CN107113947A - 驱动发光元件的器件 - Google Patents

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CN107113947A CN201580070312.2A CN201580070312A CN107113947A CN 107113947 A CN107113947 A CN 107113947A CN 201580070312 A CN201580070312 A CN 201580070312A CN 107113947 A CN107113947 A CN 107113947A
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controller
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金度烨
金敏学
丁丞范
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Abstract

实施例包括：电压生成单元，该电压生成单元提供用于驱动发光单元的直流信号；感测电阻器；以及调光单元，该调光单元被连接在发光单元和感测电阻器之间，并且控制在感测电阻器和发光单元中流动的电流，其中调光单元基于作为感测开关被连接到发光单元的第一节点的电压的结果的第一感测电压和作为感测开关被连接到感测电阻器的第二节点的电压的结果的第二感测电压来调节直流信号的电平。

Description

驱动发光元件的器件
技术领域
实施例涉及一种用于驱动发光元件的器件。
背景技术
最近，与诸如白炽灯的发光器件相比较具有高亮度同时以低功率驱动的LED灯已经引起越来越多的关注。特别地，积极地研究和开发用于通过控制均匀的电流流过LED灯来驱动LED光的光驱动器件。
这样的光驱动器件具有各种照明功能，并且特别地，能够通过改变以串联/并联连接排列的LED元件的调光水平以各种形式启用照明。
通常，光驱动器件能够包括用于整流从AC电源输出的全波的整流电路、用于变换从整流电路输出的电压并且输出变换的电压的变换电路、用于通过控制变换电路的输出电压校正从AC电源输出的功率的功率因子的功率因子校正电路、用于平滑从变换电路输出的电压以输出稳定的DC电压并且将输出电压供应到LED模块的平滑电路、用于控制LED电流使得均匀的驱动电流流过LED模块的恒电流驱动电路、以及用于根据PWM(脉宽调制)控制恒流驱动电路控制LED模块中的电流流动从而控制调光的调光控制电路。
发明内容
技术问题
实施例提供用于驱动发光元件的器件，其能够改进功率效率并且防止闪烁。
技术方案
根据实施例的用于驱动发光元件的器件包括：电压生成器，该电压生成器提供用于驱动发光单元的DC信号；感测电阻器；以及调光单元，该调光单元被连接在发光单元和感测电阻器之间并且控制流过感测电阻器和发光单元的电流，其中调光单元基于根据通过感测发光单元和开关被连接的第一节点的电压所获得的结果的第一感测电压和根据通过感测开关和感测电阻器被连接的第二节点的电压所获得的结果的第二感测电压来调节DC信号的电平。
调光单元可以调节DC信号的电平，使得在第一感测电压和第二感测电压之间的差变成等于或者小于第一参考电压。
当第一感测电压和第二感测电压之间的差超过第二参考电压时，调光单元可以阻挡在发光单元和感测电阻器之间的电流流动。
调光单元可以包括：开关，该开关被连接在发光单元和感测电阻器之间；放大器，该放大器包括接收恒流(constant-current)控制信号的第一输入端子、被连接到第二节点的第二输入端子、以及输出端子；电压感测单元，该电压感测单元输出第一感测电压和第二感测电压；以及控制器，该控制器用于基于第一和第二感测电压来生成调光信号，其中响应于放大器的输出来切换开关，以及电压生成器基于调光信号来调节DC信号的电平。
恒流控制信号可以是模拟信号。
调光单元可以平滑脉宽调制信号，并且提供根据平滑结果的信号作为恒流控制信号。
控制器可以调节DC信号的电平，使得在第一感测电压和第二感测电压之间的差变成等于或者低于第一参考电压。
开关可以被实现为晶体管并且第一参考电压可以是开关的漏-源导通状态电压(drain-source on state voltage)。
当在第一感测电压和第二感测电压之间的差超过第一参考电压并且等于或者低于第二参考电压时，控制器可以降低DC信号的电平。
当第一感测电压和第二感测电压之间的差超过第二参考电压时，控制器可以将恒流控制信号的电平变成零。
用于驱动发光元件的器件可以进一步包括：整流器，该整流器用于整流AC信号并且根据整流结果提供整流的信号；以及功率因子校正单元，该功率因子校正单元用于校正整流的信号的功率因子并且将功率因子校正的整流信号输出到电压生成器。
控制器可以基于第二感测电压来计算流过感测电阻器的感测电流，以及基于计算的感测电流来导通或者关闭功率因子校正单元。
当感测电流低于参考电流值时，控制器可以关闭功率因子校正单元。
根据另一实施例的用于驱动发光元件的器件包括：电压生成器，该电压生成器提供用于基于调光信号驱动发光单元的DC信号；放大器，该放大器包括接收恒流控制信号的第一输入端子、第二输入端子和输出端子；感测电阻器，其一个端子被连接到第二输入端子；开关，该开关被连接在发光单元和感测电阻器之间并且响应于放大器的输出被切换；电压感测单元，该电压感测单元根据通过感测发光单元和开关被连接的第一节点的电压所获得的结果输出第一感测电压，并且根据通过感测开关和感测电阻器的一个端子被连接的第二节点的电压所获得的结果来输出第二感测电压；以及控制器，该控制器将用于基于在第一感测电压和第二感测电压之间的差来调节DC信号的电平的调光信号提供给电压生成器。
用于驱动发光元件的器件可以进一步包括平滑电路，该平滑电路用于平滑脉宽调制信号，并且提供根据平滑结果的信号作为恒流控制信号。
控制器可以提供脉宽调制信号。
用于驱动发光元件的器件可以进一步包括：整流器，该整流器用于整流AC信号并且根据整流结果提供整流的信号；以及功率因子校正单元，该功率因子校正单元用于校正整流的信号的功率因子并且将功率因子校正的整流信号输出到电压生成器。
电压生成器可以基于调光信号来改变功率因子校正的整流信号的电平，并且根据电平变化结果来生成DC信号。
控制器可以基于第二感测电压来计算流过感测电阻器的感测电流，并且基于计算的感测电流来导通或者关闭功率因子校正单元。
根据另一实施例的用于驱动发光元件的器件包括：电压生成器，该电压生成器提供用于驱动多个发光单元的DC信号；多个感测电阻器；多个调光单元，该多个调光单元用于控制流过多个发光单元的电流；以及控制器，该控制器用于将恒流控制信号提供给多个调光单元中的每个并且调节DC信号的电平，其中多个调光单元中的每个包括：放大器，该放大器包括接收恒流控制信号的第一输入端子、被连接到多个感测电阻器中的相应的一个的第二输入端子、以及输出端子；开关，该开关被连接在多个发光单元中的相应的一个和多个感测电阻器中的相应的一个的一个端子之间，并且响应于放大器的输出来被切换；以及电压感测单元，该电压感测单元根据通过感测多个发光单元中的相应的一个和开关被连接的第一节点的电压所获得的结果来输出第一感测电压，并且根据通过感测开关和多个感测电阻器中的相应的一个的一个端子被连接的第二节点的电压所获得的结果来输出第二感测电压，其中控制器基于在第一感测电压和第二感测电压之间的差来调节DC信号的电平。
有益效果
实施例能够改进功率效率并且防止闪烁。
附图说明
图1图示根据实施例的照明设备的配置。
图2a图示在图1中示出的第一感测单元的实施例。
图2b图示在图1中示出的第一感测单元的另一实施例。
图3图示根据另一实施例的照明设备的配置。
图4图示根据另一实施例的照明设备的配置。
图5是图示控制从电压生成器供应到图1和图3中示出的发光单元的DC电压的电平的控制器的操作的流程图。
图6是图示控制图4的功率因子校正单元的控制器的操作的流程图。
图7a图示当使用PWM信号的占空比执行恒流控制时发光单元的发光。
图7b图示根据实施例的发光单元的发光。
图8图示根据另一实施例的照明设备的配置。
具体实施方式
现在将会详细地参考示例性实施例，在附图中图示了其示例。在实施例的描述中，将会理解，当层(膜)、区域、图案或者结构被称为是在另一层(膜)、区域、图案或者结构“上方”/“上面”或者“下面”/“下方”时，其能够直接地在另一层(膜)、区域、图案或者结构“上方”“上面”或者其间可以存在介入其间的元件。此外，诸如“下部”/“底部”和“上部”/“顶部”的相对术语在此可以被使用以描述如在附图中所图示的一个元件与另一元件的关系。
在附图中，为了澄清和描述的方便起见，层的尺寸被夸大、省略或者示例性地图示。另外，组成元件的尺寸没有完全反映其实际尺寸。贯穿附图将会使用相同的附图标记以指代相同或者相似的部件。
图1图示根据实施例的照明设备100的配置。
参考图1，照明设备100包括发光单元101和用于驱动发光单元101的发光元件。
发光单元101包括串联连接的多个发光元件阵列D1至Dn(n是大于1的自然数)。
发光元件阵列D1至Dn(n是大于1的自然数)中的每个可以包括一个或者多个发光元件，例如，发光二极管。
当多个发光元件被包括在发光元件阵列中时，发光元件可以被串联、并联或者串并联连接。
发光元件驱动器件102包括AC电源110、EMI滤波器115、整流器120、功率因子校正单元125、功率生成器130、调光单元140以及感测电阻器Rsen。
AC电源单元110提供AC信号。
例如，AC信号AC可以是AC电压和/或AC电流。
EMI(电磁干扰)滤波器115过滤外部电磁噪声并且去除从AC电源110供应的AC信号AC中包括的噪声，例如，传导性噪声。EMI滤波器115可以被实现为包括电容器、变换器以及电感器中的至少一个。
整流器120整流EMI滤波器115已经从其去除电磁噪声的AC信号AC，并且根据整流结果提供整流的信号(波纹电流)VR。
例如，整流器120可以全波整流AC信号AC并且根据全波整流结果输出整流的信号VR。即，整流的信号VR可以是通过全波整流AC信号AC而获得的信号。
虽然整流器120可以被实现为包括四个桥式连接的二极管的全波二极管桥接电路，但是整流器120不限于此。
功率因子校正单元125调节整流的信号VR的电压和电流的相位差，以校正整流的信号VR的功率因子，并且输出功率因子校正的整流信号VR1。
电压生成器130基于通过调光单元140提供的调光信号DS改变具有通过功率因子校正单元125校正的功率因子的整流的信号VR1的电平，并且输出电平改变的DC信号VR2。例如，DC信号VR2可以是DC电压。
在此，从电压生成器130输出的DC信号VR2的电平可以基于通过调光单元140提供的调光信号DS被设置或者改变。
从电压生成器130输出的DC信号VR2被提供给发光单元101。例如，从电压生成器130输出的DC电压VR2能够被提供给发光单元101的输入端子105。在此，发光单元101的输入端子105可以是串联连接的发光元件阵列D1至Dn的第一发光元件阵列D1的正端子。
电压生成器130可以被实现为改变整流的信号VR1的DC电平的转换器。例如，电压生成器130可以被实现为包括DC-DC转换器、谐振LLC半桥转换器、反激转换器(fly backconverter)、以及降压转换器(buck converter)中的至少一个。
调光单元140连接发光单元101和感测电阻器Rsen，并且通过控制流过发光单元101的电流调节发光单元101的亮度。
此外，调光单元140改变从电压生成器130供应的DC信号VR2的电平，使得在发光单元101的输出端子106和感测电阻器Rsen的一个端子107之间的电压VN被保持在预先确定的参考电压。
在此，发光单元101的输出端子106可以是串联连接的发光元件阵列D1至Dn的最后的发光元件阵列Dn的负端子。将会参考图5描述预先确定的参考电压。
调光单元140可以基于第一感测电压Vsen1和第二感测电压Vsen2来调节DC信号VR2的电平，第一感测电压Vsen1是通过感测发光单元101和开关142被连接的第一节点N1的电压而获得的，第二感测电压Vsen2是通过感测开关142和感测电阻器Rsen被连接的第二节点N2的电压而获得的。
例如，调光单元140能够基于第一感测电压Vsen1和第二感测电压Vsen2来生成调光信号DS，第一感测电压Vsen1是通过感测发光单元101和开关142被连接的第一节点N1的电压而获得的，第二感测电压Vsen2是通过感测开关142和感测电阻器Rsen被连接的第二节点N2的电压而获得的。
调光单元140可以调节DC信号VR2的电平，使得在第一感测电压Ven1和第二电压感测电压Vsen2之间的差Vsen1-Vsen2等于或者低于第一参考电压。
此外，当在第一感测电压Vsen1和第二感测电压Vsen2之间的差Vsen-Vsen2超过第二参考电压时，调光单元140可以阻挡在发光单元101和感测电阻器Rsen之间的电流流动。例如，当在第一感测电压Vsen1和第二感测电压Vsen2之间的差Vsen1-Vsen2超过第二参考电压时，调光单元140能够将DC信号VR2的电平减少到不足以导通发光单元101的电平，或者控制电压生成器130以将DC信号VR2的电平变成零。
调光单元140可以包括开关142、电压感测单元144、放大器146以及控制器148。
开关142被连接在发光单元101的输出端子106和感测电阻器Rsen的一个端子107之间，并且基于从控制器148供应的恒流控制信号Vset被切换。
例如，开关142能够被实现为晶体管，例如，FET或者BJT。
例如，开关142能够被实现为包括被连接到发光单元101的输出端子106的漏极、被连接到感测电阻器Rsen的一个端子107的源极和放大器146的输出被输入到的栅极的NMOS晶体管。然而，开关142不限于此，并且可以在其他实施例中被实现为PMOS晶体管。
开关142可以以响应于放大器146的输出CS电连接发光单元101的输出端子106和感测电阻器Rsen的一个端子107的各种形式被实现。
在发光单元101的输出端子106和感测电阻器Rsen的一个端子107之间的电压VN可以是在被实现为晶体管的开关142的源极和漏极之间的电压。
电压感测单元144可以感测发光单元101的输出端子106和开关142被连接的第一节点N1的电压以及感测电阻器Rsen的一个端子107和开关142被连接的第二节点N2的电压。
例如，电压感测单元144能够感测第一节点N1的电压，并且根据感测结果将第一感测电压Vsen1提供给控制器148。
另外，电压感测单元144能够感测第二节点N2的电压并且根据感测结果将第二感测电压Vsen2提供给控制器148。
电压感测单元144可以包括用于感测第一节点N1的电压并且提供第一感测电压Vsen1的第一感测单元144-1、以及用于感测第二节点N2的电压并且提供第二感测电压Vsen2的第二感测单元144-2。
图2a图示在图1中示出的第一感测单元144-1的实施例144a。
参考图2a，第一感测单元144a可以包括被串联连接在第一节点N1和接地电源GND之间的多个电阻器(例如，R1和R2)，并且可以将被施加到多个电阻器(例如，R1和R2)中的至少一个的电压作为第一感测电压Vsen1提供给控制器148。
图2b图示在图1中示出的第一感测单元144-1的另一实施例144b。
参考图2b，第一感测单元144b可以包括被串联连接在第一节点N1和接地电源GND之间的多个电阻器(例如，R1和R2)以及与多个电阻器(例如，R1和R2)中的至少一个(例如，R2)并联连接的齐纳二极管201，并且将跨齐纳二极管201施加的电压作为第一感测电压Vsen1提供给控制器148。
例如，第一感测单元144b能够包括被串联连接在第一节点N1和接地电源GND之间的第一和第二电阻器R1和R2以及被连接在第一和第二电阻器R1和R2的连接节点和接地电源GND之间的齐纳二极管201，并且将跨齐纳二极管201施加的电压作为第一感测电压Vsen1提供给控制器148。
第二感测单元144-2可以将被施加到第二节点N2的电压作为第二感测电压Vsen2提供给控制器148。
例如，第二感测单元144-2能够感测被施加到感测电阻器Rsen的电压，并且将被施加到感测电阻器Rsen的电压提供给控制器148。
在图2a和图2b中图示的实施例可以被应用于其他实施例中的第二感测单元144-2。然而，被包括在第二感测单元144-2中的电阻器的值可以不同于第一感测单元144-1的值。
放大器146放大从控制器148供应的恒流控制信号Vset和第二节点N2的电压，并且根据放大结果输出放大的信号CS。例如，从图1中示出的控制器148供应的恒流控制信号Vset可以是诸如DC电压的模拟信号，而不是诸如PWM信号的脉冲信号。
放大器146可以包括恒流控制信号Vset被输入到的第一输入端子146a、被连接到第二节点N2的第二输入端子146b，以及放大的信号CS通过其被输出的输出端子146c。尽管放大器146可以被实现为运算放大器或者差分放大器，但是放大器146不限于此。例如，第一输入端子146a可以是运算放大器的正输入端子(+)，并且第二输入端子146b可以是运算放大器的负输入端子(-)。
可以通过由控制器148提供的恒流控制信号Vset确定流过感测电阻器Rsen的电流，并且因此在本实施例中能够控制流过发光单元101的电流。根据运算放大器的特性，第二节点N2的电压是被输入到第一输入端子146a的恒流控制信号Vset，并且因此可以通过将恒流控制信号Vset除以感测电阻器Rsen的值获得流过感测电阻器Rsen的感测电流Isen。
因为恒流控制信号Vset不是脉冲信号而是模拟信号，所以流过发光单元101的电流能够是线性的，除非通过发光单元101改变恒流控制信号Vset的电平，并且因此发光单元101的闪烁能够被减少或者消除。
控制器148可以控制电压生成器130以基于从电压感测单元144供应的第一感测电压Vsen1和第二感测电压Vsen2改变从电压生成器130输出的DC信号VR2的电平。
例如，控制器148能够基于第一感测电压Vsen1和第二感测电压Vsen2生成用于控制电压生成器130的调光信号DS，并且电压生成器130能够基于调光信号DS改变整流的信号VR1的电平，并且输出电平改变的DC信号VR2。即，能够基于调光信号DS确定从电压生成器130供应到发光单元101的DC信号VR2的电平。
控制器148可以调节电压生成器130的DC信号VR2的电平，使得在第一感测电压Vsen1和第二感测电压Vsen2之间的差Vsen1-Vsen2变成等于或者小于预先确定的参考电压。
例如，控制器148能够调节电压生成器130的DC信号VR2的电平，使得在第一感测电压Vsen1和第二感测电压Vsen2之间的差Vsen1-Vsen2变成等于预先确定的第一参考电压。
例如，预先确定的第一参考电压能够是在被实现为晶体管的开关142的漏-源导通状态电压。然而，预先确定的第一参考电压不限于此。例如，虽然预先确定的参考电压能够是0.4V，但是预先确定的参考电压不限于此。
为了驱动串联连接的发光元件阵列，可以跨发光元件阵列的两个端子施加与发光元件阵列的额定工作电压的总和相对应的第一电压。
当发光元件阵列的结温度(junction temperature)增加时，发光元件阵列的工作电压可以减少。在发光元件中这样的工作电压减少造成跨发光元件阵列的两个端子实际施加的工作电压和第一电压之间的差异。此电压差异能够导致通过发光元件驱动器件的其他元件产生热，导致照明设备中的功率效率降低。
根据本实施例，能够基于通过感测跨开关142的电压获得的结果，通过减小被提供给发光单元101的DC信号VR2的电平，来防止在开关142中作为热被浪费的功耗。
因为调光单元140感测在第一感测电压Vsen1和第二感测电压Vsen2之间的差异，并且根据感测结果调节被提供给发光单元101的DC信号VR2的电平使得在第一和第二感测电压之间的差Vsen1-Vsen2被保持为预先确定的电压，所以通过开关142消耗的功率能够保留均匀，即使当发光单元101的工作电压被改变时，并且能够被防止在照明设备100中的功率效率降低。
如果调光控制器140没有执行前述的控制操作，则由于在发光单元101中的工作电压减小导致在从电压生成器130供应的电压和被实际施加到发光单元101的电压之间的差能够在开关142中作为热被消耗，并且因此照明设备100的功率效率能够被降低。
当在第一感测电压Vsen1和第二感测电压Vsen2之间的差Vsen1-Vsen2超过第二参考电压时，控制器148可以通过防止电压生成器130将DC信号VR2提供给发光单元101来关闭发光单元101。
可替选地，当在第一感测电压Vsen1和第二感测电压Vsen2之间的差Vsen1-Vsen超过第二参考电压时，控制器148可以将恒流控制信号Vset的电平设置或者变成零。
当在第一感测电压Vsen1和第二感测电压Vsen2之间的差Vsen1-Vsen2超过第二参考电压时，一旦确定在发光单元101中产生短路，控制器148需要防止电流流过发光单元用于保护发光单元101。为此，控制器148可以阻挡DC信号VR2的供应或者将恒流控制信号Vset的电平变成0。
图3图示根据另一实施例的照明设备100的配置。在图1和图3中将会使用相同的附图标记以指代相同的或者相似的部件，并且其重复的描述将会被简化或者省略。
参考图3，照明设备200包括发光单元101和用于驱动发光单元101的发光元件驱动器件102a。
发光元件驱动器件102a包括AC电源110、EMI滤波器115、整流器120、功率因子校正单元125、功率生成器130、调光单元140以及感测电阻器Rsen。
调光单元140a可以包括开关142、电压感测单元144、放大器146、平滑电路310以及控制器148。
除了图1中示出的调光单元140之外，在图3中图示的调光单元140a可以进一步包括平滑电路310。
平滑电路310平滑从控制器148供应的信号Pw并且根据平滑解结果输出恒流控制信号Vset1。
从控制器148供应的信号Pw可以是脉宽调制(PWM)信号。当基于这样的PWM信号的占空比执行对于发光单元101的恒流控制时，流过发光单元101的电流具有波纹分量，并且因此由于波纹分量在发光单元101中可能出现闪烁。
平滑电流310平滑从控制器148供应的PWM信号以便于去除这样的闪烁，并且生成根据平滑结果已经从其去除波纹电流分量的恒流控制信号Vset1，其是DC模拟信号。
通过由平滑电路310生成的恒流控制信号Vset1能够减少流过发光单元101的电流的波纹分量。本实施例能够使用与模拟信号相对应的恒流控制信号Vset1的电平，替代PMW信号的占空比，执行与发光单元101有关的恒流控制，从而减少或者去除发光单元101的闪烁。
虽然平滑电路310可以被实现为包括被连接在控制器148和放大器146的第一输入端子146a之间的电阻器R3和被连接在放大器146的第一输入端子146a和接地电源GND之间的电容器C1的RC平滑电路，但是平滑电路310不限于此，并且可以以包括电阻器、电容器以及电感器的各种形式被实现。
图7a图示当使用PMW信号的占空比执行调光控制时发光单元的发光，并且图7b图示根据实施例的发光单元101的发光。
由于在图7a中图示的发光单元的发光中的对比差产生闪烁。相反地，在图7b中图示的发光单元的发光中几乎没有对比差和闪烁。
本实施例能够将调光范围调节到能够流过发光单元101的最大电流的1％的范围，因为即使在低亮度也没有产生闪烁，从而减少能量消耗。
