專利名稱：用于多相l(xiāng)ed驅動器的自適應pwm控制器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及多通道LED驅動器，并且尤其涉及包括自適應PWM控制的多通道LED 驅動器。
背景技術：
多通道LED驅動器被用在電視、監(jiān)視器和膝上型計算機IXD背光應用中，與單個 DC/DC變換器一起用于驅動大量的LED。應用于LED的幾乎全部功率作為熱能被消耗。這包 括應用于LED的75%到85%的功率。只有大約15%到20%的功率轉化為光能。剩余的功 率在調節(jié)場效應管(FET)和與LED驅動器相關聯(lián)的電流傳感器中被消耗。這種拓撲是比利 用單個DC/DC變換器的一通道集成電路便宜的解決方案。然而，在多個LED的LED正向閾 值電壓(VFT)不同的情況下，該實現(xiàn)包括關于提供恒定LED正向電流所需的線性調節(jié)引起 的功率和熱的損耗的嚴重缺點。傳統(tǒng)LED驅動器中的主要功率損耗是由在每個單獨LED通 道中的不同VFT的線性調節(jié)引起的。在線性調節(jié)下實現(xiàn)較低VFT變化或較低功耗的LED成 本會較高。期望在驅動IC中提供低溫度和功率損耗，甚至對于那些在LED中具有較高VFT 變化的驅動IC也如此。傳統(tǒng)的線性調節(jié)有利于利用一個升壓多通道拓撲在不同的LED正 向電壓下維持恒定的LED正向電流。然而，由于與調節(jié)電壓和通道數(shù)量成正比的固有熱耗 散，該線性調節(jié)拓撲具有苛刻的限制。發(fā)明內容
正如在此的公開和描述的本發(fā)明包括多通道LED驅動器，該多通道LED驅動器包 括多個LED串，每一個LED串與獨立的通道相關聯(lián)。電壓調節(jié)器響應于輸入電壓和PWM控 制信號產生輸出電壓到多個LED串。第一控制邏輯響應于多個LED串中的每一個底部的電 壓產生PWM控制信號。多個調光電路分別連接到多個LED串的一個底部，并響應于調光控 制信號控制多個LED串中的每一個的光強。第二控制邏輯響應于監(jiān)測到的通過多個LED串 中的每一個的正向電流和調光數(shù)據(jù)產生調光控制信號。
為了更完整的理解，現(xiàn)參考給出以下結合附圖的描述，在附圖中
圖1是傳統(tǒng)多通道LED驅動器的示意圖2示出傳統(tǒng)LED驅動器的功耗；
圖3示出本發(fā)明公開的多通道LED驅動器；
圖4示出圖3的LED驅動器的功耗；
圖5示出在相同的光強下每個通道中的占空比的時序和LED正向電流比K ；
圖6示出LED驅動器的每個通道中基于電流比K的灰度曲線(gammacurve)和提 ??；以及
圖7是說明LED驅動器的灰度校正和調光控制的操作的流程圖。
具體實施方式
現(xiàn)在參考附圖，其中這里始終用同樣的參考標記標明同樣的元件，說明和描述了 用于多相LED驅動器的自適應PWM控制器的各種視圖和實施例，并且描述了其它可能的實 施例。附圖不需要按比例繪出，并且在一些實例中僅出于說明目的將附圖的某些地方夸大 和/或簡化。本領域的技術人員基于下面的可能實施例將理解許多可能的應用和變化。
