用于發光二極管(led)驅動器的多功能管腳的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于發光二極管（LED）驅動器的多功能管腳。描述了用于發光二極管（LED）驅動器的多功能管腳的技術。所述技術利用該多功能管腳，以用于開關流過一個或更多個LED的電流并且用于對LED驅動器的電源充電。所述技術還利用該多功能管腳以確定在外部晶體管處的電壓是否開始振蕩，并且利用該多功能管腳以確定流過所述一個或更多個LED的電流是否已經完全耗散到零的幅度。
【專利說明】用于發光二極管(LED)驅動器的多功能管腳

【技術領域】
[0001]本公開涉及發光二極管(LED)驅動器，更特別地，涉及LED驅動器的內部和外部電路。

【背景技術】
[0002]發光二極管(LED)連接到LED驅動器。LED驅動器可以通過控制流過LED的電流的量來控制LED的照明。除了控制流過LED的電流之外，LED驅動器也可以被配置為出于各種目的而實現其它特征，諸如診斷特征(例如檢測電壓和電流)。在某些情況下，實現這樣的診斷特征要求LED驅動器上的附加的管腳，這樣不期望地增加了 LED驅動器的電路大小或占位面積(footprint)。


【發明內容】

[0003]通常，本公開中所描述的技術涉及發光二極管(LED)驅動器的外部和內部電路。例如，利用如本公開中所描述的外部和內部電路，LED驅動器可以能夠通過LED驅動器的單個管腳來確定在連接到一個或更多個LED的晶體管的連接點處的電壓是否將要振蕩并且確定流過一個或更多個LED的電流是否下降到零這兩者。
[0004]在一些示例中，用于確定在晶體管的連接點處的電壓是否將要振蕩并且確定電流是否下降到零這兩者的管腳可以提供附加功能。例如，所述技術也可以通過LED驅動器的該同一管腳在啟動和正常操作期間對LED驅動器的電源充電。
[0005]在一個不例中，本公開描述一種發光二極管(LED)驅動器,包括:輸入管腳，其接收流過一個或更多個LED進入所述LED驅動器中的電流；和控制器，被配置為:基于在所述LED驅動器中接收所述電流的所述輸入管腳處的電壓來確定在所述LED驅動器外部的外部節點處的電壓是否開始振蕩，并且基于在同一輸入管腳處的電壓來確定流過所述一個或更多個LED的電流是否已經達到零的幅度。
[0006]在一個不例中，本公開描述一種方法，包括:經由發光二極管(LED)驅動器的輸入管腳接收流過一個或更多個LED進入所述LED驅動器中的電流，基于所述輸入管腳處的電壓來確定所述LED驅動器外部的外部節點處的電壓是否開始振蕩；并且基于在同一輸入管腳處的電壓來確定流過所述一個或更多個LED的電流是否已經達到零的幅度。
[0007]在一個示例中，本公開描述一種發光二極管(LED)驅動器，包括:輸入管腳，其接收流過一個或更多個LED進入所述LED驅動器中的電流；用于基于所述輸入管腳處的電壓來確定所述LED驅動器外部的外部節點處的電壓是否開始振蕩的部件；以及用于基于在同一輸入管腳處的電壓來確定流過所述一個或更多個LED的電流是否已經達到零的幅度的部件。
[0008]在一個不例中，本公開描述一種發光二極管(LED)系統,包括:一個或更多個LED ；晶體管，其中，流過所述一個或更多個LED的電流當所述晶體管接通時流過所述晶體管并且流入LED驅動器中；以及電容器，連接到所述晶體管的漏極節點以及所述晶體管的源極節點，以將在所述晶體管的所述漏極節點處的電壓的改變耦接到所述晶體管的所述源極節點，用于在正常操作模式期間對所述LED驅動器的電源充電，用于確定在所述漏極節點處的電壓是否開始振蕩，并且用于確定流過所述一個或更多個LED的電流是否已經達到零的幅度。
[0009]在一個不例中，本公開描述一種發光二極管(LED)驅動器系統,包括:一個或更多個LED ；LED驅動器，其包括:輸入管腳，流過所述一個或更多個LED的電流通過所述輸入管腳進入所述LED驅動器，其中，所述LED驅動器被配置為:利用所述輸入管腳，以用于確定在所述LED驅動器外部的節點處的電壓是否開始振蕩，并且被配置為:利用同一輸入管腳，以用于確定流過所述一個或更多個LED的電流是否已經達到零的幅度。
[0010]在一個不例中，本公開描述一種方法，包括:使得通過一個或更多個發光二極管(LED)的電流當晶體管接通時流過所述晶體管并且流入LED驅動器；并且利用電容器將在所述晶體管的漏極節點處的電壓的改變耦接到所述晶體管的源極節點，以用于確定在所述漏極節點處的電壓是否開始振蕩，并且用于確定流過所述一個或更多個LED的電流是否已經達到零的幅度。
[0011]在隨附的附圖和以下描述中闡述本公開的一個或更多個技術的細節。本公開的其它特征、目的和優點將從描述和附圖以及權利要求而顯見。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是圖解根據本公開中所描述的一個或更多個示例的發光二極管(LED)驅動器系統的示例的電路圖。
[0013]圖2A-圖2C是圖解在啟動期間分別在LED驅動器系統的各個節點的電壓(諸如在整流器的輸入處的電壓、在外部晶體管的柵極節點處的電壓和在電容器處的電壓)的波形。
[0014]圖3A是圖解流過LED驅動器系統的一個或更多個LED的電流的幅度的波形。
[0015]圖3B和圖3C是分別圖解在LED驅動器系統的各個節點(諸如外部晶體管的漏極節點和內部晶體管的漏極節點)處的電壓的波形。
[0016]圖4A是圖解當波谷檢測被使能時流過LED驅動器系統的一個或更多個LED的電流的幅度的波形。
[0017]圖4B和圖4C是分別圖解當波谷檢測被使能時在LED驅動器系統的各個節點(諸如外部晶體管的漏極節點和內部晶體管的漏極節點)處的電壓的波形。
[0018]圖5A是圖解達到零的幅度的通過一個或更多個LED的電流的波形。
[0019]圖5B和圖5C是分別圖解在通過一個或更多個LED的電流達到零的幅度之后在LED驅動器系統內的各個節點(諸如外部晶體管的漏極節點和內部晶體管的漏極節點)處的電壓電平的波形。
[0020]圖6是更詳細圖解圖1的LED驅動器的控制器的電路圖。
[0021]圖7A是圖解用于圖解可以實現波谷檢測和零電流檢測的方式的通過一個或更多個LED的電流的波形。
[0022]圖7B-圖7D是分別圖解在LED驅動器系統內的各個節點(諸如內部節點、外部晶體管的漏極節點和內部晶體管的漏極節點)處的電壓以圖解可以實現波谷檢測和零電流檢測的方式的波形。
[0023]圖8是圖解根據本公開中所描述的技術的示例技術的流程圖。
[0024]圖9是圖解根據本公開中所描述的技術的另一示例技術的流程圖。
[0025]圖10是圖解根據本公開中所描述的一個或更多個示例的抽頭降壓拓撲的電路圖。
[0026]圖1lA和圖1lB是分別圖解流過浮動降壓拓撲和抽頭降壓拓撲的電流的波形。
[0027]圖12是圖解根據本公開中所描述的一個或更多個示例的準反激拓撲的電路圖。
[0028]圖13A和圖13B是分別圖解流過浮動降壓拓撲和準反激拓撲的電流的波形。

【具體實施方式】
[0029]當電流流過發光二極管(LED)時，LED照明。LED驅動器控制電流何時流過LED，并且可以控制流過LED的電流的量。LED驅動器利用LED驅動器所附接到的電路板上的空間或“裸片面積”。例如，LED驅動器可以形成為集成電路(IC)芯片。IC芯片包括用于各種類型的電連接的多個管腳(例如功率管腳、大地管腳、用于其中通過LED的電流流動的漏極管腳以及可能其它管腳)。特定管腳有時被使用并且可能地被配置用于要對電路執行的特定診斷功能。通過減少LED驅動器上的管腳數量，LED驅動器的總體大小被減少，并且潛在地LED驅動器的成本減少。LED驅動器的大小和/或成本方面的減少允許電路板上用于其它組件的附加空間，和/或允許更小大小的減少總體成本的電路板。
[0030]本公開中所描述的技術允許LED驅動器利用一個(即單個)管腳來執行將另外要求多個管腳的多種功能。通過減少LED驅動器的大小，可以實現LED驅動器的成本方面的減少以及電路板上的可用空間方面的增加。
[0031]利用LED驅動器外部的電路和LED驅動器內部的電路的組合，可以僅需要單個管腳以允許LED驅動器執行以下非限定性示例功能:在啟動和正常操作期間的功率充電、LED電流開關(即接通以及關斷LED電流)、波谷檢測以及零電流檢測。例如，LED驅動器的單個管腳可以被看作輸入管腳，并且流過一個或更多個LED的電流流過LED驅動器的該輸入管腳。
[0032]通過控制連接到該輸入管腳的電路，LED驅動器可以控制電流流過一個或更多個LED的時間和流量(即控制LED電流開關)。此外，LED驅動器外部的電路和LED驅動器內部的電路可以在該同一輸入管腳(即LED電流從其流入LED驅動器中的同一管腳)處引起電壓，并且在該輸入管腳處的電壓可以在啟動和正常操作期間引起功率管腳(即VCC管腳)的充電。
[0033]在一些情況下，當LED驅動器引起通過一個或更多個LED的電流關斷時，在外部電路中的節點處的電壓可以可能振蕩(例如環(ring))。例如，當LED驅動器引起通過一個或更多個LED的電流關斷時，在外部晶體管的漏極節點處的電壓可能振蕩。當LED驅動器引起通過一個或更多個LED的電流關斷時，外部晶體管可以關斷。
[0034]因為電壓的振蕩引起在節點處的電壓下降然后上升，或者上升然后下降，并且然后再次上升，形成“波谷”，所以檢測在外部晶體管的漏極節點處的這種振蕩被稱為“波谷檢測”。由于電壓電平周期升降，因此電壓振蕩可以是交流(AC)電壓的形式。如果外部晶體管在振蕩的波谷點處關斷，則所述技術可以節省開關功率，并且整個系統可以具有更高的效率。
[0035]如更詳細地描述的那樣，外部電路(即LED驅動器外部的電路)和內部電路(即LED驅動器內部的電路)可以一起允許LED驅動器確定振蕩何時開始(即執行波谷檢測)。LED驅動器可以然后采取措施以將外部晶體管接通回導通，以用于開關功率的節省和總體效率增益。也如更詳細地描述的那樣，在本公開中所描述的技術中，外部電路可以將振蕩可能出現的節點的電壓耦接到同一輸入管腳(例如LED電流流入LED驅動器中的同一輸入管腳以及用于對功率管腳充電的同一輸入管腳)，并且內部電路可以傳送在輸入管腳處的基本上恒定的電壓，從而電壓不浮動。利用振蕩的電壓和基本上恒定的電壓的耦接，LED驅動器可以能夠經由同一輸入管腳檢測振蕩。
