[发明专利]用于调节流过LED电路装置的LED电流的方法和电路装置、以及相关组合电路和发光系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种将流过LED电路装置的LED电流调节为均值LED电流水平的方法。本发明还涉及一种将流过LED电路装置的LED电流调节为均值LED电流水平的电路装置。本发明还涉及一种LED驱动器IC。本发明还涉及一种组合电路和LED发光系统。

背景技术

一般通过调节流过发光二极管(LED)的LED电流的电流水平来控制LED的光输出。例如，还可以用脉冲宽度调制(PWM)方案来调制LED电流。在这种PWM方案中，LED接收特定宽度的周期性脉冲序列形式的LED电流，而当要将有效光输出从第一光输出水平改变为第二光输出水平时，将脉冲宽度从第一脉冲宽度调制为第二脉冲宽度。

因此，LED驱动方法和LED驱动电路通常包括：电流源，提供恒定电流或具有平均电流水平的振荡电流；以及与LED相关联的开关，以便控制电流路径，并实现LED电流的脉冲宽度调制。

开关可以与LED串联，从而通过中断电流路径来控制电流路径，以便实现脉冲宽度调制。

替代地，开关可以与LED并联，所述开关也称作旁路开关。旁路开关通过或者引导电流路径通过LED或者引导电流路径通过与LED并联的旁路路径来控制电流路径，以便实现脉冲宽度调制。这种旁路开关方法的优点之一在于：电流持续流动，或者流过LED或者流过旁路路径，这允许使用非常高效的电流源，例如开关模式电流源。这在多个LED以公共电流水平工作、但是这多个LED中不同LED之间可能具有不同脉冲宽度的情况下尤为有利。于是可以将LED排列为串联连接的多个LED段，每一个LED段包括单独的LED或者两个或更多的LED，优选地两个或更多LED串联设置，并且每一个LED段同与相应LED段并联的旁路开关相关联。通过独立地操作旁路开关，可以独立地改变每一个LED段的有效光输出。

在WO2004100614A1中描述了电流源的示例。WO2004100614A1描述了在所有工作条件期间精确且迅速调节LED电流的均值安培数的LED电流控制方法和电路，所述工作条件包括电源的输入线路的变化或者LED网络的负载的变化。

该方法包括：通过响应于转换器电流感测电压分别沿负方向和正方向与下跳转电压(lower trip voltage)和上跳转电压(upper tripvoltage)的每一次交叉，交替地控制LED电流的上升和下降，来控制LED电流在峰值安培数和谷值安培数之间振荡，例如按照三角波或锯齿波形式，其中均值安培数是峰值安培数和谷值安培数的平均。可以将使用这种方法的电路称作利用对LED电流的迟滞控制的开关模式转换器示例。可以将峰值安培数至谷值安培数的峰谷范围称作迟滞电流窗口。可以将上跳转电压至下跳转电压的峰谷范围称作迟滞电压窗口，或者简称为迟滞窗口。

因此，该方法和电路实现了与工作条件无关地调节均值电流水平。具体地，当将该方法和电路用于操作包括按上述方式设置的具有相应旁路开关的多个LED段的LED电路装置时，操作旁路开关以改变单独LED段的光输出导致LED电路装置的负载变化。具有迟滞控制的开关模式转换器非常适用于向由于旁路开关的工作而具有变化负载的这种LED电路装置精确且迅速地传送具有实质上恒定均值电流水平的电流。

然而，使用WO2004100614A1的方法导致在例如如上所述由于旁路开关的工作而LED电路装置的负载发生改变时，改变了LED电流的振荡频率。当LED电路装置的负载显著变化时，频率变化可能比较大。

这种较大的频率变化具有若干不利的副作用。例如，需要调节在迟滞开关模式转换器的输入或输出滤波器中的部件尺寸，以便例如对于所有可能的频率将副作用减小到足够低的水平。例如，阻止这些副作用的要求防止了听得见的噪声，防止了在LED的光输出中可见和潜在恼人的波动，遵守了传导和辐射电磁干扰(EMI)规定，确保了电解电容的寿命，并且优化了电感中芯vs.传导损耗。例如，为了确保频率在所有工作条件下不会移动到可听得见的频率范围内(这可能是恼人的)，在输出滤波器中需要小电感，所述小电感不利地影响LED电流水平的精确度。作为另一个示例，在忍受电源输入线路中变化的同时LED电路装置的负载显著改变时，为了实现LED电流的小纹波，可能需要较大的电容来对输入电压进行滤波。

发明内容

本发明旨在用迟滞控制来减小已知开关模式转换器的副作用，并且旨在提供一种电路装置和方法，可以处理LED网络的显著负载变化，同时减小负面副作用。

为此目的，根据本发明的方法包括：

建立转换器电流；

建立代表转换器电流的电流水平的第一电流控制指示符；