CN111182676B - 调光电路及调光控制方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种调光电路，其中调光电路包含直流/直流转换单元及控制模块，其中控制模块设置反映基准开关周期的第一计算信号，并接收反映输入电压的第一采样信号以及反映输出电压的第二采样信号，根据第一采样信号、第二采样信号以及参考电流信号计算输出反映导通期间的第二计算信号，且计算单元还产生周期性变化的延迟信号，可将延迟信号迭加于第一计算信号或第二计算信号，借此产生对应的脉宽调制信号，以周期性改变每一开关周期的关断期间或导通期间的时间长度，可使实际的输出电流的平均值接近电流理想值。

Description

调光电路及调光控制方法
技术领域
本发明涉及一种调光电路及调光控制方法，尤其涉及一种可提高输出电流的精确度的调光电路及调光控制方法。
背景技术
随着节能和环保意识的深入，开发具备节能优势的照明技术、例如LED等已经成为趋势。其中，LED的亮度与其所接收的电流成正比，所以驱动LED的调光电路需要提供稳定的恒流电流，以保证LED的安全性并可同时达到消费者所需的LED发光强度及精度，因此调光电路是否可输出稳定的电流对LED的发展极为重要。
现有的调光电路如图1所示，其通过一调光电路1’驱动负载，例如LED装置。其中，调光电路1’包含一控制电路101’，控制电路101’通过采样电阻103’检测通过功率开关管102’的电流，并且根据该电流控制功率开关管102’的导通和关断。由于控制电路101’无法直接依据负载上的电流控制功率开关管102’的运行，使得负载电流的精确度下降，并且采样电阻103’在采样流经功率开关管102’的电流过程中，会造成损耗。
此外，功率开关管102’以及二极管会存在对应的寄生电容，而使得功率开关管102’的寄生电容以及二极管的寄生电容可能与输出电感104’之间产生振荡，而使得流经输出电感104’及负载的电流具有扰动，进而使得调光电路1’的输出电流与预设的输出电流理想值产生误差，因此造成负载的电流精确度下降。
因此，如何开发一种克服上述缺点的调光电路及调光控制方法，实为目前迫切的需求。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种调光电路及调光控制方法，以解决现有技术的调光电路所输出的电流精确度不佳的问题。
为达上述目的，本发明的一较广实施方案为提供一种调光电路，其包含直流/直流转换单元、控制模块及驱动模块。直流/直流转换单元用以接收输入电压，并提供输出电压为负载供电，且直流/直流转换单元包含至少一功率开关管，功率开关管接收开关控制信号来进行运行，并经由开关控制信号来调节直流/直流转换单元的输出电流，其中开关控制信号具有多个开关周期，每一开关周期具有导通期间和关断期间。控制模块包括计算单元及脉宽调制单元。计算单元设置反映基准开关周期的第一计算信号，并且接收反映输入电压的第一采样信号以及反映输出电压的第二采样信号，根据第一采样信号、第二采样信号及参考电流信号计算输出反映导通期间的第二计算信号，且计算单元还产生周期性变化的延迟信号。脉宽调制单元依据第一计算信号、第二计算信号以及延迟信号，用于产生周期性变化的脉宽调制信号。驱动模块与控制模块及功率开关管电性耦接，用于根据脉宽调制信号产生开关控制信号，其中，包含延迟信号的脉宽调制信号用于控制开关控制信号，进而周期性控制每一开关周期。
为达上述目的，本发明的一较广实施方案为提供一种调光控制方法，其应用于调光电路。调光电路包含直流/直流转换单元，直流/直流转换单元用以接收输入电压，并提供输出电压为负载供电，控制方法包含以下步骤：步骤a，设置反映基准开关周期的第一计算信号；步骤b，接收反映输入电压的第一采样信号、反映输出电压的第二采样信号，并根据第一采样信号、第二采样信号及参考电流信号计算输出第二计算信号；步骤c，配置周期性变化的延迟信号；步骤d，根据第一计算信号、第二计算信号以及延迟信号产生周期性变化的脉宽调制信号；步骤e，依据脉宽调制信号来产生开关控制信号，以控制直流/直流转换单元的功率开关管，开关控制信号具有多个开关周期，每一开关周期具有导通期间和关断期间，其中，根据包含延迟信号的脉宽调制信号产生开关控制信号，进而周期性控制开关周期。
附图说明
图1为现有技术的调光电路的电路结构示意图。
图2为本发明的较佳实施例的调光电路的电路结构示意图。
图3为本发明的较佳实施例的调光电路的具体电路结构示意图
图4为图2所示的调光电路的直流/直流转换单元的电路结构示意图。
图5a为图2所示的调光电路的直流/直流转换单元于功率开关管为导通状态时的电路结构示意图。
图5b为图2所示的调光电路的直流/直流转换单元于功率开关管为关断状态时的电路结构示意图。
图6为图2所示的调光电路于延迟信号迭加于第一计算信号时的电压电流波形示意图。
图7a为图2所示的功率开关管导通时调光电路的电感组件的电流大于0的电压电流波形示意图。
图7b为图2所示的功率开关管导通时调光电路的电感组件的电流小于0的电压电流波形示意图。
图8a为本发明第一较佳实施例的开关控制信号的多个开关周期的波形示意图。
图8b为本发明第二较佳实施例的开关控制信号的多个开关周期的波形示意图。
图9为图2所示的直流/直流转换单元于延迟信号迭加于第二计算信号时的电压电流波形示意图。
图10为图2所示的调光电路的调光控制方法的流程示意图。
附图标记说明：
1’：调光电路
101’：控制电路
102’：功率开关管
103’：采样电阻
104’：输出电感
1：调光电路
P：电源
L：负载
Vin：输入电压
Iin：输入电流
Vout：输出电压
Iout：输出电流
11：直流/直流转换单元
21a：正输入端子
21b：负输入端子
22a：正输出端子
22b：负输出端子
111：功率开关管
111a：第一端
111b：第二端
111c：第三端
112：二极管
113：电感组件
114：电容组件
C1、C2：寄生电容
12：控制模块
122：计算单元
123：脉宽调制单元
124：调光信号计算单元
13：驱动模块
141：输入电压检测单元
142：输出电压检测单元
t0-t3：时间
Tc：振荡周期
Ts：基准开关周期
IL：流经电感组件的电流
S1-S5：步骤
具体实施方式
体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的方案上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上当作说明之用，而非限制本发明。
请参阅图2及图3，图2为本发明的较佳实施例的调光电路的电路结构示意图，图3为本发明的较佳实施例的调光电路的具体电路结构示意图。如图所示，本发明的调光电路1包含直流/直流转换单元11、控制模块12及驱动模块13，其中直流/直流转换单元11可为但不限为降压型Buck电路、升压型变换电路、升降压型变换电路或返驰式变换电路。直流/直流转换单元11具有由正输入端子21a和负输入端子21b构成的输入端、由正输出端子22a和负输出端子22b构成的输出端以及一功率开关管111，直流/直流转换单元11从输入端电性连接一电源P，接收其输入电压Vin，并通过功率开关管111的周期性的导通和关断运行，从而将输入电压Vin转换成输出电压Vout提供给负载L，其中负载L可为但不限为LED装置。直流/直流转换单元11的功率开关管111用以接收一开关控制信号，以经由开关控制信号而进行导通或关断运行，其中开关控制信号具有多个开关周期，而每一开关周期包含使功率开关管111导通的导通期间和使功率开关管111关断的关断期间，而经由开关控制信号控制功率开关管111的运行，便可调节直流/直流转换单元11的输出电流Iout。
控制模块12包含计算单元122及脉宽调制单元123。计算单元122内设置反映一基准开关周期的一第一计算信号，其中第一计算信号可反映开关控制信号的每一基准开关周期Ts。计算单元122还接收可反映输入电压Vin的第一采样信号及可反映输出电压Vout的第二采样信号，且计算所接收到的第一采样信号、第二采样信号及一参考电流信号，并进而输出第二计算信号，其中第二计算信号可反映开关控制信号的每一开关周期的导通期间Ton，此外，计算单元122还输出周期性变化的一延迟信号。脉宽调制单元123根据第一采样信号、第二采样信号及延迟信号以产生周期性变化的脉宽调制(PWM)信号。
于上述实施例中，调光电路1还包含一输入电压检测单元141和一输出电压检测单元142，输入电压检测单元141与直流/直流转换单元1的输入端电性耦接，用以采样输入电压Vin，并根据输入电压Vin的采样结果而输出第一采样信号至计算单元122，输出电压检测单元142与直流/直流转换单元11的输出端电性耦接，用以采样输出电压Vout，并根据输出电压Vou的采样结果而输出第二采样信号至计算单元122。
驱动模块13与控制模块12的脉宽调制单元123及直流/直流转换单元11的功率开关管111电性耦接，用以接收脉宽调制单元123输出的脉宽调制信号，并根据脉宽调制信号产生开关控制信号至直流/直流转换单元11的功率开关管111，以控制功率开关管111的运行，其中每一开关周期的占空比(duty cycle)可利用延迟信号的周期性变化来控制。
请参阅图4，图4为图2所示的调光电路的直流/直流转换单元的电路结构示意图。如图4所示，于一些实施例中，直流/直流转换单元11还包含二极管112、电感组件113及电容组件114。功率开关管111包含第一端111a、第二端111b及第三端111c，功率开关管111的第一端111a与驱动模块13电性耦接，以接收驱动模块13输出的开关控制信号，功率开关管111的第二端111b接地，功率开关管111的第三端111c与二极管112的阳极及电感组件113的一端电性耦接。二极管112的阴极与正输入端子21a、电容组件114的一端及正输出端子22a电性耦接。电感组件113的另一端与电容组件114的另一端及负输出端子22b电性电性耦接，其中，由于电感组件113与负载L串联连接，因此，流经电感组件113的平均电流与流经负载L的平均电流相等。驱动模块13可利用开关控制信号控制直流/直流转换单元11的功率开关管111于导通状态与关断状态之间进行切换，当功率开关管111被控制为导通状态或关断状态时，可进而调节输出电流Iout。
参阅图4并配合图5a、5b及图6，进一步说明直流/直流转换单元11的运行方式，其中图5a为图2所示的调光电路的直流/直流转换单元于功率开关管为导通状态时的电路结构示意图。由图可知，当驱动模块13利用开关控制信号驱动直流/直流转换单元11的功率开关管111处于导通状态，亦即功率开关管111的第一端111a相对于功率开关管111的第二端111b的电压为Vgs时，此时功率开关管111导通，二极管112关断，而直流/直流转换单元11接收的输入电流Iin则依序流经电容组件114、电感组件113及功率开关管111，使得电容组件114充电，且流经电感组件113的电流IL在功率开关管111的导通期间内逐渐增加，如图6所示的时间t0至时间t1的区间，即为导通期间Ton。流经电感组件113的电流于功率开关管111的导通状态结束时的电流值的计算公式如下
Figure BDA0001858690670000081
其中Ipeak为功率开关管111的导通状态结束时的流经电感组件113的电流值，Imin为功率开关管111的导通状态开始时刻流经电感组件113的电流值，L为电感组件113的电感值。
经过一定的导通期间Ton后，驱动模块13利用开关控制信号驱动直流/直流转换单元11的功率开关管111处于关断状态，即功率开关管111的第一端111a相对于功率开关管111的第二端111b的电压小于等于0。图5b为图2所示的调光电路的直流/直流转换单元于功率开关管为关断状态时的电路结构示意图，此时电感组件113中电流不能突变，感应出反向的感应电势，二极管112导通，电感组件113的电流IL线性下降，如图6所示的时间t1至时间t2的区间。此时，流经电感组件113的电流IL于功率开关管111的关断状态结束时的电流值的计算公式如下：
Figure BDA0001858690670000082
其中Ipeak为流经电感组件113的电流于功率开关管111的导通状态结束时的电流值，L为电感组件113的电感值，IL_Toff为功率开关管111关断状态结束时流经电感组件113的电流值，Toff为功率开关管111于关断状态时所持续的时间。其中，当直流/直流转换单元11工作于连续电流模式下，Imin与IL_Toff电流值相等。
当直流/直流转换单元11工作于断续电流模式，于功率开关管111关断状态过程中流经电感组件113的电流值降为0，并维持到下一周期功率开关管111再次开通，可得知IL_Toff＝Imin＝0，T′off为功率开关管111关断到流经电感组件113的电流值为0的时间，即由公式(1)、(2)可推得为：
Figure BDA0001858690670000091
Figure BDA0001858690670000092
流经电感组件113的电流IL于导通状态及关断状态时的平均值的计算公式如下：
Figure BDA0001858690670000093
其中IL_avg为流经电感组件113的电流IL于功率开关管111为导通状态及关断状态时的平均值，Ts为功率开关管111的开关周期(t0-t3)，等于功率开关管导通状态的时间(t0-t1)与功率开关管关断状态的时间(t1-t3)之和。其中，功率开关管关断状态的时间(t1-t3)为功率开关管111关断到流经电感组件113的电流值为0的时间(t1-t2)加上断续时间(t2-t3)，理想情况下，断续时间(t2-t3)的电流维持为零。
其中功率开关管111的开关频率与开关周期满足如下公式：
Figure BDA0001858690670000094
其中fs为功率开关管111的开关频率。
故通过将公式(3)、(4)及公式(6)代入公式(5)中可推得，输出电流Iout的电流理想值的计算公式为：
Figure BDA0001858690670000101
因此，本发明的直流/直流转换单元1可直接依据输入电压Vin及输出电压Vout精准推算出输出电流Iout的电流理想值。
由上可知，本发明的调光电路1可直接依据输入电压Vin及输出电压Vout而对应调节直流/直流转换单元11的输出电流Iout，故无需采样输出电流Iout，如此一来，相较现有技术的调光电路1’经由采样流经功率开关管102’的电流来推估负载的电流，导致现有技术的调光电路1’所输出的电流的精确度下降，本发明的调光电路1可准确调节输出电流Iout，使得负载L的电流精确度上升。
理想情况下，在断续模式中，电感组件113的电流IL下降为0，二极管112不再导通，使得输出电流Iout保持为0不变。然而在实际情况中，如图4所示，由于功率开关管111可能存在对应的寄生电容C1，二极管112也还可能存在对应的寄生电容C2，所以当功率开关管111处于关断状态，且二极管112也为关断状态时，功率开关管111的寄生电容C1与电感组件113之间产生振荡，且二极管112的寄生电容C2与电感组件113之间产生振荡，这使得流经电感组件113的电流IL具有扰动，如图6所示的时间t2至时间t3的区间，其中电感组件113上的振荡具有一振荡周期Tc，该振荡周期等于
Figure BDA0001858690670000102
Figure BDA0001858690670000103
其中L为电感组件113的电感值，C为功率开关管111的寄生电容C1及二极管112的寄生电容C2的电容值总和。
而由上可知，流经电感组件113的电流IL到0后产生振荡，会造成功率开关管111再次导通时，流经电感组件113的电流IL初始值不为0，造成上述公式(3)有所偏差，如此一来，实际的输出电流Iout将偏离本发明经由上述公式(6)所计算出的电流理想值。请参阅图7a，其为图2所示的功率开关管导通时调光电路的电感组件的电流IL大于0的电压电流波形示意图，举例来说，当功率开关管111导通时刻，流经电感组件113的电流IL正好振荡到大于0，流经电感组件113的电流IL从大于零的电流值开始慢慢上升，最终使得输出电流Iout大于电流理想值，如图7a所示。请参阅图7b，其为图2所示的功率开关管导通时刻调光电路的电感组件的电流IL小于0的电压电流波形示意图，又例如，当功率开关管111导通时，流经电感组件113的电流IL正好振荡到小于0，电感组件113的电流IL从小于零的值慢慢上升，从而使得输出电流Iout小于电流理想值，如图7b所示。而为了避免上述情况发生，本发明还可利用延迟信号调整开关控制信号的对应的开关周期的占空比，来消除电感组件113的电流IL因功率开关管111的寄生电容C1及二极管112的寄生电容C2所产生的振荡影响，具体控制方式及原理详述如下。
请参阅图8a并配合图2至图6，图8a为本发明第一较佳实施例的开关控制信号的多个开关周期的波形示意图。如图所示，首先，驱动模块13所输出的开关控制信号的每一开关周期根据包含延迟信号的脉宽调制信号所控制，故每一开关周期与延迟信号具有相关联性，其中，计算单元122中设置延迟信号的周期等于振荡周期Tc，延迟信号的变化趋势可为但不限于为周期性的三角波或周期性的正弦波。于本实施例中，本发明经由包含延迟信号的脉宽调制信号来控制每一开关周期具有脉动变化幅度ΔT，其中脉动变化幅度ΔT为
Figure BDA0001858690670000111
Tc为振荡周期，n为不小于2的整数。于本实施例中，延迟信号的变化趋势为周期性的三角波。于其他一些实施例中，延迟信号的变化趋势可为周期性的正弦波，包含延迟信号的脉宽调制信号来控制每一开关周期具有的脉动变化幅度可以不相等。于其他一些实施例中，延迟信号的变化趋势还可为其他周期性波形，本发明并不以此为限。更进一步而言，未加入延迟信号时的开关周期(于此称基准开关周期)的时间长度为Ts，在计算单元中基准开关周期的时间长度Ts对应为第一计算信号。
于一些实施例中，将计算单元122所产生的延迟信号迭加于第一计算信号中，第二计算信号不迭加延迟信号，从而周期性调整功率开关管111的开关周期的时间长度Ts，使得相邻开关周期相差一个脉动变化幅度ΔT。由于第二计算信号不迭加延迟信号，即导通期间的时间长度不发生变化，开关周期的时间长度周期性变化相当于功率开关管每一关断期间的时间长度具有周期性的变化。例如基准开关周期后的第一个开关周期增加一个脉动变化幅度ΔT，即基准开关周期后的第一个开关周期的时间长度为
Figure BDA0001858690670000121
基准开关周期后的第二个开关周期增加两个脉动变化幅度ΔT，即基准开关周期后的第二个开关周期的时间长度为
Figure BDA0001858690670000122
直到被增加脉动变化幅度ΔT的开关周期的总个数达到n/2时，即被增加脉动变化幅度ΔT的开关周期的时间长度达到
Figure BDA0001858690670000123
时(于此暂称最大开关周期)，当开关周期达到最大开关周期后依序递减一个脉动变化幅度ΔT，即最大开关周期后的第一个开关周期的时间长度为
Figure BDA0001858690670000124
最大开关周期后的第二个开关周期减少两个脉动变化幅度ΔT，即最大开关周期后的第二个开关周期的时间长度为
Figure BDA0001858690670000125
直到被减少脉动变化幅度ΔT的开关周期的总个数达到n时，即被减少的脉动变化幅度ΔT的开关周期的时间长度达到
Figure BDA0001858690670000126
时(于此暂称最小开关周期)，延迟信号便又控制在最小开关周期后续的开关周期依序递增一个脉动变化幅度ΔT，直至被增加脉动变化幅度ΔT的开关周期的总个数达到n/2时，即被增加脉动变化幅度ΔT的开关周期的时间长度达到基准开关周期。而包含延迟信号的脉宽调制信号将重复上述的控制方式而规律性地调整开关控制信号的多个开关周期的时间长度。
当延迟信号迭加于第一计算信号，借此产生对应的输出脉宽调制信号，其多个开关周期的时间长度可被延迟信号所控制，进而使得每一开关周期的关断期间的时间长度具有周期性变化，如此一来，可调节实际的输出电流Iout。以图6为例，配合图8a，将图8a所示的具有多个开关周期的开关控制信号应用于调光电路，例如，基准开关周期Ts为t0至时间t3的区间长度，期间未加入延迟信号。下一周期，功率开关管的关断期间的时间长度增加
Figure BDA0001858690670000131
直至增加至
Figure BDA0001858690670000132
而后每一开关周期的关断期间的时间长度减小
Figure BDA0001858690670000133
直至减小至
Figure BDA0001858690670000134
如此循环。本发明利用每一开关周期的关断期间的时间长度具有周期性变化，使得在每一开关周期中功率开关管111导通时流经电感组件113的电流IL分别出现大于0(即输出电流Iout大于理想电流值)、等于0(即输出电流Iout等于理想电流值)及小于0(即输出电流Iout小于理想电流值)的状况，使得输出电流Iout大于理想电流值与输出电流Iout小于理想电流值可相互抵消，如此一来，通过长时间的平均化后而得到一个与理想电流值相近的输出电流Iout，进而消除了流经电感组件113的电流IL因功率开关管111的寄生电容C1及二极管112的寄生电容C2所产生的振荡影响，从而提高了输出电流Iout的精确度。
当然，延迟信号也可以不同方式控制多个开关周期的变化趋势，请参阅图8b，图8b为本发明第二较佳实施例的开关控制信号的多个开关周期的波形示意图。如图所示，在本实施例中，未加入延迟信号的开关周期(于此称基准开关周期)的时间长度为Ts，而延迟信号则改为控制在基准开关周期后续的开关周期依序递减一个脉动变化幅度ΔT，例如基准开关周期后的第一个开关周期减少一个脉动变化幅度ΔT，即基准开关周期后的第一个开关周期的时间长度为
Figure BDA0001858690670000135
基准开关周期后的第二个开关周期减少两个脉动变化幅度ΔT，即基准开关周期后的第二个开关周期的时间长度为
Figure BDA0001858690670000136
直到被减少脉动变化幅度ΔT的开关周期的总个数达到n/2时，即被减少脉动变化幅度ΔT的开关周期的时间长度达到
Figure BDA0001858690670000141
时(于此暂称最小开关周期)，延迟信号便控制在最小开关周期后续的开关周期依序递增一个脉动变化幅度ΔT，即最小开关周期后的第一个开关周期的时间长度为
Figure BDA0001858690670000142
最小开关周期后的第二个开关周期增加两个脉动变化幅度ΔT，即最小开关周期后的第二个开关周期的时间长度为
Figure BDA0001858690670000143
直到被增加脉动变化幅度ΔT的开关周期的总个数达到n时，即被增加的脉动变化幅度ΔT的开关周期的时间长度达到
Figure BDA0001858690670000144
时(于此暂称最大开关周期)，延迟信号便又控制在最大开关周期后续的开关周期依序递减一个脉动变化幅度ΔT，直至被减少脉动变化幅度ΔT的开关周期的总个数达到n/2时，即被减少脉动变化幅度ΔT的开关周期的时间长度达到基准开关周期。而包含延迟信号的信息的脉宽调制信号将重复上述的控制方式而规律性地调整开关控制信号的多个开关周期的时间长度。
于一些实施例中，计算单元122所产生的延迟信号可迭加于第二计算信号中，从而周期性调整功率开关管111的导通期间的时间长度。请参阅图9，图9为图2所示的直流/直流转换单元于延迟信号迭加于第二计算信号时的电压电流波形示意图。如图所示，延迟信号也可改为迭加于第二计算信号来产生相应的脉宽调制信号，例如，基准开关周期Ts为t0至时间t3的区间长度，其中导通期间的时间长度为t0-t1，未加入延迟信号。下一周期，功率开关管的导通期间的时间长度增加
Figure BDA0001858690670000145
直至增加至
Figure BDA0001858690670000146
而后每一开关周期的导通期间的时间长度减小
Figure BDA0001858690670000147
直至减小至
Figure BDA0001858690670000148
如此循环。因此当驱动模块13依据脉宽调制信号而输出开关控制信号时，开关控制信号的每一开关周期的导通期间的时间长度可被延迟信号所调整，故每一开关周期的导通期间的时间长度便具有周期性变化，进而达成类似于图6所述的技术效果，即调节实际的输出电流Iout，以避免流经电感组件113的电流IL因功率开关管111的寄生电容C1及二极管112的寄生电容C2所产生的振荡影响，然图9的作动方式相似于图6的作动，故于此不再赘述。
于一些实施例中，调光电路1的控制模块12还具有一调光信号计算单元124，用以接收调光信号S，并依据调光信号S调节以输出一参考电流信号使得计算单元122根据第一采样信号、第二采样信号及参考电流信号输出第二计算信号至脉宽调制单元123，以输出脉宽调制信号至驱动模块13，使得驱动模块13根据包含第二计算信号的脉宽调制信号进而控制对应的开关周期的导通期间。
请参阅图10，其为图2所示的调光电路的调光控制方法的流程示意图。如图所示，先执行步骤S1，设置一反映一基准开关周期的一第一计算信号；再执行步骤S2，接收反映输入电压的第一采样信号以及反映输出电压的第二采样信号，并根据第一采样信号、第二采样信号及参考电流信号计算输出第二计算信号；再执行步骤S3，配置周期性变化的延迟信号；接着，执行步骤S4，根据第一计算信号、第二计算信号以及延迟信号产生周期性变化的脉宽调制信号；最后，执行步骤S5，依据脉宽调制信号来产生开关控制信号，以控制直流/直流转换单元的功率开关管，其中开关控制信号具有多个开关周期，每一开关周期具有导通期间和关断期间，其中，包含延迟信号的脉宽调制信号用于控制开关控制信号，进而周期性控制每一开关周期。
综上所述，本发明公开一种调光电路，其中调光电路可直接依据直流/直流转换单元的输入电压及输出电压而对应调节直流/直流转换单元的输出电流，故无需采样输出电流，如此一来，本发明的调光电路可避免采样输出电流的过程中而造成损耗，以提升调光电路的效率。此外，本发明的调光电路可将延迟信号迭加于第一计算信号或第二计算信号，借此产生对应的脉宽调制信号，以周期性改变每一开关周期的关断期间或导通期间的时间长度，使实际的输出电流的平均值接近电流理想值，减少寄生电容与电感组件谐振产生的电流振荡所造成的影响，提高调光电路输出电流的精度。

Claims (20)

1.一种调光电路，其特征在于，包含：
一直流/直流转换单元，用以接收一输入电压，并提供一输出电压为一负载供电，且所述直流/直流转换单元包含至少一功率开关管，所述功率开关管接收一开关控制信号来进行运行，并经由所述开关控制信号来调节所述直流/直流转换单元的一输出电流，其中所述开关控制信号具有多个开关周期，每一所述开关周期具有一导通期间和一关断期间；以及
一控制模块，包括：
一计算单元，设置反映一基准开关周期的一第一计算信号，并且接收反映所述输入电压的一第一采样信号以及反映所述输出电压的一第二采样信号，根据所述第一采样信号、所述第二采样信号及一参考电流信号计算输出反映所述导通期间的一第二计算信号，且所述计算单元还产生周期性变化的一延迟信号；以及
一脉宽调制单元，依据所述第一计算信号、所述第二计算信号以及所述延迟信号，用于产生周期性变化的一脉宽调制信号；以及
一驱动模块，与所述控制模块及所述功率开关管电性耦接，用于根据所述脉宽调制信号产生所述开关控制信号，其中，包含所述延迟信号的所述脉宽调制信号用于控制所述开关控制信号，进而周期性控制每一所述开关周期。
2.如权利要求1所述的调光电路，其特征在于，所述延迟信号迭加于所述第一计算信号，从而控制所述开关周期周期性变化。
3.如权利要求1所述的调光电路，其特征在于，所述延迟信号迭加于所述第二计算信号，从而控制所述导通期间周期性变化。
4.如权利要求2或3所述的调光电路，其特征在于，所述调光电路为降压型Buck电路、升压型变换电路、升降压变换电路或返驰式变换电路。
5.如权利要求4所述的调光电路，其特征在于，所述直流/直流转换单元还包含一二极管以及一电感组件，所述二极管及所述电感组件与所述功率开关管电性耦接，所述功率开关管和所述二极管包含各自对应一寄生电容，其中当所述功率开关管处于关断状态且所述二极管处于关断状态时，所述电感组件与寄生电容产生振荡而具有一振荡周期，所述振荡周期为
Figure FDA0001858690660000011
其中L为所述电感组件的电感值，C为所述功率开关管的所述寄生电容的电容值与所述二极管的所述寄生电容的电容值的电容值总和。
6.如权利要求5所述的调光电路，其特征在于，根据所述延迟信号而设置多个所述开关周期的一最小开关周期的时间长度为Ts-Tc/2，多个所述开关周期的一最大开关周期的时间长度为Ts+Tc/2，其中Ts为多个所述开关周期中的一基准开关周期，Tc为所述振荡周期。
7.如权利要求6所述的调光电路，其特征在于，所述延迟信号的变化趋势为周期性的三角波。
8.如权利要求7所述的调光电路，其特征在于，所述脉宽调制信号控制多个所述开关周期中从所述基准开关周期后依序递增一脉动变化幅度至所述最大开关周期，再从最大开关周期依序递减所述脉动变化幅度至所述最小开关周期，再从所述最小开关周期依序递增一个所述脉动变化幅度至所述基准开关周期，使得所述开关周期的时间长度具有周期性的循环变化，其中所述脉动变化幅度为Tc/n，其中Tc为所述振荡周期，n为不小于2的整数。
9.如权利要求6所述的调光电路，其特征在于，所述延迟信号的变化趋势为周期性的正弦波。
10.如权利要求1所述的调光电路，其特征在于，所述控制模块包含一调光信号计算单元，用以接收一调光信号，并根据所述调光信号调节所述参考电流信号。
11.一种调光控制方法，应用于一调光电路，所述调光电路包含一直流/直流转换单元，所述直流/直流转换单元用以接收一输入电压，并提供一输出电压为一负载供电，其特征在于，所述控制方法包含以下步骤：
步骤a，设置一反映一基准开关周期的一第一计算信号；
步骤b，接收反映所述输入电压的一第一采样信号、反映所述输出电压的一第二采样信号，并根据所述第一采样信号、所述第二采样信号以及一参考电流信号计算输出一第二计算信号；
步骤c，配置周期性变化的一延迟信号；
步骤d，根据所述第一计算信号、所述第二计算信号以及所述延迟信号产生周期性变化的一脉宽调制信号；
步骤e，依据所述脉宽调制信号来产生一开关控制信号，以控制所述直流/直流转换单元的一功率开关管，所述开关控制信号具有多个开关周期，每一所述开关周期具有一导通期间和一关断期间，其中，根据包含所述延迟信号的所述脉宽调制信号产生所述开关控制信号，进而控制每一所述开关周期周期性变化。
12.如权利要求11所述的调光控制方法，其特征在于，所述延迟信号迭加于所述第一计算信号，从而控制所述开关周期周期性变化。
13.如权利要求11所述的调光控制方法，其特征在于，所述延迟信号迭加于所述第二计算信号，从而控制所述导通期间周期性变化。
14.如权利要求12或13所述的调光控制方法，其特征在于，所述调光电路为降压型Buck电路、升压型变换电路、升降压变换电路或返驰式变换电路。
15.如权利要求14所述的调光控制方法，其特征在于，所述直流/直流转换单元还包含一二极管以及一电感组件，所述二极管及所述电感组件与所述功率开关管电性耦接，所述功率开关管和所述二极管包含各自对应的一寄生电容，其中当所述功率开关管处于关断状态且所述二极管处于关断状态时，所述电感组件与寄生电容产生振荡而具有一振荡周期，所述振荡周期为
Figure FDA0001858690660000031
其中L为所述电感组件的电感值，C为所述功率开关管的所述寄生电容的电容值与所述二极管的所述寄生电容的电容值的电容值总和。
16.如权利要求15所述的调光控制方法，其特征在于，根据所述延迟信号而设置多个所述开关周期的一最小开关周期的时间长度为Ts-Tc/2，多个所述开关周期的一最大开关周期的时间长度为Ts+Tc/2，其中Ts为多个所述开关周期中的一基准开关周期，Tc为所述振荡周期。
17.如权利要求16所述的调光控制方法，其特征在于，所述延迟信号的变化趋势为周期性的三角波。
18.如权利要求17所述的调光控制方法，其特征在于，所述脉宽调制信号控制多个所述开关周期中从所述基准开关周期后依序递增一脉动变化幅度至所述最大开关周期，再从最大开关周期依序递减所述脉动变化幅度至所述最小开关周期，再从所述最小开关周期依序递增一个所述脉动变化幅度至所述基准开关周期，使得所述开关周期的时间长度具有周期性的循环变化，其中所述脉动变化幅度为Tc/n，其中Tc为所述振荡周期，n为不小于2的整数。
19.如权利要求16所述的调光控制方法，其特征在于，所述延迟信号的变化趋势为周期性的正弦波。
20.如权利要求11所述的调光控制方法，其特征在于，所述调光电路还接收一调光信号，根据所述调光信号调节所述参考电流信号。
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