TW201410075A - 整合式發光二極體調光器控制器 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種整合式發光二極體(LED)控制器，其驅動並讀取一被動調光器且控制該LED之一電力電路。該整合式LED控制器偵測該被動調光器之位置變化，且引起該電力電路相應地增亮或調光該LED。此等功能通常係由多個離散組件執行。然而，該整合式LED控制器係實施為一單一整合式電路，因此減小LED調光系統之尺寸及成本。該整合式LED控制器亦可包含一統一時序控制器，該統一時序控制器以降低該控制器之雜訊敏感度之一方式來協調該控制器內之多個功能之時序。

Description

整合式發光二極體調光器控制器 [相關申請案之交叉參考]

本申請案主張2012年7月17日申請之美國臨時申請案第61/672,680號之權利，該案之全文以引用的方式併入本文中。

本發明係關於驅動LED(發光二極體)燈，且更具體而言係關於基於一被動調光裝置調光LED燈之控制器。

LED燈正採用於廣泛多種照明應用中。與習知光源(諸如白熾燈及螢光燈)相比，LED具有顯著優點，包含高效率、良好方向性、色彩穩定性、高可靠性、長壽命、小尺寸及環境安全。

當結合被動調光器使用LED燈來代替白熾燈時，需要若干不同組件以執行任務(諸如驅動調光器、讀取輸出及轉譯調光曲線)。此等組件佔據大量空間，且需要一複雜電力電路以提供一適當電源至各組件。

在用於對一LED進行調光之一系統中，一整合式LED控制器驅動並讀取一被動調光器且控制該LED之一電力電路。該整合式LED控制器偵測該被動調光器之控制位置變化且引起該電力電路相應地增亮或調光該LED。此等功能通常藉由多個離散組件執行。然而，該整合式LED控制器係實施為一單一組件(例如，一單一整合式電路)，從而減 小LED調光系統之尺寸及成本。該整合式LED控制器亦可包含一統一時序控制器，該統一時序控制器以降低系統對雜訊的敏感度(例如，來自提供電力至該系統之一AC源)且減小控制器提供至電力電路之控制信號中的雜訊之一方式配位協調控制器內之多個功能之時序。

在本說明書中描述之特徵及優點並非包含全部的，且特定言之，考慮到圖式、說明書及申請專利範圍，一般技術者將明白許多額外特徵及優點。此外，應注意，為原則上選擇說明書中使用的語言已經選擇主要用於可讀性及指導目的且並非經選擇以描繪或限制本發明標的。

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100‧‧‧習知系統

102‧‧‧信號產生器

104‧‧‧驅動器

106‧‧‧被動調光器

108‧‧‧類比轉數位轉換器(ADC)

110‧‧‧微控制器

112‧‧‧發光二極體(LED)驅動器

114‧‧‧電力控制器

116‧‧‧發光二極體(LED)電力電路

117‧‧‧驅動器電流

118‧‧‧發光二極體(LED)

120‧‧‧電力供應電路

122‧‧‧交流(AC)輸入

200‧‧‧發光二極體(LED)調光系統

202‧‧‧整合式發光二極體(LED)控制器

204‧‧‧調光器驅動電路

205‧‧‧驅動信號

206‧‧‧被動調光器

206A‧‧‧變壓器

207‧‧‧類比調光器信號

208‧‧‧調光器讀取電路

210‧‧‧數位亮度信號

212‧‧‧電力控制器

214‧‧‧電力控制信號

216‧‧‧發光二極體(LED)電力電路

217‧‧‧驅動器電流

218‧‧‧發光二極體(LED)

220‧‧‧電力供應電路

222‧‧‧交流(AC)輸入

224‧‧‧發光二極體(LED)驅動器

302‧‧‧信號產生器

303‧‧‧中間信號

304‧‧‧調光器驅動器

306‧‧‧時序控制器

308‧‧‧控制信號

352‧‧‧類比轉數位轉換器(ADC)

353‧‧‧數位調光器信號

354‧‧‧低通濾波器

355‧‧‧經濾波之調光器信號

356‧‧‧亮度映射

358‧‧‧時序控制器

362‧‧‧控制信號

364‧‧‧控制信號

366‧‧‧控制信號

400‧‧‧系統

402‧‧‧整合式發光二極體(LED)控制器

404‧‧‧調光器驅動電路

405‧‧‧驅動信號

406‧‧‧被動調光器

406A‧‧‧變壓器

407‧‧‧類比調光器信號

408‧‧‧調光器讀取電路

410‧‧‧亮度信號

412‧‧‧電力控制器

414‧‧‧電力控制信號

416‧‧‧發光二極體(LED)電力電路

418‧‧‧發光二極體(LED)

