[发明专利]LED电流控制

说明书

技术领域

本发明主要涉及控制发光二极管（LED）的多个通道，尤其是利用平均电流平衡，驱动LED多个通道的升压转换器。

背景技术

许多工业、商业以及公共基础设施都使用发光二极管照明。与原有的白炽灯或荧光灯照明等照明技术相比，LED具有很宽的色谱、紧凑的尺寸、很高的能量效率、没有汞及相关的环保问题、延长工作寿命、可定义输出、不含红外或紫外光谱元件（如果有必要的话），以及低压（在每个LED基座上）。

高亮度发光二极管（LED）的出现改善了固态照明方式，其性能优于传统的照明技术。发光效率较高、工作寿命长、工作温度范围宽并且设备环保等，都是LED技术超越白炽灯或气体放电光源技术的重要优势。然而，正向电压降、光通量输出和/或峰值波长可能需要封装技术，导致产量降低、成本增加。此外，大量性能匹配的LED排布在一个合适的光学外壳中，必须满足特定的光学发光性能的要求。明确电路补偿工艺的要求，在温度范围内规定光输出以及硬件寿命，会使先进的LED无法使用电阻偏置的驱动方式。

提出了各种基于开关和线性调制器件的电路技术，用于驱动串联LED的单独的“线串”，凭借调光技术实现精确的正向电流调制以及脉冲调制。这种体系结构要求每个LED线串使用专用的驱动电路，因此不适合控制数量很多的线串。

正是在这一前提下，提出了本发明所述的实施例。

发明内容

在一些实施方式中，本发明提供一种发光二极管（LED）控制系统，包括：

数个数字调光控制器，每个都用于接收一个脉冲通道电流控制信号，从而有数个脉冲通道电流控制信号，其中每个脉冲通道电流控制信号都通过一个相应的通道工作周期表征，其中每个调光控制器都用于为相应的一个双控开关提供输出信号，每个双控开关都与相应的数个并联LED通道中的一个串联耦合；以及

一个平均电流平衡元件，用于接收输入工作周期表征的脉冲控制信号输入，以及数个电流传感输入信号，其中每个电流传感输入信号都标示流经其中一个相应的LED通道中的电流，其中所述的平均电流平衡元件用于向所述的数个数字调光控制器提供相应的脉冲通道电流控制信号，所述的平均电流平衡元件用于调节每个通道电流控制信号相对于输入工作周期的通道工作周期以回应所述的电流传感输入信号。

上述的发光二极管（LED）控制系统，所述的平均电流平衡元件利用所述的数个电流传感输入信号，确定所述的数个LED通道中LED电流最低的一个特定通道，并且为升压或降压转换元件提供反馈信号，调节所述的一个或多个并联LED通道上的电压。

上述的发光二极管（LED）控制系统，所述的平均电流平衡元件用于将LED电流最低的特定通道的通道工作周期，设置得与输入工作周期相等。

上述的发光二极管（LED）控制系统，平均电流平衡元件用于将LED电流高于最低的LED电流的一个或多个LED通道的通道工作周期，都设置得比输入工作周期更低。

上述的发光二极管（LED）控制系统，所述的平均电流平衡元件用于设置指定的LED通道的通道工作周期等于输入工作周期乘于（乘以）所述最低的LED通道电流与所述指定通道的通道电流的比例（比值）。

上述的发光二极管（LED）控制系统，所述的每个双控开关都耦合在相应的LED通道的最后一个LED和相应的传感电阻器之间。

上述的发光二极管（LED）控制系统，还包括一个升压转换器元件，用于传感流经每个并联LED通道的通道电流，并且调制并联LED通道上的驱动电压。

上述的发光二极管控制系统，升压转换器元件用于根据接收的数个电流传感输入信号，为升压开关提供升压开关信号，通过调节流经升压开关的电流，来调制驱动电压。

上述的发光二极管（LED）控制系统，所述的升压开关耦合在节点和参考电压之间，节点耦合到一个或多个并联LED通道的输入端。

上述的发光二极管（LED）控制系统，还包括一个电感器，其中电感器耦合在节点和输入电压源之间。

上述的发光二极管控制系统，还包括一个降压转换器元件，用于传感流经每个并联LED通道的通道电流，并且提供一个或多个开关信号调制并联LED通道上的驱动电压。

上述的发光二极管（LED）控制系统，降压转换器元件为同步降压转换器，用于根据接收的数个电流传感输入信号，来确定高端开关信号和低端开关信号，并且为高端开关提供高端开关信号，为低端开关提供低端开关信号，高端开关耦合在电压源和节点之间，低端开关耦合在节点和参考电压之间。