TW201026148A - Driving circuit and system for controlling power of a light source, and method for adjusting power of a light source - Google Patents

Driving circuit and system for controlling power of a light source, and method for adjusting power of a light source Download PDF

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Description

201026148 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種驅動光源之驅動電路。 【先前技術】 近年來，發光一極體（LED)等光源經由在材料和製 程技術之進步而隨之改良。led具有高效率、長壽命、顏 色鮮豔等特點，可以應用於汽車、電腦、電信、軍事和曰 用品等領域。比如，LED燈可以替代習知的白熾燈作為照 明光源。 ^ 圖1所示為一種習知的LED驅動電路1〇〇的示意圖。 LED驅動電路100利用LED鏈（LED string ) 106作為光 源。LED鏈106包含一組串聯的LED。電力轉換器1〇2用 於將輸入的直流電壓Vin轉換成期望的直流輸出電壓 Vout，以對LED鏈1〇6供電。與電力轉換器1〇2耦接的開 關104能致能或除能給LED鏈106的輸入電壓vin，以導 通或關斷LED燈。電力轉換器1〇2接收來自電流偵測電阻 Rsen的回授信號並調節輸出電壓yout以使LED鏈1〇6產 生期望的亮度。該習知方案的缺點之一是，該期望亮度是 預先設定好的。在操作中’ LED鏈106的亮度輸出被設定 為一預設值，使用者無法調節。 圖2所示為另一種習知的LED驅動電路200的示意 圖。電力轉換器102將輸入的直流電壓Vin轉換成期望的 直流輸出電壓Vout，以對LED鏈1〇6供電。與電力轉換 器102輕接的開關104能致能或除能給LED鏈106的輸入 FL09P006TW-98142184-20100206F.doc 4 201026148 電壓Vin ’以導通或關斷LED燈。LED鏈106與線性led 電流調節器208耦接。線性LED電流調節器208中的運算 放大器210比較參考信號REF和來自電流偵測電阻以如 的電流監測信號’並產生控制信號，以線性的模式調節電 晶體Q1的阻抗。因此，流經LED鏈106的電流可據此調 節。在此方案中，為控制鏈106的亮度輸出，使用者 需要利用某專用裝置，例如一個專門設計之具有調節按鈕 或是能接收遙控控制信號的開關，來調節參考信號ref。 【發明内容】 本發明提供一種控制一光源之電力的驅動電路，其包 括：耦接於一電源和該光源之間的一電力轉換器，接收來 自該電源的電力並對該光源提供一調節後電力；以及與該 電力轉換器耦接的一調光控制器，接收指示耦接於該電源 和該驅動電路之間的一電力開關的一操作的一開關監測 信號’及藉由根據該開關監測信號控制與該光源串聯耦接 的一開關’調節來自該電力轉換器的該調節後電力。 【實施方式】 以下將對本發明的實施例提供詳細說明。雖然本發明 將結合實施例進行闞述，但應理解這並非意欲將本發明限 疋於這些實施例^相反地，本發明意在涵蓋由後附申請專 利範圍所界定的本發明精神和範圍内所定義的各種變 化、修改和等效物。 另外，在以下的詳細說明中將配合大量具體細節，以 FL09P006TW-98l42184-20100206F.doc 5 201026148 提供對本购之完整㈣。本技_域巾具麵常知 將理解，沒有這些具體細節，本發明同樣可以實施。在其 ，實例中，對習知的方法、流程、元件和電路未作詳細描 述’以便於凸顯本發_主旨。在本發明之例示實施例 中，為達闡述目的，係以LED鏈作為光源之示例。然而， 此處本發明所揭示之驅動電路可用以驅動各種負載及光 源，並不僅限於LED。 、 圖3所示為根據本發明一實施例的光源驅動電路 的方塊圖。在一實施例中，光源驅動電路300包括用於把 來自電源的錢輸人糕Vin轉換為直流輸出轉v〇ut 的交流/直流（AC/DC)轉換器306，輕接於電源和交流/ 直流轉換器306之間用於選擇性將電源耦接至光源驅動電 路3〇〇的電力開關304，與交流/直流轉換器3〇6耦接用於 為LED鏈312提供調節後電力的電力轉換器31〇，與電力 轉換。器310耦接用於接收表示電力開關3〇4操作的開關監 測信號、並根據開關監測信號調節來自電力轉換器31〇調 節後電力的調光控制器308,以及用於監測流經 的LED電流的電流監測器314。