CN103582240A - 控制led光源的调光控制器、驱动电路和调光方法 - Google Patents

控制led光源的调光控制器、驱动电路和调光方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种控制LED光源的调光控制器、驱动电路和调光方法。调光控制器包括电压控制端口和电流控制端口。当调光控制器工作在第一模式时，电压控制端口提供脉冲信号，该脉冲信号控制控制开关工作在第一状态或第二状态，当控制开关工作在第一状态时，流经LED光源的第一电流增加，当控制开关工作在第二状态时，第一电流减小；当调光控制器工作在第二模式时，电压控制端口为控制开关提供控制信号，以切断第一电流。当调光控制器工作在第二模式时，电流控制端口导通流过LED光源的第二电流。本发明实现了对LED光源更宽范围的调光，提高了能量利用效率，并提高了LED光源的调光稳定性。

Description

控制LED光源的调光控制器、驱动电路和调光方法
技术领域
本发明涉及光源控制领域，特别涉及一种控制LED光源的调光控制器、驱动电路和调光方法。
背景技术
近年来，发光二极管（light-emitting diode，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，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。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，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调光控制器、驱动电路和调光方法，能够对LED光源进行更宽范围的调光，以提高能量利用效率和LED光源的调光稳定性。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种控制发光二极管光源的调光控制器，该调光控制器包括：电压控制端口，用于当调光控制器工作在第一模式时提供脉冲信号，脉冲信号控制控制开关工作在第一状态或第二状态，当控制开关工作在第一状态时，流经发光二极管光源的第一电流增加，当控制开关工作在第二状态时，第一电流减小，当调光控制器工作在第二模式时，电压控制端口提供控制信号给控制开关，以切断第一电流；及电流控制端口，用于当调光控制器工作在第二模式时导通流过发光二极管光源的第二电流。
本发明又提供了一种驱动电路，该驱动电路包括：电力转换器，用于从整流器接收电压，并为发光二极管光源提供调节后的电能，当电源开关闭合时，电源开关将电能从交流电源传到整流器；及耦合于电力转换器的调光控制器，调光控制器检测指示电源开关的动作的调光请求信号，并根据调光请求信号选择工作在第一模式或第二模式，当调光控制器工作在第一模式时，调光控制器在电压控制端口提供脉冲信号，以控制流经发光二极管光源的第一电流，当脉冲信号处于第一状态时，第一电流增加，当脉冲信号处于第二状态时，第一电流减小，当调光控制器工作在第二模式时，调光控制器在电压控制端口提供控制信号，以切断第一电流，并接通流经发光二极管光源的第二电流。
本发明还提供一种发光二极管光源的调光方法，该调光方法包括：电力转换器为光源提供调节后的电能；接收指示电源开关的动作的开关监测信号，电源开关耦合在电源和电力转换器之间；根据开关监测信号，选择工作模式为第一模式或第二模式；当所选择的工作模式为第一模式时，控制开关工作在第一状态或第二状态，当控制开关工作在第一状态时，流经发光二极管光源的第一电流增加，当控制开关工作在第二状态时，第一电流减小；当所选择的工作模式为第二模式时，切断第一电流；及当所选择的工作模式为第二模式时，导通流过发光二极管光源的第二电流。
与现有技术相比，通过采用本发明的调光控制器、驱动电路和调光方法，实现了对LED光源更宽范围的调光，提高了能量利用效率。此外，本发明还提高了LED光源的调光稳定性。
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所示为根据本发明实施例的光源驱动电路的示意图；
图4所示为根据本发明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所示为根据本发明的实施例的光源驱动电路的电路图；
图14B所示为图14A中的电源开关的一个实施例的示意图；
图15所示为根据本发明实施例的图14A中的调光控制器的结构示意图；
图16所示为根据本发明实施例的包含图15中的调光控制器的光源驱动电路的信号示意图；
图17所示为根据本发明实施例的包含图15中的调光控制器的光源驱动电路的另一信号示意图；
图18所示为根据本发明实施例的控制LED光源的调光的方法流程图。
图19所示为根据本发明实施例的光源驱动电路的电路图；
图20所示为根据本发明实施例的图19中的调光控制器的结构示意图；
图21所示为根据本发明实施例的包含图19中的调光控制器的光源驱动电路的信号示意图；及
图22所示为根据本发明实施例的控制LED光源的调光的方法流程图。
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的示意图。在一个实施例中，电源开关304耦合于电源Vin和光源驱动电路300之间，用于有选择性的将光源驱动电路300和电源Vin相连。光源驱动电路300包括用于将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相连用于接收指示电源开关304动作的开关监测信号并根据该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将输入交流电压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的实施例中，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所示的实施例中，交流/直流转换器306是包括二极管D1,二极管D2,二极管D7,二极管D8,二极管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的导电状态（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。
在实际使用时，使用者可以选择将端口SEL通过电阻R4连接到地，如图4所示，或者将端口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，储能单元还可以集成于调光控制器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的导电状态，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将输入的交流电压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，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和脉冲信号生成器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的导电状态。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。脉冲信号生成器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，例如将端口SEL直接与地相连，或是将端口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和开关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和开关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，开关541，开关542的导电状态，可以选择不同的调光模式。而开关540，开关541，开关542的导电状态由端口SEL上的电压决定。
