CN105992440B - Led驱动器的控制电路及方法 - Google Patents
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Abstract
一种LED驱动器的控制电路及方法，该控制电路利用计数器取得一三端双向硅控调光器输出的交流切相电压的周期以及导通时间或非导通时间，再根据所取得的该周期以及该导通时间或非导通时间决定一泄放信号以供调整一泄放电流以防止LED闪烁。该控制电路无需额外接脚连接一大电容来取得泄放信号，故可以应用在低脚数的集成电路中。
Description
技术领域
本发明系有关一种应用在三端双向硅控(Triode Alternating Current；TRIAC)调光的LED驱动器，特别是关于一种减少接脚数目的LED驱动器的控制电路及方法。
背景技术
图1显示传统的TRIAC调光器10，其包括电阻R1、电阻R2、电容C1、双向触发二极管12以及三端双向硅控开关14，其中电阻R1为可变电阻。电阻R1、电阻R2及电容C1串联在交流电源16的二端之间，三端双向硅控开关14的第一端142及第二端144分别连接交流电源16的二端，三端双向硅控开关14的第三端146经双向触发二极管12连接电容C1。三端双向硅控开关14一开始为关闭(off)状态，因此交流电压Vac并未输入负载，电阻R1及R2根据交流电压Vac产生电流对电容C1充电，当电容C1上的电压达到双向触发二极管12的转折电压时，双向触发二极管12导通进而使三端双向硅控开关14导通。当三端双向硅控开关14导通时，交流电压Vac输入负载而且电容C1开始放电，三端双向硅控开关14会维持导通状态直至交流电压为零或通过三端双向硅控开关14的维持电流I1小于一临界值。简单的说，TRIAC调光器10会将交流电压Vac转换为具有一导通角的交流切相电压Vtr给负载，如图2的交流电压Vac的波形20及交流切相电压Vtr的波形22。控制电阻R1的电阻值可以控制交流切相电压Vtr的导通角，即控制交流切相电压Vtr的导通时间Tc及非导通时间Tnc，当电阻R1的电阻值上升时，交流切相电压Vtr的导通角减小，即交流切相电压Vtr的导通时间Tc减小，相反的，当电阻R1的电阻值下降时，交流切相电压Vtr的导通角增加，即交流切相电压Vtr的导通时间Tc增加。
图3显示使用TRIAC调光器10的LED驱动器30，其中TRIAC调光器10接收交流电压Vac并输出导通角可调的交流切相电压Vtr，整流器32整流交流切相电压Vtr产生直流切相电压Vin，电阻R3及R4分压直流切相电压Vin产生电压Vd以供集成电路34取得直流切相电压Vin的信息，集成电路34控制晶体管Q1的切换以控制LED串36上的电流，进而控制LED串36中LED的亮度。然而，如图1所示，在TRIAC调光器10的三端双向硅控开关14导通期间会产生维持电流I1，而维持电流I1会使直流切相电压Vin的波形异常而导致LED串36发生闪烁。为了解决闪烁问题，一般是使用泄放电路(图中未示)产生一泄放电流来抵消维持电流I1对直流切相电压Vin的影响，又维持电流I1跟直流切相电压Vin的导通时间Tc或非导通时间Tnc与周期T的时间比例D相关，因此需要一与时间比例D相关的泄放信号来控制泄放电流，其中时间比例D等于Tc/T或Tnc/T。图4显示习知取得泄放信号Vdut的方式，在集成电路34中，电压转时间电路38根据与直流切相电压Vin相关的电压Vd产生信号Sd及Sdn，其中信号Sdn为信号Sd的反相信号。如图5所示，电压转时间电路38可以用一比较器42来实现，比较器42比较电压Vd及一预设的参考电压Vref产生信号Sd，信号Sd与电压Vd及直流切相电压Vin具有相同周期T，选择适当的参考电压Vref可以使信号Sd的脉宽等同电压Vd的导通时间Tc，如图5的电压Vd的波形44及信号Sd的波形46所示，因此信号Sd具有时间比例D＝Tc/T的信息。回到图4，信号Sd及Sdn控制开关SW1及SW2的切换产生电压Vh，电压Vh与信号Sd具有相同的时间比例D＝Tc/T，电阻Rrc及电容Crc组成的RC滤波器40对电压Vh滤波产生泄放信号Vdut，由于泄放信号Vdut是电压Vh的平均值，因此泄放信号Vdut包含时间比例D的信息。集成电路34内的其他电路再根据泄放信号Vdut控制泄放电流，以防止LED串36发生闪烁。
然而，交流电压Vac的频率会在40Hz到60Hz之间变动，因此需要大电容值的电容Crc来产生较大的RC时间常数，所以需要增加一只接脚来外挂电容Crc，也就是说，传统取得泄放信号Vdut的方式并不适用在低接脚数的集成电路。因此，一种无需额外接脚来取得泄放信号Vdut的电路及方法，乃为所冀。
发明内容
本发明的目的，在于提出一种应用在TRIAC调光的LED驱动器的控制电路及方法，该控制电路及方法无需额外接脚来取得泄放信号。
根据本发明，一种LED驱动器的控制电路，包括一电压转时间电路及一时间转电压电路。该电压转时间电路用以取得一直流切相电压的导通时间及非导通时间，其中该直流切相电压是一整流器整流来自一三端双向硅控调光器的交流切相电压而产生的，该三端双向硅控调光器控制该交流切相电压的导通角。该时间转电压电路包含：一时脉产生器，提供一时脉；一第一计数器，连接该电压转时间电路及该时脉产生器，根据该时脉计数该直流切相电压的导通时间或非导通时间产生一第一计数值；一第二计数器，连接该电压转时间电路及该时脉产生器，根据该时脉计数该直流切相电压的周期以产生一第二计数值用以调整该时脉的频率；以及一数字转模拟电路，连接该第一计数器，将该第一计数值转换为一泄放信号以供调整一泄放电流，其中该泄放电流系用以防止该直流切相电压被该三端双向硅控调光器的维持电流影响而导致LED闪烁。
根据本发明，一种LED驱动器的控制方法，包括下列步骤：根据一时脉计数一直流切相电压的导通时间或非导通时间产生一第一计数值；根据该时脉计数该直流切相电压的周期以产生一第二计数值用以调整该时脉的频率；以及将该第一计数值转换为一模拟的泄放信号以供调整一泄放电流，其中该泄放电流系用以防止该直流切相电压被该三端双向硅控调光器的维持电流影响而导致LED闪烁。该直流切相电压是整流来自一三端双向硅控调光器的交流切相电压而产生的，该三端双向硅控调光器控制该交流切相电压的导通角。
根据本发明，一种LED驱动器的控制电路，包括一电压转时间电路及一时间转电压电路。该电压转时间电路接收该直流切相电压并取得该直流切相电压的导通时间及非导通时间，其中该直流切相电压是一整流器整流来自一三端双向硅控调光器的交流切相电压而产生的，该三端双向硅控调光器可控制该交流切相电压的导通角。该时间转电压电路，包含：一时脉产生器，提供一时脉；一第一计数器，连接该电压转时间电路及该时脉产生器，根据该时脉计数该直流切相电压的导通时间或非导通时间产生一第一计数值；一第二计数器，连接该电压转时间电路及该时脉产生器，根据该时脉计数该直流切相电压的周期以产生一第二计数值；一第一数字转模拟电路，连接该第一计数器，将该第一计数值转换为一第一电压；一第二数字转模拟电路，连接该第二计数器，将该第二计数值转换为一第二电压；以及一除法器，连接该第一及第二数字转模拟电路，将该第一电压及该第二电压相除产生一泄放信号供调整一泄放电流，其中该泄放电流系用以防止该直流切相电压被该三端双向硅控调光器的维持电流影响而导致LED闪烁。
根据本发明，一种LED驱动器的控制方法，包括下列步骤：根据一时脉计数一直流切相电压的导通时间或非导通时间产生一第一计数值；根据该时脉计数该直流切相电压的周期以产生一第二计数值；将该第一计数值转换为一模拟的第一电压；将该第二计数值转换为一模拟的第二电压；以及将该第一电压及该第二电压相除产生一泄放信号供调整一泄放电流，其中该泄放电流系用以防止该直流切相电压被该三端双向硅控调光器的维持电流影响而导致LED闪烁。该直流切相电压是整流来自一三端双向硅控调光器的交流切相电压而产生的，该三端双向硅控调光器可控制该交流切相电压的导通角。
根据本发明，一种LED驱动器的控制电路，包括一电压转时间电路及一时间转电压电路。该电压转时间电路用以取得一直流切相电压的导通时间及非导通时间，其中该直流切相电压是一整流器整流来自一三端双向硅控调光器的交流切相电压而产生的，该三端双向硅控调光器控制该交流切相电压的导通角。该时间转电压电路包含：一时脉产生器，提供一时脉；一两相位输出计数器，连接该电压转时间电路及该时脉产生器，根据该时脉计数该直流切相电压的导通时间或非导通时间产生一第一计数值以及根据该时脉计数该直流切相电压的周期以产生一第二计数值用以调整该时脉的频率；以及一数字转模拟电路，连接该第一计数器，将该第一计数值转换为一泄放信号以供调整一泄放电流，其中该泄放电流系用以防止该直流切相电压被该三端双向硅控调光器的维持电流影响而导致LED闪烁。其中，该两相位输出计数器在计数该直流切相电压的导通时间或非导通时间的期间停止计数该直流切相电压的周期，在计数该直流切相电压的周期的期间停止计数该直流切相电压的导通时间或非导通时间。
根据本发明，一种LED驱动器的控制方法包括下列步骤：根据一时脉计数一直流切相电压的导通时间或非导通时间产生一第一计数值，以及根据该时脉计数该直流切相电压的周期以产生一第二计数值用以调整该时脉的频率，其中在计数该直流切相电压的导通时间或非导通时间的期间停止计数该直流切相电压的周期，在计数该直流切相电压的周期的期间停止计数该直流切相电压的导通时间或非导通时间；以及将该第一计数值转换为一模拟的泄放信号以供调整一泄放电流，其中该泄放电流系用以防止该直流切相电压被该三端双向硅控调光器的维持电流影响而导致LED闪烁。该直流切相电压是整流来自一三端双向硅控调光器的交流切相电压而产生的，该三端双向硅控调光器可控制该交流切相电压的导通角。
本发明的控制电路及方法无需使用大电容值的电容来取得泄放信号，因此无需增加额外接脚，可以应用在低接脚数的集成电路。
附图说明
图1显示传统的TRIAC调光器；
图2显示图1中交流电压Vac及交流切相电压Vtr的波形；
图3显示使用TRIAC调光器的LED驱动器；
图4显示习知用以检测时间比例的电路；
图5显示电压转时间电路及其信号的波形图；
图6显示应用本发明控制电路的LED驱动器；
图7显示本发明控制电路的方块图；
图8显示图7中时间转电压电路的第一实施例；
图9显示图7中信号Sd的波形；
图10用以说明图8电路的操作；
图11显示泄放信号Vdut与时间比例D的关系曲线；
图12显示图8中时脉产生器的实施例；
图13显示图12中电流源的实施例；
图14显示图7中时间转电压电路的第二实施例；
图15显示图7中时间转电压电路的第三实施例；
图16显示图7中时间转电压电路的第四实施例；
图17说明图16中两相位输出计数器的操作；
图18显示图16中两相位输出计数器的实施例；
图19显示图7中高压启动电路及电压转电流电路的实施例；以及
图20显示高压启动电路的另一实施例。
主要元件符号说明：
10 TRIAC调光器 12 双向触发二极管
14 三端双向硅控开关 142 三端双向硅控开关14的第一端
144 三端双向硅控开关14的第二端 146 三端双向硅控开关14的第三端
16 交流电压源 20 交流电压Vac的波形
22 交流切相电压Vtr的波形 30 LED驱动器
32 整流器 34 集成电路
36 LED串 38 电压转时间电路
40 RC滤波器 42 比较器
44 电压Vd的波形 46 信号Sd的波形
50 控制电路 52 时间转电压电路
54 高压启动电路 56 电压转电流电路
58 集成电路 60 第一计数器
62 第二计数器 64 数字比较器
66 第三计数器 68 时脉产生器
70 数字转模拟电路 72 电流源
74 电流源
76 泄放信号Vdut与时间比例D＝Tnc/T的关系曲线
78 泄放信号Vdut与时间比例D＝Tnc/T的关系曲线
80 电流源 82 振荡器
84 数字转模拟电路 86 运算放大器
88 电流镜 90 时脉产生器
92 数字转模拟电路 94 数字转模拟电路
96 除法器 98 运算放大器
100 高压晶体管Q2的输入端 102 高压晶体管Q2的输出端
104 高压晶体管Q2的控制端 106 两相位输出计数器
108 频率控制计数器 110 信号Sd的波形
112 选择信号Sel的波形 114 D型正反器
116 及闸 118 时间长度计数器
120 反相器 122 第一闩锁电路
124 第二闩锁电路
具体实施方式
图6显示应用本发明控制电路50的LED驱动器30，其中控制电路50控制晶体管Q1的切换， 以使变压器TX1的二次侧产生输出电压Vo来驱动LED串36。为了方便说明，将图6中的控制电路50的部分电路用方块图来表示，如图7所示。在图7的控制电路50中，电压转时间电路38通过检测电压Vd产生与直流切相电压Vin具有相同导通时间Tc、非导通时间Tnc及周期T的信号Sd，电压转时间电路38可以用一比较器42来实现，如图5所示。图7的控制电路50包括一时间转电压电路52用以检测信号Sd以产生一泄放信号Vdut供调整通过晶体管Q2的泄放电流Idut。
图8显示时间转电压电路52的第一实施例，其包括一第一计数器60、一第二计数器62、一数字比较器64、一第三计数器66、一可调整的时脉产生器68以及一数字转模拟电路70，第一计数器60、第二计数器62及第三计数器66皆可为升降式计数器。参照图8及图9，第一计数器60根据来自时脉产生器68的时脉CLK计数信号Sd的非导通时间Tnc产生第一计数值CNT1，数字转模拟电路70将第一计数值CNT1转换为模拟的泄放信号Vdut，泄放信号Vdut的准位与直流切相电压Vin相关，第二计数器62根据时脉CLK计数信号Sd的周期T产生第二计数值CNT2，第三计数器66提供一第三计数值CNT3至时脉产生器68以决定时脉CLK的频率，数字比较器64将第二计数值CNT2与一预设值比较产生信号Sup或Sdown至第三计数器66以调整第三计数值CNT3，其中该预设值与该第一计数器60的位元数长度相关，即与第一计数值CNT1的位元数长度相关。如图10所示，假设该预设值为＂01111＂，当第二计数值CNT2为＂01101＂时，由于第二计数值CNT2低于该预设值时，因此数字比较器64送出信号Sup以使第三计数值CNT3由＂01000＂上升为＂01001＂以增加时脉CLK的频率。相反的，当第二计数值CNT2高于该预设值时，数字比较器64将送出信号Sdown以使第三计数值CNT3减少以减少时脉CLK的频率。当第二计数值CNT2等于该预设值时，数字比较器64将不输出信号Sup及Sdown以使第三计数值CNT3维持不变，进而使时脉CLK的频率维持不变。也就是说，交流电压Vac的频率发生改变导致周期T改变时，时间转电压电路52将调整时脉CLK的频率以使第二计数值稳定在该预设值，如此一来，第一计数器60根据时脉CLK计数信号Sd的非导通时间Tnc而产生的第一计数值CNT1将包含时间比例D＝Tnc/T的信息，泄放信号Vdut也将具有时间比例D＝Tnc/T的信息。
在图8的数字转模拟电路70中，电流源72根据第一计数值CNT1决定电流I2通过电阻Rdac产生泄放信号Vdut，在此实施例中，泄放信号Vdut与时间比例D＝Tnc/T成反比关系，如图11的关系曲线76所示。换言之，当第一计数值CNT1增加时，时间比例D＝Tnc/T上升，电流I2上升使泄放信号Vdut增加，进而增加泄放电流Idut，相反的，当第一计数值CNT1减少时，时间比例D＝Tnc/T下降，电流I2下降使泄放信号Vdut减小，进而减小泄放电流Idut。在其他应用中，也可以增加电流源74与电阻Rdac并联，电流源74根据预设的数字值Dint决定电流I3以分流通过电阻Rdac的电流，因而平移泄放信号Vdut的准位以得到图11的关系曲线78。
在上述实施例中，第一计数器60是计数信号Sd的非导通时间Tnc，但在其他实施例中，第一计数器60也可以计数信号Sd的导通时间Tc以取得时间比例D＝Tc/T的信息，此时泄放信号Vdut与时间比例D＝Tc/T具有正比关系，当第一计数值CNT1增加时，时间比例D＝Tc/T上升，电流I2上升使泄放信号Vdut增加，进而增加泄放电流Idut，相反的，当第一计数值CNT1减少时，时间比例D＝Tc/T下降，电流I2下降使泄放信号Vdut降低，进而减小泄放电流Idut。
图12显示图8中时脉产生器68的实施例，其包括电流源80及振荡器82，电流源80根据第三计数值决定电流I4给振荡器82，振荡器82根据电流I4决定时脉CLK的频率。图13显示图12中电流源80的实施例，其包括一数字转模拟电路84、运算放大器86、电阻Rvc、晶体管Q3以及电流镜88，数字转模拟电路84根据第三计数值CNT3决定电压VR，运算放大器86将电压VR施加至电阻Rvc以产生电流I4通过晶体管Q3，电流镜88镜射电流I5产生电流I4给振荡器82。
图14显示时间转电压电路52的第二实施例，其包括第一计数器60、数字转模拟电路70及时脉产生器90，时脉产生器90提供具有固定频率的时脉CLK，第一计数器60根据时脉CLK计数信号Sd的导通时间Tc或非导通时间Tnc以产生第一计数值CNT1，数字转模拟电路70将第一计数值CNT1转换为模拟的泄放信号Vdut以调整TRIAC调光器的泄放电流。图14的时间转电压电路52仅适用在交流电压Vac的频率固定的情况。
图15显示时间转电压电路52的第三实施例，其包括一第一计数器60、一第二计数器62、一时脉产生器90、二数字模拟转换器92及94及一除法器96。参照图9及图15，时脉产生器90提供具有固定频率的时脉CLK，第一计数器60根据时脉CLK计数信号Sd的导通时间Tc或非导通时间Tnc产生第一计数值CNT1，第二计数器62根据时脉CLK计数信号Sd的周期T产生第二计数值，二数字模拟转换器92及94分别将第一及第二计数值CNT1及CNT2转换为模拟的电压Von_off及电压VT，除法器96将电压Von_off与电压VT相除产生泄放信号Vdut以供调整泄放电流Idut。
图16显示时间转电压电路52的第四实施例，其包括数字比较器64、时脉产生器68、数字模拟转换器70、两相位输出计数器106及频率控制计数器108。图17显示两相位输出计数器106在两个相位的操作。参照图16及图17，两相位输出计数器106在第一相位期间根据来自时脉产生器68的时脉CLK计数信号Sd的周期T产生第二计数值CNT2，在第二相位期间根据时脉CLK计数信号Sd的非导通时间Tnc或导通时间Tc产生第一计数值CNT1。即两相位输出计数器106在计数直流切相电压Vin的导通时间Tc或非导通时间Tnc的期间停止计数直流切相电压Vin的周期T，而在计数直流切相电压Vin的周期T的期间停止计数直流切相电压的导通时间Tc或非导通时间Tnc。数字转模拟电路70将第一计数值CNT1转换为模拟的泄放信号Vdut以供调整泄放电流Idut，泄放信号Vdut的准位与直流切相电压Vin相关，频率控制计数器108提供一第三计数值CNT3至时脉产生器68以决定时脉CLK的频率，数字比较器64将第二计数值CNT2与一预设值比较产生信号Sup或Sdown至第三计数器66以调整第三计数值CNT3，其中该预设值与该两相位输出计数器106的位元数长度相关，即与第一计数值CNT1及第二计数值CNT2的位元数长度相关。当第二计数值CNT2低于该预设值时，数字比较器64送出信号Sup以使第三计数值CNT3上升以增加时脉CLK的频率。相反的，当第二计数值CNT2高于该预设值时，数字比较器64将送出信号Sdown以使第三计数值CNT3减少以减少时脉CLK的频率。当第二计数值CNT2等于该预设值时，数字比较器64将不输出信号Sup及Sdown以使第三计数值CNT3维持不变，进而使时脉CLK的频率维持不变。
图18显示两相位输出计数器106的实施例，其包括D型正反器114、及闸116、时间长度计数器118、反相器120、第一闩锁电路122、第二闩锁电路124。D型正反器114根据信号Sd产生一选择信号Sel，如图17的波形110及112所示，其中选择信号Sel具有第一相位及第二相位，而且该第一相位及该第二相位是在信号Sd的周期T结束或开始时切换，如图17的时间t1所示。由于信号Sd与直流切相电压Vin具有相同周期T，因此该第一相位及该第二相位可视为在直流切相电压Vin的周期T结束或开始时切换。及闸116根据信号Sd及选择信号Sel产生信号Sd_sel，从图17的波形110及112可知，在选择信号Sel的第一相位期间，及闸116输出的信号Sd_sel的波形等同选择信号Sel，而在选择信号Sel的第二相位期间，及闸116输出的信号Sd_sel的波形等同信号Sd。时间长度计数器116接收时脉CLK及信号Sd_sel，在选择信号Sel的第一相位期间，时脉长度计数器116根据时脉CLK计数信号Sd_sel的脉宽，此时信号Sd_sel的脉宽等同直流切相电压Vin的周期T，故时脉长度计数器116产生代表周期T的第二计数值CNT2，同时选择信号Sel触发第二闩锁电路124以储存第二计数值CNT2。在选择信号Sel的第二相位期间，时脉长度计数器116根据时脉CLK计数信号Sd_sel的脉宽，此时信号Sd_sel的脉宽等同直流切相电压Vin的导通时间Tc，故时脉长度计数器116产生代表导通时间Tc的第一计数值CNT1，同时反相器120根据选择信号Sel产生反相信号Nsel触发第一闩锁电路122以储存第一计数值CNT1。在其他实施例中，在选择信号Sel的第二相位期间，时脉长度计数器116也可以计数直流切相电压Vin的非导通时间Tnc来产生第一计数值CNT1。
图8、图14、图15及图16的时间转电压电路52皆无需大电容来取得具有时间比例D信息的泄放信号Vdut，而且图8、图14、图15及图16的时间转电压电路52可以整合至图6的集成电路58中，因此本发明无需增加额外接脚来外接大电容电容来取得具有时间比例D信息的泄放信号Vdut。
图7的高压启动电路54用以执行软启动以使电源电压Vdd上升至一预设值，图7的电压转电流电路56是根据泄放信号Vdut调整泄放电流Idut以防止LED串36因直流切相电压Vin被TRIAC调光器10的维持电流I1影响而发生闪烁。图19显示图7中高压启动电路54及电压转电流电路56的实施例，其中高压启动电路54包括高压晶体管Q2及开关SW3。高压晶体管Q2具有一输入端100、一输出端102及一控制端104，高压晶体管Q2的输入端100接收直流切相电压Vin，高压晶体管Q2在软启动期间提供软启动电流Ist，在正常操作期间提供泄放电流Idut。开关SW3连接在高压晶体管Q2的输出端102及电源电压电容Cvdd之间。参照图6及图19，在软启动期间，开关SW3被导通，高压启动电路54开始工作，高压晶体管Q2提供软启动电流Ist通过接脚BLDS、开关SW3及接脚VDD对电源电压电容Cvdd充电以使电源电压Vdd上升，当电源电压Vdd上升至一预设值时结束软启动，软启动结束后集成电路58开始控制晶体管Q1的切换以点亮LED串36，为了避免电流由电容Cvdd逆流至接脚BLDS，开关SW3在软启动结束时被关闭(off)，进而关闭高压启动电路54。电压转电流电路56包括高压晶体管Q2、泄放电阻RBL、串联的二电阻RBD1及RBD2、运算放大器98、晶体管Q4、二极管Dp1、电阻Rp1、二极管Dp2及电阻Rp2，其中泄放电阻RBL以及串联的二电阻RBD1及RBD2连接高压晶体管Q2的输出端102，运算放大器98连接该串联的二电阻RBD1及RBD2并接收来自时间转电压电路52的泄放信号Vdut，运算放大器98的输出端连接晶体管Q4的控制端。二极管Dp1及电阻Rp1形成一电流路径，而二极管Dp2及电阻Rp2形成另一电流路径，此二电流路径提供电流Iq4。参见图19，在软启动结束后的正常操作期间，电压转电流电路56开始工作，由于电阻RBD1及RBD2的电阻值远大于泄放电阻RBL，因此高压晶体管Q2提供的泄放电流Idut将通过泄放电阻RBL产生电压VBL1，串联的二电阻RBD1及RBD2分压电压VBL1产生电压VBL2，运算放大器98根据电压VBL2与泄放信号Vdut之间的差值控制通过晶体管Q4的电流Iq4，进而控制高压晶体管Q2的控制端104上的电压以调整泄放电流Idut。在图19的实施例中，电压转电流电路56与高压启动电路54共用高压晶体管Q2以及接脚BLDS，因而可以减少接脚数量以及降低成本。
如图20所示，高压启动电路54的开关SW3也可以用二极管Dst取代，其中二极管Dst的阳极连接高压晶体管Q2的输出端，二极管Dst的阴极连接电源电压电容Cvdd，在软启动期间，高压晶体管Q2的输出端的电压与电源电压Vdd之间的差值大于二极管Dst的顺偏电压，故二极管Dst导通以产生软启动电流Ist对电源电压电容Cvdd充电以使电源电压Vdd上升，当高压晶体管Q2的输出端的电压与电源电压Vdd之间的差值小于二极管Dst的顺偏电压时结束软启动，二极管Dst可以防止电流由电容Cvdd逆流至接脚BLDS。
Claims (43)
1.一种LED驱动器的控制电路，其特征在于，所述LED驱动器包含一三端双向硅控调光器、一整流器及一电源电压电容，所述三端双向硅控调光器用以接收一交流电压并输出导通角可调的交流切相电压，所述整流器用以整流交流切相电压产生一直流切相电压，所述电源电压电容用以提供电源电压，所述控制电路包括：
一电压转时间电路，取得所述直流切相电压的导通时间及非导通时间；以及
一时间转电压电路，包含：
一可调整的时脉产生器，提供一时脉；
一第一计数器，连接所述电压转时间电路及所述可调整的时脉产生器，根据所述时脉计数所述直流切相电压的导通时间或非导通时间产生一第一计数值；
一第二计数器，连接所述电压转时间电路及所述可调整的时脉产生器，根据所述时脉计数所述直流切相电压的周期以产生一第二计数值用以调整所述时脉的频率；以及
一数字转模拟电路，连接所述第一计数器，将所述第一计数值转换为一泄放信号以供调整一泄放电流，其中所述泄放电流系用以防止所述直流切相电压被所述三端双向硅控调光器的维持电流影响而导致LED闪烁。
2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述泄放信号的准位与所述直流切相电压相关。
3.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述时脉的频率在所述第二计数值低于一预设值时增加，在所述第二计数值高于所述预设值时减少。
4.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述时间转电压电路更包括：
一数字比较器，连接所述第二计数器，比较所述第二计数值及一预设值；以及
一第三计数器，连接所述数字比较器及所述可调整的时脉产生器，提供一第三计数值至所述可调整的时脉产生器以决定所述时脉的频率，其中在所述第二计数值低于所述预设值时所述第三计数值增加以增加所述时脉的频率，在所述第二计数值高于所述预设值时所述第三计数值减少以减少所述时脉的频率。
5.如权利要求3或4的控制电路，其特征在于，所述预设值与所述第一计数器的位元数长度相关。
6.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述第一计数器为升降式计数器。
7.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括：
一高压晶体管，具有一输入端、一输出端及一控制端，所述高压晶体管的输入端接收所述直流切相电压，且所述高压晶体管提供所述泄放电流；
一泄放电阻，连接所述高压晶体管的输出端，根据所述泄放电流产生一第一电压；
串联的二电阻，连接所述高压晶体管的输出端，分压所述第一电压产生一第二电压；以及
一运算放大器，连接所述串联的二电阻及所述时间转电压电路，根据所述第二电压及所述泄放信号的差值决定所述高压晶体管的控制端的电压以调整所述泄放电流。
8.如权利要求7所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括一开关连接在所述高压晶体管的输出端及所述电源电压电容之间，其中所述开关在软启动期间被导通以使所述电源电压上升。
9.如权利要求7所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括一二极管，其中所述二极管的阳极连接所述高压晶体管的输出端，所述二极管的阴极连接所述电源电压电容，在软启动期间所述二极管导通以使所述电源电压上升。
10.一种LED驱动器的控制方法，其特征在于，所述LED驱动器包含一三端双向硅控调光器、一整流器及一电源电压电容，所述三端双向硅控调光器用以接收一交流电压并输出导通角可调的交流切相电压，所述整流器用以整流交流切相电压产生一直流切相电压，所述电源电压电容用以提供电源电压，所述控制方法包括下列步骤：
根据一时脉计数所述直流切相电压的导通时间或非导通时间产生一第一计数值；
根据所述时脉计数所述直流切相电压的周期以产生一第二计数值用以调整所述时脉的频率；以及
将所述第一计数值转换为一模拟的泄放信号以供调整一泄放电流，其中所述泄放电流系用以防止所述直流切相电压被所述三端双向硅控调光器的维持电流影响而导致LED闪烁。
11.如权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述泄放信号的准位与所述直流切相电压相关。
12.如权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述调整所述时脉的频率的步骤包括：
在所述第二计数值低于一预设值时增加所述时脉的频率；以及
在所述第二计数值高于所述预设值时减少所述时脉的频率。
13.如权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述调整所述时脉的频率的步骤包括：
提供一第三计数值以决定所述时脉的频率；以及
比较所述第二计数值及一预设值，在所述第二计数值低于所述预设值时增加所述第三计数值以增加所述时脉的频率，在所述第二计数值高于所述预设值时减少所述第三计数值以减少所述时脉的频率。
14.如权利要求12或13所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括根据所述第一计数值的位元数长度决定所述预设值。
15.如权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括利用一升降式计数器产生所述第一计数值。
16.如权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法更包括：
通过一高压晶体管提供一泄放电流至一泄放电阻以产生一第一电压，其中所述高压晶体管的输入端接收所述直流切相电压；
分压所述第一电压产生一第二电压；以及
根据所述第二电压及所述泄放信号的差值决定所述高压晶体管的控制端的电压以调节所述泄放电流。
17.如权利要求16所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括在软启动期间将所述高压晶体管的输出端连接至所述电源电压电容，以使所述电源电压上升。
18.一种LED驱动器的控制电路，其特征在于，所述LED驱动器包含一三端双向硅控调光器、一整流器及一电源电压电容，所述三端双向硅控调光器用以接收一交流电压并输出导通角可调的交流切相电压，所述整流器用以整流交流切相电压产生一直流切相电压，所述电源电压电容用以提供电源电压，所述控制电路包括：
一电压转时间电路，接收所述直流切相电压并取得所述直流切相电压的导通时间及非导通时间；以及
一时间转电压电路，包含：
一时脉产生器，提供一时脉；
一第一计数器，连接所述电压转时间电路及所述时脉产生器，根据所述时脉计数所述直流切相电压的导通时间或非导通时间产生一第一计数值；
一第二计数器，连接所述电压转时间电路及所述时脉产生器，根据所述时脉计数所述直流切相电压的周期以产生一第二计数值；
一第一数字转模拟电路，连接所述第一计数器，将所述第一计数值转换为一第一电压；
一第二数字转模拟电路，连接所述第二计数器，将所述第二计数值转换为一第二电压；以及
一除法器，连接所述第一及第二数字转模拟电路，将所述第一电压及所述第二电压相除产生一泄放信号供调整一泄放电流，其中所述泄放电流系用以防止所述直流切相电压被所述三端双向硅控调光器的维持电流影响而导致LED闪烁。
19.如权利要求18所述的控制电路，其特征在于，所述泄放信号的准位与所述直流切相电压相关。
20.如权利要求18所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括：
一高压晶体管，具有一输入端、一输出端及一控制端，所述高压晶体管的输入端接收所述直流切相电压，且所述高压晶体管提供所述泄放电流；
一泄放电阻，连接所述高压晶体管的输出端，根据所述泄放电流产生一第一电压；
串联的二电阻，连接所述高压晶体管的输出端，分压所述第一电压产生一第二电压；以及
一运算放大器，连接所述串联的二电阻及所述时间转电压电路，根据所述第二电压及所述泄放信号的差值决定所述高压晶体管的控制端的电压以调整所述泄放电流。
21.如权利要求20所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括一开关连接在所述高压晶体管的输出端及所述电源电压电容之间，其中所述开关在软启动期间被导通以使所述电源电压上升。
22.如权利要求20所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路更包括一二极管，其中所述二极管的阳极连接所述高压晶体管的输出端，所述二极管的阴极连接所述电源电压电容，在软启动期间所述二极管导通以使所述电源电压上升。
23.一种LED驱动器的控制方法，其特征在于，所述LED驱动器包含一三端双向硅控调光器、一整流器及一电源电压电容，所述三端双向硅控调光器用以接收一交流电压并输出导通角可调的交流切相电压，所述整流器用以整流交流切相电压产生一直流切相电压，所述电源电压电容用以提供电源电压，所述控制方法包括下列步骤：
根据一时脉计数所述直流切相电压的导通时间或非导通时间产生一第一计数值；
根据所述时脉计数所述直流切相电压的周期以产生一第二计数值；
将所述第一计数值转换为一模拟的第一电压；
将所述第二计数值转换为一模拟的第二电压；以及
将所述第一电压及所述第二电压相除产生一泄放信号供调整一泄放电流，其中所述泄放电流系用以防止所述直流切相电压被所述三端双向硅控调光器的维持电流影响而导致LED闪烁。
24.如权利要求23所述的控制方法，其特征在于，所述泄放信号的准位与所述直流切相电压相关。
25.如权利要求23所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
通过一高压晶体管提供一泄放电流至一泄放电阻以产生一第一电压，其中所述高压晶体管的输入端接收所述直流切相电压；
分压所述第一电压产生一第二电压；以及
根据所述第二电压及所述泄放信号的差值决定所述高压晶体管的控制端的电压以调节所述泄放电流。
26.如权利要求25所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括在软启动期间将所述高压晶体管的输出端连接至所述电源电压电容，以使所述电源电压上升。
27.一种LED驱动器的控制电路，其特征在于，所述LED驱动器包含一三端双向硅控调光器、一整流器及一电源电压电容，所述三端双向硅控调光器用以接收一交流电压并输出导通角可调的交流切相电压，所述整流器用以整流交流切相电压产生一直流切相电压，所述电源电压电容用以提供电源电压，所述控制电路包括：
一电压转时间电路，取得所述直流切相电压的导通时间及非导通时间；以及
一时间转电压电路，包含：
一可调整的时脉产生器，提供一时脉；
一两相位输出计数器，连接所述电压转时间电路及所述可调整的时脉产生器，根据所述时脉计数所述直流切相电压的导通时间或非导通时间产生一第一计数值以及根据所述时脉计数所述直流切相电压的周期以产生一第二计数值用以调整所述时脉的频率；以及
一数字转模拟电路，连接所述第一计数器，将所述第一计数值转换为一泄放信号以供调整一泄放电流，其中所述泄放电流系用以防止所述直流切相电压被所述三端双向硅控调光器的维持电流影响而导致LED闪烁；
其中，所述两相位输出计数器在计数所述直流切相电压的导通时间或非导通时间的期间停止计数所述直流切相电压的周期，在计数所述直流切相电压的周期的期间停止计数所述直流切相电压的导通时间或非导通时间。
28.如权利要求27所述的控制电路，其特征在于，所述泄放信号的准位与所述直流切相电压相关。
29.如权利要求27所述的控制电路，其特征在于，所述时脉的频率在所述第二计数值低于一预设值时增加，在所述第二计数值高于所述预设值时减少。
30.如权利要求27所述的控制电路，其特征在于，所述时间转电压电路还包括：
一数字比较器，连接所述两相位输出计数器，比较所述第二计数值及一预设值；以及
一频率控制计数器，连接所述数字比较器及所述可调整的时脉产生器，提供一第三计数值至所述可调整的时脉产生器以决定所述时脉的频率，其中在所述第二计数值低于所述预设值时所述第三计数值增加以增加所述时脉的频率，在所述第二计数值高于所述预设值时所述第三计数值减少以减少所述时脉的频率。
31.如权利要求29或30所述的控制电路，其特征在于，所述预设值与所述两相位输出计数器的位元数长度相关。
32.如权利要求27所述的控制电路，其特征在于，所述两相位输出计数器包括：
一时间长度计数器，在一选择信号的第一相位期间根据所述时脉计数所述直流切相电压的周期以产生所述第二计数值，以及在所述选择信号的第二相位期间根据所述时脉计数所述直流切相电压的导通时间或非导通时间以产生所述第一计数值，其中所述选择信号的所述第一相位及所述第二相位在所述直流切相电压的周期结束或开始时切换；
一第一闩锁电路，连接所述时间长度计数器，用以储存所述第一计数值；以及一第二闩锁电路，连接所述时间长度计数器，用以储存所述第二计数值。
33.如权利要求27所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括：
一高压晶体管，具有一输入端、一输出端及一控制端，所述高压晶体管的输入端接收所述直流切相电压，且所述高压晶体管提供所述泄放电流；
一泄放电阻，连接所述高压晶体管的输出端，根据所述泄放电流产生一第一电压；
串联的二电阻，连接所述高压晶体管的输出端，分压所述第一电压产生一第二电压；以及
一运算放大器，连接所述串联的二电阻及所述时间转电压电路，根据所述第二电压及所述泄放信号的差值决定所述高压晶体管的控制端的电压以调整所述泄放电流。
34.如权利要求33所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括一开关连接在所述高压晶体管的输出端及所述电源电压电容之间，其中所述开关在软启动期间被导通以使所述电源电压上升。
35.如权利要求33所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括一二极管，其中所述二极管的阳极连接所述高压晶体管的输出端，所述二极管的阴极连接所述电源电压电容，在软启动期间所述二极管导通以使所述电源电压上升。
36.一种LED驱动器的控制方法，其特征在于，所述LED驱动器包含一三端双向硅控调光器、一整流器及一电源电压电容，所述三端双向硅控调光器用以接收一交流电压并输出导通角可调的交流切相电压，所述整流器用以整流交流切相电压产生一直流切相电压，所述电源电压电容用以提供电源电压，所述控制方法包括下列步骤：
A.根据一时脉计数所述直流切相电压的导通时间或非导通时间产生一第一计数值，以及根据所述时脉计数所述直流切相电压的周期以产生一第二计数值用以调整所述时脉的频率，其中在计数所述直流切相电压的导通时间或非导通时间的期间停止计数所述直流切相电压的周期，在计数所述直流切相电压的周期的期间停止计数所述直流切相电压的导通时间或非导通时间；以及
B.将所述第一计数值转换为一模拟的泄放信号以供调整一泄放电流，其中所述泄放电流系用以防止所述直流切相电压被所述三端双向硅控调光器的维持电流影响而导致LED闪烁。
37.如权利要求36所述的控制方法，其特征在于，所述泄放信号的准位与所述直流切相电压相关。
38.如权利要求36所述的控制方法，其特征在于，所述调整所述时脉的频率的步骤包括：
在所述第二计数值低于一预设值时增加所述时脉的频率；以及
在所述第二计数值高于所述预设值时减少所述时脉的频率。
39.如权利要求36所述的控制方法，其特征在于，所述调整所述时脉的频率的步骤包括：
提供一第三计数值以决定所述时脉的频率；以及
比较所述第二计数值及一预设值，在所述第二计数值低于所述预设值时增加所述第三计数值以增加所述时脉的频率，在所述第二计数值高于所述预设值时减少所述第三计数值以减少所述时脉的频率。
40.如权利要求38或39所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括根据所述第一计数值的位元数长度决定所述预设值。
41.如权利要求36所述的控制方法，其特征在于，所述步骤A包括：
提供一具有一第一相位及一第二相位的选择信号，其中所述第一相位及所述第二相位在所述直流切相电压的周期结束或开始时切换；
在所述第一相位期间根据所述时脉计数所述直流切相电压的周期以产生所述第二计数值，并储存所述第二计数值；以及
在所述第二相位期间根据所述时脉计数所述直流切相电压的导通时间或非导通时间以产生所述第一计数值，并储存所述第一计数值。
42.如权利要求36所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
通过一高压晶体管提供一泄放电流至一泄放电阻以产生一第一电压，其中所述高压晶体管的输入端接收所述直流切相电压；
分压所述第一电压产生一第二电压；以及
根据所述第二电压及所述泄放信号的差值决定所述高压晶体管的控制端的电压以调节所述泄放电流。
43.如权利要求42所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括在软启动期间将所述高压晶体管的输出端连接至所述电源电压电容，以使所述电源电压上升。
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