在一實施例中，電力開關 304是固接於牆上的導通/關斷（〇n/〇ff)開關。 在操作中，交流/直流轉換器306將輸入交流電壓Vin 轉換為直流輸出電壓Vout。電力轉換器310接收直流電壓 Vout並為LED鏈312提供調節後的電力。電流監測器314 產生電流監測信號，其表示流經LED鏈312的LED電流 位準。調光控制器308監測電力開關3〇4的操作，接收來 自電流監測器314的電流監測信號，並回應電力開關3〇4 FL09P006TW-98142184-20100206F.doc 6 201026148 ' 的操作控制電力轉換器310以調節LED鏈312的電力。在 一實施例中，調光控制器308操作於類比（anal〇g)調光 模式’透過調節一個表示led電流峰值的參考信號來調節 .LED鏈312的電力。在另一實施例中，調光控制器3⑽工 作於驟變（burst)調光模式，透過調節一脈衝寬度調變 (PWM)信號的工作週期來調節LED鍵312的電力。透 過調節LED鏈312的電力，LED鏈312的亮度輸出能夠 相應地被調節。 ❹ 圖4所示為根據本發明一實施例的光源驅動電路400 的電路圖。圖4將結合圖3進行描述。圖4中與圖3編號 相同的元件具有類似功能，為簡明起見在此不重複描述。 光源驅動電路400包括耦接於電源和LED鏈312之間 的電力轉換器310 ’用於接收來自電源的電力並為led鏈 312提供調節後電力。調光控制器3〇8接收表示電力開關 (例如耦接於電源和光源驅動電路之間的電力開關3〇4 ) 的操作的開關監測信號，並根據該開關監測信號控制與 ❹ LED鏈312串聯輕接的開關Q16 ’以調節來自電力轉換器 310的調節後的電力。光源驅動電路400進一步包括交流/ 直流轉換器306 ’用於將交流輸入電壓Vin轉換成直流輸 出電壓Vout，以及電流監測器314,用於監測流經LED鏈 312的LED電流。 在圖4所示的實例中，交流/直流轉換器3〇6可為包括· 二極體〇卜〇2、〇7、〇8、〇10和電容〇9的橋式整流器。 電流監測器314可包括電流偵測電阻R5。電力轉換器31〇 可為包括電感L1和二極體D4的降壓（buck)轉換器。在 FL09P006TW-98142184-20100206F.doc 7 201026148 圖4中所示的實施例中，開關Qw位於調光控制器308之 外。在其他的實施例中，開關Q16可以整合於調光控制器 308之中。 在一實施例中，調光控制器308的端子包括： HV_GATE、SEL、CLK、RT、VDD、CTRL、MON 和 GND。 端子HV—GATE經由電阻R3與開關Q27耦接，用於控制 與LED鏈312耦接的開關Q27的導通狀態（如導通/關斷 的狀態）。電容C11耦接於端子HV_GATE和地之間，用 於調節開關Q27的閘極電壓。 使用者可以選擇藉由把端子SEL經由電阻R4連接到 地（如圖4所示）或者把端子SEL直接連接到地，而選擇 一調光模式’例如類比調光模式或驟變調光模式。 端子CLK經由電阻R3辆接至交流/直流轉換器306， 且經由電阻R6耦接到地。端子Clk接收一個表示電力開 關304操作的開關監測信號。在一實施例中，開關監測信 號在電阻R3和電阻R6之間的一個共同節點（e〇mm〇n node)上產生。電容ci2與電阻R6並聯耦接，用於過濾 不期望的雜訊。端子RT經由電阻R7與地耦接，用於確定 由調光控制器308產生的脈衝信號的頻率。 端子VDD經由二極體〇9與開關Q27耦接，用於為 調光控制器308供電。在一實施例中，一個儲能單元（如 電容cio)耦接於端子VDD和地之間，當電力開關3〇4 關斷時為調光控制器308供電。在另一實施例中，儲能單 元整合於調光控制器308内部。端子GND與地搞接。 端子CTRL與開關Q16耦接。開關Q16與LED鏈312 FL09P006TW-98142184-20100206F.doc g 201026148 以及開關Q27串聯耦接，並經由電流監測電阻R5耦接到 地。調光控制器308使用經由端子CTRL的控制信號控制 開關Q16的導通狀態（如導通與斷開狀態），以調節來自 電力轉換器310的調節後電力。端子m〇N與電流監測電 阻R5耦接，用於接收表示流經LED鏈312的LED電流 的電流監測信號。當開關Q27導通時，調光控制器308藉 由控制開關Q16來調節流經LED鍵312的LED電流。 ❹ 魯 在操作中，當電力開關304導通時，交流/直流轉換器 306將輸入交流電壓vin轉換為直流輸出電壓¥〇说。端子 HV—GATE上的預設電壓經由電阻R3施加於開關Q27上， 以導通開關Q27。 