本發(fā)明涉及電源電路，并且具體地，涉及一種實(shí)現(xiàn)總線電壓校正以便供應(yīng)負(fù)載電路操作所需要的最小總線電壓的電源電路。
背景技術(shù)：
：參照?qǐng)D1，圖1示出了發(fā)光二極管(LED)電路10。電路10包括由一串串聯(lián)連接的發(fā)光二極管(LED)14所形成的負(fù)載電路12。該串連接于節(jié)點(diǎn)16與節(jié)點(diǎn)18之間。在包括多串LED的電路10的實(shí)現(xiàn)方式中，節(jié)點(diǎn)16可以對(duì)應(yīng)于電源總線。電壓調(diào)節(jié)器20被耦接以接收未經(jīng)調(diào)節(jié)的電源電壓V電源，并且操作以生成固定調(diào)節(jié)的總線電壓V總線，該總線電壓在節(jié)點(diǎn)16處被施加到電源總線上。電流匯驅(qū)動(dòng)器電路22連接至節(jié)點(diǎn)18，并且操作以通過(guò)由該串LED形成的負(fù)載電路12來(lái)調(diào)節(jié)恒定負(fù)載電流IL。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解到，存在為了能夠調(diào)節(jié)該串中的恒定電流IL所必需的總線電壓V總線的最小電壓V最小。通過(guò)以下等式來(lái)設(shè)置這個(gè)最小電壓V最小：V最?。絍L+V最小壓差其中：VL是從節(jié)點(diǎn)16至節(jié)點(diǎn)18跨由該串LED形成的負(fù)載兩端的壓降，并且V最小壓差是維持針對(duì)負(fù)載電流IL的經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出所需的在電流匯驅(qū)動(dòng)器電路22內(nèi)跨MOSFET器件的溝道兩端所要求的最小“壓差”電壓。隨著電路10老化，VL和V最小壓差的值增大。這導(dǎo)致了V最小的值的相應(yīng)增大。相應(yīng)地，電路設(shè)計(jì)者將為固定調(diào)節(jié)的總線電壓V總線選擇高于在電路10的壽命期間的預(yù)期V最小范圍的值。作出對(duì)經(jīng)調(diào)節(jié)的總線電壓V總線值的這種選擇的副作用是過(guò)度的功率耗散(等于(V總線-V最小)*VL)。在較高的電源負(fù)載情況下，與這種過(guò)度功率耗散相關(guān)聯(lián)的損耗會(huì)過(guò)大。相應(yīng)地，現(xiàn)有技術(shù)需要電路以將由電壓調(diào)節(jié)器生成的經(jīng)調(diào)節(jié)的總線電壓動(dòng)態(tài)地維持在基本上等于(或者略微超過(guò))實(shí)現(xiàn)在該串中的經(jīng)調(diào)節(jié)的恒定電流IL所必需的瞬態(tài)最小電壓V最小的值上。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：在實(shí)施例中，一種電路包括：負(fù)載，該負(fù)載耦接于第一節(jié)點(diǎn)與第二節(jié)點(diǎn)之間；電流調(diào)節(jié)電路，該電流調(diào)節(jié)電路耦接于該第二節(jié)點(diǎn)并且被配置成用于調(diào)節(jié)流過(guò)該負(fù)載的電流；可調(diào)電壓調(diào)節(jié)器，該可調(diào)電壓調(diào)節(jié)器具有被配置成用于生成施加至該第一節(jié)點(diǎn)的可變電壓的輸出端，所述可調(diào)電壓調(diào)節(jié)器具有被配置成用于接收用于控制該輸出的可變電壓的修整信號(hào)的輸入端；控制電路，該控制電路具有被配置成用于感測(cè)在該第一節(jié)點(diǎn)處的該可變電壓的第一輸入端、被配置成用于感測(cè)在該第二節(jié)點(diǎn)處的下降電壓的第二輸入端，并且具有被配置成用于生成該修整信號(hào)的輸出端，所述控制電路被配置成用于進(jìn)行操作以：改變?cè)撔拚盘?hào)，以便減小該可變電壓；根據(jù)所感測(cè)的可變電壓和所感測(cè)的下降電壓確定該電流調(diào)節(jié)電路的故障，以便調(diào)節(jié)流過(guò)該負(fù)載的該電流；并且在該電流調(diào)節(jié)電路無(wú)法調(diào)節(jié)流過(guò)該負(fù)載的該電流的情況下，輸出該修整信號(hào)以便將該可變電壓設(shè)置為超過(guò)所減小的可變電壓的值。