CN104053270A - 光源驱动电路、控制提供给光源的电能的控制器及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光源驱动电路、控制提供给光源的电能的控制器及方法。光源驱动电路包括变换器和控制器，变换器提供输出电压以驱动光源；变换器中的开关根据驱动信号交替地闭合和断开，以控制流经光源的电流。控制器用于产生驱动信号，驱动信号是周期信号，驱动信号在一个周期内具有第一状态和第二状态；当驱动信号处于第一状态时，开关闭合；当驱动信号处于第二状态时，开关断开；控制器控制驱动信号的周期和第一状态的持续时间均发生变化，在驱动信号的每一个周期内，持续时间的平方除以周期的商基本上不随周期的变化而变化，从而使得电流基本上不随周期的变化而变化。本发明的光源驱动电路降低了电磁干扰并提高了流经光源的电流的稳定性。

Description

光源驱动电路、控制提供给光源的电能的控制器及方法

技术领域

本发明涉及一种驱动电路，尤其涉及一种光源驱动电路、控制提供给光源的电能的控制器以及方法。

背景技术

在电子领域中，电磁干扰（Electromagnetic Interference，EMI）是指干扰电缆信号并降低信号完好性的电子噪音。电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，EMC）是指设备或系统在其电磁环境中正常运行，并且避免对其他设备产生超过预设标准的电磁干扰的能力。

发光二极管（Light Emitting Diode，LED）光源的驱动电路通常包括变换器，用于从电网接收输入交流电压，并产生直流电压，以驱动LED光源。变换器中的开关可根据脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）信号交替地闭合和断开，为LED光源提供电能并控制调光。然而，开关的闭合和断开使得流经光源的电流为周期性的非正弦电流。在频谱分析中，该电流由一个基频正弦波和多个谐波频率的正弦波组成。谐波频率是基频的整数倍，例如基频为50赫兹，则二次谐波的频率为100赫兹，三次谐波的频率为150赫兹。因此，流经LED光源的电流波形可能由基频正弦波、二次谐波、三次谐波以及更高次谐波组成。谐波电流可能通过辐射或传导的方式进入同一电网下的其他弱电系统（例如音频系统或视频系统），从而干扰这些系统的正常工作。因此，传统的驱动电路具有相对较差的电磁兼容性。

开关频率调制是一种传统的降低电磁干扰的方法（例如，Reduction ofPower Supply EMI Emission by switching Frequency Modulation, IEEETransactions on Power Electronics, VOL.9,No.1,January 1994,by FengLin,Member,IEEE,and Dan Y.Chen,Senior Member,IEEE）。变换器通过调制开关频率引入边带能量，并将谐波电流的信号辐射特征从窄带噪声变为宽带噪声。例如，控制开关频率在一个预设频率范围内随机的或有规律的变化，可以使得噪声能量分散在此预设范围的频率点，从而有效地衰减了谐波频率处的电流峰值，降低了电磁干扰。然而，开关频率的变化会造成流经LED光源的电流随之发生变化，从而降低了LED光源的电流稳定性，导致LED光源闪烁。例如，若设置开关频率的变化范围为5%，则流过LED光源的电流大小也相应有5%的变化。

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、控制提供给光源的电能的控制器以及方法，可降低电磁干扰并提高流经光源的电流的稳定性。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种光源驱动电路。该光源驱动电路包括变换器和耦合于变换器的控制器，变换器用于提供输出电压以驱动光源；变换器包括开关，开关根据驱动信号交替地闭合和断开，以控制流经光源的电流；控制器用于产生驱动信号，其中，驱动信号是周期信号，且驱动信号在一个周期内具有第一状态和第二状态；当驱动信号处于第一状态时，开关闭合；当驱动信号处于第二状态时，开关断开；控制器控制驱动信号的周期和第一状态的持续时间均发生变化，并且，在驱动信号的每一个周期内，持续时间的平方除以周期的商基本上不随周期的变化而发生变化，从而使得电流基本上不随周期的变化而发生变化。

本发明还提供了一种控制提供给光源的电能的控制器。该控制器包括斜坡信号发生器和耦合于斜坡信号发生器的输出电路，斜坡信号发生器用于产生斜坡信号，斜坡信号周期性地上升和下降；输出电路用于根据斜坡信号产生驱动信号，驱动信号交替地闭合和断开耦合至控制器的开关，以调节流经光源的电流；其中，驱动信号是周期信号，且驱动信号在一个周期内具有第一状态和第二状态；当驱动信号处于第一状态时，开关闭合；当驱动信号处于第二状态时，开关断开；斜坡信号发生器调节斜坡信号的上升速率和下降速率，以控制驱动信号的周期和第一状态的持续时间均发生变化，并且，在驱动信号的每一个周期内，持续时间的平方除以周期的商基本上不随周期的变化而发生变化，从而使得电流基本上不随周期的变化而发生变化。

本发明还提供了一种控制提供给光源的电能的方法，包括：根据开关的状态将输入电压转换为输出电压，以驱动光源；产生驱动信号，用于交替地闭合和断开开关，以控制流经光源的电流，其中，驱动信号是周期信号，驱动信号在一个周期内具有第一状态和第二状态，当驱动信号处于第一状态时，闭合开关，当驱动信号处于第二状态时，断开开关；以及控制驱动信号的周期和第一状态的持续时间均发生变化，其中，在驱动信号的每一个周期内，持续时间的平方除以周期的商基本上不随周期的变化而发生变化，从而使得电流基本上不随周期的变化而发生变化。

采用本发明的光源驱动电路，由于光源驱动电路通过控制开关的切换频率随着驱动信号周期的变化而发生变化，提高了光源驱动电路的电磁兼容性。此外，光源驱动电路通过设定驱动信号第一状态的持续时间和周期的变化率，使得在驱动信号的每一个周期内，持续时间的平方除以周期的商基本上不随该周期的变化率而发生变化，从而使得流经光源的平均电流基本上不随周期的变化而发生变化。由此，避免了光源跟随开关的切换频率发生闪烁，提高了光源驱动电路的稳定性。

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1A所示为根据本发明一个实施例的驱动电路的示意图；

图1B所示为根据本发明一个实施例的变换器所接收和产生的信号的波形图；

图1C所示为根据本发明另一个实施例的驱动电路的示意图；

图1D所示为根据本发明另一个实施例的驱动电路的示意图；

图2A所示为根据本发明一个实施例的控制器的示意图；

图2B所示为根据本发明一个实施例的输出电路所接收和产生的信号的波形图；

图3所示为根据本发明一个实施例的斜坡信号发生器的示意图；

图4所示为根据本发明一个实施例的抖动电流发生器的示意图；

图5所示为根据本发明一个实施例的触发器所接收和产生的信号的波形图；及

图6所示为根据本发明一个实施例的控制提供给光源的电能的方法的流程图。

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、流程、部件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

图1A所示为根据本发明一个实施例的驱动电路100的示意图。驱动电路100包括电源122、整流器102、控制器104、变换器120和LED光源118。电源122提供输入电压V_IN（例如：交流正弦电压）。整流器102对输入电压V_IN进行整流，并提供整流电压V_REC。变换器120将整流电压V_REC变换为输出电压V_OUT，输出电压V_OUT用于驱动LED光源118。控制器104用于控制变换器120，以控制流经LED光源118的电流。