多通道LED驅動器集成電路被用在電視、監(jiān)視器和膝上型計算機LCD背光應用中， 用于與單個DC/DC變換器驅動大量的LED。應用于LED的幾乎全部功率作為熱能被消耗。 這包括應用于LED的電功率的75%到85%。只有約15%到20%的電功率轉化為光能。剩 余的功率在調節(jié)場效應管(FET)和與LED驅動器有關的電流傳感器中被消耗。該拓撲是比 利用單個DC/DC變換器的一通道集成電路便宜的解決方案。然而，在多個LED的LED正向 閾值電壓(VFT)不同的情況下，該實現(xiàn)包括關于提供恒定LED正向電流所需的線性調節(jié)引 起的功率和熱的損耗的嚴重缺點。傳統(tǒng)LED驅動器中的主要功率損耗是由在每個單獨LED 通道的不同VFT的線性調節(jié)引起的。在線性調節(jié)下實現(xiàn)較低VFT變化或較低功耗的LED成 本會較高。期望在驅動IC中提供低溫度和功率損耗，甚至對于那些在LED中具有較高VFT 變化的驅動IC也如此。
傳統(tǒng)的線性調節(jié)有利于利用一個升壓多通道拓撲在不同的LED正向電壓下維持 恒定的LED正向電流。然而，由于與多個通道中的調節(jié)電壓成比例的固有熱耗散，該線性調 節(jié)拓撲具有苛刻的限制。所公開的實現(xiàn)中去除了線性調節(jié)，線性調節(jié)是電路中的功率損耗 和較高外殼溫度的主要原因。所描述的系統(tǒng)可以容易地利用簡單電流比檢測和灰度校正邏 輯應用實現(xiàn)，且沒有任何性能上的副作用或電路成本的顯著增加。
現(xiàn)在參考附圖1，其中示出了一種傳統(tǒng)的多通路LED驅動器102。輸入電SVfi5人在 電壓調節(jié)器的節(jié)點104處被施加到LED驅動器。電感器106被連接在節(jié)點104和節(jié)點108 之間。二極管110的陽極連接到節(jié)點108而其陰極連接到節(jié)點112。該電壓調節(jié)器的輸出 電壓節(jié)點Vf^與每個LED串114連接。電容器116被連接在節(jié)點112和地之間。N-溝道 晶體管的漏極/源極通路被連接在節(jié)點108和地之間。該晶體管118的柵極由升壓控制器 電路120響應于從凈空感測和控制邏輯122中接收的控制信號進行控制。
每個LED串114在LED串114的頂部連接到輸出電壓節(jié)點112。每個LED串114的 底端分別與節(jié)點VCHl到VCHN連接。凈空檢測和控制邏輯122監(jiān)測VCHl節(jié)點124和VCHN 節(jié)點126以及LED串114的底部的所有節(jié)點處的電壓。N-溝道晶體管128的漏極/源極通 路被連接在節(jié)點1 和節(jié)點130之間。電阻器125被連接在晶體管128的柵極和地之間。 電阻器132被連接在節(jié)點130和地之間。比較器134被連接用來接收參考電壓Vkef以及還被連接用于監(jiān)測該節(jié)點130處的電壓。比較器134的輸出連接到開關136，該開關響應于從 調光控制邏輯138中接收的控制信號被控制。調光控制邏輯138還被連接以通過輸入140 接收調光數(shù)據(jù)。與節(jié)點146連接的是與連接到節(jié)點124的邏輯相似的邏輯，其同樣接收來 自調光控制邏輯138的控制信號。
現(xiàn)在同樣參考附圖2，其示出了與附圖1中示出的傳統(tǒng)LED驅動器相關聯(lián)的功率損 耗。附圖2示出了附圖1中的傳統(tǒng)LED驅動器如何消耗功率。該附圖還通過圖形示出了由 尖峰電流以及導通時間確定的光能的一部分。X軸代表時間而Y軸代表每一個LED串114 的LED正向電流。每個塊200代表與LED驅動器的每個通道相關聯(lián)的總功率損耗。LED的 光強度由與通道相關聯(lián)的每個塊200的底部處示出的區(qū)域202表示。應用到LED串114的 大部分電功率被消耗為由區(qū)域204表示的熱能。其包括提供給LED串的電功率的大約75% 到85%。因此，只有15%到25%的電功率被轉化為由區(qū)域202表示的光能。剩余的電功率 被開關晶體管118的調節(jié)和凈空高度感測和控制邏輯122的電流感測所消耗。由于使用線 性調節(jié)來提供流過具有不同LED正向閾值電壓的多個LED串114，圖1的電路引起的功率/ 熱損耗具有顯著缺點。傳統(tǒng)LED驅動器的主要功率損耗是由電路的線性調節(jié)引起的，這是 由于每個通道中的LED串114兩端的VFT不同。該功率損耗由區(qū)域206表示。
現(xiàn)在參考附圖3，其示出了多通道LED驅動器具有優(yōu)于附圖1中示出的驅動器的 改進性能。附圖3中的該多通道LED在不需要線性調節(jié)的驅動器中提供了低功率損耗。所 描述的驅動器只在場效應晶體管(FET)開關308和與每個LED串相關聯(lián)的電流感測電阻器 (331，336)中消耗功率，而不需要用于線性調節(jié)的功率損耗。因此，該LED驅動器通過去除 線性調節(jié)能夠顯著地改善功耗以及集成電路(IC)溫度，且沒有影響其性能或顯著增加成 本。
輸入電壓Vfi5A在節(jié)點302處被施加到電壓調節(jié)器的輸入端。電感304被連接在節(jié) 點302和節(jié)點306之間。N-溝道晶體管308的漏極/源極通路被連接在節(jié)點306和地之 間。晶體管308的柵極被連接用于接收來自升壓控制器310的控制信號。二極管312的陽 極連接到門節(jié)點306且其陰極連接到節(jié)點314——電壓調節(jié)器的輸出電壓節(jié)點Vf_。輸出 電壓節(jié)點與每個LED串318相連接。串318a到318η中的每個串與多通道LED驅動器 的單獨通道相關聯(lián)。電容器316被連接在節(jié)點314和地之間。
輸出電壓在節(jié)點314處被提供給串聯(lián)連接的LED串318的每個通道。串聯(lián)連接的 LED串318中的每一個在串的頂端的節(jié)點314處和串的底部的節(jié)點320或322處連接。將 理解，節(jié)點320與多通道LED驅動器的通道1相關聯(lián)，節(jié)點322與LED多通道驅動器的通道 N相關聯(lián)。多通道可位于通道1和通道N和附加節(jié)點之間，且LED串318可與每個通道相關 聯(lián)。凈空感測和控制邏輯3M被連接到節(jié)點320和322且連接到在每個通道上的每個LED 串318底部的每個節(jié)點。凈空檢測和控制邏輯324向升壓控制器310提供控制信號。在每 個LED串318底部的每個節(jié)點包括N-溝道晶體管326，該晶體管326的漏極/源極通路連 接在節(jié)點320和節(jié)點3 之間。電阻器325被連接在晶體管326的柵極和地之間。電阻器 331被連接在節(jié)點3 和地之間。晶體管326的柵極通過開關330連接到基準電壓VKEF。由 灰度G校正和調光控制邏輯342控制開關330的操作以增強和減弱LED串318的光強度。 灰度校正和調光控制邏輯342通過輸入344接收調光數(shù)據(jù)。電流感測和K提取邏輯340監(jiān) 測節(jié)點3 處的電流并且執(zhí)行該K提取過程，如下文更充分地描述的那樣。7
相似的電路與節(jié)點322相關。N-溝道晶體管332的漏極/源極通路連接在節(jié)點 322和節(jié)點334之間。電阻器336連接在節(jié)點334和地之間。晶體管332的柵極通過開關 338連接到基準電壓VKEF。開關338在灰度校正和調光控制邏輯342的控制下用來增強和 減弱LED串318的光強。電流感測和K提取邏輯340同樣經(jīng)過節(jié)點334監(jiān)測電流。電路可 在多通道LED驅動器的每個通道中重復并連接到每個LED串318的底部。
現(xiàn)在同樣參考附圖4，其示出了與附圖3中示出的LED驅動器相關聯(lián)的功率損耗。 附圖4示出了附圖3中的LED驅動器是如何消耗功率的。該附圖還以圖形示出了由尖峰電 流以及導通時間確定的的光能的一部分。該X軸代表時間而Y軸代表每一個LED串318的 LED正向電流。每個塊代表與LED驅動器的每個通道相關的總功率損耗。LED的光強由顯 示在與通道相關的每個塊的底部的區(qū)域402表示。應用到LED串318的大部分電功率被消 耗為由區(qū)域404表示的熱能。其包括提供給LED串的電功率的約75%到85%。因此，只有 15%到25%的電功率被轉化為由區(qū)域402表示的光能。其余的電功率被開關晶體管308的 調節(jié)和與凈空檢測和控制邏輯3M的電流檢測所消耗。由于使用線性調節(jié)以提供流過具有 不同LED正向閾值電壓的多個LED串318的恒定LED正向電流，圖3中的電路引起的功率/ 熱損耗具有顯著的缺點。傳統(tǒng)LED驅動器的主要功率損耗是由電路的線性調節(jié)引起的，這 是由于每個通道中的LED串318兩端的VFT不同。該功率損耗由區(qū)域406表示。附圖4示 出由402表示的所有通道的光強都相同，盡管每個通道具有不同的尖峰電流和導通時間。 附圖4還示出去除了附圖2中由區(qū)域206表示的線性調節(jié)的功率/熱損耗。
光強度(與經(jīng)過LED的平均電流成比例)為IFn* (Tn/T) = Ii^*Dn，其中Dn是第 η個LED串的占空比，Tn是每個TP周期內的第η個LED串的導通時間，1 是經(jīng)過第η個 LED串的電流，以及TP是所有LED的工作周期。電流感測和K比提取邏輯340感測經(jīng)過多 通道LED驅動器的每個通道的LED正向電流IF，并對多通道LED驅動器執(zhí)行電流比的提取。 為了使每個LED串318內的光強相同，多通道LED驅動器的每個通道的占空比可根據(jù)最小 正向電流和所比較的通道電流之間的電流比來提取。這在附圖5中會被更充分的說明。如 果電流比K2 = IF2/IF1并且Ifi是多通道LED驅動器的所有通道中的最小電流，則光強度S2 將會等于T2XIf2以及能夠被表示為CVK2) X (IfiXK2),其中Tn = I/Kn。通過電流感測和 K提取邏輯340提取K的更詳細的過程在下面進行描述。通過T1和所提取的K1, K2,... Kn， 所有占空比可被自適應性地選擇。
如果電功率充分地轉化為光能，則區(qū)域S代表的光強度將如下
Sl = S2 = S3. . . = Sn.因為 S = T*IF，貝丨J
T1*IF1 = T2*IF2 = T3*IF3. . . = Τη*IFn
如果所測量的電流IFl具有所有通道中的最小值，則
IFl = K1*IF1 (Kl = 1)，IF2 = K2*IF1，IF3 = K3*IF1. . . IFn = Kn*IFl.
每個通道的K將通過電流感測和K比提取邏輯被提取為
Kl = 1，K2 = IF2/IF1, K3 = IF3/IF1. · · Kn = IFn/IFl
每個通道的T由K表示，因此
T1*IF1 = T2(K2*IF1) = T3*(K3*IF1) = · · · Tn*(Kn*IFl).
因此，T2 = Tl/k2, Τ3 = Τ1/Κ3. · · Tn = Τ1/Κη·
附圖5說明了每個通道的光強度相同時的每個通道的占空比的時序和LED正向電流比K。X軸代表時間，而Y軸代表LED正向電流(If)的幅值。在通道1中，如502所示， 晶體管導通時間T以產生如圖所示的LED正向電流IF。同樣地，在504處一般表示的第二 通道中，開關晶體管導通時間T1以產生LED正向電流IF1。在504處一般表示的第二個通 道中，開關晶體管的導通時間根據(jù)前一個晶體管的導通時間除以由邏輯340所提取的電流 比K2確定。該通道中的LED正向電流將等于前一個通道的LED正向電流乘以電流比K的 數(shù)值。同樣地，在506處一般表示的第N個通道中，開關晶體管的導通時間等于初始開關晶 體管的導通時間T1除以電流比KN，從而LED正向電流由初始LED正向電流的數(shù)值乘以電流 比Kn表示。
灰度校正和調光控制邏輯342控制連接在基準電壓Vkef和連接到每個LED串318 的底部的N-溝道晶體管(3 ，332)的柵極之間的開關的操作。這樣控制LED串318的光 強。在輸入344被提供給灰度校正和調光控制邏輯342的輸入調光數(shù)據(jù)將確定LED占空比。 灰度曲線(G)表示輸入灰度級和輸出LED占空比之間的關系。傳統(tǒng)的灰度曲線通常固定， 其中最大灰度級(GMAX)與100%最大占空比(DMAX)對應。在附圖3的LED驅動器集成電 路中，每個通道的DMAX將通過DMAXl和所提取的K值K1, K2,... Kn被自適應性地選擇，如下 所示。
如果最大灰度梯級(GMAX)固定，則G曲線將通過最大占空比(DMAX)和最大導通 時間(T_MAX)確定，如下
DMAX = T_MAX/TP ；
T2_MAX = T1+MAX/K2, T3_MAX = T1_MAX/K3. . . Tn_MAX = Tl+MAX/Kn
因此，
DMAXl = (T1_MAX/K1)/TP
DMAX2 = (T1_MAX/K2)/TP
DMAX3 = (T1_MAX/K3)/TP
DMAXn= (T1_MAX/Kn)/TP
每個通道的G曲線被如下提取
于Gl，DMAXl = DMAXl/Kl (Kl = 1)
于G2，DMAX2 = DMAX1/K2
于G3，DMAX3 = DMAX3/K3
于Gn，DMAXn = DMAXl/Kn
附圖6說明了多通道LED控制器的諸通道的灰度曲線。X軸代表在602處一般表 示的第一通道、在604處一般表示的第二通道以及在606處一般表示的第N通道上的灰度 級輸出，這些輸出達到GMAX級。Y軸代表占空比，且100%最大占空比由DMAX表示。在602 處的第一通道中，灰度級處于GMAX且占空比為代表100%占空比的DMAXl。在第二通道604 中，灰度級依然處于GMAX，但DMAX2的占空比現(xiàn)在由DMAX表示。類似，在通道N，灰度級處 于GMAX，且DMAX的值等于DMAX1/KN。因此對于在多通道LED控制器中的每個通道來說，灰 度曲線&基于DMAX的變化值而改變。
灰度校正和調光控制邏輯342同樣為多通道LED驅動器提供自適應調光控制。如 附圖7中框圖所示，升壓控制器310基于所提取的電流比和每個通道的校正灰度曲線自適 應性地控制LED的占空比，。電流感測和K提取邏輯340感測通道電流IF1，IF2，... IFN并且基于最小通道電流為每個通道計算電流比K1, K2, ...KN。所提取的K值可通過LED電光 和電熱的轉換效率被內部修正或校準。