420‧‧‧電力供應電路

422‧‧‧交流(AC)輸入

424‧‧‧發光二極體(LED)驅動器

425‧‧‧輸入信號

425A‧‧‧交流(AC)信號

425B‧‧‧切換信號/類比轉數位轉換器(ADC)控制信號

426‧‧‧統一時序控制器

428‧‧‧驅動器控制信號

430‧‧‧讀取器控制信號

430A‧‧‧類比轉數位轉換器(ADC)控制信號

432‧‧‧控制信號

500‧‧‧步驟

505‧‧‧步驟

510‧‧‧步驟

515‧‧‧步驟

520‧‧‧步驟

525‧‧‧步驟

530‧‧‧步驟

600‧‧‧整合式發光二極體(LED)控制器

602‧‧‧交流(AC)輸入

606‧‧‧輸出埠

608‧‧‧返馳轉換器

610‧‧‧整流器

612‧‧‧升壓轉換器

藉由結合附圖考慮以下詳細描述可易於理解本發明之實施例之教示。

圖1係用於對一LED進行調光之一習知系統之方塊圖。

圖2係具有一整合式LED控制器之一實施例之用於對一LED進行調光之一系統之一方塊圖。

圖3A係根據一實施例之整合式LED控制器之調光器驅動電路之一方塊圖。

圖3B係根據一實施例之整合式LED控制器之調光器讀取電路之一方塊圖。

圖4A係繪示具有一整合式LED控制器之另一實施例之用於對一LED進行調光之一系統之一方塊圖。

圖4B及圖4C係繪示根據一實施例之統一時序控制器之操作之波形。

圖5係描述根據一實施例之整合式LED控制器之操作之一流程圖。

圖6係繪示根據一實施例之整合式LED控制器之一例示性應用電 路之一電子示意圖。

該等圖及以下描述僅藉由圖解而與本發明之較佳實施例相關。應注意從以下論述，本文所揭示之結構及方法之替代實施例將易於被視為可在不脫離本發明之原理之情況下採用之可行替代品。

現將詳細參考本發明之若干實施例，其等之實例係繪示在附圖中。應注意，只要可行，類似或相同元件符號可用於該等圖中且可指示類似或相同功能性。該等圖僅為圖解目的而描繪本發明之實施例。熟習此項技術者從以下描述將易於認知可在不脫離本文中所描述之本發明之原理之情況下採用本文中所繪示之結構及方法之替代實施例。

圖1繪示用於對一LED 118進行調光之一習知系統100。該習知系統100包含一信號產生器102、一驅動器104、一被動調光器106、一類比轉數位轉換器(ADC)108、一微控制器110、一LED驅動器112、一LED 118及一電力供應電路120。該LED驅動器112包含一電力控制器114及一LED電力電路116。

信號產生器102產生控制驅動器104之一脈衝列，且該驅動器104基於該脈衝列輸出具有一工作循環之一驅動電流。被動調光器106之位置控制在ADC 108之輸入處之電壓。該ADC 108將來自該被動調光器106之電壓轉換成一數位信號，且微控制器110將來自該ADC 108之信號映射至該LED 118之一所要亮度位準。

微控制器110輸出表示所要亮度之一數位信號至LED驅動器112。該LED驅動器112中之電力控制器114接收該數位信號且產生一或多個電力控制信號，該一或多個電力控制信號引起LED電力電路116產生一驅動器電流117。該驅動器電流117引起LED 118發射所要亮度之光。因此，習知系統100允許一使用者藉由改變被動調光器106之位置來調整該LED 118之亮度。

參考圖1描述之習知系統100存在若干缺點。在習知系統100中，信號產生器102、驅動器104、ADC 108、微控制器110及電力控制器114係離散組件。在圖1及在圖2與圖4中所示之隨後系統圖200、400中，離散組件係用較粗輪廓表示。

若此等組件102、104、108、110、114皆放置於一單一印刷電路板上，則該等組件102、104、108、110、114及在其等之間攜載信號之跡線佔據該板上之大量空間。同時，若該等組件102、104、108、110、114係放置於多個板上或分離殼體內部，則系統100佔據一更大體積。在兩種實施方案中，使用離散組件102、104、108、110、114增加該系統100之尺寸及成本。此外，需要一複雜電力供應電路120來供應電力至所有五個組件102、104、108、110、114，此亦增加尺寸及成本。

習知系統100亦對雜訊敏感，尤其係在LED電力電路116以一高電力位準進行操作時，或在AC輸入122經歷一急劇電壓轉變時。一雜訊源係該AC輸入122且可透過該LED電力電路116及該系統100中之其他組件傳播以引起LED 118之亮度輸出之閃爍及其他非所要效應。

圖2係繪示具有一整合式LED控制器202之一實施例之用於對一LED 218進行調光之一系統200之一方塊圖。該整合式LED控制器202係一LED驅動器224之部分，該LED驅動器224亦包含一LED電力電路216。該系統200亦含有一電力供應電路220、一被動調光器206及一LED 218。

整合式LED控制器202係包含一調光器驅動電路204、一調光器讀取電路208及一電力控制器212之一單一離散組件。在一實施例中，該整合式LED控制器202係實施為一單一整合式電路。在一高位準，該整合式LED控制器202發送一驅動信號205至被動調光器206，接收表示該被動驅動器206之控制位置之一類比調光器信號207，且產生引起 LED電力電路216針對LED 218產生一驅動器電流217之一或多個電力控制信號214。

