CN106211414A - 在pwm关闭时间期间维持led驱动器系统中的输出电容电压 - Google Patents

在pwm关闭时间期间维持led驱动器系统中的输出电容电压 Download PDF

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Abstract

一种驱动LED负载的方法和系统。驱动器配置为：当PWM信号开启(ON)时向LED负载传送控制信号所指示的电流电平，并且当所述PWM信号关闭(OFF)时停止传送所述电流电平。输出电容元件耦接在所述LED驱动器的差分输出的两端。具有存储电路的反馈路径配置为：在所述PWM信号被关闭之后，紧接着，将指示所述输出电容元件两端的第一电压电平的信息存储为已存储的反馈参考信号。所述反馈路径使所述输出电容元件两端的电压处于所述第一电压电平处，紧接着，所述PWM信号被开启。

Description

在PWM关闭时间期间维持LED驱动器系统中的输出电容电压
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年5月29日提交的标题为“MaintainingOutput Capacitance Voltage in LED Driver During PWM OFF Times”的美国临时专利申请第62,168,234号和标题为“Maintaining LED DriverOperating Point During PWM OFF Times”的美国临时专利申请第62,168,156号的优先权，其公开内容通过引用全部合并于此用于所有目的。
技术领域
本公开主要涉及驱动发光二极管(LED)的方法和系统。更具体地，本公开涉及为LED驱动器维持输出电容元件两端的输出电压的LED驱动器电路。
背景技术
LED是在其引线上施加适当电压时会发光的P-N结二极管。为此目的，使用各种电路给LED供电。这样的电路不仅提供充足的电流以用需要的亮度和色温点亮LED，而且限制电流以防止损坏LED。图1A示出了现有技术LED驱动器系统100的示例，其在PWM节点105处的脉宽调制(PWM)信号开启(ON)(即，为HI)时以控制信号输入103处的控制信号所指示的电平来调节流向各LED 115的输出电流。当PWM信号关闭(OFF)(即，为LO)时，输出电流101为零并且LED负载115不发光。因此，输出电流101的平均值由PWM信号的相对开启和关闭时长来控制。换言之，可以用较高的占空比来增大各LED 115所发出的光的强度并且可以通过降低节点105处的PWM信号的占空比来使各LED 115所发出的光变暗。
如图1A所示，LED驱动器系统100可以包括LED驱动器119、分压器网络(其可以包括串联的电阻器123和125)、输出电容元件117、电流传感器121、以及电子开关111。
当PWM信号105关闭时，LED负载115会被电子开关111断开并且PWM信号105关闭之前的输出电容元件117两端的电压可以由输出电容元件117来维持。
可以参见图1B更好地理解LED驱动器系统100的特征，图1B示出了LED驱动器系统100的各示例波形。当PWM开启时，LED负载115开启(例如，发光)，并且输出VOUT处的电压电平被各LED 115的正向电压之和所确定，各LED 115处于由控制信号输入103设置并由iLED反馈路径通过电流传感器121调节的电流电平。因此，对于给定的VOUT电压，反馈节点FB处的电压电平由电阻器123和125确定。当PWM关闭时，LED负载115关闭(例如，停止发光)，并且输出VOUT处以及反馈节点FB处的电压均遭受泄漏。当PWM重新开启时，在LED驱动器119使输出VOUT处和反馈节点FB处的电压逐渐上升回到合适的电平之前，LED负载115可能并不以需要的色温和/或强度发光。
理想地，电容元件117应在PWM关闭时间期间保持输出电压VOUT不变。然而，在现实条件下，由于内部泄漏和/或连接至输出电容元件117的任何电路(例如第一电子开关111、反馈电阻元件(例如，电阻器)R1(123)和R2(125))的泄漏，输出电容元件117在PWM信号的关闭时段期间会衰减(例如，丢失电荷)。该电压降随着PWM关闭时长的增加变得更加显著。在长PWM关闭时间(例如，大于1秒)后，输出电容元件117两端的输出电压VOUT可能低于其PWM开启时段的值。
因此，当PWM信号105在长关闭时段后重新开启时，LED驱动器119可能受限于恢复时间，直到输出电容元件117回到其原始输出电压为止。这样的延迟在需要LED负载115的色温和/或光强在LED负载115开启之后立即处于预先确定的水平处的应用中可能带来问题。传统方法使用更长的PWM开启时间以使其除需要的LED负载开启时间之外还包括恢复延迟，这不仅增加功耗还可能是无效的，因为恢复延迟会随着工作点电容元件113的尺寸、工艺、温度、需要的LED光强和PWM关闭时长而变化。
附图说明
附图示出了各示意性实施例。它们并不示出所有的实施例。可以附加地或替代地使用其他各实施例。可以省略可能显而易见或不需要的细节以节省空间或者更有效地进行说明。一些实施例可能使用额外的组件或步骤、和/或并不使用所示出的全部组件或步骤来实施。当相同的附图标记出现在不同附图中时，其表示相同或相似的组件或步骤。
图1A示出了现有技术发光二极管(LED)驱动器系统的示例。
图1B示出了图1A的LED驱动器系统的各示例波形。
图2示出了与示例性实施例一致的LED驱动器系统的示例，其在PWM信号关闭时维持输出电容元件两端的电压。
图3示出了LED驱动器系统的示例，其在PWM信号关闭时通过使用线性调节器来维持输出电容元件两端的电压。
图4A示出了可以用来实施图2和图3的存储电路的数字存储电路的示例。
图4B示出了在图2和图3的LED驱动器系统中运行的图4A的电路的各示例波形。
图5A和图5B示出了可以用来实施图2和/或图3的存储电路的模拟存储电路的各示例。
图5C示出了在图2和图3的LED驱动器系统中运行的图5A和图5B的电路的各示例波形。
具体实施方式
在下面的详细描述中，为了提供相关教导的透彻理解，以示例的方式阐述了大量具体细节。然而，应显而易见的是，本教导可以不用这样的细节而实现。在其他实例中，为了防止不必要地模糊本教导的各方面，在相对高的层次上无细节地对公知的方法、程序、组件、和/或电路进行了描述。一些实施例可以用附加的组件或步骤、和/或不用所描述的所有组件或步骤来实现。
在此公开的各种方法和电路主要涉及为LED驱动器维持输出电压参考电平以使恢复时间显著减少或消除的方法和电路。所述LED驱动器配置为：当PWM信号开启(ON)时向LED负载传送控制信号所指示的电流电平，并且当PWM信号关闭(OFF)时停止传送所述电流电平。耦接在驱动器的差分输出的两端的输出电容元件使LED负载两端的电压平滑。第一反馈路径具有存储电路，其配置为：当PWM信号被关闭时(例如，刚刚被关闭之后)存储指示输出电容元件两端的电压电平的信息。第一反馈路径使输出电容元件两端的电压在PWM关闭时段期间处于该电压电平处，以使LED负载的恢复时间显著减少或消除。
图2示出了与示例性实施例一致的LED驱动器系统200的示例，LED驱动器系统200在PWM信号关闭时维持输出电容元件217两端的电压。LED驱动器系统200包括LED驱动器219，其具有运行为接收PWM信号的第一输入节点205、运行为接收控制信号CTRL的第二输入203、以及运行为接收LED电流检测信息信号的第三输入。有配置为接收功率(例如，供电电压)的输入VIN，以使LED驱动器219运行。此外，驱动器219包括配置为接收调整后(scaled)的输出反馈信号的输入FBINPUT 237。LED驱动器219具有差分输出，其包括第一输出(例如，VOUT+)和第二输出(例如，VOUT-)，在本文中有时统称为VOUT。有输出电容元件217耦接在LED驱动器219的第一输出与第二输出之间。输出电容元件217配置为使通过LED负载215的信号平滑。例如，输出电容元件217可以过滤高频AC电流和高频AC电压并且减小通过LED负载215的电流纹波，从而增加PWM开启时的LED负载215的工作寿命。它还可以在PWM关闭时帮助维持LED驱动器219的输出电压。
LED驱动器系统200包括分压器网络，其可以包括串联的反馈电阻器R1(223)和R2(225)。电阻器R1(223)的第一节点连接至驱动器219的第一输出节点，第二节点连接至反馈(FB)节点。第二电阻器R2(225)具有连接至FB节点的第一节点以及连接至驱动器219的第二输出节点的第二节点。R1(223)和R2(225)的分压器网络配置为向驱动器219提供输出电压VOUT的调整值。在一个实施例中，反馈电阻器R1和R2为外部(例如，芯片外)组件。
存在误差放大器243，其具有配置为接收已存储反馈参考信号FBREF的第一输入以及配置为接收来自反馈节点FB的反馈信号的第二输入。误差放大器243具有耦接至LED驱动器219的输入FBINPUT 237的输出。误差放大器243配置为对已存储的反馈参考信号FBREF与来自反馈节点FB的反馈信号进行比较，以根据其差异(即，FBREF-FB)给驱动器219的输入FBINPUT 237生成输出。