現(xiàn)在具體地參考附圖7，更充分地描述多通道LED驅動器的灰度校正和調光控制 邏輯342的過程。在步驟702電路通電。接著，在步驟704所有通道電流被感測。在步驟 706，經(jīng)由PWM信號控制輸出電壓V 升壓轉換器。詢問步驟708確定最低通道電流是否等 于目標正向電流IF。如果不是，控制返回步驟706，在該步驟中通過PWM信號重新調整Vfi5 ^當最低通道電流等于目標正向電流IF時，在步驟710，通過電流檢測和K提取邏輯340 為每個通道感測流經(jīng)LED串318的led正向電流IF。接著，在步驟712中，電流感測和K提 取邏輯340為每個通道確定電流比。利用所確定的電流比，在步驟714，灰度校正和調光控 制邏輯342為每個通道確定灰度曲線。在步驟716，灰度校正和調光控制邏輯342接收調 光數(shù)據(jù)。利用所確定的灰度曲線，在步驟718，使用所接收的調光控制數(shù)據(jù)通過開關FET開 關來控制調光。在每個電阻器串的底部的最小電壓和led正向電流目標值由凈空感測和控 制邏輯122提供。在步驟706，該信息被用于控制升壓控制器120的操作以向開關晶體管 118提供PWM控制信號。所有LED串的PWM頻率都相同，因此周期TP將等于Tia (導通時 間(關斷時間=TP-TiaL每個通道的占空比的所有相位可同步或異步。每個通道 的占空比可在電流感測之后依次(從CH1，CH2，CHn)向右被更新，或在所有電流檢測 完成(Kl，Κ2, . . . , Kn被存儲到存儲器中)之后同時被更新。
通道匹配將逐串按次序地執(zhí)行，如附圖7。在對某個串的灰度校正期間，其余通道 可維持存儲器中先前的灰度值。在加電(啟動)階段，在灰度校正之前所有通道的最大占 空比(灰度)可具有初始值(不包括50%)。所有通道的導通時間不需要被同步。光輸 出由平均通道電流所確定。如果LED正向電壓在每串中的變化等于理想值0，則傳統(tǒng)的驅動 也可。但是在大量的LED背光中的正向電壓變化超過5V(在每串40個LED的情況下)，傳 統(tǒng)的線性調節(jié)驅動不能用于這種情況下的多通道LED驅動器。本實現(xiàn)的目的在于減少傳統(tǒng) 驅動中由于每個LED串的正向電壓的差別所造成的功率損耗。在本實現(xiàn)中，即使圖6中的 最大占空比減小(< 100% )以便通道匹配，尖峰電流也可利用提取電流比被增大，如附圖 5所示。
圖3中的LED驅動器集成電路的功耗等級可基于如下假設來計算LED驅動器 集成電路包括8個通道，具有3伏特的最大VFT變化，100毫伏led尖峰電流和1伏特的 最小通道電壓(VCH)。在最糟糕的情景下，傳統(tǒng)的LED驅動器將消耗2. 9瓦特的功率(= ICHX IDX 100毫安+7CHX 4伏特X 100毫安)。然而，圖3示出的新LED驅動器實現(xiàn)可利 用0. 8瓦特的最大功率(=8通道X 1伏特X 100毫安)。因此新驅動器集成電路相比于 傳統(tǒng)LED驅動集成電路將具有改善72%的功率損耗性能。
獲得本發(fā)明益處的本領域技術人員應該理解，用于該多相LED驅動器的自適應性 PWM控制器提供了比現(xiàn)有實現(xiàn)使用顯著更少電能的驅動器。應該理解的是，本文的附圖和 詳細描述應被認為是一種說明而非限制性的方式，并不旨在限于所公開的特定形式和實施 例。相反地，如所附權利要求所限定，本發(fā)明包括了對本領域技術人員顯而易見的未背離本 發(fā)明的精神和范圍的任何進一步的改進、改變、重排、代替、替換、設計選擇和實施例。因此， 所附權利要求應被解釋為包涵了所有這些進一步的改進、改變、重排、代替、替代、設計選擇 和實施例。10
權利要求
1.一種多通道LED驅動器，包括多個LED串，所述多個LED串中的每一個與單獨的通道相關聯(lián)； 電壓調節(jié)器，用于響應于輸入電壓和PWM控制信號產生輸出電壓給所述多個LED串； 第一控制邏輯，用于響應于所述多個LED串中的每一個的底部的電壓； 多個調光電路，所述多個調光電路中的每一個連接到多個LED串的底部中的一個，用 于響應于調光控制信號以控制所述多個LED串中的每一個的光強；以及第二控制邏輯，用于響應于監(jiān)測到的流過所述多個LED串中的每一個的正向電流和調 光數(shù)據(jù)產生所述調光控制信號。
