CN103517499A - 发光二极管控制装置及相关的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出的发光二极管控制装置之一，用以控制相位截断式调光系统，相位截断式调光系统包含发光二极管及开关。发光二极管控制装置会设置开关的导通状态，以依据相位截断的输入信号而对发光二极管供电。发光二极管控制装置还会侦测输入信号是否被截断，当输入信号被截断时，发光二极管控制装置会将内部电路的运作参数保存于储存装置，而当输入信号不再被截断时，发光二极管控制装置会以储存的运作参数让内部的电路快速地回复先前的运作状态。在相位截断式调光系统中，发光二极管控制装置可以降低内部电路在输入信号被截断后需要重新开始运作的问题，而能够快速地回复至合适的操作状态，使调光线性度更佳，并可避免光线的闪烁。

Description

发光二极管控制装置及相关的控制方法

技术领域

本发明有关于发光二极管控制装置，尤指一种适用于相位截断式调光系统的发光二极管控制装置。

背景技术

发光二极管(light emitting diode,LED)的发光效率高、寿命长、体积小、启动速度快、可靠性高并且不易毁损，因此，越来越多人使用发光二极管取代传统光源，以作为家庭、办公室、招牌和路灯等室内外的照明光源。

然而，使用发光二极管取代传统光源时，却会与现有的灯具产生搭配上的问题。例如，许多传统的光源会采用相位截断式调光(phase cut dimming)的方式调整光源的亮度，相位截断式调光器通常会采用三端双向可控硅开关(Triode for Alternating Current,TRIAC)或二极管等元件，以将交电流信号的部分信号截断，使信号被截断时的电压或电流为0或很小的数值，而调整光源的明亮度。在本技术领域中，会将导通角定义为180度减去「信号被截断部分所对应的角度」。因此，当没有信号被截断时，导通角等于180度，而当全部的信号都被截断时，导通角等于0度。

发光二极管还需要搭配发光二极管控制装置，以进行驱动发光二极管、稳定电压、稳定电流和功率因数校正等功能，使发光二极管能够正常运作。因此，在相位截断式调光系统中，对发光二极管调光时，若信号被截断的部份太少时(或称导通角较大)，发光二极管控制装置中的稳定电压或稳定电流的功能会进行补偿，使得施加于发光二极管电压或电流几乎不会变化，而使发光二极管的亮度几乎不会变化，因而无法达成调光的功能。由于导通角较大时，使用相位截断式调光器搭配发光二极管将难以达到调光的功能，而仅能在导通角较小的范围内才能达到调光的效果。因此，造成发光二极管光源系统的调光线性度(dimming linearity)不佳，使用者无法精确地进行调光而会产生不便。

此外，使用相位截断式调光器搭配发光二极管进行调光时，在输入信号被截断的时段内，发光二极管控制装置未被供电，然而当输入信号不再截断时，发光二极管控制装置的某些电路会重新开始运作，因而在重新开始运作的一段时间内，供给至发光二极管的电压或电流与输入信号被截断前有较大的差异，因此也会造成发光二极管光源系统的调光线性度不佳，严重时还会造成光线的闪烁而对使用者造成不适。

发明内容

有鉴于此，如何减轻或解决上述相关领域中发光二极管调光时的缺失，实为业界有待解决的问题。

本说明书提供了一种发光二极管控制装置的实施例，该发光二极管控制装置用以控制一相位截断式调光系统，该相位截断式调光系统包含一发光二极管及一电流开关，用以依据一相位截断的输入信号及该电流开关的导通状态，而对该发光二极管供电，该发光二极管控制装置包含：一电流控制电路，用以耦接于该电流开关，以依据该电流开关所通过的电流而产生一输出信号；一驱动信号产生电路，用以耦接该电流开关的一控制端及该电流控制电路，以依据该输出信号与一周期性信号而产生一驱动信号，而控制该电流开关的导通状态；以及一相位截断侦测电路，用以接收该输入信号，并且将该输入信号与一第二参考信号值进行比较，其中于该输入信号大于该第二参考信号值的一第一时段时，该相位截断侦测电路会设置一第二储存装置所储存的信号值随着该输出信号而变化，于该输入信号小于该第二参考信号值的一第二时段时，该相位截断侦测电路会设置该第二储存装置保持所储存的信号值，而不会随着该输出信号而变化，而于该输入信号大于该第二参考信号值的一第三时段时，该相位截断侦测电路会设置该第二储存装置所储存的信号值随着该输出信号而变化；其中该第二储存装置耦接于该电流控制电路及该驱动信号产生电路。

