專利名稱：用于線路拒斥增強(qiáng)的補(bǔ)償方法和電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例大體上涉及發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器電路控制。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)正越來(lái)越多地用于照明應(yīng)用，包括家庭和辦公室照明器材。LED 是電流饋電裝置且因而控制電流允許輸出光強(qiáng)度的調(diào)制。另外，LED具有相對(duì)較小的時(shí)間 常數(shù)，這意味著電流的某些變化將快速影響輸出光強(qiáng)度。此類低頻率變化可能表現(xiàn)為經(jīng)常 令人眼不舒服的閃光。 除了 LED以外，常規(guī)的LED電路還包括電源和電阻器。對(duì)于這些電源類型來(lái)說(shuō)遺 憾的是，在電阻器中消耗了大部分電力，且因此所述電路不是有效的。隨著LED電力輸出增 加且其電流需要增加，電阻器中消耗的電力也增加，因此浪費(fèi)了更多電力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例針對(duì)于一種用于控制發(fā)光二極管(LED)輸出的方法。所述方法包 括監(jiān)視對(duì)包含一個(gè)或一個(gè)以上LED的照明電路供電的線路電壓信號(hào)，且基于所述線路電壓 信號(hào)的變化而確定對(duì)所述照明電路內(nèi)的閾值的調(diào)整。所述方法進(jìn)一步包括動(dòng)態(tài)地調(diào)整控制 器電路(例如，滯后控制器、峰值電流控制器等)的閾值，所述控制器電路控制包含對(duì)照明 電路供電的開(kāi)關(guān)模式電力轉(zhuǎn)換器(例如，滯后控制器、峰值電流控制器等)的開(kāi)關(guān)。所述閾 值用以控制LED照明電路中的電流。對(duì)所述閾值的確定性調(diào)整經(jīng)分配以便消除或?qū)嵸|(zhì)性減 少變化和時(shí)間延遲的影響或與控制器相關(guān)聯(lián)的其它實(shí)際缺陷。所述方法可包括對(duì)線路電壓 信號(hào)進(jìn)行縮放和濾波以移除噪聲并隔離所關(guān)注的分量(例如，低于120Hz的頻率)。所述方 法有效地減少LED輸出的不合需要的低頻率閃光。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于補(bǔ)償電力線路變化的示范性電路系統(tǒng)的 框圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于補(bǔ)償電力線路變化的示范性電路系統(tǒng)的 框圖； 圖3a是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于補(bǔ)償電力電路變化的示范性系統(tǒng)的框 圖； 圖3b是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于補(bǔ)償電力電路變化的示范性系統(tǒng)的框 圖； 圖4a示出了示范性隨時(shí)間的低頻率電力線路電壓變化； 圖4b示出了示范性上閾值和隨時(shí)間的電流變化； 圖4c示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示范性下閾值和隨時(shí)間的經(jīng)補(bǔ)償閾值； 圖4d示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示范性隨時(shí)間的經(jīng)補(bǔ)償電流變化和經(jīng)調(diào)整閾值； 圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于控制發(fā)光二極管(LED)輸出的示范性方法的流程 圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)將詳細(xì)參看所主張標(biāo)的物的實(shí)施例，其實(shí)例在附圖中說(shuō)明。盡管將結(jié)合實(shí)施例 來(lái)描述本發(fā)明，但應(yīng)理解，其不希望將所主張標(biāo)的物限于這些實(shí)施例。相反，所主張標(biāo)的物 希望涵蓋可包括在由權(quán)利要求書(shū)界定的所主張標(biāo)的物的精神和范圍內(nèi)的替代方案、修改和 等效物。此外，在對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述中，陳述了許多特定細(xì)節(jié)以便于透徹地了解所主張的 標(biāo)的物。然而，對(duì)所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員而言將顯而易見(jiàn)的是，可在沒(méi)有這些特定細(xì)節(jié)的情況 下實(shí)踐所主張標(biāo)的物。在其它例子中并未詳細(xì)描述眾所周知的方法、程序、組件和電路，以 免不必要地混淆所主張標(biāo)的物的各方面。
