專利名稱：光源驅(qū)動電路及控制光源亮度的控制器和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動電路，尤其是涉及一種光源驅(qū)動電路及控制光源亮度的控制 器和方法。
背景技術：
光源，例如發(fā)光二極管(LED)，能用于液晶顯示器背光、街道照明和家電。相對于其 他光源，發(fā)光二極管有許多優(yōu)點。這些優(yōu)點包括效率更高和使用壽命更長。圖1所示為一種傳統(tǒng)的光源驅(qū)動電路100的電路圖，例如驅(qū)動發(fā)光二極管串。圖 2所示為圖1所示發(fā)光二極管串的電流的波形圖200。如圖1所示，用于驅(qū)動發(fā)光二極管串 108的電路100包括電源102、整流器104、電容106、控制器110和降壓轉(zhuǎn)換器111。電源 102提供一個交流輸入電壓。整流器104和電容106將此交流輸入電壓轉(zhuǎn)換成一個直流輸 入電壓Vin。在控制器110的控制下，降壓轉(zhuǎn)換器111將直流輸入電壓Vin進一步轉(zhuǎn)換成發(fā)光二 極管串108上的直流輸出電壓VOTT?；谥绷鬏敵鲭妷篤ott，電路100生成流經(jīng)發(fā)光二極管 串108的LED電流1_。降壓轉(zhuǎn)換器111包括二極管106、電感118和開關112。開關112 是如圖1所示的N型溝道晶體管?？刂破?10的DRV引腳連接至開關112的門極，CS引腳 連接至開關112的源極。電阻114連接于CS引腳和地之間用于生成一個指示LED電流I· 的感應電壓?？刂破?10控制開關112交替斷開和閉合。參考圖2，當開關112閉合時，LED電流Ι ΕΙ)升高并經(jīng)電感118、開關112和電阻114 流向地?？刂破?10通過CS引腳接收指示LED電流I·的感應電壓。當LED電流Imi達到 一個峰值LED電流Ipeak時，控制器110斷開開關112。當開關112斷開時，LED電流Imi從 峰值LED電流Ipeak處下降并流經(jīng)電感118和二極管106。控制器110能工作在恒定周期模式或者恒定關斷時間模式。在恒定周期模式下， 控制器110交替斷開和閉合開關112，并維持從DRV引腳輸出的控制信號的周期Ts基本恒 定。LED電流的平均值Iavc；為
^AVG = I PEAK - ·^, (1)其中，L是電感118的感抗。在恒定關斷時間模式下，控制器110交替斷開和閉合 開關112，并維持開關112的斷開時間Tqff基本恒定。LED電流Imi的平均值Iatc為Iavg = Ipeak -\ · vOvt^Toff。(2)根據(jù)方程⑴和0)，平均LED電流IAve根據(jù)函數(shù)關系取決于直流輸入電壓Vin，直 流輸出電壓Vott和電感118的感抗。換言之，當直流輸入電壓Vin，直流輸出電壓Vott和電感 118變化時，平均LED電流IAve隨之變化。因此，LED電流I·不能被精確控制，并最終影響LED亮度的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題在于提供一種光源驅(qū)動電路及控制光源亮度的控制器 和方法，以穩(wěn)定流經(jīng)光源的平均電流，從而改善光源亮度的穩(wěn)定性。為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種光源驅(qū)動電路。該電路包括轉(zhuǎn)換器、傳 感器和控制器。轉(zhuǎn)換器根據(jù)驅(qū)動信號將輸入電壓轉(zhuǎn)換成光源上的輸出電壓。流經(jīng)該光源的 平均電流取決于驅(qū)動信號的占空比。傳感器根據(jù)驅(qū)動信號選擇性地連接至轉(zhuǎn)換器或與轉(zhuǎn)換 器斷開連接。當傳感器與轉(zhuǎn)換器連接時，傳感器生成指示流經(jīng)光源的電流的感應電壓?？?制器與傳感器和轉(zhuǎn)換器連接?？刂破鞅容^感應電壓和指示流經(jīng)光源的預設平均電流的參考 電壓從而生成補償信號，根據(jù)補償信號生成驅(qū)動信號，其中，根據(jù)補償信號調(diào)節(jié)驅(qū)動信號的 占空比從而調(diào)節(jié)流經(jīng)光源的平均電流至預設平均電流。本發(fā)明還提供了一種控制光源亮度的控制器。該控制器包括接收流經(jīng)光源的電 流的第一引腳；根據(jù)驅(qū)動信號與第一引腳交替連接和斷開的第二引腳，當?shù)诙_與第一 引腳連接時，生成指示流經(jīng)光源的電流的感應電壓，其中，驅(qū)動信號的占空比決定流經(jīng)光源 的平均電流；和根據(jù)感應電壓和指示流經(jīng)光源的預設平均電流的參考電壓的電壓差生成補 償信號的第三引腳，其中，根據(jù)補償信號調(diào)節(jié)驅(qū)動信號的占空比，從而調(diào)節(jié)流經(jīng)光源的平均 電流至預設平均電流。