TW201543954A

TW201543954A - 發光二極體燈串的驅動裝置及其調控方法

Info

Publication number: TW201543954A
Application number: TW103115960A
Authority: TW
Inventors: Guan-Bo Chen; he cheng Li
Original assignee: Global Fiberoptics Inc
Priority date: 2014-05-05
Filing date: 2014-05-05
Publication date: 2015-11-16

Abstract

一種發光二極體燈串的驅動裝置包含一驅動電路，及一假負載電路。該驅動電路所提供的電流由控制信號來設定，該驅動電路提供的電流於控制信號參數值的第一段電壓範圍內為一非線性函數，且該控制信號參數值的第二段電壓範圍內為一線性函數。該假負載電路與該發光二極體燈並聯，當施加至該驅動電路的控制信號參數值在該第一段電壓範圍內時，該假負載電路將吸收驅動電路提供的電流，而令該控制信號參數值在該第一段電壓範圍內時，實質上無電流流入該發光二極體燈串，此外本發明還提供一種發光二極體燈串的調控方法。

Description

發光二極體燈串的驅動裝置及其調控方法

本發明是有關於一種發光二極體的驅動電路與調光方法，特別是在低電流控制上，以增進發光二極體的類比調光性能與精準度的驅動電路與調光方法。

控制電路的一項基本必須的功能是用以控制多個發光二極體的亮度。

大部分的發光二極體照明的控制電路設計，大都是藉由直流電(direct current，DC)流通至各別的發光二極體，或整串發光二極體燈串而使其發光。一般而言，控制發光二極體裝置的明亮程度，有兩種基本的方法，其中一種方法是利用發光二極體的亮度(brightness)大約正比於電流大小的特性，藉由改變流經發光二極體的直流電的大小，而調控發光二極體的亮度，此方法稱為電流調光(current-based dimming)，也可被稱為類比調光(analog dimming)；而另一種方法則是在相同頻率與佔空比週期(duty cycle)時，使用一固定的電流振幅(current amplitude)來中斷電流的流動，此主要是人眼會累積與平衡此脈衝式光源，且發光二極體照明器的感知亮度(perceived brightness)會正比於發光二極體脈衝電流的佔空比週期的脈衝寬度，因此可藉此調變調光，此方法則通常稱為脈衝寬度調變(Pulse-Width Modulation，PWM)調光。

上述的兩種調光方法各有不同的優缺點，一般而言，脈衝寬度調變調光為一具有可良好控制及可重現的調光方法，主要是因發光二極體的感知亮度與脈衝寬度調變信號的佔空比週期有密切關聯，且可相當直接地產生前後一致且具重現性的脈衝寬度調變信號；然而，由於脈衝寬度調變調光本身的性質，以及發光二極體須迅速地開關，而成為其主要的缺點，雖然對於人類視覺而言，此缺點通常不會有太大的問題，但對於照相、錄影，及一些需非脈衝式發光的光源的機器則會造成影響。

提供一恆定電流予發光二極體(即不閃爍)，雖然可解決脈衝寬度調變調光本身的問題，但仍具有其它相關問題，最根本的問題在於，發光二極體的光輸出(light output)只約正比於流經其自身的電流，且隨著電流的增加，發光二極體裝置的接面溫度也會上升，而造成其光輸出效率會隨之降低，然而，對於發光二極體的不同亮度而言，藉由校正流經該發光二極體的電流，而可補償上述的問題。因此，對於不精準的電流控制，類比調光方法則具有較好的控制，其主要是藉由使用市售的發光二極體驅動晶片作控制。

習知的市售發光二極體驅動晶片通常會提供一穩定的恆定電流給予多個發光二極體，而該些發光二極體通常是串聯成一發光二極體燈串，以確保相同的電流流經所有發光二極體，而該發光二極體驅動晶片的電流調節，主要是透過一與發光二極體或其燈串相串聯的低阻值電流感測電阻(current-sensing resistor)，透過該電流感測電阻兩端的少量壓降(voltage drop)回饋予發光二極體驅動晶片，此壓降也代表流經發光二極體的電流；驅動晶片是利用此信號用以調節發光二極體的電流。

習知的市售發光二極體驅動晶片用於電流控制類比調光方法時，主要是在發光二極體驅動晶片上提供一輸入接腳(input pin)，用以施加一少量的控制電壓，使產生的發光二極體電流正比於施加的控制電壓。通常情況下，允許施加於該輸入接腳的控制電壓的範圍是相當小的，約在0~5V的範圍，但通常是在0~2V間，而該發光二極體驅動晶片是可透過此低電壓電源供應而驅動，並可透過一低電壓控制電路產生其控制電壓。在習知的市售發光二極體驅動晶片中，約0.2V(或更少)的控制電壓會產生最低的發光二極體電流，理想的電流應為0mA，而在大於等於約1.2V的控制電壓時，則會產生最大的發光二極體電流，其中，控制電壓在0.2~1.2V間，會產生一呈比例或呈線性比例的發光二極體電流。然而，控制電壓的確切範圍將取決於所選擇的發光二極體驅動晶片，控制電壓本身可在不同方式中被產生與控制，包括使用電位器(potentiometer)、電阻式分壓器(resistive voltage divider)電路，或藉由處理器(processor)發送數位編碼至市售的數位轉類比器(digital-analog converter，DAC)裝置。需注意的是，一些市售的發光二極體驅動晶片允許使用者提供數位脈衝寬度調變信號至發光二極體驅動晶片內作為一控制輸入，其內部具有判別脈衝寬度調變信號作為一類比調光控制輸入的能力，從而有效率的轉換一脈衝寬度調變調光信號至電流類比調光。

