CN106817801B - 交流发光二极管照明系统、发光二极管控制器及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种交流发光二极管照明系统、控制器及控制方法，可有效地提供用以供电给集成电路的工作电压。发光二极管串具有多个发光二极管，上述多个发光二极管分成多个串联的发光二极管组。发光二极管控制器具有多个隧道节点以及一输出端。多个隧道节点分别耦接于上述多个发光二极管组的阴极，而上述的输出端耦接于电容以提供工作电压。发光二极管控制器接收从选择的隧道节点排出的一隧道电流，且将隧道电流调节至对应于上述选择的隧道节点的隧道目标值，并提供隧道电流的一部分作为充电电流，以供电并调节工作电压。

Description

交流发光二极管照明系统、发光二极管控制器及控制方法

技术领域

本发明涉及一种发光二极管(Light-Emitting Diode；LED)照明系统，特别是涉及一种由交流电所驱动的发光二极管照明系统及控制方法，以有效地提供工作电压(operating voltage)。

背景技术

发光二极管(Light-Emitting Diode；LED)正以非常快的速度被使用于一般的照明用途上。在一使用案例中，包括有多个发光二极管的集合是由交流电源所供电，而「交流发光二极管」一词有时即是用来说明这样的电路。对交流发光二极管照明系统而言，所被关心的部分包括了其制造成本、电路转换效率、功率因数(power factor)、频闪(flicker)及使用寿命…等。

请参考图1，图1绘示了一种现有的交流发光二极管照明系统100。交流发光二极管照明系统100采用了全波整流器(full-wave rectifier)18，用以对交流电压V_AC进行整波，并用以在输入电力线IN提供整流的输入电压V_IN，并在接地线GND提供一接地电压，其中上述的接地电压在此系统中被认为是零伏特。成串的多个发光二极管被区分为多个发光二极管组20₁、20₂、20₃及20₄，而发光二极管组20₁、20₂、20₃及20₄的每一发光二极管组具有一个或多个发光二极管。集成电路102作为一个发光二极管控制器，此发光二极管控制器包括接脚或隧道接点PIN₁、PIN₂、PIN₃及PIN₄分别耦接于发光二极管组20₁、20₂、20₃及20₄的阴极。在集成电路102内还包括隧道切换开关SG₁、SG₂、SG₃与SG₄以及电流控制器103。当在输入电力线IN上的输入电压V_IN提升时，电流控制器103可调节隧道切换开关SG₁、SG₂、SG₃与SG₄的导电率(conductivity)，以使更多的发光二极管组加入以进行发光。集成电路102的操作可在美国第7,708,172号专利中看到例证，在此即不再赘述。

在图1中包括有低压差线性稳压器(low dropout linear regulator；LDO)112，用以从输入电源线IN提供电流，以对电容C_OUT进行充电，故工作电压V_CC被提供于电源线VCC，而用以供电给集成电路102或其他集成电路(如：微控制器单元)。然而，当提供于电源线VCC的工作电压V_CC供电给集成电路102或其他的集成电路(如：微控制器单元)时，低压差线性稳压器112本身将会消耗能量。由于低压差线性稳压器112的跨压将会高达数百伏特，故低压差线性稳压器112会消耗大量的能量。

发明内容

本发明一实施例提供一种发光二极管控制器，用以驱动发光二极管串。发光二极管串具有多个串联的发光二极管，并具有多个阳极以及多个阴极。其中在上述多个阳极中的一个最上游的阳极耦接于输入电源线。上述的发光二极管控制器包括第一发光二极管驱动器以及电流控制器。第一发光二极管驱动器耦接上述多个阴极中的第一阴极，用以接收从第一阴极排出的第一隧道电流，并从第一隧道电流提供第一充电电流而对电容充电，进而通过工作电压供电于工作电压电力线。电流控制器用以控制第一发光二极管驱动器。其中电流控制器控制第一发光二极管驱动器，以将第一隧道电流调节至第一隧道目标值。其中，发光二极管控制器包括低压差线性稳压器，用以调节工作电压，并控制第一充电电流使第一充电电流不超过第一隧道目标值。

本发明另一实施例提供一种控制方法，用以控制具有多个发光二极管的发光二极管串。其中上述多个发光二极管串联在一起，而具有多个阳极及多个阴极，且上述多个阳极中的一个最上游的阳极耦接于输入电源线。上述控制方法包括：排出第一隧道电流，而第一隧道电流是来自上述多个阴极当中的第一阴极；从第一隧道电流当中提供第一充电电流，以对电容充电，进而通过工作电压供电于工作电压电力线；此控制方法也将调节上述的工作电压，并控制第一充电电流，使第一充电电流不会超过第一隧道目标值；以及将第一隧道电流调节至第一隧道目标值。

