CN102685975A - 控制光源调光的控制器、方法及驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制光源调光的控制器、方法及驱动系统。控制器包括控制端及与控制端耦合的调光控制电路。控制端用于提供驱动信号，该驱动信号控制与光源耦合的控制开关，从而控制光源的调光。调光控制电路根据电源开关的动作产生驱动信号。电源开关传送交流信号。调光控制电路还通过对交流信号的波形的计数来调节驱动信号以控制光源的调光。本发明可以通过对普通电源开关的动作来调节光源的亮度，而不必使用额外的器件，例如无需专门设计的具有调光按钮的开关，从而节省成本。

Description

控制光源调光的控制器、方法及驱动系统

技术领域

本发明涉及光源驱动电路，尤其涉及控制光源调光的控制器、方法及驱动系统。

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。与电力转换器102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，使用者无法调节亮度。

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。与电力转换器102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的亮度，使用者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控制光源调光的控制器、方法及驱动系统，可以通过普通电源开关的动作，而不必使用额外的调光器件就能够实现对光源亮度的控制，从而节省成本。

本发明提供了一种控制器，用于控制光源的调光，所述控制器包括控制端及与控制端耦合的调光控制电路。控制端用于提供驱动信号，该驱动信号用于控制与所述光源耦合的控制开关，从而控制所述光源的所述调光。调光控制电路用于根据电源开关的动作产生所述驱动信号。所述电源开关传送交流信号。所述调光控制电路还用于通过对所述交流信号的波形的计数来调节所述驱动信号，以控制所述光源的调光。

本发明还提供了一种用于控制光源调光的方法，所述方法包括：通过电源开关传送交流信号；根据所述电源开关的动作，产生驱动信号；通过对所述交流信号的波形的计数，调节所述驱动信号；及所述驱动信号控制与所述光源耦合的控制开关，以控制所述光源的调光。

本发明也提供一种驱动系统，用于驱动光源，所述驱动系统包括：第一转换电路及与所述第一转换电路耦合的第一调光控制电路。第一转换电路用于通过电源开关接收交流信号并向第一光源提供调节后的电能。第一调光控制电路用于根据所述电源开关的动作产生第一调光信号，并通过对所述交流信号的波形的计数来调节所述第一调光信号，所述第一调光信号控制所述第一光源的调光。

此外，作为对上述驱动系统的改进，所述驱动系统还包括第二转换电路及与所述第二转换电路耦合的第二调光控制电路。第二转换电路用于通过所述电源开关接收所述交流信号，并向第二光源提供调节后的电能。第二调光控制电路用于根据所述电源开关的所述动作产生第二调光信号，并通过对所述交流信号的波形的计数来调节所述第二调光信号，所述第二调光信号控制所述第二光源的调光。

通过采用本发明的控制光源调光的控制器、方法及驱动系统，本发明可以通过对普通电源开关的动作来调节光源的亮度，而不必使用额外的器件，例如无需专门设计的具有调光按钮的开关，从而节省成本。此外，本发明通过对输入的交流信号的波形进行计数从而调节多个光源的亮度，使得多个光源的亮度的调节过程彼此同步。即，使得多个光源的亮度的变化基本相同。因此，本发明可使多个光源发出基本相同的光强/亮度。

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操作示意图，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所示实施例中的调光控制器的结构示意图。

图12所示为根据本发明另一个实施例的光源驱动电路的操作示意图，该光源驱动电路包含有图11中所示的调光控制器。

图13所示为根据本发明另一个实施例的对光源进行电能控制的方法流程图。

图14A所示为根据本发明一个实施例的LED光源驱动系统的电路示意图。

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图15中的调光器的结构示意图。

图17所示为本发明一个实施例的LED光源驱动系统的操作示意图。

图18所示为本发明另一个实施例的LED光源驱动系统的操作示意图。

图19所示为本发明另一个实施例的LED光源驱动系统的电路示意图。

图20所示为本发明一个实施例的图19中的调光控制器的结构示意图。

图21所示为本发明再一个实施例的LED光源驱动系统的电路示意图。

图22所示为本发明一个实施例的控制LED光源调光的方法的流程图。

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，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，连接于电源和交流/直流转换器306之间的用于选择性连接电源和光源驱动电路300的电源开关304，与交流/直流转换器306相连的用于为LED链312提供调节后的电能的电力转换器310，与电力转换器310相连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输出的调光控制器308，以及用于监测流经LED链312的电流的电流监测器314。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，通过调节一个指示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，通过调节一脉冲宽度调制信号(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之间的电源开关304)的动作。光源驱动电路400进一步包括交流/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包括电流监测电阻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。