整合式LED控制器202之調光器驅動電路204針對被動調光器206產生一驅動信號205。在一實施例中，該驅動信號205具有至該被動調光器206之一恆定電流，該恆定電流具有約1毫安培(mA)之量值。該驅動信號205亦可具有一工作循環。舉例而言，調光器驅動電路204可在持續5毫秒(ms)之一高電流輸出(例如，1mA)與持續10ms之一低電流輸出(例如，0mA)之間交替，以產生具有33%之一工作循環之一驅動信號205。參考圖3A詳細描述該調光器驅動電路204之功能性。

被動調光器206係引起一類比調光器信號207基於一實體控制裝置(諸如一滑動軸或一旋鈕)之控制位置而改變之一機電裝置。為了易於描述，該控制裝置在下文中被稱為一滑動軸，且控制位置在下文中被稱為滑動軸位置。然而，可使用任何其他類型之控制裝置。在一實施例中，滑動軸控制被動調光器206內部之一電位計，且滑動軸之位置控制被動調光器206之輸出電壓。特定而言，當滑動軸處於一最小位置時，輸出電壓係處於一最小電壓，且當滑動軸處於一最大位置時，輸出電壓係處於一最大電壓。當該滑動軸處於介於最小位置與最大位置之間之一中間位置時，輸出電壓係處於介於最小電壓與最大電壓之間之一中間電壓。該調光器206可耦合至一變壓器206A，以將該調光器206之輸出電壓映射至更適於由調光器讀取電路208讀取之一較低電壓。額外電子組件(諸如旁通電容器、二極體及電晶體)亦可耦合至該調光器206，但為清楚起見自圖2省略此等組件。

在一實施例中，被動調光器206係一0伏(V)至10V之調光器，此意謂當滑動軸處於最小位置時調光器206之輸出電壓為約0V，且當滑動軸處於最大位置時輸出電壓為約10V。當滑動軸係在介於最小位置與最大位置之間之一中間位置時，調光器輸出電壓係介於0V與10V 之間。當滑動軸處於最小位置時，調光器206之輸出電壓可替代性地處於大於0V(例如，1V或1.2V)之一最小電壓。調光器輸出電壓與滑動軸之位置之間的關係通常為線性。然而，調光器輸出電壓與滑動軸位置可代替性地具有一非線性關係，諸如二次關係、指數關係或對數關係。如上所描述，被動調光器206可耦合至將調光器輸出電壓映射至一較低電壓之一變壓器206A。舉例而言，當使用0V至10V之調光器206時，類比調光器信號207可在0V至2V之範圍內。

在一些實施例中，調光器206係接收驅動信號且輸出表示滑動軸位置之一數位值之一數位調光器。在此等實施例中，整合式LED控制器202接收一數位調光器信號207而非一類比調光器信號。

整合式LED控制器202將類比調光器信號207路由至調光器讀取電路208，且該調光器讀取電路208產生表示對應於該類比調光器信號207之一所要亮度位準之一數位亮度信號210。參考圖3B詳細描述該調光器讀取電路208之功能性。

電力控制器212自調光器讀取電路208接收數位亮度信號210且產生自整合式LED控制器202發送至LED電力電路216之一或多個電力控制信號214。該等電力控制信號214係引起該LED電力電路216產生一驅動器電流217之信號，該驅動器電流217引起LED 218發射對應於數位亮度信號210之一亮度之光。舉例而言，該等控制信號214可控制LED電力電路216判定該驅動器電流217之工作循環、頻率或量值之部分。

LED電力電路216係使用一交流(AC)輸入222以針對LED 218產生一驅動器電流217之一電路。如上文參考電力控制器212所描述，驅動器電流217基於LED電力電路216自整合式LED控制器202接收之電力控制信號214而改變。LED電力電路216可包含此項技術中已知之各種電路組件，諸如一橋式整流器、放大器、電壓調節器、變壓器及返馳 轉換器，且不同電力控制信號214可用於控制該電路之不同組件。在一實施例中，LED電力電路216包含一升壓轉換器及一返馳轉換器，且電力控制信號214包含該升壓轉換器及該返馳轉換器中之切換器之控制信號。參考圖6進一步詳細描述此實施例。

電力供應電路220將一AC輸入222轉換至對整合式LED控制器202供電之一直流(DC)輸入。類似於LED電力電路216，電力供應電路220亦可包含此項技術中已知之各種電路組件。在圖2中所示之實施例中，電力供應電路220及LED電力電路216係兩個分離組件。然而，電力供應電路220及LED電力電路216亦可組合成對整合式LED控制器202提供一DC輸入且對LED 218提供一驅動器電流217之一單一電力電路。

