用于电荷再循环的方法和装置制造方法及图纸

本申请公开了用于电荷再循环的方法和装置。一种电荷再循环的方法，包括在能量存储元件处从寄生部件接收电荷，在能量存储元件处存储电荷，以及将存储在能量存储元件处的电荷提供给电源。

Methods and devices for charge recycling

【技术实现步骤摘要】
用于电荷再循环的方法和装置本公开涉及用于电荷再循环的方法和装置。特别地，本公开涉及一种用于使寄生部件放电并将电荷提供给电源的电荷再循环电路。特别地，本公开可以应用于LED背光照明应用。背景图1示出了适用于LED背光照明应用的已知发光二极管(LED)系统100。LED系统100包括LED矩阵102，其中LED矩阵102包括多个LED串104、106、108、110，其中每个LED串104、106、108、110包括多个LED111。每个LED串104、106、108、110耦合到相关联的位线112、114、116、118。LED驱动器(120+122+124)耦合到LED串104、106、108、110，并且被配置成调节通过LED串104、106、108、110中每一个LED串的电流。LED驱动器(120+122+124)包括晶体管120、运算放大器122和电阻器124。运算放大器122在第一输入端处接收参考电压vref，并且具有耦合到晶体管120的端子的第二输入端。运算放大器122接收电源电压VDD。图1中示出了四个位线112、114、116、118和四个LED串104、106、108、110。然而，要认识到的是，LED系统100可以包括更多或更少的位线和更多或更少的LED串。另外，每个LED串可以包括更多或更少的LED。LED系统100包括开关126，以用于经由相关联的位线112、114、116、118将LED电压(VLED)耦合到LED串104、106、108、110。当LED电压耦合到LED串104、106、108、110之一时，电流将流过耦合的LED串，并且LED串将被点亮。例如，开关126可以由计算机控制，当给定应用需要时，该计算机选择需要的LED串104、106、108、110来点亮。开关126可以被称为位线开关。每个位线112、114、116、118经由寄生电容器128、130、132、134耦合到地。要认识到的是，表示寄生电容器128、130、132、134的电容器电路符号不代表物理上实现的部件，而是被提供来指示寄生电容对位线112、114、116、118的影响。寄生电容器128、130、132、134中的每一个能够存储电荷。例如，如果开关126最初将LED电压VLED耦合到位线112；则开关126切换以将LED电压VLED耦合到位线114。电荷随后将被存储在寄生电容器128上，使得位线112将保持在LED电压VLED处。寄生电容器128可经由LED串104放电到地，这可导致LED串104的点亮，尽管处于关断状态。这可以称为虚假照明(ghostlighting)。LED系统100包括开关131、133、135、137，其中每个位线112、114、116、118具有相关联的开关131、133、135、137，并且当其相关联的开关131、133、135、137处于闭合状态时耦合到地。包括开关131、133、135、137使得存储在寄生电容器128、130、132、134上的电荷能够直接放电到地，而不是经由LED串104、106、108、110。例如，如果开关126最初将LED电压VLED耦合到位线112；则开关126切换以将LED电压VLED耦合到位线114。电荷将被存储在寄生电容器128上，使得位线112将保持在LED电压VLED处。将开关131切换到闭合状态，于是将使寄生电容器128放电到地，从而防止LED串104的虚假照明。LED系统100可用于便携式电子器件，诸如由锂电池供电的手机和平板计算机。在这种便携式电子应用中，存在严格的功率效率要求，且因此不希望通过将电荷放电到地来“浪费”存储在寄生电容器中的电荷。图2示出了另一个已知的LED系统200(图2中省略了LED串)，其实现了位线到位线电荷再循环方案。LED系统200与LED系统100共享特征，且因此公共特征共享公共参考数字。并非如图1中的LED系统100的情况那样包括使位线112、114、116、118能够耦合到地的开关131、133、135、137，LED系统200包括开关202、204、206、208、210、212，其被布置为使每个位线112、114、116、118能够耦合到其他位线112、114、116、118中的任一个。例如，位线112可以经由开关202耦合到位线114；经由开关204耦合到位线116；或者经由开关206耦合到位线118。LED系统200使得存储在寄生电容器128、130、132、134之一中的电荷能够再循环到另一位线中，而不是放电到地。LED系统200需要六个开关202、204、206、208、210、212来实现一条位线112、114、116、118到其他位线112、114、116、118中任一个的耦合。具有更多位线的系统将需要更多开关来实现电荷再循环功能。对于这种系统的总开关数NSW可以使用等式(1)如下计算：其中，NBL是位线的数量。因此，实施这种电荷再循环方案将需要大量开关。这将需要不合理的大管芯尺寸，并且也将极其昂贵。以下文件描述了现有的电荷再循环方案：US2009/0212642；US2013/0021066；US2006/0227080；US9,196,209，但是它们没有公开向电源提供存储在能量存储元件处的电荷。概述期望提供一种克服或减轻一个或更多个上述问题的电荷再循环方案。根据本公开的第一方面，提供了一种电荷再循环方法，包括在能量存储元件处从寄生部件接收电荷，在能量存储元件处存储电荷，以及将存储在能量存储元件处的电荷提供给电源。可选地，存储在能量存储元件处的电荷被提供给电源的输入端或输出端。可选地，电源是内部电源。可选地，能量存储元件是内部能量存储元件。可选地，在能量存储元件处接收电荷包括操作放电开关以选择性地将寄生部件与能量存储元件耦合，以及当能量存储元件和寄生部件耦合时经由放电开关在能量存储元件处接收电荷。可选地，在能量存储元件处接收电荷包括从多个寄生部件接收电荷，多个寄生部件至少包括第一寄生部件和第二寄生部件，其中第一寄生部件适于存储第一电荷，且第二寄生部件适于存储第二电荷。可选地，在能量存储元件处接收电荷包括操作第一放电开关以选择性地将第一寄生部件与能量存储元件耦合，当能量存储元件和第一寄生部件耦合时经由第一放电开关在能量存储元件处接收第一电荷，操作第二放电开关以选择性地将第二寄生部件与能量存储元件耦合，以及当能量存储元件和第二寄生部件耦合时经由第二放电开关在能量存储元件处接收第二电荷。可选地，能量存储元件是电容器。可选地，电源被配置为生成电源电压，并且能量存储元件耦合到电源。可选地，电源包括功率转换器。可选地，功率转换器是降压转换器或低压差稳压器。可选地，该方法包括使用由电源接收的电荷至少部分地生成电源电压。可选地，该方法包括使用提供给电源的电荷向负载提供电流。根据本公开的第二方面，提供了一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电荷再循环的方法，包括：/n在能量存储元件处从寄生部件接收电荷；/n将所述电荷存储在所述能量存储元件处；和/n将存储在所述能量存储元件处的所述电荷提供给电源。/n