根据本实施例，因为通过调节恒流控制信号Vset1的DC电平控制流过发光单元101的电流或者发光单元101的亮度，所以能够执行精确的电流控制。
图5是图示控制从电压生成器130供应到图3中示出的发光单元101的DC电压VR2的电平的控制器148的操作的流程图。
参考图5，控制器148使用通过通信接口接收到的外部信号S1(参考图3)设置被供应到放大器146的第一输入端子146a的恒流控制信号Vset1(S510)。例如，模拟信号的电平可以是相对于图1的Vset要设置的目标，并且PWM信号的占空比可以是相对于图3的Vset1要设置的目标。根据用户选择可以设置确定发光单元101的亮度的恒流控制信号Vset或者Vset1。例如，在S510中可以确定调光度。
例如，控制器148能够输出与从外部接收到的信号S1相对应的脉宽调制信号Pw，并且通过控制器148提供的信号Pw能够被转换成与模拟信号相对应的恒流控制信号Vset1，如在图3中所示。能够通过从控制器148供应的信号Pw的占空比确定恒流控制信号Vset1的电平。例如，恒流控制信号Vset1的电平能够与从控制器148供应的信号Pw的占空比成比例。
然后，控制器148接收从电压感测单元144供应的第一和第二感测电压Vsen1和Vsen2(S520)。
随后，控制器148将设置的恒流控制信号Vset1或者Vset1与第二感测电压Vsen2进行比较，以便于确定是否由于根据从电压生成器130供应的DC信号VR2而流过发光单元101的电流导致被实际地供应到感测电阻器Rsen的电压Vsen2与设置的恒流控制信号Vset或者Vset1相同(S530)。
当第二感测电压Vsen2与设置的恒流控制信号Vset或者Vset1不相同时，控制器148改变从电压生成器130供应到发光单元101的DC信号V2的电平(S540)。控制器148可以重复地执行步骤S520至S540直到第二感测电压Vsen2变成与设置的恒流控制信号Vset或者Vset1相同。
例如，第二感测电压Vsen2可以低于设置的恒流控制信号Vset或者Vset1。在这样的情况下，控制器148能够改变DC信号VR2的电平直到设置的恒流信号Vset或者Vset1变成第二感测电压Vsen2。
相反地，当第二感测电压Vsen2与设置的恒流控制信号Vset或者Vset1相同时，控制器148确定在接收到的第一感测电压Vsen1和第二感测电压Vsen2之间的差Vsen1-Vsen2是否等于或者低于预先确定的第一参考电压Vref1(S550)。
例如，预先确定的第一参考电压Vref1可以是被实现为晶体管的开关142的漏-源导通状态电压。例如，预先确定的第一参考电压Vref1能够是0.4V。然而，第一参考电压Vref1不限于此。
当在接收到的第一感测电压Vsen1和第二电压Vsen2之间的差Vsen1-Vsen2等于或者小于预先确定的第一参考电压Vref1时，控制器148没有改变DC信号VR2的电平，并且保持设置的恒流控制信号Vset或者Vset1(S560)。
在接收到的第一感测电压Vsen1和第二电压Vsen2之间的差Vsen1-Vsen2等于或者小于预先确定的第一参考电压Vref1的事实意指，在开关142中没有或者几乎没有作为热被浪费的功率，并且因此控制器148没有改变DC信号VR2的电平。相反的情况意指在开关142中作为热浪费很多的功率，并且因此控制器148降低DC信号VR2的电平。
当在接收到的第一感测电压Vsen1和第二电压Vsen2之间的差Vsen1-Vsen2超过预先确定的第一参考电压Vref1时，控制器148确定是否在接收到的第一感测电压Vsen1和第二电压Vsen2之间的差Vsen1-Vsen2超过第二参考电压Vref2(S570)。第二参考电压Vref2高于第一参考电压Vref1(Vref2>Vref1)。
第二参考电压Vref2可以是发光单元101通过其被确定为短路的电压。例如，第二参考电压Vref2能够是3.5V。然而，第二参考电压Vref2不限于此。
当在接收到的第一感测电压Vsen1和第二电压Vsen2之间的差Vsen1-Vsen2超过预先确定的第一参考电压Vref1并且等于或者低于第二参考电压Vref2(Vref1<Vsen1-Vsen2≤Vref2)时，控制器148改变从电压生成器130供应到发光单元101的DC信号VR2的电平(S550->S570->S540)。
控制器149重复执行步骤S520、S530、S550、S570以及S540直到在接收到的第一感测电压Vsen1和第二电压Vsen2之间的差Vsen1-Vsen2变成等于或者低于第一参考电压Vref1。例如，控制器148能够通过减少从电压生成器130供应到发光单元101的DC信号VR2的电平来控制在接收到的第一感测电压Vsen1和第二电压Vsen2之间的差Vsen1-Vsen2以等于或者低于第一参考电压Vref1。
例如，当发光单元101的结温度增加并且因此发光单元101的驱动电压减低时，在接收到的第一感测电压Vsen1和第二电压Vsen2之间的差Vsen1-Vsen2增加。当在接收到的第一感测电压Vsen1和第二电压Vsen2之间的差Vsen1-Vsen2增加以等于或者低于第二参考电压Vref2而超过第一参考电压Vref1时，控制器148能够减少DC信号VR2的电平以改进功率效率。
当在接收到的第一感测电压Vsen1和第二电压Vsen2之间的差Vsen1-Vsen2超过第二参考信号Vref2(Vsen1-Vsen2>Vref2)时，控制器148能够将设置的恒流控制信号Vset或者Vset1的电平变成零。
当在接收到的第一感测电压Vsen1和第二电压Vsen2之间的差Vsen1-Vsen2超过第二参考信号Vref2时，一旦确定在发光单元101中产生短路，控制器148能够将恒流控制信号Vset或者Vset1的电平变成0，使得电流没有流过发光单元101，以便于保护发光单元101和发光元件驱动器件102。
