本申請要求于2015年5月29日提交的標(biāo)題為“Maintaining Output Capacitance Voltage in LED Driver During PWM OFF Times”的美國臨時(shí)專利申請第62,168,234號和標(biāo)題為“Maintaining LED Driver Operating Point During PWM OFF Times”的美國臨時(shí)專利申請第62,168,156號的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過引用全部合并于此用于所有目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開主要涉及驅(qū)動發(fā)光二極管(LED)的方法和系統(tǒng)。更具體地，本公開涉及為LED驅(qū)動器維持輸出電容元件兩端的輸出電壓的LED驅(qū)動器電路。

背景技術(shù)：

LED是在其引線上施加適當(dāng)電壓時(shí)會發(fā)光的P-N結(jié)二極管。為此目的，使用各種電路給LED供電。這樣的電路不僅提供充足的電流以用需要的亮度和色溫點(diǎn)亮LED，而且限制電流以防止損壞LED。圖1A示出了現(xiàn)有技術(shù)LED驅(qū)動器系統(tǒng)100的示例，其在PWM節(jié)點(diǎn)105處的脈寬調(diào)制(PWM)信號開啟(ON)(即，為HI)時(shí)以控制信號輸入103處的控制信號所指示的電平來調(diào)節(jié)流向各LED 115的輸出電流。當(dāng)PWM信號關(guān)閉(OFF)(即，為LO)時(shí)，輸出電流101為零并且LED負(fù)載115不發(fā)光。因此，輸出電流101的平均值由PWM信號的相對開啟和關(guān)閉時(shí)長來控制。換言之，可以用較高的占空比來增大各LED 115所發(fā)出的光的強(qiáng)度并且可以通過降低節(jié)點(diǎn)105處的PWM信號的占空比來使各LED 115所發(fā)出的光變暗。

如圖1A所示，LED驅(qū)動器系統(tǒng)100可以包括LED驅(qū)動器119、 分壓器網(wǎng)絡(luò)(其可以包括串聯(lián)的電阻器123和125)、輸出電容元件117、電流傳感器121、以及電子開關(guān)111。

當(dāng)PWM信號105關(guān)閉時(shí)，LED負(fù)載115會被電子開關(guān)111斷開并且PWM信號105關(guān)閉之前的輸出電容元件117兩端的電壓可以由輸出電容元件117來維持。

可以參見圖1B更好地理解LED驅(qū)動器系統(tǒng)100的特征，圖1B示出了LED驅(qū)動器系統(tǒng)100的各示例波形。當(dāng)PWM開啟時(shí)，LED負(fù)載115開啟(例如，發(fā)光)，并且輸出V_OUT處的電壓電平被各LED 115的正向電壓之和所確定，各LED 115處于由控制信號輸入103設(shè)置并由i_LED反饋路徑通過電流傳感器121調(diào)節(jié)的電流電平。因此，對于給定的V_OUT電壓，反饋節(jié)點(diǎn)FB處的電壓電平由電阻器123和125確定。當(dāng)PWM關(guān)閉時(shí)，LED負(fù)載115關(guān)閉(例如，停止發(fā)光)，并且輸出V_OUT處以及反饋節(jié)點(diǎn)FB處的電壓均遭受泄漏。當(dāng)PWM重新開啟時(shí)，在LED驅(qū)動器119使輸出V_OUT處和反饋節(jié)點(diǎn)FB處的電壓逐漸上升回到合適的電平之前，LED負(fù)載115可能并不以需要的色溫和/或強(qiáng)度發(fā)光。

理想地，電容元件117應(yīng)在PWM關(guān)閉時(shí)間期間保持輸出電壓VOUT不變。然而，在現(xiàn)實(shí)條件下，由于內(nèi)部泄漏和/或連接至輸出電容元件117的任何電路(例如第一電子開關(guān)111、反饋電阻元件(例如，電阻器)R1(123)和R2(125))的泄漏，輸出電容元件117在PWM信號的關(guān)閉時(shí)段期間會衰減(例如，丟失電荷)。該電壓降隨著PWM關(guān)閉時(shí)長的增加變得更加顯著。在長PWM關(guān)閉時(shí)間(例如，大于1秒)后，輸出電容元件117兩端的輸出電壓V_OUT可能低于其PWM開啟時(shí)段的值。

因此，當(dāng)PWM信號105在長關(guān)閉時(shí)段后重新開啟時(shí)，LED驅(qū)動器119可能受限于恢復(fù)時(shí)間，直到輸出電容元件117回到其原始輸出電壓為止。這樣的延遲在需要LED負(fù)載115的色溫和/或光強(qiáng)在LED負(fù)載115開啟之后立即處于預(yù)先確定的水平處的應(yīng)用中可能帶來問題。傳統(tǒng)方法使用更長的PWM開啟時(shí)間以使其除需要的LED負(fù)載開啟時(shí)間之外還包括恢復(fù)延遲，這不僅增加功耗還可能是無效的，因?yàn)榛謴?fù)延遲會隨著工作點(diǎn)電容元件113的尺寸、工藝、溫度、需要的LED光強(qiáng) 和PWM關(guān)閉時(shí)長而變化。

附圖說明

附圖示出了各示意性實(shí)施例。它們并不示出所有的實(shí)施例。可以附加地或替代地使用其他各實(shí)施例。可以省略可能顯而易見或不需要的細(xì)節(jié)以節(jié)省空間或者更有效地進(jìn)行說明。一些實(shí)施例可能使用額外的組件或步驟、和/或并不使用所示出的全部組件或步驟來實(shí)施。當(dāng)相同的附圖標(biāo)記出現(xiàn)在不同附圖中時(shí)，其表示相同或相似的組件或步驟。

圖1A示出了現(xiàn)有技術(shù)發(fā)光二極管(LED)驅(qū)動器系統(tǒng)的示例。

圖1B示出了圖1A的LED驅(qū)動器系統(tǒng)的各示例波形。

圖2示出了與示例性實(shí)施例一致的LED驅(qū)動器系統(tǒng)的示例，其在PWM信號關(guān)閉時(shí)維持輸出電容元件兩端的電壓。

圖3示出了LED驅(qū)動器系統(tǒng)的示例，其在PWM信號關(guān)閉時(shí)通過使用線性調(diào)節(jié)器來維持輸出電容元件兩端的電壓。

圖4A示出了可以用來實(shí)施圖2和圖3的存儲電路的數(shù)字存儲電路的示例。

圖4B示出了在圖2和圖3的LED驅(qū)動器系統(tǒng)中運(yùn)行的圖4A的電路的各示例波形。

圖5A和圖5B示出了可以用來實(shí)施圖2和/或圖3的存儲電路的模擬存儲電路的各示例。

圖5C示出了在圖2和圖3的LED驅(qū)動器系統(tǒng)中運(yùn)行的圖5A和圖5B的電路的各示例波形。

具體實(shí)施方式

在下面的詳細(xì)描述中，為了提供相關(guān)教導(dǎo)的透徹理解，以示例的方式闡述了大量具體細(xì)節(jié)。然而，應(yīng)顯而易見的是，本教導(dǎo)可以不用這樣的細(xì)節(jié)而實(shí)現(xiàn)。在其他實(shí)例中，為了防止不必要地模糊本教導(dǎo)的各方面，在相對高的層次上無細(xì)節(jié)地對公知的方法、程序、組件、和/或電路進(jìn)行了描述。一些實(shí)施例可以用附加的組件或步驟、和/ 或不用所描述的所有組件或步驟來實(shí)現(xiàn)。

在此公開的各種方法和電路主要涉及為LED驅(qū)動器維持輸出電壓參考電平以使恢復(fù)時(shí)間顯著減少或消除的方法和電路。所述LED驅(qū)動器配置為：當(dāng)PWM信號開啟(ON)時(shí)向LED負(fù)載傳送控制信號所指示的電流電平，并且當(dāng)PWM信號關(guān)閉(OFF)時(shí)停止傳送所述電流電平。耦接在驅(qū)動器的差分輸出的兩端的輸出電容元件使LED負(fù)載兩端的電壓平滑。第一反饋路徑具有存儲電路，其配置為：當(dāng)PWM信號被關(guān)閉時(shí)(例如，剛剛被關(guān)閉之后)存儲指示輸出電容元件兩端的電壓電平的信息。第一反饋路徑使輸出電容元件兩端的電壓在PWM關(guān)閉時(shí)段期間處于該電壓電平處，以使LED負(fù)載的恢復(fù)時(shí)間顯著減少或消除。

圖2示出了與示例性實(shí)施例一致的LED驅(qū)動器系統(tǒng)200的示例，LED驅(qū)動器系統(tǒng)200在PWM信號關(guān)閉時(shí)維持輸出電容元件217兩端的電壓。LED驅(qū)動器系統(tǒng)200包括LED驅(qū)動器219，其具有運(yùn)行為接收PWM信號的第一輸入節(jié)點(diǎn)205、運(yùn)行為接收控制信號CTRL的第二輸入203、以及運(yùn)行為接收LED電流檢測信息信號的第三輸入。有配置為接收功率(例如，供電電壓)的輸入V_IN，以使LED驅(qū)動器219運(yùn)行。此外，驅(qū)動器219包括配置為接收調(diào)整后(scaled)的輸出反饋信號的輸入FB_INPUT 237。LED驅(qū)動器219具有差分輸出，其包括第一輸出(例如，V_OUT+)和第二輸出(例如，V_OUT-)，在本文中有時(shí)統(tǒng)稱為V_OUT。有輸出電容元件217耦接在LED驅(qū)動器219的第一輸出與第二輸出之間。輸出電容元件217配置為使通過LED負(fù)載215的信號平滑。例如，輸出電容元件217可以過濾高頻AC電流和高頻AC電壓并且減小通過LED負(fù)載215的電流紋波，從而增加PWM開啟時(shí)的LED負(fù)載215的工作壽命。它還可以在PWM關(guān)閉時(shí)幫助維持LED驅(qū)動器219的輸出電壓。

LED驅(qū)動器系統(tǒng)200包括分壓器網(wǎng)絡(luò)，其可以包括串聯(lián)的反饋電阻器R1(223)和R2(225)。電阻器R1(223)的第一節(jié)點(diǎn)連接至驅(qū)動器219的第一輸出節(jié)點(diǎn)，第二節(jié)點(diǎn)連接至反饋(FB)節(jié)點(diǎn)。第二電阻器R2(225)具有連接至FB節(jié)點(diǎn)的第一節(jié)點(diǎn)以及連接至驅(qū)動器219的第二輸出節(jié)點(diǎn)的第二節(jié)點(diǎn)。R1(223)和R2(225)的分壓器網(wǎng) 絡(luò)配置為向驅(qū)動器219提供輸出電壓V_OUT的調(diào)整值。在一個實(shí)施例中，反饋電阻器R1和R2為外部(例如，芯片外)組件。

存在誤差放大器243，其具有配置為接收已存儲反饋參考信號FB_REF的第一輸入以及配置為接收來自反饋節(jié)點(diǎn)FB的反饋信號的第二輸入。誤差放大器243具有耦接至LED驅(qū)動器219的輸入FB_INPUT 237的輸出。誤差放大器243配置為對已存儲的反饋參考信號FB_REF與來自反饋節(jié)點(diǎn)FB的反饋信號進(jìn)行比較，以根據(jù)其差異(即，F(xiàn)B_REF-FB)給驅(qū)動器219的輸入FB_INPUT 237生成輸出。

LED驅(qū)動器系統(tǒng)200包括存儲電路241，其具有耦接至反饋節(jié)點(diǎn)FB的第一輸入以及耦接至PWM節(jié)點(diǎn)205的第二輸入。存儲電路241配置為存儲PWM開啟時(shí)段的輸出電容元件217兩端的調(diào)整值的電壓(即，反饋節(jié)點(diǎn)FB處的電壓電平)，從而保持就在節(jié)點(diǎn)205處的PWM信號被關(guān)閉之前的輸出電容元件217兩端的調(diào)整值的電壓的最后值。例如，存儲電路241可以存儲在PWM信號的下降沿處的反饋節(jié)點(diǎn)FB處的電壓電平。通過使用PWM信號的下降沿，存儲電路241能夠存儲指示PWM開啟時(shí)間的反饋節(jié)點(diǎn)FB的電壓電平的信號。

輸出電容元件217、反饋電阻器R1(223)和R2(225)、存儲電路241和誤差放大器243共同工作以形成配置為向LED驅(qū)動器219提供反饋信號的第一反饋路徑。

第一電子開關(guān)211耦接在驅(qū)動器219的第一輸出V_OUT+與電子負(fù)載215的第一節(jié)點(diǎn)之間。當(dāng)PWM信號205關(guān)閉時(shí)，LED負(fù)載215被第一電子開關(guān)211斷開，由輸出電容元件217來維持在節(jié)點(diǎn)205處的PWM信號被關(guān)閉之前的(例如，在PWM信號的下降沿處捕獲的)輸出電容元件217兩端的電壓。因此，電子開關(guān)211在PWM關(guān)閉時(shí)間期間斷開，并且在PWM開啟時(shí)間期間閉合。

LED驅(qū)動器系統(tǒng)200包括電流傳感器221，其耦接至LED驅(qū)動器219的第二輸出。電流傳感器221配置為：檢測流過LED負(fù)載215的電流i_LED 201，并且向LED驅(qū)動器219的第三輸入233提供該LED電流檢測信息。雖然電流傳感器被示為耦接至LED驅(qū)動器219的第二輸出，但是應(yīng)理解，在各種實(shí)施例中，它可以放置于任何適當(dāng)?shù)碾娐肺? 置從而檢測通過LED負(fù)載215的電流。

在一個實(shí)施例中，傳感器221所檢測到的電流i_LED 201作為LED電流檢測電壓提供給LED驅(qū)動器219的第三輸入。換言之，電流傳感器221所檢測到的電流信號被轉(zhuǎn)換成電壓信號。電流傳感器221是配置為向LED驅(qū)動器219提供反饋信號的第二反饋路徑的一部分，以使LED驅(qū)動器219能夠向LED負(fù)載215提供合適的電流。

LED負(fù)載215(其可以包括一個或多個LED)耦接在LED驅(qū)動器219的第一輸出與第二輸出之間。雖然以示例的方式將系統(tǒng)200中的各LED示意為串聯(lián)連接，但是應(yīng)當(dāng)理解，在各種實(shí)施例中，為實(shí)現(xiàn)需要的輸出，可以存在單個LED、各LED可以并聯(lián)連接、或者各LED可以以任何適當(dāng)?shù)拇?lián)/并聯(lián)組合進(jìn)行連接。

當(dāng)PWM信號205開啟(即，處于“HI”電平)時(shí)，LED驅(qū)動器219使得流過LED負(fù)載215的輸出電流201與控制輸入203處的控制信號CRTL所指定的電流電平相匹配。為此目的，由電流傳感器221來測量輸出電流201，從而向LED驅(qū)動器219提供LED電流信息。因此，LED驅(qū)動器219基于LED電流檢測信號233來調(diào)節(jié)傳送至LED負(fù)載215的電流i_LED 201，以使該電流遵循控制節(jié)點(diǎn)CTRL 203處的控制信號所指定的信號。

如前所述，輸出電容元件217兩端的輸出電壓V_OUT由反饋電阻器R1(223)和R2(225)來檢測。調(diào)整后的輸出電壓V_OUT在反饋節(jié)點(diǎn)FB處提供。誤差放大器243比較當(dāng)前檢測到的反饋節(jié)點(diǎn)FB處的電壓與存儲電路241先前(例如，在PWM信號的下降沿處)存儲的作為已存儲反饋參考信號FB_REF的反饋節(jié)點(diǎn)處的電壓，并且向LED驅(qū)動器219的FB_INPUT節(jié)點(diǎn)提供其輸出電壓。通過使用其FB_INPUT節(jié)點(diǎn)處的該電壓，LED驅(qū)動器219能夠提供其差分輸出V_OUT+和V_OUT-兩端的輸出電壓，從而在PWM關(guān)閉時(shí)段期間將輸出電容元件217兩端的電壓維持在與PWM信號就要被關(guān)閉之前(例如，PWM信號的下降沿處的)的電平相同的電平。

因此，當(dāng)PWM信號關(guān)閉(例如，處于“LO”電平)時(shí)，誤差放大器243基于輸出電容元件217兩端的當(dāng)前調(diào)整的反饋電壓(FB)與 存儲在存儲電路241中的反饋電壓(現(xiàn)用作目標(biāo)反饋參考(FB_REF))之差來生成輸出。在此階段(例如，在PWM信號205關(guān)閉時(shí))，LED負(fù)載215被電子開關(guān)211斷開，由LED驅(qū)動器219根據(jù)FB_INPUT 237的信號來維持輸出電容元件217兩端的電壓。

因此，LED驅(qū)動器219不僅可以用作在PWM信號205開啟時(shí)調(diào)節(jié)流向LED負(fù)載215的輸出電流201從而使電流201等于控制輸入203處的控制信號CTRL所指定的量，還可用作在PWM信號關(guān)閉時(shí)維持輸出電容元件217兩端的輸出電壓。

借助第一反饋路徑(其具有用于記憶反饋電壓FB的先前狀態(tài)的存儲電路)，輸出電容元件217在長時(shí)間段(例如，大于1秒)內(nèi)不受電壓衰減的影響，并因此每當(dāng)PWM信號205重新開啟時(shí)處于所需的輸出電壓V_OUT處。因此，當(dāng)PWM信號開啟時(shí)將合適的電流i_LED 201和電壓V_LED+與V_LED-無恢復(fù)延遲地提供給LED負(fù)載215的兩端。因此，LED驅(qū)動器系統(tǒng)200配置為：每當(dāng)PWM信號重新開啟時(shí)，即使在長PWM關(guān)閉時(shí)段后，也迅速地返回到或者維持LED負(fù)載215兩端的所需的電流和電壓。

在各種實(shí)施例中，LED負(fù)載215兩端的輸出電壓(例如，V_LED+與V_LED-之間的潛在差異)可以大于或小于供電電壓V_IN。例如，當(dāng)LED負(fù)載215兩端的輸出電壓不大于供電電壓V_IN時(shí)，在PWM信號的關(guān)閉時(shí)段期間可以使用線性調(diào)節(jié)器來代替LED驅(qū)動器219，所述線性調(diào)節(jié)器與誤差放大器243一起用于保持輸出電容217兩端的電壓。

在這方面，圖3示出了LED驅(qū)動器系統(tǒng)300的示例，其在PWM信號關(guān)閉時(shí)通過使用單獨(dú)的線性調(diào)節(jié)器303來維持輸出電容元件217兩端的電壓。在各種實(shí)施例中，線性調(diào)節(jié)器可以是高電平有效或低電平有效的。對于高電平有效調(diào)節(jié)器，可以存在附加的反相器305耦接在PWM節(jié)點(diǎn)205與線性調(diào)節(jié)器303的使能節(jié)點(diǎn)EN之間。換言之，線性調(diào)節(jié)器303在PWM信號開啟時(shí)關(guān)閉，并且在PWM信號關(guān)閉時(shí)開啟。圖3的LED驅(qū)動器系統(tǒng)300的很多組件和功能都類似于圖2的LED驅(qū)動器系統(tǒng)200的組件和功能，并因此為簡要起見不再詳細(xì)討論。因此，下面的討論強(qiáng)調(diào)一些區(qū)別特征。

LED驅(qū)動器系統(tǒng)300包括LED驅(qū)動器219，其具有配置為接收來自反饋節(jié)點(diǎn)FB的反饋信號(其代表調(diào)整后的輸出電壓V_OUT)的輸入FB_INPUT 237。在一個實(shí)施例中，LED驅(qū)動器219不需要將輸出電容元件217兩端的電壓調(diào)節(jié)至PWM信號就要被關(guān)閉之前的電平。這是因?yàn)榫€性調(diào)節(jié)器303執(zhí)行此功能。

圖3的線性調(diào)節(jié)器303包括配置為接收來自存儲電路241的輸出的FB_REF信號的第一輸入、耦接至反饋節(jié)點(diǎn)FB的第二輸入、以及耦接至LED驅(qū)動器219的第一輸出終端(V_OUT+)的輸出。

例如，當(dāng)PWM關(guān)閉時(shí)，線性調(diào)節(jié)器303接收誤差信號，其等于PWM信號剛剛被關(guān)閉后(例如，在PWM信號的下降沿處)存儲在存儲電路241中的所需反饋參考電壓(FB_REF)與先前在輸出電容元件217的兩端檢測到的調(diào)整后的電壓(FB)之差。線性調(diào)節(jié)器303隨后可調(diào)節(jié)輸出電容元件217兩端的電壓，直到節(jié)點(diǎn)FB處的調(diào)整后的該電壓等于存儲在存儲電路241中的參考值(FB_REF)。因此，在本實(shí)施例中，LED驅(qū)動器219不需要在PWM信號的關(guān)閉時(shí)間期間調(diào)節(jié)輸出電容元件217兩端的電壓。相反，該功能由線性調(diào)節(jié)器303來完成。輸出電容元件217、反饋電阻器R1(223)和R2(225)、存儲電路241和線性調(diào)節(jié)器303共同工作以形成配置為在PWM關(guān)閉時(shí)調(diào)節(jié)輸出電容元件217兩端的電壓的第一反饋路徑。

借助具有記住線性調(diào)節(jié)器303的先前狀態(tài)的存儲電路的第一反饋路徑，輸出電容元件217在長時(shí)間段(例如，大于1秒)內(nèi)不受電壓衰減的影響，并因此在每當(dāng)PWM信號205重新開啟時(shí)處于所需的輸出電壓V_OUT處。因此，當(dāng)PWM信號開啟時(shí)將合適的電流i_LED 201和電壓V_LED+與V_LED-無恢復(fù)延遲地提供給LED負(fù)載215的兩端。因此，LED驅(qū)動器系統(tǒng)300配置為：每當(dāng)PWM信號重新開啟時(shí)，即使在長PWM關(guān)閉時(shí)段后，也迅速地返回到或者維持LED負(fù)載215兩端的所需的電流和電壓。

示例存儲電路

在各種實(shí)施例中，存儲電路241可以是數(shù)字電路、模擬電路、 或它們的組合。圖4A示出了以數(shù)字代碼維持反饋節(jié)點(diǎn)FB的電壓信息的示例電路，其可以用于實(shí)施圖2和圖3的存儲電路241。如圖4A所示，數(shù)字存儲電路400可以包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)403、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)405、第一電子開關(guān)409、第二電子開關(guān)411、以及存儲電容元件407。在各種實(shí)施例中，ADC 403可以是低電平有效或者高電平有效的。例如，對于高電平有效的ADC 403，可以存在附加的反相器401耦接在PWM節(jié)點(diǎn)205與ADC 403之間。

在圖4A的示例中，ADC 403具有通過第一電子開關(guān)409耦接至反饋節(jié)點(diǎn)FB的第一輸入、(可以通過反相器401)耦接至PWM信號節(jié)點(diǎn)205的第二輸入、以及耦接至DAC 405的輸入的第一輸出415。在一個實(shí)施例中，ADC 403具有運(yùn)行為指示完成反饋信號的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換的單獨(dú)輸出節(jié)點(diǎn)417。

DAC 405具有耦接至ADC 403的輸出節(jié)點(diǎn)415的輸入、以及配置為提供其輸入節(jié)點(diǎn)處的數(shù)字信號的模擬表示的輸出節(jié)點(diǎn)419。在一個實(shí)施例中，可以存在第二電子開關(guān)411，其耦接在DAC 405的輸出與ADC 403的輸入之間，以提供已存儲的反饋參考信號FB_REF。第二開關(guān)411具有耦接至ADC 403的第二輸出的控制節(jié)點(diǎn)(例如，“完成”信號)。在一個實(shí)施例中，第二開關(guān)411不是必要的，因?yàn)榈诙_關(guān)411的功能由DAC 405來執(zhí)行，因?yàn)镈AC 405具有配置為通過第二輸入(圖4A中未示出)接收作為控制信號的ADC 403的輸出的內(nèi)置開關(guān)。

在各種實(shí)施例中，DAC 405可以為了更快的速度而連續(xù)地運(yùn)行，或者可以為了節(jié)省功率而在第二開關(guān)411被接通之后立即開啟，或者稍在第二開關(guān)411被接通之前開啟，同時(shí)為DAC 405提供充足的時(shí)間以將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號。例如，DAC 405可以在存在耦接至其輸出的第二開關(guān)411時(shí)連續(xù)地運(yùn)行，或者當(dāng)?shù)诙_關(guān)的功能嵌入在DAC 405中時(shí)適當(dāng)?shù)剡\(yùn)行。

在圖4A的示例中，第一電子開關(guān)409配置為在節(jié)點(diǎn)205處的PWM信號開啟時(shí)接通，并且在節(jié)點(diǎn)205處的PWM信號關(guān)閉時(shí)關(guān)斷。對于第二電子開關(guān)411，其配置為在節(jié)點(diǎn)205處的PWM信號關(guān)閉并且ADC 403 的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換完成時(shí)接通。第二開關(guān)411可以在其他情況下關(guān)斷。

因此，圖4A的示例中的數(shù)字存儲電路400在PWM信號205開啟時(shí)將從反饋節(jié)點(diǎn)FB接收的電壓電平存儲在存儲電容元件407上。當(dāng)節(jié)點(diǎn)205處的PWM信號關(guān)閉時(shí)，第一電子開關(guān)409將存儲電容元件407從反饋節(jié)點(diǎn)FB斷開并且通過控制輸入413來激活A(yù)DC 403。

在此期間，ADC 403在PWM關(guān)閉信號的指令下將在存儲電容元件407的兩端檢測到的電壓轉(zhuǎn)換成其輸出415處的數(shù)字?jǐn)?shù)值。該數(shù)字?jǐn)?shù)值可以存儲在存儲內(nèi)存中，其可以是ADC 403的一部分或者從其分離。在一個實(shí)施例中，保存反饋節(jié)點(diǎn)FB處的電壓的存儲器的數(shù)字輸出可以連接至DAC 405的輸入。為方便本討論，將假設(shè)保存反饋節(jié)點(diǎn)FB處的電壓的存儲器在ADC 403內(nèi)。DAC 405配置為接收其輸入節(jié)點(diǎn)415處的數(shù)字信號并且在其輸出節(jié)點(diǎn)處提供其模擬版本。

在ADC 403在其輸出415處完成模擬反饋信號至其數(shù)字表示的轉(zhuǎn)換之前，節(jié)點(diǎn)FB_REF處的電壓電平代表存儲電容元件407兩端的已存儲電壓。當(dāng)ADC 403轉(zhuǎn)換并數(shù)字地存儲了存儲電容元件407兩端的電壓時(shí)，DAC 405可以使用該數(shù)字值來驅(qū)動FB_REF電壓。因?yàn)閿?shù)字存儲的值不隨時(shí)間偏移，所以即使在長PWM關(guān)閉時(shí)段后也可以維持由DAC 405驅(qū)動的FB_REF值以及輸出電容元件407兩端的電壓。

因此，DAC 405所傳送的已存儲反饋參考信號FB_REF的值基本上與PWM信號剛剛被關(guān)閉之后的存儲電容元件C_STORE 407兩端的反饋電壓FB相同。

可以參見圖4B更好地理解圖4A的各特征，圖4B示出了圖4A的電路400的各示例波形。如圖4B所示，反饋節(jié)點(diǎn)FB處的電壓在PWM信號關(guān)閉之后存儲在數(shù)字代碼中。在一個實(shí)施例中，當(dāng)PWM開啟時(shí)，LED負(fù)載開啟，而數(shù)字存儲電路400重置。在此期間，反饋節(jié)點(diǎn)FB處的電壓由第二反饋路徑來確定。當(dāng)PWM關(guān)閉時(shí)，LED負(fù)載被關(guān)閉并且數(shù)字存儲電路400進(jìn)入初始的“存儲”狀態(tài)。存儲過程的持續(xù)時(shí)間取決于具體實(shí)施方式。在“存儲”狀態(tài)期間，由C_STORE 407來保持FB_REF。當(dāng)存儲過程完成時(shí)，由DAC 405來保持FB_REF。使用該FB_REF信號，反饋節(jié)點(diǎn)FB處的電壓電平在整個PWM關(guān)閉時(shí)間內(nèi)由第一反饋路 徑來控制。

不同類型的ADC可以用于實(shí)施數(shù)字存儲電路400的ADC 403，取決于LED驅(qū)動器電路的具體要求。在此討論的ADC根據(jù)將連續(xù)信號轉(zhuǎn)換成一定的位數(shù)N的普遍原理運(yùn)行。使用越多的位數(shù)，ADC的精確度越好。常見類型的ADC包括流水線、快閃式、逐次逼近寄存器(SAR)、sigma delta(ΣΔ)、以及集成或雙斜率。

如圖4A所示，數(shù)字存儲電路和/或ADC可以包括一個或多個適當(dāng)?shù)嘏渲玫腄AC以將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換至模擬域。為此目的，在各種實(shí)施例中，可以使用不同的DAC，包括但不限于脈寬調(diào)制器DAC、sigma delta(ΣΔ)DAC、二進(jìn)制加權(quán)DAC、電阻(R-2R)梯形DAC、逐次逼近寄存器DAC、溫度計(jì)編碼型DAC、以及混合型DAC(其可以使用前述DAC的組合)。這些DAC的工作可將有限數(shù)值轉(zhuǎn)換成電流或電壓形式的物理量。

如前所述，在一些實(shí)施例中，在此討論的存儲電路還可以維持作為模擬電壓的反饋電壓信息。模擬實(shí)施方式可以要求更小的芯片面積，消耗更少的功率，并且更簡單地實(shí)施。例如，可以省去諸如ADC和DAC等若干功能塊。存儲電路的模擬實(shí)施方式可以在各種應(yīng)用中使用，包括但不限于不要求延長的PWM關(guān)閉時(shí)間的應(yīng)用。

為此目的，圖5A和圖5B示出了維持作為模擬信號的反饋節(jié)點(diǎn)FB處的電壓的示例電路，其可以用于實(shí)施圖2和圖3中示出的存儲電路241。如圖5A所示，模擬存儲電路500A包括第一開關(guān)501、泄漏消除電路503、放大器(例如，緩沖器)507、以及存儲電容元件C_STORE 509。本地存儲電容元件509可以集成在同一芯片上，但也可以考慮外部電容元件。在一個實(shí)施例中，本地存儲電容元件509顯著地小于(例如，小10倍或更大倍數(shù))輸出電容元件217。

在各種實(shí)施例中，放大器507可以自動開啟或關(guān)閉以節(jié)省功率，和/或緩沖器可以保持開啟(例如，為了速度)但耦接至放大器507的輸出處的第二開關(guān)511。當(dāng)使用第二開關(guān)511時(shí)，可以有反相器505耦接在PWM輸入節(jié)點(diǎn)205與第二開關(guān)511的控制節(jié)點(diǎn)之間。圖5B的模擬存儲電路500B具有大體上相同的特征，除了其不具有第二開關(guān) 511和反相器505。取而代之，放大器507B直接由節(jié)點(diǎn)205處的PWM信號來控制，因?yàn)殚_關(guān)511的功能包括在放大器507B中。

泄漏消除電路503耦接至放大器507的第一(例如，正)輸入517。放大器507可以配置為單位增益緩沖器，因?yàn)樗牡诙斎?例如，負(fù)輸入)在節(jié)點(diǎn)519處耦接至它的輸出。因此，存儲節(jié)點(diǎn)517處的電壓大體上與節(jié)點(diǎn)519處的電壓相同，因?yàn)榉糯笃?07的增益足夠高。放大器507的輸出(例如，通過開關(guān)511)耦接至反饋參考節(jié)點(diǎn)FB_REF。第一開關(guān)501具有耦接至放大器507的第一輸入的第一節(jié)點(diǎn)以及耦接至反饋節(jié)點(diǎn)FB的第二輸入。存儲電容C_STORE 509也耦接至放大器507的第一輸入。

第一開關(guān)和第二開關(guān)中的每一個具有耦接至PWM節(jié)點(diǎn)205的控制節(jié)點(diǎn)。第一開關(guān)501配置為在PWM信號205開啟(即，為HI)時(shí)處于閉合狀態(tài)(即，接通)，并且在PWM信號205關(guān)閉(即，為LO)時(shí)斷開(即，關(guān)斷)。相反，第二開關(guān)511配置為在PWM信號205開啟時(shí)關(guān)斷，并且在PWM信號205關(guān)閉時(shí)接通。因此，放大器507和507B可以在PWM信號205開啟時(shí)停用，并且在PWM信號關(guān)閉時(shí)激活。

在電路500A和500B中，當(dāng)節(jié)點(diǎn)205處的PWM信號開啟時(shí)，第一開關(guān)501閉合，接通從反饋節(jié)點(diǎn)FB至本地存儲電容元件509的路徑。換言之，反饋節(jié)點(diǎn)FB處的電壓電平存儲在本地存儲電容元件509的兩端。

當(dāng)節(jié)點(diǎn)205處的PWM信號關(guān)閉時(shí)，第一開關(guān)501斷開(例如，關(guān)斷)，從而切斷反饋節(jié)點(diǎn)FB與節(jié)點(diǎn)517處的本地存儲電容元件509之間的路徑。然而，因?yàn)榈谝婚_關(guān)501與第二開關(guān)511之間存在反相關(guān)系，第二開關(guān)511現(xiàn)閉合(例如，接通)，從而接通放大器507的輸出與反饋參考節(jié)點(diǎn)FB_REF之間的路徑。因此，放大器507的輸出處的電壓電平提供給誤差放大器243(或線性調(diào)節(jié)器303)的第一輸入。通過使用具有已知電容的本地存儲電容元件509，可以向誤差放大器243(或線性調(diào)節(jié)器303)的第一輸入提供更加恒定的反饋參考電壓電平FB_REF。

在一個實(shí)施例中，存儲電路500A(和500B)具有泄漏消除電路503，其配置為在節(jié)點(diǎn)205處的PWM信號關(guān)閉時(shí)進(jìn)一步維持存儲在節(jié)點(diǎn)517處的本地存儲電容元件509兩端的電壓。換言之，當(dāng)節(jié)點(diǎn)205處的PWM信號關(guān)閉時(shí)本地存儲電容元件509兩端的電壓并不隨時(shí)間降低，因?yàn)樾孤┫娐?03配置為補(bǔ)償泄漏電荷。

圖5A和圖5B的各特征可以參見圖5C更好地理解，圖5C示出了在圖2或圖3的LED驅(qū)動器系統(tǒng)中運(yùn)行的圖5A和圖5B的電路500A和500B的各示例波形。如圖5C所示，在PWM信號關(guān)閉后反饋節(jié)點(diǎn)FB處的電壓可以保持為模擬電壓。該“存儲”步驟可以在PWM信號開啟時(shí)進(jìn)行。在此期間，LED負(fù)載開啟(例如，發(fā)光)并且反饋節(jié)點(diǎn)FB處的電壓由第二(例如，i_LED)反饋路徑來確定。當(dāng)PWM關(guān)閉時(shí)，LED負(fù)載關(guān)閉并且存儲電路進(jìn)入保持狀態(tài)，此時(shí)反饋節(jié)點(diǎn)FB處的電壓由包括存儲電路241的第一反饋路徑來驅(qū)動。

總結(jié)

所討論的各組件、步驟、特征、對象、效益、和優(yōu)點(diǎn)僅僅是說明性的。它們及其相關(guān)討論并不旨在以任何方式限制保護(hù)范圍。也考慮了大量其他實(shí)施例。這些包括具有更少的、額外的、和/或不同的組件、步驟、特征、對象、效益、和/或優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施例。這些還包括不同地布置和/或排序了各組件和/或步驟的實(shí)施例。

例如，在此討論的任何信號可以被縮放、緩沖、縮放并緩沖、轉(zhuǎn)換成另一模式(例如，電壓、電流、電荷、時(shí)間等)、或者轉(zhuǎn)換成另一狀態(tài)(例如，從HIGH至LOW以及從LOW至HIGH)，而實(shí)質(zhì)上不改變基本的控制方法。

在一個實(shí)施例中，可以使用電荷泵來代替本文中討論的LED驅(qū)動器219或線性調(diào)節(jié)器303，以在PWM關(guān)閉時(shí)段期間維持輸出電容C_OUT217兩端的電壓。

鑒于本文的討論，所提出的在系統(tǒng)的無活動時(shí)段期間維持輸出電容元件217兩端的電壓以加快恢復(fù)的技術(shù)可應(yīng)用于能夠由電流脈沖驅(qū)動的其他應(yīng)用中，例如電機(jī)驅(qū)動器。

所提出的技術(shù)的另一變化形式可以在PWM關(guān)閉時(shí)間期間以與PWM開啟時(shí)間期間不同的電平來調(diào)節(jié)輸出電壓。根據(jù)負(fù)載阻抗，輸出電壓可以在PWM關(guān)閉時(shí)間期間維持在更高或更低的電平處，以在PWM回到開啟狀態(tài)時(shí)生成所需的恢復(fù)響應(yīng)。

除非另外陳述，在本說明書中所闡述的所有的測量、值、級別、位置、大小、尺寸、以及其他規(guī)范，都是近似的，而非精確的。它們旨在具有符合其相關(guān)功能以及其所屬技術(shù)領(lǐng)域中的慣例的合理范圍。

除了上方的陳述，其他陳述或說明并不旨在被解釋為將任何組件、步驟、特征、對象、效益、優(yōu)點(diǎn)、或其等價(jià)物貢獻(xiàn)給公眾，無論其是否在權(quán)利要求中列出。

本公開中所引用的所有的文章、專利、專利申請、以及其他出版物均通過引用并入本文。

應(yīng)當(dāng)理解，在此使用的術(shù)語和表達(dá)具有這樣的術(shù)語和表達(dá)在它們分別對應(yīng)的研究領(lǐng)域中所具有的普通的含義，除非在本文中另外闡述了特殊含義。諸如“第一”和“第二”等關(guān)系術(shù)語可僅用于區(qū)分一個實(shí)體或動作與另一實(shí)體或動作，而無需要求或暗示它們之間的任何實(shí)際的關(guān)系或順序。術(shù)語“包括”、“包括……的”以及其任何其他變化形式在本說明書或權(quán)利要求中結(jié)合多個元件的列表使用時(shí)，旨在表示所述列表并不排外，并且表示可以包括其他元件。類似地，用“一個”或“一”修飾的元件，無進(jìn)一步約束時(shí)，并不排除存在或增加同一類型的多個元件。

提供了本公開的摘要以允許讀者迅速地確定本技術(shù)公開的本質(zhì)。摘要遵從這樣的理解：其將不會被用于解釋或限制權(quán)利要求的范圍或含義。此外，在前面的詳細(xì)描述中，可以看到在各實(shí)施例中為了簡化公開而將各個特征組合在一起。這種公開方法不應(yīng)解釋為反映這樣的意圖：所聲明的各實(shí)施例要求比在每項(xiàng)權(quán)利要求中明確列舉的特征更多的特征。相反，如隨附的權(quán)利要求所反映的那樣，發(fā)明主題在于比單個公開的實(shí)施例的所有特征更少的特征。因此隨附的權(quán)利要求在此并入到詳細(xì)描述中，每一項(xiàng)權(quán)利要求作為單獨(dú)主張的主題而獨(dú)立存在。