在图1A所示的实施例中，控制器104包括DRV端口、CS端口、COMP端口和GND端口。变换器120可以是（但并不限于）降压变换器，该降压变换器包括开关106、二极管108、电阻112、能量存储元件114（例如：电感）和电容116。控制器104的GND端口连接至控制器104的参考地GND1，且其COMP端口通过电容110耦合于控制器104的参考地GND1。在一个实施例中，控制器104的参考地GND1和驱动电路100的参考地GND2不同。电阻112用于感应流经电感114的电流，并产生指示流经LED光源118的电流的感应信号132。控制器104通过CS端口接收感应信号132，并根据感应信号132产生驱动信号130。控制器104通过DRV端口提供驱动信号130至变换器120中的开关106。在一个实施例中，开关106根据驱动信号130交替地闭合和断开，以调节流经电感114的电流，从而进一步调节流经LED光源118的电流。

在一个实施例中，驱动信号130是周期信号（其周期表示为T_SW）。驱动信号130在一个周期内具有第一状态（例如高电平）和第二状态（例如低电平）。当驱动信号130处于第一状态时，开关106闭合。此时，电感114上的电流I_L流经开关106、电阻112、电感114、LED光源118到驱动电路100的参考地GND2，为电感114充电。电流I_L逐渐上升。电流I_L的增加值I_{L_UP}可由式（1）表示：

I_{L_UP}=(V_REC-V_OUT)＊T_ON/L    (1)

其中，T_ON表示驱动信号130处于第一状态的持续时间，L表示电感114的电感值。当驱动信号130处于第二状态时，开关106断开。此时，电感114放电，电感114上的电流I_L流经二极管108、电阻112、电感114和LED光源118。电流I_L逐渐下降。电流I_L的减小值I_{L_DOWN}可由式（2）表示：

I_{L_DOWN}=-V_OUT＊T_DOWN/L    (2)

其中，T_DOWN表示驱动信号130处于第二状态时电流I_L下降至零的时间间隔（即下降时间）。由于在驱动信号130的一个周期内，电流I_L的增加值I_{L_UP}和减小值I_{L_DOWN}之和为零（I_{L_UP}+I_{L_DOWN}=0）。因此，电流I_L的持续时间T_ON和下降时间T_DOWN之间的关系可由式（3）表示：

T_DOWN=(V_REC-V_OUT)/V_OUT＊T_ON    (3)

因此，可进一步推出式（4）：

T_ON+T_DOWN=V_REC/V_OUT＊T_ON    (4)

电容116用于过滤电感114的电流I_L的抖动，因此，流经LED光源118的电流大致等于电流I_L的平均电流I_{L_A}。

图1B所示为根据本发明一个实施例的变换器120所接收和产生的信号波形图140。图1B将结合图1A进行描述。在一个实施例中，变换器120工作于非连续模式。图1B描述了当变换器120工作在非连续模式时，驱动信号130和电流I_L的波形图。

如图1B所示，在非连续模式下，驱动信号130的一个周期T_SW包括第一时间间隔（即持续时间）T_ON和第二时间间隔T_OFF。在第一时间间隔T_ON内，驱动信号130为高电平，则电流I_L上升。在第二时间间隔T_OFF内，驱动信号130为低电平。第二时间间隔T_OFF包括下降时间T_DOWN和恒定时间T_CONS。在下降时间T_DOWN内，电流I_L逐渐下降直到下降至零。在恒定时间T_CONS内，电流I_L保持为零，直至驱动信号130再次变为高电平（表示进入下一个周期）。因此，周期T_SW大于持续时间T_ON和下降时间T_DOWN之和。根据图1B所示的电流I_L的波形，可推导出流经LED光源118的平均电流I_{L_A}，由式（5）表示：

I_{L_A}=1/2＊(I_{L_UP}＊T_ON+|I_{L_DOWN}|＊T_DOWN)/T_SW    (5)

根据式（1）、式（4）和式（5），平均电流I_{L_A}可进一步改写为式（6）：

I_{L_A}=1/2＊I_{L_UP}＊(T_ON+T_DOWN)/T_SW

=1/(2L)＊(V_REC-V_OUT)＊T_ON＊(T_ON+T_DOWN)/T_SW

=1/(2L)＊(V_REC-V_OUT)＊(T_ON ²/T_SW)＊(V_REC/V_OUT)。   (6)

因此，流经LED光源118的平均电流I_{L_A}的电流值是持续时间T_ON的平方除以周期T_SW的商（即T_ON ²/T_SW）的函数。

控制器104控制驱动信号130的周期T_SW和持续时间T_ON均发生变化。也就是说，在驱动信号130的不同周期中，其周期T_SW可以在预设范围内随机的变化或按照预设方式规律地变化。举例说明，当驱动电路100上电启动后，驱动信号130按照第一个周期T_SW1、第二个周期T_SW2、第三个周期T_SW3、第四个周期T_SW4以及后续周期（例如周期T_SW6至T_SW10）依次运行。如果设定周期T_SW的最大变化率为10%，则第二个周期T_SW2、第三个周期T_SW3、第四个周期T_SW4和后续周期相对于第一个周期T_SW1的变化率小于或等于10%。如表1所示，第一个周期T_SW1、第二个周期T_SW2、第三个周期T_SW3、第四个周期T_SW4、第五个周期T_SW5、第六个周期T_SW6、第七个周期T_SW7、第八个周期T_SW8、第九个周期T_SW9和第十个周期T_SW10的周期值可以分别等于T_{SW_M}、1.01＊T_{SW_M}、1.02＊T_{SW_M}、1.03＊T_{SW_M}、1.04＊T_{SW_M}、1.05＊T_{SW_M}、1.06＊T_{SW_M}、1.07＊T_{SW_M}、1.08＊T_{SW_M}和1.09＊T_{SW_M}。其中，T_{SW_M}表示驱动信号130的预设基础周期。在一个实施例中，在驱动电路100上电启动后，驱动信号130的第一个周期T_SW1的周期值默认等于预设基础周期T_{SW_M}。在另一个实施例中，第二个周期T_SW2、第三个周期T_SW3、第四个周期T_SW4以及后续周期相对于第一个周期T_SW1的变化率可以等于其他满足最大变化率为10%的随机数值，例如表2所示，第一个周期T_SW1、第二个周期T_SW2、第三个周期T_SW3、第四个周期T_SW4、第五个周期T_SW5、第六个周期T_SW6、第七个周期T_SW7、第八个周期T_SW8、第九个周期T_SW9和第十个周期T_SW10的周期值可以分别等于T_{SW_M}、1.03＊T_{SW_M}、1.07＊T_{SW_M}、1.02＊T_{SW_M}、1.05＊T_{SW_M}、1.01＊T_{SW_M}、1.03＊T_{SW_M}、1.02＊T_{SW_M}、1.08＊T_{SW_M}和1.06＊T_{SW_M}。

表1

周期数	周期值	变化率
			TSW1	TSW_M	0

TSW2	1.01＊TSW_M	1%
			TSW3	1.02＊TSW_M	2%
TSW4	1.03＊TSW_M	3%
			TSW5	1.04＊TSW_M	4%
TSW6	1.05＊TSW_M	5%
			TSW7	1.06＊TSW_M	6%
TSW8	1.07＊TSW_M	7%
			TSW9	1.08＊TSW_M	8%
TSW10	1.09＊TSW_M	9%

