[发明专利]使用DC-DC转换器的照明装置的控制方法及其相关电路

说明书

在所描述的通过DC‑DC转换器的输出信号控制照明装置的方法(400)的示例中，由PWM信号控制输出信号。方法(400)包含接收(405)对应于输出信号相对于预定输出信号的变化的反馈信号，以及基于反馈信号确定(410)PWM信号的目标占空比。目标占空比的PWM信号能够使得DC‑DC转换器能够生成预定输出信号。方法(400)包含将PWM信号的N个开关脉冲内与目标占空比相等的有效占空比的PWM信号提供(415)到DC‑DC转换器。方法(400)通过提供(420)第一占空比的第一PWM信号的M个开关脉冲，以及通过提供(425)第二占空比的第二PWM信号的N‑M个开关脉冲，提供(415)PWM信号。

本发明涉及用于使用DC-DC转换器为照明装置(例如，LED和LASER) 提供恒流驱动的机构。

背景技术

为非常低功耗装置的照明装置用于许多应用中，诸如车辆、家庭应用、指示器、数据通信以及涉及光源使用的应用。这些装置的示例非穷尽地包括发光装置(LED)和受激辐射光放大(LASER)装置。这些低功率照明装置还用作飞行时间(ToF)成像应用中的光源。ToF相机根据通过光源照明物体以及检测从照明的物体反射的光的原理工作。另外，基于由照明装置发射的光与从照明的物体反射的光之间的相位差，构造照明的物体的图像。

因为多个捕获用于获得一帧数据，并且每个捕获必须非常精确地匹配另一捕获以使深度噪音最小化，所以对来自ToF相机中照明装置的光的发射功率的精确控制存在严格要求。由于照明装置的I-V特性，所以即使驱动照明装置(例如，LED)的信号中的很小的改变也会引起巨大改变。在典型的ToF 相机中，每帧捕获可以包括捕获操作的多个象限。每个象限具有四个阶段。在“复位”阶段中，ToF相机内部的传感器被复位以从照明的物体清除累积信号。在“集成”阶段中，通过ToF相机中的飞行时间控制器(TFC)调制传感器和照明，照明物体，并且传感器从照明的物体获取原始ToF信号。在“读出阶段”中，通过模数转换器(ADC)以及此后通过TFC读出选择的感兴趣的区域中的原始ToF信号(原始像素数据)。在“停滞时间”阶段中，传感器和ADC闲置且处于低功率模式。在实施方式中，ToF假设由ToF相机发射的光的总发射功率在象限之间不改变。总发射功率中的变化在处理捕获的图像中引起相位/深度误差。

为了最佳地为照明装置(例如，LED)供电，ToF相机要求专门的调整器，该专门的调整器能够诸如通过电池电压和其它操作条件提供均匀脉冲输出且使强度变化最小化。已经努力使用模拟注入来驱动ToF相机中的照明装置。例如，照明装置由直流-直流(DC-DC)转换器控制，并且DC-DC转换器由通过模拟控制器生成的脉宽调制(PWM)脉冲控制。然而，在DC-DC转换器的模拟控制的此类实施方式中，(通过DC-DC转换器和模拟转换器形成的) 环路的操作点往往会在ToF相机中的象限之间改变。因而，数字环路控制(通过数字控制器)越来越多地用于控制DC-DC转换器以维持环路的操作点仅在帧边界处改变，而不在象限边界处改变。然而，与模拟环路不同，当占空比以步长改变的形式改变时，数字环路仅具有PWM脉冲的占空比的一些固定的可能性。因而，期望具有基于数字的照明控制电路，该基于数字的照明控制电路能够提供DC-DC转换器的更精细控制，并且由此提供照明装置的恒流驱动的精细控制。

发明内容

在控制照明装置的方法的所描述的示例中，照明装置由DC-DC转换器的输出信号控制。方法包含接收对应于关于预定输出信号DC-DC转换器的输出信号中的变化的反馈信号。方法包含控制DC-DC转换器的输出信号以使输出信号等于用于控制照明装置的预定输出信号。控制输出信号包含由数字控制器基于反馈信号确定PWM信号的目标占空比，其中目标占空比的PWM信号能够使得DC-DC转换器能够生成预定输出。控制输出信号另外包含将PWM 信号的N个开关脉冲内与目标占空比相等的有效占空比的PWM信号提供到 DC-DC转换器。通过第一占空比的第一PWM信号的M个开关脉冲以及第二占空比的第二PWM信号的N-M个开关脉冲提供在N个开关脉冲内的有效占空比的PWM信号，其中M和N是正整数。