CN114449698A - Led驱动系统及其反馈控制电路和反馈信号生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了LED驱动系统及反馈控制电路和反馈信号生成方法。LED驱动系统用于驱动多个LED灯串，其中每个LED灯串接收偏置电压，并提供净空检测电压。反馈控制电路包括状态检测电路、计数电路和调制电路。状态检测电路接收多个净空检测电压，并将每个净空检测电压分别同第一净空阈值电压与第二净空阈值电压相比较，产生第一状态信号和第二状态信号。计数电路根据第一状态信号和第二状态信号产生计数信号，其中计数信号可在第一方向上计数、在第二方向上计数或保持不变。调制电路基于计数信号产生调制信号。反馈控制电路基于调制信号产生反馈信号以调节偏置电压。

Description

LED驱动系统及其反馈控制电路和反馈信号生成方法

技术领域

本发明涉及电子电路，特别地，涉及LED驱动系统及反馈控制电路和反馈信号的生成方法。

背景技术

LED驱动电路可用来驱动多个LED灯串，其中每个LED灯串接收偏置电压作为输入电压。在工作时，LED驱动电路产生可调节前述偏置电压的反馈信号，并根据LED灯串特性，将偏置电压调节至期望值。为了实现上述目标，本申请提出一种LED驱动电路及反馈控制电路。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种能将流过LED灯串的电流调节至期望值的LED驱动系统和反馈控制电路。

根据本发明一实施例，提出一种用于LED驱动电路的反馈控制电路，其中LED驱动电路用于驱动多个LED灯串，每个LED灯串均具有接收偏置电压的第一端和提供净空检测电压的第二端，所述反馈控制电路包括：状态检测电路，耦接至多个LED灯串以接收多个净空检测电压，并将多个净空检测电压中的每一个和第一净空阈值电压比较，产生第一状态信号，将多个净空检测电压中的每一个和第二净空阈值电压比较，产生第二状态信号；计数电路，基于第一状态信号和第二状态信号，产生计数信号，其中计数信号可在第一方向上计数、在第二方向上计数或保持不变，其中第二方向与第一方向相反；调制电路，基于计数信号，产生调制信号；以及所述反馈控制电路基于调制信号产生反馈信号。

根据本发明又一实施例，提出一种LED驱动系统，用于驱动多个LED灯串，其中每个LED灯串均具有接收偏置电压的第一端和提供净空检测电压的第二端，所述LED驱动系统包括：状态检测电路，耦接至多个LED灯串以接收多个净空检测电压，并将多个净空检测电压中的每一个和第一净空阈值电压比较，产生第一状态信号，将多个净空检测电压中的每一个和第二净空阈值电压比较，产生第二状态信号；计数电路，基于第一状态信号和第二状态信号，产生计数信号，其中计数信号可在第一方向上计数、在第二方向上计数或保持不变，其中第二方向与第一方向相反；调制电路，基于计数信号，产生调制信号，其中反馈控制电路基于调制信号产生反馈信号；以及电压变换器，耦接至反馈控制电路以接收反馈信号，并基于反馈信号产生所述偏置电压。

根据本发明再一实施例，提出一种反馈信号的生成方法，其中反馈信号用于调节为多个LED灯串供电的偏置电压，每个LED灯串均具有接收偏置电压的第一端和提供净空检测电压的第二端，所述生成方法包括：将每个净空检测电压同第一净空阈值电压和第二净空阈值电压相比较；基于净空检测电压同第一净空阈值电压和第二净空阈值电压的比较结果产生调制信号，其中当任意一个净空检测电压小于第一净空阈值电压时，调制信号减小，当每个净空检测电压均大于第二净空阈值电压时，调制信号增大，当每个净空检测电压均处于第一净空阈值电压和第二净空阈值电压之间时，调制信号保持不变；以及基于调制信号产生反馈信号，其中反馈信号可调节偏置电压，从而使得每个净空检测阈值电压保持在第一净空阈值电压和第二净空阈值电压之间。

根据本发明的实施例，LED驱动系统和反馈控制电路可以将流过LED灯串的电流调节至期望值。

附图说明

图1为根据本发明一实施例的LED驱动电路100；

图2为根据本发明一实施例的LED驱动电路200中的反馈控制电路201；

图3为根据本发明一实施例的状态检测电路300；

图4为根据本发明一实施例的调制电路400；

图5为根据本发明一实施例的电压变换器500；

图6为利用传统反馈控制方案的LED驱动电路600；

图7为根据本发明一实施例的反馈信号VFBO的生成方法700；

图8为根据本发明又一实施例的反馈信号VFBO的生成方法800；

图9为根据本发明再一实施例的反馈信号VFBO的生成方法900；

图10为根据本发明一实施例的偏置电压VBIAS的调节方法1000；

图11为根据本发明又一实施例的偏置电压VBIAS的调节方法1100。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是，不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路、材料或方法。

在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称元件“连接到”或“耦接”到另一元件时，它可以是直接连接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