在實(shí)施例中，一種用于設(shè)置由可調(diào)電壓調(diào)節(jié)器輸出的可變電壓以便施加于通過(guò)由電流調(diào)節(jié)電路所調(diào)節(jié)的電流的負(fù)載的方法包括：控制該可調(diào)電壓調(diào)節(jié)器以便輸出遞減可變電壓；感測(cè)該遞減可變電壓；感測(cè)在該電流調(diào)節(jié)電路處的下降電壓；根據(jù)所感測(cè)的遞減可變電壓和所感測(cè)的下降電壓確定該電流調(diào)節(jié)電路的故障，以便調(diào)節(jié)通過(guò)該負(fù)載的該電流；并且在確定該電流調(diào)節(jié)電路無(wú)法調(diào)節(jié)通過(guò)該負(fù)載的該電流的情況下，將該輸出的可變電壓設(shè)置為超過(guò)該遞減可變電壓的值。在實(shí)施例中，一種電路包括：可調(diào)電壓調(diào)節(jié)器，該可調(diào)電壓調(diào)節(jié)器具有被配置成用于生成可變電壓的輸出端并且具有被配置成用于接收用于控制該輸出的可變電壓的修整信號(hào)的輸入端；電流調(diào)節(jié)電路，該電流調(diào)節(jié)電路被配置成用于響應(yīng)于該可變電壓而調(diào)節(jié)流過(guò)負(fù)載的電流；控制電路，該控制電路被配置成用于感測(cè)該可變電壓以及該電流調(diào)節(jié)電路的下降電壓，并且響應(yīng)于所感測(cè)的可變電壓和下降電壓而確定該電流調(diào)節(jié)電路是否已經(jīng)因?yàn)樵摽勺冸妷禾投鵁o(wú)法調(diào)節(jié)流過(guò)該負(fù)載的該電流，該控制電路被進(jìn)一步配置成用于通過(guò)生成該修整信號(hào)以將該可變電壓設(shè)置為足夠該電流調(diào)節(jié)電路成功地調(diào)節(jié)流過(guò)該負(fù)載的該電流的值來(lái)對(duì)所述確定作出響應(yīng)。附圖說(shuō)明為了更好地理解實(shí)施例，現(xiàn)在將僅以示例方式參照附圖，在附圖中：圖1是常規(guī)的發(fā)光二極管電路的電路圖；圖2是具有經(jīng)調(diào)節(jié)的最小總線電源電壓的發(fā)光二極管電路的電路圖；圖3展示了圖2的電路的經(jīng)調(diào)節(jié)的操作；圖4是用于配置總線電源電壓的可變電壓的過(guò)程的流程圖；圖5是具有經(jīng)調(diào)節(jié)的最小總線電源電壓的發(fā)光二極管電路的電路圖；并且圖6是圖2和圖5的電路的實(shí)際電路實(shí)現(xiàn)方式。具體實(shí)施方式現(xiàn)在參照?qǐng)D2，圖2示出了發(fā)光二極管(LED)電路100。電路100包括由一串串聯(lián)連接的發(fā)光二極管(LED)114所形成的負(fù)載電路112。該串連接于節(jié)點(diǎn)116與節(jié)點(diǎn)118之間。在包括多串LED的電路100的實(shí)現(xiàn)方式中，節(jié)點(diǎn)116可以對(duì)應(yīng)于電源總線。可調(diào)電壓調(diào)節(jié)器120被耦接以接收未經(jīng)調(diào)節(jié)的電源電壓V電源，并且操作以生 成可變總線電壓V總線可變，該可變總線電壓在節(jié)點(diǎn)116處被施加到電源總線上。電流匯驅(qū)動(dòng)器電路122連接至節(jié)點(diǎn)118，并且操作以通過(guò)由該串LED形成的負(fù)載電路112來(lái)調(diào)節(jié)恒定負(fù)載電流IL。可變總線電壓V總線可變必須等于或超過(guò)最小電壓V最小，以便電流匯驅(qū)動(dòng)器電路122能夠操作以調(diào)節(jié)該串中的恒定電流IL?？紤]以下表格，該表格展示了電路100響應(yīng)于可變總線電壓V總線可變的變化的操作：V總線可變IL11.50V304mA11.25V305mA11.00V305mA10.75V305mA10.50V305mA10.25V304mA10.00V290mA該表格示出了電路100的示例操作，其中，恒定電流IL被設(shè)置為等于大約304mA(±大致5％)。