CN105265021A - 偏斜率受控驱动器电路 - Google Patents

偏斜率受控驱动器电路 Download PDF

Info

Publication number
CN105265021A
CN105265021A CN201480032501.6A CN201480032501A CN105265021A CN 105265021 A CN105265021 A CN 105265021A CN 201480032501 A CN201480032501 A CN 201480032501A CN 105265021 A CN105265021 A CN 105265021A
Authority
CN
China
Prior art keywords
control signal
threshold voltage
voltage level
effect transistor
field
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201480032501.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105265021B (zh
Inventor
苏米特·普拉卡什·库尔卡尼
尹燕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Texas Instruments Deutschland GmbH
Texas Instruments Inc
Original Assignee
Texas Instruments Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Texas Instruments Inc filed Critical Texas Instruments Inc
Publication of CN105265021A publication Critical patent/CN105265021A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105265021B publication Critical patent/CN105265021B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/16—Modifications for eliminating interference voltages or currents
    • H03K17/161—Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches
    • H03K17/165—Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches by feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/166—Soft switching
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/32—Pulse-control circuits
    • H05B45/325—Pulse-width modulation [PWM]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
    • H05B45/3725—Switched mode power supply [SMPS]
    • H05B45/39—Circuits containing inverter bridges
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40—Details of LED load circuits
    • H05B45/44—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • H05B45/48—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix having LEDs organised in strings and incorporating parallel shunting devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

在所描述的实例中，偏斜率受控栅极驱动器电路(400)产生栅极控制信号(VG)，其实质上以阶梯方式上升直到达到第一阈值电压电平(VTH1)为止，因此所述栅极控制信号(VG)以受控偏斜率上升。当所述栅极控制信号(VG)上升超出大于所述第一阈值电压电平(VTH1)的第二阈值电压电平(VTH2)时，所述栅极控制信号(VG)实质上再次以阶梯方式上升。

Description

偏斜率受控驱动器电路
技术领域
此通常涉及电子电路，且特定地说涉及偏斜率受控驱动器电路。
背景技术
发光二极管(LED)照明的迅速增长导致大量集成电路装置将受控功率提供到LED。在许多应用中，LED输出强度需要实时改变。此功能通常称为调光控制。实现LED的调光控制的一种方法是脉宽调制。脉宽调制涉及短时段内的实质上恒定LED电流的换向或启动、停止及重启。为了避免闪烁效果，此启动-重启循环是以大约200Hz或更快的频率来执行，这使得LED电流的启动及重启对人眼是不可检测的。LED的表观亮度由通过LED的时间平均电流确定。因此，LED的调光与调光波形的占空比成比例。
图1是经由脉宽调制实现调光的LED功率切换电路的电路图。电流源110将电流供应到LED120及MOSFET开关130。通过使得施加于栅极的电压VG为低或高来关断及接通电源开关控制到LED120的电流。当开关130关断时，电流Iinput流过LED120。当开关130接通时，电流Iinput流过开关130，将电流分流使其远离LED120。因此，LED的调光是由栅极控制信号VG的占空比来控制。
此接通及关断电源开关130对于减小电磁发射来说是软性的。栅极控制信号VG中及通过LED120的电流ILED中的硬边缘导致不需要的频率谐波。各种应用符合不同的电磁干扰标准，因此其调节栅极控制信号VG的变化速率及LED电流的变化速率。
常规地，偏斜率受控栅极驱动器电路适用于驱动电源开关130以实现软接通及软关断。图2是常规的偏斜率受控栅极驱动器电路200的电路图。偏斜率受控栅极驱动器电路200包含PMOS晶体管S3210及NMOS晶体管S4220。S3210及S4220的栅极耦合在一起以接收控制脉冲VCTRL。S3210及S4220的漏极耦合在一起以提供栅极控制信号VG。此栅极控制信号VG可经提供到图1的开关130的栅极以控制开关接通/关断。偏斜率控制由电流源I1230及I2240提供。电流源I1230控制栅极控制信号VG的上升速率，且电流源I2240控制VG的下降速率。VG的上升速率取决于开关S3210的栅极的电容及电流I1的值。类似地，VG的下降速率取决于开关S4220的栅极的电容及电流I2的值。因此，I1及I2经选择以提供栅极控制信号VG的所需上升及下降速率。此还可通过替换电阻器代替I1及I2或通过使用与栅极控制信号VG串联的电阻器来实施。当栅极驱动器电路200调节栅极控制信号VG的偏斜率时(这实现开关130的软接通/关断)，其使LED120中的电流脉冲展宽，从而产生输入脉冲与LED130接通的实际持续时间之间的差。
图3是经提供到栅极驱动器电路200的输入控制脉冲VCTRL、栅极控制信号VG及通过LED120的电流ILED之间的关系的时序图。在VCTRL输入下降310之后，栅极电压VG以受控偏斜率缓慢地上升。VG的上升速率由电流源I1230控制。随着栅极控制信号VG在点320处上升高于电源开关130的接通/关断阈值VTH，开关130开始导通，且LED120中的电流ILED随着大部分电流Iinput流入开关130中而开始下降。当ILED下降到零(在点330处)且开关电流达到峰值时，跨开关130的漏极-源极电压VDS开始下降。在VDS放电的时间期间，栅极控制信号VG保持平坦。此被称为米勒平坦区且在图3中的340处示出。在点350处，VG在VDS下降到其最小值之后再次开始上升，这完全接通开关130。在开关130的关断期间，操作颠倒且电流源I2240控制栅极控制信号VG的下降速率。
因此，常规的偏斜率受控栅极驱动器电路(例如栅极驱动器电路200)导致LED中的电流脉冲展宽，从而产生输入脉冲VCTRL与LED接通的实际持续时间之间的实质差。因为极小持续时间的脉冲不能实现，所以减小调光分辨率。
发明内容
在所描述的实例中，一种偏斜率受控晶体管驱动器电路可操作以驱动晶体管。所述电路产生晶体管驱动器信号，所述晶体管驱动器信号在上升时实质上以阶梯方式上升直到达到第一阈值电压电平为止，因此所述晶体管驱动器信号以受控偏斜率上升。当所述晶体管驱动器信号上升超出大于所述第一阈值电压电平的第二阈值电压电平时，所述晶体管驱动器信号实质上以阶梯方式上升。
在一个实施例中，偏斜率受控晶体管驱动器电路产生栅极控制信号，所述栅极控制信号实质上以阶梯方式上升直到达到第一阈值电压电平为止，因此所述栅极控制信号以受控偏斜率上升。当所述栅极控制信号上升超出大于所述第一阈值电压电平的第二阈值电压电平时，所述栅极控制信号实质上再次以阶梯方式上升。
在一个实施例中，所述偏斜率受控栅极驱动器电路维持第一阈值电压电平及大于所述第一阈值电压电平的第二阈值电压电平。所述栅极驱动器电路经配置以产生栅极控制信号，所述栅极控制信号实质上以阶梯方式下降直到达到所述第二阈值电压电平为止，其中在所述栅极控制信号下降到所述第二阈值电压电平之后，所述栅极控制信号以受控偏斜率下降直到达到所述第一阈值电压电平为止，因此所述栅极控制信号实质上以阶梯方式下降。
另一实施例涉及包含第一及第二场效晶体管、电流源、开关及控制逻辑的偏斜率受控栅极驱动器电路。所述第一及第二场效晶体管的栅极耦合在一起以接收控制脉冲输入，且所述第一及第二场效晶体管的漏极耦合在一起以提供栅极控制信号。所述电流源经耦合以将电流供应到所述第一场效晶体管的源极。所述开关耦合到与所述电流源并联的第一场效晶体管的源极。所述控制逻辑经耦合以接收栅极控制信号且将开关控制信号提供到开关。所述控制逻辑维持第一阈值电压电平及大于所述第一阈值电压电平的第二阈值电压电平。如果所述栅极控制信号的电压小于所述第一及第二阈值电压电平，那么开关控制信号接通所述开关。如果所述栅极控制信号的电压大于第一阈值电压电平但小于第二阈值电压电平，那么开关控制信号关断所述开关。如果所述栅极控制信号的电压大于所述第一和第二阈值电压电平，那么开关控制信号接通所述开关。
附图说明
图1是经由脉宽调制实现调光的常规LED功率切换电路的电路图。
图2是常规的偏斜率受控栅极驱动器电路的电路图。
图3是经提供到图2的栅极驱动器电路、栅极控制信号及通过图1的LED的电流之间的关系的时序图。
图4是说明性实施例的偏斜率受控栅极驱动器电路的电路图。
图5是经提供到图4的栅极驱动器电路、栅极控制信号及通过被驱动的LED的电流之间的关系的时序图。
图6是用于驱动场效晶体管的栅极的技术的流程图。
具体实施方式
说明性实施例提供被驱动的晶体管的软接通及软关断，同时减小栅极控制信号VG的展宽及经提供到LED的电流脉冲的后续展宽。
图4是说明性实施例的偏斜率受控栅极驱动器电路400的电路图。电路400包含PMOS晶体管S3410及NMOS晶体管S4420。S3410及S4420的栅极耦合在一起以接收控制脉冲VCTRL。S3410及S4420的漏极耦合在一起以提供栅极控制信号VG。此栅极控制信号VG可提供到开关(例如图1的开关130)的栅极以控制开关接通/关断。为了清楚起见，图4中没有示出由栅极控制信号VG控制的开关。偏斜率控制由电流源I1430及I2440提供。电路400进一步包含PMOS晶体管S1450、NMOS晶体管S2455及控制逻辑460。控制逻辑460基于栅极控制信号与两个阈值电压电平VTH1及VTH2的关系来控制开关450及455。第一阈值电压VTH1小于第二阈值电压VTH2，且VTH1及VTH2两者均大于栅极控制信号VG的“低”值但小于VG的“高”值。在图4的实例中，控制逻辑460包含比较器465及470、反相器475、NOR门480及反相器490。
图5是经提供到栅极驱动器电路400的输入控制脉冲VCTRL、栅极控制信号VG及通过被驱动的LED(例如图1的LED120)的电流ILED之间的关系的时序图。在初始状态中，输入控制信号VCTRL为高，栅极控制信号VG为低，且被驱动的晶体管(例如图1的NMOS电源开关130)处于“关断”状态中。在此初始状态中，VTH2>VTH1>VG。因为VTH1>VG，所以比较器465的输出是逻辑“0”且反相器475的输出是逻辑“1”。因为VTH2>VG，所以比较器470的输出是逻辑“0”。因为到NOR门480的输入是“0”及“1”，所以NOR门480的输出是逻辑“0”，从而接通PMOS开关S1450。随着输入控制脉冲VCTRL从高变为低(在区域505处示出)，NMOS开关S4420关断，且PMOS开关S3410接通。因为PMOS开关S1450接通，所以栅极控制信号VG实质上以阶梯方式快速上拉，如区域510处示出。
当栅极控制信号VG上升高于第一阈值电压VTH1时(区域515处示出)，比较器465的输出变为逻辑“1”，且反相器475的输出变为逻辑“0”。因为VG仍然小于第二阈值电压VTH2，所以比较器470的输出是逻辑“0”。因为到NOR门480的输入是“0”及“0”，所以NOR门480的输出变为逻辑“1”，从而关断PMOS开关S1450。在开关S1450关断的情况下，电流源I1430开始以受控偏斜率缓慢地对栅极控制信号VG充电，如区域520处示出。此处，VG的上升速率由电流源I1430控制。随着VG以此受控方式上升，VG通过被驱动的电源开关130的接通/关断阈值VTH，且开关130软式接通。在电源开关130的接通/关断阈值VTH交叉之后，电流开始以受控速率斜升通过开关130，这使通过LED120的电流ILED以受控速率下降。
当ILED下降到零且开关电流达到峰值时，跨开关130的漏极-源极电压VDS开始下降，且栅极控制信号VG通过米勒平坦区530。在VDS下降到其最小值之后，完全接通开关130，VG再次开始上升。当栅极控制信号VG上升高于第二阈值电压VTH2时，比较器470的输出变为逻辑“1”。因为VG仍然大于第一阈值电压VTH1，所以比较器465的输出是逻辑“1”，且反相器475的输出是逻辑“0”。因此，NOR门480的输出变为逻辑“0”，从而接通PMOS开关S1450。在PMOS开关S1450“接通”的情况下，栅极控制信号VG实质上以阶梯方式快速上拉(如区域535处示出)，一直上拉到上轨以实现开关130的低电阻“接通”状态。此外，在NOR门480的输出是逻辑“0”的情况下，反相器490将逻辑“1”提供到NMOS开关S2455，从而接通S2455。
因此，在接通转变期间，当栅极控制信号VG大于第一阈值电压VTH1但小于第二阈值电压VTH2时，控制VG的偏斜率。相反地，当栅极控制信号VG小于第一阈值电压VTH1或大于第二阈值电压VTH2时，对栅极控制信号VG快速充电。以所述方式，栅极控制信号VG以受控方式从被驱动的开关130的接通/关断阈值充电，直到米勒平坦区530结束为止。在接通转变的所有其它阶段期间，栅极控制信号VG快速充电。因为栅极控制信号VG的偏斜率在从被驱动的开关130的接通阈值直到平坦区(区域520)开始为止的时间间隔期间受到控制，所以在此时段期间通过LED120的电流ILED的偏斜率也随着其斜降而受到控制。
关断转变与接通转变相反。再次参考图5，当控制脉冲VCTRL从低变为高时(区域540处示出)，PMOS开关S3410关断，且NMOS开关S4420接通。因为NMOS开关S2455接通，所以其实质上以阶梯方式快速下拉栅极控制信号VG，如区域545处示出。随着VG下降到第二阈值电压VTH2以下，比较器470的输出变为逻辑“0”。因为VG仍然大于第一阈值电压VTH1，所以比较器465的输出是逻辑“1”，且反相器475的输出是逻辑“0”。因此，NOR门480的输出变为逻辑“1”，且反相器490的输出变为逻辑“0”，从而关断NMOS开关S2455。当开关S2455关断时，电流源I2440开始对被驱动的电源开关130的栅极缓慢地放电。在此时间(米勒平坦区550)期间，栅极控制信号VG保持实质上恒定。在米勒平坦区550结束时，栅极控制信号VG开始以受控偏斜率下降，如区域555处示出。此处，VG的下降速率由电流源I2440控制。随着VG以此受控方式下降，VG通过被驱动的电源开关130的接通/关断阈值VTH，且开关130软式关断。当电源开关130关断时，通过LED120的电流ILED开始以受控速率上升，如区域560处示出。
当栅极控制信号VG下降到第一阈值电压VTH1以下时(区域565处示出)，比较器465的输出变为逻辑“0”且反相器475的输出变为逻辑“1”。因为VG仍然小于第二阈值电压VTH2，所以比较器470的输出是逻辑“0”。因此，NOR门480的输出变为逻辑“0”且反相器490的输出变为逻辑“1”，从而接通NMOS开关S2455。在开关S2455接通的情况下，栅极控制信号VG实质上以阶梯方式下拉到下轨以完全切断被驱动的开关130。
因此，在关断转变期间，当栅极控制信号VG小于第二阈值电压VTH2但大于第一阈值电压VTH1时，控制VG的偏斜率。相反地，当栅极控制信号VG大于第二阈值电压VTH2或小于第一阈值电压VTH1时，对栅极控制信号VG快速放电。以所述方式，栅极控制信号VG以受控方式从米勒平坦区550开始放电到被驱动的开关130的接通/关断阈值。在关断转变的所有其它阶段期间，栅极控制信号VG快速放电。因为栅极控制信号VG的偏斜率在从米勒平坦区结束直到被驱动的开关130的关断阈值(区域550)为止的时间间隔期间受到控制，所以在此时段期间通过LED120的电流ILED的偏斜率也随着其斜升而受到控制(区域560)。
因为只有在必要时(例如当通过LED120的电流ILED斜升或斜降时)才控制(减缓)栅极控制信号VG的充电/放电速率且在所有其它时间所述速率较快，所以ILED的脉宽的失真远小于(与图2及3的常规技术相比)控制脉宽VCTRL，同时维持相同的偏斜率控制。此尤其适用于低脉宽。因此，可实现较高调光分辨率(较窄脉宽)。
电流源I1430可经设置以实现区域520中的栅极控制信号VG的所需偏斜率。类似地，电流源I2440可经设置以实现区域555中的栅极控制信号VG的所需偏斜率。区域520中的VG的上升速率取决于开关S3410的栅极的电容及电流I1的值。类似地，区域555中的VG的下降速率取决于开关S4420的栅极的电容及电流I2的值。因此，I1及I2经选择以提供栅极控制信号VG的所需上升及下降速率。在替代实施例中，用受控电流源(具有高于I1及I2的值)更换开关S1450及S2455以实现平滑转变。
阈值电压电平VTH1及VTH2是基于开关大小及开关电流而选择，使得被驱动的开关130的接通/关断阈值介于第一阈值电压电平VTH1与第二阈值电压电平VTH2之间。在替代实施例中，第一阈值电压VTH1经设置以等于被驱动的开关的接通/关断阈值。在图5的实例中，第一阈值电压VTH1经设置近似等于或稍微小于被驱动的开关130的接通/关断阈值。可使用具有源极负反馈的CMOS反相器实施比较器465及470。
图6是用于驱动场效晶体管的栅极的技术的流程图。在方框610处，维持第一及第二电压阈值电平，其中第一电压阈值电平VTH1小于第二电压阈值电平VTH2。在方框620处，响应于输入控制脉冲(例如，图4及5的输入控制脉冲VCTRL)而产生栅极控制信号VG。在决定方框630处，电路400确定栅极控制信号VG是否介于所述两个电压阈值电平之间。如果栅极控制信号VG介于所述两个电压阈值电平之间，那么控制栅极控制信号VG的偏斜率，使得软式驱动被驱动的晶体管的栅极，如由方框650指示。相反地，如果栅极控制信号VG小于第一电压阈值电平VTH1或大于第二电压阈值电平VTH2，那么硬式驱动被驱动的晶体管的栅极，如由方框640指示。通过“硬驱动”，允许栅极控制信号VG在不控制其偏斜率的情况下响应于输入控制脉冲VCTRL而迅速上升或下降。在一个实施例中，以一方式设置第一电压阈值电平VTH1使得被驱动的晶体管的接通/关断阈值大于或等于第一电压阈值电平VTH1。以一方式设置第二电压阈值电平VTH2使得被驱动的晶体管的接通/关断阈值小于第二电压阈值电平VTH2。因此，当被驱动的晶体管从关断转变到接通或从接通转变到关断时，控制栅极控制信号VG的偏斜率，使得软式驱动被驱动的晶体管的栅极，这减小谐波。在所有其它时间，栅极控制信号VG迅速上升及下降以相对于输入控制脉冲VCTRL减小栅极控制信号VG的展宽。
在这些实例中，被驱动的晶体管是金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)，但是说明性实施例同样地可适用于驱动其它类型的场效晶体管(例如面结型场效晶体管)及其它非场效晶体管(例如双极型晶体管)。例如，晶体管驱动器电路可操作以通过依类似于将栅极控制信号提供到场效晶体管的栅极的方式将基极控制信号提供到双极型晶体管的基极来驱动双极型晶体管，如上文参考图1到6描述。
虽然本文中关于驱动LED照明电路描述了栅极驱动器电路，但是这些电路有利于场效晶体管的其它应用以相对于输入控制信号增加栅极控制信号的保真度且减小信号谐波。
在所描述的实施例中可作出修改且其它实施例可能在权利要求书的范围内的。

Claims (20)

1.一种电子电路，其包括：
偏斜率受控晶体管驱动器电路，其可操作以驱动晶体管且经配置以产生晶体管驱动器信号，所述晶体管驱动器信号实质上以阶梯方式上升直到达到第一阈值电压电平为止，因此所述晶体管驱动器信号以受控偏斜率上升。
2.根据权利要求1所述的电子电路，其中所述偏斜率受控晶体管驱动器电路包含偏斜率受控栅极驱动器电路，其可操作以驱动场效晶体管的栅极且经配置以产生栅极控制信号，所述栅极控制信号实质上以阶梯方式上升直到达到第一阈值电压电平为止，因此所述栅极控制信号以受控偏斜率上升。
3.根据权利要求2所述的电子电路，其中在上升到大于所述第一阈值电压电平的第二阈值电压电平之后，所述栅极控制信号实质上以阶梯方式上升。
4.根据权利要求3所述的电子电路，其中在上升到所述第一阈值电压电平之后，所述栅极控制信号以受控偏斜率上升直到达到米勒平坦区电平为止，且其中所述栅极控制信号随着所述场效晶体管的接通转变结束而再次开始上升。
5.根据权利要求3所述的电子电路，其中所述栅极控制信号实质上以阶梯方式下降直到达到所述第二阈值电压电平为止，且其中在所述栅极控制信号下降到所述第二阈值电压电平之后，所述栅极控制信号以受控偏斜率下降直到达到所述第一阈值电压电平为止，因此所述栅极控制信号实质上以阶梯方式下降。
6.根据权利要求5所述的电子电路，其中在下降到所述第二阈值电压电平之后，所述栅极控制信号下降到米勒平坦区电平且保持在所述米勒平坦区电平直到所述场效晶体管的漏极-源极电压达到其最大值为止，因此所述栅极控制信号以受控偏斜率下降直到达到所述第一阈值电压电平为止。
7.根据权利要求2所述的电子电路，其进一步包括：LED调光器电路，所述LED调光器电路包含：场效晶体管，其栅极经耦合以从所述偏斜率受控栅极驱动器电路接收所述栅极控制信号；发光二极管，其阳极耦合到所述场效晶体管的漏极且其阴极耦合到所述场效晶体管的源极；及电流源，其经耦合以将电流供应到所述场效晶体管的所述漏极及所述发光二极管的所述阳极。
8.根据权利要求1所述的电子电路，其中所述第一阈值电压电平等于或低于所述晶体管的接通/关断阈值电压。
9.一种LED照明装置，其包括：
偏斜率受控栅极驱动器电路，其可操作以驱动场效晶体管的栅极，所述偏斜率受控栅极驱动器电路维持第一阈值电压电平及大于所述第一阈值电压电平的第二阈值电压电平，其中所述偏斜率受控栅极驱动器电路经配置以产生栅极控制信号，所述栅极控制信号实质上以阶梯方式下降直到达到所述第二阈值电压电平为止，其中在所述栅极控制信号下降到所述第二阈值电压电平之后，所述栅极控制信号以受控偏斜率下降直到达到所述第一阈值电压电平为止，因此所述栅极控制信号实质上以阶梯方式下降；
场效晶体管，其栅极经耦合以从所述偏斜率受控栅极驱动器电路接收所述栅极控制信号；
发光二极管，其阳极耦合到所述场效晶体管的漏极且其阴极耦合到所述场效晶体管的源极；及
电流源，其经耦合以将电流供应到所述场效晶体管的所述漏极及所述发光二极管的所述阳极。
10.根据权利要求9所述的装置，其中在下降到所述第二阈值电压电平之后，所述栅极控制信号下降到米勒平坦区电平且保持在所述米勒平坦区电平直到所述场效晶体管的漏极-源极电压达到其最大值为止，因此所述栅极控制信号以受控偏斜率下降直到达到所述第一阈值电压电平为止。
11.根据权利要求9所述的装置，其中所述第一阈值电压电平等于或低于所述场效晶体管的接通/关断阈值电压。
12.根据权利要求9所述的装置，其中所述偏斜率受控栅极驱动器电路经配置以响应于控制脉冲输入而产生所述栅极控制信号，且其中所述栅极控制信号响应于所述控制脉冲输入的转变而实质上以阶梯方式下降直到达到所述第二阈值电压电平为止。
13.一种偏斜率受控栅极驱动器电路，其包括：
第一场效晶体管及第二场效晶体管，所述第一场效晶体管及所述第二场效晶体管的栅极耦合在一起以接收控制脉冲输入，且所述第一场效晶体管及所述第二场效晶体管的漏极耦合在一起以提供栅极控制信号；
电流源，其经耦合以将电流供应到所述第一场效晶体管的源极；
开关，其耦合到与所述电流源并联的所述第一场效晶体管的所述源极；及
控制逻辑，其经耦合以接收所述栅极控制信号且将开关控制信号提供到所述开关；其中所述控制逻辑维持第一阈值电压电平及大于所述第一阈值电压电平的第二阈值电压电平；其中如果所述栅极控制信号的电压小于所述第一阈值电压电平及所述第二阈值电压电平，那么所述开关控制信号接通所述开关；其中如果所述栅极控制信号的所述电压大于所述第一阈值电压电平但小于所述第二阈值电压电平，那么所述开关控制信号关断所述开关；且其中如果所述栅极控制信号的所述电压大于所述第一阈值电压电平和所述第二阈值电压电平，那么所述开关控制信号接通所述开关。
14.根据权利要求13所述的电路，其中所述栅极控制信号经耦合以驱动场效晶体管的栅极，且其中所述第一阈值电压电平等于或低于被驱动的所述场效晶体管的接通/关断阈值电压。
15.根据权利要求13所述的电路，其中所述开关包含第三场效晶体管，其漏极耦合到所述第一场效晶体管的所述源极且其栅极经耦合以从所述控制逻辑接收所述开关控制信号。
16.根据权利要求15所述的电路，其中所述第一场效晶体管包含PMOS晶体管，所述第二场效晶体管包含NMOS晶体管，且所述第三场效晶体管包含PMOS晶体管。
17.根据权利要求16所述的电路，其中所述控制逻辑包含：第一比较器，其经耦合以在其正输入端子处接收所述栅极控制信号且经耦合以在其负端子处接收所述第一阈值电压电平；第二比较器，其经耦合以在其正输入端子处接收所述栅极控制信号且经耦合以在其负端子处接收所述第二阈值电压电平；反相器，其经耦合以接收所述第一比较器的输出；及NOR门，其经耦合以在第一输入端子处接收所述反相器的输出且在第二输入端子处接收所述第二比较器的输出，且其输出作为所述开关控制信号而提供到所述第三场效晶体管的所述栅极。
18.根据权利要求13所述的电路，其进一步包括：
第二电流源，其经耦合以将电流供应到所述第二场效晶体管的源极；及
第二开关，其耦合到与所述第二电流源并联的所述第二场效晶体管的所述源极；
其中所述控制逻辑经耦合以将第二开关控制信号到所述第二开关；其中如果所述栅极控制信号的所述电压小于所述第一阈值电压电平及所述第二阈值电压电平，那么所述第二开关控制信号接通所述第二开关；其中如果所述栅极控制信号的所述电压大于所述第一阈值电压电平但小于所述第二阈值电压电平，那么所述第二开关控制信号关断所述第二开关；且其中如果所述栅极控制信号的所述电压大于所述第一阈值电压电平和所述第二阈值电压电平，那么所述第二开关控制信号接通所述第二开关。
19.根据权利要求18所述的电路，其中所述第二开关包含第四场效晶体管，其漏极耦合到所述第二场效晶体管的所述源极且其栅极经耦合以从所述控制逻辑接收所述第二开关控制信号。
20.根据权利要求19所述的电路，其中所述第一场效晶体管包含PMOS晶体管，所述第二场效晶体管包含NMOS晶体管，所述第三场效晶体管包含PMOS晶体管，且所述第四场效晶体管包含NMOS晶体管，且其中所述控制逻辑包含：
第一比较器，其经耦合以在其正输入端子处接收所述栅极控制信号且经耦合以在其负端子处接收所述第一阈值电压电平；
第二比较器，其经耦合以在其正输入端子处接收所述栅极控制信号且经耦合以在其负端子处接收所述第二阈值电压电平；
第一反相器，其经耦合以接收所述第一比较器的所述输出；
NOR门，其经耦合以在第一输入端子处接收所述第一反相器的所述输出且在第二输入端子处接收所述第二比较器的所述输出，且其输出作为所述开关控制信号而提供到所述开关；及
第二反相器，其经耦合以接收所述NOR门的所述输出且其输出作为所述开关控制信号而提供到所述第四场效晶体管的所述栅极。
CN201480032501.6A 2013-06-07 2014-06-09 偏斜率受控驱动器电路 Active CN105265021B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361832626P 2013-06-07 2013-06-07
US61/832,626 2013-06-07
US14/092,689 US9137862B2 (en) 2013-06-07 2013-11-27 Slew rate controlled transistor driver
US14/092,689 2013-11-27
PCT/US2014/041562 WO2014197902A1 (en) 2013-06-07 2014-06-09 Slew rate controlled driver circuits

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105265021A true CN105265021A (zh) 2016-01-20
CN105265021B CN105265021B (zh) 2017-08-04

Family

ID=52004915

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480032501.6A Active CN105265021B (zh) 2013-06-07 2014-06-09 偏斜率受控驱动器电路

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9137862B2 (zh)
EP (1) EP3005837B1 (zh)
CN (1) CN105265021B (zh)
WO (1) WO2014197902A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111146943A (zh) * 2018-11-05 2020-05-12 瑞昱半导体股份有限公司 稳压装置及其控制方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2537690B (en) 2015-04-23 2021-08-18 Gm Global Tech Operations Llc Method of controlling the slew rate of a mosfet and apparatus thereof
US9949326B2 (en) * 2016-06-08 2018-04-17 Texas Instruments Incorporated Predictive LED forward voltage for a PWM current loop
US10056899B1 (en) * 2017-06-21 2018-08-21 Silicon Laboratories Inc. Signal gating circuit for use in digital circuits and method therefor
US10790818B1 (en) 2019-09-27 2020-09-29 Infineon Technologies Austria Ag Slew rate control by adaptation of the gate drive voltage of a power transistor
US11496050B2 (en) 2020-03-17 2022-11-08 Texas Instruments Incorporated Gate driver for DC-DC converters
CN113726134A (zh) * 2021-08-27 2021-11-30 深圳英恒电子有限公司 功率管驱动控制方法和装置
EP4376300A1 (en) * 2022-11-22 2024-05-29 NXP USA, Inc. A gate driver circuit

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5345167A (en) * 1992-05-26 1994-09-06 Alps Electric Co., Ltd. Automatically adjusting drive circuit for light emitting diode
CN101048873A (zh) * 2004-08-31 2007-10-03 德州仪器公司 用于具有经设计的拐角的三栅极晶体管的通用系统
US7402962B1 (en) * 2007-01-26 2008-07-22 Pacifictech Microelectronics, Inc. System and methods of driving an electroluminescent lamp
WO2009094329A1 (en) * 2008-01-23 2009-07-30 Cree Led Lighting Solutions, Inc. Dimming signal generation and methods of generating dimming signals
WO2011139624A1 (en) * 2010-05-07 2011-11-10 Cree, Inc. Ac driven solid state lighting apparatus with led string including switched segments

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3152204B2 (ja) * 1998-06-02 2001-04-03 日本電気株式会社 スルーレート出力回路
US8373355B2 (en) * 2006-11-09 2013-02-12 Apple Inc. Brightness control of a status indicator light
US7786778B1 (en) * 2007-01-31 2010-08-31 Marvell International Ltd. Output voltage slew rate control in hard disk motor drive
DE102007040783A1 (de) * 2007-08-28 2009-03-12 Conti Temic Microelectronic Gmbh Verfahren zur Ansteuerung von nichtlinearen Lastelementen
CN102246591B (zh) * 2008-08-15 2014-08-20 埃尔多实验室控股有限公司 Led组件驱动电路
JP2010258527A (ja) * 2009-04-21 2010-11-11 Panasonic Corp 出力回路
US8143792B2 (en) * 2009-08-19 2012-03-27 Analog Devices, Inc. Light-emitting diode backlighting systems
US8373358B2 (en) * 2010-05-21 2013-02-12 National Semiconductor Corporation Compact and efficient driver for multiple light emitting diodes (LEDs)
DE102010040551A1 (de) * 2010-09-10 2012-03-15 Robert Bosch Gmbh Schalteinheit zum Ansteuern eines Leistungsschalters

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5345167A (en) * 1992-05-26 1994-09-06 Alps Electric Co., Ltd. Automatically adjusting drive circuit for light emitting diode
CN101048873A (zh) * 2004-08-31 2007-10-03 德州仪器公司 用于具有经设计的拐角的三栅极晶体管的通用系统
US7402962B1 (en) * 2007-01-26 2008-07-22 Pacifictech Microelectronics, Inc. System and methods of driving an electroluminescent lamp
WO2009094329A1 (en) * 2008-01-23 2009-07-30 Cree Led Lighting Solutions, Inc. Dimming signal generation and methods of generating dimming signals
WO2011139624A1 (en) * 2010-05-07 2011-11-10 Cree, Inc. Ac driven solid state lighting apparatus with led string including switched segments

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111146943A (zh) * 2018-11-05 2020-05-12 瑞昱半导体股份有限公司 稳压装置及其控制方法
CN111146943B (zh) * 2018-11-05 2022-02-18 瑞昱半导体股份有限公司 稳压装置及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105265021B (zh) 2017-08-04
EP3005837A4 (en) 2017-05-10
US9137862B2 (en) 2015-09-15
WO2014197902A1 (en) 2014-12-11
EP3005837A1 (en) 2016-04-13
US20140361706A1 (en) 2014-12-11
EP3005837B1 (en) 2021-05-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105265021A (zh) 偏斜率受控驱动器电路
CN103747569B (zh) 一种pwm调光控制方法、控制电路及应用其的led驱动电路
KR20100023770A (ko) 적어도 하나의 반도체 광원을 동작시키기 위한 회로 어레인지먼트
US9847706B2 (en) Systems and methods for reducing voltage ringing in a power converter
CN104507216A (zh) Led驱动电路及使用其的液晶显示装置
CN105704874B (zh) 一种基于pwm调光的pba驱动电路
CN103137079A (zh) 一种led背光模块恒流驱动装置
CN103024977A (zh) 发光二极管驱动电路
CN102347757B (zh) 一种低电平可调的高压脉冲转换器
CN111313880B (zh) 一种单电源门极边沿可控驱动电路
CN104253594B (zh) 充电模块、驱动电路及驱动电路的操作方法
CN102654989A (zh) 液晶显示器的背光模块驱动方法及其系统
CN104519645A (zh) 一种基于pwm调光的导光板驱动电路
TWI436692B (zh) 具有發光二極體驅動電路之發光二極體電路及其運作方法
CN204350359U (zh) 一种基于pwm调光的pba驱动电路
CN105576946A (zh) 功率管驱动电路及方法
CN102026435A (zh) 发光二极管驱动电路
CN103781245A (zh) 背光模组
CN103354689A (zh) Led灯具调光驱动电源装置
CN102682703B (zh) 显示装置、光源模组与调整显示装置亮度的方法
CN216752158U (zh) 一种照明控制电路及芯片
US9379601B2 (en) Charge module, driving circuit, and operating method
CN113472184B (zh) 驱动方法以及驱动电路
CN109757007B (zh) 电源电路
WO2023097578A1 (en) Light source driver

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant