專利名稱：用于調(diào)節(jié)白色led的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光二極管(LED)，尤其涉及LED的控制。
背景技術(shù)：
隨著單色顯示器向較高分辨率的彩色顯示器轉(zhuǎn)移，就需要白色背光來適當(dāng)?shù)仫@示顏色。已有兩種主要的方法用于提供白色光源白色LED和冷陰極熒光燈(CCFL)。將CCFL用于筆記本電腦中已有數(shù)年。然而，由于其尺寸、復(fù)雜性和成本優(yōu)勢(shì)，對(duì)于小型手提式設(shè)備，白色LED變成優(yōu)選的光源。
白色LED能夠使用并聯(lián)或者串聯(lián)供電。并聯(lián)方法的缺點(diǎn)是白色LED電流和亮度不一定匹配。對(duì)于并聯(lián)連接的白色LED，這些白色LED的正向電壓偏差會(huì)大于100mV。這就會(huì)導(dǎo)致沒有調(diào)節(jié)跨過白色LED的電流的情形的并聯(lián)配置中不良電流和亮度相匹配。通常，使用電流源來調(diào)節(jié)經(jīng)過白色LED的電流。另一問題是相對(duì)于紅色和綠色LED的1.8V至2.7V的典型電壓降，白色LED具有3.1V至3.4V的高電壓降，這取決于制造工藝。從而紅色和綠色LED能夠直接由普通電池供電，而白色LED需要調(diào)節(jié)電池電壓。通常使用DC-DC轉(zhuǎn)換器來調(diào)節(jié)白色LED的驅(qū)動(dòng)電壓。
對(duì)于效率，在白色LED驅(qū)動(dòng)器中的功率損耗，典型地出現(xiàn)在由DC-DC轉(zhuǎn)換器消耗的功率和由白色LED電流源消耗的功率。典型地，來自白色LED電流源的功率損耗指示了白色LED驅(qū)動(dòng)器的效率。應(yīng)用程序和集成電路(IC)的目標(biāo)都是設(shè)計(jì)成，找到通過減小跨過電流源的電壓降，進(jìn)行對(duì)在白色LED電流源中功率損耗的最小化的方法。在常規(guī)設(shè)計(jì)方案中，該電壓降對(duì)于所有可能的負(fù)載條件都保持恒定，這會(huì)導(dǎo)致在不同的負(fù)載條件下相當(dāng)大的效率變化。進(jìn)而，通常向每個(gè)白色LED提供專用的電流源。當(dāng)白色LED的數(shù)量很大時(shí)，電流源會(huì)占據(jù)相當(dāng)多的區(qū)域。這會(huì)破壞在設(shè)計(jì)中對(duì)小死區(qū)的追求。
因此，本發(fā)明主要致力于這樣的裝置和方法，其能夠提供高效率并且同時(shí)減小死區(qū)。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，提供用于調(diào)節(jié)供給多個(gè)發(fā)光二極管(LED)的驅(qū)動(dòng)電壓的裝置。該裝置包括連接到多個(gè)LED的負(fù)極的用于向多個(gè)LED提供已調(diào)節(jié)電流的可換向電流吸收器，連接到多個(gè)LED的正極的用于提供驅(qū)動(dòng)電壓給多個(gè)LED的DC-DC轉(zhuǎn)換器，以及連接到可換向電流吸收器的參考電路。可換向電流吸收器能夠提供第一參考電壓并輸出多個(gè)電壓降。參考電路能夠從可換向電流吸收器接收上述第一參考電壓和多個(gè)電壓降。參考電路還能夠?yàn)镈C-DC轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生第二參考電壓。DC-DC轉(zhuǎn)換器根據(jù)第二參考電壓調(diào)節(jié)供給多個(gè)LED的驅(qū)動(dòng)電壓。
在另一實(shí)施例中，供有用于提供流過多個(gè)電路的多個(gè)已調(diào)節(jié)電流的可換向電流吸收器?？蓳Q向電流吸收器包括能夠輸出用于控制多個(gè)已調(diào)節(jié)電流的參考信號(hào)的電流控制電路，用于產(chǎn)生多個(gè)選擇器信號(hào)的選擇器信號(hào)發(fā)生器，以及具有參考輸入端、多個(gè)電流端和多個(gè)選擇器端的連接電路。參考輸入端從電流控制電路接收參考信號(hào)，每個(gè)電流端連接到多個(gè)電路中的一個(gè)，每個(gè)選擇器端連接到多個(gè)選擇器信號(hào)中的一個(gè)。連接電路根據(jù)多個(gè)選擇器信號(hào)提供已調(diào)節(jié)電流給每個(gè)電路，已調(diào)節(jié)電流是通過參考信號(hào)來調(diào)節(jié)的。
在又一實(shí)施例中，供有用于將DC輸入電壓轉(zhuǎn)換成DC輸出電壓的DC-DC轉(zhuǎn)換器，其中DC輸出電壓是可調(diào)整的。DC-DC轉(zhuǎn)換器包括轉(zhuǎn)換單元和連接到轉(zhuǎn)換單元的控制器。轉(zhuǎn)換單元具有電壓輸入端、電壓輸出端和多個(gè)控制端。電壓輸入端接收DC輸入電壓，并且電壓輸出端輸出DC輸出電壓。控制器能夠提供多個(gè)控制信號(hào)給多個(gè)控制端。多個(gè)控制信號(hào)具有切換順序和切換周期。轉(zhuǎn)換單元根據(jù)多個(gè)控制信號(hào)的切換順序和切換周期調(diào)整DC輸出電壓。
在又一實(shí)施例中，提供調(diào)整供給多個(gè)發(fā)光二極管(LED)的驅(qū)動(dòng)電壓的方法。該方法包括下列步驟，在DC-DC轉(zhuǎn)換器上產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電壓，通過電流吸收器提供多個(gè)已調(diào)節(jié)電流給多個(gè)LED和第一參考電壓，在誤差放大器上比較第一參考電壓和跨過電流吸收器的電壓降，根據(jù)比較第一參考電壓和該電壓降的結(jié)果在誤差放大器上產(chǎn)生第二參考電壓，以及根據(jù)第二參考電壓在DC-DC轉(zhuǎn)換器上調(diào)整驅(qū)動(dòng)電壓至最小可能值。
在又一實(shí)施例中，提供通過電流吸收器的多個(gè)電流吸收通路產(chǎn)生已調(diào)節(jié)電流的方法。該方法包括下列步驟，接收至少一個(gè)電流控制信號(hào)，基于所述至少一個(gè)電流控制信號(hào)產(chǎn)生參考電壓，產(chǎn)生多個(gè)選擇器信號(hào)，根據(jù)多個(gè)選擇器信號(hào)從多個(gè)電流吸收通路中選擇選定的電流吸收通路，將參考電壓施加到選定的電流吸收通路上，以及通過選定的電流吸收通路產(chǎn)生已調(diào)節(jié)電流。