本發(fā)明還提供了一種控制光源亮度的方法。該方法包括根據(jù)驅(qū)動信號，用轉(zhuǎn)換 器將輸入電壓轉(zhuǎn)換成發(fā)光二極管上的輸出電壓；根據(jù)驅(qū)動信號的占空比決定流經(jīng)發(fā)光二極 管的平均電流；在根據(jù)驅(qū)動信號選擇性地與轉(zhuǎn)換器連接和斷開連接的傳感器上生成感應電 壓，其中，當傳感器與轉(zhuǎn)換器連接時，感應電壓指示發(fā)光二極管電流；比較感應電壓和指示 流經(jīng)發(fā)光二極管預設平均電流的參考電壓并生成補償信號；和根據(jù)補償信號調(diào)節(jié)驅(qū)動信號 的所述占空比，從而將流經(jīng)發(fā)光二極管的平均電流調(diào)節(jié)至預設平均電流。與現(xiàn)有技術相比，由于流經(jīng)光源的平均電流能調(diào)節(jié)至預設平均電流，從而穩(wěn)定了 流經(jīng)光源的平均電流，并由此改善了光源亮度的穩(wěn)定性。以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的技術方案進行詳細的說明，以使本發(fā)明的 特性和優(yōu)點更為明顯。


圖1所示為一種傳統(tǒng)的光源驅(qū)動電路的電路圖。圖2所示為圖1所示光源的電流的波形圖。圖3所示為根據(jù)本發(fā)明一實施例的驅(qū)動電路的電路圖。圖4所示為根據(jù)本發(fā)明一實施例的圖3所示控制器的電路圖。圖5所示為根據(jù)本發(fā)明一實施例的圖3所示電路的時序圖。圖6所示為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的驅(qū)動電路的電路圖。圖7所示為根據(jù)本發(fā)明一實施例的圖6所示控制器的電路圖。圖8所示為根據(jù)本發(fā)明一實施例的控制光源亮度的方法的流程圖。
具體實施例方式以下將對本發(fā)明的實施例給出詳細的說明。雖然本發(fā)明將結(jié)合實施例進行闡述， 但應理解為這并非意指將本發(fā)明限定于這些實施例。相反，本發(fā)明意在涵蓋由后附權(quán)利要 求項所界定的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)所定義的各種可選項、可修改項和等同項。此外，在以下對本發(fā)明的詳細描述中，為了提供針對本發(fā)明的完全的理解，闡明了 大量的具體細節(jié)。然而，本領域技術人員將理解，沒有這些具體細節(jié)，本發(fā)明同樣可以實施。 在另外的一些實施例中，對于大家熟知的方案、流程、元件和電路未作詳細描述，以便于凸 顯本發(fā)明之主旨。在一個實施例中，本發(fā)明公開了一種光源驅(qū)動電路。該電路包括轉(zhuǎn)換器、傳感器 和控制器。轉(zhuǎn)換器根據(jù)驅(qū)動信號將輸入電壓轉(zhuǎn)換成光源上的輸出電壓。流經(jīng)該光源的平均 電流取決于驅(qū)動信號的占空比。傳感器根據(jù)驅(qū)動信號選擇性地連接至轉(zhuǎn)換器或與轉(zhuǎn)換器斷 開連接。當傳感器與轉(zhuǎn)換器連接時，傳感器生成指示流經(jīng)光源的電流的感應電壓?？刂破?與傳感器和轉(zhuǎn)換器連接?？刂破鞅容^感應電壓和指示流經(jīng)光源的預設平均電流的參考電壓 從而生成補償信號，并根據(jù)補償信號生成驅(qū)動信號，其中，根據(jù)補償信號調(diào)節(jié)驅(qū)動信號的占 空比從而調(diào)節(jié)流經(jīng)光源的平均電流至預設平均電流。圖3所示為根據(jù)本發(fā)明一實施例的驅(qū)動電路300。在圖3的實施例中，驅(qū)動電路 300包括電源302、整流器304、電容306、控制器310、轉(zhuǎn)換器311和傳感器，例如電阻314。 驅(qū)動電路300連接至一個或多個光源，例如發(fā)光二極管串308，用于控制光源亮度。在一個 實施例中，電源302提供一個交流電壓，整流器304和電容306將此交流電壓轉(zhuǎn)換成一個直 流輸入電壓VIN。轉(zhuǎn)換器311進一步將直流輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換成發(fā)光二極管串308上的直流 輸出電壓VOTT。在一個實施例中，轉(zhuǎn)換器311包括二極管316、開關312和電感318。