當(dāng)可變總線電壓V總線可變下降到低于大約10.25V時(shí)，電流匯驅(qū)動(dòng)器電路122不再能夠調(diào)節(jié)電流，并且電流顯著下降大約5％到290mA?？梢匀缭趫D3中用曲線126所示出的那樣對(duì)前述關(guān)系進(jìn)行圖形呈現(xiàn)，該曲線描繪了從節(jié)點(diǎn)16至節(jié)點(diǎn)18跨由該串LED形成的負(fù)載兩端的壓降VL與在電流匯驅(qū)動(dòng)器電路122內(nèi)跨MOSFET器件的溝道兩端的壓降V壓降(理解的是，VL和V壓降根據(jù)可變總線電壓V總線可變的變化而改變)。只要可變總線電壓V總線可變等于或超過(guò)最小電壓V最小，與V壓降的變化相比，跨負(fù)載兩端的壓降VL基本上保持恒定。然而，當(dāng)可變總線電壓V總線可變下降到低于最小電壓V最小時(shí)，在操作曲線126中到達(dá)拐點(diǎn)128。這與V最小壓差(維持針對(duì)負(fù)載電流IL的經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出所需的在電流匯驅(qū)動(dòng)器電路22內(nèi)跨MOSFET器件的溝道兩端所要求的最小“壓差”電壓)所在的點(diǎn)相對(duì)應(yīng)?？缲?fù)載兩端的壓降VL對(duì)于低于V最小壓差的V壓降的變化而言不再是恒定的，并且在這種情況下，不再對(duì)負(fù)載電流IL進(jìn) 行調(diào)節(jié)。為了通過(guò)電流匯驅(qū)動(dòng)器電路122操作以調(diào)節(jié)該串中的恒定電流IL來(lái)使電路100的操作的功率耗散最小化，重要的是將可變總線電壓V總線可變的值設(shè)置在如下電平上：該電平將在電流匯驅(qū)動(dòng)器電路122內(nèi)跨MOSFET器件的溝道兩端的壓降V壓降置于略高于與所需要的最小“壓差”電壓V最小壓差相對(duì)應(yīng)的拐點(diǎn)。換言之，由電壓調(diào)節(jié)器120所生成的可變總線電壓V總線可變應(yīng)當(dāng)設(shè)置為基本上等于(或略微超過(guò))實(shí)現(xiàn)在該串內(nèi)的經(jīng)調(diào)節(jié)的恒定電流IL所必需的瞬態(tài)最小電壓V最小的值(例如，V最小<V總線可變<V最小+0.5％)。在電路100中，所生成的可變總線電壓V總線可變是響應(yīng)于修整信號(hào)(修整)可調(diào)的。控制電路130(例如，格式為微控制器)生成修整信號(hào)，并且實(shí)現(xiàn)對(duì)修整信號(hào)的改變以便對(duì)可變總線電壓V總線可變的值進(jìn)行設(shè)置，從而滿足在以上段落中所提及的操作條件?？刂齐娐?30操作以分別使用電壓感測(cè)輸入端132和134來(lái)感測(cè)節(jié)點(diǎn)116和118處的電壓(本文中稱為V116和V118)。例如，控制電路130可以包括一個(gè)或多個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，該一個(gè)或多個(gè)ADC被耦接以將節(jié)點(diǎn)116和118中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)處的模擬電壓轉(zhuǎn)換為指示所感測(cè)的電壓電平的相應(yīng)數(shù)字信號(hào)。在節(jié)點(diǎn)116和118處的所感測(cè)的電壓由控制電路130進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)，控制電路130操作以通過(guò)改變施加到可調(diào)電壓調(diào)節(jié)器120的修整信號(hào)來(lái)改變可變總線電壓V總線可變。根據(jù)節(jié)點(diǎn)116和118處的所監(jiān)測(cè)的電壓，控制電路130對(duì)與電流匯驅(qū)動(dòng)器電路122不再操作以調(diào)節(jié)恒定電流IL的拐點(diǎn)128相關(guān)聯(lián)的可變總線電壓V總線可變的值進(jìn)行標(biāo)識(shí)。