用於容錯led系統的led旁路和控制電路的製作方法
2023-05-04 00:51:06 2
用於容錯led系統的led旁路和控制電路的製作方法
【專利摘要】本發明公開一種用於容錯LED系統的LED旁路和控制電路,即一種照明系統。該照明系統包括多個串聯的發光二極體(240-246)。多個開關裝置(230-236)中的每個具有控制終端,且每個具有與各自的LED並聯聯接的電流路徑。多個故障檢測電路(220-226)分別與各自的發光二極體並聯聯接。每個故障檢測電路具有第一比較器(圖7,704),其被設置以比較跨越各自的發光二極體的電壓與各自的第一參考電壓(708)。當探測到故障時,施加控制信號至控制終端從而開啟多個開關裝置的各自的開關裝置。
【專利說明】用於容錯LED系統的LED旁路和控制電路
[0001]本申請要求2012年5月22日提交的61/650,099號美國臨時申請的權益,該申請包括在此以供參考。
【技術領域】
[0002]本發明的實施例涉及用於容錯LED照明系統的發光二極體(LED)旁路和控制電路。
【背景技術】
[0003]發光二極體(LED)照明系統目前用於許多應用,例如汽車、家庭、商業和安全系統。LED照明系統提供比白熾燈照明系統更高效的照明,這是因為它們在發熱方面消耗更少能量且更加可靠。LED照明系統也比螢光照明系統更加靈活,這是因為它們更能承受諸如震動、汙染和溫度的環境條件。另外,它們可通過可控佔空比運行以調節亮度。由於串聯連接LED具有較小的正向電壓,LED照明系統常被構造成串聯連接的LED。這樣,如果LED的串聯連接或LED串中的任何LED沒有開啟,該LED的串聯連接或LED串會受失效的影響。
[0004]雖然現有方法提供了 LED照明系統的穩步改善,但是本
【發明者】認識到仍有可能作進一步的改善。因此,下文描述的優選實施例旨在基於現有技術進行改善。
【發明內容】
[0005]在本發明的優選實施例中,公開了一種照明系統。該照明系統包括多個串聯連接的發光二極體。多個電晶體的每個電晶體具有控制終端和與各自的發光二極體並聯聯接的電流路徑。該照明系統包括與每個各自的發光二極體並聯聯接的故障檢測電路。每個故障檢測電路具有第一比較器,其經設置比較跨越各自的發光二極體的電壓和各自的第一參考電壓。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]圖1是根據本發明的LED照明系統。
[0007]圖2是圖1中聯接到串聯連接LED的LED矩陣管理(LMM)電路110的電路圖。
[0008]圖3是示出依據佔空比控制的圖2中LED亮度調製的時序圖。
[0009]圖4是在圖2的塊200中的寄存器的電路簡圖。
[0010]圖5是示出圖2中單個LED亮度控制的時序圖。
[0011]圖6是示出圖2中串聯連接LED的相控開關的時序圖。
[0012]圖7是圖2的驅動與故障檢測電路220的電路圖。
[0013]圖8是包括圖2中電路200的寄存器組的框圖。
[0014]圖9A是根據本發明示出輸入LED開啟寄存器的寫入序列的內存映射圖。
[0015]圖9B是根據本發明示出輸入LED關閉寄存器的寫入序列的內存映射圖。
[0016]圖1OA是根據本發明的一個實施例示出雙內存映射尋址和脈寬調製(PWM)寄存器載入的寄存器圖解。
[0017]圖1OB是根據本發明的另一個實施例示出雙內存映射尋址和脈寬調製(PWM)寄存器載入的寄存器圖解。
【具體實施方式】
[0018]本發明的優選實施例提供了超過現有技術的LED照明系統的巨大優勢。在接下來的說明中,此優勢會變得更明顯。