本发明另一实施例提供一种发光二极管照明系统。发光二极管照明系统包括发光二极管串、发光二极管控制器以及电容。发光二极管串具有多个发光二极管。上述多个发光二极管被分为多个串联的发光二极管组，而每一个发光二极管组具有阴极以及阳极。发光二极管控制器包括多个隧道节点以及输出节点。上述多个隧道节点分别耦接于上述多个发光二极管组的多个阴极。其中发光二极管控制器接收从上述多个隧道节点当中的一个被选择的隧道节点排出的隧道电流。电容耦接于输出节点，用以提供工作电压，以供电给多个集成电路。其中发光二极管控制器能够将上述隧道电流调节至隧道目标值，而隧道目标值对应于上述被选择的隧道节点。此外，发光二极管控制器还能够提供隧道电流的一部分作为充电电流，以供电并调节工作电压。

附图说明

图1绘示了现有的一种交流发光二极管照明系统。

图2绘示了本发明一实施例的交流发光二极管照明系统。

图3绘示了与图2中的电流控制器相关的一种发光二极管驱动器。

图4绘示了与图2中的电流控制器相关的另一种发光二极管驱动器。

图5绘示了本发明另一实施例的交流发光二极管照明系统。

图6绘示了与图5中的电流控制器相关的发光二极管驱动器及低压差线性稳

压器。

其中，附图标记说明如下：

18 全波整流器

20₁、20₂、20₃、20₄ 发光二极管组

100 交流发光二极管照明系统

102 集成电路

103 电流控制器

112 低压差线性稳压器

200 交流发光二极管照明系统

201 低压差线性稳压器

202 集成电路

203 电流控制器

300 交流发光二极管照明系统

302 集成电路

303 电流控制器

C_OUT 电容

D_LDO 二极管

EA0 误差放大器

EA_LDO 误差放大器

EA_LMT 误差放大器

EA₁、EA₂、EA₃、EA₄ 误差放大器

EA_n 误差放大器

EA_x 误差放大器

GND 接地线

I_Cn 驱动电流

I_Cx 驱动电流

I_{COM_L0} 目标信号

I_{COM_L1} 目标信号

I_{COM_L2}、I_{COM_L3}、I_{COM_L4} 目标信号

I_{COM_Ln} 目标信号

I_{COM_Lx} 目标信号

I_{COM_C1}、I_{COM_C2}、I_{COM_C3}、I_{COM_C4} 目标信号

I_{COM_Cn} 目标信号

I_{COM_Cx} 目标信号

I_LED1、I_LED2、I_LED3、I_LED4 发光二极管电流

I_L0 充电电流

I_Ln 充电电流

I_Lx 充电电流

I_PIN1、I_PIN2、I_PIN3、I_PIN4 隧道电流

I_PINn 隧道电流

I_PINx 隧道电流

I_{SEN_L0} 电流感测信号

I_{SEN_L1}、I_{SEN_L2}、I_{SEN_L3}、I_{SEN_L4} 电流感测信号

I_{SEN_Ln} 电流感测信号

I_{SEN_Lx} 电流感测信号

I_{SEN_C1}、I_{SEN_C2}、I_{SEN_C3}、I_{SEN_C4} 电流感测信号

I_{SEN_Cn} 电流感测信号

I_{SEN_Cx} 电流感测信号

IN 输入电力线

LD₁、LD₂、LD₃、LD₄ 发光二极管驱动器

LD_n 发光二极管驱动器

LD_x 发光二极管驱动器

LD_X1、LD_X2、LD_X3、LD_X4 发光二极管驱动器

LD_Xn 发光二极管驱动器

LG_n 电流调节器

LG_Xn 电流调节器

LR_n 低压差线性稳压器

LR_x 低压差线性稳压器

LR₀ 低压差线性稳压器

OUT 节点

PIN₁、PIN₂、PIN₃、PIN₄、PIN_n、PIN_x 接脚、接点、隧道节点

SG₁、SG₂、SG₃、SG₄、 隧道切换开关

SW₁ 开关

SW_Cn 隧道开关

SW_C1、SW_C2、SW_C3、SW_C4 隧道开关

SW_Cx 隧道开关

SW_LDO 低压差线性稳压器开关

SW_L1、SW_L2、SW_L3、SW_L4 选择开关

SW_Ln 选择开关

VCC 电源线