如上所述，圖2中所示之整合式LED控制器202係體現為一單一組件，此有益地減小LED驅動器224及整個LED調光系統200之尺寸、成本及複雜性。此外，因為用於驅動及讀取調光器之功能與用於產生控制信號214之功能皆由該整合式LED控制器202來執行，所以電力供應電路220可經組態以僅對一單一組件供電。因此，該電力供應電路220可被製成更小，從而容許額外減小LED調光系統200之尺寸、成本及複雜性。

圖3A係根據一實施例之整合式LED控制器202之調光器驅動電路204之一方塊圖。該調光器驅動電路204包含一信號產生器302、一調光器驅動器304及一時序控制器306。

信號產生器302針對調光器驅動器304產生一中間信號303。在一實施例中，如圖3A中所示，該信號產生器302產生具有一工作循環之一脈衝列。舉例而言，該中間信號303係在持續5ms之一高值與持續10ms之一低值之間交替之一數位信號。該信號產生器302可替代性地產生一方波、一正弦波或一些其他週期信號。由該信號產生器302產 生之中間信號303之週期可固定，或該週期可改變。

驅動器304自信號產生器302接收中間信號303且針對被動調光器206產生一驅動信號205。如上文參考圖2中之調光器讀取電路204所描述，該驅動信號205係具有一工作循環之一恆定電流。在一實施例中，當中間信號303為高時，驅動器304藉由產生恆定電流(例如，1mA)而操作且當該中間信號303為低時，該驅動器304藉由產生一低電流(例如，0mA)而操作。因此，驅動信號205之工作循環匹配由信號產生器302產生之中間信號303之工作循環。

時序控制器306針對信號產生器302產生一控制信號308。在一實施例中，該信號產生器302經組態以在該控制信號308為高時產生圖3A中所示之脈衝列且在該控制信號308為低時產生一低信號。該控制信號308可包含定義中間信號303之其他態樣(諸如其週期、相位及工作循環)之額外通道。

圖3B係根據一實施例之整合式LED控制器202之調光器讀取電路208之一方塊圖。該調光器讀取電路208包含一類比轉數位轉換器(ADC)352、一低通濾波器354、一亮度映射356及一時序控制器358。

ADC 352擷取類比調光器信號207之樣本且將該等樣本轉換成數位值以產生一數位調光器信號353。ADC 352之取樣速率及取樣時間係由該ADC 352自時序控制器358接收之一ADC控制信號362而判定。舉例而言，該ADC 352在ADC控制信號362之上升邊緣(例如，低至高之轉變)上擷取樣本。該ADC控制信號362亦可引起該ADC 352(例如，藉由維持一低值)完全停止取樣。在一些實施例中，省略該ADC 352，且調光器讀取電路208接收數位調光器信號353。舉例而言，如上文參考圖2所描述，調光器206可為一數位調光器。或者，系統200可包含接收類比調光器信號207且提供一數位調光器信號至整合式LED控制器202以輸入至調光器讀取電路208之一離散ADC。一ADC可 將一類比信號轉換成一數位信號所依之不同方式在此項技術中廣為人知且為簡潔起見將自此描述省略其等之描述。

低通濾波器354施加一低通濾波器至數位調光器信號353以產生一經濾波之調光器信號355。施加一低通濾波器可有益地減小可能增加至整合式LED控制器202與被動調光器206之間之外部佈線中之類比調光器信號207之任何雜訊(例如，歸因於串擾或機電干擾)。可在其中類比調光器信號207並未經受大量雜訊或其中成本降低之優先權高於雜訊降低之實施例中省略低通濾波器354。一數位低通濾波器之功能性在此項技術中亦廣為人知且將自此描述省略其之描述。

亮度映射356接收經濾波之調光器信號355，且將該調光器信號355映射至對應於被動調光器206上之滑動軸之位置之一亮度。該亮度係自調光器讀取電路208輸出為一數位亮度信號210。在其中滑動軸位置與類比調光器信號204之間存在一非線性關係的實施例中，亮度映射356可經組態以產生滑動軸位置與LED 218之驅動器電流217之間之一線性關係。舉例而言，假設類比調光器信號207具有0V至2V之一範圍，但在滑動軸處於其最小位置與其最大位置之間之半途時具有0.8V(而非1.0V)之一值。因此，當滑動軸處在半途位置時，亮度映射356將接收對應於0.8V之一數位值。在此情況中，亮度映射356可經組態以將該數位值映射至表示LED之最大亮度之一半之一數位亮度信號210。因此，儘管存在滑動軸位置與類比調光器信號207之間之一非線性關係，當滑動軸處於其半途位置時，LED 218仍接收處於最大驅動器電流之一半之一驅動器電流217。

當滑動軸位置與類比調光器信號207之間存在一線性關係時，亮度映射356亦可經組態以產生滑動軸之位置與LED 218之驅動器電流217之間之一非線性關係。或者，該亮度映射356可經組態以將滑動軸位置與類比調光器信號207之間之一非線性關係(例如，二次關係)映 射至滑動軸位置與LED 218之驅動器電流217之間之一不同非線性關係(例如，指數關係)。

在一替代實施例中，用一類比取樣保持電路來取代ADC 352，且將低通濾波器354實施為一類比低通濾波器。在此實施例中，亮度映射356亦可為一類比組件，或可在該類比低通濾波器354與一數位亮度映射356之間添加一ADC。

時序控制器358產生控制ADC 352、低通濾波器354及亮度映射356之操作的控制信號362、364、366。在一實施例中，該等控制信號362、364、366係用於三個組件352、354、356之時脈信號。該等組件352、354、356可經同步或非同步計時。

圖4A係繪示具有一整合式LED控制器402之另一實施例之用於對一LED 418進行調光之一系統400之一方塊圖。調光器驅動電路404、被動調光器406、變壓器406A、調光器讀取電路408、電力控制器412、LED電力電路416、LED 418及電力供應電路420執行類似於圖2中所示之系統200中之對應組件之功能。此外，如參考圖3A所描述，圖4A中之調光器驅動電路404包含一信號產生器302及一調光器驅動器304。同時，如參考圖3B所描述，調光器讀取電路408包含一ADC 352及亮度映射356且可視需要包含一低通濾波器354。

圖4A中所示之整合式LED控制器402亦包含一統一時序控制器426。該統一時序控制器426接收輸入信號425且以降低該系統對雜訊的敏感度之一方式產生驅動器控制信號428及讀取器控制信號430。在具有一統一時序控制器426之實施例中，可省略調光器驅動電路404及調光器讀取電路408中之個別時序控制器306、358，且使用由該統一時序控制器426產生之控制信號428、430代替由該等個別時序控制器306、358產生之控制信號308、362、364、366。在其他實施例中，由統一時序控制器426產生之控制信號428、430取代由個別時序控制器 306、358產生之控制信號308、362、364、366之一子集，且該等個別時序控制器306、358產生剩餘控制信號。該統一時序控制器426可針對電力控制器412進一步產生一控制信號432，該控制信號432可用於使電力控制信號414之時序與調光器驅動電路404及調光器讀取電路408之時序協調。

圖4B及圖4C各繪示證明統一時序控制器426可如何經組態以降低雜訊敏感度之一組波形圖。為便於舉例，在圖4B及圖4C中假定ADC控制信號430A(自統一時序控制器426發送至調光器讀取電路408之讀取器控制信號430之一者)係一二進制信號且假定ADC 352在該ADC控制信號430A之上升邊緣上獲取類比調光器信號407之樣本。然而，該ADC 352可代替性地經組態以在該ADC控制信號430A之下降邊緣上獲取樣本。此外，該ADC 352可具有引起其在各上升邊緣或下降邊緣之後之一特定時間獲取各樣本之一孔徑延遲。

在圖4B中所示之實例中，至統一時序控制器426之輸入信號425之一者係表示在AC輸入422傳遞通過電力供應電路420或LED電力電路416中之一整流器之後之AC輸入422之一AC信號425A，且該統一時序控制器426產生引起ADC 352在AC信號425A接近於0V時擷取樣本之一ADC控制信號430A。以此方式控制ADC 352之時序引起ADC在AC輸入422接近0V時獲取樣本，此有利地減小當ADC 352擷取且轉換類比調光器信號407之一樣本時AC輸入422引入至信號路徑中之雜訊。

在一實施例中，統一時序控制器426包含使AC信號425A數位化之一分離類比轉數位轉換器且進一步包含比較數位AC信號與一臨限值之一數位比較器。舉例而言，該臨限值可為對應於介於-15V與15V之間之一AC輸入422之一AC信號425A之值。若數位AC信號小於該臨限值，則統一時序控制器426允許ADC控制信號430A自一低值轉變至一高值。該統一時序控制器426可替代性地使用一類比比較器以比 較該AC信號425A與該臨限值。

作為一分離實例，輸入信號425可包含表示LED電力電路416中之切換事件之一切換信號425B，如圖4C中所示。舉例而言，該切換信號425B表示一返馳轉換器(其係LED電力電路416之部分)中之一切換器之動作。在此等實施例中，統一時序控制器426協調ADC控制信號430A使得當LED電力電路416中正發生切換時ADC 352未擷取樣本。代替性地，該ADC 352在切換事件之間獲取樣本。因為在LED電力電路216中之切換事件期間雜訊較高，所以防止ADC 352在此等切換事件期間取樣亦減小在ADC 352擷取且轉換類比調光器信號407之一樣本時之雜訊。

在一實施例中，統一時序控制器426藉由防止ADC控制信號430A在LED電力電路416中之各切換事件之後之一預定時間間隔期間自一低值轉變為一高值而實施此功能性。舉例而言，統一時序控制器426協調ADC控制信號430A使得該ADC控制信號430A在該統一時序控制器426偵測一切換事件之後至少200奈秒(ns)轉變。

