CN102858053B - 光源驱动电路、方法及印刷电路板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光源(如发光二极管，LED)驱动电路、方法及印刷电路板。印刷电路板包括整流器、光源以及控制器。整流器用于将输入交流电压转换为整流电压。光源接收该整流电压。控制器包括与光源串联的第一开关以及控制电路。控制电路用于根据预设电流参考值线性地控制第一开关，以控制流经光源的电流。本发明提供的光源驱动电路不仅体积小、成本低且能够获得较高的功率效率和较高的功率因数。

Description

光源驱动电路、方法及印刷电路板

技术领域

本发明涉及一种驱动电路，特别是涉及一种发光二极管光源驱动电路、方法及印刷电路板。

背景技术

近年来，发光二极管(LED)被广泛用于照明领域。LED相比于荧光灯和白炽灯等传统光源具有一些优势，比如：LED的功耗很低。不同于传统光源(如白炽灯)将相当大部分的电力用于加热金属灯丝以达到足够的温度使之发光。LED几乎不发热，仅仅消耗很少一部分的能量就可以产生与白炽灯相同亮度的光。对于照明装置，如果要产生同样亮度的光，采用LED作为光源仅消耗不到7W的功耗，而传统的白炽灯则需要大约60W。

此外，LED的使用寿命可以超过50000小时，而白炽灯的平均寿命大约为5000小时，荧光灯的平均寿命大约为15000小时。此外，LED不含汞等有害物质，也不产生紫外线辐射。采用LED能保护环境并节省能源。

传统方法利用AC/DC转换器将交流电源提供的交流电压转换成直流电压以给LED光源供电。图1为一种典型的光源驱动电路100，用于驱动光源(如LED阵列108)。光源驱动电路100包含桥式整流器104和电解电容Cbulk。其中桥式整流器104用于对交流信号进行整流，尺寸较大的电解电容Cbulk与桥式整流器104耦合，用于对整流电压进行滤波以产生直流电压VIN。

光源驱动电路100还包括工作于开关模式的DC/DC转换器122，用于将直流电压VIN转换为电容116上的直流输出电压VOUT，为LED阵列108供电。控制器118产生导通/关断信号以交替接通或断开开关106，进而控制对LED阵列108的供电。但是，由于开关106的交替接通和断开会产生电磁干扰(electromagnetic inference，简称EMI)噪声，需要使用EMI滤波器130来抑制电线上的噪音。此外，开关模式的DC/DC转换器122通常还包括电感112和电容116以用于储能或滤波。这些元件通常体积相对较大，很难放入现有的商业照明装置中，如E12、E14、E17等型号的LED灯泡或是T-5，T-8等型号的灯管中。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种光源驱动电路、方法及印刷电路板，以缩小电路的体积、降低成本，并且使该光源驱动电路获得较高的功率效率和较高的功率因数。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种印刷电路板。该印刷电路板包括整流器、光源以及控制器。整流器用于将输入交流电压转换为整流电压，光源接收所述整流电压。控制器包括与所述光源串联的第一开关以及控制电路。控制电路用于根据预设电流参考值线性地控制所述第一开关，以控制流经所述光源的电流。

本发明还提供了一种用于驱动光源的驱动电路，该驱动电路包括整流器、与所述光源串联的第一开关以及控制电路。整流器用于将输入交流电压转换为整流电压，以给所述光源供电。控制电路用于根据预设电流参考值线性地控制所述第一开关，以控制流经所述光源的电流。

本发明也提供了一种用于驱动光源的方法，该方法包括：整流器将输入交流电压转换为整流电压；将所述整流电压提供给所述光源；以及控制电路根据预设电流参考值线性地控制第一开关，以控制流经所述光源的电流，其中所述第一开关与所述光源串联。

由于体积小的优点，本发明的光源驱动电路可以使用于现有的商业照明装置(如E12、E14、E17等型号的灯泡或T-5、T-8等型号的灯管)中，且效率高、功率因数高、成本低。

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所示为一种传统的光源驱动电路的电路图。

图2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3所示为根据本发明一个实施例的整流电压VREC的波形图。

图4所示为根据本发明一个实施例的系统功率效率和导通角之间的曲线图。

图5所示为根据本发明一个实施例的系统功率因数与导通角之间的曲线图。

图6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7所示为根据本发明另一个实施例的整流电压VREC1和整流电压VREC2的波形图。

