[发明专利]用复制环路进行漏极开关以实现快速LED开启时间的方法和装置

说明书

一种用副本环路进行电流漏极开关的方法和装置。该方法包括以下步骤：将跨电流感测电阻器的电压与由参考电流跨匹配的参考电阻器所创建的电压相匹配；使用输出晶体管和电流感测电阻器的经缩放的匹配副本来复制输出晶体管的工作点。该方法然后将反馈电压从输出感测电阻器移至匹配的副本传感器并且将栅极输出从输出晶体管移至副本晶体管。然后致动第一开关以保存输出晶体管的栅极电荷。致动第二开关以采样漏极电压并将漏极电压保持在缓冲器中以便对副本晶体管的漏极加偏置。然后激活第三开关以停止输出电流。

背景

领域

本公开一般涉及发光二极管(LED)，尤其涉及用复制环路进行漏极开关以实现LED的快速开启时间的方法和装置。

背景技术

数字调光是实现宽范围的平均发光二极管(LED)电流的非常流行的方式。在低占空比期间，数字调光提供了比模拟调光更高的准确度。然而，数字调光的缺点是电流宿或电流源的稳定时间。为了实现数字调光中的极高准确度，输出电流需要非常快地稳定至目标电流值。在使用音频带以外的高脉冲宽度调制(PWM)频率并且需要低占空比时尤其如此。PWM是提供电功率的中间量的高效方式，并且是用于控制到电子设备的功率的常用技术。

对数字调光中的稳定时间问题的先前解决方案已经对输出电流源的栅极进行开启和关闭。输出电流源具有由于大电流(诸如20mA)造成的大电容、以及低净空(通常低于250mV)。开启稳定时间受运算放大器输出级驱动能力和带宽所限制。开启时间通常是几百纳秒。

本领域中需要用复制环路进行漏极开关以实现LED驱动器的快速开启时间，并且在高PWM频率和低占空比情况下提供随温度的准确PWM调光。

概述

本文公开的实施例提供了一种用副本环路进行电流漏极开关的方法。该方法包括以下步骤：将跨电流感测电阻器的电压与由参考电流跨匹配的参考电阻器所创建的电压相匹配；使用输出晶体管和电流感测电阻器的经缩放的匹配副本来复制输出晶体管的工作点。该方法然后将反馈电压从输出感测电阻器移至匹配的副本传感器，并且将栅极输出从输出晶体管移至副本晶体管。然后致动第一开关以便保存输出晶体管的栅极电荷。致动第二开关以采样漏极电压并将漏极电压保持在缓冲器中以便对副本晶体管的漏极加偏置。然后激活第三开关以停止输出电流。

附加实施例提供了一种用副本环路进行电流漏极开关的设备。该设备包括：用于将跨电流感测电阻器的电压与由参考电流跨匹配的参考电阻器所创建的电压相匹配的装置；用于使用输出晶体管和电流感测电阻器的经缩放的匹配副本来复制输出晶体管的工作点的装置；用于将反馈电压从输出晶体管移至副本晶体管的装置；用于致动第一开关以便保存输出晶体管的栅极电荷的装置；用于致动第二开关以采样漏极电压并将漏极电压保持在缓冲器中以便对副本晶体管的漏极加偏置的装置；以及用于致动第三开关以停止输出电流的装置。

再进一步的实施例提供了一种用电流导向进行电流漏极开关的方法。该方法包括以下步骤：将跨电流感测电阻器的电压与由参考电流跨匹配的参考电阻器所创建的电压相匹配；致动第一开关以启用来自内部电流源的电流宿并且使电流宿在期望的输出电流开启时间之前稳定至准确水平。该方法然后提供了将第二开关留在预设位置，然后致动第三开关并且禁用第一开关以将准确的电流从内部源导向至输出端。

更进一步的实施例提供了一种用电流导向进行电流漏极开关的装置。该装置包括：用于匹配电流的电流感测电阻器；参考电阻器；输出晶体管；以及输出感测电阻器；提供内部电流路径的第一开关；用于采样并保持漏极电压的第二开关；用于保持漏极电压以便对副本晶体管的漏极加偏置的缓冲器；以及用于停止输出电流的第三开关。