[0036]在一些情況下，對于LED驅動器而言可能有利的是，檢測通過LED的電流降至零的時刻。例如，甚至在LED驅動器關斷進入LED的輸入電流之后，LED連接到LED驅動器的方式也可以引起電流通過LED緩慢地耗散(S卩，電流并不瞬時關斷，而是逐漸關斷)。在本公開中所描述的技術中，LED驅動器可以利用外部電路耦接的所耦接的電壓以及內部電路傳遞的基本上恒定的電壓來確定通過LED的電流是否已經降至零。例如，通過LED的電流降至零的時刻可以發生在外部電路中的外部晶體管的漏極節點處的電壓的整個振蕩周期稍微之前。通過利用適當的比較器(作為一個示例)，對于LED驅動器而言可以可能基于在同一輸入管腳處的電壓來實現零電流檢測和波谷檢測，所述同一輸入管腳也是電流流入LED驅動器中的輸入管腳以及用于在啟動和正常操作期間對LED驅動器的功率充電的輸入管腳。
[0037]以此方式，外部電路(LED驅動器外部的電路)耦接LED驅動器外部的節點處的電壓，其中，在該節點處的電壓有可能振蕩。外部電路將該節點處的電壓耦接到通過LED的電流流入LED驅動器中的同一輸入管腳。內部電路(LED驅動器內部的電路)穩定在同一輸入管腳處的電壓(即傳送基本上恒定的電壓)，并且附加內部電路利用所耦接的電壓以及基本上恒定的電壓，以用于波谷檢測和零電流電平檢測。將電壓耦接到輸入管腳的外部電路也可以用于在啟動和正常操作期間對用于LED驅動器的電源充電。
[0038]以此方式，本公開描述用于LED開關、功率充電、波谷檢測和零電流檢測的單個管腳解決方案。其它技術或電路并不典型地提供所有這樣的特征，或可能針對這樣的特征要求附加的管腳。利用本公開中所描述的技術，在要求最少管腳的同時，LED驅動器能夠提供魯棒的功能，這提供比其它電路更廉價且更小的解決方案。
[0039]圖1是圖解根據本公開中所描述的一個或更多個示例的發光二極管(LED)驅動器系統的示例的電路圖。例如，圖1圖解包括LED驅動器14以及LED O和LED I的LED驅動器系統10，其中，LED O和LED I串聯連接。LED驅動器系統10的示例包括具有所圖解的組件和LED驅動器14的電路板以及用于插入功率源(諸如AC輸入源)中的插頭。然而，LED驅動器系統10不應被看作被限制于這些示例。
[0040]雖然LED驅動器系統10圖解為包括兩個LED卿LED O和LED I)，但本公開中所描述的技術不限制于此。在一些不例中，LED驅動器系統10可以包括一個LED,并且在一些示例中，LED驅動器系統10可以包括多于兩個的LED。在LED驅動器系統10包括兩個或更多個LED的示例中，LED可以通過串聯、并聯或串聯和并聯連接的某種組合而連接在一起。通常，LED驅動器系統10包括一個或更多個LED。
[0041]當電流流過LED驅動器系統10的一個或更多個LED時，它們照明。例如，圖1圖解流過LED O和LED I的ILED。ILED源自AC輸入，AC輸入是交流(AC)電壓。整流器12對AC電壓進行整流，并且電容器CO對整流的AC電壓進行低通濾波，以將AC電壓轉換為直流(DC)電壓。在一些示例中，出于保護的目的(諸如保護以免受短路或電流的快速改變的影響)，AC輸入可以連接到限制電阻器(未示出)和/或電感器(未示出)。
[0042]雖然LED驅動器系統10圖解為受AC輸入驅動，但本公開中所描述的技術不限制于此。在一些示例中，不將AC輸入而可以將LED驅動器系統10可以連接到DC輸入。在這些示例中，LED驅動器系統10可以不包括整流器12，并且可以無需包括電容器CO。然而，對于這樣的DC電壓驅動的系統而言可以可能包括電容器CO，以進一步平滑DC電壓。
[0043]在電容器CO處的DC電壓引起ILED電流流過LED O和LED I并且流過電感器LO。ILED電流然后流過外部晶體管MO。外部晶體管MO可以是功率晶體管(諸如功率金屬氧化物半導體場效應晶體管(M0SFET)、氮化鎵(GaN) FET或其它類型的晶體管)，并且因為晶體管MO在LED驅動器14的外部，所以被稱為外部晶體管。在圖1中，ILED電流通過標記為HV的晶體管MO的漏極節點進入晶體管MO。ILED電流流出晶體管MO的源極節點，并且進入LED驅動器14。
[0044]如圖1的示例所圖解的，LED驅動器14包括DRAIN管腳。因為ILED電流經由DRAIN管腳輸入到LED驅動器14 (即LED驅動器14經由DRAIN管腳接收ILED電流)，所以DRAIN管腳是LED驅動器14的輸入管腳。因為LED驅動器14的該輸入管腳連接到內部晶體管Ml的漏極節點，所以LED驅動器14的該輸入管腳標記為DRAIN。晶體管Ml也可以是M0SFET、GaN FET或其它類型的晶體管，并且因為晶體管Ml處于LED驅動器14的內部，所以被稱為內部晶體管。在一些示例中，晶體管Ml可以是低電壓晶體管，而晶體管MO可以是功率晶體管。
[0045]ILED電流通過連接到LED驅動器14的VCS管腳和大地的電阻器RS流出晶體管Ml的源極節點，由此形成完整電流路徑。電阻器RS的值可以限定ILED電流的幅度。在一些示例中，電阻器RS可以是可變電阻器，從而可以動態地(例如在操作期間)修改ILED電流的幅度。
[0046]以此方式，晶體管MO和晶體管Ml利用級聯結構一起形成開關電路，這允許ILED電流流過LED O和LED I。例如，如果晶體管MO斷開，則因為晶體管MO將運轉為阻斷電流流動的高阻抗單元，所以ILED電流將不流過LED O和LED 1，也不流入LED驅動器14中。相似地，如果晶體管Ml斷開，則因為晶體管Ml將運轉為阻斷電流流動的高阻抗單元，所以ILED電流將不流過LED O和LED 1，也不流入LED驅動器14中。
[0047]根據本公開中所描述的技術，DRAIN管腳(被稱為輸入管腳)是多功能管腳。術語“多功能”意味著LED驅動器14被配置為使用該同一輸入管腳來實現多種不同類型的功能。在一些示例中，該輸入管腳(即圖1所圖解的DRAIN管腳)可以被稱為“單輸入多功能管腳”。短語“單輸入多功能管腳”意味著其可以可能僅利用該輸入管腳來實現各種不同的功能。僅利用該輸入管腳來實現各種不同的功能意味著通過LED驅動器14連接到LED O和LED I以及不連接到LED O和LED I的LED驅動器14外部的電路可以僅需要連接到LED驅動器14的該“單輸入多功能管腳”(即圖1所圖解的DRAIN管腳)。
[0048]例如，電容器CO、C2和C3通過全都在LED驅動器14的外部的其它電路組件而不是通過LED驅動器14內的任何電路組件間接連接到LED O和LED I。該情況對于電阻器R0、齊納二極管ZO和晶體管MO同樣成立。電容器Cl、二極管DO和電感器LO直接連接到LED O和LED 1(即在沒有任何中間組件的情況下連接到LED O和LED I)。電阻器RS和電容器CVCC都在LED驅動器14的外部，但在不通過LED驅動器14進行連接的情況下并不(直接或間接地)連接到LED O和LED I。在此情況下，沒有電阻器RS、和電容器CVCC對LED O和LED I的外部連接。
[0049]換句話說，短語“單輸入多功能管腳”用于意味著在LED驅動器14外部的并且在外部連接到LED O和LED I的電路組件可以僅需要經由單輸入多功能管腳連接到LED驅動器14。為了實現本公開中所描述的示例功能的目的，LED驅動器14無需包括與外部連接到LED O和LED I的電路組件連接的附加管腳。
[0050]以另一種方式聲明，在一些示例中，僅需要在DRAIN管腳處的電壓或流過DRAIN管腳的電流來實現本公開中所描述的各種示例功能。然而，應理解，為了正確的芯片運轉，LED驅動器14可能仍要求用于另外附加功能的其它管腳。例如，LED驅動器14要求功率以進行操作，并且因此，需要功率管腳和大地管腳。LED驅動器14可能還要求其它管腳(諸如VCS管腳)以及其它用于LED驅動器14的這樣的管腳以進行操作，并且即使不要求，這樣的附加管腳也可以是期望的。在本公開中所描述的技術中，在期望或需要LED驅動器14通過各種方式操作的同時，這樣的其它管腳對于實現本公開中更詳細地描述的各種示例功能可能不是必須的。
[0051]根據本公開中所描述的技術，LED驅動器14可以利用LED驅動器14的單輸入多功能管腳來實現ILED電流開關、在啟動和正常操作期間的功率充電、波谷檢測以及零電流檢測。如所圖解的那樣，LED驅動器14包括控制器16。控制器16被圖解為控制晶體管Ml的柵極節點的通常組件。例如，控制器16可以通過在晶體管Ml的柵極節點上應用電壓而引起晶體管Ml接通，以使得在晶體管Ml的柵極處的電壓與晶體管Ml的源極節點處的電壓之間的電壓差等于或大于閾值接通電壓(Vth)(即VGS>Vth)。控制器16可以通過不在柵極節點上應用電壓或應用小于閾值接通電壓的電壓來引起晶體管Ml關斷。
[0052]在一些示例中，控制器16可以是LED驅動器14的不同獨特組件(諸如波谷檢測電路18和零電流檢測電路20)的組合(如更詳細地描述的那樣)。在一些示例中，控制器16的各組件可以形成在一起。通常，控制器16在功能上描述為控制晶體管Ml何時接通以及關斷的一個示例組件。然而，控制器16內的各組件可以單獨地或一起地控制晶體管Ml何時接通以及關斷。
[0053]當控制器16接通晶體管Ml時，在晶體管Ml的漏極節點處的電壓下降。如圖1所圖解的，晶體管Ml的漏極節點與LED驅動器14的DRAIN管腳(即LED驅動器14的單輸入多功能管腳)相同。漏極節點連接到外部晶體管MO的源極節點(即晶體管MO的源極節點也連接到LED驅動器14的單輸入多功能管腳)。相應地，當在晶體管Ml的漏極節點處的電壓下降時，在晶體管MO的源極節點處的電壓也下降。
[0054]在晶體管MO的源極節點處的電壓的這種下降引起晶體管MO接通。例如，晶體管MO的柵極節點連接到齊納二極管Z0。作為一個說明性示例，在室溫的齊納二極管ZO的擊穿電壓可以近似是12伏特(V)。在該示例中，齊納二極管ZO可以將在晶體管MO的柵極節點處的電壓限制為保持在近似12V。通過在晶體管MO的源極節點(其與晶體管Ml的漏極節點相同)處的電壓的降低，在晶體管MO的柵極節點和晶體管MO的源極節點處的電壓的差大于閾值接通電壓，并且晶體管MO接通。
