CN201766744U - 用于调节led电流的控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于调节LED电流的控制装置，包含一至多个负载、一至多个第一限流电路、一至多个第二限流电路以及检测及控制电路，其中每个第一限流电路和一个负载以及一个相应的第二限流电路串联，检测及控制电路含输入端和输出端，至少一个所述输出端连接第二限流电路的输入端。

Description

用于调节LED电流的控制装置

技术领域

本实用新型涉及发光二极管（LED），具体涉及多串LED负载的电流控制。

背景技术

发光二极管（LED）被广泛应用于多种场合，如用于为液晶（LCD）电视、液晶显示器、LED显示器或其它类似器件提供背光等。在这些场合，往往使用大量的LED，为减少驱动和控制部件，通常采用多串LED的配置形式，其中每串LED为多个串联的LED。每串LED灯条受整体控制，这样，减少了驱动和控制部件，同时又能实现对每串灯条的分别控制。

流过LED灯条的电流需要被控制，以防出现亮度过高、器件损坏或安全事故。现有的电流控制方法通常采用控制芯片控制。控制芯片检测流过LED灯条的电流，当电流过大时，控制芯片通过内部器件增大等效阻抗以抑制电流或阻断电流。该方法会使控制芯片功耗过大，由此带来的热问题将影响控制芯片的性能或不能正常工作。因此，需要新的电流控制方法，在有效对LED背光源的电流进行控制的同时，实现持久可靠的工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种用于电流调节的装置，它包含一至多个负载、一至多个第一限流电路、一至多个第二限流电路以及检测及控制电路，其中每个第一限流电路和一个负载以及一个相应的第二限流电路串联，检测及控制电路含输入端和输出端，至少一个所述输出端连接第二限流电路的输入端。其中第一限流电路和检测及控制电路封装于一控制芯片内，第二限流电路位于控制芯片外。

在一个实施例中，第一限流电路为线性电流调节电路并包含：检测电阻，检测对应负载的电流，得到电流检测信号；误差放大器，比较所述电流检测信号与一参考值，输出一控制信号；开关，和对应负载串联，根据所述控制信号控制对应负载的电流。在一个实施例中，所述开关的栅极可接收PWM信号调制用于调光。

第二限流电路为含线性变化工作区的开关器件。在一个实施例中，第二限流电路为绝缘栅双极型功率管，其输入端为栅极。第二限流电路也可为结型场效应晶体管，双极晶体管,金属氧化物半导体场效应晶体管或金属半导体场效应晶体管。

该用于电流调节的装置可进一步包含电源变换器，其中电源变换器的一个信号输入端连接检测及控制电路的一个输出端，电源变换器的输出端直接或间接连接负载，检测及控制电路的输入端连接每个第一限流电路和/或每个第二限流电路。在一种实施方式中，检测及控制电路包含最小值选择单元和误差放大器，其中最小值选择单元的输入端连接每个第一限流电路和/或每个第二限流电路，最小值选择单元的输出端连接误差放大器的一个输入端，误差放大器的另一输入端连接一参考信号，误差放大器的输出端连接电源变换器的一个信号输入端。在一种实施方式中，电源变换器为升压变换器。

为了获得共同驱动信号驱动第二限流电路，在一个实施例中，检测及控制电路包含最大值选择单元和误差放大器，其中最大值选择单元的输入端连接每个第一限流电路和/或每个第二限流电路，用于输入每个第一限流电路两端的电压、每个第二限流电路两端的电压或每对串联的第一限流电路与第二限流电路两端的和电压等检测电压，最大值选择单元根据上述检测电压输出最大值。最大值选择单元的输出端连接误差放大器的一个输入端，误差放大器的另一输入端连接一参考信号，误差放大器的输出端连接每个第二限流单元的输入端。在一个实施例中，所述最大值选择单元为共阴极电压跟随电路。

检测及控制电路的输入端还可连接分压器、数字-模拟转换器（DAC）或参考电压源获得共同驱动信号。

在另外的实施例中，检测及控制电路含多个输出端，连接第二限流电路的输入端。

本实用新型的目的还在于提出一种发光系统，包括：控制芯片，包含一至多个内部限流电路，其中每个内部限流电路和一负载串联；一至多个外部限流电路，其中每个外部限流电路和一内部限流电路及一个对应的负载串联。在一个实施例中，控制芯片进一步包括驱动信号发生器，驱动信号发生器的输出端连接所有外部限流电路的输入端。驱动信号发生器可为分压器、数字-模拟转换器或参考电压源。该发光系统还进一步包括一至多个负载，其中每个负载和一个内部限流电路及对应的一个外部限流电路串联连接后多路并联；以及电源变换器，输出供电电压至负载。

本实用新型的第三个目的在于提出一种用于控制负载电流的装置，包括：一至多个第一限流电路，每个第一限流电路和一个负载串联；一至多个第二限流电路，每个第二限流电路和一个第一限流电路及其对应的一个负载串联。

本实用新型的第四个目的在于提出一种包含第一个限流电路、第二个限流电路、第三个限流电路以及第四个限流电路的用于控制负载电流装置。其中第一个限流电路和第一个负载串联，第二个限流电路和第二个负载串联，第三个限流电路和第一个负载及第一个限流电路串联，第四个限流电路和第二个负载及第二个限流电路串联。其中第三个限流电路和第四个限流电路的输入端连接。

本实用新型的装置，通过增加外部限流电路，电流控制时产生的热量部分转移到了外部限流电路，因此，控制芯片产生的热量远少于只采用内部限流电路的情形，控制芯片的热问题得到有效地解决。另外，当多个外部限流电路由一个共同驱动信号驱动时，控制芯片的管脚数很少，有利于使整体结构更简单。

附图说明

图1所示为本实用新型的一个系统实施例示意图。

图2所示为图1的一个对多串LED进行驱动与控制的具体实施例示意图。

图3所示为图1、图2中检测及控制电路的一个实施例示意图。

图4-7所示为本实用新型的多个其它可能形式的系统实施例示意图，其中图4中检测及控制电路还检测外部限流电路的漏极电压，图5中共同驱动信号由外部驱动信号发生器产生，图6中外部限流电路为BJT开关，图7中控制电路为高位控制电路。

具体实施方式

该部分的描述只针对几个典型的实施例，本实用新型并不仅局限于实施例描述的范围。相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本实用新型描述和保护的范围内。

说明书中的“基于”是指针对个别实施例的“基于”，在其它实施例中，也可基于其它的内容。“耦合”包含直接连接，也包含间接连接，如通过一些有源器件、无源器件或传导媒介进行连接。“电路”指一个或多个元件（包括有源器件和无源器件）耦合到一起提供一定功能的单元。“信号”可涉及电流信号、电压信号、电荷信号、温度信号、数据或其它信号。信号可通过逻辑高电平，逻辑低电平，时钟复合，同步，非同步，差分，单端或其它模拟、数字或调制的手段产生。说明书中的“或”不仅限于“或”的关系，也可表示“或/和”的关系。

在多个实施例中，一个系统包含多路负载111-11n，每路负载和一个第一限流电路和一个第二限流电路呈串联连接关系。为便于描述，同一类部件采用整体描述，如用负载111-11n代表负载111、负载112……或负载11n，而一一对应关系也采用整体描述，如“负载111-11n耦合到限流电路121-12n”代表负载111耦合到限流电路121，负载112耦合到限流电路122，……，负载11n耦合到限流电路12n。在多个实施例中，每个负载（如111）为一个或多个串联连接的LED灯，也称“LED灯条”或“一串LED灯”。

本实用新型的实施例涉及装置、系统、含LED的发光系统或多串LED灯的控制方法等。一个装置可包含一至多个第一限流电路和一至多串LED灯，其中每个第一限流电路与一串LED灯串联，用于对该串LED灯的电流进行部分控制。该装置还可控制一至多个第二限流电路，其中每个第二限流电路也与一串LED灯及对应的一第一限流电路串联，也用于对该LED灯条的电流进行部分控制。这里的“部分控制”指除了该部件起控制作用外，还可以有其它部件一起进行控制。该一至多个第二限流电路可由同一个驱动信号进行驱动，也可由多个不同的驱动信号进行驱动。

在本实用新型的一种实施方式中，采用了只含少量管脚的系统控制集成电路（IC）芯片（简称控制芯片），对多路LED灯条的电流进行调节。为了解决散热问题，第一限流电路（内部限流电路）封装于于控制芯片内，至少部分控制流过LED灯条的电流，第二限流电路（外部限流电路）位于控制芯片外，也部分控制LED灯条的电流。其中，外部限流电路可基于内部限流电路的工作状态对LED灯条电流进行控制，如基于内部限流电路是否工作于工作区的上部（净空）、线性区域或中间区域对LED灯条的电流进行选择性的或不同程度的控制。在一些实施方式中，通过外部限流电路将内部限流电路的电压降、功耗或其它参数控制在一定水平下，以实现外部限流电路对负载电流的部分控制。

通过增加外部限流电路，电流控制时产生的热量部分转移到了外部限流电路，因此，控制芯片产生的热量远少于只采用内部限流电路的情形，控制芯片的热问题得到有效的解决。另外，当多个外部限流电路由一个共同驱动信号驱动时，控制芯片的管脚数很少。

图1所示为本实用新型系统100的实施例示意图。系统100包括负载111-11n，限流电路121-12n，控制电路130和电源变换器190。限流电路121-12n，控制电路130和电源变换器190共同用于调节流过负载111-11n的电流。在一种实施方式中，控制电路130和系统100的其它部分可通过较少的信号联系，即当控制电路130为IC芯片时，控制芯片130的管脚数较少，这通过控制电路130仅输出一个共同驱动信号V_DRV驱动所有外部限流电路121-12n，同时也通过很少的电源变换控制信号PWR_CTL控制电源变换器190实现。

在一个实施例中，负载111-11n中的每一个负载可以为任意数量的LED、电子发光器件或其它类型的发光器件。负载111-11n中的每一个负载可以为单个器件、串联的器件系列或器件阵列（多个并联的器件系列）。在如图1所示的实施例中，每个负载11x和一个内部限流电路14x及一个外部限流电路12x串联后并联。负载111-11n由限流电路121-12n、控制电路130和电源变换器190共同调节亮度。系统100可同时对所有负载111-11n进行亮度调节，也可对其中的部分负载进行亮度调节。例如，通过对负载分别进行亮度调节，可以实现动态对比度调节或亮度与功耗之间的平衡控制等。虽然负载111-11n在这里被描述成发光器件，负载111-11n也可以为非发光的任意类型的电器件，如马达、传感器、发射器、集成电路、电池或充电器等。

限流电路121-12n和负载111-11n串联用于部分控制流过负载111-11n的电流。如图1所示，限流电路121-12n受控制电路130输出的一个共同驱动信号V_DRV控制。在另一种实施方式中，限流电路121-12n受控制电路130输出的多个驱动信号控制。

在一种实施方式中，限流电路121-12n为电阻可控的含线性变化工作区的开关器件。开关器件可为绝缘栅双极型功率管（IGBT），结型场效应晶体管（JFET），双极晶体管（BJT）,金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）或金属半导体场效应晶体管（MESFET）等。在这些实施例中，限流电路121-12n的输入端可为栅极或基极。除了开关器件外，限流电路121-12n也可为线性电流调节器或其它类型的电流调节器等。在一种实施方式中，通过控制电流调节器的输入端控制电流调节器的导通电阻。

在本实用新型的一个实施方式中，限流电路121-12n产生的热量远比控制电路130内部的限流电路141-14n产生的热量多。因此，限流电路121-12n通常采用大功率器件。限流电路121-12n的增加使系统100产生的热量大量的由控制电路130转移到了限流电路121-12n。

控制电路130通过多种途径对负载111-11n中的电流进行控制。第一种途径是通过其包含的限流电路141-14n（亦称内部限流电路141-14n）来部分控制负载111-11n中的电流。另一种途径是通过控制限流电路121-12n（亦称外部限流电路121-12n）来部分控制负载111-11n中的电流。第三种途径是通过控制电源变换器190来调节负载111-11n中的电流。然而，在本实用新型的描述中，“部分控制”或“完全控制”只针对第一种途径和第二种途径的控制。如图1所示，控制电路130包括限流电路141-14n和检测及控制电路150。其中控制电路130可以为一单芯片的集成电路，专用集成电路芯片（ASIC）或其它形式的器件。在本实用新型的一个实施例中，第一限流电路141-14n和检测及控制电路150封装于一控制芯片内，第二限流电路121-12n位于控制芯片外。控制电路130也可以为一个或多个电路模块。控制电路130和系统100中的其它部分可通过很少的信号/管脚联系，具体实现方法参见下面的实施例，如采用一共同驱动信号V_DRV对所有限流电流121-12n进行控制。

限流电路141-14n内置于控制电路130，用于调节负载111-11n的电流。限流电路141-14n、限流电路121-12n和负载111-11n可以以任一顺序串联耦合。限流电路141-14n、限流电路121-12n和负载111-11n也可以采用串联以外的连接方式调节负载111-11n的电流。和限流电路121-12n相比，限流电路141-14n的功耗较低。

在一个实施例中，限流电路121-12n和控制电路130组成了控制负载111-11n电流的控制装置。其中控制电路130进一步包含限流电路141-14n。限流电路141和负载121串联，用于控制负载121的电流；限流电路142和负载122串联，用于控制负载122的电流；限流电路121和限流电路141及负载121串联，也用于控制负载121的电流；限流电路122和限流电路142及负载122串联，也用于控制负载122的电流。依次类推。其中限流电路121-12n受共同驱动信号V_DRV控制。这样，在一种控制方式中，通过限流电路141对负载111进行电流控制，当限流电路141不完全对负载111进行电流控制时，通过限流电路121和限流电路141共同对负载111进行电流控制；通过限流电路142对负载112进行电流控制，当限流电路142不完全对负载112进行电流控制时，通过限流电路122和限流电路142共同对负载112进行电流控制。

在图示的实施例中，检测及控制电路150含输入端和输出端。其中输出端连接每个第二限流电路（或称为外部限流电路）121-121n的输入端。检测及控制电路150的输出端输出共同驱动信号V_DRV，用于驱动第二限流电路121-12n。检测及控制电路150还可包括输出端输出电源变换控制信号PWR_CTL至控制电源变换器190的一个信号输入端。在一个实施例中，共同驱动信号V_DRV和电源变换控制信号PWR_CTL基于限流电路141-14n中的至少一个限流电路的两端电压产生。限流电路141-14n的两端电压可表现为如图1所示的FB1-FBn信号。

系统100还包括电源变换器190，电源变换器190的信号输入端连接检测及控制电路150，接收电源变换控制信号PWR_CTL，电源变换器190的输出端直接或间接连接负载，在电源变换控制信号PWR_CTL的控制下为负载111-11n提供稳定的供电电压Vout。当控制电路130为图1所示的低位控制电路时，电源变换器190的输出端直接连接负载。当控制电路130为高位控制电路时，电源变换器190的输出端通过控制电路130间接连接负载。在一个实施例中，电源变换器190为一开关电源变换器，提供一直流电压Vout至负载111-11n。电源变换器190可以是升压变换器（boost）、降压变换器（buck）、升降压变换器（buck/boost）、反激式变换器（fly-back）、逆变器（inverter）、推挽变换器（push-pull）或其它类型的电压变换器。控制电路130与电源变换器190之间通过少量的传递信号建立联系。例如，控制电路130输出控制信号控制电源变换器190的同步开关、非同步开关、保险开关或频率补偿等。电源变换器190也可提供电流检测信号、过压检测信号或其它反馈信号至控制电路130。在一个实施例中，电源变换器190为一升压变换器，输出幅值为30V至100V的直流电压Vout用于驱动LCD电视或LCD显示器的背光LED阵列，即驱动呈并联连接关系的多串LED。

图2示出了本实用新型的系统200的实施例示意图。系统200可为系统100的一个具体实施例。在该实施例中，负载111-11n中的每一个负载为由一个或多个LED串联组成的LED串，限流电路121-12n为N沟道MOSFET开关（亦称外部开关121-12n），限流电路141-14n为线性电流调节电路。在图示的实施例中，当第二限流电路121-12n为N沟道MOSFET开关时，第二限流电路的输入端为MOSFET开关的栅极。

限流电路141-14n包括检测电阻RS1-RSn、误差放大器EA1-EA2和内部开关Si1-Sin，即每个限流电路如141包括检测电阻RS1、误差放大器EA1和内部开关Si1，依次类推。在图示的实施例中，控制电路130为低位控制电路，与接地端连接。检测电阻RS1-RSn一端连接内部开关Si1-Sin，另一端接地。检测电阻RS1-RSn两端的电压即电流检测信号CS1-CSn输入至误差放大器EA1-EAn的反相输入端。参考信号IR1-IRn输入至误差放大器EA1-EAn的同相输入端。检测电阻RS1-RSn用于和负载111-11n串联，得到流过负载111-11n的电流，通过将检测电阻RS1-RSn耦合至误差放大器EA1-EAn的输入端，用于将流过负载111-11n的电流控制在参考信号预定的范围。误差放大器EA1-EAn的输出端输出控制信号DR1-DRn至内部开关Si1-Sin的门极。限流电路141-14n根据检测电阻RS1-RSn和参考信号IR1-IRn的值，为内部开关Si1-Sin提供闭环电流控制。内部开关Si1-Sin和负载111-11n串联提供传导通路。内部开关Si1-Sin受误差放大器EA1-EAn输出的传导控制信号DR1-DRn控制。例如,CS1=RS1*I1，其中I1为流过第一路负载111的电流，当I1增大至CS1=VIR1时，误差放大器EA1输出的控制信号DR1对内部开关Si1进行调节，限制I1超过VIR1/ RS1，其中VIR1为误差放大器EA1输入端电压。在图2中，内部开关Si1-Sin为N型MOSFET开关管。内部开关Si1-Sin也可采用其它类型的开关器件。

限流电路141-14n也可采用除了线性电流调节电路外的其它类型的电流限制电路。例如，开关，电流镜等。当限流电路141-14n为开关时，也可采用如限流电路121-12n的开关及其控制方式。

在运行时，限流电路121-12n和限流电路141-14n对流过负载111-11n的电流都可起调节作用。下面将描述一种限流电路121-12n和限流电路141-14n对负载电流进行调节的实施方式。如图2所示，限流电路141-14n两端的电压，即内部开关Si1-Sin的漏极电压提供反馈信号FB1-FBn。

在一种实施方式中，当某路负载电流Ix较低时，该路对应的第二限流电路的开关12x和内部线性电流调节电路的内部开关Six完全导通，反馈信号FBx较低，FBx≈Ix*RSx。当Ix增大使得FBx=VIRx，（其中VIRx为误差放大器EAx输入端电压）内部线性电流调节电路中的驱动信号DRx控制内部开关Six初步进入线性工作区域，将Ix保持在VIRx/ RSx，对负载11x起轻微的电流限制作用。此时，第二限流电路开关12x仍完全导通，由第一限流电路（或称为内部限流电路）14x完全控制所述负载电流。当内部开关Six进入更深的线性工作区域，FBx逐渐增大，相应的外部开关12x的栅源电压降低，使得该外部开关12x也进入线性工作区域。

当外部开关12x的漏源电压压降增大，对负载11x的电流也起控制作用。假设外部开关121-12n的栅源阈值电压为Vth，则内部线性电流调节电路141-14n两端的最大压降为V_DRV-Vth，这比只采用内部线性电流调节电路141-14n时的压降小很多。因此，系统100产生的热量很大部分由控制电路130转移到了外部限流电路121-12n。

系统200还可包括其它的电路或功能模块用于对部分或全部负载111-11n进行调光。例如，系统200可包含控制电路，它通过将脉宽调制信号（PWM）输入开关Si1-Sin的门极或其它控制方式选择性地对内部开关Si1-Sin进行导通或关断动作，可实现对相应的LED串进行调光。同样，系统200也可包含电路或功能模块用于选择性地熄灭负载。例如，当这些电路或功能模块将共同驱动信号V_DRV设置成低电平时，负载111-11n同时被熄灭。在另外一个实施例中，这些电路或功能模块输出多个驱动信号至限流电路121-12n，通过设置多个驱动信号，选择性地熄灭部分LED灯条。这些额外电路或额外功能模块可作为控制电路130的一部分，也可以作为检测及控制电路150的一部分并受控制电路130或外部信号的控制。

图3所示为图1和图2中检测及控制电路150的一个实施例示意图。如图所示，检测及控制电路150包含限流驱动控制单元351和电源变换控制单元355。在一个实施例中，检测及控制电路150的限流驱动控制单元351输出共同驱动信号V_DRV用于同时控制限流电路121-12n。电源变换控制单元355用于输出电源变换控制信号PWR_CTL控制电源变换器190。在一种实施方式中，限流驱动控制单元351包括最大值选择单元352和误差放大器EA_DRV。电源变换控制单元355包括最小值选择单元356和误差放大器EA_PWR。

检测及控制电路150的限流驱动控制单元351输出共同驱动信号V_DRV用于同时控制限流电路121-12n。检测及控制电路150的输入端连接每个第一限流电路和/或每个第二限流电路。在一种实施方式中，检测及控制电路150的输入端连接每个第一限流电路，即该共同驱动信号V_DRV基于限流电路141-14n之中一个限流电路的两端电压产生，如基于信号FB1-FBn之中的一个信号产生。为了实现这个功能，在一个实施方式中，限流驱动控制单元351中的最大值选择单元352检测每个限流电路141-14n两端的电压，即获得信号FB1-FBn。在另一种实施方式中，检测及控制电路150的输入端连接每个第二限流电路，即限流驱动控制单元351检测每个限流电路121-12n两端的电压。或者还可检测每对串联的的限流电路121-12n和限流电路141-14n两端的和电压，即限流电路121两端电压与限流电路141两端电压的总和，限流电路122两端电压与限流电路142两端电压的总和，依次类推。最大值选择单元352的输入端连接每个第一限流电路141-14n和/或每个第二限流电路121-12n，从上述检测电压或信号（如FB1-FB2）中选择最大值至输出端。最大值选择单元352的输出端连接误差放大器EA_DRV的反相输入端。误差放大器EA_DRV的同相输入端连接一比较参考信号VR1，将该最大值和参考值比较，在输出端得到共同驱动信号V_DRV至限流电路121-12n的输入端，该共同驱动信号V_DRV用于驱动所有限流电路121-12n。这样，每个限流电路141-14n两端的电压被控制小于该参考值VR1，控制电路130的功耗被限制在一定水平下。此外，通过限流驱动控制单元351的闭环反馈控制，能实现检测及控制电路150对不同参数的限流电路121-12n进行调节。这些参数包括限流电路121-12n的阈值电压、温度特性、制造工艺、运行特性或其它参数。在一个实施例中，最大值选择单元352为共阴极电压跟随电路。

在另一个实施例中，控制电路130中的检测及控制电路150含多个输出端，输出多个驱动信号至第二限流电路121-12n的输入端，其中每个第二限流电路接收一个驱动信号，驱动信号的幅值控制第二限流电路的导通电阻，从而控制与第二限流电路串联的负载中的电流。在一些实施方式中，多个驱动信号可基于一个或多个检测信号产生，检测及控制电路150的输入端可连接至第一限流电路141-14n和/或第二限流电路121-12n，获得限流电路141-14n两端的电压、限流电路121-12n两端的电压或限流电路121-12n与限流电路141-14n两端的和电压。

除了采用最大值选择单元352外，限流驱动控制单元351也可基于可编程信号如一设定值产生共同驱动信号V_DRV。也可以对检测信号FB1-FBn采用其它的算法处理或电路得到一信号并与参考值比较，或通过其它的算法处理或电路输出共同驱动信号V_DRV等。共同驱动信号V_DRV除了基于限流电路141-14n两端电压产生外，也可基于限流电路121-12n的阈值电压产生，或基于串行接口（SPI）或I2C串行总线(Inter-Integrated Circuit)传递的信号产生。此外，限流驱动控制单元351还可通过电阻或其它器件（如电阻、电感、电容或其它无源或有源器件）耦接并控制限流电路121-12n。

在一个实施例中，电源变换控制单元355中的最小值选择单元356的输入端连接每个第一限流电路和/或每个第二限流电路。在第一种实施方式中，检测及控制电路150的电源变换控制单元355的输入端连接每个第一限流电路，输出的电源变换控制信号PWR_CTL基于限流电路141-14n中至少一个限流电路两端的电压如FB1-FBn之中一个产生，用于控制电源变换器190。为此，电源变换控制单元355中的最小值选择单元356检测限流电路141-14n两端的电压，即获得信号FB1-FBn。最小值选择单元356的输入端还可连接每个第二限流电路的输入端，获得每个限流电路121-12n两端的电压。或者还可检测每对串联的的限流电路121-12n和限流电路141-14n两端的和电压。最小值选择单元356从上述检测电压（如FB1-FB2）中选择最小值并在输出端输出。最小值选择单元356的输出端连接误差放大器EA_PWR的反相输入端。误差放大器EA_PWR的同相输入端连接一参考信号VR2。误差放大器EA_PWR将该最小值和和参考信号VR2比较，输出电源变换控制信号PWR_CTL至电源变换器的信号输入端。这样，电源变换控制单元355对电源变换器190的输出电压Vout实现闭环控制，将Vout控制在一定水平。在一个实施例中，最小值选择单元356为共阳极电压跟随电路。

图4为本实用新型的系统400的实施例示意图。系统400与系统100和系统200的不同之处在于，控制电路430的检测及控制电路450还检测外部限流电路421-42n的漏极电压。

图5所示为本实用新型的另一个系统500的实施例示意图。系统500与系统100和系统200的不同之处在于，系统还包含外部驱动信号发生器580，外部驱动信号发生器580的输出端连接限流电路121-12n的输入端，这样共同驱动信号V_DRV由外部驱动信号发生器580产生，而不是由控制电路530产生。共同驱动信号V_DRV可为分压器、数字-模拟转换器（DAC）或参考电压源产生的可编程或固定的信号。在另外一个实施例中，检测及控制电路150的输入端连接分压器、数字-模拟转换器（DAC）或参考电压源以输出共同驱动信号V_DRV。在一个实施例中，驱动信号发生器580为分压器、数字-模拟转换器或参考电压源。例如，当共同驱动信号V_DRV由数字-模拟转换器产生时，数字-模拟转换器可从微处理单元、微控制器、数字信号处理器或类似带微处理系统的器件或模块接收一数字信号。该数字信号可以通过I2C接口或SPI接口传递。驱动信号发生器580产生的共同驱动信号V_DRV可基于闭环反馈信号，例如从限流电路121-12n或控制电路530测得的多种信号产生，用于控制负载111-11n的电流。这些信号包括限流电路121-12n的开关参数、电压和功耗等参数，控制电路530的相关参数，如内部限流电路的阈值电压、两端电压、功耗等，甚至限流电路121-12n与控制电路530共同的参数，如限流电路121-12n与内部限流电路两端的和电压等。

图6所示为系统600的实施例示意图。系统600与系统100和系统200的不同之处在于，限流电路621-62n采用BJT开关代替图1和图2中的N型MOSFET开关121-12n。限流电路621-62n中的BJT集电极电压FB1-FBn被控制电路630采集。在图示的实施例中，电压FB1-FBn分别通过构成共阳极电压跟随电路的二极管D1-Dn输入至控制电路630中电源变换控制单元655的误差放大器EA_PWR。根据本实用新型的一个实施例，这里的共阳极电压跟随电路可以为最小值选择单元。共同驱动信号V_DRV由作为电压跟随器的误差放大器EA_DRV根据预定参考电压V_SET产生。其中参考电压V_SET可为由分压器、数字-模拟转换器（DAC）或参考电压源产生的可编程或固定的信号。参考电压V_SET的值也可基于微处理单元、微控制器、数字信号处理器或类似带微处理系统的器件或模块产生的数字信号。

图7所示为系统700的示意图。系统700与系统100和系统200的不同之处在于，控制电路730为高位控制电路，和电源变换器190的输出端Vout连接，位于限流电路121-12n之上。相应地，控制电路730包含高位限流电路741-74n和高位检测及控制电路750。这样，系统700还包含低位限流电路121-12n。如图所示，每个低位限流电路121-12n为一个P型的MOSFET开关。在另外的实施例中，外部限流电路121-12n，控制电路和负载111-11n还可采用其它的任意顺序。例如限流电路121-12n作为低位限流电路121-12n位于负载111-11n的阴极和地之间。此外，限流电路121-12n也可直接和输出电压Vout连接，另一端和负载111-11n的阳极端连接，而控制电路作为低位控制电路一端连接负载111-11n的阴极，另一端连接地。

Claims (25)

1.一种用于电流调节的装置，包含：

一至多个负载；

一至多个第一限流电路，其中每个第一限流电路和一个负载串联；

一至多个第二限流电路，其中每个第二限流电路和一个第一限流电路及一个对应的负载串联；

以及检测及控制电路，含输入端和输出端，至少一个所述输出端连接第二限流电路的输入端。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述检测及控制电路的一个输出端连接每一个第二限流电路的输入端。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，第一限流电路和检测及控制电路封装于控制芯片内，第二限流电路位于控制芯片外。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，每个第一限流电路为线性电流调节电路，其中线性电流调节电路包含：

检测电阻，和一个第二限流电路串联；

误差放大器，含至少两个输入端和一输出端，其中一个输入端耦合至检测电阻，另一输入端连接一参考信号；

开关，和检测电阻串联，其门极连接误差放大器的输出端。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述开关的门极耦接有PWM信号。

6.如权利要求2所述的装置，其特征在于，第二限流电路为含线性变化工作区的开关器件。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，第二限流电路为绝缘栅双极型功率管，输入端为绝缘栅双极型功率管的栅极。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，第二限流电路为结型场效应晶体管、双极晶体管、金属氧化物半导体场效应晶体管或金属半导体场效应晶体管。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于进一步包含电源变换器，其中电源变换器的一个信号输入端连接检测及控制电路的一个输出端，电源变换器的输出端直接或间接连接负载，检测及控制电路的输入端连接每个第一限流电路和/或每个第二限流电路。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，检测及控制电路包含最小值选择单元和误差放大器，其中最小值选择单元的输入端连接每个第一限流电路和/或每个第二限流电路，最小值选择单元的输出端连接误差放大器的一个输入端，误差放大器的另一输入端连接一参考信号，误差放大器的输出端连接电源变换器的一个信号输入端。

11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述电源变换器为升压变换器。

12.如权利要求2所述的装置，其特征在于，检测及控制电路包含最大值选择单元和误差放大器，其中最大值选择单元的输入端连接每个第一限流电路和/或每个第二限流电路，最大值选择单元的输出端连接误差放大器的一个输入端，误差放大器的另一输入端连接一参考信号，误差放大器的输出端连接每个第二限流单元的输入端。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述最大值选择单元为共阴极电压跟随电路。

14.如权利要求1所述的装置，其特征在于，检测及控制电路的输入端连接分压器、数字-模拟转换器或参考电压源。

15.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述每个负载为一LED灯条，由一个或多个LED串联连接而成。

16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，检测及控制电路含多个输出端，连接第二限流电路的输入端。

17.一种发光系统，包括：

控制芯片，包含一至多个内部限流电路，其中每个内部限流电路和一负载串联；

一至多个外部限流电路，其中每个外部限流电路和一内部限流电路及一个对应的负载串联。

18.如权利要求17所述的发光系统，其特征在于，控制芯片含一输出端，连接所有外部限流电路的输入端。

19.如权利要求17所述的发光系统，其特征在于，所述发光系统进一步包括驱动信号发生器，驱动信号发生器的输出端连接所有外部限流电路的输入端，驱动信号发生器的输入端耦接内部限流电路和/或外部限流电路。

20.如权利要求19所述的发光系统，其特征在于，驱动信号发生器为分压器、数字-模拟转换器或参考电压源。

21.如权利要求17所述的发光系统，进一步包括：

一至多个负载，其中每个负载和一个内部限流电路及对应的一个外部限流电路串联连接后多路并联；

电源变换器，其输出端耦接至负载。

22.如权利要求21所述的发光系统，其特征在于，控制芯片的输入端连接每个内部限流电路和/或每个外部限流电路。

23.如权利要求17所述的发光系统，其特征在于，外部限流电路为绝缘栅双极型功率管、结型场效应晶体管、双极晶体管、金属氧化物半导体场效应晶体管或金属半导体场效应晶体管。

24.一种用于控制负载电流的装置，包括：

一至多个第一限流电路，每个第一限流电路和一个负载串联；

一至多个第二限流电路，每个第二限流电路和一个第一限流电路及其对应的一个负载串联。

25.一种用于控制负载电流的装置，包括：

第一个限流电路，和第一个负载串联；

第二个限流电路，和第二个负载串联；

第三个限流电路，和第一个负载及第一个限流电路串联；

第四个限流电路，和第二个负载及第二个限流电路串联；

其中第三个限流电路和第四个限流电路的输入端连接。

Images