在本发明中，除非文中另有明确规定，否则复数形式不排除单数引用。例如，“多个LED灯串”可仅包括一个LED灯串，“多个LED灯”可仅包括一个LED灯。

图1为根据本发明一实施例的LED驱动电路100。如图1所示，LED驱动电路100用于驱动LED阵列ALED，其中LED阵列ALED包括多个LED灯串SLED1～SLEDN，其中N是大于0的整数。每个LED灯串SLEDi(i＝1，2，……，N)均包括多个第一端(如阳极)和第二端(如阴极)彼此互连的发光二极管LEDi1～LEDiM，其中M是大于0的自然数。如图1所示，LEDi1的第一端接收偏置电压VBIAS作为输入电压，LEDiM的第二端提供净空检测电压VLEDi。在图1所示的实施例中，LED驱动电路100可调节流过每个LED灯串的电流，并将该电流保持在期望值。

如图1所示，LED驱动电路100包括反馈控制电路101。反馈控制电路101耦接至多个LED灯串以接收多个净空检测电压VLED1～VLEDN，并产生反馈信号VFBO以调节偏置电压VBIAS，从而将每个净空检测电压VLEDi(i＝1，2，……，N)保持在第一净空阈值电压VTHL和第二净空阈值电压VTHH之间。这样，一方面，LED驱动电路100通过调节偏置电压VBIAS使得每个净空检测电压VLEDi均大于第一净空阈值电压VTHL，因此，流过每个LED灯串的电流可被调节至期望值。另一方面，LED驱动电路100通过调节偏置电压VBIAS使得每个净空检测电压VLEDi均小于第二净空阈值电压VTHH，因此，LED驱动电路100的整体效率取得最大化。

反馈控制电路101包括状态检测电路111、计数电路112和调制电路113。状态检测电路111接收多个净空检测电压VLED1～VLEDN，并根据多个净空检测电压VLED1～VLEDN和第一净空阈值电压VTHL，产生第一状态信号UPS，根据多个净空检测电压VLED1～VLEDN和第二净空阈值电压VTHH，产生第二状态信号DOWNS。

计数电路112耦接至状态检测电路111以接收第一状态信号UPS和第二状态信号DOWNS，并根据第一状态信号UPS和第二状态信号DOWNS产生计数信号CT。具体而言，根据第一状态信号UPS和第二状态信号DOWNS，计数信号CT可以在第一方向上计数、在第二方向上计数或者保持不变，其中第二方向与第一方向相反。

本领域普通技术人员可以理解，在一实施例中，第一方向是计数信号CT计数增大的方向，第二方向是计数信号CT计数减小的方向。在另一实施例中，第一方向是计数信号CT计数减小的方向，第二方向是计数信号CT计数增大的方向。在一实施例中，计数信号CT是数字信号。

调制电路113耦接至计数电路112以接收计数信号CT，并根据计数信号CT产生调制信号MOD，其中调制信号MOD随计数信号CT的变化而变化。具体而言，根据计数信号CT，调制信号MOD可以增大、减小或者保持不变。在一实施例中，调制信号MOD是电压信号。

反馈控制电路101根据调制信号MOD产生反馈信号VFBO。本领域普通技术人员可以理解，在一实施例中，根据调制信号MOD产生反馈信号VFBO是指：对调制信号MOD进行进一步处理，从而产生反馈信号VFBO。在另一实施例中，反馈信号VFBO就是调制信号MOD本身，无需进行任何处理。

在工作时，当任意一个净空检测电压VLEDi小于第一净空阈值电压VTHL时，第一状态信号UPS逻辑有效(如逻辑“1”)；当每个净空检测电压VLEDi均大于第二净空阈值电压VTHH时，第二状态信号DOWNS逻辑有效(如逻辑“1”)；当每个净空检测电压VLEDi均处于第一净空阈值电压VTHL和第二净空阈值电压VTHH之间时，第一状态信号UPS和第二状态信号DOWNS均逻辑无效(如逻辑“0”)。当第一状态信号UPS逻辑有效时，计数信号CT在第一方向(如计数增大)上计数；当第二状态信号DOWNS逻辑有效时，计数信号CT在第二方向(如计数减小)上计数；当第一状态信号UPS和第二状态信号DOWNS均逻辑无效时，计数信号CT保持不变。当计数信号CT在第一方向上计数时，调制信号MOD减小；当计数信号CT在第二方向上计数时，调制信号MOD增大；当计数信号CT保持不变时，调制信号MOD也保持不变。

图2为根据本发明一实施例的LED驱动电路200中的反馈控制电路201。如图2所示，与反馈控制电路101不同的是，反馈控制电路201还包括一个缓冲器BUF。缓冲器BUF具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至调制电路213以接收调制信号MOD，输出端耦接至第二输入端，并根据调制信号MOD产生缓冲信号SB。在一实施例中，第一输入端是同向输入端，第二输入端是反向输入端。在图2所示的实施例中，缓冲信号SB就是反馈信号VFBO。在另一实施例中，缓冲信号SB被进一步处理，从而生成反馈信号VFBO。

图3为根据本发明一实施例的状态检测电路300。如图3所示，状态检测电路300包括第一状态检测电路301和第二状态检测电路302。第一状态检测电路301接收多个净空检测电压VLED1～VLEDN和第一净空阈值电压VTHL，并将每个净空检测电压VLEDi和第一净空阈值电压VTHL比较，产生第一状态信号UPS。具体而言，当任意一个净空检测电压VLEDi小于第一净空阈值电压VTHL时，第一状态信号UPS逻辑有效(如逻辑“1”)；当每个净空检测电压VLEDi均不小于第一净空阈值电压VTHL时，第一状态信号UPS逻辑无效(如逻辑“0”)。

如图3所示，第一状态检测电路301包括多个第一比较器CMPL1～CMPLN、多个第一触发器FFL1～FFLN和一个或门电路OR。每个第一比较器CMPLi均具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收相应的净空检测电压VLEDi，第二输入端接收第一净空阈值电压VTHL。第一比较器CMPLi将净空检测电压VLEDi与第一净空阈值电压VTHL比较，并在其输出端提供第一比较信号SCMPLi，其中当净空检测电压VLEDi小于第一净空阈值电压VTHL时，第一比较信号SCMPLi逻辑有效(如逻辑“1”)；当净空检测电压VLEDi不小于第一净空阈值电压VTHL时，第一比较信号SCMPLi逻辑无效(如逻辑“0”)。在一实施例中，第一比较器CMPLi的第一输入端是反向输入端，第二输入端是同向输入端。

每个第一触发器FFLi均具有第一输入端DLi和输出端QLi，其中第一输入端DLi耦接至相应的第一比较器CMPLi以接收第一比较信号SCMPLi，并根据第一比较信号SCMPLi产生第一触发信号SQLi。第一触发器FFLi还具有第二输入端CKLi以接收时钟信号SCKi。在工作时，当时钟信号SCKi有效时(如从逻辑“1”变为逻辑“0”)，第一触发器FFLi采样保持第一比较信号SCMPLi，并输出采样保持后的信号作为第一触发信号SQLi。因此，当采样保持的第一比较信号SCMPLi逻辑有效时，第一触发信号SQLi逻辑有效；当采样保持的第一比较信号SCMPLi逻辑无效时，第一触发信号SQLi逻辑无效。在一实施例中，时钟信号SCKi是脉宽调制信号，用来调节流过LED灯串LEDi的电流以实现PWM调光。

或门电路OR具有N个输入端和一个输出端，其中N个输入端分别耦接至多个第一触发器FFL1～FFLN以接收多个第一触发信号SQL1～SQLN，并根据该多个第一触发信号SQL1～SQLN，在输出端产生第一状态信号UPS。具体地，当任意一个第一触发信号SQLi逻辑有效时，第一状态信号UPS逻辑有效；当所有第一触发信号均逻辑无效时，第一状态信号UPS逻辑无效。

在图3所示的实施例中，第二状态检测电路302接收多个净空检测电压VLED1～VLEDN和第二净空阈值电压VTHH，并将每个净空检测电压VLEDi和第二净空阈值电压VTHH比较，产生第二状态信号DOWNS。具体而言，当每个净空检测电压VLEDi均大于第二净空阈值电压VTHH时，第二状态信号DOWNS逻辑有效(如逻辑“1”)；当任意一个净空检测电压VLEDi不大于第二净空阈值电压VTHH时，第二状态信号DOWNS逻辑无效(如逻辑“0”)。

如图3所示，第二状态检测电路302包括多个第二比较器CMPH1～CMPHN、多个反相器INV1～INVN、多个第二触发器FFH1～FFHN和一个与门电路AND。每个第二比较器CMPHi均具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收相应的净空检测电压VLEDi，第二输入端接收第二净空阈值电压VTHH。第二比较器CMPHi将净空检测电压VLEDi与第二净空阈值电压VTHH比较，并在输出端提供第二比较信号SCMPHi，其中当净空检测电压VLEDi大于第二净空阈值电压VTHH时，第二比较信号SCMPHi逻辑有效(如逻辑“0”)；当净空检测电压VLEDi不大于第二净空阈值电压VTHH时，第二比较信号SCMPHi逻辑无效(如逻辑“1”)。在一实施例中，第二比较器CMPHi的第一输入端是反向输入端，第二输入端是同向输入端。

每个反相器INVi均具有输入端和输出端，其中输入端耦接至相应的第二比较器CMPHi以接收第二比较信号SCMPHi，并对第二比较信号SCMPHi进行反向，在输出端提供反向比较信号SCMPHi′。当第二比较信号SCMPHi逻辑有效时，反向比较信号SCMPHi′逻辑有效(如逻辑“1”)；当第二比较信号SCMPHi逻辑无效时，反向比较信号SCMPHi′逻辑无效(如逻辑“0”)。

每个第二触发器FFHi均具有第一输入端DHi和输出端QHi，其中第一输入端DHi耦接至相应的反相器INVi以接收反向比较信号SCMPHiⁱ，并根据反向比较信号SCMPHi′产生第二触发信号SQHi。第二触发器FFHi还具有第二输入端CKHi以接收时钟信号SCKi。当时钟信号SCKi逻辑有效时，第二触发器FFHi采样保持反向比较信号SCMPHi′，并输出采样保持后的信号作为第二触发信号SQHi。因此，当采样保持的反向比较信号SCMPHi′逻辑有效时，第二触发信号SQHi逻辑有效；当采样保持的反向比较信号SCMPHi′逻辑无效时，第二触发信号SQHi逻辑无效。

与门电路AND具有N个输入端和一个输出端，其中N个输入端分别耦接至多个第二触发器FFH1～FFHN以接收多个第二触发信号SQH1～SQHN，并根据该多个第二触发信号SQH1～SQHN，在输出端产生第二状态信号DOWNS。具体地，当每个第二触发信号SQHi均逻辑有效时，第二状态信号DOWNS逻辑有效；当任意一个第二触发信号SQHi逻辑无效时，第二状态信号DOWNS逻辑无效。

本领域普通技术人员可以理解，状态检测电路300仅仅是示例性说明，而不以任何方式限制本发明。在另一实施例中，图1所示的状态检测电路111可以采用不同于图3所示的结构。例如，图3中的多个第一比较器CMPL1～CMPLN和多个第二比较器CMPH1～CMPHN可以仅用一串比较器CMP1～CMPN代替，其中每个比较器CMPi均具有第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端，第一输入端接收相应的净空检测电压，第二输入端接收第一净空阈值电压，第三输入端接收第二净空阈值电压。比较器CMPi将净空检测电压分别同第一净空阈值电压与第二净空阈值电压相比较，并产生比较信号。随后，该比较信号被馈入下游电路以产生第一状态信号UPS和第二状态信号DOWNS。

表1为根据本发明一实施例的计数电路112T的工作原理。计数电路112T接收第一状态信号UPS和第二状态信号DOWNS，并根据第一状态信号UPS和第二状态信号DOWNS产生计数信号CT。计数信号CT是具有L个比特的数据D[L-1]～D[0]，其中L是大于0的整数。具体而言，当第一状态信号UPS逻辑有效时，计数电路112T在当前状态的基础上，将数据D[L-1]～D[0]加1。相反地，当第二状态信号DOWNS逻辑有效时，计数电路112T在当前状态的基础上，将数据D[L-1]～D[0]减1。当第一状态信号UPS和第二状态信号DOWNS均逻辑无效时，计数电路112T保持数据D[L-1]～D[0]不变。例如，当L＝8时，如表1所示，计数电路112T包括256个状态S1～S256。假设计数电路112T的当前状态是S2，即计数信号CT是00000001。当第一状态信号UPS逻辑有效时，计数信号CT将数据D[L-1]～D[0]加1，即计数信号CT增大至00000010；当第二状态信号DOWNS逻辑有效时，计数信号CT将数据D[L-1]～D[0]减1，即计数信号CT减小至00000000；当第一状态信号UPS和第二状态信号DOWNS均逻辑无效时，计数信号CT保持00000001不变。此外，计数电路112T还接收计数时钟信号，当计数时钟信号逻辑有效时(如从逻辑“0”变为逻辑“1”)，若第一状态信号UPS逻辑有效，计数电路112T将数据D[L-1]～D[0]加1；若第二状态信号DOWNS逻辑有效，计数电路112T将数据D[L-1]～D[0]减1。

表1

状态	D[L-1]	D[6]	D[5]	......	......	D[2]	D[1]	D[0]
									S1	0	0	0	0	0	0	0	0
S2	0	0	0	0	0	0	0	1
									S3	0	0	0	0	0	0	1	0
......	......	......	......	......	......	......	......	......
									S255	0	1	1	1	1	1	1	1
S256	1	1	1	1	1	1	1	1

图4为根据本发明一实施例的调制电路400。如图4所示，调制电路400包括第一电阻R1和第二电阻R2。第一电阻R1具有第一端和第二端，其中第一端接收供电电压VCC。在一实施例中，供电电压VCC是偏置电压VBIAS。第二电阻R2具有第一端和第二端，其中第二电阻R2的第一端和第一电阻R1的第二端耦接在一起以提供调制信号MOD，第二电阻R2的第二端耦接至参考地GND。第二电阻R2的阻值受计数信号CT控制。在一实施例中，当计数信号CT在第一方向上计数时，第二电阻R2的阻值减小；当计数信号CT在第二方向上计数时，第二电阻R2的阻值增大；当计数信号CT保持不变时，第二电阻R2的阻值也保持不变。在一实施例中，第二电阻R2包括多个电阻和多个开关，计数信号CT可通过控制每个开关来启用和禁用相应的电阻以改变第二电阻R2的阻值。

图5为根据本发明一实施例的电压变换器500。如图5所示，电压变换器500接收反馈信号VFBO，并基于反馈信号VFBO产生偏置电压VBIAS。电压变换器500包括输出电感Lout、输出电容Cout、上侧开关S1、下侧开关S2、误差放大器EA、比较器COM和RS触发器FF。上侧开关S1具有第一端、第二端和控制端，其中第一端接收输入电压VIN。下侧开关S2具有第一端、第二端和控制端，其中下侧开关S2的第一端耦接至上侧开关S1的第二端，下侧开关S2的第二端耦接至参考地GND。输出电感Lout具有第一端和第二端，其中第一端耦接至上侧开关S1和下侧开关S2的公共连接点。输出电容Cout具有第一端和第二端，其中第一端耦接至输出电感Lout的第二端，第二端耦接至参考地GND。

误差放大器EA具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收反馈信号VFBO，第二输入端接收参考信号VREF。误差放大器EA根据参考信号VREF和反馈信号VFBO产生误差信号SEA。具体地，误差放大器EA减小参考信号VREF和反馈信号VFBO之差，对两信号之差进行积分从而产生误差信号SEA。在一实施例中，误差放大器EA的第一输入端是反向输入端，第二输入端是同向输入端。图5所示实施例中的误差信号是流入补偿电容器CCOPM的电流信号，其中，补偿电容器CCOPM耦接在误差放大器EA的输出端和参考地GND之间。

比较器COM具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至误差放大器EA的输出端以接收误差信号SEA，第二输入端接收电流检测信号Vsen与斜坡信号VRAMP之和，其中电流检测信号Vsen代表流过输出电容Cout和上侧开关S1或输出电容Cout和下侧开关S2的电流。比较器COM基于误差信号SEA、电流检测信号Vsen与斜坡信号VRAMP产生比较信号SCOM。在一实施例中，比较器COM的第一输入端是同向输入端，第二输入端是反向输入端。

RS触发器FF具有置位端S、复位端R、第一输出端Q和第二输出端QN，其中置位端S接收电压变换时钟信号CLK，复位端R耦接至比较器COM的输出端以接收比较信号SCOM，第一输出端Q耦接至上侧开关S1的控制端，并提供第一脉宽调制信号PWM以控制上侧开关S1，第二输出端QN耦接至下侧开关S2的控制端，并提供第二脉宽调制信号PWM′以控制下侧开关S2。

在一实施例中，电压变换器被集成在第一芯片中，本发明的反馈控制电路被集成在第二芯片中。第二芯片将反馈信号VFBO提供给第一芯片以调节偏置电压。其中，偏置电压由LED驱动电路提供给LED阵列以用作输入电压。

本领域普通技术人员可以理解，尽管图5所示的实施例采用了降压变换器、峰值电流控制以及脉宽调制方式，但其他合适的电压变换拓扑及控制模式也可与本发明的反馈控制电路一起使用。在其他实施例中，电压变换器包括误差放大器。误差放大器具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收反馈信号VFBO，第二输入端接收参考信号VREF。误差放大器基于参考信号VREF和反馈信号VFBO产生误差信号SEA。具体地，误差放大器将参考信号VREF和反馈信号VFBO之差进行积分，产生流入补偿电容器的电流，生成误差信号SEA。电压变换器则根据误差信号SEA来调节偏置电压VBIAS。

接下来，将根据状态检测电路300、数字计数电路112T、调制电路400、缓冲器BUF和电压变换器500的工作原理来阐述反馈控制的整体流程。如前所述，当任意一个净空检测电压VLEDi小于第一净空阈值电压VTHL时，第一状态信号UPS逻辑有效，计数电路112T将数据D[M-1]～D[0]加1，第二电阻R2的阻值因此减小，调制信号MOD也随之减小，进而反馈信号VFBO随调制信号MOD的减小而减小。随后，反馈信号VFBO被馈入电压变换器500以调节偏置电压VBIAS，偏置电压VBIAS随着反馈信号VFBO的减小而增大。随着偏置电压VBIAS的增大，若仍存在任意一个净空检测电压VLEDi小于第一净空阈值电压VTHL，重复进行上述操作。若每个净空检测电压VLEDi均不小于第一净空阈值电压VTHL，上述操作终止。

相反地，当每个净空检测电压VLEDi均大于第二净空阈值电压VTHH时，第二状态信号DOWNS逻辑有效，计数电路112T将数据D[M-1]～D[0]减1，第二电阻R2的阻值因此增大，调制信号MOD也随之增大，进而反馈信号VFBO随着调制信号MOD的增大而增大。随后，反馈信号VFBO被馈入电压变换器500以调节偏置电压VBIAS，偏置电压VBIAS随着反馈信号VFBO的增大而减小。随着偏置电压VBIAS的减小，若每个净空检测电压VLEDi仍大于第二净空阈值电压VTHH，重复进行上述操作。若存在任意一个净空检测电压VLEDi不大于第二净空阈值电压VTHH，上述操作终止。

当每个净空检测电压VLEDi均处于第一净空阈值电压VTHL和第二净空阈值电压VTHH之间时，第一状态信号UPS和第二状态信号DOWNS均逻辑无效，计数电路112T保持不变，因此，调制信号MOD、反馈信号VFBO以及偏置电压VBIAS也保持不变。

图6为利用传统反馈控制方案的LED驱动电路600。如图6所示，多个LED灯串由偏置电压VBIAS供电，并提供多个净空检测电压VLED1～VLEDN。LED驱动电路600包括最小选择电路601、误差放大器EA和下游电路602。最小选择电路601选择多个净空检测电压VLED1～VLEDN中的最小值，并将其输出为最小净空检测电压VMIN。误差放大器EA用于减小参考信号VREF和最小净空检测电压VMIN之差。在工作时，误差放大器EA产生流经补偿电容CCOMP的电流，进而产生误差信号SEA。随后，误差信号SEA被馈入下游电路602作进一步处理，进而将偏置电压VBIAS调节至期望值。

与图6所示的现有反馈控制方案相比，本发明的反馈控制电路除了调整误差信号SEA之外，还直接调整反馈信号VFBO。因此，本发明的反馈控制电路具有更好的性能。此外，在一实施例中，电压变换器被集成在一个芯片中，而反馈控制电路被集成在另一芯片中，对于包括电压变换器的典型芯片而言，其通常包括用于接收代表偏置电压VBIAS的反馈信号的反馈引脚，却很少包括用于接收误差信号SEA的补偿引脚，由此可见，对于包括电压变换器的芯片，本发明的反馈控制电路更加通用。进一步地，在现有的反馈控制方案中，仅用多个净空检测电压中的最小值来实现调节，而本发明将每个净空检测电压都同第一净空阈值电压与第二净空阈值电压相比较，这使得LED驱动电路具有更高的调节精度和更高的整体效率。

图7为根据本发明一实施例的反馈信号VFBO的生成方法700。偏置电压VBIAS为多个LED灯串SLED1～SLEDN供电，其中N是大于0的整数。每个LED灯串SLEDi(i＝1，2，……，N)均具有接收偏置电压VBIAS的第一端和提供净空检测电压VLEDi第二端。如图7所示，反馈信号VFBO的生成方法700包括步骤S01～S03。

在步骤S01，将每个净空检测电压VLEDi(i＝1，2，……，N)分别同第一净空阈值电压VTHL与第二净空阈值电压VTHH相比较。

在步骤S02，基于步骤S01的比较结果产生调制信号MOD。具体而言，当任意一个净空检测电压VLEDi小于第一净空阈值电压VTHL时，调制信号MOD减小；当每个净空检测电压VLEDi均大于第二净空阈值电压VTHH时，调制信号MOD增大；当每个净空检测电压VLEDi均处于第一净空阈值电压VTHL和第二净空阈值电压VTHH之间时，调制信号MOD保持不变。

在步骤S03，基于调制信号MOD产生反馈信号VFBO。具体而言，当调制信号MOD减小时，反馈信号VFBO减小；当调制信号MOD增大时，反馈信号VFBO增大；当调制信号MOD保持不变时，反馈信号VFBO保持不变。本领域普通技术人员可以理解，在一实施例中，可以进一步处理调制信号MOD，从而得到反馈信号VFBO。在另一实施例中，反馈信号VFBO就是调制信号MOD本身，无需任何进一步处理。反馈信号VFBO可调节偏置电压VBIAS，从而使得每个净空检测电压VLEDi处于第一净空阈值电压VTHL和第二净空阈值电压VTHH之间。

图8为根据本发明又一实施例的反馈信号VFBO的生成方法800。与图7所示的生成方法700不同的是，生成方法800在步骤S01和S02之间增加了步骤S04。

在步骤S04，基于步骤S01的比较结果产生计数信号CT。具体而言，当任意一个净空检测电压VLEDi小于第一净空阈值电压VTHL时，计数信号CT在第一方向上计数；当每个净空检测电压VLEDi均大于第二净空阈值电压VTHH时，计数信号CT在第二方向上计数，其中第二方向和第一方向相反；当每个净空检测电压VLEDi均处于第一净空阈值电压VTHL和第二净空阈值电压VTHH之间时，计数信号CT保持不变。

适应性地，在步骤S02，基于计数信号CT产生调制信号MOD。具体而言，当计数信号CT在第一方向上计数时，调制信号MOD减小；当计数信号CT在第二方向上计数时，调制信号MOD增大；当计数信号CT保持不变时，调制信号MOD保持不变。

本领域普通技术人员可以理解，在图8所示的实施例中，第一方向是计数信号CT计数增大的方向，第二方向是计数信号CT计数减小的方向。而在其他实施例中，第一方向是计数信号CT计数减小的方向，第二方向是计数信号CT计数增大的方向。

图9为根据本发明再一实施例的反馈信号VFBO的生成方法900。与图8所示的生成方法800不同的是，生成方法900在步骤S01和S04之间增加了步骤S05。

在步骤S05，根据每个净空检测电压VLEDi与第一净空阈值电压VTHL的比较结果产生第一状态信号UPS，根据每个净空检测电压VLEDi与第二净空阈值电压VTHH的比较结果产生第二状态信号DOWNS。具体而言，当任意一个净空检测电压VLEDi小于第一净空阈值电压VTHL时，第一状态信号UPS逻辑有效；当每个净空检测电压VLEDi均大于第二净空阈值电压VTHH时，第二状态信号DOWNS逻辑有效；当每个净空检测电压VLEDi均处于第一净空阈值电压VTHL和第二净空阈值电压VTHH之间时，第一状态信号UPS和第二状态信号DOWNS均逻辑无效。

适应性地，在步骤S04，当第一状态信号UPS逻辑有效时，计数信号CT在第一方向上计数；当第二状态信号DOWNS逻辑有效时，计数信号CT在第二方向上计数；当第一状态信号UPS和第二状态信号DOWNS均逻辑无效时，计数信号CT保持不变。

图10为根据本发明一实施例的偏置电压VBIAS的调节方法1000。如图10所示，调节方法1000的步骤S01～S03与图7所示的反馈信号VFBO的生成方法700相同，用于产生反馈信号VFBO。随后，在步骤S06，基于反馈信号VFBO产生偏置电压VBIAS。具体而言，当反馈信号VFBO减小时，偏置电压VBIAS增大；当反馈信号VFBO增大时，偏置电压VBIAS减小；当反馈信号VFBO保持不变时，偏置电压VBIAS保持不变。步骤S06执行完毕后，跳转步骤S01，开始一个新的周期，继续调节偏置电压VBIAS。

图11为根据本发明又一实施例的偏置电压VBIAS的调节方法1100。与图10所示的调节方法1000不同的是，调节方法1100在步骤S03和S06之间增加了步骤S07。如图11所示，在步骤S07，对参考信号VREF和反馈信号VFBO之差进行积分。相应地，在步骤S06，基于积分结果产生偏置电压VBIAS。在一实施例中，积分可利用误差放大器实现。

本领域普通技术人员可以理解，在一实施例中，生成方法700所包括的步骤S01～S03可在一个芯片中完成，而步骤S06和/或步骤S07在另一个芯片中执行。在另一实施例中，步骤S01～S03、S06和S07可在同一芯片中完成。

本领域普通技术人员也可以理解，尽管在图10和图11中，步骤S06和步骤S07与生成方法700一起使用，但步骤S06和S07也可以与生成方法800和/或900配合使用。

虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (15)

1.一种用于LED驱动电路的反馈控制电路，其中LED驱动电路用于驱动多个LED灯串，每个LED灯串均具有接收偏置电压的第一端和提供净空检测电压的第二端，所述反馈控制电路包括：

状态检测电路，耦接至多个LED灯串以接收多个净空检测电压，并将多个净空检测电压中的每一个与第一净空阈值电压相比较，产生第一状态信号，将多个净空检测电压中的每一个与第二净空阈值电压相比较，产生第二状态信号；

计数电路，基于第一状态信号和第二状态信号，产生计数信号，其中计数信号在第一方向上计数、在第二方向上计数或保持不变，其中第二方向与第一方向相反；

调制电路，基于计数信号，产生调制信号；以及

其中所述反馈控制电路基于调制信号产生反馈信号。

2.如权利要求1所述的反馈控制电路，其中：

当多个净空检测电压中的任意一个小于第一净空阈值电压时，第一状态信号逻辑有效，当多个净空检测电压中的每一个均大于第二净空阈值电压时，第二状态信号逻辑有效，当多个净空检测电压中的每一个均处于第一净空阈值电压和第二净空阈值电压之间时，第一状态信号和第二状态信号均逻辑无效；

当第一状态信号有效时，计数信号在第一方向上计数，当第二状态信号逻辑有效时，计数信号在第二方向上计数，当第一状态信号和第二状态信号均逻辑无效时，计数信号保持不变；以及

当计数信号在第一方向上计数时，调制信号减小，当计数信号在第二方向上计数时，调制信号增大，当计数信号保持不变时，调制信号保持不变。

3.如权利要求2所述的反馈控制电路，其中计数信号在第一方向上计数增大，计数信号在第二方向上计数减小。

4.如权利要求1所述的反馈控制电路，进一步包括：

缓冲器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至所述调制电路以接收调制信号，输出端耦接至第二输入端并提供缓冲信号，其中所述反馈信号基于缓冲信号产生。

5.如权利要求1所述的反馈控制电路，其中状态检测电路包括：

多个第一比较器，其中每个第一比较器接收第一净空阈值电压和相应的净空检测电压，并基于第一净空阈值电压和该相应的净空检测电压，产生第一比较信号；

多个第一触发器，其中每个第一触发器耦接至相应的第一比较器以接收第一比较信号，并基于该第一比较信号产生第一触发信号；

或门电路，耦接至多个第一触发器以接收多个第一触发信号，并基于该多个第一触发信号产生一或信号；

多个第二比较器，其中每个第二比较器接收第二净空阈值电压和相应的净空检测电压，并基于第二净空阈值电压和相应的净空检测电压产生第二比较信号；

多个反相器，其中每个反相器耦接至相应的第二比较器以接收第二比较信号，并基于该第二比较信号产生反向比较信号；

多个第二触发器，其中每个第二触发器耦接至相应的反相器以接收反向比较信号，并基于该反向比较信号产生第二触发信号；以及

与门电路，耦接至多个第二触发器以接收多个第二触发信号，并基于该多个第二触发信号产生一与信号。

6.如权利要求1所述的反馈控制电路，其中计数信号包括多比特数据，当第一状态信号逻辑有效时，计数电路将数据加一，当第二状态信号逻辑有效时，计数电路将数据减一，当第一状态信号和第二状态信号均逻辑无效时，计数电路将数据保持不变。

7.如权利要求1所述的反馈控制电路，其中调制电路包括：

第一电阻，具有第一端和第二端，其中第一端接收供电电压；以及

第二电阻，具有第一端和第二端，其中第二电阻的第一端与第一电阻的第二端耦接在一起并提供调制信号，第二电阻的第二端耦接至参考地，其中第二电阻的阻值由计数信号控制。

8.如权利要求1所述的反馈控制电路，其中所述反馈信号调节偏置电压，使得多个净空检测电压中的每一个均处于第一净空阈值电压和第二净空阈值电压之间。

9.如权利要求1所述的反馈控制电路，进一步包括一耦接至所述反馈控制电路的误差放大器，该误差放大器具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收所述反馈信号，第二输入端接收一参考信号，基于反馈信号和参考信号，误差放大器产生误差信号以调节所述偏置电压。

10.一种LED驱动系统，用于驱动多个LED灯串，其中每个LED灯串均具有接收偏置电压的第一端和提供净空检测电压的第二端，所述LED驱动系统包括：

如权利要求1-9任一项所述的反馈控制电路；以及

电压变换器，耦接至反馈控制电路以接收反馈信号，并基于反馈信号产生所述偏置电压。

11.一种反馈信号的生成方法，该反馈信号用于调节为多个LED灯串供电的偏置电压，其中每个LED灯串均具有接收偏置电压的第一端和提供净空检测电压的第二端，所述生成方法包括：

将每个净空检测电压分别同第一净空阈值电压与第二净空阈值电压相比较；

基于比较结果产生调制信号，其中当任意一个净空检测电压小于第一净空阈值电压时，调制信号减小，当每个净空检测电压均大于第二净空阈值电压时，调制信号增大，当每个净空检测电压均处于第一净空阈值电压和第二净空阈值电压之间时，调制信号保持不变；以及

基于调制信号产生反馈信号，其中反馈信号用于调节偏置电压，控制每个净空检测阈值电压保持在第一净空阈值电压和第二净空阈值电压之间。

12.如权利要求11所述的生成方法，还包括：

基于净空检测电压同第一净空阈值电压与第二净空阈值电压的比较结果产生计数信号，其中当任意一个净空检测电压小于第一净空阈值电压时，计数信号在第一方向上计数，当每个净空检测电压均大于第二净空阈值电压时，计数信号在第二方向上计数，当每个净空检测电压均处于第一净空阈值电压和第二净空阈值电压之间时，计数信号保持不变；以及

基于计数信号产生调制信号，其中当计数信号在第一方向上计数时，调制信号减小，当计数信号在第二方向上计数时，调制信号增大，当计数信号保持不变时，调制信号保持不变。

13.如权利要求12所述的生成方法，还包括：

基于净空检测电压和第一净空阈值电压产生第一状态信号，基于净空检测电压和第二净空阈值电压产生第二状态信号，其中当任意一个净空检测电压小于第一净空阈值电压时，第一状态信号逻辑有效，当每个净空检测电压均大于第二净空阈值电压时，第二状态信号逻辑有效，当每个净空检测电压均处于第一净空阈值电压和第二净空阈值电压之间时，第一状态信号和第二状态信号均逻辑无效；以及

基于第一状态信号和第二状态信号产生计数信号，其中当第一状态信号有效时，计数信号在第一方向上计数，当第二状态信号有效时，计数信号在第二方向上计数，当第一状态信号和第二状态信号均逻辑无效时，计数信号保持不变。

14.如权利要求12所述的生成方法，其中计数信号在第一方向上计数增大，在第二方向上计数减小。

15.如权利要求11所述的生成方法，进一步包括：

基于一参考信号和所述反馈信号之差的积分值来调节偏置电压。

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