[發明專利]用于PWM電流環路的預測LED正向電壓

有效

• 申請號: 201780029801.2
• 申請日: 2017-06-08
• 公開（公告）號: CN109156061B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: P·M·埃洛;A·K·韋內寧
• 申請（專利權）人: 德州儀器公司
• 主分類號: H05B45/37
• 分類號: H05B45/37;H05B45/325
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 林斯凱

在所描述的實例中，一種燈光系統包含發光二極管LED(508)及分流晶體管(506)，所述分流晶體管具有連接到所述LED(508)的電流路徑。斜坡產生器電路(522、524)產生斜坡電壓。放大器(500)具有連接到所述LED(508)的第一輸入端子、經耦合以接收所述斜坡電壓的第二輸入端子，以及連接到所述分流晶體管(506)的控制端子的輸出端子。

技術領域

本發明涉及用于發光二極管(LED)照明系統的電路及方法，其具有用于脈沖寬度調制(PWM)電流環路的預測正向電壓。

背景技術

發光二極管(LED)照明系統用于許多應用，例如汽車、家庭、企業及安全系統。LED照明系統比白熾燈照明系統更有效地提供光照，因為其在熱產生方面消耗少得多的電力并且更可靠。此外，LED照明系統比熒光照明系統更靈活，因為其更能容忍環境條件，例如沖擊、污染及溫度。此外，其可以受控占空比操作以調整亮度。LED照明系統通常經配置為串聯連接的LED，因為其正向電壓相對較小。因此，由于相對大的正向電流及高串聯電感的突然改變，LED的串聯連接或串可能產生實質電磁干擾(EMI)。EMI可能會對附近的電子通信系統產生不利影響。濾波器電路及屏蔽可降低EMI，但會降低系統效率并增加成本。

發明內容

在所描述的實例中，一種燈光系統包含連接到多個串聯連接的發光二極管(LED)模塊的第一端的電流源。所述串聯連接的LED模塊的第二端連接到供應電壓端子。每一LED模塊具有轉換速率控制電路以控制跨越相應模塊的電壓。

在進一步所描述的實例中，一種燈光系統包含發光二極管(LED)及分流晶體管，所述分流晶體管具有連接到所述LED的電流路徑。斜坡產生器電路產生斜坡電壓。放大器具有連接到所述LED的第一輸入端子、經耦合以接收所述斜坡電壓的第二輸入端子，以及連接到所述分流晶體管的控制端子的輸出端子。

附圖說明

圖1是具有多個串聯連接的模塊的LED照明系統。

圖2是可用于圖1的照明系統的LED模塊控制電路的電路圖。

圖3是展示經配置以直接驅動一或多個LED的圖2的LED模塊控制電路的電路圖。

圖4是展示經配置以用外部晶體管間接驅動LED的圖2的LED模塊控制電路的電路圖。

圖5是具有轉換速率(SR)控制的圖1的LED模塊的電路圖。

圖6是展示具有50％占空比的圖5的電路的操作的時序圖。

圖7是圖5的放大器的示意圖。

圖8是圖5的轉換速率控制電路的電路圖。

圖9是展示圖8的轉換速率控制電路的操作的時序圖。

具體實施方式

實例實施例實現優于常規LED照明系統的顯著優點。

圖1展示可用于汽車照明、家庭照明、安全照明或其中需要效率及低電磁干擾(EMI)的其它應用的發光二極管(LED)照明系統。照明系統包含N個串聯連接的模塊104到110，其中N是大于或等于一的正整數。串聯連接的模塊由電流源100供電，電流源100優選地經脈沖寬度調制(PWM)以控制模塊的電力及與模塊相關聯的LED的亮度。每一串聯連接的模塊傳導來自電流源100的電流，以跨越模塊提供相應正向電壓VF₁到VF_N。然而，因為LED通常是分立元件，所以其電流-電壓特性可能不是緊密匹配的。因此，每一正向電壓可與串聯模塊串中的其它正向電壓稍微不同。控制電路102控制供應給串聯連接的模塊的PWM電流脈沖的占空比。此外，控制電路102將編程信號傳達到模塊中的每一者以控制操作。優選地，這些控制信號通過相同的單個線連接傳達到模塊，所述單個線連接通過頻移鍵控(FSK)或幅移鍵控(ASK)調制供應PWM模塊電流。模塊可有利地作為可個別尋址的模塊而受到控制，或者作為一組或多組模塊共同受到控制。