所要求主題的實(shí)施例的特性和益處，將會(huì)隨著下列的詳細(xì)描述而變得顯而易見，且該描述參考了附圖，其中同樣的附圖標(biāo)記表示同樣的部分，在其中圖1是圖解說明一個(gè)示例性實(shí)施例的簡(jiǎn)化框圖；圖2A和圖2B詳細(xì)說明另一示例性實(shí)施例的框圖；圖3是說明圖2A中四個(gè)開關(guān)的狀態(tài)的表；圖4是說明用于計(jì)算圖2A中的四個(gè)控制信號(hào)的切換周期的公式的表；圖5是說明圖2A中的DC-DC轉(zhuǎn)換器210的操作的時(shí)序圖；圖6A和圖6B說明另一示例性實(shí)施例的原理圖；圖7是說明圖6A中的DC-DC轉(zhuǎn)換器610的操作的時(shí)序圖；圖8是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的在圖6A中的電流源601a的原理圖；圖9是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的在圖6A中的電流吸收器602a的原理圖；圖10是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的在圖6A中的電流吸收器603a的原理圖；圖11是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的在圖6B中的可換向電流吸收器620的原理圖；圖12是說明圖11中的選擇器信號(hào)發(fā)生器1103的操作的時(shí)序圖；以及圖13是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的在圖6B中的最小值選擇器646的原理圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將詳細(xì)參照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。當(dāng)本發(fā)明連同優(yōu)選實(shí)施例一起描述時(shí)，可以理解其不是要試圖將本發(fā)明限制到這些實(shí)施例中。相反，本發(fā)明試圖覆蓋所有的選擇、改進(jìn)和等價(jià)物，這些都包括在由附加權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
而且，在下列本發(fā)明的詳細(xì)描述中，陳述了大量具體的細(xì)節(jié)，以便提供對(duì)本發(fā)明的全面理解。然而，一個(gè)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明可以在這些具體細(xì)節(jié)之外進(jìn)行實(shí)施。在其他情形中，在此沒有詳細(xì)描述的已知的方法、程序、組件和電路使得本發(fā)明的創(chuàng)造化方面不必要地模糊。
圖1是圖解說明一個(gè)實(shí)施例100的簡(jiǎn)化框圖。實(shí)施例100包括DC-DC轉(zhuǎn)換器110、電流吸收器120、參考電路130以及例如白色LED140的負(fù)載。DC-DC轉(zhuǎn)換器110接收DC輸入電壓Vin，并將其轉(zhuǎn)換成DC輸出電壓Vout。DC輸出電壓Vout用來驅(qū)動(dòng)白色LED140。電流吸收器120用來調(diào)節(jié)流經(jīng)白色LED140的電流。通過檢測(cè)在節(jié)點(diǎn)101上的電壓，參考電路130通過通路102提供參考電壓Vref給DC-DC轉(zhuǎn)換器110。根據(jù)參考電壓Vref，DC-DC轉(zhuǎn)換器110將調(diào)節(jié)Vout到期望的電壓水平，該期望電壓水平可以高于、低于或者等于DC輸入電壓Vin。期望DC輸出電壓Vout正好足夠驅(qū)動(dòng)白色LED140，并且同時(shí)在節(jié)點(diǎn)101保持最小可能電壓。在節(jié)點(diǎn)101的最小可能電壓必須確保電流吸收器120的本征函數(shù)。
圖2A和圖2B說明實(shí)施例200的框圖。實(shí)施例200包括DC-DC轉(zhuǎn)換器210、可換向電流吸收器220、參考電路230以及例如并聯(lián)的四個(gè)白色LED202、204、206和208的負(fù)載。DC-DC轉(zhuǎn)換器210連接到這四個(gè)白色LED的正極，并提供驅(qū)動(dòng)電壓Vout給這些白色LED?？蓳Q向電流吸收器220連接到相同的四個(gè)白色LED的負(fù)極，并調(diào)節(jié)經(jīng)過這四個(gè)白色LED的電流I_BL。參考電路230在節(jié)點(diǎn)205、207、209和211上連接到可換向電流吸收器220。參考電路230還在節(jié)點(diǎn)201上連接到DC-DC轉(zhuǎn)換器210。通過檢測(cè)電壓VLED1、VLED2、VLED3和VLED4，其中VLED1是在節(jié)點(diǎn)205上的電壓，VLED2是在節(jié)點(diǎn)207上的電壓，VLED3是在節(jié)點(diǎn)209上的電壓，以及VLED4是在節(jié)點(diǎn)211上的電壓，參考電路230可以在節(jié)點(diǎn)201上提供參考電壓Vref給DC-DC轉(zhuǎn)換器210。根據(jù)參考電壓Vref，DC-DC轉(zhuǎn)換器210可以調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電壓Vout到期望電壓水平。
DC-DC轉(zhuǎn)換器210包括轉(zhuǎn)換單元228、控制器212、反饋電路232和比較器234。轉(zhuǎn)換單元228被用來將DC輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)電壓Vout，并且在一個(gè)示例性的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換單元228包括四個(gè)開關(guān)SW1、SW2、SW3和SW4以及電感器L。如果DC-DC轉(zhuǎn)換器210以BOOST模式、BUCK-BOOST模式或者BUCK模式運(yùn)行，則可以確定四個(gè)開關(guān)的適當(dāng)組合。控制器212被用來提供控制信號(hào)SW1_ON、SW2_ON、SW3_ON給轉(zhuǎn)換單元228，并且每個(gè)控制信號(hào)連接到各自的開關(guān)而且控制其導(dǎo)通狀態(tài)。反饋電路232可以按比例將驅(qū)動(dòng)電壓Vout減小到通路213上的反饋電壓Vfb。然后，比較器234比較反饋電壓Vfb與參考電壓Vref，以輸出信號(hào)VOUT_LOW給控制器212。當(dāng)信號(hào)VOUT_LOW從低電壓變化到高電壓時(shí)，即VOUT_LOW是活化的，信號(hào)VOUT_LOW會(huì)開始控制信號(hào)的新的切換周期。
DC-DC轉(zhuǎn)換器210的控制器212包括控制單元214、激活發(fā)生器216、去活化發(fā)生器218和轉(zhuǎn)換器模式檢測(cè)器222。控制單元214根據(jù)不同的輸入產(chǎn)生控制信號(hào)?？刂菩盘?hào)的切換周期由TON時(shí)間間隔和TOFF時(shí)間間隔構(gòu)成。激活發(fā)生器216連接到控制單元214，以控制TON時(shí)間間隔的持續(xù)時(shí)間。去活化發(fā)生器218連接到控制單元214，以控制TOFF時(shí)間間隔的持續(xù)時(shí)間。激活發(fā)生器216和去活化發(fā)生器218從外部電源接收DC輸入電壓Vin，從參考電路230接收參考電壓Vref，以計(jì)算TON時(shí)間間隔和TOFF時(shí)間間隔。轉(zhuǎn)換器模式檢測(cè)器222接收參考電壓Vref，并提供模式信號(hào)BUCK、BOOST、和BUCK-BOOST給控制單元214。這些模式信號(hào)控制了控制信號(hào)的切換順序，而切換順序確定了四個(gè)開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)組合，并且因此確定了DC-DC轉(zhuǎn)換器210的操作模式。
