本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種電子電路，更具體地說，尤其涉及一種發(fā)光二極管(LED)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其驅(qū)動(dòng)方法。

背景技術(shù)：

發(fā)光二極管(LED)已廣泛的應(yīng)用于屏幕背光中。這些應(yīng)用中常常需要LED成串安裝以給屏幕提供照明。然而，實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)多個(gè)LED串包括不同數(shù)量的LED時(shí)，需要不同的電壓供電。例如，第一LED串包括10個(gè)LED，第二LED串包括20個(gè)LED，則需要兩個(gè)不同的電壓對(duì)第一LED串和第二LED串分別供電?，F(xiàn)有的解決方案是使用獨(dú)立的兩組開關(guān)電路分別產(chǎn)生大小不同的兩個(gè)電壓。但是這種方案需要較多的電路元件，成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其驅(qū)動(dòng)方法。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種發(fā)光二極管(LED)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括輸入端口、第一輸出端口和第二輸出端口，所述LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還包括：儲(chǔ)能元件，具有第一端和第二端，其第一端耦接至輸入端口以接收輸入電壓；主功率開關(guān)，耦接在儲(chǔ)能元件的第二端和參考地之間；第一輸出開關(guān)，耦接在儲(chǔ)能元件的第二端和第一輸出端口之間，所述第一輸出端口提供第一輸出電壓至第一LED陣列，第一LED陣列包括并聯(lián)耦接的多個(gè)LED串；以及第二輸出開關(guān)，耦接在儲(chǔ)能元件的第二端和第二輸出端口之間，所述第二輸出端口提供第二輸出電壓至第二LED陣列，第二LED陣列包括并聯(lián)耦接的多個(gè)LED串；其中儲(chǔ)能元件在主功率開關(guān)導(dǎo)通時(shí)儲(chǔ)存能量，儲(chǔ)能元件在主功率開關(guān)關(guān)斷時(shí)將儲(chǔ)能的能量分別釋放至第一輸出端口和第二輸出端口，所述LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)于第一LED陣列中并聯(lián)耦接的多個(gè)LED串的陰極端電壓的最小值，控制第一輸出開關(guān)的占空比以調(diào)節(jié)第一輸出電壓，所述LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)于第二LED陣列中并聯(lián)耦接的多個(gè)LED串的陰極端電壓的最小值，控制主功率開關(guān)的占空比以調(diào)節(jié)第二輸出電壓，其中第二輸出電壓大于第一輸出電壓。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括：第一輸出端口、第二輸出端口、接收輸入電壓的儲(chǔ)能元件、耦接在儲(chǔ)能元件另一端和參考地之間的主功率開關(guān)、耦接在儲(chǔ)能元件另一端和第一輸出端口之間的第一輸出開關(guān)、耦接在儲(chǔ)能元件另一端和第二輸出端口之間的第二輸出開關(guān)、以及控制電路，其中第一輸出端口為第一LED串和第二LED串供電，第二輸出端口為第三LED串和第四LED串供電，所述控制電路響應(yīng)于第一LED串和第二LED串，以控制第一輸出開關(guān)的占空比，響應(yīng)于第三LED串和第四LED串，以控制主功率開關(guān)的占空比，其中第一LED串和第二LED串分別包括n個(gè)串聯(lián)耦接的LED，第三LED串和第四LED串分別包括m個(gè)串聯(lián)耦接的LED，m、n為大于零的自然數(shù)，且m大于n。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種LED的驅(qū)動(dòng)方法，包括：通過儲(chǔ)能元件接收輸入電壓；所述儲(chǔ)能元件通過主功率開關(guān)耦接至參考地，所述儲(chǔ)能元件通過第一輸出開關(guān)耦接至第一輸出端口以對(duì)第一LED陣列供電，所述儲(chǔ)能元件通過第二輸出開關(guān)耦接至第二輸出端口以對(duì)第二LED陣列供電，其中第一LED陣列包括多個(gè)并聯(lián)耦接的LED串，第二LED陣列包括多個(gè)并聯(lián)耦接的LED串；響應(yīng)于第一LED陣列中多個(gè)LED串的陰極端電壓的最小值，控制第一輸出開關(guān)的占空比；以及響應(yīng)于第二LED陣列中多個(gè)LED串的陰極端電壓的最小值，控制主功率開關(guān)的占空比。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種LED的驅(qū)動(dòng)方法，包括：通過儲(chǔ)能元件接收輸入電壓；所述儲(chǔ)能元件通過主功率開關(guān)耦接至參考地，所述儲(chǔ)能元件通過第一輸出開關(guān)耦接至第一輸出端口以對(duì)第一LED陣列供電，所述儲(chǔ)能元件通過第二輸出開關(guān)耦接至第二輸出端口以對(duì)第二LED陣列供電，其中第一LED陣列包括多個(gè)并聯(lián)耦接的LED串，第二LED陣列包括多個(gè)并聯(lián)耦接的LED串；響應(yīng)于第一LED陣列中多個(gè)LED串的陰極端電壓的最小值，控制第一輸出開關(guān)的占空比；以及響應(yīng)于第二LED陣列中多個(gè)LED串的陰極端電壓的最小值，控制主功率開關(guān)的占空比；其中第二輸出開關(guān)的導(dǎo)通及關(guān)斷響應(yīng)于第一輸出開關(guān)和主功率開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)電路，以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)為具有不同數(shù)量LED的LED串供電。

