用于对提供给负载的脉冲电流进行控制的电路，其一个应用为用于ＬＥＤ调光器电路中，所述电路包括：第一参考电压节点和第二参考电压节点，用于接收电源电压；输入节点，用于接收诸如ＰＷＭ信号的定时信号；以及受控开关，其连接在第一参考电压节点和第二参考电压节点之间，用于将电流提供给负载。上拉电路可以连接在受控开关的控制电极与第一参考电压节点之间，下拉开关连接在控制电极和第二参考电压节点之间。控制电路连接在输入节点和受控开关的控制电极之间，该控制电路被构造为响应于定时信号来控制受控开关。该电路还可以包括参考电压源，其构造为产生电压值与电源电压值无关的电压。控制电路连接至参考电压源，并运行来响应于定时信号和参考电压从而控制受控开关。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开的主题涉及对向负载提供脉冲电流进行控制，该负载的 一个应用是发光二极管调光电路。
技术介绍
各种类型的负载都可以由脉冲电流源驱动，其中脉冲的宽度(或 占空比)控制着提供给负载的电流量。 一个示例是在电路中用脉冲电 流源驱动发光二极管(LED)，其中脉宽是变化的，用以控制LED所 产生的光强度。通过启动和关闭电压调节器来由未调节的输入电压源 产生脉冲电流，以驱动所需的经过LED的电流。如果脉冲主要为高电 平(高占空比)，则LED的光强度高。随着占空比降低，LED将显得 暗淡。己经有多种调节器拓扑即降压、升压以及升降压变换器被用来 产生占空比变化的脉冲电流，其中每一种都采用电感和滤波电容来产 生调节后的电压。图1示出了用于驱动LED负载12的降压构造中的 开关调节器10，所述LED负载12可以包括单个LED或者串联的LED 网络、并联或串并联构造。图1中以示例的方式描述了一对串联的 LED。变换器10包括如图所示进行连接的双极性晶体管12、肖特基 二极管14、电感22、电容23和电阻16。跨接在电阻16两端的是放 大器18，其中电流IuD流经电阻16来接通LED负载12。放大器18 的反相输入端经过幅值为VREF、极性如图所示的固定参考电压源20 来在节点14处连接到未经调节的输入电压源VIN。于是放大器18产 生了表示何时电流感测电阻16两端的电压降超过参考电压源20的电 平Vref的信号。连接到放大器18的输出端的是开/关调制器17，其 由施加在节点24处的输入脉宽调制(PWM)信号来运转。降压型开关调节器的操作为公知，本文为简便起见不作描述。图l所示类型的传统调节器IO存在固有的缺陷，使其不适合于 诸如对受驱动的LED进行P丽调光的精确应用。例如，图1的开关调 节器在关闭后倾向于维持LED负载两端的电压。于是未经调节的电流 在调节器关闭后仍会流经LED 12 —段时间，直到电容23放电。此外， 负载电流的恢复会因重启调节器后对电容23重新充电所需的时间量 而被延迟。这一特性在精确LED调光电路中是无法被接受的，在精确 LED调光电路中，对LED光强度的精确控制对于在很宽的亮度范围内 维持恒定的LED颜色是很重要的。随着经过LED的DC电流的变化， LED所发射的光的颜色也发生变化。例如，蓝色LED在受到100mA或 1mA的驱动时一般仍为蓝色，但其所发射的光的波长将会显著变化。 这在对红/绿/蓝LED进行混合，例如以获得所需的白光，这样的应用 中是很重要的，从而精确地控制LED的发光。为了应对传统调节器中的电容充电和放电延迟，通过引入与LED 负载串联的开关来对PWM调光进行了改进，以阻断在调节器关闭期间 流经LED的电流。此技术或者采用丽0S (N沟道金属氧化物半导体场 效应管)开关来使负载从输出电压的低电压侧(如接地侧)断开(称 为低侧LED调光)，或者采用高侧(如电源侧)的PMOS (P沟道金属 氧化物半导体场效应管)开关来使LED负载从输出电压的高电压侧断 开(高侧LED调光)。每种方法都阻断了调节器电容的放电路径。在低侧LED调光器电路的示例中，可以由启动调节器的同一 P丽 信号来驱动NM0S开关。然而，高侧LED调光器利用PMOS开关，PMOS 开关必须由电平移动至PMOS源电压的P丽信号的反相来驱动。低侧调光方法可以用来扩展图1所示的降压变换器的P簡调光 率。图2示出了低侧调光电路30和降压变换器的一部分。通过将丽OS 晶体管34与LED负载32串联来提高P丽调光率。晶体管34的栅极 由施加到NMOS晶体管36的P麵信号来控制，NMOS晶体管36连接在 晶体管34和地之间。如图所示连接的由电阻40和42组成的电阻分 压器确立了该电路的工作电平。尽管对传统电路作出了改进，图2所示的低侧PWM调光电路仍 存在缺陷。电阻40和42的值难以确立，因为必须精确获知V^和V。UT对地的值才能确立为了当PWM信号为高时断开丽0S开关34所需的合 适电阻值。当P丽为低时，丽OS晶体管开关36断开，开关34被电 阻40接通。如果V^-VouT过高，则必须补充附加电路以避免过压毁坏 羅0S开关34的栅极。因此，图3所示类型的高侧P體调光器电路通 常是优选的。参照图3，高侧LED调光器电路40实现了 NMOS晶体管46接地、 电阻分压器42和54执行反相和电压电平移动处理来使PMOS开关44 能够响应于施加在节点48处的P丽信号而开闭。当源电压对地超过 20伏时，电阻分压器42、 54是必需的，用于限制PMOS开关44的源 极与栅极之间的电压。然而，这种驱动PMOS栅极的方法具有几种缺 点。电阻分压器42、 54在开关接通时间与开关断开时间中添加了 RC 时间常量。电阻分压比一般是固定的，这导致不期望的结果，即施加 到开关44的栅一源电压与Vw处的(未经调节的)电源电压成比例， 因此也是变化的。此外，电阻分压器42、 54在PMOS晶体管44接通 时从电源汲取大量电流。本公开描述解决了上述缺陷的改进电路。
技术实现思路
所公开主题的一个方面是一种用于对施加到负载的脉冲电流进 行控制的电路，其包括用于接收定时信号如P丽信号的输入节点，具 有第一电极、第二电极和控制电极并且连接在高侧电压节点与负载之 间的开关，以及电压值与电源电压值无关的参考电压源。控制电路被 构造为对P麵信号的电平进行移动以使得P確信号在开关的第一电极 的电压与预定的固定电压之间变化，所述固定电压与参考电压相关并 且低于第一电极电压。所公开主题的另一个方面是一种用于控制LED的光强度的电路， 其包括用于接收电源电压的第一参考电压节点和第二参考电压节点， 用于接收定时信号(如P而信号)的输入节点，以及连接在第一参考 电压节点与LED之间来将电流提供到LED的受控开关。所述受控开关 具有用于控制该受控开关的接通和断开状态的控制电极。上拉电路连 接在控制电极和第一参考电压节点之间，下拉开关连接在控制电极和第二参考电压节点之间。提供一个参考电压源，其电压值与电源电压 值无关。构造一个连接在输入节点与受控开关的控制电极之间的控制 电路来使PWM信号的电平进行移动以使得控制电极的电压在开关的 第一电极电压与预定的固定电压之间变化，所述固定电压与参考电压 相关并且低于第一电极电压。所公开主题的又一个方面是一种用于将脉冲电流提供给负载的 电路，其包括用于接收电源电压的第一参考电压节点和第二参考电压 节点，用于接收定时信号(如P丽信号)的输入节点，以及连接在第 一参考电压节点和负载之间的受控开关，所述受控开关具有第一电 极、第二电极、以及用于控制该受控开关的接通和断开状态的控制电 极。上拉电路连接在控制电极和第一参考电压节点之间，下拉开关连 接在控制电极和第二参考电压节点之间。包括一个参考电压源，其电压值与电源电压值无关；反馈电路被构造来响应于P丽信号和参考电压源而驱动受控开关的控制电极。其它的优点和新特征将部分在后续的说明书中给出，部分将由 本领域的技术人员通过审阅下文及附图时明显看出，或者通过示例的 产品或操作而得知。本专利技术的优点可以通过应用或使用特别是权利要 求中指出的方法、装置或其组合而实现和获得。附图说明图1是实现为LED调光器电路本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于对施加到负载的脉冲电流进行控制的电路，其包括： 输入节点，用于接收定时信号； 开关，其具有第一电极、第二电极和控制电极，并且其连接在高侧电压节点与负载之间； 参考电压源，其中参考电压的值与电源电压值无关；和 控制 电路，其用于控制定时信号以使得定时信号在开关的第一电极的电压和预定的固定电压之间变化，所述固定电压的值与参考电压的值相关并且低于第一电极电压的值；以及 驱动电路，其响应于控制电路的输出来驱动所述开关的控制电极。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：张斌，布赖恩A勒加特斯，埃里克斯蒂芬扬，
申请(专利权)人：凌力尔特公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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