CN105228289B - 线性调光方法及装置 - Google Patents
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Abstract
提供了一种线性调光方法及装置。所述线性调光方法包括：将流过发光器件的电流的持续时间设置为所述电流的电流周期的第一预设数量的倍数，所述第一预设数量为整数，在所述电流的每个电流周期内，所述电流从零开始上升达到预设峰值，并且从所述预设峰值降低到零；根据调光输入信号线性地设置所述发光器件的发光周期，并且将使能信号的周期设置等于所述发光器件的发光周期；在使能信号到来时，触发所述电流从零开始上升以在所述持续时间内按照所述电流的电流周期变化；以及在所述持续时间期满时，将所述电流保持为零，直至该使能信号的周期结束。
Description
技术领域
本发明涉及发光器件的线性调光技术领域，并且更具体地涉及一种线性调光方法及装置。
背景技术
在传统的调光应用中，通过驱动电路控制流过发光二极管LED的电流的大小以及时间，从而达到调节LED的发光亮度的目的。
图1示出了一种传统的驱动电路的原理图，其由典型的buck电路构成。如图1所示，该驱动电路包括开关器件T1、续流二极管D1、电感L1以及滤波电容C1。
目前，通过PWM形式的使能信号来控制所述驱动电路的操作，具体地，通过调节该使能信号的占空比来控制所述驱动电路的工作时间。
在图2A中示出了理想的使能信号EN与流过发光二极管LED的电流iLED的对应关系。
如图2A中所示，使能信号EN的周期固定为T，使能信号EN的占空比D可变，使能信号EN的使能电平(在图2A中为高电平)时间为DT。在此情况下，在使能电平时间DT中，即在所述驱动电路1的操作时间中，所述驱动电路1进行操作并且控制所述发光二极管LED发光；而在非使能电平(在图2A中为低电平)时间(1-D)T中，即在所述驱动电路1的间歇时间中，所述驱动电路1停止操作。
此外，如图2A所示，在所述使能信号EN的使能电平时间DT内，包括所述电流iLED的多个周期，并且所述电流iLED处于电流临界模式，即从零增加到电流峰值并且然后从电流峰值降低到零。
在图2B中示出两种可能发生的情况。如图2B所示，以在所述使能信号EN的一个周期内仅包括所述电流iLED的三个周期为例，在所述使能信号EN的使能电平时间为D0T时，所述电流iLED恰好处于电流零点，然而，在所述使能信号EN的使能电平时间为D1T时，所述电流iLED恰好处于电流峰值点，即使在此时使能信号EN变为非使能电平，所述电流iLED仍会继续经过续流二极管D1续流，也就是说，在所述使能信号EN的占空比在D0和D1两种情况而言，实际产生的电流iLED大小相同，并且相应地发光二极管LED的发光亮度亦相同。
如前所述，该电流iLED是周期性变化的，不同的占空比D0和D1产生相同的发光亮度，因此通过调节所述使能信号EN的占空比很难使得流过发光二极管LED的电流iLED的平均值实现线性变化，从而实现线性调光的效果。
发明内容
根据本发明实施例，提供了一种线性调光方法，包括：将流过发光器件的电流的持续时间设置为所述电流的周期的第一预设数量的倍数，所述第一预设数量为整数，在所述电流的每个周期内，所述电流从零开始上升达到预设峰值，并且从所述预设峰值降低到零；根据调光输入信号线性地设置所述发光器件的发光周期，并且将使能信号的周期设置等于所述发光器件的发光周期；在使能信号到来时，触发所述电流从零开始上升以在所述持续时间内按照所述电流的周期变化；以及在所述持续时间期满时，将所述电流保持为零，直至该使能信号的周期结束。
根据本发明另一实施例，提供了一种线性调光装置，包括：驱动电路，被配置为驱动发光器件发光；以及控制装置，被配置为将所述驱动电路的操作时间设置为所述发光器件的电流周期的第一预设数量的倍数，所述第一预设数量为整数，并且还被配置为接收调光输入信号，根据所述调光输入信号线性地设置所述驱动电路的操作周期。在所述驱动电路的操作时间开始时，所述驱动电路控制流过所述发光器件的电流从零开始上升，并且在所述驱动电路的操作时间内控制所述电流按照所述电流周期进行周期性变化。在每个电流周期内，所述电流从零开始上升达到预设峰值并且从所述预设峰值降低到零。
根据本发明实施例的线性调光方法及装置，通过固定发光器件的发光时间而线性地调节发光器件的发光周期，可以实现线性调光。
附图说明
通过结合附图对本发明的实施例进行详细描述，本发明的上述和其它目的、特征、优点将会变得更加清楚，其中：
图1示出了一种传统的驱动电路的原理图；
图2A示出了理想的使能信号EN与流过发光二极管LED的电流iLED的对应关系；
图2B示出了现有技术调光过程中可能发光的两种情况；
图3示出了根据本发明实施例的线性调光方法的几种示例电流情况；
图4示出了根据本发明实施例的线性调光方法的示意性流程图；
图5A和5B示出了使能信号的下降沿触发所述发光器件的电流从零开始上升的情况
图6示出了根据本发明实施例的使能信号的示意性波形图；
图7示出了根据本发明实施例的线性调光装置的示意性框图；