通過通路203向可換向電流吸收器220供以LED電流控制信號(hào)。該LED電流控制信號(hào)可以是數(shù)字的或者模擬信號(hào)，并且其控制了流經(jīng)四個(gè)白色LED的電流I_BL?？蓳Q向電流吸收器220還提供參考電壓V_DROP給參考電路230。
參考電路230包括最小值選擇器224和誤差放大器226。因?yàn)樗膫€(gè)白色LED的正向電壓會(huì)彼此有輕微不同，所以在電路中包括了最小值選擇器224，以確保具有最高正向電壓的白色LED從驅(qū)動(dòng)電壓Vout中得到足夠的操作電壓。最小值選擇器224在節(jié)點(diǎn)205、207、209和211上連接到可換向電流吸收器220。對(duì)于由可換向電流吸收器220調(diào)節(jié)的四個(gè)白色LED中的每一個(gè)都具有的電流設(shè)置，參考電路230檢測(cè)電壓VLED1、VLED2、VLED3和VLED4，并在其中選擇最小電壓VLED_MIN。然后，所選擇的最小電壓VLED_MIN通過通路217輸送到誤差放大器226。誤差放大器226也經(jīng)過通路219接收參考電壓V_DROP?；赩LED_MIN和V_DROP，誤差放大器226調(diào)節(jié)參考電壓Vref。無論何時(shí)VLED_MIN降低到低于V_DROP的程度，就確定Vout不足并且Vref增大。相反地，當(dāng)VLED_MIN高于V_DROP時(shí)，就確定Vout非常高并且Vref減小。通過改變Vref，DC-DC轉(zhuǎn)換器210將因此調(diào)節(jié)Vout，直到在Vfb和Vref之間的差值很小，在±30mV之內(nèi)。最后，將VLED_MIN調(diào)節(jié)到等于V_DROP，并且將Vout調(diào)節(jié)到期望電壓水平。
圖3是說明圖2A中四個(gè)開關(guān)的狀態(tài)的表。在BOOST模式中，開關(guān)SW1和SW2分別保持常開和常閉。開關(guān)SW3和SW4交替導(dǎo)通和關(guān)閉。在此情形中，TON時(shí)間間隔指的是SW3的導(dǎo)通持續(xù)時(shí)間，而TOFF時(shí)間間隔指的是SW4的導(dǎo)通持續(xù)時(shí)間。DC-DC轉(zhuǎn)換器210將DC輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)電壓Vout，其高于Vin。在BUCK-BOOST模式中，四個(gè)開關(guān)成對(duì)地交替導(dǎo)通和關(guān)閉。例如，開關(guān)SW1和SW3作為一對(duì)導(dǎo)通，而開關(guān)SW2和SW4作為一對(duì)關(guān)閉，然后開關(guān)SW1和SW3關(guān)閉，而開關(guān)SW2和SW4導(dǎo)通。在此情形中，TON時(shí)間間隔指的是開關(guān)SW1和SW3的導(dǎo)通持續(xù)時(shí)間，而TOFF時(shí)間間隔指的是開關(guān)SW2和SW4的導(dǎo)通持續(xù)時(shí)間。DC-DC轉(zhuǎn)換器210將DC輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)電壓Vout，該驅(qū)動(dòng)電壓在Vin上下輕微浮動(dòng)。在BUCK模式中，開關(guān)SW4和SW3都分別保持常開和常閉。然后，開關(guān)SW1和SW2交替導(dǎo)通和關(guān)閉。在此情形中，TON時(shí)間間隔指的是SW1的導(dǎo)通持續(xù)時(shí)間，而TOFF時(shí)間間隔指的是SW2的導(dǎo)通持續(xù)時(shí)間。DC-DC轉(zhuǎn)換器210將DC輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)電壓Vout，其低于Vin。
圖4是說明用于計(jì)算圖2A中的四個(gè)控制信號(hào)的切換周期的公式的表。切換周期的TON時(shí)間間隔和TOFF時(shí)間間隔是基于該公式計(jì)算的，其中K是常數(shù)，且D是等于Vout/Vfb的反饋系數(shù)。這里有兩組公式。當(dāng)在Vfb和Vref之間的電壓差很小時(shí)適用第一組公式。當(dāng)Vfb小于Vref并且在Vfb和Vref之間存在大電壓差時(shí)適用第二組公式。在此情形中，應(yīng)用參量加速度(在圖2A中未示出)以縮短TOFF時(shí)間間隔并增大Vout的上升速率。這就允許在有驟然負(fù)載增加時(shí)有更快的轉(zhuǎn)換器響應(yīng)時(shí)間。此加速度與Vfb和Vref之間的差值成比例。
圖5是說明圖2A中的DC-DC轉(zhuǎn)換器210的操作的時(shí)序圖。在此操作中，假設(shè)Vfb和Vref之間的電壓差很小。在此時(shí)序圖中，圖解說明了隨著時(shí)間消逝的控制單元214的不同輸入和輸出信號(hào)。從t1到t3，DC-DC轉(zhuǎn)換器210以BUCK模式運(yùn)行，在t1處，Vfb降低到低于Vref，VOUT_LOW激活。這就觸發(fā)了通路221上的TON_START，并啟動(dòng)了激活發(fā)生器216，以開始從t1到t2的TON時(shí)間間隔。通路223上的TON_IN標(biāo)識(shí)TON時(shí)間間隔。在經(jīng)過TON時(shí)間間隔之后，通路225上的TOFF_START被觸發(fā)，而去活化發(fā)生器218開始從t2到t3的TOFF時(shí)間間隔。通路227上的TOFF_IN表示TOFF時(shí)間間隔。當(dāng)經(jīng)過TOFF時(shí)間間隔時(shí)，一個(gè)完整的切換周期結(jié)束。在t3處，VOUT_LOW再次被激活，將會(huì)開始新的切換周期。從t3到t5是用于BUCK-BOOST模式的切換周期，而從t5到t7是用于BOOST模式的切換周期。在該時(shí)序圖中表明，在每種模式中，控制信號(hào)SW1_ON、SW2_ON、SW3_ON與SW4_ON的切換順序和切換周期的計(jì)算是不同的。
圖6A和圖6B說明實(shí)施例600的原理圖。圖6A和圖6B中的許多元件與圖2A和圖2B中的那些元件相類似，因此為了清楚，這些相似元件的描述在此省略。僅有不同和改進(jìn)之處還將在此詳細(xì)描述。在一個(gè)實(shí)施例中，DC-DC轉(zhuǎn)換器610被用來提供驅(qū)動(dòng)電壓Vout給四個(gè)白色LED。使用可換向電流吸收器620來調(diào)節(jié)分別流經(jīng)四個(gè)白色LED的電流I_BL1、I_BL2、I_BL3和I_BL4。
DC-DC轉(zhuǎn)換器610包括轉(zhuǎn)換單元228、控制器614、比較器234和反饋電路232。反饋電路232通過放大器和用Vout除以Vfb定義的K3來實(shí)現(xiàn)。