图4图示根据另一实施例的照明设备300的配置。在图1和图4中将会使用相同的附图标记以指代相同的或者相似的部件，并且其重复的描述将会被简化或者省略。
参考图4，照明设备300包括发光单元101和用于驱动发光单元101的发光元件驱动器件102b。
发光元件驱动器件102b包括AC电源110、EMI滤波器115、整流器120、功率因子校正单元125、功率生成器130、调光单元140b以及感测电阻器Rsen。
调光单元140b可以包括开关142、电压感测单元144、放大器146、平滑电路310以及控制器148-1。
控制器148-1输出用于控制电压生成器130的调光信号DS和用于控制功率因子校正单元125的PFC控制信号TS。
调光信号DS的描述与参考图1的描述相同并且因此被省略以避免重复的描述。
控制器148-1基于从第二感测单元144-2供应的第二感测电压Vsen2来计算流过感测电阻器Rsen的感测电流Isen，并且基于计算的感测电流Isen来导通或者关闭功率因子校正单元125。
图6是图示控制图4的功率因子校正单元125的控制器148-1的操作的流程图。
参考图6，控制器148-1基于从第二感测单元144-2供应的第二感测电压Vsen2来检测流过感测电阻器Rsen的感测电流Isen(S610)。
控制器148-1能够存储感测电阻器Rsen的值，并且通过将从第二感测单元144-2接收到的第二感测电压Vsen2除以存储的感测电阻器Rsen的值来计算感测电流Isen。
然后，控制器148-1确定是否检测到的感测电流Isen的值等于或者大于预先确定的参考电流值Iref(S620)。例如，能够通过从控制器148供应的恒流控制信号Vset或者Vset1控制流过发光单元101的电流，并且预先确定的参考电流值Iref可以是能够响应于恒流控制信号Vset或者Vset1流过发光单元101的最大电流的20％至50％。
例如，预先确定的参考电流值Iref能够是响应于最大恒流控制信号Vset或者Vset1能够流过发光单元101的最大电流的20％。
然后，当检测到的感测电流的值Isen低于预先确定的参考电流值Iref时，控制器148-1关闭功率因子校正单元125使得功率因子校正单元125没有操作。即，当检测到的感测电流的值Isen低于预先确定的参考电流值Iref时，控制器148-1关闭功率因子校正单元125使得功率因子校正单元125没有消耗功率。
另一方面，当检测到的感测电流Isen的值等于或者大于预先确定的参考电流值Iref时，控制器148-1导通功率因子校正单元125使得功率因子校正单元125执行操作。例如，控制器148-1能够通过使用PFC控制信号TS阻挡被提供给功率因子校正单元125的功率或者将功率供应给功率因子校正单元125关闭或者导通功率因子校正单元125。然而，实施例不限于此。
在其中流过发光单元101的电流低于参考电流值Iref的时段中，功率因子改进是不充分的，即使功率因子校正被执行。因此，本实施例能够通过在流过发光单元101的电流低于参考电流值Iref的时段中关闭功率因子校正单元125防止功率因子校正单元125消耗功率，从而改进功率效率。
此外，本实施例能够通过在其中不需要功率因子校正的时段中挂起(suspending)功率因子校正单元125的操作来确保EMI(电磁干扰)裕量，以便于减少EMI。
图8图示根据另一实施例的照明设备400的配置。在图1、图3以及图8中将会使用相同的附图标记以指代相同或者相似的部件，并且其重复的描述将会被简化或者省略。
参考图8，照明设备400包括多个发光单元101-1至101-n(n是大于1的自然数)和用于驱动多个发光单元101-1至101-n(n是大于1的自然数)的发光元件驱动器件102c。
多个发光单元101-1至101-n(n是大于n的自然数)中的每个可以被实现为与参考图1描述的发光单元1相同并且其描述被省略以避免冗余的描述。
发光元件驱动器件102c包括AC电源110、EMI滤波器115、整流器120、功率因子校正单元125、功率生成器130、多个调光单元140-1至140-n(n是大于1的自然数)、多个感测电阻器Rsen_1至Rsen_n(n是大于1的自然数)以及控制器148a。
发光元件驱动器件102c的AC电源110、EMI滤波器115、整流器120、功率因子校正单元125和功率生成器130可以与参考图1和图3描述的那些相同。从电压生成器130输出的DC信号VR2被同时提供给多个调光单元140-1至140-n(n是大于1的自然数)。
多个调光单元140-1至140-n(n是大于1的自然数)中的每个可以包括：放大器146，该放大器146具有恒流控制信号Vset_1至Vset_n(n是大于1的自然数)中的相应的一个被输入到的第一输入端子、被连接到多个感测电阻器Rsen_1至Rsen_n(n是大于1的自然数)中的相应的一个的第二输入端子、以及输入端子；开关142，该开关142被连接在多个发光单元101-1至101-n(n是大于1的自然数)中的相应的一个和多个感测电阻器Rsen_1至Rsen_n(n是大于1的自然数)中的相应的一个的一个端子之间并且响应于放大器146的输出被切换；以及电压感测单元144，该电压感测单元144根据通过感测多个发光单元101-1至101-n(n是大于1的自然数)中的相应的一个和开关被连接的第一节点N1的电压所获得的结果来输出第一感测电压Vsen1_1至Vsen1_n(n是大于1的自然数)，并且根据通过感测开关142和多个感测电阻器Rsen_1至Rsen_n(n是大于1的自然数)中的相应的一个的一个端子被连接的第二节点N2的电压所获得的结果来输出第二感测电压Vsen2_1至Vsen2_n(n是大于1的自然数)。
控制器148a可以基于在第一感测电压和第二感测电压之间的差Vsen1_1-Vsen2_1至Vsen1_n-Vsen2_n来调节DC信号VR2的电平。
多个调光单元140-1至140-n(n是大于1的自然数)将相应的发光单元101-1至101-n(n是大于1的自然数)连接到相应的感测电阻器Rsen_1至Rsen_n(n是大于1的自然数)，并且通过调节流过多个发光单元101-1至101-n(n是大于1的自然数)的电流来控制多个发光单元101-1至101-n(n是大于1的自然数)的亮度。
多个调光单元140-1至140-n(n是大于1的自然数)中的每个可以包括开关142、电压感测单元144以及放大器146。图1的开关142、电压感测单元144以及放大器146的描述可以被同等地应用于多个调光单元140-1至140-n(n是大于1的自然数)。
在另一实施例中，多个调光单元140-1至140-n(n是大于1的自然数)中的每个可以进一步包括在图3中示出的平滑电路310。
多个调光单元140-1至140-n(n是大于1的自然数)中的每个的开关142可以被连接在多个发光单元101-1至101-n(n是大于1的自然数)中的相应的一个的输出端子106和多个感测电阻器Rsen_1至Rsen_n(n是大于1的自然数)中的相应的一个之间，并且可以基于从控制器148a供应的恒流控制信号Vset_1至Vset_n(n是大于1的自然数)中的相应的一个被切换。
多个调光单元140-1至140-n(n是大于1的自然数)能够根据通过感测第一节点N1的电压所获得的结果来输出第一感测电压Vsen1_1至Vsen1_n(n是大于1的自然数)，并且根据通过感测第二节点N2的电压所获得的结果来输出第二感测电压Vsen2_1至Vsen2_n(n是大于1的自然数)。
控制器148a将用于调光的恒流控制信号Vset_1至Vset_n(n是大于1的自然数)提供给多个调光单元140-1至140-n(n是大于1的自然数)。
控制器148a可以基于在第一感测电压Vsen1_1至Vsen1_n(n是大于1的自然数)和第二感测电压Vsen2_1至Vsen2_n(n是大于1的自然数)之间的差Vsen1_1-Vsen2_1至Vsen1_n-Vsen2_n来控制电压生成器130以改变从电压生成器130输出的DC信号VR2的电平。
例如，控制器148a能够计算在从多个调光单元140-1至140-n(n是大于1的自然数)供应的第一感测电压Vsen1_1至Vsen1_n(n是大于1的自然数)和第二感测电压Vsen2_1至Vsen2_n(n是大于1的自然数)之间的差Vsen1_1-Vsen2_1至Vsen1_n-Vsen2_n，并且基于计算的在第一感测电压和第二感测电压之间的差Vsen1_1-Vsen2_1至Vsen1_n-Vsen2_n来设置第一参考值和第二参考值。
控制器148a可以将从电压生成器130供应的DC信号VR2的电平减少了第一参考值。
第一参考值可以是通过从计算的在第一感测电压和第二感测电压之间的差Vsen1_1-Vsen2_1至Vsen1_n-Vsen2_n当中的最大的值减去预先确定的第一参考电压获得的值。在此，预先确定的第一参考电压可以是被实现为晶体管的开关142的漏-源导通状态电压。
由于发光元件阵列中的结温度增加以及根据恒流控制信号Vset_1至Vset_n中的变化的调光，发光单元101-1至101-n(n是大于1的自然数)的工作电压可能减小。在此，发光单元101-1至101-n(n是大于1的自然数)的工作电压减小可能是不同的，并且响应于工作电压减小在多个调光单元140-1至140-n(n是大于1的自然数)作为热的功率损耗可能是不同的。
当发光单元101-1至101-n(n是大于1的自然数)的工作电压减小时，本实施例将从电压生成器130供应的DC信号VR2的电平减少了第一参考值，以满足所有发光元件101-n至101-n(n是大于1的自然数)的期待的亮度水平(例如，100％或者50％的亮度水平)并且改进功率效率。
此外，例如，控制器148a可以将从电压生成器130供应的DC信号VR2的电平减少了第一参考值和第二参考值的总和。
第二参考值可以小于在计算的第一和第二电压的差Vsen1_1-Vsen2_1至Vsen1_n-Vsen2_n当中的最大的值和最小的值之间的差。
例如，第二参考值可以是在计算的第一和第二电压的差Vsen1_1-Vsen2_1至Vsen1_n-Vsen2_n当中的最大的值和最小的值之间的差的一半。然而，第二参考值不限于此。
在此，从DC电压VR2的电平减去第二参考值以便于进一步改进功率效率，即使发光单元101-1至101-n(n是大于1的自然数)中的一些不能够满足所期待的亮度水平(例如，100％或者50％的亮度水平)。
如上所述，本实施例能够通过响应于在多个发光单元101-1至101-n(n是大于1的自然数)中的工作电压改变减少被共同地提供给多个发光单元101-1至101-n(n是大于1的自然数)的DC信号VR2的电平来改进功率效率。
已经给出了本发明的示例性实施例的详细描述以使得本领域内的技术人员能够实现和实施本发明。虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是本领域内的技术人员能够明白，在不偏离所附权利要求中描述的本发明的精神或范围的情况下，可以在本发明中进行各种修改和改变。因此，本发明应当不限于在此所述的特定实施例，而是应当符合与在此公开的原理和新颖特征一致的最宽范围。
工业实用性
本发明被用于能够改进功率效率并且防止闪烁的发光元件驱动器件。

Claims (20)

1.一种用于驱动发光元件的器件，包括：
电压生成器，所述电压生成器用于提供用于驱动发光单元的DC信号；
感测电阻器；以及
调光单元，所述调光单元被连接在所述发光单元和所述感测电阻器之间，并且控制流过所述感测电阻器和所述发光单元的电流，
其中，所述调光单元基于根据通过感测所述发光单元和所述开关被连接的第一节点的电压所获得的结果的第一感测电压和根据通过感测所述开关和所述感测电阻器被连接的第二节点的电压所获得的结果的第二感测电压来调节所述DC信号的电平。
2.根据权利要求1所述的用于驱动发光元件的器件，其中，所述调光单元调节所述DC信号的电平，使得在所述第一感测电压和所述第二感测电压之间的差变成等于或者小于第一参考电压。
3.根据权利要求1所述的用于驱动发光元件的器件，其中，当所述第一感测电压和所述第二感测电压之间的差超过第二参考电压时，所述调光单元阻挡在所述发光单元和所述感测电阻器之间的电流流动。
4.根据权利要求1所述的用于驱动发光元件的器件，其中，所述调光单元包括：
开关，所述开关被连接在所述发光单元和所述感测电阻器之间；
放大器，所述放大器包括接收恒流控制信号的第一输入端子、被连接到所述第二节点的第二输入端子、以及输出端子；
电压感测单元，所述电压感测单元输出所述第一感测电压和所述第二感测电压；以及
控制器，所述控制器用于基于所述第一和第二感测电压来生成调光信号，
其中，响应于所述放大器的输出来切换所述开关，以及所述电压生成器基于所述调光信号来调节所述DC信号的电平。
5.根据权利要求4所述的用于驱动发光元件的器件，其中，所述恒流控制信号是模拟信号。
6.根据权利要求4所述的用于驱动发光元件的器件，其中，所述调光单元平滑脉宽调制信号，并且提供根据平滑结果的信号作为所述恒流控制信号。
7.根据权利要求4所述的用于驱动发光元件的器件，其中，所述控制器调节所述DC信号的电平，使得在所述第一感测电压和所述第二感测电压之间的差变成等于或者低于所述第一参考电压。
8.根据权利要求7所述的用于驱动发光元件的器件，其中，所述开关被实现为晶体管，并且所述第一参考电压是所述开关的漏-源导通状态电压。
9.根据权利要求4所述的用于驱动发光元件的器件，其中，当在所述第一感测电压和所述第二感测电压之间的差超过所述第一参考电压并且等于或者低于所述第二参考电压时，所述控制器降低所述DC信号的电平。
10.根据权利要求4所述的用于驱动发光元件的器件，其中，当所述第一感测电压和所述第二感测电压之间的差超过所述第二参考电压时，所述控制器将所述恒流控制信号的电平变成零。
11.根据权利要求4所述的用于驱动发光元件的器件，进一步包括：
整流器，所述整流器用于整流AC信号，并且根据整流结果来提供整流的信号；以及
功率因子校正单元，所述功率因子校正单元用于校正所述整流的信号的功率因子，并且将功率因子校正的整流信号输出到所述电压生成器。
12.根据权利要求11所述的用于驱动发光元件的器件，其中，所述控制器基于所述第二感测电压来计算流过所述感测电阻器的感测电流，以及基于计算的感测电流来导通或者关闭所述功率因子校正单元。
13.根据权利要求12所述的用于驱动发光元件的器件，其中，当所述感测电流低于参考电流值时，所述控制器关闭所述功率因子校正单元。
14.一种用于驱动发光元件的器件，包括：
电压生成器，所述电压生成器用于提供用于基于调光信号驱动发光单元的DC信号；
放大器，所述放大器包括接收恒流控制信号的第一输入端子、第二输入端子和输出端子；
感测电阻器，所述感测电阻器的一个端子被连接到所述第二输入端子；
开关，所述开关被连接在所述发光单元和所述感测电阻器之间，并且响应于所述放大器的输出来被切换；
电压感测单元，所述电压感测单元根据通过感测所述发光单元和所述开关被连接的第一节点的电压所获得的结果来输出第一感测电压，以及根据通过感测所述开关和所述感测电阻器的一个端子被连接的第二节点的电压所获得的结果来输出第二感测电压；以及
控制器，所述控制器用于将用于基于在所述第一感测电压和所述第二感测电压之间的差来调节所述DC信号的电平的调光信号提供给所述电压生成器。
15.根据权利要求14所述的用于驱动发光元件的器件，进一步包括平滑电路，所述平滑电路用于平滑脉宽调制信号，并且提供根据所述平滑结果的信号作为所述恒流控制信号。
16.根据权利要求15所述的用于驱动发光元件的器件，其中，所述控制器提供所述脉宽调制信号。
17.根据权利要求15所述的用于驱动发光元件的器件，进一步包括：
整流器，所述整流器用于整流AC信号并且根据整流结果来提供整流的信号；以及
功率因子校正单元，所述功率因子校正单元用于校正所述整流的信号的功率因子，以及将功率因子校正的整流信号输出到所述电压生成器。
18.根据权利要求17所述的用于驱动发光元件的器件，其中，所述电压生成器基于所述调光信号来改变所述功率因子校正的整流信号的电平，以及根据所述电平变化结果来生成所述DC信号。
19.根据权利要求17所述的用于驱动发光元件的器件，其中，所述控制器基于所述第二感测电压来计算流过所述感测电阻器的感测电流，以及基于计算的感测电流来导通或者关闭所述功率因子校正单元。
20.一种用于驱动发光元件的器件，包括：
电压生成器，所述电压生成器用于提供用于驱动多个发光单元的DC信号；
多个感测电阻器；
多个调光单元，所述多个调光单元用于控制流过所述多个发光单元的电流；以及
控制器，所述控制器用于将恒流控制信号提供给所述多个调光单元中的每个并且调节所述DC信号的电平，
其中，所述多个调光单元中的每个包括：
放大器，所述放大器包括接收所述恒流控制信号的第一输入端子、被连接到所述多个感测电阻器中的相应的一个的第二输入端子、以及输出端子；
开关，所述开关被连接在所述多个发光单元中的相应的一个和所述多个感测电阻器中的相应的一个的一个端子之间，以及响应于所述放大器的输出来被切换；以及
电压感测单元，所述电压感测单元根据通过感测所述多个发光单元中的相应的一个和所述开关被连接的第一节点的电压所获得的结果来输出第一感测电压，以及根据通过感测所述开关和所述多个感测电阻器中的相应的一个的一个端子被连接的第二节点的电压所获得的结果来输出第二感测电压，
其中，所述控制器基于在所述第一感测电压和所述第二感测电压之间的差来调节所述DC信号的电平。
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