如果調光控制器308導通開關Q16，直流電壓v〇ut 會對led鍵312供電並對電感L1充電。哪冑流流經電 感L卜LED鏈312、開關q27、開關⑽以及電阻肋到 地。如果調光控制器308關斷開關Ql6，則LED電流流經 電感U、LED鏈312和二極體D4。電感L1放電以對题 鏈3U供電。因此，調光控制器3〇8可以藉由控制_ Q16 而調卽來自電力轉換器310的調節後電力。 當電力開關304關斷，電容Cl〇放電以對調光控制器 308供電。電阻R6兩端的電壓下降到〇,因此一個指 力開關3G4關斷操作的開關監測信號可經由端子clk 調光控制器308監測到。類似的，當電力開關304導通， 電阻R6兩端的電壓升至-預設電壓值，因此一旨 力開關3〇4導通操作的開關監測信财經由端 調光控制器308監_。如果監剛到關斷操作，調光㈣ FL09F006TW-98142184-20100206F.doc 201026148 :::以藉由把端子HV_GATE上的電壓下杈到
斷開關Q27，從而使得1^〇鏈31在電感L ..^ ^ 疋成放雷播 被斷電。回應關斷操作，調光控制器3〇8調節〜 鏈312的期望亮度輸出的參考信號。因此，當電 下次導通時，LED * 3η能夠根據調節後的期望:〇4 產生亮度輸出。換言之，LED鏈312的亮度輪出=二 光控制器308回應電力開關304的關斷操作而被調節。° 圖5所示為根據本發明一實施例圖4中的調光』 308的例示性架構圖。圖5將結合圖4進行插述。^ 5中 與圖4編號相同的元件具有類似的功能’為簡明卜 不重複描述。 調光控制器308包含觸發監測單元5〇6、調光器5〇2 和脈衝信號產生器504。觸發監測單元506經由齊納二極 體ZD1連接到地。觸發監測單元5〇6經由端子接收 指示外部電力開關304的操作的開關監測信號，且當外部 電力開關304的操作在端子CLK被監測到時，產生驅動 信號以驅動計數器526。觸發監測單元506還進一步控制 開關Q27的導通狀態。調光器5〇2產生參考信號ref，以 類比調光的模式調節LED鍵312的電力，或產生控制信號 538，調節脈衝寬度調變信號PWM1的工作週期以調節 LED鏈312的電力。脈衝信號產生器5〇4產生脈衝信號， 其可導通開關Q16。調光控制器308還包括與端子VDD 辆接的啟動及欠電壓鎖定（Under Voltage Lockout, UVL) 電路508，用於根據不同的電力狀況選擇性地導通調光控 制器308内部的一個或多個元件。 FL09P006TW-98142184-20100206F.doc 10 201026148 在一實施例中，當端子VDD上的電壓高於第一預設 電壓’則啟動及欠電壓鎖定電路508將導通調光控制器3〇8 中所有的元件。當電力開關304關斷，如果端子VDD上 的電壓低於第二預設電壓，啟動及欠電壓鎖定電路5〇8將 關閉調光控制器308中除了觸發監測單元5〇6和調光器 502以外的其他元件以節省能量。當端子VDD上的電壓低 於第三預設電壓，啟動及欠電壓鎖定電路508將進一步關 閉觸發監測單元506和調光器502。在一實施例中，第一 ❹ 預设電壓尚於第二預設電壓，第二預設電壓高於第三預設 電壓.因為調光控制器308能夠經過端子VDD由電容C10 供電，所以即使電力開關304關斷後，觸發監測單元5〇6 和調光器502還可以工作一段時間。
在調光控制器308中，端子SEL與電流源532耦接。 使用者可以藉由配置端子SEL(例如把端子sel直接與地 耦接，或是將端子SEL經由一個電阻與地耦接）來選擇調 光模式。在一實施例中，調光模式透過測量端子SEL上的 β 電壓來決定。如果端子SEL直接與地耦接，則端子SEL 上的電壓近似於0。一控制電路（圖中未示出）可以導通 開關540，關斷開關541和542。因此，調光控制器3〇8 可以工作於類比調光模式，並且藉由調節參考信號REF來 調節LED鏈312的電力。在-實施例中，如果端子狐 經由具有一個預設阻值的電阻R4耦接到地（如圖4中所 示）則鳊子SEL上的電壓大於該控制電路依序關斷 開關540、導通開關541和導通開關542。因此，調光控 制器3〇8工作於驟變調光模式’並藉由調節脈衝寬度調變 FL09P006TV7-98142l84-20100206F.doc 11 201026148 信號PWM1的工作週期來調節LED鏈312的電力。換言 之’經由控制開關540、541、542的導通狀態，可以選擇 不同的調光模式。而開關540、541、542的導通狀態由端 子SEL上的電壓決定。 脈衝彳§號+產生器504經由端子RT以及電阻R7耦接到 地，產生用於導通開關Q16的脈衝信號536。脈衝信號產 生器504可以有不同的配置，並不限於圖5中所示的配置。 