根據(jù)開 關312和二極管316的狀態(tài)，轉(zhuǎn)換器311交替連接電感318至直流輸入電壓Vin從而儲存能 量至電感318和釋放電感318的電能至發(fā)光二極管串308。對于一個給定的直流輸入電壓 VIN，直流輸出電壓Vott由開關312的占空比決定，即開關閉合時間Tm和周期Ts的比值。開關312的占空比由控制器310控制。在一個實施例中，控制器310包括COMP引 腳、RT引腳、VDD引腳、GND引腳、DRV引腳和SOURCE引腳。在一個實施例中，開關312是N 型溝道晶體管。晶體管312的門極連接至控制器310的DRV引腳。晶體管312的源極連接 至控制器310的SOURCE引腳。晶體管312的源極也和控制器310的SOURCE引腳一起通過 電阻314連接至地?？刂破?10的COMP引腳通過串聯(lián)連接的電阻320和儲能元件，例如電 容322，連接至地。RT引腳通過電阻3M連接至地。VDD引腳通過電容幻6接地，通過電阻 336與直流輸入電壓Vin連接，并且通過二極管332和電阻334與線圈338連接。線圈338 與電感318磁性連接。在VDD引腳處生成啟動控制器310的啟動電壓。另外，VDD弓丨腳也 可以連接一個用于提供啟動電壓的電壓源(未示出)。操作中，電阻314根據(jù)開關312的狀態(tài)連接至轉(zhuǎn)換器311或者斷開與轉(zhuǎn)換器311 的連接。當開關312閉合時，LED電流I·生成并流經(jīng)包括發(fā)光二極管串308、電感318、開 關312和電阻314的第一電流路徑。電阻314上的電壓指示LED電流Ι ΕΙ)并經(jīng)SOURCE引 腳被控制器31當作感應電壓接收。當開關312斷開時，LED電流I·生成并流經(jīng)包括發(fā)光 二極管串308、電感318和二極管316的第二電流路徑，沒有電流流經(jīng)開關312和電阻314。 相應地，在一個實施例中，SOURCE引腳處的感應電壓基本為零。
在一個實施例中，控制器310比較感應電壓和指示一個預設的平均LED電流Iatcq 的參考電壓Vkef并在COMP引腳處生成補償信號328。根據(jù)補償信號328，控制器310在DRV 引腳處生成驅(qū)動信號330用于交替斷開和閉合開關312并調(diào)節(jié)驅(qū)動信號330的占空比。從 而，通過調(diào)節(jié)驅(qū)動信號330的占空比，將流經(jīng)發(fā)光二極管串308的平均LED電流I·調(diào)節(jié)至 預設的平均LED電流ΙΑναι。平均LED電流Imi不再根據(jù)函數(shù)關系取決于直流輸入電壓Vin， 直流輸出電壓Vott和感抗。有利的是，通過引入補償信號328，直流輸入電壓Vin，直流輸出 電壓Vot和感抗對平均LED電流Imi的影響得以減少或消除，從而提高了發(fā)光二極管亮度的 穩(wěn)定性。圖4所示為根據(jù)本發(fā)明一實施例的圖3所示控制器310的電路圖。圖4中與圖3 標號相同的元件具有相似功能。圖4結(jié)合圖3進行描述。在圖4的實施例中，控制器310 包括啟動電路402、振蕩器404、信號發(fā)生器406、觸發(fā)器408、比較器410、輸出電路(例如 與門)412、保護電路414、放大器416(例如運算跨導放大器)和控制開關418。運算跨導放 大器416、控制開關418和比較器410組成一個反饋電路。啟動電路412通過VDD引腳接收一個啟動電壓。當VDD引腳處的啟動電壓達到控 制器310的一個預設的啟動電壓水平時，啟動電路420向控制器310內(nèi)的其他元件提供能 量從而使控制器310工作。在一個實施例中，振蕩器404生成一個脈沖信號420而且脈沖 信號420的預設頻率取決于電阻324。觸發(fā)器408通過S引腳接收脈沖信號420。脈沖信 號420也提供給了信號發(fā)生器406用來生成與脈沖信號420頻率相同的斜坡信號422。如 圖3所述，控制器310的SOURCE引腳連接至電阻314并接收指示LED電流I·的感應電壓。 感應電壓提供給了保護電路414用來向與門412輸出一個保護信號424。保護信號4M指 示驅(qū)動電路300工作在正常情況下或者異常情況下，例如短路或者過壓條件下。而且，感應電壓提供給了運算跨導放大器416的輸入端，例如反相端。運算跨導放 大器416的另一輸入端，例如同相端，接收指示預設平均LED電流Iatoi的參考電壓VKEF。運 算跨導放大器416的輸出電流是差分輸入電壓的函數(shù)。在一個實施例中，輸出電流與感應 電壓和參考電壓Vkef的差值成正比。輸出電流通過包括控制開關418和電阻320的充電路 徑向電容322充電，從而在COMP引腳處生成補償信號328。補償信號3 提供給了比較器 410的一個輸入端，例如反相端。比較器410比較補償信號3 和斜坡信號422并向觸發(fā)器 408的R引腳輸出重置信號428。在一個實施例中，重置信號4 是脈寬調(diào)節(jié)信號(PWM)。 經(jīng)脈沖信號420和重置信號4 觸發(fā)，觸發(fā)器408通過輸出Q引腳輸出控制信號430。在一 個實施例中，控制信號430進一步提供給了與門412和控制開關418。因此，與門412接收了控制信號430和保護信號424。從而，當保護信號4M指示 異常情況發(fā)生時，與門412輸出的驅(qū)動信號330斷開開關312以防止驅(qū)動電路300在異常情 況下工作。當驅(qū)動電路300工作在正常情況下，驅(qū)動信號330取決于控制信號430并交替斷 開和閉合開關312。換言之，在一個實施例中，當驅(qū)動電路300工作在正常情況下，驅(qū)動信號 330的波形跟隨控制信號430的波形。因此，控制開關418的狀態(tài)與開關312的狀態(tài)同步。 參考圖3，當開關312斷開時，電容322的充電路徑也相應切斷從而使補償信號3 鉗制在 一個非零值。當開關312閉合時，電容322的充電路徑導通，而且控制器310通過SOURCE 引腳接收感應電壓并生成補償信號328。根據(jù)補償信號3 ，DRV引腳處的驅(qū)動信號330驅(qū) 動開關312使得發(fā)光二極管串308的平均LED電流IAve調(diào)節(jié)至預設平均LED電流ΙΑναι。
有利的是，在一個實施例中，預設平均LED電流I·取決于預設的參考電壓Vkef而 和各種電路條件無關，例如直流輸入電壓Vin、負載情況和電感318。從而，光源亮度穩(wěn)定性 得到了提高。圖5所示為根據(jù)本發(fā)明一實施例的圖3所示驅(qū)動電路300的時序圖500。圖5結(jié) 合圖3和圖4進行描述。波形502表示脈沖信號420。波形504表示斜坡信號422。波形 506表示SOURCE引腳處的感應電壓。波形508表示COMP引腳處的補償信號328。波形510 表示重置信號428。波形512表示DRV引腳處的驅(qū)動信號330。在圖5的實施例中，當TO時刻脈動信號420從低電平(邏輯0)升至高電平(邏 輯1)并且斜坡信號422開始升高時，驅(qū)動信號330被設為邏輯1使得開關312閉合。隨著 流經(jīng)電阻314的LED電流I·增大，SOURCE引腳處的感應電壓也增大。隨著感應電壓的增 大，運算跨導放大器416的輸出電流減小，補償信號3 也同樣減小。補償信號3 減小直 到補償信號328與斜坡信號422在Tl時刻交叉。由于補償信號328與斜坡信號422在Tl 時刻的交叉，比較器410輸出的重置信號4 從邏輯0變?yōu)檫壿?，并且驅(qū)動信號330被設 為邏輯0使得開關312斷開。由于開關312是斷開的，沒有電流流經(jīng)電阻314，因此，在Tl時亥lj，SOURCE引腳處 的感應電壓降至基本為零。如圖4所示，控制開關418和開關312同時斷開，因此在Tl時 刻，電容322的充電路徑被切斷而且補償信號3 被鉗制在非零值。經(jīng)歷TO時刻后的脈沖 信號420的一個周期Ts，例如T2時刻，脈沖信號420從低電平變成高電平從而送出下一個 脈沖，而與脈沖信號420頻率相同的斜坡信號422快速降低并變得小于被鉗制至非零值的 補償信號328。在T2時刻，重置信號4 再次被設為邏輯0并且驅(qū)動信號330被設為邏輯 1。從而，從TO時刻至T2時刻的一個循環(huán)周期結(jié)束。從T2時刻開始，一個新的循環(huán)周期開 始。如圖5所示，驅(qū)動信號330的占空比取決于指示SOURCE引腳處的感應電壓和參 考電壓Vkef之間電壓差的補償信號328?？刂菩盘?30的占空比被用于調(diào)節(jié)平均LED電流 I·，使其調(diào)節(jié)至參考電壓Vkef所指示的預設平均LED電流IAVTO。換言之，形成了一個將感應 電壓反饋給控制器310并與參考電壓Vkef相比較的反饋回路，感應電壓和參考電壓Vkef之間 的電壓差用于生成補償信號328，從而將平均LED電流Iatc調(diào)節(jié)至預設平均LED電流IATC(1。 因此，即使驅(qū)動電路300的電路情況發(fā)生變化，由于反饋回路的作用，驅(qū)動信號330的占空 比能動態(tài)調(diào)節(jié)從而保持平均LED電流Imi基本等于預設平均LED電流IATO1。例如，當直流輸入電壓Vin增加時，瞬時LED電流Imi和SOURCE引腳處的瞬時感應 電壓相應增加。隨著感應電壓的增加，補償信號3 減小，因此驅(qū)動信號330的占空比D減 小。