本发明专利技术描述了一种用于驱动诸如ＬＥＤ、ＯＬＥＤ或激光二极管设备Ｌ之类的负载的驱动器电路１０。开关变换器１２具有开关元件Ｍ１和电抗元件Ｌ１、Ｃ１，以便通过对所述开关元件Ｍ１的顺序开关操作来提供输出开关电压Ｖ１。所述负载Ｌ被连接到所述输出开关电压。线性电流驱动器电路１４被连接到所述负载Ｌ，并且包括放大元件Ｑ１和具有电流控制输入Ｖ↓［Ｌ，ｓｅｔ］、Ｉ↓［Ｂ］的反馈电路Ｒ１、２２。为了使得所述电路易于使用，为控制单元１６、１１６、２１６提供对应于所述线性电流驱动器１４处的电流或电压的感测输入Ｖ↓［Ｌ，１］、Ｖ↓［Ｌ，２］。微控制器３０、１３０、２３０执行控制程序，以便处理所述感测输入并且根据设定电流值Ｉ↓［ｓｅｔ］提供电流控制输出Ｖ↓［Ｌ，ｓｅｔ］、Ｉ↓［Ｂ］和开关控制输出Ｖ↓［１，ｓｅｔ］。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于诸如LED、 OLED或激光二极管之类的负载的驱 动器电路，以及一种用于操作一个或更多个这种负载的方法。
技术介绍
现在发光二极管(LED)被用于多种照明和显示器应用，在所述 应用中，由于发光二极管具有诸如高能量效率和长操作寿命之类的显 著优点，因此其与传统的灯相比是更为优选的。 一种特殊类型的LED 是有机发光二极管(OLED)。本专利技术所针对的另一种类型的电负载是 激光设备。在针对用于诸如LED、 OLED和激光二极管之类的负载的驱动器 电路的要求方面，这些电负载需要非常精确的接通电流。在一些应用 中，按照脉冲方式来驱动照明单元。因此对于所述驱动器电路来说非 常重要的是能够提供具有精确的接通电流、最小脉冲失真、较短的上 升和下落时间以及^(氐过沖的电流脉冲。在许多照明和显示器应用中，利用脉冲模式来操作负载。举例来 说，这可以被用来通过诸如PWM (脉冲宽度调制)或PDM (脉沖密 度调制)之类的技术来控制亮度。如果开关频率足够高，则人眼将对 所述亮度进行积分并且感知到平均亮度。此外，在具有顺序颜色呈现的显示器应用中也可以使用脉冲。为 了使用诸如DMD (数字微镜设备)或DLP (数字光处理)之类的单色 光调制设备来显示彩色图像，所述设备被顺序地用于不同颜色的光。 在这种情况下，所述光可以由利用短脉冲顺序地驱动的LED、 OLED 或激光二极管来提供。用于驱动这种负栽的已知的电路一方面包括线性模式驱动电路。 这种线性模式驱动电路对于本领域技术人员来说是已知的，并且可以 按照许多不同方式来实现。线性电流驱动器包括放大元件(比如运算 放大器、晶体管、MOSFET或其他相应组件)和电流感测装置，其中 所述电流感测装置用于感测流经所述驱动器的电流并且控制所述放大5元件，从而实现具有反馈的模拟控制。线性电流驱动器可以被设计成具有优越的动态行为的优点，但是 已经知道其会引入高损耗。另一种已知类型的驱动电流是开关变换器。这种变换器包括至少 一个开关元件和一个电抗元件(比如电感或电容，或者全部二者)。 通过所述开关元件的顺序开关操作生成输出电压。通过修改占空比， 可以控制所述输出。已经知道开关变换器具有高效率，但是其动态行 为受到限制。在US 2006/0108933中，通过开关变换器和线性电流驱动器的组合 来驱动LED。 DC-DC变换器输出直流电压，以用于为并联连接的两 个LED串馈电。每一串包括串联连接的恒定电流电路。每一个恒定电 流电路接收一个控制信号，并且相应地控制LED电流。 一个模拟反馈 电路把对应于每一个LED串的反馈电压进行比较，并且使用二者当中 较低的一个作为去到所述DC-DC变换器的反馈电压。所述变换器把 所述反馈电压与内部参考电压进行比较，并且相应地调节其输出电压。本专利技术的一个目的是提供一种非常适用于所提到的负载的驱动器 电路和操作方法，其特别对于脉冲应用提供降低的损耗和精确的控制，并且易于使用。所述目的是通过根据权利要求1的驱动器电路和根据权利要求10 的操作方法来实现的。各从属权利要求涉及本专利技术的优选实施例。
技术实现思路
本专利技术的驱动器电路一方面包括开关变换器，其通过对开关元件 的顺序开关操作生成开关输出电压。提供用于把诸如一个或多个LED、 OLED或激光二极管设备之类的负栽连接到所述输出电压的端子。另 一方面，所述驱动器电路包括与所述端子(连接在该处的负载)串联 连接的线性电流驱动器。因此，通过所述开关变换器和所述线性电流 驱动器为所述负栽串联供电。全部两个所述元件都接受控制输入。所述开关变换器具有开关控 制输入。通过在所述开关控制输入处提供的不同信号来修改所提供的 输出电压。所述开关控制输入可以是直接开关信息，即所述(多个) 开关元件的特定接通/关断状态，或者可以是诸如参考电压或控制偏移量之类的模拟信号。所述线性电流驱动器接受电流控制输入，所述电 流控制输入优选地是作为模拟电流或电压信号而被提供得，其决定由 所述驱动器所控制的驱动电流。根据本专利技术，提供控制单元，其包括至少一个感测输入和至少两 个控制输出，即用于控制所述开关变换器的开关控制输出和用于控制 所述线性电流驱动器的电流控制输出。所述控制单元包括用来执行控 制程序的可编程控制装置。所述程序和本专利技术的方法用来驱动所述电 路的各组件，以便提供流经连接在所述端子处的负载的对应于设定电 流值的电流。为了实现这一点，对所述感测输入进行处理，并且确定 所期望的开关输出电压和所期望的驱动电流。所述可编程控制装置可以是适于执行相应的控制程序的任何类型 的设备。具体的例子包括微处理器、信号处理器或者最为优选的是包 括中央处理单元和附加的外围组件(比如输入、输出、存储器等等) 的微控制器。由所述程序所处理的所述感测输入至少包括对应于所述线性电流 驱动器处的电气值(电流和/或电压)的感测输入。该感测输入可以包 括感测流经所述驱动器的电流(例如作为相关的电压信号)，但是优 选地还包含关于所述线性电流驱动器内的放大元件的电压信息。根据本专利技术的电路在根据所述设定电流值获得负载电流方面提供 了很高的灵活性。所述驱动器电路从外部仅仅需要所提供的设定电流 值。所述微控制器负责对于每一个操作状态提供针对所述两个元件的 相应的控制，所述两个元件即所述开关变换器和所述线性电流驱动器。 这两个元件的组合允许同时受益于所述线性电流驱动器的优越的动态 属性以及所述开关变换器处的降低的损耗。此外，对所述电路的外部控制仍然非常容易。可以明显看出，本专利技术的设备和方法非常适于驱动具有电流脉沖 的负载。在一个优选实施例中，所述设定电流值不是恒定的，而是随着时 间改变。特别对于脉冲来说将有改变部分，其中所述值将随时间改变 (实际上对于脉冲应用来说，所述改变部分将极短，即对应于所述脉冲 信号的上升和下降沿)。此外还将有稳定部分，其中所述设定电流值 将保持恒定，或者至少基本上保持恒定(这可以被理解为意味着不超7过+/-20%的变化，优选地不超过+/-5%)。应当注意到，在许多应用中 可以预先得到关于所述脉冲的定时和/或高度的信息，例如在周期性脉 冲信号的情况下就是如此。可以按照不同的形式从外部提供关于所述 设定电流值的周期性的信息，或者可以由所述程序按照自学习的方式 采集所述信息。其中一个优选实施例涉及所述稳定部分内的控制。在这里，在所 述稳定部分的至少一部分期间(优选地是中心部分，即不直接与改变 部分交界)，实施控制以便最小化所述线性电流驱动器上的电压。这 是由于如果所述线性电流驱动器实际上通过增大所述放大元件处的电 压降而限制所述负载电流，则其会引入高损耗。虽然在短时间内可以 容忍这种损耗，例如在所述改变部分内或者在其之前和/或之后的有限 时间段内，但是长期来说应当最小化所述损耗。因此，通过最小化所 述线性电流驱动器上的电压降将会大大限制所述损耗。但是在执行最 小化时优选地保持所述电压的下限值(最小阈值)，从而允许所述线 性电流驱动器仍然操作在其线性范围内。这种控制行为是通过相应的 控制程序来实现的。正如下面将关于各优选实施例所进一步解释的那 样，优选地可以计算所述最小阈值，从而保持用于操作所述线性电流 驱动器内的放大元件的最小电压。因此可以根据所述负载电本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于ＬＥＤ、ＯＬＥＤ或激光二极管设备（Ｌ）的驱动器电路，其包括： 开关变换器（１２），其具有至少一个开关元件（１）、至少一个电抗元件（Ｌ↓［１］，Ｃ↓［１］）以及输出（Ｖ↓［１］），所述开关变换器（１２）被布置成通过对所述开关元件（Ｍ ↓［１］）的顺序开关操作生成开关输出电压（Ｖ↓［１］）； 用于把所述至少一个ＬＥＤ、ＯＬＥＤ或激光二极管设备（Ｌ）连接到所述输出（Ｖ↓［１］）的端子； 以及串联连接到所述端子的线性电流驱动器（１４），所述线性电流驱动器（１４）包 括放大元件（Ｑ↓［１］）、电流感测装置（Ｒ↓［１］）以及用来控制对应于所述端子的驱动电流（Ｉ↓［Ｌ］）的电流控制输入； 控制单元，其至少包括： 感测输入，其用于感测所述线性电流驱动器（１４）处的电流和／或电压（Ｖ↓［Ｌ，１］，Ｖ ↓［Ｌ，２］）； 开关控制输出（Ｖ↓［１，ｓｅｔ］），其用于控制所述开关变换器（１２）； 电流控制输出（Ｖ↓［Ｌ，ｓｅｔ］，Ｉ↓［Ｂ］），其用于向所述线性电流驱动器（１４）提供电流控制信号； 以及可编程控制装置（３０，１３ ０，２３０），其执行用于处理所述感测输入并且根据设定电流值（Ｉ↓［ｓｅｔ］）提供开关控制输出（Ｖ↓［１，ｓｅｔ］）和电流控制输出（Ｖ↓［Ｌ，ｓｅｔ］，Ｉ↓［Ｂ］）的控制程序。...
【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：C德佩，M温特，
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[荷兰]
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