表2

周期数	周期值	变化率
			TSW1	TSW_M	0
TSW2	1.03＊TSW_M	3%
			TSW3	1.07＊TSW_M	7%
TSW4	1.02＊TSW_M	2%
			TSW5	1.05＊TSW_M	5%
TSW6	1.01＊TSW_M	1%
			TSW7	1.03＊TSW_M	3%
TSW8	1.02＊TSW_M	2%
			TSW9	1.08＊TSW_M	8%
TSW10	1.06＊TSW_M	6%

有利的是，开关106的切换频率随着周期T_SW的变化而发生了变化。由于切换频率引入电流I_L的噪声能量分散到不同的频带，电流I_L的某一个频率点上的噪声能量相对较低。因此，提高了驱动电路100的电磁兼容性。

同时，控制器104通过设定持续时间T_ON的变化率，可以使得在驱动信号130的每一个周期内，持续时间T_ON的平方值除以周期T_SW的商基本上不随该周期T_SW的变化而发生变化。根据式（6），流经LED光源118的平均电流I_{L_A}则基本上不随周期T_SW的变化而发生变化。由此，避免了LED光源118跟随切换频率而发生闪烁，提高了驱动电路100的稳定性。

以下将进一步描述持续时间T_ON和周期T_SW的变化率的设定。

在一个实施例中，控制器104控制周期T_SW具有变化率，例如其中T_{SW_M}表示驱动信号130的预设基础周期。控制器104控制持续时间T_ON具有变化率β，例如T_ON=T_{ON_M}＊(1+β)，其中T_{ON_M}表示驱动信号130的预设基础持续时间。在一个实施例中，在驱动电路100上电启动后，驱动信号130的启始周期T_SW（即第一个周期T_SW1）默认等于预设基础周期T_{SW_M}，且启始周期T_SW中的持续时间T_ON默认等于预设基础持续时间T_{ON_M}。在后续周期中，周期T_SW和持续时间T_ON分别在预设基础周期T_{SW_M}和预设基础持续时间T_{ON_M}的基础上变化。因此，T_ON ²/T_SW可由式（7）表示：

${T_{\mathrm{ON}}}^2/T_{\mathrm{SW}}=[T_{\mathrm{ON}\_M}*(1+\mathrm{\β}){]}^2/[T_{\mathrm{SW}\_M}*(1+\∂)]$

$={T_{\mathrm{ON}\_M}}^2/T_{\mathrm{SW}\_M}*(1+2\mathrm{\β}+{\mathrm{\β}}^2)/(1+\∂)---\left(7\right)$

根据式（7），控制器104通过设置和β，使得此时，在后续周期中，持续时间T_ON的平方除以周期T_SW的商保持等于预设基础持续时间T_{ON_M}的平方除以预设基础周期T_{SW_M}的商。换句话说，控制器104控制周期T_SW的变化率和持续时间T_ON的变化率β满足式（8）的关系，则T_ON ²/T_SW不随周期T_SW的变化率而变化。

$\∂=2\mathrm{\β}+{\mathrm{\β}}^2---\left(8\right)$

因此，只要周期T_SW的变化率和持续时间T_ON的变化率β满足公式（8），则流经LED光源118的平均电流I_{L_A}基本上不随周期T_SW的变化而发生变化。术语“基本上不随”表示整流电压V_REC或输出电压V_OUT可能会跟随变化率的变化而发生变化，但是该变化限制于一个特定范围内，从而不会使得LED光源118产生闪烁。

在一个实施例中，如果设定变化率β的最大值小于预设变化率，例如：β小于5%，则可以忽略式（8）中等式右边二次项β²。因此，由式（8）可以近似推导出式（9）：

$\∂=2\mathrm{\β}---\left(9\right)$

由式（9）所示，在一个实施例中，控制器104可以设定周期T_SW的变化率和持续时间T_ON的变化率β成比例。更进一步说，控制器104可以设定周期T_SW的变化率大约等于持续时间T_ON的变化率β的两倍。在变化率β小于预设变化率（例如5%）的情况下，通过这种方式的设定，可以使得驱动信号130的持续时间T_ON的平方除以周期T_SW的商基本上不随周期T_SW的变化而发生变化。本领域的技术人员应该知道，控制器104可以设定变化率和变化率β之间的比例为接近2的其他值，例如：或只要设定的变化率和变化率β的值可以防止LED光源118产生闪烁，都在本发明的保护范围内。

图1C所示为根据本发明另一个实施例的驱动电路150的示意图。图1C与图1A中标号相同的部件具有类似的功能。图1C将结合图1A进行描述。在图1C的实施例中，变换器160是升压变换器。变换器160还可以包含其他结构，且不局限于图1A和图1C的实施例。

驱动电路150包括电源122、整流器102、控制器104、变换器160和LED光源118。在图1C所示的实施例中，变换器160包括开关166、二极管168、电阻172、能量存储元件174（例如：电感）和电容176。当驱动信号130处于第一状态（例如高电平）时，开关166闭合。此时，电感174上的电流I_L’流经电感174、开关166和电阻172，为电感174充电。此时，电流I_L’逐渐上升。当驱动信号130处于第二状态（例如低电平）时，开关166断开。此时，电感174放电，电感174上的电流I_L’从电感174流经二极管168至LED光源118。此时，电流I_L’逐渐下降。根据类似于图1A中公式的推导过程，可以推导出流经LED光源118的平均电流I_{L_A}’，由式（10）表示：

I_{L_A}’=1/2＊I_{L_UP}’＊T_DOWN’/T_SW’

=1/(2L’)＊V_REC＊T_ON’＊T_DOWN’/T_SW’

=1/(2L’)＊(T_ON’²/T_SW’)＊V_REC ²/(V_OUT-V_REC)    (10)

其中，I_{L_UP}’表示驱动信号130处于第一状态时电流I_L’的增加值，T_ON’表示驱动信号130处于第一状态的持续时间，T_DOWN’表示驱动信号130处于第二状态时电流I_L’下降至零的时间间隔（即下降时间），T_SW’表示驱动信号130的周期，L’表示电感174的电感值。因此，流经LED光源118的平均电流I_{L_A}’的电流值是持续时间T_ON’的平方除以周期T_SW’的商（即T_ON’²/T_SW’）的函数。有利的是，与图1A的描述类似，控制器104控制驱动信号130的周期T_SW’和持续时间T_ON’均发生变化，提高了驱动电路150的电磁兼容性。同时，控制器104还通过设定周期T_SW’的变化率和持续时间T_ON’的变化率，使得持续时间T_ON’的平方值除以周期T_SW’的商基本上不随该周期T_SW’的变化而发生变化，从而控制流经LED光源118的平均电流I_{L_A}’基本上不随周期T_SW’的变化而发生变化。由此，提高了驱动电路150的稳定性。

图1D所示为根据本发明另一个实施例的驱动电路180的示意图。图1D与图1A中标号相同的部件具有类似的功能。在图1D的实施例中，变换器182是低侧降压变换器（Low-side Buck Converter）。变换器182包括串联耦合的二极管184、开关186和电阻188，以及能量存储元件114（例如：电感）和电容116。变换器182还可以包含其他结构，且不局限于图1A、图1C和图1D的实施例。图1D中的驱动电路180与图1A中的驱动电路100相似。