習知的市售發光二極體驅動晶片通常會提供相當精準的發光二極體電流，作為控制電壓輸入的函數，對發光二極體電流的範圍是從其設計的最大發光二極體電流的100%，下降至約最大電流的5%或10%。然而，在低發光二極體電流時，則是小於約最大發光二極體電流的5%或10%，許多發光二極體驅動晶片所面臨的困難為無法精確地調節電流值，顯然的，不是無法完全的將發光二極體關閉，就是無法將發光二極體有效的調暗，因此無法達成發光二極體處於低亮度的目的。

參閱圖1與圖2，圖1為一習知發光二極體照明裝置，包含一發光二極體燈串101，及一可提供一規律且恆定電流的發光二極體驅動電路100，該發光二極體燈串101是藉由該發光二極體驅動電路100所驅動，且該發光二極體燈串101中的各別發光二極體為彼此串聯，以確保相同的電流流經所有發光二極體，只要該發光二極體燈串101的總電壓是低於該發光二極體驅動電路100的最大輸出電壓時，其恆定電流的不靈敏程度就會與該發光二極體燈串101中的發光二極體數量相關。

因此，該發光二極體驅動電路100可設置一升壓轉換器(boost converter)，使一輸出電壓102的電壓高於一輸入電壓103；也可設置一降壓轉換器(buck converter)，而使該輸出電壓102的電壓低於一輸入電壓103；又或者可設置一升降壓轉換器(buck-boost converter)，使該輸出電壓102與該輸入電壓103相當，許多習知的市售發光二極體驅動晶片是隨著外部組件的不同而設置有升壓轉換器、降壓轉換器，或升降壓轉換器。

如上所述，該習知發光二極體驅動電路100是設置一升壓轉換器，使該輸入電壓103升壓產生該輸出電壓102，而電壓的升壓是藉由一個發光二極體驅動晶片104，並使用包括一個電感(inductor)106、一個二極體(diode)107，及一個輸出電容(output capacitor)108的升壓轉換器，及一個金氧半場效電晶體(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，MOSFET)105的切換所控制。為了達成調節恆定電流，感測電阻(sense resistor)109的兩端電壓會經由ISP接腳110與ISN接腳111饋送至該發光二極體晶片104，此電壓是正比於流經該發光二極體燈串101與調節金氧半場效電晶體105切換的發光二極體晶片104的電流，以維持恆定電流的設計；而輸出電壓102的不同，則是取決於該發光二極體燈串101中的發光二極體數量，及在恆定電流下驅動時的總正向壓降(forward voltage drop)，因此，在最大亮度(未調光)時，該感測電阻109的值可精確地選擇產生予發光二極體燈串101所需的恆定電流值。

該發光二極體驅動電路100中，以電流為基礎的類比調光是透過提供一類比調光控制電壓113至該驅動晶片104的控制接腳(CTRL pin)112上，施加於該控制接腳112的電壓變化會使流經該發光二極體燈串101的電流減少，並減少由該感測電阻109設定的最大電流值的電流，而控制接腳112所需的控制電壓範圍，是特定驅動晶片所使用的函數。此處需說明的是，以下假設由該感測電阻109決定在控制接腳112小於0.2V的目的，是不讓任何電流流經該發光二極體燈串101，在控制接腳112大於等於1.2V的目的是讓最大電流流經該發光二極體燈串101，因此，控制接腳112在0.2V與1.2V間的電壓，是為了使電流由0mA至最大電流(I_MAX)呈線性比例。當此類比調光控制電壓113的範圍與習知的市售發光二極體驅動晶片相當時，不同的發光二極體驅動晶片可指定或需要不同類比調光控制電壓範圍，因此，控制輸入信號對於一些發光二極體驅動晶片而言，可能因微量的電壓而完全不同。原則上，控制輸入信號對於該發光二極體驅動晶片104的類比調光控制可以是任何信號類型之一，包含一電壓、一電流，或一某種形式的數位輸入信號，而在本說明書的討論中，是假設類比調光控制輸入是一低電壓。