V_AC 交流电压

V_CC 工作电压

V_FB 回馈电压

V_IN 输入电压

V_L1～V_L4 控制信号

V_Ln 控制信号

V_REF 参考电压

V_REF0 参考电压

具体实施方式

以下所公开本发明的各实施例是充分地公开，而足使熟习本发明所属技术领域的技术人员得以实施本发明。对于本发明所公开的各实施例所做的各种简单组合与变化，仍应视为本发明的实施例。

在以下说明书中，将会公开本发明多个实施例的特例。然而，该些特例并非实施本发明的唯一方式，为了使本发明的说明书以简洁易懂的方式记载，部分熟习本发明所属技术领域的技术人员得以简单转用而产生的实施例将不重复赘述。

请参考图2，图2绘示了本发明一实施例的交流发光二极管照明系统200。交流发光二极管照明系统200具有全波整流器18，用以对正旋的交流电压V_AC进行整波，并用以在输入电力线IN提供整流的输入电压V_IN以及在接地线GND提供接地电压。发光二极管组20₁、20₂、20₃及20₄一同组成串联于输入电力线IN与接地线GND之间的一发光二极管串。图2示范性地绘示了一个具有四个发光二极管组的发光二极管串，而在本发明其他实施例中，可由较多或较少数目的发光二极管组来组成一个发光二极管串。图2中的发光二极管串可被认为具有一个最上游的阳极耦接于输入电源线IN，并具有一个最下游的阴极耦接于隧道节点PIN₄。在本发明部分的实施例中，每一发光二极管组可仅包括一个发光二极管；而在本发明部分的实施例中，每一发光二极管组依据其应用而可包括多个串联或并联的发光二极管。发光二极管组20₁是图2中最上游的一个发光二极管组，其阳极连接于整流输入电压V_IN(即发光二极管串中的最高电压)。类似地，发光二极管组20₄是图2中最下游的一个发光二极管组。下游的发光二极管组使用其阳极连接于一个上游的发光二极管的阴极。发光二极管电流I_LED1至I_LED4用以表示分别流经发光二极管组20₁至20₄的电流。

低压差线性稳压器(low dropout linear regulator；LDO)201从输入电源线IN将电流直接地排出至充电电容C_OUT，故工作电压V_CC提供于电源线VCC以供电给集成电路202或其他的集成电路(例如微控制单元)。通过下面的说明，将可明白低压差线性稳压器201只有当启动时或工作电压V_CC非常低时才会对电容C_OUT充电。因低压差线性稳压器201在大部分的时间并不会提供电流，故其所消耗的能量将会非常的少或是可忽略。

集成电路202作为一个发光二极管控制器，并具有发光二极管驱动器LD₁、LD₂、LD₃和LD₄以及电流控制器203。发光二极管驱动器LD₁、LD₂、LD₃和LD₄之间具有上游及下游的关系。举例来说，就发光二极管驱动器LD₃来看，发光二极管驱动器LD₂是一个相对上游的发光二极管驱动器；而就发光二极管驱动器LD₁来看，发光二极管驱动器LD₂则是一个相对下游的发光二极管驱动器。隧道电流I_PIN1至I_PIN4用以表示分别透过隧道节点PIN₁至PIN₄而流进集成电路202的电流。发光二极管驱动器LD₁、LD₂、LD₃及LD₄当中的每一个发光二极管驱动器具有节点OUT，而每个节点OUT都与电源线VCC相互连接。因发光二极管驱动器LD₁、LD₂、LD₃及LD₄彼此之间非常地相似甚至是相同，故以下将针对其中一个发光二极管驱动器详加说明，而其他发光二极管驱动器的操作方式则可据以类推。

举例来说，隧道电流I_PIN1流进发光二极管驱动器LD₁，并分成充电电流及驱动电流。充电电流流到发光二极管驱动器LD₁的输出节点OUT而对电容C_OUT充电，而驱动电流则由其他路径流到接地线GND。在本发明一实施例中，发光二极管驱动器LD₁具有低压差线性稳压器，其使用充电电流来供电并调节工作电压V_CC，而隧道电流I_PIN1被调节至隧道电流目标值。另外，图2中还绘示了误差放大器EA0、目标信号I_{COM_L1}至I_{COM_L4}、目标信号I_{COM_C1}至I_{COM_C4}、电流侦测信号I_{SEN_L1}至I_{SEN_L4}、电流侦测信号I_{SEN_C1}至I_{SEN_C4}以及参考电压V_REF0。