脉冲信号生成器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。脉冲信号生成器504可以有不同的结构，并不限于图5中所示的结构。
在脉冲信号生成器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的导电状态由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，脉冲信号生成器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R6两端的电压，如图4所示。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的导电状态。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生成器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和开关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宽调制信号生成器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。例如，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和开关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的最大亮度。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。例如，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是一个两位计数器，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。相应地，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。脉宽调制信号生成器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。在脉冲信号生成器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。由于电感L1阻止电流的跳变，因此该电流会逐渐增大。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，如图4所示，电容C10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和开关524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的导电状态由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。因此，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，例如增加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。
脉冲信号生成器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运作方式示意图。图8将结合图5进行描述。
在图8所示的实施例中，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，例如每次调低25%。计数器526在达到最大计数值，例如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，例如电力转换器310，提供的调节后的电能对光源例如LED链312，进行供电。
在步骤904中，接收开关监测信号，例如由调光控制器308接收开关监测信号。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，例如电源开关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，例如开关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。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。
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例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，例如断开动作，来调节光源的亮度，而不必使用额外的器件，例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的实施例中，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的导电状态。
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的实施例中，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相连的脉宽调制信号生成器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。例如，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，例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。
在一个实施例中，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，例如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，例如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的实施例中，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，例如每次调低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，例如电力转换器310，输出的调节后的电能对光源，例如LED链312进行供电。
在步骤1304中，接收调光请求信号，例如由调光控制器1108接收调光请求信号。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，例如电源开关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，例如利用调光控制器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，例如控制信号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，例如由调光控制器1108接收调光终止信号。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，例如电源开关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。