實(shí)例性系統(tǒng) 圖1到3b說(shuō)明本發(fā)明的各種實(shí)施例所使用的實(shí)例性組件。雖然在電路100、200、 300和350中揭示了特定組件，但應(yīng)了解，此類組件是實(shí)例。也就是說(shuō)，本發(fā)明的實(shí)施例非常 適合于具有各種其它組件或在系統(tǒng)100、200、300和350中敘述的組件的變型。應(yīng)了解，系 統(tǒng)100、200、300和350中的組件可與除了所呈現(xiàn)的那些組件以外的組件一起操作，且并非 系統(tǒng)100、200、300和350的所有組件均可用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)100、200、300和350的目標(biāo)。
另外，系統(tǒng)100、200、300和350包括在各種實(shí)施例中由軟件實(shí)行的組件或模塊，例 如，在計(jì)算機(jī)可讀和計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令控制下的處理器。計(jì)算機(jī)可讀和計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令 駐留(例如)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)零件中，例如計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)器、可裝卸存儲(chǔ)裝置和/或非可裝卸 存儲(chǔ)裝置。計(jì)算機(jī)可讀和計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令用于控制(例如)處理單元或結(jié)合處理單元來(lái) 操作。應(yīng)了解，系統(tǒng)100、200、300和350的前述組件可以硬件或軟件或以所述兩者的組合 來(lái)實(shí)施。 圖1展示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于補(bǔ)償電力線路變化的示范性系統(tǒng)的框 圖。系統(tǒng)100包括用于接收電力線路電壓(Vin)的節(jié)點(diǎn)102、讀出電阻器104、讀出放大器 106、 N連串的發(fā)光二極管(LED)108、電感器110、二極管112、開(kāi)關(guān)114、接地111、滯后控制 器116、閾值控制118、受控增益120、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)122以及濾波與縮放模塊124。應(yīng) 了解，本發(fā)明實(shí)施例可補(bǔ)償多種電力線路電壓變化，包括但不限于周期性變化(例如，正弦
波)、脈動(dòng)、尖峰、下降。應(yīng)進(jìn)一步了解，系統(tǒng)100的組件可在閉合環(huán)路中操作以提供電流控 制。 線路電壓(Vin)節(jié)點(diǎn)102提供電力以允許N連串的LED 108輸出光。線路電壓102 可來(lái)自電源，其包括AC插頭、變壓器、橋式整流器和濾波器。線路電壓102可由于多種原因 而變化，包括但不限于電源電力波動(dòng)(例如，電力尖峰或電力降落)。另外，濾波器大小決 定什么電力變化進(jìn)入系統(tǒng)100中且影響穿過(guò)N連串的LED 108的電流。舉例來(lái)說(shuō)，可能存 在處于60Hz或120Hz的低頻率脈動(dòng)，這取決于整流器結(jié)構(gòu)。因此，60Hz或120Hz脈動(dòng)的分 量可能去往流動(dòng)穿過(guò)LED的電流(通過(guò)影響開(kāi)關(guān)114的跳變點(diǎn))且影響光輸出。此類較低 頻率變化(例如，20Hz和低于120Hz的頻率)可能能被眼睛看到且呈現(xiàn)為令人不舒服的閃 光。本文中所描述的本發(fā)明實(shí)施例補(bǔ)償此不合需要的閃光。
與讀出放大器106組合的讀出電阻器104用以測(cè)量流動(dòng)穿過(guò)N連串的LED 108的 電流。在一個(gè)實(shí)施例中，讀出放大器106為電流讀出放大器，其向滯后控制器116提供經(jīng)放 大的差動(dòng)電流讀數(shù)。 電感器IIO促進(jìn)穿過(guò)N連串的LED 108的電流的線性改變。當(dāng)開(kāi)關(guān)114斷開(kāi)時(shí)， 電感器110(通過(guò)其根據(jù)L di/dt的性質(zhì))促進(jìn)維持電路中的電流(例如，通過(guò)釋放其存儲(chǔ) 的磁能)。也就是說(shuō)，當(dāng)開(kāi)關(guān)114斷開(kāi)時(shí)，電感器110產(chǎn)生電壓。