[0055]相應地，當晶體管Ml接通時，晶體管MO接通。當晶體管MO和Ml兩者處于接通時，電流ILED可以流過LED O和LED I，由此使LED O和LED I照明，流過晶體管MO并且經由單輸入多功能管腳(即LED驅動器14的DRAIN管腳)流入LED驅動器14中。一旦進入LED驅動器14中，ILED電流就通過晶體管Ml流出VCS管腳并且通過電阻器RS流入大地，這形成完整的電路。
[0056]當控制器16 (例如通過在晶體管Ml的柵極節點處不應用電壓或在晶體管Ml的柵極節點處應用小于在晶體管Ml的源極節點處的電壓與閾值電壓之和的電壓)關斷晶體管Ml時，在晶體管Ml的漏極節點處的電壓浮動為高。在此情況下(即當晶體管Ml斷開時)，在晶體管Ml的漏極節點處的電壓可以浮動得足夠高，從而在晶體管MO的源極節點處的電壓上升到晶體管MO關斷的點。例如，晶體管Ml的漏極節點和晶體管MO的源極節點可以在DRAIN管腳處(即在單輸入多功能管腳處)連接在一起。當晶體管Ml的漏極節點的電壓上升時，在晶體管MO的源極節點處的電壓可以變得足夠大，從而在晶體管MO的柵極節點與晶體管MO的源極節點處的電壓的差小于閾值接通電壓電平。
[0057]在此情況下，在晶體管MO的源極節點處的電壓的增加引起晶體管MO關斷。相應地，當晶體管Ml關斷時，晶體管MO也關斷。當晶體管Ml和MO處于關斷時，對于ILED沒有通過LED驅動器14進入的大地的電流路徑。
[0058]應注意，當晶體管Ml和MO關斷時,在導通之后，ILED電流不立即下降到零。在圖1中，LED O和LED 1、電感器LO、電容器Cl以及二極管DO —起形成浮動降壓拓撲(雖然其它形式(諸如抽頭降壓或準反激拓撲)可以是可能的)。通常很好理解的是，通過電感器的電流不會瞬時改變。因此，當晶體管Ml和MO關斷時，在導通之后，電感器LO不允許ILED電流瞬時下降到零。相反，ILED電流經過一段時間而線性地下降到零，其中，ILED電流下降到零耗費的時間的量是電感器LO和電容器Cl的值的函數。當晶體管Ml和MO關斷并且ILED電流緩慢地耗散到零時，用于ILED電流的電流路徑是通過電感器LO和二極管DO以形成完整的電流路徑的路徑。
[0059]如以下將描述的那樣，ILED電流線性下降到零可以對在晶體管MO的漏極節點處的電壓振蕩具有效果。本公開中所描述的技術可以利用該振蕩的出現來確定何時將晶體管Ml和MO接通回導通。如更詳細地描述的那樣，所述技術可以利用準諧振技術，其中，所述技術當檢測到晶體管MO的漏極節點處的振蕩時(例如當在晶體管MO的漏極節點處的電壓處于波谷點時)將晶體管Ml和MO接通回導通。此外，本公開中所描述的技術可以利用該振蕩的出現性來精確地確定ILED電流是否已經達到零。
[0060]以此方式，LED驅動器14利用LED驅動器14的單輸入多功能管腳來接通以及關斷通過LED驅動器系統10的一個或更多個LED (即LED O和LED I)的電流。例如，因為晶體管Ml的漏極節點和晶體管MO的源極節點經由LED驅動器14的單輸入多功能管腳(即DRAIN管腳)彼此連接，所以通過接通以及關斷晶體管M1，LED驅動器14對應地接通以及關斷晶體管MO。根據本公開中所描述的技術，通過利用晶體管Ml和MO來接通以及關斷ILED電流，可以僅需要經由LED驅動器14的單輸入多功能管腳對外部電路(即LED驅動器14外部的電路)的單個連接。
[0061]除了通過LED驅動器14的單輸入多功能管腳提供ILED電流的開關之外，本公開中所描述的技術還可以通過LED驅動器14的單輸入多功能管腳對用于LED驅動器14的功率充電。本公開中所描述的技術可以在啟動期間經由在LED驅動器14的單輸入多功能管腳處的電流以及在正常操作期間經由在LED驅動器14的單輸入多功能管腳處電壓對用于LED驅動器14的功率充電。
[0062]啟動指代LED驅動器系統10在關閉之后接收功率的時間。例如，當包括LED驅動器系統10的電路板連接到AC輸入時，LED驅動器系統10可以被看作處于啟動中。如果LED驅動器系統10從AC輸入被移除，并且然后隨后重新連接到AC輸入，則LED驅動器系統10再次啟動。如果LED驅動器系統10連接到DC輸入而不是AC輸入，則同樣的啟動將保持成立。通常，啟動可以是在LED驅動器系統10的組件處于完全操作中之前的一段預定時間量。在啟動之前，LED驅動器系統10的各個組件上的電壓和電荷可以是零。
[0063]在啟動期間，存在流過電阻器RO和電容器C3并且對電容器C3充電的初始電流。在對電容器C3的一定地充電之后，在晶體管MO的柵極節點處的電壓變得足夠大，以接通晶體管MO。然而，晶體管MO可以不完全地接通，而是僅部分地接通，以允許一些電流流過晶體管MO。
[0064]在晶體管MO接通的情況下，電流流過LED O和LED I。然而，因為晶體管MO僅部分地接通，所以在啟動期間流過LED O和LED I的電流的幅度可以小于ILED電流的幅度。為了避免在啟動期間的電流與ILED電流之間的混淆，在啟動期間的電流被稱為啟動電流。
[0065]啟動電流流出晶體管MO的源極并且流入LED驅動器14的單輸入多功能管腳(即DRAIN管腳)中。啟動電流流過二極管Dl并且對CVCC電容器充電。CVCC電容器可以被看作用于LED驅動器14的類型的電源。例如，一旦CVCC電容器充電，CVCC電容器就傳送電壓，并且放電以傳送對LED驅動器14的組件供電所需的電流。
[0066]作為一個示例，在啟動期間，電阻器RO將對電容器C3充電，當電容器C3上的電壓近似為4.2V時，晶體管MO可以接通并且對CVCC電容器充電。在該非限制性示例中，用于晶體管MO的閾值電壓可以近似是3.5V，并且跨二極管Dl的電壓降可以近似是0.7V，這導致在對CVCC電容器開始充電之前電容器C3充電到4.2V。在該示例中，在啟動期間，電流路徑通過LED O和LED I，通過晶體管MO、通過二極管Dl、并且進入CVCC電容器，以用于對CVCC充電。一旦跨CVCC電容器的電壓達到閾值電壓(例如近似12V)，CVCC電容器就能夠將電壓和電流提供給LED驅動器14的組件。
[0067]以此方式，在啟動期間，所述技術利用單輸入多功能管腳(即DRAIN管腳)，以用于對LED驅動器14的電源(例如CVCC)充電。再次，單輸入多功能管腳也是ILED電流流過的同一管腳。相應地，在啟動期間，流過單輸入多功能管腳的啟動電流對LED驅動器14的電源充電。
[0068]圖2A-圖2C是圖解在啟動期間的LED驅動器系統的各個節點的電壓的波形。圖2A圖解在整流器12的輸入處的電壓。圖2B圖解在外部晶體管MO的柵極節點處的電壓。圖2C圖解跨CVCC的電壓(例如在LED驅動器14的VCC管腳處的電壓)。
[0069]如圖2A所圖解的，在整流器12的輸入處的電壓初始處于零。然后，當LED驅動器系統10連接到AC輸入時，在整流器12的輸入處的電壓上升到近似300VAC。在該示例中，圖2A中圖解完整AC電壓周期的近似四分之一。
[0070]如圖2B所圖解的，隨著在整流器12的輸入處的電壓增加，在晶體管MO的柵極節點處的電壓上升。例如，電容器CO提供平滑的DC電壓，并且電容器C3通過電阻器RO從零伏特充電高達近似12V。如上所述,齊納二極管ZO的擊穿電壓在該示例中近似為12V,這引起跨電容器C3的電壓充電高達并且不超過12V。由于電容器C3連接到晶體管MO的柵極節點，因此跨電容器C3的電壓與在MO的柵極節點處的電壓相同。
[0071]隨著在晶體管MO的柵極節點處(例如在電容器C3處)的電壓上升，晶體管MO開始接通。例如，晶體管MO并非完全地而是部分地接通。晶體管MO部分地接通允許啟動電流流過LED O和LED I通過電感器LO和晶體管MO。
[0072]該啟動電流然后流過二極管Dl，并且將電荷置于電容器CVCC上(即對LED驅動器14的電源充電)。例如，如圖2C所圖解的，在LED驅動器14的VCC管腳處的電壓初始地開始于零伏特，然后開始上升，直到在VCC管腳處的電壓達到大于在該示例中的(7V)的電壓。在該示例中，啟動電流流過ILED電流流過的相同單輸入多功能管腳。因此，電源充電和ILED電流開關無需附加的管腳，并且LED驅動器14的同一管腳可以用于這兩個目的。
[0073]在啟動之后，LED驅動器14被配置在正常操作模式下。在正常操作模式下，CVCC電容器完全由啟動電流充電，并且將功率傳送到LED驅動器14的各個組件。然而，功率的傳送消耗跨CVCC電容器的電荷，并且CVCC電容器可能要求周期性地重新充電，從而CVCC電容器可以在正常操作期間提供功率。
[0074]在本公開中所公開的技術中，可以經由同一單輸入多功能管腳在正常操作期間對CVCC電容器供電，從而所述技術在啟動期間用于ILED電流開關以及用于對CVCC電容器充電。然而，在此情況下，并非依賴于流過LED驅動器14的單輸入多功能管腳(即DRAIN管腳)的啟動電流，所述技術依賴于AC耦接到LED驅動器14的單輸入多功能管腳以用于在正常操作期間的功率充電的電壓。
[0075]返回參照圖1，在正常操作期間，控制器16如期望那樣可以引起ILED電流接通或關斷。例如，可以存在期望LED O和LED I關斷時的特定時間以及期望LED O和LED I接通時的特定時間。接通以及關斷LED O和LED I意味著把ILED電流切換為導通和斷開。把ILED電流切換為導通和斷開影響外部電路上的各個電壓節點(諸如標記為HV節點的晶體管MO的漏極節點)。
[0076]例如，如上所述，當ILED電流處于導通時，晶體管Ml接通，在晶體管Ml的漏極節點(其也是晶體管MO的源極節點)處的電壓為低。另外，當ILED電流處于導通時，在晶體管MO的漏極節點(即HV節點)處的電壓也為低。當ILED電流處于斷開時，晶體管Ml關斷，并且在晶體管Ml的漏極節點(其也是晶體管MO的源極節點)處的電壓為高。當ILED電流處于斷開時，在晶體管MO的漏極節點(即HV節點)處的電壓也為高。
[0077]相應地，在正常操作期間，在HV節點處的電壓歸因于把ILED電流切換為導通和斷開而上升和下降。本公開中所描述的技術利用在HV節點處的電壓的上升和下降來對CVCC電容器充電。
[0078]例如，如圖1所圖解的，晶體管MO的漏極節點和晶體管MO的源極節點經由電容器C2彼此連接。根據本公開中所描述的技術，當控制器16把ILED電流切換為斷開(即通過關斷晶體管Ml)時，在晶體管MO的漏極節點(即HV節點)處的電壓上升。電容器C2將在晶體管MO的漏極節點處的電壓改變AC耦接到晶體管MO的源極節點。
[0079]如在本公開中所使用的那樣，AC耦接針對跨電容器(例如電容器C2)的電壓的同步改變。為了簡明，本公開可以使用術語“耦接”作為對“AC耦接”的替代。這樣的耦接是因為跨電容器的電壓無法瞬時改變。例如，如果在HV節點處的電壓快速地改變，則電容器C2引起在LED驅動器14的DRAIN管腳處的電壓快速地改變，從而跨電容器C2的電壓保持相同。例如，如果在HV節點處的電壓快速地上升，則電容器C2引起在LED驅動器14的DRAIN管腳處的電壓同樣快速地上升，從而跨電容器C2的電壓是相同的。如果在HV節點處的電壓快速地下降，則電容器C2引起在LED驅動器14的DRAIN管腳處的電壓同樣快速地下降，從而跨電容器C2的電壓是相同的。
[0080]然而，如果在HV節點處的電壓達到穩定的DC電壓電平(例如不快速地上升或快速地下降)，則電容器C2運轉為高阻抗單元(例如電容器C2運轉為高通濾波器，其濾掉DC電壓電平)。換句話說，對于AC電壓，在存在電壓電平的突然、快速改變的情況下，電容器C2運轉為低阻抗單元，并且很少以至沒有跨電容器C2的降低。對于DC電壓而言，在沒有電壓電平的突然、快速改變的情況下，電容器C2運轉為高阻抗單元。以此方式，電容器C2將來自晶體管MO的漏極節點的電壓AC耦接到LED驅動器14的DRAIN管腳(其也是晶體管Ml的漏極節點)。
[0081]如所圖解的那樣，晶體管MO的源極節點連接到LED驅動器14的同一單輸入多功能管腳。經由電容器C2從HV節點到LED驅動器14的單輸入多功能管腳的所耦接的電壓(即AC耦接的)對電容器CVCC充電。例如，在啟動之后以及在正常操作期間，隨著電容器CVCC將功率提供給LED驅動器14的組件，電容器CVCC上的電荷耗散。然而，因為在HV節點處的電壓基于ILED電流何時流動而在正常操作期間上升以及下降，所以電容器C2將電壓從HV節點耦接(即AC耦接)到單輸入多功能管腳，其進而對電容器CVCC重新充電，從而電容器CVCC可以保持將功率供給至LED驅動器14的組件。
[0082]以此方式，所述技術提供對LED驅動器14的電源充電的兩種不同方式:在啟動期間的第一方式和在正常操作期間的第二方式。在啟動和正常操作中兩者，所述技術利用LED驅動器14的同一管腳，并且僅LED驅動器14的該管腳(即僅LED驅動器14的DRAIN管腳)，以用于電源充電(即LED驅動器14的同一管腳并且沒有LED驅動器14的另外管腳)。例如，在啟動期間，流過LED驅動器14的DRAIN管腳的電流對電容器CVCC充電，并且在正常操作期間，在晶體管MO的漏極節點處的電壓通過LED驅動器14的DRAIN管腳的耦接對電容器CVCC充電。在這些示例中，對為了在LED驅動器14的啟動和正常操作這兩者期間的這樣的功率充電的目的而言無需LED驅動器14的另外管腳。
[0083]利用這兩種不同的方式對LED驅動器14的電源充電允許LED驅動器14自己供給其電壓。例如，LED驅動器14芯片無需連接到外部功率源。相反，在LED驅動器14的單輸入多功能管腳(即DRAIN管腳)處的電流和電壓足以對LED驅動器14的電源充電。
[0084]如所圖解的那樣，LED驅動器14的VCC管腳連接到CVCC電容器和二極管D1。雖然二極管Dl圖解為在LED驅動器14外部，但在一些示例中，二極管Dl可以在LED驅動器14內部。二極管Dl為在DRAIN管腳處的電壓提供保護電平。例如，在室溫時，跨二極管Dl的電壓下降是0.7V。二極管Dl鉗位在DRAIN管腳處的電壓，從而在DRAIN管腳處的電壓不會大于VCC+0.7V，其中，VCC是跨CVCC電容器的電壓，并且0.7V是二極管Dl的電壓二極管壓降。在一些示例中，VCC電壓可以近似是12V，如圖2C所圖解的。
[0085]二極管D2也可以為在DRAIN管腳處的電壓提供保護。例如，二極管D2可以鉗位在DRAIN管腳處的電壓，從而該電壓不會小于-0.7V。以此方式，二極管Dl鉗位在DRAIN管腳處的電壓，從而該電壓不會大于VCC+0.7V，而二極管D2鉗位DRAIN管腳的電壓，從而該電壓不會小于-0.TL.
[0086]在一些示例中，雖然圖1中未示出，但LED驅動器14的VCC管腳可以連接到附加二極管。這些二極管可以鉗位VCC的電壓，從而在VCC管腳處的電壓無法上升為高。例如，如果在HV節點(即晶體管MO的漏極)處的電壓快速地上升并且上升到高電平，則在VCC管腳處(即跨電容器CVCC)的電壓可以可能快速地上升并且上升到高電平。然而，可能不期望在VCC管腳處的電壓上升到這樣的電平，并且LED驅動器14內或LED驅動器14外部并且連接到VCC管腳的附加鉗位二極管可以確保在VCC管腳處的電壓(例如電源電壓)不上升得太高。在一些示例中，二極管可以要求VCC的電壓到18V (即VCC電壓不會大于18V)。
[0087]除了允許經由同一單輸入多功能管腳在啟動和正常操作期間的ILED電流開關和LED驅動器14的電源的充電之外，本公開中所描述的技術還可以利用LED驅動器14的同一單輸入多功能管腳，以用于波谷檢測和零電流電平檢測。如以下更詳細地描述的那樣，波谷檢測電路18和零電流檢測電路20可以分別被配置用于波谷檢測和零電流電平檢測。
[0088]波谷檢測指代檢測晶體管MO的漏極節點上的振蕩的出現。在一些示例中，如更詳細地描述的那樣，波谷檢測電路18可以被配置為實現準諧振技術。例如，當在晶體管MO的漏極節點處的電壓(可能地歸因于振蕩)達到波谷點時，波谷檢測電路18可以引起晶體管MO和Ml接通回導通，這關于功率節約和效率是可能有利的。
[0089]在ILED電流流過LED O和LED I的同時，在晶體管MO的漏極節點處的電壓是相當穩定的。例如，在晶體管MO和Ml都接通的同時，ILED電流流過晶體管MO和Ml。在導通之后，當晶體管MO和Ml都關斷時，ILED電流并不立即下降到零。相反地，ILED電流歸因于電感器LO和電容器Cl (即浮動降壓拓撲)而線性地下降到零。
[0090]在ILED電流流過晶體管MO和Ml時的時間期間以及在ILED電流通過電感器LO和電容器Cl耗散時的時間期間，在晶體管MO的漏極節點處的電壓是穩定的(例如不波動的DC電壓)。然而，在ILED電流達到零電平之后短暫地，在晶體管MO的漏極節點處的電壓開始振蕩(例如環(ring))。例如，在晶體管MO的漏極節點處的電壓以紋波方式開始上升以及下降。在漏極節點處下降然后上升的電壓可以被看作創建波谷。本公開中所描述的技術基于在同一單輸入多功能管腳(即DRAIN管腳)處的電壓來檢測這樣的波谷的出現(即波谷檢測)。
[0091]在晶體管MO的漏極節點處的電壓振蕩的原因可以歸因于晶體管MO是功率晶體管(例如功率M0SFET)，并且功率MOSFET連接到電感器(例如電感器L0)的特性在于:當電流耗散時，在漏極節點處的電壓振蕩。如果晶體管MO在漏極節點處電壓開始振蕩之時(例如，實現準諧振技術)接通回導通，則可能存在與如果晶體管MO在振蕩期間接通回導通相比的開關功率方面的減少以及效率方面的總體增加。換句話說，如果在振蕩中在出現第一波谷點時把晶體管MO接通回導通，則可以實現開關功率方面的減少以及效率增益。相應地，可能有益的是，檢測振蕩在晶體管MO的漏極節點處的出現，從而確定晶體管MO應何時接通回導通。
[0092]圖3A是圖解流過LED驅動器系統的一個或更多個LED的電流的幅度的波形。圖3B和圖3C是圖解在LED驅動器系統的各個節點處的電壓的波形。具體地說，圖3A -圖3C是用于圖解在HV節點處的電壓振蕩的出現性的概念性波形。
[0093]例如，圖3A圖解ILED電流流過LED O和LED I。在開關導通時間期間，如圖3B所圖解的，晶體管MO和Ml接通，并且隨著ILED電流流過晶體管MO和Ml，ILED電流的幅度快速地上升。在開關斷開時間時，也如圖3B所圖解的，ILED電流不立即關斷。相反，如圖3A所圖解的，ILED電流線性地耗散降到零安培(A)的幅度。如上所述，ILED電流的這種線性耗散的原因，并非ILED電流的瞬時下降，而是歸因于包括電感器LO和電容器Cl的浮動降壓拓撲。在本公開中，從晶體管MO和Ml關斷時到ILED電流變為零時的時間的時間的量被稱為電流耗散持續時間。
[0094]圖3B圖解在外部晶體管MO的漏極節點處的電壓。在開關導通時間期間(即當晶體管MO和Ml接通時)，在外部晶體管MO的漏極節點(即HV節點)處的電壓近似是零伏特。當在開關斷開時間晶體管MO和Ml關斷時，在外部晶體管MO的漏極節點處的電壓在電流耗散持續時間期間是穩定的。例如，隨著電流通過浮動降壓拓撲耗散，在HV節點處的電壓處于穩定的DC電壓。然后，在電流耗散持續時間之后短暫地(即在ILED電流達到零之后短暫地)，在HV節點處的電壓振蕩，如圖3B中的虛線橢圓所圖解的。
[0095]如所圖解的那樣，在ILED電流的幅度達到零安培之后短暫地，在HV節點處的電壓快速地下降，然后上升，然后下降，然后上升，依此類推，直到下一開關導通時間。按下降和上升周期的電壓下降的量可以變化。這種在HV節點處的電壓的下降和上升創建電壓“波谷”，并且波谷可以由作為針對該波谷最低的電壓的波谷點來標識。例如，在HV節點處的電壓的初始下降隨后上升創建在HV節點處的局部最小電壓(例如第一電壓波谷點)。在上升之后，有在HV節點處的電壓的另一下降隨后另一上升，這樣創建在HV節點處的另一局部最小電壓(例如第二電壓波谷點)。每個局部最小電壓的電壓電平可以是不同的。
[0096]在一些示例中，在電壓波谷點處將晶體管MO接通回導通所需的功率的量小于在峰值點處將晶體管MO接通回導通所需的功率的量。相應地，可以通過在出現第一電壓波谷點時將晶體管MO接通回導通而不是在峰值點或中間點處(例如在波谷點與峰值點之間)將晶體管MO接通回導通來實現功率節約。通過在波谷點處而不是在峰值點或中間點處將晶體管MO接通回導通所實現的功率節約可以導致更好的開關效率。
[0097]在一些示例中，本公開中所描述的技術可以在不利用LED驅動器14的任何其它輸入管腳的情況下利用LED驅動器14的單輸入多功能管腳(DRAIN管腳)的電壓輸入來檢測振蕩的出現(例如經由波谷檢測)。換句話說，除了在DRAIN管腳處的連接之外，LED驅動器14可以不需要任何對連接到LED O和LED I的外部電路的連接來實現波谷檢測。
[0098]圖3C圖解在LED驅動器14的單輸入多功能管腳(DRAIN管腳)處的電壓。如所圖解的那樣，在LED驅動器14的DRAIN管腳處的電壓展現出與在HV節點處的電壓相似的特性。例如，在開關打開時間期間，在LED驅動器14的DRAIN管腳處的電壓近似是零伏特。在開關斷開時間之后，并且在電流耗散持續時間期間，在LED驅動器14的DRAIN管腳處的電壓是穩定的(例如處于DC電壓)。然而，在ILED電流達到零之后短暫地(即在電流耗散持續時間之后短暫地)，與在HV節點(外部晶體管MO的漏極節點)處的電壓相似，在LED驅動器14的DRAIN管腳處的電壓也開始振蕩。
[0099]與在外部晶體管MO的漏極節點處的電壓相似在DRAIN管腳處的電壓開始振蕩的原因歸因于電壓從外部晶體管MO的漏極節點AC耦接到LED驅動器14的DRAIN管腳。例如，在外部晶體管的漏極節點處的振蕩歸因于電壓的下降和上升而顯現為AC電壓，并且本公開中所描述的技術可以將AC電壓耦接到LED驅動器14的DRAIN管腳。
[0100]例如，如圖1所圖解的，外部電路包括電容器C2。如上所述，電容器C2的功能之一是將在外部晶體管MO的漏極節點處的電壓耦接(即AC耦接)到LED驅動器14的DRAIN管腳，以在正常操作期間對電容器CVCC重新充電，從而電容器CVCC可以將功率提供給LED驅動器14。在本公開中所描述的技術中，電容器C2的另一功能是將在外部晶體管MO的漏極節點處的電壓AC耦接到LED驅動器14的DRAIN管腳，從而LED驅動器14可以檢測在外部晶體管MO的漏極節點處的波谷的出現。
[0101]如上所述，如本公開中所使用的電壓的AC耦接可以意味著其中AC電壓通過但DC電壓不能通過的耦接。例如，跨電容器C2的電壓可能并不瞬時改變，這是電容器的基本性質。因此，當在晶體管MO的漏極節點處的電壓歸因于AC電壓振蕩而快速地下降時，在LED驅動器14的DRAIN管腳處的電壓也快速地下降，從而跨電容器C2的電壓保持相同。相似地，當在晶體管MO的漏極節點處的電壓歸因于AC電壓振蕩而快速地上升時，在LED驅動器14的DRAIN管腳處的電壓也快速地上升，從而跨電容器C2的電壓保持相同。然而，電容器C2不允許DC電壓通過。
[0102]根據本公開中所描述的技術，LED驅動器14可以利用在LED驅動器14的單輸入多功能管腳(即DRAIN管腳)處的所耦接的電壓，以用于波谷檢測。例如，如圖1所圖解的，LED驅動器14的DRAIN管腳連接到電容器C4，其中，電容器C4在LED驅動器14內部。電容器C4將在LED驅動器14的DRAIN管腳處的電壓耦接到在圖1中標記為ZCVS的節點。例如，與電容器C2相似，電容器C4提供用于AC電壓提供低阻抗路徑，并且提供用于DC電壓的高阻抗路徑(例如運轉為高通濾波器)。
[0103]因此，根據本公開中所描述的技術，當有在晶體管MO的漏極節點處的電壓的突然改變時，電容器C2將電壓的突然改變耦接到LED驅動器14的單輸入多功能管腳(DRAIN管腳)。電容器C4然后將電壓的突然改變耦接到LED驅動器14內的ZCVS節點。相應地，一旦在晶體管MO的漏極節點(HV節點)處的電壓中存在振蕩(諸如突然下降)，電壓的突然下降就經由外部電容器C2和內部電容器C4耦接到LED驅動器14內部的ZCVS節點。
[0104]根據本公開中所描述的技術，控制器16的波谷檢測電路18可以利用在ZCVS節點處的電壓電平來確定在晶體管MO的漏極節點處的振蕩是否出現。然而，對于波谷檢測電路18而言，確定在晶體管MO的漏極節點處的振蕩是否出現可能需要穩定在ZCVS節點處的電壓。
[0105]耦接的一個效果在于，在沒有電流源1的情況下，在ZCVS節點處的電壓可以浮動。更詳細地描述電流源極10。例如，在ZCVS節點處的電壓自身將不參照于LED驅動器14內的任何電壓。換句話說，在LED驅動器14內的ZCVS節點處的電壓將歸因于耦接而上升以及下降，但AC電壓相對于其上升以及下降的電壓可能是不確定的。如所圖解的那樣，僅為了易于理解而僅假設在ZCVS節點處的電壓上升0.1V并且下降0.1V。然而，在此情況下，ZCVS節點從哪個電壓電平上升0.1V以及ZCVS節點從哪個電壓電平下降0.1V可能是未知的。
[0106]在沒有在ZCVS節點處的電壓相對于其上升以及下降的某種基準電壓的情況下，波谷檢測電路18可能不能確定在ZCVS節點處的電壓上升或下降。例如，在沒有某種傳送在ZCVS節點處的電壓相對于其上升或下降的基本上恒定的電壓的電路的情況下，在ZCVS節點處的電壓并不被參照為與波谷檢測電路18相同的電壓。
[0107]根據本公開中所描述的技術，LED驅動器14可以包括傳送基本上恒定的電壓(例如DC電壓)的內部電路，在ZCVS節點處的電壓可能跨經所述基本上恒定的電壓擺動(例如上升以及下降)。例如，圖1圖解電流源1和二極管D3-D5，它們都在LED驅動器14內部。電流源極1和二極管D3-D5是傳送在ZCVS節點處的電壓可能跨經其擺動的基本上恒定的電壓的內部電路的示例組件。用以傳送這樣的基本上恒定的電壓(例如DC電壓)的其它技術也可以是可能的，并且本公開中所描述的技術不限制于使用電流源1和二極管D3-D5來傳送在ZCVS節點處的電壓可跨經其擺動的基本上恒定的電壓。
[0108]電流源1可以是獨立的電流源，其輸出固定量的電流。如所圖解的那樣，電流源1連接到LED驅動器14的VCC管腳，其意味著電流源1所輸出的電流被參照為與將功率提供給包括波谷檢測電路18的LED驅動器14的其余部分的電壓相同的電壓。在正常溫度時，二極管D3和D4均提供電壓電平的(均)0.7V改變，以用于跨D3和D4的總共1.4V。因此，從與跨二極管D3和D4的電壓組合的電流源1流動的電流在ZCVS節點處傳送近似1.4V的基本上恒定的電壓，并且在ZCVS節點處的所耦接的電壓相對于在ZCVS節點處的1.4 DC伏特上升以及下降。
[0109]對于正常溫度，二極管D5可以提供附加的安全性，以避免在ZCVS節點處的基本上恒定的(例如DC)電壓下降到-0.7V之下。二極管D5可能在每個示例中不是必須的。此夕卜，如果在ZCVS節點處期望大于1.4V的電壓電平，則附加的二極管可以與二極管D3和D4串聯連接。另外，如果在ZCVS節點處期望小于1.4V的電壓電平，則可以連接更少的二極管(例如，僅一個二極管，而不是二極管D3和D4)。
[0110]利用傳送基本上恒定的電壓的內部電路(例如電流源1以及二極管D3和D4)恰當地參照的ZCVS節點，波谷檢測電路18可以確定是否有在ZCVS節點處的電壓相對于在ZCVS節點處的DC電壓的任何改變。如果波谷檢測電路18確定有在ZCVS節點處的電壓的改變并且改變是足夠的幅值，則波谷檢測電路18可以確定在晶體管MO的漏極節點處的電壓開始振蕩。
[0111]在一些示例中，如果波谷檢測電路18確定在晶體管MO的漏極節點處的電壓開始振蕩，則響應于此，波谷檢測電路18可以引起控制器16把晶體管Ml接通回導通。重復地，當晶體管MO和Ml關斷時，并且在ILED電流已經完全耗散之后短暫地，在HV節點(晶體管MO的漏極節點)處的電壓振蕩出現。通過把接通晶體管Ml接通回導通，晶體管MO接通回導通，并且ILED電流可以流過晶體管MO和Ml。當ILED電流流過晶體管MO和Ml時，可以沒有任何電壓振蕩。以此方式，波谷檢測電路18可以確定(例如檢測)在晶體管MO的漏極節點處的電壓中波谷點何時出現，并且消除振蕩。在一些示例中，在波谷檢測電路18不檢測波谷點的情況下，控制器16可以在30us的斷開之后把晶體管Ml和MO接通回導通。
[0112]圖4A是圖解當波谷檢測被使能時流過LED驅動器系統的一個或更多個LED的電流的幅度的波形。圖4B和圖4C是圖解當波谷檢測被使能時在LED驅動器系統的各個節點處的電壓的波形。特別是，圖4A-圖4C是用于圖解當波谷檢測被使能時在HV節點處可能不存在任何電壓振蕩的概念性波形。
[0113]例如，與圖3A相似，圖4A圖解ILED電流流過LED O和LED I。例如，與圖3A相似，圖4A圖解在晶體管MO和Ml接通時的開關導通時間期間，ILED電流快速地上升并且流過晶體管MO和Ml。然后，在晶體管MO和Ml關斷時的開關斷開時間，ILED電流隨著時間緩慢地并且線性地耗散，直到ILED電流達到零的幅度。
[0114]然而，與圖3A不同，在圖4A中，在ILED電流達到零的幅度之后短暫地，ILED電流快速地上升回去。這是因為，波谷檢測電路18確定在HV節點處的電壓開始振蕩，并且響應于此，接通晶體管M1，這引起晶體管MO接通。這導致ILED電流再次流過晶體管MO和Ml。
[0115]例如，圖4B圖解在HV節點處的電壓。在此情況下，在開關斷開時間之后短暫地，在HV節點處的電壓下降。這是在HV節點處的電壓開始振蕩的指示。在圖4B中，虛線橢圓圖解在電流耗散持續時間之后短暫地在HV節點處的突然電壓下降。
[0116]根據本公開中所描述的技術，電容器C2將在HV節點處的突然電壓下降耦接到LED驅動器14的DRAIN管腳。電容器C4將在LED驅動器14的DRAIN管腳處的突然電壓下降耦接到LED驅動器14內的ZCVS節點。電流源1以及二極管D3和D4傳送在ZCVS節點處基本上恒定的(例如DC)電壓，并且電容器C4耦接到ZCVS節點的電壓引起在ZCVS節點處的電壓相對于電流源1以及二極管D3和D4所輸出的基本上恒定的電壓而下降。波谷檢測電路18接收在ZCVS節點處的電壓(其為所耦接的電壓和基本上恒定的電壓的組合)，并且確定相對于電流源1以及二極管D3和D4所輸出的基本上恒定電壓的電壓的下降足以指示在HV節點處的電壓振蕩開始，并且響應于此，引起控制器16把晶體管Ml接通回導通，這進而引起晶體管MO接通回導通，并且ILED電流快速地上升回去，如圖4A所圖解的。
[0117]相應地，圖4B圖解其中用以當檢測到晶體管MO的漏極節點處的振蕩時(例如當檢測到波谷點時)通過將晶體管Ml和MO接通回導通來節約開關功率的一個示例方式。根據本公開中所描述的技術，可以可能的是，僅利用LED驅動器14的單輸入多功能管腳(DRAIN管腳)而沒有直接或間接地經由外部電路連接到LED O和LED I的LED驅動器14的另外管腳來確定在晶體管MO的漏極節點處的振蕩中何時達到波谷點。例如，通過將在外部晶體管MO的漏極節點處的電壓耦接到LED驅動器14的信號輸入多功能管腳并且傳送所耦接的電壓可以跨經其擺動的LED驅動器14內部的基本上恒定的電壓，可以可能利用LED驅動器14的單個管腳來檢測外部晶體管MO的漏極節點上的振蕩的出現性。
[0118]圖4C圖解在LED驅動器14的DRAIN管腳處的電壓。如所圖解的那樣，在LED驅動器14的DRAIN管腳處的電壓通常跟蹤在HV節點(晶體管MO的漏極節點)處的電壓。雖然圖4C中未圖解，但在一些示例中，在DRAIN管腳上在開關斷開時間可能存在電壓的小紋波。小紋波的原因可以歸因于電壓從HV節點耦接到DRAIN管腳。例如，因為電容器C2進行的電壓的AC耦接，所以圖4B中以虛線橢圓圖解的小的電壓下降可以顯現為在DRAIN管腳處的電壓中的小紋波。
[0119]除了圖解其中波谷檢測電路18確定在晶體管MO的漏極節點處的振蕩是否開始出現的方式之外，圖4B和圖4C還圖解在正常操作期間對電源(電容器CVCC)重新充電的方式。如上所述，在當LED驅動器系統10連接到AC輸入時的啟動模式期間，通過流過晶體管MO的電流來對運轉為起用于LED驅動器14的電源作用的電容器CVCC充電。在電容器CVCC充電到特定電平從而電壓處于恰當電平之后，LED驅動器14在正常操作模式下操作。在正常操作模式下，并且電容器CVCC上的電荷放電，電容器CVCC需要重新充電，以提供適當的電壓電平。
[0120]如圖4B所圖解的，在晶體管MO的漏極節點處的電壓在開關斷開時間期間上升并且在開關導通時間期間下降。電容器C2將這種在晶體管MO的漏極節點處的電壓的改變耦接到LED驅動器14的DRAIN管腳，如圖4C所圖解的。根據本公開中所描述的技術，在正常操作模式下，在LED驅動器14的DRIAN管腳處的所耦接的電壓對電容器CVCC重新充電，從而在VCC管腳處的電壓處于適當的電壓電平，以用于將功率提供給LED驅動器14的組件。
[0121]如上所述，在ILED電流耗散到零之后短暫地，在晶體管MO的漏極節點處的振蕩出現。換句話說，存在從當ILED電流達到零安培時到在晶體管MO的漏極節點處的振蕩中出現第一波谷的延遲。
[0122]圖5A是圖解達到零的幅度的通過一個或更多個LED的電流的波形。圖5B和圖5C是圖解在通過一個或更多個LED的電流達到零的幅度之后在LED驅動器系統內的各個節點處的電壓電平的波形。例如，圖5A-圖5C圖解當ILED電流達到零的幅度時以及當在晶體管MO的漏極節點處的振蕩的第一波谷出現時的定時。
[0123]圖5A圖解在電流耗散持續時間期間的ILED電流耗散以及ILED電流達到零安培的點。圖5B圖解在晶體管MO的漏極節點(HV節點)處的電壓。如所圖解的那樣，于在晶體管MO的漏極節點處的電壓達到第一波谷點之前存在特定量的時間延遲。再次地，第一波谷的原因歸因于在晶體管MO的漏極節點處開始出現的振蕩。圖5C圖解在LED驅動器14的DRAIN管腳處(即在LED驅動器14的單輸入多功能管腳處)的電壓。
[0124]在一些示例中，可能有益的是，確定ILED電流耗散到零時的時間，并且在晶體管MO的漏極節點處的振蕩中的第一波谷的出現之前。例如，可以期望控制ILED電流的平均電流電平。為了確定ILED電流的平均電流電平，可以期望確定當ILED電流的幅度達到零安培時的時間。
[0125]本公開中所描述的技術可以利用同一單輸入多功能管腳來確定ILED電流達到零安培時的時間。如圖1所圖解的，控制器16的零電流檢測電路20接收在LED驅動器14內的ZCVS節點處的電壓作為輸入。零電流檢測電路20可以利用在LED驅動器14內的ZCVS節點處的電壓來確定ILED電流的幅度達到零時的近似。
[0126]圖6是更詳細圖解圖1的LED驅動器的控制器的電路圖。如所圖解的那樣，控制器16包括包括有比較器22的波谷檢測電路18以及包括有比較器28的零電流檢測電路20。也如所圖解的那樣，波谷檢測電路18和零電流檢測電路20均接收在LED驅動器14內的ZCVS節點處的電壓作為輸入。
[0127]波谷檢測電路18的比較器22可以對在ZCVS節點處的電壓與基準電壓(VRef I)進行比較。如果在ZCVS節點處的電壓小于VRefl電壓，則波谷檢測電路18可以確定在晶體管MO的漏極節點(HV節點)處的電壓開始振蕩。響應于此，比較器22可以將電壓輸出到RS觸發器24的重置(R)節點，指示在晶體管MO的漏極節點處的電壓開始振蕩。進而，RS觸發器24在RS觸發器24的Q節點上輸出引起晶體管Ml接通的電壓。如上所述，晶體管Ml接通引起晶體管MO接通，這然后引起ILED電流流過晶體管MO和M1，以消除在晶體管MO的漏極節點處的振蕩。
[0128]在一些示例中，RS觸發器24可以耦接到緩沖器25。緩沖器25可以將從Q節點接收到的電壓轉換為驅動晶體管Ml的柵極節點所需的適當電平。緩沖器25可能并非在每個示例中是必須的，并且可以合并為RS觸發器24的一部分。
[0129]零電流檢測電路20的比較器28可以對在ZCVS節點處的電壓與基準電壓(VRef2)進行比較。如果在ZCVS節點處的電壓小于VRef2電壓的電壓，則零電流檢測電路20可以確定ILED電流的幅度是零安培。響應于此，比較器28可以輸出引起開關SI接通的電壓，這導致電流流過電阻器RT并且在LED驅動器14的COMP管腳處對電容器CT充電。
[0130]與跨電容器CT的電壓對應的在LED驅動器14的COMP管腳處的電壓可以指示流過LED O和LED I的電流的平均量(即ILED電流的平均電流電平)。例如，如所圖解的那樣，峰值檢測和保持電路26接收在晶體管Ml的源極節點處的電壓。峰值檢測和保持電路26可以被配置為:檢測在晶體管Ml的源極節點處的峰值電壓并且保持該電壓電平。
[0131]如所圖解的那樣，峰值檢測和保持電路26將該電壓電平輸出到運算放大器(op-amp) 27。op-amp 27將峰值檢測和保存電路26所輸出的已保持的電壓電平轉換為電流。op-amp 27輸出的電流指示對電容器CT充電的電流的量。
[0132]例如，op-amp 27輸出到晶體管的柵極節點，并且當該晶體管接通時，電流通過電流鏡32并且通過晶體管沉入到大地。電流通過晶體管沉入到大地引起電流當開關S閉合時流過開關SI，并且對電容器CT充電。
[0133]在一些示例中，在ILED電流達到零安培的幅度之后，如零電流檢測電路20所確定的那樣，在控制器16引起晶體管Ml接通之前可能存在延遲，晶體管Ml接通進而引起晶體管MO接通。在該延遲期間，零電流檢測電路20可以引起開關SI打開，并且沒有電流用于對電容器CT充電。在其它時間期間(諸如當ILED電流的幅度不處于零安培時)，零電流檢測電路20可以引起開關SI閉合，并且允許電容器CT充電。以此方式，跨電容器CT的電壓可以表示流過LED O和LED I的電流的平均量。
[0134]如所圖解的那樣，另一比較器可以對跨電容器CT的電壓與基準電壓(VRef3 )進行比較。在一些示例中，比較器可以在AC輸入的一個AC半周期上對跨電容器CT的電壓與VRef3進行比較。比較器可以將比較結果輸出到恒定導通時間電路30。恒定到時間電路30進而可以將指示晶體管Ml應當導通還是斷開的電壓輸出到RS觸發器24的設置(S)節點。
[0135]在本公開中所描述的技術中，如果跨電容器CT的電壓高于VRef3，則針對下一 AC半周期，恒定導通時間電路30可以設置在RS觸發器24的S節點處的電壓，以使得晶體管Ml和晶體管MO處于導通達到比晶體管Ml和晶體管MO對于先前的AC半周期處于導通的時間量更短的時間段。如果跨電容器CT的電壓低于VRef3，則針對下一 AC半周期，恒定導通時間電路30可以設置在RS觸發器24的S節點處的電壓，以使得晶體管Ml和晶體管MO處于導通達到比晶體管Ml和晶體管MO對于先前的AC半周期處于導通的時間量更長的時間段。
[0136]換句話說，恒定導通時間電路30設置晶體管Ml和晶體管MO針對AC輸入電壓的半周期將處于導通的時間量。針對AC輸入電壓的下一半周期，恒定導通時間電路30可以增加晶體管Ml和晶體管MO處在導通的時間量或減少晶體管Ml和晶體管MO處在導通的時間量。通過控制晶體管Ml和MO處在導通的時間量，LED驅動器14經由控制器16可以能夠控制ILED電流的平均量。例如，作為一個示例，跨電容器CT的電壓表示ILED電流的平均量，并且恒定導通時間電路30在每半周期的基礎上通過修改晶體管Ml和MO處在導通的時間量來控制ILED電流的平均量。恒定導通時間電路30可以控制晶體管Ml和MO處在導通的時間量與按半周期的基礎相比更長或更短。
[0137]相應地，零電流檢測電路20可以允許恒定導通時間電路30精確地控制流過LED O和LED I的平均電流。例如，通過控制開關SI閉合或打開，允許跨電容器CT的電壓提供流過LED O和LED I的平均電流的精確測量。以此方式，零電流檢測電路20可以確保通過控制開關SI，恒定導通時間電路30可以能夠精確地控制流過LED O和LED I的平均電流(SP跨電容器CT的電壓與VRef3的比較結果是ILED電流的精確估計)。
[0138]以此方式,恒定導通時間電路30可以確定保持晶體管MO和Ml導通多長時間，以將流過LED O和LED I的平均電流保持為期望的電平。波谷檢測電路18可以確定把晶體管MO和Ml接通回導通的時間(即在檢測到波谷點時)。例如，當晶體管MO和Ml接通時，ILED電流從零安培斜升。當晶體管MO和Ml關斷時，ILED電流耗散減到零安培。在圖1所圖解的浮動降壓拓撲中，如果通過晶體管MO和Ml的電流為低或流過二極管DO的電流為低，則電容器Cl可以提供ILED電流流過LED O和LED I所需要的電荷。
[0139]根據本公開中所描述的技術，VRefl電壓和VRef2電壓可以是不同的。在一些示例中，VRefl電壓可以小于VRef2電壓。如圖5B和圖5C所圖解的，在ILED電流的幅度達到零安培之后短暫地，在HV節點處和DRAIN管腳處的電壓下降。通過設置大于VRefl的VRef2的電壓電平，當在ZCVS節點處的電壓下降到VRef2電壓電平之下時，LED驅動器14經由零電流檢測電路20可以確定ILED電流已經達到零安培。然后，隨著在ZCVS節點處的電壓保持下降并且下降到VRefl電壓電平之下，LED驅動器14經由波谷檢測電路18可以確定在晶體管MO的漏極節點處的電壓開始振蕩。
[0140]應理解，僅為了圖解的目的而描述將比較器利用于波谷檢測和零電流檢測。例如，對于確定在晶體管MO的漏極節點處的電壓何時開始振蕩以及對于確定ILED電流的幅度已經達到零安培而言，波谷檢測電路18和零電流檢測電路20不需要一定分別利用比較器22和28。用于確定在晶體管MO的漏極節點處的電壓何時開始振蕩以及用于確定ILED電流的幅度何時已經達到零安培的依賴于在ZCVS節點處的電壓的其它技術可以是可能的。
[0141]圖7A是圖解用于圖解其中可以實現波谷檢測和零電流檢測的方式的通過一個或更多個LED的電流的波形。圖7B-圖7D是圖解在LED驅動器系統內的各個節點處的電壓以圖解其中可以實現波谷檢測和零電流檢測的方式的波形。例如，圖7A圖解在電流耗散持續時間期間ILED電流耗散,隨后快速地上升,并且然后在電流耗散持續時間期間耗散。
[0142]圖7B是圖解在ILED電流耗散和上升的持續時間上在LED驅動器14內的ZCVS節點處的電壓的波形。圖7B還圖解VRefl和VRef2的示例電壓電平。例如，VRef2的電壓電平被圖解為大于VRefl的電壓電平。在該示例中，隨著ZCVS的電壓電平下降到VRef2之下，在ILED電流的幅度下降到零安培之后，零電流檢測電路20經由比較器28可以確定在ZCVS節點處的電壓小于VRef2的電壓，并且確定ILED電流的幅度在剛好最近已經達到零安培。另外，隨著ZCVS的電壓電平進一步下降到VRefl之下，波谷檢測電路18經由比較器22可以確定在ZCVS節點處的電壓小于VRefl的電壓，并且確定在晶體管MO的漏極節點處的電壓開始振蕩。圖7C和圖7D分別圖解在晶體管MO的漏極節點和LED驅動器14的DRAIN管腳處的電壓。
[0143]以此方式，本公開中所描述的技術提供閉環技術，其依賴于LED驅動器14的單個管腳來實現ILED電流開關，在啟動和正常操作模式期間對LED驅動器14的電源充電，確定外部晶體管MO的漏極節點上的電壓振蕩是否開始出現，并且在電流耗散持續時間之后確定ILED電流的幅度是否已經達到零。因為當LED驅動器14經由波谷檢測電路18確定在晶體管MO的漏極節點處的電壓開始振蕩時，LED驅動器14被配置為接通晶體管MO (即準諧振操作)，所以所述技術可以被稱為閉環。另外，因為當LED驅動器14經由零電流檢測電路20確定ILED電流的幅度已經達到零安培時，恒定導通時間電路30能夠控制ILED電流的平均幅度，所以所述技術可以被稱為閉環。
[0144]利用LED驅動器14的DRAIN管腳作為單輸入多功能管腳可以允許LED驅動器14僅要求五個管腳。例如，LED驅動器14可以僅要求所述技術利用以執行多種不同功能的DRAIN管腳、從電容器CVCC接收電源電壓的VCC管腳、用于ILED電流離開LED驅動器14的情況的VCS管腳、用于確定ILED電流的平均量的COMP管腳以及為功率管腳(VCC)提供大地基準的大地(GND)管腳。
[0145]本公開中所描述的技術可以相對于一些其它所提出的技術提供優點。例如，美國專利8，253，350 B2 (在此又稱為‘350專利)描述了一種LED驅動器，并且圖解‘350專利的圖4中的‘350專利的LED驅動器。雖然‘350專利的技術利用用于電流開關的外部和內部晶體管，并且利用用于啟動功率的外部晶體管，但‘350專利并未提供通過其確定外部晶體管的漏極節點上是否存在任何振蕩的機構，并未提供當振蕩時自動地接通外部晶體管用于功率節約增益的機構，更不用說利用通過一個或更多個LED的電流經過其流入LED驅動器中的同一管腳。相應地，‘350專利的技術可能不提供如本公開中所描述的那樣與響應于振蕩而將外部晶體管接通回導通關聯的效率。
[0146]此外，‘350專利中所描述的技術可能依賴于脈寬調制信號來確定晶體管何時接通以及關斷。在此情況下，‘350專利中所描述的技術可能并不提供閉環機構來確定通過一個或更多個LED的電流何時達到零安培的幅度，與本公開中所描述的技術不同。相反，‘350專利中所描述的技術依賴于脈寬調制的定時，這提供開環機構以確定通過一個或更多個LED的電流何時達到零安培的幅度，這可能不如本公開中所描述的閉環技術那樣精確。
[0147]另外，‘350專利中所描述的技術可能要求LED驅動器的多個管腳來連接到LED驅動器外部的并且連接到一個或更多個LED的電路。相應地，‘350專利的LED驅動器可能要求比本公開中所描述的技術更多的管腳，這可能導致包括LED驅動器的電路板上的更高的成本和更多的裸片面積。
[0148]在用于NXP的SSL21081/SSL21083 LED驅動器的數據表單中描述了另一種所提出的技術。例如，在用于SSL21081/SSL21083 LED驅動器的數據表單中的圖3圖解LED驅動器與用于驅動一個或更多個LED的其它組件的連接。在該所提出的技術中，可以可能確定在外部晶體管的漏極節點處的電壓是否開始振蕩。然而，在NXP的數據表單中所描述的技術中，LED驅動器要求用于電源充電的多個管腳，并且管腳全都不是通過一個或更多個LED的電流經過其流入LED驅動器的同一管腳。例如，NXP的數據表單中所描述的技術要求在啟動期間經過其對電源充電的一個管腳以及在正常模式期間經過其對電源充電的另一管腳，其中，這些管腳全都不是通過一個或更多個LED的電流經過其流入LED驅動器中的同一管腳。
[0149]圖8是圖解根據本公開中所描述的技術的示例技術的流程圖。如所圖解的那樣，所述技術可以基于流過一個或更多個LED進入LED驅動器的輸入管腳中的電流而在啟動期間對LED驅動器的電源充電(34)。例如，在啟動期間，當LED驅動器系統10連接到功率源(例如AC輸入或DC輸入功率源)時，晶體管MO接通，并且ILED電流流過晶體管MO并且經由LED驅動器14的單輸入多功能管腳(DRAIN管腳)進入LED驅動器14中。這種電流的流動對電容器CVCC充電，電容器CVCC是LED驅動器14的電源。
[0150]本公開的技術可以基于在LED驅動器的輸入管腳處的電壓而在正常操作期間對LED驅動器的電源充電(36)。例如，在正常操作期間，電容器CVCC可以將功率提供給LED驅動器14的組件，這引起電容器CVCC放電。所述技術可以利用在LED驅動器14的DRAIN管腳處的電壓來對電容器CVCC重新充電。例如，在正常操作期間，在晶體管MO的漏極節點處的電壓改變。電容器C2將這種電壓的改變耦接到LED驅動器14的DRAIN管腳，這進而對電容器CVCC重新充電。
[0151]本公開的技術還基于在LED驅動器的輸入管腳處的電壓來確定在外部節點(例如在LED驅動器14外部的外部晶體管MO的漏極節點)處的電壓是否開始振蕩(38)。此外，所述技術可以基于在LED驅動器的輸入管腳處的電壓來確定流過一個或更多個LED的電流是否已經達到零安培的幅度(40)。在一些示例中，所述技術可以依賴于僅在LED驅動器的輸入管腳處的電壓來確定在外部節點處的電壓是否開始振蕩，并且確定流過一個或更多個LED的電流是否已經達到零安培的幅度。
[0152]例如，LED驅動器14包括電容器C4，并且電容器C4可以將在輸入管腳(DRAIN管腳)處的電壓耦接到LED驅動器14的內部節點。在本公開中，LED驅動器14的該內部節點被稱為ZCVS節點。控制器16可以基于在內部節點(ZCVS節點)處的所耦接的電壓來確定在晶體管MO的漏極節點處的電壓是否開始振蕩，并且確定流過一個或更多個LED的電流是否已經達到零的幅度。
[0153]然而，在一些情況下，因為另外地在內部節點處的所耦接的電壓可以是浮動的，所以可能期望傳送在內部節點處基本上穩定的電壓。在一些示例中，LED驅動器14包括在內部節點處提供基本上穩定的(例如DC)電壓的電路。在這些示例中，控制器16可以基于作為所耦接的電壓和基本上恒定的電壓的組合的在內部節點(例如ZCVS節點)處的電壓來確定在晶體管MO的漏極節點處的電壓是否開始振蕩，并且確定流過一個或更多個LED的電流是否已經達到零的幅度。在一些示例中，在內部節點處提供基本上恒定的電壓的電路可以包括電流源1以及一個或模式二極管D3和D4。電流源1所輸出的電流提供穩定的DC電壓，并且一個或更多個二極管D3和D4設置基本上恒定的電壓的電壓電平。
[0154]為了確定在晶體管MO的漏極節點處的電壓是否開始振蕩，控制器16的波谷檢測電路18可以包括比較器22。比較器22可以對在內部節點(ZCVS節點)處的電壓與基準電壓(VRefl)進行比較，并且波谷檢測電路18可以基于所述比較來確定在晶體管MO的漏極節點處的電壓是否開始振蕩。相似地，為了確定流過一個或更多個LED的電流是否已經達到零的幅度，控制器16的零電流檢測電路20可以包括比較器28。比較器28可以對在內部節點(ZCVS節點)處的電壓與基準電壓(VRef2)進行比較，并且零電流檢測電路20可以基于所述比較來確定流過一個或更多個LED的電流(ILED電流)是否已經達到零的幅度。
[0155]在一些示例中，因為在晶體管MO的漏極節點處的電壓開始振蕩之前短暫地，ILED電流達到零的幅度，所以VRef2的電壓電平可以大于VRefl的電壓電平。因此，在波谷檢測電路18確定在晶體管MO的漏極節點處的電壓開始振蕩之前短暫地，零電流檢測電路20可以確定流過一個或更多個LED的電流已經達到零的幅度。
[0156]圖9是圖解根據本公開中所描述的技術的另一示例技術的流程圖。如所圖解的那樣，所述技術可以引起電流流過一個或更多個LED通過晶體管并且流入LED驅動器中(42)。例如，當晶體管MO接通時，ILED電流流過LED O和LED I通過晶體管MO并且在LED驅動器14的單輸入多功能管腳(DRAIN管腳)處流入LED驅動器14中。
[0157]所述技術可以將在晶體管的漏極節點處的電壓的改變耦接到晶體管的源極節點
(44)。例如，電容器C2可以將在晶體管MO的漏極節點處的電壓的改變耦接到晶體管MO的源極節點。這樣的電容器C2進行的電壓的耦接可以提供至少兩種功能。第一種功能可以是在正常操作模式期間對LED驅動器14的電源(例如電容器CVCC)充電。第二種功能可以是耦接由在晶體管MO的漏極節點處的電壓開始振蕩引起的在晶體管MO的漏極節點處的電壓的改變。
[0158]所述技術可以將電阻器、電容器和齊納二極管連接到晶體管的柵極節點(46)。例如，電阻器R0、電容器C3和齊納二極管都連接到晶體管MO的柵極節點。電阻器RO進一步連接到LED驅動器系統10的功率源。
[0159]在啟動期間，電阻器RO可以逐漸對電容器C3充電，直到跨電容器C3的電壓變為大得足以接通晶體管MO。在晶體管MO接通的情況下，電流流過晶體管MO，并且引起電容器CVCC充電。在啟動期間，晶體管Ml可以處于斷開。齊納二極管ZO可以鉗位跨電容器C3的電壓，以限制跨電容器C3的電壓。作為一個示例，齊納二極管ZO可以將跨電容器C3的電壓限制為不大于12V。
[0160]如上所述，LED O和LED 1、電容器Cl、電感器LO以及二極管DO —起形成浮動降壓拓撲。然而，本公開中所描述的技術不限于浮動降壓拓撲。例如，本公開中所描述的技術可以擴展到其中LED O和LED I形成為抽頭降壓拓撲和準反激拓撲的部分的示例。
[0161]圖10是圖解根據本公開中所描述的一個或更多個示例的抽頭降壓拓撲的電路圖。圖10的抽頭降壓拓撲可以與圖1的浮動降壓拓撲相似。然而，抽頭降壓拓撲包括附加電感器LI和二極管D6。電感器LO和LI可以彼此連接，并且二極管D6可以將電感器LO和LI連接到AC輸入線路。
[0162]圖1lA和圖1lB是分別圖解流過浮動降壓拓撲和抽頭降壓拓撲的電流的波形。圖1lA和圖1lB圖解浮動降壓拓撲與抽頭降壓拓撲中的ILED電流之間的差異。例如，如圖1lB所圖解的，相對于圖1lA所圖解的浮動降壓拓撲的ILED電流，當ILED電流流過晶體管MO和Ml時，電流上升，并且在用于抽頭降壓拓撲的時間的開關之前存在輕微環(ring)。另外，如圖1lB所圖解的，相對于圖1lA所圖解的浮動降壓拓撲的ILED電流，對于抽頭降壓拓撲而言，當ILED電流流過晶體管MO和Ml時，電流上升到一個電平，然后快速地跳到更高的電平。
[0163]圖12是圖解根據本公開中所描述的一個或更多個示例的準反激拓撲的電路圖。在準反激拓撲中，以變壓器Tl來代替浮動降壓拓撲的電感器LO。例如，二極管DO連接到變壓器Tl的第一側，并且電容器Cl以及LED O和LED I連接到變壓器Tl的第二側。
[0164]圖13A和圖13B是分別圖解流過浮動降壓拓撲和準反激拓撲的電流的波形。如圖13B所圖解的，準反激拓撲中的ILED電流的上升比圖13A所圖解的浮動降壓拓撲中的ILED電流的上升更快。此外，在準反激拓撲中的ILED電流達到其峰值之后，相對于圖13A所圖解的浮動降壓拓撲在電流下降之前存在某種潛在環(potential ringing)。另外,對于準反激拓撲而言，從當電流達到零的幅度時到當在晶體管MO的漏極節點處的電壓開始振蕩時的延遲可以比對于浮動降壓拓撲而言從當電流達到零的幅度時到當在晶體管MO的漏極節點處的電壓開始振蕩時的延遲更長。
[0165]已經描述了技術和電路的各種示例。這些和其它示例在下面權利要求的范圍之內。
【權利要求】
1.一種發光二極管(LED)驅動器，包括: 輸入管腳，其接收流過一個或更多個LED進入所述LED驅動器中的電流；以及 控制器，被配置為:基于在所述LED驅動器中接收所述電流的所述輸入管腳處的電壓來確定在所述LED驅動器外部的外部節點處的電壓是否開始振蕩，并且基于在同一輸入管腳處的電壓來確定流過所述一個或更多個LED的電流是否已經達到零的幅度。
2.如權利要求1所述的LED驅動器，其中，流入所述輸入管腳的電流在啟動模式期間對所述LED驅動器的電源充電，并且在所述輸入管腳處的電壓在正常操作模式期間對所述LED驅動器的所述電源充電。
3.如權利要求1所述的LED驅動器，其中，所述控制器被配置為:基于在所述LED驅動器的所述輸入管腳而非其它管腳處的電壓來確定在所述LED驅動器外部的所述外部節點處的電壓是否開始振蕩，并且確定流過所述一個或更多個LED的電流是否已經達到零的幅度。
4.如權利要求1所述的LED驅動器，還包括: 晶體管，其包括漏極節點、柵極節點和源極節點，其中，所述晶體管的所述漏極節點連接到所述輸入管腳，其中，在所述柵極節點處的電壓控制流過所述一個或更多個LED的電流是否通過所述晶體管的所述漏極節點和所述源極節點流入所述LED驅動器中。
5.如權利要求4所述的LED驅動器，其中，所述控制器被配置為:如果所述控制器確定通過把引起流過所述一個或更多個LED的電流流過所述晶體管的電壓輸出到所述晶體管的所述柵極節點而在所述外部節點處的電壓開始振蕩，則接通所述晶體管。
6.如權利要求1所述的LED驅動器，還包括: 內部節點；以及 電容器，其把在所述輸入管腳處的電壓耦接到所述內部節點， 其中，所述控制器被配置為:基于在所述內部節點處的所耦接的電壓來確定在所述外部節點處的電壓是否開始振蕩。
7.如權利要求6所述的LED驅動器，所述LED驅動器還包括: 傳送在所述內部節點處基本上恒定的電壓的電路， 其中，所述控制器被配置為:基于在所述內部節點處的所耦接的電壓以及在所述內部節點處的所述基本上恒定的電壓來確定在所述外部節點處的電壓是否開始振蕩。
8.如權利要求7所述的LED驅動器，其中，所述電路包括: 電流源，連接到所述內部節點；以及 一個或更多個二極管，其連接到所述電流源和所述內部節點，其中，所述電流源和所述一個或更多個二極管傳送在所述內部節點處所述基本上恒定的電壓。
9.如權利要求7所述的LED驅動器，其中，所述控制器被配置為:基于在所述內部節點處的所耦接的電壓以及在所述內部節點處的基本上恒定的電壓來確定流過所述一個或更多個LED的電流是否已經達到零的幅度。
10.如權利要求7所述的LED驅動器，其中，所述控制器包括:波谷檢測電路，其中，所述波谷檢測電路被配置為: 對包括所耦接的電壓和所述基本上恒定的電壓的在所述內部節點處的電壓與基準電壓進行比較；以及 基于所述比較來確定在所述外部節點處的電壓是否開始振蕩。
11.如權利要求7所述的LED驅動器，其中，所述控制器包括:零電流檢測電路，其中，所述零電流檢測電路被配置為: 對包括所耦接的電壓和所述基本上恒定的電壓的在所述內部節點處的電壓與基準電壓進行比較；以及 基于所述比較來確定流過所述一個或更多個LED的電流是否已經達到零的幅度。
12.—種方法,包括: 經由發光二級管(LED)驅動器的輸入管腳接收流過一個或更多個LED進入所述LED驅動器中的電流； 基于所述輸入管腳處的電壓來確定所述LED驅動器外部的外部節點處的電壓是否開始振蕩；以及 基于在同一輸入管腳處的電壓來確定流過所述一個或更多個LED的電流是否已經達到零的幅度。
13.如權利要求12所述的方法，還包括: 基于流過所述一個或更多個LED進入所述LED驅動器中的電流在啟動期間對所述LED驅動器的電源充電；以及 基于在所述LED驅動器的所述輸入管腳處的電壓而在正常操作期間對所述LED驅動器的所述電源充電。
14.如權利要求12所述的方法，其中，確定在所述外部節點處的電壓是否開始振蕩并且確定流過所述一個或更多個LED的電流是否已經達到零的幅度包括:基于在所述LED驅動器的同一輸入管腳而非其它管腳處的電壓來確定在所述外部節點處的電壓是否開始振蕩并且確定流過所述一個或更多個LED的電流是否已經達到零的幅度。
15.如權利要求12所述的方法，還包括: 利用電容器將在所述輸入管腳處的電壓耦接到所述LED驅動器的內部節點， 其中，確定在所述外部節點處的電壓是否開始振蕩包括:基于在所述內部節點處的所耦接的電壓來確定在所述外部節點處的電壓是否開始振蕩。
16.如權利要求15所述的方法,還包括: 傳送在所述內部節點處的基本上恒定的電壓， 其中，確定在所述外部節點處的電壓是否開始振蕩包括:基于在所述內部節點處的所耦接的電壓和在所述內部節點處的所述基本上恒定的電壓來確定在所述外部節點處的電壓是否開始振蕩。
17.如權利要求16所述的方法，其中，確定流過所述一個或更多個LED的電流是否已經達到零的幅度包括:基于在所述內部節點處的所耦接的電壓以及在所述內部節點處的所述基本上恒定的電壓來確定流過所述一個或更多個LED的電流是否已經達到零的幅度。
18.一種發光二極管(LED)驅動器，包括: 輸入管腳，其接收流過一個或更多個LED進入所述LED驅動器中的電流； 用于基于所述輸入管腳處的電壓來確定所述LED驅動器外部的外部節點處的電壓是否開始振蕩的部件；以及 用于基于在同一輸入管腳處的電壓來確定流過所述一個或更多個LED的電流是否已經達到零的幅度的部件。
19.如權利要求18所述的LED驅動器，還包括: 用于基于流過所述一個或更多個LED進入所述LED驅動器中的電流在啟動期間對所述LED驅動器的電源充電的部件；以及 用于基于在所述LED驅動器的所述輸入管腳處的電壓而在正常操作期間對所述LED驅動器的所述電源充電的部件。
20.如權利要求18所述的LED驅動器，還包括: 用于將在所述輸入管腳處的電壓耦接到所述LED驅動器的內部節點的部件； 用于傳送在所述內部節點處的基本上恒定的電壓的部件， 其中，所述用于確定在所述外部節點處的電壓是否開始振蕩的部件包括:用于基于在所述內部節點處的所耦接的電壓和在所述內部節點處的所述基本上恒定的電壓來確定在所述外部節點處的電壓是否開始振蕩的部件；以及 其中，所述用于確定流過所述一個或更多個LED的電流是否已經達到零的幅度的部件包括:用于基于在所述內部節點處的所耦接的電壓和在所述內部節點處的基本上恒定的電壓來確定在所述外部節點處的電壓是否開始振蕩的部件。
【文檔編號】H05B37/02GK104427717SQ201410408020
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年8月19日 優先權日:2013年8月19日
【發明者】弓小武 申請人:英飛凌科技奧地利有限公司