CN102387639A - 用于驱动光源的驱动电路、方法及调光控制器 - Google Patents

用于驱动光源的驱动电路、方法及调光控制器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种驱动光源的驱动电路、方法及调光控制器。该驱动电路包括与电源相连的转换器和与转换器相连的调光控制器。转换器根据控制信号接收来自电源的电能并为光源提供调节后的电能。调光控制器监测位于电源和转换器之间的电源开关，并接收指示电源开关的第一组动作的颜色改变信号和指示电源开关的第二组动作的调光请求信号。基于颜色改变信号，调光控制器通过控制控制信号来改变光源的颜色；基于调光请求信号，调光控制器通过控制控制信号来调整光源的亮度。使用本发明的驱动电路、调光控制器及方法，用户可通过切换电源开关ON/OFF选择光源颜色，也可以通过切换电源开关ON/OFF调整光源亮度。由于避免了使用额外的调光器件，从而节省成本。

Description

用于驱动光源的驱动电路、方法及调光控制器
技术领域
本发明涉及一种驱动电路，尤其涉及一种驱动光源的电路和方法。
背景技术
近年来，发光二极管(LED)等新型光源在材料和制造上都取得了进步。LED具有高效率，长寿命，颜色鲜艳等特点，可以应用于汽车，电脑，通信，军事和日用品等领域。比如，LED灯可以替代传统的白炽灯作为照明光源。
图1所示为一种传统的LED驱动电路100的示意图。LED驱动电路100利用LED链106作为光源。LED链106包含多个串联的LED。电力转换器102用于将直流输入电压Vin转换成期望的直流输出电压Vout用于给LED链106供电。与LED驱动电路100相连的开关104能将LED链106与输入电压Vin连通或断开从而打开或关闭LED灯。电力转换器102接收来自电流侦测电阻Rsen的反馈信号并调节输出电压Vout以使LED链106产生期望的亮度。该传统方案的缺点之一是，该期望亮度是预先设定好的，在使用过程中，用户无法调节亮度。
图2所示为另一种传统的LED驱动电路200的示意图。电力转换器102用于将直流输入电压Vin转换成期望的直流输出电压Vout用于给LED链106供电。与LED驱动电路200相连的开关104能将LED链106与输入电压Vin连通或断开从而打开或关闭LED灯。LED链106与线性电流调节器208相连。线性电流调节器208中的运算放大器210比较参考信号REF和来自电流侦测电阻Rsen的电流监测信号，并产生控制信号，以线性的方式调节晶体管Q1的阻值，从而流经LED链106的电流可以得到相应的调节。应用该传统方案，为控制LED链106的光输出，用户需要利用某种专用器件，比如一个专门设计的具有调节按钮的开关或是能接收遥控信号的开关，来调节参考信号REF。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种驱动光源的驱动电路和方法及调光控制器，使得用户能够通过切换电源开关ON/OFF选择光源颜色，也可以通过切换该电源开关ON/OFF调整光源亮度。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于驱动光源的驱动电路。该驱动电路包括一个转换器和一个调光控制器。所述转换器与电源相连，用于接收来自所述电源的电能并根据多个控制信号为光源提供调节后的电能。所述调光控制器与所述转换器相连，用于监测连接于所述电源和所述转换器之间的电源开关，还用于接收指示所述电源开关的第一组动作的颜色改变信号，并接收指示所述电源开关的第二组动作的调光请求信号。所述调光控制器在接收到所述颜色改变信号时，通过控制所述控制信号来改变所述光源发出的光的颜色；所述调光控制器在接收到所述调光请求信号时，通过控制所述控制信号来调整所述光源的亮度。
本发明再提供了一种调光控制器。该调光控制器包括监测端口和多个调光端口。所述监测端口用于接收监测信号，所述监测信号指示连接于电源和所述转换器之间的电源开关的导通状态。所述调光端口用于提供多个控制信号来控制从转换器传递到光源的电能。所述光源发出的光的颜色和亮度由所述控制信号决定。所述调光控制器基于监测信号，识别指示所述电源开关第一组动作的颜色改变信号和指示所述电源开关第二组动作的调光请求信号。所述调光控制器在接收到所述颜色改变信号时，通过控制所述控制信号来改变所述光源发出的光的颜色；所述调光控制器在接收到所述调光请求信号时，通过控制所述控制信号来调整所述光源的亮度。
本发明还提供了一种用于驱动光源的驱动方法，包括下列步骤：利用转换器输出的调节后的电能为光源供电；接收颜色改变信号，该颜色改变信号指示连接于电源和所述转换器之间的电源开关的第一组动作；根据所述颜色改变信号改变光的颜色；接收调光请求信号，该调光请求信号指示所述电源开关的第二组动作；根据所述调光请求信号调整光的亮度。
采用本发明的驱动电路、调光控制器及驱动方法，用户可通过切换电源开关ON/OFF选择光源颜色，也可以通过切换该电源开关ON/OFF调整光源亮度。由于避免了使用额外的调光器件，从而节省成本。
附图说明
以下通过对本发明的一些实施例结合其附图的描述，可以进一步理解本发明的目的、具体结构特征和优点。
图1所示为一种传统的LED驱动电路的电路图；
图2所示为另一种传统的LED驱动电路的电路图；
图3所示为根据本发明一个实施例的光源驱动电路的方框图；
图4所示为根据本发明一个实施例的光源驱动电路的电路图；
图5所示为图4中的调光控制器的结构示意图；
图6所示为模拟调光模式下的信号波形示意图；
图7所示为脉冲调光模式下的信号波形示意图；
图8所示为根据本发明一个实施例的光源驱动电路的运作方式示意图，该光源驱动电路包含有图5中所示的调光控制器；
图9所示为根据本发明一个实施例的对光源进行电能控制的方法流程图；
图10所示为根据本发明另一个实施例的光源驱动电路的电路图；
图11所示为图10中的调光控制器的结构示意图；
图12所示为根据本发明一个实施例的光源驱动电路的运作方式示意图，该光源驱动电路包含有图11中所示的调光控制器；
图13所示为根据本发明一个实施例的对光源进行电能控制的方法流程图；
图14A所示为根据本发明又一个实施例的光源驱动电路的电路图；
图14B所示为根据本发明一个实施例的图14A中的电源开关的示意图；
图15所示为根据本发明一个实施例的图14A中的调光控制器的结构示意图；
图16所示为根据本发明一个实施例的光源驱动电路的运作方式示意图，该光源驱动电路包含有图15中所示的调光控制器；
图17所示为根据本发明另一个实施例的光源驱动电路的运作方式示意图，该光源驱动电路包含有图15中所示的调光控制器；
图18所示为根据本发明又一个实施例的光源驱动电路的运作方式示意图，该光源驱动电路包含有图15中所示的调光控制器；
图19所示为根据本发明一个实施例的对光源进行电能调整的方法流程图。
具体实施方式
以下将对本发明的实施例给出详细的参考。尽管本发明通过这些实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本发明并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，本发明涵盖后附权利要求所定义的发明精神和发明范围内的所有替代物、变体和等同物。
另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对于大家熟知的方法、手续、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
图3所示为根据本发明一个实施例的光源驱动电路300的方框图。在一个实施例中，连接于电源Vin和光源驱动电路300之间的电源开关304选择性地连接电源和光源驱动电路300。光源驱动电路300包括用于把来自电源的交流输入电压Vin转换为直流输出电压Vout的交流/直流转换器306、与交流/直流转换器306相连的用于为LED链312提供调节后电能的电力转换器310、与电力转换器310相连的调光控制器308和用于监测流经LED链312的电流的电流监测器314。调光控制器308用于接收指示电源开关304动作的开关监测信号并根据开关监测信号控制电力转换器310的输出。在一个实施例中，电源开关304是置于墙面上的电源开关。
