專利名稱：電流驅(qū)動方法及電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及驅(qū)動電流通過負(fù)載的方法，并涉及在其中電流被驅(qū)動通過負(fù)載的電 路。具體而非排他地，本發(fā)明的實施例涉及LED的受控驅(qū)動。
背景技術(shù)：
對各種應(yīng)用來說，存在著對驅(qū)動電路的需求，該驅(qū)動電路能夠從某個dc電源提供 負(fù)載的被調(diào)節(jié)的驅(qū)動。圖1中示出了依照現(xiàn)有技術(shù)的一種這樣的驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路并 入了 Zetex Semiconductors pic.的電壓模式升壓型變換器ZXSC410。例如，該電路可被 連接到電池電源，并能夠提供調(diào)節(jié)后的輸出電壓Vout以驅(qū)動所附的負(fù)載。該電路的應(yīng)用包 括提供針對使用電池操作的便攜式產(chǎn)品的系統(tǒng)電源、LCD的偏置以及本地的電壓變換。圖2 示出了變換器設(shè)備的進一步細節(jié)。變換器和驅(qū)動電路的操作如下。變換器包括被連接以接 收電源電壓Vcc的溫度補償帶隙參考電路，所有的閾值電壓和內(nèi)部電流都來自該溫度補償 帶隙參考電路。動態(tài)驅(qū)動電路從單穩(wěn)態(tài)電路接收輸入信號，并取決于該輸入信號，動態(tài)驅(qū)動 的輸出是“低”或者是“高”。在高狀態(tài)下，電流源驅(qū)動外部晶體管Ql的基極。該設(shè)備包括 開關(guān)電路，該開關(guān)電路包括兩個比較器Compl和Comp2、門電路U1、單穩(wěn)態(tài)電路和驅(qū)動輸出。 正常情況下，驅(qū)動輸出是“高”并且外部開關(guān)晶體管Ql是導(dǎo)通的。那么電流在電感Li、開關(guān) 晶體管Ql和外部電流感測電阻Rl中斜升。比較器Comp2在輸入SENSE處感測(感測電阻 器Rl兩端的)電壓。一旦感測到的電壓超過預(yù)定閾值，比較器Comp2通過門電路Ul觸發(fā) 可重新觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)電路，并將輸出驅(qū)動級斷開預(yù)定的時間(典型地，2微秒)。當(dāng)開關(guān)晶 體管截止(off)時，電感器向負(fù)載放電，導(dǎo)致輸出電壓VOUT上升。在預(yù)定時間后，如果VOUT 低于標(biāo)稱值，開始新的充電循環(huán)，從而斜升輸出電壓。當(dāng)輸出電壓到達標(biāo)稱值并且電壓反饋 管腳VFB接收到大于預(yù)定閾值的輸入電壓時，通過門電路Ul從Compl強制單穩(wěn)態(tài)電路“接 通(on)”。這使得操作停止，直到反饋電壓再次落到相關(guān)閾值以下。然后繼續(xù)以上動作，以 保持調(diào)節(jié)。從而，可以將以上驅(qū)動電路描述為以跳躍模式(換言之，停止-開始模式)進行操 作，因為開關(guān)晶體管在截止和導(dǎo)通之間進行切換，根據(jù)固定的預(yù)定閾值電壓切換到截止，并 在切換回導(dǎo)通之前保持固定的預(yù)定時間的截止。針對不同的應(yīng)用，以上驅(qū)動電路提供了非常優(yōu)秀的穩(wěn)定性，例如，響應(yīng)來自鋰離子 電池在整個電源范圍上的電源電壓變化，提供了變化小于的輸出電壓。還可將該電路用 于從1. 65V到8V的范圍內(nèi)的電源提供調(diào)節(jié)后的輸出。然而，這種已知的在跳躍(開始_停止)模式下工作的電路的劣勢在于，伴隨著電 磁輻射的發(fā)射，可能產(chǎn)生相對大的紋波，并且此外，跳躍的頻率可能在音頻范圍內(nèi)，導(dǎo)致線 圈鐵芯發(fā)射出可聽到的尖嘯，在很多應(yīng)用中(例如，火炬中LED的驅(qū)動)，這是不愿看到的。 可聽到的尖嘯的原因是，該現(xiàn)有技術(shù)具有被外界參數(shù)所固定的輸出功率，外界參數(shù)例如例 如電源電壓、峰值電感器電流、電感值以及上面提到的固定的2微秒斷開時間。如果該功率 過大，設(shè)備可以對其進行控制的唯一方式是完全停止工作，直到輸出電壓或電流在期望范圍內(nèi)。在聽不到的高頻處，電路可執(zhí)行若干循環(huán)，然后停止可能是很長的一段時間。這種緩慢的接通和斷開的循環(huán)導(dǎo)致來自電感器的可聽到的尖嘯。

發(fā)明內(nèi)容
特定實施例的目的是提供消除或減輕與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)聯(lián)的至少一個問題的負(fù)載 驅(qū)動方法和電路。特定的實施例旨在提供能夠驅(qū)動被調(diào)節(jié)的電流通過負(fù)載，而不管正在變 化的電源電壓、負(fù)載溫度和PCB溫度如何。特定的實施例旨在提供LED驅(qū)動方法和電路。特 定的實施例旨在提供能夠向被調(diào)節(jié)的負(fù)載電流的幅度提供控制的驅(qū)動方法和電路。特定的 實施例旨在提供可以調(diào)節(jié)LED亮度的LED驅(qū)動方法和電路(例如，通過將LED電流調(diào)節(jié)到 標(biāo)稱最大值的10%到100%之間)。特定的實施例旨在提供能夠監(jiān)控負(fù)載溫度并提供保護 以避免熱損壞的負(fù)載驅(qū)動方法和電路。特定的實施例旨在提供能夠以比現(xiàn)有技術(shù)更廣的電 源范圍工作的負(fù)載驅(qū)動方法和電路，例如從1.2V到18V的電源電壓(工作在從單電池高至 汽車電源電壓)。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種電路，包括用于與dc電源連接的第一電源軌和第二電源軌；電感器；負(fù)載；以及可控開關(guān)器件，能夠在導(dǎo)通狀態(tài)和不導(dǎo)通狀態(tài)之間切換；以及開關(guān)器件電流感測 電阻器，與所述可控開關(guān)器件串聯(lián)，使得所述開關(guān)器件電流感測電阻器兩端的電壓指示流 過所述開關(guān)器件的電流，以兩種配置之一對所述電感器、負(fù)載和可控開關(guān)器件進行設(shè)置，所述兩種配置包 括第一配置，在所述第一配置中，當(dāng)所述可控開關(guān)器件處于導(dǎo)通狀態(tài)時，允許電流從 所述第一電源軌通過所述電感器和可控開關(guān)器件流到所述第二電源軌，旁路所述負(fù)載并供 給所述電感器能量，以及當(dāng)所述可控開關(guān)器件處于不導(dǎo)通狀態(tài)時，所述可控開關(guān)器件阻擋 電流流過其自身，電流流過所述負(fù)載，并所述電感器將能量釋放到所述負(fù)載中；以及第二配置，在所述第二配置中，當(dāng)所述可控開關(guān)器件處于導(dǎo)通狀態(tài)時，允許電流從 所述第一電源軌通過串聯(lián)的負(fù)載、電感器和可控開關(guān)器件流到所述第二電源軌，并供給所 述電感器能量，以及當(dāng)所述可控開關(guān)器件處于不導(dǎo)通狀態(tài)時，所述可控開關(guān)器件阻擋電流 流過其自身，電流流過所述負(fù)載，并且所述電感將能量釋放到所述負(fù)載中，以及所述電路還包括用于控制所述開關(guān)器件在所述導(dǎo)通狀態(tài)和所述不導(dǎo)通狀態(tài)之間交替的控制裝置，以及，其特征在于，所述電路還包括與所述負(fù)載串聯(lián)的負(fù)載電流感測電阻器，使得所述負(fù)載電流感測電阻器兩端的電 壓能夠指示流過所述負(fù)載的電流；需求信號輸入，用于接收指示通過所述負(fù)載的期望電流的需求信號；以及監(jiān)控裝置，用于監(jiān)控所述需求信號以及感測電阻器兩端的電壓，并生成其幅度取 決于所述需求信號、所述開關(guān)器件電流感測電阻器兩端的電壓和所述負(fù)載電流感測電阻器 兩端的電壓的監(jiān)控信號，其中，所述控制裝置用于接收所述監(jiān)控信號，并對所述監(jiān)控信號的幅度超過預(yù)定閾值作出響應(yīng)，將所述開關(guān)器件從所述導(dǎo)通狀態(tài)切換到所述不導(dǎo)通狀態(tài)。 因此，有利地，不是像現(xiàn)有技術(shù)的情況一樣，簡單地在每一個“充電循環(huán)”都將電感 電流斜升至相同的峰值(當(dāng)電流流過串聯(lián)的電感器和開關(guān)器件時)，該峰值是針對開關(guān)器 件電流感測電阻器兩端的電壓達到預(yù)定閾值的電流，根據(jù)本發(fā)明的電路被設(shè)置以使得“斷 開”電流(即，峰值充電電流)可以取決于需求信號以及實際的(串聯(lián)的負(fù)載監(jiān)控電阻器所 監(jiān)控的)負(fù)載電流。例如，在特定的實施例中，監(jiān)控裝置被設(shè)置以使得監(jiān)控信號的幅度對正在增加的 流過開關(guān)器件的電流進行響應(yīng)而增加，以及對負(fù)載電流超過期望電流進行響應(yīng)而增加。如 果實際的負(fù)載電流超過期望電流，監(jiān)控信號將因而以比否則可能的情況下更低的開關(guān)電流 達到其預(yù)定的“斷開”觸發(fā)閾值，從而在充電階段結(jié)束之前以更低的能量對電感器“充電”。從下面實施例的描述中應(yīng)該意識到，權(quán)利要求1中限定的“第一配置”對應(yīng)于在升 壓型、自舉型和降壓-升壓型電路的任一個中的負(fù)載、電感器和開關(guān)器件的設(shè)置?！暗诙迸?置對應(yīng)于降壓型電路設(shè)置的配置。在特定的實施例中，監(jiān)控裝置包括第一電流生成器，用于生成其幅度取決于所述 需求信號的需求電流，監(jiān)控信號幅度取決于需求電流。需求信號可以是電壓信號，以及第一電流生成器可以是第一電壓_電流變換器， 用于生成其幅度取決于(如，成比例)需求信號電壓的幅度的需求電流。在特定的實施例中，監(jiān)控裝置包括第二電壓-電流變換器，用于生成其幅度取決 于(如，成比例)負(fù)載電流感測電阻器兩端的電壓的負(fù)載監(jiān)控電流，監(jiān)控信號幅度取決于負(fù) 載監(jiān)控電流。在特定的實施例中，監(jiān)控裝置包括積分裝置，用于生成取決于需求電流和負(fù)載監(jiān) 控電流之間的積分差的電壓。有利地，然后可以將該生成的電壓用來確定充電階段結(jié)束電流(換言之，該電壓 可用來生成監(jiān)控信號)。例如，如果實際的負(fù)載電流超過期望電流，可以將所生成的電壓用 于降低電感器被“充電”到的電流，而不是像現(xiàn)有技術(shù)一樣每次都充到相同的峰值電流。有利地，監(jiān)控裝置可以包括被負(fù)載監(jiān)控電流充電并被需求電流放電的電容器，監(jiān) 控信號的幅度取決于電容器兩端的電壓。從而，可以使用單個電容器提供積分功能，以及使 用該電容器上的電壓來確定電感器充電電平。負(fù)載電流超過需求電流導(dǎo)致正在增加的電容 器電壓，然后可以將該正在增加的電容器電壓用來降低充電階段終止時的電流。同等地，如 果需求電流超過實際的負(fù)載電流，可以導(dǎo)致電容器電壓的降低，進而可以將降低的電容器 電壓用來增加充電階段中電感器被激勵所至的電流。在特定的實施例中，監(jiān)控裝置包括求和裝置，用于根據(jù)開關(guān)器件電流感測電阻器 兩端的電壓和電容器兩端的電壓的幅度生成監(jiān)控信號?？梢栽O(shè)置求和裝置，以使得監(jiān)控信 號的幅度隨著開關(guān)器件電流感測電阻器兩端的電壓的增加和隨著至少這些電壓的范圍上 電容電壓的增加而增加。因此，由于當(dāng)監(jiān)控信號達到預(yù)定的閾值時斷開開關(guān)器件，增加的電容器電壓降低 了開關(guān)器件斷開發(fā)生時的開關(guān)電流，反之亦然。在特定的實施例中，該電路還包括溫度感測裝置，用于感測負(fù)載的溫度，并生成指 示負(fù)載的溫度的溫度信號，監(jiān)控設(shè)備用于監(jiān)控溫度信號并用于生成監(jiān)控信號以使得監(jiān)控信號的幅度取決于所述溫度信號。例如，可將溫度感測裝置用于僅當(dāng)負(fù)載的溫度升高到預(yù)定 的上溫度閾值之上時才生成溫度信號，以及例如，溫度信號的幅度可以與溫度超過該閾值 的量成比例。然而，在其它實施例中，溫度信號的幅度可以是溫度的不同函數(shù)。在特定的實施例中，溫度信號是電壓信號，以及監(jiān)控裝置包括第三電壓-電流變 換器，用于生成其幅度取決于(如，成比例)溫度信號的幅度的溫度監(jiān)控電流，監(jiān)控信號幅 度取決于溫度監(jiān)控電流。然后可將溫度監(jiān)控電流用于向用來對負(fù)載和需求電流之間的差積分的同一個電 容充電。有利地，這導(dǎo)致當(dāng)負(fù)載溫度升高時(如，高于預(yù)定的上溫度閾值)電感器峰值電流 降低，從而提供了對熱損壞的保護。換言之，將溫度信號 用來降低電感器充電電流以提供保 護。在特定的實施例中，溫度監(jiān)控電流和負(fù)載監(jiān)控電流是拉電流，以及需求電流是灌 電流。在特定的實施例中，控制裝置用于響應(yīng)監(jiān)控信號，在將開關(guān)器件切換到不導(dǎo)通狀 態(tài)之后的延遲時間后，將開關(guān)器件切換回導(dǎo)通狀態(tài)。例如，可以通過包括了用于在延遲時間 過去后觸發(fā)切換回導(dǎo)通的定時器的電路來實現(xiàn)。在特定的實施例中，控制裝置用于根據(jù)需求信號確定延遲時間。這與“斷開”時 間是固定的現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)置相反，并且提供了可以響應(yīng)降低的需求而延長斷開時間，從而 使得“斷開”時間長于否則可能的情況的優(yōu)勢。該增加的“斷開”時間與連續(xù)可變的峰值線 圈電流一起，使得器件可以具有大的功率輸出范圍并從而在功率設(shè)置的兩端點處連續(xù)地工 作。這進而使得可以將開關(guān)頻率保持在音頻范圍外，避免了尖嘯。因此，在特定的實施例中，需求信號是其幅度指示了期望電流的電壓信號，以及， 控制裝置用于響應(yīng)需求信號幅度的下降，增加延遲時間。方便地，這可以通過設(shè)置需求信號 驅(qū)動單穩(wěn)態(tài)電路來實現(xiàn)，較小的需求信號花更長時間來將單穩(wěn)態(tài)定時電容器充電到所需的 開關(guān)電壓。在特定的實施例中，第一電源軌是用于連接到dc電源的正端子的正電源軌，第二 電源軌是地電源軌，以及，負(fù)載電流感測電阻器被設(shè)置在負(fù)載的高電平側(cè)，在負(fù)載和正電源 軌之間。從下面對特定實施方式的詳細描述中應(yīng)該意識到，對于除了降壓-升壓型模式的 電路以外的所有實施例來說，負(fù)載電流感測電阻器在負(fù)載的高電平側(cè)。在這樣的實施例中，從而可以將開關(guān)器件電流感測電阻器設(shè)置在開關(guān)器件的低電 平側(cè)，在開關(guān)器件和地電軌之間。從下面的詳細描述中應(yīng)該意識到，在升壓型、降壓型、自舉 型和降壓-升壓型模式的電路中的每一個中，開關(guān)器件電流感測電阻器在開關(guān)器件的低電 平側(cè)。例如，在負(fù)載是從dc電源充電的電池的情況下，利用在高電平側(cè)的負(fù)載電流感測 電阻器，可以提供對流入負(fù)載的電流進行監(jiān)控的裝置。本發(fā)明的另一方面提供了一種用于驅(qū)動電流通過負(fù)載的方法，所述方法包括提供第一電源軌和第二電源軌、以及連接在所述第一和第二電源軌之間的dc電 源；提供電感器；提供負(fù)載；
提供可控開關(guān)器件，能夠在導(dǎo)通狀態(tài)和不導(dǎo)通狀態(tài)之間切換，以及與所述可控開 關(guān)器件串聯(lián)的開關(guān)器件電流感測電阻器，使得所述開關(guān)器件電流感測電阻器兩端的電壓指 示流過所述開關(guān)器件的電流；以兩種配置之一對所述電感器、負(fù)載和可控開關(guān)器件進行設(shè)置，所述兩種配置包 括第一配置，在所述第一配置中，當(dāng)所述可控開關(guān)器件處于導(dǎo)通狀態(tài)時，允許電流從 所述第一電源軌通過所述電感和可控開關(guān)器件流到所述第二電源軌，旁路所述負(fù)載并供給 所述電感器能量，以及當(dāng)所述可控開關(guān)器件處于不導(dǎo)通狀態(tài)時，所述可控開關(guān)器件阻擋電 流流過其自身，電流流過所述負(fù)載，并且所述電感將能量釋放到所述負(fù)載中；以及第二配置，在所述第二配置中，當(dāng)所述可控開關(guān)器件處于導(dǎo)通狀態(tài)時，允許電流從 所述第一電源軌通過串聯(lián)的負(fù)載、電感器和可控開關(guān)器件流到所述第二電源軌，并供給所 述電感器能量，以及當(dāng)所述可控開關(guān)器件處于不導(dǎo)通狀態(tài)時，所述可控開關(guān)器件阻擋電流 流過其自身，電流流過所述負(fù)載，并且所述電感將能量釋放到所述負(fù)載中；以及控制所述開關(guān)器件在所述導(dǎo)通狀態(tài)和所述不導(dǎo)通狀態(tài)之間交替；其特征在于，所述方法還包括提供負(fù)載電流感測電阻器，并將所述負(fù)載電流感測電阻器與負(fù)載串聯(lián)，使得所述 負(fù)載電流感測電阻器兩端的電壓能夠指示流過所述負(fù)載的電流；提供指示通過所述負(fù)載的期望電流的需求信號；監(jiān)控所述需求信號、以及感測電阻器兩端的電壓；以及使用所述需求信號、所述開關(guān)器件電流感測電阻器兩端的電壓和所述負(fù)載電流感 測電阻器兩端的電壓，確定何時將所述開關(guān)器件從導(dǎo)通切換到不導(dǎo)通狀態(tài)。在特定的實施例中，該方法還包括使用所述需求信號確定將所述開關(guān)器件從所述 導(dǎo)通狀態(tài)切換到所述不導(dǎo)通狀態(tài)與將所述開關(guān)器件從所述不導(dǎo)通狀態(tài)切換回所述導(dǎo)通狀 態(tài)之間的延遲時間間隔。特定的實施例還包括監(jiān)控所述負(fù)載的溫度；生成指示負(fù)載溫度的溫度信號；以及 除使用所述需求信號、所述開關(guān)器件電流感測電阻器兩端的電壓和所述負(fù)載電流感測電阻 器兩端的電壓之外，還使用溫度信號，確定何時將所述開關(guān)器件從所述導(dǎo)通切換到所述不 導(dǎo)通狀態(tài)。特定的實施例還包括生成其幅度取決于所述需求信號的需求電流；生成其幅度取 決于所述負(fù)載電流感測電阻器兩端的電壓(例如，成比例)的負(fù)載監(jiān)控電流；設(shè)置電容器由 所述負(fù)載監(jiān)控電流充電并由所述需求電流放電；以及使用所述電容器兩端的電壓，確定何 時將所述開關(guān)器件從導(dǎo)通切換到不導(dǎo)通狀態(tài)。特定的實施例還包括生成其幅度取決于所述溫度信號的溫度監(jiān)控電流，并設(shè)置電 容器除由所述負(fù)載監(jiān)控信號充電之外，還由所述溫度監(jiān)控信號充電。在特定的實施例中，通過求和裝置生成監(jiān)控信號Vmon，以使得監(jiān)控信號Vmon的 幅度取決于開關(guān)器件電流感測電阻器兩端的電壓和電容器兩端的電壓(如，可設(shè)置求和裝 置，使得監(jiān)控信號的幅度隨著開關(guān)器件電流感測電阻器兩端的電壓增加和隨著在至少這些 電壓的范圍上電容電壓的增加而增加)，以及，該方法還包括當(dāng)Vmon的幅度達到預(yù)定閾值 時將開關(guān)器件從導(dǎo)通切換到不導(dǎo)通。
本發(fā)明的另一方面提供了一種用于驅(qū)動電流通過負(fù)載的方法，所述方法包括提供第一電源軌和第二電源軌以及連接在所述第一和第二電源軌之間的dc電 源；提供電感器；提供負(fù)載；提供可控開關(guān)器件，能夠在導(dǎo)通狀態(tài)和不導(dǎo)通狀態(tài)之間切換，以及與所述可控開 關(guān)器件串聯(lián)的開關(guān)器件電流感測電阻器，使得所述開關(guān)器件電流感測電阻器兩端的電壓指 示流過所述開關(guān)器件的電流；以兩種配置之一對所述電感器、負(fù)載和可控開關(guān)器件進行設(shè)置，所述兩種配置包 括第一配置，在所述第一配置中，當(dāng)所述可控開關(guān)器件處于導(dǎo)通狀態(tài)時，允許電流從 所述第一電源軌通過所述電感器和可控開關(guān)器件流到所述第二電源軌，旁路所述負(fù)載并供 給所述電感器能量，以及當(dāng)所述可控開關(guān)器件處于不導(dǎo)通狀態(tài)時，所述可控開關(guān)器件阻擋 電流流過其自身，電流流過所述負(fù)載，并且所述電感器將能量釋放到所述負(fù)載中；以及第二配置，在所述第二配置中，當(dāng)所述可控開關(guān)器件處于導(dǎo)通狀態(tài)時，允許電流從 所述第一電源軌通過串聯(lián)的負(fù)載、電感和可控開關(guān)器件流到所述第二電源軌，并供給所述 電感器能量，以及當(dāng)所述可控開關(guān)器件處于不導(dǎo)通狀態(tài)時，所述可控開關(guān)器件阻擋電流流 過其自身，電流流過所述負(fù)載，并且所述電感將能量釋放到所述負(fù)載中；以及控制所述開關(guān)器件在所述導(dǎo)通狀態(tài)和所述不導(dǎo)通狀態(tài)之間交替，其特征在于，所述方法還包括提供指示通過所述負(fù)載的期望電流的需求信號；以及使用所述需求信號確定將所述開關(guān)器件從所述導(dǎo)通狀態(tài)切換到所述不導(dǎo)通狀態(tài) 與將所述開關(guān)器件從所述不導(dǎo)通狀態(tài)切換回所述導(dǎo)通狀態(tài)之間的時間長度。再次地，這提供了可以根據(jù)需求信號改變延遲時間(如，響應(yīng)降低的需求而延長) 的優(yōu)勢，根據(jù)需求信號改變延遲時間與連續(xù)可變的峰值線圈電流相結(jié)合，將開關(guān)頻率保持 在可聽到的范圍之外并因此避免了尖嘯。該方法還包括提供負(fù)載電流感測電阻器，并將所述負(fù)載電流感測電阻器與負(fù)載串 聯(lián)，使得所述負(fù)載電流感測電阻器兩端的電壓指示流過所述負(fù)載的電流，然后使用需求信 號和兩個感測電阻器兩端的電壓來確定何時(即，以什么樣的開關(guān)電流)將開關(guān)器件切換 到“斷開”(到不導(dǎo)通狀態(tài))，以終止充電階段。本發(fā)明的另一方面提供了相應(yīng)的電路。本發(fā)明的特定實施例提供了包括以下組件的電路用于與dc電源連接的第一電源軌和第二電源軌；具有連接到第一電源軌的第一電感器端子、以及第二電感器端子的電感；在第二電感器端子和第二電源軌之間串聯(lián)的負(fù)載；在第二電感器端子和第二電源軌之間串聯(lián)連接的可控開關(guān)器件以及開關(guān)器件電 流感測電阻器，以使得開關(guān)器件電流感測電阻器兩端的電壓可以指示流過開關(guān)器件的電 流；控制裝置，用于控制開關(guān)器件在導(dǎo)通狀態(tài)和不導(dǎo)通狀態(tài)之間交替，在導(dǎo)通狀態(tài)中，
12開關(guān)器件允許電流通過電感器和開關(guān)器件自身以及開關(guān)器件電流感測電阻器，在第一和第 二電源軌之間流動；在不導(dǎo)通狀態(tài)中，開關(guān)器件阻擋電流通過開關(guān)器件自身在第一和第二 電源軌之間流動，由此當(dāng)開關(guān)器件處于導(dǎo)通狀態(tài)時，電路處于所連接的dc電源能夠驅(qū)動正 在增加的電流通過電感器、供給電感器能量的充電階段；以及當(dāng)開關(guān)器件處于不導(dǎo)通狀態(tài) 時，電路處于電感器電流轉(zhuǎn)而流過負(fù)載，電感器將能量釋放到負(fù)載中的放電階段，以及，其特征在于，該電路還包括在第二電感器端子和第二電源軌之間與負(fù)載串聯(lián)的負(fù)載電流感測電阻，以使得負(fù) 載電流感測電阻器兩端的電壓可以指示流過負(fù)載的電流。需求信號輸入，用于接收指示通過負(fù)載的期望電流的需求信號；以及監(jiān)控裝置，用于監(jiān)控所述需求信號以及感測電阻器兩端的電壓，并生成其幅度取 決于所述需求信號、所述開關(guān)器件電流感測電阻器兩端的電壓和所述負(fù)載電流感測電阻器 兩端的電壓的監(jiān)控信號，其中，所述控制裝置用于接收所述監(jiān)控信號，并對所述監(jiān)控信號的 幅度超過預(yù)定閾值作出響應(yīng)，將所述開關(guān)器件從所述導(dǎo)通狀態(tài)切換到所述不導(dǎo)通狀態(tài)。存在著電感器、負(fù)載和開關(guān)器件處于第一配置的示例。本發(fā)明的特定實施例提供了一種用于驅(qū)動電流通過負(fù)載的方法，該方法包括提供第一電源軌和第二電源軌、以及連接在第一和第二電源軌之間的dc電源；提供具有連接到第一電源軌的第一電感器端子、以及第二電感器端子的電感器；提供負(fù)載，并將該負(fù)載串聯(lián)在第二電感器端子和第二電源軌之間；提供在第二電感器端子和第二電源軌之間串聯(lián)連接的可控開關(guān)器件以及開關(guān)器 件電流感測電阻器，以使得開關(guān)器件電流感測電阻器兩端的電壓可以指示流過開關(guān)器件的 電流；控制開關(guān)器件在導(dǎo)通狀態(tài)和不導(dǎo)通狀態(tài)之間交替，在導(dǎo)通狀態(tài)中，開關(guān)器件允許 電流通過電感器和開關(guān)器件自身以及開關(guān)器件電流感測電阻器，在第一和第二電源軌之間 流動；在不導(dǎo)通狀態(tài)中，開關(guān)器件阻擋電流通過開關(guān)器件自身在第一和第二電源軌之間流 動，由此當(dāng)開關(guān)器件處于導(dǎo)通狀態(tài)時，dc電源驅(qū)動正在增加的電流通過電感器、供給電感器 能量；以及當(dāng)開關(guān)器件處于不導(dǎo)通狀態(tài)時，電感器電流轉(zhuǎn)而流過負(fù)載，電感器將能量釋放到 負(fù)載中，以及，其特征在于，該方法還包括提供負(fù)載電流感測電阻器，并將負(fù)載電流感測電阻器與負(fù)載在第二電感器端子和 第二電源軌之間串聯(lián)，以使得負(fù)載電流感測電阻器兩端的電壓能夠指示流過負(fù)載的電流；提供指示通過負(fù)載的期望電流的需求信號；監(jiān)控需求信號以及感測電阻器兩端的電壓；以及使用需求信號、開關(guān)器件電流感測電阻器兩端的電壓和負(fù)載電流感測電阻器兩端 的電壓來確定何時將開關(guān)器件從導(dǎo)通切換到不導(dǎo)通狀態(tài)。本發(fā)明的特定實施例提供了驅(qū)動電流通過負(fù)載的方法，該方法包括提供第一電源軌和第二電源軌以及連接在第一和第二電源軌之間的dc電源；提供具有連接到第一電源軌的第一電感器端子、以及第二電感器端子的電感器；提供負(fù)載，并將該負(fù)載串聯(lián)在第二電感器端子和第二電源軌之間；提供在第二電感器端子和第二電源軌之間串聯(lián)的可控開關(guān)器件以及開關(guān)器件電
13流感測電阻器，以使得開關(guān)器件電流感測電阻器兩端的電壓可以指示流過 開關(guān)器件的電 流；控制開關(guān)器件在導(dǎo)通狀態(tài)和不導(dǎo)通狀態(tài)之間交替，在導(dǎo)通狀態(tài)中，開關(guān)器件允許 電流通過電感器和開關(guān)器件自身以及開關(guān)器件電流感測電阻器，在第一和第二電源軌之間 流動；在不導(dǎo)通狀態(tài)中，開關(guān)器件阻擋電流通過開關(guān)器件自身，在第一和第二電源軌之間流 動，由此當(dāng)開關(guān)器件處于導(dǎo)通狀態(tài)時，dc電源驅(qū)動正在增加的電流通過電感、供給電感器能 量，以及當(dāng)開關(guān)器件處于不導(dǎo)通狀態(tài)時，電感器電流轉(zhuǎn)而流過負(fù)載，以及電感器將能量釋放 到負(fù)載中，以及，其特征在于，該方法還包括提供指示通過負(fù)載的期望電流的需求信號，以及使用需求信號確定將開關(guān)器件從導(dǎo)通狀態(tài)切換到不導(dǎo)通狀態(tài)與將開關(guān)器件從不 導(dǎo)通狀態(tài)切換回導(dǎo)通狀態(tài)之間的時間長度。應(yīng)該意識到，本發(fā)明特定的實施例通過在大范圍上控制峰值線圈電流并且在所限 定的范圍上控制斷開時間，以使得其在整個電源電壓和功率需求范圍上連續(xù)地并且不可聽 到地運行，提供了對現(xiàn)有技術(shù)中來自電感的可聽到的尖嘯問題的解決方案。本發(fā)明的另一方面提供了包括在根據(jù)以上各方面中任一方面的電路中的半導(dǎo)體 芯片封裝，該半導(dǎo)體芯片封裝包括控制裝置；監(jiān)控裝置；用于與所述電源軌連接的管腳； 用于從所述負(fù)載電流感測電阻器兩端接收差分電壓信號的管腳；用于與外部積分電容器連 接的管腳；用于從所述開關(guān)器件電流感測電阻器的高電位側(cè)接收電壓信號的管腳；以及用 于接收所述需求信號的管腳。該封裝可包括可控開關(guān)器件，然而在備選的實施例中，可控開 關(guān)器件是外部組件，該封裝包括用于與可控開關(guān)器件連接的管腳，以提供控制信號(即，驅(qū) 動信號)。該封裝可包括如圖中所示并在下面描述的一個或更多其它管腳?？蓪⒃摲庋b包 括在升壓型、降壓型、自舉型或降壓-升壓型模式電路中。在特定的實施例中，負(fù)載包括發(fā)光二極管(LED)，但在其它實施例中，例如該負(fù)載 可以是電池(由負(fù)載電流充電)、螺線管、電阻器、電燈泡、加熱元件或一些其它負(fù)載。


現(xiàn)在將參考附圖來描述本發(fā)明的實施例，在附圖中圖1是現(xiàn)有技術(shù)中已知的驅(qū)動電路的圖；圖2是圖1的電路中已知的變換器設(shè)備ZXSC410的組件的圖；圖3是體現(xiàn)了本發(fā)明并且包括了體現(xiàn)本發(fā)明的半導(dǎo)體芯片封裝的電路的圖；圖4到7是示出了體現(xiàn)本發(fā)明的不同電路的圖，其中，以關(guān)于負(fù)載、電感器和開關(guān) 器件的不同配置來設(shè)置半導(dǎo)體芯片封裝，以提供不同的操作模式；以及圖8是示出了可在本發(fā)明的實施例中使用的求和電路的圖。
具體實施例方式現(xiàn)在參考圖3，圖3示出了用于驅(qū)動負(fù)載4的體現(xiàn)本發(fā)明的電路，該電路也可被描 述為體現(xiàn)本發(fā)明的驅(qū)動電路。該電路包括與dc電源連接的第一電源軌1和第二電源軌2， 用于提供電源電壓Vin。在電源電壓輸入和地之間連接輸入電容器10。電感器3(L1)具有連接到第一電源軌1的第一電感器端子31，并具有第二電感器端子32。負(fù)載4與第二電感 器端子32和第二電源軌2之間的負(fù)載電流監(jiān)控電阻器40 (RM)相串聯(lián)。二極管11和負(fù)載4 串聯(lián)，輸出電容器12與負(fù)載和RM在二極管11和地之間并聯(lián)。在該實施例中，負(fù)載4是3W LED。該電路還包括在第二電感器端子32和第二電源軌2之間串聯(lián)連接的以雙極性晶體管 5的形式出現(xiàn)的可控開關(guān)器件和開關(guān)器件電流感測電阻器50，以使得在ISENSE和電源軌2 之間測量到的開關(guān)器件電流感測電阻器兩端的電壓501能夠指示流過開關(guān)器件的電流。串 聯(lián)連接的開關(guān)器件5和感測電阻器50 —起，與二極管11、電流監(jiān)控電阻器40和負(fù)載4的串 聯(lián)組合進行并聯(lián)連接。該電路還包括用于(使用控制信號53)控制開關(guān)器件5在導(dǎo)通狀態(tài) 和不導(dǎo)通狀態(tài)之間交替的控制裝置6，在導(dǎo)通狀態(tài)下，開關(guān)器件允許電流通過電感器3和開 關(guān)器件自身5(從其集電極51到其發(fā)射極52)以及開關(guān)器件電流感測電阻器50，在第一和 第二電源軌之間流動，以及在不導(dǎo)通狀態(tài)下，開關(guān)器件阻擋電流在第一和第二電源軌之間 流過其自身。因此，當(dāng)開關(guān)器件5處于導(dǎo)通狀態(tài)時，電路處于充電階段，在充電階段中，所連 接的dc電源能夠驅(qū)動正在增加的電流通過電感器3，供給電感器能量，以及當(dāng)開關(guān)器件處 于不導(dǎo)通狀態(tài)時，電路處于放電階段，在放電階段，電感器電流轉(zhuǎn)向流過負(fù)載4，電感器將能 量釋放到負(fù)載中。該電路還包括在第二電感器端子32和第二電源軌2之間與負(fù)載4串聯(lián)的負(fù)載電 流感測電阻器40，以使得負(fù)載電流感測電阻器兩端的電壓MVIN-ML0AD可以指示流過負(fù)載 的電流。此外，該電路包括需求信號輸入7，用于接收指示流過負(fù)載的期望電流的需求信號 ADJ。該電路還包括監(jiān)控裝置8，用于監(jiān)控需求信號7和感測電阻器40、50兩端的電壓， 并生成其幅度取決于需求信號、開關(guān)器件電流感測電阻器兩端的電壓和負(fù)載電流感測電阻 器兩端的電壓的監(jiān)控信號80?？刂蒲b置6用于接收監(jiān)控信號80，并響應(yīng)監(jiān)控信號的幅度超 過預(yù)定閾值60 (Vsense)，將開關(guān)器件5從導(dǎo)通狀態(tài)切換到不導(dǎo)通狀態(tài)。該電路還包括溫度感測裝置，該溫度感測裝置包括了其電阻Rth取決于負(fù)載4的 溫度的熱敏電阻器90。熱敏電阻器90與溫度感測裝置的另一個電阻器91在參考電壓VREF 和地之間串聯(lián)，以提供指示負(fù)載溫度的溫度信號90(TADJ)。該電路包括連接在第一和第二電源軌之間(即，在第一電源軌和地之間)的電壓 調(diào)節(jié)器13，該電壓調(diào)節(jié)器13為電路的剩余部分生成參考電壓Vcc、VREF和Vsense (即，閾 值電壓60)。控制裝置包括欠壓比較器67，連接其非反相輸入以接收參考電壓VREF，其反相 輸入從在Vcc和地之間串聯(lián)的電阻器68和69的分壓器裝置接收電壓。欠壓比較器的目的 如下。輸出驅(qū)動電路具有最小的輸入電壓，以該最小的輸入電壓，輸出驅(qū)動電路將獲得全規(guī) 格，然而，期望電路繼續(xù)以較低的輸入電壓以降低的性能工作。欠壓比較器產(chǎn)生在不同的輸 出驅(qū)動器中切換的信號，這可以以低于2V的輸入電壓實現(xiàn)該降低的驅(qū)動。此外，極端低的 溫度將最小工作電壓限制在較高的值，因此欠壓閾值也具有負(fù)的溫度系數(shù)，隨著溫度降低， 欠壓比較器以較高的輸入電壓處切換到較低的電壓電路中?？刂蒲b置6還包括啟動振蕩器和驅(qū)動器66，用于從感測電阻器50接收信號 ISENSE0啟動振蕩器以大約50kHz的固定頻率和等于1 1的占空比的降低的基極電流驅(qū) 動功率晶體管。這可能不能獲得完全的性能，然而將使得能夠以下降到低得多的輸入電壓 工作。因為在接通期間，可能電流會超過安全值，因而對RSENSE電阻器50上的信號進行監(jiān)CN
控，并且如果電流過大，則功率晶體管截止。過熱斷開電路65用于通過使驅(qū)動級64(向切換設(shè)備提供控制信號53)將開關(guān)器 件5切換到斷開來響應(yīng)過高的電路溫度(S卩，芯片溫度)。從而，如果電路變得太熱，將中止 對電感器L的充電，因為如果芯片溫度超過+150°C，將抑制輸出驅(qū)動。還將驅(qū)動信號53用來驅(qū)動500微秒單穩(wěn)態(tài)電路54，500微秒單穩(wěn)態(tài)電路54進而 驅(qū)動第二開關(guān)器件57以生成輸出信號56 (P0K)。如果功率晶體管已經(jīng)導(dǎo)通了 500 y s，并且 電流仍沒有到達SENSE比較器61所期望的值[發(fā)明人請注意是否正確？]，則P0K管腳 變成低。這是警告沒有充足的輸入電壓以達到正確的電流或者發(fā)生了物理錯誤(如開路線 圈)。如果主LED很遠，則可以將第二 LED連接到P0K管腳以警告用戶該出錯的情況。在該第一示例中，監(jiān)控裝置包括來自電壓調(diào)節(jié)器13的帶隙參考電壓VREF，電阻 器86、87和提供取決于供給需求輸入7的需求信號(ADJ)的電壓信號70 (VADJ)的過壓箝 位二極管88的設(shè)置，以及第一電壓-電流變換器81，該第一電壓-電流變換器81用于接收 電壓信號70并生成其幅度取決于需求信號的需求、或參考，電流IADJ。監(jiān)控裝置還包括第 二電壓-電流變換器82，用于生成其幅度與監(jiān)控或感測電阻器(RM)兩端的電壓成比例的負(fù) 載監(jiān)控電流IM0N，以及第三電壓-電流變換器83，用于生成其幅度取決于溫度信號92的溫 度監(jiān)控電流(熱補償電流)ITC。監(jiān)控裝置還包括電容器84 (CFB)形式的積分裝置。熱補償 電流ITC和負(fù)載監(jiān)控電流IM0N都用于對電容器84充電，而需求電流IADJ用于對該電容器 放電。從而，該電容器兩端的電壓VCFB取決于這些電流的平衡。如果負(fù)載電流超過需求電 流，這將傾向于增加電容器電壓，并且該增加的電壓可被用于將電流降低到充電階段期間 對電感器3充電的電流。將電容器電壓VCFB和在ISENSE測量到的電壓501向監(jiān)控裝置8 的求和裝置85供電，求和裝置85從供電電壓生成監(jiān)控信號80。對求和裝置進行設(shè)置以使 得增加的電容器電壓降低在終止充電時的切換電流，反之亦然。在圖8中示出了適于在圖3示出的實施例中使用并且確實適于在下面描述的并在 其它實施例中使用的求和裝置(也可稱之為求和電路)，稍后將對求和裝置進行描述。返回圖3，控制裝置包括用于將監(jiān)控信號80與閾值電壓60(VSenSe)進行比較的 比較器61、用于被比較器61的輸出610重置的鎖存電路62 (SRQ型)、以及用于在電壓信號 70所確定的時延后設(shè)置鎖存電路62的可變“斷開”延遲單穩(wěn)態(tài)電路63。信號70越小，單 穩(wěn)態(tài)電路所花費的用來設(shè)置鎖存電路62的時間越長，從而在將開關(guān)器件切換到接通狀態(tài) 以開始另一個充電階段之前所花的時間越長。現(xiàn)在將更詳細地對圖3的電路的操作進行描述。圖3的電路包含獲得外部感測電阻器40兩端的差分電壓并生成與該電壓成比例 的內(nèi)部電流IM0N的高電位電流(Highside Current)監(jiān)控器82。該電流是拉電流，這意味 著正的電流從高電位電源軌1而來。將該外部感測電阻40與電路所驅(qū)動的LED 4串聯(lián)，從 而內(nèi)部電流IM0N與LED電流成比例。用戶將器件上被稱為ADJ管腳的管腳(即，需求輸入 7)設(shè)置在0到所限定的最大電壓之間的電壓處。使用該電壓，以與AD J管腳電壓成比例的 電平，對LED中的電流編程。如果ADJ管腳處于最大值的10%處，則LED電流將在編程值的10%處。如果ADJ 管腳處于最大值的100%處，LED電流將在編程值的100%處。與高電位監(jiān)控器類似，進行 這一操作的方式是通過電壓-電流變換器81進行的，然而，這生成了與ADJ管腳上的電壓
16成比例的灌電流IADJ。應(yīng)該意識到，圖3是簡化的方框圖，包括了使得其操作能夠被理解的電路塊。與 LED 4串聯(lián)的電阻器RM 40是產(chǎn)生與LED電流成比例的電壓的電阻器，并且該電壓被差分 地提供在管腳M_VIN和M_L0AD之間。在圖中，附圖標(biāo)記100表示電路的電流驅(qū)動器件的擴 展，在邊界100外的組件是外部組件。同樣地，邊界內(nèi)的器件100是體現(xiàn)本發(fā)明的器件。在 圖中標(biāo)注了使器件100能夠連接到外部組件的管腳(如，BIAS、VIN、VREF、ADJ等)?？梢?看出，作為電壓-電流變換器82的LED電路監(jiān)控器橫跨在這些將成比例的電流驅(qū)動到CFB 節(jié)點N的管腳MVIN、ML0AD中，外部穩(wěn)定電容器84接到地?？梢钥闯鯝DJ管腳驅(qū)動產(chǎn)生參 考電流IADJ的另一個電壓-電流變換器81。CFB節(jié)點N驅(qū)動以標(biāo)記“ + ”示出的求和點85， 求和點85的另一個輸入是來自功率晶體管5的發(fā)射極感測電阻器50的電壓501。這兩個 信號被正確求出比值的和提供了去往比較器61的監(jiān)控信號80，比較器61對鎖存電路進行 重置(當(dāng)監(jiān)控信號到達預(yù)定的閾值60時，在本示例中為50mV)，使功率晶體管5截止。還可 以看出ADJ管腳7驅(qū)動可變的斷開延遲單穩(wěn)態(tài)電路63，可變的斷開延遲單穩(wěn)態(tài)電路63在編 程的斷開時間后設(shè)置鎖存電路62，使功率晶體管重回導(dǎo)通。低電壓比較器67使得電路可以 具有特別的啟動模式，并且存在為電路提供各種參考的穩(wěn)壓電路13。最后，可以看出外部熱 敏電阻器90和串聯(lián)電阻器91驅(qū)動TADJ管腳，TADJ管腳驅(qū)動另一個電壓-電流變換器83， 電壓_電流變換器83在超過預(yù)定閾值的溫度，將額外的電流ITC加到CFB節(jié)點N中，以在 LED變得過熱時降低LED中的功率。隨后立刻是對該操作的更詳細描述。來自連接到LED感測電阻40和ADJ管腳7的電壓-電流變換器81、82的兩個電 流的比例是這樣的，當(dāng)將ADJ設(shè)置為最大值并且LED電流感測電阻器降到所限定的電壓時， 這兩個電流相等。這些電流被加到外部電容器84中。如果ADJ管腳在最大值處并且LED 中的電流小于所編程最大值的100%，LED電流監(jiān)控器中的電流將小于來自ADJ管腳電路的 電流并且電容器上的電壓Vcfb將會下降。如果LED電流超過所編程電流的最大值，LED電 流監(jiān)控器將比ADJ管腳電路提供更多的電流，并且電容上的電壓將會上升。將該電壓用于 控制電感器中的峰值電流。除了作為積分器外，電容器還提供了環(huán)路補償。為了切換電感器L，在本示例中，芯片100內(nèi)還有功率晶體管5(然而在備選的實 施例中，功率晶體管(即，可控的開關(guān)器件)是芯片或芯片封裝100外的外部組件)。當(dāng)功 率晶體管導(dǎo)通時，電感器電流將會以電源電壓Vin和電感器值所確定的速率斜升。這次，在 功率晶體管的發(fā)射極中的另一個感測電阻器50檢測何時電流到達使得該電阻器中限定的 電壓下降的值。該電阻器是外部的，并且可由用戶進行選擇。在限定的電壓處，使功率晶體 管截止，并且電感器電流轉(zhuǎn)到LED電路中。晶體管截止由片上定時器所確定的時間。然而， 截止閾值不總是所限定的電壓，并且可以降低由之前所稱的穩(wěn)定電容器84上的電壓。如果 CFB電壓越高，感測電阻器50兩端的電壓的閾值就越低，因此功率晶體管截止越早并且以 更低的電感器峰值電流截止?，F(xiàn)在，存儲在電感器中的能量更小，并且LED中的平均電流降 低。以這種方式，控制環(huán)路將增加或降低電感器能量，以維持所編程的LED電流。如果用戶希望通過調(diào)節(jié)ADJ管腳電壓來降低LED功率，則電路將適當(dāng)?shù)亟档途€圈 電流。如果截止時間是固定的，則電路可以降低線圈電流的唯一方式可以是更早地使功率 晶體管截止。這會導(dǎo)致極其短的導(dǎo)通時間，該極其短的導(dǎo)通時間可接近于晶體管的開關(guān)速 度并引入開關(guān)損耗，從而降低了效率。然而，圖3中的電路設(shè)計的特征是功率晶體管的可變
17截止時間。以給出的功率設(shè)置(即，針對在需求輸入7處給出的需求信號)，通過之前所稱 的片上定時器63固定截止時間。然而，如果ADJ管腳的電壓降低了，則該定時器給出更長 的截止時間。這導(dǎo)致更小的平均功率，因此，不需要導(dǎo)通時間與功率設(shè)置成比例地減少，并 且導(dǎo)通時間可以保持在合理的值處，在電路的最大開關(guān)速率之下。從TADJ管腳驅(qū)動的電壓-電流變換器83不產(chǎn)生電流，直到LED達到通過熱敏電 阻器90和串聯(lián)電阻器91的選擇而預(yù)先確定的溫度為止。在該溫度之上，電壓-電流變換 器83產(chǎn)生線性增加的電流ITC，該ITC在另外的更高的溫度處達到最大的系統(tǒng)電流。由于 CFB節(jié)點N處的電流都需要總計為零以維持恒定的電壓，并且來自ADJ的參考電流IADJ是 固定的，所以來自TADJ電路83的電流越多將會要求來自LED電流監(jiān)控器81的電流越少來 維持該操作點。以這種方式，將功率從較低溫度的100%線性降低到較高溫度處的零，保護 LED免于熱損壞。圖3的電路包括與負(fù)載和負(fù)載感測電阻器相串聯(lián)的肖特基二極管11。在備選的實 施例中，應(yīng)該意識到，可以使用備選的二極管，或者將該二極管替換為其它一些僅針對半個 循環(huán)提供導(dǎo)通的器件，如整流器或同步開關(guān)(例如，與針對功率晶體管5的驅(qū)動有180度異 相的控制信號180所驅(qū)動的同步開關(guān))。最后，對于極端的低壓，芯片100提供了啟動模式。該模式使用驅(qū)動功率晶體管導(dǎo) 通和截止的振蕩器66，而不管是否達到預(yù)設(shè)的峰值電流?？刂骗h(huán)路(為了穩(wěn)定負(fù)載電流) 在該低壓處不工作。這在變換器中生成了降低的功率，這將以較低的亮度點亮LED，并將生 成高于電源電壓的電壓，可將該高于電源電壓的電壓用于對芯片的VIN管腳供電，以使得 芯片以滿功率并在控制環(huán)路完全起作用的情況下正確地工作。將這稱為“自舉型”模式。在 線圈電流過大的情況下(這仍可發(fā)生在低壓處)，使用較低的電流感測閾值來停止驅(qū)動功 率晶體管。圖4至7中示出了四個具有不同操作模式的體現(xiàn)本發(fā)明的不同電路。這些電路中 每一個都包括圖3的實施例中所利用的相同的芯片或芯片封裝100。應(yīng)該意識到，圖是簡化 的(如，沒有示出去耦電容和充電電容)，然而能夠使得可以理解不同的操作模式。圖5示出了在所謂“降壓型”模式中工作的電路，在該模式中，VIN大于LED電壓并 從而需要被逐步降低。換言之，在該配置中，針對VIN大于負(fù)載電壓的應(yīng)用來連接芯片100。 經(jīng)由晶體管將線圈3和LED4串聯(lián)在VIN兩端，并且電流斜升直到到達RSENSE電阻器50中 的下降所設(shè)定的預(yù)定閾值。然后，晶體管截止，并且電流繼續(xù)通過肖特基二極管11流入LED 4中。感測電阻器RM 40感測正在增加的LED電流，并當(dāng)LED電流恰當(dāng)時，降低峰值電流閾 值以保持LED電流恰當(dāng)。圖4示出了在“升壓型”模式下工作并體現(xiàn)本發(fā)明的電路。這是在VIN小于LED電 壓并從而需要被逐步升高的情況下所使用的配置。應(yīng)該意識到，該升壓型配置與以上描述 的圖3的電路的配置相對應(yīng)。經(jīng)由晶體管將線圈3連接在VIN兩端，并且電流斜升直到到 達RSENSE電阻器50中的下降所設(shè)定的預(yù)定閾值。然后，晶體管截止，并且電流通過肖特基 二極管11流入LED 4中。感測電阻器RM 40感測正在增加的LED電流，并當(dāng)LED電流恰當(dāng) 時，降低峰值電流閾值以保持LED電流恰當(dāng)?！敖祲?升壓型”操作是VIN可以高于或低于LED電壓，并在VIN小于VLED時需要 升壓，而當(dāng)VIN大于LED時進行阻擋的情況。圖7的電路用于在這種模式中操作。通過將LED 4的陰極連接到VIN而不是地來對此進行實現(xiàn)。當(dāng)使用升壓型電路時，經(jīng)由晶體管將 線圈3連接在VIN兩端，并且電流斜升，直到達到RSENSE電阻50中的下降所設(shè)置的預(yù)設(shè)閾 值。然后晶體管截止，并且電流經(jīng)由肖特基二極管11(再次地，如圖3、4、5和6中所示，在 其它實施例中，可將肖特基二極管11置換為其它整流器設(shè)備，如同步開關(guān))流入LED 4中。 感測電阻器RM 40感測LED增加電流，并當(dāng)LED增加電流恰當(dāng)時，降低峰值電流閾值以保持 LED電流適當(dāng)。VIN可以大于LED電壓，并且即使實際上是在升壓型配置中，電流也將不流 入LED，這給出了大范圍的可能的VIN電壓?！白耘e型”操作是電源比LED電壓小得多并從而需要被逐步升高的情況。圖6的電 路用于在這種模式中操作。除了將芯片100的VIN管腳連到LED 4電路的頂部，該操作與 升壓型的操作相同。經(jīng)由晶體管將線圈連接到電源兩端，并且電流斜升到取決于VIN的兩 個電平之一。如果VIN小于特定的電壓，以固定的頻率導(dǎo)通和截止晶體管，而不管該值是否 達到預(yù)設(shè)的閾值。這即使在非常低的輸入電壓的情況下也向輸出提供了一些功率。LED電 壓上升并且當(dāng)VIN超過特定電壓時，轉(zhuǎn)到上述的升壓型模式，在升壓型模式中，LED電壓到 達RSENSE電阻中的下降所設(shè)置的預(yù)設(shè)閾值。然后，晶體管截止，并且電流通過肖特基二極 管11流入LED中。感測電阻RM 40感測正在增加的LED電流，并當(dāng)正在增加的LED電流恰 當(dāng)時，降低峰值電流閾值以保持LED電流適當(dāng)?，F(xiàn)在VIN電壓等于LED電壓，即使系統(tǒng)電源 可能僅是1伏。從以上描述中，應(yīng)該意識到，實施本發(fā)明的特定電路與現(xiàn)有技術(shù)的DC-DC變換器 的不同之處在于，控制方法從跳躍模式(停止_開始)變化到電流模式(連續(xù)的)?，F(xiàn)有 技術(shù)的跳躍模式可產(chǎn)生伴隨著合成的電磁輻射的大紋波，并且跳躍的頻率可在音頻范圍之 內(nèi)，導(dǎo)致線圈鐵芯發(fā)射不期望音頻尖嘯。相反，本發(fā)明的特定實施例使用LED上的電流監(jiān)控器產(chǎn)生與LED電流成比例的信 號，并使用電路來生成與亮度需求成比例的電流。使用積分電壓調(diào)節(jié)器將這些電流用來控 制LED中的功率。包括了熱管理以漸進地降低高溫處的LED電流，避免LED熱損壞。從而，驅(qū)動LED的特定實施例與現(xiàn)有技術(shù)的不同在于提供了饋送到積分調(diào)整器 的亮度調(diào)節(jié)管腳以自由地對變換器進行漸進的控制，而不是在滿功率或零功率處提供“停 止_開始”操作的簡單比較器，并且不同在于提供了熱管理。本發(fā)明的實施例的優(yōu)勢包括以下這些。線圈電流的漸進控制，而不是現(xiàn)有技術(shù)的 “停止_開始”方法，使得變換器連續(xù)地運行。這導(dǎo)致操作頻率總是在音頻范圍之外，防止了 線圈鐵芯尖嘯。在較低的LED亮度設(shè)置處，下降的峰值電流降低了 I2R損耗。對于使用電池 操作的設(shè)備來說，雖然一開始峰值電流會很高以建立LED電流，然后該峰值電流下降并且 電路將能夠使用嚴(yán)重放電的電池繼續(xù)工作。在現(xiàn)有技術(shù)中，峰值電流總是最大值，并且如果 使用部分放電的電池而峰值電流不能到達最大值，電路將會“停轉(zhuǎn)(stall)”。熱管理還使 用了相同的功率控制環(huán)路，在更高的溫度處提供LED電流的漸進降低并防止LED損壞?？?變的斷開時間使得功率控制更高效，使得固定的外部組件能夠在更廣的電源電壓范圍上使 用。本發(fā)明的實施例可針對各種應(yīng)用使用。例如，對于從單電池的手電筒到汽車使用的任 何設(shè)備，都可使用實施例來從1伏到18伏之間的電源驅(qū)動LED?？墒褂锰囟ǖ膶嵤├齺硪院愣娏黩?qū)動固態(tài)LED而不管正在變化的電源電壓、 LED溫度和PCB溫度，并且該特定的實施例可以提供受控的亮度降低，如，從被編程電流的10% 到 100%。特定的實施例能夠使用可低于或高于LED電壓的電源電壓工作?，F(xiàn)有技術(shù)的變換 器使用了 4個開關(guān)結(jié)構(gòu)，但是這很難穩(wěn)定。相應(yīng)地，在本發(fā)明的實施例中，使用了將LED的 陰極返回到VIN而不是地的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這意味著電路將從小于LED電壓的VIN電壓工作， 然而LED不像常規(guī)的升壓型電路一樣因為大于LED電壓的VIN電壓而不可控制地開啟。可將本發(fā)明特定的實施例描述為具有積分控制器、根據(jù)被編程的電流的可變斷開 時間以及用于LED的熱補償?shù)腄C-DC變換器電路。電路將測量到的LED電流與設(shè)置需求的 編程管腳相比較，在備選的實施例中，測量到的LED電流可以是DC或低頻的PWN。差錯信 號控制PFM(脈沖頻率調(diào)制)控制器以改變存儲在外部線圈中的峰值電流(以及因此的能 量)，以獲得恰當(dāng)?shù)腖ED電流。好處包括大的輸入電壓范圍上已優(yōu)化的效率；針對一個或 多個LED(如，1到4個)的自動電流補償；因為連續(xù)的操作模式而沒有可聽到的開關(guān)噪聲； 針對任何輸入電壓和LED電流的固有穩(wěn)定性；可以在降壓型或升壓型模式下工作；以及提 供了 LED電流的熱管理，提供了高至預(yù)設(shè)的工作溫度的滿功率可用性以及在另外的更高的 預(yù)設(shè)工作溫度處從高于滿功率到零功率的線性降低。如上所述，在圖8中示出了適于在圖3示出的實施例中使用并且確實適于在下面 描述的并其它實施例中使用的求和裝置(也可稱之為求和電路)。還可以將圖8描述為功 率控制求和節(jié)點的圖。通過改變跳變比較器所需的閾值來獲得圖3的電路中(以及圖4-7 的電路中)的功率控制。比較器監(jiān)控低值電流感測電阻器兩端的電壓和該比較器跳變處的 值，從而確定該電阻器中并因此被充電的電感器中的峰值電流。當(dāng)使用圖8的設(shè)置時進行 該操作的方式是通過具有兩個電阻來進行的。一個是5kQ并去往ISENSE管腳。另一個是 45k Q并去往CFB管腳上的電壓的緩存版本(buffered version)。設(shè)計CFB管腳來當(dāng)LED 電流超過需求值進行充電以及當(dāng)LED電流小于需求值時進行放電。5kQ和45kQ的分壓 器對500mV的參考信號進行分壓。給出了 1 10的比率，因此比較器負(fù)輸入處的電壓是 50mV。當(dāng)比較器的正輸入超過預(yù)定的閾值電壓(本示例中為50mV)時比較器總是跳變。在 ISENSE管腳和發(fā)射極跟隨器的發(fā)射極之間連接類似的網(wǎng)絡(luò)，將發(fā)射極跟隨器的發(fā)射極用于 針對CFB電壓的緩存的目的。如果沒有CFB電壓，要在比較器處獲得50mV，SENSE管腳處所 需的電勢實際上是55. 5mV，因為發(fā)射極將在零伏處并且網(wǎng)絡(luò)以45/50對ISENSE電壓進行劃 分。如果發(fā)射機在500mV處，即使在ISENSE管腳上是零伏，比較器處也將有50mV，因此根本 不需要ISENSE電壓來跳變比較器。因此，CFB管腳可以將跳變比較器的ISENSE電壓從指定 的最大值改變到零，并從而改變峰值線圈電流，這便是CFB管腳怎樣控制功率的。在發(fā)射極 跟隨器的基極上的CFB管腳和發(fā)射極之間有大致700mV的VBE電壓，因此，CFB管腳上所需 的電壓范圍被移升了 700mV。替換零和500mV的“末停止(end stops) ”，電壓變成700mV和 1200mV。這意味著CFB管腳沒有效果，直到達到大約700mV為止，然后當(dāng)CFB管腳在1200mV 時，功率漸進地降低直到達到零。CFB電壓和功率之間的精確規(guī)律根本不是關(guān)鍵，因為這是 在總的反饋環(huán)路內(nèi)部并且這實際上是兩個跨導(dǎo)器的匹配，這確定了總的系統(tǒng)精確度。
20
權(quán)利要求
一種電路，包括用于與dc電源連接的第一電源軌和第二電源軌；電感器；負(fù)載；以及可控開關(guān)器件，能夠在導(dǎo)通狀態(tài)和不導(dǎo)通狀態(tài)之間切換；以及開關(guān)器件電流感測電阻器，與所述可控開關(guān)器件串聯(lián)，使得所述開關(guān)器件電流感測電阻器兩端的電壓指示流過所述開關(guān)器件的電流，以兩種配置之一對所述電感器、負(fù)載和可控開關(guān)器件進行設(shè)置，所述兩種配置包括第一配置，在所述第一配置中，當(dāng)所述可控開關(guān)器件處于導(dǎo)通狀態(tài)時，允許電流從所述第一電源軌通過所述電感器和可控開關(guān)器件流到所述第二電源軌，旁路所述負(fù)載并供給所述電感器能量，以及當(dāng)所述可控開關(guān)器件處于不導(dǎo)通狀態(tài)時，所述可控開關(guān)器件阻擋電流流過其自身，電流流過所述負(fù)載，并所述電感器將能量釋放到所述負(fù)載中；以及第二配置，在所述第二配置中，當(dāng)所述可控開關(guān)器件處于導(dǎo)通狀態(tài)時，允許電流從所述第一電源軌通過串聯(lián)的負(fù)載、電感器和可控開關(guān)器件流到所述第二電源軌，供給所述電感器能量，以及當(dāng)所述可控開關(guān)器件處于不導(dǎo)通狀態(tài)時，所述可控開關(guān)器件阻擋電流流過其自身，電流流過所述負(fù)載，并且所述電感器將能量釋放到所述負(fù)載中，以及所述電路還包括用于控制所述開關(guān)器件在所述導(dǎo)通狀態(tài)和所述不導(dǎo)通狀態(tài)之間交替的控制裝置，以及，其特征在于，所述電路還包括與所述負(fù)載串聯(lián)的負(fù)載電流感測電阻器，使得所述負(fù)載電流感測電阻器兩端的電壓能夠指示流過所述負(fù)載的電流；需求信號輸入，用于接收指示通過所述負(fù)載的期望電流的需求信號；以及監(jiān)控裝置，用于監(jiān)控所述需求信號以及感測電阻器兩端的電壓，并生成其幅度取決于所述需求信號、所述開關(guān)器件電流感測電阻器兩端的電壓和所述負(fù)載電流感測電阻器兩端的電壓的監(jiān)控信號，其中，所述控制裝置用于接收所述監(jiān)控信號，并對所述監(jiān)控信號的幅度超過預(yù)定閾值作出響應(yīng)，將所述開關(guān)器件從所述導(dǎo)通狀態(tài)切換到所述不導(dǎo)通狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中，所述監(jiān)控裝置被設(shè)置以使得所述監(jiān)控信號的幅 度對正在增加的電流通過所述開關(guān)器件作出響應(yīng)而增加。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電路，其中，所述監(jiān)控裝置被設(shè)置以使得所述監(jiān)控信號的 幅度對負(fù)載電流超過期望電流作出響應(yīng)而增加。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的電路，其中，所述監(jiān)控裝置包括第一電流生成器， 用于生成其幅度取決于所述需求信號的需求電流，所述監(jiān)控信號幅度取決于所述需求電 流。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其中，所述需求信號是電壓信號，以及所述第一電流 生成器是第一電壓_電流變換器，用于生成其幅度與需求信號電壓的幅度成比例的需求電 流。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的電路，其中，所述監(jiān)控裝置包括第二電壓-電流變換器， 用于生成其幅度與所述負(fù)載電流感測電阻器兩端的電壓成比例的負(fù)載監(jiān)控電流，所述監(jiān)控 信號幅度取決于所述負(fù)載監(jiān)控電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路，其中，所述監(jiān)控裝置包括積分裝置，用于生成取決于所 述需求電流和所述負(fù)載監(jiān)控電流之間的積分差的電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的電路，其中，所述監(jiān)控裝置包括被所述負(fù)載監(jiān)控電流充電 并被所述需求電流放電的電容器，所述監(jiān)控信號的幅度取決于所述電容器兩端的電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電路，其中，所述監(jiān)控裝置包括求和裝置，用于根據(jù)所述開關(guān) 器件電流感測電阻器兩端的電壓和所述電容器兩端的電壓的幅度生成所述監(jiān)控信號。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的電路，包括溫度感測裝置，用于感測所述負(fù)載的 溫度，并生成指示所述負(fù)載的溫度的溫度信號，所述監(jiān)控裝置用于監(jiān)控所述溫度信號，并用 于生成所述監(jiān)控信號，以使得所述監(jiān)控信號的幅度取決于所述溫度信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電路，其中，所述溫度信號是電壓信號，以及所述監(jiān)控裝置 包括第三電壓-電流變換器，用于生成其幅度與所述溫度信號的幅度成比例的溫度監(jiān)控電 流，所述監(jiān)控信號幅度取決于所述溫度監(jiān)控電流。
12.根據(jù)從屬于權(quán)利要求8的權(quán)利要求11所述的電路，其中，所述溫度監(jiān)控電流用于對 所述電容器充電。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電路，其中，所述溫度監(jiān)控電流和所述負(fù)載監(jiān)控電流是拉 電流，以及所述需求電流是灌電流。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的電路，其中，所述控制裝置用于響應(yīng)于所述監(jiān)控 信號，在將所述開關(guān)器件切換到不導(dǎo)通狀態(tài)之后的延遲時間后，將所述開關(guān)器件切換回所 述導(dǎo)通狀態(tài)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電路，其中，所述控制裝置用于根據(jù)需求信號確定所述延 遲時間。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電路，其中，所述需求信號是其幅度指示了期望電流的電 壓信號，以及所述控制裝置用于響應(yīng)于所述需求信號幅度的下降，增加所述延遲時間。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的電路，其中，所述第一電源軌是用于連接到dc 電源的正端子的正電源軌，所述第二電源軌是地電源軌，以及所述負(fù)載電流感測電阻器被 設(shè)置在所述負(fù)載的高電位側(cè)，在所述負(fù)載和所述正電源軌之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路，其中，所述開關(guān)器件電流感測電阻器被設(shè)置在所述 開關(guān)器件的低電位側(cè)，在所述開關(guān)器件和所述地電源軌之間。
19.一種用于驅(qū)動電流通過負(fù)載的方法，所述方法包括提供第一電源軌和第二電源軌、以及連接在所述第一和第二電源軌之間的dc電源；提供電感器；提供負(fù)載；提供可控開關(guān)器件，能夠在導(dǎo)通狀態(tài)和不導(dǎo)通狀態(tài)之間切換，以及與所述可控開關(guān)器 件串聯(lián)的開關(guān)器件電流感測電阻器，使得所述開關(guān)器件電流感測電阻器兩端的電壓指示流 過所述開關(guān)器件的電流；以兩種配置之一對所述電感器、負(fù)載和可控開關(guān)器件進行設(shè)置，所述兩種配置包括第一配置，在所述第一配置中，當(dāng)所述可控開關(guān)器件處于導(dǎo)通狀態(tài)時，允許電流從所述 第一電源軌通過所述電感和可控開關(guān)器件流到所述第二電源軌，旁路所述負(fù)載并供給所述 電感器能量，以及當(dāng)所述可控開關(guān)器件處于不導(dǎo)通狀態(tài)時，所述可控開關(guān)器件阻擋電流流過其自身，電流流過所述負(fù)載，并且所述電感將能量釋放到所述負(fù)載中；以及第二配置，在所述第二配置中，當(dāng)所述可控開關(guān)器件處于導(dǎo)通狀態(tài)時，允許電流從所述 第一電源軌通過串聯(lián)的負(fù)載、電感器和可控開關(guān)器件流到所述第二電源軌，供給所述電感 器能量，以及當(dāng)所述可控開關(guān)器件處于不導(dǎo)通狀態(tài)時，所述可控開關(guān)器件阻擋電流流過其 自身，電流流過所述負(fù)載，并且所述電感器將能量釋放到所述負(fù)載中；以及 控制所述開關(guān)器件在所述導(dǎo)通狀態(tài)和所述不導(dǎo)通狀態(tài)之間交替； 其特征在于，所述方法還包括提供負(fù)載電流感測電阻器，并將所述負(fù)載電流感測電阻器與負(fù)載串聯(lián)，使得所述負(fù)載 電流感測電阻器兩端的電壓能夠指示流過所述負(fù)載的電流； 提供指示通過所述負(fù)載的期望電流的需求信號； 監(jiān)控所述需求信號、以及感測電阻器兩端的電壓；以及使用所述需求信號、所述開關(guān)器件電流感測電阻器兩端的電壓和所述負(fù)載電流感測電 阻器兩端的電壓，確定何時將所述開關(guān)器件從導(dǎo)通切換到不導(dǎo)通狀態(tài)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括使用所述需求信號確定將所述開關(guān)器件從所 述導(dǎo)通狀態(tài)切換到所述不導(dǎo)通狀態(tài)與將所述開關(guān)器件從所述不導(dǎo)通狀態(tài)切換回所述導(dǎo)通 狀態(tài)之間的延遲時間間隔。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的方法，還包括監(jiān)控所述負(fù)載的溫度；生成指示負(fù)載 溫度的溫度信號；以及除使用所述需求信號、所述開關(guān)器件電流感測電阻器兩端的電壓和 所述負(fù)載電流感測電阻器兩端的電壓之外，還使用溫度信號，確定何時將所述開關(guān)器件從 所述導(dǎo)通切換到所述不導(dǎo)通狀態(tài)。
22.根據(jù)權(quán)利要求19至21中任一項所述的方法，還包括生成其幅度取決于所述需求 信號的需求電流；生成其幅度與所述負(fù)載電流感測電阻器兩端的電壓成比例的負(fù)載監(jiān)控電 流；設(shè)置電容器由所述負(fù)載監(jiān)控電流充電并由所述需求電流放電；以及使用所述電容器兩 端的電壓，確定何時將所述開關(guān)器件從導(dǎo)通切換到不導(dǎo)通狀態(tài)。
23.根據(jù)從屬于權(quán)利要求21的權(quán)利要求22所述的方法，還包括生成其幅度取決于所述 溫度信號的溫度監(jiān)控電流，并設(shè)置電容器除由所述負(fù)載監(jiān)控信號充電之外，還由所述溫度 監(jiān)控信號充電。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的方法，包括根據(jù)所述開關(guān)器件電流感測電阻器兩端的 電壓和所述電容器兩端的電壓的幅度來生成監(jiān)控信號。
25.一種用于驅(qū)動電流通過負(fù)載的方法，所述方法包括提供第一電源軌和第二電源軌以及連接在所述第一和第二電源軌之間的dc電源； 提供電感器； 提供負(fù)載；提供可控開關(guān)器件，能夠在導(dǎo)通狀態(tài)和不導(dǎo)通狀態(tài)之間切換，以及與所述可控開關(guān)器 件串聯(lián)的開關(guān)器件電流感測電阻器，使得所述開關(guān)器件電流感測電阻器兩端的電壓指示流 過所述開關(guān)器件的電流；以兩種配置之一對所述電感器、負(fù)載和可控開關(guān)器件進行設(shè)置，所述兩種配置包括 第一配置，在所述第一配置中，當(dāng)所述可控開關(guān)器件處于導(dǎo)通狀態(tài)時，允許電流從所述 第一電源軌通過所述電感器和可控開關(guān)器件流到所述第二電源軌，旁路所述負(fù)載并供給所述電感器能量，以及當(dāng)所述可控開關(guān)器件處于不導(dǎo)通狀態(tài)時，所述可控開關(guān)器件阻擋電流 流過其自身，電流流過所述負(fù)載，并且所述電感器將能量釋放到所述負(fù)載中；以及第二配置，在所述第二配置中，當(dāng)所述可控開關(guān)器件處于導(dǎo)通狀態(tài)時，允許電流從所述 第一電源軌通過串聯(lián)的負(fù)載、電感和可控開關(guān)器件流到所述第二電源軌，并供給所述電感 器能量，以及當(dāng)所述可控開關(guān)器件處于不導(dǎo)通狀態(tài)時，所述可控開關(guān)器件阻擋電流流過其 自身，電流流過所述負(fù)載，并且所述電感將能量釋放到所述負(fù)載中；以及 控制所述開關(guān)器件在所述導(dǎo)通狀態(tài)和所述不導(dǎo)通狀態(tài)之間交替， 其特征在于，所述方法還包括 提供指示通過所述負(fù)載的期望電流的需求信號；以及使用所述需求信號確定將所述開關(guān)器件從所述導(dǎo)通狀態(tài)切換到所述不導(dǎo)通狀態(tài)與將 所述開關(guān)器件從所述不導(dǎo)通狀態(tài)切換回所述導(dǎo)通狀態(tài)之間的時間長度。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，還包括以下步驟提供負(fù)載電流感測電阻器，并將所 述負(fù)載電流感測電阻器與負(fù)載串聯(lián)，使得所述負(fù)載電流感測電阻器兩端的電壓指示流過所 述負(fù)載的電流。
27.一種電路，包括用于與dc電源連接的第一電源軌和第二電源軌； 電感；負(fù)載；以及可控開關(guān)器件，能夠在導(dǎo)通狀態(tài)和不導(dǎo)通狀態(tài)之間切換；以及開關(guān)器件電流感測電阻 器，與所述可控開關(guān)器件串聯(lián)，以使得所述開關(guān)器件電流感測電阻器兩端的電壓指示流過 所述開關(guān)器件的電流；以兩種配置之一對所述電感器、負(fù)載和可控開關(guān)器件進行設(shè)置，所述兩種配置包括 第一配置，在所述第一配置中，當(dāng)所述可控開關(guān)器件處于導(dǎo)通狀態(tài)時，允許電流從所述 第一電源軌通過所述電感器和可控開關(guān)器件流到所述第二電源軌，旁路所述負(fù)載并供給所 述電感器能量，以及當(dāng)所述可控開關(guān)器件處于不導(dǎo)通狀態(tài)時，所述可控開關(guān)器件阻擋電流 流過其自身，電流流過所述負(fù)載，并且所述電感將能量釋放到所述負(fù)載中；以及第二配置，在所述第二配置中，當(dāng)所述可控開關(guān)器件處于導(dǎo)通狀態(tài)時，允許電流從所述 第一電源軌通過串聯(lián)的負(fù)載、電感器和可控開關(guān)器件流到所述第二電源軌，供給所述電感 器能量，以及當(dāng)所述可控開關(guān)器件處于不導(dǎo)通狀態(tài)時，所述可控開關(guān)器件阻擋電流流過其 自身，電流流過所述負(fù)載，并且所述電感器將能量釋放到所述負(fù)載中，以及 所述電路還包括用于控制所述開關(guān)器件在所述導(dǎo)通狀態(tài)和所述不導(dǎo)通狀態(tài)之間交替的控制裝置， 其特征在于，所述電路還包括需求信號輸入，用于接收指示通過所述負(fù)載的期望電流的需求信號，以及所述控制裝 置用于在將所述開關(guān)器件切換到不導(dǎo)通狀態(tài)之后的延遲時間后，將所述開關(guān)器件切換回所 述導(dǎo)通狀態(tài)，其中，所述控制裝置用于根據(jù)所述需求信號確定所述延遲時間。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的電路，還包括負(fù)載電流感測電阻，與所述負(fù)載串聯(lián)，以使得 所述負(fù)載電流感測電阻兩端的電壓指示流過所述負(fù)載的電流。
29.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的電路或方法，其中，所述負(fù)載包括發(fā)光二極管 (LED)。
30.一種半導(dǎo)體芯片封裝，用于包括在根據(jù)權(quán)利要求1-18或27-29中任一項所述的電 路中，所述半導(dǎo)體芯片封裝包括所述控制裝置；所述監(jiān)控裝置；用于與所述電源軌連接的 管腳；用于從所述負(fù)載電流感測電阻器兩端接收差分電壓信號的管腳；用于與外部積分電 容器連接的管腳；用于從所述開關(guān)器件電流感測電阻器的高電位側(cè)接收電壓信號的管腳； 以及用于接收所述需求信號的管腳。
31.一種基本如前參考附圖中的圖3至圖8描述的電路。
32.—種基本如前參考附圖中的圖3至圖8描述的驅(qū)動電流通過負(fù)載的方法。
33.一種基本如前參考附圖中的圖3至圖8描述的半導(dǎo)體芯片封裝。
全文摘要
電路包括電感、負(fù)載和以第一配置或第二配置設(shè)置的可控開關(guān)器件，在第一配置中，可控開關(guān)設(shè)備可在旁路負(fù)載和供給電感器能量、以及電流流過負(fù)載和電感將能量釋放到負(fù)載中之間進行切換，在第二配置中，可控開關(guān)設(shè)備件可在電流被允許流過串聯(lián)的負(fù)載、電感器和可控開關(guān)器件和供給電感器能量，以及電流流過負(fù)載和電感將能量釋放到負(fù)載中之間進行切換。電路還包括用于控制開關(guān)器件、與負(fù)載串聯(lián)的負(fù)載電流感測電阻器和需求信號輸入的控制裝置。監(jiān)控裝置用于監(jiān)控需求信號和感測電阻器兩端的電壓，并生成監(jiān)控信號?？刂蒲b置用于接收監(jiān)控信號，并用于對監(jiān)控信號超過預(yù)定閾值進行響應(yīng)而切換開關(guān)器件。
文檔編號H02M3/156GK101809852SQ200880109056
公開日2010年8月18日 申請日期2008年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月28日
發(fā)明者克雷格·泰勒, 霍華德·梅森 申請人:賽特克斯半導(dǎo)體公司