然后，控制電路130使用修整信號(hào)將可變總線電壓V總線可變的值設(shè)置為基本上等于(或略微超過(guò))實(shí)現(xiàn)在該串內(nèi)的經(jīng)調(diào)節(jié)的恒定電流IL所必需的瞬態(tài)最小電壓V最小的值(例如，V最小<V總線可變<V最小+0.5％)。這將關(guān)于在拐點(diǎn)128右側(cè)的曲線126和所需要的最小“壓差”電壓V最小壓差來(lái)配置電路100的操作?，F(xiàn)在參照?qǐng)D4，圖4示出了用于設(shè)置可變總線電壓V總線可變的控 制電路130的操作的流程圖。此過(guò)程可以例如由處于校準(zhǔn)操作模式下的控制電路130對(duì)電路100來(lái)執(zhí)行。在步驟400中，進(jìn)入校準(zhǔn)模式。在步驟402中，控制電路130控制修整信號(hào)以使可調(diào)電壓調(diào)節(jié)器120輸出超過(guò)最小電壓V最小的可變總線電壓V總線可變。控制電路130接下來(lái)感測(cè)節(jié)點(diǎn)116處的電壓(步驟404)；感測(cè)節(jié)點(diǎn)118處的電壓(步驟406)；計(jì)算電壓VL＝V116–V118(步驟408)；并且將電壓VL保存(步驟410)為參考電壓VL參考。然后，進(jìn)入控制環(huán)路412，在該控制環(huán)路中，控制電路130通過(guò)對(duì)環(huán)路412的每次迭代：增量地減小(步驟414)由可調(diào)電壓調(diào)節(jié)器120輸出的可變總線電壓V總線可變；感測(cè)節(jié)點(diǎn)116處的電壓(步驟416)；感測(cè)節(jié)點(diǎn)118處的電壓(步驟418)；計(jì)算當(dāng)前電壓VL當(dāng)前＝V116–V118(步驟420)；并且將該當(dāng)前電壓VL當(dāng)前與參考電壓VL參考進(jìn)行比較(步驟422)。在步驟424中，控制電路130確定差值電壓V差值＝VL參考-VL當(dāng)前是否超過(guò)閾值電壓V閾值。如果否，則過(guò)程返回(步驟426)以重復(fù)對(duì)控制環(huán)路412的另一次迭代。如果是，則已經(jīng)到達(dá)(并且可能已經(jīng)超過(guò))拐點(diǎn)128，并且控制電路130將可變總線電壓V總線可變?cè)O(shè)置為與對(duì)控制環(huán)路412的之前的迭代之一相關(guān)聯(lián)的值(步驟428)?？紤]以下表格，該表格展示了電路100使用圖4的過(guò)程的操作：V總線可變V差值V閾值IL11.50V2mV40mV304mA在調(diào)節(jié)中11.25V2mV40mV305mA11.00V2mV40mV305mA10.75V4mV40mV305mA10.50V15mV40mV305mA10.25V23mV40mV304mA10.00V71mV40mV290mA退出調(diào)節(jié)10.25V操作的設(shè)定值該表格示出了逐漸增量地減小可變總線電壓V總線可變并確定差值電壓V差值的迭代過(guò)程。當(dāng)差值電壓V差值小于閾值電壓V閾值時(shí)，步驟424的確定未被滿足，并且過(guò)程通過(guò)步驟426返回以便用可變總線電 壓V總線可變的增量地減小的值進(jìn)行重復(fù)。然而，當(dāng)差值電壓V差值超過(guò)閾值電壓V閾值時(shí)，步驟424的確定被滿足，并且可變總線電壓V總線可變?cè)诓襟E428中被增大并設(shè)置為電路以電流調(diào)節(jié)進(jìn)行操作的前一次迭代的值。然而，此設(shè)置的可變總線電壓V總線可變值降低了功率浪費(fèi)，因?yàn)殡娐繁慌渲贸捎糜谝郧『寐愿哂谧钚‰妷篤最小的可變總線電壓V總線可變進(jìn)行操作?，F(xiàn)在參照?qǐng)D5，圖5示出了發(fā)光二極管(LED)電路100’。電路100’與圖3的電路100基本上完全相同，除了電路100’包括用于負(fù)載112的多串LED之外。在這種配置中，每串單獨(dú)的LED具有其自身的電流匯驅(qū)動(dòng)器電路122?？梢耘σ源_保電流匯驅(qū)動(dòng)器電路122是匹配的，但是無(wú)法保證隨著時(shí)間推移維持這種匹配。