使用者可以选择把端口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施加于开关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，通过调节脉冲宽度调制信号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(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。使用者可以通过配置端口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，并通过调整脉冲宽度调制信号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(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，从而两端的电压降低。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I2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施加至开关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的接通动作，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相连的脉冲宽度调制信号产生器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。计数器526的计数值在该驱动信号的作用下递增(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。在这种脉冲调光模式下，调光信号即施加于脉冲宽度调制信号产生器530上的控制信号538，该控制信号538可以调整脉冲宽度调制信号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。在这种模拟调光模式下，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的电流的平均值。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的接收参考信号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打开时流经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。脉冲宽度调制信号产生器530产生的脉冲宽度调制信号PWM1施加至与门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，电流监测电阻R5到地。因为电感L1阻止电流的跳变，该电流会逐渐增大。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和脉冲宽度调制信号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。脉冲宽度调制信号PWM1的占空比决定了开关Q16的接通/断开时间。脉冲宽度调制信号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。当脉冲宽度调制信号PWM1为数字信号0时，开关Q16断开。通过调整脉冲宽度调制信号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和脉冲宽度调制信号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，使得脉冲宽度调制信号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和脉冲宽度调制信号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。

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/断开状态以及脉冲宽度调制信号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操作示意图。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LED链312电流的峰值Imax，也即决定了LED链312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调低脉冲宽度调制信号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(比如由调光控制器308接收)。该开关监测信号指示位于电源和交流/直流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，根据所述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提供的调节后的电能。在另一个采用脉冲调光模式的实施例中，通过用所述调光信号控制一个脉冲宽度调制信号的占空比来调整电力转换器提供的调节后的电能。

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。

使用者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所示为根据本发明另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来调整脉冲宽度调制信号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还进一步包括与数模转换器528相连的脉冲宽度调制信号产生器530。

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1008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，如接通动作或断开动作。

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个断开动作和其后的第一个接通动作。在一个实施例中，电源开关304的第二组动作包括第二个断开动作和其后的第二个接通动作。

如果触发监测单元1106接收到调光请求信号，调光控制器1008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1008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1008通过调整脉冲宽度调制信号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1008停止调整电力转换器310输出的调节后的电能。

图12所示为根据本发明另一个实施例的光源驱动电路的操作示意图，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被使用者接通，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，该初始亮度由脉冲宽度调制信号PWM1的初始占空比(比如100％的占空比)决定。参考信号REF和脉冲宽度调制信号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，使用者可以对电源开关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个断开动作和其后的第一个接通动作。其产生的结果是，触发监测单元1106在端口CLK监测到电压下降沿1204和其后的电压上升沿1206。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冲宽度调制信号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)或是由脉冲宽度调制信号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，使用者通过对电源开关304施以第二组动作来终止亮度调整。在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个断开动作和其后的第二个接通动作。其产生的结果是，触发监测单元1106在端口CLK监测到电压下降沿1208和其后的电压上升沿1210。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，脉冲宽度调制信号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所示为根据本发明另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1008接收)。该调光请求信号指示连接于所述电源和所述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个断开动作和其后的第一个接通动作。

在步骤1306中，连续调整电力转换器输出的调节后的电能(比如利用调光控制器1008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大小的电流监测信号来调整所述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调整脉冲宽度调制信号PWM1的占空比来调整所述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(比如由调光控制器1008接收)。该调光终止信号指示连接于所述电源和所述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个断开动作和其后的第二个接通动作。

在步骤1310中，如果接收到调光终止信号，则停止调整所述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，脉冲宽度调制信号PWM1的占空比保持不变。因此，光源能够保持期望的亮度。

如前所述，本发明披露了一种光源驱动电路。如果接收到调光请求信号，该光源驱动电路将自动且连续地调整光源的电能。如果接收到调光终止信号，该光源驱动电路将停止调整光源的电能。使用者可以通过对电源开关(如固定在墙上的电源开关)施以第一组动作来开始亮度调整过程。在亮度调整过程中，光源的亮度逐步递增或递减。如果获得了期望的亮度，使用者通过对电源开关施以第二组动作来终止亮度调整过程。使用者不必使用额外的器件(如外置的调光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14A所示为根据本发明一个实施例的光源驱动系统1400的电路图。图14A将结合图10进行描述。图14A中与图10中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。

在一个实施例中，驱动系统1400通过电源开关304接收交流电源，并为LED光源提供调节后的电能。电源开关304可为固定在墙上的电源开关。图14B所示为电源开关304的一个实施例。通过将电源开关304的元件1480置于“开”位置或“关”位置，用户可控制电源开关304导通或断开。如图14A所示，驱动系统1400包括调光控制器1408和电源转换电路，如交流/直流转换器306及直流/直流转换器1410。电源转换电路通过电源开关304接收交流信号，如由交流电源提供的交流输入电压Vin，并为LED光源1412提供调节后的电能，如调节后的电流Ireg。如图14A所示，LED光源1412包括LED链。更详细地说，电源转换电路中的交流/直流转换器306接收交流电源(如交流输入电压Vin)，并将交流电能转换成直流电能(如直流输出电压Vout)。电源转换电路中的直流/直流转换器1410根据调光信号(如图15所示的参考信号REF或脉冲宽度调制信号PWM1)控制控制开关Q16，从而将直流电能(如直流输出电压Vout)转换成调节后的电能(如调节后的电流Ireg)。控制开关Q16可通过直流/直流转换器1410与LED光源串联耦合。调光控制器1408产生调光信号并根据该调光信号控制LED光源1412的调光。调光控制器1408根据电源开关304的一组动作产生调光信号，并通过对波形(如正弦全波、正弦半波或交流输入电压Vin的周期)的计数来调整调光信号。在本文中，以交流输入电压Vin为正弦信号进行说明，但本发明并不限于正弦交流信号。