附圖說明

為了更好的理解本發(fā)明，將根據(jù)以下附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)100的電路框圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的控制電路13的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖1所示LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)100工作時(shí)的波形圖；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖1所示LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)100工作時(shí)的波形圖；

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)500的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的邏輯電路533的電路結(jié)構(gòu)圖；

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于驅(qū)動(dòng)LED的方法流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實(shí)施例只用于舉例說明，并不用于限制本發(fā)明。在以下描述中，為了提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解，闡述了大量特定細(xì)節(jié)。然而，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的是：不必采用這些特定細(xì)節(jié)來實(shí)行本發(fā)明。在其他實(shí)例中，為了避免混淆本發(fā)明，未具體描述公知的電路、材料或方法。

在整個(gè)說明書中，對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“一個(gè)示例”或“示例”的提及意味著：結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，在整個(gè)說明書的各個(gè)地方出現(xiàn)的短語“在一個(gè)實(shí)施例中”、“在實(shí)施例中”、“一個(gè)示例”或“示例”不一定都指同一實(shí)施例或示例。此外，可以以任何適當(dāng)?shù)慕M合和、或子組合將特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性組合在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)稱元件“耦接到”或“連接到”另一元件時(shí)，它可以是直接耦接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當(dāng)稱元件“直接耦接到”或“直接連接到”另一元件時(shí)，不存在中間元件。相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件。這里使用的術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)列出的項(xiàng)目的任何和所有組合。

針對(duì)背景技術(shù)中提出的問題，本發(fā)明的實(shí)施例提出了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括主功率開關(guān)、第一輸出開關(guān)、和第二輸出開關(guān)，可同時(shí)提供兩路不同的輸出電壓，以驅(qū)動(dòng)需要不同供電電壓的多個(gè)LED串。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)100的電路框圖。LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)100包括：接收輸入電壓Vin的輸入端口101、提供第一輸出電壓VOL的第一輸出端口102、提供第二輸出電壓VOH的第二輸出端口103、儲(chǔ)能元件104、主功率開關(guān)105、第一輸出開關(guān)106、以及第二輸出開關(guān)107，其中第一輸出電壓VOL小于第二輸出電壓VOH。

在一個(gè)實(shí)施例中，儲(chǔ)能元件104包括電感L1。電感L1具有第一端和第二端，其第一端耦接至輸入端口101以接收輸入電壓Vin。主功率開關(guān)105耦接在電感L1的第二端和參考地GND之間。第一輸出開關(guān)106耦接在電感L1的第二端和第一輸出端口102之間，第一輸出端口102提供第一輸出電壓VOL至第一LED陣列，所述第一LED陣列包括并聯(lián)耦接的多個(gè)LED串，例如圖1所示的LED串11_1、11_2，其中每個(gè)LED串具有陽極端和陰極端，其陽極端共同耦接至第一輸出端口102以接收第一輸出電壓VOL。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在其它實(shí)施例中，第一LED陣列可以包括多個(gè)并聯(lián)耦接的LED串，其個(gè)數(shù)不限于2個(gè)。并且雖然在圖1所示的實(shí)施例中，LED串11_1、11_2各包括3個(gè)串聯(lián)耦接的LED器件，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可知，在其它實(shí)施例中，第一LED陣列中每個(gè)LED串可包括多個(gè)串聯(lián)耦接的LED器件，其個(gè)數(shù)不限于圖1所示的3個(gè)。

第二輸出開關(guān)107耦接在電感L1的第二端和第二輸出端口103之間，第二輸出端口103提供第二輸出電壓VOH至第二LED陣列，所述第二LED陣列包括并聯(lián)耦接的多個(gè)LED串，例如圖1所示的LED串12_1、12_2，其中每個(gè)LED串具有陽極端和陰極端，其陽極端共同耦接至第二輸出端口103以接收第二輸出電壓VOH。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在其它實(shí)施例中，第二LED陣列可以包括多個(gè)并聯(lián)耦接的LED串，其個(gè)數(shù)不限于2個(gè)。并且雖然在圖1所示的實(shí)施例中，LED串12_1、12_2各包括4個(gè)串聯(lián)耦接的LED器件，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可知，在其它實(shí)施例中，第二LED陣列中每個(gè)LED串可包括多個(gè)串聯(lián)耦接的LED器件，其個(gè)數(shù)不限于圖1所示的4個(gè)。在一個(gè)實(shí)施例中，第一LED陣列中的每個(gè)LED串包括n個(gè)串聯(lián)耦接的LED，第二LED陣列中的每個(gè)LED串包括m個(gè)串聯(lián)耦接的LED，其中m、n為大于零的自然數(shù)，且m＞n。在一個(gè)實(shí)施例中，第二輸出開關(guān)107包括二極管Di1。在另一個(gè)實(shí)施例中，第二輸出開關(guān)107包括同步整流開關(guān)管。