相應(yīng)地，電路100’利用多路復(fù)用器150從每串LED中選擇V118電壓以用于根據(jù)圖4進(jìn)行處理。在實(shí)施例中，多路復(fù)用器150可以是控制電路130的組成部分?？刂齐娐?30將操作以基于電路100’操作的最壞情況場(chǎng)景來(lái)設(shè)置可變總線電壓V總線可變。最壞情況場(chǎng)景表示跨一串LED兩端的最壞可能電壓VL以及在這些電流匯驅(qū)動(dòng)器電路122之一內(nèi)跨MOSFET器件的溝道兩端的最壞可能壓降V壓降。圖4的過(guò)程將執(zhí)行關(guān)于為每串LED確定拐點(diǎn)128的迭代過(guò)程，并且然后設(shè)置可變總線電壓V總線可變值以確保所有LED串的正確操作?，F(xiàn)在參照?qǐng)D6，圖6示出了電路100和100’的實(shí)際電路實(shí)現(xiàn)方式?？烧{(diào)電壓調(diào)節(jié)器120可以使用ST1S40集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。電阻式分壓器70生成用于調(diào)節(jié)輸出電壓V總線可變的反饋電壓。修整信號(hào)(修整)也被施加到調(diào)節(jié)器120的反饋輸入端上。修整信號(hào)是由低通濾波器電路72根據(jù)從控制電路130輸出的脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)生成的模擬電壓?？刂齐娐房梢杂杀痪幊逃糜趯?shí)現(xiàn)圖4的過(guò)程的STM32F0集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。電阻式分壓器74感測(cè)節(jié)點(diǎn)116處的電壓，并且向STM32F0集成電路的輸入端施加V116電壓的分壓版本。STM32F0集成電路內(nèi)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器將在節(jié)點(diǎn)116處的所感測(cè)的模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，以用于根據(jù)圖4的過(guò)程進(jìn)行處理。電阻式分壓器76通過(guò) 多路復(fù)用器150感測(cè)每串LED的節(jié)點(diǎn)118處的電壓，并且向STM32F0集成電路的輸入端施加V118電壓的分壓版本。STM32F0集成電路內(nèi)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器將在節(jié)點(diǎn)118處的所感測(cè)的模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，以用于根據(jù)圖4的過(guò)程進(jìn)行處理?？刂齐娐?30通過(guò)控制信號(hào)78來(lái)控制由多路復(fù)用器150所進(jìn)行的信號(hào)選擇。電流匯驅(qū)動(dòng)器電路122可以使用STP04CM05集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。用于控制STP04CM05集成電路的操作的控制信號(hào)是由控制電路130生成的，并且被施加至總線接口80上的電流匯驅(qū)動(dòng)器電路122的適當(dāng)輸入端。已經(jīng)通過(guò)對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的完整且信息性的描述的示例性且非限制性的示例提供了之前的描述。然而，對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，鑒于前面的描述，當(dāng)結(jié)合附圖和所附權(quán)利要求書(shū)來(lái)閱讀本說(shuō)明書(shū)時(shí)，各種修改和適配會(huì)變得明顯。然而，對(duì)本發(fā)明教導(dǎo)的所有這樣和類似的修改將仍然落入如所附權(quán)利要求書(shū)所確定的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3