请参考图3，图3绘示了与图2中的电流控制器203相关的一种发光二极管驱动器LD_n，其中n可以是1、2、3或4，以表示发光二极管驱动器LD_n可以是图2中的发光二极管驱动器LD₁、LD₂、LD₃及LD₄当中的任一个发光二极管驱动器。电流控制器203提供目标信号I_{COM_Ln}及I_{COM_Cn}到发光二极管驱动器LD_n，并从发光二极管驱动器LD_n接收电流感测信号I_{SEN_Ln}及I_{SEN_Cn}。发光二极管驱动器LD_n接收隧道电流I_PINn，并尝试将其调节至由目标信号I_{COM_Ln}所表示的隧道电流目标值。

发光二极管驱动器LD_n包括电流调节器LG_n以及低压差线性稳压器LR_n，用以分别提供驱动电流I_Cn及充电电流I_Ln，而驱动电流I_Cn及充电电流I_Ln皆源自于隧道电流I_PINn。由图3及图2可推导而得知，低压差线性稳压器LR_n透过回馈电压V_FB监控工作电压V_CC，以控制低压差线性稳压器开关SW_LDO。低压差线性稳压器开关SW_LDO与二极管D_LDO串联于节点PIN_n及电容C_OUT之间。倘若工作电压V_CC低于由参考电压V_REF所表示的工作电压目标值，误差放大器EA_LDO会将低压差线性稳压器开关SW_LDO开启，以尽可能地提供充电电流I_Ln，故充电电流I_Ln会对电容C_OUT充电并提升工作电压V_CC。然而，充电电流I_Ln的大小是受到限制的。因为当感测信号I_{SEN_Ln}超过目标信号I_{COM_Ln}时，开关SW₁降低了低压差线性稳压器开关SW_LDO的导电率，故误差放大器EA_LMT会通过电流感测信号I_{SEN_Ln}感测充电电流I_Ln，并使充电电流I_Ln不会超过由目标信号I_{COM_Ln}所表示的隧道电流目标值。

在本说明书中的每一个开关可通过一个晶体管(例如：双载子接面晶体管(Bipolar Junction Transistor；BJT)、金属氧化半导体(Metal Oxide Semiconductor；MOS)晶体管或接面场效晶体管(junction field effect transistor；JFET))来予以实现。

电流调节器LG_n具有隧道开关SW_Cn以及误差放大器EA_n。由图3及图2可推导得知，电流调节器LG_n用以将驱动电流I_Cn调节至由目标信号I_{COM_Cn}所表示的驱动电流目标值。

感测信号I_{SEN_Ln}及I_{SEN_Cn}是通过分别感测上述的充电电流I_Ln及驱动电流I_Cn而产生的，而感测信号I_{SEN_Ln}及I_{SEN_Cn}并不限定必须在图3所界定的位置产生。举例来说，由于感测信号I_{SEN_Ln}是用来表示充电电流I_Ln的大小，因此感测信号I_{SEN_Ln}可通过感测低压差线性稳压器开关SW_LDO与二极管D_LDO之间的隧道的某处而产生。

电流控制器203控制并提供目标信号I_{COM_Ln}及I_{COM_Cn}，而其如何决定目标信号I_{COM_Ln}将于后面说明中详述。目标信号I_{COM_Cn}通过电流感测信号I_{SEN_Ln}以及隧道目标值决定。驱动电流目标值由目标信号I_{COM_Cn}表示，其等于隧道目标值减去充电电流I_Ln。因隧道电流I_PINn等于充电电流I_Ln与驱动电流I_Cn的总和，且驱动电流I_Cn被调整至隧道目标值减去充电电流I_Ln，隧道电流I_PINn约被调整至隧道目标值，而隧道目标值由目标信号I_{COM_Ln}所表示。

换句话说，隧道电流I_PINn可被调整至隧道目标值，且同时隧道电流I_PINn的一部分可被导向而成为充电电流I_Ln，以对电容C_OUT充电并调节工作电压V_CC。

电流控制器203传送目标信号I_{COM_Ln}来开启或关闭发光二极管驱动器LD_n。举例来说，倘若由目标信号I_{COM_Ln}所表示的隧道目标值为零安培，因隧道电流I_PINn将为零安培，故发光二极管驱动器LD_n被关闭。而倘若隧道目标值为50毫安(mA)，发光二极管驱动器LD_n被开启，且隧道电流I_PINn将试着被调节至50毫安。然而隧道电流是否可被调节至隧道目标值，则完全是取决于发光二极管驱动器连接的隧道节点上的电压是否足够高到可以让隧道电流被调节至隧道目标值。

只有当电流控制器203将发光二极管驱动器LD_n开启，低压差线性稳压器LR_N才可能将工作电压V_CC调节至目标电压，当发光二极管驱动器LD_n被关闭时，低压差线性稳压器LR_N将无法被使用来调节工作电压V_CC，因其充电电流I_Ln将为零安培，使其无法对电容C_OUT充电并调节工作电压V_CC。

电流控制器203将依据发光二极管驱动器LD_n的电流感测信号以及邻近位于下游的发光二极管驱动器LD_n+1的电流感测信号，决定隧道目标值。一个初始条件是假设电流控制器203开启了发光二极管驱动器LD_n并开启相对于发光二极管驱动器LD_n下游的全部发光二极管驱动器(如发光二极管驱动器LD_n+1、LD_n+2等)，但关闭相对于发光二极管驱动器LD_n上游的全部发光二极管驱动器(如发光二极管驱动器LD_n-1、LD_n-2等)，且隧道目标值为50毫安。同时，因发光二极管驱动器LD_n为所有被开启的发光二极管驱动器当中最上游的发光二极管驱动器，故发光二极管组20₁至20_n被一同驱动而发光。

在一种情况中，隧道电流I_PINn被发现不足以被调节，或是低于50毫安，而这暗示了输入电压V_IN对发光二极管驱动器LD_n来说太低以致无法将隧道电流I_PINn调节至50毫安的大小。基于此发现，电流控制器203则进一步地开启发光二极管驱动器LD_n-1，而发光二极管驱动器LD_n-1本身将只需较低输入电压V_IN即可来调节隧道电流。因此，发光二极管驱动器LD_n-1此时则变成最上游被开启的发光二极管驱动器，且发光二极管组20_n停止发光，但发光二极管组20₁至20_n-1则继续发光。

在另一种情况中，隧道电流I_PINn被好好地调整至50毫安的隧道目标值，且邻近的位于下游的隧道电流I_PINn+1开始从零安培增加，而这暗示了此时的输入电压V_IN对下游的发光二极管驱动器LD_n+1来说变得够高，以致发光二极管驱动器LD_n+1可以对下游隧道电流I_PINn+1进行调节。因此，电流控制器203之后会关闭发光二极管驱动器LD_n(通过将隧道目标值设为零安培)，并使下游的发光二极管驱动器LD_n+1持续地开启。所以，发光二极管组20_n+1会加入发光二极管组20₁至20_n的发光行列中，而一同发光。

请参考图4，图4绘示了与图2中的电流控制器203相关的另一种发光二极管驱动器LD_x，其中x可以是1、2、3或4，以表示发光二极管驱动器LD_x可以是图2中的发光二极管驱动器LD₁、LD₂、LD₃及LD₄当中的任一个发光二极管驱动器。不同于图3中隧道节点PIN_n为连接于低压差线性稳压器开关SW_LDO及隧道开关SW_Cn的一个共同节点，图4具有串联于隧道节点PIN_x与接地线GND之间的低压差线性稳压器开关SW_LDO以及隧道开关SW_Cx。图4中的发光二极管驱动器LD_x的操作方式可通过上述对图3中的发光二极管驱动器LD_n的说明而获得理解，故在此即不再赘述。其中，图4绘示了误差放大器EA_x、驱动电流I_Cx、目标信号I_{COM_Lx}、目标信号I_{COM_Cx}、充电电流I_Lx、隧道电流I_PINx、电流感测信号I_{SEN_Lx}、电流感测信号I_{SEN_Cx}及低压差线性稳压器LR_x。

