專利名稱：用于驅(qū)動多個負載的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
0001本發(fā)明一般涉及集成電路，更具體地是涉及用于驅(qū)動多個負載的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
0002為了驅(qū)動不同的負載裝置，現(xiàn)已開發(fā)出各種類型和結(jié)構(gòu)的驅(qū)動器電路。例如，已設計出用于驅(qū)動發(fā)光二極管(LED)的驅(qū)動器電路。LED提供一種特殊類型的負載，因為由LED提供的照明度與通過該裝置的電流成正比。在某些應用中(例如，汽車工業(yè)，消費類電子產(chǎn)品，等等)，可能需要恒定的照度。因此，人們已在努力設計向LED提供可控的電流量，以實現(xiàn)期望照度的LED驅(qū)動器。然而，這些設計通常都不能完全令人滿意。例如，通常要求復雜和/或昂貴的電路來對照明量提供期望水平的控制或使其能夠驅(qū)動不同顏色的LED。因此，需要一種成本較低且更通用的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
0003本發(fā)明一般涉及驅(qū)動多個負載(例如包括多個發(fā)光二極管(LED))的系統(tǒng)和方法。
0004本發(fā)明一方面提供了一種用于控制多個負載裝置的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括一個高側(cè)系統(tǒng)，其可操作地向至少兩個相關(guān)聯(lián)的輸出提供電流。低側(cè)開關(guān)可操作地導走與多個相關(guān)聯(lián)的輸入有關(guān)的電流。根據(jù)可操作地向連接在相關(guān)聯(lián)輸出和相關(guān)聯(lián)輸入之間的多個負載裝置中被選定的負載裝置提供電流的多路復用方案，控制系統(tǒng)控制該高側(cè)系統(tǒng)和低側(cè)系統(tǒng)。所述系統(tǒng)可作為用于驅(qū)動包括LED的多個負載的集成電路來實現(xiàn)。在這樣的系統(tǒng)中，例如，開關(guān)系統(tǒng)(例如，以晶體管網(wǎng)絡的形式來實現(xiàn))可以協(xié)同工作以提供基本已調(diào)節(jié)平均電流，其以某個開關(guān)頻率操作選定的LED，從而提供期望的LED照度。
0005本發(fā)明的另一方面提供包括驅(qū)動器系統(tǒng)的發(fā)光二極管系統(tǒng)。該驅(qū)動器系統(tǒng)包括一組高側(cè)開關(guān)裝置和一組低側(cè)開關(guān)裝置?？刂破飨到y(tǒng)根據(jù)多路復用方案控制高側(cè)開關(guān)裝置組和低側(cè)開關(guān)裝置組中的選定的開關(guān)裝置的操作。多路復用方案可以根據(jù)高側(cè)開關(guān)裝置的數(shù)量而變化。系統(tǒng)還包括多個LED，其排列成至少兩組LED。至少兩組高側(cè)開關(guān)裝置中的每一組被耦合以驅(qū)動相關(guān)聯(lián)的至少兩組LED中的一個LED，低側(cè)開關(guān)裝置被耦合以接收來自至少兩組LED中的每一組的LED的電流。根據(jù)控制系統(tǒng)對選定的高側(cè)和低側(cè)開關(guān)裝置的操作，至少某些LED中一個選定的子集可以以開關(guān)頻率被選擇性地用于照明的操作。


0006圖1方框圖，其圖解說明了根據(jù)本發(fā)明一個方面的用于驅(qū)動負載的系統(tǒng)；0007圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個方面結(jié)合多通道負載系統(tǒng)實現(xiàn)的驅(qū)動器系統(tǒng)的電路圖；0008圖3是描述與圖2電路相關(guān)聯(lián)的波形的時序圖的一個例子；0009圖4是時序圖的例子，其描述了根據(jù)本發(fā)明一個方面的、使用了與所述電路相關(guān)聯(lián)的消隱間隔的波形；0010圖5是可以在根據(jù)本發(fā)明一個方面的驅(qū)動器系統(tǒng)中實施的故障監(jiān)測系統(tǒng)的電路圖的例子；0011圖6是根據(jù)本發(fā)明一個方面的、用于實現(xiàn)帶有反向電池保護的高側(cè)開關(guān)的電路圖的例子。
具體實施例方式
0012本發(fā)明涉及用于驅(qū)動多個負載的系統(tǒng)和方法。出于簡化說明的目的，而不是作為限制，負載在本文中被描述為發(fā)光二極管(LED)。與許多現(xiàn)有方案相比，本文描述的方案能夠利用較少的元件來驅(qū)動LED。因此，能夠提供一種低成本的通用驅(qū)動器系統(tǒng)。
0013圖1描述了根據(jù)本發(fā)明一個方面的驅(qū)動器系統(tǒng)10的一個例子，其可操作地驅(qū)動一個或多個相關(guān)聯(lián)的負載裝置12。驅(qū)動器系統(tǒng)10包括一個控制系統(tǒng)14，其被耦合成，對相關(guān)聯(lián)的負載裝置12的加電進行控制。
0014驅(qū)動器系統(tǒng)10還包括一個標示為S1的高側(cè)或高端(high-side，HS)系統(tǒng)，其被耦合到電源電壓VSUPPLY。S1可被實施成晶體管或其它類型的一個或多個開關(guān)裝置構(gòu)成的布局，所述晶體管或其它類型的一個或多個開關(guān)裝置可被控制用于為負載裝置12供電。例如，電源電壓VSUPPLY可由電池或其他電壓源提供?？刂葡到y(tǒng)14控制S1，以向關(guān)聯(lián)的負載裝置12提供電流。控制系統(tǒng)14還可操作地控制低側(cè)或低端(low-side，LS)系統(tǒng)，該LS系統(tǒng)可包括一組LS可變電流源(例如開關(guān)裝置)，該組LS可變電流源由一個或多個LS可變電流源組成，這些LS可變電流源被標示為S2，S3和SM，其中M是表示LS裝置數(shù)量的正整數(shù)。如本文中所用的，開關(guān)裝置可被認為是由一個或多個晶體管或者其他元件構(gòu)成的任何裝置或布局，所述其他元件能夠作為邏輯開關(guān)(例如，具有ON(接通)和OFF(關(guān)斷)狀態(tài))操作和/或能夠作為可變電流源(例如，提供與偏壓呈函數(shù)關(guān)系的電流)操作以提供期望的電流量。
0015根據(jù)本發(fā)明的一個方面，控制系統(tǒng)14根據(jù)多路復用方案來控制HS開關(guān)裝置組S1和低側(cè)開關(guān)裝置組S2-SM。例如，隨著相應地激活HS裝置S1，S2-SM中的被選定者可以被對應地激活，以向多個負載裝置12中選定的裝置提供基本上已調(diào)節(jié)的平均電流。在每次循環(huán)中，控制系統(tǒng)14可以應用多路復用方案為負載裝置12中不同的裝置加電。該多路復用方案是可編程的，其可根據(jù)負載裝置12的數(shù)量及其所需的操作而變化。
0016任意數(shù)量的負載裝置12可從外部耦合到驅(qū)動器系統(tǒng)10。標示為20和22的一組或多組負載裝置，其可關(guān)聯(lián)或連接到每一個HS開關(guān)裝置，這樣，負載裝置中被選定的裝置就可在HS開關(guān)裝置中各自的HS開關(guān)裝置被激活的過程中，以該開關(guān)順序被選擇性地加電?；谙鄬τ谟蒘1加電的負載裝置組(20，22)的對S2-SM的相應控制，可在每次循環(huán)的每個激活階段獨立地控制每個負載裝置的選擇性激活。
0017在圖1的例子中，示出了兩組負載裝置20和22并聯(lián)連接且耦合到S1，當然也可采用其它組數(shù)的負載裝置與驅(qū)動器系統(tǒng)10連接。每組負載裝置20和22可包括一個或多個可由驅(qū)動器系統(tǒng)10獨立控制的通道。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，通道的數(shù)量可對應于HS裝置數(shù)量與LS裝置數(shù)量的乘積。每個通道可包括一個負載，例如LED 24，其可基于與HS和LS開關(guān)裝置相關(guān)聯(lián)的多路復用方案的狀態(tài)被獨立加電。
0018每個LED 24還經(jīng)由相應的標示為R2-RM的限流電阻耦合到各自的LS裝置S2-SM。根據(jù)各自的LED 24的照明需求，可以選定每個電阻R2-RM的阻值以提供期望的平均電流。例如，外部電阻R2-RM可被配置成使各自的LED達到期望的平均電流。例如，如果這些LED有相同的照明需求，則對于每個LS的輸入可采用相同的阻值?；蛘?，如果是使用有不同照明需求的不同顏色的LED，則可以相應地選擇不同的電阻來優(yōu)化它們的操作。應該理解和意識到的是，在一個給定的HS開關(guān)裝置的激活期間，能夠被同時點亮的LED 24的數(shù)量可能不同，這取決于，例如電源電壓VSUPPLY、照度需求以及相關(guān)聯(lián)的點亮各自的LED所需的電流。
0019在圖1的例子中，控制系統(tǒng)14包括一個用于控制HS系統(tǒng)(S1)的HS控制器26和一個用于控制LS系統(tǒng)(S2-SM)的LS控制器28。HS控制器26和LS控制器28共同對各自的HS和LS裝置排序，從而在一次開關(guān)循環(huán)的每一階段期間，向正被加電的負載裝置12提供基本上已調(diào)節(jié)的平均電流。
0020根據(jù)本發(fā)明的一個方面，HS控制器26和LS控制器28操作各自的裝置，以調(diào)節(jié)每次循環(huán)輸送到外部負載12的每個LED的平均(例如，均方根(RMS))電流。舉例而言，在每次循環(huán)期間，HS控制器26和LS控制器28可以采用一個多路復用方案來對HS裝置組中的至少兩個開關(guān)裝置進行排序，并按順序相應地為每個負載裝置組20和22加電。LS控制器28激活LS裝置S2-SM中的一個或多個，以便在HS開關(guān)順序的適當部分對已加電的負載裝置組20或22中的相應的LED 24進行選擇性加電。這樣，可以向關(guān)聯(lián)到該LS裝置的對應的LED提供期望的平均RMS電流。HS控制器26和LS控制器28也可以通過操作各自的HS和LS裝置來實現(xiàn)期望的電流控制。
0021例如，LS控制器28以一定的占空比操作LS開關(guān)S2-SM，該占空比與每次循環(huán)內(nèi)被按順序多路復用的HS開關(guān)裝置的數(shù)量是函數(shù)相關(guān)(例如，成反比)的。通過在每次循環(huán)內(nèi)基本上地為每個LED 24調(diào)節(jié)平均RMS電流，以及通過提供低于約500Hz而高于約50Hz的開關(guān)頻率(例如從約60到約300Hz的范圍)，可為LED維持所需的照度。這導致了被選定的LED的可見的明顯穩(wěn)定的照明。
0022HS和LS裝置的具體開關(guān)順序和占空比可以是可編程的，例如基于提供給控制系統(tǒng)14的PROG輸入信號。PROG輸入信號可以由，例如，微控制器或其他被配置成對驅(qū)動器系統(tǒng)10進行編程的關(guān)聯(lián)裝置提供。作為進一步示例，HS控制器26和LS控制器28之一或兩者都可以執(zhí)行脈寬調(diào)制(PWM)方案來選擇性地控制HS開關(guān)裝置和LS開關(guān)裝置的組合，例如用于降低LED 24的照度。PWM方案可以由PROG輸入提供，或者替代性地，可以由控制系統(tǒng)14內(nèi)部產(chǎn)生。HS控制器26和LS控制器28也可對各自的HS裝置和LS裝置實施所需的電流控制，從而控制通過LED的電流，以此來實現(xiàn)期望的照度。例如，可以實現(xiàn)有關(guān)LS裝置S2-SM的電流模式控制，以在每個激活階段提供基本上已調(diào)節(jié)的平均RMS電流，即使是在VSUPPLY可能發(fā)生變化的情況下。
0023本領(lǐng)域技術(shù)人員應理解和意識到的是，可以利用不同數(shù)量的HS和LS裝置(S1-SM)的組合來驅(qū)動各種數(shù)量的負載裝置12。此外，也可以應用PWM和電流控制的各種組合來選擇性地向負載裝置12提供期望的電流。與許多現(xiàn)有方案相比，本文所述的方法能夠減少開關(guān)裝置的數(shù)量。
0024圖1所描述的布局是可升級的，例如可根據(jù)被驅(qū)動的LED的數(shù)量和配置通過應用不同的多路復用方案進行升級。一般地，驅(qū)動器系統(tǒng)10可以驅(qū)動的LED 24的數(shù)量多達(M+1)*N，其中N是表示HS開關(guān)裝置數(shù)量的正整數(shù)，(M+1)對應于LS裝置S2-SM的數(shù)量。典型地，M＜N。HS裝置的最大數(shù)量N將會變化，這取決于，例如，負載裝置的類型和LED令人滿意的照明所需的HS裝置的電流。
0025本領(lǐng)域技術(shù)人員應理解和意識到的是，可根據(jù)來自VSUPPLY的可用功率，開關(guān)頻率和循環(huán)時間，以及HS和LS裝置用以激活到各自的導通(ON)狀態(tài)從而為負載12加電的占空比來改變高側(cè)裝置的數(shù)量。
0026圖2描述了可根據(jù)本發(fā)明一個方面實施的系統(tǒng)50的示意性方框圖的例子。系統(tǒng)50包括驅(qū)動器系統(tǒng)52，例如其可被實施為集成電路芯片(例如專用集成電路(ASIC))。驅(qū)動器系統(tǒng)52使用標示為Q1、Q2和Q3的高側(cè)開關(guān)裝置(例如，n型MOSFET器件)以及標示為Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10和Q11的多個低側(cè)開關(guān)裝置(例如，也是MOSFET器件)的組合來控制多個負載裝置54的加電。每個HS裝置Q1-Q3通過各自的輸出H1-H3被耦合，以向負載裝置54提供電流。每個LS裝置Q4-Q11通過各自的輸入L1-L8被耦合成，將電流從負載裝置54導向到電氣地。本領(lǐng)域技術(shù)人員應理解的是，可基于本文所包含的原理，用各種類型的開關(guān)裝置或晶體管來實現(xiàn)相應的驅(qū)動器系統(tǒng)52。
0027在系統(tǒng)50中，可將負載裝置54實施成標示為D1-D24的LED的陣列。根據(jù)HS和LS開關(guān)裝置Q1-Q11的操作，每個LED D1-D24可與一個可獨立控制的通道相對應。LED D1-D24被分別耦合到各自的高側(cè)開關(guān)裝置Q1-Q3的輸出端H1-H3和與標示為R1-R8的各自的限流電阻串聯(lián)的低側(cè)開關(guān)裝置相關(guān)聯(lián)的輸入端L1-L8之間。在圖2所示的LED陣列中，每個限流電阻R1-R8被可操作地耦合到給定的低側(cè)開關(guān)裝置Q4-Q11和一組LED，其中該組LED中的每一個都被耦合到不同的輸出端H1-H3。
0028在圖2中，標示為55、56和58的一組(或一串)LED被可操作地耦合成，使每個各自的HS輸出H1、H2和H3能夠?qū)λ鼈冞M行加電。具體地，LED組55包括LED D1、D2、D3、D10、D11、D12、D19和D20。LED組56包括LED D4、D5、D6、D13、D14、D15、D21和D22。LED組58包括LED D7、D8、D9、D16、D17、D18、D23和D24。雖然這些LED組中的每一個都包括相同數(shù)量的LED，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應該理解和意識到，不同數(shù)量的LED可由每個各自的HS輸出驅(qū)動。
0029這種配置的一個結(jié)果是，基于每次循環(huán)內(nèi)所實施的各自的HS和LS開關(guān)裝置的開關(guān)順序，可獨立地控制每個LED D1-D24。例如，可以按一定的順序和占空比控制HS和LS開關(guān)裝置Q1-Q11，以維持每次循環(huán)通過負載54的期望的平均(RMS)電流。通過維持供給負載54的期望的平均RMS電流，可以為LED D1-D24提供期望的照度。通過控制HS和LS開關(guān)裝置Q1-Q11的操作，可以進一步改變不同循環(huán)之間或同一循環(huán)的不同階段之間的平均(RMS)電流。
0030為了控制高側(cè)晶體管Q1-Q3，驅(qū)動系統(tǒng)52包括HS控制系統(tǒng)60，其輸出耦合到Q1-Q3的柵極。類似地，LS控制系統(tǒng)62被耦合成，向每個Q4-Q11的各自的柵極提供輸出信號。每個LS開關(guān)裝置Q4-Q11被配置成在激活時將負載電流導向電氣地。LS柵極控制信號被順序化和同步，以相對于相應的HS開關(guān)裝置Q1-Q3的激活而激活，從而在每次循環(huán)內(nèi)向選定的LED D1-D24提供基本上調(diào)節(jié)平均的RMS電流。在每次循環(huán)內(nèi)控制平均RMS電流，以為選定的LED提供期望的照度。LS控制系統(tǒng)62進一步操作以控制各自的開關(guān)裝置Q4-Q11的上升沿和下降沿，例如減輕與系統(tǒng)50的操作有關(guān)的電磁干擾。
0031內(nèi)部振蕩器64被耦合成，向HS控制系統(tǒng)60和LS控制系統(tǒng)62提供內(nèi)部時鐘控制。舉例而言，振蕩器64可提供頻率在60Hz至約300Hz、占空比為50％的方波。方波可以用作內(nèi)部時鐘信號以同步各自的柵極控制系統(tǒng)60和62，并確定了操作系統(tǒng)50的循環(huán)時間。振蕩器64的頻率可被編程，例如，通過耦合到驅(qū)動器系統(tǒng)52的外部管腳66的外部電阻ROSC進行編程。因而，振蕩器64就提供了一個可編程的用于同步LS和HS開關(guān)裝置Q1-Q11的開關(guān)序列的循環(huán)時間(例如，約20ms)。當各自的HS和LS開關(guān)裝置通過振蕩器64被同步，可以由LS控制系統(tǒng)62實現(xiàn)消隱時間延遲，以減輕操作過程中系統(tǒng)的其他線路的二極管電容放電。
0032驅(qū)動器系統(tǒng)52還包括一個或多個寄存器68，其用于為驅(qū)動器系統(tǒng)52配置操作和設定控制參數(shù)。在圖2的例子中，寄存器68被表示成LS控制系統(tǒng)62的一部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應理解和意識到的是，這樣的寄存器68也可以以獨立于LS控制系統(tǒng)62的方式實現(xiàn)。驅(qū)動器系統(tǒng)52還包括移位寄存器70，以便于用期望的配置數(shù)據(jù)對寄存器進行編程。移位寄存器70可操作用于鎖存驅(qū)動器系統(tǒng)52的輸入和輸出信息。
0033在圖2的例子中，移位寄存器70通過總線74耦合到微控制器72，其中總線74用于提供移位寄存器70和微控制器72之間的通信。在圖2的例子中，總線74提供時鐘信號(CLK)，其從一個外部源(例如微控制器72)通過接線端75傳輸，用于同步微控制器和驅(qū)動器系統(tǒng)52之間的數(shù)據(jù)通信。例如，CLK信號可以提供頻率范圍在約1MHz至約10MHz之間的方波。因此，CLK信號提供了用于鎖存從微控制器72到移位寄存器70的數(shù)據(jù)以及鎖存輸出到微控制器的數(shù)據(jù)。
0034總線74還包括與接線端76相聯(lián)的片選(CS)線。該CS線的一個狀態(tài)(例如，0或1)使驅(qū)動器系統(tǒng)52和關(guān)聯(lián)的微控制器72或其他可能通過總線74與其耦合的裝置之間能夠進行通信。輸出數(shù)據(jù)從驅(qū)動器系統(tǒng)52通過接線端78傳輸，這例如是響應主輸出信號。類似地，來自微處理器或其他裝置的輸入數(shù)據(jù)能夠通過輸入端80(例如相應的從輸入線)提供給移位寄存器70。移進和移出驅(qū)動器系統(tǒng)52的數(shù)據(jù)可以從移位寄存器70傳輸?shù)揭粋€或多個寄存器68?；蛘撸隍?qū)動器系統(tǒng)52中可提供多個獨立的寄存器。
0035可用寄存器68存儲各種用于控制開關(guān)裝置Q1-Q11的編程配置信息。作為進一步的例子，寄存器68可以包括LED控制寄存器，這些LED控制寄存器設定了在每次循環(huán)內(nèi)被激活以點亮選定的LEDD1-D24的高側(cè)開關(guān)裝置Q1-Q3和低側(cè)開關(guān)裝置Q4-Q11的組合。例如，在與每個各自的高側(cè)開關(guān)裝置Q1-Q3關(guān)聯(lián)的相應ON周期內(nèi)，可以將一個或多個低側(cè)開關(guān)Q4-Q11構(gòu)成的選定組激活到ON狀態(tài)。在一個給定的高側(cè)裝置相應的ON周期內(nèi)能夠被激活到ON狀態(tài)的低側(cè)開關(guān)裝置的具體數(shù)量一般取決于每次循環(huán)內(nèi)傳輸?shù)目捎玫钠骄鵕MS電流以及負載需求。
0036通過激活一個給定的HS開關(guān)裝置Q1-Q3和選定的LS開關(guān)裝置Q4-Q11，多個LED可以被同時驅(qū)動。對于圖2中的LED D1-D24的布局，例如多達8個的LED在一個各自的高側(cè)開關(guān)裝置Q1-Q3的相應ON周期內(nèi)可被同時并聯(lián)地驅(qū)動。表1描述了可以用于激活圖2中各自的LED D1-D24的每一個的順序的例子。
表1LEDHS FET LS FET LED HS FET LS FETD1 Q1 Q6 D13 Q2 Q9D2 Q1 Q5 D14 Q2 Q8D3 Q1 Q4 D15 Q2 Q7D4 Q2 Q6 D16 Q3 Q9D5 Q2 Q5 D17 Q3 Q8D6 Q2 Q4 D18 Q3 Q7D7 Q3 Q6 D19 Q1 Q11D8 Q3 Q5 D20 Q1 Q10D9 Q3 Q4 D21 Q2 Q11D10Q1 Q9 D22 Q2 Q10D11Q1 Q8 D23 Q3 Q11D12Q1 Q7 D24 Q3 Q10根據(jù)表1和圖2所示的結(jié)構(gòu)中應意識到，對于每個HS裝置Q1-Q3的激活，可以基于相應激活選定的LS開關(guān)裝置Q4-Q11驅(qū)動任何數(shù)目的相關(guān)聯(lián)的LED。如此處所描述的，基于激活LS開關(guān)裝置的占空比以及耦合到各自的LED的外部限流電阻R1-R8可以控制照度。
0037寄存器68可進一步包括一個處于寄存器68內(nèi)的配置寄存器，其定義了關(guān)于可用的HS開關(guān)裝置Q1-Q3待實施的特定的多路復用方案。例如，圖2中的驅(qū)動器系統(tǒng)52可以被配置成按1:3的多路復用方案操作，其中每次循環(huán)使Q1-Q3能夠按預定順序開關(guān)。作為替代性方案，通過設置寄存器68的配置寄存器，可將系統(tǒng)52編程為按1:2的多路復用方案操作，使得每次循環(huán)Q3都被從開關(guān)序列中禁能。因此不同的多路復用方案為點亮不同規(guī)模的LED陣列提供可擴縮性。1:2的多路復用方案可以用于，例如，要求更大電流量的時候，此時占空比可以增加到高達50％的占空比?；蛘?，如果有很少的LED(例如，少于或等于16個LED)也可實施1:2的多路復用方案。
0038可以通過配置寄存器對各自的高側(cè)開關(guān)裝置的開關(guān)頻率進行編程或調(diào)整。例如，開關(guān)頻率可以被設置成作為振蕩器64產(chǎn)生的內(nèi)部主時鐘信號的函數(shù)預先確定比例的開關(guān)頻率，例如小于500Hz(例如，在60Hz到300Hz的范圍內(nèi))。
0039寄存器68的配置寄存器還可以用于設置各種能夠被驅(qū)動器系統(tǒng)52實施的可選的操作模式。例如，可以使能占空比補償，以將LS開關(guān)裝置Q4-Q11的占空比調(diào)整成電池電壓VBAT的函數(shù)，該電池電壓被提供作為驅(qū)動器系統(tǒng)52的未被調(diào)節(jié)的輸入?？梢愿鶕?jù)配置數(shù)據(jù)(例如，由微控制器72提供的)來使能或禁能占空比補償。
0040驅(qū)動器系統(tǒng)52還可包括診斷模塊90，其被耦合到一個或多個診斷傳感輸入92，94和96。診斷模塊90可操作地檢測有關(guān)系統(tǒng)50的保護情況。例如，在各自的高側(cè)開關(guān)裝置Q1-Q3的OFF狀態(tài)下，診斷模塊90可以監(jiān)測開路負載情況，而在它們的ON狀態(tài)下，可診斷短路負載。在圖2的例子中，診斷傳感輸入92-96可操作地在每個各自的高側(cè)開關(guān)裝置Q1-Q3的ON階段期間用于故障診斷的檢測。這樣，在本例中，由于三個通道被關(guān)聯(lián)到每個傳感輸入92-96，診斷模塊90能夠可操作地診斷系統(tǒng)50的多達總共九個不同的通道。
0041本領(lǐng)域技術(shù)人員應理解能夠被診斷模塊90監(jiān)測的各種其它類型的保護情況。例如，診斷模塊90可被耦合成監(jiān)測高側(cè)開關(guān)裝置Q1-Q3的操作，包括對地的短路情況，開路情況瞬變電壓或電流情況等等。也可對低側(cè)開關(guān)裝置Q4-Q11實施類似的監(jiān)測(例如，開路情況，短路情況，瞬變等等)。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應理解的是，根據(jù)診斷模塊90監(jiān)測到的保護情況，還可以實施各種類型的保護方案。這種保護還可以通過外部電路實施，例如微控制器72，和/或通過內(nèi)建于驅(qū)動器系統(tǒng)52中適當?shù)谋Ｗo機制內(nèi)部實施。
0042舉例說來，如果輸入電池電壓VBAT超過了過電壓閾值，驅(qū)動器系統(tǒng)52將禁能與其關(guān)聯(lián)的輸出。當電壓VBAT降低到特定范圍內(nèi)，并發(fā)出復位/低功率(low power)模式信號后，輸出可以被允許重新啟動。在例如驅(qū)動器系統(tǒng)52不能實施正確的占空比的情況下，欠壓和過壓閉塞功能可以用于保護耦合到驅(qū)動器系統(tǒng)的二極管。
0043診斷模塊90向LS控制系統(tǒng)62提供相應的輸出，用于設置寄存器塊68中合適的診斷寄存器。診斷寄存器的信息可通過總線74的數(shù)據(jù)輸出端78提供給微控制器72或其它輸出裝置?？赏ㄟ^例如設置相應的寄存器值來使能或禁能類似的熱關(guān)停功能。
0044另外，可以選擇性地使能或禁能欠壓或過壓閉塞功能，例如可通過編程寄存器68內(nèi)適當?shù)募拇嫫鳁l目來實現(xiàn)。通過使能電壓閉塞功能，驅(qū)動器系統(tǒng)52可以實施所需的系統(tǒng)關(guān)停，例如在電池電壓VBAT低于某個閾值的情況下。為了監(jiān)測電池電壓VBAT，驅(qū)動器系統(tǒng)52還可包括比較器84，其對電池電壓VBAT和參考電壓VREF進行比較。比較器84向復位模塊86提供相應的輸出信號。復位模塊86被耦合到低功率模式控制部件100。
0045低功率控制部件100還通過接線端102從微控制器72接收低功率輸入信號。如果通過復位模塊86或通過來自微控制器72的低功率模式輸入信號來拉低低功率部件100的輸入，則可以禁能驅(qū)動器系統(tǒng)52的輸出，這樣驅(qū)動器系統(tǒng)52的電流消耗將非常低(例如，在微安范圍內(nèi))。接線端102是雙向的，因為它可允許來自諸如微控制器的外部源的信號來禁能輸出，而且內(nèi)部故障檢測可以拉低該接線端以實現(xiàn)適當?shù)墓收媳Ｗo。
0046驅(qū)動器系統(tǒng)52能夠以各種不同的方式來降低相關(guān)聯(lián)的LEDD1-D24的強度。如上文所述，寄存器68的配置寄存器可被編程以設置HS和LS開關(guān)裝置的占空比，從而為各自LED D1-D24提供期望的照度。例如，根據(jù)編程到降低亮度配置寄存器中的值，可以實施一組預定的降低亮度的控制配置。
0047替代性地或附加地，還可以實施軟件控制，例如通過微控制器72來實現(xiàn)降低亮度的功能。作為例子，微控制器72或其它外部(或內(nèi)部)電路可以被配置成動態(tài)地調(diào)整由各自的高側(cè)開關(guān)裝置在其相應的ON周期內(nèi)提供的平均電流，例如基于VBAT信號的動態(tài)補償。如上文所述的，VBAT信號對應于驅(qū)動系統(tǒng)52所監(jiān)測的未被調(diào)節(jié)的輸入電源電壓。
0048作為進一步的例子，電池電壓可以變化，例如在約5V到約40V的范圍內(nèi)。由于VBAT的可能范圍，可將內(nèi)部占空比作為VBAT的函數(shù)加以調(diào)整以實現(xiàn)粗略的補償。此外，微控制器72可以對占空比做出更精細的調(diào)整，例如通過向輸入98提供PWM輸入控制。微控制器72或其它外部控制電路通過PWM輸入98實現(xiàn)的亮度降低，可以作為驅(qū)動器系統(tǒng)52內(nèi)部實現(xiàn)的現(xiàn)有的降低亮度控制的替代或補充。
0049在另一種實施方式中，可以選擇性地控制LS開關(guān)裝置Q4-Q11，以進一步控制通過LED的電流。例如，LS控制系統(tǒng)62可以被配置成通過控制各自的LS開關(guān)裝置Q4-Q11的柵極電壓來實現(xiàn)電流控制，從而實現(xiàn)期望的電流控制。這種電流控制的模式(例如，通過在三極管區(qū)域上操作一個或多個LS開關(guān)裝置Q4-Q11)可以被實施作為控制LS開關(guān)裝置脈沖寬度的替代的或附加的方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員應理解和意識到，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，基于此處的原理，可以實現(xiàn)各種模式的電流控制和PWM控制。通過實施這樣的關(guān)于LS開關(guān)裝置(和/或HS開關(guān)裝置)的電流控制，即使在VBAT變化時，也可以通過每個Q4-Q11提供期望的基本上調(diào)節(jié)平均的電流。
0050寄存器68還可以用于存儲狀態(tài)信息，其可以通過總線74的輸出線78提供給微控制器。作為例子，狀態(tài)寄存器68可被設置成識別過壓事件或欠壓事件、指示電壓VBAT以及指示熱關(guān)停事件。
0051結(jié)合圖3的時序圖，能夠更好地理解圖2的系統(tǒng)50的操作。在圖3中，用與各自的HS開關(guān)裝置Q1-Q3相關(guān)聯(lián)的每個輸出H1-H3來說明開關(guān)順序。還匯集了與LS開關(guān)裝置Q4-Q11相關(guān)聯(lián)的每個輸入L1-L8的開關(guān)波形。在圖3的例子中，假設同時操作每個低側(cè)開關(guān)裝置Q4-Q11(圖2中)，以便根據(jù)被實施的多路復用開關(guān)方案點亮最大數(shù)量的LED D1-D24。本領(lǐng)域技術(shù)人員應理解和意識到的是，通過在HS開關(guān)裝置Q1-Q3的相應操作期間，控制選定的低側(cè)開關(guān)裝置Q4-Q11，可選擇性地點亮任何一個LED D1-D24。選擇性的控制，例如，可以通過上面所描述的配置寄存器進行編程來控制。
0052如在圖3的例子中所描述的，每次循環(huán)內(nèi)，每個HS輸出H1-H3按預定順序被加電(通過將Q1-Q3分別激活到ON狀態(tài))一段標示為ton的時間段。在距H1激活的一預定延遲時間tdelay后，通過操作圖2的開關(guān)裝置Q4-Q11，在該循環(huán)的第一階段(標示為110)低側(cè)輸入L1-L8被激活。當H1和L1-L8在階段110內(nèi)被同時激活時，相應的LED D1、D2、D3、D10、D11、D12、D19和D20(圖2)被驅(qū)動以提供它們所期望的照明。例如，源自H1的約為120mA的峰值電流可以用于在激活階段110驅(qū)動各自的LED D1、D2、D3、D10、D11、D12、D19和D20。與L1-L8相關(guān)的激活階段110提供了期望的RMS電流(例如，120mA的峰值對應于約40mA的RMS)，其足以用于維持人眼所需的LED照明。在將H1無效或去激活為OFF狀態(tài)后，L1-L8可保持在ON狀態(tài)以允許剩余電流放電。
0053L1-L8轉(zhuǎn)換為OFF(在激活階段110的最后)后，隨著Q2被激活到ON狀態(tài)，H2被加電。H2被加電一個時間段ton。在H2被加電tdelay時間后，L1-L8在該循環(huán)的第二個激活階段112被再次激活到ON狀態(tài)。回到圖2，第二個激活階段112對應于驅(qū)動LED組56中的LED，相應地包括D4、D5、D6、D13、D14、D15、D21和D22。在該循環(huán)的后期，H2被撤銷加電，但L1-L8保持為ON狀態(tài)，以將來自D4、D5、D6、D13、D14、D15、D21和D22的剩余電流導向兩個電氣地。
0054在第二個激活階段112后無效L1-L8時，通過將Q3激活為ON狀態(tài)進入序列的下一部分來加電H3。與H1和H2一樣，H3可被加電一段ton時間。當實施適當?shù)南[時間延遲tdelay后，，L1-L8在該循環(huán)的第三個激活階段114被再次激活，用于接收來自相應的LED組58的電流，其包括LED D7、D8、D9、D16、D17、D18、D23和D24。對應于通過H3提供給LED D7、D8、D9、D16、D17、D18、D23和D24的平均RMS電流，可按期望強度點亮LED D7、D8、D9、D16、D17、D18、D23和D24。L1-L8的激活階段114在H3被撤銷加電后仍然保持，以導走或接收(sink)被激活的LED的剩余電流。
0055每次循環(huán)可以在低的開關(guān)頻率(例如，在約50Hz到300Hz的范圍內(nèi))重復上文的多路復用順序，從而按順序點亮各自的LED組。這樣，LED看起來是以期望強度保持照明，而不會有人眼可察覺的亮度降低。當然，如此處所描述的，可使任一個LED的亮度降低，例如為提供由微控制器確定的事件或條件的指示。舉例而言，可對LS開關(guān)裝置Q4-Q11進行脈寬調(diào)制(如116處所指示的)，以在激活階段110、112和114的一個或多個期間降低提供給LED的平均RMS電流。這樣PWM控制可以通過LS控制系統(tǒng)62實施，例如基于圖2的微控制72提供的配置信息。附加地或替代性地，通過控制用于操作圖2中各自LS(MOSFET)裝置Q4-Q11的三極管區(qū)域的柵極電壓來實施電流控制。
0056本領(lǐng)域技術(shù)人員應進一步意識到，可在LS裝置Q4-Q11，HS裝置Q1-Q3或同時在LS和HS裝置上實施各種PWM和/或電流控制的組合。例如，盡管圖3的波形描述了每個L1-L8在每個激活階段被同時激活，但替代性地，L1-L8中的一個或多個可以以某種順序被獨立地激活，例如每次循環(huán)在各自的激活階段的不同選定部分期間。這樣的方法使得可以向關(guān)聯(lián)的負載裝置(如LED)提供更大的峰值電流。另外，采用這種方法，可能需要相應增加開關(guān)頻率，以提供每次循環(huán)內(nèi)通過裝置的足夠的平均RMS電流，以維持LED的期望照度。
0057圖4描述了圖3所描述的波形的選定部分的放大的視圖。具體地，圖4圖解說明了給定的LS開關(guān)裝置的開關(guān)順序，其被耦合到一個標識為LX的輸入，相對地開關(guān)對應于不同HS開關(guān)裝置的兩個HS輸出H1和H2。如上文所描述的，每個LED通道都是獨立可控的，因此根據(jù)后續(xù)階段中是否激活了該輸入，LS開關(guān)輸入的具體操作可能與圖4所示的不同。在圖4的例子中，假設LX在一次循環(huán)內(nèi)的兩個相鄰的激活階段被激活，在前一激活階段驅(qū)動與H1耦合的LED，而在下一激活階段驅(qū)動與H2耦合的不同的LED。
0058在圖4的例子中示出，當H1被從ON狀態(tài)無效到OFF狀態(tài)，大約10μs后LX被無效到OFF狀態(tài)。LX轉(zhuǎn)變?yōu)镺FF大約6ms后，H2被激活到ON狀態(tài)，從而為關(guān)聯(lián)的一組LED加電。通過實施消隱時間間隔tdelay(例如tdelay＝42μs)來延遲將LX轉(zhuǎn)為ON狀態(tài)，在該ON狀態(tài)，電流可流經(jīng)耦合到H2和LX的相應的LED。消隱時間tdelay被并入到通過低側(cè)開關(guān)裝置的控制中，例如根據(jù)LS和HS開關(guān)裝置的同步(例如由內(nèi)部振蕩器提供)。通過應用消隱時間間隔，可以減輕系統(tǒng)內(nèi)的其它LED的二極管電容放電。這進一步降低了可能由LED組55，56，58(圖2)的疊加引起的不希望的干擾，如果拉動太多電流其重疊可能會導致亮度降低。本領(lǐng)域技術(shù)人員應理解和意識到，圖4中所示和所描述的時間段的例子僅是為了解釋清楚而提供的，根據(jù)此處的思想，可以應用任何適當?shù)臅r序關(guān)系。
0059圖5描述了故障監(jiān)測系統(tǒng)150的例子，其可以被實施以提供與驅(qū)動器系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的診斷功能。可以理解，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，系統(tǒng)150可以被耦合(內(nèi)部或外部)以監(jiān)測由驅(qū)動器系統(tǒng)控制的任意數(shù)量的一個或多個的輸出通道的故障狀況。
0060故障監(jiān)測系統(tǒng)150包括診斷輸入節(jié)點152，其相應于圖2的輸入92-96。節(jié)點152被耦合到一個或多個關(guān)聯(lián)的LED 158的一個輸出，用于監(jiān)測短路接地的故障情況。LED 158被耦合到HS輸出159和診斷輸入152之間。當使能高側(cè)開關(guān)裝置154和相應的低側(cè)開關(guān)裝置156以驅(qū)動耦合到使能的高側(cè)和低側(cè)開關(guān)裝置之間的一個或多個LED 158時，故障監(jiān)測系統(tǒng)150可操作地監(jiān)測故障情況。診斷輸入節(jié)點152因此監(jiān)測LED 158和關(guān)聯(lián)的限流電阻RLIMIT之間的節(jié)點的電壓。輸入152處的電壓信號被提供到比較器160的同相輸入。比較器比較節(jié)點152處監(jiān)測到的輸入電壓和對比電壓VCOMP。例如，對比電壓VCOMP可能等于VBAT和閾值電壓之差(VCOMP＝VBAT-閾值)。比較器160提供相應的輸出到故障濾波延遲模塊162。
0061診斷節(jié)點152可以被監(jiān)測，例如，監(jiān)控至少為1V的電壓以保證負載(即LED 158)被正確地連接到限流電阻RLIMIT。正常操作期間，節(jié)點152等于約VBAT-5V。另外，如果負載158發(fā)生短路，診斷輸入節(jié)點152處的電壓為約VBAT，這樣，比較器160的輸出將改變狀態(tài)。作為對比較器輸出改變狀態(tài)的響應，故障濾波延遲元件162提供相應的短路負載輸出(SL)。SL輸出可以被用來設置關(guān)聯(lián)的驅(qū)動器系統(tǒng)的SL寄存器的值。如此處所描述的，SL寄存器的值可以作為相應的微控制器的故障輸出狀態(tài)來提供。
0062故障監(jiān)測系統(tǒng)150還可操作地為一個或多個通道監(jiān)測開路情況。為此，低側(cè)開關(guān)裝置156(例如，Q4-Q6)的柵極被耦合到相應的開路檢測電路164。開路檢測電路164包括開關(guān)裝置(例如MOSFET)166，其與相應的低側(cè)開關(guān)裝置156并聯(lián)耦合。開關(guān)裝置156和166的柵極被耦合到一起，且裝置166與位于低側(cè)輸入端167和地之間的電阻(ROPEN)串聯(lián)耦合。
0063對應于ROPEN上的電壓的相應電壓VOPEN，被提供為比較器168的輸入。比較器168將VOPEN與參考電壓Vref比較，以確定在負載電流中是否存在干擾，例如由于關(guān)聯(lián)到LED 158的開路情況引起的干擾。因此，如果VOPEN降到低于Vref的閾值，比較器168的輸出將改變狀態(tài)。比較器168提供相應的輸出信號給故障濾波延遲元件162，以表明比較器是否檢測到關(guān)聯(lián)到LED 158的開路情況。故障濾波延遲元件162提供相應的開路負載輸出信號(OL)以設置關(guān)聯(lián)的驅(qū)動器系統(tǒng)的相應的OL寄存器的值。如此處所描述的，OL寄存器的值可以被提供作為輸入到相應微控制器的故障輸出狀態(tài)。
0064故障濾波延遲元件162可以濾波來自比較器160和168的各個信號，以減少錯誤報告，例如那些由延長的開關(guān)時間和快速瞬變現(xiàn)象引起的錯誤報告。因此，基于高側(cè)使能(Hx En)和低側(cè)使能(Ly En)信號170和172，激活故障濾波延遲元件162以實施相應的診斷功能，所述使能信號被提供給故障濾波延遲元件162用于正被監(jiān)測的各自的通道。假設被監(jiān)測的具體通道(一個或多個)的適當?shù)母邆?cè)和低側(cè)開關(guān)被激活，監(jiān)測系統(tǒng)150可以報告故障狀況。本領(lǐng)域技術(shù)人員應理解的是，可以連同根據(jù)本發(fā)明一個方面實現(xiàn)的驅(qū)動器系統(tǒng)來實現(xiàn)各種其它的故障監(jiān)測診斷。狀態(tài)寄存器的值可以用于向相應的微控制器或其它用于實施適當?shù)墓收媳Ｗo措施的電路提供診斷狀態(tài)信息。
0065圖6描述了驅(qū)動器系統(tǒng)200的一部分的電路圖的例子，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，其可操作地提供反向電池保護。系統(tǒng)200包括HS開關(guān)裝置202，其被配置成提供反向電池保護(例如，在電源電壓VBAT的極性被倒置時保護系統(tǒng))。開關(guān)裝置202包括一對MOSFET裝置204和206，它們的柵極連接在一起接收HS控制信號。如此處所描述的，HS控制信號可以從HS柵極控制(例如，驅(qū)動器)中提供。MOSFET器件204和206被并聯(lián)排列，其各自的源極耦合在一起。MOSFET 204的漏極被連接到VBAT而MOSFET 206的漏極耦合到一個或多個負載208。根據(jù)LS系統(tǒng)210的激活情況，一個或多個負載208可以選擇性地被加電通電流。根據(jù)一個或多個LS控制信號(例如來自LS驅(qū)動器或控制系統(tǒng))來控制LS系統(tǒng)210，所述LS控制信號確定經(jīng)過包括負載208的一個或多個(P)通道中每個通道的電流。例如此處所期望的，可通過PWM和/或電流控制LS系統(tǒng)210，以提供穿過每個P通道的期望電流。
0066每個MOSFET 204和206還包括一個寄生二極管，它們分別被清楚地示于212和214處。MOSFET 204和206被配置成，如果控制信號激活MOSFET且VBAT為正，則HS裝置202可以將電流通過MOSFET輸送到負載。如果VBAT的極性被弄反，例如在不正確地連接汽車的電池或其它VBAT的源的導線時會發(fā)生這種情況，那么電流將無法傳導經(jīng)過HS裝置202。當VBAT為負時，無論HS控制是否被激活為高，由于MOSFET 206及其關(guān)聯(lián)的二極管未被偏置成導通狀態(tài)，HS裝置202均為非導通狀態(tài)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應理解和意識到，其它配置和保護方案也可以用于在驅(qū)動器系統(tǒng)200中提供適當?shù)姆聪螂姵乇Ｗo，它們均落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于控制多個負載裝置的系統(tǒng)，包括高側(cè)系統(tǒng)，其可操作地提供與至少兩個相關(guān)聯(lián)的輸出有關(guān)的電流；低側(cè)系統(tǒng)，其可操作地導走與多個相關(guān)聯(lián)的輸入有關(guān)的電流；以及控制系統(tǒng)，其根據(jù)多路復用方案控制所述高側(cè)系統(tǒng)和所述低側(cè)開關(guān)，以可操作地向連接在所述相關(guān)聯(lián)的輸出和所述相關(guān)聯(lián)的輸入之間的所述多個負載裝置中選定的負載裝置提供電流；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述高側(cè)系統(tǒng)進一步包括至少兩個開關(guān)裝置，所述控制系統(tǒng)執(zhí)行所述多路復用方案，以按順序操作所述高側(cè)系統(tǒng)的所述至少兩個開關(guān)裝置，從而在每次循環(huán)期間，向所述選定的負載裝置提供基本上已調(diào)節(jié)的平均電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述控制系統(tǒng)根據(jù)每次循環(huán)內(nèi)被操作的所述高側(cè)系統(tǒng)的開關(guān)裝置的數(shù)量來執(zhí)行所述多路復用方案。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述低側(cè)系統(tǒng)進一步包括多個低側(cè)開關(guān)裝置，所述控制系統(tǒng)操作所述低側(cè)系統(tǒng)的選定的低側(cè)開關(guān)裝置，以在每次循環(huán)中多個激活階段的每一個中，對應于所述高側(cè)開關(guān)系統(tǒng)的所述開關(guān)裝置中的一個給定開關(guān)裝置的相應操作，控制基本上已調(diào)節(jié)的平均電流在所述選定的低側(cè)開關(guān)裝置的相關(guān)聯(lián)的輸入處被導走。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述控制系統(tǒng)使用至少一個可變脈寬和可變電流控制來操作所述低側(cè)系統(tǒng)的選定的低側(cè)開關(guān)裝置，以便控制所述選定的低側(cè)開關(guān)裝置的操作，以在每次循環(huán)期間，導走與關(guān)聯(lián)到所述選定低側(cè)開關(guān)裝置的輸入有關(guān)的基本上已調(diào)節(jié)的平均電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述高側(cè)系統(tǒng)進一步包括至少兩個高側(cè)開關(guān)裝置；且所述低側(cè)系統(tǒng)進一步包括多個低側(cè)開關(guān)裝置，所述控制系統(tǒng)根據(jù)所述多路復用方案，控制用于操作所述高側(cè)開關(guān)裝置和低側(cè)開關(guān)裝置的占空比和順序，從而在每次循環(huán)期間，向所述多個負載中的每一個提供基本上已調(diào)節(jié)的平均電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述占空比具有與每次循環(huán)所述控制系統(tǒng)操作的所述高側(cè)開關(guān)裝置的數(shù)量呈函數(shù)關(guān)系。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述高側(cè)開關(guān)裝置包括M個開關(guān)裝置，其中M是表示高側(cè)開關(guān)裝置數(shù)量的大于或等于2的正整數(shù)，而所述低側(cè)開關(guān)裝置包括N個開關(guān)裝置，其中N是表示低側(cè)開關(guān)裝置的數(shù)量大于或等于1的正整數(shù)，且N不同于M。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中M*N定義了所述系統(tǒng)能夠獨立驅(qū)動的多個負載裝置的最大數(shù)量。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其進一步包括故障監(jiān)測系統(tǒng)，其可操作地檢測有關(guān)所述低側(cè)系統(tǒng)、所述高側(cè)系統(tǒng)以及至少一些所述多個負載裝置中至少一個的保護情況。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其進一步包括保護裝置，其響應所述故障監(jiān)測系統(tǒng)檢測到的保護情況，對所述高側(cè)系統(tǒng)、所述低側(cè)系統(tǒng)以及至少一些所述多個負載中的至少一個實施保護。
12.一種集成電路，其包括權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)。
13.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)與包括多個負載裝置的負載形成的組合，所述負載裝置被耦合到所述相關(guān)聯(lián)的輸出和所述相關(guān)聯(lián)的輸入之間，其中所述高側(cè)系統(tǒng)進一步包括多個高側(cè)開關(guān)裝置；且所述低側(cè)裝置進一步包括多個低側(cè)開關(guān)裝置；所述外部負載包括多個發(fā)光二極管LED，所述多個LED被布置成至少兩組LED，所述至少兩組LED中的每一組被耦合到所述相關(guān)聯(lián)的輸出中的一個，以被所述多個高側(cè)開關(guān)裝置中各自的一個所驅(qū)動，所述至少兩組LED中每一組中的LED被耦合到所述低側(cè)系統(tǒng)的多個低側(cè)開關(guān)裝置中相關(guān)聯(lián)的一個以導走電流；以及根據(jù)所述多路復用方案，所述控制系統(tǒng)控制所述高側(cè)開關(guān)裝置和所述低側(cè)開關(guān)裝置，以提供基本上已調(diào)節(jié)的平均電流，用于選擇性地操作所述多個LED。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的組合，其中所述控制系統(tǒng)控制所述高側(cè)和低側(cè)開關(guān)裝置的占空比和順序，從而以低于約500Hz的開關(guān)頻率選擇性地操作所述多個LED。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的組合，其進一步包括限流電阻，其被耦合到每個所述低側(cè)開關(guān)裝置和至少一些所述至少兩組二極管中的LED之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的組合，其中每個所述高側(cè)開關(guān)裝置和所述低側(cè)開關(guān)裝置包括至少一個晶體管。
17.一種發(fā)光二極管系統(tǒng)，包括驅(qū)動器系統(tǒng)，其包括一組高側(cè)開關(guān)裝置；一組低側(cè)開關(guān)裝置；控制系統(tǒng)，其根據(jù)多路復用方案在每次循環(huán)內(nèi)控制所述高側(cè)開關(guān)裝置組和所述低側(cè)開關(guān)裝置組中的選定開關(guān)裝置的操作；和多個發(fā)光二極管LED，其被布置成至少兩組LED，至少兩個所述高側(cè)開關(guān)裝置中的每一個被耦合，以驅(qū)動所述至少兩組LED中相關(guān)聯(lián)的一組中的LED，所述低側(cè)開關(guān)裝置被耦合成，導走來自所述至少兩組LED中的LED的電流，基于所述控制系統(tǒng)對選定的開關(guān)裝置的操作，至少一些所述LED中的選定子集被選擇性地按開關(guān)頻率操作點亮。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，進一步包括一個限流電阻，其被耦合到每個所述低側(cè)開關(guān)裝置和至少一些所述至少兩組LED中的相應LED之間。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述控制系統(tǒng)控制所述高側(cè)開關(guān)裝置和所述低側(cè)開關(guān)裝置以低于約500Hz的開關(guān)頻率選擇性地操作所述LED中被選定的子集，使得每次循環(huán)內(nèi)向所述LED的被選定的子集提供基本上已調(diào)節(jié)的平均電流。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述多路復用方案根據(jù)每次循環(huán)內(nèi)所述控制系統(tǒng)操作的所述高側(cè)開關(guān)裝置的數(shù)量變化。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述控制系統(tǒng)在每次循環(huán)多個激活階段的每個激活階段中，相對于所述高側(cè)開關(guān)裝置中一個給定的高側(cè)開關(guān)裝置的操作，控制被選定的低側(cè)開關(guān)裝置，以提供通過所述LED的基本上已調(diào)節(jié)的平均電流。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中所述控制系統(tǒng)在每次循環(huán)多個激活階段的每個激活階段期間，以可變脈寬和消隱間隔操作所述被選定的低側(cè)開關(guān)裝置，以基本上調(diào)節(jié)每次循環(huán)通過所述LED的平均電流。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中每個所述高側(cè)開關(guān)裝置和每個所述低側(cè)開關(guān)裝置包括至少一個晶體管，所述控制系統(tǒng)可操作地向至少一個被選定的低側(cè)晶體管提供偏置控制信號，其用于基本上調(diào)節(jié)通過所述至少一個選定的低側(cè)晶體管的平均電流。
24.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述高側(cè)開關(guān)裝置包括M個開關(guān)裝置，其中M是表示高側(cè)開關(guān)裝置數(shù)量的大于或等于2的正整數(shù)，所述低側(cè)開關(guān)裝置組包括N個開關(guān)裝置，其中N是表示低側(cè)開關(guān)裝置數(shù)量的大于或等于1的正整數(shù)，且N大于M。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中M和N的和(M+N)小于LED的數(shù)量，且M*N定義了所述系統(tǒng)內(nèi)的LED的最大數(shù)量。
26.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其進一步包括一個故障檢測系統(tǒng)，其可操作地檢測關(guān)于至少一些LED的保護情況。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其中所述控制系統(tǒng)響應所述故障檢測系統(tǒng)檢測到的保護情況，可操作地執(zhí)行對所述高側(cè)開關(guān)裝置、所述低側(cè)開關(guān)裝置以及所述LED中至少一個的保護。
28.一種用于驅(qū)動多個發(fā)光二極管LED的系統(tǒng)，包括用于向所述多個LED中的至少一些提供電流的裝置；用于根據(jù)占空比對所述提供電流的裝置進行控制的裝置；用于導走來自所述多個LED中相關(guān)聯(lián)的一個LED的電流的裝置；以及相對于所述提供電流的裝置的操作來控制所述導走電流的裝置的裝置，其以相應的開關(guān)頻率操作至少一些所述多個LED的選定子集，在每次循環(huán)內(nèi)提供通過所述選定的LED子集的LED的基本已調(diào)節(jié)的平均電流，以此為所述選定的LED子集的LED提供期望的照度。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，進一步包括檢測與所述系統(tǒng)的至少一部分相關(guān)的故障情況的裝置。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，進一步包括響應檢測到的故障情況，對所述系統(tǒng)的至少一些元件進行保護的裝置。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，進一步包括提供消隱時間間隔的裝置，以在每次循環(huán)的每個激活階段內(nèi)相對于所述用于提供電流的裝置的操作，延遲所述導走電流的裝置的操作。
32.根據(jù)權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，進一步包括用于限制每次循環(huán)內(nèi)經(jīng)過所述LED的電流的電阻性裝置。
33.根據(jù)權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，進一步包括用于對所述系統(tǒng)的操作參數(shù)進行編程的裝置。
全文摘要
一種用于控制多個負載裝置的系統(tǒng)，其包括一個高側(cè)系統(tǒng)，所述高側(cè)系統(tǒng)可操作地提供與至少兩個相關(guān)聯(lián)的輸出有關(guān)的電流。一個低側(cè)系統(tǒng)可操作地導走與多個相關(guān)聯(lián)的輸入有關(guān)的電流。一個控制系統(tǒng)根據(jù)多路復用方案來控制高側(cè)系統(tǒng)和低側(cè)系統(tǒng)，所述多路復用方案可操作地向連接在相關(guān)聯(lián)的輸出和相關(guān)聯(lián)的輸入之間的多個負載裝置中選定的負載裝置提供電流。所述系統(tǒng)可被實施為用于驅(qū)動多個負載的集成電路，所述多個負載可包括LED。
文檔編號G05F1/00GK1961266SQ200580017131
公開日2007年5月9日 申請日期2005年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月26日
發(fā)明者S·M·帕特爾, Z·J·拉塔, R·泰格加茲 申請人:德克薩斯儀器股份有限公司