當(dāng)開(kāi)關(guān)114斷開(kāi)時(shí)，二極管 112允許用于使電流流動(dòng)到LED108的路徑。 電感器110的線性性質(zhì)允許電流在上閾值(Ipeak)與下閾值(Ivalley)之間傾斜上升 和傾斜下降，以便經(jīng)由開(kāi)關(guān)114的迅速開(kāi)關(guān)而維持平均電流(IavCTag》。開(kāi)關(guān)114可使用多種 開(kāi)關(guān)元件來(lái)實(shí)施，所述開(kāi)關(guān)元件包括但不限于金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)、 雙極結(jié)晶體管(BJT)或閘流晶體管。 滯后控制器116可操作以在既定跳變點(diǎn)處控制開(kāi)關(guān)114以用于控制穿過(guò)N連串 LED 108的電流。開(kāi)關(guān)114例如通過(guò)滯后控制器116的時(shí)間密度函數(shù)來(lái)調(diào)制。應(yīng)了解，滯后 控制器116可為任何其它可操作以產(chǎn)生時(shí)間密度函數(shù)以驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)114或通過(guò)任何合適的調(diào) 制函數(shù)來(lái)調(diào)制流動(dòng)穿過(guò)N連串的LED 108的電流的控制器。 滯后控制器116基于與上閾值(Ipeak)和下閾值(Ivalley)有關(guān)的電流(例如，經(jīng)由 讀出放大器106來(lái)測(cè)量)來(lái)控制電路中的電流。當(dāng)達(dá)到上閾值(Ipeak)時(shí)，滯后控制器斷開(kāi) 開(kāi)關(guān)114。這致使電流在電流流動(dòng)穿過(guò)由電感器110供電的二極管112時(shí)傾斜下降。當(dāng)電 流達(dá)到下閾值(Ivalley)時(shí)，開(kāi)關(guān)114接通且電流再次傾斜上升。應(yīng)了解，對(duì)滯后控制器116 的閾值的參考可為內(nèi)部的或外部的。滯后控制器116的閾值由控制器118控制且可能可由 基于軟件編程的數(shù)/模轉(zhuǎn)換(DAC)或模擬輸入來(lái)編程。另外，滯后控制器116可支持基于 密度函數(shù)的變暗函數(shù)(例如，△ E或隨機(jī)信號(hào)密度調(diào)制(SSDM))。 滯后控制器116可利用比較器來(lái)確定電流是否已達(dá)到上閾值或下閾值。比較器具 有有限(非零)延遲，其導(dǎo)致延遲滯后控制器116對(duì)流動(dòng)穿過(guò)N連串的LED 108的電流做 出響應(yīng)。在此延遲時(shí)間期間，電壓和電流持續(xù)傾斜變化，直到開(kāi)關(guān)114激活為止。當(dāng)達(dá)到上 閾值時(shí)，滯后控制器116的延遲時(shí)間致使穿過(guò)LED的電流超過(guò)上閾值，從而產(chǎn)生電流過(guò)沖。
過(guò)沖電流可由以下等式控制
過(guò)沖取決于量值線路電壓102或Vin，所述電壓可影響LED電流和亮度。因此，過(guò) 沖量對(duì)應(yīng)于電流斜坡的爬升速度，所述速度是基于線路電壓102的變化、改變或增加。
類似地，滯后控制器116的延遲可導(dǎo)致下沖，其中電流降落到低于下閾值。下沖可
由以下等式控制
下沖=—; 7
I 1T z "D勿 應(yīng)了解，下沖可由滯后控制器116的延遲造成且大體上與線路電壓102或Vin的變 化無(wú)關(guān)。 過(guò)沖和下沖因此影響穿過(guò)LED的平均電流且進(jìn)而影響由N連串的LED108輸出的光。平均電流可由以下等式控制 / = Z— + 7一
average 2 其中，Ipeak是由過(guò)沖造成的電流的實(shí)際峰值，且Ivalley是包括下沖在內(nèi)的LED的實(shí) 際電流。因此，當(dāng)平均電流基于滯后控制器116的延遲和線性電壓102的變化而波動(dòng)時(shí)，N 連串的LED 108的亮度也波動(dòng)。應(yīng)了解，開(kāi)關(guān)114在高頻率下操作，其正常操作不會(huì)造成來(lái) 自LED 108的任何明顯閃光。然而，低頻率電力線路變化可以用使眼睛可見(jiàn)的方式影響過(guò) 沖電流(例如，60Hz或更低)。動(dòng)態(tài)閾值控制電路118補(bǔ)償這些低頻率電力線路變化。
