用于调节电压调节器的输出电压的方法和装置

文档序号:453613 发布日期:2021-12-28 浏览:34次 >En<

阅读说明:本技术 用于调节电压调节器的输出电压的方法和装置 (Method and apparatus for regulating output voltage of voltage regulator ) 是由 卡斯滕·莱特内尔 安德烈·克里格 克里斯蒂安·施米茨 托马斯·盖斯特 于 2020-05-20 设计创作,主要内容包括:本发明涉及用于向多个LED组(LED-(1)、LED-(2)、LED-(3))供电的装置和方法。该装置包括电压调节器(VREG)、电路(IC1、IC2)、电压-电流转换器(VC-C)、控制总线(RB)、电阻器(R-(GPIO))和电阻器网络(R-(1)、R-(2))。每个电路(IC1、IC2)具有至少一个LED端子(LED0、LED1)和相应的LED驱动器(LED DRV)。每个电路(IC1、IC2)具有用于检测LED端子(LED0、LED1)的电位与参考电位(GND)之间的电压差的测量装置(ADC)以及本地控制器(VR),该本地控制器通过LED驱动器(LED DRV),根据通过其测量装置(ADC)检测的电压差从控制总线(RB)中提取电流。一个或多个偏置电流源(IQ)将一个或多个偏置电流(I-(Bias))以馈入的偏置电流(I-(Bias))的总电流的形式馈入到控制总线(RB)中。电阻器(R-(GPIO))执行总电流(I-(S))到控制电压(V-(R))的电流-电压转换。电压-电流转换器(VC-C)将控制电压(V-(R))转换为电压控制信号(VCTR)的电流。电阻器网络(R-(1)、R-(2))将电压控制信号(VCTR)的电流转换为电压值(V-(ADJ))。电压调节器(VREG)的输出电压(V-(0))则取决于电压值(V-(ADJ))。(The invention relates to a method for assembling a plurality of LED groups (LEDs) 1 、LED 2 、LED 3 ) An apparatus and method for supplying power. The device comprises a Voltage Regulator (VREG), a circuit (IC1, IC2), a voltage-current converter (VC-C), a control bus (RB), a resistor (R) GPIO ) And a resistor network (R) 1 、R 2 ). Each circuit (IC1, IC2) has at least one LED terminal (LED0, LED1) and a corresponding LED driver (LED DRV). Each circuit (IC1, IC2) has a measuring device (ADC) for detecting the voltage difference between the potential of the LED terminals (LED0, LED1) and a reference potential (GND), and a local controller (VR) which, by means of an LED driver (LED DRV), is dependent on the reference potential (GND)The voltage difference detected by its measuring device (ADC) draws a current from the control bus (RB). One or more bias current sources (IQ) apply one or more bias currents (I) Bias ) With a bias current (I) fed in Bias ) Is fed into the control bus (RB). Resistor (R) GPIO ) Executing a total current (I) S ) To a control voltage (V) R ) Current-voltage conversion. The voltage-current converter (VC-C) will control the voltage (V) R ) A current converted to a voltage control signal (VCTR). Resistor network (R) 1 、R 2 ) Converting a current of a voltage control signal (VCTR) into a voltage value (V) ADJ ). Output voltage (V) of Voltage Regulator (VREG) 0 ) Then depends on the voltage value (V) ADJ )。)

用于调节电压调节器的输出电压的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于调节电压调节器(VREG)的输出端(Vout)处的输出电压(V0)的方法和相关装置,该电压调节器用于向具有多个但至少两个电路(IC1、IC2)的照明设备供电,每个电路(IC1、IC2)具有至少一个LED组(LED1、LED2、LED3),LED组具有相关的LED电流源(LED DRV)。

在此,将LED理解为发光二极管。LED组可以是多个LED通过并联和/或串联形成的互连,该LED组具有第一端子和第二端子,并在第一端子和第二端子之间以正确的极性施加电压时发光。