图14A所示为根据本发明实施例的光源驱动电路1400的电路图。图14A将结合图4进行描述。图14中与图3和图4编号相同的部件具有类似的功能。光源驱动电路1400通过电源开关304耦合于电源VIN，例如：220伏交流电，50赫兹，并耦合于LED光源312。图14B所示为图14A中的电源开关304的一个实施例的结构示意图。在一个实施例中，电源开关304是置于墙面上的ON/OFF开关。通过将元件1480切换至ON端或OFF端，电源开关304的导电状态可由用户控制为闭合或断开。
如图14A所示，光源驱动电路1400包括交流/直流转换器306、电力转换器310和调光控制器1408。交流/直流转换器306将输入交流电压VIN转换为输出直流电压VOUT。电力转换器310耦合于交流/直流转换器306，用于接收输出直流电压VOUT，并提供输出电能给LED光源312。调光控制器1408耦合于交流/直流转换器306和电力转换器310，用于监测电源开关304，并根据电源开关304的动作调节电力转换器310的输出电能，从而控制LED光源312的光亮度。
在一个实施例中，电力转换器310包括电感L1、二极管D4、控制开关Q16、开关Q27和电阻R5。调光控制器1408包括多个端口，例如：端口HV_GATE,端口CLK,端口VDD,端口CTRL,端口MON和端口GND。调光控制器1408的端口和图4中描述的调光控制器308的对应端口具有类似的功能。
在工作中，调光控制器1408的端口CLK接收开关监测信号1450，以监测电源开关304。开关监测信号1450表示电源开关304的导电状态，例如：ON/OFF状态。因此，调光控制器1408通过端口HV_GATE控制开关Q27，并通过端口CTRL控制开关Q16，从而控制LED光源312的调光。
更具体的说，在一个实施例中，当电源开关304闭合时，调光控制器1408在端口HV_GATE上产生信号，例如：逻辑高电平，以闭合开关Q27，并在端口CTRL产生开关控制信号1452，以闭合和断开控制开关Q16。在一个实施例中，控制开关Q16工作在开关闭合状态和开关断开状态。当控制开关Q16处于开关闭合状态时，开关控制信号1452交替的闭合和断开控制开关Q16。此外，调光控制器1408通过端口MON接收表示流经LED光源312的电流ILED的感应信号1454。当感应信号1454表示电流ILED的上升至电流阈值ITH时，调光控制器1408断开控制开关Q16。因此，当控制开关Q16闭合时，电流ILED逐渐变大；当控制开关Q16断开时，电流ILED逐渐变小。以这种方式，调光控制器1408决定电流ILED的峰值，并由此控制电流ILED的平均值IAVERAGE。当控制开关Q16处于开关断开状态时，开关控制信号1452维持控制开关Q16断开，以切断电流ILED。在一个实施例中，调光控制器1408决定开关闭合状态和开关断开状态之间的时间比，以控制电流ILED的平均值IAVERAGE。
在一个实施例中，当电源开关304断开时，调光控制器1408在端口HV_GATE上产生信号，例如：逻辑低电平，以开关开关Q27。因此，流经LED光源312的电流ILED下降到大致为零安培，以使LED光源312熄灭。
在一个实施例中，调光控制器1408通过端口CLK接收表示电源开关304的导电状态的开关监测信号1450。据此，调光控制器1408识别电源开关304的动作，并提供表示该动作的调光请求信号。在一个实施例中，调光控制器1408在识别出电源开关304的断开动作时提供调光请求信号；或者，调光控制器1408在识别出电源开关304的闭合动作时提供调光请求信号。作为对调光请求信号的响应，调光控制器1408工作在模拟调光模式、突发调光模式（burst dimming mode）或者混合调光模式，以通过调整控制开关Q16的闭合/断开来控制LED光源312的调光。例如，在模拟调光模式中，调光控制器1408决定电流ILED的峰值，并保持开关闭合状态和开关断开状态之间的时间比不变。在突发调光模式中，调光控制器1408决定开关闭合状态和开关断开状态之间的时间比，并维持电流ILED的峰值不变。在混合调光模式中，调光控制器1408决定开关闭合状态和开关断开状态之间的时间比，并决定电流ILED的峰值。因此，当开关Q27再次闭合时（即表示电源开关304再次闭合），调光控制器1408调整电流ILED的峰值和/或开关闭合状态及开关断开状态的持续时间，进而调整了流经LED光源312的平均电流IAVERAGE，以控制LED光源312的亮度。
上述实施例的优点在于，通过调整电流ILED和开关闭合状态和开关断开状态之间的持续时间，调光控制器1408可以在相对较宽的范围内调整平均电流IAVERAGE。例如，如果IMAX表示IAVERAGE的最大值，则根据本发明的实施例，IAVERAGE可以在4%*IMAX至100%*IMAX的范围内变化。而在现有技术中，IAVERAGE仅仅20%*IMAX至100%*IMAX的范围内变化。因此，通过本发明实施例提供的技术方案，LED光源312可在更大范围内实现调光，这样，可应用于更节能的灯中，例如，小夜灯。
图15所示为图14A中的调光控制器1408的结构示意图。图15将结合图5、图6、图7和图14A进行描述。图15中与图5和图14A编号相同的部件具有类似的功能。
在图15所示的实施例中，调光控制器1408包括启动及低压锁定（UVL）电路508，脉冲信号生成器504，触发监测单元506，调光器1502，比较器534，SR触发器522和与门524。调光器1502包括参考信号生成器1506，用于产生参考信号REF。调光器1502还包括PWM生成器1508，用于产生脉宽调制信号PWM1。结合图5的描述，比较器534比较感应信号1454和参考信号REF，以产生比较信号COMP。脉冲信号生成器504产生具有周期性脉冲波形的脉冲信号536。在一个实施例中，当脉冲信号536是逻辑1时，SR触发器522将脉冲信号V522置1；当比较信号COMP是逻辑1时（即当感应信号1454上升至参考信号REF时），SR触发器522将脉冲信号V522复位为0。与门524接收脉冲信号V522和脉宽调制信号PWM1，并据此产生开关控制信号1452，以控制控制开关Q16。
假设开关Q27闭合，调光控制器1408以类似于图6和图7中描述的调光控制器308的工作方式控制电流ILED。在一个实施例中，当脉宽调制信号PWM1处于第一状态时，例如：PWM1为逻辑1，与门524根据脉冲信号V522交替闭合和断开控制开关Q16。由此，控制开关Q16工作在开关闭合状态。在开关闭合状态中，电流ILED在控制开关Q16闭合时逐渐上升，并在控制开关Q16断开时逐渐下降。由于控制开关Q16在感应信号1454上升至参考信号REF时断开，参考信号REF决定了电流ILED的峰值。当脉宽调制信号PWM1处于第二状态时，例如：PWM1为逻辑0，与门524根据保持断开控制开关Q16。此时，控制开关Q16工作在开关断开状态，以切断电流ILED。
因此，参考信号REF用于决定电流ILED的峰值，且脉宽调制信号PWM1的占空比用于决定开关闭合状态和开关断开状态之间的时间比。也就是说，流经LED光源312的平均电流IAVERAGE根据参考信号REF和脉宽调制信号PWM1的占空比发生变化。例如，当参考信号REF的电压值VREF上升时，IAVERAGE增加；当VREF下降时，IAVERAGE减小。此外，当脉宽调制信号PWM1的占空比DPWM1变大时，IAVERAGE增加；当DPWM1变小时，IAVERAGE减小。
调光器1502还包括计数器1504，用于提供计数值VALUE_1504。在一个实施例中，参考信号生成器1506耦合于计数器1504，并根据计数值VALUE_1504决定参考信号REF的电压值VREF。PWM生成器1508耦合于计数器1504，并根据计数值VALUE_1504决定脉宽调制信号PWM1的占空比DPWM1。
