用於諸如led、oled或雷射二極體之類的負載的驅動器電路的製作方法

2024-02-10 08:19:15

專利名稱：：用於諸如led、oled或雷射二極體之類的負載的驅動器電路的製作方法
技術領域：
：本發明涉及用於諸如LED、OLED或雷射二極體之類的負載的驅動器電路，以及一種用於操作一個或更多個這種負載的方法。
背景技術：
：現在發光二極體(LED)被用於多種照明和顯示器應用，在所述應用中，由於發光二極體具有諸如高能量效率和長操作壽命之類的顯著優點，因此其與傳統的燈相比是更為優選的。一種特殊類型的LED是有機發光二極體(OLED)。本發明所針對的另一種類型的電負載是雷射設備。在針對用於諸如LED、OLED和雷射二極體之類的負載的驅動器電路的要求方面，這些電負載需要非常精確的接通電流。在一些應用中，按照脈衝方式來驅動照明單元。因此對於所述驅動器電路來說非常重要的是能夠提供具有精確的接通電流、最小脈衝失真、較短的上升和下落時間以及^(氐過沖的電流脈衝。在許多照明和顯示器應用中，利用脈衝模式來操作負載。舉例來說，這可以被用來通過諸如PWM(脈衝寬度調製)或PDM(脈沖密度調製)之類的技術來控制亮度。如果開關頻率足夠高，則人眼將對所述亮度進行積分並且感知到平均亮度。此外，在具有順序顏色呈現的顯示器應用中也可以使用脈衝。為了使用諸如DMD(數字微鏡設備)或DLP(數字光處理)之類的單色光調製設備來顯示彩色圖像，所述設備被順序地用於不同顏色的光。在這種情況下，所述光可以由利用短脈衝順序地驅動的LED、OLED或雷射二極體來提供。用於驅動這種負栽的已知的電路一方面包括線性模式驅動電路。這種線性模式驅動電路對於本領域技術人員來說是已知的，並且可以按照許多不同方式來實現。線性電流驅動器包括放大元件(比如運算放大器、電晶體、MOSFET或其他相應組件)和電流感測裝置，其中所述電流感測裝置用於感測流經所述驅動器的電流並且控制所述放大5元件，從而實現具有反饋的模擬控制。線性電流驅動器可以被設計成具有優越的動態行為的優點，但是已經知道其會引入高損耗。另一種已知類型的驅動電流是開關變換器。這種變換器包括至少一個開關元件和一個電抗元件(比如電感或電容，或者全部二者)。通過所述開關元件的順序開關操作生成輸出電壓。通過修改佔空比，可以控制所述輸出。已經知道開關變換器具有高效率，但是其動態行為受到限制。在US2006/0108933中，通過開關變換器和線性電流驅動器的組合來驅動LED。DC-DC變換器輸出直流電壓，以用於為並聯連接的兩個LED串饋電。每一串包括串聯連接的恆定電流電路。每一個恆定電流電路接收一個控制信號，並且相應地控制LED電流。一個模擬反饋電路把對應於每一個LED串的反饋電壓進行比較，並且使用二者當中較低的一個作為去到所述DC-DC變換器的反饋電壓。所述變換器把所述反饋電壓與內部參考電壓進行比較，並且相應地調節其輸出電壓。本發明的一個目的是提供一種非常適用於所提到的負載的驅動器電路和操作方法，其特別對於脈衝應用提供降低的損耗和精確的控制，並且易於使用。所述目的是通過根據權利要求1的驅動器電路和根據權利要求10的操作方法來實現的。各從屬權利要求涉及本發明的優選實施例。
發明內容本發明的驅動器電路一方面包括開關變換器，其通過對開關元件的順序開關操作生成開關輸出電壓。提供用於把諸如一個或多個LED、OLED或雷射二極體設備之類的負栽連接到所述輸出電壓的端子。另一方面，所述驅動器電路包括與所述端子(連接在該處的負載)串聯連接的線性電流驅動器。因此，通過所述開關變換器和所述線性電流驅動器為所述負栽串聯供電。全部兩個所述元件都接受控制輸入。所述開關變換器具有開關控制輸入。通過在所述開關控制輸入處提供的不同信號來修改所提供的輸出電壓。所述開關控制輸入可以是直接開關信息，即所述(多個)開關元件的特定接通/關斷狀態，或者可以是諸如參考電壓或控制偏移量之類的模擬信號。所述線性電流驅動器接受電流控制輸入，所述電流控制輸入優選地是作為模擬電流或電壓信號而被提供得，其決定由所述驅動器所控制的驅動電流。根據本發明，提供控制單元，其包括至少一個感測輸入和至少兩個控制輸出，即用於控制所述開關變換器的開關控制輸出和用於控制所述線性電流驅動器的電流控制輸出。所述控制單元包括用來執行控制程序的可編程控制裝置。所述程序和本發明的方法用來驅動所述電路的各組件，以便提供流經連接在所述端子處的負載的對應於設定電流值的電流。為了實現這一點，對所述感測輸入進行處理，並且確定所期望的開關輸出電壓和所期望的驅動電流。所述可編程控制裝置可以是適於執行相應的控制程序的任何類型的設備。具體的例子包括微處理器、信號處理器或者最為優選的是包括中央處理單元和附加的外圍組件(比如輸入、輸出、存儲器等等)的微控制器。由所述程序所處理的所述感測輸入至少包括對應於所述線性電流驅動器處的電氣值(電流和/或電壓)的感測輸入。該感測輸入可以包括感測流經所述驅動器的電流(例如作為相關的電壓信號)，但是優選地還包含關於所述線性電流驅動器內的放大元件的電壓信息。根據本發明的電路在根據所述設定電流值獲得負載電流方面提供了很高的靈活性。所述驅動器電路從外部僅僅需要所提供的設定電流值。所述微控制器負責對於每一個操作狀態提供針對所述兩個元件的相應的控制，所述兩個元件即所述開關變換器和所述線性電流驅動器。這兩個元件的組合允許同時受益於所述線性電流驅動器的優越的動態屬性以及所述開關變換器處的降低的損耗。此外，對所述電路的外部控制仍然非常容易。可以明顯看出，本發明的設備和方法非常適於驅動具有電流脈沖的負載。在一個優選實施例中，所述設定電流值不是恆定的，而是隨著時間改變。特別對於脈衝來說將有改變部分，其中所述值將隨時間改變(實際上對於脈衝應用來說，所述改變部分將極短，即對應於所述脈衝信號的上升和下降沿)。此外還將有穩定部分，其中所述設定電流值將保持恆定，或者至少基本上保持恆定(這可以被理解為意味著不超7過+/-20%的變化，優選地不超過+/-5%)。應當注意到，在許多應用中可以預先得到關於所述脈衝的定時和/或高度的信息，例如在周期性脈衝信號的情況下就是如此。可以按照不同的形式從外部提供關於所述設定電流值的周期性的信息，或者可以由所述程序按照自學習的方式採集所述信息。其中一個優選實施例涉及所述穩定部分內的控制。在這裡，在所述穩定部分的至少一部分期間(優選地是中心部分，即不直接與改變部分交界)，實施控制以便最小化所述線性電流驅動器上的電壓。這是由於如果所述線性電流驅動器實際上通過增大所述放大元件處的電壓降而限制所述負載電流，則其會引入高損耗。雖然在短時間內可以容忍這種損耗，例如在所述改變部分內或者在其之前和/或之後的有限時間段內，但是長期來說應當最小化所述損耗。因此，通過最小化所述線性電流驅動器上的電壓降將會大大限制所述損耗。但是在執行最小化時優選地保持所述電壓的下限值(最小閾值)，從而允許所述線性電流驅動器仍然操作在其線性範圍內。這種控制行為是通過相應的控制程序來實現的。正如下面將關於各優選實施例所進一步解釋的那樣，優選地可以計算所述最小閾值，從而保持用於操作所述線性電流驅動器內的放大元件的最小電壓。因此可以根據所述負載電流來計算所述最小閾值。可替換地，還有可能確定對應於所述最小閾值的固定值，並且把該值存儲在所述控制裝置中，或者使得該值可以為所述控制裝置所訪問。根據另一個優選實施例，所述設定電流值具有如上所述的改變部分和穩定部分，其中實施控制以便至少緊接在改變部分之前提供更高的期望開關輸出電壓。因此，例如在所述改變部分之前並且可選地也在所述改變部分之後(優選地在其之後不久)，所期望的開關輸出電情況。所述開關輸出電壓;這二升^考慮到了無法瞬時升高所述開關輸出電壓這一事實。由於所述電抗元件(例如所述開關變換器的輸出電容器)需要被充電，因此所述開關變換器需要一些時間來升高所述電壓。因此，為了在改變部分中就提供所期望的電壓值，由所述控制程序預先啟動所述改變。當然，在這種情況下將需要可用於所述微控制器的關於即將到來的改變部分的信息。但是如果根據已知的脈衝模8式改變所述設定電流值的話，則這一條件常常將得到滿足。舉例來說，可以從外部把所述脈衝模式作為數位訊號提供給所述控制裝置。此外，對於許多應用來說，所述脈衝模式可以至少大致是周期性的(從而預先已知脈衝定時和至少近似的脈沖高度)。可以通過外部接口處的信號來指示所述周期性，或者可以通過控制裝置內的特殊程序來識別所述周期性。最為優選的是，與指示周期性重複的脈衝模式的每一個起始的觸發信號一起提供所述模式。應當注意到，在即將到來的改變部分之前實施的所述開關輸出電壓的升高本身對於所述負栽沒有顯著影響。這是因為所述負載仍然受到所述線性電流驅動器的單獨控制。在這種情況下所提供的電功率的多餘部分作為所述線性電流驅動器中的損耗被吸收。但是按照這種方式可以完全利用所述線性電流驅動器的動態屬性。雖然上述內容對於其中所述設定電流值在所述改變部分內減小的改變情況也是成立的，但是其特別適用於其間所述設定電流值升高的改變部分。例如在脈衝應用中，如果所述設定電流值升高並且其後在隨後的穩定部分中保持恆定，則所述控制程序可以在所述改變部分之前及其期間提供較高的期望開關輸出電壓，從而例如對輸出電容器充電，並且所述線性電流驅動器對於所述較高的設定電流值也可以操作在線性範圍內。隨後，在所述穩定部分內(至少在所述穩定部分的靠後的一部分期間)，如上所述地再次降低所期望的輸出開關值，以便限制所述線性電流驅動器中的損耗。根據本發明的另一個優選實施例，所述控制單元包括存儲裝置以用於存儲多個所期望的開關輸出電壓值和所期望的驅動電流值。所述存儲裝置可以被提供在所述可編程控制裝置(例如微控制器)的內部或外部，並且可以包括任何類型的數字存儲裝置。優選地在所述微控制器內，對於快速存取來說特別優選的是RAM存儲。該存儲被所述程序使用來對於給定的設定電流值確定適當的所期望的開關輸出值。可以利用預定值對所述存儲裝置進行預先編程。但是根據另一個優選實施例，優選地是令所述程序存儲在控制期間確定的值。此外優選的是在控制期間僅僅把所存儲的值用作起始值，並且通過後續的閉環控制來確定適當的值。隨後可以把如此給出的值存儲在所述存儲裝置中以便更新先前的值。這樣，所述存儲總是保持被更新，從而可以補償所述驅動電路和/或所述負載中的任何改變。根據另一個優選實施例，提供多條支路。所述各條支路並聯連接到輸出，從而可以通過僅僅一個開關變換器來驅動所有各條支路，並且使其具有公共開關輸出電壓。每一條支路具有至少一個用於連接負載的端子，所述負載比如是LED、OLED或雷射二極體設備。雖然對於所述多條支路僅有一個開關變換器，但是每一條支路具有串聯連接到所述端子的單獨的線性電流驅動器電路。此外，在每一條所述支路中有單獨的感測輸入。相應地，所述控制單元將具有對應於來自每一條所述支路的感測輸入的(直接的或多路復用的)輸入端子。這樣就可以通過部件數目很少的電路有效地驅動多個負載，其中對於多個負栽使用僅僅一個開關變換器和僅僅一個具有微控制器的控制單元。可以連接任意數目的負載，比如2個、3個或更多。所述負載可以被同時驅動，但是對於某些應用(比如投影應用中的順序顏色呈現)優選地順序驅動所述負載。在將同時驅動多條支路的情況下，所述控制程序優選地根據各單獨支路的線性電流驅動器處的最小測量電壓值來確定所期望的開關輸出電壓。隨後通過每一條支路中的線性電流驅動器來控制各單獨負載。通過下面對優選實施例的描述，本發明的上述和其他目的、特徵和優點將變得顯而易見。圖1示出了根據本發明的第一實施例的驅動器電路的電路圖；圖2示出了根據本發明的第二實施例的驅動器電路的電路圖；圖3的時序圖按照示意性的形式示出了對應於第一操作模式的圖1中的電流和電壓；圖4的時序圖按照示意性的形式示出了對應於第二操作模式的圖1中的電流和電壓；圖5示出了圖1、圖2的電路內的微控制器的示意圖6示出了根據本發明的第三實施例的驅動器電路的電路圖7的時序圖示出了一個投影系統實例中的圖6中的電流和電壓的測量值。具體實施例方式圖1示出了連接到負載L的驅動器電路10的電路圖。在所示出的實例中，所述負栽L是LED負載，其在本例中是LED1、LED2、LED3、LED4四個LED的串聯。可以明顯看出，所述驅動器電路10可以替換地被使用來驅動其他設備，特別是諸如OLED或雷射二極體設備之類的發光設備。本領域技術人員可以很容易認識到如何把其他設備連接到所述驅動器電路10。所述驅動器電路10包括開關變換器12、線性電流驅動器14和控制單元16。所述開關變換器12提供開關輸出電壓Vla所述負載L和所述線性電流驅動器14串聯連接到所述輸出V1(>所述控制單元16接收指示用於操作所述負載L的所期望的電流的設定值Iset。所述控制單元16驅動所述驅動器電路10的組件12、14，以便得到儘可能緊隨Iset的負載電流12。所述開關變換器12包括開關控制器20，其例如可以是可從LinearTech-nologies獲得的LT1765型集成開關控制器。所述開關控制器包括開關元件Mp其可以根據在輸入FBin處接收到的反饋信號而被接通及關斷。所述開關變換器還包括二極體D,、串聯電感Li和輸出電容d。在圖1中所示出的實例中，所述串聯電感L具有22jiH的感應率，並且所述輸出電容d是100nF的電解電容器。本領域技術人員將肯定可以認識到，所示出的組件僅僅構成一個示例性實施例，並且可以利用相當不同的組件來實現所述開關變換器12。具體來說，可以用其他已知的開關變換器拓樸來替換在這裡被實現為降壓變換器的所示出的所述開關變換器12的拓樸，所述其他拓樸比如有升壓變換器(如果輸出電壓高於輸入電壓的話)、回掃(輸入與輸出具有相反極性)或sepic(單端初級電感變換器)。所述開關變換器12還包括反饋控制器26。所述反饋控制器26通常可以是適於把實際電壓Vi與設定電壓V^et進行比較並且相應地提供反饋信號FB的任何類型。所述反饋控制器26用來控制所述開關控制器12的輸出電壓V^在後面將可以看出，在根據本發明的優選操作模式下，已經假設開關變換器12的輸出的動態行為相當緩慢。因此，控制器26的控制器行為不需要是高度動態的，並且例如可以是積分類型(I-控制器)。如圖1中所示，所述線性電流驅動器14具有雙極型電晶體Qn其充當放大元件。反饋電路包括串聯電阻R!和運算放大器22。所述運算放大器22在其非反相輸入處接收電壓輸入信號VL,set，並且在其反相輸入處接收反饋電壓VL，2。所述反饋電壓Vt，2取決於所述負栽電流12，所述負栽電流12還流經所述串聯電阻Ri。所述放大元件Ch根據所述反饋電壓VL，2與所述設定電壓VL，set之間的比較而被驅動。按照這種方式，所述輸入值VL,set設置所述負栽電流IL的恆定電流值，其由所述線性電流驅動器14控制。由於線性電流驅動器電路本身是本領域技術人員所公知的，因此顯然可以按照不同的方式實現所述電路14,只要保持其基本功能即可，即由於諸如Qi的放大元件的線性控制而控制所述負載電流It。在所示出的實例中，所述控制單元16包括微控制器30。所述微控制器30可以是任意類型的可編程微控制器，並且如圖5中所示優選地包括中央處理單元50、例如用於接收作為數位訊號的所述設定電流Iset和觸發信號T的輸入/輸出埠52、諸如用於程序存儲的ROM、EPROM或快閃記憶體的非易失性存儲器54、用於數據存儲的RAM56以及時鐘58。正如下面將進一步解釋的那樣，所述微控制器30具有至少三個A/D變換器輸入60以用於接收模擬電壓輸入信號，以及兩個D/A變換器輸出62以用於輸出模擬信號(輸入和/或輸出可以被多路復用)。所能使用的微控制器的一個實例是NXPP89LPC935。被存儲在微控制器30的程序存儲器54內的是如下所述地實施控制的程序所述控制器30(並且因此正在運行的控制程序)接收設定值Is"以作為輸入。所述程序還接收關於所述開關變換器12的當前開關輸出電壓W和所述線性電流驅動器14上的電壓Vw。作為模擬信號接收這些輸入，並且利用微控制器30內的A/D變換器60將其變換成數位訊號。作為輸出，微控制器輸出電壓信號VMet以作為對應於所述開關變換器12的輸出電壓Vi的設定電壓，並且輸出電壓信號Vt,set以作為與流經所述線性電流驅動器14的設定負載電流lL，set相關聯的設定電壓。全部兩個輸出信號都是模擬信號，其由微控制器30內的D/A變換器62輸出。12所述程序首先操作來根據所接收到的設定電流值Iset來設定所述負栽電流Ib這是通過施加適當的當前控制輸出Vi^et而實現的。線性電流驅動器14的特性被存儲在微控制器30內，從而微控制器30可以直接確定對應於所請求的Iset的必要的VL，set。該控制現在將導致所述線性電流驅動器14把所述負載電流Il控制到所期望的但Iset。對於線性控制已經知道上述操作將非常快速且高效，只要所述放大元件Ch可以操作在其線性範圍內，即只要所述線性電流驅動器14上的電壓Vlj高於較低的閾值vthresh。ld即可。把所述放大元件Qi保持在其線性範圍內所需要的電壓電平Vthresh。ld對於圖1中所示出的示例性電路取決於所述負載電流IL:Vl,i=IlRi+Vq1。對於諸如該例中的Ch的雙極型電晶體來說，已經知道仍然允許電流IL流過的最小電壓是大約0.2V。但是在這樣低的電壓下，的放大率和速度與諸如處於1-2V範圍內的VQ1的較高電壓相比都非常低。因此，如果動態行為不重要(比如對於所述負栽電流Il的恆定期望值就是這種情況)，所述電壓Vthresh。ld例如可以被選擇在Vthresh。w-0.2V+lLRi。由於所述電阻R被選擇得相當小(在所示出的例子中是0.3Z)，因此有可能計算對應於最大負載電流的恆定(即不取決於所述負載電流)值Vthresh。ld。根據基本控制功能，所執行的程序還用來控制所述控制電壓Vj，從而把所述線性電流14處的電壓Vw保持在所述閾值Vthresh。ldT。這種控制策略可以同時受益於線性電流驅動器14的優越動態行為和開關變換器12的降低的損耗。通過僅僅對於該設備的線性操作把所述電壓Vw保持在所述閾值電壓Vthresh。ldT，這裡的損耗被最小化。雖然上面所解釋的該基本控制策略可以有利地被應用於所述設定電流Iw的不變(或者僅僅緩慢改變)的值，但是所述控制程序還具有針對正在改變的設定電流值Iset的另一種控制功能。如上所述，控制單元16作為閉環控制執行對所迷電路10的控制。對於所期望的(恆定)Iset來說，所述閉環控制將最終給出對應於所述開關輸出電壓^的相應的必要(恆定)設定值V^t。在操作期間，微控制器30把該信息存儲在其內部數據存儲56中。數據存儲56被組織為所需負載電流設定值Iset和對應於所述開關輸出電壓的所確定的設定值V^et的查找表。作為(例如由於電路10的組件或所述負載等等的變化而導致的)改變的結果，該表被連續更新。如果所述設定值Iset改變到一個新值，則所述程序將首先從存儲器56中調回各值以便確定對於所需的Iset是否已經知道V^"的值。如果沒有找到Iset的精確值，則可以使用對應於下一個較高的Iw的值VMet(或者可以把值V^et確定為兩個最近的Iset值的線性內插)。這樣就給出了一個差不多精確的數字值Vi，set，其隨後被用在閉環控制中以作為起始值。作為另一種控制功能，所述程序可以被用來根據具有預先已知的過渡的脈衝序列驅動所述負載L。如圖1中所示，微控制器30接收被用來指示所述信號Iset的周期性的外部觸發輸入T。在周期性序列的每一個起始(例如投影應用中的每一幀)處，觸發T被立刻激活。微控制器30隨後存儲接下來的序列Iset，直到接收到下一個觸發T。對於所有剩餘幀，所述序列Iset被預先存儲在微控制器30的存儲器中，從而預先知道(至少近似的)脈衝定時和高度。如圖3的上部所示，所述值Iset按照脈衝的方式隨時間改變。因此所述信號Iset包括其中所述值Is"保持恆定的穩定部分和其中所述值發生改變的改變部分(即脈衝信號的上升和下降沿)。具體來說，在圖3中所述信號Iset有兩個上升沿36、38和一個下降沿40。由於所述開關變換器12包括輸出電容d，因此所述開關輸出電壓W將僅僅隨著時間穩定地改變，也就是說所述電容d需要分別被充電及放電以使得所述電壓V,發生改變。為了在圖3中的上升側翼36、38之前允許有對應於所述充電過程的時間，在上升沿36、38之前所述設定電壓VMet已經被微控制器30中所執行的程序升高。如果在微控制器30內可以獲得關於Iset的即將到來的上升沿36或38的信息，則預先把所述設定輸出電壓Vi,set升高到對於下一個脈衝所需的電平。如上所述地從存儲中獲得該電平。V^et被預先升高的時間段TA取決於所述輸出電容d的已知的充電行為。可以通過存儲變換器12所能實現的所述輸出電壓V！的改變速率而在微控制器30內對該行為進行預先編程。利用所述上升沿36、38的已知高度並且從而利用與所需V,的已知差異，可以計算TA的持續時間。如圖3所示，V^et的升高導致緩慢升高的開關輸出電壓^(應當14注意到，在圖3中所示出的電壓是經過簡化的，從而給出線性升高的電壓V^在真實的應用中，所述電壓可能根據開關變換器12與其輸出電容d的預先編程的特定行為而按照不同的方式升高)。雖然所述輸出電壓Vi現在升高，但是所述線性電流驅動器14自動把所述負載電流lL控制到仍然較低的期望電平。因此，所述電壓Vlj(虛線)升高。這當然會導致所述線性電流驅動器14內的損耗。但是所述損耗由於較短的時間段Ta而受到限制。當所述上升側翼36、38現在迫近時，所述開關輸出電壓Vi已經處於必要的電平。所述線性電流驅動器14現在繼續執行其功能以便根據所述新設定的電平來控制所期望的負載電流IL。隨後僅僅在閉環控制中略微調節所述開關輸出電壓V,，從而使得線性電流驅動器14操作在其線性範圍內(VL,^Vth^h。W)。因此，對於所述上升側翼可以完全利用線性電流驅動器14的動態行為。在圖3所示的操作模式中，對於下降側翼沒有特殊的規定。在所述下降側翼40處，所述設定電壓V^et被減小。在電容器d的放電時間期間，實際電壓Vi持續減小。在這段時間期間，所述電壓Vw保持在Vthresh。w之上，從而在所述有限的放電時間內在線性電流驅動器14中產生損耗。應當注意到，為了在所述下降側翼40處實現所述線性電流驅動器的優選的高度動態的行為(在這裡可以通過陡峭的下降沿VL>1認識到)，有必要使用略高於必要的最小值的閾值電壓vthresh。ld(例如0.2V+IiJ^)。因此，例如可以把所述閾值選擇成略高的固定值，例如Vthreshold=0.5V。如圖4中所示，在一種替換的操作模式下將獲得與圖3中相同的具有上升側翼36、38和下降側翼40的設定電流值Iset。但是為了在仍然獲得緊隨所述設定值的相應輸出的同時實現更高的總體效率，採用一種不同的驅動策略。如圖4中所示，在每一個上升側翼36、38之前而且也在每一個下降側翼40之前，把V^et的值升高到一個高電平。每一個改變時段(上升/下降沿36、38、40)之前的時間間隔TB的持續時間由所述程序根據所述開關變換器12的已知的充電/放電行為決定，從而使得實際電壓Vi在所述時間段內達到所期望的高電平。如圖4中所示，Vi,set在所述改變部分(上升/下降沿)之前被升高15到的所述高電平要高於在所述側翼之前及之後的Vuet電平。因此，對於下降側翼36、38，所述電壓Vt(其以一定延遲跟隨所述設定值VMet)首先被升高到一個高電平，並且隨後在接下來的穩定部分期間被降低到必要的最小值(同樣地，可以從存儲中獲取對應於所述穩定部分中的V^et的起始值)。此外，對於所述下降側翼40，所述電壓V^et首先被升高，並且隨後被降低。這樣做的好處是把所述線性電流驅動器14處的電壓Vi^升高到較高的電平(如圖4中所示)，從而允許進一步改進所述線性電流驅動器14的動態行為(具有低過擺動的快速精確的控制)。由此所引入的損耗僅僅在很短的時間內(TB)有影響。在每一個改變部分之前所使用的所述電壓VMet的高電平可以被如下確定所述值V^et需要足夠高，從而使得在所述負載L處的電壓降之後，所述電壓Vi^仍然高到足以使得所述開關元件(^具有良好的動態行為。對於LED負栽，可以利用附加的串聯電阻把所述負載L上的電壓計算為恆定的內部電壓，即VLED=VG+ILRint，對於紅色高功率LED例如有Vo=1.5V和Rin產0.5Z。由於在所述改變部分之前及之後的電流電平是已知的，因此可以很容易地計算所期望的最小電壓Vlj。下面將給出對應於上升側翼36、38的一個例子，其中所述設定電流植Il從1A上升到2A。隨後可以如下選擇Vuet的值tableseeoriginaldocumentpage16因此所述程序可以確定對應於每一個穩定部分期間以及每一個改變部分之前的過渡部分期間的V^et的必要電平。應當注意到，所述程序不限於根據上面的計算的精確值。一方面有可能至少在所述過渡部分中給所述精確的計算值加上特定的安全餘量，以便確保即使當vled的實際估計值在實踐中不同時仍然得到適當的功能(其代價是略微增大的損耗)。另一方面，在進行控制的過程中可以通過測量對於VLED所得到的實際值來更新所存儲的所述LED負栽的模型，即對應於Vo和Riw的值。所述程序可以使用所測量的數據來獲得更新後的模型值(在上面的實例中是Vo和Riw)，並且把這些更新後的值用於將來的計算。正如上面關於圖3中所示出的操作模式所解釋的那樣，如果僅僅在最小電平下驅動所述放大元件Qi，則所述線性電流驅動器14的動態行為將變差。對於圖3中所示的操作模式，通過選擇處於(略高的)恆定電平的Vthresh。ld(例如Vthresh。ld=0.5V)而補償了這一點。在當前所解釋的如圖4中所示的操作模式下，在所述穩定部分內，所述電平Vthresh。w可以被選擇得較低。這是由於對於下降側翼40來說，所述開關輸出電壓Vi也被選擇成使得所述線性電流驅動器處的電壓Vlj足以獲得良好的動態行為。因此，根據圖4的操作模式可以被實現為甚至具有更高的總體效率。圖2示出了圖1的電路10的一個替換實施例。相同的元件指代相同的部件，在這裡將不再對其進行描述。圖2中的電路110與所述電路10的不同之處在於，線性電流驅動器114被顯示為僅僅包括電晶體Qi作為所述放大元件，而所述反饋電路則包括所述串聯電阻Ri和微控制器30的一部分。微控制器30具有另一個輸入Vw，其充當直接表示所述負載電流I]L的反饋輸入。微控制器130在其輸出處為所述線性電流驅動器114的電晶體Qi提供基極電流lB。因此，運行在微控制器130上的程序還在數字域內執行對IL的閉環控制、評估VL，2並且提供適當的電流IB以便將其控制到所期望的值Iset。圖6示出了驅動器電路210的第三實施例。驅動器電路210大部分對應於根據所述第二實施例(圖2)的驅動器電路IIO。相同的部件由相同的附圖標記指代，並且將不再對其進行詳細解釋。驅動器電路210被布置成為三個負載LpL2、L3供電。每一個負載串聯連接到線性電流驅動器114,從而形成一條支路。所述四條支路並聯連接到所述開關變換器12的輸出電壓Vh控制單元216控制所述三條支路。與前面的實施例一樣，微控制器230向反饋控制器26提供設定輸出電壓VMet。此外，微控制器230接受來自每一個所述線性電流驅動器114的輸入電壓(其與根據所述第二實施例的輸入電壓Vlj、Vl,2可比校)，並且向每一個所述線性電流驅動器114提供輸出電流(其對應於所述17第二實施例中的輸出IB)。在微控制器230處提供的輸入和/或輸出可以是直接輸入和/或輸出。如果定時允許的話，還可以對所述輸入和/或輸出進行多路復用，從而對於每一種類型的輸入和/或輸出實際上使用僅僅一個A/D或D/A變換器。在根據圖6的設備的第一操作模式下，所有三個負載L「L3被同時驅動。在這種情況下，根據在所述線性電流驅動器處具有最低電壓Vi^的該支路來實施對所述開關輸出電壓V,的控制，其被控制成等於Vthresh。ld。在具有較小電流的所有其他支路中，各單獨的線性電流驅動器114根據所期望的Iset限制所述電流。在另一種操作模式下，所述負載基本上被順序地操作(即沒有重疊或者僅有最小重疊)。在圖7中示出了一種實際實現方式的相應實例。在這裡，所述三個負載Li-L3是用於背投影顯示器的LED光源。利用電流脈衝順序地驅動紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)LED。在顯示器幀率(例如60Hz)下重複相同的脈沖模式。但是所述脈衝頻率要高4艮多，在所示出的實例中是50倍高。不同顏色的LED負載對於正常光輸出需要不同的電壓。在所示出的序列的右邊可以看出，在每一幀中有用於特殊校正目的的非常短的附加電流脈沖，這需要較高的電壓。由於所述序列被周期性地重複，因此所述驅動器電路的微控制器可以預先選擇必要的電壓。在圖7的下半部分中，下方的水平線示出了在正常水平下對於所述藍色(VB)、綠色(Vg)和紅色(VR)LED設備所需要的電壓電平。但是所述微控制器也可以為所有其他電流電平提供相應的電壓電平，從而對於變化中的脈衝也可以達到正確的電流電平。在所示出的投影儀中，所述電流值是根據對於顯示所期望的圖像所需要的光量來選擇的。因此，在每一幀中可能需要不同的絕對電流值。至此已說明了如何能夠通過圖6中所示的相對簡單的電路來實現圖7所示的產生電流脈衝的複雜控制任務。由於所述三條支路中的線性電流驅動器的良好動態屬性，即使在所示出的序列的最後三分之一中的非常短的高電流脈沖下也可以得到優越的控制結果。在附圖和前面的描述中詳細說明並描述了本發明。所述說明和描述應被視為是說明性或示例性而非限制性的；本發明不限於所公開的實施例。在權利要求書中，"包括，，一詞不排除其他元件，"一個"不排除多個。在互不相同的從屬權利要求中闡述某些措施並不表示不能使用這些措施的組合來獲益。權利要求中的任何附圖標記不應被解釋為限制其範圍。權利要求1、用於LED、OLED或雷射二極體設備(L)的驅動器電路，其包括開關變換器(12)，其具有至少一個開關元件(1)、至少一個電抗元件(L1，C1)以及輸出(V1)，所述開關變換器(12)被布置成通過對所述開關元件(M1)的順序開關操作生成開關輸出電壓(V1)；用於把所述至少一個LED、OLED或雷射二極體設備(L)連接到所述輸出(V1)的端子；以及串聯連接到所述端子的線性電流驅動器(14)，所述線性電流驅動器(14)包括放大元件(Q1)、電流感測裝置(R1)以及用來控制對應於所述端子的驅動電流(IL)的電流控制輸入；控制單元，其至少包括感測輸入，其用於感測所述線性電流驅動器(14)處的電流和/或電壓(VL，1，VL，2)；開關控制輸出(V1，set)，其用於控制所述開關變換器(12)；電流控制輸出(VL，set，IB)，其用於向所述線性電流驅動器(14)提供電流控制信號；以及可編程控制裝置(30，130，230)，其執行用於處理所述感測輸入並且根據設定電流值(Iset)提供開關控制輸出(V1，set)和電流控制輸出(VL，set，IB)的控制程序。2、根據權利要求l的電路，其中，所述設定電流值(Iset)包括其中所述值隨時間改變的改變部分(36，38，40)以及其中所述值保持至少基本上恆定的穩定部分；其中至少在所述穩定部分的一部分內，所述控制程序被布置成提供開關控制輸出(V^et)，從而把所述線性電流驅動器(14)上的電壓(Vl，！)控制在閾值(Vthresh。ld)處。3、根據其中一條上述權利要求的電路，其中，所述控制單元(16，116,216)提供所期望的輸出開關電壓(V^e,);並且所述開關變換器(12)包括反饋控制器(26)，以便把輸出電壓(VJ控制到所期望的輸出開關電壓(V^et)。4、根據其中一條上述權利要求的電路，其中，所述設定電流值(Iset)包括其中所述值隨時間改變的改變部分(36，(38，40)以及其中所述值保持至少基本上恆定的穩定部分；並且其中所述控制程序被布置成提供開關控制輸出(Vi,set)，以便在改變部分(36,28，40)之前增大所述開關輸出電壓(VJ。5、根據權利要求4的電路，其中，所述設定電流值(Iset)在所述改變部分(36，38)中升高，並且在接下來的穩定部分中保持至少基本上恆定；並且其中設定控制程序被布置成提供開關控制輸出(VMet)，以便在所述改變部分(36，38)之前把所述開關輸出電壓(VJ升高到較高電平，並且在至少所述接下來的穩定部分內降低到較低電平。6、根據其中一條上述權利要求的電路，其中，所述控制單元(16，116，216)包括存儲裝置(56)，以用於存儲多個所期望的開關輸出電壓值(V^t)和所期望的驅動電流值(Iset);並且其中所述程序被布置成從所述存儲裝置(56)中獲取值，以用於確定對應於設定電流值(Iset)的所述所期望的開關輸出電壓(U。7、根據權利要求6的電路，其中，所述程序還被布置成把在控制期間確定的值(Vi，set，Iset)存儲到設定存儲裝置(56)中。8、根據其中一條上述權利要求的電路，其中，把多條支路並聯連接到所述輸出(VJ,每一條支路包括至少一個用於連接LED、OLED或雷射二極體設備(L)的端子；其中，在每一條支路中提供串聯連接到所述端子的線性電流驅動器電路(114);並且其中所述控制單元(216)包括至少一個感測輸入以用於感測每一條所述支路內的電流和/或電壓。9、根據權利要求8的電路，其中，所述控制程序被布置成處理來自所述支路的所述輸入並且設定對應於每一條所述支路的電流值；其中，根據在每一條支路的線性電流驅動器處所感測到的電壓值的最小值來確定所述開關控制輸出。10、用於操作至少一個LED、OLED或雷射二極體設備(L)的方法，其包括在包括至少一個開關元件(MJ和至少一個電抗元件(d，LJ的開關變換器(12)中生成開關輸出電壓(V。，這是通過對所述開關元件(MJ進行順序開關操作而實現的；把所述輸出開關電壓(VJ提供到至少一個LED、OLED或雷射二極體設備(L);利用串聯連接到所述設備(L)的線性電流驅動器電路(14)來控制對應於所述設備(L)的驅動電流，所述線性電流驅動器(14)包括放大元件(QJ、電流感測裝置(RJ以及電流控制輸入(VL，set，IB);通過在可編程控制裝置(30,130，230)中執行控制程序，根據設定電流值(Iset)提供所期望的開關輸出電壓(VJ和所期望的驅動電流(IL)，其中所述可編程控制裝置(30，130，230)處理來自所述線性電流驅動器(14)處的電流和/或電壓的至少一個感測輸入，並且控制所述開關變換器(12)給出所述開關輸出電壓(VJ。全文摘要本發明描述了一種用於驅動諸如LED、OLED或雷射二極體設備L之類的負載的驅動器電路10。開關變換器12具有開關元件M1和電抗元件L1、C1，以便通過對所述開關元件M1的順序開關操作來提供輸出開關電壓V1。所述負載L被連接到所述輸出開關電壓。線性電流驅動器電路14被連接到所述負載L，並且包括放大元件Q1和具有電流控制輸入VL，set、IB的反饋電路R1、22。為了使得所述電路易於使用，為控制單元16、116、216提供對應於所述線性電流驅動器14處的電流或電壓的感測輸入VL，1、VL，2。微控制器30、130、230執行控制程序，以便處理所述感測輸入並且根據設定電流值Iset提供電流控制輸出VL，set、IB和開關控制輸出V1，set。文檔編號H05B33/08GK101637065SQ200880008475公開日2010年1月27日申請日期2008年3月12日優先權日2007年3月15日發明者C·德佩,M·溫特申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司