请参考图2，并同时参照图3或图4。在本发明一实施例中，低压差线性稳压器201用以将工作电压V_CC调节至一目标电压(举例来说为4.5伏特)，且发光二极管驱动器LD₁至LD₄内所有的低压差线性稳压器都用以将工作电压V_CC调节至另一目标电压(举例来说为5伏特)。在工作电压V_CC低于4.5伏特的起始程序中，低压差线性稳压器201及LR₁至LR₄将全部一起工作以提升工作电压V_CC。当工作电压V_CC超过4.5V时，低压差线性稳压器201停止对电容C_OUT充电，但低压差线性稳压器LR₁至LR₄当中至少有一个低压差线性稳压器会继续地将工作电压V_CC调节至5伏特。在一般操作过程中，工作电压V_CC维持在5伏特，并由所有被开启的发光二极管驱动器当中最上游的发光二极管驱动器的低压差线性稳压器所供电。举例来说，倘若发光二极管驱动器LD₃与LD₄被开启，而发光二极管驱动器LD₁与LD₂被关闭，则发光二极管驱动器LD₃中的低压差线性稳压器LR₃本质上会将工作电压V_CC调节至5伏特，此时低压差线性稳压器LR₁与LR₂被关闭并且低压差线性稳压器LR₄将因隧道节点PIN₄电压过低而几乎不提供任何的充电电流。因被开启的发光二极管驱动器LD₁至LD₄中的一个低压差线性稳压器可通过一个对应的隧道节点所提供的充电电流供应能量给工作电压V_CC，而其中上述对应的隧道节点的电压将会低于输入电压V_IN至少数个伏特，故相较于其效率受到输入电压V_IN与工作电压V_CC之间高电压差而拖累的低压差线性稳压器201，在本发明一发光二极管驱动器中的低压差线性稳压器可运作得更为有效率。

图3及图4中的每一个发光二极管驱动器LD_n及LD_x具有一个低压差线性稳压器，但本发明并不以此为限。在本发明部分实施例中，一个发光二极管驱动器可能不包括任何的低压差线性稳压器。请参考图5，图5绘示了本发明另一实施例的交流发光二极管照明系统300。其中，一个集成电路302作为发光二极管控制器，并具有发光二极管驱动器LD_X1、LD_X2、LD_X3与LD_X4、低压差线性稳压器LR₀以及电流控制器303。值得注意的是，图5中的每一个发光二极管驱动器LD_X1、LD_X2、LD_X3及LD_X4都不具有低压差线性稳压器。此外，图5还绘示了误差放大器EA₁至EA₄、隧道开关SW_C1至SW_C4、选择开关SW_L1至SW_L4、控制信号V_L1至V_L4及参考电压V_REF0。

请参考图6，图6绘示了与图5中的电流控制器303相关的发光二极管驱动器LD_Xn及低压差线性稳压器LR₀。其中，发光二极管驱动器LD_Xn可以具体化图5中的发光二极管驱动器LD_X1、LD_X2、LD_X3及LD_X4的任何一个发光二极管驱动器。电流控制器303传送目标信号I_{COM_L0}至低压差线性稳压器LR₀，并从低压差线性稳压器LR₀接收电流感测信号I_{SEN_L0}。电流控制器303还传送控制信号V_Ln以及目标信号I_{COM_Cn}至发光二极管驱动器LD_Xn，并从发光二极管驱动器LD_Xn接收电流感测信号I_{SEN_Cn}。

通过关闭选择开关SW_Ln并通过设定目标信号I_{COM_Cn}使其表示为零安培，发光二极管驱动器LD_Xn会被关闭。而通过控制信号V_Ln而开启选择开关SW_Ln，发光二极管驱动器LD_Xn会被开启。至于目标信号I_{COM_Cn}，倘若发光二极管驱动器LD_Xn为所有被开启的发光二极管驱动器当中最游的发光二极管驱动器，则目标信号I_{COM_L0}被设定以代表隧道目标值(举例来说为50毫安陪)，且目标信号I_{COM_Cn}被设定以代表隧道目标值减去电流感测信号I_{SEN_L0}，以将隧道电流I_PINn调节至隧道目标值。倘若发光二极管驱动器LD_Xn被开启但不是最上游被开启的光二极管驱动器，则目标信号I_{COM_Cn}举例来说可被设定以代表10毫安，故电流控制器303可接收电流感测信号I_{SEN_Cn}，以判断输入电压是否够高而足以驱动另外一个发光二极管组。此外，图6还绘示了电流调节器LG_Xn。

请参考图5并同时参考图6。类似于图2中的电流控制器203，倘若输入电压V_IN下降，且最上游被开启的发光二极管驱动器的隧道电流减少，则电流控制器303将会开启一个邻近的上游的发光二极管驱动器。类似地，倘若邻近且下游的发光二极管驱动器的隧道电流增加至一特定水平，则电流控制器303将会把最上游被开启的发光二极管驱动器关闭，并使上述的邻近的下游的发光二极管驱动器接管。