當驅(qū)動信號330的占空比D減小時，LED電流Imi相應減小，使直流輸入電壓Vin增加帶 來的影響被驅(qū)動信號330減小的占空比D抵消，并因此保持平均LED電流Imi基本等于預 設平均LED電流1_。相似地，當其他電路情況改變時，例如負載情況和電感318，由于驅(qū)動 信號330占空比D的動態(tài)調(diào)節(jié)作用，平均LED電流被保持在基本等于預設平均LED電 ▲ Iavgoo圖6所示為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的驅(qū)動電路600的電路圖。與圖3中元件標號 相同的元件具有相似的功能。除了電源302、整流器304、電容306、二極管316和電感318， 驅(qū)動電路600還包括控制器610，而且控制器610包括VDD引腳、DRAIN引腳、SOURCE引腳、GND引腳、HV_GATE引腳、COMP引腳、CLK引腳和RT引腳。HV_GATE引腳通過電阻606連接 至直流輸入電壓Vin，并通過電容608連接至地。COMP引腳通過串聯(lián)連接的電阻618和儲 能元件，例如電容620，與地連接。CLK引腳通過并聯(lián)連接的電阻614和電容616與地連接。 CLK引腳也通過電阻612與直流輸入電壓Vin連接。RT引腳通過電阻擬8與地連接。VDD引 腳通過串聯(lián)連接的電阻604、開關602和二極管622與HV_GATE引腳連接。在一個實施例 中，開關602是N型溝道晶體管，并且門極與電阻604連接，源極與二極管622的陽極連接， 漏極與電感318連接。VDD引腳也通過電容擬4接地。DRAIN引腳與開關602的源極連接。 SOURCE引腳通過電阻6 接地。GND引腳接地。與驅(qū)動電路300不同的是，驅(qū)動電路300把用于交替進行電感318充電和放電的 開關312置于控制器310外，而驅(qū)動電路600的控制器610集成了使電感318交替充電和 放電的功能。圖7所示為根據(jù)本發(fā)明一實施例的控制器610的電路圖。與圖4中元件標號相同 的元件具有相似的功能。圖7結(jié)合圖4和圖6進行描述。在圖7所示的實施例中，控制器 610包括啟動電路402、振蕩器404、信號發(fā)生器406、觸發(fā)器408、比較器410、與門412、保 護電路414、運算跨導放大器416、開關418、開關702、穩(wěn)壓器704和HV_GATE啟用模塊706。 開關702使電感318交替充電和放電。當開關702閉合時，LED電流Imi經(jīng)發(fā)光二極管串 308、電感318、開關602、開關702和電阻6 流向地。當開關702斷開時，LED電流Imi流 經(jīng)發(fā)光二極管串308、電感318和二極管316。因此，當開關702閉合時，SOURCE引腳處生 成指示LED電流Imi的感應電壓。在一個實施例中，開關702是一個N型溝道晶體管，并且門極與與門412連接，漏 極與DRAIN引腳連接，源極與SOURCE引腳連接。穩(wěn)壓器704連接在HV_GATE引腳和地之間。 HV_GATE啟用模塊706連接在CLK引腳和HV_GATE引腳之間。當驅(qū)動電路600由電源302 上電后，響應直流輸入電壓Vin而在CLK弓丨腳處生成一個使能信號。響應使能信號，HV_GATE 啟用模塊706使HV_GATE引腳處生成一個由穩(wěn)壓器704決定的恒定電壓，例如15V。在HV_ GATE引腳處恒定電壓的驅(qū)動下，開關602閉合。VDD引腳處獲得一個源于開關602源極處 源極電壓的啟動電壓。啟動電壓使控制器610工作。SOURCE引腳處的感應電壓反饋回來 并與指示預定平均LED電流Iatoi的參考電壓Vkef比較后生成補償信號328。根據(jù)補償信號 328確定驅(qū)動信號330的占空比D。具有確定占空比D的驅(qū)動信號330交替斷開和閉合開 關702從而調(diào)節(jié)平均LED電流IAve至預設平均LED電流Iatcq。采用圖6和圖7的電路，當驅(qū)動電路600上電后，由于CLK引腳處的使能信號、HV_ GATE引腳處的穩(wěn)定直流電壓、和VDD引腳處的啟動電壓，控制器610能夠自動工作。正常 操作模式下，DRAIN引腳接收LED電流I·，SOURCE引腳與DRAIN引腳的連接根據(jù)驅(qū)動信號 330而交替導通和斷開。驅(qū)動信號330的占空比D決定平均LED電流IAve。COMP引腳處根 據(jù)感應電壓和參考電壓Vkef之間的電壓差而生成補償信號328。根據(jù)補償信號328，驅(qū)動信 號330的占空比D被調(diào)節(jié)，以調(diào)節(jié)平均LED電流Iatoi至預設平均LED電流IATC(1。圖3、4、6和7所揭示的實施例旨在解釋本發(fā)明而非限制。示例性的電路可在本發(fā) 明精神內(nèi)做各種變化。例如，只要能夠生成代表感應電壓和參考電壓Vkef之間電壓差的補 償信號328，誤差信號放大器或者其他類似元件可以替代運算跨導放大器416。而且，電感 318可以放置在直流輸入電壓Vin和開關二極管串308之間。