[0019]參考圖1,這是本發明的LED照明系統,其可用於汽車照明、家庭照明、安全照明、或者期望有容錯操作的其他應用。該照明系統包括優選與系統總線聯接以接收控制信號的處理器100。處理器100聯接到LED矩陣管理(LMM)電路110和120上從而提供使能(EN)、同步(SYNC)和時鐘(CLK)信號。處理器100與LMM電路110和120包括通用異步接收器/發送器(UART)電路且憑藉發送(Tx)和接收(Rx)信號線進行通信。同步信號SYNC同步每個LMM的所有PWM計數器400 (圖4)。模式信號MODE決定處理器100是否通過UART或者串行外圍接口(SPI)協議與LMM電路110和120通信。處理器100也可聯接到與LMMllO和120地址分開的其他LMM(未示出)。LMM電路110和120的每個接收命令總線(CMD)上的命令信號且通過地址總線ADDR最重要地址位編址。可替代地,LMM電路110和120的每個可用廣播寫入命令同時編址,該命令忽略最重要地址位且並行地將相同的數據寫入每個LMM。處理器100也可聯接到DC-DC開關調節器或者降壓轉換器電路112和122上,從而提供控制信號和感應操作。有許多適合的降壓轉換器設計可配合本發明使用,例如美國國家半導體公司(2010)推出的PFET降壓轉換器LM3409。降壓轉換器112將電流供應到與LMMllO聯接的第一串聯LED114串。同樣地,降壓轉換器122將電流供應到與LMM120聯接的第二串聯LED124串。
[0020]現在參考圖2,這是圖1中與串聯LED240到246串聯接的LED矩陣管理(LMM)電路110的電路圖。LMM120 基本與LMMllO上相同。LMMllO包括提供大於VIN的輸出電壓CPP的電荷泵,線性電壓調節器204和參考電壓發生器206。塊200包括UART、控制邏輯和控制寄存器,它們將在下文作詳細解釋。LMM也包括多個LED驅動電路。每個驅動電路,例如頂部驅動電路,包括電位移位電路210、驅動與故障檢測電路220和η溝道電晶體230。在本發明的替代實施例中,η溝道電晶體230也可是雙極型電晶體、半導體可控整流器(SCR)或者在本【技術領域】所知的任何其他適合的開關裝置。另外,雖然LED240是以單個LED示出,但是LED240到260的每個可為2_5個串聯LED的小簇。
[0021]現在轉向圖3,這是通過佔空比控制的圖2中LED240的亮度調節的時序圖。圖中,水平軸是時間而垂直軸是通過LED240的電流。通過在最小值(MIN)和最大值(MAX)之間調節來自降壓轉換器112 (圖1)的電流以產生平均(AVG) LED電流。這一過程可替代以通過在時間〖?開啟降壓轉換器的驅動電晶體(未示出)和在時間t-關閉該驅動電晶體來實現。平均LED電流保持相對恆定並且通過調整佔空比Ddim控制LED的亮度,該佔空比Ddim是時間周期Tdim的百分比。由此,當Ddim接近0%時產生最小LED亮度,且當Ddim接近100%時產生最大LED亮度。
[0022]接下來參考圖4,這是圖2中塊200內寄存器的簡化電路圖,塊200包括脈衝寬度調製(PWM)計數器400並產生計數器輸出信號TCNT。在本發明的優選實施例中,PWM計數器400是10位計數器並且從O到1023連續極計數。當溢出時,PWM計數器400重複從O到1023的計數序列。在本發明的替換實施例中,PWM計數器400是14位計數器,其將6.4MHz時鐘信號CLK除以16以在計數器的十個最重要位產生400KHz TCNT信號。然而,讀取本說明書的本領域技術人員能夠理解很多替代頻率的CLK和TCNT可用於多種應用。PWM計數器400提供計數TCNT到開啟(On)寄存器402和410以及關閉(Off)寄存器404和412。每對開啟寄存器和關閉寄存器響應圖2中各自的LED電路。例如On寄存器402和關閉寄存器404響應圖2的頂部LED驅動電路(210、220和230)。每對開啟寄存器和關閉寄存器進一步被聯接到各自的SR觸發器。例如,寄存器402和404被聯接到SR觸發器406而寄存器410和412被聯接到SR觸發器414。