例如，交流/直流转换器306的全桥电路(如包括二极管D1、D2、D7和D8)接收来自交流电源的交流输入电压Vin，并在滤波电容C9上产生正弦半波(如只有一种极性)，从而滤波电容C9可向直流/直流转换器1410提供直流输出电压Vout。包括电阻R3及R6的电阻分压器提供调光请求信号或调光终止信号，该调光请求信号或调光终止信号代表电源开关304的一系列动作。与图10中描述的电源开关304的动作相似，图14A中电源开关304的动作包括断开电源开关304，并在关断后的预定时间段ΔT内(如2秒内)接通电源开关304。响应于调光请求信号，调光控制器1408可使能LED光源1412的调光过程。响应于调光终止信号，调光控制器1408可终止LED光源1412的调光过程。此外，电源开关304导通时，电阻分压器向调光控制器1408提供周期信号1454。例如，该周期信号1454是正弦半波，其对应于交流输入电压Vin的正弦全波。

如图14A所示，直流/直流转换器1410为降压转换器，且包括控制开关Q16、二极管1414、电流监测器1428(如电阻)、电磁耦合的电感L1及L2，及电容1424。在一个实施例中，控制开关Q16可集成于调光控制器1408内部。电感L1、L2连接至一个公共节点(如公共节点1433)。尽管图14A所示公共节点1433位于电阻1428及电感L1间，但在另一个实施例中，公共节点1433也可位于控制开关Q16及电阻1428间。公共节点1433为调光控制器1408提供参考地。在一个实施例中，调光控制器1408的参考地不同于驱动系统1400的地。通过接通和断开控制开关Q16，可调整流经电感L1的调节后的电流Ireg，从而调节提供给LED光源1412的电能。电容1424吸收调节后的电流Ireg上的纹波，以使流经LED光源1412的电流平稳且基本等于调节后的电流Ireg的平均值。此外，电感L2监测电感L1的状况，例如，流经电感L1的电流是否降至一个预设最低值。电感L2还产生代表电感L1状况的监测信号AUX。电阻1428的一端与开关Q16和二极管1414阴极之间的节点相连，另一端与电感L1相连。电阻1428提供电流监控信号SEN，该电流监控信号SEN代表流经电感L1的调节后的电流Ireg。如图14A所示，调光控制器1408的端口包括CLK，ZCD，GND，CTRL，VDD，MON，COMP及FB。端口ZCD与电感L2耦合且接收监测信号AUX。端口MON与电阻1428耦合，用于接收电流监控信号SEN。端口COMP通过电容与调光控制器1408的参考地耦合且向调光控制器1408提供补偿电压REF2(图15所示)。端口FB接收监控信号AVG，该监控信号AVG代表流经电感L1的电流Ireg的平均值。端口CLK监控电源开关304，如监控电源开关304的状态是导通还是断开。当电源开关304导通时，如图14A所示，端口CLK还接收代表交流输入电压Vin的正弦波的周期信号1454。在另一实施例中，调光控制器1408包括不同的端口，以分别监控电源开关304和接收周期信号1454。控制端口CTRL与控制开关Q16耦合，并产生驱动信号CTRL，如脉冲宽度调制信号，以控制控制开关Q16，从而控制LED光源1412的调光。调光控制器1408基于电源开关304的动作、周期信号1454、监测信号AUX及监控信号SEN及AVG产生驱动信号CTRL。此外，端口VDD可接收来自交流/直流转换器306或电感L2的电能。端口GND与调光控制器1408的参考地耦合。

更详细地，在一个实施例中，电源开关304处于导通状态。在操作中，当开关Q16导通时，电流Ireg经开关Q16、电阻1428、电感L1及LED光源1412，流向驱动系统1400的地，且电流Ireg增加。当开关Q16断开时，电流Ireg继续流经电阻1428、电感L1、LED光源1412及二极管1414，且电流Ireg减小。在一个实施例中，若监控信号SEN显示电流Ireg增至最高值Imax，则调光控制器1408关断开关Q16以减小电流Ireg。若监测信号AUX显示电流Ireg降至预设最低值，则调光控制器1408接通开关Q16以增大电流Ireg。因此，电流Ireg的调节范围为预设最低值至最高值Imax。在一个实施例中，最高值Imax可调节。例如，若监控信号AVG显示电流Ireg的平均值低于预设值，则调光控制器1408增大最高值Imax以增大电流Ireg的平均值。若监控信号AVG显示电流Ireg的平均值高于预设值，则调光控制器1408减小最高值Imax以减小电流Ireg的平均值。因此，可调节流经LED光源1412的电流至预设值。换言之，可调节LED光源1412的亮度至相应的预设值。

