CN102427633B

CN102427633B - 给光源供电的电路和方法

Info

Publication number: CN102427633B
Application number: CN 201110236644
Authority: CN
Inventors: 柳达
Original assignee: O2Micro China Co Ltd
Current assignee: O2Micro China Co Ltd
Priority date: 2010-08-16
Filing date: 2011-08-12
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2031-08-12
Also published as: TW201228458A; CN102427633A; TWI376979B

Abstract

本发明公开了一种给多个发光二极管(LED)光源供电的驱动电路，其包括一个能量转换器和多个电流平衡控制器。所述能量转换器接收输入电压并给所述LED光源提供调制电压。与所述能量转换器相连的电流平衡控制器分别控制流经所述LED光源的多个电流。所述电流平衡控制器接收表征目标平均水平的第一参考信号和表征最大瞬时水平的第二参考信号，并将每个所述电流的平均电流调制为目标平均水平，将每个所述电流的瞬时水平调制为所述最大瞬时水平以内。

Description

给光源供电的电路和方法

技术领域

本发明涉及一种给光源供电的电路和方法。

背景技术

在显示系统中，通常使用驱动电路驱动一个或多个光源来照亮显示面板。例如，在使用发光二极管（LED）作为背光源的液晶显示屏（LCD）显示系统中，发光二极管阵列被用来照亮LCD显示面板。一个发光二极管阵列通常包括两个或者更多个LED串，每个LED串由一组LED灯互相串联连接。对于每个LED串，要达到期望的光输出量的正向压降通常随着LED芯片的尺寸、材料等诸多变化以及温度的改变而改变。因此，为了产生具有相同亮度的光输出量，驱动电路被用来将流经每个LED串中的电流调节为基本恒定。

图1所示为一个传统的LED驱动电路100的示意图。所述驱动电路100包括一个DC/DC（直流/直流）转换器102，用于将直流输入电压VIN转换为一个期望的直流输出电压VOUT，以给LED串108_1，108_2,…108_N供电。所述LED串108_1，108_2,…108_N分别与线性LED电流平衡控制器106_1,106_2,…106_N串联。选择电路104从电流感测电阻RSEN_1，RSEN_2,…RSEN_N接收监测信号并产生反馈信号。所述DC/DC转换器102基于所述反馈信号调整所述直流输出电压VOUT。所述线性LED电流平衡控制器中的运算放大器110_1，110_2,…110_N将来自电流感测电阻RSEN_1,RSEN_2,…RSEN_N的所述监测信号分别与一个参考信号REF进行比较，并产生控制信号以调整晶体管Q1,Q2，…QN在线性模式下的电阻。换言之，这种传统的LED驱动电路100线性地控制晶体管Q1,Q2，…QN以调整流过各个LED串108_1,108_2,…108_n的LED电流。这种方案不适用于需要相对较大LED电流的系统，因为所述晶体管Q1,Q2，…QN产生大量的热量，系统因能量损耗而导致能量效率降低。

图2所示为另一个传统的LED驱动电路200的示意图。在图2中，每个LED串分别与一个指定的DC/DC转换器202_1,202_2,…202_N连接。每个所述DC/DC转换器202_1,202_2,…202_N分别从一个相应的电流感测电阻RSEN_1，RSEN_2,…RSEN_N接收反馈信号，并根据相应LED电流的需要调整各自的输出电压VOUT_1，VOUT_2,…VOUT_N。这种方案的一个缺点是，因为每个LED串都需要一个指定的DC/DC转换器，如果系统存在大量的LED串时，那么系统的成本会相应的增加。

发明内容

本发明提供了一种给多个发光二极管（LED）光源提供能量的驱动电路，所述驱动电路包括一个能量转换器和多个电流平衡控制器。所述能量转换器接收输入电压并给LED光源提供调制电压。所述电流平衡控制器与所述能量转换器相连，分别控制多个通过LED光源的电流。所述电流平衡控制器接收表征目标平均水平的第一参考信号和表征最大瞬时水平的第二参考信号，并调控所述电流的平均电流为所述目标平均水平，瞬时电流在所述最大瞬时水平以内。

本发明还提供了一种用来调制流经LED光源的电流的控制器。所述控制器包括：第一参考引脚，用于接收表征目标平均水平的第一参考信号；以及第二参考引脚，用于接收表征最大瞬时水平的第二参考信号。所述控制器将所述电流的平均电流调制为目标平均水平，并将所述电流的瞬时水平调制为在所述最大瞬时水平以下。

本发明还提供了一种用来调制流经LED光源的电流的控制器。所述控制器包括：第一误差放大器，用于接收表征所述电流的目标平均水平的第一参考信号以及所述电流监测信号的平均值，并根据所述第一参考信号和相应监测信号平均值之间的差值来生成一误差信号；与所述第一误差放大器相连的比较器，用于将所述误差信号与一斜坡信号进行比较来生成一使能信号；以及与所述比较器相连的第二误差放大器，经由所述使能信号来控制启用或者禁用，以及当被所述使能信号启用时，用于比较所述监测信号和表征所述电流的最大瞬时目标的第二参考信号，以生成相应的所述驱动信号来控制所述LED光源串联的相应开关，从而将所述电流的平均电流调制为目标平均水平，并将所述电流的瞬时水平调制为在所述最大瞬时水平以下。

本发明还提供了一种用于给多个LED光源供电的方法。所述方法包括：给所述LED光源施加调制电压以生成多个分别流经所述LED光源的电流；接收表征所述电流目标平均水平的第一参考信号；接收表征所述电流最大瞬时水平的第二参考信号；将每个所述电流的平均电流调制为所述目标平均水平，将每个所述电流的瞬时水平调制为最大瞬时水平之下。

通过采用本发明所述的给多个LED光源提供能量的驱动电路以及驱动多个光源的控制器和方法，利用电流平衡控制器分别调整流经多个LED光源的电流，从而使得流过各个LED光源的平均电流与目标电流几乎相同，并且只需要一个能量转换器为所述多个光源供电，减少了能量消耗，降低了系统成本。

附图说明

以下通过对本发明的一些实施例结合其附图的描述，可以进一步理解本发明的特征和优点：

图1所示为一个传统的LED驱动电路示意图；

图2所示为另一个传统的LED驱动电路示意图；

图3所示为本发明的一个实施例的LED驱动电路的示意图；

图4所示为本发明的一个实施例的LED驱动电路的示意图；

图5所示为图4所示的开关平衡控制器以及所述开关平衡控制器与相应LED串之间的连接示意图；

图6所示为本发明的一个实施例的LED电流、电感器电流和图5所示电流感测电阻上的电压波形之间关系的示意图；

图7所示为本发明的另一个实施例的LED驱动电路的示意图；

图8所示为图7中所示开关平衡控制器以及其与相应LED串之间连接关系的示意图；

图9所示为本发明的一个实施例的LED电流、电感器电流和图7所示电流感测电阻上的电压波形之间关系的示意图；

图10所示为本发明的一个实施例给多个光源供电的方法的流程图；

图11所示为本发明的一个实施例中LED光源驱动电路的示意图；

图12A-12C为图11中所示LED光源驱动电路相关波形的示意图；

图13为图11中所示的开关平衡控制器及其与相应LED光源之间连接关系的示意图；

图14A-14B为图13中所示电流平衡控制器的本发明一个实施例的相关波形的示意图；

图15为图11中所示能量转换器的示意图；

图16所示为本发明的另一个实施例中LED光源驱动电路的示意图；

图17为图16中所示电流平衡控制器及其与相应光源之间连接关系的示意图；

图18为图17中所示电流平衡控制器的本发明一个实施例的相关波形的示意图；

图19为图16中所示能量转换器另一个实施例的示意图；

图20所示为本发明的一个实施例中给多个LED光源供电方法的流程图。

具体实施方式

以下将对本发明的实施例给出详细的参考。尽管本发明通过这些实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本发明并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，本发明涵盖所附权利要求所定义的发明精神和发明范围内的所有替代物、变体和等同物。

另外，为了更好的理解本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对于大家熟知的方法、步骤、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。在发明的实施例中，LED串是作为起照明作用的光源，但本发明中所述的驱动电路不仅仅局限于驱动LED串，还可以驱动各种其它负载。

本发明实施例提供了给LED光源供电的电路和方法，驱动电路通过控制与LED光源串联的开关来调控流经LED光源的电流。所述开关能够根据一个驱动信号交替地断开和闭合。所述驱动信号的占空比基于表征流经所述LED光源的电流的监测信号来确定。更具体地，在一个实施例中，所述驱动信号的占空比由表征所述监测信号的平均值与第一参考值之间差值的误差信号来确定。所述驱动信号的幅值由所述监测信号与第二参考值之间的差值来确定。所述第一参考值决定流经所述LED光源的目标平均电流，所述第二参考值决定流经所述LED光源的最大瞬时电流。这样流经所述LED光源的平均电流被调节为与目标平均电流基本相同，且流经每个所述LED光源的瞬时电流能被控制在最大瞬时电流以内，从而有利于驱动电路提高能量效率，并且不需要多个专门的能量转换器。

图3所示为本发明的一个实施例中LED驱动电路300的示意图。所述LED驱动电路300包括一个能量转换器（例如DC/DC转换器302）以给多个LED串提供调制电压。在图3所示的实施例中有三个LED串308_1,308_2和308_3，但是所述LED驱动电路300也可以包括有其它数量的LED串。所述LED驱动电路300还包括多个与所述DC/DC转换器302连接的开关调节器（例如降压开关调节器）306_1,306_2和306_3，用于分别调节所述LED串308_1,308_2和308_3的正向压降。所述LED驱动电路300还包括多个开关平衡控制器304_1,304_2和304_3，用于分别控制所述降压开关调节器306_1,306_2和306_3。在所述DC/DC转换器302与所述降压开关调节器306_1,306_2和306_3之间连接有反馈选择电路312，用于调节所述DC/DC转换器302的输出电压。在一个实施例中，多个电流传感器310_1,310_2和310_3分别与所述LED串308_1,308_2和308_3相连，以提供分别表征流经所述LED串308_1,308_2和308_3的多个监测信号ISEN_1,ISEN_2和ISEN_3。

在运行过程中，所述DC/DC转换器302接收输入电压VIN，并输出调制电压VOUT。在一个实施例中，每个所述开关平衡控制器304_1，304_2和304_3接收同样的表征流经每个LED串308_1,308_2和308_3的目标电流的参考信号REF，并接收来自相应电流传感器的监测信号ISEN_1,ISEN_2和ISEN_3。所述开关平衡控制器304_1,304_2和304_3分别根据所述参考信号REF和相应的监测信号产生脉冲调制信号（比如脉宽调制信号）PWM_1,PWM_2和PWM_3，并分别根据所述脉冲调制信号PWM_1,PWM_2和PWM_3调整降压开关调节器306_1，306_2和306_3的电压降。

所述开关平衡控制器304_1,304_2和304_3分别控制所述降压开关调节器306_1,306_2和306_3，以调整降压开关调节器306_1,306_2和306_3的电压降。对于每个所述LED串308_1,308_2和308_3，所述LED串的正向压降（LED串的电压降）产生流经LED串的LED电流。所述LED串的正向压降与所述调制电压VOUT和相应开关调节器的电压降之间的差值成比例。这样，通过所述开关平衡控制器304_1,304_2和304_3分别调整降压开关调节器306_1,306_2和306_3的电压降，所述LED串308_1,308_2和308_3的正向压降相应被调整。这样，所述LED串308_1，308_2和308_3的LED电流也相应被调整。本发明的一个实施例中，所述开关平衡控制器304_1,304_2和304_3分别调整开关调节器306_1,306_2和306_3的电压降，使得所有的LED电流与目标电流基本相同。此处，“基本相同”表示所述LED电流可以变化但是是在一定范围内，这样，所述LED串能够产生相对稳定亮度的期望光照输出量。

所述开关平衡控制器304_1,304_2和304_3还能够根据所述监测信号ISEN_1,ISEN_2和ISEN_3和所述参考信号REF生成多个误差信号。每个所述误差信号表征相应LED串产生与目标电流基本相同的LED电流的所需正向压降。所述反馈选择电路312接收所述误差信号并确定哪一个LED串具有最大正向压降。为了达到期望的光照输出，每个所述LED串308_1，308_2和308_3的相应正向压降是不相同的。在一个实施例中，所述的“最大正向压降”是指所述LED串308_1,308_2和308_3中能够产生相对稳定亮度的期望光照输出量的正向压降中最大的一个。所述反馈选择电路312产生一个表征所述有最大正向压降的LED串的LED电流的反馈信号301。因此，在一个实施例中，所述DC/DC转换器302根据所述反馈信号301来调整所述调制电压VOUT，以符合有最大正向压降的LED串的能量需求。例如，所述DC/DC转换器302增加VOUT以增加所述有最大正向压降的LED串的所述LED电流，或者减小VOUT以减小所述有最大正向压降的LED串的所述LED电流。

图4所示为本发明一个实施例中普通阳极连接的LED驱动电路400。图4将结合图3进行描述。与图3中的有同样附图标记的元件具有同样的功能，此处将不作详细描述。在图4所示的实施例中有三个LED串308_1,308_2和308_3。但所述LED驱动电路400还可以包括有其它数量的LED串。

所述LED驱动电路400包括多个开关调节器(例如降压开关调节器)，所述多个开关调节器分别基于一个参考信号REF和多个分别表征所述LED串308_1，308_2和308_3的LED电流的监测信号ISEN_1,ISEN_2和ISEN_3来调整所述LED串308_1,308_2和308_3的正向压降。所述监测信号ISEN_1,ISEN_2和ISEN_3能够从多个电流传感器获得。在图4所示的实施例中，每个电流传感器包括一个电流感测电阻RSEN_i(i=1,2,3)。

在一个实施例中，每个降压开关调节器包括一个电感Li(i=1,2,3)、一个二极管Di(i=1,2,3)、一个电容Ci(i=1,2,3)和一个开关Si(i=1,2,3)。所述电感Li与一个相应的LED串308_i(i=1,2,3)串联，所述二极管Di与所述串联连接的LED串308_i和电感Li并联。所述电容Ci与相应的LED串308_i并联。所述开关Si连接在相应的电感Li和接地端之间。每个降压开关调节器由脉冲调制信号例如脉宽调制（PWM）信号PWM_i(i=1,2,3)控制，所述脉冲调制信号由一个相应的开关平衡控制器304_i(i=1,2,3)产生。

所述LED驱动电路400为了满足具有最大正向压降的LED串的能量需求，还包括一个DC/DC转换器302以提供调制电压；以及一个反馈选择电路312,用于提供一个反馈信号301来调节所述DC/DC转换器302的调制电压。

在运行过程中，所述DC/DC转换器302接收一个输入电压VIN，并提供一个调制电压VOUT。所述开关平衡控制器304_i(i=1,2,3)使用一PWM信号PWM_i(i=1,2,3)控制相应开关Si(i=1,2,3)的导通状态。

在第一时间周期，所述开关Si被接通，LED电流流经所述LED串308_i、所述电感Li、所述开关Si以及电流感测电阻RSEN_i，最终接地。在一个实施例中，所述LED串308_i的正向压降与所述调制电压VOUT和一个相应开关调节器上的电压降之间的差值成比例。在所述第一时间周期中，所述DC/DC转换器302给所述LED串308_i提供电能，同时利用所述调制电压VOUT给所述电感Li充电。在第二时间周期，所述开关Si被断开，LED电流流经所述LED串308_i、所述电感Li以及所述二极管Di。在所述第二时间周期中，所述电感Li放电以给所述LED串308_i提供电能。

为了控制所述开关Si的导通状态，所述开关平衡控制器304_i生成一个相应占空比为D的PWM信号PWM_i。在一个实施例中，所述电感Li、所述二极管Di、所述电容Ci以及所述开关Si组成一个降压开关调节器。在一个实施例中，忽略所述开关Si和电流感测电阻RSEN_i上的电压降，所述LED串308_i的正向压降等于VOUT乘以D。因此，通过调节所述PWM信号PWM_i的占空比，所述LED串308_i的正向压降相应被调整。

在一个实施例中，所述开关平衡控制器304_i接收一个表征目标电流的参考信号REF和一个表征流经所述LED串308_i的LED电流的监测信号ISEN_i(i=1,2,3)，并基于所述参考信号REF和所述监测信号ISEN_i产生一个误差信号VEA_i(i=1,2,3)，来相应调整所述PWM信号PWM_i的占空比，以使所述LED电流与目标电流基本保持相同。更进一步，在一个实施例中，所述开关平衡控制器304_i通过比较所述开关Si导通时的所述监测信号ISEN_i的平均值和所述参考信号REF来生成所述误差信号VEA_i。所述误差信号VEA_i能够表征当LED电流与目标电流基本相同时相应LED串308i所需的正向压降量。在一个实施例中，越大的误差信号VEA_i表示相应的LED串308_i需要越大的正向压降。图4中的所述开关平衡控制器304_i将在图5中详细论述。

在一个实施例中，所述反馈选择电路312从所述开关平衡控制器304_i(i=1,2,3)分别接收所述误差信号VEA_i，并确定当所有的LED电流都基本相同时哪一个LED串具有最大的正向压降。所述反馈选择电路312还能从所述电流感测电阻RSEN_i接收所述监测信号ISEN_i。

所述反馈选择电路312根据所述误差信号VEA_i和/或所述监测信号ISEN_i产生一个表征所述有最大正向压降LED串的LED电流的反馈信号301。所述DC/DC转换器302根据所述反馈信号301调整所述调制电压VOUT以满足所述有最大正向压降的LED串的能量需求。在一个实施例中，只要VOUT能够满足有最大正向压降的LED串的能量需求，那么VOUT就能满足其它LED串的能量需求。这样，所有的LED串就能够被供应足够的能量以产生相对稳定亮度的期望光照输出量。

图5所示为图4中的所述开关平衡控制器304_i及其与相应LED串308_i之间连接。图5将结合图4进行描述。

在图5所示的实施例中，所述开关平衡控制器304_i包括一个积分器，用于生成所述误差信号VEA_i，以及包括一个比较器502，用于比较所述误差信号VEA_i和一个斜坡信号RMP以产生所述PWM信号PWM_i。在一个实施例中，所述积分器由一个与所述电流感测电阻RSEN_i相连的电阻器508、一个误差放大器510和一个电容器506组成，所述电容器506一端连接到所述误差放大器510和所述比较器502之间，另一端连接到所述电阻器508。

所述误差放大器510接收两个输入信号。第一个输入信号是所述参考信号REF与所述PWM信号PWM_i通过乘法器512的乘积。第二个输入信号是一个表征在所述开关Si打开状态下来自所述电流感测电阻RSEN_i的所述监测信号ISEN_i的平均值的信号ISENavg_i。所述误差放大器510的输出值是误差信号VEA_i。

比较器502将所述误差信号VEA_i与所述斜坡信号RMP进行比较，以产生所述PWM信号PWM_i，并调整所述PWM信号PWM_i的占空比。所述PWM信号PWM_i通过一缓冲器504，并用来在相应的降压开关调制器中控制所述开关Si的导通状态。在一个实施例中，在第一时间周期中，当所述误差信号VEA_i比所述斜坡信号RMP高时，所述PWM信号PWM_i被设置为逻辑高，所述开关Si闭合。在一个实施例中，在第二时间周期中，当所述误差信号VEA_i比所述斜坡信号RMP低，所述PWM信号PWM_i被设置为逻辑低，所述开关Si断开。

于是，通过比较所述误差信号VEA_i与所述斜坡信号RMP，所述PWM信号PWM_i的占空比相应被调整。在一个实施例中，当所述误差信号VEA_i的水平上升，所述PWM信号PWM_i的占空比增加，当所述误差信号VEA_i的水平下降，所述PWM信号PWM_i的占空比减少。同时，所述LED串的正向压降根据所述PWM信号PWM_i而被调整。在一个实施例中，具有较大的占空比的PWM信号会导致所述LED串308_i具有较大的正向压降，具有较小的占空比的PWM信号会导致所述LED串308_i具有较小的正向压降。

在一个实施例中，图4所示的反馈选择电路312接收VEA_1，VEA_2和VEA_3，并且通过比较VEA_1,VEA_2和VEA_3确定哪个LED串具有最大的正向压降。例如，如果VEA_1<VEA_2<VEA_3，那么反馈选择电路312确定LED串308_3具有最大的正向压降，并且产生一个表征LED串308_3的LED电流的反馈信号301。图4所示的DC/DC转换器302接收所述反馈信号301并相应地调整所述调制电压VOUT以满足所述LED串308_3的能量需求。只要VOUT能满足所述LED串308_3的能量需求，它也就能满足所述LED串308_1和LED串308_2的能量需求，于是，所有的LED串308_1、308_2和308_3都能被供应足够的能量以产生相对稳定亮度的期望光照输出量。

图6所示为本发明的一个实施例的LED串308_i的LED电流604、电感Li的电感器电流602和电流感测电阻R_{SEN_i}上的电压波形606之间关系的示意图。图6结合图4和图5进行说明。

在所述开关Si闭合的时间周期内，所述DC/DC转换器302给所述LED串308_i提供电能，并且通过所述调制电压V_OUT给所述电感Li充电。当所述开关Si被PWM_i闭合，所述电感器电流602流经所述开关Si和电流感测电阻R_{SEN_i}最终接地。当所述开关Si闭合时，所述电感器电流602增加，同时电流感测电阻R_{SEN_i}上的电压波形606也增加。

在所述开关Si断开的时间周期内，所述电感Li放电，并给所述LED串308_i充电。当所述开关Si被PWM_i断开，所述电感器电流602流经所述电感Li、所述二极管Di和所述LED串308_i。当所述开关Si断开时，所述电感器电流602减少，电流感测电阻R_{SEN_i}上的电压波形606减小至零。

在一个实施例中，与所述LED串308_i连接的电容Ci对所述电感器电流602进行滤波以生成基本稳定的LED电流604，所述LED电流604的水平是所述电感器电流602的平均水平。

因此，所述LED串308_i的所述LED电流604能够向着目标电流进行调整。在一个实施例中，当所述开关闭合的时候，电流感测电阻R_{SEN_i}上的平均电压等于所述参考信号REF的电压。

图7所示为本发明的另一个实施例的普通阴极连接的LED驱动电路700的示意图。与图4中相同附图标记对应的元件功能相同，此处将不作详细描述。在图7所示的实施例中，有三个LED串308_1、308_2和308_3。但所述LED驱动电路700也可以包括其它数量的LED串。

与图4中所示的LED驱动电路相似，所述LED驱动电路700基于一个参考信号REF和多个分别表征所述LED串308_1、308_2和308_3的LED电流的监测信号ISEN_1,ISEN_2和ISEN_3，利用多个开关调制器（例如降压开关调制器）调整所述LED串308_1、308_2和308_3的正向压降。所述监测信号ISEN_1,ISEN_2和ISEN_3能够从多个电流传感器获得。在图7所示的实施例中，每个电流传感器包括一个电流感测电阻R_{SEN_i}(i=1,2,3),一个差动放大器702_i(i=1,2,3)和一个电阻706_i(i=1,2,3)。所述电流感测电阻R_{SEN_i}与相应的LED串308_i串联。所述差动放大器702_i连接在所述电流感测电阻R_{SEN_i}和一个开关平衡控制器704_i之间。电阻706_i连接在所述差动放大器702_i和接地端之间。

在一个实施例中，每个降压开关调制器包括一个电感Li(i=1,2,3),一个二极管Di(i=1,2,3),一个电容Ci(i=1,2,3)和一个开关Si(i=1,2,3)。所述二极管Di与串联连接的所述LED串和所述电感Li并联。所述电容Ci与相应的LED串308_i并联。所述开关Si连接在DC/DC转换器302和所述电感Li之间。每个降压开关调制器被一个脉冲调制信号所控制，所述脉冲调制信号例如脉宽调制信号（PWM）由一个相应的开关平衡控制器704_i(i=1,2,3)生成。

所述LED驱动电路700还包括一个DC/DC转换器302以提供调制电压，和一个反馈选择电路312以提供一个反馈信号301来调整所述DC/DC转换器的调制电压，使得能够满足有最大正向压降的LED串的能量需求。

在所述开关Si闭合的第一时间周期内，LED电流流经LED串308_i后接地。在一个实施例中，所述LED串308_i的正向压降与所述调制电压V_OUT和相应开关调节器的电压降之间的差值成比例。在所述第一时间周期，DC/DC转换器302给LED串308_i提供电能，同时利用所述调制电压V_OUT给所述电感Li充电。在第二时间周期，所述开关Si被断开，LED电流流经所述电感Li、所述LED串308_i以及所述二极管Di。在所述第二时间周期中，所述电感Li放电以给所述LED串308_i提供电能。

图8所示为图7中的所述开关平衡控制器704_i(i=1,2,3)及其与相应LED串308_i之间的连接。图8与图5相似，不同之处在于：图7中所示的LED驱动电路700为普通的阴极连接，所述差分放大器702_i监测所述电流感测电阻R_{SEN_i}上的电压降。通过所述电阻706_i来获得一个表征所述LED串308_i的LED电流的监测信号。在一个实施例中，电阻706_i与电流感测电阻R_{SEN_i}有同样的阻值。

图9所示为所述LED串308_i的LED电流904，电感Li上的感应器电流902，及R_{SEN_i}与所述开关Si之间节点814上的电压波形906之间的关系。图9结合图7和图8进行描述。

在所述开关Si闭合的时间周期内，所述DC/DC转换器302给所述LED串308_i提供电能，并且通过所述调制电压V_OUT给所述电感Li充电。当所述开关Si被PWM_i闭合，所述电感器电流902流经所述LED串308_i最终接地。当所述开关Si闭合时，所述电感器电流902增加，同时节点814上的电压波形906减小。

在所述开关Si断开的时间周期内，所述电感Li放电，并给所述LED串308_i充电。当所述开关Si被PWM_i断开，所述电感器电流902流经所述电感Li、所述LED串308_i和所述二极管Di。当所述开关Si断开时，所述电感器电流902减少，因为没有电流流经所述电流感测电阻R_{SEN_i}，节点814上的电压波形906上升至V_OUT。

在一个实施例中，所述电容Ci与所述LED串308_i并联，用于对感应器电流902滤波,以生成基本恒定的LED电流904，其中LED电流904的水平是所述感应器电流902的平均水平。

因此，所述LED串308_i的LED电流904能够以目标电流的幅度进行调整。在一个实施例中，当开关Si闭合时，节点814的平均电压等于V_OUT与参考信号REF的电压的差值。

图10所示为本发明的一个实施例给多个LED光源供电的方法的流程图1000。尽管图10列举出了具体的步骤，所述步骤只是示例性的。本发明也适用于图10中所列步骤的其它各种变形实施步骤。图10将结合图3和图4进行描述。

在步骤1002中，能量转换器例如DC/DC转换器302将输入电压转换为调制电压。

在步骤1004中，将所述调制电压应用于所述多个LED光源（例如所述LED串308_1,308_2和308_3），以产生分别流经所述LED光源的多个LED光源电流。

在步骤1006中，多个相应开关调节器（例如多个降压开关调节器306_1,306_2和306_3）分别调整所述多个LED光源的多个相应正向压降。

在步骤1008中，多个脉冲调制信号（例如PWM信号PWM_1，PWM_1，PWM_3）分别控制所述多个开关调节器。在一个实施例中，开关Si由脉冲调制信号控制，于是在所述开关Si闭合的第一时间周期内，相应的LED光源由所述调制电压提供电能，相应的电感Li被所述调制电压充电。在所述开关Si断开的第二时间周期内，所述电感Li放电，所述光源由所述电感Li提供电能。

在步骤1010中，基于一个参考信号REF和一个相应监测信号ISEN_i来调整相应的脉冲调制信号PWM_i的占空比。在一个实施例中，所述监测信号ISEN_i由电流传感器310_i生成，所述监测信号ISEN_i表征流经相应LED光源的LED光源电流。

图11所示为本发明的一个实施例中LED驱动电路1100的示意图。所述LED驱动电路1100包括一个能量转换器1102，所述能量转换器1102接收输入电压并输出调制电压VOUT给多个LED串。所述能量转换器1102可以是，但不限于，DC/DC转换器或者AC/DC转换器。在图11所示的实施例中有三个LED串308_1,308_2和308_3作为例举，但所述LED驱动电路1100可以包括有其它数量的LED串。所述LED驱动电路1100还包括多个开关S1,S2和S3(例如金属氧化物半导体场效应晶体管)与所述LED串308_1,308_2和308_3分别连接。

此外，所述LED驱动电路1100包括多个与所述能量转换器1102相连接的电流平衡控制器1104_1,1104_2和1104_3。所述电流平衡控制器1104_1,1104_2和1104_3能够在一个预定的范围内（例如低于一个预设的电流水平）分别调整流经所述LED串308_1,308_2和308_3的所述电流，并且通过控制所述开关S1,S2和S3来平衡所述LED串308_1,308_2和308_3的电流。更进一步，所述电流平衡控制器1104_1,1104_2和1104_3接收表征目标平均水平的第一参考信号REF1和表征最大瞬时水平的第二参考信号REF2，并且将每个相应LED串上的平均电流调制为所述目标平均水平，将每个相应LED串上的瞬时电流水平调制为所述最大瞬时水平以内。

反馈选择电路1112连接在所述能量转换器1102和所述电流平衡控制器1104_1,1104_2和1104_3之间，以基于流经所述LED串308_1,308_2和3083的所述电流调整所述能量转换器1102的输出电压。

多个电流传感器（例如电阻R_{SEN_1},R_{SEN_2},和R_{SEN_3}）与所述开关S1,S2和S3分别相连，以提供多个分别表征流经所述LED串308_1,308_2和308_3的所述电流的监测信号ISEN_1,ISEN_2和ISEN_3。在一个实施例中，所述监测信号ISEN_1,ISEN_2和ISEN_3还分别表征相应LED串的正向压降。更具体的，相应的通过所述LED串308_i(例如i=1,2,3)的正向压降V_{308_i}可以由下式计算得出：

V_{308_i}=VOUT-V_Si-V_{ISEN_i},(3)

其中V_Si是通过所述开关Si的正向压降，V_{ISEN_i}是所述监测信号V_{ISEN_i}的电压。

所述电流平衡控制器1104_1,1104_2和1104_3生成多个驱动信号DRV_1,DRV_2和DRV_3（例如脉冲信号），以分别控制与所述LED串308_1,308_2和308_3串联的所述开关S1,S2和S3。所述驱动信号DRV_i(例如i=1,2,3)的占空比基于一个相应的监测信号ISEN_i和所述第一参考信号REF1而被确定。更具体地，在一个实施例中，所述驱动信号DRV_i的占空比根据相应的所述监测信号ISEN_i的平均值和所述第一参考信号REF1的差值而确定。可供选择的，所述驱动信号DRV_i的占空比根据相应的所述监测信号ISEN_i和所述第一参考信号REF1差值的平均值而确定。所述驱动信号DRV_i的幅值根据相应的所述监测信号ISEN_i和所述第二参考信号REF2差值而确定。

在操作过程中，所述电流平衡控制器1104_i接收表征目标平均电流I_REF1的所述第一参考信号REF1，并接收来自所述电流传感器R_{SEN_i}的相应监测信号ISEN_i。所述电流平衡控制器1104_i基于所述第一参考信号REF1和所述监测信号ISEN_i生成误差信号VEAC_i。更具体地，在一个实施例中，所述电流平衡控制器1104_i生成表征所述参考信号REF1和所述监测信号ISEN_i平均值的差值的所述误差信号VEAC_i。可供选择的，所述电流平衡控制器1104_i生成表征所述参考信号REF1和所述监测信号ISEN_i差值的平均值的所述误差信号VEAC_i。在一个实施例中，所述误差信号VEAC_i还表征相应LED串308_i产生的LED电流的平均水平与目标平均电流I_REF1基本相同的所需正向压降的量。

所述电流平衡控制器1104_i根据所述误差信号VEAC_i生成相应的驱动信号DRV_i，以调整流经所述LED串308_i的电流。所述驱动信号DRV_i可以是脉冲调制信号，例如脉宽调制信号。于是，所述开关Si能够交替地打开或关闭，流经所述LED串308_i的电流能够不连续。流经所述LED串308_i的电流被控制为其平均水平I_AVG基本等于所述目标电流I_REF1。在一个实施例中，所述误差信号VEAC_i与所述参考信号REF1和所述监测信号ISEN_i平均值的差值成比例，并且所述驱动信号DRV_i的占空比D与所述误差信号VEAC_i成比例。因此，如果所述监测信号ISEN_i比所述参考信号REF1小，并且使得所述误差信号VEAC_i的水平如此之高，以致所述占空比D等于100%，那么所述开关就能一直保持导通，流经所述LED串308_i的电流保持连续。

而且，所述电流平衡控制器1104_i接收表征流经所述LED串308_i的最大瞬时电流I_MAX的第二参考信号REF2。所述电流平衡控制器1104_i将流经所述LED串308_i的瞬时电流I_TRAN控制在最大瞬时电流I_MAX以内，可以防止所述LED串处在过流的情形。

图12A-图12C所示为所述转换器1100的波形。图12A为流经所述LED串308_1瞬时电流I_{TRAN_1}。图12B为流经所述LED串308_2瞬时电流I_{TRAN_2}。图12C为流经所述LED串308_3瞬时电流I_{TRAN_3}。

如果用于表征所述参考信号REF1和所述监测信号ISEN1平均值的差值的所述误差信号VEAC_1足够大，所述驱动信号DRV_1的占空比等于100%，则流经所述LED串308_1的瞬时电流I_{TRAN_1}是连续的。这样流经所述LED串308_1的瞬时电流等于流经所述LED串308_1的平均电流。对于所述LED串308_2，假设所述误差信号VEAC_2比所述误差信号VEAC_1小，并且所述监测信号ISEN_2的占空比比所述监测信号ISEN_1的占空比小。在所述电流平衡控制器1104_2的调制下，流经所述LED串308_2的瞬时电流I_{TRAN_2}是不连续的，并且比所述目标平均电流I_REF1大。对于所述LED串308_3，假设所述误差信号VEAC_3是所述误差信号VEAC_1，VEAC_2和VEAC_3中最小的一个。那么所述监测信号ISEN_3的占空比也是所述监测信号ISEN_1，ISEN_2，ISEN_3中最小的一个。在所述电流平衡控制器1104_3的调制下，流经所述LED串308_3的瞬时电流I_{TRAN_3}是所述瞬时电流I_{TRAN_3}，I_{TRAN_3}和I_{TRAN_3}最大的，但仍然小于所述最大瞬时电流I_MAX。因此，在所述电流平衡控制器1104_1，1104_2和1104_3的调制下，流经所述LED串308_1，308_2和308_3的平均电流基本与所述目标平均电流I_REF1相同。所述电流平衡控制器1104_i的调制将在图13中进一步讨论。

回到图11，在一个实施例中，所述反馈选择电路1112接收所述误差信号VEAC_1,VEAC_2和VEAC_3，并且确定哪个LED串具有最大正向压降。可替换的，所述反馈选择电路1112根据来自所述电流传感器R_{SEN_i}的所述监测信号ISEN_i确定哪个LED串具有最大正向压降。在一个实施例中，所述“最大正向压降”是指LED串308_1,308_2,和308_3中最大正向压降。在一个实施例中，所述反馈选择电路1112生成表征所述具有最大正向压降的LED串的电流的反馈信号1101。因此，所述能量转换器1102根据所述反馈信号1101调整所述调制电压VOUT，以满足具有最大正向压降的LED串的能量需求。相应地，具有更小的正向压降的LED串的能量需求也能被满足。

图13所示为图11中的所述电流平衡控制器1104_i的结构及其与相应LED串308_i的连接关系。在一个实施例中，所述电流平衡控制器1104_i包括接收所述表征目标平均水平I_REF1的第一参考信号REF1的第一参考引脚，包括接收所述表征最大瞬时水平I_MAX的第二参考信号REF2的第二参考引脚。所述电流平衡控制器1104_i将流经所述LED串308vi的电流的平均值调制到所述目标平均水平I_REF1，将流经所述LED串308_i的电流的瞬时水平限制在所述最大瞬时水平I_MAX以内。所述电流平衡控制器1104_i进一步包括传感器引脚以接收表征流经所述LED串308_i的监测信号ISEN_i。所述电流平衡控制器1104_i将所述监测信号ISEN_i的平均值与所述第一参考信号REF1进行比较，将所述监测信号ISEN_i与所述第二参考信号REF2进行比较。结果，流经所述LED串308_i的电流的占空比由所述第一参考信号REF1确定，流经所述LED串308_i的电流的幅值由所述第二参考信号REF2确定。

在图13所示的实施例中，所述电流平衡控制器1104_i包括一个积分器以生成所述误差信号VEAC_i，一个比较器1302以将所述误差信号VEAC_i与斜坡信号RMP进行比较来生成使能信号COMP_i，一个误差放大器1314以生成驱动信号DRV_i来驱动所述开关Si。所述积分器包括一个与电流感测电阻R_{SEN_i}连接的电阻1308，一个误差放大器1310，以及一个电容1306。所述电容1306一端连接于所述误差放大器1310和所述比较器1302之间，另一端与所述电阻1308连接。所述误差放大器1310接收所述参考信号REF1和所述监测信号ISEN_i的平均值，并基于所述参考信号REF1与所述监测信号ISEN_i平均值的差值生成所述误差信号VEAC_i。

所述比较器1302将所述误差信号VEAC_i与所述斜坡信号RMP进行比较来生成所述使能信号COMP_i。在图13所示的实施例中，如果所述斜坡信号的峰值水平低于所述误差信号VEAC_i，所述信号COMP_i保持恒定的水平。否则，所述信号COMP_i将会包括多个脉冲。所述信号COMP_i被用来启用和禁用所述误差放大器1314。举例来说，在一个实施例中，当所述误差信号VEAC_i比所述斜坡信号RMP大，所述信号COMP_i具有逻辑高电平来启用所述误差放大器1314。在另一个实施例中，当所述误差信号VEAC_i比所述斜坡信号RMP小，所述信号COMP_i具有逻辑低电平来禁用所述误差放大器1314。

当所述误差放大器1314被所述信号COMP_i启用后，所述误差放大器1314根据比较所述监测信号ISEN_i与所述第二参考信号REF2来生成一个相应的驱动信号DRV_i。更具体地，如果所述误差放大器1314被禁用，所述信号DRV_i断开所述开关Si，没有电流流经所述LED串308_i。如果所述误差放大器1314被启用，所述信号DRV_i由所述参考信号REF2和所述监测信号ISEN_i之间的差值控制。换言之，所述信号DRV_i的占空比由所述信号COMP_i来确定，例如通过所述误差信号VEAC_i与所述斜坡信号RMP进行比较。所述信号DRV_i的幅值由所述参考信号REF2和所述监测信号ISEN_i的差值确定。在一个实施例中，如果所述信号DRV_i的幅值比较高，相应的开关Si在打开时被充分打开。如果所述信号DRV_i的幅值比较低，相应的开关Si在打开时被线性地控制。结果，所述误差放大器1314控制流经所述LED串308_i的平均电流基本等于所述目标平均电流I_AVG，流经所述LED串308_i的所述瞬时电流I_TRAN低于所述最大瞬时电流I_MAX。例如，当流经所述LED串308_i的所述瞬时电流I_TRAN增加，所述信号DRV_i的幅值减小，于是流经所述LED串308_i的所述瞬时电流I_TRAN又减小了。因此，表征所述监测信号ISEN_i的平均值与所述参考信号REF1之间差值的所述误差信号VEAC_i增加了。相应地，表征所述驱动信号DRV_i的占空比的信号COMP_i增加。于是，通过减少所述信号DRV_i的幅值和增加所述信号DRV_i的占空比，所述LED串308_i的平均电流保持基本等于目标平均电流I_AVG，并且所述LED串308_i的瞬时电流不超过所述最大瞬时电流I_MAX。

有利的是，所述开关的能量消耗被减少了。这样，由于开关导致的热问题被避免或者减少了，并且所述LED串的能量效率提高了。更具体的，与所述LED串串联的开关有连续的电流通过时，所述相应驱动信号DRV_i的幅值比较高，所述开关能够被充分地打开，因此，所述开关具有小的能量损耗。与LED串连接的开关具有不连续的电流时，流经开关的瞬时电流增加，开关的导通时间和开关的正向压降减少，这样，与所述LED串连接的具有不连续电流的开关的能量消耗也将减少。

图14A-14B所示为与所述电路1300的相关的波形1400。图14A-14B将结合图13进行描述。图14A所示为所述误差信号VEAC_i、所述斜坡信号RMP、所述驱动信号DRV_i、所述参考信号REF1和REF2以及所述监测信号ISEN_i的波形。所述监测信号ISEN_i的瞬时水平低于所述参考信号REF2，并且所述监测信号ISEN_i的平均水平基本等于所述参考信号REF1。

图14B所示为所述误差信号VEAC_i’、所述斜坡信号RMP’、所述驱动信号DRV_i’、所述参考信号REF1和REF2以及所述监测信号ISEN_i’的波形。在图14B所示的实施例中,所述监测信号ISEN_i’比图14A中的所述监测信号ISEN_i大。因此，所述驱动信号DRV_i’的幅值比所述驱动信号DRV_i小。而且，所述误差信号VEAC_i’相应比所述误差信号VEAC_i小，所述驱动信号DRV_i’的占空比比所述驱动信号DRV_i小。所述监测信号ISEN_i’的瞬时水平低于所述参考信号REF2，并且所述监测信号ISEN_i’的平均水平基本等于所述参考信号REF1。

图15所示为图11中能量转换器1102的结构的一个实施例。在图15所示的实施例中，所述能量转换器为DC/DC转换器，包括电感1502、电容1506、二极管1504、控制所述输出电压VOUT的电源开关1508、生成控制所述电源开关1508的控制信号1522的控制器1530、以及检测流经所述电源开关1508的电流的传感器1510。所述电源开关1508可以是但不局限于金属氧化物半导体场效应晶体管。在一个实施例中，所述传感器1510是一个电阻。在另一个实施例中，所述控制信号1522是一个脉宽调制信号（PWM）。

在运行过程中，当所述电源开关1508导通，流经所述电感1502、所述电源开关1508和所述电阻1510的电流给所述电感1502充电。当所述电源开关1508被断开，流经所述电感1502和所述二极管1504的电流给所述电容1506充电。这样，所述输出电压VOUT被调制。

所述控制器1530包括一个振荡器1532、一个累加器1534、一个比较器1536和一个缓冲器1538。在运行过程中，所述累加器1534将来自所述传感器1510的传感器信号累加到来自所述振荡器1532的斜坡信号中，用于输出一个累加信号1540。所述比较器1536将所述累加信号1540与表征所述有最大正向压降降的LED串电流的所述反馈信号1101进行比较。所述比较器1536的输出通过所述缓冲器1538提供给所述电源开关1508。这样，所述控制信号1522可以调制所述输出电压VOUT以满足所述LED串308_1,308_2和308_3的能量需求。

图16所示为本发明的一个实施例中LED驱动电路1600的示意图。与图11中相同附图标记的元件具有同样的功能。所述电流平衡控制器1104_i’还接收相应的调光信号DIM_i。所述调光信号DIM_i可以是脉宽调制信号。所述LED串308_i的亮度可以被所述参考信号REF1和REF2以及所述调光信号DIM_i所控制。更进一步，当所述调光信号DIM_i被设置为第一水平，例如逻辑高，所述电流平衡控制器1104_i’被启用，并且，所述驱动信号DRV_i根据所述参考信号REF1和REF2，经由所述开关Si调制流经所述LED串308_i的电流。当所述调光信号DIM_i被设置为第二水平，例如逻辑低，所述电流平衡控制器1104_i’被禁用，于是所述开关Si被断开，没有电流流经所述LED串308_i。在一个实施例中，所述调光信号DIM_i的频率比所述开关Si的开关频率低。

此外，所述电路1600可以将所述驱动信号DRV_i与所述调光信号DIM_i同步。例如，当所述调光信号DIM_i包含上升沿以启用相应的电流平衡控制器1104_i’时，所述驱动信号DRV_i也包括有所述上升沿以闭合相应开关Si；当所述调光信号DIM_i包含下降沿以禁用相应的电流平衡控制器1104_i’时，所述驱动信号DRV_i也包括有所述下降沿以断开相应开关Si。

另外，在一个实施例中，所述调光信号DIM_i控制所述能量转换器1102’的运行。如果任何所述调光信号DIM_1-DIM_3处于第一水平，那么所述能量转换器1102’根据所述反馈信号1101调制所述输出电压VOUT。如果所有的所述调光信号DIM_i都处于第二水平，那么所述能量转换器1102’保持所述输出电压VOUT，且不根据所述反馈信号1101调制所述输出电压VOUT。

图17所示为图16中所述电流平衡控制器1104_i’结构及其与相应LED串308_i之间的连接。图17将结合图13和图16进行描述。在图17所示的实施例中，所述电流平衡控制器1104_i’还包括一个调光控制引脚以接收所述调光信号DIM_i。如果所述调光信号DIM_i处于第一水平，流经所述LED串308_i的电流由所述第一参考信号REF1和所述第二参考信号REF2确定，如果所述调光信号DIM_i处于第二水平，流经所述LED串308_i的电流将被切断。更具体地，所述调光信号DIM_i启用或者禁用所述误差放大器1310和所述比较器1302。如果所述调光信号DIM_i处于第二水平，所述误差放大器1310和所述比较器1302被禁用，没有电流流经所述LED串308_i。如果所述调光信号DIM_i处于第一水平，所述误差放大器1310和所述比较器1302被启用。也就是说，所述误差放大器1310将所述参考信号REF1与所述监测信号ISEN_i的平均值进行比较，所述比较器1302将所述斜坡信号RMP与所述误差信号VEAC_i进行比较，并且所述驱动信号DRV_i通过所述开关Si调制流经所述LED串308_i的电流。此外，所述调光信号DIM_i可以控制所述斜坡信号以使所述驱动信号DRV_i与所述调光信号DIM_i同步。所述同步过程将在图18中进一步描述。

图18所示为所述电路1700的波形1800。图18将结合图17进行描述。在图18所示的实施例中，所述调光信号DIM_i是一个脉冲信号。一旦所述调光信号DIM_i从第二状态转变为第一状态，例如从逻辑低电平转变为逻辑高电平，所述斜坡信号RMP开始增加。当所述调光信号DIM_i处于第一水平，所述电流平衡控制器1104_i’可以根据所述驱动信号DRV_i交替转换开关Si的开或者关的状态。所述监测信号ISEN_i表征流过所述LED串308_i的电流。所述误差信号VEAC_i表征所述参考信号REF1减去所述监测信号ISEN_i平均值的结果。所述监测信号ISEN_i的瞬时水平低于所述参考信号REF2,并且，当所述调光信号DIM_i处于逻辑高电平的时间周期时，所述监测信号ISEN_i的平均水平基本等于所述参考信号REF1。

此外，一旦所述调光信号DIM_i从所述第一水平转换到第二水平，例如，从逻辑高电平转换为逻辑低电平，所述斜坡信号RMP下降到谷底水平。相应的，所述驱动信号DRV_i关闭所述开关Si，没有电流流经所述LED串308_i。所述电路1700能够将所述斜坡信号RMP与所述调光信号DIM_i同步，这样也就将所述驱动信号DRV_i与所述调光信号DIM_i同步。

图19所示为图16中所示的能量转换器1102’的结构。与电路1100中的能量转换器1102相比，电路1600中的所述能量转换器1102’还包括一个或门1942和一个与门1946。所述或门1942接收所述调光信号DIM_1-DIM_3。在一个实施例中，经由所述或门1942和所述与门1946，当任何一个所述调光信号DIM_i处于第一水平时，所述能量转换器1102’根据所述反馈信号1101调制所述输出电压VOUT，并且当所有的所述调光信号DIM_1-DIM_3处于第二水平时，禁用所述控制器1530’，维持所述输出电压VOUT。

图20所示为本发明的一个实施例中给多个LED光源供电方法的流程图2000。尽管图20中描述了具体的步骤，但所述步骤只是示例性质的，本发明也适用于其它步骤或者图20中所述步骤的变形实施例。图20将结合图16进行描述。

在步骤2002中，一个输入电压VIN经由一个能量转换器例如DC/DC转换器1102’被转换成一个调制电压VOUT。并且所述调制电压VOUT被应用于多个LED光源例如LED串308_1,308_2,和308_3，以产生多个分别流经所述LED光源的电流。

在一个实施例中，所述误差信号VEAC_i由所述监测信号ISEN_i的平均值和所述第一参考信号REF1的差值确定。在一个实施例中，根据所述误差信号来判断确定哪个LED串具有最大正向压降，其中所述能量转换器能够将所述调制电压VOUT调整为满足具有最大正向压降的所述LED光源的能量需求。可替换地，根据所述监测信号ISEN_i来确定哪个LED串具有最大正向压降，其中能量转换器能够将所述调制电压VOUT调整为满足具有最大正向压降的所述LED光源的能量需求。在一个实施例中，所述“最大正向压降”是指LED串308_1，308_2,和308_3中最大正向压降。在步骤2004中，接收表征所述电流的目标平均水平的第一参考信号REF1。

在步骤2006中，接收表征所述电流的最大瞬时水平的第二参考信号REF2。

在步骤2008中，流经所述LED光源的每一电流的平均电流被调制为目标平均水平，流经所述LED光源的每一电流的瞬时水平被调制为在最大瞬时水平之下。更进一步，多个脉冲信号DRV_i被生成以分别调制流经所述LED串308_1,308_2和308_3的电流。所述脉冲信号DRV_i的占空比根据所述第一参考信号REF1来决定。所述脉冲信号DRV_i的幅值根据所述第二参考信号REF2来决定。更具体的，所述脉冲信号DRV_i的占空比是通过比较误差信号VEAC_i和斜坡信号RMP来确定。在一个实施例中，所述误差信号VEAC_i由所述监测信号ISEN_i的平均值和所述第一参考信号REF1的差值确定。所述脉冲信号DRV_i的幅值根据所述第二参考信号REF2和所述监测信号ISEN_i的差值确定。

在一个实施例中，所述LED串308_i的亮度进一步被一个调光信号DIM_i所控制，所述LED串的亮度由LED串的电流决定。例如，当所述调光信号DIM_i被设置为第一水平例如逻辑高时，根据所述参考信号REF1和REF2调节流经所述LED串308_i的电流，当所述调光信号DIM_i被设置为第二水平例如逻辑低时，流经所述LED串308_i的电流被禁止。

虽然之前的说明和附图描述了本发明的实施例，应当理解在不脱离后附权利要求书所界定的本发明原理的精神和发明范围的前提下可以有各种增补、修改和替换。本领域技术人员应该理解，本发明在实际应用中可以根据具体的环境和工作要求在不脱离发明准则的前提下在形式、结构、布局、比例、材料、元素、组件及其他方面有所变化。因此，披露的实施例仅用于说明而非限制，本发明之范围由后附权利要求及其合法等同物界定，而不限于此前之描述。

Claims

1.一种用来给多个LED光源提供能量的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路包括：

能量转换器，用于接收输入电压并给所述LED光源提供调制电压；

多个与所述LED光源相连的电流传感器，用于生成多个监测信号，所述多个监测信号分别表征流经所述LED光源的多个电流；以及

多个与所述能量转换器相连的电流平衡控制器，用于分别控制流经所述LED光源的所述多个电流，所述电流平衡控制器接收表征目标平均水平的第一参考信号和表征最大瞬时水平的第二参考信号，并生成多个驱动信号，以分别控制与所述LED光源串联的多个开关，将每个所述电流的平均电流调制为所述目标平均水平，将每个所述电流的瞬时水平调制为在所述最大瞬时水平以下，其中，所述驱动信号的占空比基于所述第一参考信号和相应的所述监测信号进行确定，所述驱动信号的幅值根据所述第二参考信号和相应的所述监测信号之间的差值来确定。

2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于：所述电流平衡控制器还用于接收相应的调光信号；以及如果所述调光信号处于第一水平，所述电流平衡控制器根据所述第一参考信号和所述第二参考信号调制所述电流；如果所述调光信号处于第二水平，所述电流平衡控制器被禁用。

3.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述电流平衡控制器包括：

第一误差放大器，用于根据所述第一参考信号和相应的所述监测信号的平均值之间的差值来生成误差信号；

与所述第一误差放大器相连的比较器，用于将所述误差信号与斜坡信号进行比较来生成使能信号；以及

与所述比较器相连的第二误差放大器，经由所述使能信号来控制启用或者禁用，以及当所述第二误差放大器被所述使能信号启用时，用于比较所述监测信号和所述第二参考信号，以生成相应的所述驱动信号。

4.根据权利要求3所述的驱动电路，其特征在于，所述电流平衡控制器还包括：

与所述电流传感器相连接的电阻，以及一端连接于所述第一误差放大器和所述比较器之间、另一端连接于所述电阻的电容。

5.根据权利要求3所述的驱动电路，其特征在于：所述第一误差放大器和所述比较器还用于接收调光信号，以及当所述调光信号处于第一水平时，所述第一误差放大器将所述第一参考信号与相应的所述监测信号的平均值进行比较，所述比较器将所述误差信号与所述斜坡信号进行比较；当所述调光信号处于第二水平时，所述第一误差放大器和所述比较器被禁用。

6.根据权利要求2或5所述的驱动电路，其特征在于：所述调光信号为脉宽调制信号。

7.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于：所述驱动信号为脉宽调制信号。

8.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路还包括：连接于所述能量转换器和所述电流平衡控制器之间的反馈选择电路，用于接收所述监测信号并判断所述LED光源中具有最大正向压降的LED光源，其中所述能量转换器能够将所述调制电压调整为满足具有最大正向压降的所述LED光源的能量需求。

9.根据权利要求3所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路还包括：连接于所述能量转换器和所述电流平衡控制器之间的反馈选择电路，用于接收所述误差信号并判断所述LED光源中具有最大正向压降的LED光源，其中所述能量转换器能够将所述调制电压调整为满足具有最大正向压降的所述LED光源的能量需求。

10.根据权利要求8或9所述的驱动电路，其特征在于，所述反馈选择电路生成表征所述具有最大正向压降的LED光源的电流的反馈信号，并将所述反馈信号发送给所述能量转换器，以用于所述能量转换器调整所述调制电压。

11.根据权利要求10所述的驱动电路，其特征在于，所述能量转换器包括：控制输出所述调制电压的电源开关；控制所述电源开关导通或断开的控制器，检测流经所述电源开关的电流的传感器，以及电感、电容和二极管；

其中，当所述电源开关导通时，流经所述电感、所述电源开关和所述传感器的电流给所述电感充电，且当所述电源开关被断开时，流经所述电感和所述二极管的电流给所述电容充电，从而输出所述调制电压。

12.根据权利要求11所述的驱动电路，其特征在于，所述能量转换器的所述控制器包括：

振荡器，用于产生斜坡信号；

累加器，用于将来自所述传感器的传感器信号累加到来自所述振荡器的斜坡信号中，并输出累加信号；

比较器，用于将所述累加信号与表征所述具有最大正向压降的LED光源的电流的所述反馈信号进行比较，并输出比较结果；以及

缓冲器，用于接收所述比较器输出的比较结果并提供给所述电源开关，以调节所述调制电压。

13.根据权利要求11所述的驱动电路，其特征在于，所述能量转换器的所述控制器还包括：

振荡器，用于产生斜坡信号；

累加器，用于将来自所述传感器的传感器信号累加到来自所述振荡器的所述斜坡信号中，并输出累加信号；

比较器，用于将所述累加信号与所述反馈信号进行比较，并输出比较结果；

或门，用于接收多个调光信号，并产生第一输出信号；

与门，用于接收所述比较结果和所述第一输出信号，并产生第二输出信号；以及

缓冲器，用于接收所述第二输出信号并提供给所述电源开关；

其中，当所述调光信号中的任何一个调光信号处于第一水平时，所述能量转换器根据所述反馈信号调节所述调制电压；当所述调光信号都处于第二水平时，禁用所述控制器，维持所述调制电压。

14.一种用来调制流经LED光源的电流的控制器，其特征在于，所述控制器包括：

第一参考引脚，用于接收表征目标平均水平的第一参考信号；

第二参考引脚，用于接收表征最大瞬时水平的第二参考信号；以及

传感器引脚，用于接收表征所述电流的监测信号；

其中，所述控制器生成驱动信号，以控制与所述LED光源串联的开关，将所述电流的平均电流调制为所述目标平均水平，并将所述电流的瞬时水平调制为在所述最大瞬时水平以下，其中，所述驱动信号的占空比基于所述第一参考信号和所述监测信号进行确定，所述驱动信号的幅值根据所述第二参考信号和所述监测信号之间的差值来确定。

15.根据权利要求14所述的控制器，其特征在于：所述控制器还包括：调光控制引脚，用于接收调光信号；

其中，如果所述调光信号处于第一水平，所述电流根据所述第一参考信号和所述第二参考信号确定；如果所述调光信号处于第二水平，所述电流被切断。

16.根据权利要求14所述的控制器，其特征在于：

所述控制器比较所述监测信号的平均值与所述第一参考信号，并比较所述监测信号与所述第二参考信号。

17.一种用来调制流经LED光源的电流的控制器，其特征在于，所述控制器包括：

第一误差放大器，用于接收表征所述电流的目标平均水平的第一参考信号以及所述电流的监测信号的平均值，并根据所述第一参考信号和所述监测信号的平均值之间的差值来生成误差信号；

与所述比较器相连的第二误差放大器，经由所述使能信号来控制启用或者禁用，以及当所述第二误差放大器被所述使能信号启用时，用于比较所述监测信号和表征所述电流的最大瞬时水平的第二参考信号，以生成驱动信号来控制与所述LED光源串联的相应开关，从而将所述电流的平均电流调制为所述目标平均水平，并将所述电流的瞬时水平调制为在所述最大瞬时水平以下。

18.根据权利要求17所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括：

与电流传感器相连接的电阻，以及一端连接于所述第一误差放大器和所述比较器之间、另一端连接于所述电阻的电容，所述电流传感器与所述LED光源相连，用于产生所述监测信号。

19.根据权利要求17所述的控制器，其特征在于：所述第一误差放大器和所述比较器还用于接收调光信号，其中，当所述调光信号处于第一水平时，所述第一误差放大器将所述第一参考信号与所述监测信号的平均值进行比较，所述比较器将所述误差信号与所述斜坡信号进行比较；当所述调光信号处于第二水平时，所述第一误差放大器和所述比较器被禁用。

20.根据权利要求17所述的控制器，其特征在于：所述电流的占空比根据所述第一参考信号确定。

21.根据权利要求17所述的控制器，其特征在于：所述电流的幅值根据所述第二参考信号确定。

22.一种用于给多个LED光源供电的方法，其特征在于，所述方法包括：

给所述LED光源施加调制电压以生成多个分别流经所述LED光源的电流；

接收表征目标平均水平的第一参考信号；

接收表征最大瞬时水平的第二参考信号；

生成多个监测信号，以分别指示流经所述多个LED光源的电流；以及

生成多个驱动信号，以分别控制与所述LED光源串联的多个开关，将每个所述电流的平均电流调制为所述目标平均水平，将每个所述电流的瞬时水平调制为最大瞬时水平之下，

其中，所述驱动信号的占空比基于所述第一参考信号和相应的所述监测信号进行确定，所述驱动信号的幅值根据所述第二参考信号和相应的所述监测信号之间的差值来确定。

23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收调光信号，以调节流经所述LED光源的电流；

其中，如果所述调光信号处于第一水平，根据所述第一参考信号和所述第二参考信号来确定所述电流；如果所述调光信号处于第二水平，切断所述电流。

24.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述监测信号判断所述LED光源中具有最大正向压降的LED光源，并将所述调制电压调整为满足具有最大正向压降的所述LED光源的能量需求。

25.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述监测信号的平均值和所述第一参考信号的差值生成误差信号；以及

根据所述误差信号判断所述LED光源中具有最大正向压降的LED光源，并将所述调制电压调整为满足具有最大正向压降的所述LED光源的能量需求。