在操作中，交流/直流转换器306将交流输入电压Vin转换为直流输出电压Vout。电力转换器310接收直流输出电压Vout并为LED链312提供调节后的电压。电流监测器314产生电流监测信号，该电流监测信号指示流经LED链312的电流的大小。调光控制器308监测电源开关304的动作，接收来自电流监测器314的电流监测信号，并根据电源开关304的动作控制电力转换器310以调节LED链312的电能。在一个实施例中，调光控制器308工作于模拟调光模式，通过调节一个决定LED电流峰值的参考信号来调节LED链312的电能。在另一个实施例中，调光控制器308工作于脉冲调光(burst dimming)模式，通过调节一脉宽调制(pulsewidth modulation，PWM)信号的占空比来调节LED链312的电能。通过调节LED链312的电能，LED链312的亮度能够得到对应地调节。
图4所示为根据本发明一个实施例的光源驱动电路400的电路图。图4将结合图3进行描述。图4中与图3编号相同的部件具有类似的功能，为简明起见在此不做重复描述。
光源驱动电路400包括连接于电源和LED链312之间的电力转换器310，用于接收来自电源的电能并为LED链312提供调节后的电能。在图4的例子中，电力转换器310是包括电感L1、二极管D4和控制开关Q16的降压转换器。图4中的实施例中，控制开关Q16位于调光控制器308的外部。在其他的实施例中，控制开关Q16也可以集成于调光控制器308的内部。
调光控制器308接收开关监测信号并根据该开关监测信号控制与LED链312串联的开关Q16，以调节电力转换器310(包括电感L1、二极管D4和控制开关Q16)输出的调节后的电能。该开关监测信号指示电源开关(如连接于电源和光源驱动电路400之间的电源开关304)的动作。光源驱动电路400还包括交流/直流转换器306，用于将交流输入电压Vin转换成直流输出电压Vout。光源驱动电路400还包括电流监测器314，用于监测流经LED链312的电流。在图4所示的例子中，交流/直流转换器306是包括二极管D1，D2，D7，D8，D10和电容C9的桥式整流器。电流监测器314包括电流侦测电阻R5。
在一个实施例中，调光控制器308的端口包括：HV_GATE，SEL，CLK，RT，VDD，CTRL，MON和GND。端口HV_GATE通过电阻R3与开关Q27相连，用于控制与LED链312相连的开关Q27的导通状态(如接通/断开的状态)。电容C11连接于端口HV_GATE和地之间，用于调整开关Q27的栅极电压。
用户可以选择把端口SEL通过电阻R4连接到地(如图4所示)或者把端口SEL直接连接到地，可以相应地选择模拟调光模式或是脉冲调光模式。
端口CLK通过电阻R3连接至交流/直流转换器306，同时通过电阻R6连接到地。端口CLK接收一个开关监测信号，该开关监测信号指示电源开关304的动作。在一个实施例中，开关监测信号在电阻R3和电阻R6之间的一个节点上产生。电容C12与电阻R6并联，用于滤除不必要的噪声。端口RT通过电阻R7与地相连，用于确定由调光控制器308产生的脉冲信号的频率。
端口VDD通过二极管D9与开关Q27相连，用于为调光控制器308供电。在一个实施例中，一个储能单元(如电容C10)连接于端口VDD和地之间，在电源开关304断开时为调光控制器308供电。在另一个实施例中，储能单元集成于调光控制器308内部。端口GND与地相连。
端口CTRL与开关Q16相连。开关Q16与LED链312以及开关Q27串联，并通过电流监测电阻R5连接到地。调光控制器308通过在端口CTRL上输出的控制信号控制开关Q16的导通状态，以调整电力转换器310输出的调节后的电能。端口MON与电流监测电阻R5相连，用于接收指示流经LED链312的电流的电流监测信号。当开关Q27接通时，调光控制器308通过控制开关Q16来调节流经LED链312的电流。
在操作中，当电源开关304接通时，交流/直流转换器306将交流输入电压Vin转换为直流输出电压Vout。端口HV_GATE上具有预设电压值的电压通过电阻R3施于开关Q27上，从而接通开关Q27。
如果调光控制器308接通开关Q16，直流输出电压Vout会对LED链312供电并对电感L1充电。电流流经电感L1、LED链312、开关Q27、开关Q16以及电阻R5到地。如果调光控制器308断开开关Q16，则电流流经电感L1、LED链312和二极管D4。电感L1放电以给LED链312供电。因此，调光控制器308可以通过控制开关Q16，可以调整电力转换器310输出的调节后的电能。
当电源开关304断开，电容C10放电以为调光控制器308供电。电阻R6两端的电压下降到0，从而调光控制器308可以在端口CLK上监测到一个指示电源开关304断开操作的开关监测信号。类似的，当电源开关304接通，电阻R6两端的电压升至一预设电压值，从而调光控制器308可以在端口CLK上监测到一个指示电源开关304接通操作的开关监测信号。如果监测到断开操作，调光控制器308可以把端口HV_GATE上的电压下拉到0以断开开关Q27，从而使得电感L1彻底放电后LED链312被断电。监测到电源开关304的断开操作后，调光控制器308调节一个参考信号，该参考信号指示LED链312的期望亮度。当电源开关304下次接通时，LED链312的亮度能够根据调节后的期望亮度进行调整。换言之，LED链312的输出亮度能够由调光控制器308根据电源开关304的断开操作进行调整。
图5所示为图4中的调光控制器308的结构示意图。图5将结合图4进行描述。图5中与图4编号相同的部件具有类似的功能，为简明起见在此不做重复描述。
调光控制器308包含触发监测单元506、调光器502和脉冲信号产生器504。触发监测单元506通过齐纳二极管ZD1连接到地。触发监测单元506通过端口CLK接收开关监测信号，该开关监测信号指示外部电源开关304的动作。外部电源开关304的动作被监测到时，触发监测单元506产生驱动信号以驱动计数器526。触发监测单元506还进一步控制开关Q27的导通状态。调光器502产生参考信号REF，以模拟调光的方式调节LED链312的电能。调光器502也可以产生控制信号538，通过调节脉宽调制信号PWM1的占空比来调整LED链312的电能。脉冲信号产生器504产生脉冲信号用于接通开关Q16。调光控制器308还包括与端口VDD相连的启动及低压锁定(under voltage lockout，UVL)电路508，用于根据不同的电能情况选择性地启动调光控制器308内部的一个或多个部件。
在一个实施例中，如果端口VDD上的电压高于第一预设电压，则启动及低压锁定电路508将启动调光控制器308中所有的部件。当电源开关304断开，如果端口VDD上的电压低于第二预设电压，启动及低压锁定电路508将关闭调光控制器308中除了触发监测单元506和调光器502以外的其他部件以节省电能。如果端口VDD上的电压低于第三预设电压，启动及低压锁定电路508将关闭触发监测单元506和调光器502。在一个实施例中，第一预设电压高于第二预设电压，第二预设电压高于第三预设电压。因为调光控制器308能够由电容C10经过端口VDD供电，所以即便是电源开关304断开后，触发监测单元506和调光器502还可以工作一段时间。
在调光控制器308中，端口SEL与电流源532相连。用户可以通过配置端口SEL来选择调光模式，比如把端口SEL直接与地相连，或是把端口SEL通过一个电阻与地相连。在一个实施例中，调光模式通过测量端口SEL上的电压来决定。如果端口SEL直接与地相连，则端口SEL上的电压近似于0。一控制电路(图中未示出)可以接通开关540，断开开关541和542，从而调光控制器308可以工作于模拟调光模式，并且通过调整参考信号REF来调整LED链312的电能。在一个实施例中，如果端口SEL通过电阻R4连接到地(图4中所示)，且R4具有一个预设的阻值，那么端口SEL上的电压大于0。该控制电路断开开关540，接通开关541和542。从而调光控制器308工作于脉冲调光模式，并通过调整脉宽调制信号PWM1的占空比来调整LED链312的电能。换言之，通过控制开关540，541，542的导通状态，可以选择不同的调光模式。而开关540，541，542的导通状态由端口SEL上的电压决定。
脉冲信号产生器504通过端口RT以及电阻R7连接到地，产生用于接通开关Q16的脉冲信号536。脉冲信号产生器504可以有不同的结构，并不限于图5中所示的结构。
