TW201347599A - 光源驅動電路、控制電力轉換器的控制器及方法 - Google Patents

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Abstract

一種光源驅動電路、控制電力轉換器的控制器及方法。控制器包括方波信號產生器和驅動器。方波信號產生器接收指示流經電力轉換器的電流的電流感應信號以及指示電力轉換器是否處於預設電流狀態的狀態檢測信號，並根據電流感應信號和狀態檢測信號產生方波信號；其中，當電力轉換器處於預設電流狀態時，方波信號具有與流經電力轉換器的電流的峰值成比例的第一電壓值，否則，方波信號具有第二電壓值。驅動器根據方波信號產生驅動信號，以控制流經光源的電流。

Description

光源驅動電路、控制電力轉換器的控制器及方法
本發明係有關一種驅動電路，特別是一種光源驅動電路、控制電力轉換器的控制器及方法。
近年來，光源如發光二極體(LED)在照明產業中被廣泛地應用，尤其應用在液晶顯示器(LCD)的背光、街道照明和家用電器等。發光二極體等直流光源係由直流電源驅動之。當採用交流電源供電時，必須使用轉換器將交流電能轉換為直流電能。
在現有的光源驅動電路中，通常需要在電力轉換器的輸出端設置一電流感應裝置(例如：與光源串聯的電阻)，產生一電流感應信號，用以指示流經光源之電流。根據電流感應信號，驅動電路調節電力轉換器的輸出電能，從而將流經光源的電流穩定在一個目標範圍內。然而，對於隔離型的電力轉換器，例如，反馳式(flyback)轉換器，其輸入端和輸出端可能具有不同的參考地，於是，需要隔離元件(例如，光耦合器)將輸出端所產生的電流感應信號傳遞至輸入端。由此，增加了驅動電路的面積和成本。
本發明的目的為提供一種控制器，控制一電力轉換器，包括：一方波信號產生器，接收指示流經該電力轉換器的一電流的一電流感應信號，以及指示該電力轉換器是否處於一預 設電流狀態的一狀態檢測信號，並根據該電流感應信號和該狀態檢測信號產生一方波信號；以及一驅動器，耦接該方波信號產生器，根據該方波信號產生一驅動信號，以控制流經一負載的一電流。
本發明還提供一種光源驅動電路，包括：一第一開關，根據一驅動信號交替地工作於一第一狀態和一第二狀態；一電力轉換器，耦接該第一開關，包括一初級繞組和一次級繞組，該初級繞組接收一輸入電壓，該次級繞組提供一輸出電壓以驅動一光源；以及一控制器，耦接該電力轉換器和該第一開關，該控制器產生一方波信號，並根據該方波信號產生該驅動信號，其中，當該第一開關處於該第一狀態，流經該初級繞組的一第一電流增加；當該第一開關處於該第二狀態，流經該次級繞組的一第二電流下降。
本發明還提供一種控制電力轉換器的方法，該電力轉換器接收一輸入電壓，並提供一輸出電壓以為一光源供電，包括：接收指示流經該電力轉換器的一電流的一電流感應信號；接收指示該電力轉換器是否處於一預設電流狀態的一狀態檢測信號；根據該電流感應信號和該狀態檢測信號產生一方波信號，其中，當該電力轉換器處於該預設電流狀態時，該方波信號具有與該電流的一峰值成比例的一第一電壓值；否則，該方波信號具有一第二電壓值；以及根據該方波信號產生一驅動信號，以控制流經該光源的電流。
以下將對本發明的實施例給出詳細的說明。雖然本發 明將結合實施例進行闡述，但應理解這並非意指將本發明限定於這些實施例。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內所定義的各種變化、修改和均等物。
此外，在以下對本發明的詳細描述中，為了提供針對本發明的完全的理解，提供了大量的具體細節。然而，於本技術領域中具有通常知識者將理解，沒有這些具體細節，本發明同樣可以實施。在另外的一些實例中，對於大家熟知的方法、程序、元件和電路未作詳細描述，以便於凸顯本發明之主旨。
圖1所示為根據本發明一實施例的光源驅動電路100的電路示意圖。在圖1的實施例中，光源驅動電路100包括與電源102耦接的濾波器104、整流器106、電力轉換器108和控制器120。整流器106包括半波整流器、全波整流器或橋式整流器，但並不以此為限。電源102產生交流輸入電壓VAC(例如，正弦波信號)和交流輸入電流IAC。交流輸入電流IAC流入濾波器104。電流IAC’從濾波器104流出，並流入整流器106。整流器106透過濾波器104接收交流輸入電壓VAC，並在電源線112上提供整流電壓VIN和整流電流IPR。電源線112耦接於整流器106和電力轉換器108之間。電力轉換器108將整流電壓VIN轉換成輸出電壓VOUT，為負載110提供電能。在一實施例中，負載110可為光源(例如，發光二極體)。負載110可包含其他類型的光源或者其他類型的負載(例如，電池組)，本發明並不以此為限。控制器120與電力轉換器108耦接，控制電力轉換 器108，以調節流過負載110的電流IOUT，並校正光源驅動電路100的功率因數。
控制器120具有多個引脚，例如：DRV引脚、CS引脚和FB引脚。CS引脚接收表示流經電力轉換器108的電流的電流感應信號152。FB引脚接收表示電力轉換器108是否處於一預設電流狀態的狀態檢測信號154。根據電流感應信號152和狀態檢測信號154，控制器120產生一驅動信號150，以控制電力轉換器108。
在一個實施例中，電力轉換器108包括初級繞組140、次級繞組142、輔助繞組144和磁芯146。初級繞組140與一開關130相連。初級繞組140接收整流電壓VIN。次級繞組142提供輸出電壓VOUT。輔助繞組144與二極體D1和電容C1相連，提供供電電壓VDD給控制器120。在一個實施例中，驅動信號150可為脈波寬度調變(PWM)信號。驅動信號150控制開關130交替地閉合斷開。更具體而言，當驅動信號150為第一狀態(例如，高電位)時，開關130處於閉合狀態。此時，整流電壓VIN為電力轉換器108充電，流經初級繞組140的電流IPR增加，且電能從整流器106儲存至磁芯146。電流IPR可由方程式(1)表示之：△IPR=VIN*TON/L140 (1)
其中，TON表示開關130處於閉合狀態的時間，△IPR表示電流IPR的變化量，L140表示初級繞組140的電感值。在一個實施例中，光源驅動電路100還包括與初級繞組140串聯的感應電阻132，產生表示電流IPR的電流感應信號152。例如，電流感應信號152可由感應電阻132上的電壓 表示。
此外，當驅動信號150為第二狀態(例如，低電位)時，開關130處於斷開狀態。儲存於磁芯146的電能經次級繞組142傳送至負載110，為負載110供電。此時，流經次級繞組142的電流ISE逐漸下降。電流ISE可由方程式(2)表示之：△ISE=(-VOUT)*TDIS/L142 (2)
其中，TDIS表示電流下降的時間，△ISE表示電流ISE的變化量，L142表示次級繞組142的電感值。在一個實施例中，當電流ISE下降時，電力轉換器108處於預設電流狀態。在一個實施例中，由於電流ISE下降到一預設電流值(例如，零安培)以後則不再變化，開關130處於斷開狀態的時間TOFF大於或等於電流ISE下降的時間TDIS。
圖2所示為根據本發明一實施例的光源驅動電路(例如，光源驅動電路100)產生或接收的信號波形圖200。圖2將結合圖1進行描述。圖2示出了方波信號162、流經次級繞組142的電流ISE、流經初級繞組140的電流IPR、狀態檢測信號154和驅動信號150的波形。在圖2的實施例中，驅動信號150是脈波寬度調變信號。在時間間隔t1至t2、t3至t4以及t5至t6(表示為TON)，驅動信號150具有第一狀態(例如，高電位)。因此，開關130處於閉合狀態。在時間間隔t2至t3、t4至t5以及t6至t7(表示為TOFF)，驅動信號150具有第二狀態(例如，低電位)。因此，開關130處於斷開狀態。TS表示驅動信號150的一個周期，TDIS表示次級繞組142的電流ISE下降的時間。
請同時參照圖1，在一個實施例中，光源驅動電路100還包括與輔助繞組144相連的分壓器114，用以提供狀態檢測信號154。更具體而言，如果開關130處於斷開狀態，當電流ISE下降時(例如，在時間間隔TDIS1、TDIS2或TDIS3中)，輔助繞組144上的電壓具有正電壓值，因此，狀態檢測信號154具有第三電壓值(例如，正電壓值V3)，表示電力轉換器108處於預設電流狀態。當電流ISE下降至零安培以後，輔助繞組144上的電壓值為零伏特，此時，狀態檢測信號154具有第四電壓值(例如，零伏特V4)。如果開關130處於閉合狀態(例如，在時間間隔TON中)，電流IPR逐漸上升，此時，輔助繞組144上的電壓具有負電壓值，狀態檢測信號154具有第五電壓值(例如，負電壓值V5_1、V5_2或者V5_3)。狀態檢測信號154具有第四電壓值或第五電壓值，均表示電力轉換器108沒有處於預設電流狀態。
控制器120包括方波信號產生器124和驅動器122。方波信號產生器124與CS引脚和FB引脚相連，以接收電流感應信號152和狀態檢測信號154。根據電流感應信號152和狀態檢測信號154，方波信號產生器124產生方波信號162。驅動器122根據方波信號162在引脚DRV上產生驅動信號150，以控制開關130。優點在於，在時間間隔TDIS中，狀態檢測信號154具有第三電壓值(表示電力轉換器108處於預設電流狀態)。此時，方波信號162具有與電流IPR的峰值IPK(例如，IPK1、IPK2和IPK3)成比例的第一電壓值VPK(例如，VPK1、VPK2和VPK3)，如方程式(3)所示： VPK=A*IPK (3)
其中，A表示電壓值VPK和電流值IPK之間的比例因子。在圖1的例子中，A與感應電阻132的阻值成比例。在其他時刻，狀態檢測信號154具有第四電壓值或者第五電壓值(表示電力轉換器108沒有處於預設電流狀態)，此時，方波信號162切換至第二電壓值VPRE(例如，零伏特)。
如圖1所示，根據能量守恒原理，在時間間隔TDIS中流經次級繞組142的平均電流ISE_AVG與在時間間隔TON中流經初級繞組140的平均電流IPR_AVG成比例，如方程式(4)表示之：ISE_AVG=IPR_AVG*(NPR/NSE)=1/2*IPK*(NPR/NSE) (4)
其中，NPR/NSE表示初級繞組140和次級繞組142之間的匝數比。根據圖2的波形圖200，方波信號162的平均值VSQ_AVG可由方程式(5)表示之：VSQ_AVG=VPK*(TDIS/TS) (5)
因此，結合方程式(3)、(4)和(5)，方波信號162的平均值VSQ_AVG可表示為：VSQ_AVG=(2*A*(TDIS/TS)/(NPR/NSE))*ISE_AVG (6)
由於電力轉換器108的輸出電流IOUT的平均值IOUT_AVG等於在周期TS內電流ISE的平均值，即ISE_AVG * (TDIS/TS)=IOUT_AVG。因此，方波信號162的平均值VSQ_AVG可進一步表示為：VSQ_AVG=(2*A/(NPR/NSE))*IOUT_AVG (7)
因此，根據方程式(7)，採用本發明的光源驅動電路100所產生的方波信號162的平均值VSQ_AVG與流經負載110 的輸出電流IOUT的平均值IOUT_AVG成比例。驅動器122可以透過驅動信號150將輸出電流IOUT的平均值調節到預先設定的目標電流值。如圖1所示，光源驅動電路100節省了輸出端的電流感應電路以及隔離元件，由此，節省了光源驅動電路100的面積，並降低了成本。
圖3所示為根據本發明一實施例示於圖1之光源驅動電路100之控制器120的架構示意圖。圖3中與圖1編號相同的元件具有類似的功能。圖3將結合圖1和圖2進行描述。
在一個實施例中，方波信號產生器124包括峰值採集電路302、狀態檢測器304和開關306。峰值採集電路302與引脚CS相連，以接收電流感應信號152。峰值採集電路302根據電流感應信號152採集流過初級繞組140的電流IPR的峰值。在一個實施例中，峰值採集電路302具有採樣及保持的功能。也就是說，峰值採集電路302可以採樣電流IPR的電流值並保持電流IPR的峰值。因此，峰值採集電路302輸出與電流IPR的峰值成比例的峰值信號VPK。在一個實施例中，當電流IPR出現峰值以後，峰值信號VPK恒定，直至電流IPR出現另一峰值。
在一個實施例中，開關306具有第一端點、第二端點和第三端點。開關306的第一端點與峰值採集電路302的輸出端相連，接收峰值信號VPK。開關306的第二端點與地相連，接收預設電壓信號VPRE(例如，零伏特)。開關306的第三端點與驅動器122的輸入端相連，提供方波信號162。本領域的技術人員應該知道，開關306的第二端點也 可以連接至其他的信號產生器，接收預設恒定參考電壓。
狀態檢測器304與引脚FB相連，以接收狀態檢測信號154。狀態檢測器304根據狀態檢測信號154判斷電力轉換器108是否處於預設電流狀態，並產生開關控制信號350，以控制開關306。在一個實施例中，當狀態檢測信號154具有第三電壓值時(表示電力轉換器108處於預設電流狀態)，開關控制信號350具有第一狀態(例如，高電位)。此時，開關306的第一端點和第三端點導通。由此，方波信號162等於峰值信號VPK。當狀態檢測信號154具有第四電壓值或第五電壓值時(表示電力轉換器108沒有處於預設電流狀態)，開關控制信號350具有第二狀態(例如，低電位)。此時，開關306的第二端點和第三端點導通。由此，方波信號162等於預設電壓信號VPRE。方波產生器124的操作將在圖3中進一步描述。
在一個實施例中，驅動器122包括一運算放大器312、鋸齒波產生器314、比較器316和緩衝器318。在一個實施例中，運算放大器312包括運算轉導放大器(OTA)320和電容322。運算轉導放大器320的一個輸入端接收方波信號162，其另一個輸入端接收參考信號REF。其中，參考信號REF表示流經負載110的目標電流值。運算轉導放大器320根據方波信號162和參考信號REF之間的一差值產生一電流給電容322充電或放電，從而產生一誤差信號COMP。由於電容322過濾誤差信號COMP上的雜訊和漣波，誤差信號COMP由方波信號162的平均值和參考信號REF之間的差值决定。在另一個實施例中，電容322可設置在 控制器120之外，透過一個引脚與運算轉導放大器320相連。鋸齒波產生器314產生鋸齒波信號SAW。比較器316比較誤差信號COMP和鋸齒波信號SAW，並產生比較信號。緩衝器318接收比較信號，並產生驅動信號150(例如，脈波寬度調變信號)。在圖3的實施例中，如果方波信號162的平均值增加，誤差信號COMP隨之增大。由此，驅動信號150的責任週期减小。同理，如果方波信號162的平均值减小，驅動信號150的責任週期會增加。結合圖1和圖3，控制器120和電力轉換器108組成負回授迴路。更具體地說，驅動信號150的責任週期决定了輸出電流IOUT的平均值。並且，根據方程式(7)所示，方波信號162的平均值VSQ_AVG與流經負載110的電流IOUT的平均值成比例。此外，如上所述，方波信號162的平均值VSQ_AVG决定了驅動信號150的責任週期。因此，包括控制器120和電力轉換器108的負回授迴路可以調節方波信號162的平均值，以使方波信號162的平均值等於參考信號REF，從而將輸出電流IOUT的平均值調節至由參考信號REF所表示的目標電流值ITARGET。舉例說明，如果方波信號162的平均值大於參考信號REF(表示輸出電流IOUT的平均值大於目標電流值ITARGET)，則運算放大器312增大誤差信號COMP以减小驅動信號150的責任週期，從而降低輸出電流IOUT的平均值，直到方波信號162的平均值减小到參考信號REF。同理，如果方波信號162的平均值小於參考信號REF(表示輸出電流IOUT的平均值小於目標電流值ITARGET)，則運算放大器312减小誤差信號COMP以增大驅動信號150的責任週 期，從而增大輸出電流IOUT的平均值，直到方波信號162的平均值增大到參考信號REF。這樣，輸出電流IOUT的平均值能够被調整到與目標電流值ITARGET相等。控制器120可以具有其他架構，並不局限於圖3的實施例。
圖4所示為根據本發明一實施例之光源驅動電路(例如，光源驅動電路100)中的信號波形圖400。圖4將結合圖1、圖2和圖3進行描述。圖4描述了輸入交流電壓VAC、整流電壓VIN、整流電流IPR、整流電流的平均電流IAVG、電流IAC’和輸入交流電流IAC的波形。
為了描述的方便，輸入交流電壓VAC為正弦波形，並且假設整流器106為一個橋式整流器，本發明並不以此為限。整流器106整流輸入交流電壓VAC。在圖4的實施例中，整流電壓VIN具有整流後的正弦波形，即，輸入交流電壓VAC的正向波形保留，其負向波形轉換成對應的正向波形。
在一個實施例中，控制器120所產生的驅動信號150控制整流電流IPR。結合圖3的描述，當輸出電流IOUT被穩定在目標電流值的時候，驅動信號150的責任週期保持不變。於是，開關130處於閉合狀態的時間TON也保持恒定。結合圖2並根據方程式(1)，整流電流IPR從一個預設值(例如，零安培)開始增加。當整流電流IPR達到與整流電壓VIN成比例的一個值之後，整流電流IPR降到預設值。因此，整流電流IPR的平均電流IAVG的波形與整流電壓VIN的波形實質上同相位。
整流電流IPR從整流器106流出並流入電力轉換器108。整流電流IPR是流入整流器106的電流IAC’整流後的 電流。如圖4所示，當輸入交流電壓VAC為正值時，電流IAC’的正向波形與整流電流IPR的正向波形類似。當輸入電流電壓VAC為負值時，電流IAC’的負向波形與整流電流IPR的波形對應。
在一個實施例中，透過採用耦接於電源102和整流器106之間的濾波器104，輸入交流電流IAC與電流IAC’的平均值相等或成比例。因此，如圖4所示，輸入交流電流IAC的波形與輸入交流電壓VAC的波形實質同相位。理論上，輸入交流電流IAC與輸入交流電壓VAC同相位。然而，在實際應用中，由於濾波器104和電力轉換器108中存在一電容，輸入交流電流IAC與輸入交流電壓VAC之間可能存在細微的相位差。此外，輸入交流電流IAC與輸入交流電壓VAC波形也大致相似。因此，光源驅動電路100的功率因數得到了校正，從而提高了光源驅動電路100的供電質量。
圖5所示為根據本發明一實施例的光源驅動電路500的電路示意圖。圖5中與圖1編號相同的元件具有類似的功能。圖5將結合圖1和圖2進行描述。
在一個實施例中，光源驅動電路500包括與電源102耦接的濾波器104、整流器106、電力轉換器508和控制器120。與光源驅動電路100不同的是，電力轉換器508為一個升壓轉換器。電力轉換器508包括電感510、電感512、電容514和二極體516。與圖1中的光源驅動電路100類似，驅動信號150控制開關130交替地閉合和斷開。當開關130處於閉合狀態，二極體516被反向偏置，因此，電流I510流經電感510、開關130、電容132至地。此時，電 感510中的電流I510增加。當開關130處於斷開狀態，二極體516被正向偏置，電流I510流經電感510、二極體516和負載110至地。此時，流經電感510中的電流I510下降。
感應電阻132感應開關130在閉合狀態下流經電感510的電流I510，並提供電流感應信號152。在另一實施例中，感應電阻132與電感510串聯連接於整流器106和開關130之間。在這種情况下，電阻132可感應開關130處於閉合狀態和斷開狀態下的電流I510。電感512磁性耦接於電感510，產生指示流經電感510的電流I510之狀態的狀態檢測信號154。與圖1中的輔助繞組144類似，在開關130處於斷開狀態下且在流經電感510的電流I510下降時，狀態檢測信號154具有第三電壓值(例如，正電壓值)；在開關130處於斷開狀態下且電流沒有變化的時候，狀態檢測信號154具有第四電壓值(例如，零電位)；在開關130處於閉合狀態下，狀態檢測信號154具有第五電壓值(例如：負電壓值)。因此，方波信號產生器124可以根據狀態檢測信號154判斷電力轉換器508是否處於預設電流狀態(例如：電流I510是否在下降)，並根據電流感應信號152採集電流I510的峰值。
優點在於，與圖1相似，方波信號產生器124根據電流感應信號152和狀態檢測信號154產生方波信號162。驅動器122根據方波信號162產生驅動信號150，以控制開關130。方波信號162的平均值與輸出電流IOUT的平均值成比例。因此，控制器120可以根據方波信號162來控制驅動信號150，使得輸出電流IOUT的平均值調節到等於目標 電流值。由於光源驅動電路500省略了輸出端的電流感應電路，從而節省了光源驅動電路500的面積，降低了光源驅動電路500的成本。本發明的光源驅動電路可以具有其他架構，並不局限於圖1和圖5的實施例。
圖6所示為根據本發明一實施例的光源驅動電路(例如，光源驅動電路100或500)驅動負載(例如，負載110)的方法流程600。圖6將結合圖1至圖5進行描述。圖6所涵蓋的具體步驟僅作為示例。也就是說，本發明也適用於執行其他合理的步驟或對圖6進行改進的步驟。
在步驟602中，接收表示流經電力轉換器(例如，電力轉換器108或508)的電流的電流感應信號(例如，電流感應信號152)。電力轉換器接收輸入電壓並提供輸出電壓為負載(例如，一光源)供電。
在步驟604中，接收表示電力轉換器是否處於預設電流狀態的狀態檢測信號(例如，狀態檢測信號154)。在一實施例中，電力轉換器包括初級繞組(例如，初級繞組140)和次級繞組(例如，次級繞組142)。其中，初級繞組接收輸入電壓，次級繞組產生輸出電壓。透過感應流經初級繞組的電流，產生電流感應信號。透過檢測流經次級繞組(例如，次級繞組142)的電流的狀態，以產生狀態檢測信號。在另一個實施例中，電力轉換器包括電感(例如，電感510、512)。透過感應流經電感(例如，電感510)的電流，以產生電流感應信號。檢測流經電感(例如，電感512)的電流的狀態，以產生狀態檢測信號。
在步驟606中，根據電流感應信號和狀態檢測信號產 生方波信號(例如，方波信號162)。其中，當電力轉換器處於預設電流狀態時，方波信號具有與流經電力轉換器的電流的峰值成比例的第一電壓值；否則，方波信號具有第二電壓值。在一個實施例中，根據電流感應信號檢測流經電力轉換器的電流的峰值。根據峰值產生具有第一電壓值的峰值信號(例如，峰值信號VPK)。當電力轉換器處於預設電流狀態時，將峰值信號傳送至驅動器。當電力轉換器沒有處於預設電流狀態時，將具有第二電壓值的預設電壓信號傳送至驅動器。
在步驟608中，根據方波信號產生驅動信號(例如，驅動信號150)，以控制流經光源的電流(例如，IOUT)。在一個實施例中，接收表示流經光源的目標電流值的參考信號(例如，REF)。根據方波信號的平均值和參考信號之間的差值產生誤差信號(例如，COMP)。接收鋸齒波信號(例如，SAW)。比較鋸齒波信號和誤差信號的大小，以產生驅動信號。在一個實施例中，透過控制方波信號的平均值等於參考信號，以調節流經光源的電流的平均值至目標電流值。在一個實施例中，方波信號的平均值與流經光源的電流的平均值成比例。
上文具體實施方方程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圍的前提下可以有各種增補、修改和替換。本領域技術人員應該理解，本發明在實際應用中可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方程式、架構、佈局、比例、材料、元素、元件及其它方面有 所變化。因此，在此披露之實施例僅說明而非限制，本發明之範圍由後申請專利範圍及其合法等同物界定，而不限於此前之描述。
100‧‧‧光源驅動電路
102‧‧‧電源
104‧‧‧濾波器
106‧‧‧整流器
108‧‧‧電力轉換器
110‧‧‧負載
112‧‧‧電源線
114‧‧‧分壓器
120‧‧‧控制器
122‧‧‧驅動器
124‧‧‧方波信號產生器
130‧‧‧開關
132‧‧‧感應電阻
140‧‧‧初級繞組
142‧‧‧次級繞組
144‧‧‧輔助繞組
146‧‧‧磁芯
150‧‧‧驅動信號
152‧‧‧電流感應信號
154‧‧‧狀態檢測信號
162‧‧‧方波信號
200‧‧‧波形圖
302‧‧‧峰值採集電路
304‧‧‧狀態檢測器
306‧‧‧開關
312‧‧‧運算放大器
314‧‧‧鋸齒波產生器
316‧‧‧比較器
318‧‧‧緩衝器
320‧‧‧運算轉導放大器
322‧‧‧電容
350‧‧‧開關控制信號
400‧‧‧波形圖
500‧‧‧光源驅動電路
508‧‧‧電力轉換器
510‧‧‧電感
512‧‧‧電感
514‧‧‧電容
516‧‧‧二極體
600‧‧‧流程
602、604、606、608‧‧‧步驟
以下結合附圖和具體實施例對本發明的技術方法進行詳細的描述，以使本發明的特徵和優點更為明顯。其中：
圖1所示為根據本發明一實施例的驅動電路的電路示意圖。
圖2所示為根據本發明一實施例的驅動電路產生或接收的信號波形圖。
圖3所示為根據本發明一實施例示於圖1之驅動電路之控制器的架構示意圖。
圖4所示為根據本發明一實施例之驅動電路中的信號波形圖。
圖5所示為根據本發明一實施例的光源驅動電路的電路示意圖。
圖6所示為根據本發明一實施例的光源驅動電路驅動負載的方法流程圖。
100‧‧‧光源驅動電路
102‧‧‧電源
104‧‧‧濾波器
106‧‧‧整流器
108‧‧‧電力轉換器
110‧‧‧負載
112‧‧‧電源線
114‧‧‧分壓器
120‧‧‧控制器
122‧‧‧驅動器
124‧‧‧方波信號產生器
130‧‧‧開關
132‧‧‧感應電阻
140‧‧‧初級繞組
142‧‧‧次級繞組
144‧‧‧輔助繞組
146‧‧‧磁芯
150‧‧‧驅動信號
152‧‧‧電流感應信號
154‧‧‧狀態檢測信號
162‧‧‧方波信號

Claims (25)

  1. 一種控制器，控制一電力轉換器，包括：一方波信號產生器，接收指示流經該電力轉換器的一電流的一電流感應信號，以及指示該電力轉換器是否處於一預設電流狀態的一狀態檢測信號，並根據該電流感應信號和該狀態檢測信號產生一方波信號；以及一驅動器，耦接該方波信號產生器，根據該方波信號產生一驅動信號，以控制流經一負載的一電流。
  2. 如請求項第1項的控制器，其中，當該電力轉換器處於該預設電流狀態時，該方波信號具有與流經該電力轉換器的該電流的一峰值成比例的一第一電壓值；否則，該方波信號具有一第二電壓值。
  3. 如請求項第2項的控制器，其中，該方波信號產生器包括：一峰值採集電路，根據該電流感應信號檢測流經該電力轉換器的該電流的該峰值，並產生具有該第一電壓值的一峰值信號；及一開關，耦接該峰值採集電路，其中，當該電力轉換器處於該預設電流狀態時，該開關將該峰值信號傳送至該驅動器；否則，該開關將具有該第二電壓值的一預設電壓信號傳送至該驅動器。
  4. 如請求項第1項的控制器，其中，該電力轉換器包括一初級繞組和一次級繞組，其中，該初級繞組接收一輸入電壓，該次級繞組產生一輸出電壓，且其中，該電流感應信號指示流經該初級繞組的一電流，當流經該次級 繞組的該電流正在下降時，該電力轉換器處於該預設電流狀態。
  5. 如請求項第1項的控制器，該電力轉換器包括一電感，其中，該電流感應信號表示流經該電感的一電流，且其中，當流經該電感的該電流正在下降時，該電力轉換器處於該預設電流狀態。
  6. 如請求項第1項的控制器，該驅動器包括：一運算放大器，接收該方波信號和一參考信號，該參考信號表示流經該負載的一目標電流值，該運算放大器根據該方波信號的一平均值和該參考信號之間的一差值產生一誤差信號；以及一比較器，比較一鋸齒波信號和該誤差信號，以產生該驅動信號。
  7. 如請求項第6項的控制器，該控制器和該電力轉換器組成一負回授迴路，該負回授迴路控制該方波信號的該平均值等於該參考信號，以調節流經該負載的該電流的一平均值至該目標電流值。
  8. 如請求項第1項的控制器，該負載包括一發光二極體光源。
  9. 如請求項第1項的控制器，該方波信號的一平均值與流經該負載的該電流的一平均值成比例。
  10. 一種光源驅動電路，包括：一第一開關，根據一驅動信號交替地工作於一第一狀態和一第二狀態；一電力轉換器，耦接該第一開關，包括一初級繞組和一 次級繞組，該初級繞組接收一輸入電壓，該次級繞組提供一輸出電壓以驅動一光源；以及一控制器，耦接該電力轉換器和該第一開關，該控制器產生一方波信號，並根據該方波信號產生該驅動信號，其中，當該第一開關處於該第一狀態，流經該初級繞組的一第一電流增加；當該第一開關處於該第二狀態，流經該次級繞組的一第二電流下降。
  11. 如請求項第10項的光源驅動電路，其中，當該電力轉換器處於一預設電流狀態時，該方波信號具有與該第一電流的一峰值成比例的一第一電壓值；否則，該方波信號具有一第二電壓值。
  12. 如請求項第11項的光源驅動電路，其中，當該第一開關處於該第二狀態且流經該次級繞組的該第二電流正在下降時，該電力轉換器處於該預設電流狀態。
  13. 如請求項第11項的光源驅動電路，其中，該控制器包括：一第二開關，該第二開關具有一第一端點、一第二端點及一第三端點，其中，該第一端點接收具有該第一電壓值的一信號，該第二端點接收具有該第二電壓值的一信號，該第三端點產生該方波信號，其中，當該電力轉換器處於該預設電流狀態時，該第一端點與該第三端點導通；否則，該第二端點與該第三端點導通。
  14. 如請求項第10項的光源驅動電路，該電力轉換器還包括： 一輔助繞組，檢測流經該次級繞組的該第二電流，並產生一狀態檢測信號，其中，當該第二電流正在下降時，該狀態檢測信號具有一第三電壓值；當該第二電流下降到一預設電流值，該狀態檢測信號切換至一第四電壓值。
  15. 如請求項第10項的光源驅動電路，其中，該方波信號的一平均值與流經該光源的一電流的一平均值成比例。
  16. 如請求項第10項的光源驅動電路，該控制器包括：一運算放大器，接收該方波信號和一參考信號，該參考信號指示流經該光源的一目標電流值，該運算放大器根據該方波信號的一平均值和該參考信號之間的一差值產生一誤差信號；以及一輸出電路，耦接該運算放大器，根據該誤差信號產生該驅動信號。
  17. 如請求項第16項的光源驅動電路，其中，該第一開關、該控制器和該電力轉換器組成一負回授迴路，該負回授迴路控制該方波信號的一平均值等於該參考信號，以調節流經該光源的一電流的一平均值至該目標電流值。
  18. 如請求項第10項的光源驅動電路，，該第一電流的平均值與該輸入電壓實質同相位。
  19. 一種控制電力轉換器的方法，該電力轉換器接收一輸入電壓，並提供一輸出電壓以為一光源供電，包括：接收指示流經該電力轉換器的一電流的一電流感應信號；接收指示該電力轉換器是否處於一預設電流狀態的一狀態檢測信號； 根據該電流感應信號和該狀態檢測信號產生一方波信號，其中，當該電力轉換器處於該預設電流狀態時，該方波信號具有與該電流的一峰值成比例的一第一電壓值；否則，該方波信號具有一第二電壓值；以及根據該方波信號產生一驅動信號，以控制流經該光源的電流。
  20. 如請求項第19項的方法，產生該方波信號之步驟包括：根據該電流感應信號檢測流經該電力轉換器的該電流的該峰值；根據該峰值產生具有該第一電壓值的一峰值信號；以及當該電力轉換器處於該預設電流狀態時，將該峰值信號傳送至一驅動器；否則，將具有該第二電壓值的一預設電壓信號傳送至該驅動器。
  21. 如請求項第19項的方法，還包括：利用該電力轉換器之一初級繞組接收該輸入電壓；利用該電力轉換器之一次級繞組產生該輸出電壓；感應流經該初級繞組的一電流，產生該電流感應信號；以及檢測流經該次級繞組的一電流的狀態，產生該狀態檢測信號。
  22. 如請求項第19項的方法，還包括：感應流經一電感的一電流，產生該電流感應信號；以及檢測流經該電感的該電流的狀態，產生該狀態檢測信號，其中，當該狀態檢測信號指示流經該電感的該電流正在下降，則該電力轉換器處於該預設電流狀態。
  23. 如請求項第19項的方法，產生該驅動信號的步驟包括： 接收指示流經該光源的一目標電流值的一參考信號；根據該方波信號的一平均值和該參考信號之間的一差值產生一誤差信號；接收一鋸齒波信號；及比較該鋸齒波信號和該誤差信號，產生該驅動信號。
  24. 如請求項第23項的方法，還包括：控制該方波信號的該平均值等於該參考信號，以調節流經該光源的該電流的一平均值至該目標電流值。
  25. 如請求項第19項的方法，該方波信號的一平均值與流經該光源的一電流的一平均值成比例。
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