图8所示为根据本发明一个实施例的耦合于照明开关的光源驱动电路的电路图。

图9所示为根据本发明另一个实施例的耦合于照明开关的光源驱动电路的电路图。

图10所示为根据本发明一个实施例的灯管图。

图11所示为根据本发明一个实施例的灯管的分解示意图。

图12所示为根据本发明一个实施例的驱动光源的方法流程图。

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，本发明涵盖所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。本领域技术人员应当理解，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、流程、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

本发明提供了用于驱动一个或多个光源，比如发光二极管(LED)光源的驱动电路和方法。本发明提供的驱动电路和方法可以使用于E12、E14、E17等型号的灯泡或T-5、T-8等型号的灯管，但不仅限于以上类型。在一个实施例中，本发明的光源驱动电路包括AC/DC线性转换器。有利地，根据本发明实施例的AC/DC线性转换器能够获得较高的功率效率和较高的功率因素。在一个实施例中，该AC/DC线性转换器和光源可以被设置在一块相对较薄的印刷电路板上，从而使之更容易放入照明灯具中，如E12、E13、E17等型号的灯泡或者T-5、T-8等型号的灯管。此外，不同于传统的光源驱动电路采用开关DC/DC转换器与AC/DC转换器配合工作，本发明采用的AC/DC线性转换器不会产生电磁波干扰(EMI)噪声，从而也就不需要EMI滤波器。此外，在传统开关模式DC/DC转换器中要用到的如电感等体积较大的元件可以被省略。因此，本发明提供的光源驱动电路和方法能提高效率且降低成本。

图2所示为根据本发明一个实施例的光源驱动电路200的电路图。在图2的例子中，光源驱动电路200包括AC/DC线性转换器240，用于接收输入交流电压并控制流经光源的电流。在图2的实施例中，光源包括具有多组LED链的LED阵列210。在其他例子中也可以采用其他类型的光源。AC/DC线性转换器240包括整流器(如桥式整流器204)、与LED阵列210串联耦合的开关Q1、控制电路(如运算放大器206)以及电流监测器(如监测电阻R_SET)。整流器204将输入交流电压V_AC转换为整流电压V_REC。控制电路206根据预设电流参考值来线性地控制开关Q1，以控制流经LED阵列210的电流。电流监测器(如监测电阻R_SET)用于监测流经光源的电流，并为控制电路提供一个监测信号220。在一个实施例中，开关Q1是金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)。

图3所示为输入交流电压V_AC为0到2π的区间内所对应的整流电压V_REC的波形图。图3将结合图2描述。在一个实施例中，整流电压V_REC是周期性的电压信号，其峰值为V_P。LED阵列210的正向压降V₀与整流电压V_REC相交。当LED阵列210两端的电压大于LED阵列210的正向压降V₀时，LED阵列210将被点亮。具体而言，在图3的例子中，当整流电压V_REC大于LED阵列210的正向压降V₀时，光源驱动电路200点亮并调节LED阵列210。在一个实施例中，监测电阻R_SET上的压降较小，可以忽略。

因此，光源驱动电路200是否点亮并调节LED阵列210取决于整流电压V_REC的大小。例如，当整流电压V_REC大于LED阵列210的正向压降V₀时，光源驱动电路200点亮LED阵列210，控制电路通过比较指示流经LED阵列的电流的监测信号220与指示预设电流参考值的参考信号ADJ来线性地控制开关Q1，从而将流经LED阵列210的电流调整到预设电流参考值。运算放大器206将监测信号220与参考信号ADJ进行比较，并产生误差信号来线性地控制开关Q1。电流监测器(例如监测电阻R_SET)与LED阵列210串联耦合，用于提供监测信号220。

在图3的例子中，整流电压V_REC是半波正弦电压信号。在其他的例子中，整流电压V_REC可以是其他类型的周期信号，而并不限于图3中的类型。在正常工作状态下，假定监测电阻R_SET上的压降是可以忽略的，光源(例如LED阵列210)的正向压降V₀与整流电压V_REC相交。换言之，整流电压V_REC的峰值V_P比光源的正向压降V₀大，同时整流电压的谷值小于光源的正向压降V₀。

在一个实施例中，流经LED阵列210的电流I₀可以表示为：

I₀＝VADJ/R_SET                                (1)