在其中LED電力電路416中之切換具有一致週期及工作循環之實施例中，統一時序控制器426亦可防止在各切換事件之前之一預定時間間隔期間ADC控制信號430A之低至高轉變。該預定時間間隔之開始可藉由預測下一切換事件將發生之時間而判定。舉例而言，若切換器在切換至接通狀態之後10微秒(μs)一致地切換回至關斷狀態，則統一時序控制器426可防止ADC控制信號430A在切換器切換為接通位置之後9000ns之一時間間隔開始期間轉變。此具有防止ADC控制信號430A在切換器切換至關斷狀態之前小於1000ns執行一低至高轉變之效應。

因為統一時序控制器426亦針對電力控制器412產生一控制信號432，所以該統一時序控制器426亦可藉由引起該電力控制器412延遲 下一切換事件而防止在一切換事件之前取樣。舉例而言，在統一時序控制器426產生ADC控制信號425B之一低至高轉變之後，該統一時序控制器426可組態控制信號432以防止下一切換事件在該轉變之後小於1000ns發生。

在一些實施例中，統一時序控制器426經組態以執行參考圖4B及圖4C所描述之雜訊降低程序之兩者。因此，該統一時序控制器426僅在以上所描述之關於AC信號425A及切換信號425B之條件皆滿足時允許ADC控制信號430A之低至高轉變。

添加一統一時序控制器426以依參考圖4B及圖4C所描述之方式降低雜訊敏感度係可行的，此係因為調光器驅動電路404、調光器讀取電路408及電力控制器412係整合至一單一實體組件402中。在其中由離散組件執行此等功能之一習知系統100中，歸因於與經由外部通信通道(諸如PCB跡線及導線)傳送信號相關聯的延遲及干擾，添加一統一時序控制器以協調組件之間之時序將係困難且不切實際的。

在一些實施例中，統一時序控制器426進一步經組態以偵測被動調光器406上之滑動軸位置之變化。舉例而言，該統一時序控制器426週期性地輪詢被動調光器406(例如，每15ms)以判定該滑動軸之位置。在此等實施例中，該統一時序控制器426產生引起調光器驅動電路404及調光器讀取電路408僅在偵測到該滑動軸位置之一變化時操作之控制信號428、430。舉例而言，當滑動軸位置改變時，驅動器控制信號428引起調光器驅動電路404產生驅動信號405且讀取器控制信號430引起調光器讀取電路408取樣類比調光器信號407並產生亮度信號410。

同時，若未偵測到滑動軸位置之變化，則驅動器控制信號428(例如，藉由引起信號產生器302斷電或產生一低中間信號303)引起調光器驅動電路404停止產生驅動信號405，且讀取器控制信號430引起 ADC 352停止擷取樣本並進一步引起亮度映射356輸出具有對應於所收集之最近樣本之一亮度值之一恆定亮度信號410。

在滑動軸位置不改變時，以此方式操作調光器驅動電路404及調光器讀取電路408有利地減少整合式LED控制器402之電力消耗。此外，因為在滑動軸位置不改變時亮度映射356繼續輸出最近亮度值，所以電力控制器412及LED電力電路416之操作並未中斷。

圖5係描述根據一實施例之整合式LED控制器202及402之操作之一流程圖。儘管在以下描述中僅引用圖2之組件，然圖5中所示之程序亦應用於圖4中所示之實施例。

當調光器驅動電路204針對被動調光器206產生500一驅動信號205時，程序開始。調光器讀取電路208中之ADC 352自該被動調光器206接收505一類比調光器信號207且藉由擷取該類比調光器信號207之樣本將類比調光器信號207轉換510成一數位調光器信號353。可視需要將一低通濾波器354應用515於該數位調光器信號353以降低雜訊。亮度映射356接收經濾波之調光器信號355且判定520一對應LED亮度位準，該對應LED亮度位準係作為一數位亮度信號210發送至電力控制器212。該電力控制器212使用該數位亮度信號210以產生525一或多個電力控制信號214，且LED電力電路216產生530引起LED 218發射藉由該數位亮度信號210指示之亮度位準之光之一對應LED驅動器電流217。

圖6係繪示整合式LED控制器600之一例示性應用電路之一電子示意圖。該整合式LED控制器600係展示在中間且耦合至左上方之一AC輸入602、右下方之一被動調光器604及右上方之LED之一輸出埠606。該應用電路包含提供一驅動器電流至LED之輸出埠606之一返馳轉換器608且進一步包含對該整合式LED控制器600及該返馳轉換器608供電之一整流器610及升壓轉換器612。該整流器610、升壓轉換器 612及返馳轉換器608一起執行參考圖2及圖4所描述之LED電力電路216、416及電力供應電路220、420之功能。

整合式LED控制器600之接腳5輸出驅動信號205、405至被動調光器，且該整合式LED控制器600在接腳13處自被動調光器接收類比調光器信號207、407。

接腳4及10輸出控制與產生及調節左上方之LED之驅動器電流相關聯之各種功能之電力控制信號214、414。特定言之，接腳4控制執行升壓轉換器612中之切換之一電晶體，而接腳10控制執行返馳轉換器608中之切換之一電晶體。