表1
VALUE_1504 0 1 2 3
VREF VMAX 50%*VMAX 20%*VMAX 20%*VMAX
DPWM1 100% 100% 100% 20%
表2
VALUE_1504 0 1 2 3
VREF VMAX 50%*VMAX 30%*VMAX 20%*VMAX
DPWM1 100% 60% 40% 20%
上述表1和表2所示为计数值VALUE_1504、电压VREF和占空比DPWM1的实施例。在一个实施例中，计数器1504是2比特计数器，因此，计数值VALUE_1504可为0、1、2或3。VMAX表示参考信号REF的最大值。具体而言，如表1所示，当计数值VALUE_1504为0、1、2和3时，参考信号REF分别具有电压值VMAX、50%*VMAX、20%*VMAX和20%*VMAX，且占空比DPWM1分别为100%，100%，100%和20%。如表2所示，当计数值VALUE_1504为0、1、2和3时，参考信号REF分别具有电压值VMAX、50%*VMAX、30%*VMAX和20%*VMAX，且占空比DPWM1分别为100%，60%，40%和20%。计数值VALUE_1504、电压VREF和占空比DPWM1可具有其他关系，且不局限于表1和表2的实施例。
在一个实施例中，如果接收到调光请求信号，例如：表示电源开关304执行了断开操作，触发监测单元506产生使能信号1510。计数器1504接收使能信号1510，并据此增加或减小计数值VALUE_1504。因此，参考信号生成器1506决定参考信号REF，例如：根据表1或表2的数据关系。PWM生成器1508决定PWM1的占空比，例如：根据表1或表2的数据关系。
因此，调光控制器1408有选择的工作于模拟调光模式、突发调光模式和混合调光模式。在模拟调光模式中，调光控制器1408根据计数器1504的计数值决定参考信号REF的值，以调整电流ILED的平均值IAVERAGE；此时，PWM1的占空比保持不变。在突发调光模式中，调光控制器1408根据计数器1504的计数值决定PWM1的占空比，以调整电流ILED的平均值IAVERAGE；此时，参考信号REF的值保持不变。在混合调光模式中，调光控制器1408根据计数器1504的计数值同时决定PWM1的占空比和参考信号REF的值，以调整电流ILED的平均值IAVERAGE。由此，调整了LED光源312的亮度。调光控制器1408的操作将在图16和图17进一步描述。调光控制器1408可具有其他结构，且不局限于图15所示的实施例。
图16所示为包含图15中的调光控制器1408的光源驱动电路的信号示意图。图16将结合图14A和图15进行描述。图16描述了端口CLK上的电压VCLK，计数器1504计数值VALUE_1504，脉宽调制信号PWM1的电压VPWM1，脉宽调制信号PWM1的占空比DPWM1，参考信号REF的电压值VREF，感应信号1454的电压VSENSE，电流ILED的平均值IAVERAGE。在如图16所示的实施例中，调光控制器1408根据上述表1中的实施例设置电压值VREF和占空比DPWM1。
在t0时刻，电源开关304断开。计数值VALUE_1504为0。根据表1，占空比DPWM1是100%，且电压值VREF具有最大值VMAX。由于电源开关304和开关Q27都断开，则切断了电流ILED，因此平均电流IAVERAGE为零安培。
在t1时刻，电压VCLK的上升沿表示电源开关304的闭合动作。调光控制器1408闭合开关Q27。因此，根据控制开关Q16的导电状态控制电流ILED。在t1至t2的时间间隔，占空比DPWM1是100%，且电压值VREF具有最大值VMAX。控制开关Q16工作在开关闭合状态，以交替闭合和断开。如图16所示，当控制开关Q16闭合时，电压VSENSE逐渐上升；当控制开关Q16断开时，电压VSENSE逐渐下降。由于电压VSENSE的峰值等于参考信号REF的最大值VMAX，平均电流IAVERAGE具有最大值IMAX。
在t2时刻，电压VCLK的下降沿表示电源开关304的断开动作。开关Q27断开，以切断电流ILED。因此，在t2至t3的时间间隔中，电压VSENSE下降至大致零伏特，且平均电流IAVERAGE下降至大致零安培。
在一个实施例中，由于在t2时刻检测到电源开关304的断开动作，则产生调光请求信号。计数值VALUE_1504从0增加为1。基于表1的实施例，调光控制器1408切换至模拟调光模式，以将电压VREF调节为50%*VMAX并保持占空比DPWM1为100%。
在t3时刻，开关Q27再次闭合。因此，在t3至t4的时间间隔，调光控制器1408根据参考信号REF和脉宽调制信号PWM1控制控制开关Q16的闭合和断开。因此，将平均电流IAVERAGE调节为50%*IMAX。
在t4时刻，电压VCLK的下降沿表示电源开关304的断开动作。计数值VALUE_1504从1增加为2。根据表1，调光控制器1408工作于模拟调光模式，以将电压VREF调节为20%*VMAX并保持占空比DPWM1为100%。因此，在t5至t6的时间间隔中，平均电流IAVERAGE调节为20%*IMAX。
在t6时刻，电压VCLK的下降沿表示电源开关304的断开动作。计数值VALUE_1504从2增加为3。根据表1，调光控制器1408工作于突发调光模式，以保持电压VREF为20%*VMAX并将占空比DPWM1减小至20%。因此，在t7至t8的时间间隔中，电源开关304闭合。此时，当电压VPWM1具有第一状态，例如:逻辑高电平，电压VSENSE斜线上升和斜线下降；当电压VPWM1具有第二状态，例如:逻辑低电平，电压VSENSE下降至零伏特。因此，在t7至t8的时间间隔中，平均电流IAVERAGE调整为4%*IMAX。
因此，在如图16所示的实施例中，调光控制器1408先工作在模拟调光模式中将平均电流IAVERAGE从100%*IMAX调整至20%*IMAX，然后工作在突发调光模式中将平均电流IAVERAGE从20%*IMAX调整至4%*IMAX。本发明实施例的优点在于，通过调节脉宽调制信号PWM1的占空比DPWM1和参考信号REF的电压值VREF，实现了平均电流IAVERAGE在100%*IMAX和4%*IMAX的范围内调整。因此，实现了LED光源312在更宽范围内调光。此外，在相对宽的范围内调光的过程中，电压VREF保持大于一个电压阈值，例如：15%*VMAX，占空比DPWM1保持大于一个占空比阈值，例如：10%。由此，脉宽调制信号PWM1和参考信号REF的精度不会受到如噪声之类的不利因素的影响，从而提高了光源驱动电路1400的调光精度。
图17所示为包含图15中的调光控制器1408的光源驱动电路的信号示意图。图17将结合图14A至图16进行描述。图17描述了端口CLK上的电压VCLK，计数器1504计数值VALUE_1504，脉宽调制信号PWM1的电压VPWM1，脉宽调制信号PWM1的占空比DPWM1，参考信号REF的电压值VREF，感应信号1454的电压VSENSE，电流ILED的平均值IAVERAGE。在如图17所示的实施例中，调光控制器1408根据表1中的实施例设置电压值VREF和占空比DPWM1。
在t0’和t2’之间的时间间隔中，调光控制器1408具有图16中描述的在t0和t2之间类似的操作。例如，在t0’至t2’的时间间隔中，计数值VALUE_1504为0。根据表2，占空比DPWM1是100%，且电压值VREF具有最大值VMAX。因此，在t1’和t2’之间，电压VSENSE的峰值等于参考信号REF的最大值VMAX，平均电流IAVERAGE具有最大值IMAX。
