用脉冲电流驱动负载的驱动电路制造技术

一种用于驱动负载(3)的驱动电路(1)，包含：电源(10)，用于提 供输出电流(IL)；控制电源的控制器(20)；产生电流传感信号(V25) 的电流传感器(25)；与输出端(2a，2b)串联的可控开关(30)，该开关 由模式控制器(50)控制；其中所述模式控制器在降低亮度模式下产生用 于开关的开关控制信号(SLC)用来交替地打开和闭合所述开关。在电流 脉冲的末端，计算脉冲持续时间内的平均电流，与参考信号(VREF)进行 比较，如果所述平均值大于所述参考值，就计算下一个脉冲停顿的持续时 间，由此在整个脉冲周期内平均的平均值就等于参考值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及到驱动一个LED阵列，但是本专利技术的原理也可以应用于其他 类型的负栽。
技术介绍
LED (发光二极管)常作为信号装置，例如设备处于待机模式 (stand-by)的指示器。随着高功率LED的发展，现如今LED也被用于 照明应用。在某个特殊应用中， 一个LED阵列被用于汽车尤其晃學托车 的尾灯单元内。这种应用中，LED阵列可以具有两个不同的工作模式。 在第一种模式下，LED产生最大的光强。这通过让LED连续以额定电流 (直流电流)工作获得。在这种模式下，LED阵列作为剎车灯工作，因 此这种模式也被称为"剎车模式"，这种剎车模式仅在汽车司机昧下刹车 踏板或者按下刹车把手时是有效的。第二种模式下，LED产生降低的光强。在这种模式下，LED阵列作 为尾灯作用，因此这种模式也被称为"尾灯模式"。降低光强可通过降低 LED的电流来完成。然而，这种方式并不是优选的，因为当电流强度变 化的时候，LED的颜色和效率可以发生改变。因此， 一般通过利用脉冲 电流，即电流是在0和最大值(即额定值)之间交替，驱动LED的方法 来降低光强。电流为0的时间间隔被标示为OFF (断开)间隔或脉沖停 顿；在此间隔内，LED是OFF (断开)。此间隔的持续时间将^f皮标示为 OFF (断开)持续时间或者脉沖停顿持续时间。电流处于颠定值的时间间 隔被标示为ON (接通)持续时间或者脉冲在此间隔内，LED处于ON (接通)。此间隔的持续时间被标示为ON持续时间或者脉冲持续时间。 平均光强依赖于占空比，即脉冲持续时间(ON)和脉沖周期(ON+OFF) 的比值。设计出一款灯驱动器，通过保持恒定的平均电流来维持恒定的平 均光强。利用基本上恒定的电流来驱动LED装置的驱动电路早已经祐人们所熟悉。 一般而言，这种恒定电流驱动器电路包含一个感测LED电流的电 流传感器，传感器信号反馈给控制器，该控制器控制电源，使得所感测的 电流基本上保持在一个预定的恒定水平。这种驱动器电路还包含一个与灯 串联的可控开关。在尾灯模式(tail mode)下，控制器将开关在OPEN (打开)和closed (闭合)之间交替切换。在脉冲间隔，LED电流基本 上保持在额定水平；如果发生电流变动，平均电流所受的影响可以通过调 整占空比来补偿。如果电源是个相对慢的电源，可能会发生问题。此问题一般发生在电 源作为转换器的情况下，但是它也可在其他类型的电源条件下发生。在这 方面，"慢"意味着电源使得其输出电流从O变化到额定电流水平所需要 的时间比脉冲持续时间要长。在脉冲停顿的时候，电源的输出电流降低， 甚至可能降低回到0，在下一个脉沖来临的时候，电流又开始上升。因此， 如果最终达到了额定水平，这会需要多个电流周期直到LED电流最终达 到此水平，这意味着尾灯的强度会非常慢的达到它的工作水平。本专利技术旨在提供一个克服或至少减少该问题的驱动电路。尤其，本发 明旨在提供一种能利用脉沖电流驱动LED和改善了开启(start-up)特性 的驱动电路。
技术实现思路
根据本专利技术的一项非常重要的方面，驱动器电路计算在电流脉冲期间 的平均电流强度。如果平均电流强度低于额定值(nominal),驱动器电路 会降低下一个脉冲停顿的脉沖停顿持续时间。因此，理想情况是，即使在 电源相对较慢，也可以使得平均电流强度(整个电流周期内的平均)相对 很快地达到它的目标值。附图说明本专利技术的这些和其他方面，特征以及优点将参考图例由下面的描述来 进一步解释，图例中同样的参考数字标明同样或者相似的部分，其中，图1示意性示出驱动器电路的方块图2示出了电源的工作曲线图3示出了灯电流的开关曲线图4A和4B示出了电源中电流作为时间的函数的曲线图；图5示出了本专利技术的效果。 具体实施例方式图l的框图示意性示出，驱动器电路l具有输出端2a， 2b以连接负 栽3。驱动器电路1还包含一个可控开关模式的电源10，以及一个控制电 源10的电源控制器20。需要注意的是，本专利技术的原理可以应用到多个不 同类型的负栽，但是下面我们假设负栽是一个包含多个串联和/或者并联 的LED的LED装置3，用作汽车中的尾灯单元。开关模式电源本身祐人们所熟悉，因此图1中示出的示例开关模式电 源10的描述会从简。参考数字IO代表一个电压源，例如一个汽车电池。 可控开关12，例如一个晶体管，同电源11的第一输出端耦接。电感器13， 一般来说是一个线團，同可控开关12串联耦接。