專利名稱：驅(qū)動發(fā)光二極管(led)的裝置和方法
驅(qū)動發(fā)光二極管(LED)的體和施技術(shù)領(lǐng)域0001本發(fā)明一般涉及用于顯示系統(tǒng)的裝置和方法，且更具體地涉及 提高驅(qū)動LED時的效率的裝置和方法。
背景技術(shù)：
0002投影顯示系統(tǒng)一般使用超高壓(UHP)弧光燈來提供將圖像(或 圖像序列)投影在顯示屏上所需的必要的光。UHP弧光燈提供足夠的亮 度并具有較長壽命。遺憾的是，UHP弧光燈消耗大量的功率并產(chǎn)生大量 執(zhí)。"、"s 10003最近，LED已經(jīng)出現(xiàn)在市場上，其巳經(jīng)能夠產(chǎn)生與UHP弧光燈 的強(qiáng)度級相匹敵的強(qiáng)度級的光，特別是當(dāng)多個LED聯(lián)合使用時。LED具 有優(yōu)點(diǎn)，因為使用產(chǎn)生特定顏色光的窄光譜LED是可能的，而UHP弧光 燈產(chǎn)生寬光譜光。另外，與UHP弧光燈相比，LED消耗較少功率并且產(chǎn) 生較低熱量。此外，LED傾向于具有比UHP弧光燈更長的壽命。0004現(xiàn)有技術(shù)的一個缺點(diǎn)是，LED可能比UHP弧光燈價格高得多。 這由于以下事實可能會進(jìn)一步地加重，即由于LED的窄光譜性質(zhì)和LED 較低的光輸出水平，可能需要多個LED來代替單個UHP弧光燈。這將導(dǎo) 致價格更高和更復(fù)雜的顯示系統(tǒng)，并且潛在地降低可靠性。0005現(xiàn)有技術(shù)的第二個缺點(diǎn)是，為了最優(yōu)化LED的功率消耗，并提 高可用壽命和光輸出，LED不能被簡單地開啟。LED的驅(qū)動電流可能需 要監(jiān)視，以及調(diào)節(jié)和調(diào)制。因此，可能需要驅(qū)動電路來控制LED的驅(qū)動 電流。這可進(jìn)一步導(dǎo)致價格更高和更復(fù)雜的顯示系統(tǒng)。發(fā)明內(nèi)容0006通過提供提高驅(qū)動LED時效率的裝置和方法的本發(fā)明的優(yōu)選實 施方案，這些和其他問題大體被解決或避免，并且大體實現(xiàn)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。0007依照本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，提供一種電路。該電路包括連接至電流控制信號輸入的開關(guān)電流調(diào)節(jié)器。開關(guān)電流調(diào)節(jié)器基于電流控制 信號輸入上的電壓大小或電壓幅值，控制提供給發(fā)光二極管的電流。該電路還包括連接至開關(guān)電流調(diào)節(jié)器和LED的開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器。開關(guān)電壓 調(diào)節(jié)器給發(fā)光二極管提供電流。該電路進(jìn)一步包括連接至開關(guān)電流調(diào)節(jié) 器、LED和信號反饋電路的傳感器。傳感器測量關(guān)于開關(guān)電流調(diào)節(jié)器和 LED的狀態(tài)信息，并經(jīng)由信號反饋電路提供狀態(tài)信息到控制器。狀態(tài)信 息在控制器可以被用于調(diào)整電流控制信號輸入上的電壓。0008依照本發(fā)明的另一優(yōu)選實施方案，提供一種顯示系統(tǒng)。該顯示 系統(tǒng)包括光源、顯示器件和控制器。光源可以包括發(fā)光二極管(LED) 和LED驅(qū)動電路，LED驅(qū)動電路包括連接至電流控制信號輸入的開關(guān)電 流調(diào)節(jié)器。開關(guān)電流調(diào)節(jié)器基于電流控制信號輸入上的電壓幅值，控制 提供到發(fā)光二極管的電流。該電路還包括連接至開關(guān)電流調(diào)節(jié)器和LED 的開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器。開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器提供電流到LED。該電路進(jìn)一步包 括連接至開關(guān)電流調(diào)節(jié)器、LED和信號反饋電路的傳感器。傳感器測量 關(guān)于開關(guān)電流調(diào)節(jié)器和LED的狀態(tài)信息，并經(jīng)由信號反饋電路提供狀態(tài) 信息。顯示器件顯示存儲在存儲器中的圖像數(shù)據(jù)，同時控制器從LED驅(qū) 動電路中的傳感器接收狀態(tài)信息，并調(diào)整電流控制信號輸入上電流的幅 值，并且通過顯示器件控制圖像數(shù)據(jù)的顯示。0009依照本發(fā)明的另一優(yōu)選實施方案，提供使發(fā)光二極管(LED) 發(fā)光的方法。該方法包括當(dāng)LED驅(qū)動電路是激活的時候感測狀態(tài)信息， 提供狀態(tài)信息到控制器，并發(fā)送指令到LED驅(qū)動電路，以基于狀態(tài)信息 調(diào)整LED驅(qū)動電路的輸出電壓。0010本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的優(yōu)點(diǎn)是，LED的電流源電路以所期望 的LED光輸出水平的最低熱耗散要求工作。因此這導(dǎo)致LED驅(qū)動電路的 更高效的電源供應(yīng)、降低的功率消耗和增加的可用壽命。0011本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的另一個優(yōu)點(diǎn)是，將LED的光輸出水平 迅速地衰減到期望的水平是可能的，使得改變正在由顯示系統(tǒng)顯示的迅 速變化的圖像之間的光輸出水平變?yōu)榭赡埽皇蔷徛馗淖兌鄠€圖像 之間的光輸出水平。這可以引起對圖像質(zhì)量以及功率消耗的改進(jìn)的控制。


0012圖l是示例顯示系統(tǒng)圖；0013圖2是具有顯示系統(tǒng)的輔助硬件的示例光源圖，其中LED用來提 供光；0014圖3是按照本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，具有顯示系統(tǒng)的輔助硬件的 光源圖，其中輔助硬件使功率消耗能夠最優(yōu)化；0015圖4是按照本發(fā)明優(yōu)選實施方案的示例LED驅(qū)動電路的圖；以及0016圖5a和5b是按照本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，描述LED驅(qū)動電路的 操作的事件序列圖。
具體實施方式
0017本發(fā)明關(guān)于具體上下文中給出的示例優(yōu)選實施方案進(jìn)行描述， 也就是使用LED作為光源的顯示系統(tǒng)。然而，本發(fā)明也可以用于其他應(yīng) 用，這些應(yīng)用中存在一種需求，即高效地提供功率到消耗大量電流的強(qiáng) 光輸出LED，以最優(yōu)化功率消耗并使產(chǎn)品壽命最長，比如光信標(biāo)、道路 警告標(biāo)志、燈等等。0018現(xiàn)在參照圖l，其顯示了圖解說明示例顯示系統(tǒng)100的圖，其中 LED用來提供由空間光調(diào)制器(SLM)使用的光。顯示系統(tǒng)100使用SLM 105，比如數(shù)字微反射鏡器件(DMD)，來調(diào)制由光源110提供的光，光 源110包括一個或更多個LED。從SLM 105反射的光可以在顯示屏115上顯 示?？刂破?20可以控制SLM 105、光源110和存儲器125的操作。存儲器 125可以緩沖被提供到SLM 105的圖像數(shù)據(jù)(比如要被顯示系統(tǒng)100顯示的 圖像)。圖像數(shù)據(jù)可以用于設(shè)置光調(diào)制器的狀態(tài)，比如DMD中、SLM105 中的微反射鏡的狀態(tài)。0019現(xiàn)在參照圖2，其顯示了圖解說明具有顯示系統(tǒng)的輔助硬件的示 例光源視圖的圖，其中一個或更多個LED用來提供光。圖2中所顯示的圖 可以是顯示系統(tǒng)IOO (圖l)的發(fā)光部分的詳細(xì)視圖。使用LED來為顯示 系統(tǒng)提供光的兩個顯著優(yōu)點(diǎn)是LED可以被迅速開啟和關(guān)閉，并且LED可 以提供不同強(qiáng)度級的光。通過增加顯示系統(tǒng)的位深和對比度，以及提供調(diào)整正在顯示的圖像的色調(diào)和色相的能力來最優(yōu)化觀看質(zhì)量，迅速開啟 和關(guān)閉的能力與產(chǎn)生不同強(qiáng)度級光的能力的結(jié)合可以有助于提高顯示系 統(tǒng)的圖像質(zhì)量。0020為了控制LED，可能需要LED驅(qū)動電路205來調(diào)節(jié)用于使LED 110發(fā)光的驅(qū)動電流。耦連在控制器120和LED 110之間的LED驅(qū)動電 路205，可以有足夠的智能來獲得由控制器120提供的LED指令，并將 它們轉(zhuǎn)換成提供給LED UO的驅(qū)動電流。例如，控制器120可以發(fā)出開 啟LED 110的指令并且LED驅(qū)動電路205可以開啟驅(qū)動電流，使得LED 110發(fā)光。如果控制器120發(fā)出將LED的光輸出強(qiáng)度降低50%的指令， 那么LED驅(qū)動電路205可以以將LED的光輸出降低50%所必需的量降 低驅(qū)動電流，其中驅(qū)動電流的降低量取決于LED110的特性。由LED驅(qū) 動電路205提供的驅(qū)動電流可以不是以其幅值來控制LED 110發(fā)光的簡 單信號。例如，驅(qū)動電流可以是脈寬調(diào)制(PWM)信號，其以提供給LED 110的信號的脈沖寬度(占空比)來控制發(fā)光?？商娲兀琇ED驅(qū)動電 路205可以是相對簡單的，并且可以要求控制器120提供實際驅(qū)動信號 用于使LED 110發(fā)光。0021現(xiàn)在參照圖3，其顯示了圖解說明按照本發(fā)明的優(yōu)選實施方案， 具有顯示系統(tǒng)的輔助硬件的光源的圖，其中輔助硬件使功率消耗能夠最 優(yōu)化。圖3中所顯示的圖示可以是顯示系統(tǒng)100 (圖l)的發(fā)光部分的詳細(xì) 視圖。由于材料和制造的可變性，生產(chǎn)完全相同地工作和表現(xiàn)的LED和 驅(qū)動電路(比如晶體管)可能是不可能的。因此，預(yù)編程序的驅(qū)動信號、 電壓和電流幅值等等的使用可能不會產(chǎn)生最佳的熱耗散和光輸出水平。 為了使熱耗散和光輸出水平能夠最優(yōu)化，監(jiān)視電壓和電流幅值并作出必 要調(diào)整可能是必要的。0022圖3所顯示的解說明了可以由LED指令驅(qū)動的LED 110， LED 指令由控制器120經(jīng)由LED驅(qū)動電路305提供。LED驅(qū)動電路305可以將來 自控制器120的LED指令轉(zhuǎn)換成可以用于使LED IIO發(fā)光的驅(qū)動電流。傳 感器(或多個傳感器)310可以用于檢測LED IIO的電壓和電流幅值、溫 度等、驅(qū)動電流、驅(qū)動電路等，并且將信息反饋給LED驅(qū)動電路305， LED 驅(qū)動電路305可以對驅(qū)動電流作出必要的調(diào)整以最優(yōu)化LED IIO的操作。來自傳感器310的反饋信息可以被LED驅(qū)動電路305直接使用，或者被提 供給控制器120，控制器120可以發(fā)出另外的LED指令到LED驅(qū)動電路 305，以對驅(qū)動電流作出必要的調(diào)整。例如，傳感器310可以檢測LED 110 的工作溫度以幫助防止LED110的過熱，過熱將導(dǎo)致縮短的工作壽命，傳 感器310可以檢測LED驅(qū)動電路305中驅(qū)動晶體管兩端的電壓，以確保驅(qū) 動晶體管在具有最小耗散的電流源模式工作等等。另外，傳感器310可以 檢測關(guān)于LED110的其他狀態(tài)信息，比如LED電流和LED電壓。這個狀態(tài) 信息也可以用于調(diào)整LED驅(qū)動電路305。此外，傳感器310也可以檢測關(guān) 于用于向LED110提供電流的晶體管(或者多個晶體管)的狀態(tài)信息，并 且狀態(tài)信息被用于調(diào)整LED驅(qū)動電路305 。0023現(xiàn)在參照圖4，其顯示了圖解說明按照本發(fā)明的優(yōu)選實施方案， 示例LED驅(qū)動電路400的詳細(xì)視圖的圖。圖4中顯示的LED驅(qū)動電路400可 以是LED驅(qū)動電路305 (圖3)的實現(xiàn)。LED驅(qū)動電路400包括總線接口單 元405，其可以負(fù)責(zé)用作控制器比如控制器120 (圖3)和LED驅(qū)動電路400 之間的媒介?？偩€接口單元405既可以發(fā)送也可以接收通信總線上的命令 和數(shù)據(jù)。通信總線可以是并行通信總線或者串行通信總線，圖4中所顯示 的是串行通信總線。來自控制器120的指令可以通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC) 410被轉(zhuǎn)換為驅(qū)動信號的表示。驅(qū)動信號的表示可以用于控制提供給LED IIO的驅(qū)動信號，并且可以提供給運(yùn)算放大器415，優(yōu)選是正(正極)端 子，并且運(yùn)算放大器415的輸出被耦連到晶體管420的柵極端。運(yùn)算放大 器415的負(fù)極端可以被耦連至晶體管420的源極端以及電阻器481，以建立 電流控制閉合環(huán)路。運(yùn)算放大器415的放大的輸出可以相應(yīng)地調(diào)整，以控 制晶體管420的狀態(tài)來維持負(fù)極端處的電壓等于正極端電壓減去偏移電 壓。提供給LED 110的電流將基本上等于運(yùn)算放大器415負(fù)極端處的電壓 除以電阻器481的電阻。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，電阻器420可以以 大功率晶體管來實現(xiàn)，優(yōu)選是場效應(yīng)晶體管(FET)。由于晶體管420的 大功率需求，將晶體管420集成在與LED驅(qū)動電路400相同的集成電路上 可能是不可能的。優(yōu)選實施方案將把晶體管420作為與大散熱片附連的獨(dú) 立器件。0024在DAC410和運(yùn)算放大器415之間可以耦連電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)425。9電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)425包括第一電阻器426和第二電阻器427，并且第一電阻 器426被串聯(lián)地安置在DAC410和運(yùn)算放大器415之間，且第二電阻器427 與第一電阻器426并聯(lián)地安置。如果第一電阻器426和第二電阻器427具有 基本相等的電阻，那么電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)425可以用于幾乎即時地將DAC 410的輸出電流減少一半。在顯示系統(tǒng)中，這種能力可以使位深的附加位 能夠添加，并且因而改善圖像質(zhì)量。耦連至晶體管432的一半的電流輸入 "HCUR" 430可以接通/切斷電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)425。按照本發(fā)明的另一優(yōu) 選實施方案，更精密的電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)可以用于代替電阻分壓器網(wǎng)絡(luò) 425，并使DAC410的電流能夠幾乎即時減少許多級。這可以引起將多于 一個位深的比特位添加到顯示系統(tǒng)。0025按照本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，不是提供連續(xù)的電流到LEDllO， 而是以脈沖(或者以選通脈沖(strobe))提供驅(qū)動電流，脈沖可以以精 確的方式被更加容易地控制。選通脈沖輸入"STRB" 435可以被用于有 效地使來自DAC 410的輸出的電流脈沖輸送到LED 110。反相器437可以 將選通脈沖輸入"STRB" 435耦連至晶體管439的柵極端，晶體管439的 柵極端并聯(lián)地耦連至DAC 410的輸出。然后晶體管439可以將DAC 410的 輸出耦連至電接地并提供到電接地的電流通路。除了被耦連至DAC 410 的輸出，選通脈沖輸入"STRB"435還可以被耦連至開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器440、 LED電流跟蹤和保持單元445、 FET余量(headroom)跟蹤和保持單元450、 以及LED電壓跟蹤和保持單元455。選通脈沖輸入"STRB" 435可以起到 這些單元的使能電路的作用，即，當(dāng)選通脈沖輸入"STRB" 435是激活 的(active)時，耦連到它的那些單元可以被使能。0026開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器440可以以多種不同的電平提供電壓，每個電 平可以是由LED驅(qū)動電路400的設(shè)計者可編程的。開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器440 可以基于選通脈沖輸入"STRB"435和FET余量電壓(headroom voltage) 來調(diào)節(jié)電壓電平。當(dāng)選通脈沖輸入"STRB" 435不是激活的時，開關(guān)電 壓調(diào)節(jié)器可以將電壓維持在先前調(diào)節(jié)的電平。當(dāng)選通脈沖輸入"STRB" 435變?yōu)榧せ畹臅r，三個跟蹤和保持單元(LED電流跟蹤和保持單元445、 FET余量跟蹤和保持單元450以及LED電壓跟蹤和保持單元455)可以 本質(zhì)上是采樣和保持電路，其被重新配置以在輸入處采樣和保持?jǐn)?shù)值。LED電流跟蹤和保持單元445維持可以表示由LED 110正在抽取的電流 的數(shù)值。FET余量跟蹤和保持單元450維持可以表示跨越晶體管420的 源極端和漏極端的壓降的數(shù)值，并且LED電壓跟蹤和保持單元455維持 可以表示跨越LED 110的陽極端和陰極端的壓降的數(shù)值。0027三個跟蹤和保持單元的每一個具有輸出，該輸出可以被耦連至 多路復(fù)用模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 460，其可以用于將在它的多路輸入處的信 號轉(zhuǎn)換為它們的數(shù)字表示，以提供給總線接口405。在多路復(fù)用ADC460 的輸入處的信號的數(shù)字表示，比如由LED電流跟蹤和保持單元445、 FET 余量跟蹤和保持單元450以及LED電壓跟蹤和保持單元455所維持的數(shù)值 可以被傳送到控制器120。之后控制器120可以發(fā)出LED命令以對LED 110 的驅(qū)動電流進(jìn)行任何必要的調(diào)整，從而最優(yōu)化晶體管420的熱耗散、LED 110的光輸出等等。FET余量跟蹤和保持單元450的輸出也可以被提供到開 關(guān)電壓調(diào)節(jié)器440，在那里該數(shù)值可以被用于調(diào)節(jié)電壓電平。0028三個跟蹤和保持單元的每一個具有輸入，其作為運(yùn)算放大器的 輸出。第一運(yùn)算放大器447具有輸出，該輸出是LED電流跟蹤和保持單元 445的輸入。第一運(yùn)算放大器447可以用于測量電阻器481兩端的電壓電 勢。電阻器481兩端的壓降提供了由LED IIO抽取的電流的指示。第二運(yùn) 算放大器452具有輸出，該輸出是FET余量跟蹤和保持單元450的輸入。第 二運(yùn)算放大器452可以用于測量晶體管420的不同端子上的電壓電勢，并 且可以提供跨越晶體管420的源極端和漏極端的壓降的指示。第三運(yùn)算放 大器457可以用于測量電容器471兩端的電壓電勢，并且提供LED IIO兩端 的壓降的指示。0029除了提供比如LED電流、LED電壓和FET電壓的信息的三個 跟蹤和保持單元之外，溫度傳感器(未顯示)可以用于監(jiān)視LED 110的 工作溫度。溫度傳感器可以經(jīng)由溫度傳感器信號輸入"TMPSEN" 464向 LED驅(qū)動電路400提供溫度信息。之后溫度信息可以被多路復(fù)用ADC 460 數(shù)字化，用于向回傳送到控制器120，在這里溫度信息可以用于對LED nO的驅(qū)動電流進(jìn)行任何必要的調(diào)整，以最優(yōu)化晶體管420的熱耗散、LED IIO的光輸出等等。0030開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器440可以用于提供已調(diào)節(jié)的電壓到LED 110，并且可以具有至少四個到電路的連接，用于向LED 110提供驅(qū)動電流。開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器440的第一輸出465在開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器440的輸出處可 以僅僅提供與開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器440的輸入電壓基本相同的電壓電勢。第 一輸出465可以被耦連到正極LED電壓電源(+LED電源)。開關(guān)電壓 調(diào)節(jié)器440可以具有反饋感測連接466，其可以被開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器440用 來監(jiān)視用于提供驅(qū)動電流到LED 110的電路中的電流。反饋感測連接466 可以測量電阻器470 (—般被稱作感測電阻器)兩端的壓降。0031第二輸出472可以用于接通和切斷晶體管475。接通和切斷晶體 管475可以將輸入電壓(+LED電源)降低到LED IIO的陽極端所需的 電平。第三輸出473可以用于接通和切斷晶體管476。當(dāng)?shù)诙敵?72使 晶體管475接通時，第三輸出473使晶體管476切斷，反之亦然。晶體 管475和晶體管476可以交替地提供同步整流并且提供最高的效率。按 照本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，晶體管475和晶體管476的占空比可以取決 于輸出電壓與輸入電壓的比率。0032在晶體管475和晶體管476之間發(fā)生切換的期間，+LED電源可 以即刻被耦連到電感器480，允許電感器480在其磁場中存儲能量。然后 存儲在電感器480的磁場中的能量可以被用于提供驅(qū)動電流到LED110。 驅(qū)動電流可以通過LED陽極端被提供到LED 110。使用電流感測反饋， 由LED 110抽取的驅(qū)動電流可以由通過晶體管420和電阻器481到負(fù)極 電源(-LED電源)或者電接地的電流通路調(diào)節(jié)，其中通過使用電流感測 反饋，晶體管420被用于調(diào)節(jié)驅(qū)動電流。0033現(xiàn)在參看圖5a和5b，其按照本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，顯示圖解 說明描述LED驅(qū)動電路操作的事件序列500的圖。圖5a所顯示的事件 序列500可以是LED驅(qū)動電路，比如LED驅(qū)動電路305 (圖3)的操作 的說明，其中LED驅(qū)動電路305利用傳感器(比如傳感器310 (圖3)) 調(diào)節(jié)輸出電壓，以確保正在由LED驅(qū)動電路305驅(qū)動的LED (或多個 LED)正在提供最大的光輸出并且將功率消耗最小化。0034只有當(dāng)控制LED驅(qū)動電路305操作的脈沖是激活的時候，或者 當(dāng)LED驅(qū)動電路305是受選通脈沖作用的時候，比如圖4所顯示的，由 于LED驅(qū)動電路305的操作是在脈沖工作狀態(tài)的(或者是在選通脈沖工作狀態(tài)的)，那么LED驅(qū)動電路305提供電流使LED發(fā)光，比如使LED 110 (圖1)發(fā)光。當(dāng)脈沖是激活的，LED驅(qū)動電路305提供電流到LED 110以使LED110發(fā)光。然后事件序列500可以從判定LED驅(qū)動電路305 是否正在驅(qū)動LED110開始(方框505)。如果LED驅(qū)動電路305沒有 正在驅(qū)動LED 110，那么沒有電流正被提供到LED IIO并且LED 110不 發(fā)光。因此，LED也不耗散任何熱量。0035如果LED驅(qū)動電路305正在工作，即脈沖是激活的，那么LED 110和/或LED驅(qū)動電路305的狀態(tài)可以被感測(方框510)。按照本發(fā) 明的優(yōu)選實施方案，LED 110和/或LED驅(qū)動電路305狀態(tài)的感測可以通 過使用傳感器比如傳感器310(圖3)，或者通過跟蹤和保持單元比如LED 電流跟蹤和保持單元445 (圖4)等等來完成。參照圖5b，由傳感器310 和/或跟蹤和保持單元所提供的狀態(tài)信息可以包括比如晶體管(FET)電 壓(或者余量)525、 LED溫度530、 LED電壓535、 LED電流540等等 信息。然后狀態(tài)信息可以被發(fā)送到控制器，比如控制器120(圖3)(方 框515)?？刂破骺梢载?fù)責(zé)控制LED驅(qū)動電路305的操作。之后來自傳 感器310以及各種跟蹤和保持單元的信息可以被控制器120用于對LED 驅(qū)動電路305的輸出電壓(以及輸出電流)進(jìn)行調(diào)整(方框520)?？刂?器120可以改變被提供到LED驅(qū)動電路305的電壓控制指令，以改變LED 驅(qū)動電路305的輸出電壓。LED驅(qū)動電路305的監(jiān)視本質(zhì)上是連續(xù)的， 并且一旦已經(jīng)對LED驅(qū)動電路305的輸出電壓作出了調(diào)整，LED驅(qū)動電 路305的操作就通過回到方框505而繼續(xù)。0036本發(fā)明所涉及領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到，前述的實例只是本發(fā) 明可以實現(xiàn)的許多實施方案中的一些；并且可以對那些實例和所實現(xiàn)的 其他實施方案的細(xì)節(jié)作出各種增加、刪減、替代和其他的修改，而不偏 離所要求保護(hù)的發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種包括電路的裝置，其包括開關(guān)電流調(diào)節(jié)器，其被耦連至電流控制信號輸入，所述開關(guān)電流調(diào)節(jié)器被配置為基于所述電流控制信號輸入上的電壓幅值，控制被提供給發(fā)光二極管LED的電流；開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器，其被耦連至所述開關(guān)電流調(diào)節(jié)器和所述LED，所述開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器被配置為提供電流到所述LED；和傳感器，其被耦連至所述開關(guān)電流調(diào)節(jié)器、所述LED和信號反饋電路，所述傳感器被配置為測量與所述開關(guān)電流調(diào)節(jié)器和所述LED有關(guān)的狀態(tài)信息，并且經(jīng)由所述信號反饋電路將所述狀態(tài)信息提供給控制器，其中所述狀態(tài)信息可以被用于調(diào)整所述電流控制信號輸入上的電壓。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括電阻器網(wǎng)絡(luò)，其被耦連在 所述電流控制信號輸入和所述開關(guān)電流調(diào)節(jié)器之間，所述電阻器網(wǎng)絡(luò)被配 置為基于電流分配信號的數(shù)值分配在所述電流控制信號輸入上的電流。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中所述傳感器包括LED電壓傳感器，其被耦連至所述LED的陽極端和所述LED的陰極 端，所述LED電壓傳感器被配置為測量所述LED兩端的壓降；LED電流傳感器，其被耦連至所述LED,所述LED電流傳感器被配 置為測量流過所述LED的電流；以及開關(guān)余量傳感器，其被耦連至所述開關(guān)電流調(diào)節(jié)器，所述開關(guān)余量傳 感器被配置為測量所述開關(guān)電流調(diào)節(jié)器兩端的壓降。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述傳感器進(jìn)一步包括耦連至所 述LED的溫度傳感器，所述溫度傳感器被配置為測量所述LED的溫度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述開關(guān)是場效應(yīng)晶體管，且其 中所述開關(guān)余量傳感器測量是否所述開關(guān)電流調(diào)節(jié)器正在以具有最小消耗的電流源模式工作。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，進(jìn)一步包括選通脈沖信號輸入， 其被耦連至所述開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器和所述傳感器，其中所述開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器 和所述傳感器被配置為只在所述選通脈沖信號輸入上的信號處于激活狀態(tài) 吋工作。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，進(jìn)一步包括電感器，其被耦連在 所述開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器的正電勢和所述LED的陽極端之間，所述電感器被配 置為提供電流給所述LED。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中所述電路是LED驅(qū)動電路， 并且進(jìn)一步包括電源，其包括發(fā)光二極管LED，所述LED被連接以通過所述LED驅(qū) 動電路驅(qū)動；顯示器件，其被配置為顯示存儲在存儲器中的圖像數(shù)據(jù)；和 控制器，其被耦連到所述LED驅(qū)動電路和所述顯示器件，所述控制器 被配置為從所述LED驅(qū)動電路中的所述傳感器接收狀態(tài)信息，調(diào)整所述電 流控制信號輸入上所述電流的幅值，并通過所述顯示器件控制所述圖像數(shù) 據(jù)的顯示。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述顯示器件是電子微反射鏡器件。
10. —種用于使發(fā)光二極管LED發(fā)光的方法，所述方法包括 基于LED驅(qū)動電路是激活的判定，感測與所述LED有關(guān)的狀態(tài)信息； 提供所述狀態(tài)信息到控制器；以及發(fā)送指令到所述LED驅(qū)動電路，以基于所述狀態(tài)信息調(diào)整所述LED 驅(qū)動電路的輸出電壓，其中所述指令由所述控制器發(fā)送。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中驅(qū)動晶體管控制驅(qū)動所述LED的電流量，并且其中所述狀態(tài)信息包括從下面的組中選擇的信息，所述組包括LED溫度、LED電壓、LED電流和驅(qū)動晶體管電壓。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其中所述感測、提供和發(fā)送在 所述LED驅(qū)動電路是激活的時候發(fā)生。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中當(dāng)所述LED驅(qū)動電路在使能信 號線上接收激活信號的時候，所述LED驅(qū)動電路是激活的。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述提供包括 將所述狀態(tài)信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，以及 通過通信接口傳送所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述發(fā)送包括 通過所述通信接口傳送所述指令；以及將所述指令轉(zhuǎn)換為模擬信號，其中所述指令以所述模擬信號的幅值表
全文摘要
用于提高驅(qū)動LED時的效率的系統(tǒng)和方法。優(yōu)選實施方案包括耦連至電流控制信號輸入的開關(guān)電流調(diào)節(jié)器(420)，該開關(guān)電流調(diào)節(jié)器基于電流控制信號輸入上電壓的幅值，控制提供給LED的電流量；耦連至開關(guān)電流調(diào)節(jié)器和LED的開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器(440)，該開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器給LED提供電流；以及耦連至開關(guān)電流調(diào)節(jié)器、LED和信號反饋電路的傳感器(445、450、455)，該傳感器測量與開關(guān)電流調(diào)節(jié)器以及LED有關(guān)的狀態(tài)信息，并將該信息提供給控制器，其中狀態(tài)信息可以用于調(diào)節(jié)電流控制信號輸入上的電流。
文檔編號H05B37/00GK101405668SQ200680029599
公開日2009年4月8日 申請日期2006年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月11日
發(fā)明者G·G·加西亞, S·M·佩恩, S·W·馬歇爾 申請人:德克薩斯儀器股份有限公司