图2A所示为根据本发明一个实施例的控制器104的示意图。图2A中与图1A至图1C标号相同的部件具有类似的功能。图2A将结合图1A至图1C进行描述。

在一个实施例中，控制器104包括斜坡信号发生器202、感应电路212和输出电路214。感应电路212通过CS端口接收感应信号132。感应信号132指示流经LED光源118的电流。感应电路212根据感应信号132在COMP端口产生参考信号134。斜坡信号发生器202产生斜坡信号RAMP。在一个实施例中，斜坡信号RAMP是周期性地上升和下降的周期信号，在每个周期中，斜坡信号RAMP从谷值V_N上升到峰值V_P，再由峰值V_P下降到谷值V_N。此外，斜坡信号发生器202还产生控制信号CTR。在一个实施例中，控制信号CTR是方波信号。在斜坡信号RAMP上升的时间间隔内，控制信号CTR处于第三状态（例如：高电平）；在斜坡信号RAMP下降的时间间隔内，控制信号CTR处于第四状态（例如：低电平）。输出电路214接收参考信号134和斜坡信号RAMP，并根据参考信号134和斜坡信号RAMP在控制器104的DRV端口产生驱动信号130，以控制开关106交替地闭合和断开。在一个实施例中，斜坡信号发生器202调节斜坡信号RAMP的上升速率和下降速率，以控制驱动信号130处于第一状态的持续时间T_ON和驱动信号130的周期T_SW均发生变化。例如，驱动信号130的周期T_SW的变化率为，持续时间T_ON的变化率为β，且变化率和β满足式（8）或（9），从而使得流经LED光源118的平均电流I_{L_A}基本上不随周期T_SW的变化而发生变化。斜坡信号发生器202的操作将在图3的实施例中进一步描述。

在一个实施例中，感应电路212包括滤波器204和误差放大器206。滤波器204接收指示流经LED光源118的电流I_L的感应信号132，并对感应信号132进行滤波，以产生滤波信号216。在一个实施例中，滤波信号216指示流经LED光源118的平均电流I_{L_A}。误差放大器206的反向输入端口接收滤波信号216，其正向输入端口接收预设参考信号REF。预设参考信号REF指示流经LED光源118的平均电流I_{L_A}的目标电流值。误差放大器206根据滤波信号216和预设参考信号REF产生参考信号134。在一个实施例中，参考信号134由预设参考信号REF和滤波信号216之间的差值决定。

输出电路214包括比较器208和触发器210。比较器208比较斜坡信号RAMP和参考信号134。触发器210根据比较器208的比较结果和控制信号CTR产生驱动信号130，以控制开关106交替地闭合和断开。

图2B所示为根据本发明一个实施例的输出电路214所接收和产生的信号的波形图220。图2B将结合图2A进行描述。图2B示出了控制信号CTR、斜坡信号RAMP和驱动信号130。

在一个实施例中，输出电路214接收斜坡信号RAMP和控制信号CTR。如图2B所示，控制信号CTR为脉冲宽度调制（Pulse-WidthModulation，PWM）信号。在T₀至T₂的时间间隔T_UP中，斜坡信号RAMP上升，控制信号CTR具有高电平；在T₂至T₃的时间间隔T_DW中，斜坡信号RAMP下降，控制信号CTR具有低电平。更具体地说，斜坡信号RAMP的一个周期包括T₀至T₁的第一时间间隔和T₁至T₃的第二时间间隔。其中，在时刻T₀，斜坡信号RAMP等于谷值V_N，控制信号CTR被切换至高电平。在T₀至T₁的第一时间间隔内，斜坡信号RAMP从谷值V_N上升至等于参考信号134的电压值。由于斜坡信号RAMP小于参考信号134且控制信号CTR为高电平，则驱动信号130处于第一状态（如高电平）。在T₁至T₃的第二时间间隔内，斜坡信号RAMP从参考信号134的电压值上升至峰值V_P，并继续从峰值V_P下降至谷值V_N。具体而言，在T₁至T₂的时间间隔内，斜坡信号RAMP从参考信号134的电压值上升至峰值V_P。由于斜坡信号RAMP大于参考信号134且控制信号CTR为高电平，则驱动信号130处于第二状态（如低电平）。在时刻T₂，当斜坡信号RAMP上升至等于峰值V_P时，控制信号CTR被切换至低电平。在T₂至T₃的时间间隔内，斜坡信号RAMP从峰值V_P下降至谷值V_N。由于控制信号CTR为低电平，则驱动信号130保持第二状态（如低电平）。在时刻T₃，控制器104进入新的周期。

如图2B所示，驱动信号130处于第一状态的持续时间T_ON等于斜坡信号RAMP从谷值V_N上升至等于参考信号134的电压值的第一时间间隔。因此，斜坡信号RAMP的上升速率的变化率决定了持续时间T_ON的变化率。在一个实施例中，通过设置指示斜坡信号RAMP的上升速率的上升时间T_UP的变化率为β，从而使得持续时间T_ON的变化率为β。此外，驱动信号130的周期T_SW等于斜坡信号RAMP从谷值V_N上升至峰值V_P的上升时间T_UP与斜坡信号RAMP从峰值V_P下降至谷值V_N的下降时间T_DW之和。因此，斜坡信号RAMP的上升速率的变化率决定了斜坡信号RAMP的上升时间T_UP的变化率，斜坡信号RAMP的下降速率的变化率决定了斜坡信号RAMP的下降时间T_DW的变化率。也就是说，斜坡信号RAMP的上升速率的变化率和下降速率的变化率共同决定了驱动信号130的周期T_SW的变化率。在一个实施例中，斜坡信号RAMP的周期等于驱动信号130的周期T_SW。通过设置指示上升速率和下降速率的斜坡信号RAMP的周期的变化率为2β，从而使得驱动信号130的周期T_SW的变化率为2β。有利的是，斜坡信号发生器202通过控制斜坡信号RAMP的周期T_SW和上升时间T_UP均发生变化，使其变化率分别为2β和β，可使得驱动信号130的周期T_SW和持续时间T_ON的变化率分别为2β和β，从而使得流经LED光源118的电流基本上不随周期T_SW的变化而发生变化。

图3所示为根据本发明一个实施例的斜坡信号发生器202的示意图。图3中与图2A标号相同的部件具有类似的功能。图3将结合图2A和图2B进行描述。

在一个实施例中，斜坡信号发生器202包括电流发生器306、开关310、开关312、能量存储元件322（例如：电容）和控制电路318。在一个实施例中，电流发生器306耦合于控制电路318，用于产生充电电流I_CH和放电电流I_DISCH。开关310根据控制信号CTR选择性地导通充电电流I_CH的电流通路，为电容322充电。开关312根据控制信号CTR选择性地导通放电电流I_DISCH的电流通路，为电容322放电。电容322用于提供斜坡信号RAMP。控制电路318根据斜坡信号RAMP产生控制信号CTR，以控制开关310和312。