【技术特征摘要】
1.一种电荷再循环的方法，包括：
在能量存储元件处从寄生部件接收电荷；
将所述电荷存储在所述能量存储元件处；和
将存储在所述能量存储元件处的所述电荷提供给电源。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，存储在所述能量存储元件处的所述电荷被提供至所述电源的输入端或输出端。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电源是内部电源。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述能量存储元件是内部能量存储元件。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述能量存储元件处接收所述电荷包括：
操作放电开关以选择性地将所述寄生部件与所述能量存储元件耦合；和
当所述能量存储元件和所述寄生部件耦合时，经由所述放电开关在所述能量存储元件处接收所述电荷。


6.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述能量存储元件处接收所述电荷包括：
从多个寄生部件接收所述电荷，所述多个寄生部件至少包括第一寄生部件和第二寄生部件；其中：
所述第一寄生部件适于存储第一电荷，以及所述第二寄生部件适于存储第二电荷。


7.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述能量存储元件处接收所述电荷包括：
操作第一放电开关以选择性地将所述第一寄生部件与所述能量存储元件耦合；
当所述能量存储元件和所述第一寄生部件耦合时，经由所述第一放电开关在所述能量存储元件处接收所述第一电荷；
操作第二放电开关以选择性地将所述第二寄生部件与所述能量存储元件耦合；和
当所述能量存储元件和所述第二寄生部件耦合时，经由所述第二放电开关在所述能量存储元件处接收所述第二电荷。


8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述能量存储元件包括电容器。


9.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述电源被配置为生成电源电压；和
所述能量存储元件耦合到所述电源。


10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电源包括功率转换器。


11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述功率转换器是降压转换器或低压差稳压器。


12.根据权利要求9所述的方法，包括至少部分地使用由所述电源接收的所述电荷来生成所述电源电压。


13.根据权利要求1所述的方法，包括使用提供给所述电源的所述电荷向负载提供电流。


14.一种装置，包括：
电荷再循环电路，所述电荷再循环电路包括能量存储元件，所述能量存储元件被配置为接收来自寄生部件的电荷、存储所述电荷并将所述电荷提供给电源。


15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述电荷被提供给所述电源的输入端或输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋振宇，孙俊岳，王乃龙，韩泽，赵孝刚，
申请(专利权)人：戴洛格半导体英国有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB