LED背光驱动器制造技术

本发明专利技术涉及一种LED驱动器，所述LED驱动器使所述驱动器电子引脚数量最小化并且集成了短路保护特征。NPN双极型晶体管被采用于升压转换器结构中，以驱动背光显示应用中的LED串。所述双极型晶体管通过两个引脚与所述驱动器电子线路集成。驱动电流从所述NPN晶体管被注入到所述LED串，以最少化每个LED串的高电压连接至一个。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种LED (Light Emitting Diode (发光二极管))驱动器。更具体地， 本专利技术的某些实施方案涉及使用NPN双极型晶体管(BJT)来驱动LED串，以最少化高电压驱动电压引脚并且降低短路风险。
技术介绍
直到最近，主要与电子设备和玩具中的简单指示灯相关联的基于半导体的固态照明Gemiconductor-based Solid-state Lighting,SSL)已变得与其他照明技术同样明亮， 并且更有效率。特别地，在过去的几年中，LED已经获得了巨大的技术改进。LED已可用于各种波长并且适用于白色照明。LED的寿命也被延长到大于10万小时，并且能够工作于输入功率高达许多瓦的情况。LED被串联地连接成LED串，以在照明(lighting)应用中使用。用来作为指示灯的常规LED以低电压和电流(例如1.5V，10mA)操作，并且恒定直流电流(DC)源足以驱动这些指示LED。然而，用于背光或照明的LED串中的每个大功率LED在任何场合都要求在 35-1400mA范围内的额定电流、3V的正向电压降和大的制造容差。该LED串必须用大功率电子线路驱动，以提供受控LED电流并且避免串联寄生电阻的功率损耗。为了避免串联电阻中的损耗，LED串由转换模式电源供电，并且当多于一个的串存在时，线性稳流器一般被用来稳定LED输出电流。标准的降压、升压以及降压-升压DC/DC 转换器拓扑结构可以被用来提供LED所需的供给电压。图1图示说明包括LED驱动器电子线路102和LED串104的标准LED照明系统 100，该LED驱动器电子线路102和该LED串104在两个单独的电子线路板上实现。驱动器电子线路板102和LED串板104被进一步封装到使用线缆的系统中。在LED串板104上的两个图示说明的LED串共用共同的电源120，并且具有单独的引脚122和引脚124以使电流流过(to drain the current)。LED驱动器电子线路板102的核心是LED驱动控制器 106，该LED驱动控制器106接收适当的电源和数字控制，并且产生在升压转换器结构中偏置LED驱动晶体管108和110所需的模拟电压。LED驱动晶体管108和110是两个NPN双极型晶体管，每个NPN双极型晶体管驱动一单独的LED串。尽管大多数驱动器电子线路被集成在驱动控制器芯片106上，但对于LED驱动晶体管108和110，分立元件是优选的，这是由于它们处理大电流的能力。驱动晶体管108和110通过到驱动集成电路(IC) 106的三个引脚(集电极、基极和发射极)的连接与LED驱动器电子线路板102集成。LED串板104 的漏电流与驱动晶体管108和110的集电极122和124连接。由驱动晶体管108和110提供的电流范围从30mA到350mA以满足各种应用(比如笔记本型计算机、液晶显示器(LCDmonitors)或平板电视)的要求。为了在背光显示器(display)中使用，标准LED照明系统100不得不解决几个问题。在LED驱动器电子线路102中，LED驱动电流应当按照需求被监控和控制。只有当最佳升压输出电压被应用以使驱动晶体管108和110的集电极上的电压最小化，系统效率才是最佳的。定制的驱动控制器芯片106的引脚的减少常常是合乎期望的。特别地，驱动晶体管的模拟引脚的减少是高度优选的，因为其能大大地降低芯片106的成本。在这个升压转换器结构中，高端电源120和低端电流吸收端(sinks) 122和IM两者都在高的模拟电压水平，并且，就涉及在电子线路板或芯片之间的嵌入式系统集成而言，将它们短路到地的风险一直存在。