图8示出了根据本发明实施例的线性调光装置中的控制装置的示意性框图；
图9示出了根据本发明实施例的线性调光装置中的驱动电路的示意性框图；
图10示出了根据本发明第一实施例的逻辑电路的示意性信号时序图；以及
图11示出了根据本发明第二实施例的逻辑电路的示意性信号时序图。
具体实施方式
下面将参考附图来说明根据本发明实施例的线性调光方法及装置。
根据本发明实施例的线性调光方法首先将发光器件在每个发光周期中的发光时间设置为预设值，该预设值可以为所述发光器件的一个或多个电流周期，如图2A和图2B中流过发光器件的电流iLED，其中所述电流iLED从零开始上升达到预设峰值并且从所述预设峰值降低到零的时间为一个电流周期。
该预设值可以为恒定值，或者可以由用户在使用时根据需要调节，只需保证该预设值为所述发光器件的一个电流周期的整数倍即可。为了描述简便并且不造成混淆，下面将以该预设值与恒定值为例展开描述。
然后，根据本发明实施例的线性调光方法根据调光输入信号设置所述发光器件的发光周期，所述发光器件的发光周期等于所述发光器件的电流的持续时间(对应于所述发光器件的发光时间)与所述发光器件的电流的间歇时间(对应于所述发光器件的不发光时间)之和。所述发光器件的发光周期可以从所述发光器件的电流的持续时间到预设周期阈值之间连续变化。所述调光输入信号可以通过墙壁开关或遥控器上的模拟调光输入部件(例如旋钮等)提供。
如图3所示，示出了根据本发明实施例的线性调光方法的几种示例电流情况。如图3中的a)到e)所示，示例性地将所述预设值设置为3个电流周期。
例如，在所述旋钮处于最小值时，将所述发光器件的发光周期设置为等于所述发光器件的发光时间，此时所述发光器件的亮度最亮(设为100％)，如图3中的e)所示，而在所述旋钮处于最大值时，将所述发光周期设置为预设的发光周期阈值Tth，此时所述发光器件的亮度最暗，设所述发光时间与所述发光周期阈值之比为LD，则此时发光器件的亮度可以表示为LD×100％，如图3中的a)所示。
对于所述旋钮处于所述最小值和所述最大值之间的情况，可以按照比例线性地设置所述发光器件的发光周期，并且相应地设置所述发光器件的不发光时间，从而使得所述发光器件的发光亮度可以从LD到100％线性地连续变化，即实现线性调光。在图3中的b)到d)，分别示意性地示出了40％、50％、和75％亮度的电流波形。然而，应了解，本发明不限于此，本发明可以线性地调节或实现从LD到100％之间的任何亮度。
如图4所示，示出了根据本发明实施例的线性调光方法400的示意性流程图。
在执行根据本发明实施例的线性调光方法之前，需要首先根据线性调光装置中驱动发光器件发光的驱动电路中所包含的电路元件，确定流过所述发光器件的电流的周期。在这里确定的流过所述发光器件的电流的周期可以是近似的。
如图1所示，在利用buck电路构成驱动电路的情况下，根据输入电压Vin、电感L1的电感值、电容C1的电容值、续流二极管D1的内阻、发光二极管LED的内阻、以及所述发光器件的电流峰值来确定流过LED的电流的周期。应了解，本发明的驱动电路不限于图1所示的buck电路，而可以包括任何现有的或将来开发的能够应用本发明实施例的线性调光方法的任何驱动电路。
在步骤S410，将流过发光器件的电流的持续时间设置为所述电流的电流周期的第一预设数量的倍数，所述第一预设数量为整数，在所述电流的每个电流周期内，所述电流从零开始上升达到预设峰值，并且从所述预设峰值降低到零。
在步骤S420，根据调光输入信号线性地设置所述发光器件的发光周期，并且将使能信号的周期设置等于所述发光器件的发光周期。
所述发光器件的发光周期等于所述发光器件的电流的持续时间与所述发光器件的电流的间歇时间之和，所述发光器件的发光周期从所述发光器件的电流的持续时间到预设周期阈值之间连续变化。
在步骤S430，在使能信号到来时，触发所述电流从零开始上升以在所述持续时间内按照所述电流的电流周期变化。
参考图2A、2B和3所示，在电流的一个电流周期内，电流从零上升到预设峰值并且继而从预设峰值下降到零，因此在所述电流的持续时间内，所述电流的平均值为所述预设峰值的一半。
在步骤S440，在所述持续时间期满时，将所述电流保持为零，直至该使能信号的周期结束。
所述电流的总占空比为所述电流的持续时间与所述发光器件的发光周期的比值，所述电流在所述发光周期内的总平均值为所述电流在所述持续时间内的平均值与所述电流的总占空比的乘积，从而使得所述电流的所述总平均值随着所述发光器件的发光周期的线性变化而线性变化。
如前所述，所述发光器件的发光周期可以在所述电流的持续时间与所述预设周期阈值之间线性变化，所述电流的总占空比ID也相应地在占空比上限(例如100％)与占空比下限(例如2％)之间线性变化。在将所述电流在所述持续时间内的平均值表示为最大电流平均值Iav-max(对应最高亮度Bmax)的情况下，所述电流的所述总平均值可以被表示为Iav＝ID×Iav-max，并且此时所述发光器件的发光亮度相应地可以被表示为B＝ID×Bmax。由此可见，完全实现了线性调光。