等式(1)中，VADJ表示参考信号ADJ的电压值，R_SET表示监测电阻R_SET的阻值。LED阵列210上的正向压降V₀可以表示为：

V₀＝V_p×Sinθ                                (2)

等式(2)中，V_P表示整流电压V_REC的峰值，θ表示整流电压V_REC与LED阵列210的正向压降V₀实质相等时所对应的导通角。在一个实施例中，“实质相等”指在导通角θ时，整流电压V_REC和LED阵列210的正向压降V₀理论上相等，然而在实际应用中，由于开关Q1和监测电阻R_SET上的压降以及电路元器件非理想因素，造成整流电压V_REC和LED阵列210的正向压降V₀有细微的差别。

因此，在0到π的区间内，平均输入功率P_in可以表示为：

$P_{\mathrm{in}}=\frac{1}{\mathrm{\&pi;}}{\&Integral;}_{\mathrm{\&theta;}}^{\mathrm{\&pi;}-\mathrm{\&theta;}}{I}_0\&times;V_p\&times;\mathrm{Sin\&theta;d\&theta;}(0<\mathrm{\&theta;}<\frac{\mathrm{\&pi;}}{2})$

$=\frac{1}{\mathrm{\&pi;}}\&times;I_0\&times;V_p\&times;(-\cos \mathrm{\&theta;}){|}_{\mathrm{\&theta;}}^{\mathrm{\&pi;}-\mathrm{\&theta;}}(0<\mathrm{\&theta;}<\frac{\mathrm{\&pi;}}{2})$

$=\frac{1}{\mathrm{\&pi;}}\&times;I_0\&times;V_p\&times;2\&times;\cos \mathrm{\&theta;}(0<\mathrm{\&theta;}<\frac{\mathrm{\&pi;}}{2})---\left(3\right)$

在0到π的区间内，LED阵列210上的输出功率P_out可以表示为：

$P_{\mathrm{out}}=\frac{I_0\&times;V_0\&times;(\mathrm{\&pi;}-\mathrm{\&theta;}-\mathrm{\&theta;})}{\mathrm{\&pi;}}(0<\mathrm{\&theta;}<\frac{\mathrm{\&pi;}}{2})$

$=I_0\&times;V_0\&times;(1-\frac{2\&times;\mathrm{\&theta;}}{\mathrm{\&pi;}})(0<\mathrm{\&theta;}<\frac{\mathrm{\&pi;}}{2})---\left(4\right)$

根据等式(3)和(4)，AC/DC线性转换器240的功率效率η可以由以下的等式计算得到：

$\mathrm{\&eta;}=\frac{P_{\mathrm{out}}}{P_{\mathrm{in}}}=\frac{I_0\&times;V_0\&times;(1-\frac{2\&times;\mathrm{\&theta;}}{\mathrm{\&pi;}})}{\frac{1}{\mathrm{\&pi;}}\&times;I_0\&times;V_P\&times;2\&times;\mathrm{Cos\&theta;}}(0<\mathrm{\&theta;}<\frac{\mathrm{\&pi;}}{2})$

$=\frac{I_0\&times;V_p\&times;\mathrm{Sin\&theta;}\&times;(1-\frac{2\&times;\mathrm{\&theta;}}{\mathrm{\&pi;}})}{\frac{1}{\mathrm{\&pi;}}\&times;I_0\&times;V_p\&times;2\&times;\mathrm{Cos\&theta;}}(0<\mathrm{\&theta;}<\frac{\mathrm{\&pi;}}{2})$

$=\frac{1}{2}\&times;\tan \mathrm{\&theta;}\&times;(\mathrm{\&pi;}-2\mathrm{\&theta;})(0<\mathrm{\&theta;}<\frac{\mathrm{\&pi;}}{2})---\left(5\right)$

在0到π的区间内，总功耗P_loss(如消耗在开关Q1和监测电阻R_SET上的总功率)可以表示为：

P_loss＝P_in-P_out＝[(1/η)-1]P_out                (6)

根据等式(5)，可以得到如图4所示的功率效率η与导通角θ之间的曲线图。

因此，若功率效率η已知，就可以根据等式(5)推算出导通角θ。如果整流电压V_REC的峰值已知的话，根据等式(2)就可以得到LED阵列210的正向压降V₀。因此，为设计一个具有预定的输出功率，比如P_out＝5W，的照明设备，就可以通过等式(4)得出流经LED阵列210的电流I₀。假如一个LED的额定电流已知的话，就可以计算出产生5W的输出功率所需的LED数量。

