[發明專利]LED電流控制

有效

• 申請號: 201310652035.9
• 申請日: 2013-12-05
• 公開（公告）號: CN103874283A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 亨德利克·保茲恩
• 申請（專利權）人: NXP股份有限公司
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 呂雁葭

技術領域

本發明涉及LED電流的控制，特別是串聯連接的LED串。特別地，本發明適用于LED串中的LED的調光功能。?

背景技術

LED串被用于形成所謂的矩陣束LED，例如，在車輛前燈中使用。調光功能是用來實現光束轉向功能。?

已知在LED串中，調光可以通過對選定的LED或LED組單獨調光來實現。一種方法是提供短路晶體管，該短路晶體管與LED串中的一個或多個LED并聯。當短路晶體管導通時，相關聯的LED被旁路，從而被關斷。短路信號的形式可以是脈沖寬度調制(PWM)信號，從而可以實現優良的調光控制。?

LED串由恒定電流驅動電路驅動。為了實現恒定電流驅動，使用反饋機制，該反饋機制是基于電流檢測電阻的電壓。這種反饋機制，例如控制通過電感的電流以在上限和下限之間改變電流，從而保持電流在所期望的電流附近。?

使用基于LED串中的短路LED的調光的問題是，(對于給定的恒定電流)總的串電壓會變化。這個電壓的變化會影響電流控制電路的正確運行，并導致影響通過LED串的平均LED電流，這是不希望的。?

特別地，該平均電流變化是于由比較器遲滯中和恒定電流控制電路的柵極驅動器中的延遲造成的。?

發明內容

根據本發明，提供了一種根據權利要求所限定的裝置和方法。?

在一個方面，本發明提供LED控制電路，用于控制提供給LED單元的電流，該控制電路包括：?

檢測電阻，用于檢測從輸出節點提供的輸出電流；和?

比較器電路，用于基于檢測電阻的各端上的電壓檢測在輸出電流中的上和下閾值，并用于控制電流供應以維持電流在閾值之間，其中，比較器電路包括參考電流源和參考電阻，用于產生上和下閾值參考，?

其中，比較器電路還包括比較器，該比較器用于檢測依賴于輸出電流的中檔電壓并導出控制信號，該控制信號表明所檢測到的電壓是高于或低于中檔電壓，和?

其中，控制信號被用于調整參考電流源，從而改變上和下閾值參考，以保持恒定的中值或平均輸出電流。?

該電路以已知的方式控制電流，通過改變上和下閾值之間的電流，如基于在檢測電阻的各端上的電壓測量值進行檢測。額外的比較器檢測中檔電壓。該中檔電壓例如在與上和下閾值相應的電壓之間。電流供應控制電路(即，柵極驅動器)不使用此中檔電壓，所以延遲問題并不適用于已測量的信號。如果中檔比較器的導通和關斷延遲時間相等，它們對輸出沒有影響(該輸出可以是占空比測量)。?

控制信號用于使能對所期望的平均(或中值)電流的控制。例如，電壓高于中檔值的時間周期和電壓低于中檔值的時間周期的關系可用于提供平均(或中值)電流的控制。?

在一個例子中，中檔電壓包括檢測電阻的電壓(因此使用相同的檢測電阻)，并且它與所期望的平均或中值輸出電流相應。對于鋸齒電流波形，這意味著電壓高于中檔值的時間與電壓低于中檔值的時間應當相同。?

其結果是，該電路可包括占空比電路，用于確定控制信號的占空比。比較器電路可以包括用于調整參考電流的單元，以維持占空比在50％。?

因此，本發明基于遲滯轉換器，該遲滯轉換器使用兩個比較器具有上和下比較器級。在優選的實施例中，添加第三比較器，該第三比較器具有跳閘電壓，該跳閘電壓與所期望的平均電流相應。該比較器表示瞬間的檢測電阻電壓(這是LED電流的指示)是高于或是低于目標平均電流。?

如果平均電流是完全正確的，比較器的占空比是50％。如果LED電流過高，則占空比會高于50％。?

優選地，該電路包括電感與檢測電阻器串聯到輸出節點。?

占空比電路可以包括：?

參考時鐘；?

第一計數器，用于計算在控制信號的預定數目的周期中的時鐘周期的數目；?

第二計數器，用于以控制信號的預定數目的周期計算高階段期間的時鐘的數目；?

比較器，用于比較計數器的輸出以得到占空比信息。?

以這種方式，(第三)比較器的輸出可以被用作計數器的計數使能信號，該計數器由(快速的)芯片上的時鐘驅動。相同的時鐘也驅動另一個計數器。?

經過一段時間后，計數值的比值具有占空比的數字表示，并根據測量時間具有任意高的分辨率。該數字信號可以用于控制回路中，對上和下比較器閾值作小的調整，通過改變參考電流，來調節占空比到準確的50％。當達到這個條件，比較器延遲和柵極驅動器延遲所造成的誤差被消除。?

值得注意的是，控制回路調節中值而不是平均電流，但在鋸齒電流波形的情況下，這是相同的。?