圖8所示為根據(jù)本發(fā)明一實施例的控制光源亮度的方法的流程圖800。圖8結(jié)合 圖3和圖4進行描述。雖然圖8揭示了具體步驟，這些步驟是示例性的。也就是說，本發(fā)明 能執(zhí)行其他步驟或者圖8所述步驟演變而來的步驟。在方框802，根據(jù)驅(qū)動信號，轉(zhuǎn)換器將輸入電壓轉(zhuǎn)換成光源，例如發(fā)光二極管，上的 輸出電壓。在一個實施例中，根據(jù)控制器310的DRV引腳處的驅(qū)動信號330，轉(zhuǎn)換器311將 直流輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換成發(fā)光二極管串308上的直流輸出電壓VQUT。在方框804，平均LED電流取決于驅(qū)動信號的占空比。在一個實施例中，驅(qū)動信號 330的占空比D決定開關312的導通狀態(tài)從而調(diào)節(jié)平均LED電流IAV(；。也就是說，平均LED 電流Iatc取決于驅(qū)動信號330的占空比D。在方框806，當傳感器連接至轉(zhuǎn)換器時，在傳感器上生成指示LED電流的感應電 壓。根據(jù)驅(qū)動信號，傳感器選擇性的連接至轉(zhuǎn)換器或與轉(zhuǎn)換器斷開連接。在一個實施例中， 當開關312閉合時，傳感器上的電壓，例如電阻314上的電壓，指示LED電流I·。電阻314 上的電壓通過SOURCE引腳被控制器310當作指示LED電流Imi的感應電壓接收。當開關 312斷開時，電阻314與轉(zhuǎn)換器311斷開連接時，開關312的導通狀態(tài)取決于驅(qū)動信號330.在方框808，感應電壓與指示預設平均LED電流的參考電壓比較并生成補償信號。 在一個實施例中，運算跨導放大器416比較感應電壓和指示預設平均LED電流Ivato的參考 電壓并在COMP引腳處生成補償信號328。在方框810，根據(jù)補償信號調(diào)節(jié)驅(qū)動信號的占空比從而調(diào)節(jié)平均LED電流IVAe至預 設平均LED電流1_。在一個實施例中，比較器410比較補償信號3 和斜坡信號422。比 較器410的輸出調(diào)節(jié)驅(qū)動信號330的占空比D從而調(diào)節(jié)平均LED電流IVAe至預設平均LED 電幺丨匕Ivagoo上文具體實施方式
和附圖僅為本發(fā)明之常用實施例。顯然，在不脫離后附權(quán)利要 求書所界定的本發(fā)明精神和保護范圍的前提下可以有各種增補、修改和替換。本領域技術 人員應該理解，本發(fā)明在實際應用中可根據(jù)具體的環(huán)境和工作要求在不背離發(fā)明準則的前 提下在形式、結(jié)構(gòu)、布局、比例、材料、元素、組件及其它方面有所變化。因此，在此披露之實 施例僅用于說明而非限制，本發(fā)明之范圍由后附權(quán)利要求及其合法等同物界定，而不限于 此前之描述。
權(quán)利要求
1.一種光源驅(qū)動電路，其特征在于，所述光源驅(qū)動電路包括根據(jù)驅(qū)動信號將輸入電壓轉(zhuǎn)換成光源上的輸出電壓的轉(zhuǎn)換器，流經(jīng)所述光源的平均電 流取決于所述驅(qū)動信號的占空比；根據(jù)所述驅(qū)動信號選擇性地連接至所述轉(zhuǎn)換器或與所述轉(zhuǎn)換器斷開連接的傳感器，當 所述傳感器連接至所述轉(zhuǎn)換器時，生成指示流經(jīng)所述光源的電流的感應電壓；和與所述轉(zhuǎn)換器和傳感器相連接的控制器，所述控制器比較所述感應電壓和指示流經(jīng)所 述光源的預設平均電流的參考電壓從而生成補償信號，并且根據(jù)所述補償信號生成所述驅(qū) 動信號，其中，根據(jù)所述補償信號調(diào)節(jié)所述驅(qū)動信號的占空比從而調(diào)節(jié)流經(jīng)所述光源的所 述平均電流至所述預設平均電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源驅(qū)動電路，其特征在于，所述光源是發(fā)光二級管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源驅(qū)動電路，其特征在于，還包括與所述傳感器相連接的第一開關，所述第一開關根據(jù)所述驅(qū)動信號交替閉合和斷開， 