更进一步地，在一个实施例中，用户可控制电源开关304以控制LED光源1412的调光，如控制LED光源的亮度的预设值。更详细地，用户可在电源开关304上进行一系列动作。调光控制器1408根据电源开关304的动作产生驱动信号CTRL。例如，当用户首次接通电源开关304时，调光控制器1408产生独立于调光信号(如参考信号REF或脉冲宽度调制信号PWM1)的驱动信号CTRL，并控制LED光源1412的亮度至预设值，如最高值。之后，若用户断开电源开关304并在断开后的预定时间段ΔT内再次接通电源开关304，调光控制器1408产生调光信号以控制驱动信号CTRL。调光控制器1408还通过对交流输入电压Vin的波形进行计数，来调节调光信号及驱动信号CTRL，从而控制LED光源1412的调光，例如调整调节后的电流Ireg。在一个实施例中，调光控制器1408通过对周期信号1454的周期进行计数，从而实现对交流输入电压Vin的半波进行计数。在另一实施例中，调光控制器1408直接或间接接收交流输入电压Vin，并对交流输入电压Vin的半波或全波进行计数。

图15所示为本发明一实施例的图14A中的调光控制器1408的结构示意图。图15将结合图11及图14A进行描述。图15与图11及图14A中编号相同的部件具有相似功能，为简明起见在此不做重复描述。如图15所示，调光控制器1408包括触发监测单元1506、调光器1502及驱动信号产生电路。该驱动信号产生电路包括误差放大器1550、比较器534、SR触发器522、与门524以及触发电路1508。

触发监测单元1506可通过端口CLK监控电源开关304的动作，并响应于检测到的电源开关304的一系列动作产生脉冲信号TRIG。在一个实施例中，电源开关304的一系列动作包括断开电源开关304并在断开后的预定时间段ΔT内接通电源开关304。若电源开关304执行该系列动作，触发监测单元1506可在端口CLK检测到一个电压下降沿以及其后的一个电压上升沿。调光器1502可根据脉冲信号TRIG对交流输入电压Vin的波形进行计数，如调光器1502通过对周期信号1454进行计数从而对交流输入电压Vin的波形进行计数。例如，触发监测单元1506可产生脉冲信号TRIG，以使能或禁止对周期信号1454的计数。

调光器1502包括数模转换器528及脉冲宽度调制信号产生器530，还包括调光指示器1526及时钟产生器1504。在一个实施例中，时钟产生器1504接收周期信号1454并产生代表周期信号1454的时钟信号1544。例如，时钟产生器1504可在周期信号1454的每个周期内产生一个脉冲。调光指示器1526通过对时钟信号1544的脉冲计数实现对交流输入电压Vin的波形的计数。在一个实施例中，调光指示器1526还根据交流输入电压Vin的波形的计数结果产生代表调光值的数字输出信号1548。例如，若交流输入电压Vin的波形的计数结果超过预设值，则调光指示器1526将代表调光值的数字输出信号1548增加1并重新计数。若数字输出信号1548增加，数模转换器528可增加调光信号。调光信号包括参考信号REF或脉冲宽度调制信号PWM1。也就是说，数模转换器528增加参考信号REF的电压或增加脉冲宽度调制信号PWM1的占空比；若数字输出信号1548减小，数模转换器528可减小调光信号。因此，调光器1502可通过对交流输入电压Vin的波形的计数来调节调光信号以调节驱动信号CTRL。

触发电路1508与调光控制器1408的端口ZCD耦合。在一个实施例中，若端口ZCD检测到调节后的电流Ireg减小至预设最低值，如0A，则触发电路1508产生脉冲信号1536，如逻辑高电平，从而将触发器522的Q输出端设置为逻辑高电平，以接通开关Q16。此外，若调光控制器1408的端口MON接收到的电流监控信号SEN增至可调节的最高值，如补偿电压REF2，则比较器534输出逻辑高电平，以重置触发器522的Q输出端至逻辑低电平，从而断开开关Q16。因此，调节后的电流Ireg可在预设最低值(如0A)至补偿电压REF2决定的最高值的范围内进行调节。

在模拟调光模式中，调光控制器1408通过比较参考信号REF与指示流经LED光源1412的电流的监控信号AVG来控制LED光源1412的调光。更详细地，误差放大器1550比较参考信号REF与监控信号AVG。在一个实施例中，若监控信号AVG小于参考信号REF，误差放大器1550增大补偿电压REF2；若监控信号AVG大于参考信号REF，误差放大器1550减小补偿电压REF2。因此，流经LED光源1412的电流可调节至参考信号REF决定的电流大小。相应地，参考信号REF可调节LED光源1412的亮度。在脉冲调光模式中，调光控制器1408根据触发器522的Q输出端的输出信号(如脉冲宽度调制信号)和脉冲宽度调制信号PWM1控制LED光源1412的调光。更详细地，当脉冲宽度调制信号PWM1为逻辑高电平时，触发器522的Q输出端的输出信号调整调节后的电流Ireg，且调节后的电流Ireg的平均值取决于参考信号REF1。当脉冲宽度调制信号PWM1为逻辑低电平时，驱动信号CTRL为逻辑低电平，使得控制开关Q16断开。因此，若增大脉冲宽度调制信号PWM1的占空比，LED光源1412的亮度增强；若减小脉冲宽度调制信号PWM1的占空比，LED光源1412的亮度减弱。

图16所示为本发明一实施例的图15中调光器1502的结构示意图。图16将结合图15进行描述。如图16所示，时钟产生器1504包括比较器，调光指示器1526包括时钟计数器。脉冲宽度调制信号产生器530包括锯齿波产生器及比较器。时钟产生器1504比较代表交流输入电压Vin的周期信号1454与参考电压Vref以产生时钟信号1544。在一个实施例中，时钟信号1544的每个脉冲响应于周期信号1454的一个周期。例如，若交流输入电压Vin的频率为50Hz，则周期信号1454的频率为100Hz，且时钟信号1544的频率也为100Hz。在一个实施例中，若交流输入电压Vin的波形的计数结果超过预设值(如100)，则调光指示器1526将代表调光值的数字输出信号1548增加一个预设量(如1)并重新计数。因此，数模转换器528可将调光信号(如参考信号REF或脉冲宽度调制信号PWM1的占空比)从第一预设值调整至第二预设值。在一个实施例中，调光值可每秒增加1，因此LED光源1412的亮度也可每秒增加一个预设量。

回至图15，结合图16描述图15。在操作中，当用户初次接通电源开关304时，调光指示器1526可将数字输出信号1548设为预设调光值，如最大调光值。例如，在模拟调光模式中，预设参考信号REF为最大值，如等于参考信号REF1。在另一个实施例中，在脉冲调光模式中，预设脉冲宽度调制信号PWM1的占空比为100％。因此，图14A中的LED光源1412可发出最大光强/亮度。

若用户断开电源开关304并在断开后的预定时间段ΔT内再次接通电源开关304，则触发监测单元1506在端口CLK检测到一个电压下降沿及其后的一个电压上升沿。因此，触发监测单元1506基于电源开关304的动作产生第一脉冲。第一脉冲可使能对交流输入电压Vin的波形的计数，从而调节调光信号，如参考信号REF或脉冲宽度调制信号PWM1。在一个实施例中，响应于第一脉冲，调光指示器1526可使数字输出信号1548从最低调光值开始增加，且LED光源1412的亮度从相应的最低光强/亮度开始增加。当调光信号调节到期望水平(如LED光源1412的亮度调节到期望的光强/亮度)时，用户可断开电源开关304并在断开后的预定时间ΔT内再次接通电源开关304。相应地，触发监测单元1506基于电源开关304的动作产生第二脉冲。第二脉冲可禁止对交流输入电压Vin的波形进行计数。因此，调光指示器1526使调光信号保持在期望水平，从而使LED光源1412的亮度保持在期望光强/亮度。

更进一步地，若用户断开电源开关304并在断开后的预定时间段ΔT内再次接通电源开关304，调光指示器1526可重新对时钟信号1544进行计数，并使数字输出信号1548再次从最低调光值开始增加。然而，在一个实施例中，若数字输出信号1548到达最大调光值，调光指示器1526可停止对时钟信号1544进行计数，并使数字输出信号1548保持为最大调光值，从而，LED光源1412的亮度也保持在最大光强/亮度。之后，若用户断开电源开关304并在断开后的预定时间段ΔT内再次接通电源开关304，触发监测单元1506可使调光指示器1526对时钟信号1544重新进行计数。调光指示器1526可使数字输出信号1548再次从最低调光值开始增加。

图17所示为本发明一实施例的图14A中的光源驱动系统1400的操作示意图。图17将结合图14A、图15及图16进行描述。

假设电源开关304的初始状态为断开。在操作中，初次接通电源开关304(可由用户接通)时，在一个实施例中，LED光源1412由直流/直流转换器1410输出的调节后的电能供电，并具有初始亮度。在模拟调光模式下，初始亮度可取决于参考信号REF的初始电压。在脉冲调光模式下，初始亮度可取决于脉冲宽度调制信号PWM1的初始占空比(如100％)。参考信号REF及脉冲宽度调制信号PWM1可根据调光指示器1526的调光值产生。因此，参考信号REF的初始电压及脉冲宽度调制信号PWM1的初始占空比可取决于由调光指示器1526提供的初始调光值(如10)。