类似于图2，图5的交流发光二极管照明系统300于产生工作电压V_CC时将有较佳的转换效率。通过集成电路302内部的低压差线性稳压器LR₀，工作电压V_CC被调节至5伏特，而低压差线性稳压器201一般并不供电给工作电压V_CC，故可避免大量的能量消耗。低压差线性稳压器LR₀所提供用以调节工作电压V_CC的充电电流是从所有被开启的发光二极管驱动器当中最上游的发光二极管驱动器流出，而其被有效率地用以驱动至少一个发光二极管组。

请注意，将本发明上述所公开的各实施例加以进行简单组合与变化(例如数量上的变化)所衍生的各种实施例，仍应视为本发明的实施例。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种发光二极管控制器，用以驱动发光二极管串，其特征在于，该发光二极管串具有多个串联的发光二极管，并具有多个阳极以及多个阴极，其中在上述多个阳极中的一个最上游的阳极耦接于一输入电源线，该发光二极管控制器包括：

第一发光二极管驱动器，耦接上述多个阴极中的一第一阴极，用以接收从该第一阴极排出的一第一隧道电流，并从该第一隧道电流提供一第一充电电流而对一电容充电，进而通过一工作电压供电于一工作电压电力线；以及

电流控制器，用以控制该第一发光二极管驱动器；

其中该电流控制器控制该第一发光二极管驱动器，以将该第一隧道电流调节至一第一隧道目标值；以及

其中该发光二极管控制器包括一低压差线性稳压器，用以监控该工作电压，以控制该第一充电电流并使该第一充电电流不超过第一隧道目标值。

2.如权利要求1所述的发光二极管控制器，其特征在于，该第一发光二极管驱动器包括该低压差线性稳压器，该电流控制器提供一第一目标信号至该低压差线性稳压器，而该第一目标信号对应于该第一隧道目标值。

3.如权利要求2所述的发光二极管控制器，其特征在于，该低压差线性稳压器包括低压差线性稳压器开关及二极管，该低压差线性稳压器开关与该二极管串联于该第一阴极与该电容之间，且该第一发光二极管驱动器还包括一第一隧道开关，用以导引及调节来自该第一隧道电流的一第一驱动电流。

4.如权利要求3所述的发光二极管控制器，其特征在于，该低压差线性稳压器开关用以调节该第一充电电流，而该第一阴极为一共同节点且连接于该低压差线性稳压器开关及该第一隧道开关。

5.如权利要求3所述的发光二极管控制器，其特征在于，该低压差线性稳压器开关与该第一隧道开关串联于该第一阴极及一接地线之间，而该低压差线性稳压器开关用以调节该第一隧道电流。

6.如权利要求3所述的发光二极管控制器，其特征在于，该第一发光二极管驱动器包括第一电流调节器，该第一电流调节器具有该第一隧道开关，而该电流控制器提供一第二目标信号给该第一电流调节器，而该第二目标信号对应于该第一隧道目标值减去该第一充电电流。

7.如权利要求1所述的发光二极管控制器，其特征在于，所述的发光二极管控制器包括：

多个发光二极管驱动器，其中该第一发光二极管驱动器是该些发光二极管驱动器中的一个发光二极管驱动器，而该些发光二极管驱动器中的每一发光二极管驱动器耦接于一个对应的阴极，用以接收从该对应的阴极排出的一对应的隧道电流，并提供一对应的充电电流以对该电容充电，进而通过该工作电压供电于该工作电压电力线；

其中该电流控制器控制该些发光二极管驱动器；

其中从该对应的阴极排出的该对应的隧道电流分成该对应的充电电流及一对应的驱动电流，而所述的每一发光二极管驱动器所提供的该对应的充电电流被感测，以控制该对应的驱动电流，进而使从该对应的阴极排出的该对应的隧道电流为一对应的隧道目标值。

8.如权利要求7所述的发光二极管控制器，其特征在于，所述的每一发光二极管驱动器包括低压差线性稳压器，用以监控该工作电压，以控制所述的每一发光二极管驱动器所提供的该对应的充电电流，并使所述的每一发光二极管驱动器所提供的该充电电流不会超过所述的每一发光二极管驱动器的该对应的隧道目标值。

9.如权利要求7所述的发光二极管控制器，其特征在于，所述的发光二极管控制器还包括低压差线性稳压器，耦接于该些发光二极管驱动器，其中所述的每一发光二极管驱动器包括：