2.如權利要求1所述的多通道LED驅動器，其特征在于，所述多個調光電路進一步包括開關晶體管，所述開關晶體管連接到所述多個LED串中的一個的底部； 開關，所述開關用于響應于所述調光控制信號將基準電壓選擇性地連接到所述開關晶 體管的柵極。
3.如權利要求2所述的多通道LED驅動器，其特征在于，所述第二控制邏輯進一步包括連接到所述開關晶體管的第三控制邏輯，用于感測流過所述多個LED串中的每一個的 正向電流，并響應于所感測的正向電流為所述多個LED中的每一個產生電流比；以及第四控制邏輯，用于響應于所產生的電流比為所述多個LED串中的每一個確定灰度曲 線，并響應于所確定的灰度曲線和所述調光數(shù)據(jù)產生所述調光控制信號。
4.如權利要求1所述的多通道LED驅動器，其特征在于，所述第二控制邏輯進一步感測 流經(jīng)所述多個LED串中的每一個的正向電流、為所述多個LED串中的每一個提取電流比、響 應于所提取的電流比為所述多個調光電路自適應性地選擇最大占空比、響應于自適應選擇 的相關聯(lián)LED串的最大占空比為所述多個LED串中的每一個確定灰度曲線、以及響應于所 確定的灰度曲線和所述調光數(shù)據(jù)產生所述調光控制信號。
5.如權利要求1所述的多通道LED驅動器，其特征在于，所述第一控制邏輯進一步包括凈空和感測邏輯，用于監(jiān)測所述多個LED串中的每一個的底部的電壓，并響應于所述 電壓產生調節(jié)器控制信號；以及調節(jié)器控制器，用于響應于所述調節(jié)器控制信號產生所述PWM控制信號。
6.如權利要求5所述的多通道LED驅動器，其特征在于，調光控制信號閉合所述開關以 增加LED串的強度，而打開所述開關以減弱LED串的強度。
7.一種多通道LED驅動器，包括多個LED串，所述多個LED串中的每一個與單獨的通道相關聯(lián)； 電壓調節(jié)器，用于響應于輸入電壓和PWM控制信號產生輸出電壓給所述多個LED串； 第一控制邏輯，用于響應于所述多個LED串中的每一個的底部的電壓產生所述PWM控 制信號；多個調光電路，所述多個調光電路中的每一個連接到所述多個LED串的底部中的一 個，用于響應于調光控制信號控制所述多個LED串中的每一個的光強，所述多個調光電路 中的每一個進一步包括開關晶體管，所述開關晶體管連接到多個LED串中一個的底部； 開關，用于響應于所述調光控制信號將基準電壓選擇性地連接到所述開關晶體管的柵極；連接到所述開關晶體管的第二控制邏輯，用于感測流過所述多個LED串中的每一個的 正向電流，并響應于所感測的正向電流為所述多個LED串中的每一個產生電流比；以及第三控制邏輯，用于響應于所產生的電流比為所述多個LED串中的每一個確定灰度曲 線，并用于響應于所確定的灰度曲線和調光數(shù)據(jù)產生所述調光控制信號。
8.如權利要求7所述的多通道LED驅動器，其特征在于，所述第三控制邏輯進一步響應 于所提取的電流比為所述多個調光電路自適應性地選擇最大占空比，并響應于自適應選擇 的相關聯(lián)LED的最大占空比為所述多個LED串中的每一個確定灰度曲線。
9.如權利要求7所述的多通道LED驅動器，其特征在于，所述第一控制邏輯進一步包括凈空和感測邏輯，用于監(jiān)測所述多個LED串中的每一個的底部的電壓，并響應于所述 電壓產生調節(jié)器控制信號；以及調節(jié)器控制器，用于響應于所述調節(jié)器控制信號產生所述PWM控制信號。
