用于發(fā)光二極管照明系統(tǒng)中的溫度控制的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的某些實施例針對集成電路。更具體地，本發(fā)明的一些實施例提供了用于 熱控制的系統(tǒng)和方法。僅作為示例，本發(fā)明的一些實施例已被應(yīng)用于發(fā)光二極管（LED)。但 應(yīng)認(rèn)識到，本發(fā)明具有更廣泛的適用范圍。
【背景技術(shù)】
[0002] 在包括發(fā)光二極管（LED)的系統(tǒng)中，隨著LED的前向?qū)娏鞯脑龃笠约翱刂菩?片的封裝尺寸的減小，控制芯片和/或系統(tǒng)的散熱通常成為關(guān)心的問題。為了防止控制芯 片和/或LED過熱，控制芯片經(jīng)常檢測系統(tǒng)溫度的變化。如果系統(tǒng)溫度增大到某一等級，則 控制芯片通常進入過溫保護模式并且最終關(guān)閉該系統(tǒng)。如果系統(tǒng)溫度達(dá)到閾值，則溫度控 制機制可被實現(xiàn)以降低LED的驅(qū)動電流，以便防止系統(tǒng)溫度繼續(xù)升高。
[0003] LED照明系統(tǒng)（例如，LED燈）的功率通常由以下公式來確定：
[0004] Pd=Vf^If (1)
[0005] 其中，Pd表;^ LED燈的功率，V f表;^ LED燈的電壓，并且I f表;^ LED燈的損耗電 流。
[0006] 由LED燈生成的熱量經(jīng)常需要被耗散（例如，通過與LED系統(tǒng)的封裝相關(guān)的熱阻 (thermal resistance))以便使LED燈保持安全。環(huán)境溫度（例如，LED燈外部的溫度）可 隨著LED燈的散熱而升高，并且進而減少LED燈的散熱。LED控制系統(tǒng)（例如，控制芯片） 在LED燈內(nèi)部，其還包括一個或多個LED。環(huán)境溫度與功率及LED燈的散熱有關(guān)。LED控制 系統(tǒng)的結(jié)溫與環(huán)境溫度之前的差可由以下公式來確定：
[0007] T廠Ta= Pd* 0ja ⑵
[0008] 其中，Tj表示LED控制系統(tǒng)的結(jié)溫（junction temperature)，T a表示環(huán)境溫度，并 且0ja表示與LED控制系統(tǒng)的封裝相關(guān)的熱阻。根據(jù)公式（2)，結(jié)溫可被感知以調(diào)節(jié)傳遞 給LED燈的功率從而控制LED燈內(nèi)部的溫度以用于過熱保護和防止LED燈的熱失控。
[0009] 根據(jù)公式（1)和（2)，LED控制系統(tǒng)的溫度可被檢測，并且LED的電流可被調(diào)整以 獲得LED控制系統(tǒng)的溫度的反饋控制。例如，如果控制芯片的溫度增大到某一等級，則控制 芯片調(diào)整與一個或多個LED相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動電流以防止控制芯片的溫度和/或環(huán)境溫度繼續(xù) 增大。
[0010] 圖1是示出了與一個或多個LED相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動電流與用于溫度控制的LED控制系 統(tǒng)的溫度的關(guān)系的簡化習(xí)用圖。如圖1所示，如果LED控制系統(tǒng)的溫度小于溫度閾值（例 如，T bk)，則與一個或多個LED相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動電流保持在某個量值處（例如，1_ _)。如果 LED控制系統(tǒng)的溫度超出溫度閾值（例如，Tbk)，則LED控制系統(tǒng)減小驅(qū)動電流以降低LED控 制系統(tǒng)的溫度。例如，驅(qū)動電流的量值隨著LED控制系統(tǒng)的溫度變化而以負(fù)斜率變化。作 為示例，如果LED控制系統(tǒng)的溫度增大到更高的量值T tl，則LED控制系統(tǒng)將驅(qū)動電流降低到 電流量值。如果LED控制系統(tǒng)的溫度增大到另一量值Tenm，則LED控制系統(tǒng)將驅(qū)動電 流降低到低量值（例如，0)。
[0011] 圖1所示的溫度控制機制具有一些缺陷，例如，在某些情況下的LED閃爍。因此十 分需要提高LED系統(tǒng)中的溫度控制技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明的某些實施例針對集成電路。更具體地，本發(fā)明的一些實施例提供了用于 熱控制的系統(tǒng)和方法。僅作為示例，本發(fā)明的一些實施例已被應(yīng)用于發(fā)光二極管（LED)。但 應(yīng)認(rèn)識到，本發(fā)明具有更廣泛的適用范圍。
[0013] 根據(jù)一個實施例，用于調(diào)節(jié)一個或多個電流的系統(tǒng)控制器包括：熱檢測器，被配置 為檢測與系統(tǒng)控制器相關(guān)聯(lián)的溫度并且至少部分基于檢測到的溫度來生成熱檢測信號；以 及調(diào)制和驅(qū)動器組件，被配置為接收熱檢測信號并且至少部分基于該熱檢測信號來生成驅(qū) 動信號以閉合或斷開開關(guān)從而影響與一個或多個發(fā)光二級管相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動電流。調(diào)制和 驅(qū)動器組件還被配置為：響應(yīng)于檢測到的溫度從第一溫度閾值增大但維持小于第二溫度閾 值，生成驅(qū)動信號以將驅(qū)動電流保持在第一電流量值，第二溫度閾值高于第一溫度閾值；響 應(yīng)于檢測到的溫度增大到變得等于或大于第二溫度閾值，改變驅(qū)動信號以將驅(qū)動電流從第 一電流量值降低到第二電流量值，第二電流量值小于第一電流量值；響應(yīng)于檢測到的溫度 從第二溫度閾值減小但維持大于第一溫度閾值，生成驅(qū)動信號以將驅(qū)動電流保持在第二電 流量值；并且響應(yīng)于檢測到的溫度減小到變得等于或小于第一溫度閾值，改變驅(qū)動信號以 將驅(qū)動電流從第二電流量值增大到第一電流量值。
[0014] 根據(jù)另一實施例，用于調(diào)節(jié)一個或多個電流的系統(tǒng)控制器包括：熱檢測器，被配置 為檢測與系統(tǒng)控制器相關(guān)聯(lián)的溫度并且至少部分基于檢測到的溫度來生成熱檢測信號；以 及調(diào)制和驅(qū)動器組件，被配置為接收熱檢測信號并且至少部分基于該熱檢測信號來生成驅(qū) 動信號以閉合或斷開開關(guān)從而影響與一個或多個發(fā)光二級管相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動電流。調(diào)制和驅(qū) 動器組件還被配置為：響應(yīng)于檢測到的溫度增大到變得大于第一溫度閾值但維持小于第二 溫度閾值，改變驅(qū)動信號以近似根據(jù)檢測到的溫度的指數(shù)函數(shù)來降低驅(qū)動電流，第一溫度 閾值小于第二溫度閾值。
[0015] 根據(jù)另一實施例，用于調(diào)節(jié)一個或多個電流的方法包括：檢測溫度；至少部分基 于檢測到的溫度來生成熱檢測信號；接收熱檢測信號；以及至少部分基于該熱檢測信號來 生成驅(qū)動信號以閉合或斷開開關(guān)從而影響與一個或多個發(fā)光二級管相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動電流。至 少部分基于該熱檢測信號來生成驅(qū)動信號以閉合或斷開開關(guān)從而影響與一個或多個發(fā)光 二級管相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動電流包括：響應(yīng)于檢測到的溫度從第一溫度閾值增大但維持小于第二 溫度閾值，生成驅(qū)動信號以將驅(qū)動電流保持在第一電流量值，第二溫度閾值高于第一溫度 閾值；響應(yīng)于檢測到的溫度增大到變得等于或大于第二溫度閾值，改變驅(qū)動信號以將驅(qū)動 電流從第一電流量值降低到第二電流量值，第二電流量值小于第一電流量值；響應(yīng)于檢測 到的溫度從第二溫度閾值減小但維持大于第一溫度閾值，生成驅(qū)動信號以將驅(qū)動電流保持 在第二電流量值；以及響應(yīng)于檢測到的溫度減小到變得等于或小于第一溫度閾值，改變驅(qū) 動信號以將驅(qū)動電流從第二電流量值增大到第一電流量值。
[0016] 根據(jù)另一實施例，用于調(diào)節(jié)一個或多個電流的方法包括：檢測溫度；至少部分基 于檢測到的溫度來生成熱檢測信號；接收熱檢測信號；以及至少部分基于該熱檢測信號來 生成驅(qū)動信號以閉合或斷開開關(guān)從而影響與一個或多個發(fā)光二級管相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動電流。至 少部分基于該熱檢測信號來生成驅(qū)動信號以閉合或斷開開關(guān)從而影響與一個或多個發(fā)光 二級管相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動電流包括：響應(yīng)于檢測到的溫度增大到變得大于第一溫度閾值但維持 小于第二溫度閾值，改變驅(qū)動信號以近似根據(jù)檢測到的溫度的指數(shù)函數(shù)來降低驅(qū)動電流， 第一溫度閾值小于第二溫度閾值。
[0017] 取決于實施例，可以實現(xiàn)一個或多個有益效果。參考以下的具體描述和附圖能夠 全面地領(lǐng)會本發(fā)明的這些有益效果和各種附加的目的、特征以及優(yōu)點。
【附圖說明】
[0018] 圖1是示出了與一個或多個LED相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動電流與用于溫度控制的LED控制系 統(tǒng)的溫度的關(guān)系的簡化習(xí)用圖。
[0019] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例，示出了包括一個或多個LED的用于溫度控制的系統(tǒng) 的簡化圖。
[0020] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例，示出了與一個或多個LED相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動電流與用于 溫度控制的系統(tǒng)控制器的溫度的關(guān)系的簡化圖。
[0021] 圖4(A)是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，示出了作為圖2所示的系統(tǒng)的一部分的系統(tǒng) 控制器的某些組件的簡化圖。
[0022] 圖4(B)是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，示出了作為圖2所示的系統(tǒng)的一部分的系統(tǒng) 控制器的某些組件的簡化圖。
[0023] 圖5是根據(jù)本發(fā)明的