[发明专利]用于驱动电路元件的方法和器件

说明书

技术领域

本发明涉及用于驱动电路元件的器件，并且更具体地，涉及用 于驱动串联发光二极管(LED)串(string)的器件，其中LED串诸 如是用于但不限于从背面照亮移动电话的液晶显示(LCD)屏的那 些LED串，或引起驱动电路的输出电容器显著放电的其它负载。

背景技术

在移动电话中，提供了一种典型应用(即，电池组)以用于对 部件供电。然而，移动电话可以包含若干子电路，每个这种子电路 都需要与电池组所提供的电平不同的唯一电平(有时高于电池电压， 有时低于电池电压，或者甚至是负电压)。另外，电池电压会随着 其所存储功率的消耗而下降。DC(直流)/DC转换器提供了一种从 单个可变电池电压生成多个受控电压的方法，从而因不需要使用多 个电池为设备的不同部分供电而节省了空间。

取决于所需的特定功能，存在很多种可用的直流-直流 (DC-to-DC)转换器。最常见的两种是升压器和降压器，其中升压 器用于升高电压电平，而降压器用于降低电压电平。二者都是开关 模式转换器，其通过在一段时间内将DC电压(通常在100kHz到 5MHz范围内)施加到电感器或变压器上来执行转换。这样会引起电 流流经将利用磁性存储能量的电感器或变压器。随后，该电压被断 开，从而使得所存储的能量被以可控的方式传输到电压输出。通过 调节ON(通)时间/断(OFF)时间的比例，即使电流需要改变，也 可以对输出电压进行调节。

图1示出了简单的升压型直流-直流转换器的电路图。该电路包 含电源1、高频开关2、二极管3、电感器4和负载电阻5。

当今的技术将电解钽电容器或陶瓷电容器用于这些功率管理专 用集成电路(ASIC)的输出电压滤波。这些电容器的用途在于存储 直流-直流转换器以脉冲形式输出的能量，以及还用于通过移除噪声 和其它高频成分来平滑输出电压信号。

一种需要唯一电压的特定子电路是用来对LED串供电的电路， 其通常用于从背面照亮移动电话的LCD屏。有时候，诸如，当背光 灯被打开或关闭时，或者当需要或为了省电的目的而将该灯切换到 较低电平时，需要背光灯变暗。这还可以与周围的光敏元件一起使 用。为了达到变暗的效果，使用脉冲宽度调制(PWM)来对直流- 直流开关模式转换器的输出进行调制。此外，为了实现省电，在PWM 周期的OFF(断)时间，可以禁用或者部分禁用直流-直流转换器。

图2示出了当前用于为用于背光灯的可变暗LED串供电的典型 电路的框图。该电路包含PWM控制信号生成器6、包括启用开关71 的直流-直流开关模式转换器7、电池组8、输出滤波电容器9和LED 串10。

PWM使用矩形波信号并对该矩形波信号的脉冲宽度进行调制， 使得ON(通)时间(信号被评估的时间)与信号的时间周期之间的 比率按照LED串所需操作而变化。图3示出了PWM信号，当将其 作为PWM控制信号施加于直流-直流开关模式转换器7和LED串10 时，会产生使LED串10逐渐变暗的效果。该图示出了变化的工作 周期21和时间周期20。

PWM信号作为PWM控制信号施加至直流-直流开关模式转换器 7，并对集成的启用开关71进行控制，使得当该PWM控制信号被评 估时，闭合该启用开关71，而当该PWM控制信号没有被评估时， 开启该启用开关71。当启用开关闭合时，该直流-直流开关模式转换 器仅向LED输出经过转换的电压。因此，该直流-直流开关模式转换 器会输出具有与PWM控制信号相同的频率和调制的PWM电压信 号。随后，当该PWM输出电压信号被评估时，该LED串在发光之 间闪烁，而当该PWM输出电压信号没有被评估时，该LED串不发 光。如果图3的PWM控制信号被施加至直流-直流开关模式转换器 7，则该LED串10将首先在该PWM控制信号的时间周期20的大部 分时间内发光。然而，随着时间的流逝，时间周期20中LED串10 发光的部分会逐渐减少。因此，如果该PWM控制信号的频率是适当 的，则人眼会看到LED串10发出的光变暗。

为了使LED串的闪烁不被察觉，频率必须高于50Hz(例如， 300Hz)。然而，这些频率处于可听见的频率范围内。陶瓷滤波电容 器倾向于显示出压电性质，并且因此，当PWM输出电压信号处于可 听见的频率时，该电容器会由于其连续的变形和整形(reforming) 而发出嗡嗡的噪声。这种噪声是不能接受的。