处产生。


9.根据权利要求2所述的电流匹配电路，其中，所述第二LED驱动器电路包括：
第二级联电路，被耦合到第二负载，所述第二输出电流传导通过所述第二负载；以及
第二缩放级联电路，被耦合到所述第二级联电路，其中表示第二输出电流的第二缩放输出电流通过所述第二缩放级联电路传导，其中所述第二缩放级联电路被耦合到所述电流-电压转换器电路。


10.根据权利要求9所述的电流匹配电路，其中，所述第二LED驱动器电路还包括：
第三调整电流源，被耦合到第四调整电流源，其中通过所述第三调整电流源和第四调整电流源传导的第二调整电流被配置为响应于耦合到所述第三调整电流源和第四调整电流源的第二调整信号；以及
第二运算放大器，其具有第一输入，所述第一输入被配置为接收由所述第一LED驱动器电路产生的偏置电压并且被耦合到所述第三调整电流源和第四调整电流源之间的中间节点，其中所述第二运算放大器具有被配置为接收由所述第一LED驱动器电路产生的参考电压的第二输入，其中所述第二运算放大器具有耦合到所述第二级联电路和所述第二缩放级联电路的第一控制端子的输出，以及其中所述第二级联电路和所述第二缩放级联电路的第二控制端子被配置为接收所述偏置电压。


11.根据权利要求10所述的电流匹配电路，其中，所述第二LED驱动器电路还包括第二调整电阻器，所述第二调整电阻器具有耦合到所述第三调整电流源和第四调整电流源之间的所述中间节点的第一端，其中所述第二调整电阻器具有耦合到所述第二级联电路的中间节点和所述第二缩放级联电路的中间节点的第二端。


12.根据权利要求1所述的电流匹配电路，其中，多个发光二极管(LED)负载被耦合到所述多个LED驱动器电路，使得通过所述多个LED负载的每个相应输出电流基本相等。


13.根据权利要求1所述的电流匹配电路，还包括耦合到所述多个LED驱动器电路的全局偏置电路，所述全局偏置电路被配置为响应于外部参考信号产生第一偏置信号、第二偏置信号和第三偏置信号以单独地调整所述多个LED驱动器电路的增益。


14.一种功率转换器控制器，包括：
初级控制电路；以及
耦合到所述初级控制电路的次级控制电路，其中所述次级控制电路被配置为驱动多个负载，其中所述次级控制电路包括电流匹配电路，所述电流匹配电路包括：
多个LED(发光二极管)驱动器电路，其中，所述多个LED驱动器...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·D·格林伍德，
申请(专利权)人：电力集成公司，
类型：发明
国别省市：美国;US