濾波與縮放系統(tǒng)124從線路電壓120移除噪聲。濾波與縮放系統(tǒng)124可進(jìn)一步分 離某些分量(例如，線路電壓102的脈動(dòng))且隔離所關(guān)注的分量。舉例來(lái)說(shuō)，濾波與縮放系 統(tǒng)124可僅隔離所關(guān)注的某些頻率(例如，低于120Hz的脈動(dòng)和變化)并對(duì)其做出響應(yīng)。濾 波與縮放系統(tǒng)124因此移除線路電壓102中的噪聲和其它變化，進(jìn)而使得系統(tǒng)100能夠恰 當(dāng)?shù)貙?duì)線路電壓102的變化做出響應(yīng)。應(yīng)了解，濾波與縮放系統(tǒng)124可為任選的且可促進(jìn) 越來(lái)越精確的電流控制。應(yīng)進(jìn)一步了解，在其它實(shí)施例中，可對(duì)線路電壓信號(hào)120進(jìn)行縮放 或數(shù)字濾波。 模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 122對(duì)模擬電源信號(hào)或線路電壓102進(jìn)行數(shù)字取樣。ADC 122 將線路電壓的數(shù)字值輸出到受控增益電路120。應(yīng)了解，ADC耦合到線路電壓120。
受控增益模塊120確定對(duì)線路電壓120的電力變化的補(bǔ)償。閾值控制電路118使 用受控增益模塊所確定的補(bǔ)償來(lái)動(dòng)態(tài)地調(diào)整滯后控制器116的閾值。在一個(gè)實(shí)施例中，受 控增益模塊120可執(zhí)行對(duì)線路電壓值的反轉(zhuǎn)且確定用于與閾值相乘以補(bǔ)償線路電壓102的 變化的因子。所述補(bǔ)償可基于多種技術(shù)來(lái)確定，包括但不限于多項(xiàng)式、查找表，其可為固件 或軟件。舉例來(lái)說(shuō)，線路電壓120可在1伏(V)信號(hào)上具有O. 1V振幅的基于正弦波的變化， 且受控增益120可對(duì)線路電壓120進(jìn)行取樣且移除所述1V信號(hào)。受控增益120可反轉(zhuǎn)所 述0. IV正弦波值且將經(jīng)反轉(zhuǎn)的值發(fā)送到閾值控制118。 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，閾值控制模塊118修改滯后控制器116的閾值，使得經(jīng)修改的 閾值補(bǔ)償線路電壓102的經(jīng)取樣電力線路變化，進(jìn)而移除線路電壓102的低頻率變化對(duì)LED 電流的影響。通過(guò)更改供應(yīng)給滯后控制器116的閾值，其針對(duì)開(kāi)關(guān)114設(shè)置的跳變點(diǎn)被響 應(yīng)于電力線路變化而動(dòng)態(tài)地更改。閾值控制模塊118可包括閾值產(chǎn)生功能以產(chǎn)生經(jīng)補(bǔ)償 閾值，其大致消除線路電壓102的電力變化的影響。經(jīng)補(bǔ)償閾值接著可應(yīng)用于滯后控制器 116。參看以上實(shí)例，閾值模塊118接收經(jīng)反轉(zhuǎn)的0. 1V正弦變化或補(bǔ)償值，且將補(bǔ)償值應(yīng)用 (例如，相加)于電流閾值以確定經(jīng)補(bǔ)償閾值。 經(jīng)補(bǔ)償閾值可致使滯后控制器116提早斷開(kāi)/接通開(kāi)關(guān)114，例如動(dòng)態(tài)地更改跳變 點(diǎn)。舉例來(lái)說(shuō)，在滯后控制器116的延遲和/或來(lái)自線路電壓102的電力的增加將導(dǎo)致上 電流閾值的過(guò)沖的情況下，受控增益模塊120和閾值控制118將上閾值設(shè)置得較低，使得滯 后控制器116提早斷開(kāi)開(kāi)關(guān)114，使得電流不會(huì)實(shí)質(zhì)性超過(guò)原始或既定電流閾值。這是動(dòng)態(tài) 進(jìn)行的。作為另一實(shí)例，在滯后控制器116的延遲將導(dǎo)致下電流閾值的下沖的情況下，受控 增益模塊120和閾值控制118可提高下閾值，使得滯后控制器116提早接通開(kāi)關(guān)114，使得 電流不會(huì)變?yōu)閷?shí)質(zhì)性低于原始電流閾值。后一個(gè)實(shí)例當(dāng)然與電力線路變化無(wú)關(guān)，因?yàn)殡姼?器110正在供應(yīng)電流。在所述兩個(gè)實(shí)例中，系統(tǒng)100促進(jìn)維持穿過(guò)N連串的LED 108的平均電流。受控增益120和閾值控制118可由軟件實(shí)施或控制。 在一個(gè)示范性實(shí)施例中，Ipeak為1. 15A， Iaverage處于1A， Ivalley為0. 85A。傳入電壓 可由于電力變化和控制器延遲而致使電流上涌到1.2A。接著可動(dòng)態(tài)地調(diào)整控制器的閾值 以便將比較器(或參考比較器)的設(shè)置點(diǎn)設(shè)置為1. 1A。這導(dǎo)致電流過(guò)沖到1. 15A或既定 IPMk。經(jīng)調(diào)整的閾值因此補(bǔ)償以將過(guò)沖保持在I，k內(nèi)，進(jìn)而即使線路電壓102改變也將平均 電流維持在IavCTage。應(yīng)了解，可基于控制器116的延遲而實(shí)質(zhì)性減少過(guò)沖。應(yīng)進(jìn)一步了解， 本發(fā)明的實(shí)施例可執(zhí)行多個(gè)閾值調(diào)整。 