在一個(gè)實(shí)施例中，主功率開關(guān)105、第一輸出開關(guān)106為可控半導(dǎo)體開關(guān)器件，例如金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)、橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體(LDMOS)、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)等。

在一個(gè)實(shí)施例中，第一輸出電容Co1耦接在第一輸出端口102和參考地GND之間，以儲(chǔ)存能量并提供穩(wěn)定的第一輸出電壓VOL。在一個(gè)實(shí)施例中，第二輸出電容Co2耦接在第二輸出端口103和參考地GND之間，以儲(chǔ)存能量并提供穩(wěn)定的第二輸出電壓VOH。

當(dāng)主功率開關(guān)105導(dǎo)通時(shí)，第一輸出開關(guān)106及二極管Di1關(guān)斷，電感L1儲(chǔ)存能量。當(dāng)主功率開關(guān)105關(guān)斷時(shí)，根據(jù)第一輸出開關(guān)106的開關(guān)狀態(tài)，電感L1中的能量分別分配至第一輸出端口102和第二輸出端口103以為第一LED陣列和第二LED陣列供電。例如，第一輸出開關(guān)106的占空比越大，則分配至第一輸出端口102的能量越多。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)主功率開關(guān)105關(guān)斷及第一輸出開關(guān)106關(guān)斷時(shí)，二極管Di1導(dǎo)通，電感L1中的能量通過二極管Di1釋放至第二輸出端口103，流過第二輸出開關(guān)107(二極管Di1)的電流IM3等于電感電流IL，第二輸出電容Co2被充電；當(dāng)主功率開關(guān)105關(guān)斷及第一輸出開關(guān)106導(dǎo)通時(shí)，由于第一輸出電壓VOL小于第二輸出電壓VOH，二極管Di1關(guān)斷，電感L1中的能量通過第一輸出開關(guān)106釋放至第一輸出端口102，流過第一輸出開關(guān)106的電流IM2等于電感電流IL，第一輸出電容Co1被充電。

LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)100還包括控制電路13?？刂齐娐?3響應(yīng)于第一LED陣列中并聯(lián)耦接的多個(gè)LED串，例如響應(yīng)于LED串11_1的陰極端電壓VLED1和LED串11_2的陰極端電壓VLED2的最小值，控制第一輸出開關(guān)106的占空比，以調(diào)節(jié)第一輸出電壓VOL的大小?？刂齐娐?3響應(yīng)于第二LED陣列中并聯(lián)耦接的多個(gè)LED串，例如響應(yīng)于LED串12_1的陰極端電壓VLED3和LED串12_2的陰極端VLED4的最小值，控制主功率開關(guān)105的占空比，以調(diào)節(jié)第二輸出電壓VOH的大小?！罢伎毡取笔侵搁_關(guān)的導(dǎo)通時(shí)長(zhǎng)和開關(guān)周期之比。

在圖1所示的實(shí)施例中，控制電路13包括第一占空比控制環(huán)路131、第二占空比控制環(huán)路132、以及邏輯電路133。第一占空比控制環(huán)路131分別耦接至第一LED陣列中LED串11_1、11_2的陰極端，以接收LED串11_1的陰極端電壓VLED1和LED串11_2的陰極端電壓VLED2，并根據(jù)LED串11_1的陰極端電壓VLED1、LED串11_2的陰極端電壓VLED2、以及第一基準(zhǔn)信號(hào)VREFL，產(chǎn)生第一占空比信號(hào)D1。第二占空比控制環(huán)路132分別耦接至第二LED陣列中LED串12_1、12_2的陰極端，以接收LED串12_1的陰極端電壓VLED3和LED串12_2的陰極端電壓VLED4，并根據(jù)LED串12_1的陰極端電壓VLED3、LED串12_2的陰極端電壓VLED4、以及第二基準(zhǔn)信號(hào)VREFH，產(chǎn)生第二占空比信號(hào)D2。邏輯電路133接收第一占空比信號(hào)D1和第二占空比信號(hào)D2，并產(chǎn)生第一開關(guān)控制信號(hào)Ct1和第二開關(guān)控制信號(hào)Ct2以分別控制主功率開關(guān)105和第一輸出開關(guān)106。在一個(gè)實(shí)施例中，第二基準(zhǔn)信號(hào)VREFH大于第一基準(zhǔn)信號(hào)VREFL。

控制電路13不限于直接耦接至LED串的陰極端以得到相應(yīng)的LED串的陰極端電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，控制電路13例如可以通過LED串兩端的電壓、或流過LED串的電流以相應(yīng)的控制主功率開關(guān)105以及第一輸出開關(guān)106的占空比。