更具体地说，当控制信号CTR为高电平时，开关312断开，开关310闭合，因此，充电电流I_CH流入电容322，为电容322充电。此时，斜坡信号RAMP从谷值V_N逐渐上升到峰值V_P，其上升速率由充电电流I_CH决定。当控制信号CTR为低电平时，开关310断开，开关312闭合，此时，放电电流I_DISCH从电容322流出，为电容322放电。斜坡信号RAMP从峰值V_P下降到谷值V_N，其下降速率由放电电流I_DISCH决定。

在一个实施例中，控制电路318包括比较器314和触发器316。比较器314用于比较斜坡信号RAMP与第一阈值（例如：峰值V_P），并比较斜坡信号RAMP与第二阈值（例如：谷值V_N），以及根据前述两个比较结果产生触发信号TRG。触发器316根据触发信号TRG产生控制信号CTR。结合图2B进行描述，当斜坡信号RAMP上升至第一阈值V_P时（如在时刻T₂），触发信号TRG切换至第五状态（如低电平），从而复位触发器316，使得控制信号CTR由高电平变为低电平。此时，控制电路318导通放电电流I_DISCH的电流通路，电容322开始放电，斜坡信号RAMP开始下降。当斜坡信号RAMP下降至第二阈值V_N时（如在时刻T₃），触发信号TRG切换至第六状态（如高电平），从而置位触发器316，使得控制信号CTR由低电平变为高电平。此时，控制电路318导通充电电流I_CH的电流通路，电容322开始充电，斜坡信号RAMP开始上升。

在一个实施例中，电流发生器306调节充电电流I_CH和放电电流I_DISCH，以实现驱动信号130的周期T_SW和持续时间T_ON在不同周期内发生变化，且变化率满足公式（8）或公式（9）。在图3的实施例中，电流发生器306包括恒定电流发生器302和抖动电流发生器304。恒定电流发生器302用于产生第一电流I₁和第二电流I₂。抖动电流发生器304用于产生第一抖动电流I_J1和第二抖动电流I_J2。斜坡信号发生器202融合第一电流I₁和第一抖动电流I_J1，以产生充电电流I_CH；斜坡信号发生器202融合第二电流I₂和第二抖动电流I_J2，以产生放电电流I_DISCH。在一个实施例中，第一电流I₁和第二电流I₂保持恒定。但是，第一抖动电流I_J1和第二抖动电流I_J2在驱动信号130的不同周期内具有不同电流值，从而使得充电电流I_CH和放电电流I_DISCH在驱动信号130的不同周期内具有不同电流值，进而使得斜坡信号RAMP的上升速率和下降速率发生变化。抖动电流发生器304将在图4中进一步描述。

在一个实施例中，根据式（9），为了使得持续时间T_ON和周期T_SW的变化率分别为β和2β，恒定电流发生器302保持第二电流I₂和第一电流I₁之间的比例为第一预设值k，即I₂=k＊I₁。此外，抖动电流发生器304保持第二抖动电流I_J2和第一抖动电流I_J1之间的比例为第二预设值a＊k，即I_J2=a＊k＊I_J1。也就是说，当斜坡信号RAMP下降至谷值V_N时，第一电流I₁和第二电流I₂保持恒定，且第二电流I₂和第一电流I₁之间的比例为第一预设值；此外，第一抖动电流I_J1和第二抖动电流I_J2会发生变化，且第二抖动电流I_J2和第一抖动电流I_J1之间的比例恒定。例如，第一抖动电流I_J1的电流值从I_{J1_1}调节至I_{J1_2}，第二抖动电流I_J2的电流值从I_{J2_1}调节至I_{J2_2}，其中，I_{J2_1}和I_{J1_1}之间的比例等于I_{J2_2}和I_{J1_2}之间的比例，且I_{J2_1}和I_{J1_1}之间的比例为第二预设值。以下将推导参数a和k的设定。值得说明的是，在以下描述中，预设值a和k的推导是基于第一抖动电流I_J1和第二抖动电流I_J2在相对较小范围内变化的前提下进行的（例如变化率β小于5%）。因此，根据泰勒级数的线性近似的原理，变量1/（1+β）可以线性近似为1-β，同理，变量1+2β可以线性近似为1/（1-2β）。

在一个实施例中，充电电流I_CH决定了斜坡信号RAMP的上升速率，更具体地说，充电电流I_CH与斜坡信号RAMP的上升时间T_UP成反比。如果设定上升时间T_UP的变化率为β（使得持续时间T_ON的变化率为β），则充电电流I_CH可以表示为I_CH=I_{CH_M}/(1+β)，其中I_{CH_M}表示充电电流I_CH的预设基础值。根据线性近似理论，充电电流I_CH可以表示为I_CH=I_{CH_M}＊(1-β),也就是说，充电电流I_CH的变化率可近似为-β。因此，如果β被设定为相对较小值，通过设置充电电流I_CH的变化率为-β，可使得斜坡信号RAMP的上升时间T_UP的变化率为β，从而使得持续时间T_ON的变化率为β。例如，在斜坡信号RAMP的一个周期内，如果充电电流I_CH相对于前一周期下降了0.5%，则可以推出持续时间T_ON相对于前一周期近似上升了0.5%。

更具体地说，充电电流I_CH等于第一电流I₁和第一抖动电流I_J1之和，其中，第一电流I₁具有恒定的电流值，第一抖动电流I_J1决定了充电电流I_CH的变化率。在一个实施例中，通过设置第一抖动电流I_J1等于第一电流I₁乘以变化率-β，即：I_J1=(-β)＊I₁，可使得充电电流I_CH具有变化率-β。其中，当变化率β为正值时，表示第一抖动电流I_J1与第一电流I₁的电流方向相反，也就是说，充电电流I_CH的电流值小于第一电流I₁的电流值。当变化率β为负值时，表示第一抖动电流I_J1与第一电流I₁的电流方向相同，也就是说，充电电流I_CH的电流值大于第一电流I₁的电流值。因此，充电电流I_CH可由式（11）表示：

I_CH=I₁+I_J1=I₁＊(1-β)    (11)

同理，放电电流I_DISCH可由式（12）表示：

I_DISCH=I₂+I_J2=k＊I₁＊(1-a＊β)    (12)

以下将推导如何设置参数a和k，以使得周期T_SW的变化率为2β。

根据图2B的描述，斜坡信号RAMP的上升时间T_UP和下降时间T_DW共同决定了斜坡信号RAMP的周期T_SW。周期T_SW可由式（13）表示：

T_SW=T_UP+T_DW=(V_P-V_N)＊(C/I_CH+C/I_DISCH)     (13)

其中C表示电容322的电容值。将式（11）和式（12）代入式（13），即可得到式（14）：

$T_{\mathrm{SW}}=(V_P-V_N)*C\left(\frac{1-\frac{\mathrm{ak}+1}{1+k}\mathrm{\β}}{\frac{{\mathrm{kI}}_1}{1+k}[1-(1+a)\mathrm{\β}+{\mathrm{a\β}}^2]}\right)---\left(14\right)$

如果驱动信号130的预设基础周期中，第一抖动电流I_J1和第二抖动电流I_J2均等于零，则预设基础周期可表示为：从而后续周期可以表示为如果设定周期T_SW相对于预设基础周期T_{SW_M}的变化率为2β，则周期T_SW可表示为T_SW=T_{SW_M}＊(1+2β)。根据线性近似的理论，周期T_SW可进一步近似表示为T_SW=T_{SW_M}/(1-2β)，于是得出式（15）：

$\frac{1}{1-2\mathrm{\β}}=\frac{1-\frac{\mathrm{ak}+1}{1+k}\mathrm{\β}}{1-(1+a)\mathrm{\β}+{\mathrm{a\β}}^2}---\left(15\right)$

进一步化简后得出式（16）：

$1-(\frac{\mathrm{ak}+1}{1+k}+2)\mathrm{\β}+2*\frac{\mathrm{ak}+1}{1+k}{\mathrm{\β}}^2=1-(1+a)\mathrm{\β}+{\mathrm{a\β}}^2---\left(16\right)$

当变化率β在相对小范围内变化时（例如变化率β小于5%），可忽略式（16）两边β的二次项β²。由此，式（16）等式两边的一次项系数相等，即：即a=k+2。在一个实施例中，可设定a=6且k=4。也就是说，当恒定电流发生器302保持第二电流I₂与第一电流I₁之间的比例等于4，且抖动电流发生器304保持第二抖动电流I_J2与第一抖动电流I_J1之间的比例等于24时，可使得驱动信号130的周期T_SW的变化率大致为持续时间T_ON的变化率的两倍，即满足公式（9）。当然，本领域的技术人员应该知道，根据公式（16），参数a和k还可以设置为其他值。

因此，在图3的实施例中，电流发生器306设置充电电流I_CH的变化率为-β，可近似设置持续时间T_ON的变化率为β。同时，在后续周期中，电流发生器306保持第二电流I₂与第一电流I₁之间的比例为k，且保持第二抖动电流I_J2与第一抖动电流I_J1之间的比例为a＊k，其中，a和k满足公式（16）。这样，在任意的后续周期中，周期T_SW的变化率近似为2β。根据图2A的描述（如式（9）），流过LED光源118的电流基本上不随周期T_SW的变化而发生变化。

图4所示为根据本发明一个实施例的抖动电流发生器304的示意图。图4中与图3标号相同的部件具有类似的功能。图4将结合图3进行描述。在图4的实施例中，在驱动信号130的不同周期中，变化率β按照预设方式规律地变化。

在一个实施例中，抖动电流发生器304包括抖动电流发生模块402、触发器404、电流源406和电流镜408。在一个实施例中，触发器404可为多个串联耦合的D触发器。触发器404接收控制信号CTR，并根据控制信号CTR产生抖动信号J1、J2和J3。下文中将结合图5进一步描述触发器404如何根据控制信号CTR产生抖动信号J1、J2和J3。电流源406产生指示第一电流I₁的参考电流I_REF。抖动电流发生模块402接收参考电流I_REF，并根据抖动信号J1、J2和J3产生第一抖动电流I_J1。电流镜408接收第一抖动电流I_J1，并根据第一抖动电流I_J1产生第二抖动电流I_J2。电流镜408保持第二抖动电流I_J2与第一抖动电流I_J1之间的比例为第二预设值a＊k。

在图4的实施例中，抖动电流发生模块402包括并联耦合的晶体管M0、M1、M2和M3、以及分别与晶体管M1、M2、M3串联耦合的开关S1、S2、S3。晶体管M0分别与晶体管M1、M2、M3构成多个电流镜，分别产生电流I_PRE1、I_PRE2和I_PRE3。抖动信号J1、J2和J3分别控制开关S1、S2和S3的导通状态，从而产生第一抖动电流I_J1。以开关S1为例，如果抖动信号J1为高电平（用数字1表示），则开关S1闭合；如果抖动信号J1为低电平（用数字0表示），则开关S1断开。其他开关S2和S3具有类似的功能。

图5所示为根据本发明一个实施例的触发器404所接收和产生的信号的波形图500。图5将结合图4进行描述。图5示出了控制信号CTR和抖动信号J1至J3的波形。在图5的实施例中，抖动信号J1至J3可以由数字信号表示，例如：数字1表示对应信号为高电平，数字0表示对应信号为低电平。在一个实施例中，抖动信号J1至J3根据控制信号CTR而改变状态。更具体地说，在一个实施例中，抖动信号J1至J3由控制信号CTR的上升沿触发切换状态。如果将J1J2J3看作为二进制数字，在图5的实施例中，控制信号CTR的每一个上升沿都将触发二进制数字加1。更具体地说，抖动信号J1至J3从000开始递增，在接下来的周期中依次等于001、010、011、100、101、110、111，并如此循环。

在本发明的一个实施例中，第一抖动电流I_J1与抖动信号J1、J2和J3之间的对应关系可以如表3所示。

表3

J1J2J3	IJ1
		000	0
001	IPRE3
		010	IPRE2
011	IPRE2+IPRE3
		100	IPRE1
101	IPRE1+IPRE3
		110	IPRE1+IPRE2
111	IPRE1+IPRE2+IPRE3

根据图4的描述，对于晶体管M1而言，当抖动信号J1为数字1的时候，开关S1闭合，从而导通电流I_PRE1；当抖动信号J1为数字0的时候，开关S1断开，从而截止电流I_PRE1；其他开关S2和S3具有类似的操作。因此，根据图5，在控制信号CTR相邻的8个周期中，抖动信号J1至J3分别具有8种工作状态，因此，开关S1至S3会有8种开关状态，从而使得第一抖动电流I_J1在相邻的8个周期中具有8个不同电流值。更具体地说，当抖动信号J1至J3在相邻的8个周期中分别为000、001、010、011、100、101、110和111时，如表3所示，第一抖动电流I_J1分别为0、I_PRE3、I_PRE2、I_PRE2+I_PRE3、I_PRE1、I_PRE1+I_PRE3、I_PRE1+I_PRE2和I_PRE1+I_PRE3+I_PRE3。在一个实施例中，电流I_PRE1、I_PRE2和I_PRE3满足I_PRE1>I_PRE2+I_PRE3>I_PRE2>I_PRE3，例如I_PRE1=4uA，I_PRE2=2uA，I_PRE3=1uA。因此，在相邻的8个周期中，第一抖动电流I_J1逐渐增加。

本发明并不局限于图4和图5的实施例。在另一个实施例中，触发器404可以是触发递减的，也就是说，在相邻的8个周期中，抖动信号J1至J3可以分别为111、110、101、100、011、010、001和000，因此，在相邻的8个周期中，第一抖动电流I_J1逐渐减小。在另一个实施例中，触发器404可替换为随机数字发生器，当检测到控制信号CTR的一个上升沿时，随机数字发生器随机产生抖动信号J1至J3，也就是说，抖动信号J1、J2或者J3可以是随机的1或0。在该实施例中，第一抖动电流I_J1在不同的周期中可能增加也可能减小。

图6所示为根据本发明一个实施例的控制提供给光源的电能的方法的流程图600。图6将结合图1A至图5进行描述。尽管图6公开了某些特定的步骤，但这些步骤仅仅作为示例。本发明同样适用于图6所示步骤的变形或其他步骤。

