LED阵列的驱动器制造技术

本发明专利技术描述了一种电流驱动LED（20）的阵列（2）的驱动器（1），包括：电压转换器（10），被布置成生成到LED阵列（2）的供应电压（V

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】LED阵列的驱动器
本专利技术描述了一种电流驱动LED的LED阵列的驱动器；装置；以及驱动这种LED阵列的方法。
技术介绍
发光二极管（LED）的阵列或矩阵可以用于各种应用，诸如用于移动电话的闪光灯模块、汽车前灯布置等。分段式LED阵列可以包括若干发光二极管，它们中的每一个照亮场（空间中被闪光灯照亮的区域）的一部分。需要LED驱动器来单独或统一驱动LED，以便获得期望的场照明。分段式LED阵列（或下文中简称为“分段式阵列”）通常需要相对复杂的驱动和互连方案。由于在LED制造期间出现的不可避免的工艺变化，分段式阵列的LED可能具有不同的静态正向电压。在操作期间，LED的温度将升高，并且LED的电气行为受到温度的影响。随着结温升高，正向电压降低，从而导致电流消耗增加。出于这个原因，通常优选从电流源（或电流阱（sink））而不是电压源驱动LED。例如，一些现有技术驱动器可以实现用于分段式阵列的反馈控制的电流源。在US20110121755A1、US20090289559A1和US20170094734A1中公开了已知的驱动器电路。用于电流驱动LED的阵列或矩阵的这些类型的驱动器可以被配置为在电流源/阱的相对大的电压裕量（headroom）内操作，以确保每个LED的正确操作。然而，这种解决方案与高功耗相关联，这是低效的并且可以导致移动装置中的快速电池耗尽。然而，解决该问题的现有技术电路经受各种缺点或限制，例如，可能不可以单独且同时地驱动所有LED段，并且如果将布置结合在移动装置中，则功耗可能不可接受地高。已知驱动器电路的另一个缺点是，由于它们的复杂性和尺寸，它们不能容易地结合到具有分段式LED阵列的单个模块中。整体装置尺寸不利地大，并且制造成本也不利地高。因此，本专利技术的目的是提供一种克服上述缺点的驱动分段式LED阵列的改进的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的通过权利要求1的驱动器；通过权利要求8的装置；以及通过权利要求13的驱动LED阵列的方法来实现。根据本专利技术，电流驱动的LED的阵列的驱动器包括电压转换器，被布置为向LED阵列生成供应电压，并响应于反馈信号调整供应电压；多个电流源，被布置为驱动LED阵列的LED；以及监控布置，被适配为监控相对于预定义范围或“电压裕量”的电流的电压，并基于裕量监控结果生成反馈信号。监控布置包括多个比较器，其中每个LED的相关电极连接到比较器的输入端，并且其中每个比较器被实现为当该LED电极电压低于第一输入电压时生成高比较器输出，并且当该LED电极电压高于第二输入电压时生成低比较器输出。反馈信号包括捆绑的比较器输出。本专利技术基于如下见解，LED基本上是电流驱动装置。该电流可以由有源装置发源或吸收，该有源装置已经是驱动电路的一部分并且具有高输出阻抗。当跨该有源装置的电压最小时，该装置的功率耗散也将最小。在本专利技术的上下文中，LED驱动器应被理解为包括为LED阵列生成供应电压的电压转换器，以及还有驱动LED的电流源/阱。术语“电流源”和“电流阱”可以可互换地使用，因为电流源和电流阱之间没有本质差异（除了电流的方向），使得这些术语可以指代相同的对象，这取决于观察者的视角和正在使用的符号规定。本专利技术驱动器的优点是，它可以用于所有LED段被同时驱动的电路中。另一个优点是，它不依赖升压转换器输出电压来控制LED。相反，电压转换器被实现为响应于反馈信号来调整供应电压。反馈信号可以被认为是一种误差反馈，因为它指示供应电压不是最佳的，并且指示供应电压应当被校正的方向。本专利技术驱动器的另一个优点是，供应电压可以非常快地被校正，因为反馈直接到达电压转换器。相反，功能相似的现有技术电路实现串行总线和处理器来收集关于LED电压的反馈，并且信号的处理导致供应电压校正的显著延迟。本专利技术驱动器的另一个优点是，它非常有利地优化了LED阵列的功率效率，因为跨LED的电压降在操作期间被调整到最小。另一个优点来自于通过本专利技术的方法成为可能的紧凑电路，使得可以在LED阵列模块中实现LED驱动器，例如以降低成本和/或装置尺寸、优化简单性和/或功能性等。将LED驱动器芯片结合在与LED阵列相同的模块中可以减少所需互连的数量，并且可以减少总的印刷电路板（PCB）面积。同时，可以向集成驱动器芯片添加期望的附加功能，诸如温度监控和静电放电（ESD）保护。利用本专利技术的驱动器，通过识别LED电极电压与裕量范围的任何偏离并通知电压转换器，有可能在有利的紧密裕量内操作LED阵列，然后电压转换器可以立即调整供应电压以校正差异。根据本专利技术的装置包括具有多个LED的LED阵列，以及本专利技术的驱动器的实施例。根据本专利技术，驱动LED阵列的方法包括以下步骤：配置电压转换器以生成用于LED阵列的LED的供应电压，并响应于反馈信号调整供应电压；提供多个电流源，以驱动LED阵列的LED；以及监控相对于电压裕量的电流源电压，并基于裕量监控结果生成反馈信号。从属权利要求和以下描述公开了本专利技术的特别有利的实施例和特征。实施例的特征可以适当地组合。在一个权利要求类别的上下文中描述的特征可以同样适用于另一个权利要求类别。存在实现电流驱动LED的阵列的各种方法。例如，可以为阵列的每个LED提供电流源/阱，使得存在与阵列中的LED同样多的电流源/阱。可替代地，在多路复用配置中，一个电流源/阱可以驱动若干串联连接或并联连接的LED。电压转换器的输出电压是跨LED阵列的电压降和电流阱/源的电压裕量之和。电压裕量应当至少大至足以确保电流阱能够适当操作。如果其裕量过低，则电流阱的输出阻抗降低，并且其无法正确地操作。本专利技术的驱动器用于确保由电压转换器提供的供应电压使得电流阱的电压裕量不大于电流阱/源的正确运行所必需的水平，从而确保LED不会不必要地消耗功率。因此，本专利技术的驱动器的监控布置在下文中也可以称为“裕量监控器”。结合本专利技术的驱动器的实施例的装置可以在任何需要LED的分段式阵列或矩阵的应用中实现，例如在汽车前或后照明单元中、在诸如智能电话的移动装置的相机闪光灯模块中等。在移动装置中，分段式LED阵列可以包括分段式闪光灯，其可以用于生成短暂的光猝发，以照亮相机应用的场。分段式闪光灯也可以由“手电筒”应用用来生成恒定的光束。特别地，在这种应用中，为了节省电池功率，功耗应当最小化。对于电流驱动LED，LED的电极连接到电流源/阱，例如受控有源装置。当电流调节器是电流源时，LED的阳极连接到电流源。因此，电流源/阱的电压是相关LED电极处的电压。当电流调节器是电流阱时，LED的阴极连接到电流阱，并且，为了简单起见并且在没有以任何方式限制本专利技术的情况下，可以在下文中假设这种配置。在本专利技术的特别优选的实施例中，本专利技术的驱动器的监控布置将相关LED电极处的电压与由下界和上界限定的电压裕量进行比较。因此，本专利技术的驱动器优选地包括作为限定电压裕量的下界的参考电压的第一输入电压，以及作为限定电压裕量的上界的参考的第二输入电压。根据本专利技术，监控布置包括多个比较器，其中每个LED的相关电极连接到比较器的输入端，并且其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电流驱动LED（20）的阵列（2）的驱动器（1），包括/n电压转换器（10），被布置成生成到所述LED阵列（2）的供应电压（V

