本公開涉及一種用于驅(qū)動諸如led或led陣列之類的負(fù)載的驅(qū)動器電路，諸如降壓轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)：

編碼光指的是由此在由光源（諸如日常照明器）發(fā)射的可見光中嵌入數(shù)據(jù)的技術(shù)。在此類照明器的情況下，光因此包括用于照亮諸如房間之類的目標(biāo)環(huán)境（通常是光的主要目的）的可見照明貢獻(xiàn)以及用于向環(huán)境中提供信息的嵌入信號。為此，光被以一定的一個(gè)或多個(gè)調(diào)制頻率（優(yōu)選地足夠高的頻率）調(diào)制從而超過人類感知且因此不影響主要照明功能?？梢允褂脤Ｓ镁幋a光源來發(fā)射數(shù)據(jù)也是可能的，在這種情況下調(diào)制可以或可以不超過人類感知。

編碼光可以被用于許多應(yīng)用。例如，嵌入光中的數(shù)據(jù)可以包括發(fā)射該光的光源的標(biāo)識符。此標(biāo)識符然后可以在調(diào)試階段中被用來識別來自每個(gè)照明器的貢獻(xiàn)，或者在操作期間可以用來識別照明器以便對其進(jìn)行遙控（例如經(jīng)由rf反向信道）。在另一示例中，通過提供光源的標(biāo)識符與已知位置之間的映射和/或與位置相關(guān)聯(lián)的其它信息，可以將該識別用于導(dǎo)航或其它基于位置的功能。在這種情況下，接收到光（例如通過內(nèi)置相機(jī)）的諸如移動電話或平板電腦之類的移動裝置可以檢測到嵌入的標(biāo)識符并將其用來查找被映射到該標(biāo)識符的相應(yīng)位置和/或其它信息（例如在通過諸如因特網(wǎng)之類的網(wǎng)絡(luò)訪問的位置數(shù)據(jù)庫中）。在又另外的應(yīng)用中，可以將其它信息直接地編碼到光中（與基于嵌入光中的id來查找相反）。

為了操作，光源被連接到稱為驅(qū)動器的模塊，其負(fù)責(zé)向光源供應(yīng)電力，從而生成處于所需水平的光輸出，并且還負(fù)責(zé)調(diào)制輸出，從而在編碼光的情況下將數(shù)據(jù)編碼成光。通常，驅(qū)動器被并入與光源本身相同的照明器單元中。例如，在基于led的照明器的情況下，被置于印刷電路板上的led可以被作為負(fù)載連接到led驅(qū)動器，并且led從而生成所需的光水平以及發(fā)射由led驅(qū)動器生成的一個(gè)或多個(gè)編碼光消息（例如基于由在微控制器上運(yùn)行的軟件生成的數(shù)據(jù)信號）。

led驅(qū)動器通常由一個(gè)或多個(gè)開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器（諸如降壓轉(zhuǎn)換器）組成。被直接地連接到led負(fù)載的此（輸出）轉(zhuǎn)換器被用來調(diào)制用于編碼光的led電流。存在用以調(diào)制led電流和因此的光強(qiáng)度的不同方式。用于將數(shù)據(jù)調(diào)制到光中的已知技術(shù)包括脈寬調(diào)制（pwm）以及頻率調(diào)制。pwm是在固定頻率下執(zhí)行的，離散占空循環(huán)水平對應(yīng)于編碼光消息中的邏輯水平。另一方面在頻率調(diào)制中，離散頻率水平對應(yīng)于編碼光消息中的邏輯水平。另一編碼光調(diào)制技術(shù)是振幅調(diào)制（am），其中離散振幅水平對應(yīng)于編碼光消息中的邏輯水平。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本文中公開的一個(gè)方面，提供了一種用于驅(qū)動負(fù)載的電路，該電路包括用于將電路連接到負(fù)載的輸出電路、被布置成從電源向負(fù)載供電的開關(guān)電路以及控制電路。輸出電路包括一個(gè)或多個(gè)儲能組件。所述開關(guān)電路被布置成通過經(jīng)由輸出電路的儲能組件中抵抗電流變化的至少一個(gè)儲能組件供應(yīng)電流或者跨輸出電路的儲能組件中抵抗電壓變化的至少一個(gè)儲能組件施加電壓來從電源向負(fù)載供電。控制電路被布置成控制開關(guān)電路，以促使所述電流或電壓在上包絡(luò)與下包絡(luò)之間振蕩。此外，所述控制電路被配置成通過使上包絡(luò)在至少第一振幅水平與第二振幅水平之間移動并通過使下包絡(luò)同時(shí)地在相同方向上移動相同的量來將數(shù)據(jù)調(diào)制到所述電流或電壓中。

如下面將在具體實(shí)施方式部分中更詳細(xì)地舉例說明的，上包絡(luò)和下包絡(luò)一起的此移動有利地允許開關(guān)頻率在施加振幅調(diào)制時(shí)保持恒定。此外，與僅使包絡(luò)中的單一一個(gè)步進(jìn)相比，可以將施加于兩個(gè)包絡(luò)的振幅步幅減半，這在磁性元件及其它組件中引起較少的應(yīng)力。

優(yōu)選地，上包絡(luò)對于所述水平中的每一個(gè)而言在零以上，并且下包絡(luò)對于所述水平中的每一個(gè)而言在零以下。這有利地允許零電壓開關(guān)（例如準(zhǔn)諧振零電壓開關(guān)）。

所述一個(gè)或多個(gè)儲能組件可以至少包括電感器，所述開關(guān)電路被布置成通過經(jīng)由電感器來供應(yīng)所述電流而向負(fù)載供電，并且所述控制電路被布置成促使所述電流在上包絡(luò)和下包絡(luò)之間振蕩，并且通過上包絡(luò)和下包絡(luò)的所述移動來將數(shù)據(jù)調(diào)制到所述電流中。在實(shí)施例中，所述一個(gè)或多個(gè)儲能組件可以包括所述電感器和被一起布置在濾波器結(jié)構(gòu)中以使供應(yīng)給負(fù)載的電流平滑化的電容器。

替換地，所述一個(gè)或多個(gè)儲能組件可以至少包括電容器，所述開關(guān)電路被布置成通過跨電容器供應(yīng)所述電壓而向負(fù)載供電，并且所述控制電路被布置成促使所述電壓在上包絡(luò)和下包絡(luò)之間振蕩，并且通過上包絡(luò)和下包絡(luò)的所述移動來將數(shù)據(jù)調(diào)制到所述電壓中。在實(shí)施例中，所述一個(gè)或多個(gè)儲能組件可以包括所述電容器和被一起布置在濾波器結(jié)構(gòu)中以使跨負(fù)載施加的電壓平滑化的電感器。

?在實(shí)施例中，所述控制電路可以包括第一比較器和第二比較器，所述第一比較器被布置成通過將所述電流或電壓的反饋與上參考信號相比較而將振蕩限制于上包絡(luò)，并且所述第二比較器被配置成通過將所述電流或電壓的反饋與下參考信號相比較而將振蕩限制于下包絡(luò)。

在實(shí)施例中，上包絡(luò)和下包絡(luò)的所述移動可以被軟件控制。例如，軟件可以通過控制上參考信號和下參考信號來控制所述移動。

在實(shí)施例中，所述開關(guān)電路可以包括用于將輸出電路連接到所述電源的上電壓源軌的高側(cè)開關(guān)以及用于將輸出電路連接到所述電源的下電壓源軌的低側(cè)開關(guān)；所述控制電路被配置成通過使高側(cè)開關(guān)有效來促使振蕩朝著上包絡(luò)斜升，并且通過使低側(cè)開關(guān)有效來促使振蕩朝著下包絡(luò)斜降。

在實(shí)施例中，所述負(fù)載可以包括光源，并且所述輸出電路被連接成驅(qū)動所述光源。例如，所述光源可以至少包括一個(gè)led。

在實(shí)施例中，所述電路可以采取降壓轉(zhuǎn)換器的形式。

根據(jù)本文中公開的另一方面，提供了一種用于控制驅(qū)動器電路的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品被存儲在至少一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上和/或可經(jīng)由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)下載；其中：所述驅(qū)動器電路可操作用于通過經(jīng)由抵抗電流變化的至少一個(gè)儲能組件供應(yīng)電流或跨抵抗電壓變化的至少一個(gè)儲能組件施加電壓而從電源向負(fù)載供電，并且述驅(qū)動器電路包括可操作用于促使所述電流或電壓在上包絡(luò)與下包絡(luò)之間振蕩的控制電路；并且所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括代碼，該代碼被配置成當(dāng)在一個(gè)或多個(gè)處理器上執(zhí)行時(shí)控制所述控制電路通過使上包絡(luò)在至少第一振幅水平與第二振幅水平之間移動并通過使下包絡(luò)同時(shí)地在相同方向上移動相同的量來將數(shù)據(jù)調(diào)制到所述電流或電壓中。

根據(jù)本文中公開的另一方面，提供了一種驅(qū)動負(fù)載的方法，該方法包括：通過經(jīng)由包括一個(gè)或多個(gè)儲能組件的輸出級的儲能組件中抵抗電流變化的至少一個(gè)儲能組件供應(yīng)電流或者跨包括一個(gè)或多個(gè)儲能組件的輸出級的儲能組件中抵抗電壓變化的至少一個(gè)儲能組件施加電壓，經(jīng)由所述輸出級從電源向負(fù)載供電；促使所述電流或電壓在上包絡(luò)與下包絡(luò)之間振蕩；以及通過使上包絡(luò)在至少第一振幅水平與第二振幅水平之間移動并通過使下包絡(luò)同時(shí)地在相同方向上移動相同的量來將數(shù)據(jù)調(diào)制到所述電流或電壓中。

附圖說明

為了幫助理解本公開并示出如何可以將實(shí)施例付諸實(shí)施，通過示例的方式對附圖進(jìn)行參考，在所述附圖中：

圖1a是示出了供應(yīng)給負(fù)載的電流的曲線圖的示意性草圖，

圖1b是示出了供應(yīng)給負(fù)載的電流的曲線圖的另一示意性草圖，

圖2是示出了供應(yīng)給負(fù)載的電流的曲線圖的另一示意性草圖，

圖3是用于驅(qū)動負(fù)載的驅(qū)動器電路的示意性電路圖，

圖4是用于驅(qū)動負(fù)載的驅(qū)動器電路的另一示意性電路圖，

圖5是示出了供應(yīng)給負(fù)載的電流相對于驅(qū)動器電路中的電壓的時(shí)序的示意性時(shí)序圖，

圖6是示出了供應(yīng)給負(fù)載的電流相對于驅(qū)動器電路中的電壓的時(shí)序的示波器描跡，

圖7是照明器的示意性框圖，以及

圖8a至8d是示出了在準(zhǔn)諧振零電壓開關(guān)中涉及到的電路的示意圖。

具體實(shí)施方式

圖4示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的驅(qū)動器電路300的示例，用于驅(qū)動led（或led組）發(fā)射編碼光。圖3是同一電路的簡化形式的等效圖。在所示示例中，電路300采取同步雙開關(guān)降壓轉(zhuǎn)換器的形式，在xitanium75wled驅(qū)動器中可以找到類似和/或等效電路，或者事實(shí)上如可以被用于其它驅(qū)動器的。在實(shí)施例中，將公開的編碼光功能添加到xitanium75wled驅(qū)動器僅要求固件更新，類似于用于智能電話或平板電腦的更新。不需要改變硬件，并且同樣地還可以用編碼光能力將早先安裝的led驅(qū)動器升級。然而，將認(rèn)識到的是這僅僅是一個(gè)示例，并且采取純硬件或者硬件和軟件（諸如固件）的組合的其它實(shí)施方式是可能的。

電路300包括第一高側(cè)電子開關(guān)（例如mosfet）sw1、第二低側(cè)電子開關(guān)（例如另一mosfet）sw2以及感測電阻器rs1，該感測電阻器rs1被串聯(lián)連接在電源的上電源軌與下電源軌之間，在這種情況下分別地在正電壓vbus與地之間（但是將認(rèn)識到的是電源軌的其它布置是可能的，例如正電源軌和負(fù)電源軌）。每個(gè)開關(guān)sw1和sw2具有第一導(dǎo)電端子、第二導(dǎo)電端子和用于控制電流是否可以在第一和第二導(dǎo)電端子之間流動的開關(guān)端子（例如，在如所示的n溝道m(xù)osfet的情況下，這些分別是漏極、源極和柵極）。高側(cè)開關(guān)sw1使其第一導(dǎo)電端子被連接到上電源軌vbus，并且其第二導(dǎo)電端子被連接到低側(cè)開關(guān)sw2的第一導(dǎo)電端子。低側(cè)開關(guān)sw2使其第二導(dǎo)電端子被連接到感測電阻器rs1的第一端子，并且感測電阻器rs1的另一端子被連接到下電源軌（在本示例中連接到地）。因此，形成高側(cè)開關(guān)sw1與低側(cè)開關(guān)sw2之間的接頭（即連接高側(cè)開關(guān)sw1的第二導(dǎo)電端子與低側(cè)開關(guān)sw2的第一導(dǎo)電端子的導(dǎo)線）以及低側(cè)開關(guān)sw2與感測電阻器rs1之間的另一接頭（即將低側(cè)開關(guān)sw2的第二導(dǎo)電端子連接到感測電阻器rs1的第一端子的導(dǎo)線）。

電路300還包括輸出級，其包括多個(gè)儲能組件，在這種情況下為電感器l1和電容器c1。高側(cè)開關(guān)sw1與低側(cè)開關(guān)sw2之間的接頭被連接到電感器l1的第一端子，并且電感器l1的另一端子被連接到輸出線路304，該輸出線路304是到負(fù)載704的連接（還參見馬上將描述的圖7）。因此開關(guān)電路sw1、sw2可操作用于將負(fù)載704經(jīng)由電感器l1連接到上電源軌vbus或下電源軌（在這種情況下為地）。請注意，如稍后將更詳細(xì)地討論的，高側(cè)和低側(cè)開關(guān)sw1和sw2被交替地接通，使得當(dāng)一個(gè)關(guān)斷時(shí)另一個(gè)接通，并且反之亦然。

輸出線路304還被連接到電容器c1的第一端子，并且電容器c1的另一端子被連接到下電源軌（例如地），從而在輸出級中與電感器l1形成濾波器。

電路300還包括逐循環(huán)控制器302，其具有被連接成用第一開關(guān)信號vbuck_hi來控制高側(cè)開關(guān)sw1的開關(guān)端子的第一輸出端以及被連接成用第二開關(guān)信號vbuck_lo來控制低側(cè)開關(guān)sw2的開關(guān)端子的第二輸出端。在實(shí)施例中，這兩個(gè)連接都是經(jīng)由緩沖器404，例如fan7380。逐循環(huán)控制器302還可以具有被連接到零電壓檢測（zvd）電路406的輸入端的第三輸出端，zvd電路的輸出端被連接到高側(cè)開關(guān)sw1與低側(cè)開關(guān)sw2之間的接頭。zvd電路406是用硬件體現(xiàn)的測量/感測電路，其檢測跨開關(guān)sw1和sw2中任何一個(gè)的電壓是否是零或接近于零。

在實(shí)踐中，zvd輸出信號通常將是zvd電路輸入電壓的按比例縮小的拷貝。該縮放是逐循環(huán)控制器302所需要的，該逐循環(huán)控制器302只能處理某些電壓（例如5v）水平，而被連接到sw2的漏極/sw1的源極的zvd電路的輸入在vbus（通常相對于gnd而言至少400v）與gnd之間斜升和斜降。

另外，電路300包括第一比較器cp1和第二比較器cp2，第一比較器cp1的輸出端被連接到逐循環(huán)控制器302的第一輸入端，并且第二比較器cp2的輸出端被連接到逐循環(huán)控制器302的第二輸入端。比較器cp1和cp2中的每一個(gè)包括第一輸入端和用于與第一輸入端相比較的第二輸入端，分別地例如倒相輸入端（-）和非倒相輸入端（+）。電路300包括被連接成獲得在被高側(cè)開關(guān)sw1連接到上電源軌vbus時(shí)流過電感器l1的電流il的反饋的pcd（“正（峰值）電流檢測”）電路408和被連接成獲得在被低側(cè)開關(guān)sw2連接到下電源軌（在這里為地）時(shí)流過電感器l1的電流il的反饋的ncd（“負(fù)（峰值）電流檢測”）電路410。在實(shí)施例中，pcd電路408被連接成當(dāng)高側(cè)開關(guān)sw1正在導(dǎo)通時(shí)使用來自電感器l1上的次級繞組的電壓對電感器電流il進(jìn)行積分并且從而重構(gòu)電感器電流il，而ncd電路410被連接至低側(cè)開關(guān)sw2與感測電阻器rs1之間的接頭，從而通過測量當(dāng)?shù)蛡?cè)開關(guān)sw2正在導(dǎo)通時(shí)的通過感測電阻器rs1的電流來測量電感器電流il。然而，將認(rèn)識到的是用于獲得反饋的其它布置是可能的。

例如，pcd408電路可能被擴(kuò)展至也包括負(fù)峰值電流的檢測，使得ncd電路410在那種情況下被廢棄。pcd電路408將保持相同的次級繞組電壓作為輸入以便重構(gòu)電感器電流，但是將具有兩個(gè)輸出，一個(gè)到cp1且另一個(gè)連接到cp2。然而，在優(yōu)選實(shí)施方式中，pcd和ncd電路是基于用于檢測的兩個(gè)不同輸入源（即對于pcd而言來自電感器l1的次級繞組電壓和對于ncd而言跨感測電阻器rs1的電壓）的單獨(dú)解決方案。

pcd電路408被連接成向第一比較器cp1的輸入端中的一個(gè)（例如非倒相輸入端）供應(yīng)電感器電流il的其反饋。第一比較器cp1的另一輸入端（例如倒相輸入端）被連接成接收上參考信號vref_hi。ncd電路410被連接成向第二比較器cp2的輸入端中的一個(gè)（例如倒相輸入端）供應(yīng)電感器電流il的其反饋。第二比較器cp2的另一輸入端（例如非倒相輸入端）被連接成接收下參考信號vref_lo。在實(shí)施例中，第一和第二比較器cp1、cp2被連接成分別地從在處理器（諸如微處理器）上運(yùn)行的軟件接收上參考信號和下參考信號vref_hi、vref_lo。在實(shí)施例中，逐循環(huán)控制器302和比較器cp1、cp2被集成在運(yùn)行軟件以便生成上參考信號和下參考信號vref_hi和vref_lo的同一微控制器單元（mcu）402上。然而，并不是在所有可能實(shí)施例中情況都必須如此，例如vref_hi和vref_lo可以由與逐循環(huán)控制器302和/或比較器cp1、cp2分開的一個(gè)或多個(gè)處理器生成；或者vref_hi和vref_lo甚至可以由專用硬件電路或者可配置或可重配置電路（諸如pga或fpga）生成。

圖7示出了上下文中的圖3和4的電流300。在這里，電路300被集成在照明器702中。此類照明器702通常包括：一個(gè)或多個(gè)led板704，每個(gè)包括一個(gè)或多個(gè)led706，以及被連接成驅(qū)動一個(gè)或多個(gè)led板704的led706的至少一個(gè)led驅(qū)動器300；以及用于對從led706發(fā)出的光進(jìn)行引導(dǎo)和/或成形的任何光學(xué)板和/或其它光學(xué)材料或裝置以及用于支撐驅(qū)動器300、led板704和光學(xué)件的金屬框或其它框架或容納結(jié)構(gòu)。驅(qū)動器電路300被布置成經(jīng)由電源引線708來接收其電力供應(yīng)，并且經(jīng)由數(shù)字接口710來接收將被調(diào)制到光中的數(shù)據(jù)（以及任何其它數(shù)據(jù)，諸如調(diào)光水平）。

?根據(jù)本公開的實(shí)施例，led驅(qū)動器300被配置成用于編碼光（在實(shí)施例中僅通過軟件升級），并且當(dāng)然還以用戶請求的（調(diào)光）水平驅(qū)動被連接到其輸出端的led面板704。在編碼光的情況下，led電流將被調(diào)制（在這種情況下用振幅調(diào)制），因此調(diào)制發(fā)出的光。

相對于圖1a、1b和2來討論電路300的操作。出于舉例說明的目的，考慮逐循環(huán)控制器302從被設(shè)置成邏輯高電平的vbuck_hi和被設(shè)置成邏輯低電平的vbuck_lo開始。這意味著高側(cè)開關(guān)sw1將被接通（導(dǎo)通），而低側(cè)開關(guān)sw2將被關(guān)斷（不導(dǎo)通）。因此，電感器l1被連接到上電源軌vbus，并且電流開始在從上電源軌vbus至負(fù)載704的方向上在電感器l1中斜升（增加）。在這一點(diǎn)發(fā)生的同時(shí)，第一比較器cp1將此電流的反饋（經(jīng)由pcd電路408接收到）與上參考信號vref_hi(例如由軟件供應(yīng)）相比較。請注意，該反饋可以是表示電流il的電壓信號。比較的結(jié)果被從第一比較器cp1輸出到逐循環(huán)控制器302。在時(shí)間tstep處，當(dāng)反饋達(dá)到上參考信號vref_hi的水平時(shí)，與要施加于電感器電流il的上包絡(luò)（上邊界）ienv_hi相對應(yīng)，然后逐循環(huán)控制器302將vbuck_hi設(shè)置成邏輯低并將vbuck_lo設(shè)置成邏輯高。這意味著高側(cè)開關(guān)sw1現(xiàn)在將被關(guān)斷（不導(dǎo)通），而低側(cè)開關(guān)sw2將被接通（導(dǎo)通）。因此，電感器l1現(xiàn)在被連接到下電源軌（例如地），并且電流開始在電感器l1中斜降（減?。ㄔ趫D1b和2的情況下，最后反向成在從負(fù)載704至下電源軌的方向上流動）。在這一點(diǎn)發(fā)生的同時(shí)，第二比較器cp2將此電流的反饋（經(jīng)由ncd電路410接收到）與上參考信號vref_lo(例如由軟件供應(yīng)）相比較。比較的結(jié)果被從第二比較器cp2輸出到逐循環(huán)控制器302。一旦反饋達(dá)到下參考信號vref_lo的水平，與要施加于電感器電流il的下包絡(luò)（下邊界）ienv_lo相對應(yīng)，然后逐循環(huán)控制器302將vbuck_hi設(shè)置回到邏輯高并將vbuck_lo設(shè)置回到邏輯低。因此，該過程循環(huán)地重復(fù)，電感器il中的電流il在上包絡(luò)和下包絡(luò)水平ienv_hi和ienv_lo之間振蕩。

在實(shí)施例中，電感器電流il的檢測被分成兩個(gè)電路，一個(gè)用于檢測正（pcd電路408）且一個(gè)用于檢測負(fù)峰值電感器電流（ncd電路410）。下面是這兩個(gè)電路的描述。

pcd電路408使用來自電感器l1上的次級繞組的電壓對開關(guān)sw1正在導(dǎo)通時(shí)的電感器電流進(jìn)行積分和重構(gòu)。來自mcu402的驅(qū)動信號vbuck_hi被用來在開始下一積分循環(huán)之前適當(dāng)?shù)貙⒎e分電路元件、電容器重置。當(dāng)測量的峰值電流超過正峰值電流參考時(shí)，高側(cè)開關(guān)sw1被關(guān)斷。如下面將進(jìn)一步討論的，在正峰值電流參考之上疊加各步幅以便實(shí)現(xiàn)編碼光。正峰值電感器電流和因此的led電流以及因此的發(fā)射光水平將跟隨這些步幅。

?ncd電路410使用來自與開關(guān)sw2串聯(lián)的感測電阻器rs1的信息來重構(gòu)并測量開關(guān)sw2正在導(dǎo)通時(shí)的負(fù)電流。將測量的電流與負(fù)峰值電流參考電平相比較，并且當(dāng)超過下峰值時(shí)，將開關(guān)sw2關(guān)斷。類似于正峰值參考，向此參考應(yīng)用用于編碼光的電流步幅；并且因此負(fù)峰值電感器電流和因此的led電流和因此的光水平將跟隨。

電路300可以被描述為“滯后”降壓器。滯后是電路的性質(zhì)，由此輸出不僅取決于電路的當(dāng)前輸入，而且取決于其過去輸入的歷史（在這種情況下由于儲能組件l1和c1的原因）。名稱“滯后”降壓指的是在兩個(gè)預(yù)定水平（在這里為用于正和負(fù)峰值電感器電流的參考電平）之間斜升和斜降的電感器電流的滯后性質(zhì)。

電感器電流在上參考電流水平和下參考電流水平之間的循環(huán)意味著可能存在的vbus上的擾動并未同樣地影響循環(huán)振幅（因?yàn)槟鞘怯缮舷聟⒖贾狄?guī)定的），并且因此平均（輸出）電流、即led電流并未受到vbus上的擾動的影響，雖然循環(huán)/開關(guān)頻率可能/將會受到影響。因此，vbus擾動與滯后降壓的led電流的抑制比是非常好的。

在實(shí)施例中，電感器l1與同負(fù)載704并聯(lián)的電容器c1相連，因此形成濾波器，使得電流被以近似等于dc電流的平滑形式il'被供應(yīng)給負(fù)載704。替換地或另外，可以在輸出線路304與負(fù)載704之間連接另一濾波器電路（未示出）。

還請注意，雖然在圖3和4中未示出，在實(shí)施例中還可以提供負(fù)責(zé)控制led電流（平均電感器電流）的另一外部反饋環(huán)路。

出于編碼光的目的，通過對（窗口）比較器cp1和cp2（例如由軟件控制）的參考電平vref_hi和vref_lo進(jìn)行編碼，通過控制降壓轉(zhuǎn)換器的正和/或負(fù)峰值電感器電流ienv_hi和ienv_lo來實(shí)現(xiàn)調(diào)制。

這樣做的一個(gè)方式將是使下包絡(luò)ienv_lo保持在恒定的正電平（通過保持vref_lo恒定）；并且僅調(diào)制上包絡(luò)ienv_hi（通過控制vref_hi）以表示數(shù)據(jù)。例如，上包絡(luò)表示數(shù)據(jù)中的邏輯1，并且下包絡(luò)表示邏輯0（或者相反，或者更一般地，可以以類似方式將用于表示數(shù)據(jù)的其它符號調(diào)制到包絡(luò)中）。這在圖1a中圖示出。然而，這種技術(shù)存在許多問題。

?首先，在實(shí)施例中，可以優(yōu)選的是能夠利用零電壓開關(guān)（zvs），優(yōu)選地準(zhǔn)諧振zvs（qr-zvs）。出于本目的，零電壓開關(guān)意指僅在跨開關(guān)裝置（通常為mosfet）的電壓（在mosfet的情況下為漏源電壓）等于零的時(shí)刻接通此開關(guān)裝置。因此在圖3和4的示例中，這意味著在源漏電壓為零的時(shí)刻切換sw1和sw2。

為此，滯后降壓的優(yōu)選操作模式是邊界操作模式，即電感器電流il變成負(fù)以產(chǎn)生用于高側(cè)（mosfet）開關(guān)sw1的零開關(guān)條件。這在圖1b中圖示出。如可以看到的，下包絡(luò)ienv_lo現(xiàn)在自始至終保持為負(fù)（不同于圖1a中）。零電壓開關(guān)是期望的，因?yàn)楫?dāng)并未在零電壓條件下從高總線電壓vbus（例如在實(shí)施例中約400-500v）切換時(shí)，開關(guān)損耗可能相當(dāng)大。開關(guān)sw1和sw2被逐循環(huán)控制器302控制，該逐循環(huán)控制器302生成用于兩個(gè)開關(guān)的正確驅(qū)動信號從而使降壓器始終在邊界導(dǎo)通模式（臨界導(dǎo)通模式）下操作，即產(chǎn)生將使損耗最小化的零電壓開關(guān)條件。例如逐循環(huán)控制器302可以包括pwm發(fā)生器，其可以至少處理來自比較器cp1、cp2的事件以及一些其它信號（在圖4中未繪出）以保證邊界/臨界操作模式。

然而，即使用相對于圖1b公開的調(diào)制，仍存在要解決的一個(gè)或多個(gè)問題。

特別地，當(dāng)只有正峰值電流ienv_hi被調(diào)制時(shí)，結(jié)果是開關(guān)頻率（在上包絡(luò)和下包絡(luò)ienv_hi和ienv_lo之間來回振蕩的頻率）對于不同的邏輯電平而言是不同的，例如對于0與對于1是不同的。開關(guān)頻率的變化對光的質(zhì)量具有負(fù)面影響（led電流中的紋波），并且因此應(yīng)避免。

此外，為了出于編碼光的目的在led電流中實(shí)現(xiàn)一定的步幅x（例如10%），需要2倍的振幅變化（例如20%），這顯著地增加電感器中的應(yīng)力。再次地參考圖1b。

如圖2中所示，通過在同一時(shí)刻（tstep）在同一方向上以相同的量調(diào)制用于正峰值電感器電流ienv_hi和負(fù)峰值電感器電流ienv_lo的參考兩者，本公開的實(shí)施例提供了這些問題中的一者或兩者的解決方案。在這種情況下，開關(guān)頻率始終保持相同，因此led電流中的開關(guān)紋波將不會改變。因此，與其中僅對兩個(gè)參考中的一個(gè)進(jìn)行調(diào)制的情況相比，改善了光的質(zhì)量和編碼光的質(zhì)量。

此外，當(dāng)出于編碼光的目的將兩個(gè)參考電平改變了量x（例如10%）時(shí)，則平均電感器電流和因此的led電流也僅改變x（例如也是10%），因此限制了電感器l1中的應(yīng)力。亦即，為了在led電流中實(shí)現(xiàn)一定的步幅x（例如10%），只要求振幅的x的改變，而不是2x。

這樣，實(shí)現(xiàn)了滯后控制，其產(chǎn)生對平均輸出電流（即led電流）和因此的光的很好控制。

如所述，xitanium75wled驅(qū)動器的硬件允許借助于僅軟件更新來適配裝置功能，從而將根據(jù)本發(fā)明的編碼光功能添加到led驅(qū)動器的現(xiàn)有功能。在時(shí)間tstep處，兩個(gè)參考電平ienv_hi和ienv_lo以相等的振幅逐步增加，因此導(dǎo)致平均led電流的振幅的等價(jià)的逐步增加（至在當(dāng)前設(shè)定的led調(diào)光水平所需的總體平均值以上的水平）。通過設(shè)置用于正和負(fù)峰值電流兩者的參考電平逐步減小而以類似方式實(shí)現(xiàn)逐步減小，因此導(dǎo)致平均led電流的振幅的等價(jià)的逐步減小（至低于當(dāng)前設(shè)定的led調(diào)光水平所需的總體平均值的水平）。請注意，led電流對應(yīng)于光強(qiáng)度水平，并且編碼光在已調(diào)光水平下也是有效的。

編碼光振幅步幅被以等距離的固定間隔定時(shí)，并且可以在led驅(qū)動器的現(xiàn)有任務(wù)調(diào)度器中求積分。示例：為了實(shí)現(xiàn)2khz的編碼光符號率，需要每500μs更新參考電平，這與led驅(qū)動器的250μs（4khz）調(diào)度器相符：每隔一個(gè)記號設(shè)定編碼光中的下一水平。

圖5示出了同步降壓的時(shí)序圖，包括信號il、zvd、vbuck_hi和vbuck_lo。圖6示出了與圖5相同的信號的現(xiàn)實(shí)世界測量結(jié)果。

參考圖5中的標(biāo)記，事件1至3示出了sw1的關(guān)斷至sw2的接通序列：

-在達(dá)到正峰值參考電流時(shí)，sw1被關(guān)斷，即vbuck_hi變成低；

-結(jié)果，sw2上的漏極電壓（＝sw1上的源極電壓）下降，并且因此zvd（其為漏極電壓的縮放值）在某一時(shí)間之后下降至零；

-檢測zvd的下降沿并接通sw2（lo-buck變?yōu)楦撸?/p>

?以相同方式，事件4至6示出了sw2的關(guān)斷至sw1的接通序列：

-在達(dá)到負(fù)峰值參考電流時(shí)，sw2關(guān)斷，即lo-buck變?yōu)榈停?/p>

-結(jié)果，zvd上升至例如5v的電源電壓；

-檢測zvd的上升沿并接通sw1（hi-buck變?yōu)楦撸?/p>

當(dāng)針對編碼光消息調(diào)制正和負(fù)峰值電流水平時(shí)，保持這些序列。

現(xiàn)在相對于圖8a至8d給出零電壓開關(guān)的描述。

本情況下的零電壓開關(guān)（zvs）意指僅在跨開關(guān)裝置（通常為mosfet）的電壓（mosfet的漏源電壓）等于零的時(shí)刻接通此開關(guān)裝置。準(zhǔn)諧振zvs指的是實(shí)現(xiàn)zvs的方式：在進(jìn)行開關(guān)以在將裝置接通之前跨該裝置產(chǎn)生零電壓的時(shí)刻期間使用諧振能量。諧振元件由電感器l1和跨開關(guān)裝置存在的寄生電容cpar1和cpar2組成。諧振在開關(guān)sw1和sw2兩者關(guān)斷、即不傳導(dǎo)（電感器）電流時(shí)發(fā)生。

在實(shí)踐中，zvs基本上意指：首先，mosfet的固有體二極管（正向電壓降）傳導(dǎo)（電感器）電流，然后溝道（下電壓降rdson）通過施加?xùn)?源電壓并作為結(jié)果接通裝置而傳導(dǎo)電流。

在同步降壓的情況下，下開關(guān)sw2保持閉合持續(xù)較長的某一時(shí)間，該時(shí)間由負(fù)峰值電流參考水平設(shè)定，以將對輸出電流沒有貢獻(xiàn)的附加諧振能量儲存在電感器中從而僅產(chǎn)生用于開關(guān)sw1的zvs條件。

事實(shí)上，只有當(dāng)跨輸出電容器c1的電壓（vc1）小于總線電壓vbus的一半時(shí)才需要產(chǎn)生用于開關(guān)sw1的zvs條件；亦即，如果vc1＜0.5*vbus，則電感器中的附加能量僅僅是開關(guān)sw1實(shí)現(xiàn)zvs所需要的。連接到降壓轉(zhuǎn)換器的輸出端的典型led負(fù)載確實(shí)具有小于總線電壓vbus的一半的負(fù)載電壓vc1，因此引入同步降壓。

圖8a示出了其中sw1正在導(dǎo)通的循環(huán)的部分。圖8b示出了其中當(dāng)il1達(dá)到正峰值參考電平時(shí)sw1被關(guān)斷的循環(huán)的部分。在左側(cè)的是被（放）充電的寄生電容cpar1和cpar2。zvd（sw2的漏極電壓）下降。參見圖5，事件1和2。圖8c示出了其中zvd（開關(guān)sw2的漏極電壓）已達(dá)到零（實(shí)際上大約-0.7v）且sw2的固有體二極管dbody2現(xiàn)在正傳導(dǎo)電感器電流的循環(huán)的部分。參見圖5，在事件2和3之間。圖8d示出了其中在體二極管在開關(guān)裝置sw2（mosfet2)中傳導(dǎo)電流之后同時(shí)地mosfet被接通且溝道現(xiàn)在正傳導(dǎo)電流的循環(huán)的部分。參見圖5，事件3。

（qr-）zvs具有最小的（接通）損耗和因此的裝置中的溫度的優(yōu)點(diǎn)；并且具有減少的電磁干擾（emi），因?yàn)楸苊饬擞捎冢ㄓ玻╅_關(guān)而引起的高dv/dt值。

?將認(rèn)識到的是上述實(shí)施例僅僅是以示例的方式描述的。

?例如，雖然是優(yōu)選的，但使用零電壓開關(guān)并不是必需的，并且因此下包絡(luò)ienv_lo在零以下并不是在所有可能的實(shí)施例中都是必需的。裝置開關(guān)的其它模式也是可能的，諸如谷值開關(guān)或硬開關(guān)，具有減少的開關(guān)損耗。

?一般地，本文中公開的技術(shù)適用于其它降壓轉(zhuǎn)換器、其它開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器或者更一般地其它驅(qū)動器電路。例如可以經(jīng)由滯后控制來操作不同的開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器?？梢栽诮Y(jié)合了儲能組件（比如電感器和電容器）的任何類型的驅(qū)動器中使用滯后控制。同樣地，可以對（電感器）電流或（電容器）電壓執(zhí)行滯后控制。在降壓轉(zhuǎn)換器的情況下，被控制的是峰峰降壓電感器電流（如在上文給出的示例中）。例如，在其它xitaniumled驅(qū)動器中所使用的半橋（hb）諧振負(fù)載型轉(zhuǎn)換器的情況下，可以控制諧振電容器上的峰峰電壓（von-voff控制）。裝置操作背后的原理將是類似的，并且基本硬件組件將對不同的實(shí)施方式通用：兩個(gè)比較器、兩個(gè)峰值參考電平以及某些控制邏輯。

還請注意，在本文中說上和下參考或包絡(luò)ienv_hi和ienv_lo同時(shí)地以“相同的”量逐步增加和減小的情況下，這并不排除可忽略的偏差。

此外，本文中公開的驅(qū)動器不僅限于驅(qū)動led。例如，其可以用來驅(qū)動能夠進(jìn)行編碼光發(fā)射的其它類型的光源或者甚至除光源之外的其它類型的負(fù)載，如果期望將數(shù)據(jù)編碼到該負(fù)載的輸出電平中的話。

此外，關(guān)于比較器cp1和cp2，請注意，可以在比較器輸出的低或高電平上或者替換地在比較器輸出的下降沿或上升沿上對檢測進(jìn)行編程。因此，到比較器cp1和cp2的輸入的符號無關(guān)緊要，只要信號在比較器的操作范圍內(nèi)即可。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解并實(shí)現(xiàn)對所公開實(shí)施例的其它變型。單個(gè)處理器或其它單元可以實(shí)現(xiàn)在權(quán)利要求中記載的若干項(xiàng)目的功能。計(jì)算機(jī)程序可以被存儲/分布在適當(dāng)介質(zhì)上，諸如連同其它硬件一起或者作為其他硬件一部分供應(yīng)的光學(xué)存儲介質(zhì)或者固態(tài)介質(zhì)，但是也可以以其它形式分發(fā)，諸如經(jīng)由因特網(wǎng)或其它有線或無線電信系統(tǒng)。