接腳1、3、11及12自升壓轉換器612及返馳轉換器608之各個部分接收回饋信號。此等回饋信號可用作至統一時序控制器426之輸入信號425。舉例而言，接腳1接收表示經整流AC輸入602之一信號，該信號可根據參考圖4B所描述之技術而使用。同時，接腳11及12接收表示返馳轉換器608中之切換事件之信號，該等信號可以參考圖4C所描述之方式而使用。

接腳6、7、8及9藉由將控制器600連接至一電力供應器及接地而提供電力至整合式LED控制器600。

接腳2及14接收經整流AC輸入電壓及內部匯流排電壓以提供抗異常條件(諸如由閃電事件引起之異常高電壓)之保護。

在閱讀本發明之後，熟習此項技術者將理解一整合式LED控制器之又額外替代設計。因此，儘管已繪示及描述本發明之特定實施例及應用，然應瞭解本發明並不限於本文中所揭示之精確構造及組件，且可在本文中所揭示之本發明之方法及設備之配置、操作及細節上作出熟習此項技術者將明白之各種修改、改變及變動。

200‧‧‧發光二極體(LED)調光系統

202‧‧‧整合式發光二極體(LED)控制器

204‧‧‧調光器驅動電路

205‧‧‧驅動信號

206‧‧‧被動調光器

206A‧‧‧變壓器

207‧‧‧類比調光器信號

208‧‧‧調光器讀取電路

210‧‧‧數位亮度信號

212‧‧‧電力控制器

214‧‧‧電力控制信號

216‧‧‧發光二極體(LED)電力電路

217‧‧‧驅動器電流

218‧‧‧發光二極體(LED)

220‧‧‧電力供應電路

222‧‧‧交流(AC)輸入

224‧‧‧發光二極體(LED)驅動器

Claims (23)