DC-DC轉(zhuǎn)換器610的控制器614包括控制單元622、時(shí)間間隔發(fā)生器624和轉(zhuǎn)換器模式檢測(cè)器626?？刂茊卧?22根據(jù)不同的輸入產(chǎn)生控制信號(hào)SW1_ON、SW2_ON、SW3_ON和SW4_ON。時(shí)間間隔發(fā)生器624連接到控制單元622，以控制TON時(shí)間間隔和TOFF時(shí)間間隔的持續(xù)時(shí)間。轉(zhuǎn)換器模式檢測(cè)器626在節(jié)點(diǎn)201接收參考電壓Vref，并在通路615上提供模式信號(hào)MODE1、在通路617上提供MODE2信號(hào)給控制單元622。
控制器614的時(shí)間間隔發(fā)生器624包括電流源601a和兩個(gè)電流吸收器602a和603a。源電流I_VIN流經(jīng)電流源601a，吸收電流I_VREF流經(jīng)電流吸收器602a，而吸收電流I_ACC流經(jīng)電流吸收器603a。開關(guān)SW5、SW6和SW7分別由控制單元622通過在通路619上的I_CHG_ON信號(hào)、在通路621上的I_DIS_CHG_ON信號(hào)和在通路623上的TOFF_EN信號(hào)來控制。電流I_C流經(jīng)電容器C1，并在節(jié)點(diǎn)625上產(chǎn)生電壓VCAP。當(dāng)在通路619、621和623上的信號(hào)改變時(shí)，電流I_C將因此被改變。隨著不同的電流I_C流經(jīng)電容器C1，電壓VCAP將會(huì)不同。電壓VCAP被輸送到比較器634用于與電壓HIGHTH比較，且輸送到比較器636用于與電壓LOWTH比較。比較器634在通路627上輸出信號(hào)O_DETECT1到控制單元622，且活化O_DETECT1啟動(dòng)TOFF周期。比較器636在通路629上輸出信號(hào)O_DETECT2到控制單元622，且活化O_DETECT2表示TOFF周期的結(jié)束，也就是新的切換周期的開始。
控制器614的轉(zhuǎn)換器模式檢測(cè)器626由比較器628和632組成。當(dāng)所接收的參考電壓Vref低于電壓VIN_LOW時(shí)，MODE1和MODE2都是非活化的，且DC-DC轉(zhuǎn)換器610將以BUCK模式運(yùn)行。當(dāng)參考電壓Vref在電壓VIN_HIGH之上時(shí)，MODE1和MODE2都是活化的，且DC-DC轉(zhuǎn)換器610將以BOOST模式運(yùn)行。最后，當(dāng)參考電壓Vref在VIN_HIGH和VIN_LOW之間時(shí)，MODE1和MODE2分別是活化和非活化的，且DC-DC轉(zhuǎn)換器610將以BUCK-BOOST模式運(yùn)行。VIN_HIGH和VIN_LOW根據(jù)公式1)和2)來確定。
1)VIN_LOW＝K4*Vin*K32)VIN_HIGH＝K5*Vin*K3K3，K4和K5可以分別是3/8，0.95和1.05。
可換向電流吸收器620包括時(shí)鐘和電流吸收器。電流吸收器連接到白色LED并調(diào)節(jié)流過其間的電流。該調(diào)節(jié)受到通過3位數(shù)字電流控制信號(hào)終端輸入的電流控制信號(hào)的控制。上述時(shí)鐘可以提供選擇器信號(hào)給電流吸收器。根據(jù)選擇器信號(hào)，電流吸收器將在任一時(shí)刻僅選擇調(diào)節(jié)一個(gè)白色LED電流，且按順序地調(diào)節(jié)四個(gè)白色LED電流。例如，第一個(gè)調(diào)節(jié)I_BL1，繼之以I_BL2、I_BL3，而最后是I_BL4。在I_BL4之后重復(fù)該順序?？蓳Q向電流吸收器620還提供參考電壓V_DROP給參考電路230。
參考電路230的誤差放大器226由運(yùn)算放大器650和電阻器及電容器網(wǎng)絡(luò)組成，該電阻器及電容器網(wǎng)絡(luò)由電阻器R_ea和電容器C_ea構(gòu)成。運(yùn)算放大器650的非反相輸入端接收電壓V_DROP，反相輸入端接收電壓VLED_MIN，而輸出端在節(jié)點(diǎn)201處連接到電阻器和電容器網(wǎng)絡(luò)，以輸出參考電壓Vref。
圖7是說明圖6A中的DC-DC轉(zhuǎn)換器610的操作的時(shí)序圖。從t1到t3，Vref低于VIN_LOW，而DC-DC轉(zhuǎn)換器610以BUCK模式運(yùn)行。當(dāng)VOUT_LOW在t1為活化時(shí)，TON周期被啟動(dòng)。通路619上的I_CHG_ON和通路621上的I_DIS_CHG_ON是活化的，而開關(guān)SW5和SW6導(dǎo)通。這就導(dǎo)致電流I_C等于I_VIN減去I_VREF，其給電容器C1充電。電壓VCAP開始增大，直到它在t2達(dá)到電壓HIGHTH。此刻O_DETCT1變成活化的，并啟動(dòng)從t2到t3的TOFF周期。在TOFF周期期間，I_CHG_ON是非活化的，且I_DIS_CHG_ON是活化的。開關(guān)SW5關(guān)閉并且開關(guān)SW6保持導(dǎo)通。此刻電容器C1以等于I_VREF的電流I_C放電，且電壓VCAP減小直到它在t3達(dá)到電壓LOWTH。在t3，O_DETECT2變成活化的，表示TOFF周期的結(jié)束以及新的切換周期的開始。I_VIN和I_VREFF分別由公式3)和4)來確定。
3)I_VIN＝K1*Vin/R14)I_VREF＝K2*Vref/R1K1和K2可以分別是1/4和2/3。R1可以是80E3Ω。假設(shè)Vfb和Vref大致相等，K1＝K2*K3，D＝1/K3且電壓HIGHTH和電壓LOWTH之間的電壓差為1伏特，則可以看出，對(duì)于BUCK模式，在t1和t2之間的TON周期，可以由公式5)來確定。
5)TON|BUCK＝(C1*R1/K1)/(Vin-Vref*D)，其中C1是C1的電容值＝K/(Vin-Vref*D)，其中K＝C1*R1/K1同樣，對(duì)于BUCK模式，在t2和t3之間的TOFF周期，可以由公式6)來確定。
6)TON|BUCK＝(C1*R1/K1)/(Vref*D)，其中C1是C1的電容值＝K/(Vref*D)，其中K＝C1*R1/K1C1可以是5.25E-12法拉。使用由公式5)和6)的結(jié)果，從t1到t3的DC-DC轉(zhuǎn)換器610工作周期可以由公式7)來計(jì)算。
7)Duty|BUCK＝TON/(TON+TOFF)＝(Vref*D)/Vin由于D等于Vout/Vfb且Vref大致等于Vfb，所以公式7)可以由Duty|BUCK＝Vout/Vin來重寫，此式是BUCK轉(zhuǎn)換器的已知公式。使用如上的相似方法，用于BUCK-BOOST模式以及BOOST模式的TON和TOFF周期可以由公式8)和9)計(jì)算。在BUCK-BOOST模式中，從t3到t4，電流I_C等于I_VIN，因此，TON周期由公式8)來計(jì)算。
8)TON|BUCK-BOOST＝(C1*R1/K1)/(Vin)＝K/(Vin)從t4到t5，電流I_C等于I_VREF，因此，TOFF周期由公式9)來計(jì)算。
9)TOFF|BUCK-BOOST＝(C1*R1/K1)/(Vref*D)＝K/(Vref*D)對(duì)于BUCK-BOOST模式中作為結(jié)果的工作周期由公式10)來計(jì)算。
10)Duty|BUCK-BOOST＝Vout(Vout+Vin)。
對(duì)于BOOST模式中，從t5到t6，電流I_C等于I_VIN，因此，TON周期由公式11)來計(jì)算。
11)TON|BOOST＝(C1*R1/K1)/(Vin)＝K/(Vin)從t6到t7，I_C等于I_VREF減去I_VIN，因此，TOFF周期由公式12)來計(jì)算。
12)TOFF|BOOST＝(C1*R1/K1)/(Vref*D-Vin)＝K/(Vref*D-Vin)此外，在BOOST模式中作為結(jié)果的工作周期由公式13)來計(jì)算。
13)Duty|BOOST＝(Vout-Vin)/Vout。
在從t2到t3、從t4到t5以及從t6到t7的TOFF周期期間，TOFF_EN是活化的且開關(guān)SW7導(dǎo)通。這就促使加速度電流I_ACC影響TOFF周期的持續(xù)時(shí)間。電流I_ACC增大作為結(jié)果的電流I_C，該電流給電容器C1放電。例如，從t4到t5，作為結(jié)果的電流I_C等于I_VREF加上I_ACC，而不是I_VREF。在Vfb和Vref之間的差值很大時(shí)，這將縮短TOFF時(shí)間間隔，并加速Vout的響應(yīng)。電流I_ACC的值可以由Ka(Vref-Vfb)來確定。
圖8是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例800的在圖6A中的電流源601a的原理圖。由電阻器Ra和Rb組成的分壓器按比例將DC輸入電壓Vin減小到在節(jié)點(diǎn)801上的較小的電壓水平Vin_d，其中Vin_d＝(Rb/(Ra+Rb))*Vin。由運(yùn)算放大器802和晶體管804組成的電壓跟隨器復(fù)制了跨過電阻器R1a的電壓Vin_d。電阻器R1a的阻抗可以是與公式3)中的R1相同的值，其接著產(chǎn)生流經(jīng)電阻器R1a和晶體管804與806的電流IR1a。接著，由晶體管806和808組成的電流反射鏡將電流IR1a反射到開關(guān)810。流經(jīng)開關(guān)810的最終電流表示圖6A中的電流源601a供給的電流水平，該電流水平由I_VIN＝K1/R1*Vin給出，其中K1＝Rb/(Ra+Rb)且R1＝R1a。
圖9是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例900的在圖6A中的電流源602a的原理圖。由電阻器Rc和Rd組成的分壓器按比例將電壓Vref降低到在節(jié)點(diǎn)901上的較小的電壓水平Vref_d，其中Vref_d＝(Rd/(Rc+Rd))*Vref。由運(yùn)算放大器902和晶體管904組成的電壓跟隨器復(fù)制了跨過電阻器R1b的電壓Vref_d。電阻器R1b的阻抗可以是與公式3)中的R1相同的值，其接著產(chǎn)生流經(jīng)電阻器R1b和晶體管904與906的電流IR1b。接著，由晶體管906、908、910和912組成的電流反射鏡將電流IR1b反射到開關(guān)914。流經(jīng)開關(guān)914的最終電流表示圖6A中的電流源602a供給的電流水平，該電流水平由I_VREF＝(K2/R1)*Vref給出，其中K2＝Rd/(Rc+Rd)且R1＝R1b。
圖10是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例1000的在圖6A中的電流源603a的原理圖。由電阻器Re和Rf組成的差動(dòng)放大器和運(yùn)算放大器1002在節(jié)點(diǎn)1001上提供電壓V_diff，此電壓等于在圖6A中的Vfb和Vref之間的電壓差。在圖10中，V_diff＝(Vref*(1+Re/Rf)-Vout*Re/Rf)。如果K3＝(Re/Re+Rf))，則它可以看出V_diff＝(1+Re/Rf)*(Vref-Vfb)。通過復(fù)制跨過電阻器R2的電壓V_diff，該電阻器R2具有由運(yùn)算放大器1004和晶體管1006組成的電壓跟隨器，電流IR2流經(jīng)電阻器R2和晶體管1006和1008。由晶體管1008、1010、1012和1014組成的電流反射鏡將電流IR2反射到開關(guān)1016。流經(jīng)開關(guān)1016的最終電流可以表示由圖6A中的電流吸收器603a提供的電流水平，該電流水平由I_ACC＝Ka(Vref-Vfb)給出，其中Ka＝(1+Re/Rf)。
圖11是在圖6B中的可換向電流吸收器620的一個(gè)實(shí)施例的原理圖。在圖11中，為了清楚，在圖6B中描述的實(shí)施例600的某些部分可以被忽略，但是要理解，在圖11中相似的部分可以是以與圖6B中所描述點(diǎn)實(shí)施例的一致的方式實(shí)施的，或者可選地以其他系統(tǒng)實(shí)施方式實(shí)施，而不會(huì)不背離此實(shí)施例。
在此實(shí)施例中，可換向電流吸收器1100可以包括電流控制電路1101、連接電路1105和選擇器信號(hào)發(fā)生器1103。電流控制電路1101在節(jié)點(diǎn)1102上產(chǎn)生參考電壓VR_ref，該電壓控制了流經(jīng)四個(gè)白色LED的電流，即I_BL1、I_BL2、I_BL3和I_BL4。連接電路1105通過參考輸入端1104接收參考電壓VR_ref。同時(shí)，連接電路1105接收流經(jīng)四個(gè)白色LED的電流I_BL1、I_BL2、I_BL3和I_BL4，經(jīng)過電流端1106、1108、1110和1112，然后將其吸收進(jìn)入連接電路1105。根據(jù)VR_ref，連接電路1105調(diào)節(jié)電流I_BL1、I_BL2、I_BL3和I_BL4。選擇器信號(hào)發(fā)生器1103在選擇器端1116、1118、1120和1122上連接到連接電路1105。選擇器信號(hào)發(fā)生器1103能夠提供選擇器信號(hào)給連接電路1105。受到這些選擇器信號(hào)的控制，連接電路1105在任一時(shí)刻選擇一個(gè)確定的白色LED電流來調(diào)節(jié)。
可換向電流吸收器1100的電流控制電路1101包括能夠輸出多個(gè)電流的一組電流源1107、電流選擇器1109和電阻器Rref。為了組成該組電流源1107，由運(yùn)算放大器1111和晶體管1113組成的電壓跟隨器復(fù)制了在通路1114上跨過電阻器Rset的的電壓V_Rset。這就產(chǎn)生流經(jīng)電阻器Rset和晶體管1113、1115的電流I_set。然后將電流I_set反射到晶體管1117、1119、1121、1123、1125、1127、1129和1131，這些晶體管連同晶體管1115一起組成了一組電流反射鏡。流經(jīng)1117、1119、1121、1123、1125、1127、1129和1131的電流是電流I_set的1/8倍。電流選擇器1109在定位端A、B、C、D、E、F、G和H連接到該組電流源1107。受到在3位數(shù)字電流控制端上的電流控制信號(hào)的控制，電流選擇器1109選擇連接到某個(gè)定位端的該組電流源之一。這導(dǎo)致由選定電流源提供的電流流經(jīng)電流選擇器，并流入電阻器Rref，此電阻器Rref與電流選擇器連接。流經(jīng)Rref的電流被定義為I_ref。電流I_ref產(chǎn)生跨過電阻器Rref的電壓VR_ref。
可換向電流吸收器1100的連接電路1105包括運(yùn)算放大器1133、四個(gè)開關(guān)組SW_1、SW_2、SW_3和SW_4、四個(gè)晶體管1135、1137、1139和1141以及四個(gè)電阻器Rb1、Rb2、Rb3和Rb4。運(yùn)算放大器1133的非反相端擔(dān)當(dāng)連接電路1105的參考輸入端，以接收參考電壓VR_ref。開關(guān)組SW_1將運(yùn)算放大器1133的輸出端連接到晶體管1135的柵極端，并將運(yùn)算放大器1133的反相端連接到晶體管1135的源極端。開關(guān)組SW_1的導(dǎo)通狀態(tài)由在開關(guān)組SW_1的選擇器端1116上提供的選擇器信號(hào)控制。電阻器Rb1連接在晶體管1135的源極端和地之間。晶體管1135的漏極端擔(dān)當(dāng)電流端來與白色LED202連接。晶體管1135和電阻器Rb1組成電流吸收器通路，其中I_BL1流經(jīng)此通路。以類似的方式，剩余的晶體管和電阻器組成了電流吸收器通路，I_BL2、I_BL3和I_BL4流經(jīng)這些通路。這些電流吸收器通路分別通過開關(guān)組SW_2、SW_3和SW_4與運(yùn)算放大器1133連接。
可換向電流吸收器1100的選擇器信號(hào)發(fā)生器1103包括時(shí)鐘發(fā)生器FCLK和分頻器1151。時(shí)鐘發(fā)生器產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)CLK。將時(shí)鐘信號(hào)CLK提供給分頻器1151，以產(chǎn)生四個(gè)選擇信號(hào)CLK1、CLK2、CLK3和CLK4。每個(gè)選擇信號(hào)連接到一個(gè)開關(guān)組，以控制其導(dǎo)通狀態(tài)。例如，開關(guān)組SW_1的導(dǎo)通狀態(tài)受到選擇器信號(hào)CLK1的控制。當(dāng)開關(guān)組SW_1有活化CLK1導(dǎo)通時(shí)，運(yùn)算放大器1131和晶體管1135組成電壓跟隨器，且復(fù)制了跨過電阻器Rb1的參考電壓VR_ref。 VR_ref產(chǎn)生了流經(jīng)電阻器Rb1、晶體管1135和白色LED1143的I_BL1。以類似的方式，當(dāng)CLK2、CLK3和CLK4分別是活化的時(shí)，I_BL2、I_BL3和I_BL4得到調(diào)節(jié)。因此，電流水平I_BL由公式14)確定。
14)I_BL＝I_set*KI*KR
其中I_set＝V_Rset/Rset，KI＝I_ref/I_set，KR＝Rb/Rref，I_BL＝I_BL1＝I_BL2＝I_BL3＝I_BL4以及Rb＝Rb1＝Rb2＝Rb3＝Rb4。V_Rset、Rset、Rb和Rref的可能值是0.6V、10E3Ω、5.5Ω和1.1E3Ω。在位置“H”使用這些值并選擇電流選擇器1109，設(shè)定I_BL的電流為12mA。
除了控制電流以外，在可換向電流吸收器1100中的電路同樣產(chǎn)生被用來設(shè)定最小電壓VLED_MIN的參考電壓V_DROP。為了做到那樣，將偏置電壓V_offset加入到VR_ref，以產(chǎn)生V_DROP。V_offset保證了跨過晶體管1135、1137、1139和1141有足夠的漏極到源極電壓得以維持。V_offset電壓水平可以是50mV。因此，可以由公式15)計(jì)算最小電壓VLED_MIN。
15)VLED_MIN＝I_BL*Rb+V_offset也是這樣，保證為了高效率而維持了跨過可換向電流吸收器的最小電壓降。當(dāng)I_BL＝4mA，Rb＝5.5Ω且V_offset＝50mV時(shí)，VLED_MIN電壓水平可以是72mV。
圖12是說明圖11中的選擇器信號(hào)發(fā)生器1103的操作的時(shí)序圖。四個(gè)選擇器信號(hào)中的每一個(gè)都從先前的相位移相90°，所以在任一時(shí)刻僅有一個(gè)選擇器信號(hào)是活化的。
圖13是圖6B中的最小值選擇器646的一個(gè)實(shí)施例的原理圖1300。這里有四個(gè)電壓跟隨器。每個(gè)電壓跟隨器都由運(yùn)算放大器和晶體管組成。一個(gè)例子是由運(yùn)算放大器1302和晶體管1301組成電壓跟隨器。每個(gè)電壓跟隨器都這樣設(shè)計(jì)，以使其比電流源I_bias具有更大的電流吸收能力。這樣，在VLED1、VLED2、VLED3和VLED4之中僅有最低的電壓在VLED_MIN上復(fù)制，其中VLED1是在端子1310上的電壓，VLED2是在端子1311上的電壓，VLED3是在端子1312上的電壓，VLED4是在端子1313上的電壓，而VLED_MIN是在端子1314上的電壓。
這里已經(jīng)描述的實(shí)施例是利用本發(fā)明的幾種可能實(shí)施例中的一部分，且在此描述是為了解釋說明而不是限定。很明顯，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說會(huì)是顯而易見的，許多其他實(shí)施例可以在本質(zhì)上不背離由所附權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下進(jìn)行。雖然已經(jīng)描述的本發(fā)明用于白色LED，但是本發(fā)明對(duì)于其他LED或者具有類似特性的電子元件是同樣可用的。而且，雖然本發(fā)明的元件可以用單數(shù)描述或要求，但是除非清楚地聲明了限制到單數(shù)，否則復(fù)數(shù)是預(yù)想得到的。
權(quán)利要求
1.一種用于提供多個(gè)已調(diào)節(jié)電流給多個(gè)電路的可換向電流吸收器，其特征在于，包括能夠輸出參考電壓用于控制多個(gè)已調(diào)節(jié)電流的電流控制電路；用于產(chǎn)生多個(gè)選擇器信號(hào)的選擇器信號(hào)發(fā)生器；以及具有參考輸入端、多個(gè)電流端和多個(gè)選擇器端的連接電路，參考輸入端從電流控制電路接收參考信號(hào)，每個(gè)電流端都連接到多個(gè)電路之一，每個(gè)選擇器端連接到多個(gè)選擇器信號(hào)之一，其中連接電路根據(jù)多個(gè)選擇器信號(hào)提供已調(diào)節(jié)電流給多個(gè)電路中的每一個(gè)，已調(diào)節(jié)電流通過參考信號(hào)調(diào)節(jié)。
2.如權(quán)利要求1所述的可換向電流吸收器，其特征在于，所述電流控制電路還包括能夠輸出多個(gè)電流的一組電流源，其中每個(gè)電流具有一個(gè)電流水平；具有多個(gè)定位端和至少一個(gè)電流控制端的電流選擇器，每個(gè)定位端連接到多個(gè)電流中的一個(gè)電流，電流選擇器能夠提供連接到選定定位端的電流；以及連接到電流選擇器的電阻器，該電阻器能夠接收連接到選定定位端的電流，并產(chǎn)生參考信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的可換向電流吸收器，其特征在于，所述電流控制電路在至少一個(gè)電流控制端接收至少一個(gè)電流控制信號(hào)，并且至少一個(gè)電流控制信號(hào)啟動(dòng)電流選擇器來提供連接到選定定位端的電流，該電流流經(jīng)參考電阻器，并產(chǎn)生跨過參考電阻器的電壓，而該電壓是參考信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1所述的可換向電流吸收器，其特征在于，所述電流控制電路還包括多個(gè)電流吸收通路，每個(gè)電流吸收通路具有多個(gè)電流端中的一個(gè)、第一通路端、第二通路端和接地端，該接地端連接到地；具有非反相端、反相端和輸出端的運(yùn)算放大器，非反相輸入端擔(dān)當(dāng)參考輸入端；以及多個(gè)開關(guān)組，每個(gè)開關(guān)組連接在運(yùn)算放大器和多個(gè)電流吸收通路之一的中間，反相端和輸出端通過開關(guān)組分別連接到第一通路端和第二通路端，上述多個(gè)開關(guān)組具有多個(gè)選擇器端。
