[发明专利]适用于LED驱动器的高精度电流控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及模拟集成电路，尤其涉及LED驱动器。

背景技术

LED驱动器是一种驱动LED(发光二极管)的器件。LED驱动器要求输出给LED一个不随输入电压、LED灯数及环境温度变化的恒定电流，从而使LED产生相同的亮度和色相。

为了便于控制和提高效率，通常做法是使LED驱动器输出至LED的电流为一个波形是锯齿形的电流，并且需要控制此电流均值为恒定值。HCC(迟滞电流控制)和PCC(峰值电流控制)是两种使锯齿形电流均值恒定的控制方法。HCC用于控制电流上峰值I RH和电流下峰值IRL，使其平均电流Iavg＝(IRH+IRL)/2。PCC用于控制电流上峰值IRH及电流下降沿时间Tf，并根据电流下降沿斜率Kf得到该平均电流Iavg，且该平均电流Iavg＝IRH-Tf*Kf/2。

然而在实际电路中，由于系统环路存在延时，因此实际得到的电流上峰值和电流下峰值存在一定误差，并且随着环路延时和锯齿形电流波形上升和下降沿斜率的不断变化，平均电流Iavg随之改变，进而直接影响LED驱动器输出电流的精度。下面以HCC电流控制方式为例，阐述目前电流控制方法存在的弊端。

图1是传统的基于HCC电流控制方式的LED电流波形图。图1中，横坐标为时间，纵坐标为电流，LED驱动器输出给LED的上峰值电流为IRH，下峰值电流为IRL，理想平均电流为Iavg＝(IRH+IRL)/2，电流上升沿斜率为Kr，下降沿斜率为Kf。实际上，在电流达到上峰值电流IRH后系统会存在一个反应时间ΔTr(即上峰值误差时间ΔTr)，在电流达到下峰值电流IRL后系统也会存在一个反应时间ΔTf(即下峰值误差时间ΔTf)，因此实际得到的上峰值电流IH＝IRH+Kr*ΔTr，下峰值电流IL＝IRL-Kf*ΔTf，实际得到电流平均值Iavg’＝Iavg+(Kr*ΔTr-Kf*ΔTf)/2。进而可知，实际平均电流与理想平均电流之间存在误差，且该误差为(Kr*ΔTr-Kf*ΔTf)/2，其中Kr、Kf、ΔTr、ΔTf会随着输入输出电压、温度、加工工艺偏差等外界环境影响而产生漂移，因此传统HCC电流控制方法在不同应用环境中存在很大误差。

为了解决LED驱动器中由系统延时带来的电流偏差，开发人员做了大量工作，一种解决方法是近似认为ΔTr和ΔTf相等，通过观察Kr、Kf的不同来估计误差，然后降低或者升高预设的电流值来抵消误差。然而由于Kr、Kf与输入输出电压相关，为了观察Kr、Kf需要能同时观察到输入和输出电压，而对于常见的降压结构，输出电压是观察不到的，因此采用这种方法就需要芯片额外增加管脚来引入输出电压，大大增加了成本，且失去了兼容性，并给布板带来不便。为了解决此种问题，可以采用不增加管脚的方式，仅通过观察输入电压来调整预设电流值。具体地，当输入电压高时降低预设电流值，当输入电压低时抬高预设电流值。这种方案在一定范围内可以有效的改善电流输出精度，但是由于此种方法无法观察输出电压，因此在输出电压变化时就会带来较大误差，因此并没有从根本上解决由系统延时带来的电流偏差。

发明内容

本发明提供了一种能解决以上问题的适用于LED驱动器的高精度电流控制系统及方法。

在第一方面，本发明提供了一种控制锯齿波形电流信号峰值的方法，该方法首先锁定理想上峰值电流和/或锁定理想下峰值电流，再执行以下所述步骤b和/或步骤c。

步骤b：在该锯齿波电流信号一个周期内，检测该锯齿波电流是否高于该理想上峰值电流，一旦检测到该锯齿波电流高于该理想上峰值电流，则减小上峰值控制信号，若从未检测到该锯齿波电流高于该理想上峰值电流，则增大上峰值控制信号，从而得到动态可变的上峰值控制信号。

步骤c：在该锯齿波电流信号一个周期内，检测该锯齿波电流是否低于该理想下峰值电流，一旦检测到该锯齿波电流低于该理想下峰值电流，则增大下峰值控制信号，若从未检测到该锯齿波电流低于该理想下峰值电流，则减小下峰值控制信号，从而得到动态可变的下峰值控制信号。

最后根据该动态可变的上峰值控制信号和/或该动态可变的下峰值控制信号，调整下一时刻锯齿波形信号电流值，以便该锯齿波形电流信号的平均电流恒定。

在第二方面，本发明提供了一种控制锯齿波形电流信号峰值的控制系统，该系统包括输出控制模块、输出感应模块、第一比较电路和参考控制电路。