本说明书另提供了一种发光二极管控制装置的实施例，该发光二极管控制装置用以控制一相位截断式调光系统，该相位截断式调光系统包含一发光二极管及一电流开关，用以依据一相位截断的输入信号及该电流开关的导通状态，而对该发光二极管供电，并且该电流开关所通过的电流会通过一电阻而产生一侦测电压，该发光二极管控制装置包含：一电流控制电路，用以耦接于该电流开关，以依据该电流开关所通过的电流而产生一输出信号；一驱动信号产生电路，用以耦接该电流开关的一控制端及该电流控制电路，以依据该输出信号与一周期性信号而产生一驱动信号，而控制该电流开关的导通状态；以及一相位截断侦测电路，用以接收该侦测电压，并且将该侦测电压与一第三参考信号值进行比较，其中于该侦测电压大于该第三参考信号值的一第一时段时，该相位截断侦测电路会设置一第二储存装置所储存的信号值随着该输出信号而变化，于该侦测电压小于该第三参考信号值的一第二时段时，该相位截断侦测电路会设置该第二储存装置保持所储存的信号值，而不会随着该输出信号而变化，而于该侦测电压大于该第三参考信号值的一第三时段时，该相位截断侦测电路会设置该第二储存装置所储存的信号值随着该输出信号而变化；其中该第二储存装置耦接于该电流控制电路及该驱动信号产生电路。

本说明书提供了一种相位截断式调光系统的控制方法的实施例，该相位截断式调光系统包含一发光二极管及一电流开关，用以依据一相位截断的输入信号及该电流开关的导通状态，而对该发光二极管供电，该控制方法包含：依据该电流开关所通过的电流而产生一输出信号；依据该输出信号与一周期性信号而产生一驱动信号，以控制该电流开关的导通状态；于该输入信号未被截断的一第一时段时，设置一第二储存装置所储存的信号值随着该输出信号而变化；于该输入信号被截断的一第二时段时，设置该第二储存装置保持所储存的信号值，而不会随着该输出信号而变化；以及于该输入信号未被截断的一第三时段时，设置该第二储存装置所储存的信号值随着该输出信号而变化。

本说明书提供了一种相位截断式调光系统的控制方法的实施例，该相位截断式调光系统包含一发光二极管及一电流开关，用以依据一相位截断的输入信号及该电流开关的导通状态，而对该发光二极管供电，并且该电流开关所通过的电流会通过一电阻而产生一侦测电压，该控制方法包含：将该电流开关所通过的电流转换为一第一输出信号；依据该第一输出信号与一第一参考信号值产生一输出信号；依据该输出信号与一周期性信号而产生一驱动信号，以控制该电流开关的导通状态；于该输入信号未被截断的一第一时段时，设置一第二储存装置所储存的信号值随着该输出信号而变化；于该输入信号被截断的一第二时段时，设置该第二储存装置保持所储存的信号值，而不会随着该输出信号而变化；以及于该输入信号未被截断的一第三时段时，设置该第二储存装置所储存的信号值随着该输出信号而变化。

上述实施例的优点之一是导通角较大时，发光二极管控制装置仍然可以达到调光的效果，使调光系统的调光线性度更佳，而让使用者能够进行精确的调光。

上述实施例的另一优点是发光二极管控制装置能够储存内部电路的运作参数，而于输入信号不再被截断后，能快速地回复至合适的运作状态，因此可以使调光系统的调光线性度更佳，并可避免光线闪烁对使用者所造成的不适。

上述实施例的另一优点是控制装置不需要占用额外的封装引脚，而能够整合于功率校正等芯片应用中。因此，调光系统仅需要使用单一的控制装置就可以达成定电流输出、功率校正、发光二极管驱动及调光等功能，而能够降低硬件设计的复杂度。

本发明的其它优点将藉由以下的说明和附图进行更详细的解说。

附图说明

图1为本发明一实施例的调光系统简化后的功能方块图。

图2为图1的调光系统的交流信号以及相位截断信号简化后的波形图。

图3为图1的控制装置的一实施例简化后的功能方块图。

图4为图1的调光系统中的信号的简化后的时序图。

图5为本发明另一实施例的调光系统简化后的功能方块图。

图6为图5的控制装置的一实施例简化后的功能方块图。

图7为本发明另一实施例的调光系统简化后的功能方块图。

具体实施方式

以下将配合相关附图来说明本发明之实施例。在这些附图中，相同的标号表示相同或类似的元件或流程/步骤。

图1为本发明一实施例的调光系统100简化后的功能方块图。调光系统100包含相位截断式调光器110、变压器120、发光二极管群组130、分压电路140、电流开关150、电阻160及控制装置170。为使附图更为简明而易于说明，调光系统100中的某些元件、信号和连接关系并未绘示于图1中。例如，调光系统100中细部电路的阻抗元件及发光二极管群组130的保护电路等皆未绘示于图1，以便于说明。

相位截断式调光器110耦接于交流电源，用以接收交流信号Vac，并且可以依据使用者的设置而产生不同程度的相位截断的输入信号Vin。例如，使用者可以藉由旋转旋钮或移动滑杆等装置(图1中未绘示)，而调整交流信号Vac被截断的程度。在本实施例中，相位截断式调光器110还包含全波整流(fullwave rectification)的功能，以将交流信号Vac转换为输入信号Vin。