在脉冲信号产生器504中，运算放大器510的同相端接收预设电压V1，因此运算放大器510的反向端电压也为V1。电流IRT通过端口RT和电阻R7流到地。流经金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxidesemiconductor field effect transistor，MOSFET)514和金属氧化物半导体场效应晶体管515的电流I1与电流IRT具有同样的大小。金属氧化物半导体场效应晶体管514和金属氧化物半导体场效应晶体管512构成电流镜，因此流经金属氧化物半导体场效应晶体管512的电流I2也与电流IRT具有相同的大小。比较器516的输出和比较器518的输出分别与SR触发器520的S输入端和R输入端相连。比较器516的反向端接收预设电压V2。比较器518的同相端接收预设电压V3。在一个实施例中，V2大于V3且V3大于0。电容C4连接于金属氧化物半导体场效应晶体管512和地之间，一端与比较器516同相端和比较器518反向端之间的节点相连。SR触发器520的Q输出端与开关Q15相连，同时也与SR触发器522的S输入端相连。开关Q15与电容C4并联。开关Q15的导通状态由SR触发器520的Q输出端决定。
电容C4两端的初始电压近似为0，小于V3。因此SR触发器520的R输入端接收比较器518输出的数字信号1。SR触发器520的Q输出端被置为数字信号0，从而断开开关Q15。当开关Q15断开，电容C4在电流I2的作用下充电，因此电容C4两端的电压升高。当C4两端电压大于V2，SR触发器520的S输入端接收比较器516输出的数字信号1。SR触发器520的Q输出端被置为数字信号1，从而接通开关Q15。当开关Q15接通，电容C4通过开关Q15放电，电容C4两端的电压降低。当电容C4两端的电压下降到V3，比较器518输出数字信号1，SR触发器520的Q输出端被置为数字信号0，从而断开开关Q15。此后电容C4在电流12的作用下又进行充电。如前所述，脉冲信号产生器504在SR触发器520的Q输出端产生脉冲信号536，该脉冲信号536包含有一系列的脉冲。脉冲信号536被传送至SR触发器522的S输入端。
触发监测单元506通过端口CLK监测电源开关304的动作。如果电源开关304的动作在端口CLK被监测到，触发监测单元506产生一个驱动信号以驱动计数器526。在一个实施例中，当电源开关304被接通，端口CLK上的电压上升，该电压等于电阻R6(图4所示)两端的电压。当电源开关304被断开，端口CLK上的电压下降到0。因此，指示电源开关304动作的开关监测信号可以在端口CLK被监测到。在一个实施例中，当电源开关304的一个断开动作在端口CLK被监测到时，触发监测单元506产生驱动信号。
触发监测单元506还通过端口HV_GATE控制开关Q27的导通状态。当电源开关304被接通，齐纳二极管ZD1两端的击穿电压通过电阻R3施以开关Q27，从而接通开关Q27。触发监测单元506可以将端口HV_GATE的电压下拉到0从而断开开关Q27。在一个实施例中，当端口CLK上监测到电源开关304的断开动作，触发监测单元506就断开开关Q27。当端口CLK上监测到电源开关304的闭合动作，触发监测单元506就接通开关Q27。
在一个实施例中，调光器502包含与触发监测单元506相连的计数器526，用于对电源开关304的动作进行计数。调光器502还包括与计数器526相连的数模转换器528，以及与数模转换器528相连的脉宽调制信号产生器530。计数器526由触发监测单元506产生的驱动信号所驱动。具体来讲，当电源开关304断开，触发监测单元506在端口CLK上监测到一个下降沿，从而产生一个驱动信号。响应于该驱动信号，计数器526的计数值递增(比如加1)。数模转换器528从计数器526中读取计数值，并根据计数值产生调光信号(该调光信号可以是控制信号538或参考信号REF)。调光信号可以用来调整电力转换器310的目标电能值，从而调整LED链312的亮度。
在脉冲调光模式下，开关540断开，开关541和542接通。比较器534的反向端接收参考信号REF1。REF1是具有预设电压值的直流信号。REF1的电压决定了LED链312的电流峰值，从而也决定了LED链312的最大亮度。在脉冲调光模式下，调光信号是施于脉宽调制信号产生器530上的控制信号538，该控制信号538可以调整脉宽调制信号PWM1的占空比。通过调整PWM1的占空比，使得LED链312的亮度等于或低于REF1决定的最大亮度。比如，如果PWM1的占空比为100％，则LED链312具有最大亮度。如果PWM1的占空比小于100％，则LED链312的亮度低于最大亮度。
在模拟调光模式下，开关540接通，开关541和542断开。在模拟调光模式下，调光信号即参考信号REF。该参考信号REF是一个模拟信号，具有可调节的电压。数模转换器528根据计数器526的计数值调整REF的电压。REF的电压决定了LED链312的电流峰值，从而也决定了LED链312的平均电流。因此，通过调整REF，LED链312的亮度可以得到相应地调整。
在一个实施例中，计数器的计数值增加使得数模转换器528调低REF的电压。比如，如果计数值为0，则数模转换器528调整REF的电压为V4。如果触发监测单元506在端口CLK监测到电源开关304的断开动作从而使得计数值增加到1，则数模转换器528调整REF的电压为V5，且V5小于V4。在另一个实施例中，计数器的计数值增加使得数模转换器528调高REF的电压。
在一个实施例中，当计数器526的计数值达到最大值时，计数值被重新置为0。如果计数器526是一个2位计数器，计数值将从0开始依次增加到1，2，3，然后在监测到电源开关304的第四个断开操作后回到0。对应地，LED链312的亮度从第一级被依次调整到第二级，第三级，第四级，然后又回到第一级。
比较器534的反向端可以选择性地接收参考信号REF或是参考信号REF1。在模拟调光模式下，比较器534的反向端通过开关540接收参考信号REF。在脉冲调光模式下，比较器534的反向端通过开关541接收参考信号REF1。比较器534的同相端通过端口MON与电流监测电阻R5相连，以接收来自电流监测电阻R5的电流监测信号SEN。电流监测信号SEN的电压代表当开关Q27和Q16闭合时流经LED链312的电流大小。
比较器534的输出端与SR触发器522的R输入端相连。SR触发器522的Q输出端和与门524相连。脉宽调制信号产生器530产生的脉宽调制信号PWM1输出至与门524。与门524输出控制信号，通过端口CTRL控制Q16。
如果选择了模拟调光模式，开关540接通，开关541和542断开。开关Q16由SR触发器522控制。当电源开关304接通，齐纳二极管ZD1两端的击穿电压使得开关Q27接通。在脉冲信号产生器504产生的脉冲信号536的作用下，SR触发器522在Q输出端产生数字信号1，使得开关Q16接通。电流流经电感L1、LED链312、开关Q27、开关Q16和电流监测电阻R5到地。因为电感L1阻止电流的跳变，LED电流会逐渐增大。电流监测电阻R5两端的电压(即电流监测信号SEN的电压)会随之增大。当SEN的电压大于参考信号REF的电压，比较器534输出数字信号1到SR触发器522的R输入端，从而SR触发器522输出数字信号0，使得开关Q16断开。开关Q16断开后，电感L1放电以对LED链312供电。流经电感L1、LED链312和二极管D4的电流逐渐减小。当SR触发器522在S输入端接收到一个脉冲时，开关Q16接通，LED链312的电流通过电流监测电阻R5流到地。当电流监测信号SEN的电压大于参考信号REF的电压，开关Q16再次被SR触发器522断开。如上所述，参考信号REF决定了流经LED链312电流的峰值，也即决定了LED链312的亮度。通过调整REF，LED链312的亮度得以相应地调整。
在模拟调光模式下，如果电源开关304被断开，电容C10(图4所示)放电以对调光控制器308供电。当触发监测单元506在端口CLK监测到电源开关304的断开动作时，计数器526的计数值加1。电源开关304的断开动作使得触发监测单元506断开开关Q27。计数值的改变使得数模转换器528把参考信号REF的电压从第一电压值调整到第二电压值。因此，当电源开关304再次接通时，LED链312的亮度因为参考信号REF的调整而得以调整。