为调节LED光源1412的亮度，用户可执行电源开关304的第一组动作。调光请求信号根据检测到的电源开关304的第一个断开动作及其后预定时间ΔT内的第一个接通动作产生。因此，调光控制器1408的端口CLK可检测到包括电压下降沿1704及其后的电压上升沿1706的调光请求信号。响应于调光请求信号，触发监测单元1506产生脉冲信号TRIG。因此，调光指示器1526可开始对时钟信号1544进行计数。如图17所示，调光指示器1526可使调光值从最低值(如1)开始增加，且响应于时钟信号1544的三个脉冲，调光指示器1526使调光值增加1。但本发明并不限于此。在另一实施例中，响应于时钟信号1544的N个脉冲(N为预定数字)，调光指示器1526可使调光值增加2、3或其他数目。在又一实施例中，调光指示器1526可使调光值从预设值(如10)开始减小，且响应于时钟信号1544的M个脉冲(M为预定数字)，调光指示器1526可使调光值减小1、2或其他数目。

在模拟调光模式下，在一个实施例中，数模转换器528读取调光指示器1526输出的调光值，且若调光值增加，则数模转换器528使参考信号REF的电压增大。在脉冲调光模式下，在一个实施例中，数模转换器528读取调光指示器1526输出的调光值，且若调光值增加，则数模转换器528使脉冲宽度调制信号PWM1的占空比增大(如每次增加10％)。因此，LED光源1412的亮度可以得到相应地调整。

若在调光值到达最大值(如10)之前，LED光源1412的亮度已经达到期望的亮度，则用户可执行电源开关304的第二组动作，从而终止调节过程。调光终止信号根据检测到的电源开关304的第二个断开动作及其后预定时间ΔT内的第二个接通动作产生。因此，调光控制器1408的端口CLK可检测到包括电压下降沿1708及其后的电压上升沿1710的调光终止信号。响应于调光终止信号，触发监测单元1506产生脉冲信号TRIG，使调光指示器1526禁用并使调光指示器1526保持当前的调光值。相应地，在模拟调光模式下，参考信号REF的电压可保持在期望值。在脉冲调光模式下，脉冲宽度调制信号PWM1的占空比可保持在期望值。因此，LED光源1412的亮度可保持在期望的亮度。

为进一步调节LED光源1412的亮度，用户可执行电源开关304的第三组动作。调光请求信号根据检测到的电源开关304的第三个断开动作及其后预定时间ΔT内的第三个接通动作产生。因此，调光控制器1408的端口CLK可检测到包括电压下降沿1712及其后的电压上升沿1714的调光请求信号。相应地，调光控制器1408通过对时钟信号1544进行计数从而调节调光值，并通过调节调光值，从而调节LED光源1412的亮度。

图18所示为本发明另一实施例的图14A中的光源驱动系统1400的操作示意图。图18将结合图14A、图15、图16及图17进行描述。

与图17相似，如图18所示，假设电源开关304的初始状态为断开。在操作中，当初次接通电源开关304(可由用户接通)时，在一个实施例中，LED光源1412由直流/直流转换器1410输出的调节后的电能供电，并产生初始亮度。

为调节LED光源1412的亮度，用户可执行电源开关304的第一组动作。调光请求信号根据检测到的电源开关304的第一个断开动作及其后预定时间ΔT内的第一个接通动作产生。因此，调光控制器1408的端口CLK可检测到包括电压下降沿1804及其后的电压上升沿1806的调光请求信号。调光控制器1408通过对时钟信号1544进行计数从而调节调光值，并通过调节调光值，从而调节供给LED光源1412的调节后的电能。如图18所示，若调光值增至最大值(如10)，则调光指示器1526可使调光值保持为最大值。在另一实施例中，调光值从最大值(如10)开始下降。若调光值降至最小值(如1)，调光指示器1526可使调光值保持为最小值。因此，在模拟调光模式下，参考信号REF的电压保持在最高值或最低值；在脉冲调光模式下，脉冲宽度调制信号PWM1的占空比保持为最大占空比(如100％)或最小占空比(如10％)。相应地，LED光源1412的亮度保持为最高亮度或最低亮度。

