发光器件驱动电路、PPG传感器及电子设备制造技术

本申请实施例提供一种发光器件驱动电路、PPG传感器及电子设备，涉及电子设备领域，提高光源的供电效率。该发光器件驱动电路，包括：电压变换电路、至少一个发光器件、电流驱动电路以及控制器；任一发光器件以及电流驱动电路串联于电压变换电路的输出端与接地端之间；控制器，被配置为：向电流驱动电路输出第一控制信号；电流驱动电路，被配置为：根据第一控制信号，向第一发光器件提供预定电流；控制器，被配置为：根据第一发光器件与电流驱动电路所在路径上的电学参数向电压变换电路输出第二控制信号；电压变换电路，被配置为：根据第二控制信号调整电压变换电路的输出端的电压。号调整电压变换电路的输出端的电压。号调整电压变换电路的输出端的电压。

【技术实现步骤摘要】
发光器件驱动电路、PPG传感器及电子设备


[0001]本申请涉及电子设备领域，尤其涉及一种发光器件驱动电路、光电容积描记PPG传感器及电子设备。

技术介绍

[0002]目前，激光二极管(laser diode，LD)或发光二极管(light emitting diode,LED)等发光器件广泛应用于电子设备。通常，发光器件在电子设备中主要用作显示背光、测量(例如：距离、人体的生物特性等)、信号指示、照明等功能。例如：光电容积描记(photoplethysmograph，PPG)传感器，主要是通过驱动发光器件发射测试光信号，一部分测试光信号在皮肤内部或皮肤界面会发生反射；一部分测试光信号在皮肤内部发生散射，散射的光信号的一部分会回到PPG传感器，被PPG传感器的探测器接收，这部分散射信号称为后向散射信号，探测器除了能接收一部分散射信号，还会接收到部分反射信号。通过后向散射信号或者反射信号，能够对人体持续测量，从而收集心率、血氧等数据。
[0003]当前PPG传感器功耗比较高(在手环中PPG传感器功耗占整机功耗的约40％，手表中PPG传感器功耗占整机功耗的约15％)，特别针对深皮肤测试时，需要进一步加大发光器件的驱动电流。高功耗制约了部分穿戴产品上不能使用实时心率检测、连续血氧检测等功能。未来需要依据PPG传感器做更多的健康功能，实时心率检测、连续血氧检测是必须的。所以，有必要降低PPG传感器的功耗。PPG传感器中，发光器件的功耗占主要部分，降低发光器件的功耗就能大幅降低PPG传感器的功耗。因此如何提高发光器件的供电效率成为降低整机功耗的关键。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种发光器件驱动电路、光电容积描记PPG传感器及电子设备，提高发光器件的供电效率。
[0005]为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：
[0006]第一方面，提供一种发光器件驱动电路。该发光器件驱动电路包括：电压变换电路、至少一个发光器件、电流驱动电路以及控制器；任一发光器件以及电流驱动电路串联于电压变换电路的输出端与接地端之间。其中控制器，被配置为向电流驱动电路输出第一控制信号；电流驱动电路，被配置为根据第一控制信号，向第一发光器件提供预定电流；控制器，被配置为根据第一发光器件与电流驱动电路所在路径上的电学参数向电压变换电路输出第二控制信号；电压变换电路，被配置为根据第二控制信号调整电压变换电路的输出端的电压。这样，当控制器通过第一控制信号控制电流驱动电路向至少一个发光器件中的第一发光器件输出预定电流时，控制器可以根据第一发光器件与电流驱动电路所在路径上的电学参数向电压变换电路输出第二控制信号；则，电压变换电路能够根据第二控制信号实时调整输出端的电压，而不再按照满足发光器件的极限(最大电流)场景工作以最大的固定电压向所有发光器件供电，从而提高发光器件的供电效率降低整机功耗。
[0007]在一种可能的实现方式中，电流驱动电路包括电流源以及切换开关电路；切换开关电路的公共端与电流源耦合，任一发光器件与切换开关电路的任一选择端耦合；第一控制信号包括：开关控制信号和电流控制信号；切换开关电路，被配置为根据开关控制信号将公共端与第一发光器件耦合的选择端导通，以将电流源与第一发光器件耦合；其中，开关控制信号与第一发光器件的点灯时序同步，即开关控制信号控制将电流源与第一发光器件耦合时，第一发光器件点亮；电流源，被配置为根据电流控制信号向第一发光器件提供预定电流。此外，对应于同一个第一发光器件的第一控制信号和第二控制信号，需要进行同步处理，例如，只有在第一控制信号控制电流驱动电路驱动第一发光器件点灯时或提前在第一控制信号控制电流驱动电路驱动第一发光器件点灯前或滞后第一控制信号控制电流驱动电路驱动第一发光器件点灯时刻，第二控制信号对电压变换电路进行控制，提前或滞后(延迟)的时间可以任意配置。
[0008]在一种可能的实现方式中，电学参数包括所述电流驱动电路的电压降；控制器，被配置为检测电流驱动电路的电压降，根据电压降向电压变换电路输出第二控制信号；其中，当电压降大于设定阈值时，第二控制信号用于控制电压变换电路降低输出端的电压，当电压降小于设定阈值时，第二控制信号用于控制电压变换电路升高输出端的电压。在该可能的实现方式中，可以利用电流源的电压降或电压余度(Headroom电压)，实现电压变换电路的自动调压。
[0009]在一种可能的实现方式中，电学参数包括所述第一发光器件的驱动电流；控制器，被配置为根据第一发光器件的驱动电流向电压变换电路输出第二控制信号。在该可能的实现方式中，可以利用第一发光器件的驱动电流，实现电压变换电路的自动调压。例如，如果电流源的电流增加或第一发光器件的驱动电流(当然在串联电路上，电流源的电流与第一发光器件的驱动电流相等)增加，则调大电压变换电路的输出电压；如果电流源的电流增加或第一发光器件的驱动电流减小，则调小电压变换电路的输出电压。通过这种方式，减少额外的电流源的压降或Headroom电压，从而减小系统的功耗。
[0010]在一种可能的实现方式中，控制器具体被配置为根据查找表查询第一发光器件的驱动电流对应的期望电压值，根据期望电压值向所述电压变换电路输出第二控制信号，第二控制信号用于控制电压变换电路在所述输出端输出期望电压值。
[0011]在一种可能的实现方式中，控制器具体被配置为根据设定公式计算所述第一发光器件的驱动电流对应的期望电压值，根据所述期望电压值向所述电压变换电路输出第二控制信号，所述第二控制信号用于控制所述电压变换电路在所述输出端输出所述期望电压值。
[0012]在一种可能的实现方式中，控制器还被配置为根据至少两个发光器件对应的所述电压变换电路的输出端的电压从大到小或从小到大的顺序，依次向电流驱动电路输出每个发光器件对应的第一控制信号。这样，在电压变换电路输出端的电容处于持续的充电或者持续的放电状态，避免了在一个PRF周期中对电容交替进行充放电造成的损耗。
[0013]在一种可能的实现方式中，电压变换电路至少包括以下任一项：升压boost电路、降压
‑
升压buck
‑
boost电路。
[0014]第二方面，提供一种发光器件驱动电路。该发光器件驱动电路包括：电压变换电路、至少一个发光器件、电流驱动电路及控制器；电压变换电路包括反馈端和输出端，其中
输出端与接地端之间串联有第一电阻和第二电阻；第一电阻和第二电阻的连接点与反馈端耦合；第一发光器件串联于输出端和电流驱动电路之间，第一发光器件与电流驱动电路的连接点与反馈端之间耦合有第三电阻；控制器，被配置为向电流驱动电路输出第一控制信号；电流驱动电路被配置为根据第一控制信号，向第一发光器件提供预定电流；电压变换电路被配置为当确定反馈端的第一电压高于预定电压值时控制降低输出端的电压；或者，当确定反馈端的第二电压低于预定电压值时控制升高输出端的电压。电压变换电路的工作原理是，当反馈端FB的电压大于预定电压值Vref时，电压变换电路降低Vout的输出电压；当反馈端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发光器件驱动电路，其特征在于，包括：电压变换电路、至少一个发光器件、电流驱动电路以及控制器；任一所述发光器件以及所述电流驱动电路串联于所述电压变换电路的输出端与接地端之间；所述控制器，被配置为：向所述电流驱动电路输出第一控制信号；所述电流驱动电路，被配置为：根据所述第一控制信号，向第一发光器件提供预定电流；所述控制器，被配置为：根据所述第一发光器件与所述电流驱动电路所在路径上的电学参数向所述电压变换电路输出第二控制信号；所述电压变换电路，被配置为：根据所述第二控制信号调整所述电压变换电路的输出端的电压。2.根据权利要求1所述的发光器件驱动电路，其特征在于，所述电流驱动电路包括电流源以及切换开关电路；所述切换开关电路的公共端与所述电流源耦合，任一所述发光器件与所述切换开关电路的任一选择端耦合；所述第一控制信号包括：开关控制信号和电流控制信号；所述切换开关电路，被配置为：根据所述开关控制信号将所述公共端与所述第一发光器件耦合的选择端导通，以将所述电流源与所述第一发光器件耦合；所述电流源，被配置为：根据所述电流控制信号向所述第一发光器件提供预定电流。3.根据权利要求1或2所述的发光器件驱动电路，其特征在于，所述电学参数包括所述电流驱动电路的电压降；所述控制器，被配置为检测所述电流驱动电路的电压降，根据所述电压降向所述电压变换电路输出所述第二控制信号；其中，当所述电压降大于设定阈值时，所述第二控制信号用于控制所述电压变换电路降低所述输出端的电压，当所述电压降小于设定阈值时，所述第二控制信号用于控制所述电压变换电路升高所述输出端的电压。4.根据权利要求1或2所述的发光器件驱动电路，其特征在于，所述电学参数包括所述第一发光器件的驱动电流；所述控制器，被配置为根据所述第一发光器件的驱动电流向所述电压变换电路输出所述第二控制信号。5.根据权利要求4所述的发光器件驱动电路，其特征在于，所述控制器，具体被配置为根据查找表查询所述第一发光器件的驱动电流对应的期望电压值，根据所述期望电压值向所述电压变换电路输出所述第二控制信号，所述第二控制信号用于控制所述电压变换电路在所述输出端输出所述期望电压值。6.根据权利要求4所述的发光器件驱动电路，其特征在于，所述控制器，具体被配置为根据设定公式计算所述第一发光器件的驱动电流对应的期望电压值，根据所述期望电压值向所述电压变换电路输出所述第二控制信号，所述第二控制信号用于控制所述电压变换电路在所述输出端输出所述期望电压值。7.根据权利要求1所述的发光器件驱动电路，其特征在于，所述控制器，还被配置为根据至少两个发光器件对应的所述电压变换电路的输出端的电压从大到小或从小到大的顺...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨素林，席毅，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：