举例而言，若要设计一个具有5W的输出功率P_out且功率效率η为80％的LED灯，假设交流电源202提供一个60Hz 110V的交流电压V_AC，整流电压V_REC的峰值V_P是155V，那么导通角θ可以根据等式(5)得出，约为0.81弧度(46.43度)。同时根据等式(2)，LED阵列210的正向压降V ₀为155＊sin(0.81)≈112V。根据等式(4)，电流I₀约为92mA。假设每个LED的正向压降为3.2V，则LED阵列210中每组LED链包含的LED个数为112V/3.2V＝35。若一个LED的额定电流为20mA，则LED阵列210应该包括5组LED链，且每组LED链包括35个LED。功耗P_loss(如消耗在开关Q1和监测电阻R_SET上的功率)为P_loss＝P_in-P_out＝[(1/η)-1]P_out≈1.25W。

系统的功率因数PF可以表示为：

$\mathrm{PF}=\frac{P_{\mathrm{in}}}{V_{\mathrm{rms}}\&times;I_{\mathrm{rms}}},---\left(7\right)$

其中P_in代表平均输入功率，可以通过等式(3)得到。V_rms代表整流电压V_REC的均方根(root-mean-square)，I_rms代表LED阵列210的输入电流的均方根。V_rms和I_rms可以表示为

$V_{\mathrm{rms}}=\frac{V_P}{\sqrt{2}}---\left(8\right)$

$I_{\mathrm{rms}}=I_0\&times;\sqrt{1-\frac{2\&times;\mathrm{\&theta;}}{\mathrm{\&pi;}}}---\left(9\right)$

因此，功率因数PF与导通角θ之间的关系可以表示为：

$\mathrm{PF}=\frac{2\&times;\sqrt{2}}{\mathrm{\&pi;}}\&times;\frac{\mathrm{Cos\&theta;}}{\sqrt{1-\frac{2\&times;\mathrm{\&theta;}}{\mathrm{\&pi;}}}}---\left(10\right)$

图5所示为根据本发明一个实施例的系统的功率因数PF和导通角θ之间的曲线图。如图4和图5所示，通过选择合适的导通角θ，本发明所提供的光源驱动电路能够获得较高的功率效率η和较高的功率因数PF。比如当导通角θ为0.81的时候，功率效率η大约是80％，功率因数PF大约是0.89。此外，本发明所提供的光源驱动电路不需要额外的功率因数校正电路(一般包括电感、开关和控制电路等部件)即可获得较高的功率因数。

在一个实施例中，开关Q1和运算放大器206构成一个控制器，且该控制器集成于集成电路230中，此外，桥式整流器204、集成电路230、监测电阻R_SET可以置于一张印刷电路板上。而光源(如图2中的LED阵列210)可以置于另外一张印刷电路板上。

而在另一个实施例中，桥式整流器204、集成电路230、监测电阻R_SET和光源(如LED阵列210)可以置于同一张印刷电路板上。

图6所示为根据本发明另一个实施例的光源驱动电路600的电路图。图6中与图2编号相同的部件具有类似的功能。光源驱动电路600包括AC/DC线性转换器640。AC/DC线性转换器640包括集成电路630。集成电路630包括控制开关Q1的控制电路，如运算放大器206。在一个实施例中，当指示整流电压V_REC的信号大于一个直流电压时，控制电路206线性地控制开关Q1，以控制流经LED光源210的电流；反之，当指示整流电压V_REC的信号小于该直流电压时，开关Q1被关断，没有电流流经LED光源210。

具体而言，在一个实施例中，当指示整流电压V_REC的信号V₁大于直流电压V_DC时，运算放大器206的输出线性地控制开关Q1。但当指示整流电压V_REC的信号V₁小于直流电压V_DC时，运算放大器206的输出被钳制为低电平，从而断开开关Q1。在图6的例子中，集成电路630进一步包括比较器610，用来比较信号V₁和直流电压V_DC并产生控制信号，以控制与运算放大器206耦合的开关Q3。在一个实施例中，信号V₁与整流电压V_REC成比例。直流电压V_DC与整流电压V_REC的平均值成比例。在图6的例子中，光源驱动电路600包括由电阻R1、R2构成的分压器，用于接收整流电压V_REC并产生信号V₁。光源驱动电路600还包括由电阻R3、R4构成的分压器以及与电阻R4并联的平均滤波电容C1，以产生与整流电压V_REC的平均值成比例的直流电压V_DC。在一个实施例中，当信号V₁大于直流电压V_DC时，比较器610输出的控制信号断开开关Q3，这样运算放大器206线性地控制开关Q1。当信号V₁小于直流电压V_DC时，比较器610输出的控制信号接通开关Q3，从而运算放大器206的输出接到地，开关Q1被断开。有利地，即使输入交流电压V_AC出现波动，光源驱动电路600依然可以控制LED阵列210产生相对稳定的亮度。