例如，为了保证所述发光器件的发光过程中不出现频闪问题，将所述发光器件的发光周期设置小于等于0.5ms(对应于高于2kHZ频率)。在所述电流的电流周期为10us(对应于100kHz频率)并且所述电流的持续时间为一个电流周期(10us)的情况下，在所述发光器件的发光周期被设置为10us时达到最高亮度Bmax，在所述发光器件的发光周期被设置为0.5ms时达到最低亮度Bmin＝(10us/0.5ms)×Bmax＝Bmax/50。即，实现了50倍的线性调光。
下面将具体描述根据本发明实施例的线性调光方法的几种具体实施例。
第一实施例
在该第一实施例中，在步骤S430中，响应于所述使能信号由非使能电平跳变为使能电平的跳变沿和由使能电平跳变为非使能电平的跳变沿中的预设跳变沿，开始所述电流的持续时间。而且，在所述电流的持续时间内，只要所述电流为零，就控制所述电流从零开始上升，并且在所述电流达到所述预设峰值时使得所述电流开始从所述预设峰值下降至零。
如图5A和5B中示出了使能信号的下降沿触发所述发光器件的电流从零开始上升的情况。
在图5A所示的情况下，所述电流的持续时间被设置为所述电流的一个电流周期，在所述电流从零开始上升之后，不考虑所述使能信号的电平值，所述电流一直上升到所述预设峰值，并且在所述电流达到所述预设峰值时所述电流开始从所述预设峰值下降至零。
当然，所述电流的持续时间还可以被设置为所述电流的多个电流周期(例如三个电流周期，如图5B所示)。在所述预设跳变沿触发所述电流从零开始上升之后，不考虑所述使能信号的电平值，所述电流一直上升到所述预设峰值，并且在所述电流达到所述预设峰值时所述电流开始从所述预设峰值下降至零。而且，在所述电流的持续时间内，只要所述电流为零，就控制所述电流从零开始上升。在该第一实施例中，在所述电流达到所述预设峰值时使得所述电流开始从所述预设峰值下降至零。
在该实施例中，可以响应于所述预设跳变沿，产生PWM脉冲的有效电平，然后在所述电流的持续时间内，将所述发光器件两端的电压与第一预设阈值进行比较，只要所述发光器件两端的电压不小于第一预设阈值(与所述电流的预设峰值对应的电压阈值)，就将PWM脉冲从有效电平切换至非有效电平；并且在所述电流的持续时间内，将所述发光器件两端的电压与第二预设阈值(与所述电流的零点对应的电压阈值)进行比较，只要所述发光器件两端的电压不大于第二预设阈值，就将PWM脉冲从非有效电平切换至有效电平。
所述PWM脉冲用于控制一开关器件，在所述PWM脉冲从非有效电平切换至有效电平时，所述开关器件控制所述电流从零开始上升，在所述PWM脉冲从有效电平切换至非有效电平时，所述开关器件控制所述电流从预设峰值开始下降。
在图1所示的buck电路形式的驱动电路的情况下，所述PWM脉冲为高电平时，所述开关器件T1导通以控制所述电流从零开始上升，在所述PWM脉冲为低电平时，所述开关器件T1截止以控制所述电流从预设峰值开始下降。
应了解，在该实施例中，也可以采用使能信号的上升沿触发所述发光器件的电流从零开始上升的情况。
第二实施例
在该第二实施例中，在步骤S420中，将所述使能信号的使能电平时间设置在预设范围之内，如图6所示，所述预设范围的上限时间(t2-t0)为所述电流的电流周期的所述第一预设数量的倍数，并且所述预设范围的下限时间(t1-t0)为所述预设范围的上限时间减去所述电流的电流周期中电流下降的时间，并且将所述使能信号的非使能电平时间设置为所述发光器件的发光周期与所述使能电平时间之差。所述第一预设数量为大于等于1的整数。
在步骤S430中，响应于所述使能信号由非使能电平跳变为使能电平的跳变沿，开始所述电流的持续时间。而且，在所述使能信号的使能电平时间内，只要所述电流为零，就控制所述电流从零开始上升。在该第二实施例中，在所述电流达到所述预设峰值时也使得所述电流开始从所述预设峰值下降至零。
具体地，在该第二实施例中，利用所述使能信号的使能电平时间，控制在所述电流降低为零时是否使得所述电流重新上升。
在该实施例中，可以响应于所述使能信号由非使能电平跳变为使能电平的跳变沿，产生PWM脉冲的有效电平，然后将所述发光器件两端的电压与第一预设阈值进行比较，只要所述发光器件两端的电压不小于第一预设阈值(与所述电流的预设峰值对应的电压阈值)，就将PWM脉冲从有效电平切换至非有效电平。
在所述使能信号的使能电平时间内，将所述发光器件两端的电压与第二预设阈值(与所述电流的零点对应的电压阈值)进行比较，只要所述发光器件两端的电压不大于第二预设阈值，就将PWM脉冲从非有效电平切换至有效电平。在所述使能信号的非使能电平时间内，将所述PWM脉冲维持在非有效电平。
所述PWM脉冲用于控制一开关器件，在所述PWM脉冲从非有效电平切换至有效电平时，所述开关器件控制所述电流从零开始上升，在所述PWM脉冲从有效电平切换至非有效电平时，所述开关器件控制所述电流从预设峰值开始下降。
下面，将描述根据本发明实施例的线性调光装置及其操作。
图7示出了根据本发明实施例的线性调光装置的示意性框图。
如图7所示，根据本发明实施例的线性调光装置包括驱动电路710以及控制装置720。
驱动电路710被配置为驱动发光器件730发光。
控制装置720被配置为将所述驱动电路710的操作时间设置为所述发光器件730的电流周期的第一预设数量的倍数，所述第一预设数量为整数。此外，所述控制装置720还被配置为接收调光输入信号，根据所述调光输入信号线性地设置所述驱动电路710的操作周期。
在所述驱动电路710的操作时间开始时，所述驱动电路710控制流过所述发光器件730的电流从零开始上升，并且在所述驱动电路710的操作时间内控制所述电流按照所述电流周期进行周期性变化。在每个电流周期内，所述电流从零开始上升达到预设峰值并且从所述预设峰值降低到零。
如图8所示，示出了根据本发明实施例的线性调光装置中的控制装置720的示意性框图。
所述控制装置720包括调光输入子装置7210、操作时间设置子装置7220、操作周期设置子装置7230、以及使能信号产生电路7240。
所述调光输入子装置7210被配置为接收外部调光输入并产生所述调光输入信号，并将所产生的调光输入信号提供给所述操作周期设置子装置7230。例如，所述调光输入子装置7210可以为墙壁开关上的调光旋钮。
操作时间设置子装置7220被配置为将所述驱动电路710的操作时间设置为所述发光器件730的电流周期的第一预设数量的倍数。根据本发明实施例，该预设值可以被设置为默认值，即，用户不可以调节该预设值；或者该预设值可以由用户在使用时根据需要调节，只需保证该预设值为所述发光器件的一个电流周期的整数倍即可。为了描述简便并且不造成混淆，下面将以该预设值与恒定值为例展开描述。
操作周期设置子装置7230被配置为将所接收的调光输入信号线性地变换为所述驱动电路710的操作周期。具体地，所述操作周期设置子装置7230根据所述调光输入信号线性地设置所述驱动电路710的操作周期，所述驱动电路710的操作周期等于所述驱动电路710的操作时间与所述驱动电路710的间歇时间之和。所述驱动电路710的操作周期从所述操作时间到预设周期阈值之间连续线性变化，并且所述驱动电路710的操作占空比QD为所述驱动电路710的操作时间与所述操作周期的比值。
在所述驱动电路710的操作时间内所述发光器件发光，在所述驱动电路710的间歇时间内所述发光器件不发光。因此，所述驱动电路710的操作时间等于所述发光器件的发光时间，所述驱动电路710的操作周期等于所述发光器件的发光周期，并且所述驱动电路710的间歇时间等于所述发光器件的不发光时间。例如，为了保证所述发光器件的发光过程中不出现频闪问题，应将所述驱动电路710的操作周期设置为小于等于0.5ms(对应于高于2kHZ频率)。
相应地，在所述发光器件的发光时间内，在所述发光器件中有电流流过，因此所述发光器件的发光时间也可以称为所述发光器件的电流的持续时间，所述发光器件的不发光时间也可以称为所述发光器件的电流的断续时间。所述电流在所述驱动电路710的操作周期内的总平均值为所述电流在所述驱动电路710的操作时间内的平均值与所述驱动电路710的操作占空比QD的乘积，从而使得所述电流的所述总平均值随着所述驱动电路710的操作周期的线性变化而线性变化。
如前所述，所述驱动电路710的操作周期可以从所述操作时间到预设周期阈值之间连续线性变化，并且为了保证无频闪问题可以将所述预设周期阈值设置为例如0.5ms。因此，在所述驱动电路710的操作时间保持默认值不变的情况下，在所述驱动电路710的操作周期等于所述驱动电路710的操作时间时，所述驱动电路710的操作占空比QD为最大值QDmax(理论上可以等于1，在实际设置中考虑其它因素可以将QDmax设置为小于1)。
另一方面，在所述驱动电路710的操作时间保持默认值不变的情况下，在所述驱动电路710的操作周期为预设周期阈值时，所述驱动电路710的操作占空比QD为最小值QDmin，可以根据驱动电路710的具体设计来确定该最小值QDmin。例如，在驱动电路710的固有频率(例如，发光器件的一个电流周期所对应的频率)为100kHz，驱动电路710的发光时间包括N个电流周期，并且驱动电路710的预设周期阈值为0.5ms，则可以近似确定该最小值为QDmin为(N/50)×100％。
可以将在所述驱动电路710的操作时间(即，所述发光器件的发光时间或所述电流的持续时间)内所述发光器件的电流的平均值表示为最大电流平均值Iav-max(对应最高亮度Bmax)，并且可以将所述电流在所述驱动电路710的操作周期内的平均值表示为QD×Iav-max(对应亮度QD×Bmax)，由此可见，完全实现了线性调光。
使能信号产生电路7240被配置为按照所述驱动电路710的操作周期产生使能信号，其中，所述使能信号的周期等于所述驱动电路的操作周期，并且在使能信号到来时，所述驱动电路的操作时间开始。
如图9所示，示出了根据本发明实施例的线性调光装置中的驱动电路710的示意性框图。
所述驱动电路710包括电压检测部件7110、第一电压比较部件7120、第二电压比较部件7130、逻辑电路7140、以及开关电路7150。
电压检测部件7110被配置为检测所述发光器件两端的电压。
第一电压比较部件7120被配置为将所述发光器件两端的电压与第一电压阈值进行比较，并且产生第一比较结果U1。