LED驱动器系统200包括存储电路241，其具有耦接至反馈节点FB的第一输入以及耦接至PWM节点205的第二输入。存储电路241配置为存储PWM开启时段的输出电容元件217两端的调整值的电压(即，反馈节点FB处的电压电平)，从而保持就在节点205处的PWM信号被关闭之前的输出电容元件217两端的调整值的电压的最后值。例如，存储电路241可以存储在PWM信号的下降沿处的反馈节点FB处的电压电平。通过使用PWM信号的下降沿，存储电路241能够存储指示PWM开启时间的反馈节点FB的电压电平的信号。
输出电容元件217、反馈电阻器R1(223)和R2(225)、存储电路241和误差放大器243共同工作以形成配置为向LED驱动器219提供反馈信号的第一反馈路径。
第一电子开关211耦接在驱动器219的第一输出VOUT+与电子负载215的第一节点之间。当PWM信号205关闭时，LED负载215被第一电子开关211断开，由输出电容元件217来维持在节点205处的PWM信号被关闭之前的(例如，在PWM信号的下降沿处捕获的)输出电容元件217两端的电压。因此，电子开关211在PWM关闭时间期间断开，并且在PWM开启时间期间闭合。
LED驱动器系统200包括电流传感器221，其耦接至LED驱动器219的第二输出。电流传感器221配置为：检测流过LED负载215的电流iLED 201，并且向LED驱动器219的第三输入233提供该LED电流检测信息。虽然电流传感器被示为耦接至LED驱动器219的第二输出，但是应理解，在各种实施例中，它可以放置于任何适当的电路位置从而检测通过LED负载215的电流。
在一个实施例中，传感器221所检测到的电流iLED 201作为LED电流检测电压提供给LED驱动器219的第三输入。换言之，电流传感器221所检测到的电流信号被转换成电压信号。电流传感器221是配置为向LED驱动器219提供反馈信号的第二反馈路径的一部分，以使LED驱动器219能够向LED负载215提供合适的电流。
LED负载215(其可以包括一个或多个LED)耦接在LED驱动器219的第一输出与第二输出之间。虽然以示例的方式将系统200中的各LED示意为串联连接，但是应当理解，在各种实施例中，为实现需要的输出，可以存在单个LED、各LED可以并联连接、或者各LED可以以任何适当的串联/并联组合进行连接。
当PWM信号205开启(即，处于“HI”电平)时，LED驱动器219使得流过LED负载215的输出电流201与控制输入203处的控制信号CRTL所指定的电流电平相匹配。为此目的，由电流传感器221来测量输出电流201，从而向LED驱动器219提供LED电流信息。因此，LED驱动器219基于LED电流检测信号233来调节传送至LED负载215的电流iLED 201，以使该电流遵循控制节点CTRL 203处的控制信号所指定的信号。
如前所述，输出电容元件217两端的输出电压VOUT由反馈电阻器R1(223)和R2(225)来检测。调整后的输出电压VOUT在反馈节点FB处提供。误差放大器243比较当前检测到的反馈节点FB处的电压与存储电路241先前(例如，在PWM信号的下降沿处)存储的作为已存储反馈参考信号FBREF的反馈节点处的电压，并且向LED驱动器219的FBINPUT节点提供其输出电压。通过使用其FBINPUT节点处的该电压，LED驱动器219能够提供其差分输出VOUT+和VOUT-两端的输出电压，从而在PWM关闭时段期间将输出电容元件217两端的电压维持在与PWM信号就要被关闭之前(例如，PWM信号的下降沿处的)的电平相同的电平。
因此，当PWM信号关闭(例如，处于“LO”电平)时，误差放大器243基于输出电容元件217两端的当前调整的反馈电压(FB)与存储在存储电路241中的反馈电压(现用作目标反馈参考(FBREF))之差来生成输出。在此阶段(例如，在PWM信号205关闭时)，LED负载215被电子开关211断开，由LED驱动器219根据FBINPUT 237的信号来维持输出电容元件217两端的电压。
因此，LED驱动器219不仅可以用作在PWM信号205开启时调节流向LED负载215的输出电流201从而使电流201等于控制输入203处的控制信号CTRL所指定的量，还可用作在PWM信号关闭时维持输出电容元件217两端的输出电压。
借助第一反馈路径(其具有用于记忆反馈电压FB的先前状态的存储电路)，输出电容元件217在长时间段(例如，大于1秒)内不受电压衰减的影响，并因此每当PWM信号205重新开启时处于所需的输出电压VOUT处。因此，当PWM信号开启时将合适的电流iLED 201和电压VLED+与VLED-无恢复延迟地提供给LED负载215的两端。因此，LED驱动器系统200配置为：每当PWM信号重新开启时，即使在长PWM关闭时段后，也迅速地返回到或者维持LED负载215两端的所需的电流和电压。
在各种实施例中，LED负载215两端的输出电压(例如，VLED+与VLED-之间的潜在差异)可以大于或小于供电电压VIN。例如，当LED负载215两端的输出电压不大于供电电压VIN时，在PWM信号的关闭时段期间可以使用线性调节器来代替LED驱动器219，所述线性调节器与误差放大器243一起用于保持输出电容217两端的电压。
在这方面，图3示出了LED驱动器系统300的示例，其在PWM信号关闭时通过使用单独的线性调节器303来维持输出电容元件217两端的电压。在各种实施例中，线性调节器可以是高电平有效或低电平有效的。对于高电平有效调节器，可以存在附加的反相器305耦接在PWM节点205与线性调节器303的使能节点EN之间。换言之，线性调节器303在PWM信号开启时关闭，并且在PWM信号关闭时开启。图3的LED驱动器系统300的很多组件和功能都类似于图2的LED驱动器系统200的组件和功能，并因此为简要起见不再详细讨论。因此，下面的讨论强调一些区别特征。
LED驱动器系统300包括LED驱动器219，其具有配置为接收来自反馈节点FB的反馈信号(其代表调整后的输出电压VOUT)的输入FBINPUT 237。在一个实施例中，LED驱动器219不需要将输出电容元件217两端的电压调节至PWM信号就要被关闭之前的电平。这是因为线性调节器303执行此功能。
图3的线性调节器303包括配置为接收来自存储电路241的输出的FBREF信号的第一输入、耦接至反馈节点FB的第二输入、以及耦接至LED驱动器219的第一输出终端(VOUT+)的输出。
例如，当PWM关闭时，线性调节器303接收误差信号，其等于PWM信号刚刚被关闭后(例如，在PWM信号的下降沿处)存储在存储电路241中的所需反馈参考电压(FBREF)与先前在输出电容元件217的两端检测到的调整后的电压(FB)之差。线性调节器303随后可调节输出电容元件217两端的电压，直到节点FB处的调整后的该电压等于存储在存储电路241中的参考值(FBREF)。因此，在本实施例中，LED驱动器219不需要在PWM信号的关闭时间期间调节输出电容元件217两端的电压。相反，该功能由线性调节器303来完成。输出电容元件217、反馈电阻器R1(223)和R2(225)、存储电路241和线性调节器303共同工作以形成配置为在PWM关闭时调节输出电容元件217两端的电压的第一反馈路径。
借助具有记住线性调节器303的先前状态的存储电路的第一反馈路径，输出电容元件217在长时间段(例如，大于1秒)内不受电压衰减的影响，并因此在每当PWM信号205重新开启时处于所需的输出电压VOUT处。因此，当PWM信号开启时将合适的电流iLED 201和电压VLED+与VLED-无恢复延迟地提供给LED负载215的两端。因此，LED驱动器系统300配置为：每当PWM信号重新开启时，即使在长PWM关闭时段后，也迅速地返回到或者维持LED负载215两端的所需的电流和电压。
示例存储电路
在各种实施例中，存储电路241可以是数字电路、模拟电路、或它们的组合。图4A示出了以数字代码维持反馈节点FB的电压信息的示例电路，其可以用于实施图2和图3的存储电路241。如图4A所示，数字存储电路400可以包括模拟数字转换器(ADC)403、数字模拟转换器(DAC)405、第一电子开关409、第二电子开关411、以及存储电容元件407。在各种实施例中，ADC 403可以是低电平有效或者高电平有效的。例如，对于高电平有效的ADC 403，可以存在附加的反相器401耦接在PWM节点205与ADC 403之间。
在图4A的示例中，ADC 403具有通过第一电子开关409耦接至反馈节点FB的第一输入、(可以通过反相器401)耦接至PWM信号节点205的第二输入、以及耦接至DAC 405的输入的第一输出415。在一个实施例中，ADC 403具有运行为指示完成反馈信号的模拟数字转换的单独输出节点417。
DAC 405具有耦接至ADC 403的输出节点415的输入、以及配置为提供其输入节点处的数字信号的模拟表示的输出节点419。在一个实施例中，可以存在第二电子开关411，其耦接在DAC 405的输出与ADC 403的输入之间，以提供已存储的反馈参考信号FBREF。第二开关411具有耦接至ADC 403的第二输出的控制节点(例如，“完成”信号)。在一个实施例中，第二开关411不是必要的，因为第二开关411的功能由DAC 405来执行，因为DAC 405具有配置为通过第二输入(图4A中未示出)接收作为控制信号的ADC 403的输出的内置开关。
在各种实施例中，DAC 405可以为了更快的速度而连续地运行，或者可以为了节省功率而在第二开关411被接通之后立即开启，或者稍在第二开关411被接通之前开启，同时为DAC 405提供充足的时间以将数字信号转换成模拟信号。例如，DAC 405可以在存在耦接至其输出的第二开关411时连续地运行，或者当第二开关的功能嵌入在DAC 405中时适当地运行。
在图4A的示例中，第一电子开关409配置为在节点205处的PWM信号开启时接通，并且在节点205处的PWM信号关闭时关断。对于第二电子开关411，其配置为在节点205处的PWM信号关闭并且ADC 403的模拟数字转换完成时接通。第二开关411可以在其他情况下关断。
因此，图4A的示例中的数字存储电路400在PWM信号205开启时将从反馈节点FB接收的电压电平存储在存储电容元件407上。当节点205处的PWM信号关闭时，第一电子开关409将存储电容元件407从反馈节点FB断开并且通过控制输入413来激活ADC 403。
在此期间，ADC 403在PWM关闭信号的指令下将在存储电容元件407的两端检测到的电压转换成其输出415处的数字数值。该数字数值可以存储在存储内存中，其可以是ADC 403的一部分或者从其分离。在一个实施例中，保存反馈节点FB处的电压的存储器的数字输出可以连接至DAC 405的输入。为方便本讨论，将假设保存反馈节点FB处的电压的存储器在ADC 403内。DAC 405配置为接收其输入节点415处的数字信号并且在其输出节点处提供其模拟版本。
在ADC 403在其输出415处完成模拟反馈信号至其数字表示的转换之前，节点FBREF处的电压电平代表存储电容元件407两端的已存储电压。当ADC 403转换并数字地存储了存储电容元件407两端的电压时，DAC 405可以使用该数字值来驱动FBREF电压。因为数字存储的值不随时间偏移，所以即使在长PWM关闭时段后也可以维持由DAC405驱动的FBREF值以及输出电容元件407两端的电压。
因此，DAC 405所传送的已存储反馈参考信号FBREF的值基本上与PWM信号刚刚被关闭之后的存储电容元件CSTORE 407两端的反馈电压FB相同。
可以参见图4B更好地理解图4A的各特征，图4B示出了图4A的电路400的各示例波形。如图4B所示，反馈节点FB处的电压在PWM信号关闭之后存储在数字代码中。在一个实施例中，当PWM开启时，LED负载开启，而数字存储电路400重置。在此期间，反馈节点FB处的电压由第二反馈路径来确定。当PWM关闭时，LED负载被关闭并且数字存储电路400进入初始的“存储”状态。存储过程的持续时间取决于具体实施方式。在“存储”状态期间，由CSTORE 407来保持FBREF。当存储过程完成时，由DAC 405来保持FBREF。使用该FBREF信号，反馈节点FB处的电压电平在整个PWM关闭时间内由第一反馈路径来控制。
不同类型的ADC可以用于实施数字存储电路400的ADC 403，取决于LED驱动器电路的具体要求。在此讨论的ADC根据将连续信号转换成一定的位数N的普遍原理运行。使用越多的位数，ADC的精确度越好。常见类型的ADC包括流水线、快闪式、逐次逼近寄存器(SAR)、sigma delta(ΣΔ)、以及集成或双斜率。
如图4A所示，数字存储电路和/或ADC可以包括一个或多个适当地配置的DAC以将数字信号转换至模拟域。为此目的，在各种实施例中，可以使用不同的DAC，包括但不限于脉宽调制器DAC、sigmadelta(ΣΔ)DAC、二进制加权DAC、电阻(R-2R)梯形DAC、逐次逼近寄存器DAC、温度计编码型DAC、以及混合型DAC(其可以使用前述DAC的组合)。这些DAC的工作可将有限数值转换成电流或电压形式的物理量。
如前所述，在一些实施例中，在此讨论的存储电路还可以维持作为模拟电压的反馈电压信息。模拟实施方式可以要求更小的芯片面积，消耗更少的功率，并且更简单地实施。例如，可以省去诸如ADC和DAC等若干功能块。存储电路的模拟实施方式可以在各种应用中使用，包括但不限于不要求延长的PWM关闭时间的应用。
为此目的，图5A和图5B示出了维持作为模拟信号的反馈节点FB处的电压的示例电路，其可以用于实施图2和图3中示出的存储电路241。如图5A所示，模拟存储电路500A包括第一开关501、泄漏消除电路503、放大器(例如，缓冲器)507、以及存储电容元件CSTORE 509。本地存储电容元件509可以集成在同一芯片上，但也可以考虑外部电容元件。在一个实施例中，本地存储电容元件509显著地小于(例如，小10倍或更大倍数)输出电容元件217。
在各种实施例中，放大器507可以自动开启或关闭以节省功率，和/或缓冲器可以保持开启(例如，为了速度)但耦接至放大器507的输出处的第二开关511。当使用第二开关511时，可以有反相器505耦接在PWM输入节点205与第二开关511的控制节点之间。图5B的模拟存储电路500B具有大体上相同的特征，除了其不具有第二开关511和反相器505。取而代之，放大器507B直接由节点205处的PWM信号来控制，因为开关511的功能包括在放大器507B中。
泄漏消除电路503耦接至放大器507的第一(例如，正)输入517。放大器507可以配置为单位增益缓冲器，因为它的第二输入(例如，负输入)在节点519处耦接至它的输出。因此，存储节点517处的电压大体上与节点519处的电压相同，因为放大器507的增益足够高。放大器507的输出(例如，通过开关511)耦接至反馈参考节点FBREF。第一开关501具有耦接至放大器507的第一输入的第一节点以及耦接至反馈节点FB的第二输入。存储电容CSTORE 509也耦接至放大器507的第一输入。
第一开关和第二开关中的每一个具有耦接至PWM节点205的控制节点。第一开关501配置为在PWM信号205开启(即，为HI)时处于闭合状态(即，接通)，并且在PWM信号205关闭(即，为LO)时断开(即，关断)。相反，第二开关511配置为在PWM信号205开启时关断，并且在PWM信号205关闭时接通。因此，放大器507和507B可以在PWM信号205开启时停用，并且在PWM信号关闭时激活。
在电路500A和500B中，当节点205处的PWM信号开启时，第一开关501闭合，接通从反馈节点FB至本地存储电容元件509的路径。换言之，反馈节点FB处的电压电平存储在本地存储电容元件509的两端。
当节点205处的PWM信号关闭时，第一开关501断开(例如，关断)，从而切断反馈节点FB与节点517处的本地存储电容元件509之间的路径。然而，因为第一开关501与第二开关511之间存在反相关系，第二开关511现闭合(例如，接通)，从而接通放大器507的输出与反馈参考节点FBREF之间的路径。因此，放大器507的输出处的电压电平提供给误差放大器243(或线性调节器303)的第一输入。通过使用具有已知电容的本地存储电容元件509，可以向误差放大器243(或线性调节器303)的第一输入提供更加恒定的反馈参考电压电平FBREF。
在一个实施例中，存储电路500A(和500B)具有泄漏消除电路503，其配置为在节点205处的PWM信号关闭时进一步维持存储在节点517处的本地存储电容元件509两端的电压。换言之，当节点205处的PWM信号关闭时本地存储电容元件509两端的电压并不随时间降低，因为泄漏消除电路503配置为补偿泄漏电荷。
图5A和图5B的各特征可以参见图5C更好地理解，图5C示出了在图2或图3的LED驱动器系统中运行的图5A和图5B的电路500A和500B的各示例波形。如图5C所示，在PWM信号关闭后反馈节点FB处的电压可以保持为模拟电压。该“存储”步骤可以在PWM信号开启时进行。在此期间，LED负载开启(例如，发光)并且反馈节点FB处的电压由第二(例如，iLED)反馈路径来确定。当PWM关闭时，LED负载关闭并且存储电路进入保持状态，此时反馈节点FB处的电压由包括存储电路241的第一反馈路径来驱动。
总结
所讨论的各组件、步骤、特征、对象、效益、和优点仅仅是说明性的。它们及其相关讨论并不旨在以任何方式限制保护范围。也考虑了大量其他实施例。这些包括具有更少的、额外的、和/或不同的组件、步骤、特征、对象、效益、和/或优点的实施例。这些还包括不同地布置和/或排序了各组件和/或步骤的实施例。
例如，在此讨论的任何信号可以被缩放、缓冲、缩放并缓冲、转换成另一模式(例如，电压、电流、电荷、时间等)、或者转换成另一状态(例如，从HIGH至LOW以及从LOW至HIGH)，而实质上不改变基本的控制方法。
在一个实施例中，可以使用电荷泵来代替本文中讨论的LED驱动器219或线性调节器303，以在PWM关闭时段期间维持输出电容COUT217两端的电压。
鉴于本文的讨论，所提出的在系统的无活动时段期间维持输出电容元件217两端的电压以加快恢复的技术可应用于能够由电流脉冲驱动的其他应用中，例如电机驱动器。
所提出的技术的另一变化形式可以在PWM关闭时间期间以与PWM开启时间期间不同的电平来调节输出电压。根据负载阻抗，输出电压可以在PWM关闭时间期间维持在更高或更低的电平处，以在PWM回到开启状态时生成所需的恢复响应。
除非另外陈述，在本说明书中所阐述的所有的测量、值、级别、位置、大小、尺寸、以及其他规范，都是近似的，而非精确的。它们旨在具有符合其相关功能以及其所属技术领域中的惯例的合理范围。
除了上方的陈述，其他陈述或说明并不旨在被解释为将任何组件、步骤、特征、对象、效益、优点、或其等价物贡献给公众，无论其是否在权利要求中列出。
本公开中所引用的所有的文章、专利、专利申请、以及其他出版物均通过引用并入本文。
应当理解，在此使用的术语和表达具有这样的术语和表达在它们分别对应的研究领域中所具有的普通的含义，除非在本文中另外阐述了特殊含义。诸如“第一”和“第二”等关系术语可仅用于区分一个实体或动作与另一实体或动作，而无需要求或暗示它们之间的任何实际的关系或顺序。术语“包括”、“包括……的”以及其任何其他变化形式在本说明书或权利要求中结合多个元件的列表使用时，旨在表示所述列表并不排外，并且表示可以包括其他元件。类似地，用“一个”或“一”修饰的元件，无进一步约束时，并不排除存在或增加同一类型的多个元件。
提供了本公开的摘要以允许读者迅速地确定本技术公开的本质。摘要遵从这样的理解：其将不会被用于解释或限制权利要求的范围或含义。此外，在前面的详细描述中，可以看到在各实施例中为了简化公开而将各个特征组合在一起。这种公开方法不应解释为反映这样的意图：所声明的各实施例要求比在每项权利要求中明确列举的特征更多的特征。相反，如随附的权利要求所反映的那样，发明主题在于比单个公开的实施例的所有特征更少的特征。因此随附的权利要求在此并入到详细描述中，每一项权利要求作为单独主张的主题而独立存在。

Claims (20)

1.一种发光二极管(LED)驱动器系统，包括：
控制信号输入，其配置为接收控制信号；
脉宽调制(PWM)输入，其配置为接收PWM信号；
驱动器，其具有耦接至所述PWM输入的第一输入、耦接至所述控制信号输入的第二输入、配置为接收LED电流检测信号的第三输入、配置为接收第一反馈信号的第四输入、以及差分输出，其中所述驱动器配置为：当所述PWM信号开启(ON)时向发光二极管(LED)负载传送所述控制信号所指示的电流电平，并且当所述PWM信号关闭(OFF)时停止传送所述电流电平；
输出电容元件，其耦接在所述驱动器的差分输出的两端；以及
第一反馈路径，其耦接在所述驱动器的差分输出与所述驱动器的第四输入之间，其中所述第一反馈路径具有存储电路，其配置为：
在所述PWM信号被关闭之后，紧接着，将指示所述输出电容元件两端的第一电压电平的信息存储为已存储的反馈参考信号；以及
使所述输出电容元件两端的电压处于所述第一电压电平处，紧接着，所述PWM信号被开启。
2.权利要求1的LED驱动器系统，其中所述第一反馈路径包括：
第一电阻元件，其耦接在所述驱动器的差分输出的第一终端与反馈节点之间；
第二电阻元件，其耦接在所述驱动器的差分输出的第二终端与所述反馈节点之间；以及
放大器，其具有配置为接收已存储的反馈参考信号的第一输入、耦接至所述反馈节点的第二输入、以及耦接至所述驱动器的第四输入的输出，其中所述存储电路耦接在所述放大器的第一输入与所述反馈节点之间。
3.权利要求2的LED驱动器系统，其中所述第一反馈路径配置为：
比较从所述存储电路接收的所述已存储的反馈参考信号与所述反馈节点处的当前电压电平；以及
基于所述比较向所述LED驱动器提供所述第一反馈信号。
4.权利要求1的LED驱动器系统，还包括第二反馈电路，其配置为向所述驱动器的第二输入提供流过所述LED负载的电流的电压表示作为所述LED电流检测信号。
5.权利要求4的LED驱动器系统，其中所述第二反馈电路包括电流传感器，其具有耦接至所述驱动器的差分输出的第二终端的节点。
6.权利要求1的LED驱动器系统，其中所述存储电路配置为维持作为数字代码的所述已存储的反馈参考信号。
7.权利要求2的LED驱动器系统，其中所述存储电路包括：
模拟数字转换器(ADC)，其配置为将所述反馈节点处的电压信号转换成第一数字信号，所述ADC包括：
第一输入；
第二输入，其耦接至所述PWM输入；
第一输出，其运行以提供所述第一数字信号；以及
第二输出；
数字模拟转换器(DAC)，其配置为将所述第一数字信号转换成第一模拟信号，所述DAC包括：
输入，其耦接至所述ADC的第一输出；以及
输出，其运行以提供所述第一模拟信号；
存储电容元件，其耦接在所述ADC的第一输入与地线之间；
第一开关，其包括：
第一节点，其耦接至所述反馈节点；
第二节点，其耦接至所述ADC的第一输入；以及
控制节点，其耦接至所述PWM输入；以及
第二开关，其包括：
第一节点，其耦接至所述DAC的输出；
第二节点，其运行以提供所述第一模拟信号作为所述已存储的反馈参考信号；以及
控制节点，其耦接至所述ADC的第二输出。
8.权利要求7的LED驱动器系统，其中当所述PWM信号被关闭并且所述ADC完成对所述反馈节点处的电压信号至所述第一数字信号的转换时，所述ADC的第二输出开启。
9.权利要求1的LED驱动器系统，其中所述存储电路配置为：维持作为模拟电压的所述已存储的反馈参考信号。
10.权利要求9的LED驱动器系统，其中所述存储电路包括：
第一放大器，其具有耦接至存储节点的正输入、负输入、以及耦接至所述第一放大器的负输入的输出，其中所述第一放大器配置为：当所述PWM信号关闭时提供所述已存储的反馈参考信号，并且当所述PWM信号开启时存储所述反馈节点电压；
存储电容元件，其具有耦接至所述存储节点的第一节点以及耦接至地线的第二节点；
第一开关，其耦接在所述存储节点与所述反馈节点之间，其中所述第一开关配置为：当所述PWM信号开启时向所述放大器的正输入提供所述反馈节点的电压电平。
11.权利要求10的LED驱动器系统，还包括耦接至所述存储节点的泄漏消除电路。
12.权利要求11的LED驱动器系统，其中所述泄漏消除电路配置为补充所述存储电路的存储电容器的泄漏电流。
13.权利要求10的LED驱动器系统，其中：
所述第一放大器具有耦接至所述PWM输入的第三输入；以及
所述第一放大器在所述PWM信号关闭时开启，并且当所述PWM开启时关闭。
14.权利要求10的LED驱动器系统，还包括第二开关，其包括：
第一节点，其耦接至所述第一放大器的输出；
第二节点，其运行以提供所述已存储的反馈参考信号；以及
控制节点，其耦接至所述PWM输入。
15.权利要求1的LED驱动器系统，其中所述第一反馈路径包括：
第一电阻元件，其耦接在所述驱动器的差分输出的第一终端与反馈节点之间；
第二电阻元件，其耦接在所述驱动器的差分输出的第二终端与所述反馈节点之间；以及
线性调节器，其具有配置为接收所述已存储的反馈参考信号的第一输入、耦接至所述反馈节点的第二输入、以及耦接至所述驱动器的差分输出的第一终端的输出，其中所述存储电路耦接在所述线性调节器的第一输入与所述反馈节点之间。
16.权利要求15的LED驱动器系统，其中所述线性调节器配置为：在PWM关闭时段期间调节输出电容元件两端的电压，直到所述反馈节点处的所述输出电容元件两端的调整后的电压等于所述PWM信号被关闭之后紧接的所述已存储的参考反馈信号。
17.权利要求15的LED驱动器系统，其中：
所述线性调节器包括另一输入，其耦接至所述PWM输入；以及
所述线性调节器在所述PWM信号关闭时开启；以及
所述线性调节器在所述PWM信号开启时关闭。
18.一种用包括驱动器、输出电容元件、以及具有反馈节点和存储电路的第一反馈路径的电路来驱动发光二极管(LED)负载的方法，所述方法包括：
通过所述驱动器接收PWM信号、控制信号、以及LED电流检测信号；
在所述PWM信号被关闭后，紧接着，由所述第一反馈路径的存储电路将所述反馈节点处的电压电平存储为已存储的反馈参考信号，其中所述已存储的反馈参考信号指示所述输出电容元件两端的第一电压电平；
通过所述第一反馈路径比较所述已存储的反馈参考信号与所述反馈节点处的当前电压电平；以及
基于所述比较使所述输出电容元件两端的电压电平处于所述第一电压电平处，紧接着，所述PWM信号被开启。
19.权利要求18的方法，还包括：
当所述PWM信号开启时，使所述驱动器向所述LED负载提供所述控制信号所指示的电流电平；以及
当所述PWM信号关闭时，避免向所述LED负载传送电流。
20.权利要求18的方法，还包括：
将所述反馈节点处的电压电平转换成第一数字信号；
存储在所述PWM信号的下降沿处的所述第一数字信号；
将所述第一数字信号转换成模拟信号；以及
在所述PWM信号关闭后，提供所述模拟信号作为所述已存储的反馈参考信号。
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