在步骤602中，根据开关（如开关106）的状态将输入电压转换为输出电压，以驱动光源（如LED光源118）。

在步骤604中，产生驱动信号（如驱动信号130），用于交替地闭合和断开开关，以控制流经光源的电流，其中，驱动信号是周期信号，且驱动信号在一个周期内具有第一状态（如高电平）和第二状态（如低电平）；当驱动信号处于第一状态时，闭合开关；当驱动信号处于第二状态时，断开开关。在一个实施例中，产生驱动信号的步骤进一步包括：接收参考信号（如参考信号134）；产生斜坡信号（如斜坡信号RAMP），斜坡信号周期性地上升和下降；以及根据参考信号和斜坡信号产生驱动信号，其中，驱动信号的一个周期包括第一时间间隔和第二时间间隔；在第一时间间隔内，斜坡信号从谷值（如谷值V_N）上升至等于参考信号的电压值；在第二时间间隔内，斜坡信号从参考信号的电压值上升至峰值（如峰值V_P），并继续从峰值下降至谷值；其中，在第一时间间隔内，驱动信号处于第一状态，在第二时间间隔内，驱动信号处于第二状态。

在一个实施例中，产生斜坡信号的步骤进一步包括：比较斜坡信号和第一阈值（如峰值V_P）；比较斜坡信号和第二阈值（如谷值V_N）；当斜坡信号上升至第一阈值时，导通放电电流（如放电电流I_DISCH），为电容（如电容322）放电，使得斜坡信号下降；以及当斜坡信号下降至第二阈值时，导通充电电流（如充电电流I_CH），为电容充电，使得斜坡信号上升。在一个实施例中，融合第一电流（如第一电流I₁）和第一抖动电流（如第一抖动电流I_J1），以产生充电电流；融合第二电流（如第二电流I₂）和第二抖动电流（如第二抖动电流I_J2），以产生放电电流，其中，第二电流与第一电流成比例，且第二抖动电流和第一抖动电流成比例。

在步骤606中，控制驱动信号的周期和第一状态的持续时间均发生变化，其中，在驱动信号的每一个周期内，持续时间的平方除以周期的商基本上不随周期的变化而发生变化，从而使得流经光源的电流基本上不随周期的变化而发生变化。在一个实施例中，周期的变化率与持续时间的变化率之间符合：其中，表示周期的变化率，β表示持续时间的变化率。在另一个实施例中，周期的变化率与持续时间的变化率成比例。例如，周期的变化率是持续时间的变化率的两倍。

在一个实施例中，通过调节斜坡信号的上升速率和下降速率，以控制驱动信号的周期和持续时间均发生变化。在一个实施例中，保持第一电流和第二电流恒定，第二电流和第一电流之间的比例为第一预设值；当斜坡信号下降至第二阈值时，调节第一抖动电流和第二抖动电流的电流值，并保持第二抖动电流和第一抖动电流之间的比例为第二预设值，从而使得在驱动信号的每一个周期内，持续时间的平方除以周期的商基本上不随周期的变化而发生变化。

如前所述，本发明的实施例公开了光源驱动电路、控制提供给光源的电能的控制器以及方法。本发明的光源驱动电路包括变换器和控制器，变换器用于提供输出电压，以驱动光源；变换器包括开关，开关根据驱动信号交替地闭合和断开，以控制流经光源的电流；控制器用于产生驱动信号，其中，驱动信号是周期信号，且驱动信号在一个周期内具有第一状态和第二状态；当驱动信号处于第一状态时，开关闭合；当驱动信号处于第二状态时，开关断开；控制器控制驱动信号的周期和第一状态的持续时间均发生变化，并且，在驱动信号的每一个周期内，持续时间的平方除以周期的商基本上不随周期的变化而发生变化，从而使得流经光源的电流基本上不随周期的变化而发生变化。有利的是，本发明的光源驱动电路通过控制开关的切换频率随着驱动信号周期的变化而发生变化，提高了驱动电路的电磁兼容性。此外，驱动电路通过设定驱动信号第一状态的持续时间和周期的变化率，使得在驱动信号的每一个周期内，持续时间的平方除以周期的商基本上不随该周期的变化而发生变化，从而使得流经光源的平均电流基本上不随周期的变化而发生变化。由此，避免了光源跟随开关的切换频率而发生闪烁，提高了驱动电路的稳定性。

本领域技术人员应该理解，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 (27)

1.一种光源驱动电路，其特征在于，所述光源驱动电路包括：

变换器，用于提供输出电压以驱动所述光源，所述变换器包括开关，所述开关根据驱动信号交替地闭合和断开，以控制流经所述光源的电流；及

耦合于所述变换器的控制器，用于产生所述驱动信号，其中，所述驱动信号是周期信号，且所述驱动信号在一个周期内具有第一状态和第二状态；当所述驱动信号处于所述第一状态时，所述开关闭合；当所述驱动信号处于所述第二状态时，所述开关断开；所述控制器控制所述驱动信号的周期和所述第一状态的持续时间均发生变化，并且，在所述驱动信号的每一个周期内，所述持续时间的平方除以所述周期的商基本上不随所述周期的变化而发生变化，从而使得所述电流基本上不随所述周期的变化而发生变化。

2.根据权利要求1所述的光源驱动电路，其特征在于，所述周期的变化率与所述持续时间的变化率之间符合：其中，表示所述周期的变化率，β表示所述持续时间的变化率。

3.根据权利要求1所述的光源驱动电路，其特征在于，所述周期的变化率与所述持续时间的变化率成比例。

4.根据权利要求3所述的光源驱动电路，其特征在于，所述周期的变化率是所述持续时间的变化率的两倍。

5.根据权利要求1所述的光源驱动电路，其特征在于，所述控制器包括：

感应电路，用于接收指示流经所述光源的所述电流的感应信号，并根据所述感应信号产生参考信号；

斜坡信号发生器，用于产生斜坡信号，所述斜坡信号周期性地上升和下降；及

输出电路，用于根据所述参考信号和所述斜坡信号产生所述驱动信号，

其中，所述斜坡信号发生器调节所述斜坡信号的上升速率和下降速率，以控制所述周期和所述持续时间均发生变化。

6.根据权利要求5所述的光源驱动电路，其特征在于，所述驱动信号的一个周期包括第一时间间隔和第二时间间隔；在所述第一时间间隔内，所述斜坡信号从谷值上升至等于所述参考信号的电压值；在所述第二时间间隔内，所述斜坡信号从所述参考信号的电压值上升至峰值，并继续从所述峰值下降至所述谷值；其中，在所述第一时间间隔内，所述驱动信号处于所述第一状态；在所述第二时间间隔内，所述驱动信号处于所述第二状态。

7.根据权利要求5所述的光源驱动电路，其特征在于，所述上升速率的变化率决定了所述持续时间的变化率，且所述上升速率的变化率和所述下降速率的变化率共同决定了所述周期的变化率。

8.根据权利要求5所述的光源驱动电路，其特征在于，所述斜坡信号发生器包括：

能量存储元件，用于提供所述斜坡信号；及

控制电路，用于比较所述斜坡信号和第一阈值，并比较所述斜坡信号和第二阈值；当所述斜坡信号上升至所述第一阈值时，所述控制电路导通放电电流，为所述能量存储元件放电，从而使得所述斜坡信号下降；当所述斜坡信号下降至所述第二阈值时，所述控制电路导通充电电流，为所述能量存储元件充电，从而使得所述斜坡信号上升。