5.如權(quán)利要求4所述的可換向電流吸收器，其特征在于，所述多個(gè)選擇器信號(hào)在任一時(shí)刻僅啟動(dòng)多個(gè)開關(guān)組中的一個(gè)。
6.如權(quán)利要求4所述的可換向電流吸收器，其特征在于，所述每個(gè)電流吸收通路還包括具有接地端和第一通路端的電阻器；以及具有柵極端、源極端和漏極端的晶體管，源極端連接到第一通路端，柵極端擔(dān)當(dāng)?shù)诙范?，漏極端當(dāng)作電流端。
7.一種用于調(diào)節(jié)供給多個(gè)發(fā)光二極管(LED)的驅(qū)動(dòng)電壓的裝置，其特征在于，包括用于提供已調(diào)節(jié)電流給多個(gè)LED的連接到多個(gè)LED的負(fù)極的可換向電流吸收器，能夠提供第一參考電壓并輸出多個(gè)電壓降的可換向電流吸收器；用于提供驅(qū)動(dòng)電壓給多個(gè)LED的連接到多個(gè)LED的正極的DC-DC轉(zhuǎn)換器，以及連接到可換向電流吸收器的參考電路；該參考電路能夠從可換向電流吸收器接收第一參考電壓和多個(gè)電壓降，參考電路還能夠?yàn)镈C-DC轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生第二參考電壓，其中DC-DC轉(zhuǎn)換器根據(jù)第二參考電壓調(diào)節(jié)供給多個(gè)LED的驅(qū)動(dòng)電壓。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述可換向電流吸收器還包括能夠輸出參考電壓用于控制已調(diào)節(jié)電流的電流控制電路；用于產(chǎn)生多個(gè)選擇器信號(hào)的選擇器信號(hào)發(fā)生器；以及具有參考輸入端、參考輸出端、多個(gè)電流端以及多個(gè)選擇器端的連接電路，參考輸入端從電流控制電路接收參考信號(hào)，每個(gè)電流端連接到多個(gè)LED中的一個(gè)，每個(gè)選擇器端連接到多個(gè)選擇器信號(hào)中的一個(gè)，其中連接電路根據(jù)多個(gè)選擇器信號(hào)提供已調(diào)節(jié)電流給多個(gè)LED中的每一個(gè)，已調(diào)節(jié)電流通過參考信號(hào)來調(diào)節(jié)。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述電流控制電路還包括能夠輸出多個(gè)電流的一組電流源，每個(gè)電流具有一個(gè)電流水平；具有多個(gè)定位端和至少一個(gè)電流控制端的電流選擇器，每個(gè)定位端連接到來自多個(gè)電流中的一個(gè)電流，電流選擇器能夠提供連接到選定定位端的電流；以及連接到電流選擇器的電阻器，該電阻器能夠接收連接到選定定位端的電流，并產(chǎn)生參考信號(hào)。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述電流控制電路在至少一個(gè)電流控制端接收至少一個(gè)電流控制信號(hào)，至少一個(gè)電流控制信號(hào)啟動(dòng)電流選擇器來提供連接到選定定位端的電流，該電流流經(jīng)參考電阻器，并產(chǎn)生跨過參考電阻器的電壓，而該電壓是參考信號(hào)。
11.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述電流控制電路還包括多個(gè)電流吸收通路，每個(gè)電流吸收通路具有多個(gè)電流端中的一個(gè)、第一通路端、第二通路端和接地端，該接地端連接到地；具有非反相端、反相端和輸出端的運(yùn)算放大器，非反相輸入端擔(dān)當(dāng)參考輸入端；以及多個(gè)開關(guān)組，每個(gè)開關(guān)組連接在運(yùn)算放大器和多個(gè)電流吸收通路之一的中間，反相端和輸出端通過開關(guān)組分別連接到第一通路端和第二通路端，上述多個(gè)開關(guān)組具有多個(gè)選擇器端。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述多個(gè)選擇器信號(hào)在任一時(shí)刻僅啟動(dòng)多個(gè)開關(guān)組中的一個(gè)。
13.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述每個(gè)電流吸收通路還包括具有接地端和第一通路端的電阻器；以及具有柵極端、源極端和漏極端的晶體管，源極端連接到第一通路端，柵極端擔(dān)當(dāng)?shù)诙范耍O端擔(dān)當(dāng)電流端。
14.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述連接電路將偏置電壓增加到參考信號(hào)中，以在參考輸出端上產(chǎn)生第二參考電壓。
15.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述DC-DC轉(zhuǎn)換器還包括具有電壓輸入端、電壓輸出端和多個(gè)控制端的轉(zhuǎn)換單元，電壓輸入端接收DC輸入電壓，電壓輸出端輸出驅(qū)動(dòng)電壓；以及連接到轉(zhuǎn)換單元的控制器，該控制器能夠提供多個(gè)控制信號(hào)給多個(gè)控制端，該多個(gè)控制信號(hào)具有切換順序和切換周期，其中轉(zhuǎn)換單元根據(jù)多個(gè)控制信號(hào)的切換順序和切換周期來調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電壓。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述控制器還包括能夠提供多個(gè)控制信號(hào)的控制單元；連接到控制單元的激活發(fā)生器，該激活發(fā)生器能夠提供第一預(yù)定時(shí)間間隔給控制單元；連接到控制單元的去活化發(fā)生器，該去活化發(fā)生器能夠提供第二預(yù)定時(shí)間間隔給控制單元；以及連接到控制單元的轉(zhuǎn)換器模式檢測(cè)器，該轉(zhuǎn)換器模式檢測(cè)器能夠控制切換順序。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述第一預(yù)定時(shí)間間隔和第二預(yù)定時(shí)間間隔控制切換周期。