圖2展示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于補(bǔ)償電力線路變化的另一示范性系統(tǒng)的 框圖。系統(tǒng)200包括用于接收線路電壓(Vin)的節(jié)點(diǎn)102、讀出電阻器104、讀出放大器106、N 連串的發(fā)光二極管(LED) 108、電感器110、二極管112、開(kāi)關(guān)114、接地111、滯后控制器116、 閾值控制218以及模擬濾波與縮放模塊224。 系統(tǒng)200以大致類似于系統(tǒng)100的方式操作，不同之處只是電路218接收模擬控 制信號(hào)。模擬濾波與縮放系統(tǒng)224接收線路電壓102且將模擬信號(hào)提供到閾值控制218，其 移除噪聲且隔離所關(guān)注的分量。應(yīng)進(jìn)一步了解，在其它實(shí)施例中，可對(duì)線路電壓信號(hào)120進(jìn) 行縮放或模擬濾波。 閾值控制218接收經(jīng)模擬濾波與縮放的信號(hào)，且基于所述信號(hào)產(chǎn)生經(jīng)修改/經(jīng)補(bǔ) 償?shù)目刂破鏖撝?例如，經(jīng)反轉(zhuǎn)值、閾值比例因子或抵消函數(shù))。閾值控制218接著將經(jīng)補(bǔ) 償閾值應(yīng)用于滯后控制器116以大致維持流動(dòng)穿過(guò)N連串的LED 108的平均電流(IavCTag》， 如上文描述。 圖3a展示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于補(bǔ)償電力變化的另一示范性系統(tǒng)的框 圖。系統(tǒng)300包括用于接收線路電壓(Vin)的節(jié)點(diǎn)302、讀出電阻器304、N連串的發(fā)光二極 管(LED) 308、電感器310、二極管312、開(kāi)關(guān)414、接地311、峰值電流控制器316、閾值控制 318以及模擬濾波與縮放模塊326。 峰值電流控制器316產(chǎn)生脈沖寬度經(jīng)調(diào)制的信號(hào)以控制開(kāi)關(guān)314。峰值電流控制 器316接通開(kāi)關(guān)314，直到流動(dòng)穿過(guò)N連串的LED 308的電流(經(jīng)由讀出電阻器304來(lái)測(cè) 量)達(dá)到上閾值為止。在達(dá)到上閾值后，峰值電流控制器316將斷開(kāi)開(kāi)關(guān)314且電流將傾 斜下降。峰值電流控制器316在預(yù)定時(shí)間之后(例如，以固定頻率)接通開(kāi)關(guān)314，這致使 電流接著再次傾斜上升。將允許電流傾斜上升，直到到達(dá)上閾值為止，且接著斷開(kāi)開(kāi)關(guān)314。 以此方式，僅測(cè)量Ipeak，進(jìn)而在Ivalley依賴于構(gòu)建到控制器316中的預(yù)定延遲時(shí)造成跳變點(diǎn)。 峰值電流控制器316具有與對(duì)電流改變做出響應(yīng)相關(guān)聯(lián)的延遲，且因此通過(guò)N連串的LED 308的電流將由于線路電壓302的變化而超過(guò)或過(guò)沖上電流閾值。如本文中所描述，控制器 318補(bǔ)償電力線路變化。 模擬濾波與縮放系統(tǒng)326接收線路電壓302且將模擬信號(hào)提供給閾值控制318，其 移除噪聲且隔離所關(guān)注的分量。應(yīng)進(jìn)一步了解，在其它實(shí)施例中，可對(duì)線路電壓信號(hào)120進(jìn) 行縮放或模擬濾波。 閾值控制318接收經(jīng)模擬濾波與縮放的信號(hào)，且基于所述信號(hào)針對(duì)峰值電流控制 器316產(chǎn)生經(jīng)修改/經(jīng)補(bǔ)償?shù)目刂破鏖撝?例如，經(jīng)反轉(zhuǎn)值、閾值比例因子或抵消函數(shù))。 閾值控制318接著將經(jīng)補(bǔ)償閾值應(yīng)用于峰值電流控制器316以通過(guò)動(dòng)態(tài)地更改過(guò)沖側(cè)的跳 變點(diǎn)(例如，IDeak)來(lái)大致維持流動(dòng)穿過(guò)N連串的LED 308的平均電流。
圖3b展示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于補(bǔ)償電力線路變化的另一示范性系統(tǒng)的 框圖。系統(tǒng)350包括用于接收線路電壓(Vin)的節(jié)點(diǎn)302、讀出電阻器304、N連串的發(fā)光二 極管(LED) 308、電感器310、 二極管312、開(kāi)關(guān)314、接地311 、峰值電流控制器316、閾值控制 318以及受控增益320、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 322和濾波與縮放模塊324。
系統(tǒng)350以大致類似于系統(tǒng)300的方式操作，不同之處只是電路318接收數(shù)字控 制信號(hào)。濾波與縮放系統(tǒng)324從線路電壓320移除噪聲。濾波與縮放系統(tǒng)324可進(jìn)一步分 離某些分量(例如，線路電壓302的脈動(dòng))且離所關(guān)注的分量。舉例來(lái)說(shuō)，濾波與縮放系統(tǒng) 324可僅隔離所關(guān)注的某些頻率(例如，低于120Hz的脈動(dòng)和變化)并對(duì)其做出響應(yīng)。濾波 與縮放系統(tǒng)324因此移除線路電壓302中的噪聲和其它變化，進(jìn)而使得系統(tǒng)350能夠恰當(dāng) 地對(duì)線路電壓302的變化做出響應(yīng)。應(yīng)了解，濾波與縮放系統(tǒng)324可為任選的且可促進(jìn)越 來(lái)越精確的控制。應(yīng)進(jìn)一步了解，在其它實(shí)施例中，可對(duì)線路電壓信號(hào)120進(jìn)行縮放或數(shù)字 濾波。 模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 322對(duì)電源信號(hào)或線路電壓302進(jìn)行數(shù)字取樣。ADC 322將數(shù) 字值輸出到受控增益320。應(yīng)了解，ADC可耦合到線路電壓320。 受控增益模塊320確定對(duì)線路電壓302的電力變化的補(bǔ)償且將補(bǔ)償提供給閾值 控制118。受控增益模塊320所確定的補(bǔ)償用以調(diào)整閾值。在一個(gè)實(shí)施例中，受控增益模 塊320可獲取線路電壓值，執(zhí)行反轉(zhuǎn)且確定用于與閾值相乘以補(bǔ)償線路電壓302的變化的 因子。所述補(bǔ)償可基于多種技術(shù)來(lái)確定，包括但不限于多項(xiàng)式、查找表，其可為固件或軟件。 閾值調(diào)整動(dòng)態(tài)地更改過(guò)沖處的跳變點(diǎn)(例如，I，k)。 圖4a展示示范性隨時(shí)間的低頻率線路電壓(Vin)402(例如，線路電壓102)變化。 圖表400包括對(duì)應(yīng)于線路電壓值的縱軸和對(duì)應(yīng)于時(shí)間的橫軸。線路電壓402說(shuō)明線路電壓 或電源的低頻率正弦波狀變化。應(yīng)了解，本發(fā)明的實(shí)施例可補(bǔ)償線路電壓402的各種變化， 包括但不限于周期性變化(例如，正弦波)、脈動(dòng)、尖峰以及非周期性變化。
圖4b展示示范性上閾值(對(duì)應(yīng)于Ipeak)和線路電壓變化所造成的隨時(shí)間的電流 變化。圖表425包括對(duì)應(yīng)于電流(例如，穿過(guò)N連串的LED 108)的縱軸和對(duì)應(yīng)于時(shí)間的橫 軸。線404對(duì)應(yīng)于理想電流閾值。線406對(duì)應(yīng)于在控制器(例如，電流控制器116或峰值 電流控制器316)對(duì)線路電壓402的電力變化做出響應(yīng)時(shí)響應(yīng)于線路電壓402的變化的實(shí) 際電流。 圖4c展示示范性下閾值和隨時(shí)間的電流變化。圖表450包括對(duì)應(yīng)于電流(例如， 穿過(guò)N連串的LED 308)的縱軸和對(duì)應(yīng)于時(shí)間的橫軸。線410對(duì)應(yīng)于理想閾值(例如，在沒(méi) 有延遲的情況下用于控制器)。線408對(duì)應(yīng)于用于控制器(例如，電流控制器116或峰值電 流控制器316)的經(jīng)補(bǔ)償閾值。應(yīng)了解，經(jīng)補(bǔ)償閾值408可高于理想閾值，使得在下沖期間， 電流達(dá)到理想閾值410。由于當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)電感器正在供應(yīng)電壓，所以圖4c中不存在電力 線路變化。 圖4d展示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示范性隨時(shí)間的經(jīng)修改上閾值和經(jīng)補(bǔ)償電 流。圖表475包括對(duì)應(yīng)于電流的縱軸和對(duì)應(yīng)于時(shí)間的橫軸。線412對(duì)應(yīng)于流動(dòng)穿過(guò)LED (例 如，N連串的LED 108)的理想平均電流。線416是電力線路脈動(dòng)的反轉(zhuǎn)且因而對(duì)應(yīng)于控制 器(例如，電流控制器116或峰值電流控制器316)的經(jīng)補(bǔ)償閾值。請(qǐng)注意，線416對(duì)應(yīng)于 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的經(jīng)修改閾值，其大致消除線路電壓(例如，線路402)的變化的影響。
線414a和414b對(duì)應(yīng)于基于控制器所接收的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的經(jīng)修改閾值的實(shí) 際電流的可能值的包絡(luò)。應(yīng)了解，已消除了線路電壓(例如，線路402)的大部分變化。在一 個(gè)實(shí)施例中，變化可能由控制器的延遲的擴(kuò)展造成。舉例來(lái)說(shuō)，如果延遲經(jīng)先驗(yàn)確定為100 毫微秒(ns)但控制器的延遲從100ns變化到90ns，那么所述閾值的閾值可變化以補(bǔ)償，但 可能存在一些剩余變化。
實(shí)例性操作 參看圖5，示范性流程圖500說(shuō)明本發(fā)明的各種實(shí)施例所使用的實(shí)例性方框。雖 然在流程圖500中揭示了特定方框，但此類方框?yàn)閷?shí)例。也就是說(shuō)，實(shí)施例非常適合于執(zhí)行 各種其它方框或流程圖500中所敘述的方框的變型。應(yīng)了解，流程圖500中的方框可以與 所呈現(xiàn)的次序不同的次序來(lái)執(zhí)行，且并非流程圖500中的所有方框均可執(zhí)行。流程圖500 包括在各種實(shí)施例中由處理器在計(jì)算機(jī)可讀和計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的控制下實(shí)行的過(guò)程。本 發(fā)明的實(shí)施例可因此存儲(chǔ)作為計(jì)算機(jī)可讀媒體或計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，包括但不限于固件更 新、軟件更新包或硬件(例如，ROM)。 明確地說(shuō)，圖5展示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于控制發(fā)光二極管(LED)輸出的示范 性過(guò)程的流程圖。流程圖500的方框可由系統(tǒng)(例如，系統(tǒng)100、200、300和350)的模塊實(shí) 行以用于控制LED電路。 在方框502處，對(duì)線路電壓信號(hào)(例如，線路電壓102或302)進(jìn)行取樣。如本文 中所描述，線路電壓可來(lái)自整流器且對(duì)包含LED(例如，N連串的LED 108)的照明電路供電。
在方框504處，可對(duì)線路電壓信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波和縮放。如本文中所描述，可對(duì)線 路電壓信號(hào)進(jìn)行濾波以移除噪聲且隔離所關(guān)注的分量(例如，小于120Hz的頻率)。應(yīng)了 解，在其它實(shí)施例中，可對(duì)線路電壓信號(hào)進(jìn)行縮放或數(shù)字濾波。 在方框506處，對(duì)線路電壓信號(hào)進(jìn)行數(shù)字取樣。如本文中所描述，可通過(guò)模/數(shù)轉(zhuǎn) 換器(ADC)(例如，ADC 122)對(duì)線路電壓進(jìn)行數(shù)字取樣。 在方框508處，經(jīng)由模擬濾波與縮放來(lái)對(duì)線路電壓信號(hào)進(jìn)行處理。如本文中所描 述，可對(duì)線路電壓信號(hào)進(jìn)行處理以用模擬方式移除噪聲且隔離所關(guān)注的分量。應(yīng)了解，在其 它實(shí)施例中，可對(duì)線路電壓信號(hào)進(jìn)行縮放或模擬濾波。 在方框510處，基于線路電壓信號(hào)的變化而確定閾值的調(diào)整。如本文中所描述，可 經(jīng)由所測(cè)量變化的反轉(zhuǎn)或抵消函數(shù)和縮放因子(例如，經(jīng)由受控增益120)來(lái)計(jì)算閾值的調(diào) 整。 在方框512處，動(dòng)態(tài)地調(diào)整控制開(kāi)關(guān)的控制器的閾值?？刂破骺煽刂普彰麟娐返?開(kāi)關(guān)。如本文中所描述，可基于所述調(diào)整和控制器(例如，具有其操作所固有的閾值的開(kāi)關(guān) 模式控制器，包括但不限于滯后控制器116或峰值電流控制器316)的閾值來(lái)確定閾值以消 除(例如，移除閾值的過(guò)沖的影響)線路電壓信號(hào)的變化的影響。進(jìn)而改進(jìn)了電源脈動(dòng)或 變化拒斥，且從去往LED的電流移除了線路脈動(dòng)的影響。應(yīng)了解，如果將進(jìn)行多次補(bǔ)償，那 么可執(zhí)行方框502。舉例來(lái)說(shuō)，如果可補(bǔ)償70%的線路電壓信號(hào)，那么可執(zhí)行方框502來(lái)作 為第二級(jí)補(bǔ)償?shù)囊徊糠帧?因此，本發(fā)明實(shí)施例可提供補(bǔ)償系統(tǒng)以在LED電路中減少或消除線路電壓變化和 控制器延遲對(duì)供應(yīng)給LED光源的電流的影響。在實(shí)施例中，所述補(bǔ)償系統(tǒng)基于線路電壓變 化而導(dǎo)出閾值，使得線路電壓變化和控制器延遲的影響被大致消除。本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)一步允許使用經(jīng)簡(jiǎn)化的前端DC-DC轉(zhuǎn)換器以供應(yīng)LED驅(qū)動(dòng)器級(jí)，因?yàn)閷?shí)施例可容忍增加的線
路電壓變化。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的與LED驅(qū)動(dòng)器電路組合的前端DC-DC轉(zhuǎn)換器的簡(jiǎn)化可因
此減少成本。此外，本發(fā)明的實(shí)施例可在芯片上電力可編程系統(tǒng)(SoC)中實(shí)施。 如此描述了本發(fā)明的實(shí)施例。盡管已在特定實(shí)施例中描述了本發(fā)明，但應(yīng)了解，不
應(yīng)將本發(fā)明解釋為受此類實(shí)施例限制，而是應(yīng)根據(jù)所附權(quán)利要求書(shū)來(lái)解釋。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精
神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換 改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用于在向發(fā)光二極管LED光源供應(yīng)電力的電路中對(duì)所述LED供電的方法，其特征在于，包括處理線路電壓信號(hào)，其中，所述線路電壓信號(hào)對(duì)包含所述LED的照明電路供電；基于所述線路電壓信號(hào)的變化來(lái)確定閾值的調(diào)整；以及響應(yīng)于所述調(diào)整，調(diào)整所述照明電路的控制器的閾值，其中所述控制器控制所述照明電路的開(kāi)關(guān)的跳變點(diǎn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制器包括開(kāi)關(guān)模式控制器，其具有 所述開(kāi)關(guān)模式控制器的操作所固有的閾值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制器包括線性模式電流控制器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，還包括 對(duì)所述線路電壓信號(hào)進(jìn)行濾波和縮放，以及 對(duì)所述線路電壓信號(hào)進(jìn)行數(shù)字取樣。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定閾值的調(diào)整包括確定所述變化 的抵消函數(shù)和縮放因子。
6. —種用于補(bǔ)償電力線路變化的電路，其特征在于，包括控制器，其可操作以控制開(kāi)關(guān)以用于控制包含發(fā)光二極管LED的電路的電流； 受控增益模塊，其用于動(dòng)態(tài)地確定對(duì)電力線路變化的補(bǔ)償；以及閾值控制模塊，其響應(yīng)于所述補(bǔ)償以用于動(dòng)態(tài)地修改所述控制器的閾值，其中經(jīng)修改 的閾值相對(duì)于包含所述LED的所述電路的所述電流而補(bǔ)償所述電力線路變化。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路，其特征在于，所述控制器為開(kāi)關(guān)模式控制器，其具有所 述開(kāi)關(guān)模式控制器的操作所固有的閾值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路，其特征在于，所述控制器包括線性模式電流控制器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路，其特征在于，還包括模擬濾波與縮放電路，其耦合到所述受控增益10模塊且用以從電源信號(hào)移除噪聲。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路，其特征在于，還包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，其耦合到所述受控增益模塊且用以對(duì)電源信號(hào)進(jìn)行數(shù)字取樣。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例針對(duì)于一種用于線路拒斥增強(qiáng)的補(bǔ)償方法和電路。所述方法包括接收對(duì)包含LED的照明電路供電的線路電壓信號(hào)且基于所述線路電壓信號(hào)的變化和/或控制器延遲或其它實(shí)際控制器限制或缺陷而確定對(duì)閾值的調(diào)整。所述方法進(jìn)一步包括動(dòng)態(tài)地調(diào)整控制所述照明電路的開(kāi)關(guān)的控制器的閾值或其它參考以用于補(bǔ)償線路變化以維持大致均勻的LED電流。
文檔編號(hào)H05B37/02GK101742768SQ200910174428
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月18日
發(fā)明者卡達(dá)·高德包爾, 黑利姆·瑞埃 申請(qǐng)人:賽普拉斯半導(dǎo)體公司