CN108141944A - 可编程led驱动器 - Google Patents

Abstract

一种闭环LED驱动电路，包括至少一个LED、电压源、和被连接到该电压源以便提供调节电压输出的电压调节器。一次可编程电压源被连接到该电压调节器的输出并且电流控制驱动电路被连接到该一次可编程电压源用于响应于来自该一次可编程电压源的输出向该至少一个LED提供驱动电流。线路终端测试器监测该LED装置的光强度并且向所述一次可编程电压源提供指示该LED装置光强度的信号。一次可编程电压源存储该光强度值并且使用该光强度值控制它的向电流控制驱动电路的输出电压。

Description

可编程LED驱动器

相关申请

本申请要求2015年9月28日提交的美国专利申请序列号No.62/233,659的优先权，所述美国专利申请被全文合并于本申请。

技术领域

本发明针对一种可编程发光二极管(“LED”)驱动器，该可编程发光二极管驱动器使用闭环照明调整来建立照明强度要求。

背景技术

LED装置为许多应用提供照明，这些应用包含车辆装置，诸如照明开关、控制杆、电子控制面板等等。用于照明LED装置的LED驱动电路是已知的。为了控制LED装置的照明，一种已知的技术使用匹配的电阻器和LED强度档次(bin)，以便控制通过该装置的电流，该电流又控制照明强度。LED装置的强度不仅是选择的驱动控制电阻器和驱动电压源的函数，而且也是塑料外壳厚度、施加于LED装置上的任何涂料的量、蚀刻处理、LED驱动电路中用于控制驱动电流的电阻器的公差、以及供电电压的公差的函数。强度控制已经在开环处理中被控制。因为照明电气和机械线路中的每个组件有它的自己的唯一变化，所以这是劳动密集型过程。

发明内容

本发明提供一种使用闭环控制布置的LED驱动控制，该闭环控制布置使用可编程LED驱动器。该可编程驱动电路连同它的关联的LED被放进最后的总成中。包含摄像机的线路终端测试器测量该LED装置的强度并控制一次可编程电流驱动器。每个LED装置有它自己的相关联的电流驱动器，该电流驱动器已对需要的强度编程，因此，无另外的控制器需要用于控制LED装置输出强度。该一次可编程电流驱动器包含非易失性存储器，用于即使在电力撤除之后也为它的相关联的LED装置存储驱动控制值。一旦重新供电，该LED将通过它的已编程的驱动电路提供需要的光强度。

按照本发明的一个示例性实施例，一种电流控制LED驱动电路，包括至少一个LED、电压源、以及被连接到该电压源以便提供调节电压输出的电压调节器。一次可编程电压源被连接到该电压调节器的输出并且电流控制驱动电路被连接到该一次可编程电压源，以便响应于来自该一次可编程电压源的输出，向至少一个LED提供驱动电流。线路终端测试器监测该LED装置的光强度并且向所述一次可编程电压源提供指示该LED装置光强度的信号。一次可编程电压源存储该光强度值并且使用该光强度值，以便控制它的向电流控制驱动电路的输出电压。

按照本发明的另一个方面，一种方法被提供用于校准闭环发光二极管(LED)驱动电路。与该闭环LED驱动电路关联的电流被设置到确定值。与该闭环LED驱动电路关联的LED的光强度被测量。如果测量光强度在目标范围内，则闭环LED驱动电路被编程到该确定值。如果测量光强度不在目标范围内，则从确定值和测量光强度计算目标电流。

附图说明

在参考附图阅读下面的描述后，本发明的前述和其他特征及优点，对与本发明有关的本领域熟练的技术人员将变明显，附图中：

图1是按照本发明一个示例性实施例的闭环可编程LED驱动电路布置的示意方框图；

图2是更详细的图1的单个闭环可编程LED驱动电路布置的示意方框图；和

图3是按照本发明的实施方式的用于校准闭环可编程LED驱动电路的方法。

具体实施方式

参考图1，示出按照本发明示例性实施例的用于建立LED装置21的照明强度要求的闭环可编程LED驱动电路20。该闭环驱动电路20包含电压源22，被连接到用于供应电流的可编程驱动电路24。特别地，驱动电路24的电压调节器26被连接到该电压源并输出至少一个控制的、已滤波的、且可变的电压值。

可编程驱动电路24还包含被连接到电压调节器26的一个输出的多个一次可编程电压源30。每个一次可编程电压源30提供相关联的可编程驱动输出电压32。一次可编程电压源30的输出32被连接到相关联的电流控制驱动电路36，该电流控制驱动电路36提供对它的相关联的电压源32敏感的控制电流沉值。

可编程驱动电路24被连接到LED装置21的多个LED 40、42。虽然两个LED被示出，但本领域的熟练人员应当明白，任何数量的LED可以被可编程驱动电路24驱动。为简明起见，与一个LED装置的连接被解释，应当理解，所有其他LED装置被类似地连接和供电。该LED可以是诸如照明开关、控制杆(control stalk)、电子控制面板等等的车辆控制装置的部分。LED装置21包含分别与LED 40、42相关联的符号形状窗和/或光导管41、43。来自LED的光，通过与之关联的符号形状窗和/或光导管是可见的。

LED装置40的阳极，通过相关联的电流限制电阻器48，被连接到电压调节器26的一个输出。LED装置40的阴极被连接到电流控制驱动电路36的一个电流沉驱动输入50。

图2示出可编程驱动电路24的单个驱动电路的细节。参考图1和2，可编程驱动电路24被连接到包含摄像机的线路终端(EOL)测试器60。该EOL测试器60的摄像机当通过LED相关联的符号形状窗和/或光导管41、43观察时监测LED装置21的每个LED 40、42的光强度并且向设定通过LED装置27的所需电流或光强度的一次可编程电压源30提供电信号。来自EOL测试器60的值被用于设置电阻器值到内部非易失性存储器(“NVM”)64。该NVM 64控制内部多路转换器(“MUX”)68。

该一次可编程电压源包含电阻分压器网络70，该电阻分压器网络70被连接到电压调节器26的输出和电接地。MUX 68响应于来自EOL测试器60的计算目标电流或光强度指示，选择在电阻分压器网络70中的位置。于是，MUX 68的输出是响应于监测光强度由EOL测试器计算的控制电压值，该监测光强度是通过电气和机械照明线路从EOL 60输出的。因为该值被存储在NVM 64中，一旦已编程，该EOL能够被移除并且来自MUX 68的输出电压将保持恒定值。应当意识到，每个LED 40、42在NVM 64中会有它自己的目标LED 40、42电流或LED装置21光强度，所以，每个LED 40、42的光强度能够被控制，无需另外的监测或控制过程。

每个MUX 68的输出被连接到相关联的电流控制驱动电路36。参考图2，与LED 40关联的一次可编程电压源30'的MUX 68的输出被连接到它的关联的电流控制驱动电路36'。该电流控制驱动电路36'包含比较器80，比较器80有一个输入82，被连接到它的关联的MUX 68的输出。电流控制驱动电路36'的其余部分包含运算放大器88和驱动晶体管90，被连接以便在输出50处提供脉冲宽度调制(“PWM”)驱动信号，该脉冲宽度调制驱动信号控制通过LED40的电流，该电流又控制LED 40的输出光强度。

因此，应当意识到，目前的布置提供初始的闭环控制，以便建立每个LED 40、42的光强度电流控制值以及通过LED装置21的平衡。一旦对每个相关联的LED的强度值被设置并被存储在NVM中，监测电路能够被断开而强度控制被保持。

调光功能部件(“DIM”)94被提供并且被连接到一次可编程电压源30，以便控制系统的所有LED的光强度变化。在该系统的初始校准期间，DIM通常会被设置到标称强度值，而全部LED驱动电路被编程到需要的标称强度级上，以便提供需要的LED强度。

图3示出按照本发明的实施方式的用于校准闭环可编程LED驱动电路的方法100。在102，与可编程LED驱动电路关联的电流被设置到确定值。特别地，与该LED驱动电路关联的电压源能够被命令向给定LED的相关联的电流控制驱动电路提供适当的输出。在过程的开始，该确定值是为该系统选择的默认值。在104，LED装置的光强度例如在与线路终端测试系统关联的摄像机处被测量。

在106，要确定是否测量光强度在光强度的目标范围内。如果是(Y)，进一步的校准是不必要的，并且该可编程驱动电路在108被编程以便使用现有电流值。例如，可编程驱动电路内的非易失性存储器能够被锁定到被选择用于产生确定值的电压，这样，在线路终端测试系统被移除之后，该确定值被保持。该方法于是终止。

如果测量光强度不在目标范围内(N)，则在110从现有电流值和测量强度计算目标电流。在一个例子中，该目标电流是现有电流值和测量光强度与目标光强度之间差值的线性组合，例如，是在目标范围的中心处的值。然而，应当意识到，这些参数的非线性组合也能够被使用，取决于具体的实施方式。然后，该方法返回102，以便把与可编程LED驱动电路关联的电流设置到该目标电流值。

从上面本发明的描述，本领域熟练人员应当明白改进、变化和修改。本技术领域内的这样的改进、变化、和修改意图由所附的权利要求书覆盖。

Claims (15)

1.一种闭环发光二极管(LED)驱动电路，包括：

至少一个LED；

电压源；

电压调节器，被连接到该电压源，以便提供调节的电压输出；

一次可编程电压源，被连接到该电压调节器的输出；

电流控制驱动电路，被连接到该一次可编程电压源，用于响应于来自该一次可编程电压源的输出，向该至少一个LED提供驱动电流；和

线路终端测试器，用于监测LED装置光强度和给所述一次可编程电压源的指示该LED装置光强度的信号，所述一次可编程电压源存储所述光强度值并使用所述光强度值经便控制它的向所述电流控制驱动电路的输出电压。

2.权利要求1的闭环LED驱动电路，其中所述至少一个LED被安装在诸如照明开关、控制杆和电子控制面板之类的车辆装置中。

3.权利要求2的闭环LED驱动电路，其中所述车辆装置包括用于从所述LED到所述线路终端测试器传递光的符号窗和/或光导管。

4.权利要求1的闭环LED驱动电路，其中电流控制驱动电路包括运算放大器和驱动晶体管，被连接以便提供作为脉冲宽度调制驱动信号的驱动电流。

5.权利要求1的闭环LED驱动电路，其中该一次可编程电压源包括；

非易失性存储器；和

多路转换器，受该非易失性存储器控制。

6.权利要求5的闭环LED驱动电路，其中该一次可编程电压源还包括至少一个电阻分压器网络，被连接到电压调节器的输出和电接地，该多路转换器按照存储在非易失性存储器中的电阻器值，选择在该至少一个电阻分压器网络中的位置。

7.权利要求6的闭环LED驱动电路，其中该电流控制驱动电路包括；

运算放大器；和

比较器，具有被连接到该多路转换器的输出的一个输入和被连接到该运算放大器的输出的一个输入。

8.权利要求1的闭环LED驱动电路，其中该至少一个LED包括多个LED，该一次可编程电压源包括用于该多个LED中的每个的一次可编程电压源，并且该电流控制驱动电路包括用于该多个LED中的每个的电流控制驱动电路。

9.权利要求8的闭环LED驱动电路，还包括调光控制功能部件，被连接到该多个一次可编程电压源，以便控制该多个LED的光强度变化。

10.权利要求8的闭环LED驱动电路，其中该多个一次可编程电压源的第一一次可编程电压源存储第一光强度值，并且该多个一次可编程电压源的第二一次可编程电压源存储第二光强度值。

11.一种用于校准闭环发光二极管(LED)驱动电路的方法，包括：

把与该闭环LED驱动电路关联的电流设置到确定值；

测量与该闭环LED驱动电路关联的LED的光强度；

如果测量光强度在目标范围内，则编程闭环LED驱动电路到确定值；和

如果测量光强度不在目标范围内，则从该确定值和测量光强度计算目标电流。

12.权利要求11的方法，其中如果测量光强度不在目标范围内，该方法还包括反复地重复如下步骤，直到测量光强度在目标范围内为止：

把与该闭环LED驱动电路关联的电流设置到目标电流；

测量与该闭环LED驱动电路关联的LED的光强度；

如果测量光强度在目标范围内，则编程闭环LED驱动电路到该确定值；和

如果测量光强度不在目标范围内，则从该确定值和测量光强度计算新目标电流。

13.权利要求11的方法，其中从确定值和测量光强度计算目标电流包括按照现有电流值和测量光强度与目标光强度之间差值的线性组合计算目标电流。

14.权利要求11的方法，其中编程闭环LED驱动电路到确定值包括把在闭环LED驱动电路内的非易失性存储器锁定到被选择用于提供该确定值的电压。

15.权利要求11的方法，其中测量与闭环LED驱动电路关联的LED的光强度包括在与线路终端测试系统关联的摄像机处监测该LED装置的光强度。