在t2’时刻，电压VCLK的下降沿表示电源开关304的断开动作。开关Q27断开，以切断电流ILED。因此，在t2’至t3’的时间间隔中，电压VSENSE下降至大致零伏特，且平均电流IAVERAGE下降至大致零安培。
在一个实施例中，由于在t2’时刻检测到电源开关304的断开动作，则产生调光请求信号。计数值VALUE_1504从0增加为1。基于表2的实施例，调光控制器1408切换至混合调光模式，以将电压VREF调节为50%*VMAX并将占空比DPWM1调节为60%。因此，在t3’至t4’的时间间隔，当电压VPWM1具有第一状态，例如:逻辑高电平时，控制开关Q16工作在开关闭合状态，以交替的闭合和断开。电压VSENSE的峰值等于参考信号REF的电压值VREF，即50%*VMAX。此外，当电压VPWM1具有第二状态，例如:逻辑低电平时，控制开关Q16工作在开关断开状态，以切断电流ILED。因此，电流ILED的平均值IAVERAGE等于30%*IMAX。
在t4’时刻，电压VCLK的下降沿表示电源开关304的断开动作，因此，产生了调光请求信号。计数值VALUE_1504从1增加为2。根据表2，调光控制器1408工作于混合调光模式，以将电压VREF调节为30%*VMAX并保持占空比DPWM1为40%。因此，在t5’至t6’的时间间隔中，平均电流IAVERAGE调节为12%*IMAX。
在t6’时刻，电压VCLK的下降沿表示电源开关304的断开动作，因此，产生了调光请求信号。计数值VALUE_1504从2增加为3。根据表2，调光控制器1408工作于混合调光模式，以调整电压VREF为20%*VMAX并将占空比DPWM1减小至20%。因此，在t7’至t8’的时间间隔中，平均电流IAVERAGE调整为4%*IMAX。
因此，在t1’和t7’之间，当计数值VALUE_1504变化时，调光控制器1408工作在混合调光模式。优点在于，通过调节脉宽调制信号PWM1的占空比DPWM1和参考信号REF的电压值VREF，实现了平均电流IAVERAGE在100%*IMAX和4%*IMAX的范围内调整。因此，实现了LED光源312在更宽范围内调光。此外，在相对宽的范围内调光的过程中，电压VREF保持大于一个电压阈值，例如：15%*VMAX，占空比DPWM1保持大于一个占空比阈值，例如：10%。由此，脉宽调制信号PWM1和参考信号REF的精度不会受到如噪声之类的不利因素的影响，从而提高了光源驱动电路1400的调光精度。
图18所示为根据本发明实施例的控制LED光源的调光的方法流程图1800。图18将结合图14A至图17进行描述。图18所涵盖的具体步骤仅仅作为示例。也就是说，本发明适用于其他合理的流程或对图18进行改进的步骤。
在步骤1802中，比较表示流经LED光源的电流的感应信号，例如：感应信号1454和参考信号，例如：参考信号REF，以产生脉冲信号，例如：脉冲信号V522。
在步骤1804中，当脉宽调制信号，例如：PWM1处于第一状态时，根据脉冲信号控制流经LED光源的电流。
在步骤1806中，当脉宽调制信号处于第二状态时，切断流经LED光源的电流。
在步骤1808中，根据调光请求信号调节参考信号的值和脉宽调制信号的占空比，以调节流经所述LED光源的平均电流。
在一个实施例中，根据调光请求信号调节计数器的计数值。根据计数器的计数值决定参考信号的值和脉宽调制信号的占空比。如果计数值从第一数值变为第二数值，则选择第一模式（例如：模拟调光模式）、第二模式（突发调光模式）或第三模式（混合调光模式）。在第一模式中，调节参考信号的值并保持脉宽调制信号的占空比不变。在第二模式中，调节脉宽调制信号的占空比并保持参考信号的值不变。在第三模式中，调节参考信号的值并调节脉宽调制信号的占空比。
图19所示为根据本发明实施例的光源驱动电路1900的电路图。图19中与图3和图4编号相同的部件具有类似的功能。图19将结合图3和图4进行描述。光源驱动电路1900通过电源开关304耦合于电源VIN（如110/120伏特，60赫兹的交流电），并提供输出电能给LED光源312。在本发明的一个实施例中，电源开关304可以是如图14B所示的置于墙面上的ON/OFF开关。电源开关304的导电状态可由用户控制为闭合或断开。
光源驱动电路1900包含AC/DC转换器306、电力转换器310和调光控制器1908。AC/DC转换器306将输入交流电压VIN转换成输出直流电压VOUT。在图19的例子中，AC/DC转换器306包含具有二极管D1、D2、D7和D8的桥式整流器、还包含具有二极管D10和电容C9的滤波器。电力转换器310耦合于AC/DC转换器306，用于接收输出直流电压VOUT，并为LED光源312提供调节后的电能。在一个实施例中，电力转换器310包含电感L1、二极管D4、开关Q27、控制开关Q16和电流感应器R5。调光控制器1908耦合于AC/DC转换器306和电力转换器310之间。调光控制器1908监测电源开关304的动作，如闭合或断开，并相应的控制电力转换器310提供给LED光源312的调节后的电能，以控制LED光源312的亮度。调光控制器1908包含多个端口，例如，端口HV_GATE、监测端口CLK、端口VDD、端口GND、电压控制端口CTRL、端口RT、端口MON和电流控制端口CS。其中端口VDD、端口GND、端口RT和端口MON与图14A中的调光控制器1408的相应端口的工作原理类似。
在一个实施例中，调光控制器1908在监测端口CLK接收指示电源开关304的动作（闭合或断开）的开关监测信号1450。在一个实施例中，调光控制器1908根据开关监测信号1450控制开关Q27。具体来说，当开关监测信号1450指示电源开关304断开时，调光控制器1908在端口HV_GATE产生信号，如逻辑低电平信号，以断开开关Q27。因此，流经LED光源312的电流ILED降到0安培，以断开LED光源312。当开关监测信号1450指示电源开关304闭合，调光控制器1908在端口HV_GATE产生信号，如逻辑高电平信号，以闭合开关Q27。调光控制器1908根据电压控制端口CTRL和电流控制端口CS的信号控制流经LED光源312的电流ILED。
在一个实施例中，调光控制器1908根据开关监测信号1450确定指示电源开关304的动作的调光请求信号。在一个实施例中，当开关监测信号1450指示电源开关304断开时，调光控制器1908接收调光请求信号。当电源开关304重新闭合时，根据调光请求信号，调光控制器1908调节流经LED光源312的平均电流以调节LED光源312的亮度。
调光控制器1908能够工作在第一模式和第二模式，以调节LED光源312的平均电流。如下所述，电流ILED表示流经LED光源312的电流。第一模式下，电流ILED由ILED1表示。在第二模式下，电流ILED由ILED2表示。
当调光控制器1908工作在第一模式时，调光控制器1908的电压控制端口CTRL提供脉冲信号1952，以控制控制开关Q16交替工作在第一状态（如，闭合状态）和第二状态（如，断开状态）。因此，流经LED光源312的电流ILED1根据控制开关Q16的状态改变。在一个实施例中，在控制开关Q16闭合期间，电流ILED1流经LED光源312、开关Q27、控制开关Q16、电阻R5到地，所以电流ILED1增加。在控制开关Q16断开期间，电流ILED1流经LED光源312和二极管D4，所以电流ILED1减小。根据本发明的实施例，流经LED光源312的平均电流可以在模拟调光模式下、脉冲调光模式下或组合调光模式下通过控制控制开关Q16而得到调节，具体的调光方法将结合图20进行详细描述。
当调光控制器1908工作在第二模式时，调光控制器1908在电压控制端口CTRL提供控制信号1954，如数字0，使控制开关Q16维持在断开状态。因此，电流ILED1被切断。另外，调光控制器1908接通流经LED光源312和电流控制端口CS的电流ILED2。