在一個(gè)實(shí)施例中，LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)100還包括串聯(lián)耦接在電感L1和第一輸出開關(guān)106之間的二極管Di2。二極管Di2的陽極端耦接至電感L1的第二端，二極管Di2的陰極端耦接至第一輸出開關(guān)106的一端，第一輸出開關(guān)106的另一端耦接至第一輸出端口102。二極管Di2能夠阻止電流從第一輸出端口102通過電感L1倒灌至輸入端口101，或者通過主功率開關(guān)105倒灌至參考地GND。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的控制電路13的電路結(jié)構(gòu)示意圖。在圖2所示的實(shí)施例中，第一占空比控制環(huán)路131包括第一最小值選擇電路21、第一誤差放大電路22、和第一比較電路23。第一最小值選擇電路21包括第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其第一輸入端接收LED串11_1的陰極端電壓VLED1，其第二輸入端接收LED串11_2的陰極端電壓VLED2，其輸出端根據(jù)電壓VLED1和電壓VLED2的最小值提供最小值信號(hào)Min1。第一誤差放大電路22包括正相輸入端、反相輸入端和輸出端，其正相輸入端接收第一基準(zhǔn)信號(hào)VREFL，其反相輸入端耦接至第一最小值選擇電路21的輸出端以接收最小值信號(hào)Min1，第一誤差放大電路22對(duì)第一基準(zhǔn)信號(hào)VREFL與最小值信號(hào)Min1之間的差值(VREFL-Min1)進(jìn)行放大，并在其輸出端輸出第一誤差放大信號(hào)VCM1。第一比較電路23包括正相輸入端、反相輸入端和輸出端，其反相輸入端接收電感電流反饋信號(hào)ILFB，其正相輸入端接收第一誤差放大信號(hào)VCM1，第一比較電路23根據(jù)電流反饋信號(hào)ILFB和第一誤差放大信號(hào)VCM1相比較的結(jié)果，產(chǎn)生第一占空比信號(hào)D1，其中電流反饋信號(hào)ILFB為電感電流IL的反饋信號(hào)。

在圖2所示的實(shí)施例中，第二占空比控制環(huán)路132包括第二最小值選擇電路24、第二誤差放大電路25、以及第二比較電路26。第二最小值選擇電路24包括第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其第一輸入端接收LED串12_1的陰極端的電壓VLED3，其第二輸入端接收LED串12_2的陰極端的電壓VLED4，其輸出端根據(jù)電壓VLED3和電壓VLED4的最小值提供最小值信號(hào)Min2。第二誤差放大電路25包括正相輸入端、反相輸入端和輸出端，其正相輸入端接收第二基準(zhǔn)信號(hào)VREFH，其反相輸入端耦接至第二最小值選擇電路24的輸出端以接收最小值信號(hào)Min2，第二誤差放大電路25對(duì)第二基準(zhǔn)信號(hào)VREFH與最小值信號(hào)Min2之間的差值(VREFH-Min2)進(jìn)行放大，并在其輸出端輸出第二誤差放大信號(hào)VCM2。第二比較電路26包括正相輸入端、反相輸入端和輸出端，其正相輸入端接收電感電流反饋信號(hào)ILFB，其反相輸入端接收第二誤差放大信號(hào)VCM2，第二比較電路26根據(jù)電流反饋信號(hào)ILFB和第二誤差放大信號(hào)VCM2相比較的結(jié)果，產(chǎn)生第二占空比信號(hào)D2。

在一個(gè)實(shí)施例中，邏輯電路133響應(yīng)于第一占空比信號(hào)D1，提供第二開關(guān)控制信號(hào)Ct2以控制第一輸出開關(guān)106的占空比，從而調(diào)節(jié)第一輸出電壓VOL；邏輯電路133響應(yīng)于第二占空比信號(hào)D2，提供第一開關(guān)控制信號(hào)Ct1以控制主功率開關(guān)105的占空比，從而調(diào)節(jié)第二輸出電壓VOH。在一個(gè)實(shí)施例中，第一開關(guān)控制信號(hào)Ct1根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)Clk周期性的控制主功率開關(guān)105導(dǎo)通，以及根據(jù)電壓VLED3和電壓VLED4的最小值與第二基準(zhǔn)信號(hào)VREFH相比較的結(jié)果控制主功率開關(guān)105關(guān)斷，第二開關(guān)控制信號(hào)Ct2根據(jù)主功率開關(guān)105的關(guān)斷時(shí)刻控制第一輸出開關(guān)106導(dǎo)通，以及根據(jù)電壓VLED1和電壓VLED2的最小值與第一基準(zhǔn)信號(hào)VREFL相比較的結(jié)果控制第一輸出開關(guān)106關(guān)斷。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一開關(guān)控制信號(hào)Ct1根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)Clk周期性的控制主功率開關(guān)105導(dǎo)通，以及根據(jù)電壓VLED3和電壓VLED4的最小值與第二基準(zhǔn)信號(hào)VREFH相比較的結(jié)果控制主功率開關(guān)105關(guān)斷；第二開關(guān)控制信號(hào)Ct2在主功率開關(guān)105關(guān)斷期間，根據(jù)電壓VLED1和電壓VLED2的最小值與第一基準(zhǔn)信號(hào)VREFL相比較的結(jié)果控制第一輸出開關(guān)106導(dǎo)通，以及根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)Clk控制第一輸出開關(guān)106關(guān)斷。在一個(gè)實(shí)施例中，第二輸出開關(guān)107的導(dǎo)通及關(guān)斷響應(yīng)于第一輸出開關(guān)106和主功率開關(guān)105的開關(guān)狀態(tài)。例如，主功率開關(guān)105或第一輸出開關(guān)106導(dǎo)通時(shí)，第二輸出開關(guān)107關(guān)斷，以及主功率開關(guān)105及第一輸出開關(guān)106關(guān)斷時(shí)，第二輸出開關(guān)107導(dǎo)通。

在圖2所示的實(shí)施例中，邏輯電路133包括觸發(fā)電路FF1、反相電路N1、與門電路A1、以及觸發(fā)電路FF2。觸發(fā)電路FF2包括置位端S、復(fù)位端R和輸出端Q，其置位端S接收時(shí)鐘信號(hào)Clk，其復(fù)位端R接收第二占空比信號(hào)D2，其輸出端Q提供第一開關(guān)控制信號(hào)Ct1。觸發(fā)電路FF2根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)Clk周期性的導(dǎo)通主功率開關(guān)105，并根據(jù)第二占空比信號(hào)D2對(duì)第一開關(guān)控制信號(hào)Ct1的脈沖寬度進(jìn)行調(diào)制，從而控制主功率開關(guān)105的關(guān)斷時(shí)刻，也就是控制主功率開關(guān)105在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)的導(dǎo)通時(shí)長(zhǎng)。與門電路A1包括第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其第一輸入端接收第一占空比信號(hào)D1，其第二輸入端接收第一開關(guān)控制信號(hào)Ct1的反相信號(hào)。觸發(fā)電路FF1包括置位端S、復(fù)位端R和輸出端Q，其置位端S耦接至與門電路A1的輸出端，其復(fù)位端R接收時(shí)鐘信號(hào)Clk，其輸出端Q提供第二開關(guān)控制信號(hào)Ct2。觸發(fā)電路FF1在主功率開關(guān)105關(guān)斷期間，根據(jù)第一占空比信號(hào)D1對(duì)第二開關(guān)控制信號(hào)Ct2的脈沖寬度進(jìn)行調(diào)制，以控制第一輸出開關(guān)106的導(dǎo)通時(shí)刻，也就是控制第一輸出開關(guān)106在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)的導(dǎo)通時(shí)長(zhǎng)，觸發(fā)電路FF1根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)Clk控制第一輸出開關(guān)106的關(guān)斷時(shí)刻。此處，“開關(guān)周期”等于時(shí)鐘信號(hào)Clk的周期。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該知道，邏輯電路133并不限于圖2所示的具體實(shí)施例。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以自主選擇適當(dāng)?shù)倪壿嬰娐芬詫?shí)現(xiàn)占空比信號(hào)D1、D2與開關(guān)控制信號(hào)Ct1、Ct2之間的邏輯關(guān)系。在此不一一例舉。

圖2所示的實(shí)施例中的控制方式以峰值電流控制為例進(jìn)行說明，然而本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可知，在其它實(shí)施例中，也可以采用其它的控制方式，例如電壓控制、平均電流控制。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖1所示LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)100工作時(shí)的波形圖。圖3所示波形從上至下依次是電感電流反饋信號(hào)ILFB、時(shí)鐘信號(hào)Clk、第一開關(guān)控制信號(hào)Ct1、流過第二輸出開關(guān)107的電流IM3、第二開關(guān)控制信號(hào)Ct2、以及流過第一輸出開關(guān)106的電流IM2。以下結(jié)合圖1～圖3說明LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)100的工作過程。

在T1時(shí)刻，時(shí)鐘信號(hào)Clk翻轉(zhuǎn)，第一輸出開關(guān)106在第二開關(guān)控制信號(hào)Ct2的控制下關(guān)斷，主功率開關(guān)105在第一開關(guān)控制信號(hào)Ct1的控制下導(dǎo)通。電感電流IL增大，電感L1開始儲(chǔ)存能量。主功率開關(guān)105導(dǎo)通期間，第一輸出開關(guān)106和第二輸出開關(guān)107關(guān)斷。直至T2時(shí)刻，電感電流反饋信號(hào)ILFB大于第二誤差放大信號(hào)VCM2，第一開關(guān)控制信號(hào)Ct1根據(jù)第二占空比信號(hào)D2控制主功率開關(guān)105關(guān)斷。在T2時(shí)刻～T3時(shí)刻，主功率開關(guān)105和第一輸出開關(guān)106保持關(guān)斷，第二輸出開關(guān)107導(dǎo)通，例如二極管Di1導(dǎo)通，LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)100向第二輸出電容Co2和LED串12_1以及12_2供電。電感電流IL以第一斜率Rt1下降，流過第二輸出開關(guān)107的電流IM3等于電感電流IL。在T3時(shí)刻，電感電流反饋信號(hào)ILFB小于第一誤差放大信號(hào)VCM1，第二開關(guān)控制信號(hào)Ct2根據(jù)第一占空比信號(hào)D1控制第一輸出開關(guān)106導(dǎo)通。在T3時(shí)刻～T4時(shí)刻，第二輸出開關(guān)107關(guān)斷，例如二極管Di1關(guān)斷，此時(shí)電感L1中儲(chǔ)存的能量通過第一輸出開關(guān)106釋放至第一輸出端口102，LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)100向第一輸出電容Co1和LED串11_1以及11_2供電。電感電流IL以第二斜率Rt2下降，流過第一輸出開關(guān)106的電流IM2等于電感電流IL。第二斜率Rt2小于第一斜率Rt1。直至T4時(shí)刻，時(shí)鐘信號(hào)Clk翻轉(zhuǎn)，第一輸出開關(guān)106關(guān)斷，主功率開關(guān)105導(dǎo)通。以上過程重復(fù)。

當(dāng)?shù)谝惠敵鲭妷篤OL減小時(shí)，電壓VLED1和電壓VLED2隨之減小，第一誤差放大信號(hào)VCM1增大，第一輸出開關(guān)106的導(dǎo)通時(shí)刻提前，從而第一輸出開關(guān)106在一個(gè)開關(guān)周期(T4-T1)內(nèi)的導(dǎo)通時(shí)長(zhǎng)(T4-T3)增加，第一輸出開關(guān)106的占空比(T4-T3)/(T4-T1)增大。反之，第一輸出電壓VOL增大時(shí)，電壓VLED1和電壓VLED2隨之增大，第一誤差放大信號(hào)VCM1減小，第一輸出開關(guān)106的導(dǎo)通時(shí)刻推后，從而第一輸出開關(guān)106在一個(gè)開關(guān)周期(T4-T1)內(nèi)的導(dǎo)通時(shí)長(zhǎng)(T4-T3)減小，第一輸出開關(guān)106的占空比(T4-T3)/(T4-T1)減小。當(dāng)?shù)诙敵鲭妷篤OH減小時(shí)，電壓VLED3和電壓VLED4隨之減小，第二誤差放大信號(hào)VCM2增大，主功率開關(guān)105的關(guān)斷時(shí)刻推后，從而主功率開關(guān)105在一個(gè)開關(guān)周期(T4-T1)內(nèi)的導(dǎo)通時(shí)長(zhǎng)(T2-T1)增加，主功率開關(guān)105的占空比(T2-T1)/(T4-T1)增大。反之，當(dāng)?shù)诙敵鲭妷篤OH增大時(shí)，電壓VLED3和電壓VLED4隨之增大，第二誤差放大信號(hào)VCM2減小，主功率開關(guān)105的關(guān)斷時(shí)刻提前，從而主功率開關(guān)105在一個(gè)開關(guān)周期(T4-T1)內(nèi)的導(dǎo)通時(shí)長(zhǎng)(T2-T1)減小，主功率開關(guān)105的占空比(T2-T1)/(T4-T1)減小。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該知道，時(shí)間段T1～T2、T2～T3和T3～T4之間還可以包括死區(qū)時(shí)間。

在圖3所示的實(shí)施例中，各開關(guān)的導(dǎo)通順序依次為：主功率開關(guān)105、第二輸出開關(guān)107、第一輸出開關(guān)106；如此循環(huán)往復(fù)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，各開關(guān)的導(dǎo)通順序不限于圖3所示的實(shí)施例。例如，在圖4所示的實(shí)施例中，各開關(guān)的導(dǎo)通順序依次為：主功率開關(guān)105、第一輸出開關(guān)106、第二輸出開關(guān)107；如此循環(huán)往復(fù)。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖1所示LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)100工作時(shí)的波形圖。圖4所示波形從上至下依次是電感電流反饋信號(hào)ILFB、時(shí)鐘信號(hào)Clk、第一開關(guān)控制信號(hào)Ct1、流過第二輸出開關(guān)107的電流IM3、第二開關(guān)控制信號(hào)Ct2、以及流過第一輸出開關(guān)106的電流IM2。在T5時(shí)刻，時(shí)鐘信號(hào)Clk翻轉(zhuǎn)，主功率開關(guān)105在第一開關(guān)控制信號(hào)Ct1的控制下導(dǎo)通，電感電流IL增大，電感L1開始儲(chǔ)存能量。主功率開關(guān)105導(dǎo)通期間，第一輸出開關(guān)106和第二輸出開關(guān)107關(guān)斷。直至T6時(shí)刻，電感電流反饋信號(hào)ILFB大于第二誤差放大信號(hào)VCM2，第一開關(guān)控制信號(hào)Ct1根據(jù)第二占空比信號(hào)D2控制主功率開關(guān)105關(guān)斷。第一輸出開關(guān)106在第二開關(guān)控制信號(hào)Ct2的控制下導(dǎo)通，第二輸出開關(guān)107保持關(guān)斷，LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)100通過第一輸出開關(guān)106向第一輸出電容Co1和LED串11_1以及11_2供電。電感電流IL等于流過第一輸出開關(guān)106的電流IM2，電感電流IL以第二斜率Rt2下降。在T7時(shí)刻，電感電流反饋信號(hào)ILFB小于第一誤差放大信號(hào)VCM1，第二開關(guān)控制信號(hào)Ct2根據(jù)第一占空比信號(hào)D1控制第一輸出開關(guān)106關(guān)斷，第二輸出開關(guān)107導(dǎo)通，電感電流IL通過第二輸出開關(guān)107向第二輸出電容Co2和LED串12_1以及12_2供電。電感電流IL等于流過第二輸出開關(guān)107的電流IM3，電感電流IL以第一斜率Rt1下降。直至T8時(shí)刻，時(shí)鐘信號(hào)Clk翻轉(zhuǎn)，第二輸出開關(guān)107關(guān)斷，主功率開關(guān)105在第一開關(guān)控制信號(hào)Ct1的控制下導(dǎo)通。以上過程重復(fù)。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該知道，時(shí)間段T5～T6、T6～T7和T7～T8之間還可以包括死區(qū)時(shí)間。

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)500的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖5所示的實(shí)施例中，第二輸出開關(guān)107為同步整流開關(guān)管。圖5所示的實(shí)施例中主功率開關(guān)105、第一輸出開關(guān)106、以及第二輸出開關(guān)107以N型的MOSFET為例，然而本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可知，其它類型的可控半導(dǎo)體開關(guān)器件也可以用于本發(fā)明。圖5所示的實(shí)施例中，由第一輸出電壓VOL供電的第一LED陣列包括LED串51_1、51_2、以及51_3，由第二輸出電壓VOH供電的第二LED陣列包括LED串52_1、以及52_2。控制電路53響應(yīng)于LED串51_1、51_2、以及51_3，控制第一輸出開關(guān)106的占空比，以調(diào)節(jié)第一輸出電壓VOL。控制電路53響應(yīng)于LED串52_1、52_2，控制主功率開關(guān)105的占空比，以調(diào)節(jié)第二輸出電壓VOH。

在圖5所示的實(shí)施例中，控制電路53包括第一占空比控制環(huán)路131、第二占空比控制環(huán)路132、以及邏輯電路533。在一個(gè)實(shí)施例中，第一占空比控制環(huán)路131接收LED串51_1的陰極端電壓V1、LED串51_2的陰極端電壓V2、LED串51_3的陰極端電壓V3、以及第一基準(zhǔn)信號(hào)VREFL，并根據(jù)第一基準(zhǔn)信號(hào)VREFL和電壓V1、V2、V3的最小值之間的差值VREFL-min(V1，V2，V3)產(chǎn)生第一占空比信號(hào)D1。其中，“min”是求最小值的運(yùn)算。在一個(gè)實(shí)施例中，第二占空比控制環(huán)路132接收LED串52_1的陰極端電壓V4、LED串52_2的陰極端電壓V5、以及第二基準(zhǔn)信號(hào)VREFH，并根據(jù)第二基準(zhǔn)信號(hào)VREFH和電壓V4、V5的最小值之間的差值VREFH-min(V4，V5)產(chǎn)生第二占空比信號(hào)D2。邏輯電路533接收第一占空比信號(hào)D1和第二占空比信號(hào)D2，并提供第一開關(guān)控制信號(hào)Ct1、第二開關(guān)控制信號(hào)Ct2、和第三開關(guān)控制信號(hào)Ct3以分別控制主功率開關(guān)105、第一輸出開關(guān)106、和第二輸出開關(guān)107。在一個(gè)實(shí)施例中，邏輯電路533根據(jù)第一占空比信號(hào)D1控制第一輸出開關(guān)106的占空比，從而調(diào)節(jié)第一輸出電壓VOL的大小，也就是調(diào)節(jié)LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)500對(duì)第一LED陣列供電的大??；邏輯電路533根據(jù)第二占空比信號(hào)D2控制主功率開關(guān)105的占空比，從而調(diào)節(jié)第二輸出電壓VOH的大小，也就是調(diào)節(jié)LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)500對(duì)第二LED陣列供電的大小。在一個(gè)實(shí)施例中，邏輯電路533響應(yīng)于主功率開關(guān)105和第一輸出開關(guān)106的開關(guān)狀態(tài)，控制第二輸出開關(guān)107。在一個(gè)實(shí)施例中，邏輯電路533在主功率開關(guān)105導(dǎo)通時(shí)，控制第一輸出開關(guān)106和第二輸出開關(guān)107保持關(guān)斷；在主功率開關(guān)105關(guān)斷時(shí)，控制第二輸出開關(guān)107與第一輸出開關(guān)106互補(bǔ)導(dǎo)通。例如，根據(jù)主功率開關(guān)105的關(guān)斷時(shí)刻控制第二輸出開關(guān)107的導(dǎo)通，以及在第一輸出開關(guān)106導(dǎo)通之前控制第二輸出開關(guān)107關(guān)斷。再例如，根據(jù)第一輸出開關(guān)106的關(guān)斷時(shí)刻控制第二輸出開關(guān)107的導(dǎo)通，以及在主功率開關(guān)105導(dǎo)通之前控制第二輸出開關(guān)107關(guān)斷。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可知，邏輯電路533中產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)Ct1、Ct2的電路也可以用于邏輯電路133中。類似的，邏輯電路133中產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)Ct1、Ct2的電路也可以用于邏輯電路533中，以產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)Ct1、Ct2。

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的邏輯電路533的電路結(jié)構(gòu)圖。在圖6所示的實(shí)施例中，邏輯電路533包括觸發(fā)電路FF3、觸發(fā)電路FF4、反相電路N2、反相電路N3、以及與門電路A2。觸發(fā)電路FF3包括置位端S、復(fù)位端R和輸出端Q，其置位端S接收時(shí)鐘信號(hào)Clk，其復(fù)位端R接收第二占空比信號(hào)D2，其輸出端Q提供第一開關(guān)控制信號(hào)Ct1。觸發(fā)電路FF3根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)Clk周期性的導(dǎo)通主功率開關(guān)105，并根據(jù)第二占空比信號(hào)D2控制主功率開關(guān)105的關(guān)斷，從而控制主功率開關(guān)105的占空比。觸發(fā)電路FF4包括置位端S、復(fù)位端R、和輸出端Q，其置位端S通過反相電路N2耦接至觸發(fā)電路FF3的輸出端Q以接收第一開關(guān)控制信號(hào)Ct1的反相信號(hào)，其復(fù)位端R接收第一占空比信號(hào)D1，其輸出端Q提供第二開關(guān)控制信號(hào)Ct2。觸發(fā)電路FF4根據(jù)主功率開關(guān)105的關(guān)斷時(shí)刻控制第一輸出開關(guān)106的導(dǎo)通，并根據(jù)第一占空比信號(hào)D1控制第一輸出開關(guān)106的關(guān)斷，從而控制第一輸出開關(guān)106的占空比。邏輯電路533根據(jù)第一開關(guān)控制信號(hào)Ct1和第二開關(guān)控制信號(hào)Ct2提供第三開關(guān)控制信號(hào)Ct3，使得主功率開關(guān)105關(guān)斷期間，第二輸出開關(guān)107與第一輸出開關(guān)106互補(bǔ)導(dǎo)通。在圖6所示的實(shí)施例中，與門電路A2具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其第一輸入端通過反相電路N2接收第一開關(guān)控制信號(hào)Ct1的反相信號(hào)，其第二輸入端通過反相電路N3接收第二開關(guān)控制信號(hào)Ct2的反相信號(hào)，其輸出端輸出第三開關(guān)控制信號(hào)Ct3。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該知道，邏輯電路533并不限于圖6所示的具體實(shí)施例。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以自主選擇適當(dāng)?shù)倪壿嬰娐芬詫?shí)現(xiàn)占空比信號(hào)Dt1、Dt2與開關(guān)控制信號(hào)Ct1、Ct2、Ct3之間的邏輯關(guān)系。在此不一一例舉。

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于驅(qū)動(dòng)LED的方法流程圖。該開關(guān)變換器包括用以接收輸入電壓的輸入端子和用以提供輸出電壓的輸出端子。該控制方法包括步驟S11～S14。

在步驟S11，通過儲(chǔ)能元件接收輸入電壓。

在步驟S12，儲(chǔ)能元件通過主功率開關(guān)耦接至參考地，通過第一輸出開關(guān)耦接至第一輸出端口以對(duì)第一LED陣列供電，通過第二輸出開關(guān)耦接至第二輸出端口以對(duì)第二LED陣列供電，其中第一LED陣列和第二LED陣列均包括一個(gè)或多個(gè)并聯(lián)耦接的LED串，第一LED陣列中的每個(gè)LED串包括n個(gè)串聯(lián)耦接的LED，第二LED陣列中的每個(gè)LED串包括m個(gè)串聯(lián)耦接的LED，m、n為大于零的自然數(shù)，且m＞n。

在步驟S13，響應(yīng)于第一LED陣列中多個(gè)LED串的陰極端電壓的最小值，控制第一輸出開關(guān)的占空比。

在步驟S14，響應(yīng)于第二LED陣列中多個(gè)LED串的陰極端電壓的最小值，控制主功率開關(guān)的占空比。

雖然已參照幾個(gè)典型實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解，所用的術(shù)語是說明和示例性、而非限制性的術(shù)語。由于本發(fā)明能夠以多種形式具體實(shí)施而不脫離發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例不限于任何前述的細(xì)節(jié)，而應(yīng)在隨附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應(yīng)為隨附權(quán)利要求所涵蓋。