其中，當所述第一開關閉合時，所述傳感器感應流經(jīng)所述光源的所述電流并提供所述感應 電壓，當所述第一開關斷開時，沒有電流流經(jīng)所述傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光源驅(qū)動電路，其特征在于，還包括與所述第一開關相連接的第二開關，所述第二開關將所述電流從所述光源傳導到所述 第一開關，所述第二開關與所述控制器相連接用于提供啟動電壓至所述控制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源驅(qū)動電路，其特征在于，所述控制器包括與所述傳感器相連接的反饋電路，所述反饋電路比較所述感應電壓和所述參考電壓并 生成所述補償信號，并且通過比較所述補償信號和斜坡信號輸出重置信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光源驅(qū)動電路，其特征在于，所述反饋電路包括比較所述感應電壓和所述參考電壓并生成輸出電流的放大器；與所述放大器連接的充電路徑，所述充電路徑用所述輸出電流充電儲能元件并生成所 述補償信號；和與所述充電路徑連接的比較器，所述比較器比較所述補償信號和所述斜坡信號并生成 所述重置信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光源驅(qū)動電路，其特征在于，所述充電路徑包括與所述反饋電路連接的開關，所述開關根據(jù)控制信號交替切斷和導通所述充電路徑， 其中，所述控制信號根據(jù)所述重置信號和脈沖信號生成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光源驅(qū)動電路，其特征在于，所述控制器還包括根據(jù)所述感應電壓生成保護信號的保護電路；和與所述保護電路連接的輸出電路，所述輸出電路根據(jù)所述保護信號和所述控制信號生 成所述驅(qū)動信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源驅(qū)動電路，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換器包括開關，當所述開 關斷開時，所述補償信號被鉗制于非零值。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源驅(qū)動電路，其特征在于，流經(jīng)所述光源的所述平均電流 沒有根據(jù)函數(shù)關系取決于從所述輸入電壓、所述光源的情況、和所述轉(zhuǎn)換器內(nèi)的電感所組 成的組中選擇的電路參數(shù)。
11.一種控制光源亮度的控制器，其特征在于，所述控制器包括接收流經(jīng)所述光源的電流的第一引腳；根據(jù)驅(qū)動信號與所述第一引腳交替連接和斷開的第二引腳，當所述第二引腳與所述第 一引腳連接時，生成指示所述電流的感應電壓，其中，所述驅(qū)動信號的占空比決定流經(jīng)所述 光源的平均電流；和根據(jù)所述感應電壓和指示流經(jīng)所述光源的預設平均電流的參考電壓的電壓差生成補 償信號的第三引腳，其中，根據(jù)所述補償信號調(diào)節(jié)所述驅(qū)動信號的所述占空比，從而調(diào)節(jié)所 述平均電流至所述預設平均電流。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制光源亮度的控制器，其特征在于，當所述第一引腳與 所述第二引腳斷開連接時，所述補償信號被鉗制于非零值。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制光源亮度的控制器，其特征在于，還包括與所述第二引腳連接的放大器，所述放大器接收所述感應電壓并比較所述感應電壓和 所述參考電壓以提供輸出電流；和將所述輸出電流傳導給與所述第三引腳連接的儲能元件從而生成所述補償信號的充 電路徑。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制光源亮度的控制器，其特征在于，還包括 生成脈沖信號的振蕩器；與所述振蕩器連接并生成斜坡信號的信號發(fā)生器；與所述信號發(fā)生器連接并且比較所述斜坡信號和所述補償信號從而生成重置信號的 比較器；和與所述振蕩器和所述比較器連接并且根據(jù)所述脈沖信號和所述重置信號生成控制信 號的觸發(fā)器。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制光源亮度的控制器，其特征在于，還包括 與所述第二引腳連接并且根據(jù)所述感應電壓生成保護信號的的保護電路；和 與所述觸發(fā)器和所述保護電路連接并且根據(jù)所述保護信號和所述控制信號生成所述驅(qū)動信號的輸出電路。