有利的是，通过选择至少工作在第一模式和第二模式，调光控制器1908达到了相对宽的调光范围。例如，若IMAX指示LED光源312的平均电流IAVERAGE的最大值，调光控制器1908能够工作在第一模式，以调节电流ILED1的平均电流IAVERAGE在一个较宽的范围内变化，例如4%*IMAX到100%*IMAX的范围内变化。另外，调光控制器1908也能够工作在第二模式，以将平均电流IAVERAGE调到一个更低的值。例如，调光控制器1908设置电流ILED2为恒定值1%*IMAX。换言之，LED光源312在第二模式下比第一模式下更暗。因此在节能应用中，如夜灯，会更有优势。另外，第二模式下的电流ILED2是一个实质恒定的值，它不会因为控制开关Q16的闭合或断开而变化。所以，LED光源312发出的光不会受到控制开关Q16开关噪声的影响，从而增强了LED光源312的调光稳定性。
图20所示为根据本发明实施例的图19中的调光控制器1908的结构示意图。图20将结合图15和图19进行描述。图20中与图15和图19编号相同的部件具有类似的功能。在图20的例子中，调光控制器1908包含启动及低压锁定电路508、脉冲信号生成器504、触发监测单元506、调光器2002、驱动器2010、开关2008和电流源2006。
在一个实施例中，触发监测单元506通过监测端口CLK接收开关监测信号1450。触发监测单元506根据开关监测信号1450，确定指示电源开关304断开操作的调光请求信号。若接收到调光请求信号，触发监测单元506产生使能信号1510。
调光器2002包含计数器1504、参考信号生成器1506、脉宽调制信号生成器1508和模式选择模块2004。计数器1504提供根据使能信号1510改变的计数值VALUE_1504。在一个实施例中，计数器1504根据使能信号1510增加计数值VALUE_1504。在另一个实施例中，计数器1504根据使能信号1510减小计数值VALUE_1504。
表3
Figure BDA00003158717500271
表4
Figure BDA00003158717500272
模式选择模块2004根据计数值VALUE_1504从第一模式和第二模式中选择调光控制器1908的工作模式。在一个实施例中，计数值VALUE_1504指示LED光源312的期望亮度值。期望亮度值对应于LED光源312的平均电流IAVERAGE的目标电流值ITARGET。表3和表4所示为计数器1504的计数值VALUE_1504、目标电流值ITARGET及调光控制器1908的工作模式的对应关系的示例。在表3的例子中，计数值VALUE_1504可以为0、1和2，分别指示目标电流值ITARGET为100%*IMAX、30%*IMAX和1%*IMAX，其中，IMAX表示平均电流IAVERAGE的最大值。在表4的例子中，计数值VALUE_1504可以为0、1和2，分别指示目标电流值ITARGET为1%*IMAX、30%*IMAX和100%*IMAX。
模式选择模块2004比较计数值VALUE_1504和阈值，以选择工作模式。例如，根据表3和表4的例子，阈值设为1。在表3的例子中，当计数值VALUE_1504等于或小于1时，模式选择模块2004选择第一模式，当计数值VALUE_1504大于1时，模式选择模块2004选择第二模式。在表4的例子中，当计数值VALUE_1504等于或大于1时，模式选择模块2004选择第一模式，当计数值VALUE_1504小于1时，模式选择模块2004选择第二模式。因此，在表3和表4的例子中，当平均电流IAVERAGE的目标电流值ITARGET相对高时（如30%*IMAX和100*IMAX），选择第一模式。另外，当平均电流IAVERAGE的目标电流值ITARGET相对低时（如1%*IMAX），选择第二模式。
根据所选择的工作模式，模式选择模块2004控制开关2008、参考信号生成器1506和脉宽调制信号生成器1508，以调节平均电流IAVERAGE。更具体的，在一个实施例中，电流源2006产生一个实质恒定的电流ILED2。调光控制器1908工作在第一模式时，模式选择模块2004断开开关2008以切断电流ILED2，并控制参考信号生成器1506产生参考信号REF，和控制脉宽调制信号生成器1508产生脉宽调制信号PWM1。在一个实施例中，驱动器2010根据参考信号REF和脉宽调制信号PWM1产生脉冲信号1952，以控制控制开关Q16。
在一个实施例中，驱动器2010包含比较器534、SR触发器522和与门524。当工作在第一模式时，驱动器2010的工作原理与图15中的调光控制器1408中的相应组件相似。如上文中针对图15的描述，比较器534比较感应信号1454与参考信号REF，以产生比较信号COMP。脉冲信号生成器504产生具有周期脉冲波形的脉冲信号536。在一个实施例中，当脉冲信号536为数字1时，SR触发器522将脉冲信号V522设为数字1。当比较信号COMP为数字1时（即当感应信号1454达到参考信号REF时），SR触发器将脉冲信号V522设为数字0。与门524接收脉冲信号V522和脉宽调制信号PWM1，并在电压控制端口CTRL上产生脉冲信号1952，以控制控制开关Q16。因此，当脉宽调制信号PWM1在第一状态（如数字1）时，脉冲信号1952的波形与脉冲信号V522的波形相同，即根据比较信号COMP在数字1和数字0之间切换。当脉宽调制信号PWM1在第二状态（如数字0）时，脉冲信号1952保持为数字0。根据上文中针对图15的相关描述可知，参考信号REF决定电流ILED1的峰值。脉宽调制信号PWM1的占空比决定了控制开关Q16的闭合时间和断开时间的比率。所以，通过调节参考信号REF的值和/或脉宽调制信号PWM1的占空比，调光器2002能够工作在模拟调光模式、脉冲调光模式或组合调光模式，以调节LED光源312的平均电流IAVERAGE。
根据表3中的例子，当计数值VALUE_1504为0时，调光控制器1908工作在第一模式，参考信号REF的值为VREF0，脉宽调制信号PWM1的占空比的值为DPWM0。当计数值VALUE_1504从0变为1时，调光控制器1908保持工作在第一模式，平均电流IAVERAGE的目标电流值从100%*IMAX变为30%*IMAX。若调光器2002工作在模拟调光模式，则参考信号REF的值调节到30%*VREF0，脉宽调制信号PWM1的占空比保持为DPWM0。若调光器2002工作在脉冲调光模式，则参考信号REF的值保持为VREF0，脉宽调制信号PWM1的占空比调节为30%*DPWM0。若调光器2002工作在组合调光模式，参考信号REF的值和脉宽调制信号PWM1的占空比都会发生改变，比如，参考信号REF的值调节为50%*VREF0，脉宽调制信号PWM1的占空比调节为60%*DPWM0。采用三种调光模式（即模拟调光模式、脉冲调光模式和组合调光模式）中的任一种调光模式，平均电流IAVERAGE从100%*IMAX变为30%*IMAX，以完成第一模式下的调光控制。
当调光控制器1908工作在第二模式时，如根据表3所示，当计数值VALUE_1504从1变为2时，调光控制器1908在CTRL端口产生控制信号1954，以断开控制开关Q16。更具体的，模式选择模块2004控制脉宽调制信号生成器1508，使脉宽调制信号PWM1保持在第二状态（如数字0）。与门524，产生控制信号1954（如数字0信号），以保持电压控制端口CTRL的电压为低电平。因此，流过LED光源312的电流ILED1被切断。
另外，在一个实施例中，电流源2006产生实质恒定的电流ILED2。模式选择模块2004产生开关控制信号2012以闭合开关2008。若电源开关304闭合后接通了开关Q27，则电流ILED2的回路被接通。因此，电流ILED2流过LED光源312、电流控制端口CS、开关2008到地。其中，“实质恒定的电流ILED2”是指电流ILED2的值仅限在一定的范围内变化，因此由电路组件产生的非理想的电流纹波可以被忽略。有利的是，由于电流ILED2不受一个或多个开关（如电源开关304和/或控制开关Q16）的影响，LED光源312的电路干扰能减少或消除。因此，光源驱动电路1900的调光稳定性得到了提高。调光控制器1908可以有其他的结构而不局限于图20的例子。