10.如權利要求7所述的多通道LED驅動器，其特征在于，調光控制信號閉合開關以增 加LED串的強度，而打開開關以減弱LED串的強度。
11.一種用于為多通道LED驅動器提供調光控制的方法，包括以下步驟 響應于輸入電壓和PWM控制信號產生輸出電壓到多個LED串；響應于所述多個LED串中的每一個的底部的電壓產生所述PWM控制信號； 接收調光數(shù)據(jù)；響應于調光控制信號控制所述多個LED串中的每一個的光強；以及 響應于所監(jiān)測到的流過所述多個LED串中的每一個的正向電流和所述調光數(shù)據(jù)產生 所述調光控制信號。
12.如權利要求11所述的方法，其特征在于，所述控制步驟進一步包括響應于所述調 光控制信號將基準電壓選擇性地連接到開關晶體管的柵極的步驟，所述開關晶體管連接到 所述多個LED串中的每一個的LED串的底部。
13.如權利要求11所述的方法，其特征在于，產生所述調光控制信號的步驟進一步包 括以下步驟感測流過所述多個LED串中的每一個的正向電流； 響應于所感測的正向電流為所述多個LED串中的每一個產生電流比； 響應于所產生的電流比為所述多個LED串中的每一個確定灰度曲線； 響應于所確定的灰度曲線和所接收的調光數(shù)據(jù)產生所述調光控制信號。
14.如權利要求13所述的方法，其特征在于，確定灰度曲線的所述步驟進一步包括以 下步驟響應于所提取的電流比為所述多個調光電路自適應性地選擇最大占空比；以及 響應于自適應選擇的相關聯(lián)LED串的最大占空比為所述多個LED串中的每一個確定所 述灰度曲線。
15.如權利要求11所述的方法，其特征在于，進一步包括以下步驟監(jiān)測所述多個LED串中的每一個的底部的電壓；響應于所監(jiān)測的電壓產生調節(jié)器控制信號；以及響應于所述調節(jié)器控制信號產生所述PWM控制信號。
16.一種用于和多通道LED驅動器一起使用的電流調光電路，包括開關晶體管，所述開關晶體管連接到多個LED串中的一個的底部，所述多個串中的每 一個與所述多通道LED驅動器的通道相關聯(lián)；開關，所述開關用于響應于調光控制信號將基準電壓選擇性地連接到所述開關晶體管 的柵極；連接到所述開關晶體管的第一控制邏輯，用于感測流過所述多個LED串中的每一個的 正向電流，并響應于所感測的正向電流為所述多個LED串中的每一個產生電流比；以及第二控制邏輯，用于響應于所產生的電流比為所述多個LED串中的每一個確定灰度曲 線，以及響應于所確定的灰度曲線和調光數(shù)據(jù)產生所述調光控制信號。
17.如權利要求16所述的電流調光電路LED驅動器，其特征在于，所述第三控制邏輯進 一步響應于所提取的電流比為所述多個調光電路自適應性地選擇最大占空比，并響應于自 適應選擇的相關聯(lián)LED的最大占空比為所述多個LED串中的每一個確定灰度曲線。
18.如權利要求16所述的電流調光電路，其特征在于，調光控制信號閉合開關以增加 LED串的強度，而打開開關以減弱LED串的強度。
全文摘要
一種多通道LED驅動器包括多個LED串。多個LED串中的每一個與獨立的通道相關聯(lián)。電壓調節(jié)器響應于輸入電壓和PWM控制信號產生輸出電壓給多個LED串。第一控制邏輯響應于多個LED串中的每一個的底部的電壓產生PWM控制信號。多個調光電路中的每一個連接到多個LED串的底部中的一個，這些調光電路響應于調光控制信號控制多個LED串中的每一個的光強。第二控制邏輯響應于所監(jiān)測的流過多個LED串中的每一個的正向電流和調光數(shù)據(jù)來產生調光控制信號。
文檔編號H05B37/02GK102036449SQ20101057805
公開日2011年4月27日 申請日期2010年10月8日 優(yōu)先權日2009年10月8日
發(fā)明者李起贊 申請人:英特賽爾美國股份有限公司