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171110 EP 17201062.11.一种电流驱动LED（20）的阵列（2）的驱动器（1），包括
电压转换器（10），被布置成生成到所述LED阵列（2）的供应电压（Vboost、VLED），并且响应于反馈信号（100）来调整所述供应电压（Vboost、VLED）；
多个电流调节器（CS1、……、CSn），被布置成驱动所述LED阵列（2）的所述LED（20）；和
监控布置（M），被适配为监控相对于电压裕量（H）的电流调节器电压（VCS1、……、VCSn），并基于裕量监控结果生成所述反馈信号（100），所述监控布置（M）包括多个比较器（M1、……、Mn），并且其中每个电流驱动LED（20）的电极也连接到比较器（M1、……、Mn）的输入端，并且其中，比较器（M1、……、Mn）被实现为当LED电极电压（Va、Vb、Vc）低于限定所述电压裕量（H）的下界的第一输入电压（Vref_low）时生成高比较器输出（Mout_1、……、Mout_n），并且当所述LED电极电压（Va、Vb、Vc）高于限定所述电压裕量（H）的上界的第二输入电压（Vref_high）时生成低比较器输出（Mout_1、……、Mout_n），并且其中所述反馈信号（100）包括捆绑的比较器输出（Mout_1、……、Mout_n）。


2.根据权利要求1所述的驱动器，其中，电流调节器（CS1、……、CSn）包括已经是所述驱动器电路1的一部分的受控有源装置。


3.根据权利要求2所述的驱动器，其中，电流调节器（CS1、……、CSn）包括双极晶体管或MOSFET。


4.根据前述权利要求中任一项所述的驱动器，其中，比较器（M1、……、Mn）被实现为连接在LED（20）和所述反馈信号（100）之间的窗口比较器，并且其中每个LED（20）的阴极连接到所述比较器（M1、……、Mn）的输入端。


5.根据前述权利要求中任一项所述的驱动器，其中，比较器（M1、……、Mn）包括
第一运算放大器（A1）和第一二极管（D1），所述第一二极管（D1）正向连接在所述第一运算放大器（A1）的输出和所述比较器输出（Mout_1、……、Mout_n）之间；和
第二运算放大器（A2）和第二二极管（D2），所述第二二极管（D2）反向连接在所述第二运算放大器（A2）的输出和所述比较器输出（Mout_1、…...

【专利技术属性】
技术研发人员：H德克斯，
申请(专利权)人：亮锐控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL