LED驱动电路及方法技术

公开了一种LED驱动电路，包括：功率转换器，用于将输入电压转换成驱动电压，驱动电压用于驱动与之串联的至少一个LED串；通道控制器，根据电流水平信号调节相应LED串的峰值电流以及根据脉宽调制信号开启或关闭相应的LED串以调节峰值电流的占空比以使得相应LED串在一个积分周期内的平均电流保持恒定；LED串的峰值电流跟随驱动电压的变化而变化；积分周期至少包括一个子周期，每个子周期至少包括一个脉宽调制信号的周期。本申请还提供一种LED驱动方法，调节LED串的峰值电流跟随驱动电压的变化抵消驱动电压的振荡影响，以保证LED串的第二端处电压保持最小值，降低功耗。降低功耗。降低功耗。

【技术实现步骤摘要】
LED驱动电路及方法


[0001]本专利技术涉及电子
，特别涉及一种LED驱动电路及方法。

技术介绍

[0002]与诸如白炽灯和荧光灯的传统照明源相比较，发光二极管(LED)具有显著的优点，包括高效率，良好的方向性，色彩稳定性，高可靠性，长寿命，小尺寸，以及环境安全性。
[0003]LED是电流驱动设备，并且调节经过LED的电流是重要的控制技术。为了从直流(DC)电压源驱动LED的大阵列，通常使用例如升压型或者降
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升压型功率转换器的DC
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DC开关功率转换器，用以向多个LED串提供供电电压。在使用LED背光的液晶显示器(LCD)应用中，控制器需要控制多个LED串，并且每个LED串都具有独立的电流设置，从而可以独立控制LCD的不同部分的亮度。此外，控制器能够以一种定时的方式开启或者关断LCD的不同部分。
[0004]图1示出现有技术中LED驱动电路100的示意图。如图1所示，现有技术中的LED驱动电路100包括连接于直流输入电压Vin与多个LED串102之间的功率转换器101。功率转换器101将输入电压Vin转换成驱动LED串102的驱动电压Vdrive。每个LED串的第一端A与驱动电压Vdrive连接，第二端B与用于控制LED串的通道控制器103连接，其中，每个LED串的第一端为第一个LED的阳极，每个LED串的第二端为每个LED串的最后一个LED的阴极。每个通道控制器103至少包括与LED串串联连接的通道开关Qm，通道控制器103根据电流水平信号Code调节相应的LED串102的电流，从而控制相应LED串的照度输出。每个通道控制器103的通道开关Qm1根据脉宽调制信号(PWM信号)来独立的控制相应LED串102的亮度。
[0005]当PWM信号为有效电平(例如为高电平时)，通道控制器103开始工作，输出恒定电流；当PWM信号为无效电平(例如为低电平时)，通道控制器103停止工作，LED串上的电流为0。
[0006]参见图2，当第一个LED串102上的电流ILED1呈方波时，会对功率转换器101产生一个周期性的扰动，导致驱动电压Vdrive进行低幅度的周期性振荡。参见图3，在每个PWM信号的周期内，LED串的峰值电流ILED都一样，因此LED串两端的压差VLED保持恒定，驱动电压Vdrive的周期性振荡也会导致LED串第二端B处的电压Vk进行周期性振荡。
[0007]在通道控制器103工作时，LED串第二端B处的电压Vk会降到一个设定值，该设定值在满足正常工作的前提下要尽可能地小以最大限度地降低功耗。然而当驱动电压Vdrive出现振荡并且传递给LED串的第二端B时，B点电压Vk在振荡低点时有可能下降到设定值以下，导致系统无法正常工作。为了避免B点处的电压Vk下降到设定值以下，则需要提高设定值，为了进一步抵消驱动电压Vdrive的振荡影响，则会进一步地提高设定值，从而导致功耗大大增加。

