專利名稱：為led供電的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及移動通信。特別是涉及用于為LED(發(fā)光二極管)產(chǎn)生適當(dāng)電源的設(shè)備和方法，需要為其提供高于預(yù)定最小正向電壓的正向電壓，以 及低于預(yù)定最大電流的電流。
本發(fā)明有利地應(yīng)用于任何電壓供電的設(shè)備，特別是電池供電的設(shè)備，如移動電話或PDA(個人數(shù)字助理)，例如具有使用白光LED做背光照明的彩色顯示。
背景技術(shù)：
需要為LED提供適當(dāng)?shù)恼螂妷汉碗娏飨拗啤Ｌ貏e是，白光LED可能需要比在電流電池驅(qū)動設(shè)備中提供的電壓更高的正向電壓。已知的具有電流測量的直流上或下電壓轉(zhuǎn)換器，也稱為DCDC上轉(zhuǎn)換器(up-converter)，可以用于該目的。但是它們相當(dāng)?shù)匕嘿F。
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提供一種具有成本效益的用于LED的電源發(fā)生裝置。
為此，描述了在開頭段落中定義的設(shè)備和方法。該設(shè)備包括-用于為LED提供電壓的電壓提供裝置，-用于產(chǎn)生具有預(yù)定導(dǎo)通時間和關(guān)斷時間的周期性脈沖信號的脈沖發(fā)生器，-由脈沖發(fā)生器控制的開關(guān)，從而在所述導(dǎo)通時間期間打開以便短路LED，并且在所述關(guān)斷時間期間關(guān)斷，-電感設(shè)備，用于當(dāng)關(guān)斷開關(guān)時增加LED上的正向電壓，以便所述正向電壓比最小正向電壓更高，以及用于當(dāng)打開開關(guān)時減小所述正向電壓，以便經(jīng)過LED的電流保持在最大電流以下。
這種設(shè)置允許為LED提供充足的正向電壓，并且防止流經(jīng)LED的電流過高。該脈沖發(fā)生器可以例如是PWM(脈沖寬度調(diào)制)發(fā)生器。其通常在電流電池供電設(shè)備中是可獲得的。因此，可以以非常的成本和非常少的額外元件來構(gòu)建電路。相對于LED所要求的亮度實現(xiàn)了在電感設(shè)備的電感和脈沖發(fā)生器的頻率之間的折衷，而不要求有特殊的規(guī)則。


參考之后描述的附圖，本發(fā)明以及可任選地用于實現(xiàn)本發(fā)明的附加特征是顯而易見的并且將被詳細(xì)描述，其中-圖1是描述根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的示意圖；-圖2是描述根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)設(shè)備的示意圖；-圖3是描述包括根據(jù)本發(fā)明設(shè)備的裝置的示意圖。
具體實施例方式
下列評述涉及了附圖標(biāo)記。所有的圖中類似的附圖標(biāo)記代表類似的實體。
電流電池不提供對于白光LED來說足夠高的電壓。然而，白光LED不能被提供以過高的電流。必須實現(xiàn)在高電壓和低電流之間的折衷。因此，需要一種設(shè)備來增加LED上的電壓，而不使電流高于LED可以承受的最大電流。
圖1是根據(jù)本發(fā)明用于發(fā)白光的LED的設(shè)備，該LED需要被提供以特定的預(yù)定基準(zhǔn)最小正向電壓，但是還需提供以應(yīng)低于預(yù)定基準(zhǔn)最大電流的電流。根據(jù)應(yīng)用和所需的電壓，可以串聯(lián)使用一個或幾個LED。該應(yīng)用包括-LED D1到D4，-用于提供電壓給LED的電壓提供裝置U，-用于產(chǎn)生周期性脈沖信號的脈沖發(fā)生器PWM，該脈沖信號在信號處于其較高狀態(tài)時具有預(yù)定的導(dǎo)通時間，在信號處于其較低狀態(tài)時具有預(yù)定的關(guān)斷時間，該脈沖發(fā)生器可以是脈沖寬度調(diào)制發(fā)生器，但不是必須的。
-開關(guān)S1，例如NMOS FET(當(dāng)使柵極驅(qū)動到比源極更大的正電壓時場效應(yīng)晶體管傳導(dǎo)電流)或NPN雙極型晶體管(通過基極中的正電流導(dǎo)通的晶體管，其然后允許從集電極到基極傳導(dǎo)電流)通過脈沖發(fā)生器控制以便在所述導(dǎo)通時間期間打開，從而使電感L1充電并且短路LED，以及在所述關(guān)斷時間期間關(guān)斷。
-電感設(shè)備或線圈L1，具有電感L用于當(dāng)開關(guān)關(guān)斷時增大LED上的正向電壓，以便正向電壓高于最小正向電壓，并且當(dāng)開關(guān)打開時用于對L1充電，以便經(jīng)過LED的電流保持在基準(zhǔn)最大電流以下。
電源U具有電壓Vdd。在脈沖發(fā)生器的導(dǎo)通時間期間，開關(guān)S1打開(導(dǎo)通)。當(dāng)S1導(dǎo)通時，線圈L1將其電流增大了Vdd/L。當(dāng)S1關(guān)斷時，電流持續(xù)流經(jīng)線圈L1，并且線圈電流減小了(VLED-Vdd)/L。
信號PWM的最大導(dǎo)通時間和線圈L1的電感L選擇為使得最大線圈電流不高于允許流經(jīng)LED的最大電流。關(guān)斷時間選擇為使得線圈電流減小到0。如果PWM信號被關(guān)斷，則LED也關(guān)斷。脈沖發(fā)生器的頻率對LED的亮度具有影響。頻率越高，LED越亮，因為脈沖信號根據(jù)脈沖信號頻率使LED點(diǎn)亮或不點(diǎn)亮。在高頻下，人眼不能看見LED閃爍。但是它們確實只在部分時間上點(diǎn)亮，即只在脈沖信號的關(guān)斷時間期間，這導(dǎo)致了它們的亮度比它們?nèi)粼谒袝r間內(nèi)都導(dǎo)通的情況要低一些。
為了提高電路的效率，可以如圖2所示在LED之前使用二極管D，以防止LED上的電壓下降到零。
圖3示出了具有包含脈沖發(fā)生器的IC 31和彩色顯示器32的移動電壓裝置30，其是以LED D1到D4做背光照明的，使用如圖1或圖2所示的設(shè)備。在圖3中，Vg代表地。
附圖和上文中的描述說明了而非限制了本發(fā)明。顯然存在有大量的替換方案，其均落入附屬的權(quán)利要求的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種用于點(diǎn)亮至少一個發(fā)光二極管(LED)的設(shè)備，該發(fā)光二極管被提供以預(yù)定的最小正向電壓和最大電流，包括-用于為發(fā)光二極管提供電壓的電壓提供裝置，-用于產(chǎn)生具有預(yù)定導(dǎo)通時間和關(guān)斷時間的周期性脈沖信號的脈沖發(fā)生器，-由脈沖發(fā)生器控制的開關(guān)，從而在所述導(dǎo)通時間期間打開以便短路發(fā)光二極管，并且在所述關(guān)斷時間期間關(guān)斷，-電感設(shè)備，用于當(dāng)打開開關(guān)時進(jìn)行充電，以及用于當(dāng)關(guān)斷開關(guān)時增大發(fā)光二極管上的正向電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，包括在發(fā)光二極管之前的二極管，以防止發(fā)光二極管上的電壓下降到零。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中電感設(shè)備是具有電感的線圈，該電感是由發(fā)光二極管的數(shù)目、其最大電流和電壓要求、以及脈沖發(fā)生器的可用頻率所限定的。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中周期性脈沖信號具有從0.1kHz到30兆赫茲的頻率。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中脈沖發(fā)生器是脈沖寬度調(diào)制發(fā)生器。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中開關(guān)是MOS FET或NPN雙極型。
7.一種電池供電的裝置，包括顯示器和如權(quán)利要求1所述的用于為所述顯示器提供背光照明的設(shè)備。
8.一種用于點(diǎn)亮至少一個發(fā)光二極管的方法，該發(fā)光二極管被提供以預(yù)定的最小正向電壓和最大電流，包括下列步驟-為發(fā)光二極管提供正向電壓，-產(chǎn)生具有預(yù)定導(dǎo)通時間和關(guān)斷時間的周期性脈沖信號，用于控制開關(guān)在所述導(dǎo)通時間期間打開以便短路發(fā)光二極管，并且在所述關(guān)斷時間期間關(guān)斷，-當(dāng)開關(guān)打開時為電感設(shè)備充電，-當(dāng)關(guān)斷開關(guān)時增大發(fā)光二極管上的正向電壓，以便所述正向電壓高于最小正向電壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于點(diǎn)亮至少一個發(fā)光二極管的設(shè)備，該發(fā)光二極管被提供以預(yù)定的最小正向電壓和最大電流。它包括用于為發(fā)光二極管提供電壓的電壓提供裝置，用于產(chǎn)生具有預(yù)定導(dǎo)通時間和關(guān)斷時間的周期性脈沖信號的脈沖發(fā)生器，由脈沖發(fā)生器控制的開關(guān)，從而在所述導(dǎo)通時間期間打開以便短路發(fā)光二極管，并且在所述關(guān)斷時間期間關(guān)斷，電感設(shè)備，用于當(dāng)關(guān)斷開關(guān)時增大發(fā)光二極管上的正向電壓，以便所述正向電壓高于最小正向電壓，以及用于當(dāng)打開開關(guān)時減小所述正向電壓，以便流經(jīng)發(fā)光二極管的電流保持在最大電流之下。
文檔編號H05B33/08GK1823553SQ200480020421
公開日2006年8月23日 申請日期2004年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月16日
發(fā)明者L·哈恩爾, J·弗里伊斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司