CN1823553A - 为led供电的方法和设备 - Google Patents

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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
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Abstract

本发明涉及一种用于点亮至少一个发光二极管的设备，该发光二极管被提供以预定的最小正向电压和最大电流。它包括：用于为发光二极管提供电压的电压提供装置，用于产生具有预定导通时间和关断时间的周期性脉冲信号的脉冲发生器，由脉冲发生器控制的开关，从而在所述导通时间期间打开以便短路发光二极管，并且在所述关断时间期间关断，电感设备，用于当关断开关时增大发光二极管上的正向电压，以便所述正向电压高于最小正向电压，以及用于当打开开关时减小所述正向电压，以便流经发光二极管的电流保持在最大电流之下。

Description

为LED供电的方法和设备
技术领域
本发明通常涉及移动通信。特别是涉及用于为LED(发光二极管)产生适当电源的设备和方法，需要为其提供高于预定最小正向电压的正向电压，以 及低于预定最大电流的电流。
本发明有利地应用于任何电压供电的设备，特别是电池供电的设备，如移动电话或PDA(个人数字助理)，例如具有使用白光LED做背光照明的彩色显示。
背景技术
需要为LED提供适当的正向电压和电流限制。特别是，白光LED可能需要比在电流电池驱动设备中提供的电压更高的正向电压。已知的具有电流测量的直流上或下电压转换器，也称为DCDC上转换器(up-converter)，可以用于该目的。但是它们相当地昂贵。
发明目的
本发明的目的是提供一种具有成本效益的用于LED的电源发生装置。
为此，描述了在开头段落中定义的设备和方法。该设备包括：
-用于为LED提供电压的电压提供装置，
-用于产生具有预定导通时间和关断时间的周期性脉冲信号的脉冲发生器，
-由脉冲发生器控制的开关，从而在所述导通时间期间打开以便短路LED，并且在所述关断时间期间关断，
-电感设备，用于当关断开关时增加LED上的正向电压，以便所述正向电压比最小正向电压更高，以及用于当打开开关时减小所述正向电压，以便经过LED的电流保持在最大电流以下。
这种设置允许为LED提供充足的正向电压，并且防止流经LED的电流过高。该脉冲发生器可以例如是PWM(脉冲宽度调制)发生器。其通常在电流电池供电设备中是可获得的。因此，可以以非常的成本和非常少的额外元件来构建电路。相对于LED所要求的亮度实现了在电感设备的电感和脉冲发生器的频率之间的折衷，而不要求有特殊的规则。
附图说明
参考之后描述的附图，本发明以及可任选地用于实现本发明的附加特征是显而易见的并且将被详细描述，其中：
-图1是描述根据本发明的设备的示意图；
-图2是描述根据本发明的改进设备的示意图；
-图3是描述包括根据本发明设备的装置的示意图。
具体实施方式
下列评述涉及了附图标记。所有的图中类似的附图标记代表类似的实体。
电流电池不提供对于白光LED来说足够高的电压。然而，白光LED不能被提供以过高的电流。必须实现在高电压和低电流之间的折衷。因此，需要一种设备来增加LED上的电压，而不使电流高于LED可以承受的最大电流。
图1是根据本发明用于发白光的LED的设备，该LED需要被提供以特定的预定基准最小正向电压，但是还需提供以应低于预定基准最大电流的电流。根据应用和所需的电压，可以串联使用一个或几个LED。该应用包括：
-LED D1到D4，
-用于提供电压给LED的电压提供装置U，
-用于产生周期性脉冲信号的脉冲发生器PWM，该脉冲信号在信号处于其较高状态时具有预定的导通时间，在信号处于其较低状态时具有预定的关断时间，该脉冲发生器可以是脉冲宽度调制发生器，但不是必须的。
-开关S1，例如NMOS FET(当使栅极驱动到比源极更大的正电压时场效应晶体管传导电流)或NPN双极型晶体管(通过基极中的正电流导通的晶体管，其然后允许从集电极到基极传导电流)通过脉冲发生器控制以便在所述导通时间期间打开，从而使电感L1充电并且短路LED，以及在所述关断时间期间关断。
-电感设备或线圈L1，具有电感L用于当开关关断时增大LED上的正向电压，以便正向电压高于最小正向电压，并且当开关打开时用于对L1充电，以便经过LED的电流保持在基准最大电流以下。
电源U具有电压Vdd。在脉冲发生器的导通时间期间，开关S1打开(导通)。当S1导通时，线圈L1将其电流增大了Vdd/L。当S1关断时，电流持续流经线圈L1，并且线圈电流减小了(VLED-Vdd)/L。
信号PWM的最大导通时间和线圈L1的电感L选择为使得最大线圈电流不高于允许流经LED的最大电流。关断时间选择为使得线圈电流减小到0。如果PWM信号被关断，则LED也关断。脉冲发生器的频率对LED的亮度具有影响。频率越高，LED越亮，因为脉冲信号根据脉冲信号频率使LED点亮或不点亮。在高频下，人眼不能看见LED闪烁。但是它们确实只在部分时间上点亮，即只在脉冲信号的关断时间期间，这导致了它们的亮度比它们若在所有时间内都导通的情况要低一些。
为了提高电路的效率，可以如图2所示在LED之前使用二极管D，以防止LED上的电压下降到零。
图3示出了具有包含脉冲发生器的IC 31和彩色显示器32的移动电压装置30，其是以LED D1到D4做背光照明的，使用如图1或图2所示的设备。在图3中，Vg代表地。
附图和上文中的描述说明了而非限制了本发明。显然存在有大量的替换方案，其均落入附属的权利要求的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种用于点亮至少一个发光二极管(LED)的设备，该发光二极管被提供以预定的最小正向电压和最大电流，包括：
-用于为发光二极管提供电压的电压提供装置，
-用于产生具有预定导通时间和关断时间的周期性脉冲信号的脉冲发生器，
-由脉冲发生器控制的开关，从而在所述导通时间期间打开以便短路发光二极管，并且在所述关断时间期间关断，
-电感设备，用于当打开开关时进行充电，以及用于当关断开关时增大发光二极管上的正向电压。
2.如权利要求1所述的设备，包括在发光二极管之前的二极管，以防止发光二极管上的电压下降到零。
3.如权利要求1所述的设备，其中电感设备是具有电感的线圈，该电感是由发光二极管的数目、其最大电流和电压要求、以及脉冲发生器的可用频率所限定的。
4.如权利要求1所述的设备，其中周期性脉冲信号具有从0.1kHz到30兆赫兹的频率。
5.如权利要求1所述的设备，其中脉冲发生器是脉冲宽度调制发生器。
6.如权利要求1所述的设备，其中开关是MOS FET或NPN双极型。
7.一种电池供电的装置，包括显示器和如权利要求1所述的用于为所述显示器提供背光照明的设备。
8.一种用于点亮至少一个发光二极管的方法，该发光二极管被提供以预定的最小正向电压和最大电流，包括下列步骤：
-为发光二极管提供正向电压，
-产生具有预定导通时间和关断时间的周期性脉冲信号，用于控制开关在所述导通时间期间打开以便短路发光二极管，并且在所述关断时间期间关断，
-当开关打开时为电感设备充电，
-当关断开关时增大发光二极管上的正向电压，以便所述正向电压高于最小正向电压。
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