如果选择脉冲调光模式，开关540断开，开关541和542接通。比较器534的反向端接收具有预设电压值的参考信号REF1。开关Q16由SR触发器522和脉宽调制信号PWM1通过与门524共同控制。参考信号REF1决定了LED链312的峰值电流，也即决定了LED链312的最大亮度。脉宽调制信号PWM1的占空比决定了开关Q16的接通/断开时间。脉宽调制信号PWM1为数字信号1时，开关Q16的导通状态由SR触发器522的Q输出端的输出决定。当脉宽调制信号PWM1为数字信号0时，开关Q16断开。通过调整脉宽调制信号PWM1的占空比，可以相应的调整LED链312的电能。所以，参考信号REF1和脉宽调制信号PWM1共同决定LED链312的亮度。
在脉冲调光模式下，当电源开关304断开，该断开操作在端口CLK被触发监测单元506监测到。触发监测单元506断开开关Q27并产生驱动信号。在驱动信号的作用下，计数器526的计数值增加(比如加1)。数模转换器528产生控制信号538，使得脉宽调制信号PWM1的占空比从第一级变为第二级。因此，当电源开关304再次接通，LED链312的亮度将以目标亮度值为目标进行调整。而该目标亮度值由参考信号REF1和脉宽调制信号PWM1共同决定。
图6所示为模拟调光模式下的信号波形示意图。其中包括流经LED链312的电流602、脉冲信号536、SR触发器522的输出V522、与门524的输出V524，以及开关Q16的接通/断开状态。图6将结合图4和图5进行描述。
在操作中，脉冲信号产生器504产生脉冲信号536。在脉冲信号536每个脉冲的作用下，SR触发器522在Q输出端产生数字信号1。而SR触发器522在Q输出端产生数字信号1会使得开关Q16接通。当开关Q16接通，电感L1充电，电流602增大。当电流602达到峰值Imax，也即电流监测信号SEN的电压与参考信号REF的电压相等时，比较器534输出数字信号1至SR触发器522的R输入端，使得SR触发器522在Q输出端输出数字信号0。SR触发器522在Q输出端输出数字信号0会使得开关Q16断开，而电感L1放电为LED链312供电，且电流602减小。在模拟调光模式下，通过调整参考信号REF，流经LED链312的平均电流值得到相应地调整，从而LED链312的亮度也得到调整。
图7所示为脉冲调光模式下的信号波形示意图。其中包括流经LED链312的电流602、脉冲信号536、SR触发器522的输出V522、与门524的输出V524、开关Q16的接通/断开状态以及脉宽调制信号PWM1。图7将结合图4和图5进行描述。
当PWM1为数字信号1时，流经LED链312的电流602、脉冲信号536，V522，V524和开关Q16的接通/断开状态之间的相互关系与图6相似。当PWM1为数字信号0时，与门524的输出变为数字信号0。从而使得开关Q16断开而电流602减小。如果PWM1保持数字信号0的状态足够久，电流602会减小到0。在脉冲调光模式下，通过调整PWM1的占空比，流经LED链312的平均电流值得到相应的调整，从而LED链312的亮度也得到调整。
图8所示为根据本发明一个实施例的光源驱动电路的运作方式示意图，该光源驱动电路包含有图5中所示的调光控制器。图8将结合图5进行描述。
在图8所示的例子里，每当触发监测单元506监测到电源开关304的断开动作，计数器526的计数值就会加1。计数器526是一个两位计数器，最大计数值为3。
在模拟调光模式下，数模转换器528从计数器526中读取计数值。计数值的增加使得数模转换器528调低参考信号REF的电压。参考信号REF的电压决定了流经LED链312的电流的峰值Imax，也即决定了流经LED链312的电流的平均值。在脉冲调光模式下，数模转换器528从计数器526中读取计数值。计数值的增加使得数模转换器528调低脉宽调制信号PWM1的占空比(比如每次调低25％)。计数器526在达到最大计数值(如3)后被重置。
图9所示为根据本发明一个实施例的对光源进行电能控制的方法流程图。图9将结合图4和图5进行描述。
在步骤902中，电力转换器(如电力转换器310)提供的调节后的电能对光源(如LED链312)进行供电。
在步骤904中，接收开关监测信号(如由调光控制器308接收)。该开关监测信号指示位于电源和电力转换器之间的电源开关(如电源开关304)的动作。
在步骤906中，根据开关监测信号产生调光信号。
在步骤908中，根据调光信号控制与光源串联的开关(如开关Q16)，以调整电力转换器提供的调节后的电能。在一个采用模拟调光模式的实施例中，通过比较调光信号和代表光源电流大小的电流监测信号来调整电力转换器输出的调节后的电能。在另一个采用脉冲调光模式的实施例中，通过用调光信号控制一个脉宽调制信号的占空比来调整电力转换器输出的调节后的电能。
如前所述，本发明披露了一种光源驱动电路，该光源驱动电路根据指示电源开关(如固定在墙上的电源开关)动作的开关监测信号来调整光源的电能。该光源的电能由电力转换器提供，并由调光控制器通过控制与光源串联的开关来进行调整。
用户可以通过对普通电源开关的动作(如断开动作)来调节光源的亮度，而不必使用额外的器件(如专门设计的具有调光按钮的开关)，从而节省成本。
图10所示为根据本发明一个实施例的光源驱动电路1000的电路图。图10将结合图3进行描述。图10中与图3及图4编号相同的部件具有类似的功能。
光源驱动电路1000包括与电源和LED链312相连的电力转换器310，用于接收来自电源的电能并为LED链312提供调节后的电能。调光控制器1008通过监测端口CLK上的电压来监测位于电源和光源驱动电路1000之间的电源开关304的动作。调光控制器1008通过端口CLK接收调光请求信号和调光终止信号。该调光请求信号指示电源开关304的第一组动作，该调光终止信号指示电源开关304的第二组动作。如果接收到调光请求信号，调光控制器1008连续调整电力转换器310输出的调节后的电能。如果接收到调光终止信号，调光控制器1008停止调整电力转换器310输出的调节后的电能。换言之，如果监测到电源开关304的第一组动作，调光控制器1008开始连续调整电力转换器310输出的调节后的电能，直到监测到电源开关304的第二组动作。在一个实施例中，调光控制器1008通过控制与LED链312串联的控制开关Q16来调整电力转换器310输出的调节后的电能。
图11所示为图10中调光控制器1008的结构示意图，图11将结合图10进行描述。图11中与图4、图5及图10编号相同的部件具有类似的功能。
在图11所示的例子中，调光控制器1008的结构与图5中调光控制器308的结构类似。不同之处在于调光器1102和触发监测单元1106。在图11中，触发监测单元1106通过端口CLK接收调光请求信号和调光终止信号，并产生信号EN来启动或关闭时钟产生器1104。触发监测单元1106还控制与LED链312相连的开关Q27的导通状态。
模拟调光模式下，调光器1102产生参考信号REF来调整LED链312的电能。脉冲调光模式下，调光器1102产生控制信号538来调整脉宽调制信号PWM1的占空比，从而调整LED链312的电能。在图11的例子中，调光器1102包括与触发监测单元1106相连的用于产生时钟信号的时钟产生器1104、由时钟信号驱动的计数器1126以及与计数器1126相连的数模转换器528。调光器1102还包括与数模转换器528相连的脉宽调制信号产生器530。
在操作中，当电源开关304接通或断开，触发监测单元1106能够在端口CLK分别监测到电压上升沿或者下降沿。比如，当电源开关304断开，电容C10放电为调光控制器1108供电。电阻R6两端的电压下降到0，从而触发监测单元1106可以在端口CLK上监测到一个电压下降沿。类似的，当电源开关304接通，电阻R6两端的电压上升至一个预设的电压，从而触发监测单元1106可以在端口CLK上监测到一个电压上升沿。如前所述，通过监测端口CLK上的电压，触发监测单元1106可以监测到电源开关304的动作，如闭合动作或断开动作。
在一个实施例中，当电源开关304的第一组动作被监测到时，也就是触发监测单元1106通过端口CLK接收到调光请求信号。当电源开关304的第二组动作被监测到时，也就是触发监测单元1106通过端口CLK接收到调光终止信号。在一个实施例中，电源开关304的第一组动作包括第一断开动作和其后的第一闭合动作。在一个实施例中，电源开关304的第二组动作包括第二断开动作和其后的第二闭合动作。
如果触发监测单元1106接收到调光请求信号，调光控制器1108开始连续调整电力转换器310输出的调节后的电能。在模拟调光模式下，调光控制器1108通过调整参考信号REF的电压来调整电力转换器310输出的调节后的电能。在脉冲调光模式下，调光控制器1108通过调整脉宽调制信号PWM1的占空比来调整电力转换器310输出的调节后的电能。
如果触发监测单元1106接收到调光终止信号，调光控制器1108停止调整电力转换器310输出的调节后的电能。
图12所示为根据本发明一个实施例的光源驱动电路的运作方式示意图，该光源驱动电路包含有图11中所示的调光控制器1008。图12将结合图10以及图11进行描述。
假设初始时刻电源开关304断开。当电源开关304被用户接通，电力转换器310为LED链312供电，LED链312具有一个初始亮度。在模拟调光模式下，该初始亮度由参考信号REF的初始电压决定。在脉冲调光模式下，该初始亮度由脉宽调制信号PWM1的初始占空比(比如100％的占空比)决定。在一个实施例中，参考信号REF和脉宽调制信号PWM1由数模转换器528根据计数器1126的计数值产生。因此，REF的初始电压和PWM1的初始占空比由计数器1126的初始计数值(比如0)决定。
为了调整LED链312的亮度，用户可以对电源开关304施以第一组动作。在第一组动作的作用下产生调光请求信号。在一个实施例中，第一组动作包括第一断开动作和其后的第一闭合动作。其产生的结果是，触发监测单元1106在端口CLK接收并监测到包括电压下降沿1204和其后的电压上升沿1206的调光请求信号。响应于调光请求信号，触发监测单元1106产生具有高电平的EN信号，从而启动时钟产生器1104以产生时钟信号。由时钟信号驱动的计数器1126响应于时钟信号的每个时钟脉冲改变其计数值。在图12的例子中，计数值在时钟信号的作用下递增。在一个实施例中，当计数器1126达到其预设的最大计数值后，计数值被重置为0。在另一个实施例中，计数值递增直到计数器1126达到预设最大计数值，然后计数值递减直到计数器1126达到预设最小计数值。
在模拟调光模式下，数模转换器528从计数器1126中读取计数值，并响应于计数值的递增调低参考信号REF的电压。在脉冲调光模式下，数模转换器528从计数器1126中读取计数值，并随着计数值的递增逐渐调低脉宽调制信号PWM1的占空比(比如每次调低10％)。因为电力转换器310输出的调节后的电能由参考信号REF的电压决定(模拟调光模式下)或是由脉宽调制信号PWM1的占空比决定(脉冲调光模式下)，所以LED链312的亮度可以得到相应的调整。
一旦LED链312达到期望的亮度，用户通过对电源开关304施以第二组动作来终止亮度调整。在电源开关304第二组动作的作用下产生调光终止信号。在一个实施例中，第二组动作包括第二断开动作和其后的第二闭合动作。其产生的结果是，触发监测单元1106在端口CLK监测并接收到包括电压下降沿1208和其后的电压上升沿1210的调光终止信号。在调光终止信号的作用下，触发监测单元1106产生具有低电平的EN信号，从而关闭时钟产生器1104。由时钟信号驱动的计数器1126保持其计数值不变。在模拟调光模式下，参考信号REF的电压将保持不变。在脉冲调光模式下，脉宽调制信号PWM1的占空比将保持不变。因此，LED链312将保持该期望的亮度不变。
图13所示为根据本发明一个实施例的对光源进行电能控制的方法流程图1300。图13将结合图10以及图11进行描述。
在步骤1302中，用电力转换器(如电力转换器310)输出的调节后的电能对光源(比如LED链312)进行供电。
在步骤1304中，接收调光请求信号(比如由调光控制器1108接收)。该调光请求信号指示连接于电源和电力转换器之间的电源开关(如电源开关304)的第一组动作。在一个实施例中，电源开关的第一组动作包括第一断开动作和其后的第一闭合动作。
在步骤1306中，连续调整电力转换器输出的调节后的电能(如利用调光控制器1108进行调整)。在一个实施例中，启动时钟产生器1104来驱动计数器1126。根据计数器1126的计数值产生调光信号(如控制信号538或参考信号REF)。在模拟调光模式下，通过比较参考信号REF和指示流经光源的电流监测信号来调整电力转换器输出的调节后的电能。REF的电压由计数值决定。在脉冲调光模式下，通过控制信号538调整脉宽调制信号PWM1的占空比来调整电力转换器输出的调节后的电能。PWM1的占空比由计数值决定。
在步骤1308中，接收调光终止信号(如由调光控制器1108接收)。该调光终止信号指示连接于电源和电力转换器之间的电源开关(如电源开关304)的第二组动作。在一个实施例中，电源开关的第二组动作包括第二断开动作和其后的第二闭合动作。
在步骤1310中，如果接收到调光终止信号，则停止调整电力转换器输出的调节后的电能。在一个实施例中，关闭时钟产生器1104以使得计数器1126保持其计数值不变。其产生的结果是，在模拟调光模式下，参考信号REF的电压保持不变；在脉冲调光模式下，脉宽调制信号PWM1的占空比保持不变。因此，光源能够保持在期望的亮度。
图14A所示为根据本发明一个实施例的光源驱动电路1400的电路图。图14A中与图3、图4及图10编号相同的部件具有类似的功能。图14A将结合图4进行描述。
光源驱动电路1400通过电源开关1404连接到电源VIN(如110/120伏交流电，60赫兹)，并与光源1412相连。图14B所示为根据本发明一个实施例的图14A中的电源开关1404的图示。在一个实施例中，电源开关1404为置于墙上的ON/OFF开关。通过切换按钮1480至ON或OFF的位置(如由用户切换)可控制电源开关1404的闭合或断开。
如图14A所示，光源驱动电路1400包括交流/直流转换器306、转换器1410和调光控制器1408。交流/直流转换器306将交流输入电压VIN转换成直流输出电压VOUT。与交流/直流转换器306相连的转换器1410接收直流输出电压VOUT，为光源1412提供输出电能。与交流/直流转换器306和转换器1410相连的调光控制器1408监测电源开关1404，并根据电源开关1404的动作调节转换器1410的输出电能，从而控制光源1412发出的光的颜色和亮度。在一个实施例中，调光控制器1408包括多个端口，如端口HV、端口CLK、端口VDD、端口GND、端口CTRL1、端口MON1、端口CTRL2和端口MON2。
在一个实施例中，光源1412包括多个LED光源，如光源LED1和光源LED2。为方便说明，图14A所示的光源LED1包括一个LED链，光源LED2包括一个LED链。或者光源LED1和光源LED2的每一个都包括多条LED链。光源LED1能够发出第一种颜色光(如暖色)。光源LED2能够发出第二种颜色光(如冷色)。因此通过控制光源LED1和光源LED2，光源1412能够发出不同颜色的光。
在一个实施例中，转换器1410包括分别与光源LED1和LED2相连的电力转换器1414和1416。电力转换器1414为包括电感L29、二极管D25、电容C26、电阻R23和开关Q21的降压转换器。开关Q21与光源LED1串联。开关控制信号1450(如脉宽调制PWM信号)控制开关Q21的闭合或断开。类似地，电力转换器1416也可以是包括电感L30、二极管D28、电容C27、电阻R33和开关Q31的降压转换器。开关控制信号1452(如脉宽调制PWM信号)控制与光源LED2串联的控制开关Q31的闭合或断开。电力转换器1414和1416还可以具有其他结构，并不限于图14A中的例子。
与电力转换器310(如图4所示)的操作类似，电力转换器1414根据开关Q21的导通状态将调节后的电能提供给光源LED1。更具体地说，在一个实施例中，开关Q21闭合或者Q21交替闭合和断开(即“开灯”状态)，以使得电流流过光源LED1。电力转换器1414可工作于脉冲调光模式或模拟调光模式来调整调节后的电能。举例来说，在脉冲调光模式下，调节开关控制信号1450的占空比，以调节供给光源LED1的电能。在模拟调光模式下，根据开关控制信号1450调节通过光源LED1的电流峰值，以调节供给光源LED1的电能。
此外，如果开关Q21断开且断开状态的持续时间超过一个时间阈值(即“关灯”状态)，通过光源LED1的电流则降到0安培，因此关断光源LED1。电力转换器1416的操作类似于电力转换器1414。
基于开关控制信号1450和1452，转换器1410选择性地将调节后的电能提供给光源LED1和LED2。在一个实施例中，开关Q21和Q31其中一个处于开灯状态，为对应的光源LED1或LED2供电，另一个处于关灯状态的开关关断对应的光源LED1或LED2。举例来说，当供电给LED1(如暖色白LED链)且关断LED2(如冷色白LED链)时，光源1412发出具有暖色温度的光。同样地，当关断LED1且供电给LED2时，光源1412发出冷色温度的光。
因此，通过调节供给光源1412的电能(如通过调节开关控制信号1450和1452)，光源1412的颜色和亮度都得到控制。