图7所示为从0到2π的区间内，整流电压V_REC1和整流电压V_REC2的波形图。图7结合图6描述。在一个实施例中，整流电压V_REC1和V_REC2都是周期性的电压信号，比如半波正弦电压信号。假如输入交流电压V_AC从V_AC1波动到V_AC2，则整流电压也相应的从V_REC1波动到V_REC2。整流电压V_REC1的峰值为V_P1，整流电压V_REC2的峰值为V_P2。因为直流电压V_DC与整流电压V_REC的平均值成比例，其电压值也相应的从V_DC1变化到V_DC2。如图7的例子中所示，不管整流电压是V_REC1还是V_REC2，开关Q3在0～θ、(π-θ)～(π+θ)以及(2π-θ)～2π的区间内接通，在θ～(π-θ)和(π+θ)～(2π-θ)的区间内断开。在一个实施例中，当开关Q3接通，开关Q1断开。当开关Q3断开，运算放大器206比较参考信号ADJ和监测信号220以线性地控制开关Q1，从而调节流经LED阵列210的电流。换言之，即使整流电压V_REC因为输入交流电压V_AC的波动而相应变化，开关Q1仍然在相同的导通角处导通，所以LED阵列210的亮度相对稳定。

在图6的例子中，直流电压V_DC可以表示为：

$V_{\mathrm{DC}}=\frac{2}{\mathrm{\&pi;}}{V}_p\&times;\frac{R4}{R3+R4}---\left(11\right)$

式中的R3代表电阻R3的电阻值，R4代表电阻R4的电阻值。在一个实施例中，根据集成电路的设计条件(比如要求比较器610的同相输入端的输入电压为2.0V，即V_DC＝2.0V)来选取R3和R4的阻值。假设整流交流电压V_REC的峰值V_P是155V，则相应的R3和R4的值可以表示为：

$2=\frac{2}{\mathrm{\&pi;}}\&times;155\&times;\frac{R4}{R3+R4}\&DoubleRightArrow;\frac{R4}{R3+R4}=\frac{\mathrm{\&pi;}}{155}\&ap;0.02---\left(12\right)$

已知当整流电压V_REC大于LED阵列上的正向压降V₀时开关Q1接通。比较器610的反相输入端的电压V₁与整流电压V_REC成比例，且该比例由电阻R1、R2的阻值决定。

假设LED阵列210的正向压降V₀为112V，整流电压V_REC的峰值V_P是155V，R1、R2的比值可表示为：

$\frac{R2}{R1+R2}=\frac{V_1}{V_{\mathrm{REC}}}=\frac{2.0}{112}\&ap;0.0178---\left(13\right)$

假设由于输入交流电压V_AC的变化，整流电压V_REC的峰值V_P从155V变为180V。根据等式(11)，直流电压V_DC也会相应的改变至：

$V_{\mathrm{DC}}=\frac{2}{\mathrm{\&pi;}}\&times;\frac{R4}{R3+R4}\&times;180\&ap;2.322V.---\left(14\right)$

根据等式(2)，得出： $\mathrm{Sin\&theta;}=\frac{V_{\mathrm{DC}}}{V_P}\&times;\frac{R1+R2}{R2}$

因此得出：θ≈0.81弧度(46.43度)，这与整流电压V_REC的峰值V_P为155V时的导通角是相同的。从以上分析可以看出，即使整流电压V_REC变化，由于开关Q1总在相同的导通角导通，因此LED阵列210的亮度相对稳定。

参考图2，假如由于输入交流电压V_AC的波动，整流电压V_REC的峰值V_P由155V变化到180V，则根据以下公式，可以得到导通角θ近似为0.67弧度(38.48度)：