在脈衝信號產生器504中’運算放大器510的非反相 輸入端接收預設電壓VI。因此運算放大器510的反相輸入 端電壓也為VI。電流IRT透過端子RT和電阻R7流到地。 流經金屬氧化物半導體場效應電晶體（MOSFET) 514和 MOSFET 515的電流I!與電流IRT相等。由於MOSFET 514 和MOSFET 512構成電流鏡’因此流經MOSFET 512的電 流12也與電流Irt相等。比較器516的輸出和比較器518 的輸出分別與SR正反器520的S輸入端和R輸入端麵接。 比較器516的反相輸入端接收預設電壓V2。比較器518 的非反相輸入端接收預設電壓V3。在一實施例中，V2大 於V3且V3大於0。電容C4耦接於MOSFET 512和地之 間，且有一端與比較器516非反相輸入端和比較器518反 相輸入端輸入之間的共同節點耦接。SR正反器520的Q 輸出端與開關Q15及SR正反器522的S輸入端耦接。開 關Q15與電容C4並聯。開關Q15的導通狀態（例如：導 通/關斷）由SR正反器520的Q輸出端決定。 電容C4兩端的初始電壓近似為0，小於V3。因此SR 正反器520的R輸入端接收比較器518輸出的數位信號 FL09P006TW-98142184-20100206F.doc 12 201026148 ' 1。SR正反器52〇的Q輸出端被設置為數位信號〇，其關 斷開關Q15。當開關qi5關斷，隨著電容C4由電流。充 電’電容C4兩端的電壓升高。當電容C4兩端電壓大於 V2 ’ SR正反器520的S輸入端接收比較器516輸出的數 位信號l〇SR正反器520的Q輸出端被設置為數位信號p 其導通開關Q15。當開關Q15導通，隨著電容C4經由開 關Q15放電’電容C4兩端的電壓降低。當電容以兩端 的電壓下降到低於V3，比較器518輸出數位信號i，且 ❹ SR正反器520的Q輸出端被設置為數位信號〇，其關斷開 關Q15。接著電容C4又由電流l充電。如此，經由上述 過程，脈衝信號產生器504產生脈衝信號536，其包括在 SR正反器520的Q輸出端上一系列的脈衝。脈衝信號536 被傳送至SR正反器522的S輸入端。 觸發監測單元506透過端子CLK監測電力開關304 的操作，且當電力開關304的操作在端子CLK被監測到， 產生一個驅動信號以驅動計數器526。在一實施例中，當 • 電力開關304被導通’端子CLK上的電壓上升至等於電 阻R6 (圖4所示）兩端電壓的位準。當電力開關3〇4被關 斷，端子CLK上的電壓下降到〇。因此，指示電力開關 304操作的開關監測信號可以在端子CLK被監測到。在一 實施例中，當一個關斷操作在端子CLK被監測到時，觸 發監測單元506產生驅動信號。 觸發監測單元506還透過端子HV_GATE控制開關 Q27的導通狀態。當電力開關3〇4被導通，齊納二極體zdi 兩端的崩潰電壓經由電阻R3施加至開關Q27e因此，導
FL09F006TW-98142184-20100206F.doc U 201026148 通開關Q27。觸發監測單元5〇6可以藉由將端子hv_gate 的電壓下拉到0而關斷開關q 2 7。在一實施例中，當端子 CLK上監測到電力開關3〇4的關斷操作，觸發監測單元 506就關斷開關Q27，且當端子CLK上監測到電力開關3〇4 的導通操作，觸發監測單元506就導通開關Q27。 在一實施例中，調光器502包含與觸發監測單元5〇6 耦接、用於對電力_ 3G4的操作精計數的雜^似， 及與計數器526耦接的數位類比（D/A)轉換器528。調光 器502還包括與數位類比轉換器528輕接的脈衝寬度_ ❹ (PWM)信號產生器53〇。計數器526由觸發監測單元5〇6 產生的驅動信號所驅動β具體來講，在一實施例中，當電 力開關304關斷，觸發監測單元5〇6在端子CLK上監測 到一偭負緣（negative edge)，並產生一個驅動信號。二數 器526的計數值回應該驅動信號被增加（比如加〇。數位 類比轉換器528從計數器526中讀取計數值，並根據計數 值產生調光信號（例如控制信號538或參考信號REF)。 調光信號可以用來調節電力轉換器31〇的目標電力值，因 而調節LED鏈312的亮度輸出。 ^ 在驟變調光模式下，開關540關斷，開關541和542 導通。比較器534的反相輸入端接收參考信號，其 為具有預設實質恒·疋電壓的直流信號。1的電壓決定 了 LED電流峰值，因此也決定了 LED鏈312的最大亮度 輸出。調光信號可以是施加於脈衝寬度調變信號產生器 530上的控制信號538，以調節脈衝寬度調變信號pwMi 的工作週期。透過調節PWM1的工作週期，LED鏈312 FL09P006TW-98142l84-20100206F.doc 14 201026148 的冗度可調節為不大於由咖工所決定的最大亮度。比 如’ t果PWM1的工作週期為ι〇〇%，則led鏈312具有 最大冗度輸出。如果PWM1的工作週期小於1〇〇%，則LED 鍵312的亮度輪出低於最大亮度輸出。 在類比調光模式下，開關540導通,，開關541和542 關斷調光k號可為具有可調節的電壓的類比參考信號 REF數位類比轉換器528根據計數器526的計數值調節 REF的電壓。ref的電壓決定了 電流峰值因此也
