CN103857140B

CN103857140B - Led发光控制器、驱动器、驱动方法、照明设备及显示设备

Info

Publication number: CN103857140B
Application number: CN201210524602.8A
Authority: CN
Inventors: 宋振宇
Original assignee: Dai Luo Lattice Integrated Circuit (tianjin) Co Ltd
Current assignee: Dai Luo Lattice Integrated Circuit (tianjin) Co Ltd
Priority date: 2012-12-06
Filing date: 2012-12-06
Publication date: 2016-09-21
Anticipated expiration: 2032-12-06
Also published as: CN103857140A

Abstract

本发明提供了一种发光二极管(LED)发光控制器、驱动器、驱动方法、照明设备及显示设备。根据本发明的实施方式，该LED发光控制器可以包括：一个或多个输出端，每个所述输出端可操作以连接至一个LED通道调节器；照度控制器，可操作以产生数字形式的电流水平信号以及电流水平输出控制信号；以及信号转换单元，可以操以将所述数字形式的电流水平信号转换成模拟形式的电流水平信号，以及基于所述电流水平输出控制信号，在所述一个或多个输出端其中之一处输出所述模拟形式的电流水平信号。根据本发明的实施例，可以有效地减小LED驱动器的设备尺寸和功率耗散，由此使其特别适合于要求较小设备尺寸和/或较小功率耗散的应用。

Description

LED发光控制器、驱动器、驱动方法、照明设备及显示设备

技术领域

本发明的实施方式涉及发光二极管(LED)照明的技术领域，更特别地涉及一种LED发光控制器、LED驱动器、LED驱动方法以及包括LED驱动器的照明设备和显示设备。

背景技术

LED已经广泛应用于多种电子应用中，例如建筑照明、汽车头尾灯、液晶显示设备的背光以及闪光灯等。与如白炽灯和荧光灯之类的常规光源相比，LED具有诸多显著优点。这些优点包括效率高、方向性好、色彩稳定性高、可靠性高、寿命长、体积小以及具有环

境安全性。

LED本身是一种电流驱动设备，因此调节通过LED的电流是重要的控制技术之一。为了从一个直流(DC)电压源来驱动一个大的LED阵列，通常需要使用诸如升压或降压-升压转换器之类的DC-DC开关功率转换器，以便为多个LED串提供顶部导轨(top rail)电压。在使用LED背光的液晶显示器(LCD)应用中，通常使用控制器来控制多个LED串，而每个LED串均具有独立的电流设置。因此该控制器能够独立地控制LCD不同部分的亮度。此外，该控制器还能够以定时的方式开启或关闭LCD的不同部分。

在由Xuecheng，Jin等人于2009年9月11号申请的美国专利申请12/558,275中，提出了一种自适应开关模式LED驱动器。出于说明目的，在图1中示意性地示出了根据该方案的自适应开关模式LED驱动器。

如图1所示，该自适应开关模式LED驱动器300包含功率管理模块301，其例如是升压转换器。该功率管理模块301被配置以接收输入电压Vin并产生用于驱动各个LED串的输出电压Vboost。在每个LED通道中，LED串302与一个通道开关Q_P串联连接，该通道开关Q_P根据施加其上的占空比信号来开启或关闭相应的LED串302。此外，在每个LED通道中，诸如低压差调节器(LDO)的通道调节器304还串联连接至通道开关Q_P，且被配置以接收编程的电流水平信号，并根据编程的电流水平信号调节经过LED串的电流。

照度控制器310可以被配置为针对每个LED串产生与可编程电流水平的有限集合中的一个相对应的编程电流水平信号，以便由各个通道调节器来控制通过相应LED串的电流。照度控制器310此外还产生作为编程的电流水平的函数的占空比信号，该占空比信号被提供给通道开关Q_P以便控制LED串的开启或关闭。照度控制器310可以为不同LED串设置不同的编程的电流，并为每个LED串设置不同的占空比，以补偿LED串之间的电流差异和不同的电流-电压特性，由此可以驱动具有不同电流-电压特性的多个LED串。

在所示的自适应开关模式LED驱动器300中，照度控制器310是数字设备，其产生的是数字形式的信号，而作为LDO中的部件的运算放大器306是个模拟器件，其需要模拟形式的信号作为其输入。为此，在图1所示的电路中，针对每个通道调节器采用了一个DAC电路，以便将照度控制器310产生的数字形式的电流水平信号转换成模拟形式的电流水平信号并提供给通道调节器304，以由其调节通过相应LED串的电流。

然而，随着LED通道数目的增加，自适应开关模式LED驱动器的电路尺寸和功率耗散都将急剧增加。为此，在本领域存在对于减小LED驱动器的电路尺寸和降低功率耗散的需求。

发明内容

有鉴于此，本文提出了一种新的LED驱动技术以便至少部分上解决或者缓解现有技术中存在的至少部分问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种发光二极管LED发光控制器。该LED发光控制器可以包括：一个或多个输出端，每个所述输出端可操作以连接至一个LED通道调节器；照度控制器，可操作以产生数字形式的电流水平信号以及电流水平输出控制信号；以及信号转换单元，可以操以将所述数字形式的电流水平信号转换成模拟形式的电流水平信号，以及基于所述电流水平输出控制信号，在所述一个或多个输出端其中之一处输出所述模拟形式的电流水平信号。

在一个实施方式中，所述信号转换单元可以包括：数模转换器，被配置为将所述数字形式的电流水平信号转换成所述模拟形式的电流水平信号；以及一个或多个采样与保持单元，每个所述采样与保持单的输出可操作以连接至一个输出端，且可操作以基于输入的电流水平输出控制信号，对所述模拟形式的电流水平信号进行采样，并保持采样到的电流水平信号。

在另一实施方式中，所述一个或多个采样与保持单元每个可以被配置为响应于所述输入的电流水平输出控制信号的值为低，对所述模拟形式的电流水平信号进行采样，以及响应于所述输入的电流水平输出控制信号的值为高，对所述模拟形式的电流水平信号进行保持。

在又一实施方式中，所述数模转换器的数目小于所述采样与保持单元的数目。

在又一实施方式中，所述数模转换器的数目为1。

在另一实施方式中，其中所述一个或多个采样与保持单元是以下其中任意一种或多种：金属氧化物半导体场效应晶体管采样保持器；双缓冲采样保持器；具有互补金属氧化物半导体开关的双缓冲采样保持器；反馈采样保持器；具有输入放大器稳定电路的反馈采样保持器；积分采样保持器；基于米勒电容的采样保持器；以及开关电容采样保持器。

根据本发明的第二方面，提供了一种发光二极管LED驱动器。该LED驱动器可以包括：根据公开的第一方面所述的LED发光控制器；以及一个或多个LED通道调节器，其分别与所述LED发光控制器的所述一个或多个输出端电连接，且可操作以基于输入的模拟形式的电流水平信号，调节相应LED串的电流。

根据本发明的第三方面，提供了一种照明设备，包括根据本公开的第二方面的LED驱动器。

根据本发明的第四方面，提供了一种显示设备，其包括根据本公开的第三方面所述的照明设备。

根据本发明的第五方面，提供了一种用于驱动发光二极管LED的方法。所述方法可以包括：产生数字形式的电流水平信号以及电流水平输出控制信号；将所述数字形式的电流水平信号转换成模拟形式的电流水平信号；以及基于所述电流水平输出控制信号在一个或多个输出端其中之一处输出所述模拟形式的电流水平信号，以便调节通过相应LED串的电流。

通过本文所提供的实施方式，可以有效地减小LED驱动器的设备尺寸、制造成本和功率耗散，由此使其特别适合于要求较小设备尺寸和/或较小功率耗散的应用。

附图说明

通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本公开的上述以及其他特征将更加明显，在本公开附图中，相同的标号表示相同或相似的部件。在附图中：

图1示意性地示出现有技术中的一种自适应开关模式LED驱动器的电路示意图。

图2示意性示出根据本发明的一个实施方式的LED驱动器的方框图。

图3示意性示出根据本发明的一个实施方式的LED驱动器的详细电路示意图。

图4示意性示出根据本发明的一个实施方式的用于驱动LED串的信号的时序图。

图5A至图5H示意地示出可以在本发明的实施方式使用的采样与保持单元的示例电路图。

图6示意地示出根据本发明的一个实施方式的用于驱动LED的方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本发明的各个示例性实施方式。应当注意，这些附图和描述涉及的仅仅是作为示例的优选实施方式。应该指出的是，根据随后描述，很容易设想出此处公开的结构和方法的替换实施方式，并且可以在不脱离本发明要求保护的发明的原理的情况下使用这些替代实施方式。

应当理解，给出这些示例性实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。

接下来，将首先参考图2来描述根据本发明的一个实施方式的LED驱动器的基本架构。

如图2所示，在一个例子中，LED驱动器可以包括：电源管理模块301，一个或多个LED串302，一个或多个通道开关303，一个或多个通道调节器304、LED发光控制器350以及反馈回路330。而LED发光控制器350可以包括照度控制器310以及信号转换单元320。

电源管理模块301接收输入电压Vin并在照度控制器310提供的控制信号314的控制下，将输入电压Vin转换成适合于驱动LED串的适当电压Vdrive。该电源管理模块301可以是升压器、降压器以及升压-降压器其中任意一种。当然，本发明不仅限于此，电源管理模块301也可以采用任何其他适当的形式。

每个LED串包括串联连接的多个LED。每个LED串的一端与电源管理模块301的输出连接，而另一端与相应的LED通道开关303连接。LED通道开关303例如是脉冲宽度调制(PWM)晶体管。每个通道开关均可以根据照度控制器310提供的PWM占空比信号308来独立控制相应LED串302的亮度。

一个或多个通道调节器304分别与一个或多个通道开关303相连。通道调节器304各自连接至信号转换单元320的一个输出端。而信号转换单元320又连接至照度控制器310。

照度控制器310除了产生用于控制通道开关303的占空比信号308之外，还产生用于控制通道调节器304的电流水平信号309以及相应的电流水平输出控制信号326。该电流水平信号309是数字形式，其经由信号转换单元309转换成模拟形式的电流水平信号309’，并且信号转换单元309在电流水平输出控制信号326的控制下，在其相应的输出端子上输出将该模拟形式的电流水平信号309’，以便将该电流水平信号309’提供给相应的通道调节器304。

通道调节器304例如是线性压差调节器(LDO)，其基于输入的模拟形式的电流水平信号309’来调节通过相应LED串的电流，从而控制相应LED串的照度输出。

反馈回路330，可以感测各个通道调节器304的电流输出，并将其提供给照度控制器310，以使得照度控制器310可以至少部分上基于该反馈信号为各个通道调节器394设置电流的水平。

此外，在本发明的实施方式中，采用了一个全新的LED发光控制器350，特别是其中包括了信号转换单元320。该信号转换单元320可以采用较少的数模转换器件来执行信号的数模转换，并在照度控制器310产生的电流水平输出控制信号326的控制下，将电流水平信号提供给相应的通道调节器。由于大大减少了尺寸较大、功率耗散大的DAC器件的使用，因此可以显著减小整个LED驱动器的设备尺寸和功率耗散，由此使其特别适用于要求较小功率耗散的应用。

在下文中，将参考图3来详细描述根据本发明的一个实施方式的LED驱动器的各个组成部分的详细电路结构。

电源管理模块

参考图3，在该实施方式中，电源管理模块是升压转换器301。该升压转换器301接收输入电压Vin并为LED串302提供经调整的输出电压。在本发明的一种实施方式中，升压转换器301包括电感器L1、二极管D1、电容器C1、开关Q_B(例如，NMOS晶体管)、电阻器R1、R2、以及升压控制器316。升压控制器316基于来自照度控制器的控制信号314以及感测到的输出电压Vboost，来控制开关Q_B的占空比。在由于二极管D1变为反向偏置而使开关Q_B断开时，来自电源电压Vin的输入功率被存储于电感器L1中。在由于二极管D1变为正向偏置而使开关Q_B闭合时，输入功率被传递到电容器C1两端从而提供输出电压Vboost。输出电压Vboost被施加到各个LED串302，以提供通过LED串的电流。

电阻器R1和电阻器R2构成一个分压器。升压控制器316经由该分压器来感测输出电压Vboost，并基于感测的电压来控制Q_B的打开和关闭，以便调节输出电压Vboost。升压控制器316可以采用多种公知调制技术中的任意一种来控制开关Q_B的开启和关闭状态以及占空比，比如脉冲宽度调制(PWM)或脉冲频率调制(PFM)。PWM和PFM是应用控制开关功率转换器的常规技术，它们分别用于通过控制驱动开关Q_B的输出驱动脉冲的相应的宽度和频率来实现输出功率调节。这个反馈回路允许升压转换器301将输出电压Vboost保持在由升压控制器316所设置的编程的水平。

照度控制器

照度控制器310是根据一个实施例的LED发光控制器的一个组成部分。该照度控制器310监控每个LED通道，并设置峰值电流和PWM占空比，以保持LED通道之间的亮度匹配并优化功率效率。照度控制器310输出控制信号308、309、318、314、326以控制相应的PWM开关Q_P、LDO 304、复用器311、升压转换器301和SH 322。照度控制器310还接收来自LDO 304的反馈信号315以及亮度控制输入317。

控制信号309提供数字形式的电流水平信号309，该信号309将通过信号转换单元320(更具体地DAC 324)被转换成模拟形式的信号309’，以便设置通过LED串302的编程电流的模拟参考电压Vref。此外，其还产生电流水平输出控制信号326，以便控制信号转换单元320使其将信号309’输出给相应的LDO 304。

在本发明的一个实施方式中，照度控制器310生成的控制信号309(即，电流水平信号)可以是允许8种可能可编程电流的3比特DAC字。例如，在本发明的一个实施方式中，每个LED通道的电流能够以2mA的增量在40mA到54mA的范围内设置。照度控制器310可以在校准阶段期间为每个LED通道确定编程的电流。DAC 324可以具有足够的精度，以便能够在LED通道之间提供非常好的匹配。电流水平输出控制信号326例如可以是1比特信号，其可以具有0或1的值。可以在生成电流水平信号309的同时生成一个电流水平输出信号326，以告知信号转换单元320将该电流水平信号提供给哪个LDO 304。这样，照度控制器310就能够独立地控制每个LED通道，以使得能够根据不同的编程电流来调节不同的LED通道。

各个控制信号308根据LED通道的PWM占空比来数字地控制每个LED通道的PWM开关Q_P。照度控制器310在校准阶段为每个LED通道确定作为编程的电流的函数的PWM占空比。同样，照度控制器310能够独立地控制每个LED通道的占空比，以使得能够以不同的PWM占空比来配置不同的LED通道。对于一个给定的LED通道，PWM占空比与编程的电流共同确定LED通道中LED的亮度输出。在根据本发明的实施方式中，可以针对多个LED串产生不同的电流水平信号和不同的占空比信号，以使得所述多个LED串具有基本相同的平均电流水平

控制信号318将控制复用器311的开关。照度控制器310通过开关复用器311的选择线318，经由ADC 313按顺序监控来自不同LED通道的反馈信号。

控制信号314可以控制在校准阶段设置电源电压Vboost的升压控制器316。控制信号314能够以任何几种常规方式设置Vboost，比如，通过在反馈电阻器R1、R2的结点处加入一个电流，或者通过发送一个造成升压控制器316内部的参照发生改变的数字消息。

照度控制器310接收指定每个通道n的相对亮度输入BI_n的外部亮度输入317。在一种实施方式中，亮度输入BI_n将每个LED通道n的理想的相对亮度表达为一个预定义的最高亮度的百分比(例如，BI₁＝60％，BI₂＝80％，BI₃＝100％等)。照度控制器310使用亮度输入BI_n作为通道的基线占空比，因为一个通道的亮度输出与它的占空比成正比。因而，例如，60％的亮度输入BI_n表示通道n的为最高占空比(对应于最高亮度)60％的基线占空比。但是，照度控制器310在产生驱动PWM开关Q_P的占空比信号308时以一个补偿因子修改这个基线占空比，以补偿已知的LED通道之间的电流差异并保持理想的相对亮度。这个补偿因子及其产生的占空比信号308可以在校准节段中被确定。

线性压差调节器(LDO)

LDO 304根据每个LED通道的编程的电流水平调节通过LED串302的电流。每个LDO 304包括运算放大器306、感测电阻器R_s、以及传输晶体管Q_L(例如，一个NMOS晶体管)。传输晶体管Q_L和感测电阻器R_s串接在PWM开关Q_P与接地端子之间。运算放大器306的输出被连接到传输晶体管Q_L的栅极以控制通过LDO 304的电流。运算放大器306接收来自SH 322的输出信号作为正输入信号Vref，并经由源自传输晶体管Q_L的源极的负反馈回路接收反馈信号作为负输入信号Vsense。

LDO 304包括的反馈回路经由Vsense感测通过LED串的电流并控制传输晶体管Q_L以便将感测的电流保持在由Vref设置的编程的电流水平。运算放大器306将Vref与Vsense进行比较。如果Vref高于Vsense，那么运算放大器306增大施加到传输晶体管Q_L的栅极电压，以增大通过感测电阻器R_s和LED串302的电流，直至其稳定在Vref。如果Vsense变得高于Vref，则运算放大器306降低施加到传输晶体管Q_L的栅极电压，以减小通过R_s的电流并导致Vsense下降，直至其稳定在Vref。由此，LDO 304使用一个反馈回路将Vsense保持在Vref，从而将通过LED串302的电流保持在一个与Vref成比例的固定数值。

信号转换单元

信号转换单元320在图3中以单点划线示出，其是根据一个实施例的LED发光控制器的一个组成部分。信号转换单元320可操作以将数字形式的电流水平信号309转换成模拟形式的电流水平信号309’，以及基于所述电流水平输出控制信号326，在一个或多个输出端其中之一处输出模拟形式的电流水平信号309’。

在如图3所示的实施方式中，该信号转换单元320可以包括一个DAC 324以及多个SH 322。DAC 324连接至照度控制器310的电流水平信号输出端子以接收数字形式的电流水平信号309’。每个SH322的输入端都连接至DAC 324的输出端，以便能够接收到经过DAC 324转换的模拟形式的电流水平信号309’。每个SH 322的输出端连接至相应的通道调节器304，以便将电流水平信号309’提供至相连的通道调节器304。此外，每个SH 322的控制信号输入端还连接至照度控制器310，以接收来自照度控制器310的电流水平输出控制信号326。

DAC 324可以将来自照度控制器310的数字形式的电流水平信号309转换成模拟形式的电流水平信号309’。如前所述，该数字形式的电流水平信号可以是(但并不限于)允许8种可能可编程电流的8比特DAC字。DAC 324可以将该8个DAC字转换成与相应的电流水平对应的一个模拟信号309’。SH 322每个可操作以基于输入的电流水平输出控制信号326，对DAC 324输出的模拟形式的电流水平信号309’进行采样，并在其输出端保持采样到的电流水平信号。这样，就可以将针对特定通道调节器的电流水平信号输出到相应的通道调节器。

图4示意性示出根据本发明的一个实施方式的用于驱动LED串的信号的时序图。其中以“数据”示意性地示出了照度控制器310发送给DAC 324的电流水平信号，其例如包括DATA1，DATA2，...，DATAN，每个数据针对一个LED通道。用于控制各个SH 322的各个采样保持控制信号(即电流水平输出控制信号326)，分别由SH1，SH2，...，SHN示出。

如图所示，针对DATA1，照度控制器310生成针对相应SH 322的采样保持信号SH1。控制SH 322进行采样的时间应该在DATA1的持续时间内，以便使其能够采样到相应的模拟形式的电流水平信号。当SH1的值为低时，SH 322对DAC的输出进行采样(t_s期间)，而当在SH2的值为高时，SH 322在其输出保持采样到的信号(t_h期间)。类似地，针对DATA2，生成针对相应SH 322的采样保持信号SH2。响应于SH2的值为低，相应的SH 322对DAC的输出进行采样，以及响应于SH2的值为高，对采样到的信号进行保持。对于其他信号，情况也是类似。

通过这样的方式，就可以将照度控制器310产生的数字形式的电流水平信号309转换成模拟形式的信号309‘并提供给相应的通道调节器304，进而调节通过各个LED串的电流。

在一个实施例中的LED发光控制器中，DAC的数目显著小于SH的数目，最优选地，DAC的数目为1。即，对于若干个SH 322，可以仅采用一个DAC将针对各个通道调节器的数字形式的电流水平信号转换成模拟形式的电流水平信号。由于采样与保持单元的尺寸和功率耗散显著小于DAC，因此与采用数目与通道数目相同的DAC来实现并行数模转换的现有技术相比，该例子可以显著减小设备尺寸和功率耗散，由此使得该实施例的LED驱动器尤其适用于要求较小设备尺寸和/或较小功率耗散的应用。

下面，将参考图5A至图5F来描述可以在本发明实施方式中使用的采样与保持单元的示例。

图5A示出了金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)采样保持器，其中采用MOSFET开关和电容器来实现采样和保持功能性。图5B示出了双缓冲采样保持器的示意电路图，其中该采样保持电路具有输入缓冲器和输出缓冲器，以便在保持过程中实现低的下降率。图5C示出了具有互补金属氧化物半导体(COMS)开关的双缓冲采样保持器，其中使用两个CMOS开关来替代图5B中的单个开关。图5D示出了反馈采样保持器，其中采样保持器的输出被分别反馈至输入缓冲器和输出缓冲器，以实现更加精确的采样保持输出。图5E示出了具有输入放大器稳定电路的反馈采样保持器，其中针对输入放大器采用了一个简单的稳定电路来提供保持期间的输出稳定性。图5F示出了积分采样保持器，其采用积分原理实现采样保持功能，以便更好地控制开关时刻和电荷的馈通。图5G和图5H示出了开关电容采样保持器的电路，其中图5G示出了开关电容采样保持器的基本结构，而图5H示出了一种常用的开关电容采样保持器的电路结构。此外，还可以使用一直的基于米勒电容的采样保持器。

需要说明的是，此处给出的采样保持器只是出于示例的目的。事实上，除了此处给出的采样保持器电路示例以外，本发明实施方式中也可以采用任何其他适当结构的采样保持电路。这些采样保持器的工作原理是已知的，因此此处不在赘述。

此外，本说明书还提供了一种用于驱动LED的方法。下面将参考图6来详细描述。如图6所示，首先在步骤S601，例如由照度控制器310产生数字形式的电流水平信号以及电流水平输出控制信号。然后，可以在步骤S602，例如通过DAC，将所述数字形式的电流水平信号转换成模拟形式的电流水平信号。接着，在步骤S603，通过例如采样与保持单元，基于产生的电流水平输出控制信号在一个或多个输出端其中之一处输出模拟形式的电流水平信号，以便调节通过LED串的电流。

具体地，可以基于电流水平输出控制信号，对所述模拟形式的电流水平信号进行采样，并保持采样到的电流水平信号。例如，可以响应于输入的电流水平输出控制信号的值为低，对模拟形式的电流水平信号进行采样，以及响应于输入的电流水平输出控制信号的值为高，对模拟形式的电流水平信号进行保持。

此外，还可以生成占空比信号，并根据所述占空比信号控制相应LED串的开启和关闭。在根据本发明的实施方式中，可以针对多个LED串产生不同的电流水平信号和不同的占空比信号，以使得所述多个LED串具有基本相同的平均电流水平。

需要说明的是，关于用于驱动LED的方法的详细操作，可以参上文中结合图2至图5对一个实施例中的LED驱动器的中各部件的操作的具体描述。

还需要说明的是，在上述详细说明中，仅仅对LED驱动电路和驱动控制器中与本发明相关的部分进行了描述，以使其得本领域技术人员能够更全面地了若干实施例的内容，对于其他部分，例如可以参考美国专利申请12/558,275，其全文包括在此以作为参考。

此外，本说明书提供了一种照明设备，其可以包括根据前文所述的LED驱动器以及一个或多个LED串，每个LED串的一端与LED驱动器连接，另一端与驱动电压输入端连接。本说明书还提供了一种显示设备，其可以包括根据公开的照明设备。

通过阅读本说明书的内容，本领域中的技术人员将领会该自适应开关模式LED驱动器的其他的替代设计。因此，虽然在此举例说明并描述了本说明书的特定实施方式和应用，但是应该理解，本说明书并不局限于这里公开的确切结构和部件。而且，对本领域技术人员来说，在没有脱离所附权利要求所限定的发明实质和范围的情况下，对此处公开的本发明的方法和器件的排列、操作和细节方面进行的各种修改、变更和改变也都是显而易见的。

此外，虽然已经参考若干具体实施方式描述了本发明，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式。本发明旨在涵盖在所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。所附权利要求的范围符合最宽泛的解释，从而包含所有这样的修改及等同结构和功能。

Claims

1.一种发光二极管LED发光控制器，包括：

一个或多个输出端，每个所述输出端可操作以连接至一个LED通道调节器；

照度控制器，可操作以产生数字形式的电流水平信号以及电流水平输出控制信号；以及

信号转换单元，可以操以将所述数字形式的电流水平信号转换成模拟形式的电流水平信号，以及基于所述电流水平输出控制信号，在所述一个或多个输出端其中之一处输出所述模拟形式的电流水平信号；

其中所述信号转换单元包括：

数模转换器，被配置为将所述数字形式的电流水平信号转换成所述模拟形式的电流水平信号；以及

一个或多个采样与保持单元，每个所述采样与保持单的输出可操作以连接至一个输出端，且可操作以基于输入的电流水平输出控制信号，对所述模拟形式的电流水平信号进行采样，并保持采样到的电流水平信号；

其中所述一个或多个采样与保持单元每个被配置为响应于所述输入的电流水平输出控制信号处于第一电平时，对所述模拟形式的电流水平信号进行采样，以及响应于所述输入的电流水平输出控制信号处于第二电平时，对所述模拟形式的电流水平信号进行保持。

2.根据权利要求1所述的LED发光控制器，其中所述第一电平代表0和1中的一个，所述第二电平代表0和1中的另一个。

3.根据权利要求1所述的LED发光控制器，其中所述数模转换器的数目小于所述采样与保持单元的数目。

4.根据权利要求3所述的LED发光控制器，其中所述数模转换器的数目为1。

5.根据权利要求1至4任一项所述的LED发光控制器，其中所述一个或多个采样与保持单元是以下其中任意一种或多种：

金属氧化物半导体场效应晶体管采样保持器；

双缓冲采样保持器；

具有互补金属氧化物半导体开关的双缓冲采样保持器；

反馈采样保持器；

具有输入放大器稳定电路的反馈采样保持器；

积分采样保持器；

基于米勒电容的采样保持器；以及

开关电容采样保持器。

6.一种发光二极管LED驱动器，包括：

根据权利要求1至5任一项所述的LED发光控制器；以及

一个或多个LED通道调节器，其分别与所述LED发光控制器的所述一个或多个输出端电连接，且可操作以基于输入的模拟形式的电流水平信号，调节相应LED串的电流。

7.根据权利要求6所述的LED驱动器，其中所述LED驱动器针对每个LED串包括一个LED通道开关，所述照度控制器进一步被配置为产生占空比信号，以便由所述LED通道开关控制相应LED串的开启和关闭。

8.根据权利要求7所述的LED驱动器，其中所述照度控制器被配置为针对多个LED串产生不同的电流水平信号和不同的占空比信号，以使得所述多个LED串具有基本相同的平均电流水平。

9.根据权利要求6所述的LED驱动器，进一步包括电源管理模块，被配置为基于输入电压在所述照度控制器的控制下提供用于驱动LED串的输出电压。

10.根据权利要求9所述的LED驱动器，其中所述电源管理模块包括升压器、降压器和升压-降压器其中之一。

11.一种照明设备，包括：

根据权利要求6至10任一项所述的LED驱动器；以及

一个或多个LED串，每个LED串的一端与LED驱动器连接，另一端与驱动电压输入端连接。

12.一种显示设备，包括根据权利要求11所述的照明设备。

13.一种用于驱动发光二极管LED的方法，包括：

产生数字形式的电流水平信号以及电流水平输出控制信号；

将所述数字形式的电流水平信号转换成模拟形式的电流水平信号；以及

基于所述电流水平输出控制信号在一个或多个输出端其中之一处输出所述模拟形式的电流水平信号，以便调节通过相应LED串的电流；

其中基于所述电流水平输出控制信号在一个或多个输出端其中之一处输出所述模拟形式的电流水平信号包括：

基于所述电流水平输出控制信号，对所述模拟形式的电流水平信号进行采样，并保持采样到的电流水平信号；

其中响应于所述电流水平输出控制信号处于第一电平时，对所述模拟形式的电流水平信号进行采样，以及响应于所述电流水平输出控制信号处于第二电平时，对所述模拟形式的电流水平信号进行保持。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述第一电平代表0和1中的一个，所述第二电平代表0和1中的另一个。

15.根据权利要求13所述的方法，还包括：

生成占空比信号；以及

根据所述占空比信号控制相应LED串的开启和关闭。

16.根据权利要求15所述的方法，其中针对多个LED串产生不同的电流水平信号和不同的占空比信号，以使得所述多个LED串具有基本相同的平均电流水平。