图2为交流信号Vac以及数个相位截断的输入信号Vin的实施例简化后的波形图。在本实施例中，交流信号Vac为正弦信号(sinusoidal signal)，并且可以表示成Vac=A1×sin(ωt)，其中A1和ω分别为交流信号Vac的振幅和角频率。在图2中，相位截断式调光器110依据交流信号Vac而分别产生信号没有被截断的输入信号波形Vin1(导通角180度)、信号全部被截断的输入信号波形Vin2(导通角0度)、及0～30度(0～π/6)和180～210度(π～π+π/6)的信号被截断的输入信号波形Vin3(导通角150度)。例如，输入信号Vin1=A2×|sin(ωt)|，其中A2为输入信号Vin1的振幅。实作上，振幅A2可以设置为大于、小于或等于振幅A1。此外，相位截断式调光器110依据交流信号Vac产生输入信号Vin时也需要信号处理时间，因此，图2的信号Vac、Vin1、Vin2和Vin3在时间上的对应关系仅是示意性。此外，在说明书及申请专利范围中，若描述某个信号被截断时，表示此时信号的电流或电压等于0或者等于很小的数值。

在本实施例中，变压器120耦接于相位截断式调光器110与电流开关150之间，并且耦接于预设电位(例如，接地端)与发光二极管群组130之间，变压器120会依据输入信号Vin及电流开关150的导通状态而产生所需的输出电压Vout，并供电至发光二极管群组130，以使发光二极管群组130发光。

发光二极管群组130耦接于变压器120与预设电位(例如，接地端)之间，并且可以依据设计考虑而包含一个或多个发光二极管，以产生所需的光线。

分压电路140耦接于相位截断式调光器110与预设电位(例如，接地端)之间，并且包含电阻141和142，会依据输入信号Vin而于电阻141和142之间产生适当电压位准的信号Vd，以输出至控制装置170。在其它实施例，分压电路140也可以使用其它的主动或被动元件而采取适当的电路架构实施，以产生适当电压位准的信号Vd。

电流开关150的一端耦接于变压器120，电流开关150的另一端藉由电阻160耦接于预设的电位(例如，接地端)，并且电流开关150的控制端耦接于控制装置170。电流开关150可以采用MOS晶体管、BJT晶体管、其它类型的晶体管或开关元件，以依据控制装置170的设置而适时地呈现导通状态或不导通状态，使输入信号Vin通过变压器120和电流开关150而产生电流Iin，而变压器120会产生对应的输出电流Iout以通过发光二极管群组130。此外，电流Iin通过电阻160，会产生侦测电压信号Vcs。

控制装置170耦接于分压电路140、电流开关150及电阻160，并且包含电流控制电路171、驱动信号产生电路172及相位截断侦测电路173。

电流控制电路171会接收侦测电压信号Vcs，并依据侦测电压信号Vcs产生输出信号，使驱动信号产生电路172能够产生所需的驱动信号。

驱动信号产生电路172会产生驱动信号，以传送至电流开关150的控制端(例如，MOS晶体管的闸极或BJT晶体管的基极)，使电流开关150能够适时地呈现导通或不导通的状态，以使变压器120能够依据输入信号Vin而产生所需的输出电压Vout及输出电流Iout。

由于输入信号Vin通过分压电路150会产生对应的电压信号Vd，因此藉由电压信号Vd即可以侦测输入信号Vin是否被截断。在本实施例中，相位截断侦测电路173会接收分压电路140所输出的电压信号Vd，以侦测输入信号Vin是否被截断，而能产生控制信号以设置电流控制电路171运作于适当的状态。

图3为图1中的控制装置170的一实施例简化后的功能方块图，图4为调光系统100中的数个信号的实施例简化后的时序图。以下将以图3和图4，进一步说明调光系统100的运作方式。为使附图更为简明而易于说明，控制装置170中的某些元件、信号和连接关系并未绘示于图3中。

电流控制电路171包含信号处理电路310、比较电路320、开关330和340、以及储存装置350和360。

信号处理电路310会依据一适当时段内所接收的侦测电压信号Vcs，而产生对应的第一输出信号Vo1。例如，输出信号Vo1可采用一适当时段内(例如，图4中的时段T1)所接收的侦测电压信号Vcs的平均值、侦测电压信号Vcs的总和或者依据侦测电压信号Vcs所运算的数值而产生。

在一实施例中，信号处理电路310可以采用电阻、电感、电容、主动元件、及/或被动元件所组成的低通滤波(low pass filtering)电路，将一段时间内所接收的侦测电压信号Vcs进行滤波，以产生侦测电压信号Vcs的平均值而作为输出信号。在另一实施例中，信号处理电路310可以采用放大器所组成的积分电路(integrator circuit)、开关式电容电路(switched capacitor circuit)所组成的积分电路、或者由电阻、电感、电容、主动元件、及/或被动元件所组成的积分电路，以计算一段时间内所接收的侦测电压信号Vcs的累积值或者加权累积值而作为输出信号。

如图4的第一时段T1所示，此时开关330的控制端信号SW为高电位，开关330为导通状态，信号处理电路310的输出信号Vo1会传送至比较电路320的输入端及储存装置350，使比较电路320的输入端及储存装置350的电压信号Vinv随信号处理电路310的输出信号Vo1而变化。

如图4的第二时段T2所示，此时开关330的控制端信号SW为低电位，开关330为不导通状态，由于比较电路320的输入端通常为高阻抗状态而不容易导通电流，比较电路320的输入端及储存装置350的电压信号Vinv即为储存装置350所储存的信号值。因此，在时段T2中，储存装置350所储存的信号值以及比较电路320的输入端的电压信号Vinv仅会有些微的变化或是几乎不会产生变化。