用户可通过执行电源开关304的第二组动作重启调光过程。调光请求信号根据检测到的电源开关304的第二个断开动作及其后预定时间ΔT内的第二个接通动作产生。因此，调光控制器1408的端口CLK可检测到包括电压下降沿1808及其后的电压上升沿1810的调光请求信号。调光控制器1408通过对时钟信号1544进行计数从而调节调光值，并通过调节调光值，从而调节供给LED光源1412的调节后的电能。图19所示为本发明另一个实施例的LED光源驱动系统1900的电路示意图。图19将结合图10及图14A进行描述。图19中与图10及图14A中编号相同的部件具有相似功能。与图14A所示的驱动系统1400类似，驱动系统1900包括调光控制器1908和电源转换电路，如交流/直流转换器306及直流/直流转换器1910。如图19所示，直流/直流转换器1910及调光控制器1908与图10中的电力转换器310及调光控制器1008具有相似功能。此外，调光控制器1908接收周期信号1454，例如调光控制器1908通过端口CLK接收周期信号1454，且调光控制器1908通过对周期信号1454的周期进行计数从而实现对交流输入电压Vin的正弦波进行计数。调光控制器1908可通过对交流输入电压Vin的正弦波的计数来调整供给LED光源1412的调节后的电能Ireg。调节后的电能Ireg的调整过程与对图14A所描述的调整过程相似。在一个实施例中，控制开关Q16可集成于调光控制器1908内部。

图20所示为本发明一实施例的图19中的调光控制器1908的结构示意图。图20将结合图11、图15及图19进行描述。图20中与图11、图15及图19中具有相同编号的部件具有相似功能。

如图20所示，除触发监测单元1506及调光器1502的结构外，调光控制器1908的结构与图11中的调光控制器1008的结构相似。图20中的触发监测单元1506及调光器1502与图15中的调光控制器1408中的触发监测单元1506及调光器1502具有相似功能。

图21所示为本发明再一个实施例的LED光源驱动系统2100的电路示意图。图21将结合图14A、图15、图19及图20进行描述。图21中与图14A、及图19中编号相同的部件具有相似功能。

在一个实施例中，驱动系统2100包括多个电力转换器2110，以为多个LED光源(如LED链2112及2118)供电。驱动系统2100还包括多个调光控制器2108，用以通过对交流输入电压Vin的波形的计数(如对周期信号1454的周期进行计数)，实现对供给LED光源的调节后的电能(如调节后的电流IREG1及IREG2)的调整。电力转换器2110可与图14A中的直流/直流转换器1410或图19中的直流/直流转换器1910具有相似的功能或结构。调光控制器2108可与图14A及图15中的调光控制器1408或图19及图20中的调光控制器1908具有相似的功能或结构。

图21中所示两个LED链仅为示例说明，驱动系统2100可驱动其他数目的LED或LED链。相应地，驱动系统2100包括相应数目的电力转换器及调光控制器。有利地，通过对交流输入电压Vin的波形进行计数从而调节多个LED光源的亮度，多个LED光源的亮度的调节过程可彼此同步。换言之，多个LED光源的亮度的变化可基本相同。因此，多个LED光源可发出基本相同的光强/亮度。此外，调光控制器2108中的内部振荡器电路可省略。

图22所示为本发明一个实施例的控制LED光源调光的方法的流程图。图22将结合图14A、图15、图16、图17、图18、图19、图20及图21进行描述。

在步骤2202中，通过电源开关304传送交流信号，如交流输入电压Vin。在步骤2204中，调光控制器根据电源开关304的一系列动作产生驱动信号CTRL。在步骤2206中，调光控制器通过对交流信号的波形的计数来调节驱动信号CTRL。在步骤2208中，驱动信号CTRL控制与LED光源1412耦合的控制开关Q16，以控制对LED光源1412的调光。

因此，本发明的实施例提供了控制LED光源调光的控制器、方法及驱动系统。在一个实施例中，驱动系统可包括多个调光控制器以分别调节多个LED光源的亮度。每个调光控制器可对波形(如来自交流电源的交流输入电压的正弦波形)进行计数，且响应于对交流输入电压的波形的计数，每个调光控制器可使相应LED光源的亮度增强或减弱预定量。有利地，多个LED光源的调光可彼此同步，且多个LED光源可发出基本相同的光强/亮度。

上文具体实施方式和附图仅为本发明的常用实施例。显然，在不脱离权利要求书所界定的本发明精神和发明范围的前提下可以有各种增补、修改和替换。本领域技术人员应该理解，本发明在实际应用中可根据具体的环境和工作要求在不背离发明准则的前提下在形式、结构、布局、比例、材料、元素、组件及其它方面有所变化。因此，在此披露的实施例仅用于说明而非限制，本发明的范围由所附权利要求及其合法等同物界定，而不限于此前的描述。

Claims (23)

1.一种控制光源调光的控制器，其特征在于，所述控制器包括：

控制端，用于提供驱动信号，所述驱动信号用于控制与所述光源耦合的控制开关，从而控制所述光源的所述调光；及

调光控制电路，与所述控制端耦合，用于根据电源开关的动作产生所述驱动信号，其中，所述电源开关传送交流信号，所述调光控制电路还用于通过对所述交流信号的波形的计数来调节所述驱动信号，以控制所述光源的调光。

2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述交流信号包括交流电源提供的交流电压。

3.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述调光控制电路通过对时钟信号的脉冲进行计数，从而对所述交流信号的所述波形进行计数。

4.根据权利要求3所述的控制器，其特征在于，所述调光控制电路比较代表所述交流信号的周期信号与电压参考信号，以产生所述时钟信号。

5.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述调光控制电路通过对所述交流信号的所述波形的计数来调节调光信号，以调节所述驱动信号。

6.根据权利要求5所述的控制器，其特征在于，当对所述交流信号的所述波形的所述计数超过预定数值时，所述调光控制电路将所述调光信号从第一预设值调整到第二预设值。

7.根据权利要求5所述的控制器，其特征在于，所述调光控制电路包括：

触发监测单元，用于监控所述电源开关的所述动作并响应所述电源开关的所述动作以产生脉冲信号；及

调光器，与所述触发监测单元耦合，用于基于所述脉冲信号对所述交流信号的所述波形进行计数，以调节所述调光信号。

8.根据权利要求7所述的控制器，其特征在于，若所述触发监测单元基于所述电源开关的所述动作产生第一脉冲，所述第一脉冲使能对所述交流信号的所述波形的计数，从而调节所述调光信号至预定值；若所述触发监测单元基于所述电源开关的所述动作产生第二脉冲，所述第二脉冲禁止对所述交流信号的所述波形的计数，从而使所述调光信号保持在所述预定值。

9.根据权利要求5所述的控制器，其特征在于，所述调光信号包括参考信号，且所述控制器通过比较所述参考信号与代表流经所述光源的电流的监控信号，来控制所述光源的所述调光。

10.根据权利要求5所述的控制器，其特征在于，所述调光信号包括脉冲宽度调制信号，且所述控制器根据所述脉冲宽度调制信号和预设参考信号控制所述光源的所述调光。

11.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述电源开关的所述动作包括断开所述电源开关并在断开所述电源开关的预设时间段内再次接通所述电源开关。

12.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述光源包括发光二极管链。

13.一种用于控制光源调光的方法，其特征在于，所述方法包括：

通过电源开关传送交流信号；

根据所述电源开关的动作，产生驱动信号；

通过对所述交流信号的波形的计数，调节所述驱动信号；及

所述驱动信号控制与所述光源耦合的控制开关，以控制所述光源的调光。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述调节所述驱动信号包括：

比较代表所述交流信号的周期信号与电压参考信号，以产生时钟信号；及

通过对所述时钟信号的脉冲的计数，对所述交流信号的所述波形进行计数。

15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述调节所述驱动信号包括：

通过对所述交流信号的所述波形的计数，调节调光信号以调节所述驱动信号。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述调节所述驱动信号包括：

当对所述交流信号的所述波形的所述计数超过预定数值时，将所述调光信号从第一预设值调整到第二预设值。

17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述产生所述驱动信号包括：

若基于所述电源开关的所述动作产生第一脉冲，则使能对所述交流信号的所述波形的计数，从而调节所述调光信号至预定值；及

若基于所述电源开关的所述动作产生第二脉冲，则禁止对所述交流信号的所述波形的计数，从而使所述调光信号保持在所述预定值。

18.一种驱动系统，用于驱动光源，其特征在于，所述驱动系统包括：

第一转换电路，用于通过电源开关接收交流信号，并向第一光源提供调节后的电能；及

第一调光控制电路，与所述第一转换电路耦合，用于根据所述电源开关的动作产生第一调光信号，并通过对所述交流信号的波形的计数来调节所述第一调光信号，所述第一调光信号控制所述第一光源的调光。

19.根据权利要求18所述的驱动系统，其特征在于，所述第一转换电路包括：

交流/直流转换器，用以将交流电能转换成直流电能；及

直流/直流转换器，与所述交流/直流转换器耦合，用以根据所述第一调光信号控制与所述第一光源串联耦合的控制开关，从而将所述直流电能转换成所述调节后的电能。

20.根据权利要求18所述的驱动系统，其特征在于，所述第一调光控制电路通过比较代表所述交流信号的周期信号与电压参考信号，从而产生时钟信号，且所述第一调光控制电路通过对所述时钟信号的波形的计数，实现对所述交流信号的所述波形的计数。

21.根据权利要求18所述的驱动系统，其特征在于，当对所述交流信号的所述波形的所述计数超过预定数值时，所述第一调光控制电路将所述第一调光信号从第一预设值调整到第二预设值。

22.根据权利要求18所述的驱动系统，其特征在于，所述驱动系统还包括：

第二转换电路，用于通过所述电源开关接收所述交流信号，并向第二光源提供调节后的电能；及

第二调光控制电路，与所述第二转换电路耦合，用于根据所述电源开关的所述动作产生第二调光信号，并通过对所述交流信号的波形的计数来调节所述第二调光信号，所述第二调光信号控制所述第二光源的调光。

23.根据权利要求22所述的驱动系统，其特征在于，所述第一光源包括第一发光二极管链，所述第二光源包括第二发光二极管链。

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