在开关12和电感器13 的结点，二极管14耦接到电源11的第二个输出端，同时电感器13的另 一端与驱动器电路l的第一输出端2a耦接。驱动器电路l的第二输出端 2b与电源11的第二输出端耦接,在第一输出端2a和电感器13的结点处， 电容15耦接到电源11的第二输出端。电源控制器20具有同开关12的控制端耦接的控制输出21，提供电 源控制信号Ss。来决定开关12的工作状态，更加具体地决定开关12的切 换时刻。电源控制信号Sw—般来说是一个块信号(block signal),其或 为高或为低。控制输出信号S。的一个值，例如高，会导致开关12闭合(即 导通)电流从电压源11流过电感器13以及LED装置3后回到电压源， 同时电流幅度随着时间增加。电感器13在被充电。电源控制信号S犯的另 一个值，例如低，会导致开关12断开(即非导通)。电感器13会尽量 保持电流，其当前在由电器感13、 LED装置3和二极管14定义的循环线 圏中流动，同时电流幅度随着时间降低。电感器13在被放电。图2的图阐示了这个操作.在L和"时刻，电源控制信号Ss。处于HIGH (高)态，流过LED的输出电流L开始上升。在"和t4时刻，电源控制 信号S，。处于LOW (低)态，流过LED的输出电流L开始降低。在"和" 时刻，输出电流It具有最小的幅度In而在"和t4时刻，输出电流L具有最大的幅度I"短期平均输出电流ISAV是一个介于I!和l2之间的值.通 过增加/降低电源控制信号S,e的占空比，短期平均输出电流ISAV可以;故增 加/降低。这点上来说，词语"短期平均"用来表示从t!到t3的信号期间的平均值。驱动器电路1还包含电流传感器25，在图1中的典型实施例中，用 第二输出端2b和地之间的、与LED装置3串联的电阻来实现。LED电流 I,.导致电流传感电阻25上的压降V"与LED的电流L成比例。压降15构 成电流测量信号，其在电流感应输入端22被提供给控制器20。在参考输 入端27，电源控制器20接收来自参考源28参考信号VRBF—卿，该参考信号 V,—隨标示短期平均电流I训的目标值。控制器20将电流测量信号V"与参 考信号V^,进行比较。基于这个比较，控制器20产生电源控制信号Sm。 如果电流测量信号V"指示LED电流Il太高/低，控制器20会调整电源控 制信号Ss。的计时来使得占空比(duty cycle)降低/升高。阈值电压被设 置成这样的水平，使得产生的短期平均电流I训具有一个预定的额定值 I,适应于装置3中的LED。电路1能选择性地在至少两个模式中的一个工作。第一模式被指示为 全强度模式。在此模式下，LED电流连续产生，因此LED连续以全光强发 光，其中发光颜色满足设计需求。第二模式被指示为降低亮度模式。在此模式下本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于驱动负载（３）的驱动电路（１），该电路包含：　输出端（２ａ，２ｂ），用于连接被驱动的ＬＥＤ装置（３）；　电源（１０），用于在输出端（２ａ，２ｂ）提供输出电流（Ｉ↓［Ｌ］）；　电流传感器（２５），用于产生代表输出电流（Ｉ↓［Ｌ］）的电流传感信号（Ｖ↓［２５］）；　电源控制器（２０），用于控制所述电源（１０），所述电源控制器（２０）具有电流传感输入端（２２）用于接收所述电流传感信号（Ｖ↓［２５］）；其中所述电源控制器（２０）具有与电源（１０）耦接的电源控制输出端（２１），所述电源控制器（２０）设计成产生用于所述电源（１０）的电源控制信号（Ｓ↓［ＳＣ］）；　参考源（２８），用于产生参考值（Ｖ↓［ＲＥＦ－ＮＯＭ］）；其中所述电源控制器（２０）具有参考输入端（２７）来接收所述参考值（Ｖ↓［ＲＥＦ－ＮＯＭ］），所述电源控制器（２０）设计成比较接收到的电流传感信号（Ｖ↓［２５］）和参考值（Ｖ↓［ＲＥＦ－ＮＯＭ］），以及，取决于比较输出结果，产生它的电源控制信号（Ｓ↓［ＳＣ］）用于相应地调整输出电流（Ｉ↓［Ｌ］）；　与输出端（２ａ，２ｂ）串联的可控开关（３０）；　模式控制器（５０），用于控制可控开关（３０），所述模式控制器（５０）具有电流传感输入端（５２）用于接收所述电流传感信号（Ｖ↓［２５］），所述模式控制器（５０）具有与所述开关（３０）的控制输入端耦接的开关控制输出端（５６），所述模式控制器（５０）设计成基于接收到的电流传感信号（Ｖ↓［２５］）生成用于所述开关（３０）的开关控制信号（Ｓ↓［ＬＣ］）；其中所述模式控制器（５０）能够工作在降低亮度模式下，在此种模式所述模式控制器（５０）生成所述开关（３０）的开关控制信号（Ｓ↓［ＬＣ］），用于交替地打开和闭合所述开关（３０），从而限定电流脉冲和脉冲停顿；　其中所述电源控制器（２０）具有停止输入端（２６）用来接收其计时等于或者略微不同于所述控制信号（Ｓ↓［ＬＣ］）的停止信号，以及其中所述电源控制器（２０）设计成响应于所述停止信号激活或停止所述电源（１０）。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·范德瓦尔，Z·V·S·克罗泽，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL