TWI451385B - A system and method for current matching of light emitting diode (LED) strings - Google Patents

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Description

用於發光二極體(LED)串之電流匹配的系統和方法
本發明涉及積體電路。更具體地，本發明提供了用於電流匹配的系統和方法。僅僅作為示例，本發明已應用於發光二極體(LED)串的電流匹配。但是將認識到，本發明具有更廣泛的應用範圍。
發光二極體已被廣泛用在諸如LED/LCD TV之類的各種電子產品中。通常，LED/LCD TV包括多個LED串。第1圖是示出用於驅動多個LED串的系統的簡化傳統示圖。每個LED串1021 ,...,102n (其中，n不小於1)具有一個或多個串聯連接的LED。系統100包括分別用於驅動LED串1021 ,...,102n 的雙極結型電晶體1041 ,...,104n 。另外，系統100包括控制器108。雙極結型電晶體(BJT)1041 ,...,104n 的發射極端子1101 ,...,110n 被分別連接到電阻器1061 ,...,106n 。為了使分別流經LED串1021 ,...,102n 的電流1121 ,...,112n 匹配，發射極端子1101 ,...,110n 處的電壓的大小通常保持相等或近似相等。然而，傳統技術通常例如由於雙極結型電晶體的參數變化而無法以滿意的精確度使LED電流匹配。
因此，改善LED串的電流匹配技術變得非常重要。
本發明涉及積體電路。更具體地，本發明提供了用於電流匹配的系統和方法。僅僅作為示例，本發明已應用於LED串的電流匹配。但是將認識到，本發明具有更廣泛的應用範圍。
一種用於調整流經一個或多個LED串之串電流的系統控制器包括第一控制器端子、第二控制器端子和第三控制器端子。第一控制器端子耦合到雙極結型電晶體的基極端子，所述雙極結型電晶體還包括發射極端子和集電極端子，所述集電極端子連接到所述一個或多個LED串。第二控制器端子耦合到所述雙極結型電晶體的所述發射極 端子和與電阻相關聯的電阻器的第一電阻器端子。第三控制器端子耦合到所述電阻器的第二電阻器端子。系統控制器被配置以：接收參考電壓；通過所述第二控制器端子接收來自所述雙極結型電晶體的所述發射極端子的發射極電壓；以及基於至少與所述參考電壓和所述發射極電壓相關聯的資訊通過所述第一控制器端子輸出與所述雙極結型電晶體的所述基極端子有關的基極電流。系統控制器還被配置以：通過所述第二控制器端子接收與所述雙極結型電晶體的所述發射極端子有關的第一電流，所述第一電流的大小等於所述基極電流；以及將所述發射極電壓調整為在大小上等於所述參考電壓。
根據另一實施例，一種用於調整流經一個或多個LED串的串電流的系統控制器包括第一控制器端子、第二控制器端子、第三控制器端子、第四控制器端子、第五控制器端子和第六控制器端子。第一控制器端子耦合到第一雙極結型電晶體的第一基極端子，所述第一雙極結型電晶體還包括第一發射極端子和第一集電極端子，所述第一集電極端子連接到第一串一個或多個發光二極體。第二控制器端子耦合到所述第一雙極結型電晶體的所述第一發射極端子和與第一電阻相關聯的第一電阻的第一電阻器端子。第三控制器端子耦合到所述第一電阻器的第二電阻器端子。第四控制器端子耦合到第二雙極結型電晶體的第二基極端子，所述第二雙極結型電晶體還包括第二發射極端子和第二集電極端子，所述第二集電極端子連接到第二串一個或多個發光二極體。第五控制器端子耦合到所述第二雙極結型電晶體的所述第二發射極端子和與第二電阻相關聯的第二電阻的第三電阻器端子。另外，第六控制器端子耦合到所述第二電阻器的第四電阻器端子。系統控制器被配置以：接收第一參考電壓；通過所述第二控制器端子接收來自所述第一雙極結型電晶體的所述第一發射極端子的第一發射極電壓；以及至少基於與所述第一參考電壓和所述第一發射極電壓相關聯的資訊通過所述第一控制器端子輸出與所述第一雙極結型電晶體的所述第一基極端子有關的第一基極電流。系統控制器還被配置以：通過所述第二控制器端子接收與所述第一雙極結型電晶體的所述第一發射極端子有關的第一電流；以及將所述第一發射極電壓調整為在 大小上等於所述第一參考電壓。此外，系統控制器還被配置以：接收第二參考電壓；通過所述第五控制器端子接收來自所述第二雙極結型電晶體的所述第二發射極端子的第二發射極電壓；以及至少基於與所述第二參考電壓和所述第二發射極電壓相關聯的資訊通過所述第四控制器端子輸出與所述第二雙極結型電晶體的所述第二基極端子有關的第二基極電流。另外，系統控制器還被配置以：通過所述第五控制器端子接收與所述第二雙極結型電晶體的所述第二發射極端子有關的第二電流；以及將所述第二發射極電壓調整為在大小上等於所述第二參考電壓。所述第一參考電壓和所述第二參考電壓在大小上相同。所述第一電阻和所述第二電阻在大小上相同。
在一個實施例中，一種用於調整流經一個或多個LED串的串電流的方法包括由系統控制器接收參考電壓，該系統控制器包括第一控制器端子、第二控制器端子和第三控制器端子，所述第一控制器端子耦合到雙極結型電晶體的基極端子，所述第二控制器端子耦合到與電阻相關聯的電阻器的第一電阻器端子，所述第三控制器端子耦合到所述電阻器的第二電阻器端子。該方法還包括通過所述第二控制器端子接收來自所述雙極結型電晶體的所述發射極端子的發射極電壓，所述雙極結型電晶體還包括連接到所述一個或多個LED串的集電極端子。另外，該方法包括：基於至少與所述參考電壓和所述發射極電壓相關聯的資訊通過所述第一控制器端子輸出與所述雙極結型電晶體的所述基極端子有關的基極電流；通過所述第二控制器端子接收與所述雙極結型電晶體的所述發射極端子有關的第一電流，所述第一電流的大小等於所述基極電流；以及將所述發射極電壓調整為在大小上等於所述參考電壓。
在另一實施例中，一種用於調整流經一個或多個LED串的串電流的方法包括由系統控制器接收第一參考電壓，該系統控制器包括第一控制器端子、第二控制器端子和第三控制器端子，所述第一控制器端子耦合到第一雙極結型電晶體的第一基極端子，所述第二控制器端子耦合到與第一電阻相關聯的第一電阻的第一電阻器端子，所述第三控制器端子耦合到所述第一電阻器的第二電阻器端子。該方法還包括 通過所述第二控制器端子接收來自所述第一雙極結型電晶體的所述第一發射極端子的第一發射極電壓，所述第一雙極結型電晶體還包括連接到第一串一個或多個發光二極體的第一集電極端子。另外，該方法包括：至少基於與所述第一參考電壓和所述第一發射極電壓相關聯的資訊通過所述第一控制器端子輸出與所述第一雙極結型電晶體的所述第一基極端子有關的第一基極電流；通過所述第二控制器端子接收與所述第一雙極結型電晶體的所述第一發射極端子有關的第一電流，所述第一電流的大小等於所述第一基極電流；以及將所述第一發射極電壓調整為在大小上等於所述第一參考電壓。此外，該方法包括由所述系統控制器接收第二參考電壓，所述系統控制器包括第四控制器端子、第五控制器端子和第六控制器端子，所述第四控制器端子耦合到第二雙極結型電晶體的第二基極端子，所述第五控制器端子耦合到與第二電阻相關聯的第二電阻的第三電阻器端子，所述第六控制器端子耦合到所述第二電阻器的第四電阻器端子。此外，該方法包括：通過所述第五控制器端子接收來自所述第二雙極結型電晶體的所述第二發射極端子的第二發射極電壓，所述第二雙極結型電晶體還包括連接到第二串一個或多個發光二極體的第二集電極端子；以及至少基於與所述第二參考電壓和所述第二發射極電壓相關聯的資訊通過所述第四控制器端子輸出與所述第二雙極結型電晶體的所述第二基極端子有關的第二基極電流。該方法包括：通過所述第五控制器端子接收與所述第二雙極結型電晶體的所述第二發射極端子有關的第二電流，所述第二電流的大小等於所述第二基極電流；以及將所述第二發射極電壓調整為在大小上等於所述第二參考電壓。所述第一參考電壓和所述第二參考電壓在大小上相同。所述第一電阻和所述第二電阻在大小上相同。
取決於實施例，可以獲得一個或多個益處。參考下面的詳細描述和附圖可以全面地理解本發明的這些益處以及各個另外的目的、特徵和優點。
本發明涉及積體電路。更具體地，本發明提供了用於電流匹配的系統和方法。僅僅作為示例，本發明已應用於LED串的電流匹配。但是將認識到，本發明具有更廣泛的應用範圍。
返回參考第1圖，流經LED串的電流可基於下式來確定： 其中，ILED 表示LED電流(例如，電流1121 ,...,112)，Vemitter 表示發射極電壓(例如，發射極端子1101 ,...,110n 處的電壓)，R表示電阻(例如，電阻器1061 ,...,106n 的電阻)，並且Ibase 表示基極電流(例如，BJT 1041 ,...,104n 各自的基極電流1141 ,...,114n )。
如等式1所示，LED串1021 ,...,102n 的電流匹配取決於發射極端子1101 ,...,110n 處的電壓、電阻器1061 ,...,106n 的電阻和基極電流1141 ,...,114n 。發射極端子1101 ,...,110n 處的電壓可通過基於單個參考來產生這些電壓而相匹配。通常可以以滿意的精確度使電阻器1061 ,...,106n 的電阻相匹配。然而，基極電流1141 ,...,114n 通常在不同設備間顯著變化。基極電流1141 ,...,114n 的這樣的失配可能影響LED電流匹配精確度。
第2圖是示出根據本發明一實施例之用於LED電流匹配的系統的某些元件的簡化示圖。該示圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。系統200包括電流匹配元件202、BJT 206和電阻器208。另外，電流匹配元件202包括誤差放大器210以及電晶體212、214、216、218和220。例如，BJT 206的集電極端子227耦合到LED串204。在另一示例中，誤差放大器210包括放大器250、電晶體252和電流源254。在又一示例中，電流匹配元件202包括端子280、282和284。在又一示例中，BJT 206是NPN BJT。
根據一實施例，誤差放大器210接收參考信號222和來自BJT 206的發射極端子226的回饋信號224，並且向電晶體216輸出基於參考信號222和回饋信號224之差的信號228。例如，通過端子280為BJT 206產生基極電流230(例如，Ibase )。在另一示例中，基極電流 230至少由電晶體212和214鏡像反映以產生流經電晶體218的電流232。在又一示例中，電流232至少由電晶體218和220鏡像反映以產生流經電晶體220的電流234(例如，I1 )。
根據另一實施例，BJT 206的發射極電流236基於下式來確定：I emitter =I LED +I base (式2)其中，Iemitter 表示發射極電流236，ILED 表示流經LED串204的電流238(例如，串電流)，並且Ibase 表示基極電流230。另一方面，BJT 206的發射極電流236例如可基於下式來確定：I emitter =I r +I 1 (式3)其中，Ir 表示流經電阻器208的電流240，並且I1 表示電流234。由於電流234是基於基極電流230的電流鏡像映射產生的，因此根據某些實施例，電流234的大小等於基極電流230。即，I 1 =I base (式4)
作為一示例，根據等式2、等式3和等式4，流經LED串204的電流238的大小等於流經電阻器208的電流240。
I LED =I r (式5)例如，包括誤差放大器210、電晶體216和BJT 206的回饋環路是電壓回饋控制環路。在另一示例中，回饋信號224被調整(例如，設置)為在大小上等於或近似等於參考信號222。因此，例如，電流240可如下這樣確定： 其中，Vref 表示參考信號222，並且R表示電阻器208的電阻。在另一示例中，電流238可如下這樣確定： 由於如等式7所示流經單個LED串的電流可利用參考信號(例如，信號222)和電阻器(例如，208)來確定，因此在一些實施例中，如果單個參考電壓(例如，參考信號222)由用於多個LED串的不 同誤差放大器(例如，放大器210)以及連接到這些LED串的電阻器接收，則可以使流經LED串的電流相匹配。
根據某些實施例，為了滿意的電流感測精確度，級聯結構可被用於鏡像反映基極電流230以產生電流234，從而減少系統偏移。然而，如果基極電流230具有大的大小(例如，10 mA或更大)，則使用級聯結構的電流鏡像可能導致淨空(headroom)問題。由於溝道長度調製可能發生大的系統偏移，其可能導致LED電流匹配不精確。
第3圖是示出根據本發明另一實施例之用於LED電流匹配的系統的某些元件的簡化示圖。該示圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。系統300包括電流匹配元件302、BJT 306和電阻器308。另外，電流匹配元件302包括誤差放大器310、放大器344和346以及電晶體312、314、316、318、320、342和348。例如，BJT 306的集電極端子327耦合到LED串304。在另一示例中，誤差放大器310包括放大器350、電晶體352和電流源354。在又一示例中，BJT 306是NPN BJT。
根據一實施例，誤差放大器310接收參考信號322和來自BJT 306的發射極端子326的回饋信號324，並且向電晶體316輸出基於參考信號322和回饋信號324之差的信號328。例如，為BJT 306產生基極電流330(例如，Ibase )。在另一示例中，基極電流330至少由電晶體312和314鏡像反映以產生流經電晶體318的電流332。在又一示例中，電流332至少由電晶體318和320鏡像反映以產生流經電晶體320的電流334(例如，I1 )。在又一示例中，電流334的大小等於基極電流330。在又一示例中，電流338的大小等於電流340。
根據另一實施例，放大器344接收來自電晶體314的端子356的電壓信號(例如，Va )和來自電晶體312的端子358的另一電壓信號(例如，Vb )，並向電晶體342輸出信號360。例如，使端子356處的電壓信號(例如，Va )和端子358處的電壓信號(例如，Vb )的大小保持相等或近似相等。在另一示例中，放大器346接收來自電晶體318的端子360的電壓信號(例如，Vc )和來自電晶體320的端子362 的另一電壓信號(例如，Vd )並向電晶體348輸出信號362。在又一示例中，使端子360處的電壓信號(例如，Vc )和端子362處的電壓信號(例如，Vd )的大小保持相等或近似相等。因此，根據某些實施例，用於電流鏡像反映的電晶體312和314沒有系統偏移，並且用於電流鏡像反映的電晶體318和320沒有系統偏移。
如上面討論並在此進一步所強調，第2圖和第3圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。例如，BJT 206是PNP BJT。基極電流230從BJT 206流到端子280，並且電流234從電晶體220流到端子282。在另一示例中，BJT 306是PNP BJT。在另一示例中，基極電流330從BJT 306流到端子380，並且電流334從電晶體320流到端子382。
第4圖是示出根據本發明一實施例之用於驅動多個LED串的系統的簡化傳統示圖。該示圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。例如，系統400包括用於驅動LED串4021 ,4022 ,...,402i ...,402n 的控制器401，其中，n是正整數(例如，不小於1)並且i是不小於1且不大於n的正整數。系統400還包括分別連接到LED串4021 ,4022 ,...,402i ...,402n 的雙極結型電晶體(BJT)4061 ,4062 ,...,406i ...,406n 。在另一示例中，BJT 4061 ,4062 ,...,406i ...,406n 的發射極端子被分別連接到電阻器4081 ,4082 ,...,408i ...,408n 。控制器401包括電流匹配元件4041 ,4042 ,...,404i ...,404n 。例如，電流匹配元件404i 包括三個端子410i ,412i 和414i 。在另一示例中，電流匹配元件4041 ,4042 ,...,404i ...,404n 被集成到單個晶片上。
在一實施例中，電流匹配元件404i 與電流匹配元件202相同。例如，端子410i ,412i 和414i 分別與端子280、282和284相同。在另一示例中，LED串402i 與LED串204相同。在又一示例中，BJT 406i 與BJT 206相同。在又一示例中，電阻器408i 與電阻器208相同。
在又一實施例中，電流匹配元件404i 與電流匹配元件302相同。例如，端子410i ,412i 和414i 分別與端子380、382和384相同。在另一示例中，LED串402i 與LED串304相同。在又一示例中，BJT 406i 與BJT 306相同。在又一示例中，電阻器408i 與電阻器308相同。
根據另一實施例，一種用於調整流經一個或多個LED串的串電流的系統控制器包括第一控制器端子、第二控制器端子和第三控制器端子。第一控制器端子耦合到雙極結型電晶體的基極端子，所述雙極結型電晶體還包括發射極端子和集電極端子，所述集電極端子連接到所述一個或多個LED串。第二控制器端子耦合到所述雙極結型電晶體的所述發射極端子和與電阻相關聯的電阻器的第一電阻器端子。第三控制器端子耦合到所述電阻器的第二電阻器端子。系統控制器被配置以：接收參考電壓；通過所述第二控制器端子接收來自所述雙極結型電晶體的所述發射極端子的發射極電壓；以及基於至少與所述參考電壓和所述發射極電壓相關聯的資訊通過所述第一控制器端子輸出與所述雙極結型電晶體的所述基極端子有關的基極電流。系統控制器還被配置以：通過所述第二控制器端子接收與所述雙極結型電晶體的所述發射極端子有關的第一電流，所述第一電流的大小等於所述基極電流；以及將所述發射極電壓調整為在大小上等於所述參考電壓。例如，該系統控制器至少根據第2圖、第3圖和/或第4圖來實現。
根據另一實施例，一種用於調整流經一個或多個LED串的串電流的系統控制器包括第一控制器端子、第二控制器端子、第三控制器端子、第四控制器端子、第五控制器端子和第六控制器端子。第一控制器端子耦合到第一雙極結型電晶體的第一基極端子，所述第一雙極結型電晶體還包括第一發射極端子和第一集電極端子，所述第一集電極端子連接到第一串一個或多個發光二極體。第二控制器端子耦合到所述第一雙極結型電晶體的所述第一發射極端子和與第一電阻相關聯的第一電阻的第一電阻器端子。第三控制器端子耦合到所述第一電阻器的第二電阻器端子。第四控制器端子耦合到第二雙極結型電晶體的第二基極端子，所述第二雙極結型電晶體還包括第二發射極端子和第二集電極端子，所述第二集電極端子連接到第二串一個或多個發光二極體。第五控制器端子耦合到所述第二雙極結型電晶體的所述第二發射極端子和與第二電阻相關聯的第二電阻的第三電阻器端子。另外，第六控制器端子耦合到所述第二電阻器的第四電阻器端子。系統 控制器被配置以：接收第一參考電壓；通過所述第二控制器端子接收來自所述第一雙極結型電晶體的所述第一發射極端子的第一發射極電壓；以及至少基於與所述第一參考電壓和所述第一發射極電壓相關聯的資訊通過所述第一控制器端子輸出與所述第一雙極結型電晶體的所述第一基極端子有關的第一基極電流。系統控制器還被配置以：通過所述第二控制器端子接收與所述第一雙極結型電晶體的所述第一發射極端子有關的第一電流；以及將所述第一發射極電壓調整為在大小上等於所述第一參考電壓。此外，系統控制器還被配置以：接收第二參考電壓；通過所述第五控制器端子接收來自所述第二雙極結型電晶體的所述第二發射極端子的第二發射極電壓；以及至少基於與所述第二參考電壓和所述第二發射極電壓相關聯的資訊通過所述第四控制器端子輸出與所述第二雙極結型電晶體的所述第二基極端子有關的第二基極電流。另外，系統控制器還被配置以：通過所述第五控制器端子接收與所述第二雙極結型電晶體的所述第二發射極端子有關的第二電流；以及將所述第二發射極電壓調整為在大小上等於所述第二參考電壓。所述第一參考電壓和所述第二參考電壓在大小上相同。所述第一電阻和所述第二電阻在大小上相同。例如，該系統控制器至少根據第2圖、第3圖和/或第4圖來實現。
在一實施例中，一種用於調整流經一個或多個LED串的串電流的方法包括由系統控制器接收參考電壓，該系統控制器包括第一控制器端子、第二控制器端子和第三控制器端子，所述第一控制器端子耦合到雙極結型電晶體的基極端子，所述第二控制器端子耦合到與電阻相關聯的電阻器的第一電阻器端子，所述第三控制器端子耦合到所述電阻器的第二電阻器端子。該方法還包括通過所述第二控制器端子接收來自所述雙極結型電晶體的所述發射極端子的發射極電壓，所述雙極結型電晶體還包括連接到所述一個或多個LED串的集電極端子。另外，該方法包括：基於至少與所述參考電壓和所述發射極電壓相關聯的資訊通過所述第一控制器端子輸出與所述雙極結型電晶體的所述基極端子有關的基極電流；通過所述第二控制器端子接收與所述雙極結型電晶體的所述發射極端子有關的第一電流，所述第一電流的大 小等於所述基極電流；以及將所述發射極電壓調整為在大小上等於所述參考電壓。例如，該方法至少根據第2圖第3圖和/或第4圖來實現。
在另一實施例中，一種用於調整流經一個或多個LED串的串電流的方法包括由系統控制器接收第一參考電壓，該系統控制器包括第一控制器端子、第二控制器端子和第三控制器端子，所述第一控制器端子耦合到第一雙極結型電晶體的第一基極端子，所述第二控制器端子耦合到與第一電阻相關聯的第一電阻的第一電阻器端子，所述第三控制器端子耦合到所述第一電阻器的第二電阻器端子。該方法還包括通過所述第二控制器端子接收來自所述第一雙極結型電晶體的所述第一發射極端子的第一發射極電壓，所述第一雙極結型電晶體還包括連接到第一串一個或多個發光二極體的第一集電極端子。另外，該方法包括：至少基於與所述第一參考電壓和所述第一發射極電壓相關聯的資訊通過所述第一控制器端子輸出與所述第一雙極結型電晶體的所述第一基極端子有關的第一基極電流；通過所述第二控制器端子接收與所述第一雙極結型電晶體的所述第一發射極端子有關的第一電流，所述第一電流的大小等於所述第一基極電流；以及將所述第一發射極電壓調整為在大小上等於所述第一參考電壓。此外，該方法包括由所述系統控制器接收第二參考電壓，所述系統控制器包括第四控制器端子、第五控制器端子和第六控制器端子，所述第四控制器端子耦合到第二雙極結型電晶體的第二基極端子，所述第五控制器端子耦合到與第二電阻相關聯的第二電阻的第三電阻器端子，所述第六控制器端子耦合到所述第二電阻器的第四電阻器端子。此外，該方法包括：通過所述第五控制器端子接收來自所述第二雙極結型電晶體的所述第二發射極端子的第二發射極電壓，所述第二雙極結型電晶體還包括連接到第二串一個或多個發光二極體的第二集電極端子；以及至少基於與所述第二參考電壓和所述第二發射極電壓相關聯的資訊通過所述第四控制器端子輸出與所述第二雙極結型電晶體的所述第二基極端子有關的第二基極電流。該方法包括：通過所述第五控制器端子接收與所述第二雙極結型電晶體的所述第二發射極端子有關的第二電 流，所述第二電流的大小等於所述第二基極電流；以及將所述第二發射極電壓調整為在大小上等於所述第二參考電壓。所述第一參考電壓和所述第二參考電壓在大小上相同。所述第一電阻和所述第二電阻在大小上相同。例如，該方法至少根據第2圖、第3圖和/或第4圖來實現。
例如，本發明各個實施例中一些或所有元件單獨地和/或與至少另一元件相組合地是利用一個或多個軟體元件、一個或多個硬體元件和/或軟體與硬體元件的一種或多種組合來實現的。在另一示例中，本發明各個實施例中一些或所有元件單獨地和/或與至少另一元件相組合地在一個或多個電路中實現，例如在一個或多個類比電路和/或一個或多個數位電路中實現。在又一示例中，本發明的各個實施例和/或示例可以相組合。
雖然已描述了本發明的具體實施例，然而本領域技術人員將明白，還存在於所述實施例等同的其他實施例。因此，將明白，本發明不受所示具體實施例的限制，而是僅由申請專利範圍的範圍來限定。
100‧‧‧系統
1021 、...、102n ‧‧‧LED串
1041 、...、104n ‧‧‧雙極結型電晶體
1061 、...、106n ‧‧‧電阻器
108‧‧‧控制器
1101 、...、110n ‧‧‧發射極端子
1121 、...、112n ‧‧‧電流
1141 、...、114n ‧‧‧基極電流
200‧‧‧系統
202‧‧‧電流匹配元件
204‧‧‧LED串
206‧‧‧雙極結型電晶體
208‧‧‧電阻器
210‧‧‧誤差放大器
212、214、216、218、220、252‧‧‧電晶體
222‧‧‧參考信號
224‧‧‧回饋信號
226‧‧‧發射極端子
227‧‧‧集電極端子
228‧‧‧信號
230‧‧‧基極電流
232、234、238、240‧‧‧電流
236‧‧‧發射極電流
250‧‧‧放大器
254‧‧‧電流源
280、282、284‧‧‧端子
300‧‧‧系統
302‧‧‧電流匹配元件
304‧‧‧LED串
306‧‧‧雙極結型電晶體
308‧‧‧電阻器
310‧‧‧誤差放大器
312、314、316、318、320、342、348、352‧‧‧電晶體
322‧‧‧參考信號
324‧‧‧回饋信號
326‧‧‧發射極端子
327‧‧‧集電極端子
328‧‧‧信號
330‧‧‧基極電流
332、334、338、340‧‧‧電流
336‧‧‧發射極電流
344、346、350‧‧‧放大器
354‧‧‧電流源
356、358、360、362、380、382、384‧‧‧端子
400‧‧‧系統
401‧‧‧控制器
4021 、4022 、...、402i 、...、402n ‧‧‧LED串
4041 、4042 、...、404i 、...、404n ‧‧‧電流匹配元件
4061 、4062 、...、406i 、...、406n ‧‧‧雙極結型電晶體
4081 、4082 、...、408i 、...、408n ‧‧‧電阻器
4101 、4102 、...、410i 、...、410n ‧‧‧端子
4121 、4122 、...、412i 、...、412n ‧‧‧端子
4141 、4142 、...、414i 、...、414n ‧‧‧端子
第1圖是示出用於驅動多個LED串的系統的簡化傳統示圖；第2圖是示出根據本發明一實施例之用於LED電流匹配的系統的某些元件的簡化示圖；第3圖是示出根據本發明另一實施例之用於LED電流匹配的系統的某些元件的簡化示圖；以及第4圖是示出根據本發明一實施例之用於驅動多個LED串的系統的簡化傳統示圖。
200‧‧‧系統
202‧‧‧電流匹配元件
204‧‧‧LED串
206‧‧‧雙極結型電晶體
208‧‧‧電阻器
210‧‧‧誤差放大器
212、214、216、218、220、252‧‧‧電晶體
222‧‧‧參考信號
224‧‧‧回饋信號
226‧‧‧發射極端子
227‧‧‧集電極端子
228‧‧‧信號
230‧‧‧基極電流
232、234、238、240‧‧‧電流
236‧‧‧發射極電流
250‧‧‧放大器
254‧‧‧電流源
280、282、284‧‧‧端子

Claims (20)

  1. 一種用於調整流經一個或多個發光二極體串的串電流的系統控制器，該系統控制器包括：一第一控制器端子，耦合到一雙極結型電晶體的一基極端子，所述雙極結型電晶體還包括一發射極端子和一集電極端子，所述集電極端子連接到所述一個或多個發光二極體串；一第二控制器端子，耦合到所述雙極結型電晶體的所述發射極端子和與一電阻相關聯的一電阻器的一第一電阻器端子；以及一第三控制器端子，耦合到所述電阻器的一第二電阻器端子；其中，所述系統控制器被配置以：接收一參考電壓；通過所述第二控制器端子接收來自所述雙極結型電晶體的所述發射極端子的一發射極電壓；基於至少與所述參考電壓和所述發射極電壓相關聯的資訊通過所述第一控制器端子輸出與所述雙極結型電晶體的所述基極端子有關的一基極電流；通過所述第二控制器端子接收與所述雙極結型電晶體的所述發射極端子有關的一第一電流，所述第一電流的大小等於所述基極電流；以及將所述發射極電壓調整為在大小上等於所述參考電壓。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述的系統控制器，進一步被配置以將所述串電流調整為等於所述參考電壓除以所述電阻。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述的系統控制器，進一步被配置以：至少基於與所述參考電壓和所述發射極電壓相關聯的資訊通過所述第一控制器端子輸出流到所述雙極結型電晶體的所述基極端子的所述基極電流；以及通過所述第二控制器端子接收從所述雙極結型電晶體的所述發 射極端子流來的所述第一電流，所述第一電流的大小等於所述基極電流。
  4. 依據申請專利範圍第3項所述的系統控制器，其中，所述雙極結型電晶體是一NPN雙極結型電晶體。
  5. 依據申請專利範圍第1項所述的系統控制器，進一步被配置以：至少基於與所述參考電壓和所述發射極電壓相關聯的資訊通過所述第一控制器端子輸出從所述雙極結型電晶體的所述基極端子流來的所述基極電流；以及通過所述第二控制器端子接收流到所述雙極結型電晶體的所述發射極端子流來的所述第一電流，所述第一電流的大小等於所述基極電流。
  6. 依據申請專利範圍第5項所述的系統控制器，其中，所述雙極結型電晶體是一PNP雙極結型電晶體。
  7. 依據申請專利範圍第1項所述的系統控制器，進一步包括：一誤差放大器，被配置以接收所述參考電壓和所述發射極電壓並且至少基於與所述參考電壓和所述發射極電壓相關聯的資訊輸出一放大信號；一電流產生器，被配置以接收所述放大信號並且至少基於與所述放大信號相關聯的資訊產生所述基極電流；以及一電流鏡元件，被配置以將所述第一電流調整為在大小上等於所述基極電流。
  8. 依據申請專利範圍第7項所述的系統控制器，其中，所述電流產生器包括一第一電晶體，該第一電晶體包括一第一電晶體端子、一第二電晶體端子和一第三電晶體端子，所述第一電晶體端子被配置 以接收所述放大信號，所述第三電晶體端子耦合到所述第一控制器端子並被配置以輸出所述基極電流。
  9. 依據申請專利範圍第8項所述的系統控制器，其中，所述電流鏡元件包括：一第二電晶體，該第二電晶體包括一第四電晶體端子、一第五電晶體端子和一第六電晶體端子；一第三電晶體，該第三電晶體包括第一七電晶體端子、一第八電晶體端子和一第九電晶體端子；一第四電晶體，該第四電晶體包括一第十電晶體端子、一第十一電晶體端子和一第十二電晶體端子；以及一第五電晶體，該第五電晶體包括一第十三電晶體端子、一第十四電晶體端子和一第十五電晶體端子；其中：所述第四電晶體端子耦合到所述第七電晶體端子和所述第六電晶體端子；所述第五電晶體端子耦合到所述第八電晶體端子；所述第六電晶體端子耦合到所述第二電晶體端子；所述第十電晶體端子耦合到所述第十三電晶體端子和所述第十四電晶體端子；所述第十一電晶體端子耦合到所述第二控制器端子並被配置以接收所述第一電流；所述第十二電晶體端子耦合到所述第十五電晶體端子；以及所述第十四電晶體端子耦合到所述第九電晶體端子。
  10. 依據申請專利範圍第8項所述的系統控制器，其中，所述電流鏡元件包括：一第二電晶體，該第二電晶體包括一第四電晶體端子、一第五電晶體端子和一第六電晶體端子；一第三電晶體，該第三電晶體包括一第七電晶體端子、一第八電 晶體端子和一第九電晶體端子；一第四電晶體，該第四電晶體包括一第十電晶體端子、一第十一電晶體端子和一第十二電晶體端子；一第五電晶體，該第五電晶體包括一第十三電晶體端子、一第十四電晶體端子和一第十五電晶體端子；一第六電晶體，該第六電晶體包括一第十六電晶體端子、一第十七電晶體端子和一第十八電晶體端子；一第七電晶體，該第七電晶體包括一第十九電晶體端子、一第二十電晶體端子和一第二十一電晶體端子；一第一放大器，該第一放大器包括一第一放大器輸入端子、一第二放大器輸入端子和一第一放大器輸出端子；以及一第二放大器，該第二放大器包括一第三放大器輸入端子、一第四放大器輸入端子和一第二放大器輸出端子；其中：所述第四電晶體端子耦合到所述第七電晶體端子和所述第六電晶體端子；所述第五電晶體端子耦合到所述第八電晶體端子；所述第六電晶體端子耦合到所述第二電晶體端子；所述第九電晶體端子耦合到所述第十七電晶體端子和所述第一放大器輸入端子；所述第十電晶體端子耦合到所述第十三電晶體端子和所述第十四電晶體端子；所述第十一電晶體端子耦合到所述第二十一電晶體端子和所述第四放大器輸入端子；所述第十二電晶體端子耦合到所述第十五電晶體端子；所述第十四電晶體端子耦合到所述第十八電晶體端子；所述第十六電晶體端子耦合到所述第一放大器輸出端子；所述第十九電晶體端子耦合到所述第二放大器輸出端子；以及所述第二十電晶體端子耦合到所述第二控制器端子並被配 置以接收所述第一電流。
  11. 一種用於調整流經一個或多個發光二極體LED串的串電流的系統控制器，該系統控制器包括：一第一控制器端子，耦合到一第一雙極結型電晶體的一第一基極端子，所述第一雙極結型電晶體還包括一第一發射極端子和一第一集電極端子，所述第一集電極端子連接到一第一串一個或多個發光二極體；一第二控制器端子，耦合到所述第一雙極結型電晶體的所述第一發射極端子和與一第一電阻相關聯的一第一電阻的一第一電阻器端子；一第三控制器端子，耦合到所述第一電阻器的一第二電阻器端子；一第四控制器端子，耦合到一第二雙極結型電晶體的一第二基極端子，所述第二雙極結型電晶體還包括一第二發射極端子和一第二集電極端子，所述第二集電極端子連接到一第二串一個或多個發光二極體；一第五控制器端子，耦合到所述第二雙極結型電晶體的所述第二發射極端子和與一第二電阻相關聯的一第二電阻的一第三電阻器端子；以及一第六控制器端子，耦合到所述第二電阻器的一第四電阻器端子；其中，所述系統控制器被配置以：接收一第一參考電壓；通過所述第二控制器端子接收來自所述第一雙極結型電晶體的所述第一發射極端子的一第一發射極電壓；至少基於與所述第一參考電壓和所述第一發射極電壓相關聯的資訊通過所述第一控制器端子輸出與所述第一雙極結型電晶體的所述第一基極端子有關的一第一基極電流；通過所述第二控制器端子接收與所述第一雙極結型電晶體 的所述第一發射極端子有關的一第一電流，所述第一電流的大小等於第一基極電流；以及將所述第一發射極電壓調整為在大小上等於所述第一參考電壓；其中，所述系統控制器還被配置以：接收一第二參考電壓；通過所述第五控制器端子接收來自所述第二雙極結型電晶體的所述第二發射極端子的一第二發射極電壓；至少基於與所述第二參考電壓和所述第二發射極電壓相關聯的資訊通過所述第四控制器端子輸出與所述第二雙極結型電晶體的所述第二基極端子有關的一第二基極電流；通過所述第五控制器端子接收與所述第二雙極結型電晶體的所述第二發射極端子有關的一第二電流，所述第二電流的大小等於所述第二基極電流；以及將所述第二發射極電壓調整為在大小上等於所述第二參考電壓；其中：所述第一參考電壓和所述第二參考電壓在大小上相同；以及所述第一電阻和所述第二電阻在大小上相同。
  12. 依據申請專利範圍第11項所述的系統控制器，進一步被配置以：將所述第一串電流調整為等於所述第一參考電壓除以所述第一電阻；以及將所述第二串電流調整為等於所述第二參考電壓除以所述第二電阻。
  13. 依據申請專利範圍第11項所述的系統控制器，進一步被配置以：至少基於與所述第一參考電壓和所述第一發射極電壓相關聯的 資訊通過所述第一控制器端子輸出流到所述第一雙極結型電晶體的所述第一基極端子的所述第一基極電流；通過所述第二控制器端子接收從所述第一雙極結型電晶體的所述第一發射極端子流來的所述第一電流，所述第一電流的大小等於所述第一基極電流；至少基於與所述第二參考電壓和所述第二發射極電壓相關聯的資訊通過所述第四控制器端子輸出流到所述第二雙極結型電晶體的所述第二基極端子的所述第二基極電流；以及通過所述第五控制器端子接收從所述第二雙極結型電晶體的所述第二發射極端子流來的所述第二電流，所述第二電流的大小等於所述第二基極電流。
  14. 依據申請專利範圍第13項所述的系統控制器，其中，所述第一雙極結型電晶體是一NPN雙極結型電晶體，並且所述第二雙極結型電晶體是一NPN雙極結型電晶體。
  15. 依據申請專利範圍第11項所述的系統控制器，進一步被配置以：至少基於與所述第一參考電壓和所述第一發射極電壓相關聯的資訊通過所述第一控制器端子輸出從所述第一雙極結型電晶體的所述第一基極端子流來的所述第一基極電流；通過所述第二控制器端子接收流到所述第一雙極結型電晶體的所述第一發射極端子的所述第一電流，所述第一電流的大小等於所述第一基極電流；至少基於與所述第二參考電壓和所述第二發射極電壓相關聯的資訊通過所述第四控制器端子輸出從所述第二雙極結型電晶體的所述第二基極端子流來的所述第二基極電流；以及通過所述第五控制器端子接收流到所述第二雙極結型電晶體的所述第二發射極端子的所述第二電流，所述第二電流的大小等於所述第二基極電流。
  16. 依據申請專利範圍第15項所述的系統控制器，其中，所述第一雙極結型電晶體是一PNP雙極結型電晶體，並且所述第二雙極結型電晶體是一PNP雙極結型電晶體。
  17. 一種用於調整流經一個或多個發光二極體LED串的串電流的方法，該方法包括：由系統控制器接收一參考電壓，該系統控制器包括一第一控制器端子、一第二控制器端子和一第三控制器端子，所述第一控制器端子耦合到一雙極結型電晶體的一基極端子，所述第二控制器端子耦合到與一電阻相關聯的一電阻器的一第一電阻器端子，所述第三控制器端子耦合到所述電阻器的一第二電阻器端子；通過所述第二控制器端子接收來自所述雙極結型電晶體的所述發射極端子的一發射極電壓，所述雙極結型電晶體還包括連接到所述一個或多個LED串的一集電極端子；基於至少與所述參考電壓和所述發射極電壓相關聯的資訊通過所述第一控制器端子輸出與所述雙極結型電晶體的所述基極端子有關的一基極電流；通過所述第二控制器端子接收與所述雙極結型電晶體的所述發射極端子有關的一第一電流，所述第一電流的大小等於所述基極電流；以及將所述發射極電壓調整為在大小上等於所述參考電壓。
  18. 依據申請專利範圍第17項所述的方法，進一步包括：將所述串電流調整為等於所述參考電壓除以與所述電阻器相關聯的一電阻。
  19. 一種用於調整流經一個或多個發光二極體(LED)串的串電流的方法，該方法包括：由一系統控制器接收一第一參考電壓，該系統控制器包括一第一 控制器端子、一第二控制器端子和一第三控制器端子，所述第一控制器端子耦合到一第一雙極結型電晶體的一第一基極端子，所述第二控制器端子耦合到與一第一電阻相關聯的一第一電阻的一第一電阻器端子，所述第三控制器端子耦合到所述第一電阻器的一第二電阻器端子；通過所述第二控制器端子接收來自所述第一雙極結型電晶體的所述第一發射極端子的一第一發射極電壓，所述第一雙極結型電晶體還包括連接到一第一串一個或多個發光二極體的一第一集電極端子；至少基於與所述第一參考電壓和所述第一發射極電壓相關聯的資訊通過所述第一控制器端子輸出與所述第一雙極結型電晶體的所述第一基極端子有關的一第一基極電流；通過所述第二控制器端子接收與所述第一雙極結型電晶體的所述第一發射極端子有關的一第一電流，所述第一電流的大小等於所述第一基極電流；將所述第一發射極電壓調整為在大小上等於所述第一參考電壓；由所述系統控制器接收一第二參考電壓，所述系統控制器包括一第四控制器端子、一第五控制器端子和一第六控制器端子，所述第四控制器端子耦合到耦合到一第二雙極結型電晶體的一第二基極端子，所述第五控制器端子耦合到與一第二電阻相關聯的一第二電阻的一第三電阻器端子，所述第六控制器端子耦合到所述第二電阻器的一第四電阻器端子；通過所述第五控制器端子接收來自所述第二雙極結型電晶體的所述第二發射極端子的一第二發射極電壓，所述第二雙極結型電晶體還包括連接到一第二串一個或多個發光二極體的一第二集電極端子；至少基於與所述第二參考電壓和所述第二發射極電壓相關聯的資訊通過所述第四控制器端子輸出與所述第二雙極結型電晶體的所述第二基極端子有關的一第二基極電流；通過所述第五控制器端子接收與所述第二雙極結型電晶體的所述第二發射極端子有關的一第二電流，所述第二電流的大小等於所述第二基極電流；以及 將所述第二發射極電壓調整為在大小上等於所述第二參考電壓；其中：所述第一參考電壓和所述第二參考電壓在大小上相同；以及所述第一電阻和所述第二電阻在大小上相同。
  20. 依據申請專利範圍第19項所述的方法，進一步包括：將所述第一串電流調整為等於所述第一參考電壓除以所述第一電阻；以及將所述第二串電流調整為等於所述第二參考電壓除以所述第二電阻。
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