9.根据权利要求8所述的光源驱动电路，其特征在于，所述斜坡信号发生器还包括：

耦合于所述控制电路的电流发生器，用于产生第一电流、第二电流、第一抖动电流和第二抖动电流，并融合所述第一电流和所述第一抖动电流以产生所述充电电流，且融合所述第二电流和所述第二抖动电流以产生所述放电电流；其中，所述第一抖动电流和所述第二抖动电流在所述驱动信号的不同周期内具有不同电流值，从而使得所述斜坡信号的上升速率和下降速率发生变化。

10.根据权利要求9所述的光源驱动电路，其特征在于，所述电流发生器保持所述第二电流和所述第一电流之间的比例为第一预设值，并保持所述第二抖动电流和所述第一抖动电流之间的比例为第二预设值，从而使得所述持续时间的平方除以所述周期的商基本上不随所述周期的变化而发生变化。

11.一种控制提供给光源的电能的控制器，其特征在于，所述控制器包括：

斜坡信号发生器，用于产生斜坡信号，所述斜坡信号周期性地上升和下降；及

耦合于所述斜坡信号发生器的输出电路，用于根据所述斜坡信号产生驱动信号，所述驱动信号交替地闭合和断开耦合至所述控制器的开关，以调节流经所述光源的电流，

其中，所述驱动信号是周期信号，且所述驱动信号在一个周期内具有第一状态和第二状态；当所述驱动信号处于所述第一状态时，所述开关闭合；当所述驱动信号处于所述第二状态时，所述开关断开；所述斜坡信号发生器调节所述斜坡信号的上升速率和下降速率，以控制所述驱动信号的周期和所述第一状态的持续时间均发生变化，并且，在所述驱动信号的每一个周期内，所述持续时间的平方除以所述周期的商基本上不随所述周期的变化而发生变化，从而使得所述电流基本上不随所述周期的变化而发生变化。

12.根据权利要求11所述的控制器，其特征在于，所述周期的变化率与所述持续时间的变化率之间符合：其中，表示所述周期的变化率，β表示所述持续时间的变化率。

13.根据权利要求11所述的控制器，其特征在于，所述周期的变化率与所述持续时间的变化率成比例。

14.根据权利要求13所述的控制器，其特征在于，所述周期的变化率是所述持续时间的变化率的两倍。

15.根据权利要求11所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括：

感应电路，用于接收指示流经所述光源的所述电流的感应信号，并根据所述感应信号产生参考信号，其中，所述输出电路比较所述参考信号和所述斜坡信号，以产生所述驱动信号，

其中，所述驱动信号的一个周期包括第一时间间隔和第二时间间隔；在所述第一时间间隔内，所述斜坡信号从谷值上升至等于所述参考信号的电压值；在所述第二时间间隔内，所述斜坡信号从所述参考信号的电压值上升至峰值，并继续从所述峰值下降至所述谷值；在所述第一时间间隔内，所述驱动信号处于所述第一状态，在所述第二时间间隔内，所述驱动信号处于所述第二状态。

16.根据权利要求11所述的控制器，其特征在于，所述斜坡信号发生器包括：

能量存储元件，用于提供所述斜坡信号；及

控制电路，用于比较所述斜坡信号和第一阈值，并比较所述斜坡信号和第二阈值；当所述斜坡信号上升至所述第一阈值时，所述控制电路导通放电电流，为所述能量存储元件放电，从而使得所述斜坡信号下降；当所述斜坡信号下降至所述第二阈值时，所述控制电路导通充电电流，为所述能量存储元件充电，从而使得所述斜坡信号上升。

17.根据权利要求16所述的控制器，其特征在于，所述斜坡信号发生器还包括：

耦合于所述控制电路的电流发生器，用于产生第一电流、第二电流、第一抖动电流和第二抖动电流，并融合所述第一电流和所述第一抖动电流以产生所述充电电流，且融合所述第二电流和所述第二抖动电流以产生所述放电电流；其中，所述第一抖动电流和所述第二抖动电流在所述驱动信号的不同周期内具有不同电流值，从而使得所述斜坡信号的上升速率和下降速率发生变化。

18.根据权利要求17所述的控制器，其特征在于，所述电流发生器保持所述第二电流和所述第一电流之间的比例为第一预设值，并保持所述第二抖动电流和所述第一抖动电流之间的比例为第二预设值，从而使得所述持续时间的平方除以所述周期的商基本上不随所述周期的变化而发生变化。

19.一种控制提供给光源的电能的方法，其特征在于，所述方法包括：

根据开关的状态将输入电压转换为输出电压，以驱动所述光源；

产生驱动信号，用于交替地闭合和断开所述开关，以控制流经所述光源的电流，其中，所述驱动信号是周期信号，且所述驱动信号在一个周期内具有第一状态和第二状态；当所述驱动信号处于所述第一状态时，闭合所述开关；当所述驱动信号处于所述第二状态时，断开所述开关；及

控制所述驱动信号的周期和所述第一状态的持续时间均发生变化，其中，在所述驱动信号的每一个周期内，所述持续时间的平方除以所述周期的商基本上不随所述周期的变化而发生变化，从而使得所述电流基本上不随所述周期的变化而发生变化。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述周期的变化率与所述持续时间的变化率之间符合：其中，表示所述周期的变化率，β表示所述持续时间的变化率。

21.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述周期的变化率与所述持续时间的变化率成比例。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述周期的变化率是所述持续时间的变化率的两倍。

23.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述产生驱动信号的步骤进一步包括：

接收参考信号；

产生斜坡信号，所述斜坡信号周期性地上升和下降；

根据所述参考信号和所述斜坡信号产生所述驱动信号，其中，所述驱动信号的一个周期包括第一时间间隔和第二时间间隔；在所述第一时间间隔内，所述斜坡信号从谷值上升至等于所述参考信号的电压值；在所述第二时间间隔内，所述斜坡信号从所述参考信号的电压值上升至峰值，并继续从所述峰值下降至所述谷值；在所述第一时间间隔内，所述驱动信号处于所述第一状态，在所述第二时间间隔内，所述驱动信号处于所述第二状态。

24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述控制所述驱动信号的周期和所述第一状态的持续时间均发生变化的步骤进一步包括：

调节所述斜坡信号的上升速率和下降速率，以控制所述周期和所述持续时间均发生变化。

25.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述产生斜坡信号的步骤进一步包括：

比较所述斜坡信号和第一阈值；

比较所述斜坡信号和第二阈值；

当所述斜坡信号上升至所述第一阈值时，导通放电电流，为电容放电，使得所述斜坡信号下降；及

当所述斜坡信号下降至所述第二阈值时，导通充电电流，为所述电容充电，使得所述斜坡信号上升。

26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

融合第一电流和第一抖动电流，以产生所述充电电流；

融合第二电流和第二抖动电流，以产生所述放电电流，其中，所述第二电流与所述第一电流成比例，且所述第二抖动电流和所述第一抖动电流成比例。

27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

保持所述第一电流和所述第二电流恒定，所述第二电流和所述第一电流之间的比例为第一预设值；

当所述斜坡信号下降至所述第二阈值时，调节所述第一抖动电流和所述第二抖动电流的电流值，并保持所述第二抖动电流和所述第一抖动电流之间的比例为第二预设值，从而使得所述持续时间的平方除以所述周期的商基本上不随所述周期的变化而发生变化。