图21所示为根据本发明实施例的包括图19中的调光控制器1908的光源驱动电路的信号示意图。图21将结合图19和图20进行描述，图21示出了监测端口CLK的电压VCLK、计数器1504的计数值VALUE_1504、脉宽调制信号PWM1的电压VPWM1、脉宽调制信号PWM1的占空比DPWM1、流过LED光源312的电流ILED和电流ILED的平均电流IAVERAGE。在图19的例子中，调光控制器1908根据表3确定工作模式，并控制LED光源312的平均电流IAVERAGE。
在t0’’时刻，电源开关304断开。调光控制器1908切断开关Q27。计数值VALUE_1504为0。根据表3，模式选择模块2004选择第一模式，平均电流IAVERAGE的目标电流值为100%*IMAX。因此，脉宽调制信号生成器1508调节脉宽调制信号PWM1的占空比DPWM1为100%，参考信号生成器1506控制参考信号REF，以调节电流ILED的峰值为IPEAK（峰值电流的最大值）。在t1’’时刻，监测端口CLK的电压VCLK具有一个指示电源开关304闭合操作的上升沿，平均电流IAVERAGE被调节到100%*IMAX。在t1’’到t2’’期间，平均电流IAVERAGE保持在100%*IMAX。
在t2’’时刻，电压VCLK具有一个指示电源开关304断开操作的下降沿。开关Q27被断开以切断电流ILED。因此，在t2’’到t3’’期间，电流ILED降到0安培，平均电流IAVERAGE降到0安培。
在一个实施例中，在t2’’时刻，电压VCLK具有一个指示电源开关304断开操作的下降沿，接收到调光请求信号。计数值VALUE_1504从0增加到1。根据表3，平均电流IAVERAGE的目标电流值调整为30%*IMAX。在t2’’到t4’’期间，模式选择模块2004保持在第一模式，在图21的例子中，调光器2002工作在组合调光模式，脉宽调制信号生成器1508调节占空比DPWM1为60%，参考信号生成器1506控制参考信号REF，以调节电流ILED的峰值为50%*IPEAK。在t3’’时刻，监测端口CLK的电压VCLK具有一个指示电源开关304闭合操作的上升沿，平均电流IAVERAGE调节为30%*IMAX。在t3’’到t4’’期间，平均电流IAVERAGE保持在30%*IMAX。
在t4’’时刻，电压VCLK具有一个指示电源开关304断开操作的下降沿，接收到调光请求信号。相应的，计数值VALUE_1504从1增加到2。根据表3，平均电流IAVERAGE的目标电流值调整为1%*IMAX，模式选择模块2004选择第二模式。因此，模式选择模块2004产生开关控制信号2012以闭合开关2008。在t4’’到t5’’期间，因为电源开关304和开关Q27都断开，所以电流ILED和平均电流IAVERAGE都为0安培。
在t5’’时刻，监测端口CLK的电压VCLK具有一个指示电源开关304闭合操作的上升沿。因为在电源开关304闭合之后开关Q27被接通，并且开关2008在t4’’时刻闭合，电流ILED2的通路被接通。在一个实施例中，电流ILED2等于1%*IMAX。因此，在t5’’到t6’’期间，平均电流IAVERAGE保持在1%*IMAX。
因此，在t1’’到t6’’期间，调光控制器1908根据计数值VALUE_1504从第一模式和第二模式中选择工作模式。有利的是，调光控制器1908可以获得一个相对宽的调光范围，如从100%*IMAX到1%*IMAX。调光控制器1908的工作原理和工作方式不局限于图21的例子。在另一个实施例中，在第二模式期间，调光控制器1908能够提供另一个电流（如一个更小的恒定电流值0.01*IMAX）流经LED光源312和电流控制端口CS。因此，LED光源312的亮度可以更低，以达到更宽的调光范围。另外，电流ILED2为一个实质恒定的值，不会根据控制开关Q16的闭合和断开动作而变化。因此，LED光源312不会受到控制开关Q16噪声的影响，增强了LED光源312的调光稳定性。
图22所示为根据本发明实施例的由调光控制器（如调光控制器1908）执行的控制LED光源调光的方法流程图。图22将结合图19-图21进行描述。图22所涵盖的具体步骤仅仅作为示例。也就是说，本发明适用于其他合理的流程或对图22进行改进的步骤。
在步骤2202中，电力转换器（如电力转换器310）为光源（如LED光源312）提供调节后的电能。
在步骤2204中，接收开关监测信号。开关监测信号指示连接在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2206中，根据开关监测信号选择工作模式为第一模式或第二模式。在一个实施例中，当接收到指示电源开关断开操作的开关监测信号时，计数器的计数值发生变化，例如从第一数值变为第二数值。将计数值与阈值（如1）进行比较，并根据比较结果选择工作模式。
在步骤2208中，当工作模式选择为第一模式时，控制开关（如控制开关Q16）根据脉冲信号（如脉冲信号1952）工作在第一状态（如闭合状态）和第二状态（如断开状态）。在一个实施例中，在控制开关处于第一状态时，流经LED光源的第一电流（如电流ILED1）增加，在控制开关处于第二状态时，流经LED光源的第一电流减小。在一个实施例中，当工作模式选择为第一模式时，产生参考信号（如参考信号REF）和脉宽调制信号（如脉宽调制信号PWM1）。在第一模式下，将指示流经LED光源的第一电流的感应信号与参考信号进行比较。在脉宽调制信号处于第一状态（如数字1）时，根据比较结果闭合和断开控制开关。在脉宽调制信号处于第二状态（如数字0）时，断开控制开关，第一电流减小。在一个实施例中，在第一模式下，当计数值发生变化时，调节参考信号的值和/或脉宽调制信号的占空比，以调节LED光源的亮度。
在步骤2210中，当工作模式选择为第二模式时，根据控制信号（如控制信号1954）切断第一电流（如电流ILED1）。在一个实施例中，在第二模式下，脉宽调制信号保持在第二状态（如数字0），以产生控制信号（如数字0信号）来切断第一电流。
在步骤2212中，当工作模式选择为第二模式时，导通流过LED光源312的第二电流。在一个实施例中，第二电流为实质恒定的电流（如电流ILED2）。在一个实施例中，电流ILED2由电流源（如电流源2006）提供。当选择第二模式时，模式选择模块2004产生开关控制信号2012，以闭合与电流源2006串联的开关2008。
因此，本发明的实施例公开了一种控制LED光源调光的调光控制器、驱动电路和调光方法。该调光控制器包括电压控制端口和电流控制端口。当调光控制器工作在第一模式时，电压控制端口提供脉冲信号，该脉冲信号控制控制开关工作在第一状态或第二状态，当控制开关工作在第一状态时，流经LED光源的第一电流增加，当控制开关工作在第二状态时，第一电流减小，其中，当调光控制器工作在第二模式时，电压控制端口为控制开关提供控制信号，以切断第一电流；当调光控制器工作在第二模式时，电流控制端口导通流过LED光源的第二电流。本发明优点在于，实现了对LED光源更宽范围的调光，以提高能量利用效率，并提高了LED光源的调光稳定性。
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 (25)

1.一种控制发光二极管光源的调光控制器，其特征在于，所述调光控制器包括：
电压控制端口，用于当所述调光控制器工作在第一模式时提供脉冲信号，所述脉冲信号控制控制开关工作在第一状态或第二状态，当所述控制开关工作在第一状态时，流经所述发光二极管光源的第一电流增加，当所述控制开关工作在第二状态时，所述第一电流减小，当所述调光控制器工作在第二模式时，所述电压控制端口提供控制信号给所述控制开关，以切断所述第一电流；及
电流控制端口，用于当所述调光控制器工作在所述第二模式时导通流过所述发光二极管光源的第二电流。
2.根据权利要求1所述的调光控制器，其特征在于，所述第二电流具有实质恒定的电流值。
3.根据权利要求1所述的调光控制器，其特征在于，所述调光控制器还包括：
监测端口，用于接收开关监测信号，所述开关监测信号指示连接在电源和电力转换器之间的电源开关的动作，所述电力转换器从所述电源接收电压，并为所述发光二极管光源提供调节后的电能；及
耦合于所述监测端口的调光器，用于根据所述开关监测信号选择所述调光控制器工作在所述第一模式或所述第二模式。
4.根据权利要求3所述的调光控制器，其特征在于，所述调光器包括：
计数器，用于提供根据所述开关监测信号变化的计数值；及
耦合于所述计数器的模式选择模块，用于根据所述计数值选择所述调光控制器的工作模式。
5.根据权利要求4所述的调光控制器，其特征在于，所述模式选择模块比较所述计数值和阈值，以选择所述工作模式。
6.根据权利要求4所述的调光控制器，其特征在于，当所述开关监测信号指示所述电源开关断开时，所述计数器将计数值从第一数值改变到第二数值。
7.根据权利要求1所述的调光控制器，其特征在于，所述调光控制器还包括：
调光器，用于提供参考信号和脉宽调制信号；及
耦合于所述调光器的驱动器，在所述第一模式下，所述驱动器比较所述参考信号和感应信号，并根据比较结果和所述脉宽调制信号产生脉冲信号，所述感应信号指示流过所述发光二极管光源的所述第一电流。
8.根据权利要求7所述的调光控制器，其特征在于，所述脉宽调制信号具有第一状态和第二状态，当所述脉宽调制信号处于第一状态时，所述脉冲信号根据所述比较结果闭合和断开所述控制开关，当所述脉宽调制信号处于第二状态时，所述脉冲信号断开所述控制开关。
9.根据权利要求7所述的调光控制器，其特征在于，当所述脉宽调制信号处于第二状态时，所述第一电流减小。
10.根据权利要求7所述的调光控制器，其特征在于，当所述调光控制器切换到第二模式时，所述调光器保持所述脉宽调制信号处于第二状态，电压控制端口产生所述控制信号，以切断所述第一电流。
11.根据权利要求7所述的调光控制器，其特征在于，所述调光器包括：
计数器，用于提供计数值，
当所述调光控制器工作在第一模式时，并当所述计数值从第一数值变成第二数值时，所述调光器调节所述参考信号的值和/或调节所述脉宽调制信号的占空比。
12.根据权利要求1所述的调光控制器，其特征在于，所述调光控制器还包括：
电流源，用于产生所述第二电流；
耦合于所述电流源的开关；及
调光器，当所述调光控制器工作在所述第二模式时，所述调光器闭合所述开关，使所述第二电流经过所述电流控制端口和所述发光二极管光源，当所述调光控制器工作在所述第一模式时，所述调光器断开所述开关以切断所述第二电流。
13.一种驱动电路，其特征在于，所述驱动电路包括：
电力转换器，用于从整流器接收电压，并为发光二极管光源提供调节后的电能，当电源开关闭合时，所述电源开关将电能从交流电源传到所述整流器；及
耦合于所述电力转换器的调光控制器，所述调光控制器检测指示所述电源开关的动作的调光请求信号，并根据所述调光请求信号选择工作在第一模式或第二模式，当所述调光控制器工作在所述第一模式时，所述调光控制器在电压控制端口提供脉冲信号，以控制流经所述发光二极管光源的第一电流，当所述脉冲信号处于第一状态时，所述第一电流增加，当所述脉冲信号处于第二状态时，所述第一电流减小，当所述调光控制器工作在所述第二模式时，所述调光控制器在所述电压控制端口提供控制信号，以切断所述第一电流，并接通流经所述发光二极管光源的第二电流。
14.根据权利要求13所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路还包括：
耦合于所述发光二极管光源的控制开关，所述控制开关由所述脉冲信号和所述控制信号控制，当所述调光控制器工作在所述第一模式时，所述控制开关根据所述脉冲信号闭合和断开，当所述调光控制器工作在所述第二模式时，所述控制开关根据所述控制信号保持断开状态。
15.根据权利要求13所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路还包括：
触发监测单元，用于接收指示电源开关的动作的开关监测信号，并根据所述开关监测信号检测所述调光请求信号；
计数器，用于提供计数值，所述计数值根据所述调光请求信号改变；及
耦合于所述计数器的模式选择模块，用于根据所述计数值选择所述调光控制器的工作模式为所述第一模式或所述第二模式。
16.根据权利要求15所述的驱动电路，其特征在于，当所述开关监测信号指示所述电源开关断开时，所述触发监测单元接收所述调光请求信号。
17.根据权利要求15所述的驱动电路，其特征在于，所述模式选择模块比较所述计数值和阈值，以选择所述工作模式。
18.根据权利要求13所述的驱动电路，其特征在于，所述调光控制器还包括：
驱动器，用于接收参考信号和脉宽调制信号，并比较所述参考信号和感应信号，所述感应信号指示流经所述发光二极管光源的所述第一电流，当所述调光控制器工作在所述第一模式，所述脉宽调制信号处于第一状态时，所述驱动器根据比较结果，在所述脉冲信号的第一状态和第二状态之间切换所述脉冲信号的状态，当所述脉宽调制信号处于第二状态时，所述驱动器将所述脉冲信号保持在其第二状态。
19.根据权利要求18所述的驱动电路，其特征在于，所述调光控制器还包括：
耦合于所述驱动器的调光器，当接收到所述调光请求信号时，所述调光器调节所述参考信号的值和/或调节所述脉宽调制信号的占空比。
20.根据权利要求18所述的驱动电路，其特征在于，当所述调光控制器切换到所述第二模式时，所述驱动器终止所述脉冲信号，并使所述脉宽调制信号保持在第二状态，以产生所述控制信号。
21.一种发光二极管光源的调光方法，其特征在于，所述调光方法包括：
电力转换器为所述光源提供调节后的电能；
接收指示电源开关的动作的开关监测信号，所述电源开关耦合在电源和所述电力转换器之间；
根据所述开关监测信号，选择工作模式为第一模式或第二模式；
当所选择的工作模式为所述第一模式时，控制开关工作在第一状态或第二状态，当所述控制开关工作在所述第一状态时，流经所述发光二极管光源的第一电流增加，当所述控制开关工作在所述第二状态时，所述第一电流减小；
当所选择的工作模式为所述第二模式时，切断所述第一电流；及
当所选择的工作模式为所述第二模式时，导通流过所述发光二极管光源的第二电流。
22.根据权利要求21所述的调光方法，其特征在于，所述控制开关工作在第一状态或第二状态的步骤包括：
接收参考信号和脉宽调制信号；
比较指示所述第一电流的感应信号和所述参考信号；
当所述脉宽调制信号处于第一状态时，根据比较结果闭合或断开所述控制开关；及当所述脉宽调制信号处于第二状态时，断开所述控制开关。
23.根据权利要求22所述的调光方法，其特征在于，所述切断所述第一电流的步骤包括：
保持所述脉宽调制信号处于第二状态，以切断所述第一电流。
24.根据权利要求23所述的调光方法，其特征在于，所述选择工作模式为第一模式或第二模式的步骤包括：
提供计数值，当所述开关监测信号指示所述电源开关断开时，所述计数值从第一数值变为第二数值；及
比较所述计数值和阈值，以选择所述工作模式为所述第一模式或所述第二模式。
25.根据权利要求24所述的调光方法，其特征在于，所述调光方法还包括：
当所选择的工作模式为所述第一模式时，并当所述计数值从所述第一数值变为所述第二数值时，调节所述参考信号的值和/或所述脉宽调制信号的占空比。
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