[发明专利]LED发光控制器、驱动器、驱动方法、照明设备及显示设备有效

专利信息
申请号: 201210524602.8 申请日: 2012-12-06
公开(公告)号: CN103857140A 公开(公告)日: 2014-06-11
发明(设计)人: 宋振宇 申请(专利权)人: 艾尔瓦特集成电路科技(天津)有限公司
主分类号: H05B37/02 分类号: H05B37/02
代理公司: 北京市金杜律师事务所 11256 代理人: 酆迅;庞淑敏
地址: 300457 天津市塘沽区天津市经*** 国省代码: 天津;12
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摘要:
搜索关键词: led 发光 控制器 驱动器 驱动 方法 照明设备 显示 设备
【说明书】:

技术领域

本发明的实施方式涉及发光二极管(LED)照明的技术领域,更特别地涉及一种LED发光控制器、LED驱动器、LED驱动方法以及包括LED驱动器的照明设备和显示设备。

背景技术

LED已经广泛应用于多种电子应用中,例如建筑照明、汽车头尾灯、液晶显示设备的背光以及闪光灯等。与如白炽灯和荧光灯之类的常规光源相比,LED具有诸多显著优点。这些优点包括效率高、方向性好、色彩稳定性高、可靠性高、寿命长、体积小以及具有环

境安全性。

LED本身是一种电流驱动设备,因此调节通过LED的电流是重要的控制技术之一。为了从一个直流(DC)电压源来驱动一个大的LED阵列,通常需要使用诸如升压或降压-升压转换器之类的DC-DC开关功率转换器,以便为多个LED串提供顶部导轨(top rail)电压。在使用LED背光的液晶显示器(LCD)应用中,通常使用控制器来控制多个LED串,而每个LED串均具有独立的电流设置。因此该控制器能够独立地控制LCD不同部分的亮度。此外,该控制器还能够以定时的方式开启或关闭LCD的不同部分。

在由Xuecheng,Jin等人于2009年9月11号申请的美国专利申请12/558,275中,提出了一种自适应开关模式LED驱动器。出于说明目的,在图1中示意性地示出了根据该方案的自适应开关模式LED驱动器。

如图1所示,该自适应开关模式LED驱动器300包含功率管理模块301,其例如是升压转换器。该功率管理模块301被配置以接收输入电压Vin并产生用于驱动各个LED串的输出电压Vboost。在每个LED通道中,LED串302与一个通道开关QP串联连接,该通道开关QP根据施加其上的占空比信号来开启或关闭相应的LED串302。此外,在每个LED通道中,诸如低压差调节器(LDO)的通道调节器304还串联连接至通道开关QP,且被配置以接收编程的电流水平信号,并根据编程的电流水平信号调节经过LED串的电流。

照度控制器310可以被配置为针对每个LED串产生与可编程电流水平的有限集合中的一个相对应的编程电流水平信号,以便由各个通道调节器来控制通过相应LED串的电流。照度控制器310此外还产生作为编程的电流水平的函数的占空比信号,该占空比信号被提供给通道开关QP以便控制LED串的开启或关闭。照度控制器310可以为不同LED串设置不同的编程的电流,并为每个LED串设置不同的占空比,以补偿LED串之间的电流差异和不同的电流-电压特性,由此可以驱动具有不同电流-电压特性的多个LED串。

在所示的自适应开关模式LED驱动器300中,照度控制器310是数字设备,其产生的是数字形式的信号,而作为LDO中的部件的运算放大器306是个模拟器件,其需要模拟形式的信号作为其输入。为此,在图1所示的电路中,针对每个通道调节器采用了一个DAC电路,以便将照度控制器310产生的数字形式的电流水平信号转换成模拟形式的电流水平信号并提供给通道调节器304,以由其调节通过相应LED串的电流。

然而,随着LED通道数目的增加,自适应开关模式LED驱动器的电路尺寸和功率耗散都将急剧增加。为此,在本领域存在对于减小LED驱动器的电路尺寸和降低功率耗散的需求。

发明内容

有鉴于此,本文提出了一种新的LED驱动技术以便至少部分上解决或者缓解现有技术中存在的至少部分问题。

根据本发明的第一方面,提供了一种发光二极管LED发光控制器。该LED发光控制器可以包括:一个或多个输出端,每个所述输出端可操作以连接至一个LED通道调节器;照度控制器,可操作以产生数字形式的电流水平信号以及电流水平输出控制信号;以及信号转换单元,可以操以将所述数字形式的电流水平信号转换成模拟形式的电流水平信号,以及基于所述电流水平输出控制信号,在所述一个或多个输出端其中之一处输出所述模拟形式的电流水平信号。

在一个实施方式中,所述信号转换单元可以包括:数模转换器,被配置为将所述数字形式的电流水平信号转换成所述模拟形式的电流水平信号;以及一个或多个采样与保持单元,每个所述采样与保持单的输出可操作以连接至一个输出端,且可操作以基于输入的电流水平输出控制信号,对所述模拟形式的电流水平信号进行采样,并保持采样到的电流水平信号。

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