18.如權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述激活發(fā)生器接收DC輸入電壓，并且第二參考電壓、DC輸入電壓和參考電壓確定了第一預(yù)定時(shí)間間隔。
19.如權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述去活化發(fā)生器接收DC輸入電壓，并且第二參考電壓、DC輸入電壓和參考電壓確定了第二預(yù)定時(shí)間間隔。
20.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，還包括從轉(zhuǎn)換電路接收驅(qū)動(dòng)電壓的反饋電路，該反饋電路能夠按比例將驅(qū)動(dòng)電壓減小到比例縮小電壓；以及從反饋電路接收比例縮小電壓以及接收第二參考電壓的比較電路，該比較電路能夠?qū)⒈壤s小電壓與第二參考電壓作比較，以得到比較結(jié)果，該比較電路還能夠?qū)⒈容^結(jié)果輸出到控制器，以開始新的切換周期。
21.一種用于將DC輸入電壓轉(zhuǎn)換成DC輸出電壓的DC-DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述DC輸出電壓是可調(diào)整的，包括具有電壓輸入端、電壓輸出端和多個(gè)控制端的轉(zhuǎn)換單元，電壓輸入端接收DC輸入電壓，電壓輸出端輸出DC輸出電壓；以及連接到轉(zhuǎn)換單元的控制器，該控制器能夠提供多個(gè)控制信號(hào)給多個(gè)控制端，多個(gè)控制信號(hào)具有切換順序和切換周期，其中轉(zhuǎn)換單元根據(jù)多個(gè)控制信號(hào)的切換順序和切換周期調(diào)整DC輸出電壓。
22.如權(quán)利要求21所述的DC-DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述控制器還包括能夠提供多個(gè)控制信號(hào)的控制單元；連接到控制單元的激活發(fā)生器，該激活發(fā)生器能夠提供第一預(yù)定時(shí)間間隔給控制單元；連接到控制單元的去活化發(fā)生器，該去活化發(fā)生器能夠提供第二預(yù)定時(shí)間間隔給控制單元；以及連接到控制單元的轉(zhuǎn)換器模式檢測(cè)器，該轉(zhuǎn)換器模式檢測(cè)器能夠控制切換順序。
23.如權(quán)利要求22所述的DC-DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述第一預(yù)定時(shí)間間隔和第二預(yù)定時(shí)間間隔控制了切換周期。
24.如權(quán)利要求22所述的DC-DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述激活發(fā)生器接收DC輸入電壓和參考電壓，DC輸入電壓和參考電壓確定了第一預(yù)定時(shí)間間隔。
25.如權(quán)利要求22所述的DC-DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述去活化發(fā)生器接收DC輸入電壓和參考電壓，DC輸入電壓和參考電壓確定了第二預(yù)定時(shí)間間隔。
26.如權(quán)利要求21所述的DC-DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于，還包括從轉(zhuǎn)換單元接收DC輸出電壓的反饋電路，該反饋電路能夠按比例將驅(qū)動(dòng)電壓減小到比例縮小電壓；以及從反饋電路接收比例縮小電壓以及接收參考電壓的比較電路，該比較電路能夠?qū)⒈壤s小電壓與參考電壓作比較，以得到比較結(jié)果，該比較電路還能夠?qū)⒈容^結(jié)果輸出到控制器，以開始新的切換周期。
27.一種調(diào)整供給多個(gè)發(fā)光二極管(LED)的驅(qū)動(dòng)電壓的方法，其特征在于，包括下列步驟在DC-DC轉(zhuǎn)換器上產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電壓；通過電流吸收器提供多個(gè)已調(diào)節(jié)電流給多個(gè)LED和第一參考電壓；在誤差放大器上將第一參考電壓和跨過電流吸收器的電壓降作比較；根據(jù)由比較第一參考電壓和該電壓降的結(jié)果，在誤差放大器上產(chǎn)生第二參考電壓；以及根據(jù)第二參考電壓在DC-DC轉(zhuǎn)換器上調(diào)整驅(qū)動(dòng)電壓至最小可能值。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，所述在DC-DC轉(zhuǎn)換器上調(diào)整驅(qū)動(dòng)電壓的步驟還包括下列步驟根據(jù)第二參考電壓和DC輸入電壓產(chǎn)生第一預(yù)定時(shí)間間隔；根據(jù)第二參考電壓和DC輸入電壓產(chǎn)生第二預(yù)定時(shí)間間隔；產(chǎn)生多個(gè)具有切換周期的控制信號(hào)，該切換周期由第一預(yù)定時(shí)間間隔和第二預(yù)定時(shí)間間隔構(gòu)成；以及根據(jù)多個(gè)控制信號(hào)的切換周期和切換順序調(diào)整驅(qū)動(dòng)電壓。
29.一種通過電流吸收器的多個(gè)電流吸收通路產(chǎn)生已調(diào)節(jié)電流的方法，其特征在于，包括下列步驟接收至少一個(gè)電流控制信號(hào)；基于至少一個(gè)電流控制信號(hào)產(chǎn)生參考電壓；產(chǎn)生多個(gè)選擇器信號(hào)；根據(jù)多個(gè)選擇器信號(hào)從多個(gè)電流吸收通路中選擇選定電流吸收通路；將參考電壓施加到選定電流吸收通路上；以及通過選定電流吸收通路產(chǎn)生已調(diào)節(jié)電流。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于驅(qū)動(dòng)白色LED的裝置。該裝置包括可換向電流吸收器、DC－DC轉(zhuǎn)換器和參考電路。DC－DC轉(zhuǎn)換器提供驅(qū)動(dòng)電壓給多個(gè)LED?？蓳Q向電流吸收器調(diào)節(jié)通過多個(gè)LED的電流，且可換向電流吸收器還提供第一參考電壓并輸出多個(gè)電壓降。參考電路接收第一參考電壓和多個(gè)電壓降，以提供第二參考電壓給DC－DC轉(zhuǎn)換器。DC－DC轉(zhuǎn)換器根據(jù)第二參考電壓調(diào)整供給多個(gè)LED的驅(qū)動(dòng)電壓。這樣，將驅(qū)動(dòng)電壓調(diào)節(jié)到最小可能值，因此跨過可換向電流吸收器的電壓降被最小化。因而，LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)維持了更高的效率。
文檔編號(hào)G09G3/20GK1953029SQ20061014026
公開日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2006年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月20日
發(fā)明者韓洺光, 王佛賢, 法拉·坡貝斯庫(kù)-斯塔內(nèi)斯緹, 黃兆庭, 林春喜 申請(qǐng)人:美國(guó)凹凸微系有限公司