调光控制器1408监测电源开关1404的动作，并据此产生对应的开关控制信号1450和1452。当电源开关1404接通，与交流/直流转换器306相连的端口HV从电源VIN接收电能，并为调光控制器1408供电。在一个实施例中，当电源开关1404断开，与端口VDD相连的电能储存单元(如电容C24)能够为调光控制器1408供电。端口GND与地相连。
在一个实施例中，端口MON1与电阻R23相连，监测通过光源LED1的电流。同样地，端口MON2与电阻R33相连，监测通过光源LED2的电流。
在图14A所示的例子中，调光控制器1408通过监测与交流/直流转换器306相连的端口CLK的电压来监测电源开关1404。通过端口CLK，调光控制器1408接收指示电源开关1404的第一组动作的颜色改变信号，接收指示电源开关1404第二组动作的调光请求信号，以及接收指示电源开关1404第三组动作的调光终止信号。根据端口CLK接收到的信号，调光控制器1408产生开关控制信号1450和1452来分别控制开关Q21和Q31。
如果接收到颜色改变信号，调光控制器1408改变开关Q21和Q31的导通状态，因此，改变了光源1412的颜色。举例说明，当光源1412的光具有一个暖色温度时(如Q21处于开灯状态且Q31处于关灯状态)，调光控制器1408分别切换开关Q21和Q31至关灯和开灯的状态。因此，光色被切换为一个冷色温度。同样地，如果当光源1412的光具有一个冷色温度时(如Q21处于关灯状态且Q31处于开灯状态)接收到颜色改变信号，调光控制器1408分别切换开关Q21和Q31至开灯和关灯的状态。因此，光色被切换为一个暖色温度。
如果接收到调光请求信号，调光控制器1408对应调整光源1412的亮度。举例说明，当光源1412的光具有一个暖色温度时(如Q21处于开灯状态且Q31处于关灯状态)，调光控制器1408工作于脉冲调光模式或模拟调光模式，以控制开关Q21，从而在预设的时间段(如TTH2)或者直到接收到调光终止信号，提高或降低供给光源1412的电能。同样地，当光源1412的光具有一个冷色温度时(如Q21处于关灯状态且Q31处于开灯状态)，调光控制器1408工作于脉冲调光模式或模拟调光模式，以控制开关Q31，从而在预设的时间段(如TTH2)内或者直到接收到调光终止信号，提高或降低供给电源1412的电能。
优点在于，用户能够通过对电源开关1404施以第一组动作来控制发光的颜色。用户也能够通过对该电源开关1404施以第二组动作来控制发光的亮度，使得光源1412的亮度逐渐降低或升高。如果达到了期望的亮度，用户可通过对电源开关1404施以第三组动作来终止亮度调整。因此避免了光色选择和调光的额外设备(如外置的远程控制器或是专门设计的具有调光按钮的开关)来进行亮度调节，从而节省成本。
图15所示为根据本发明一个实施例的图14A中的调光控制器1408的结构示意图。图15将结合图5和图14A进行描述。图15中与图5、图11和图14A编号相同的部件具有类似的功能。
在图15所示的例子中，调光控制器1408包括启动电路1502、低压锁定电路1504、触发监测单元1506、调光器1552和1554、脉冲信号产生器504以及逻辑电路1556和1558。当电源开关1404接通时，启动电路1502从端口HV接收电能，为端口VDD提供电源电压。与端口VDD相连的低压锁定电路1504检测电源电压，并根据电源电压控制调光控制器1408。在一个实施例中，当电源开关1404闭合时，低压锁定电路1504接通调光控制器1408。当电源开关1404保持断开且持续时间小于时间阈值TTH_VDD时，电容C24(如图14A所示)放电，为端口VDD提供电能。因此，在这种情况下，调光控制器1408仍然能够上电并工作。然而，如果当电源开关1404保持断开且持续时间大于时间阈值TTH_VDD，即端口VDD的电压下降至预设的阈值电压VTHL。此时，低压锁定电路1504关断调光控制器1408。
如上针对图14A的描述，颜色改变信号指示了电源开关1404的第一组动作，调光请求信号指示了电源开关1404的第二组动作，调光终止信号指示了电源开关1404的第三组动作。在一个实施例中，第一组动作包括第一断开动作和其后的第一闭合动作，第二组动作包括第二断开动作和其后的第二闭合动作。在一个实施例中，第一断开动作和第一闭合动作之间的第一时间间隔与第二断开动作和第二闭合动作之间的第二时间间隔不同。例如，第一时间间隔大于时间阈值TTH1(如2秒)，而第二时间间隔小于TTH1。
另外，第三组动作包括第三断开动作和其后的第三闭合动作。在一个实施例中，第三断开动作跟随着第二闭合动作，第二闭合动作与第三断开动作之间的时间间隔小于第二时间阈值TTH2(如10秒)。
与端口CLK相连的触发监测电路1506通过端口CLK接收指示电源开关1404导通状态的监测信号。基于监测信号，触发监测单元1506判断电源开关1404执行的是闭合的动作还是断开的动作。通过定时器1508，触发监测电路1506测量电源开关1404不同操作之间的时间间隔(如一个闭合动作和一个断开动作之间的时间间隔或是一个闭合动作和另一个闭合动作之间的时间间隔)。结果，触发监测单元1506识别出颜色改变信号、调光请求信号和调光终止信号。
调光器1552包括计数器1510、数模转换器1512、脉宽调制产生器1514和时钟产生器1516。与图11中调光器1102中的操作类似，调光器1552根据计数器1510存储的计数值产生调光信号PWM3。在一个实施例中，调光信号PWM3的占空比由计数值决定。与调光器1552相连的逻辑电路1556包括比较器1530、SR触发器1532和与门1534。与包括比较器534、SR触发器522和与门524的电路(如图5所示)操作类似，逻辑电路1556根据调光信号PWM3在端口CTRL1产生开关控制信号1450。在一个实施例中，开关控制信号1450的占空比由计数器1510的计数值决定。因此，根据开关控制信号1450控制开关Q21，可实现调节供给光源LED1的电能。
类似地，调光器1554包括计数器1520、数模转换器1522、脉宽调制产生器1524和时钟产生器1526。调光器1554用于产生调光信号PWM4。与调光器1554相连的逻辑电路1558包括比较器1540、SR触发器1542和与门1544。逻辑电路1558产生开关控制信号1452。调光信号PWM4和开关控制信号1452的占空比由计数器1520的计数值决定。因此，根据开关控制信号1452控制开关Q31，可实现调节供给光源LED2的电能。
表1
 计数值  0   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
 占空比  0  10％  20％  30％  40％  50％  60％  70％  80％  90％  100％
表1描述了根据本发明一个实施例的计数器1510或1520的计数值，也描述了对应计数值的开关控制信号1450或1452的占空比。如表1所示，如果计数值设为0，占空比为0，因此，对应的控制开关Q21或Q31工作于关灯状态，以关断对应的LED光源。如果计数值大于0(如1～10)，占空比大于0，因此对应的开关Q21或Q31工作于开灯状态，为对应的LED光源供电。
低压锁定电路1504在端口VDD检测电源电压。在一个实施例中，低压锁定电路1504根据端口VDD的电源电压调整计数器1510和1520的计数值。更具体地说，当端口VDD上的电源电压降到阈值电压VTHL以下时，低压锁定电路1504将计数器1510和1520的计数值设置为第一组预设值。当端口VDD的电源电压上升到VTHL以上时，低压锁定电路1504将计数器1510和1520的计数值设置为第二组预设值。例如，当电源电压降到低于阈值电压VTHL时，计数器1510和1520的计数值都被设为0。因此，LED链LED1和LED2被关断。当电源电压升到高于VTHL时，计数器1510和1520的计数值分别被设为10和0。因此，接通LED1并关断LED2。
在一个实施例中，调光控制器1408还包括总线1560，用于连接调光器1552、调光器1554和触发监测单元1506。在一个实施例中，触发监测单元1506产生使能信号ENCOL、ENDIM1和ENDIM2，用以调整计数器1510和1520的计数值。