选择开关，由该电流控制器所控制，并耦接于该对应的阴极与该低压差线性稳压器之间；以及

隧道开关，用以调节该对应的驱动电流。

10.一种发光二极管照明系统，其特征在于，所述的发光二极管照明系统包括：

如权利要求1所述的发光二极管控制器及该发光二极管串，其中该低压差线性稳压器为一第一低压差线性稳压器，用以将该工作电压调节至一第一目标电压；以及

第二低压差线性稳压器，耦接于该最上游的阳极，用以充电该电容，并将该工作电压调节至一第二目标电压，而该第二目标电压小于该第一目标电压。

11.一种控制方法，用以控制具有多个发光二极管的一发光二极管串，其特征在于，该些发光二极管串联且具有多个阳极及多个阴极，而上述多个阳极中的一个最上游的阳极耦接于一输入电源线，该控制方法包括：

使一第一隧道电流从上述多个阴极当中的一第一阴极排出；

从该第一隧道电流当中提供一第一充电电流，以充电一电容，进而通过一工作电压供电于一工作电压电力线；

监控该工作电压，以控制该第一充电电流，并使该第一充电电流不会超过一第一隧道目标值；以及

将该第一隧道电流调节至该第一隧道目标值。

12.如权利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述的控制方法还包括：提供该第一充电电流，以将该工作电压调节至一第一目标电压；

从该最上游的阳极排出电流，以充电该电容，并将该工作电压调节至一第二目标电压，而该第二目标电压小于该第一目标电压。

13.如权利要求11所述的控制方法，其特征在于，该些发光二极管被分为多个串联的发光二极管组，而对于每一发光二极管组，该控制方法包括：使一隧道电流从一对应的阴极排出；

从该隧道电流当中提供一充电电流，以充电该电容，进而通过该工作电压供电于该工作电压电力线；

监控该工作电压，以控制该充电电流，并使该充电电流不会超过一对应的隧道目标值；以及

将该隧道电流调节至该对应的隧道目标值。

14.如权利要求13所述的控制方法，其特征在于，所述的控制方法还包括：使相对上游的一上游发光二极管组所对应的一上游隧道目标值为零安培，并使相对下游的一下游发光二极管组所对应的一下游隧道目标值大于零安培。

15.一种发光二极管照明系统，其特征在于，包括：

发光二极管串，具有多个发光二极管，上述多个发光二极管被分为多个串联的发光二极管组，而每一个发光二极管组具有一阴极以及一阳极；

发光二极管控制器，包括：

多个隧道节点，分别耦接于该些发光二极管组的多个阴极；以及

输出节点，其中该发光二极管控制器接收从该些隧道节点当中的一个被选择的隧道节点排出的一隧道电流；以及

电容，耦接于该输出节点，用以提供一工作电压，以供电给多个集成电路；

其中该发光二极管控制器能够将该隧道电流调节至一隧道目标值，而该隧道目标值对应于该被选择的隧道节点，且该发光二极管控制器还能够提供该隧道电流的一部分作为一充电电流，以供电并调节该工作电压。

16.如权利要求15所述的发光二极管照明系统，其特征在于，该发光二极管控制器还包括回馈节点，用以监控该工作电压。

17.如权利要求15所述的发光二极管照明系统，其特征在于，该发光二极管控制器将该工作电压调节至一第一目标电压，该发光二极管串具有一个最上游的阳极，且该最上游的阳极连接至一输入电压，而该发光二极管照明系统还包括：

低压差线性稳压器，连接于该输入电压及该电容之间，用以将该工作电压调节至一第二目标电压，而该第二目标电压小于该第一目标电压。

18.如权利要求15所述的发光二极管照明系统，其特征在于，该发光二极管控制器还包括：

多个发光二极管驱动器，分别耦接于该些发光二极管组的多个阴极；

其中该些发光二极管驱动器当中一个最上游已开启的发光二极管驱动器耦接于该被选择的隧道节点。

19.如权利要求18所述的发光二极管照明系统，其特征在于，该发光二极管控制器将相对于上述最上游已开启的发光二极管驱动器的上游发光二极管驱动器全部关闭，以使其不驱动该发光二极管。

20.如权利要求18所述的发光二极管照明系统，其特征在于，该发光二极管控制器将相对于上述最上游已开启的发光二极管驱动器的下游发光二极管驱动器全部开启。