技术实现思路

[0008]鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种LED驱动方法及电路，可以降低驱动电压振荡引起的LED串的阴极处电压振荡的影响，同时降低功耗。
[0009]根据本专利技术的第一方面，提供一种LED驱动电路，包括：功率转换器，用于将输入电压转换成驱动电压，所述驱动电压用于驱动与之串联的至少一个LED串；通道控制器，根据电流水平信号调节相应LED串的峰值电流以及根据脉宽调制信号开启或关闭相应的LED串以调节峰值电流的占空比以使得相应LED串在一个积分周期内的平均电流保持恒定；其中，所述LED串的峰值电流跟随所述驱动电压的变化而变化；所述LED串的第一端与驱动电压连接，第二端与通道控制器连接；所述积分周期至少包括一个子周期，每个子周期至少包括一个脉宽调制信号的周期。
[0010]优选地，所述积分周期包括多个子周期，每个子周期内LED串的峰值电流不同，该峰值电流的占空比不同。
[0011]优选地，每个子周期LED串的平均电流为每个子周期内LED串的峰值电流与峰值电流的占空比的乘积，一个积分周期内LED串的平均电流为多个子周期内LED串的平均电流之和。
[0012]优选地，每个子周期内LED串的峰值电流和占空比成反比，其中，当LED串的峰值电流变大时，调节LED串的峰值电流的占空比变小，使得该子周期内的平均电流保持恒定。
[0013]优选地，所述电流水平信号为数字信号，用于控制相应LED串的电流水平。
[0014]优选地，每个LED串对应有一个相应的通道控制器，每个通道控制器接收电流水平信号和脉宽调制信号以调节相应LED串的平均电流。
[0015]优选地，所述LED驱动电路只有一个通道控制器，多个LED串均与所述通道控制器连接；其中，所述LED驱动电路还包括多个驱动开关，每个驱动开关连接在所述驱动电压和相应的LED串之间，根据驱动信号控制驱动开关的导通与关断来驱动或者关闭相应的LED串。
[0016]优选地，每个子周期包括多个工作区间，在一个工作区间内所述多个驱动开关中的其中一个导通以驱动相应的LED串，其余驱动开关关断。
[0017]优选地，在一个工作区间内所述驱动信号导通其中一个驱动开关以驱动相应的LED串，所述通道控制器接收相应LED串的电流水平信号和脉宽调制信号。
[0018]优选地，所述通道控制器包括通道开关、采样电阻和通道调节器，所述通道调节器包括数模转换器、比较器、第一开关、第二开关和反相器；其中，通道开关和采样电阻串联连接在LED串的第二端和接地端之间，通道开关和采样电阻之间的节点输出电流采样信号；数模转换器用于接收电流水平信号，并将所述电流水平信号转换成参考电压；反相器的输入端接收脉宽调制信号，输出端输出反向脉宽调制信号；比较器，其第一端接收参考电压，第二端接收电流采样信号，其输出端经由第一开关与通道开关的控制端连接；通道开关的控制端还经由第二开关与接地端连接；第一开关的控制端接收脉宽调制信号；第二开关的控制端接收反向脉宽调制信号。
[0019]优选地，所述LED驱动电路还包括：钳位开关，连接在LED串的第二端和通道开关之间；所述钳位开关的控制端接收电源电压。
[0020]根据本专利技术的另一方面，提供一种LED驱动方法，包括：将输入电压转换成驱动电压，所述驱动电压用于驱动与之串联的至少一个LED串；将多个LED串串联连接在驱动电压和通道控制器之间；根据电流水平信号调节相应LED串的峰值电流以及根据脉宽调制信号开启或关闭相应的LED串以调节峰值电流的占空比以使得相应LED串在一个积分周期内的
平均电流保持恒定；其中，所述LED串的峰值电流跟随所述驱动电压的变化而变化；所述积分周期至少包括一个子周期，每个子周期至少包括一个脉宽调制信号的周期。
[0021]优选地，所述积分周期包括多个子周期，每个子周期内LED串的峰值电流不同，该峰值电流的占空比不同。
[0022]优选地，每个子周期LED串的平均电流为每个子周期内LED串的峰值电流与峰值电流的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LED驱动电路，其特征在于，包括：功率转换器，用于将输入电压转换成驱动电压，所述驱动电压用于驱动与之串联的至少一个LED串；通道控制器，根据电流水平信号调节相应LED串的峰值电流以及根据脉宽调制信号开启或关闭相应的LED串以调节峰值电流的占空比以使得相应LED串在一个积分周期内的平均电流保持恒定；其中，所述LED串的峰值电流跟随所述驱动电压的变化而变化；所述LED串的第一端与驱动电压连接，第二端与通道控制器连接；所述积分周期至少包括一个子周期，每个子周期至少包括一个脉宽调制信号的周期。2.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述积分周期包括多个子周期，每个子周期内LED串的峰值电流不同，该峰值电流的占空比不同。3.根据权利要求2所述的LED驱动电路，其特征在于，每个子周期LED串的平均电流为每个子周期内LED串的峰值电流与峰值电流的占空比的乘积，一个积分周期内LED串的平均电流为多个子周期内LED串的平均电流之和。4.根据权利要求2所述的LED驱动电路，其特征在于，每个子周期内LED串的峰值电流和占空比成反比，其中，当LED串的峰值电流变大时，调节LED串的峰值电流的占空比变小，使得该子周期内的平均电流保持恒定。5.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述电流水平信号为数字信号，用于控制相应LED串的电流水平。6.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，每个LED串对应有一个相应的通道控制器，每个通道控制器接收电流水平信号和脉宽调制信号以调节相应LED串的平均电流。7.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路只有一个通道控制器，多个LED串均与所述通道控制器连接；其中，所述LED驱动电路还包括多个驱动开关，每个驱动开关连接在所述驱动电压和相应的LED串之间，根据驱动信号控制驱动开关的导通与关断来驱动或者关闭相应的LED串。8.根据权利要求7所述的LED驱动电路，其特征在于，每个子周期包括多个工作区间，在一个工作区间内所述多个驱动开关中的其中一个导通以驱动相应的LED串，其余驱动开关关断。9.根据权利要求8所述的LED驱动电路，其特征在于，在一个工作区间内所述驱动信号导通其中一个驱动开关以驱动相应的LED串，所述通道控制器接收相应LED串的电流水平信号和脉宽调制信号。10.根据权利要求6或7所述的LED驱动电路，其特征在于，所述通道控制器包括通道开关、采样电阻和通道调节器，所述通道调节器包括数模转换器、比较器、第一开关、第二开关和反相器；其中，通道开关和采样电阻串联连接在LED串的第二端和接地端之间，通道开关和采样电阻之间的节点输出电流采样信号；数模转换器用于接收电流水平信号，并将所述电流水平信号转换成参考电压；反相器的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东，
申请(专利权)人：集璞上海科技有限公司，
类型：发明
国别省市：