1. 一種用於控制一發光二極體(LED)之整合式電路，其包括：一調光器驅動電路，其經組態以輸出一驅動信號至具有一可調整控制位置之一被動調光器；一調光器讀取電路，其經組態以接收表示該被動調光器之該控制位置之一調光信號，且進一步經組態以基於該類比調光器信號而產生表示該LED之一所要亮度位準之一亮度信號；一電力控制器，其經組態以接收該亮度信號且產生一或多個電力控制信號，該等電力控制信號能夠引起該LED發射該所要亮度位準之光；及一統一時序控制器，其經組態以接收一或多個輸入信號，且進一步經組態以基於該等輸入信號而產生用以控制該調光器驅動電路之控制操作之一驅動器控制信號，及用以控制該調光器讀取電路之控制操作的讀取器控制信號。
2. 如請求項1之整合式電路，其中該調光器驅動電路包括：一信號產生器，其經組態以基於該驅動器控制信號而產生一中間信號，其中當該驅動器控制信號具有一高值時，該中間信號在一低值與一高值之間交替，且其中當該驅動器控制信號具有一低值時，該中間信號具有該低值；及一調光器驅動器，其經組態以接收該中間信號，且針對該被動調光器產生該驅動信號，其中當該中間信號具有一高值時，該驅動信號係一高電流，且其中當該中間信號具有一低值時，該驅動信號係一低電流。
3. 如請求項1之整合式電路，其中該調光器信號係一類比信號，其中該等讀取器控制信號包括一類比轉數位轉換器(ADC)控制信 號，且其中該調光器讀取電路包括：一類比轉數位轉換器(ADC)，其經組態以在由該ADC控制信號定義之時間擷取該類比調光器信號之樣本，該等經擷取之樣本形成表示該類比調光器信號之一數位調光器信號；及一亮度映射，其耦合至該ADC且經組態以產生該亮度信號。
4. 如請求項3之整合式電路，其中該調光器讀取電路進一步包括：一數位低通濾波器，其經組態以對該數位調光器信號執行低通濾波以產生一經濾波之調光器信號，其中該亮度映射基於該經濾波之調光器信號而產生該亮度信號。
5. 如請求項3之整合式電路，其中用於該統一時序控制器之該等輸入信號包括表示用於LED電力電路之一AC電源供應器之一交流(AC)信號，且其中該ADC控制信號引起該ADC在該AC信號低於一臨限值電壓時擷取樣本。
6. 如請求項3之整合式電路，其中用於該統一時序控制器之該等輸入信號包括表示在耦合至該整合式電路之一LED電力電路中發生之切換事件之一切換信號，且其中該ADC控制信號引起該ADC在切換事件之間之一時間間隔期間擷取樣本。
7. 如請求項1之整合式電路，其中該整合式電路係耦合至包括一返馳轉換器之一LED電力電路，且其中該等電力控制信號包括用於該返馳轉換器中之一切換器之一切換信號。
8. 如請求項1之整合式電路，其中該被動調光器係一類比調光器，該類比調光器經組態以在該控制位置處於一最大位置時輸出一最大電壓，且進一步經組態以在該控制位置處於一最小位置時輸出一最小電壓。
9. 一種用於操作一發光二極體(LED)控制器之方法，其包括： 在一整合式電路中產生用於輸出至一被動調光器之一驅動信號，該被動調光器具有一可調整控制位置；在相同整合式電路處接收表示該被動調光器之該控制位置之一調光器信號；基於該調光器信號產生表示該LED之一所要亮度位準之一亮度信號；基於該亮度信號產生一或多個電力控制信號，且該(等)信號能夠引起該LED發射該所要亮度位準之光。
10. 如請求項9之方法，進一步包括：接收一或多個輸入信號；基於該等輸入信號產生一驅動器控制信號，以控制該驅動信號之該產生；及基於該等輸入信號產生讀取器控制信號，以控制該亮度信號之該產生。
11. 如請求項10之方法，其中產生該驅動信號包括：基於該驅動器控制信號產生一中間信號，其中當該驅動器控制信號具有一高值時，該中間信號在一低值與一高值之間交替，且其中當該驅動器控制信號具有一低值時，該中間信號具有該低值；及基於該中間信號，針對該被動調光器產生一驅動信號，其中當該中間信號具有一高值時，該驅動信號係一高電流，且其中當該中間信號具有一低值時，該驅動信號係一低電流。
12. 如請求項10之方法，其中該調光器信號係一類比信號，其中產生該等讀取器控制信號包括產生一類比轉數位轉換器(ADC)控制信號，且其中產生該亮度信號包括：使用一類比轉數位轉換器(ADC)，在由該ADC控制信號定義之 時間擷取該類比調光器信號之樣本，該等經擷取之樣本形成表示該類比調光器信號之一數位調光器信號。
13. 如請求項12之方法，其中產生該亮度信號進一步包括：對該數位調光器信號執行低通濾波以產生一經濾波之調光器信號，及基於該經濾波之調光器信號產生該亮度信號。
14. 如請求項12之方法，其中自該LED電力電路接收一或多個輸入信號包括接收表示用於LED電力電路之一AC電源供應器之一交流(AC)信號，且其中產生該ADC控制信號包括引起該ADC回應於偵測該AC信號低於一臨限值電壓而擷取樣本。
15. 如請求項12之方法，其中自LED電力電路接收一或多個輸入信號包括接收表示在LED電力電路中發生之切換事件之一切換信號，且其中產生該ADC控制信號包括引起該ADC在切換事件之間之一時間間隔期間擷取樣本。
16. 如請求項9之方法，其中LED電力電路包括一返馳轉換器，且其中產生該等電力控制信號包括針對該返馳轉換器中之一切換器產生一切換信號。
17. 如請求項9之方法，其中當該控制位置處於一最大位置時，該被動調光器輸出一最大電壓，且其中當該控制位置處於一最小位置時，該被動調光器輸出一最小電壓。
18. 一種用於控制一發光二極體(LED)之整合式電路，其包括：一調光器驅動電路，其經組態以輸出一驅動信號至具有一可調整控制位置之一被動調光器；一調光器讀取電路，其經組態以接收表示該被動調光器之該控制位置之一調光器信號，且進一步經組態以基於該類比調光器信號而產生表示該LED之一所要亮度位準之一亮度信號；及 一電力控制器，其經組態以接收該亮度信號且產生一或多個電力控制信號，該等電力控制信號能夠引起該LED發射該所要亮度位準之光。
19. 如請求項18之整合式電路，其中該調光器驅動電路包括：一驅動器時序控制器，其經組態以產生一驅動器控制信號；一信號產生器，其經組態以基於該驅動器控制信號產生一中間信號，其中當該驅動器控制信號具有一高值時，該中間信號在一低值與一高值之間交替，且其中當該驅動器控制信號具有一低值時，該中間信號具有該低值；及一調光器驅動器，其經組態以接收該中間信號且針對該被動調光器產生該驅動信號，其中當該中間信號具有一高值時，該驅動信號係一高電流，且其中當該中間信號具有一低值時，該驅動信號係一低電流。
20. 如請求項18之整合式電路，其中該調光器信號係一類比調光器信號，且其中該調光器讀取電路包括：一讀取器時序控制器，其經組態以產生一類比轉數位轉換器(ADC)控制信號；一類比轉數位轉換器(ADC)，其經組態以在由該ADC控制信號定義之時間擷取該類比調光器信號之樣本，該等經擷取之樣本形成表示該類比調光器信號之一數位調光器信號；及一亮度映射，其耦合至該ADC且經組態以產生該亮度信號。
21. 如請求項20之整合式電路，其中該調光器讀取電路進一步包括：一數位低通濾波器，其經組態以對該數位調光器信號執行低通濾波，以產生一經濾波之調光器信號，其中該亮度映射基於該經濾波之調光器信號而產生該亮度信 號。
22. 如請求項18之整合式電路，其中該整合式電路係耦合至包括一返馳轉換器之一LED電力電路，且其中該等電力控制信號包括用於該返馳轉換器中之一切換器之一切換信號。
23. 如請求項18之整合式電路，其中該被動調光器係一類比調光器，該類比調光器經組態以在該控制位置處於一最大位置時輸出一最大電壓，且進一步經組態以在該控制位置處於一最小位置時輸出一最小電壓。