决定了 LED電流的平均值。因此，透過調節 鏈312的亮度輸出可以得到調節。 在實細•例中，數位類比轉換器528降低REF的電壓 計數值的増加。比如，如果計數值 比轉換器528調節REF的電壓為V4。如果當觸發監測單 在端子咖監測到電力開關304的關斷操作，計 數值增加到！，則數位類比轉換器52δ調節ref的電壓為 mv5持v4。在另一實施例中，數位類比轉換器 528增加REF的電壓以回應計數值的增加。 替St施例中’ #計數^力6“其最大計數值後， 计數值被重置為0。例如，如果計數器526是—個2位元 計數器，計數值將從0開始依切蝴卜2、3 第四個關斷操作被監測到後回到G。據此，_鍵犯= 4輸出從第-位準被依次調節抑二位準 第四位準，然後又回到第一位準。 千 比較器534的反相輸入端可以選擇性 咖和參考信號REF1。例如，在類比調光模式Ϊ 3 FL09P006TW-9S142 i 84-20100206F.d< 15 201026148 器534的反相輸入端經由開關540接收參考信號ref，而 在驟變調光模式下’比較器534的反相輸入端經由開關541 接收參考信號REF1 ^比較器534的非反相輸入端經由端 子MON與電阻R5麵接’以接收來自電流監測電阻R5的 電流監測信號SEN。電流監測信號SEN的電壓可表示當 開關Q27和Q16導通時流經LED鏈312的LED電流。 比較器534的輸出端與SR正反器522的r輸入端耦 接。SR正反器522的Q輸出端和AND閘524耦接。脈衝 寬度調變化號產生器530產生的脈衝寬度調變信號pwMl 施加至AND閘524。AND閘524輸出控制信號，經由端 子CTRL控制Q16。 如果選擇了類比調光模式，開關540導通，開關541 和542關斷。開關Q16由SR正反器522控制。在操作中， 當電力開關304導通’齊納二極體ZD1兩端的崩潰電壓使 得開關Q27導通。回應脈衝信號產生器5〇4產生的脈衝信 號536, SR正反器522在Q輸出端產生數位信號丨以導通 開關Q16°LED電流流經電感L1、LED鏈312、開關q27、 開關Q16、電流監測電阻R5到地。因為電感L1阻止LED 電流的突變（sudden change) ’ LED電流會逐漸増大。因 此，電流監測電阻R5兩端的電壓（即電流監測信號SEN 的電壓）會隨之增大。當SEN的電壓大於參考信號REF 的電壓，比較器534產生數位信號,1到sr正反器522的 R輸入端’以使SR正反器522產生數位信號〇兩關斷開 關Q16。開關Q16關斷後’電感L1放電以對LED鍵312 供電。流經電感LI、LED鏈312和二極體D4的LED電 FL09P006TW-98142184-20100206F.doc 16 201026148 流逐漸減小。當sr正反器522在8輸入端再度接收到一 個脈衝時’開關Q16導通，LED電流再度經由電流監測電 阻R5流到地。當電流監測信號顧的電壓大於參考信號 REF的電壓’開關q16#： SR正反器522關斷。如上述該， 參考號REF決疋了流經led電流的峰值，也決定了 led 鏈312的亮度輸出。藉由調節，LED鏈312的亮度輸 出得以調節。 在類比調光模式下，如果電力開關304被關斷，電容 ❹ C10 (圖4所示）放電以對調光控制器3〇8供電。當觸發 監測單元506在端子CLK監測到電力開關304的關斷操 作時，計數器526的計數值加丨。回應電力開關3〇4的關 斷操作，觸發監測單元506關斷開關（^27。回應計數值的 改變，數位類比轉換器528把參考信號REF的電壓從第一 位準調節到第二位準。因此，當電力開關3〇4導通時，led 鏈312的亮度輸出可根據參考信號REF的調節而調節。 如果選擇驟變調光模式，開關540關斷，開關541和 ❹ 524導通。比較器534的反相輸入端接收具有預設電壓的 參考信號REF1。開關Q16由SR正反器522和脈衝寬度 調變信號PWM1二者經由AND閘524控制。參考p號 REF1決定了 LED電流的峰值電流，也決定了 LED鍵°31;2 的最大亮度輸出。脈衝寬度調變信號PWM1的工作週期決 定了開關 Q16的導通/關斷時間。脈衝寬度調變信號pwM1 為邏輯1時，開關Q16的導通狀態由SR正反器522的q 輸出端決定。當脈衝寬度調變信號PWM1為邏輯〇時，開 關Q16關斷。藉由調節脈衝寬度調變信號PWM1的工作 FL09P006TW-98142184-20100206F.doc 201026148 週期，可以據此調節LED鏈312的電力。所以，參考信號 REF1和脈衝寬度調變信號PWM1之結合決定LED鏈312 的亮度輸出。 在驟變調光模式下，當電力開關304關斷，該關斷操 作在端子CLK被觸發監測單元506監測到。觸發監測單 元506關斷Q27並產生驅動信號。回應驅動信號，計數器 526的計數值增加（比如加丨）。數位類比轉換器528產生 控制信號538 ’使得脈衝寬度調變信號PWM1的工作週期 從第一位準調節為第二位準。因此，當電力開關3〇4下次 導通時’ LED鏈312的亮度輸出將根據由參考信號REF1 和脈衝寬度調變信號PWM1所決定的目標亮度輸出進行 調節。 . 圖6所示為類比調光模式下的例示性信號波形"圖，其 中包括流經LED鏈312的LED電流602、脈衝信號536、 表示SR正反器522輸出的V522、表示AND閘524輪出 的V524以及開關Q16的導通/關斷狀態。圖6將結合圖4 和圖5進行描述。 在操作中’脈衝信號產生器504產生脈衝信號536。 回應脈衝信號536的每一個，SR正反器522在Q輸出端 產生數位信號1。而在SR正反器522的q輸出端上的數 位信號1會使得開關Q16導通。當開關Q16導通，電感 L1斜波上升（ramp up)，LED電流6〇2增大。當LED電 流602達到峰值1max ’亦即電流監測信號SEN的電壓與 參考枱號REF的電壓實質相等時，比較器534產生數位信 號1至SR正反器522的R輸入端，使得SR正反器522 FL09P006TW-98142l84-201〇02〇6F.d〇c 18 201026148 - 在Q輸出端產生數位信號0。當SR正反器522的Q輸出 端上為數位信號0 ’開關q16關斷。當開關q16關斷，電 感L1放電為LED鏈312供電，且LED電流602減小。在 類比調光模式下’藉由調節參考信號REF，LED平均電流 可據此調節’因此LED鏈312的亮度輸出得以調節。 圖7所示為驟變調光模式下的例示性信號波形圖，其 中包括流經LED鏈312的電流602、脈衝信號536、表示 SR正反器522輸出的V522、表示AND閘524輸出的 〇 V524、開關Q16的導通/關斷狀態以及脈衝寬度調變信號 PWM1。圖7將結合圖4和圖5進行描述。 當PWM1為數位信號χ時，LED電流6〇2、脈衝信 號536、V522、V524和閉關qw的導通/關斷狀態之間的 相互關係與圖6相似。當PWM1為數位信號〇時，AND 閘524的輸出變為數位信號〇。因此，開關q16關斷而LED 電流602減小。如果？^¥1^1保持數位信號〇的狀態足夠 久，LED電流602會減小到〇。在此驟變調光模式下，藉 ❹ PWM1的工作週期，LED平均電流可據此調節， 因此LED鏈312的亮度輸出也得以調節。 目8所示為根據本發明—實施例_光源驅動電路之 操作示意圖。圖8將結合圖5進行描述。 在圖8所示的實例裡，每當觸發監測單元5〇6監測到 電力開關304的關斷操作，計數器汹的計數值就會加！。 計數器526是一個2位元計數器，最大計數值為3。 在類比調光模式下，數位類比轉換器528從計數器526 中讀取計數值，並回應計數值的增加而降低參考信號腳 FL09P006r\V-981421S4-20100206F.doc 201026148 的電壓。參考信號REF的電壓決定了 LED電流的峰值 Imax，也決定了 LED平均電流值。在驟變調光模式下， 數位類比轉換器528從計數器526中讀取計數值，並回應 計數值的增加而降低脈衝寬度調變信號PWM1的工作週 期（比如每次調低25%)。計數器526在達到最大計數值 (如3)後被重置。 圖9所示為根據本發明一實施例的對光源調節電力的 方法流程圖。圖9將結合圖4和圖5進行描述。 在步驟902中’電力轉換器（如電力轉換器31〇)提 供的調節後的電力對光源（如LED鏈312)進行供電。在 步驟904中，接收開關監測信號（比如由調光控制器3〇8 接收）。該開關監測信號指示耦接於電源和電力轉換器之 間的電力開關（如電力開關304)的操作。在步驟9〇6中， 根據開關監測信號產生調光信號。在步驟9〇8中，根據該 調光信號控做光料義接關關（如關Q i 6 )，以調 節來自電力轉換器的調節後電力。在—實施例中，在類比 調光模式巾，藉由比_光錢和表絲電流大 小的回授電流監測㈣來調節來自電力轉換器的的調節 後電力。在另-實施例中，在驟變調光模式中，萨由以該 調光信號控制-個脈衝寬度調變信號的日節 來自電力轉換器的的調節後電力。 取』來加 路，：月的實施例提供了-種光源驅動電 操作的開關監測信號來調節光源的電力。該光== 電力轉換器提供，並由調m丨w城的電力由 田調光控制她由控制與光源串聯搞 FL09P006TW-98142184-20100206F.doc 20 201026148 接的開關來進行調節。有利之處在於，如先前所述，使用 者可以透過對普通電力開關的操作（如關斷操作）來調節 光源的亮度輸出。因此，無須使用額外的裝置（如外接調 光器或專門設計的具有調光按鈕的開關），因此降低成本。 上文具體實施模式和附圖僅為本發明之常用實施 例。顯然，在不脫離申請專利範圍所界定的本發明精神和 發明範_前提下可財各種、修改和替換。本技術 領域中具有通常知識者應該理解，本發明在實際應用中可 ❹ ❹ 根據具體的環境和工作要求在不背離發明準則的前提下 在形式、架構、佈局、比例、材料、元素、組件及其它方 面有所變化。因此，在此披露之實施例伽於說明而非限 制’本發明之範圍由後附㈣專魏圍及其合法等效物界 定，而不限於先前之描述。 ' 【圖式簡單說明】 透過對本發明的實施例及結合其所附圖式的插述，可 以進一步理解本發明的目的、具體架構特徵和優=^ ° 圖1所示為一種習知的led驅動電路的電路圖· 圖2所示為另一種習知的LED驅動電路的圍· 圖3所示為根據本發明一實施例的光源 」 示性方塊圖； 场電路的例 圖4 示性電路圊 所示為根據本發明一實施例的光源驅動 圖； 的例 圖5所示為根據本發明一實施例圖4中 的例示性架構圖； S光控制器 FL09P006W-9S142IS4-20I00206F.doc 21 201026148 圖6所示為根據本發明一 示性信號波形圖； 圖7所示為根據本發明一 示性信號波形圖； 實施例類_域式下的例 實施例驟變調光模式下的例 圖8所示為根據本發明一實施例闡釋光源驅動電路之 操作不意圖， 圖9所示為根據本發明一實施例的對光源調節電力的 方法流程圖。 【主要元件符號說明】 100: LED驅動電路 102 :電力轉換器 104 :開關 106 : LED 鍵 200 : LED驅動電路 208 :線性LED電流調節器 210 :運算放大器 300 :光源驅動電路 304 :電力開關 306 :交流/直流（AC/DC)轉換器 308 :調光控制器 310 :電力轉換器 312: LED 鏈 314 :電流監測器 400 :光源驅動電路 FL09P006TW-98142184-20100206F.doc 22 201026148 502:調光器 504 :脈衝信號產生器 506 :觸發監測單元 508 :啟動及欠電壓鎖定（UVL)電路 510 :運算放大器 512、514、515 :金屬氧化物半導體場效應電晶體 (MOSFET) 516、518 :比較器 520、522 : SR 正反器 524 : AND 閘 526 :計數器 528 :數位類比（D/A)轉換器 530 :脈衝寬度調變（PWM)信號產生器 5 3 2 .電流源 534:比較器 536 :脈衝信號 538 :控制信號 540、541、542 :開關 602 : LED 電流 900:流程圖 902、904、906、908 :步驟 FL09P006T\V-98142184-20100206F.doc 23

Claims (1)

  1. 201026148 七 申請專利範圍： h :種控制一光源的電力的驅動電路，包括： 接於一電源和該光源之間的一電力轉換器，接收來 ^該電源的電力並對該光源提供-調節後電力；以及 ^電力轉換器輕接的一調光控制器，接收指示輕接 殄該電源和該驅動電路之間的一電力開關的一操作 2 =開關監測信號’及藉由根據該開關監測信號控制 〃該光源串聯耗接的一開關，調節來自該電力轉換器 的該調節後電力。 2. 請專利範圍第1項之驅動電路，其中該光源包含 一發光二極體（LED)鏈。 3’如申研專利範圍第1項之驅動電路，其中該電力開關 的該，作包括—關斷（turnoff)操作。 4. 如申5青專利範圍第1項之驅動電路，其中該調光控制 器包括： 觸發監測單元’接收該關監測信號並回應該電力 開關的該操作產生一驅動信號；以及 與該觸發監測單元減的一調光器，接收該驅動信號 並產生—調光信號以調節該電力轉換H的-目標電 力位準。 5. 如中睛專利範㈣4項之驅動電路，其巾該調光器包 括： 由該驅動信號驅動的一計數器；以及 與該計數馳接的—數位類比（D/A)轉換器，根據 該計數器的一計數值產生該調光信號。 FL09P006TW-98142184-20100206F.doc 24 201026148 6. ^申請專利範圍帛4項之驅動電路，其中該調光控制 器操作於一驟變（burst)調光模式，在該驟變調光模 式下，根據該調光信號產生一脈衝寬度調變信號，其 中，衝寬度調變信號的一工作週期由該調：信號 決定，且其中該脈衝寬度調變信號控制與該光源串 耦接的該開關。
    7. 如申請專利範圍第4項之驅動電路，其中該調光控制 器操作於一類比調光模式，在該類比調光模式下，一 Μ交器比較該調光信號和一指示流經該光源的一光 m制信號，並產生—鋪信號以控制 與該光源串聯耦接的該開關。 8. ΐΓί專利範圍第1項之驅動電路，其中該調光控制 TO包括· 一脈衝信號產生器’產生一脈衝信號；以及 與該脈衝信號產生_接的—正反器，產生一控制信 號以控制與該光源串聯耦接的該開關。 9. 一種系統，包括： 耦接於厂電源和-光源之間的一電力轉換器，接收來 自該電源的電力並對該光源提供-調節後電力；以及 與該電力轉換器耗接的—調光控制器，接收指示輕接 至該電源的一電力開關的一操作的一開關監測信 號’^艮據該開關監測信號調節來自該電力轉換器的 該調節後電力，其中該調光控制器包含一計數器 該電力開關的該操作計數。 10. 如申請專利範圍第9項之系統’還包括： FL09P006TW-98142184-20i00206F.doc 201026148 與該光源串聯耦接的一開關； 其中，該調光控制器與該開關輪 關調節來自該電力轉換器的該調節後並電藉力由控制該開 11. 如申請專利範圍第9項之系统，還包括. 一交流/直流（AC/DC)轉換器，^來自該電 交流電力轉成-直流電力，且其中該 = 該電源與該交流/直流轉換器之間幵 於 12. :申請專利範圍第9項之系統，；。中該光源 光二極體（led)鏈。 x 131ΓΓ利範圍第9項之系統，其中該電力開關的該 操作包括一關斷（turnoff)操作。 申請專利範圍第9項之系統，其中該電力轉換器包 栝一直流/直流（DC/DC)轉換器。 15·如申請專利範圍第9項之系統，其中該電力轉換器包 括與該光源串聯耦接的一電感。 16. 如申請專利範圍第9項之純，其中飾動電路還包 括： . 〇 與該調光鋪器_的-儲能單元，#該電力開關關 斷時對該調光控制器供電。 17. 如申請專利範㈣9項之系統，其中該調光控制器包 括： 一觸發監測單元’接收該開關監測信號並回應該電力 開關的該操作產生一驅動信號；以及 一與該觸發監測單元耦接的調光器，接收該驅動信號 並產生一調光信號以調節該電力轉換器的一目標電 FL09P006TW-98142184-20100206F. doc 26 201026148 力位準。 18.如申請專利範圍第17項之系統，其中該調光器包 括： 該計數器’其中該計數器由該驅動信號驅動；以及 與該計數器耦接的一數位類比（D/A)轉換器，根據 該計數器的一計數值產生該調光信號。 19.如申睛專利範圍第Π項之系統，其中該調光控制器
    ❹ 操作於一驟變（burst)調光模式，在該驟變調光模式 下，根據該調光信號產生一脈衝寬度調變信號，其中 =脈衝寬度調變信號的一工作週期由該調光信號決 疋，且其中該脈衝寬度調變信號控制與該光源串聯耦 接的該開關。 20·如中請專利範圍第17項之系統其中該調光控制器 操作於-類比調光模式，在該類比調光模式下，一比 較器比較該”胃光彳5號和-指示流經該光源的-光源 電机的-電流監測信號，並產生一控制信號以控制與 該光源串聯麵接的該開闊/ 21. —種調節一光源的電力的方法，包括： ，由來自-電力轉換||的—調節後電力對該光 電； 接收指示耦接於一電源釦兮兩丄^ aw电你和該電力轉換器之間的一電 力開關的一操作的一開關監洌信號· 根據該開關監測信號產生 根據該調光信號控制血兮伞 °’ kέ e e + Μ k /、Μ九源、串聯耦接的一開關，以 控制來自該電力轉換器的該調節後電力。 FL09P006TW-98142184-20i00206F.doc 27 201026148 22. 如申請專利範㈣2ι項 的 該操作包括1斷（加續）操作其中該電力開關的 23. 如申請專利_第21項之方法，還包括： 回應該電力開關的該操作產生 藉由該驅動信號驅動一計數器； 根據該計數器的一計數值產生一調光信號。 24. 如申請專利範圍第21項之方法，還包括： 產生一脈衝寬度調變信號； 藉由該調光信號調節該脈衝寬度調變信號的一工作 週期；以及 藉由該脈衝寬度調變信號控制與該光源串聯耦接的 該開關。 25.如申請專利範圍第21項之方法，還包括： 產生指示流經該光源的一光源電流的一電流監測信 號； 比較該調光信號和該電流監測信號以產生一控制信 號；以及 藉由該控制信號控制與該光源串聯耦接的該開關。 FL09P006TW-98142184-20100206F.doc 28
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