背景技术

LED照明越来越广泛地用于汽车工业。这里存在的问题是并非所有的发光二极管都具有相同的阈值电压,但所有的LED都由电压源供电。LED的亮度通常通过各自的电源来设置。这些电源降低了必须最小化的电功率。优选地,电压源是在能量方面有利的开关变换器,其相应地只产生很少的废热。现在出现的问题是,通常分别具有多个LED电流源的多个电路如何能够有效且容易地调节电压源。

现有技术

例如,本发明的

技术领域

中的以下文献在现有技术中是已知的:

从DE 10 2006 055 312 A1已知一种用于彩色背光的驱动装置。在此,每个LED串都以复杂的方式设置有一个电压源和一个电流源,以规避组合控制的问题。

DE 10 318 780 A1公开了一种控制电路,该控制电路用于分别利用大小可调节的公共电源电压来产生流经每一个用电装置(例如,LED)的受调节或受控制的恒定电流,该公共电源电压为各个恒定电流源供电。DE 10 318 780 A1的技术启示的特征在于,将电源电压的大小分别调节到恒定电流源,该恒定电流源通常或在相应的时间点馈送最大的总阻抗并因此需要最大的电源电压。在此,电源电压的量被最小限度地设置,使得其中一个电源上出现的电压的量刚好足以用于其操作。在此,多个LED支路的调节是通过用于选择电源的最小电压的二极管选择控制实现的。

从US 8 319 449 B2已知一种用于控制发光半导体器件的电子装置。US 8 319449 B2的装置包括:反馈端子,其被配置和布置成用于接收检测值;输出端口,其被配置和布置成用于响应于电流源而向发光器件供电;以及与发光半导体器件电解耦或隔离的控制电路,该控制电路被配置和布置为使得其响应于由控制器接收的检测值而通过输出端口控制开关模式电源,以向半导体发光器件供电,通过指示电流源两端的电压的反馈端子来确定流经半导体发光器件的电流,其中,开关模式电源的控制方式是将电流源两端的电压保持在装置运行所需的最低水平。电路选择最小电流源电压作为电压源的控制电压。

从US 2010/0026209 A1已知一种用于控制LED光源的LED驱动电路。US 2010/0026 209 A1的LED驱动电路包括耦接到LED光源以向其提供输出电压的调节器、耦接到LED光源以控制其驱动电流的电流源以及控制器,该控制器耦接到电流源和调节器,并用于感测电流源的电压,以产生调节器的用于调节输出电压的控制信号。US 2010/0 026 209 A1的技术启示未解决如何能够容易地将多个控制器相互耦接的问题。

从US 7 157 866 B2已知一种用于发光元件的驱动装置。根据US 7,157,866 B2的技术启示,它包括:升压电路,其用于升高给定的电源电压以在升压电路的输出端产生所需的升压电压;电压切换电路,其用于选择性地将电源电压或升压电压输出到电压切换电路的切换电压输出端;第一驱动器,其与第一发光元件组串联连接,并连接在切换的电压输出端和参考电压节点之间,其中,第一驱动器由第一指令信号控制;以及第二驱动器,其与产生比第一组更大压降的第二发光元件组串联连接,并连接在升压电压输出的输出端和参考电压节点之间,其中,第二驱动器由第二指令信号控制。US 7 157 866 B2的技术启示未解决如何能够容易地将多个控制器相互耦接的问题。

从EP 1499 165 B1已知一种用于驱动多个负载的负载驱动装置或设备,其中,每个负载与相应的恒定电流源串联连接,其中,负载驱动设备包括电源电路(100),该电源电路为多个负载提供输出电压,该输出电压是通过将输入电压转换为输出电压而获得的。EP1 499 165 B1的技术启示的特征在于恒定电流源(110、20)是可调节型的,并且每个恒定电流源(110、20)能够为相应的负载(10、20)提供可调节的恒定输出电流;并且控制输出电压(Vol)使得多个负载中的每者与其相应的恒定电流源(110、120)之间的公共节点处的电压(Vdet1、Vdet2)的最低电压保持恒定。EP 1 499 165 B1的技术方案类似于其中一个上述解决方案。EP 1 499 165 B1的技术启示也未解决如何能够容易地将多个控制器相互耦接的问题。电压信号使该解决方案非常容易受到EMC信号和电位偏差(Potenzialversatz)的影响。

从US 8 519 632 B2已知一种用于多个发光二极管的至少一个串联连接的控制装置。根据US 8 519 632 B2的技术启示的控制装置包括被设置为调节用于发光二极管的至少一个串联连接的工作电压的电压调节单元以及用于发光二极管的至少一个串联连接中的每者的电流调节单元,其中,电流调节单元被设置为通过发光二极管的特定串联连接来调节电流,并且其中,将电流调节单元连接到电压调节单元,以将电流调节信号传输到电压调节单元。电压调节单元包含分压器,其中,分压器连接在发光二极管的至少一个串联连接的工作电压和接地之间,电压调节单元提供该工作电压。分压器的抽头和第一控制级的输入端连接到第二控制级的输出端,使得如果电流控制信号超过预定电压,则降低分压器抽头处的电压。US 8 519 632 B2的技术启示还使用由二极管(US 8 519 632 B2的附图标记51、52、53)选择的电压信号。电压信号使解决方案非常容易受到EMC信号和电位偏差的影响。

从DE 10 2005 028 403 B4已知一种电流源装置,其中,电压调节器通过控制总线经由电压信号被告知如下事实:给LED串供电的其中一个电流源中的电压已经下降到最低电压降以下。由于电压信号使得该解决方案非常容易受到EMC信号和电位偏差的影响。

从WO 2013/030 047 A1已知一种解决方案,其中,每个电流源都将对应于该电流源上的电压降的电压信号模拟地传输到中央单元,并在此以电压控制信号的形式传输,以控制共同的电源。由于电压信号使得解决方案非常容易受到EMC信号和电位偏差的影响。

从US 2008/0 122 383 A1已知一种用于向LED电路馈送电流的LED驱动器,该LED驱动器由单独的LED或多个相互串联的LED组成,其中,LED驱动器包括恒定电流电路部分和电压设置部分,该恒定电流电路部分串联连接到LED电路并将从其上游侧流向其下游侧的电流调节到预定值,该电压设置部分串联连接到恒定电流电路部分,其中,电压设置部分通过开关控制器调节上游侧和下游侧之间的电位差。US 2008/0 122 383 A1的技术启示也未解决如何能够容易地将多个控制器相互耦接的问题。

从US 2011/0 043114 A1、US 2007/0 139 317 A1、US 2009/0 230 874 A1、US2012/0 268 012 A1、EP 2 600 695 B1和US 2011/0 012 521 A1已知如下解决方案,其中,每个电流源都将对应于该电流源上的电压降的电压信号模拟地传输到中央单元,并在此以电压控制信号的形式进行传输,以控制共同的电源。由于电压信号使得解决方案非常容易受到EMC信号和电位偏差的影响。

从US 2010/0 201 278 A1已知一种解决方案,其中,控制器连接成回路。每个控制器通过其LED电流源确定电压降的电压值,并将这些电压值的最小值与电压值输入端处的电压值进行比较。如果自身最小电压值小于电压值输入端处的该电压值,则相应控制器将其最小电压值提供给后续控制器的电压值输入端。如果自身的最小电压值大于电压值输入端处的该电压值,则相应的控制器将电压值输入端处的该电压值提供给后续控制器的电压值输入端。由于电压信号使得解决方案非常容易受到EMC信号和电位偏差的影响。

US 2011/0 012 521 A1要求通过多个线路(US 2011/0 012 521 A1的图1中的附图标记Vf1~Vfi、Vfi+1~Vf2i、Vf2i+1~Vf3i)传输参考值。这导致了相当大的布线工作和相当大的控制工作。在US 2011/0 012 521 A1的技术启示中,评估是由微型计算机进行的,这导致需要模数转换器和用于数字-模拟转换的PWM单元。

US 2010/0 201 278 A1公开了一种用于调节输出电压的方法和装置。在US 2010/0 201 278 A1的技术启示中,每个LED驱动器为自己确定一个关于其LED电流源上的电压降的最小电压值,将该电压降值与链中的前一电压值进行比较,并将这两个电压值的最小电压值传递给下一后序者。因此,在驱动器发生故障的情况下,将导致控制系统完全失效。

发明内容

任务

因此,本发明的目的是提供一种不具有现有技术的上述缺点并具有其它优点的解决方案。

该目的通过根据权利要求2和/或3的装置或根据权利要求1的方法来实现。

具体实施方式

解决方案

本发明涉及根据图1的用于照明和/或光信号装置的电压调节器。

电压调节优选地如图1所示地进行。本发明将根据图1进行说明。本发明的核心是电流控制型电压调节器,其包括如在专利文献中众所周知的实际的电压控制型电压调节器部分(VREG)以及外围电路(R1、R2、VC-C、RGPIO)。

在此,所提出的装置包括多个但至少两个电路(IC1、IC2)。在下文中,这些电路(IC1、IC2)也被称为“IC”。

借助于与各个IC(IC1、IC2)相关的电流源(IQ),各个IC(IC1、IC2)通过它们的相应控制总线端子(GPIO)将仅基本上相等的偏置电流(IBias)馈入到控制总线(RB)。“基本上”是指例如在出厂时设置该偏置电流(IBias),使得它在一组IC中的不同IC之间的偏差不超过25%,优选不超过10%,优选不超过5%,优选不超过2%。在此,经验表明,在不破坏操作性的情况下,对于很对应用情况来说10%的偏差是可能的。然而,在此建议尽可能精确地实施这些电流。由从连接到控制总线(RB)的所有电路(IC)的馈入偏置电流(IBias)的电流总和得到的总电流(IS)通过电阻器(RGPIO)接地。在此,由连接到控制总线(RB)的所有电路(IC)的馈入偏置电流(IBias)的电流总和产生的控制电压(VR)通过放大器(OP1)放大成控制信号(RS)。放大器(OP1)的作为控制信号(RS)形式的输出连接到第一晶体管(T1)的控制输入。该第一晶体管(T1)作为源极跟随器连接。该源极跟随器的负反馈电阻器是第三电阻器(R3)。因此,控制电压(VR)决定了流经负反馈电阻器(R3)的电流。该电流是电压控制信号(VCTR)的值。该电压控制信号(VCTR)的电流还流经由第一电阻器(R1)和第二电阻器(R2)组成的分压器中的第一电阻器(R1),因为与这些电阻器(R1、R2)相比,电压调节器(VREG)的输入端优选为高电阻。因此,电压调节器(VREG)的输入电阻在此通常可以忽略不计。在此,第二电阻器(R2)将另一电流引导至接地(即,参考电位(GND))。由流经负反馈电阻器(第三电阻器(R3))的电流和流经第二电阻器(R2)的电流得到的总电流也流过第一电阻器(R1)。因此,电压调节器(VREG)的输入端(ADJ)处的相对于参考电位(GND)的电位差取决于电压调节器(VREG)的电压调节器输出端(Vout)的输出电位减去第一电阻器(R1)上的电压降而得到的值。电压调节器(VREG)提供相对于地电位的输出电压(Vout),该输出电压取决于该输入电压差,即取决于电压调节器(VREG)的输入端(ADJ)处的相对于参考电位(GND)的电位。电压调节器(VREG)的性质在此可以保持开放。例如,它可以是线性调节器和/或开关调节器。该输出电压(Vout)为LED组(LED1、LED2、LED3)的LED(LED1、LED2、LED3a、LED3b)供电。与附图中的示例不同,用于为多个LED组供电的电路链(IC1、IC2)可以包括多于一个和/或多于两个和/或多于三个甚至更多的电路(IC1、IC2),且/或针对这些电路中的每个电路(IC1、IC2)包括多于一个的LED组。在这个意义上,LED组(LED1、LED2、LED3)在此可以由单个LED组成,但也可以由互连组成,特别是由多个LED的并联和/或串联连接组成。因此,在下文中,即使术语“LED”以单数形式使用,该术语也包括多个LED的这种互连以形成LED组。在多个LED互连的情况下,类似的互连显然更适合通过不同的电路(IC1、IC2)进行驱动。流经每个LED组或LED(LED1、LED2、LED3a、LED3b)的电流分别通过与该LED组(LED1、LED2、LED3)相关的相应电流源来控制,该电流源为电路(IC1、IC2)的相应LED驱动器(LED DRV)的形式。该电流源(即,LED驱动器(LEDDRV))优选为相应电路(IC1、IC2)的一部分。电路(IC1、IC2)可以包括多个这种电流源(LED驱动器(LED DRV)),从而向多个LED组供电。由电路(IC1、IC2)的LED驱动器(LED DRV)供电的每个LED组(LED1、LED2、LED3)上的电压降通过相关电路(IC1、IC2)的模数转换器(ADC)检测,作为各个电路(IC1、IC2)的相应LED端子(LED0、LED1)的相对于参考电位(GND)的电位。为此,相关电路(IC1、IC2)的模数转换器(ADC)优选地分别具有多路复用器,以便能够以时分复用的方式在由电路(IC1、IC2)的LED驱动器(LED DRV)供电的不同LED组(LED1、LED2、LED3)之间切换。因此,这种电路(IC1、IC2)可被设置和设计为借助于该电路(IC1、IC2)的n个LED驱动器(LED DRV)通过典型的n个LED端子(LED0至LED(n-l))向n个LED组(LED1至LEDn)供电,其中,n是正整数。然而,在此可以考虑的是,将连接节点通过大量端子引向外部。在本文的意义上,电路的以此方式相互短路的端子被认为是单个端子,因为电气功能在此是决定性的,而不是机械实现。在图1的示例中,n=3。因此,在下文中,关于图1的脚注“n”应理解为带有脚注“3”。如已说明地,n个LED组(LED1到LEDn)中的每个LED组可以由单个LED(LED1、LED2)组成,但也可以由多个LED(LED3a、LED3b)的互连(LED3)组成。用于n个LED组(LED1至LEDn)的模数转换器(ADC)的n个测量值是相应电路(IC1、IC2)的相应本地控制器(VR)的输入值。因此,对于电路(IC1、IC2)的n个LED端子(LED1、LED0)的相对于参考电位(GND)的n个电位,本地控制器(VR)接收n个电压值。该本地控制器(VR)根据算法,例如通过针对电路(IC1、IC2)的n个LED组(LED1至LEDn)的n个LED端子处的相对于参考电位(GND)的电位从模数转换器(ADC)的所述n个测量值之间的n个电位差中选择最小的电压值作为本地控制值,从各个LED组的相应电流源(LED DRV)的这些电压降的控制偏差中,即针对电路(IC1、IC2)的n个LED组(LEDi至LEDn)的n个LED端子处的相对于参考电位(GND)的电位从模数转换器(ADC)的所述n个测量值之间的n个电位差中产生内部控制信号(Ri)。

电路(IC1、IC2)的本地控制器(VR)的一部分分别是该电路的数模转换器,该数模转换器控制至少一个也可以是电路(IC1、IC2)的数模转换器(IC1、IC2)的一部分的驱动器(DRV)。电路(IC1、IC2)的本地控制器(VR)现在按以下方式设计:如果在相关LED端子(LED0、LED1)和参考电位之间电路(IC1、IC2)的各个电流源(LED DRV)上的所有电压降中的针对相应电路(IC1、IC2)确定的最小电压降过低(即,其绝对值低于预定阈值),则该电路(IC1、IC2)的一个或多个相应驱动器(DRV)现在分别从控制总线(RB)提取额外的、相应的电流。二极管(D)防止驱动器(DRV)向控制总线(RB)馈入电流,且只允许从控制总线(RB)提取电流。

不同总线部件(电路(IC1、IC2))的各种电流源(IQ)和驱动器(DRV)在公共控制总线(RB)上运行。

控制总线(RB)优选地总是具有相对于参考电位(GND)的最低电压。

当电位发生偏移时,具有最低输出电位的那个驱动器(DRV)的最低输出电压始终决定了控制总线(RB)上的相对于参考电位的电压。

对于时间连续的控制,需要将模数转换器(ADC)对电路(IC1、IC2)的LED端子(LED0、LED1)进行采样的采样周期选择为明显小于后续控制回路的控制时间常数,以保持由此产生的较小控制误差。为此目的,用于将总电流(IS)转换为电压的电阻器(RGPIO)可以由诸如电阻器、电容器和线圈等复杂部件的更复杂网络代替。在图1的示例中,可选地设置有示例性积分电容器(CGPIO),以增加时间常数并因此减少量化误差。

本发明的特征

因此,本发明的核心是一种用于调节电压调节器(VREG)的输出端(Vout)处的输出电压(V0)的方法,该电压调节器用于向具有多个但至少两个电路(IC1、IC2)的照明设备供电,每个电路(IC1、IC2)包括至少一个具有相关电流源(LED DRV)的LED组(LED1、LED2、LED3)。如图1的示例性装置所示的方法至少特别包括以下步骤:

第一,通过电压调节器(VREG)在其输出端(Vout)处产生电源电压(V0)。

第二,对于每个LED组(LED1、LED2、LED3),通过电流源(LED DRV)来设定流经LED组(LED1、LED2、LED3)的相应LED组电流(ILED1、ILED2、ILED3)。在图1的示例中,LED组(LED1、LED2、LED3)分布在两个电路(IC1、IC2)上。具有多于两个电路和多于三个LED组的装置被明确地包括在权利要求中,并被视为在此公开。

第三,检测LED组(LED1、LED2、LED3)的各个电流源(LED DRV)上的相应电压降,作为该电流源(LED DRV)的相应电压降值。优选地,这在每个电路(IC1、IC2)中优选对针对每个电流源(LED DRV)进行。

第四,在优选每个电路(IC1、IC2)中,从针对该电路确定的电压降值中选择该电路的电流源(LED DRV)的电压降值中的电压降值作为该电路的特征电压降值。因此,优选地针对每个电路获得一个特征电压降值。它的执行方式无非是从各个电路(IC1、IC2)的电流源(LED DRV)的电压降值中确定每个电路(IC1、IC2)的电流源(LED DRV)的相应电压降值,作为该电路(IC1、IC2)的特征电压降值。优选地,该电路(IC1、IC2)的特征电压降值是该电路(IC1、IC2)的所确定的电压降值中的最小电压降值。

第五,每个电路(IC1、IC2)从控制总线(RB)提取与其相关的电流(即,它的提取电流)。这表示每个电路(IC1、IC2)从控制总线(RB)中提取各个电路(IC1、IC2)的相应提取电流。在此,各个电路(IC1、IC2)的该相应提取电流的量应取决于其特征电压降值相对于额定值的偏差。该额定值优选地对于所有电路是公共的,因此在公差范围内为所有电路(IC1、IC2)选择或设置相同的额定值。

优选地,每个电路(IC1、IC2)分别将基本恒定的偏置电流(IBias)馈送到控制总线(RB)中。然而,单次馈送通常足以正常运行。理论上,也可以考虑没有偏置电流馈送的具有更高电路成本的解决方案,但在此不是优选的。

通过将电流馈送到控制总线(RB),所有提取电流和至少一个可选的恒定偏置电流(IBias)相加为总电流(IS)。这种容易并能以低成本且简单实现的共同总电流的产生及其随后作为控制信号的应用代表了本发明的核心。然后,根据总电流(Is),调节电压调节器(VREG)在其输出端(Vout)处的输出电压(Vo)。在图1的示例中,出于电路技术原因,执行了多次电流-电压转换和电压-电流转换。然而,理论上,如果电压调节器具有用于调节其参考值的电流输入端,则可以考虑用该电流信号直接控制电压调节器。然而,在图1的示例中,电压调节器(VREG)具有电压输入端。

因此,用于向多个但至少两个LED组(LED1、LED2、LED3)供电的相应装置优选地包括电压调节器(VREG)、至少两个电路(IC1、IC2)、电压-电流转换器(VC-C)、控制总线(RB)、电阻器(RGPIO)和电阻器网络(R1、R2)。每个电路(IC1、IC2)优选地包括:用于至少一个LED组(LED1、LED2、LED3)的至少一个LED端子(LED0、LED1);每个LED组(LED1、LED2、ED3)的至少一个LED驱动器(LED DRV),该LED驱动器用于通过与该LED组(LED1、LED2、LED3)相关的LED端子(LED0、LED1)向该LED组(LED1、LED2、LED3)供电;以及该电路(IC1、IC2)的至少一个测量装置(ADC),该测量装置用于检测该电路(IC1、IC2)的LED端子(LED0、LED1)的电位与参考电位(GND)之间的电压差。此外,每个电路(IC1、IC2)具有本地控制器(VR),其通过至少一个驱动器(DRV),根据通过其测量装置(ADC)检测的电压差从控制总线(RB)提取电流。一个或多个偏置电流源(IQ)将以馈入的偏置电流(IBias)的总电流形式的一个或多个偏置电流(IBias)馈入到控制总线(RB),以便正确地设定工作点。在此,电阻器(RGPIO)执行总电流(IS)到控制电压(VR)的电流-电压转换。电压-电流转换器(VC-C)将控制电压(VR)转换为电压控制信号(VCTR)的电流。电阻器网络(R1、R2)将电压控制信号(VCTR)的电流转换为电压值(VADJ)。电压调节器(VREG)的输出电压(V0)取决于电压值(VADJ),因此控制回路闭合。优选地,相关性是线性的。

图1的控制链可以大幅缩短。

因此,在第一步骤中简化的用于向多个但至少两个LED组(LED1、LED2、LED3)供电的相应装置优选地包括电压调节器(VREG)、至少两个电路(IC1、IC2)、控制总线(RB)和电阻器(RGPIO)。每个电路(IC1、IC2)优选地包括:用于至少一个LED组(LED1、LED2、LED3)的至少一个LED端子(LED0、LED1);每个LED组(LED1、LED2、ED3)的至少一个LED驱动器(LED DRV),该LED驱动器用于通过与该LED组(LED1、LED2、LED3)相关的LED端子(LED0、LED1)向该LED组(LED1、LED2、LED3)供电;以及该电路(IC1、IC2)的至少一个测量装置(ADC),该测量装置用于检测该电路(IC1、IC2)的LED端子(LED0、LED1)的电位与参考电位(GND)之间的电压差。此外,每个电路(IC1、IC2)具有本地控制器(VR),其通过至少一个驱动器(DRV),根据通过其测量装置(ADC)检测的电压差从控制总线(RB)提取电流。一个或多个偏置电流源(IQ)将以馈入的偏置电流(IBias)的总电流形式的一个或多个偏置电流(IBias)馈入到控制总线(RB),以便正确地设定工作点。在此,电阻器(RGPIO)执行总电流(IS)到控制电压(VR)的电流-电压转换。电压调节器(VREG)的输出电压(V0)取决于控制电压(VR)的电压值,因此控制回路闭合。优选地,相关性是线性的。

该控制链可以进一步缩短。

因此,在第二步骤中简化的用于向多个但至少两个LED组(LED1、LED2、LED3)供电的相应装置优选地包括电压调节器(VREG)、至少两个电路(IC1、IC2)、和控制总线(RB)。每个电路(IC1、IC2)优选地包括:用于至少一个LED组(LED1、LED2、LED3)的至少一个LED端子(LED0、LED1);每个LED组(LED1、LED2、ED3)的至少一个LED驱动器(LED DRV),该LED驱动器用于通过与该LED组(LED1、LED2、LED3)相关的LED端子(LED0、LED1)向该LED组(LED1、LED2、LED3)供电;以及该电路(IC1、IC2)的至少一个测量装置(ADC),该测量装置用于检测该电路(IC1、IC2)的LED端子(LED0、LED1)的电位与参考电位(GND)之间的电压差。此外,每个电路(IC1、IC2)具有本地控制器(VR),其通过至少一个驱动器(DRV)根据通过其测量装置(ADC)检测的电压差从控制总线(RB)提取电流。一个或多个偏置电流源(IQ)以馈入的偏置电流(IBias)的总电流形式将一个或多个偏置电流(IBias)馈入到控制总线(RB),以便正确地设定工作点。电压调节器(VREG)的输出电压(V0)取决于总电流(Is)的电流值,因此控制回路闭合。优选地,相关性是线性的。在此需要电流控制型电压调节器。

优点

这种装置允许以简单的方式来调节用于向更复杂的LED阵列供电的电压调节器(VREG),这些LED阵列由多个电路供电。根据本发明,已经认识到,这对于电流控制的电压调节器是特别容易的。在此,总电流(IS)是实际值信号,电压-电流转换器(VC-C)的输入是由相关器件(VREG、R1、R2、VC-C)扩展的电流控制型电压调节器的示例性输入。与现有技术相比,电流控制信号使该结构对于EMC辐射和潜在偏移特别稳健。

附图标记列表

ADC 模数转换器

ADJ 电压调节器(VREG)的用于电压控制信号(VCTR)的输入

IBias 相应偏置电流源(IQ)的偏置电流,该偏置电流通过相应电路(IC1、IC2)的控制总线端子馈入到控制总线(RB)中。偏置电流优选为用于设定所提出的装置的工作点的时间恒定的电流。

IC1 第一电路

IC2 第二电路

IQ 电路的偏置电流源(IC1、IC2)

IS 连接到控制总线(RB)的所有电路(IC)的馈入偏置电流(IBias)的总电流

GND 参考电位

GPIO 相关电路(IC1、IC2)的控制总线端子

OP1 放大器

LED1 第一LED,即,第一LED组

LED2 第二LED,即,第二LED组

LED3 第三LED组

LED3a 第三LED组(LED3)的第一LED

LED3b 第三LED组(LED3)的第二LED

LED0 第一LED端子

LED1 第二LED端子

LED DRV LED驱动器

R1 第一电阻器

R2 第二电阻器

R3 第三电阻器

RB 控制总线

Ri 内部控制信号

RS 控制信号

RGPIO 用于将总电流(IS)转换为电压的电阻器

T1 第一晶体管

V0 电压调节器(VREG)在其电压调节器输出端(Vout)处的相对于参考电位(GND)的输出电压

VADJ 电压控制信号(VCTR)的相对于参考电位(GND)的电压值

VC-C 电压-电流转换器(英文:external voltage to current converter),其优选不是电路(IC1、IC2)和/或电压调节器(VREG)的一部分,并例如可以由第一晶体管(T1)、放大器(OP1)和第三电阻器(R3)组成。

VCTR 电压控制信号

VR 电阻(RGPIO)上的控制电压

VR 相关电路(IC1、IC2)的本地控制器

VREG 电压调节器

Vout 电压调节器输出端

引用文献列表

DE 10318780 A1

DE 102005028403 B4

DE 102006055312 A1

EP 1499165 B1

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US 7157866 B2

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US 2010/0026209 A1

US 2010/0201278 A1

US 2011/0012521 A1

US 2011/0043114 A1

US 2012/0268012 A1

WO 2013/030047 A1

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