$V_0=V_p\&times;\mathrm{Sin\&theta;}\&DoubleRightArrow;112V=180V\&times;\sin \mathrm{\&theta;}\&DoubleRightArrow;\mathrm{\&theta;}\&ap;0.67.---\left(15\right)$

因此，如果采用如图2所示的驱动电路200，则输出功率P_out可表示为：

$P_{\mathrm{out}}=I_0\&times;V_0\&times;(1-\frac{2\&times;\mathrm{\&theta;}}{\mathrm{\&pi;}})$

$=I_0\&times;112\&times;(1-\frac{2\&times;0.67}{\mathrm{\&pi;}})---\left(16\right)$

$\&ap;5.91\mathrm{Watts},$

这表明，如果输入交流电压V_AC的变化导致V_REC的峰值V_P从155V变为180V，会使得LED阵列210的亮度产生变化。功率损耗可以表示为：

P_loss＝P_in-P_out＝[(1/η)-1]P_out≈2.41Watts.        (17)

而如果采用图6所示的驱动电路600，功率效率进一步提高。对于光源驱动电路600，若整流电压V_REC2的峰值为180V，则其功率损耗P_loss可表示为：

$P_{\mathrm{loss}}=P_{\mathrm{in}}-P_{\mathrm{out}}$

$=\frac{1}{\mathrm{\&pi;}}\&times;I_0\&times;V_p\&times;2\&times;\cos \mathrm{\&theta;}-5\mathrm{Watts}$ $\left(18\right)$

$=\frac{1}{\mathrm{\&pi;}}\&times;I_0\&times;180\&times;2\&times;\cos \left(0.81\right)-5\mathrm{Watts}$

$\&ap;2.27\mathrm{Watts}.$

在一个实施例中，开关Q1和Q3、运算放大器206、比较器610和电阻R1、R2、R3、R4组成一个控制器，该控制器集成于集成电路630内部。在另一个实施例中，电阻R1和/或R3也可以灵活地设计在集成电路外部。此外，在一个实施例中，桥式整流器204、滤波电容C1、监测电阻R_SET和集成电路630可以置于一块印刷电路板上。而光源(如图6中的LED阵列210)可以置于另一块印刷电路板上。而在另一个实施例中，桥式整流器204、滤波电容C1、集成电路630、监测电阻R_SET和光源，如图6中的LED阵列210，都可以置于同一块印刷电路板上。

图8所示为根据本发明一个实施例的耦合于照明开关808的光源驱动电路800的电路图。驱动电路800与图2所示的驱动电路200相似，并在LED阵列210上并联了一电流通路。在一个实施例中，电流通路包括电阻802。照明开关808包括一发光指示器，例如图8中的LED 806或是其他类型的光源，如霓虹灯(neon lamp)，和与LED 806串联耦合的电阻810。照明开关808还包含一开关804，耦合于交流电源202和桥式整流器204之间。开关804也与LED 806和电阻810并联。

如果开关804接通，当整流电压V_REC大于LED阵列210的正向压降V₀时，光源驱动电路800点亮并调整LED阵列210。如果开关804断开，电流从交流电源202流经电阻810、LED 806、桥式整流器204、包括电阻802的电流通路、开关Q₁、然后到地。此时，LED 806被点亮，方便使用者即使在黑暗中也可以确定该开关的位置。选取电阻802的阻值的原则是，在开关804断开的情况下，当整流电压V_REC达到其峰值V_P，LED阵列210两端的压降小于LED阵列210的正向压降V₀。这样，在开关804断开时，LED阵列210保持断开。

图9所示为根据本发明另一个实施例的耦合于照明开关808的光源驱动电路900的电路图。驱动电路900与图6所示驱动电路600相似，并在其基础上，在LED阵列210两端并联一电流通路。在一实施例中，电流通路包括电阻802。与图8相似，电流通路耦合于桥式整流器204与开关Q1之间，照明开关808耦合于交流电源202和桥式整流器204之间。驱动电路900与照明开关808配合使用。

图10所示为根据本发明一个实施例的灯管1000，图11所示为图10所示灯管1000的分解示意图。灯管1000包括接收交流信号的电器部分1110、印刷电路板1104、LED灯阵列1106、塑料管套1102，和用来安放印制电路板1104和LED灯阵列1106的金属部分1108。有利地，AC/DC线性转换器240(或AC/DC线性转换器640)与LED灯阵列1106置于印刷电路版1104上。

图12所示为根据本发明一个实施例的用于驱动光源的方法流程图1200。图12将结合图2、图6、图8以及图9进行描述。在步骤1202中，整流器204将输入交流电压V_AC转换为整流电压V_REC。在步骤1204中，将整流电压V_REC提供给光源210。

在步骤1206中，控制电路206根据预设电流参考值线性地控制第一开关Q₁，以控制流经光源210的电流，其中第一开关Q1与光源串联。具体而言，控制电路206比较指示流经光源的电流的监测信号220和指示预设电流参考值的参考信号ADJ，产生误差信号以线性地控制第一开关Q₁，其中监测信号220由电流监测器(如监测电阻R_SET)提供。在一个实施例中，利用比较器610来比较指示整流电压V_REC的信号V₁和直流电压V_DC，以产生控制信号来控制与控制电路206耦合的第二开关Q3。其中，直流电压V_DC与整流电压V_REC的平均值成比例。当指示整流电压V_REC的信号V₁大于直流电压V_DC时，控制信号断开第二开关Q3，控制电路206根据预设电流参考值线性地控制第一开关Q1。当指示整流电压V_REC的信号V₁小于直流电压V_DC时，控制信号接通第二开关Q3，从而断开第一开关Q1。有利地是，即使输入交流电压V_AC出现波动，通过对指示整流电压V_REC的信号V₁和直流电压V_DC的比较，依然可以控制光源210产生相对稳定的亮度。

在一个实施例中，断开耦合于提供输入交流电压V_AC的交流电源202和整流器204之间的第三开关804，则电流从交流电源202经整流器204、包括电阻802的电流通路及开关Q1，然后到地。其中电流通路耦合于整流器204与第一开关Q1之间，并且与光源210并联。有利地是，此时发光指示器，如LED 806，被点亮，从而为用户提供方便。

本发明的实施例提供了用于驱动一个或多个光源(如LED光源)的驱动电路和方法。有利地，不同于传统的光源驱动电路采用包含大电感、大电容和开关设备的开关模式DC/DC转换器，本发明光源驱动电路采用的AC/DC线性转换器能够获得较高的功率效率、较高的功率因数以及较小的体积和低成本。此外，本发明采用的AC/DC线性转换器不会产生电磁波干扰(EMI)噪声，从而也就不需要EMI滤波器。由于体积小的优点，本发明提供的光源驱动电路可以应用于现有的照明装置，包括E12、E14、E17等型号的灯泡或T-5、T-8等型号的灯管，但不仅限于以上类型。此外，本发明揭露的光源驱动电路及方法可以与照明开关配合使用，从而为用户提供方便。

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 (18)

1.一种印刷电路板，其特征在于，所述印刷电路板包括：

整流器，用于将交流电源提供的输入交流电压转换为整流电压；

光源，接收所述整流电压，所述光源包括多个串联的发光二极管；以及

控制器，该控制器包括：

第一开关，与所述光源串联；以及

控制电路，用于通过比较指示流经所述光源的电流的监测信号和指示预设电流参考值的参考信号而线性地控制所述第一开关，以控制流经所述光源的电流；

电流通路，耦合于所述整流器和所述第一开关之间，且与所述光源并联，所述电流通路包含电阻；以及

照明开关，耦合于所述交流电源与所述整流器之间，所述照明开关包括：

发光指示器；

与所述发光指示器串联连接的电阻；以及

第二开关，并联连接到所述发光指示器以及与所述发光指示器串联连接的电阻，

其中，通过选择所述电流通路中的电阻的阻值，使得当所述第二开关断开时，所述光源两端的压降不足以使所述光源点亮，而电流从所述交流电源流经所述照明开关中的电阻、所述发光指示器、所述整流器、所述电流通路、以及所述第一开关，并且导通到地，以点亮所述发光指示器。

2.根据权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于，当指示所述整流电压的信号大于直流电压时，所述控制电路线性地控制所述第一开关；当指示所述整流电压的所述信号小于所述直流电压时，所述第一开关被关断。

3.根据权利要求2所述的印刷电路板，其特征在于，所述控制器还包括：

第三开关，与所述控制电路耦合；以及

比较器，用来比较指示所述整流电压的所述信号和所述直流电压，并产生控制信号以控制所述第三开关。

4.根据权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于，所述印刷电路板还包括：

电流监测器，与所述光源串联，用于产生所述监测信号。

5.根据权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于，所述控制电路包括放大器，用于比较所述监测信号和所述参考信号以产生用于线性控制所述第一开关的误差信号。

6.根据权利要求2所述的印刷电路板，其特征在于，所述直流电压与所述整流电压的平均值成比例。

7.根据权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于，当所述整流电压大于所述光源的正向压降时，所述光源被点亮。

8.根据权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于，所述整流电压是周期性的电压信号。

9.根据权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于，所述整流电压是半波正弦电压信号。

10.一种用于驱动光源的驱动电路，所述光源包括多个串联的发光二极管，其特征在于，所述驱动电路包括：

整流器，用于将交流电源提供的输入交流电压转换为整流电压，以给所述光源供电；

第一开关，与所述光源串联；

控制电路，用于根据预设电流参考值线性地控制所述第一开关，以控制流经所述光源的电流；

电流通路，耦合于所述整流器和所述第一开关之间，且与所述光源并联，所述电流通路包含电阻；

照明开关，耦合于所述交流电源与所述整流器之间，所述照明开关包括：

发光指示器；

与所述发光指示器串联连接的电阻；以及

第二开关，并联连接到所述发光指示器以及与所述发光指示器串联连接的电阻，

其中，通过选择所述电流通路中的电阻的阻值，使得当所述第二开关断开时，所述光源两端的压降不足以使所述光源点亮，而电流从所述交流电源流经所述照明开关中的电阻、所述发光指示器、所述整流器、所述电流通路、以及所述第一开关，并且导通到地，以点亮所述发光指示器，以及其中，所述控制电路包括放大器，用于比较指示流经所述光源的电流的监测信号和指示所述预设电流参考值的参考信号，以产生用于线性控制所述第一开关的误差信号。

11.根据权利要求10所述的驱动电路，其特征在于，当指示所述整流电压的信号大于直流电压时，所述控制电路线性地控制所述第一开关；当指示所述整流电压的所述信号小于所述直流电压时，所述第一开关被关断。

12.根据权利要求11所述的驱动电路，其特征在于，所述直流电压与所述整流电压的平均值成比例。

13.根据权利要求11所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路还包括：

第三开关，与所述控制电路耦合；以及

比较器，用来比较指示所述整流电压的所述信号和所述直流电压，并产生控制信号，以控制所述第三开关。

14.根据权利要求11所述的驱动电路，其特征在于，当所述整流电压大于所述光源的正向压降时，所述光源被点亮。

15.一种用于驱动光源的方法，所述光源包括多个串联的发光二极管，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

整流器将交流电源提供的输入交流电压转换为整流电压；

将所述整流电压提供给所述光源；以及

控制电路比较指示流经所述光源的电流的监测信号和指示预设电流参考值的参考信号，并产生误差信号来线性地控制第一开关，以控制流经所述光源的电流，其中所述第一开关与所述光源串联；

断开耦合于所述交流电源与所述整流器之间的照明开关中所包括的第二开关，其中，所述照明开关还包括发光指示器以及与所述发光指示器串联连接的电阻，所述发光指示器以及与所述发光指示器串联连接的电阻共同并联连接到所述第二开关；以及

在断开所述第二开关的情况下，使电流从所述交流电源流经所述照明开关中的电阻、所述发光指示器、所述整流器、耦合于所述整流器和所述第一开关之间且与所述光源并联的电流通路、以及所述第一开关，并且导通到地，以点亮所述发光指示器，

其中，所述电流通路包含电阻，并且通过选择所述电流通路中的电阻的阻值，使得当所述第二开关断开时，所述光源两端的压降不足以使所述光源点亮。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

比较指示所述整流电压的信号和直流电压，当指示所述整流电压的所述信号大于所述直流电压时，所述控制电路线性地控制所述第一开关，以及当指示所述整流电压的所述信号小于所述直流电压时，所述第一开关被关断。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述整流电压的所述信号和所述直流电压的比较结果产生控制信号，以控制与所述控制电路耦合的第三开关；

当指示所述整流电压的所述信号大于所述直流电压时，所述控制信号断开所述第三开关，所述控制电路根据所述预设电流参考值线性地控制所述第一开关；以及

当指示所述整流电压的所述信号小于所述直流电压时，所述控制信号接通所述第三开关，以关断所述第一开关。

18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述直流电压与所述整流电压的平均值成比例。