更具体地说，在一个实施例中，当接收到颜色改变信号时，触发监测单元1506产生使能信号ENCOL。总线1560将该使能信号ENCOL传送到计数器1510和1520。在一个实施例中，作为对使能信号ENCOL的响应，计数器1510和1520的计数值相互交换。例如，如果计数器1510和1520的计数值分别为5和0，表示光源1412发出的光具有暖色温度(LED1接通而LED2断开)。在接收到使能信号ENCOL之后，计数器1510和1520的计数值分别变成了0和5，因此光源变成了冷色温度(LED1断开而LED2接通)。优点在于，虽然光的颜色被改变，但是光的亮度保持不变。或者，计数器1510和1520的计数值可改变为其他值。例如，计数器1510和1520的计数值可设为0和10。在这样的情况下，光的颜色和亮度都发生改变。
在一个实施例中，如果接收到调光请求信号，触发监测单元1506通过监测计数值来判断哪一个开关处于开灯状态，并据此产生有效的使能信号ENDIM1来控制处于开灯状态的开关。举例说明，如果开关Q21处于开灯状态，时钟产生器1516根据有效的使能信号ENDIM1为计数器1510提供一个时钟信号CLOCK1。因此，计数器1510调整计数值，从而调整LED1的亮度。例如，计数值连续增加，因此LED1的亮度逐渐增加。如果接收到调光终止信号，或者亮度调整超过了一个预设的时间间隔，触发监测单元1506产生无效的使能信号ENDIM1。因此时钟信号CLOCK1被终止，计数器1510停止调整计数值。即亮度调整结束。
因此通过调整计数器1510和1520的计数值，调节了供给光源1412的电能，从而实现光色的改变和亮度的调整。
图16所示为根据本发明一个实施例的光源驱动电路的运作方式示意图，该光源驱动电路包含图15中所示的调光控制器1408。图16将结合图14A和图15进行描述。图16描述了端口CLK的电压VCLK、由触发监测单元1506产生的使能信号ENCOL、ENDIM1和ENDIM2、时钟信号CLOCK1和CLOCK2，以及计数器1510和1520的计数值VALUE_1510和VALUE_1520。图16所示的例子描述了光源1412的亮度是如何调整的。
在时刻t0，电压VCLK为低电平，指示电源开关1404断开。在一个实施例中，计数值VALUE_1510和VALUE_1520都为0。因此开关Q21和Q31都处于关灯状态，LED1和LED2关断。
在时刻t1，电源开关1404闭合。端口HV接收来自交流/直流转换器306的电能。此时端口VDD的电压上升到VTHL。在一个实施例中，低压锁定电路1504分别设VALUE_1510和VALUE_1520为10和0。因此，Q21被切换为开灯状态而Q31保持关灯状态。对应地，光源1412在时刻t1发出具有暖色温度的光。
在时刻t2，电压VCLK具有指示电源开关1404断开动作的下降沿。在时刻t3，电压VCLK具有指示电源开关1404闭合动作的上升沿。由于t2和t3之间的时间间隔T1小于第一时间阈值TTH1，触发监测单元1506辨别出接收到调光请求信号。因此在时刻t3，触发监测单元1506产生有效的使能信号ENDIM1，使得时钟产生器1516产生时钟信号CLOCK1。在图16所示的例子中，计数值VALUE_1510增加(如从1到6)，逐渐提高光源1412的亮度。
在时刻t4，检测到VCLK的下降沿，指示电源开关1404的断开动作。在时刻t5，检测到VCLK的上升沿，指示电源开关1404的闭合动作。由于t3和t4之间的时间间隔T2小于第二时间阈值TTH2，触发监测单元1506识别出接收到调光终止信号。对应地，使能信号ENDIM1变为无效(如低电平)，终止时钟信号CLOCK1。因此，计数值VALUE_1510从时刻t5开始保持计数值为6，即保持光源1412的亮度不变。
在时刻t6，VCLK有一个下降沿，指示电源开关1404的断开动作。电源开关断开的时间间隔(如从t6到t7的时间间隔)达到时间阈值TTH_VDD，指示端口VDD的电源电压下降到VTH_VDD。由此，在一个实施例中，低压锁定电路1504将VALUE_1510和VALUE_1512再次设为0。因此，在时刻t7，光源1412被关断。
图17所示为根据本发明一个实施例的光源驱动电路的另一种运作方式的示意图，该光源驱动电路包含有图15中所示的调光控制器1408。图17将结合图14A和图15进行描述。图17描述了端口CLK的电压VCLK、由触发监测单元1506产生的使能信号ENCOL、ENDIM1和ENDIM2、时钟信号CLOCK1和CLOCK2，以及计数器1510和1520的计数值VALUE_1510和VALUE_1520。图17所示的例子描述了光源1412的颜色和亮度是如何调整的。
在时刻t0’，电压VCLK为低电平，指示电源开关1404断开。计数值VALUE_1510和VALUE_1520为0。因此开关Q21和Q31处于关灯状态，LED1和LED2熄灭。
在时刻t1’，电源开关1404接通。低压锁定电路1504将VALUE_1510和VALUE_1520分别设为10和0。因此，开关Q21被切换到开灯状态而开关Q31保持在关灯状态。对应地，光源1412发出具有暖色温度的光。
在时刻t2’，电压VCLK有一个下降沿，在时刻t3’，电压VCLK有一个上升沿，即在时刻t2’发生断开动作，随后在时刻t3’发生闭合动作。t2’到t3’之间的时间间隔大于第一时间阈值TTH1，指示接收到颜色改变信号。因此，在一个实施例中，触发监测单元1506在时刻t3’产生有效的使能信号ENCOL(如脉冲信号)，用以交换储存在计数器1510和1520内的计数值。因此，VALUE_1510和VALUE_1520分别被设为0和10。对应地，开关Q21被切换到关灯状态，开关Q31被切换到开灯状态。因此，在时刻t3’，光源1412的颜色变为冷色温度而其亮度保持不变。
在时刻t4’，电压VCLK有一个下降沿，在时刻t5’，电压VCLK有一个上升沿，即在时刻t4’发生断开动作，随后在时刻t5’发生闭合动作。t4’到t5’之间的时间间隔小于TTH1，即指示接收到调光请求信号。作为回应，触发监测单元1506产生有效的使能信号ENDIM2。由此，产生时钟信号CLOCK2，计数值VALUE_1520增加(如从1到3)，从而逐步提高光源1412的亮度。
在时刻t6’，电压VCLK具有下降沿，在时刻t7’，电压VCLK具有上升沿，即在时刻t6’发生断开动作，随后在时刻t7’发生闭合动作。由于t6’到t7’之间的时间间隔小于TTH2，表示接收到调光终止信号。作为回应，使能信号ENDIM2变为无效，时钟信号CLOCK2被终止。因此，从时刻t7’开始，计数值VALUE_1510保持为3，以保持光源1412的亮度不变。
在时刻t8’，电压VCLK具有下降沿，表示电源开关1404的断开动作。在一个实施例中，电源开关1404断开的时间间隔(如从t8’到t9’)达到了时间阈值TTH_VDD，表示端口VDD的供电电压下降到VTH_VDD。此时，低压锁定电路1504再次将VALUE_1510和VALUE_1520设为0。因此，在时刻t9’，光源1412熄灭。
图18所示为根据本发明一个实施例的光源驱动电路的又一运作方式示意图，该光源驱动电路包含有图15中所示的调光控制器1408。图18将结合图14A和图15进行描述。图18描述了端口CLK的电压VCLK、由触发监测单元1506产生的使能信号ENCOL、ENDIM1和ENDIM2、时钟信号CLOCK1和CLOCK2，计数器1510和1520的计数值VALUE_1510和VALUE_1520。图18所示的例子描述了光源1412的亮度是如何调整的。
在从t0”到t3”之间的时间间隔内，调光控制器1408的操作类似于图16中描述的从t0到t3的操作。例如，时刻t2”的断开动作和其后时刻t3”的闭合动作被识别为调光请求信号。因此VALUE_1510从时刻t3”开始调整。在时刻t4”，亮度调整达到一个预设的时间间隔TTH2。因此，触发监测单元1506产生失效的使能信号ENDIM1，时钟信号CLOCK1被终止。VALUE_1510从t4”开始保持为10且亮度调整结束。
在时刻t5”，电压VCLK有一个指示电源开关1404断开动作的下降沿。在时刻t6”，电源开关1404断开的时间间隔(如从t5”到t6”)达到时间阈值TTH_VDD，表示端口VDD的电源电压下降到VTH_VDD。在一个实施例中，作为回应，低压锁定电路1504再次将VALUE_1510和VALUE_1520设为0。因此，在时刻t6”，光源1412熄灭。