[0023]在操作中,處理器100通過UART或SPI與塊200通信從而以各自的開啟計數初始地加載每個開啟寄存器。同樣,處理器100也引導以各自的關閉計數加載每個關閉寄存器。圖5的時序圖說明了當開啟寄存器被加載250的值而關閉寄存器404加載800的值時圖4中電路的操作。圖5的水平軸表示時間。TCNT在計數O開始並且LED電流初始為O。TCNT在時間tl逐漸增加到250以響應時鐘信號CLK。在時間tl,開啟寄存器402匹配TCNT並設置SR觸發器以產生高電位柵極信號G(l)。該高電位柵極信號G(I)使電流通過各自的LED240,這將在下文詳細描述。PWM計數器繼續計數並且TCNT在時間t2達到800。因此,在時間t2,關閉寄存器匹配TCNT並復位SR觸發器以產生低電位柵極信號G(l)。該低電位柵極信號G(I)中斷通過各自LED240的電流。PWM計數器400連續計數並在溢出時返回到O。然後在時間t3,TCNT在此達到250並匹配開啟寄存器402的值。這再次設置SR觸發器以產生高電位柵極信號G(I)並導致電流流過各自的LED240。TCNT繼續逐漸增加並在時間t4達到800。因此在時間t4,關閉寄存器404在此匹配計數TCNT並復位SR觸發器以產生低電位柵極信號G(l),從而中斷通過各自的LED240的電流。雖然在前述示例中關閉計數800比開啟計數大,但應該理解關閉計數同樣可以小於開啟計數。例如,如果關閉計數為100,那麼當TCNT達到250時LED240開始導通電流並繼續導通電流直到TCNT轉回並達到100。如上文說明,當TCNT匹配關閉寄存器404時,獲得的低電位柵極信號G(I)中斷通過LED240的電流。
[0024]圖4的寄存器控制系統提供了具有高度優勢的串聯LED串內每個LED亮度控制的機制。這為車輛、家庭、安全、小型商務以及其它照明應用提供了光分布以及光束成形的精確控制。
[0025]現在參考圖6,這是示出圖2中串聯連接的LED240到246的相控開關的時序圖,圖中水平軸表示時間。通過示例,如果對於LED240到260的每個期望25%佔空比,那麼每個關閉寄存器載入的值比各自的開啟寄存器的值大256。然而,如果允許所有串聯連接的LED同時開啟或者關閉,會從LED電源電壓VIN中產生顯著電流尖峰。此電流尖峰輻射電磁幹擾(EMI),可幹擾附近的電子設備,例如收音機、電視機、無繩電話機、區域網和其他電子設備。為了避免該EMI,本發明有利於利用了單獨LED相控開啟和關閉。
[0026]在操作過程中,每個開啟寄存器被載入不同的初始計數。例如,對應於LED240的開啟寄存器可被載入值10而對應於LED242的開啟寄存器可被載入值20。對於25%佔空比而言,對應於LED240的關閉寄存器可被載入值266而對應於LED242的關閉寄存器被載入值276。對應於LED244和246的開啟寄存器和關閉寄存器以相似的方式被載入適當較大的值。PWM計數器400以TCNT等於O開始計數且計數增加至1023以響應時鐘信號CLK。當TCNT在時間tl達到10時,電流僅流過LED240。當TCNT在時間t2達到20時,電流流過LED240和LED242。當TCNT匹配它們各自的開啟寄存器值時,串聯連接(未示出)的其他LED依次開啟。當TCNT達到266時,流經LED240的電流在時間t3終止。同樣地,當TCNT達到276時,流經LED242的電流在時間t4終止。這一過程會持續直到流經LED244的電流在時間t5開始,隨後在時間t6電流流經LED246。最終,在時間t7和t8,在LED244和246的電流分別終止。
[0027]通過獨立調節開啟寄存器或關閉寄存器可有利於控制相控開啟與關閉。串聯連接的LED240到246的相控開啟與關閉相當有利的避免LED電源VIN中的電流尖峰。通過消除這些電流尖峰允許使用更小的電源去耦電容器。另外,單獨LED的相控開啟與關閉大幅減少可幹擾附近其他電子設備的EMI。在現有技術的串聯聯接的LED照明系統中,這種相控開啟與關閉是不可能的。
[0028]現在轉向圖7,這是圖2的驅動與故障檢測電路220的電路圖。終端A、B和G分別連接到圖2的終端A、B和G。故障檢測電路包括SR觸發器700、或門(0R)702、比較器電路704和706以及參考電壓電路708和710。
[0029]在操作中,SR觸發器700最初由上電脈衝PUP復位。當照明系統啟用時,可由上電電路產生或者由處理器100引導上電脈衝PUP。比較器704比較終端A的電壓和終端B的電壓加上參考電壓Vo708。在開路故障的事件中,跨越LED240的電壓大於參考電壓Vo,且比較器704在或門電路702的第一輸入產生高輸出。響應地,或門電路702的高輸出設置SR觸發器700從而產生高電位FAULT (I)。比較器706比較終端A的電壓和終端B的電壓加上參考電壓Vs710。在短路故障的事件中,跨越LED240的電壓小於參考電壓Vs,且比較器706在或門702的第二輸入端產生高輸出。響應地,或門702的高輸出設置SR觸發器700且產生高電位FAULT(I)。該高電位FAULT(I)被發送到處理器100。處理器100設置各自的開啟和關閉寄存器對為使LED240關閉的值。為了保持照明系統的恆定亮度,處理器100為其他串聯聯接的LED更新開啟和關閉寄存器對以增加它們的佔空比且從而補償LED故障。
[0030]回顧圖4的討論,PWM計數器400內容與開啟寄存器402內容的匹配設置SR觸發器以產生高電位柵極信號G(I)。相應地,計數信號TCNT與關閉寄存器404內容的匹配復位SR觸發器406以產生低電位柵極信號G(I)。高電位(開啟)或低電位(關閉)柵極信號G(I)通過電位偏移電路210施加到反向器712。因此,在η溝道電晶體230的柵極終端G上,高電位柵極信號G(I)產生低電位電壓。在終端G的低電位電壓關閉η溝道電晶體230從而來自電源電壓VIN的電流通過LED240。替代地,在η溝道電晶體230的柵極終端G,低電位柵極信號G(I)產生高電位電壓。終端G的高電位電壓開啟η溝道電晶體230。N溝道電晶體230的電導率足以維持小於LED240正偏電壓的漏極_源極電壓。由此,η溝道電晶體所起作用類似分流器,從而來自電源電壓VIN的電流旁路LED240。
[0031]這對於維持照明系統的可靠操作時相當有利的,即使由於開路或者短路串聯LED中的任意一個失效。另外,LMMllO將FAULT(I)信號傳遞給處理器100以識別失效的LED,
用於進一步的置換。
[0032]現在參考圖8,這是示出圖2中電路200的邏輯與寄存器組的框圖。該圖包括聯接到先進先出(FIFO)寄存器802的地址解碼器800。該解碼器經聯接以接收來自處理器100(圖1)在總線ADDR上的寄存器地址位。該解碼器選擇性地給FIFO編址從而接收總線Rx上的數據並在總線Tx上發送數據。循環冗餘碼校驗(CRC)電路804也經聯接以接收總線Rx上的數據並且在每個接收到的串行數據幀上進行循環冗餘碼校驗。寄存器組包括映射到指示的地址(ADDR)範圍內的LED開啟和關閉寄存器、使能寄存器、控制寄存器以及診斷寄存器。
[0033]在操作中,處理器100優選使用總線ADDR最重要地址位為每個LMM編址,例如LMMllO0因此,如果在圖1的電路中有8個LMM,則使用3個最重要地址位來選擇8個LMM中的一個。總線ADDR剩餘的地址位被用於為在邏輯與寄存器電路200內(圖2)的寄存器編址。從總線ADDR上地址開始,以字節的方式發送串行數據到FIFO寄存器802。CRC電路804在FIFO內的接收到的數據幀上進行循環冗餘碼檢測。如果該CRC指示FIFO內的數據是正確的,它們被傳送到輸入寄存器。每個接收到的數據幀以幀初始化字節(FIB)開始。FIB的第一位將數據幀識別為響應幀或命令幀。FIB的4個位被用於指示讀取或寫入幀的特殊類型。這可是帶有各種不同字節數字的單個設備讀取或寫入命令。替代地,該4個位可指示廣播寫入到照明系統的所有LMM。在這種情形下,忽略總線ADDR (圖1)上3個最重要的地址位,且同時發送數據幀內的所有字節給每個LMM。這對於通過有選擇地寫入開啟或關閉寄存器對所述照明系統的所有LED進行統一的佔空比調整是有利的。對於命令幀而言,FIB的第三個剩餘位用於為單個設備寫入、同步命令或者廣播寫入命令中的字節數識別特定的LMM地址。對於響應幀而言,FIB的三個剩餘位決定隨後的數據字節數。
[0034]分別使用LED開啟和關閉寄存器指示每個串聯串的個別LED何時開啟和關閉。使用使能寄存器使能各自的串聯串的特定LED。例如,如果LED開啟使能位是0,那麼當TCNT等於各自的LED開啟寄存器值時,LED不會改變狀態。替代地,如果LED開啟使能位是1,那麼當TCNT等於各自的LED開啟寄存器值時,LED將開啟。控制寄存器起到諸如將各自的TCNT值載入PWM計數器400 (圖4)的作用。控制寄存器組中的系統配置寄存器可指派所述照明系統(圖1)的一個特定LMM作為同步主機而剩餘LMM作為從設備。在該模型中,當TCNT達到1023時,LMM同步主機產生一個時鐘周期的高電位SYNC信號(圖1_2)。該高電位SYNC通過復位它們各自的PWM計數器至O同步照明系統的所有LMM從設備。在該照明系統中,這可有利於同步所有LMM的PWM計數器。
[0035]現在轉向圖9A,這是根據本發明示出輸入LED開啟寄存器的寫入序列的內存映射圖。根據本發明的優選實施例,開啟和關閉寄存器都是10位寄存器。由此數據位[7:0]寫入位於地址OOh的LEDl開啟寄存器,其中h表示十六進位地址。同樣,各自的數據位[7:0]寫入位於地址Olh到03h的LED2到LED4開啟寄存器。然後對於每個各自的LED開啟寄存器而言,將具有2個最重要的數據位的第五字節寫入地址04h。例如,LED4開啟寄存器的數據位[9:8]是第五字節的數據位[7:6]。LED3開啟寄存器的數據位[9:8]是第五字節的數據位[5:4]。LED2開啟寄存器的數據位[9:8]是第五字節的數據位[3:2]。最終,LEDl開啟寄存器的數據位[9:8]是第五字節的數據位[1:0]。在本發明的優選實施例中,每個LMM中有12個開啟寄存器。由此,通過將15個數據字節寫到連續的地址OOh到OEh上以加載這些寄存器。在這種情形下,對於連續的地址05h到0Eh,9A的內存映射圖被重複了兩次。
[0036]下面參考圖9B,這是根據本發明示出輸入LED關閉寄存器的寫入序列的內存映射圖。如開啟寄存器,為這些關閉寄存器寫入的數據作為串行字節寬數據且接受CRC檢查。如果這些數據是正確的,發送它們到輸入寄存器。數據位[7:0]寫入到位於地址20h的LEDl關閉寄存器。同樣,各自的數據位[7:0]寫入到位於地址21h到23h的LED2到LED4關閉寄存器。然後對於每個各自的LED關閉寄存,將具有2個最重要數據位[9:8]的第五字節寫入地址24h。例如,LED4關閉寄存器的數據位[9:8]是第五字節的數據位[7:6]。LED3關閉寄存器的數據位[9:8]是第五字節的數據位[5:4]。LED2關閉寄存器的數據位是第五字節的數據位[3:2]。最終,LEDl關閉寄存器的數據位[9:8]是第五字節的數據位[1:0]。在本發明的優選實施例中,每個LMM中也有12個關閉寄存器。由此,通過將15個數據字節寫入到連續的地址20h到2Eh上以加載這些寄存器。在這種情形下,對於連續的地址25h到2Eh,圖9B的內存映射圖被重複了兩次。
[0037]現在參考圖10A,這是根據本發明的一個實施例示出雙內存映射尋址和脈寬調製(PWM)寄存器載入的寄存器圖解。在本發明的優選實施例中,如前面有關圖9A和圖9B的討論,有12個輸入開啟和12個輸入關閉寄存器。還有12個PWM開啟和12個PWM關閉寄存器,這些是前述24個輸入寄存器的複製。為了說明的目的,圖1OA的寄存器圖解僅示出4個開啟和4個關閉輸入和PWM寄存器。通過開關電路1000將輸入寄存器聯接到PWM寄存器。這些開關電路可為金屬氧化物半導體(MOS)電晶體、互補MOS通道柵極電路或者為本領域技術人員所知的其他適合的開關電路。根據本發明的一個實施例,依據來自處理器100的載入命令LOAD啟用開關電路從而在PWM計數器400的單獨TCNT時鐘周期內同時發送輸入寄存器的內容到PWM寄存器。在圖1OA左側的地址映射I示出,寄存器上LEDl到LED4的最不重要的字節(LSB)分別映射到連續的內存地址M+0到M+3。同樣,LEDl到LED4關閉寄存器的LSB分別映射到連續的內存地址M+4到M+7。這裡,對於地址映射I來說M是基地址。這樣有利於允許用單個數據幀寫入所有的開啟寄存器或關閉寄存器。例如,在位於地址M+4到M+7的所有關閉寄存器保持不變的同時,可更新位於地址M+0到M+3的所有開啟寄存器。由此,LMM內每個LED的佔空比在單個寫入轉換中增加或減少。
[0038]在圖1OA左側的地址映射2示出,LEDl到LED2開啟寄存器和LEDl到LED2關閉寄存器的LSB分別映射到連續的內存地址N+0到N+3。這裡,對於地址映射2來說N是基地址。同樣地,LED3到LED4開啟寄存器和LED3到LED4關閉寄存器的LSB分別映射到連續的內存地址N+4到N+7。這有利於同時寫入選中的開啟和關閉寄存器。例如,在單個寫入轉換中,在不改變佔空比的情況下,相對於LED3和LED4可改變LEDl和LED2的相移。由此,在單個寫入轉換中,在不改變各自的佔空比的情況下,LMM或者多個LMM中每個LED的相移可增加或減少。
[0039]現在參考圖10B,這是根據本發明的另一個實施例示出雙內存映射尋址和脈寬調製(P麗)寄存器載入的寄存器圖解。為了說明的目的,圖1OB的寄存器圖解僅示出4個開啟和4個關閉輸入和PWM寄存器。該開啟和關閉寄存器以前面有關圖1OA描述的相同方式進行內存映射當時經重新設置以示出不同的PWM載入電路。這些輸入寄存器通過開關電路1010聯接到PWM寄存器。這些開關電路可為金屬氧化物半導體(MOS)電晶體、互補MOS通道柵極電路或者為本領域技術人員所知的其他適合的開關電路。當在前面有關圖4所描述的各自開啟或關閉寄存器與TCNT之間檢測到匹配時,該開關電路的虛線表示控制信號。例如,當TCNT匹配LEDl關閉PWM寄存器中的值時,開關1020發送LEDl開啟輸入寄存器的內容到LEDl開啟PWM寄存器以響應控制信號1022。優選相同的控制信號復位圖4中的SR觸發器406。同樣地,當TCNT匹配LEDl開啟PWM寄存器中的值時,開關1024發送LEDl關閉輸入寄存器的內容到LEDl關閉PWM寄存器以響應控制信號1026。優選相同的控制信號設置圖4中的SR觸發器。其他輸入寄存器的內容以相似的方式被發送至各自的PWM寄存器。本發明的該實施例有利於允許依次寫入所有開啟寄存器或所有關閉寄存器以響應個別的匹配信號,從而避免照明系統照明或功率消耗的任何突然變化。
[0040]更進一步,儘管由此已經提供大量實施例,本領域的技術人員應認識到多種變型、置換或替代可應用於所描述的實施例且仍落入權利要求所定義的發明範圍內。例如,儘管圖4的PWM計數器400是10位遞增計數器,本發明的其他實施例也預見了具有任何適合位數的遞增計數器。在這種情形下,開啟寄存器402和關閉寄存器404的意義可簡單轉換。對於接觸到本說明書的本領域技術人員而言,其他組合將是顯而易見的。
【權利要求】
1.一種照明系統,包括: 具有串聯連接的各自的電流路徑的多個開關裝置,每個開關裝置具有各自的控制終端,且每個開關裝置被設置以接收與各自的電流路徑並聯的各自的發光二極體,即LED ;以及 多個故障檢測電路,每個故障檢測電路聯接到所述各自的電流路徑且具有第一比較器,所述第一比較器被設置以比較跨越各自的電流路徑的電壓與各自的第一參考電壓。
2.根據權利要求1所述的照明系統,其中當跨越所述各自的電流路徑的電壓高於所述各自的第一參考電壓時,所述故障檢測電路指示開路故障。
3.根據權利要求2所述的照明系統,其中施加到所述各自的控制終端的控制信號開啟具有所述各自的電流路徑的開關裝置以響應所述開路故障
4.根據權利要求1所述的照明系統,其中當跨越所述各自的電流路徑的電壓低於所述各自的第一參考電壓時,所述故障檢測電路指示短路故障。
5.根據權利要求4所述的照明系統,其中施加到所述各自的控制終端的控制信號開啟具有所述各自的電流路徑的開關裝置以響應所述短路故障。
6.一種操作串聯發光二極體,即LED,的照明系統的方法,包括: 串聯連接多個開關裝置的各自的電流路徑,其中每個開關裝置被設置為接收與其電流路徑並聯的各自的LED ; 按序啟用所述多個開關裝置的電流路徑從而分流來自各自的LED的電流;以及 按序停用所述多個開關裝.置的電流路徑從而允許電流流過各自的LED。
7.根據權利要求6所述的操作照明系統的方法,包括: 當各自的第一寄存器值匹配各自的第一計數時,按序停用所述電流路徑中的每個電流路徑;且 當各自的第二寄存器值匹配各自的第二計數時,按序啟用所述電流路徑中的每個電流路徑。
8.根據權利要求6所述的操作照明系統的方法,其中停用所述電流路徑的第一電流路徑和啟用所述第一電流路徑之間的時間是所述各自的LED導通電流的時間。
9.根據權利要求6所述的操作照明系統的方法,包括: 操作計數器以控制按序停用和按序啟用所述電流路徑的步驟。
10.根據權利要求6所述的操作照明系統的方法,包括: 比較跨越所述第一開關裝置的電壓和第一參考電壓; 比較跨越所述第一開關裝置的電壓和第二參考電壓; 當跨越所述第一開關裝置的電壓高於所述第一參考電壓時啟用所述第一開關裝置;所述 當跨越所述第一開關裝置的電壓低於所述第二參考電壓時啟用所述第一開關裝置。
11.一種照明系統,包括: 處理器; 串聯連接發光二極體,即LED,的多個串;以及 多個LED控制電路,其經聯接接收來自所述處理器的控制信號,每個LED控制電路具有各自的多個開關裝置,每個開關裝置具有與各自的串聯連接LED串的各自的LED並聯聯接的電流路徑。
12.根據權利要求11所述的照明系統,其中所述LED控制電路中的一個經編程作為同步主機,且其中所述多個LED控制電路的剩餘LED控制電路經編程作為從設備。
13.根據權利要求12所述的照明系統,其中每個LED控制電路包含各自的計數器,且其中所述同步主機經調試以同步每個各自的計數器。
14.根據權利要求11所述的照明系統,其中所述處理器經調試將數據寫入所述多個LED控制電路的僅單個LED控制電路以響應第一控制信號,且其中所述處理器經調試同時將數據寫入所述多個LED控制電路的每個LED控制電路以響應第二控制信號。
15.一種寄存器電路,包括: 第一組可編址寄存器,其包括第一子組和第二子組; 邏輯電路,其經設置僅選擇所述第一子組以響應K個地址信號的第一序列,其中K是正整數;且 所述邏輯電路經設置選擇所述第一子組的第一部分和所述第二子組的第一部分以響應K個地址信號的第二序列。
16.根據權利要求15所述的寄存器電路,其中所述寄存器的第一子組包括發光二極體,即LED,照明系統的開啟寄存器,且其中所述寄存器的第二子組包括所述LED照明系統的關閉寄存器。
17.根據權利要求16所述的寄存器電路,其中在每個開啟寄存器中的值決定各自的LED何時開啟,且其中在至少一個關閉寄存器中的值決定各自的LED何時關閉。
18.根據權利要求15所述的寄存器電路,包括: 第二組寄存器,包括與所述第一組可編址寄存器相同數目的寄存器;以及 聯接在所述第一組可編址寄存器和所述第二組寄存器之間的開關裝置,且其經設置發送所述第一組可編址寄存器的內容給所述第二組寄存器以響應負載信號。
19.根據權利要求18所述的寄存器電路,其中所述第一組可編址寄存器包括輸入寄存器,且其中所述第二組寄存器包括脈寬調製(PWM)寄存器。
20.根據權利要求15所述的寄存器電路,包括: 第二組寄存器,包括與第一組可編址寄存器相同數目的寄存器;以及 聯接在所述第一組可編址寄存器和所述第二組寄存器之間的開關裝置,且其經設置發送所述第一組可編址寄存器的每個寄存器的內容給所述第二組寄存器的相應寄存器以響應各自的負載信號。
21.一種操作發光二極體,即LED,照明系統的方法,包括: 在第一組寄存器中寫入數據,所述第一組中的每個寄存器經設置操作第一多個串聯連接LED的各自的LED ; 在第二組寄存器中寫入數據,所述第二組中的每個寄存器經設置操作所述第一多個串聯連接LED的各自的LED ; 響應時鐘信號,增加第一計數器中的計數。 當所述第一組的寄存器匹配所述第一計數器的各自的計數時,開啟每個各自的LED ;以及 當所述第二組的寄存器匹配所述第一計數器的各自的計數時,關閉每個各自的LED。
22.根據權利要求21所述的方法,包括: 在所述第一組寄存器中寫入數據以便每個各自的LED開啟以響應所述第一計數器的不同計數;以及 在所述第二組寄存器中寫入數據以便每個各自的LED關閉以響應所述第一計數器的不同計數。
23.根據權利要求21所述的方法,包括在所述時鐘信號的單個時鐘周期內,將數據寫入所述第一組寄存器和所述第二組寄存器的每個寄存器。
24.根據權利要求21所述的方法,包括在所述時鐘信號的單個時鐘周期內,僅將數據寫入所述第一組寄存器的每個寄存器。
25.根據權利要求21所述的方法,包括在所述時鐘信號的單個時鐘周期內,僅將數據寫入所述第二組寄存器的每個寄存器。
26.根據權利要求21所述的方法,包括依據儲存在所述第一組寄存器的每個各自的寄存器中的數據與儲存在所述第二組寄存器的每個各自的寄存器中的數據的差來控制所述第一多個串聯連接LED的每個LED的佔空比。
27.根據權利要求21所述的方法,包括: 在第三組寄存器中寫入數據,所述第三組的每個寄存器經設置操作第二多個串聯連接LED的各自的LED ; 在第四組寄存器中寫入數據,所述第四組的每個寄存器經設置操作所述第二多個串聯連接LED的各自的LED ; 響應所述時鐘信號,增加第二計數器中的計數; 當所述第三組的寄存器匹配所述第二計數器的各自的計數時,開啟每個各自的LED ;以及 當所述第四組的寄存器匹配所述第二計數器的各自的計數時,關閉每個各自的LED。
28.根據權利要求27所述的方法,包括同步所述第一計數器和所述第二計數器以響應同步信號。
【文檔編號】H05B37/02GK103428961SQ201310191505
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2013年5月22日 優先權日:2012年5月22日
【發明者】J·V·德尼古拉斯, P·曹, C·喬爾特納, D·R·赫靈頓, J·馬森, J·帕特森, W·本斯 申請人:德克薩斯儀器股份有限公司, 德克薩斯儀器德國股份有限公司