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制光源亮度的控制器，其特征在于，還包括 與電阻連接并且決定所述脈沖信號和所述斜坡信號的頻率的第四引腳。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制光源亮度的控制器，其特征在于，還包括 接收使能信號從而啟用控制器的第四引腳；響應所述使能信號生成恒定直流電壓的第五引腳；和接收源于開關的啟動電壓的第六引腳，其中所述開關被所述恒定直流電壓閉合從而生 成所述啟動電壓，所述開關將流經(jīng)所述光源的所述電流傳導給所述第一引腳。
18.—種控制發(fā)光二極管亮度的方法，其特征在于，所述方法包括根據(jù)驅(qū)動信號，轉(zhuǎn)換器將輸入電壓轉(zhuǎn)換成所述發(fā)光二極管上的輸出電壓； 所述驅(qū)動信號的占空比決定流經(jīng)所述發(fā)光二極管的平均電流； 在根據(jù)所述驅(qū)動信號選擇性地與所述轉(zhuǎn)換器連接和斷開連接的傳感器上生成感應電 壓，其中，當所述傳感器與所述轉(zhuǎn)換器連接時，所述感應電壓指示發(fā)光二極管電流；比較所述感應電壓和指示流經(jīng)所述發(fā)光二極管的預設平均電流的參考電壓并生成補 償信號；和根據(jù)所述補償信號調(diào)節(jié)所述驅(qū)動信號的所述占空比，從而將流經(jīng)所述發(fā)光二極管的所 述平均電流調(diào)節(jié)至所述預設平均電流。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的控制發(fā)光二極管亮度的方法，其特征在于，還包括 根據(jù)所述驅(qū)動信號交替斷開和閉合開關； 當所述開關閉合時，所述發(fā)光二極管電流流經(jīng)所述傳感器； 當所述開關斷開時，沒有電流流經(jīng)所述傳感器。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的控制發(fā)光二極管亮度的方法，其特征在于，還包括 當所述開關斷開時，將所述補償信號鉗制于非零值。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的控制發(fā)光二極管亮度的方法，其特征在于，還包括 比較所述補償信號和斜坡信號從而提供重置信號；和根據(jù)脈沖信號和所述重置信號生成控制信號。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的控制發(fā)光二極管亮度的方法，其特征在于，還包括 根據(jù)所述感應電壓生成保護信號；根據(jù)所述控制信號和所述保護信號生成所述驅(qū)動信號。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的控制發(fā)光二極管亮度的方法，其特征在于，所述比較步驟 包括比較所述感應電壓和所述參考電壓從而生成輸出電流；和 用所述輸出電流充電儲能元件從而生成所述補償信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光源驅(qū)動電路及控制光源亮度的控制器和方法。光源驅(qū)動電路包括轉(zhuǎn)換器、傳感器和控制器。轉(zhuǎn)換器根據(jù)驅(qū)動信號將輸入電壓轉(zhuǎn)換成光源上的輸出電壓。流經(jīng)該光源的平均電流取決于驅(qū)動信號的占空比。傳感器根據(jù)驅(qū)動信號選擇性地連接至轉(zhuǎn)換器或與轉(zhuǎn)換器斷開連接。當傳感器與轉(zhuǎn)換器連接時，傳感器生成指示流經(jīng)光源的電流的感應電壓?？刂破髋c傳感器和轉(zhuǎn)換器連接?？刂破鞅容^感應電壓和指示流經(jīng)光源的預設平均電流的參考電壓從而生成補償信號，并根據(jù)補償信號生成驅(qū)動信號，其中，根據(jù)補償信號調(diào)節(jié)驅(qū)動信號的占空比從而調(diào)節(jié)流經(jīng)光源的平均電流至預設平均電流。由于流經(jīng)光源的平均電流被調(diào)節(jié)至預設平均電流，從而改善了光源亮度的穩(wěn)定性。
文檔編號H05B37/02GK102076149SQ20101054841
公開日2011年5月25日 申請日期2010年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月15日
發(fā)明者任俊, 任智謀, 郭清泉, 閻鐵生 申請人:凹凸電子(武漢)有限公司