如图4的第三时段T3所示，此时开关330的控制端信号SW为高电位，开关330为导通状态，信号处理电路310的输出信号Vo1会传送至比较电路320的输入端及储存装置350，使比较电路320的输入端及储存装置350的电压信号Vinv会由储存装置350所储存的信号值开始，而随信号处理电路310的输出信号Vo1而变化。

比较电路320会比较输入端的电压信号Vinv与预设的参考电压Vref也可称为第一参考信号值)以产生第二输出信号Vo2，并输出至驱动信号产生电路172，使驱动信号产生电路172能够产生对应的驱动信号PWM。例如，在一实施例中，参考电压Vref大于电压信号Vinv，而比较电路320所产生的输出信号Vo2等于K×(Vref-Vinv)，其中K等于适当的常数。

如图4的时段T1所示，此时开关340的控制端信号SW为高电位，开关340为导通状态，比较电路320的输出信号Vo2会传送至驱动信号产生电路172的输入端及储存装置360，驱动信号产生电路172的输入端及储存装置360的电压信号Vcmp会随着比较电路320的输出信号Vo2而变化。

如图4的时段T2所示，此时开关340的控制端信号SW为低电位，开关340为不导通状态，由于储存装置360仍耦接至驱动信号产生电路172的比较电路380的输入端，比较电路380的输入端通常为高阻抗状态而不容易导通电流，驱动信号产生电路172的输入端及储存装置360的电压信号Vcmp即为储存装置360所储存的信号值。因此，在时段T2中，储存装置360所储存的信号值以及驱动信号产生电路172的输入端的电压信号Vcmp仅会有些微的变化或是几乎不会产生变化。

如图4的时段T3所示，此时开关340的控制端信号SW为高电位，开关340为导通状态，比较电路320的输出信号Vo2会传送至驱动信号产生电路172的输入端及储存装置360，驱动信号产生电路172的输入端及储存装置360的电压信号Vcmp会由储存装置360所储存的信号值开始，随信号比较电路320的输出信号Vo2而变化。

开关330和340会依据相位截断侦测电路173所产生的控制信号SW，而呈现导通或不导通的状态。在本实施例中，当控制信号SW为高电位时，开关330和340呈现导通状态，而当控制信号SW为低电位时，开关330和340呈现不导通状态。此外，在其它实施例中，也可以采用多个控制信号，以同时或不同时地分别导通和不导通开关330和340。

储存装置350和360可以采用电容或寄存器(register)等存储单元，当开关330和340导通时，储存装置350和360会分别随着信号处理电路310的输出信号Vo1与比较电路320的输出信号Vo2而变化。当开关330和340不导通时，储存装置350和360则会分别保持所储存的信号值。

在本实施例中，驱动信号产生电路172会产生脉冲宽度调制信号(pulsewidth modulated signal)以控制电流开关150的导通状态，并且驱动信号产生电路172包含锯齿波信号产生电路370和比较电路380。

锯齿波产生电路370可以采用震荡电路配合主动元件及/或被动元件所组成的电路产生锯齿波信号，并且传送至比较电路380的输入端。在其它实施例中，也可以采用弦波或其它波形的周期性信号作为比较电路380的输入信号。

比较电路380会比较电压信号Vcmp和锯齿波信号产生电路370所产生的锯齿波信号，以产生脉冲宽度调制信号PWM。例如，当输入端的电压信号Vcmp大于锯齿波信号时，比较电路380会设置产生高电位的脉冲宽度调制信号PWM；而当电压信号Vcmp小于锯齿波信号时，比较电路380会设置产生低电位的脉冲宽度调制信号PWM。

相位截断侦测电路173包含比较电路390，用以比较电压信号Vd与参考电压Vpc(也可称为第二参考信号值)，以侦测输入信号Vin是否被截断，而输出对应的控制信号SW。参考电压Vpc可以设置为接近于0但是比0大的稍大的数值，例如，将参考电压Vpc设置为0.1伏特等数值。

在图4的时段T1中，电压信号Vd大于参考电压Vpc，相位截断侦测电路173会判断输入信号Vin未被截断。因此，相位截断侦测电路173会设置控制信号SW为高电位，以使开关330和340成为导通的状态，信号处理电路310的输出信号Vo1的信号值会传送至比较电路320的输入端及储存装置350，而比较电路320的输出信号Vo2会传送至驱动信号产生电路172的输入端及储存装置360，使储存装置350和360的电压信号Vinv和Vcmp会分别随着信号处理电路310的输出信号Vo1与比较电路320的输出信号Vo2而变化。

由于信号处理需要时间，因此虽然输入信号Vin已于时段T1中就被截断，但至图4的时段T2时，相位截断侦测电路173才会判断电压信号Vd小于参考电压Vpc，而判断输入信号Vin被截断。因此，相位截断侦测电路173会设置控制信号SW为低电位，以使开关330和340成为不导通的状态，而储存装置350和360则会分别保持所储存的信号值。

在图4的时段T3中，电压信号Vd大于参考电压Vpc，相位截断侦测电路173会判断输入信号Vin未被截断。因此，相位截断侦测电路173会设置控制信号SW为高电位，以使开关330和340成为导通的状态，信号处理电路310的输出信号Vo1的信号值会传送至比较电路320的输入端及储存装置350，使储存装置350的电压信号Vinv会由储存装置350所储存的信号值开始，随着信号处理电路310的输出信号Vo1而变化。而比较电路320的输出信号Vo2会传送至驱动信号产生电路172的输入端及储存装置360，使储存装置360的电压信号Vcmp会由储存装置360所储存的信号值开始，随着比较电路320的输出信号Vo2而变化。

当输入信号Vin被截断时(如图4的时段T2)，相位截断侦测电路173会设置控制信号SW为低电位，使开关330和340呈现不导通状态，储存装置350和360则会分别保持所储存的信号值，而使比较电路320和380的输入端的电压信号Vinv和Vcmp几乎不会变化。

当输入信号Vin不再被截断时(如图4的时段T3)，相位截断侦测电路173会设置控制信号SW为高电位，使开关330和340呈现导通状态，由于储存装置350和360所储存的信号值仍旧维持在先前运作的信号值附近，使得比较电路320和380能够分别依据储存装置350和360所储存的信号值而快速地回复到输入信号Vin被截断前的运作状态(如图4的时段T1的运作状态)，而能够产生合适的脉冲宽度调制信号PWM，以设置电流开关150的导通状态，使得变压器120能够产生所需的输出电压Vout和输出电流Iout，而使发光二极管群组130能够达成所需的调光效果。

因此，上述的实施例藉由储存装置350和360保持比较电路320和380的运作状态，使控制装置170在输入信号Vin被截断前后都能运作于类似的运作状态，而能够避免发光二极管群组130产生闪烁的现象。

由于电流Iin是输入信号Vin通过变压器120和电流开关150的电流，而会具有与输入信号Vin相似的波形，所以当输入信号Vin被截断时，电流Iin的数值也会等于0或很小的数值。因此，控制装置170也可以使用电流Iin通过电阻160所产生对应的侦测电压信号Vcs，以侦测输入信号Vin是否被截断。

图5为本发明另一实施例的调光系统500简化后的功能方块图。调光系统500包含相位截断式调光器110、变压器120、发光二极管群组130、分压电路140、电流开关150、电阻160及控制装置170。为使附图更为简明而易于说明，调光系统500中的某些元件、信号和连接关系并未绘示于图5中。

调光系统500与调光系统100主要的差异部分在于调光系统500的控制装置170的相位截断侦测电路173改由依据侦测电压信号Vcs来侦测输入信号Vin是否被截断，而能产生控制信号以设置电流控制电路171运作于适当的状态。而控制装置170虽然仍然会接收电压信号Vd，但在此实施例中，电压信号Vd主要是用于控制装置170的其它功能区块(未绘示于图中)。此外，图1的调光系统100中的各个元件实施方式、运作方式、以及相关优点的其它说明，也可适用于图5的中调光系统500，为简明起见，在此不重复叙述。

图6为图5中的控制装置170的一实施例简化后的功能方块图。在图6的实施例中，比较电路390改由比较侦测电压信号Vcs与参考电压Vpc1(也可称为第三参考信号值)，以侦测输入信号Vin是否被截断，而输出对应的控制信号SW。其中，参考电压Vpc和Vpc1可以采用相同或不同的数值。此外，图3的控制装置170中的各个元件实施方式、运作方式、以及相关优点的其它说明，也可适用于图6中的实施例，为简明起见，在此不重复叙述。

在上述的实施例中采用返驰式稳压器(flyback regulator)架构的调光系统进行说明，在其它的实施例中，调光系统也可以依据采用其它架构的稳压器，例如，升压式稳压器或降压式稳压器等。

例如，图7为本发明另一实施例的调光系统700简化后的功能方块图，调光系统700采用升压式稳压器的架构。调光系统700包含相位截断式调光器110、电感720、发光二极管群组130、分压电路140、电流开关150、电阻160及控制装置170。为使附图更为简明而易于说明，调光系统700中的某些元件、信号和连接关系并未绘示于图7中。前述实施例中各个元件的实施方式、运作方式、以及相关优点的其它说明，也适用于图7的实施例为简明起见，在此不重复叙述。

与图1的实施例类似，控制装置170耦接于分压电路140、电流开关150及电阻160，并且包含电流控制电路171、驱动信号产生电路172及相位截断侦测电路173。控制装置170会依据电压信号Vd，以侦测输入信号Vin是否被截断，而能产生控制信号以设置电流控制电路171运作于适当的状态。并且，当输入信号Vin被截断时，控制装置170会将内部电路的运作参数保存于储存装置，并且当输入信号Vin不再被截断时，发光二极管控制装置会以储存的运作参数让内部的电路快速地回复先前的运作状态，而不须重新启动内部的电路。因此，控制装置170能够更精确的依据相位截断式调光器110的设置，而更精准地控制输出至发光二极管群组130的输出电流Iout。此外，在另一实施例中，调光系统700和控制装置170也可以采用图5和图6的实施方式，而依据侦测电压信号Vcs来侦测输入信号Vin是否被截断。

因此，调光系统可以依据设计考虑而采用合适的转换器架构，而皆能采用与上述实施例类似的方式，进行发光二极管群组130的调光。

在上述的实施例中，控制装置170仅使用电压信号Vd或侦测电压信号Vcs的其中之一，以侦测输入信号Vin是否被截断。在另一实施例中，控制装置170也可以同时采用电压信号Vd和侦测电压信号Vcs，以侦测输入信号Vin是否被截断。例如，当相位截断侦测电路173会将电压信号Vd和侦测电压信号Vcs分别与参考电压Vpc和Vpc1进行比较，当电压信号Vd小于参考电压Vpc及/或侦测电压信号Vcs小于参考电压Vpc1时，相位截断侦测电路173会判断输入信号Vin被截断。

在上述的实施例中，各个功能方块皆能够以模拟电路及/或数字电路的方式实施。例如，在一实施例中，信号处理电路310和比较电路320皆为模拟电路，而储存装置350和360采用电容的方式实施。当储存装置350和360采用电容的方式实施时，当开关330和340呈现不导通的状态，储存装置350和360所储存的数值可能会随着时间而稍微衰减而产生小幅的变化。例如，以60Hz的交流信号Vac为例，当储存装置350和360采用电容的方式实施时，所储存的电压信号Vinv及Vcmp于时段T2中所变化的数值大约会在100mV以下。

在另一实施例中，信号处理电路310和比较电路320皆为数字电路，此时，信号处理电路310另外包含模拟至数字转换电路，以将模拟的侦测电压信号Vcs转换为数字信号，而进行后续的信号处理。此时，储存装置350和360可以采用寄存器的方式分别记录信号处理电路310和比较电路320的输出信号，使得储存装置350和360能够储存准确的数字信号值，而不会随着时间而产生信号衰减。

在另一实施例中，储存装置350和360也可以接收侦测电路173所产生的控制信号，并且在输入信号Vin不再被截断的一段时间后才开始随着信号处理电路310的输出信号的信号值与比较电路320的输出信号的信号值而变化。

在另一实施例中，控制装置170也可以仅使用储存装置350和360的其中之一。或者，在另一实施例中，控制装置170的其它功能区块也可以使用储存装置储存运作时的参数，以记录输入信号Vin被截断前的工作状态，而在输入信号Vin不再被截断后能够快速地回复正常的工作状态。

在另一实施例中，驱动信号产生电路172也可以接收相位截断侦测电路173所产生的控制信号，并且于输入信号Vin被截断时停止输出驱动信号PWM，以节省电力消耗。

在上述实施例的波形图中，某些信号的部分波形被简化或者以较夸张的方式绘示，以便于说明，而非用以限制申请专利范围。此外，上述实施例同样也可以依据未被相位截断的输入信号Vin(即导通角等于180度)，而对发光二极管群组130供电。

在上述实施例中，各个功能皆能够依据设计考虑整合于单一的电路元件或者以多个电路元件的方式实施。例如，在一实施例中，储存装置350及/或360可以分别设置于控制装置170的内部或外部。在另一实施例中，电流开关150也可以整合于控制装置170内，使得调光系统所需要的电路元件更少，而降低硬件设计的复杂度。

在上述的实施例中，控制装置170可以藉由侦测输入信号Vin是否被截断，而作为调光的依据。因此，即使当输入信号Vin的导通角接近180度时，控制装置170也能够侦测输入信号Vin是否被截断，而进行调光的运作。因此，上述的实施例几乎在各种导通角的情况下都能够达成调光的效果，而让使用者能够藉由旋钮或滑杆的整个操作范围进行精确的调光。

在上述的实施例中，当输入信号Vin被截断时，控制装置170会将内部电路的运作参数保存于储存装置，并且当输入信号Vin不再被截断时，发光二极管控制装置会以储存的运作参数让内部的电路快速地回复先前的运作状态，而不须重新启动内部的电路。因此，控制装置170能够更精确的依据相位截断式调光器110的设置，而更精准地控制输出至发光二极管群组130的输出电流Iout。因此，上述调光系统的调光线性度都能够提升，而让使用者能够更精确地调整所需的光源亮度。

在上述的实施例中，控制装置170所使用的信号在功率校正(power factorcorrection)芯片等应用中已为其它功能区块所使用，因此不需要占用额外的封装引脚即能够整合于功率校正芯片中。因此，调光系统仅需要使用单一的控制装置就可以达成定电流输出、功率校正、发光二极管驱动及调光等功能，而能够降低硬件设计的复杂度。

在说明书及权利要求书中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属技术领域的技术人员应可理解，同样的元件可能会用不同的名词来称呼。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的基准。在说明书及权利要求书中所提及的「包含」为开放式的用语，应解释成「包含但不限定于」。另外，「耦接」一词在此包含任何直接及间接的连接手段。因此，若文中描述第一元件耦接于第二元件，则代表第一元件可透过电性连接或无线传输、光学传输等讯号连接方式而直接地连接于第二元件，或透过其它元件或连接手段间接地电性或讯号连接至第二元件。

在此所使用的「及/或」的描述方式，包含所列举的其中之一或多个项目的任意组合。另外，除非说明书中特别指明，否则任何单数格的用语都同时包含复数格的涵义。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的等同变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (26)

1.一种发光二极管控制装置，用以控制一相位截断式调光系统，该相位截断式调光系统包含一发光二极管及一电流开关，用以依据一相位截断的输入信号及该电流开关的导通状态，而对该发光二极管供电，该发光二极管控制装置包含：

一电流控制电路，用以耦接于该电流开关，以依据该电流开关所通过的电流转换而产生一第二输出信号；

一驱动信号产生电路，用以耦接该电流开关的一控制端及该电流控制电路，以依据该第二输出信号与一周期性信号而产生一驱动信号，而控制该电流开关的导通状态；以及

一相位截断侦测电路，用以接收该输入信号，并且将该输入信号与一第二参考信号值进行比较，其中于该输入信号大于该第二参考信号值的一第一时段时，该相位截断侦测电路会设置一第二储存装置所储存的信号值随着该第二输出信号而变化，于该输入信号小于该第二参考信号值的一第二时段时，该相位截断侦测电路会设置该第二储存装置保持所储存的信号值，而不会随着该第二输出信号而变化，而于该输入信号大于该第二参考信号值的一第三时段时，该相位截断侦测电路会设置该第二储存装置所储存的信号值随着该第二输出信号而变化；

其中该第二储存装置耦接于该电流控制电路及该驱动信号产生电路。

2.如权利要求1的发光二极管控制装置，其中于该第三时段时，该驱动信号产生电路会依据该第二输出信号、该第二储存装置所储存的信号值、以及该周期性信号来产生该驱动信号。

3.如权利要求1和2的发光二极管控制装置，另包含：

一第二开关，耦接于该电流控制电路与该第二储存装置之间；

其中当该相位截断侦测电路将该第二开关设置为不导通时，该第二储存装置所储存的信号值不会随着该第二输出信号而变化。

4.如权利要求1的发光二极管控制装置，其中该电流控制电路会将该电流开关所通过的电流转换为一第一输出信号，并且依据该第一输出信号与一第一参考信号值而产生该第二输出信号；并且于该第一时段时，该相位截断侦测电路会设置一第一储存装置所储存的信号值随着该第一输出信号而变化，于该第二时段时，该相位截断侦测电路会设置该第一储存装置保持所储存的信号值，而不会随着该第一输出信号而变化，而于该第三时段时，该相位截断侦测电路会设置该第一储存装置所储存的信号值随着该第一输出信号而变化，并且该第一储存装置耦接于该电流控制电路，并且设置于该发光二极管控制装置的内部或外部。

5.如权利要求4的发光二极管控制装置，其中于该第三时段时，该电流控制电路会依据该第一输出信号、该第一储存装置所储存的信号值、以及该第一参考信号值来产生该第二输出信号。

6.如权利要求4和5的发光二极管控制装置，另包含：

一第一开关，耦接于该电流控制电路与该第一储存装置之间；

其中当该相位截断侦测电路将该第一开关设置为不导通时，该第一储存装置所储存的信号值不会随着该第一输出信号而变化。

7.如权利要求1、2、4及5其中任一项的发光二极管控制装置，其中该电流控制电路会依据该电流开关所通过的电流的平均值或累积值以产生该第一输出信号。

8.一种发光二极管控制装置，用以控制一相位截断式调光系统，该相位截断式调光系统包含一发光二极管及一电流开关，用以依据一相位截断的输入信号及该电流开关的导通状态，而对该发光二极管供电，并且该电流开关所通过的电流会通过一电阻而产生一侦测电压，该发光二极管控制装置包含：

一电流控制电路，用以耦接于该电流开关，以依据该电流开关所通过的电流而产生一第二输出信号；

一驱动信号产生电路，用以耦接该电流开关的一控制端及该电流控制电路，以依据该第二输出信号与一周期性信号而产生一驱动信号，而控制该电流开关的导通状态；以及

一相位截断侦测电路，用以接收该侦测电压，并且将该侦测电压与一第三参考信号值进行比较，其中于该侦测电压大于该第三参考信号值的一第一时段时，该相位截断侦测电路会设置一第二储存装置所储存的信号值随着该第二输出信号而变化，于该侦测电压小于该第三参考信号值的一第二时段时，该相位截断侦测电路会设置该第二储存装置保持所储存的信号值，而不会随着该第二输出信号而变化，而于该侦测电压大于该第三参考信号值的一第三时段时，该相位截断侦测电路会设置该第二储存装置所储存的信号值随着该第二输出信号而变化；

其中该第二储存装置耦接于该电流控制电路及该驱动信号产生电路。

9.如权利要求8的发光二极管控制装置，其中于该第三时段时，该驱动信号产生电路会依据该第二输出信号、该第二储存装置所储存的信号值、以及该周期性信号来产生该驱动信号。

10.如权利要求8和9的发光二极管控制装置，另包含：

一第二开关，耦接于该电流控制电路与该第二储存装置之间；

其中当该相位截断侦测电路将该第二开关设置为不导通时，该第二储存装置所储存的信号值不会随着该第二输出信号而变化。

11.如权利要求8的发光二极管控制装置，其中该电流控制电路会将该电流开关所通过的电流转换为一第一输出信号，并且依据该第一输出信号与一第一参考信号值而产生该第二输出信号；并且于该第一时段时，该相位截断侦测电路会设置一第一储存装置所储存的信号值随着该第一输出信号而变化，于该第二时段时，该相位截断侦测电路会设置该第一储存装置保持所储存的信号值，而不会随着该第一输出信号而变化，于该第三时段时，该相位截断侦测电路会设置该第一储存装置所储存的信号值随着该第一输出信号而变化，并且该第一储存装置耦接于该电流控制电路，并且设置于该发光二极管控制装置的内部或外部。

12.如权利要求11的发光二极管控制装置，其中于该第三时段时，该电流控制电路会依据该第一输出信号、该第一储存装置所储存的信号值、以及该第一参考信号值来产生该第二输出信号。

13.如权利要求11和12的发光二极管控制装置，另包含：

一第一开关，耦接于该电流控制电路与该第一储存装置之间；

其中当该相位截断侦测电路将该第一开关设置为不导通时，该第一储存装置所储存的信号值不会随着该第一输出信号而变化。

14.如权利要求8、9、11及12其中任一项的发光二极管控制装置，其中该电流控制电路会依据该电流开关所通过的电流的平均值或累积值以产生该第一输出信号。

15.一种相位截断式调光系统的控制方法，该相位截断式调光系统包含一发光二极管及一电流开关，用以依据一相位截断的输入信号及该电流开关的导通状态，而对该发光二极管供电，该控制方法包含：

依据该电流开关所通过的电流而产生一第二输出信号；

依据该第二输出信号与一周期性信号而产生一驱动信号，以控制该电流开关的导通状态；

于该输入信号未被截断的一第一时段时，设置一第二储存装置所储存的信号值随着该第二输出信号而变化；

于该输入信号被截断的一第二时段时，设置该第二储存装置保持所储存的信号值，而不会随着该第二输出信号而变化；以及

于该输入信号未被截断的一第三时段时，设置该第二储存装置所储存的信号值随着该第二输出信号而变化。

16.如权利要求15的控制方法，另包含：

比较该输入信号与一第二参考信号值，以判断该输入信号是否被截断。

17.如权利要求15的控制方法，另包含：

于该第三时段时，依据该第二输出信号、该第二储存装置所储存的信号值、以及该周期性信号来产生该驱动信号。

18.如权利要求15的控制方法，另包含：

将该电流开关所通过的电流转换为一第一输出信号，并且依据该第一输出信号与一第一参考信号值而产生该第二输出信号；

于该第一时段时，设置一第一储存装置所储存的信号值随着该第一输出信号而变化；

于该第二时段时，设置该第一储存装置保持所储存的信号值，而不会随着该第一输出信号而变化；以及

于该第三时段时，设置该第一储存装置所储存的信号值随着该第一输出信号而变化。

19.如权利要求18的控制方法，另包含：

于该第三时段时，设置该电流控制电路依据该第一输出信号、该第一储存装置所储存的信号值、以及该第一参考信号值来产生该第二输出信号。

20.如权利要求15至19其中任一项的控制方法，另包含：

依据该电流开关所通过的电流的平均值或累积值以产生该第一输出信号。

21.一种调光系统的控制方法，该相位截断式调光系统包含一发光二极管及一电流开关，用以依据一相位截断的输入信号及该电流开关的导通状态，而对该发光二极管供电，并且该电流开关所通过的电流会通过一电阻而产生一侦测电压，该控制方法包含：

依据该电流开关所通过的电流而产生一第二输出信号；

依据该第二输出信号与一周期性信号而产生一驱动信号，以控制该电流开关的导通状态；

于该输入信号未被截断的一第一时段时，设置一第二储存装置所储存的信号值随着该第二输出信号而变化；

于该输入信号被截断的一第二时段时，设置该第二储存装置保持所储存的信号值，而不会随着该第二输出信号而变化；以及

于该输入信号被截断的一第三时段时，设置该第二储存装置所储存的信号值随着该第二输出信号而变化。

22.如权利要求21的控制方法，另包含：

比较该输入信号与一第三参考信号值，以判断该输入信号是否被截断。

23.如权利要求21的控制方法，另包含：

于该第三时段时，依据该第二输出信号、该第二储存装置所储存的信号值、以及该周期性信号来产生该驱动信号。

24.如权利要求21的控制方法，另包含：

将该电流开关所通过的电流转换为一第一输出信号，并且依据该第一输出信号与一第一参考信号值而产生该第二输出信号；

于该第一时段时，设置一第一储存装置所储存的信号值随着该第一输出信号而变化；

于该第二时段时，设置该第一储存装置保持所储存的信号值，而不会随着该第一输出信号而变化；以及

于该第三时段时，设置该第一储存装置所储存的信号值随着该第一输出信号而变化。

25.如权利要求24的控制方法，另包含：

于该第三时段时，设置该电流控制电路依据该第一输出信号、该第一储存装置所储存的信号值、以及该第一参考信号值来产生该第二输出信号。

26.如权利要求20至25其中任一项的控制方法，另包含：

依据该电流开关所通过的电流的平均值或累积值以产生该第一输出信号。

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