技术实现思路
本专利技术涉及一种使驱动器电子引脚数量和LED短路的风险最小化的LED驱动器。 在这种LED驱动器中，NPN双极型晶体管被用于升压转换器结构中，以驱动背光显示应用中的LED串。本专利技术允许将控制每个晶体管的控制器集成电路所需要的引脚数量从3减少到 2。驱动电流从NPN晶体管被注入到LED串，并且更进一步的流出到地。每个LED串被连接在NPN晶体管发射极和地之间，只具有一个高电压节点并且在系统集成期间使高电压节点短路到地的风险最小化。本领域技术人员可以了解到，类似的升压转换器LED驱动器可以使用N-沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(N-Channel Metal-oxide-semiconductor Field-effect Transistor, N-沟道M0SFET，NMOS晶体管)来实现。为了产生相同LED照明密度，在结构保持相同的同时，晶体管尺寸、控制电压水平和外围电子组件必须被调整。本专利技术的某些特征和优点在本
技术实现思路
部分中已被一般性地描述；然而，基于附图、说明书及其权利要求书，附加的特征、优点和实施方案在本文中被呈现，或者对于本领域普通技术人员将是清晰的。因此，应当理解的是，本专利技术的范围不应该被本
技术实现思路
部分中公开的特定的实施方案所限制。附图说明将参考本专利技术的实施方案，本专利技术的实施例可以以所附的附图来图示说明。这些附图旨在是图示说明性的，而不是限制性的。尽管本专利技术在这些实施方案的上下文中被一般性地描述，应当可以理解的是，并不意图将本专利技术的范围限制到这些特定的实施方案。图1根据本专利技术的各个实施方案图示说明LED照明系统的方框图。图2根据本专利技术的各个实施方案图示说明基于PNP双极型晶体管的升压转换器 LED驱动器的方框图。图3根据本专利技术的各个实施方案图示说明基于NPN双极型晶体管的升压转换器 LED驱动器的方框图。具体实施例方式本专利技术的实施方案为LED驱动器提供系统、装置和方法。在随后的说明中，出于解释的目的，具体细节被阐述以提供对本专利技术的理解。然而，对于本领域的技术人员而言，显然本专利技术可以没有这些细节而被实践。本领域的技术人员将认识到，在下面被描述的本专利技术的实施方案可以以各种方式并且使用各种方法而被执行。本领域技术人员也将认识到， 附加的修改、应用和实施方案在本专利技术的范围之内，其他的领域也一样，在所述其他的领域中本专利技术可以提供实用性。因此，下面被描述的实施方案是图示说明本专利技术的具体的实施方案，并且是要避免模糊本专利技术。说明书中引用的“一个实施方案”或“实施方案”意味着与实施方案有关的被描述的特定特征、结构、特性或作用被包括在本专利技术的至少一个实施方案中。在说明书中的各个位置出现的短语“在一个实施方案中”、“在实施方案中”或类似的短语不是一定都是指相同的实施方案。图2图示说明现有技术的基于PNP双极型晶体管202的升压转换器LED驱动器系统200的概念性方框图。PNP双极型晶体管202以共集电极(CC)结构来连接。LED串板 204中的每个LED串的两端都具有非零偏置，并且有时具有高电压偏置；并且范围从30mA 到350mA的大电流通过串的端。与LED驱动器电子线路板240集成的LED串板204要求附加的短路保护。在特定实施方案中，当连接驱动器板与LED板的导线意外地接触地时，意外的短路在LED电压源2 和地之间发生。在电压源和地之间的这种短路将在PNP晶体管内引起灾难性的故障。由于这个原因，采用这种设计时，需要附加的保护电路，以防止这样的事件。图3图示说明基于NPN双极型晶体管302的升压转换器LED驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：P·比安科，S·卡萨拉，
申请(专利权)人：美信集成产品公司，
类型：发明
国别省市：