CN112804787B

CN112804787B - Led驱动电路

Info

Publication number: CN112804787B
Application number: CN202011265326.9A
Authority: CN
Inventors: C·格雷库; B-E·马泰; A·鲍希; A-C·盖达姆; A·莫拉利
Original assignee: Apple Inc
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2019-11-14
Filing date: 2020-11-13
Publication date: 2023-08-18
Anticipated expiration: 2040-11-13
Also published as: DE102020129904A1; US10694603B1; US11166355B2; CN117042233A; CN112804787A; US20210153320A1

Abstract

本公开涉及LED驱动电路。本文公开了一种LED驱动电路。该LED驱动电路包括放大器，该放大器具有被耦接以接收基准电压的第一输入端和被耦接以接收反馈电压的第二输入端。该电路还包括第一晶体管和第二晶体管，其中每个晶体管具有耦接到第一放大器的输出端的相应栅极端子。在第一模式中，第一开关交替地将第一晶体管的源极端子耦接到放大器的第二输入端(当脉冲被维持时)以及将第二晶体管的源极端子耦接到该第二输入端(当脉冲被撤销时)。第三晶体管包括在工作于第一模式时通过第二开关耦接到地的栅极端子。当工作于第二模式时，该开关在脉冲保持被维持时将第三晶体管耦接到放大器的输出端。

Description

LED驱动电路

技术领域

本公开涉及电子电路，并且更具体地涉及驱动电路。

背景技术

发光二极管(LED)在多种现代电子设备中使用。LED的一个常见用途是液晶显示器的背光照明。背光源可由多个LED串形成并且由例如局部升压转换器进行供给。串内的LED可彼此串联连接。

在操作期间，在背光源作为其一部分的显示器被使用时，LED可完全导通。在该显示器不使用时，LED可被调暗。可以在对应耦接的LED驱动电路的控制下来进行LED在其完全导通状态和调暗状态的控制。

发明内容

本文公开了一种LED驱动电路。在一个实施方案中，LED驱动电路包括放大器，该放大器具有被耦接以接收基准电压的第一输入端和被耦接以接收反馈电压的第二输入端。该电路还包括第一晶体管和第二晶体管，其中每个晶体管具有耦接到第一放大器的输出端的相应栅极端子。在第一模式中，第一开关交替地将第一晶体管的源极端子耦接到放大器的第二输入端(当脉冲被维持时)以及将第二晶体管的源极端子耦接到该第二输入端(当脉冲被撤销时)。第三晶体管包括在工作于第一模式时通过第二开关耦接到地的栅极端子。当工作于第二模式时，该开关在脉冲保持被维持时将第三晶体管耦接到放大器的输出端。

在一个实施方案中，LED驱动电路还包括第四晶体管，该第四晶体管具有耦接到第一晶体管的漏极的源极端子。第三晶体管和第四晶体管的漏极各自耦接到LED驱动节点，至少一个LED的阴极可耦接到LED驱动节点。在第一模式期间，第四晶体管可响应于接收到脉冲而变为有效的，并且因此第一晶体管和第四晶体管两者可在脉冲的持续时间内驱动(例如，串联)耦接到LED驱动节点的所述一个或多个LED。第三晶体管在工作于第一模式期间是无效的，其栅极端子耦接到接地节点。在第二模式中，第三晶体管以及第一晶体管和第四晶体管是有效的(因为脉冲保持被维持)，由此提供恒定电流，该恒定电流导致耦接到电路的LED连续地处于导通状态。

附图说明

下面的详细描述参照附图，现在对这些附图进行简要说明。

图1是LED驱动电路的一个实施方案的示意图。

图2是示出LED驱动电路的一个实施方案在第一操作模式中的操作的示意图。

图3是示出LED驱动电路的一个实施方案在第二操作模式中的操作的示意图。

图4是示出背光组件的一个实施方案的示意图。

图5是示出用于操作LED驱动电路的方法的一个实施方案的流程图。

图6是示例性系统的一个实施方案的框图。

尽管本文所公开的实施方案易受各种修改形式和替代形式的影响，但本发明的特定实施方案在附图中以举例的方式示出并在本文中详细描述。然而，应该理解，附图和对其的详细描述并非旨在将权利要求的范围限制于所公开的特定形式。相反，本申请旨在覆盖落入由所附权利要求限定的本申请的公开内容的精神和范围内的所有修改、等同物和另选方案。

本公开包括对“一个实施方案”、“特定实施方案”、“一些实施方案”、“各种实施方案”或“实施方案”的引用。出现短语“在一个实施方案中”、“在特定实施方案中”、“在一些实施方案中”、“在各种实施方案中”或“在实施方案中”并不一定是指同一个实施方案。特定特征、结构或特性可以与本公开一致的任何合适的方式被组合。

在本公开内，不同实体(其可被不同地称为“单元”、“电路”、其他部件等)可被描述或声称成“被配置为”执行一个或多个任务或操作。此表达方式—被配置为[执行一个或多个任务]的[实体]—在本文中用于指代结构(即，物理的事物，诸如电子电路)。更具体地，此表达方式用于指示此结构被布置成在操作期间执行一个或多个任务。结构可被说成“被配置为”执行某个任务，即使该结构当前并非正被操作。“被配置为将积分分发到多个处理器内核的积分分发电路”旨在涵盖例如具有在操作期间执行该功能的电路的集成电路，即使所涉及的集成电路当前并非正被使用(例如电源未连接到它)。因此，被描述或表述为“被配置为”执行某个任务的实体指代用于实施该任务的物理的事物，诸如设备、电路、存储有可执行程序指令的存储器等。此短语在本文中不被用于指代无形的事物。

术语“被配置为”并不旨在意指“可配置为”。例如，未经编程的FPGA不会被认为是“被配置为”执行某个特定功能，虽然在编程之后其可能“可配置为”执行该功能。

所附权利要求书中的表述结构“被配置为”执行一个或多个任务明确地旨在对该权利要求要素不援引35 U.S.C.§112(f)。于是，所提交的本申请中没有任何权利要求旨在要被解释为具有装置-加-功能要素。如果申请人在申请过程中想要援引112(f)部分，则其将使用“用于[执行功能]的装置”结构来表述权利要求的要素。

如本文所用，术语“基于”用于描述影响确定的一个或多个因素。此术语不排除可能有附加因素可影响确定。也就是说，确定可仅基于指定的因素或基于所指定的因素及其他未指定的因素。考虑短语“基于B确定A”。此短语指定B是用于确定A的因素或者B影响A的确定。此短语并不排除A的确定也可基于某个其他因素诸如C。此短语也旨在覆盖A仅基于B来确定的实施方案。如本文所用，短语“基于”与短语“至少部分地基于”是同义的。

如本文所用，短语“响应于”描述触发效果的一个或多个因素。该短语并未排除其他因素可能影响或以其他方式触发效果的可能性。也就是说，效果可以仅仅响应于这些因素，或者可以响应于指定的因素以及其他未指定的因素。考虑短语“响应于B执行A”。该短语指定B是触发A的性能的因素。该短语不排除执行A也可能响应于某些其他因素，诸如C。该短语还旨在涵盖其中仅响应于B而执行A的实施方案。

如本文所用，术语“第一”、“第二”等充当其之后的名词的标签，并且不暗指任何类型的排序(例如，空间的、时间的、逻辑的等)，除非另有说明。例如，在具有八个寄存器的寄存器文件中，术语“第一寄存器”和“第二寄存器”可用于指八个寄存器中的任两个，而不是例如仅逻辑寄存器0和1。

在权利要求书中使用时，术语“或”被用作包含性的或，而不是排他性的或。例如，短语“x、y或z中的至少一个”表示x、y和z中的任何一个以及它们的任何组合。

在以下描述中，阐述了许多具体细节，以提供对所述实施方案的透彻理解。然而，本领域的普通技术人员应当认识到，可在没有这些具体细节的情况下实践所公开的实施方案的方面。在一些情况下，未详细示出熟知的电路、结构、信号、计算机程序指令和技术，以免模糊所公开的实施方案。

具体实施方式

本公开涉及LED驱动电路，除了其他应用之外，该LED驱动电路可在显示器诸如液晶显示器(LCD)的背光源中使用。当在此类显示器中使用时，由LED产生的表观亮度可取决于操作模式。为了将LED调暗到低于最大亮度水平，驱动电路可工作于脉宽调制(PWM)模式，其中LED的表观亮度可随所接收脉冲的宽度而变化。对于最大亮度，LED驱动电路可提供DC操作。

本公开的LED驱动电路可操作以便满足多个不同的参数。在各种实施方案中，本公开的LED驱动电路可与电路输出电压无关地吸收基本上最小电流值。电路也可表现出可使浪费的功率最小化的低压差行为。此外，本公开的驱动电路可被设计为提供最小电流与最大电流之间的高比率。在工作于PWM模式时，电路可表现出非常快的接通和关断响应。本公开的LED驱动电路也可实现低静态电流。电路也可在样品与样品之间表现出低失配。

如本文所公开，LED驱动电路包括第一晶体管和第二晶体管，其中每个晶体管具有耦接到放大器的输出端的相应栅极端子。放大器包括被耦接以接收基准电压的第一输入端、以及被耦接以经由第一开关接收反馈电压的第二输入端。响应于在工作于第一模式(其可被称为脉宽调制或PWM模式)时接收到脉冲，第一晶体管的源极端子经由第一开关耦接到放大器的第二输入端。因此，第一晶体管当在第一模式中有效时调节电路的输出电流，其中反馈电压取决于第一晶体管的栅极-源极电压。在第一模式中操作期间，当没有脉冲被接收到时，第一开关也可将第二晶体管的源极端子耦接到放大器的第二输入端(同时解耦第一晶体管的源极端子)。因此，第二晶体管可在PWM模式中操作期间在不存在脉冲的情况下调节通过电路的电流。一般来讲，第一开关可在将第一晶体管和第二晶体管的相应源极端子耦接到放大器的第二输入端之间交替，其中每一者的时间量取决于所接收的相应脉冲的宽度。

在第二模式(其也可被称为连续模式)中，脉冲保持被维持，因此第一晶体管的源极端子也可保持耦接到放大器的第二输入端。另外，也可激活第三晶体管。第一晶体管和第三晶体管(与下面讨论的第四晶体管一起)汲取基本上连续的电流通过电路，这也可以是通过电路的最大电流量。现在更详细地讨论根据上文的LED驱动电路的各种实施方案。

图1是LED驱动电路的一个实施方案的示意图。在所示的实施方案中，LED驱动电路100包括具有第一输入端和第二输入端的放大器A1。A1的第一输入端(在该实施方案中为同相输入端)是可由任何合适的基准电压生成电路(例如，带隙电路)生成的基准电压。A1的第二输入端(在该实施方案中为反相输入端)被耦接以经由开关S1接收反馈电压。放大器A1的输出端子耦接到晶体管M1和M2的相应栅极端子，并且也耦接到开关S2。晶体管M1的源极端子耦接到电阻器R1。如此处所示，电阻器R1可为可变电阻器，或者另选地，可为微调电阻器。晶体管M2的源极端子耦接到电流源I1。该电流源可使用任何合适类型的电流源电路来实现。

晶体管M3具有耦接到开关S2的栅极端子。根据该开关的位置(这继而取决于操作模式)，晶体管M3的栅极端子可耦接到放大器A1的输出端或耦接到接地。M3的源极端子耦接到M1的源极端子。第四晶体管M4包括耦接到晶体管M1的漏极端子的源极端子。在该实施方案中，晶体管M4的栅极端子耦接到可选的缓冲器B1，该缓冲器继而被耦接以接收脉冲，在此表示为PWM。晶体管M3和M4两者的源极端子耦接到输出垫片，该输出垫片继而可耦接到LED的阴极，该LED可以是串联耦接的LED串的一部分。

特定操作模式的控制可由控制电路105执行，该控制电路在此处被图示为提供脉冲、PWM和PWM_EN控制信号(或启用信号)作为输出。脉冲可由缓冲器B1和开关S1接收，而使能信号PWM_EN可由开关S2接收。在不存在缓冲器的情况下，实施方案是可能的和被设想的，因此PWM脉冲信号被直接提供到M4的栅极端子。为了工作于第一模式中，控制电路105维持PWM_EN信号(这导致M3关断)，然后从其PWM输出端提供脉冲，其中脉冲的宽度(持续时间)被调制以控制LED的表观亮度。为了工作于第二模式，控制电路撤销PWM_EN信号，并且将PWM输出保持为被维持(在所示的实施方案中，PWM＝1)。当PWM_EN被撤销时，晶体管M3被接通，而M1和M4两者也是有效的。这导致基本上恒定的电流通过该器件，从而导致LED处于连续导通状态。

所示实施方案中的开关S1被布置为向放大器A1的第二输入端提供两个输入之一。响应于当工作于第一模式(PWM模式)时接收到脉冲(PWM＝1)，开关S1耦接到M1的源极端子。当没有脉冲被接收到时，或者当工作于第二模式时，晶体管M1的源极端子与A1的第二输入端解耦，其中开关S1处于PWM＝0位置。相反，当PWM＝0时，M2的源极端子耦接到放大器A1的第二输入端。另外，开关S2操作以在工作于PWM模式期间(当PWM_EN＝1时)将M3的栅极端子耦接到地，并且在工作于非PWM(连续)模式期间(当PWM_EN＝0时)将M3的栅极端子耦接到放大器A1的输出端。当工作于第二模式时，控制电路105提供PWM作为持续维持的信号(PWM＝1)。

根据操作模式，可以提供从所耦接的LED的阴极到地的一个或两个电流路径。这些电流路径中的第一电流路径通过晶体管M1和M4，这是在工作于PWM模式期间并且响应于接收到脉冲而形成，因为M1和M4两者在每个脉冲的持续时间内可为有效的。在工作于第二模式期间，添加第二电流路径通过晶体管M3。这两条路径在M1和M3的源极端子与R1的对应耦接端子的会合处会聚，其进一步耦接到接地节点，如图所示。在工作于第一模式期间，当没有脉冲被接收到(PWM＝0)时，在垫片和地之间不提供电流路径。

在该实施方案中，当PWM_EN＝0时，开关S2将M3的栅极端子耦接到放大器A1的输出端。如上所述，当M3被激活时，添加垫片(也可称为驱动节点)与地之间的第二电流路径。这确保在工作于非PWM模式期间基本上恒定的电流从所耦接的驱动节点或垫片流动到LED，并且可导致LED的连续导通状态。在两个并联电流路径有效的情况下，驱动电路100在工作于第二模式期间汲取的电流量。

在工作于第一模式期间并且在不存在脉冲(PWM＝0)的情况下，晶体管M2基本上控制来自放大器A1的输出电压。具体地讲，晶体管M2和放大器A1形成回路，其中A1的输出电压被提供给M2的栅极，而M2的源极电压被提供给A1的反相(第二)输入端。因此，当没有脉冲被维持时，放大器A1在PWM模式操作期间继续提供输出信号。当从PWM＝0过渡到PWM＝1时，这可允许快速接通时间。

图1中示出的LED驱动电路100可以被认为具有两个单独的控制回路用于控制电路中的电流。因此，第一控制回路可包括晶体管M1和M4以及放大器A1。该回路可响应于在工作于PWM模式期间接收到脉冲而被激活，这使得开关S1被设置到被指示为PWM＝1的位置。第二控制回路包括晶体管M2和放大器A1，并且当开关S1被设置为PWM＝0时是有效的，如上所述。

图2是示出LED驱动电路的一个实施方案在第一操作模式(另选地被称为PWM模式)中的操作的示意图。在PWM操作模式中，PWM_EN信号可被维持为值1，这在该实施方案中使得晶体管M3的栅极端子耦接到接地节点。这使得M3在该模式中是无效的，由此在脉冲被接收到时减小放大器A1的输出端上的负载。

在PWM模式期间，开关S1的位置取决于接收脉冲。当接收到脉冲时，开关可处于PWM＝1位置，如图所示，并且M1的源极耦接到A1的反相输入端。当当前未接收到脉冲时，开关S1可处于相反位置，其中M1的源极与A1的反相输入端解耦。

在开关S1处于PWM＝1位置的情况下，放大器A1的输出端上的电压可上升并接通M1。脉冲也可由M4的栅极端子经由缓冲器B1接收。这可激活晶体管M4。在晶体管M1和M4两者有效的情况下，在LED驱动节点/垫片之间提供电流路径，通过这些器件和电阻器R1两者。另外，由A1和M1执行回路，其中M1的源极向A1的反相输入端提供反馈电压。因此，晶体管M1调节通过M1和M4的电流路径中的电流。通过在该实施方案中提供晶体管M4，共源共栅电路结构减少限制M1的漏极电压从PWM＝0的状态到PWM＝1的摆动。此外，由于M1漏极电压的摆动在脉冲和无脉冲之间受到限制，因此不需要快速响应放大器来实现A1。

当开关S1在工作于PWM模式期间处于PWM＝0位置时，M2的源极端子耦接到放大器A1的反相输入端。这形成具有A1和M2的控制回路。因此，A1的输出电压取决于此时M2的源极电压。所示实施方案中M2的存在确保驱动电路100执行闭环操作，而不管操作模式是如何的或者当前是否接收到脉冲。如上所述，当处于PWM或模式时以及当接收到脉冲时，由M1和A1形成回路。当在PWM模式中当前未接收到脉冲时，回路由M2和A1形成。

图3是示出LED驱动电路的一个实施方案在第二操作模式中的操作的示意图。该第二操作模式在本文中可被称为非PWM操作模式或连续操作模式。当工作于该模式时，开关S1保持在PWM＝1位置。因此，M4在该模式中保持有效，而M1的源极保持经由开关S1耦接到放大器A1的反相输入端。

该操作模式中的开关S2处于PWM_EN＝0位置。这导致M3的栅极端子耦接到放大器A1的输出端。因此，M3被激活并且提供从垫片通过器件到电阻器R1的第二电流路径。因此，在工作于第二模式期间，在垫片和R1之间存在两个有效的并联电流路径，第一电流路径是通过M4和M1，第二电流路径是通过M3。这可得到在垫片和R1之间(并因此也通过R1到地)基本上连续的最大电流。因此，耦接到LED驱动电路100的LED串可以其最大亮度保持连续导通。晶体管M3可被实现为大晶体管以帮助获得最大电流。

图4是示出背光组件的一个实施方案的示意图。在所示实施方案中，背光组件400包括M串N个LED 402，其中M和N为整数。串联耦接的LED的这些串中的每一者耦接到多个LED驱动电路100中的对应一者。所示实施方案中的控制电路105被耦接以向LED驱动电路100中的每一者提供脉冲(PWM)和启用信号(PWM_EN)两者。

在串联耦接的LED的这些串中的每一者中，LED中最后一个LED的阴极耦接到对应LED驱动电路100的垫片/驱动节点。M个串中每一串中的LED中的第一个LED的阳极耦接到电压供应节点V_supp，该电压供应节点是DC-DC转换器405的输出端。在一个实施方案中，DC-DC转换器405为升压转换器，其在电压供应节点上提供比输入电压大的输出电压。在该实施方案中，从电池403接收对DC-DC转换器405的输入电压。

由图4所示电路形成的背光源的亮度可在工作于非PWM/连续模式时处于其最高强度。在该模式中，LED 402中的每一者连续地导通，其中LED驱动电路100中的每一者通过M1/M4和相对大的器件M3的并联电流路径汲取其最大电流，如上文参考图1至图3所述。

为了调暗背光源的表观亮度，控制电路105可使电路进入PWM模式。然后可将来自控制电路105的PWM输出端的脉冲施加到LED驱动电路100中的每一者。由背光组件提供的总体表观亮度可随脉冲的占空比而变化。更高的占空比可导致更大的亮度。为了调暗背光源，可将脉冲的占空比减小至对应于所期望亮度的水平。在较低占空比的情况下，LED 402花费较少的时间导通和较长的时间关断，这可导致用户相对于较高占空比或当背光组件400工作于连续模式(其中LED 402连续导通)时感知较低水平的亮度。

本公开的LED驱动电路可独立于放大器A1的输出电压吸收至少最小量的电流。在一些实施方案中，当在PWM模式中正接收脉冲时，通过晶体管M1和M4的电流可以是基本上恒定的。

由于晶体管M3的存在，本公开的LED驱动电路也可具有低压差。应当注意，M3的栅极电容在工作于PWM模式时不是问题，因为此时栅极未连接到放大器A1的输出端。M3的存在也可确保由电路汲取的最小电流与最大电流之间的高比率。在连续模式中，最大电流可由通过M1/M4和M3的并联电流路径汲取。在PWM模式中，M3关断，M1和M4可在响应于接收到脉冲而有效时汲取电流。当没有脉冲被接收到时，然而由于亚阈值操作，最小量的电流可通过这些器件。

由于电路中的共源共栅结构减小M1的漏极上的电压摆动，因此本公开的LED驱动电路105可在工作于PWM模式时表现出非常快的接通和关断。M1漏极上的低电压摆动也减少了对于放大器A1是快速响应放大器的需要。

LED驱动电路100中M2的存在可确保，无论操作模式是如何或当前是否接收到脉冲，电路也提供闭环操作。这可使得能够使用闭环偏移消除技术(诸如自动调零)来用于使从一个样本到下一样本的失配最小化。

图5是示出用于操作LED驱动电路的方法的一个实施方案的流程图。可使用上文参考图1至图4所述的LED驱动电路的各种实施方案来执行方法500。本文未明确讨论但能够执行方法500的实施方案也可落入本公开的范围内。

方法500开始于在第一模式中操作发光二极管(LED)驱动电路(框502)。在第一模式中操作包括响应于在放大器的输出端上提供的信号来控制第一晶体管和第二晶体管，该放大器在第一输入端上接收基准电压并且在第二输入端上接收反馈信号，将第三晶体管的栅极端子耦接到接地节点，同时交替地维持和撤销脉冲(框504)。第一模式操作还包括响应于脉冲的维持而激活第四晶体管、以及响应于脉冲的撤销而去激活第四晶体管(框506)。这导致基于脉冲的占空比来控制一个或多个LED的亮度，该一个或多个LED耦接到第三晶体管和第四晶体管的漏极端子(框508)。

方法500还包括在第二模式中操作LED驱动电路(框510)。在第二模式中操作包括将脉冲保持在被维持状态(框512)。第二模式操作还包括从第一晶体管的源极提供反馈信号，以及将第三晶体管的栅极端子耦接到放大器的输出端以导致第三晶体管的激活(框514)。

在各种实施方案中，该方法包括在第一模式中操作期间，第一开关响应于脉冲的维持而使第一晶体管的源极端子耦接到第二输入端，以及响应于脉冲的撤销而使第二晶体管的源极端子耦接到第二输入端。该方法也可包括，当在第二模式中操作时，第二开关在第一模式中操作期间将第三晶体管的栅极端子耦接到接地节点，并且还包括第二开关将第三晶体管的栅极端子耦接到放大器的输出端。当在第一模式中操作时，该方法包括改变流过所述一个或多个LED的电流量，而当在第二模式中操作时导致连续电流流过LED。

接下来转向图6，其示出了系统150的一个实施方案的框图。在例示的实施方案中，该系统150包括耦接至外部存储器158的集成电路10的至少一个实例。该集成电路10可包括耦接至外部存储器158的存储器控制器。该集成电路10耦接到一个或多个外围设备154、以及外部存储器158。还提供了向集成电路10供应供电电压并且向存储器158和/或外围设备154供应一个或多个供电电压的电源156。在一些实施方案中，可包括集成电路10的多于一个实例(也可包括多于一个外部存储器158)。

根据系统150的类型，外围设备154可包括任何期望的电路。例如，在一个实施方案中，系统150可以是移动设备(例如个人数字助理(PDA)、智能电话等)，并且外围设备154可包括用于各种类型的无线通信的设备，诸如WiFi、蓝牙、蜂窝、全球定位系统等。外围设备154还可包括附加存储装置，该附加存储装置包括RAM存储装置、固态存储装置或磁盘存储装置。外围设备154可包括用户界面设备诸如显示屏，该用户界面设备包括触摸显示屏或多触摸显示屏、键盘或其他输入设备、麦克风、扬声器等。在其他实施方案中，系统150可以是任何类型的计算系统(例如，台式个人计算机、膝上型电脑、工作站、平板电脑等)。

外部存储器158可包括任何类型的存储器。例如，外部存储器158可以是SRAM、动态RAM(DRAM)(诸如同步DRAM(SDRAM))、双数据速率(DDR、DDR2、DDR3、LPDDR1、LPDDR2等)SDRAM、RAMBUS DRAM等。该外部存储器158可包括存储器设备被安装到的一个或多个存储器模块，诸如单列直插存储器模块(SIMM)、双列直插存储器模块(DIMM)等。

所示实施方案中的系统150也包括显示器157的至少一个实例，该显示器包括背光源。显示器157的背光源部分可根据图4所示的示例来实现，并且可包括DC-DC转换器(例如，升压转换器)、N串M个LED(其中M和N是整数值)、以及LED驱动电路的对应实例，诸如图1至图3所示的那些。

一旦充分了解了上面的公开，许多变型和修改对于本领域的技术人员而言将变得显而易见。本公开旨在使以下权利要求书被阐释为包含所有此类变型和修改。

Claims

1.一种驱动电路，包括：

放大器，所述放大器具有被耦接以接收基准电压的第一输入端和被耦接以接收反馈电压的第二输入端；

第一晶体管和第二晶体管，所述第一晶体管和所述第二晶体管各自具有耦接到所述放大器的输出端的相应栅极端子；

第一开关，所述第一开关被配置为在第一模式中响应于接收到脉冲而将所述第一晶体管的源极端子耦接到所述放大器的所述第二输入端，并且在不存在所述脉冲的情况下将所述第二晶体管的源极端子耦接到所述放大器的所述第二输入端；

第三晶体管，所述第三晶体管具有耦接到所述第一晶体管的源极端子的源极端子；以及

第二开关，所述第二开关被配置为在第二模式中将所述第三晶体管的栅极端子耦接到所述放大器的所述输出端，并且在所述第一模式中将所述第三晶体管的所述栅极端子耦接到接地节点。

2.根据权利要求1所述的驱动电路，还包括第四晶体管，所述第四晶体管具有耦接到所述第三晶体管的漏极端子的漏极端子。

3.根据权利要求2所述的驱动电路，其中所述第四晶体管的源极端子耦接到所述第一晶体管的漏极端子。

4.根据权利要求2所述的驱动电路，还包括缓冲器电路，所述缓冲器电路被配置为从控制电路接收所述脉冲，其中所述缓冲器的输出端耦接到所述第四晶体管的栅极端子。

5.根据权利要求4所述的驱动电路，其中所述第一开关被耦接以从所述控制电路接收所述脉冲，并且其中所述第二开关被配置为从所述控制电路接收启用信号，其中所述启用信号被配置为维持所述启用信号以启用在所述第一模式中的操作、以及撤销所述启用信号以使所述电路在所述第二模式中操作，其中所述第三晶体管的栅极端子响应于所述启用信号的维持而耦接到所述接地节点。

6.根据权利要求4所述的驱动电路，其中所述第四晶体管被配置为响应于接收到所述脉冲而是有效的，其中所述脉冲在所述第一模式中交替地被维持和撤销，并且其中所述脉冲在所述第二模式中保持被维持。

7.根据权利要求1所述的驱动电路，还包括耦接在所述第一晶体管的所述源极端子和所述接地节点之间的电阻器。

8.根据权利要求1所述的驱动电路，还包括耦接在所述第二晶体管的所述源极端子和所述接地节点之间的电流源。

9.根据权利要求1所述的驱动电路，还包括第一LED，所述第一LED具有耦接到所述第三晶体管和第四晶体管的相应漏极端子的阴极。

10.根据权利要求9所述的驱动电路，还包括：

包括所述第一LED的多个LED，其中所述多个LED串联耦接；以及

升压转换器，所述升压转换器耦接到串联耦接的所述多个LED中最后一个LED的阳极，并且被配置为向所述多个LED提供操作电压，其中所述多个LED被配置为在所述第一模式中操作期间接通。

11.一种用于操作LED驱动电路的方法，包括：

在第一模式中操作所述LED驱动电路，其中在所述第一模式中操作包括：

响应于在放大器的输出端上提供的信号来控制第一晶体管和第二晶体管，所述放大器在第一输入端上接收基准电压并且在第二输入端上接收反馈信号；

将第三晶体管的栅极端子耦接到接地节点；

交替地维持和撤销脉冲；

响应于所述脉冲的维持而激活第四晶体管，并且响应于所述脉冲的撤销而去激活所述第四晶体管；

基于所述脉冲的占空比来控制一个或多个LED的亮度，所述一个或多个LED耦接到所述第三晶体管和所述第四晶体管的漏极端子；

在第二模式中操作所述LED驱动电路，其中在所述第二模式中操作包括：

将所述脉冲保持在被维持状态；

从所述第一晶体管的源极提供所述反馈信号；以及

将所述第三晶体管的栅极端子耦接到放大器的所述输出端，以导致所述第三晶体管的激活。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括在所述第一模式中操作期间，第一开关响应于所述脉冲的维持而使所述第一晶体管的源极端子耦接到所述第二输入端，以及响应于所述脉冲的撤销而使所述第二晶体管的源极端子耦接到所述第二输入端。

13.根据权利要求11所述的方法，还包括第二开关在所述第一模式中操作期间将所述第三晶体管的栅极端子耦接到所述接地节点，并且还包括所述第二开关在所述第二模式中操作时将所述第三晶体管的所述栅极端子耦接到所述放大器的所述输出端。

14.根据权利要求11所述的方法，还包括当在所述第一模式中操作时改变流过所述一个或多个LED的电流量，以及当在所述第二模式中操作时导致连续电流流过所述LED。

15.一种电子系统，包括：

稳压器电路，所述稳压器电路被配置为基于所接收的输入电压来提供输出电压；

串联耦接的多个LED，其中所述多个LED中的第一个LED的阳极被耦接以接收所述输出电压；以及

驱动电路，其中所述多个LED中最后一个LED的阴极耦接到所述驱动电路的驱动节点，其中所述驱动电路包括：

第一控制回路，所述第一控制回路包括第一晶体管，所述第一晶体管被配置为当脉冲在第一模式中操作期间被维持时被激活，其中当在所述第一模式中操作期间是有效的时，所述第一晶体管被配置为部分地基于放大器输出信号来控制流过所述多个LED的电流量，所述放大器具有第一输入端和第二输入端，所述第一输入端被耦接以接收基准电压，所述第二输入端被耦接以在所述脉冲在所述第一模式中被维持时从所述第一晶体管的源极端子接收第一反馈信号；以及

第二控制回路，所述第二控制回路包括第二晶体管，其中在所述第一模式中操作期间，当所述脉冲被撤销时，所述放大器的所述第二输入端被耦接以从第二晶体管的源极端子接收第二反馈信号；

其中在第二模式中操作期间，所述放大器的所述第一输入端被耦接以响应于所述脉冲保持被维持而接收所述第一反馈信号。

16.根据权利要求15所述的电子系统，还包括第三晶体管，其中所述第三晶体管被配置为在所述第二模式中操作期间控制流过所述多个LED的电流量。

17.根据权利要求16所述的电子系统，还包括第二开关，其中所述第三晶体管的栅极端子被耦接以在所述第二模式中操作期间经由所述第二开关接收所述放大器输出信号，并且其中所述第三晶体管的所述栅极端子在所述第一模式中操作期间经由所述第二开关耦接到接地节点。

18.根据权利要求16所述的电子系统，还包括第四晶体管，所述第四晶体管具有耦接到所述第一晶体管的漏极端子的源极端子、以及耦接到所述第三晶体管的漏极端子和所述多个LED中所述最后一个LED的所述阴极的漏极端子，其中所述第四晶体管被配置为响应于所述脉冲的维持而是有效的，并且响应于所述脉冲的撤销而是无效的。

19.根据权利要求16所述的电子系统，还包括第一开关，其中所述第一开关被配置为在所述第二模式中操作期间：

将所述第一晶体管的所述源极端子耦接到所述放大器的所述第二输入端；以及

将第二晶体管的所述源极端子与所述放大器的所述第二输入端解耦。

20.根据权利要求15所述的电子系统，还包括：

电阻器，所述电阻器耦接在所述第一晶体管的所述源极端子和接地节点之间；以及

电流源，所述电流源耦接在所述第二晶体管的所述源极端子与所述接地节点之间。