回到图15，调光控制器1408也可工作于模拟调光模式来调整光源1412的亮度。在一个实施例中，比较器1530的反相输入端与数模转换器1512的输出端相连，比较器1540的反相输入端与数模转换器1522的输出端相连。因此，参考信号REF1和REF2分别由计数器1510和1520的计数值决定。由此，根据计数值来控制通过光源LED1和LED2的电流峰值，实现亮度调整。
图19所示为根据本发明一个实施例的对光源进行电能调整的方法流程图1900。图19将结合图14A至图18进行描述。尽管图19公开了某些特定的步骤，这些步骤仅仅作为示例。本发明适合执行与图19类似或等同的其他步骤。
在步骤1902中，将电能从转换器1410传送到光源(如光源1412)。
在步骤1904中，监测耦合于电源和转换器之间的电源开关(如电源开关1404)。
在步骤1906中，接收颜色改变信号，该颜色改变信号指示电源开关的第一组动作。
在步骤1908中，根据颜色改变信号，调整光源的颜色。
在步骤1910中，接收调光请求信号，该调光请求信号指示电源开关的第二组动作。
在步骤1912中，根据调光请求信号，调整光源亮度。
在一个实施例中，接收监测信号，该监测信号指示电源开关的导通状态。根据监测信号识别出电源开关的多种动作，包括断开动作和闭合动作。根据动作之间的时间间隔识别出第一组动作和第二组动作。在一个实施例中，调整亮度一段预设的时间间隔(如TTH2)，或者直到接收到调光终止信号，该调光终止信号指示电源开关1404的第三组动作。在一个实施例中，通过调整计数器(如计数器1522和1554)的计数值，调整光源1412的颜色和亮度。
如前所述，本发明披露了一种驱动LED光源的光源驱动电路。优点在于，用户可通过对电源开关1404施以第一组开关动作来选择光源颜色，也可通过对该电源开关1404施以第二组开关动作来实现亮度的调整。在亮度调整过程中，光源的亮度逐步增加或减小。当LED光源达到期望的亮度，用户通过对电源开关施以第三组动作来终止亮度调整过程。因为避免了使用额外的器件(如外置的远程控制器或是专门设计的具有调光按钮的开关)来进行亮度调节，从而节省成本。
在此使用之措辞和表达都是用于说明而非限制，使用这些措辞和表达并不将在此图示和描述的特性之任何等同物(或部分等同物)排除在发明范围之外，在权利要求的范围内可能存在各种修改。其它的修改、变体和替换物也可能存在。因此，权利要求旨在涵盖所有此类等同物。

Claims (20)

1.一种用于驱动光源的驱动电路，所述光源包括多个发光二极管，其特征在于，所述驱动电路包括：
与电源相连的转换器，用于接收来自所述电源的电能并根据多个控制信号为所述光源提供调节后的电能；及
与所述转换器相连的调光控制器，用于监测连接于所述电源和所述转换器之间的电源开关，所述调光控制器还用于接收指示所述电源开关的第一组动作的颜色改变信号，并接收指示所述电源开关的第二组动作的调光请求信号；所述调光控制器在接收到所述颜色改变信号时，通过控制所述控制信号来改变所述光源发出的光的颜色；所述调光控制器在接收到所述调光请求信号时，通过控制所述控制信号来调整所述光源的亮度。
2.根据权利要求1所述的用于驱动光源的驱动电路，其特征在于，所述第一组动作包括第一断开动作和其后的第一闭合动作，所述第二组动作包括第二断开动作和其后的第二闭合动作，所述第一断开动作和所述第一闭合动作之间的时间间隔与所述第二断开动作和所述第二闭合动作之间的时间间隔不同。
3.根据权利要求1所述的用于驱动光源的驱动电路，其特征在于，所述调光控制器根据所述调光请求信号调整所述亮度，直至接收到指示所述电源开关的第三组动作的调光终止信号。
4.根据权利要求3所述的用于驱动光源的驱动电路，其特征在于，所述第二组动作包括第一断开动作和其后的第一闭合动作，所述第三组动作包括第二断开动作和其后的第二闭合动作，所述第一闭合动作和所述第二断开动作之间的时间间隔小于时间阈值。
5.根据权利要求1所述的用于驱动光源的驱动电路，其特征在于，所述光源包括具有第一颜色的第一发光二极管光源和具有第二颜色的第二发光二极管光源。
6.根据权利要求1所述的用于驱动光源的驱动电路，其特征在于，所述调光控制器包括：
触发监测单元，用于接收指示所述电源开关的导通状态的监测信号，并基于所述监测信号识别所述第一组动作和所述第二组动作。
7.根据权利要求6所述的用于驱动光源的驱动电路，其特征在于，所述触发监测单元基于所述监测信号识别所述电源开关的多个动作，并基于所述多个动作之间的时间间隔识别出所述第一组动作和所述第二组动作，所述多个动作包括闭合动作和断开动作。
8.根据权利要求1所述的用于驱动光源的驱动电路，其特征在于，所述调光控制器包括：
多个调光器，用于根据所述颜色改变信号和所述调光请求信号分别调整多个计数器的计数值，所述调光控制器根据所述计数值分别调整所述控制信号。
9.根据权利要求8所述的用于驱动光源的驱动电路，其特征在于，所述调光控制器还包括：
与所述调光器相连的低压锁定电路，用于监测电源电压；当所述电源电压下降到低于一个阈值电压时，所述低压锁定电路设定所述计数值为第一组预设值；当所述电源电压上升到高于所述阈值电压时，所述低压锁定电路设定所述计数值为第二组预设值。
10.根据权利要求8所述的用于驱动光源的驱动电路，其特征在于，当接收到所述颜色改变信号时，所述调光器交换所述计数器的所述计数值，所述调光控制器根据所述交换后的计数值调整所述控制信号，以改变所述颜色并保持所述亮度。
11.一种调光控制器，用于控制从转换器传递到光源的电能，所述光源包括多个发光二极管，其特征在于，所述调光控制器包括：
监测端口，用于接收监测信号，所述监测信号指示连接于电源和所述转换器之间的电源开关的导通状态；及
多个调光端口，用于提供多个控制信号来控制所述电能，其中，所述光源发出的光的颜色和亮度由所述控制信号决定；
所述调光控制器基于所述监测信号，识别指示所述电源开关的第一组动作的颜色改变信号和指示所述电源开关的第二组动作的调光请求信号；当接收到所述颜色改变信号时，所述调光控制器调整所述控制信号，以改变所述光源的颜色；当接收到所述调光请求信号时，所述调光控制器调整所述控制信号，以调整所述光源的亮度。
12.根据权利要求11所述的调光控制器，其特征在于，所述控制信号根据所述调光请求信号调整所述光源的亮度，直至接收到调光终止信号。
13.根据权利要求11所述的调光控制器，其特征在于，所述光源包括具有第一颜色的第一发光二极管光源和具有第二颜色的第二发光二极管光源，其中，所述控制信号分别控制所述第一发光二极管光源和所述第二发光二极管光源。
14.根据权利要求11所述的调光控制器，其特征在于，还包括：
触发监测单元，基于所述监测信号识别出包含闭合动作和断开动作的多个动作，测量所述多个动作之间的时间间隔，并根据所述时间间隔识别出所述颜色改变信号和所述调光请求信号。
15.根据权利要求11所述的调光控制器，其特征在于，还包括：
多个调光器，用于根据所述颜色改变信号和所述调光请求信号分别调整多个计数器的计数值，其中，所述调光控制器基于所述计数值调整所述控制信号。
16.根据权利要求15所述的调光控制器，其特征在于，还包括：
供电端口，用于接收电源电压，
其中，当所述电源电压下降到低于电压阈值时，所述调光控制器将所述计数值设置为第一组预设值；当所述电源电压上升到高于所述电压阈值时，所述调光控制器将所述计数值设置为第二组预设值。
17.根据权利要求15所述的调光控制器，其特征在于，当接收到所述颜色改变信号时，所述调光器交换所述计数器的所述计数值，其中，所述控制信号根据所述交换后的计数值改变所述光源的颜色并保持所述光源的亮度。
18.一种驱动光源的方法，所述光源包括多个发光二极管，其特征在于，所述方法包括下列步骤：
将电能从转换器传送到所述光源；
监测耦合于电源和所述转换器之间的电源开关；
接收颜色改变信号，所述颜色改变信号指示所述电源开关的第一组动作；
根据所述颜色改变信号调整所述光源的颜色；
接收调光请求信号，该调光请求信号指示所述电源开关的第二组动作；及
根据所述调光请求信号调整所述光源的亮度。
19.根据权利要求18所述的驱动光源的方法，其特征在于，还包括下列步骤：
当接收到所述调光请求信号时，开始调整所述光源的亮度；及
当接收到调光终止信号时，停止调整所述光源的亮度。
20.根据权利要求18所述的驱动光源的方法，其特征在于，还包括下列步骤：
接收指示所述电源开关的导通状态的监测信号；
根据所述监测信号识别出所述电源开关的多个动作，该多个动作包括断开动作和闭合动作；及
根据所述多个动作之间的时间间隔识别所述第一组动作和所述第二组动作。
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