第二电压比较部件7130被配置为将所述发光器件两端的电压与第二电压阈值进行比较，并且产生第二比较结果U2，所述第二电压阈值低于所述第一电压阈值。
所述电压检测部件7110可以是一段导线。如图9所示，所述第一电压比较部件7120和第二电压比较部件7130可以直接与图9中的A点连接。
替代地，所述电压检测部件7110可以是其它的检测部件，本发明不对其作出具体限制。
逻辑电路7140被配置为响应于所述使能信号、所述第一比较结果U1、所述第二比较结果U2来产生PWM脉冲。
开关电路7150至少包括一开关器件，所述开关器件被配置为响应于所述PWM脉冲而导通或截止。具体地，在所述PWM脉冲从非有效电平切换至有效电平时，所述开关器件控制所述电流从零开始上升，在所述PWM脉冲从有效电平切换至非有效电平时，所述开关器件控制所述电流从预设峰值开始下降。
下面将具体描述根据本发明实施例的线性调光装置的几种具体实施例。
第一实施例
在该第一实施例中，所述驱动电路710响应于所述使能信号由非使能电平跳变为使能电平的跳变沿和由使能电平跳变为非使能电平的跳变沿中的预设跳变沿，开始所述驱动电路的操作时间。而且，在所述驱动电路710的操作时间内，只要所述电流为零，所述驱动电路710就控制所述电流从零开始上升，并且在所述电流达到所述预设峰值时使得所述电流开始从所述预设峰值下降至零。
所述逻辑电路7140响应于所述预设跳变沿，产生PWM脉冲的有效电平；在所述驱动电路的操作时间内，只要所述第一比较结果U1指示所述发光器件两端的电压不小于第一预设阈值，就将PWM脉冲从有效电平切换至非有效电平，并且只要所述第二比较结果U2指示所述发光器件两端的电压不大于第二预设阈值，就将PWM脉冲从非有效电平切换至有效电平。
仍参考图5A和5B来描述根据本发明实施例的线性调光装置的第一实施例。
在图5A所示的情况下，所述操作时间设置子模块7220将所述驱动电路710的操作时间设置为所述发光器件的电流的一个电流周期，即，所述发光器件的发光时间以及所述电流的持续时间被设置为所述电流的一个电流周期。所述操作周期设置子模块7230根据所接收的调光输入信号线性地设置为所述驱动电路710的操作周期。
所述逻辑电路7140响应于所述使能信号的下跳变沿，产生PWM脉冲的有效电平。然后，所述第一电压比较器件7120将所述发光器件两端的电压与第一预设阈值VRef1进行比较并且产生第一比较结果U1，该第一预设阈值VRef1为与所述电流的预设峰值对应的电压阈值，在所述发光器件两端的电压小于第一预设阈值时所述第一比较结果U1处于非有效电平，而在所述发光器件两端的电压变得不小于第一预设阈值时所述第一比较结果U1变为有效电平。响应于所述第一比较结果U1变为有效电平，所述逻辑电路7140产生PWM脉冲的非有效电平。由此，产生了一个完整的PWM脉冲。
所述PWM脉冲用于控制所述开关器件，在所述PWM脉冲从非有效电平切换至有效电平时，所述开关器件控制所述电流从零开始上升，在所述PWM脉冲从有效电平切换至非有效电平时，所述开关器件控制所述电流从预设峰值开始下降。由此，响应于所述使能信号，实现了所述电流从零上升到预设峰值并且从预设峰值下降到零的一个电流周期。
由此可见，在图5A所示的情况下，所述驱动电路710无需包括所述第二电压比较部件7130。
然而，应了解，本发明实施例不限于所述驱动电路710的操作时间等于所述电流的一个电流周期的情况。
如图5B所示，所述操作时间设置子模块7220将所述驱动电路710的操作时间设置为所述发光器件的电流的三个电流周期，即，所述发光器件的发光时间以及所述电流的持续时间被设置为所述电流的三个电流周期。所述操作周期设置子模块7230根据所接收的调光输入信号线性地设置为所述驱动电路710的操作周期。
针对图5B所示的情况，所述逻辑电路7140以及所述第一电压比较器件7120也如上参考图5A所述地产生一个完整的PWM脉冲。
此外，所述第二电压比较器件7130还将所述发光器件两端的电压与第二预设阈值VRef2进行比较并且产生第二比较结果U2，该第二预设阈值VRef2为与所述电流的零值对应的电压阈值并且小于所述第一预设阈值VRef1，在所述发光器件两端的电压大于第二预设阈值时所述第二比较结果U2处于非有效电平，而在所述发光器件两端的电压变得不大于第二预设阈值时所述第二比较结果U2变为有效电平。在所述电流的持续时间内，响应于所述第二比较结果U2变为有效电平，所述逻辑电路7140产生PWM脉冲的有效电平。由此，产生下一个PWM脉冲的有效电平，使得所述电流的第二个电流周期开始。
接下来，所述第一电压比较器件7120继续将所述发光器件两端的电压与第一预设阈值VRef1进行比较并且产生第一比较结果U1，并且所述第二电压比较器件7130继续将所述发光器件两端的电压与第二预设阈值VRef2进行比较并且产生第二比较结果U2。只要在所述电流的持续时间内，所述逻辑电路7140就响应于所述第二比较结果U2变为有效电平产生PWM脉冲的有效电平。
以第一比较结果U1和第二比较结果U2的有效电平均为高电平且非有效电平均为低电平为例，所述逻辑电路7140可以由第一比较结果U1和第二比较结果U2的上跳变沿触发实现电平翻转，在图10中示出了这种示例情况。
此外，所述逻辑电路7140还可以包括被配置为实现对所述电流的持续时间计时的子电路，具体地可以包括对所述电流的电流周期的数量进行计数的子电路(未示出)，以便在所述电流的电流周期的数量达到例如图5B中的3(在不同应用中可以为第一预设数量N)的情况下，在下次使能信号的跳变沿到来之前禁止所述逻辑电路7140输出PWM脉冲。
由此，响应于所述使能信号，产生了N个PWM脉冲，并且实现了所述电流从零上升到预设峰值并且从预设峰值下降到零的N个电流周期。
应了解，在该实施例，所述逻辑电路7140不限于由使能信号的下跳变沿触发，而且根据具体电路设计，替换地可以由使能信号的上跳变沿触发，从而开始所述驱动电路的操作时间。
第二实施例
在该第二实施例中，所述使能信号产生电路7240将所述使能信号的使能电平时间设置在预设范围之内，如图6所示，所述预设范围的上限时间(t2-t0)为所述电流的周期的所述第一预设数量的倍数，并且所述预设范围的下限时间(t1-t0)为所述预设范围的上限时间减去所述电流的周期中电流下降的时间，并且将所述使能信号的非使能电平时间设置为所述发光器件的发光周期与所述使能电平时间之差。所述第一预设数量为大于等于1的整数。
在该第二实施例中，所述驱动电路710响应于所述使能信号由非使能电平跳变为使能电平的跳变沿，开始所述驱动电路710的操作时间。而且，在所述使能信号的使能电平时间内，只要所述电流为零，所述驱动电路710就控制所述电流从零开始上升。在该第二实施例中，在所述电流达到所述预设峰值时所述驱动电路710也使得所述电流开始从所述预设峰值下降至零。
在所述第一预设数量被设置为等于1的情况下，所述逻辑电路7140响应于所述使能信号由非使能电平跳变为使能电平的跳变沿，产生PWM脉冲的有效电平。然后，所述第一电压比较器件7120将所述发光器件两端的电压与第一预设阈值VRef1进行比较并且如第一实施例所述地产生第一比较结果U1。响应于所述第一比较结果U1变为有效电平，所述逻辑电路7140产生PWM脉冲的非有效电平。由此，产生了一个完整的PWM脉冲。
所述PWM脉冲用于控制所述开关器件，在所述PWM脉冲从非有效电平切换至有效电平时，所述开关器件控制所述电流从零开始上升，在所述PWM脉冲从有效电平切换至非有效电平时，所述开关器件控制所述电流从预设峰值开始下降。由此，响应于所述使能信号，实现了所述电流从零上升到预设峰值并且从预设峰值下降到零的一个电流周期。
由此可见，在该情况下，所述驱动电路710无需包括所述第二电压比较部件7130。
在该第二实施例中，在所述第一预设数量被设置为大于1的情况下，利用所述使能信号的使能电平时间，控制在所述电流降低为零时是否使得所述电流重新上升。
在该实施例中，所述逻辑电路7140可以响应于所述使能信号由非使能电平跳变为使能电平的跳变沿，产生PWM脉冲的有效电平，然后将所述发光器件两端的电压与第一预设阈值进行比较，只要所述发光器件两端的电压不小于第一预设阈值(与所述电流的预设峰值对应的电压阈值)，就将PWM脉冲从有效电平切换至非有效电平。在所述使能信号的使能电平时间内，将所述发光器件两端的电压与第二预设阈值(与所述电流的零点对应的电压阈值)进行比较，只要所述发光器件两端的电压不大于第二预设阈值，就将PWM脉冲从非有效电平切换至有效电平。在所述使能信号的非使能电平时间内，将所述PWM脉冲维持在非有效电平。
作为示例，所述操作时间设置子模块7220将所述驱动电路710的操作时间设置为所述发光器件的电流的三个电流周期，即，所述发光器件的发光时间以及所述电流的持续时间被设置为所述电流的三个电流周期。所述操作周期设置子模块7230根据所接收的调光输入信号线性地设置为所述驱动电路710的操作周期。
所述逻辑电路7140响应于所述使能信号由非使能电平跳变为使能电平的跳变沿，产生PWM脉冲的有效电平。然后，所述第一电压比较器件7120将所述发光器件两端的电压与第一预设阈值VRef1进行比较并且如第一实施例所述地产生第一比较结果U1。响应于所述第一比较结果U1变为有效电平，所述逻辑电路7140产生PWM脉冲的非有效电平。由此，产生了一个完整的PWM脉冲。
此外，所述第二电压比较器件7130还将所述发光器件两端的电压与第二预设阈值VRef2进行比较并且如第一实施例所述地产生第二比较结果U2，该第二预设阈值VRef2为与所述电流的零值对应的电压阈值并且小于所述第一预设阈值VRef1。在所述使能信号的有效电平时间内，响应于所述第二比较结果U2变为有效电平，所述逻辑电路7140产生PWM脉冲的有效电平。由此，产生下一个PWM脉冲的有效电平，使得所述电流的第二个电流周期开始。
接下来，所述第一电压比较器件7120继续将所述发光器件两端的电压与第一预设阈值VRef1进行比较并且产生第一比较结果U1，并且所述第二电压比较器件7130继续将所述发光器件两端的电压与第二预设阈值VRef2进行比较并且产生第二比较结果U2。只要在所述电流的持续时间内，所述逻辑电路7140就响应于所述第二比较结果U2变为有效电平产生PWM脉冲的有效电平。
以所述使能信号、第一比较结果U1和第二比较结果U2的有效电平均为高电平且非有效电平均为低电平为例，所述逻辑电路7140可以由所述使能信号的低电平跳变为高电平的跳变沿触发产生PWM脉冲的高电平，然后在所述使能信号的高电平时间内由第一比较结果U1和第二比较结果U2的上跳变沿触发实现电平翻转，在图11中示出了这种示例情况。
此外，所述逻辑电路7140还可以包括被配置为实现对所述电流的持续时间计时的子电路，具体地可以包括对所述电流的电流周期的数量进行计数的子电路(未示出)，以便在所述电流的电流周期的数量达到第一预设数量N的情况下，在下次使能信号的跳变沿到来之前禁止所述逻辑电路7140输出PWM脉冲。
由此，响应于所述使能信号，产生了N个PWM脉冲，并且实现了所述电流从零上升到预设峰值并且从预设峰值下降到零的N个电流周期。
应了解，在该实施例，所述逻辑电路7140不限于由使能信号的下跳变沿触发，而且根据具体电路设计，替换地可以由使能信号的上跳变沿触发，从而开始所述驱动电路的操作时间。
尽管在本发明实施例中，将发光器件表示为LED，然而本发明不限于此，发光器件可以包括其它的电流型发光器件。另外，尽管以buck电路为例来描述本发明实施例的线性驱动方法和装置，然而本发明不限于此，所述驱动电路可以采用其它电路形式。另外，在本发明实施例中，所述开关器件可以为合适的半导体开关器件，例如MOS晶体管，或者可以为其它合适的开关器件。
尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本发明的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本发明的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本发明的范围之内。
Claims (14)
1.一种线性调光方法，包括：
将流过发光器件的电流的持续时间固定地设置为所述电流的电流周期的第一预设数量的倍数，所述第一预设数量为整数，在所述电流的每个电流周期内，所述电流从零开始上升达到预设峰值，并且从所述预设峰值降低到零；
根据调光输入信号线性地调节所述发光器件的发光周期，并且将使能信号的周期设置等于所述发光器件的发光周期；
在使能信号到来时，触发所述电流从零开始上升以在所述持续时间内按照所述电流的电流周期变化；以及
在所述持续时间期满时，将所述电流保持为零，直至该使能信号的周期结束。
2.如权利要求1所述的线性调光方法，其中，
所述发光器件的发光周期等于所述发光器件的电流的持续时间与所述发光器件的电流的间歇时间之和，所述发光器件的发光周期从所述发光器件的电流的持续时间到预设周期阈值之间连续变化。
3.如权利要求2所述的线性调光方法，其中，
响应于所述使能信号由非使能电平跳变为使能电平的跳变沿和由使能电平跳变为非使能电平的跳变沿中的预设跳变沿，开始所述电流的持续时间；
在所述电流的持续时间内，只要所述电流为零，就控制所述电流从零开始上升；以及
在所述电流达到所述预设峰值时使得所述电流开始从所述预设峰值下降至零。
4.如权利要求2所述的线性调光方法，其中，
将所述使能信号的使能电平时间设置在预设范围之内，所述预设范围的上限时间为所述电流的电流周期的所述第一预设数量的倍数，并且所述预设范围的下限时间为所述预设范围的上限时间减去所述电流的电流周期中电流下降的时间，并且将所述使能信号的非使能电平时间设置为所述发光器件的发光周期与所述使能电平时间之差；
响应于所述使能信号由非使能电平跳变为使能电平的跳变沿，开始所述电流的持续时间；以及
在所述使能信号的使能电平时间内，只要所述电流为零，就控制所述电流从零开始上升，并且在所述电流达到所述预设峰值时使得所述电流开始从所述预设峰值下降至零。
5.如权利要求3所述的线性调光方法，其中，
响应于所述使能信号由非使能电平跳变为使能电平的跳变沿和由使能电平跳变为非使能电平的跳变沿中的预设跳变沿，产生PWM脉冲的有效电平；
在所述电流的持续时间内，将所述发光器件两端的电压与第一预设阈值进行比较，只要所述发光器件两端的电压不小于第一预设阈值，就将PWM脉冲从有效电平切换至非有效电平；
在所述电流的持续时间内，将所述发光器件两端的电压与第二预设阈值进行比较，只要所述发光器件两端的电压不大于第二预设阈值，就将PWM脉冲从非有效电平切换至有效电平，所述第二预设阈值低于所述第一预设阈值；
其中，在所述PWM脉冲从非有效电平切换至有效电平时，所述电流从零开始上升，在所述PWM脉冲从有效电平切换至非有效电平时，所述电流从预设峰值开始下降。
6.如权利要求4所述的线性调光方法，其中，
响应于所述使能信号由非使能电平跳变为使能电平的跳变沿，产生PWM脉冲的有效电平；
在所述使能信号的使能电平时间内，将所述发光器件两端的电压与第一预设阈值进行比较，只要所述发光器件两端的电压不小于第一预设阈值，就将PWM脉冲从有效电平切换至非有效电平；
在所述使能信号的使能电平时间内，将所述发光器件两端的电压与第二预设阈值进行比较，只要所述发光器件两端的电压不大于第二预设阈值，就将PWM脉冲从非有效电平切换至有效电平，所述第二预设阈值低于所述第一预设阈值；
在所述使能信号的非使能电平时间内，将所述PWM脉冲维持在非有效电平；
其中，在所述PWM脉冲从非有效电平切换至有效电平时，所述电流从零开始上升，在所述PWM脉冲从有效电平切换至非有效电平时，所述电流从预设峰值开始下降。
7.一种线性调光装置，包括：
驱动电路，被配置为驱动发光器件发光；以及
控制装置，被配置为将所述驱动电路的操作时间固定地设置为所述发光器件的电流周期的第一预设数量的倍数，所述第一预设数量为整数，并且还被配置为接收调光输入信号，根据所述调光输入信号线性地调节所述驱动电路的操作周期，
其中，在所述驱动电路的操作时间开始时，所述驱动电路控制流过所述发光器件的电流从零开始上升，并且在所述驱动电路的操作时间内控制所述电流按照所述电流周期进行周期性变化，
在每个电流周期内，所述电流从零开始上升达到预设峰值并且从所述预设峰值降低到零。
8.如权利要求7所述的线性调光装置，其中，所述控制装置包括：
调光输入子装置，被配置为接收外部调光输入并产生所述调光输入信号；
操作时间设置子装置，被配置为将所述驱动电路的操作时间固定地设置为所述发光器件的电流周期的第一预设数量的倍数；
操作周期设置子装置，被配置为根据所接收的调光输入信号线性地调节所述驱动电路的操作周期；以及
使能信号产生电路，被配置为按照所述驱动电路的操作周期产生使能信号，其中，所述使能信号的周期等于所述驱动电路的操作周期，并且在使能信号到来时，所述驱动电路的操作时间开始，
其中，所述操作周期设置子装置根据所述调光输入信号线性地调节所述驱动电路的操作周期，所述驱动电路的操作周期为所述驱动电路的操作时间与所述驱动电路的间歇时间之和，其中，所述驱动电路的操作周期从所述操作时间到预设周期阈值之间连续变化。
9.如权利要求8所述的线性调光装置，其中，
所述驱动电路响应于所述使能信号由非使能电平跳变为使能电平的跳变沿和由使能电平跳变为非使能电平的跳变沿中的预设跳变沿，开始所述驱动电路的操作时间，在所述驱动电路的操作时间内，只要所述电流为零，所述驱动电路就控制所述电流从零开始上升，并且在所述电流达到所述预设峰值时使得所述电流开始从所述预设峰值下降至零。
10.如权利要求8所述的线性调光装置，其中，
所述使能信号产生电路将所述使能信号的使能电平时间设置在预设范围之内，所述预设范围的上限时间为所述电流的电流周期的所述第一预设数量的倍数，并且所述预设范围的下限时间为所述预设范围的上限时间减去所述电流的电流周期中电流下降的时间，并且将所述使能信号的非使能电平时间设置为所述驱动电路的操作周期与所述使能电平时间之差，
所述驱动电路响应于所述使能信号由非使能电平跳变为使能电平的跳变沿，开始所述驱动电路的操作时间；以及
在所述使能信号的使能电平时间内，只要所述电流为零，所述驱动电路就控制所述电流从零开始上升，并且在所述电流达到所述预设峰值时使得所述电流开始从所述预设峰值下降至零。
11.如权利要求9或10所述的线性调光装置，其中，所述驱动电路包括：
第一电压比较部件，被配置为将所述发光器件两端的电压与第一电压阈值进行比较，并且产生第一比较结果；
逻辑电路，被配置为响应于所述使能信号以及所述第一比较结果来产生PWM脉冲，
开关电路，其包括一开关器件，所述开关器件被配置为响应于所述PWM脉冲而导通或截止，
其中，在所述PWM脉冲从非有效电平切换至有效电平时，所述开关器件控制所述电流从零开始上升，在所述PWM脉冲从有效电平切换至非有效电平时，所述开关器件控制所述电流从预设峰值开始下降。
12.如权利要求11所述的线性调光装置，其中，所述驱动电路还包括：
第二电压比较部件，被配置为将所述发光器件两端的电压与第二电压阈值进行比较，并且产生第二比较结果，所述第二电压阈值低于所述第一电压阈值；
其中，所述逻辑电路被配置为响应于所述使能信号、所述第一比较结果、所述第二比较结果来产生PWM脉冲。
13.如权利要求12所述的线性调光装置，其中，所述逻辑电路被配置为响应于所述预设跳变沿，产生PWM脉冲的有效电平；在所述驱动电路的操作时间内，只要所述第一比较结果指示所述发光器件两端的电压不小于第一预设阈值，就将PWM脉冲从有效电平切换至非有效电平，并且只要所述第二比较结果指示所述发光器件两端的电压不大于第二预设阈值，就将PWM脉冲从非有效电平切换至有效电平。
14.如权利要求12所述的线性调光装置，其中，所述逻辑电路被配置为响应于非使能电平跳变为使能电平的跳变沿，产生PWM脉冲的有效电平；在所述使能信号的使能电平时间内，只要所述第一比较结果指示所述发光器件两端的电压不小于第一预设阈值，就将PWM脉冲从有效电平切换至非有效电平，并且只要所述第二比较结果指示所述发光器件两端的电压不大于第二预设阈值，就将PWM脉冲从非有效电平切换至有效电平。
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