[發(fā)明專利]使用DC-DC轉(zhuǎn)換器的照明裝置的控制方法及其相關(guān)電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580057288.9
• 申請(qǐng)日: 2015-11-05
• 公開（公告）號(hào): CN107079567B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: B·帕蒂爾;J·文卡塔拉曼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類號(hào): H05B47/17
• 分類號(hào): H05B47/17;H05B47/165
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 趙志剛;趙蓉民

在所描述的通過DC?DC轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)控制照明裝置的方法(400)的示例中，由PWM信號(hào)控制輸出信號(hào)。方法(400)包含接收(405)對(duì)應(yīng)于輸出信號(hào)相對(duì)于預(yù)定輸出信號(hào)的變化的反饋信號(hào)，以及基于反饋信號(hào)確定(410)PWM信號(hào)的目標(biāo)占空比。目標(biāo)占空比的PWM信號(hào)能夠使得DC?DC轉(zhuǎn)換器能夠生成預(yù)定輸出信號(hào)。方法(400)包含將PWM信號(hào)的N個(gè)開關(guān)脈沖內(nèi)與目標(biāo)占空比相等的有效占空比的PWM信號(hào)提供(415)到DC?DC轉(zhuǎn)換器。方法(400)通過提供(420)第一占空比的第一PWM信號(hào)的M個(gè)開關(guān)脈沖，以及通過提供(425)第二占空比的第二PWM信號(hào)的N?M個(gè)開關(guān)脈沖，提供(415)PWM信號(hào)。

本發(fā)明涉及用于使用DC-DC轉(zhuǎn)換器為照明裝置(例如，LED和LASER) 提供恒流驅(qū)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

為非常低功耗裝置的照明裝置用于許多應(yīng)用中，諸如車輛、家庭應(yīng)用、指示器、數(shù)據(jù)通信以及涉及光源使用的應(yīng)用。這些裝置的示例非窮盡地包括發(fā)光裝置(LED)和受激輻射光放大(LASER)裝置。這些低功率照明裝置還用作飛行時(shí)間(ToF)成像應(yīng)用中的光源。ToF相機(jī)根據(jù)通過光源照明物體以及檢測(cè)從照明的物體反射的光的原理工作。另外，基于由照明裝置發(fā)射的光與從照明的物體反射的光之間的相位差，構(gòu)造照明的物體的圖像。

因?yàn)槎鄠€(gè)捕獲用于獲得一幀數(shù)據(jù)，并且每個(gè)捕獲必須非常精確地匹配另一捕獲以使深度噪音最小化，所以對(duì)來自ToF相機(jī)中照明裝置的光的發(fā)射功率的精確控制存在嚴(yán)格要求。由于照明裝置的I-V特性，所以即使驅(qū)動(dòng)照明裝置(例如，LED)的信號(hào)中的很小的改變也會(huì)引起巨大改變。在典型的ToF 相機(jī)中，每幀捕獲可以包括捕獲操作的多個(gè)象限。每個(gè)象限具有四個(gè)階段。在“復(fù)位”階段中，ToF相機(jī)內(nèi)部的傳感器被復(fù)位以從照明的物體清除累積信號(hào)。在“集成”階段中，通過ToF相機(jī)中的飛行時(shí)間控制器(TFC)調(diào)制傳感器和照明，照明物體，并且傳感器從照明的物體獲取原始ToF信號(hào)。在“讀出階段”中，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)以及此后通過TFC讀出選擇的感興趣的區(qū)域中的原始ToF信號(hào)(原始像素?cái)?shù)據(jù))。在“停滯時(shí)間”階段中，傳感器和ADC閑置且處于低功率模式。在實(shí)施方式中，ToF假設(shè)由ToF相機(jī)發(fā)射的光的總發(fā)射功率在象限之間不改變?？偘l(fā)射功率中的變化在處理捕獲的圖像中引起相位/深度誤差。

為了最佳地為照明裝置(例如，LED)供電，ToF相機(jī)要求專門的調(diào)整器，該專門的調(diào)整器能夠諸如通過電池電壓和其它操作條件提供均勻脈沖輸出且使強(qiáng)度變化最小化。已經(jīng)努力使用模擬注入來驅(qū)動(dòng)ToF相機(jī)中的照明裝置。例如，照明裝置由直流-直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換器控制，并且DC-DC轉(zhuǎn)換器由通過模擬控制器生成的脈寬調(diào)制(PWM)脈沖控制。然而，在DC-DC轉(zhuǎn)換器的模擬控制的此類實(shí)施方式中，(通過DC-DC轉(zhuǎn)換器和模擬轉(zhuǎn)換器形成的) 環(huán)路的操作點(diǎn)往往會(huì)在ToF相機(jī)中的象限之間改變。因而，數(shù)字環(huán)路控制(通過數(shù)字控制器)越來越多地用于控制DC-DC轉(zhuǎn)換器以維持環(huán)路的操作點(diǎn)僅在幀邊界處改變，而不在象限邊界處改變。然而，與模擬環(huán)路不同，當(dāng)占空比以步長(zhǎng)改變的形式改變時(shí)，數(shù)字環(huán)路僅具有PWM脈沖的占空比的一些固定的可能性。因而，期望具有基于數(shù)字的照明控制電路，該基于數(shù)字的照明控制電路能夠提供DC-DC轉(zhuǎn)換器的更精細(xì)控制，并且由此提供照明裝置的恒流驅(qū)動(dòng)的精細(xì)控制。

發(fā)明內(nèi)容

在控制照明裝置的方法的所描述的示例中，照明裝置由DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)控制。方法包含接收對(duì)應(yīng)于關(guān)于預(yù)定輸出信號(hào)DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)中的變化的反饋信號(hào)。方法包含控制DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)以使輸出信號(hào)等于用于控制照明裝置的預(yù)定輸出信號(hào)。控制輸出信號(hào)包含由數(shù)字控制器基于反饋信號(hào)確定PWM信號(hào)的目標(biāo)占空比，其中目標(biāo)占空比的PWM信號(hào)能夠使得DC-DC轉(zhuǎn)換器能夠生成預(yù)定輸出。控制輸出信號(hào)另外包含將PWM 信號(hào)的N個(gè)開關(guān)脈沖內(nèi)與目標(biāo)占空比相等的有效占空比的PWM信號(hào)提供到 DC-DC轉(zhuǎn)換器。通過第一占空比的第一PWM信號(hào)的M個(gè)開關(guān)脈沖以及第二占空比的第二PWM信號(hào)的N-M個(gè)開關(guān)脈沖提供在N個(gè)開關(guān)脈沖內(nèi)的有效占空比的PWM信號(hào)，其中M和N是正整數(shù)。