圖2為由圖1習知發光二極體驅動電路100提供的發光二極體電流，此電流為施加在控制接腳112的類比調光控制電壓113的函數，縱軸是一發光二極體電流值百分比，是以發光二極體電流的最大電流(I_MAX)201為100%為基準，橫軸則代表對習知發光二極體驅動晶片104的類比調光使用一小電壓作為控制輸入的函數。在理想情況下，發光二極體的電流應與施加於控制接腳112的電壓成線性比例，如圖2中的實線202所示，然而，隨著發光二極體電流約低於最大電流的5%(或約10%)，習知的市售發光二極體驅動晶片104往往難以保持線性特性，其主要原因是與特定發光二極體驅動晶片的使用有關，但基本的原因為：(1)在低電流時，穩壓電路(regulator circuit)是在越來越低的佔空比週期作切換，因此，在切換元件的總導通時間(ON time)、電晶體的開關切換，或金氧半場效電晶體105的有限切換次數造成了很大的變化；(2)比較器電路系統(comparator circuitry)在控制電壓範圍的下限，其檢測類比調光控制電壓113的本身準確性是較差的。

即使設計不同發光二極體晶片，用以在低電流時解決不同準確性與線性問題，但大部分市售發光二極體驅動晶片仍具有一些基本問題需解決，例如，一些市售發光二極體晶片，當控制電壓在0.2V時，其發光二極體電流無法完全降低至零，此現象導致欲關閉發光二極體照明器時，其仍有部分是被點亮(如圖2虛線203所示)；另一些市售發光二極體驅動晶片，則是在電壓高於欲關閉的0.2V時，其發光二極體電流會下降至零，此現象會導致發光二極體照明器突然地被關掉，導致在低電流時無法設定發光二極體照明器的明暗程度(如圖2虛線204所示)。

因此，本發明之目的，即在提供一種發光二極體燈串的驅動裝置。

於是本發明發光二極體燈串的驅動裝置，適用於驅動具有至少一個發光二極體燈的發光二極體燈串，該驅動裝置包含一驅動電路，及一假負載電路。

該驅動電路用以接收一施加於該驅動電路與該發光二極體燈串的控制信號，並提供電流令該發光二極體燈串發光，其中，由該驅動電路提供的電流於一控制信號參數值的一第一段電壓範圍內為一非線性函數，且於該控制信號參數值的一第二段電壓範圍內為一線性函數。

該假負載電路與該發光二極體燈並聯，當施加至該驅動電路的控制信號參數值在該第一段電壓範圍內時，該假負載電路將流過驅動電路提供的電流，而令該控制信號參數值在該第一段電壓範圍內時，實質上無電流自該驅動電路提供至該發光二極體燈串。

較佳地，前述流過該發光二極體燈串的驅動裝置的該假負載電路實質地為常數。

較佳地，前述該發光二極體燈串的驅動裝置的當該控制信號參數值在該第一段電壓範圍時，該假負載電路的電流實質地為常數，且當該控制信號參數值在該第二段電壓範圍時，該假負載電路的電流會隨著控制信號參數值的增加而下降。

較佳地，前述該發光二極體燈串的驅動裝置的控制信號參數值在該第一段電壓範圍與該第二段電壓範圍時，該假負載電路的電流均實質地為常數。

較佳地，前述該發光二極體燈串的驅動裝置的該假負載電路的電流不超過由該驅動電路提供至該發光二極體燈串的最大電流的5%。

較佳地，前述該發光二極體燈串的驅動裝置的該假負載電路包括一連接於一電晶體的基極的齊納二極體，用於令經由該假負載電路的電流實質地正比於該齊納二極體的反向崩潰電壓與該電晶體的基極-射極接面電壓間的電壓差。

較佳地，前述該發光二極體燈串的驅動裝置的該發光二極體燈串開始傳導電流並發光時，該齊納二極體兩端的反向壓降，小於該發光二極體燈串兩端的最小電位差。

較佳地，前述該發光二極體燈串的驅動裝置的該假負載電路包括彼此並聯的一第一電路路徑，及一第二電路路徑，該第一電路路徑具有一電晶體，該第二電路路徑具有一可控制施加於該電晶體的電壓的電路元件。

較佳地，前述該發光二極體燈串的驅動裝置的該第二電路路徑還具有至少一齊納二極體。

較佳地，前述該發光二極體燈串的驅動裝置的該第二電路路徑還具有一分壓器電路。

較佳地，前述該發光二極體燈串的驅動裝置的該第二電路路徑還包括一具有二個電阻的分壓器電路。

較佳地，前述該發光二極體燈串的驅動裝置的該假負載電路包括一第三電路路徑，當該控制信號參數值在該第二段電壓範圍內增加時，該第三電路路徑會降低施加於該電晶體的電壓。

較佳地，前述該發光二極體燈串的驅動裝置，其中，當該控制信號參數值增加時，該第三電路路徑是以令施加於該發光二極體燈串的電流的速率，與該控制信號參數值呈線性函數，降低施加於該電晶體的電壓，使得該假負載電路的電流可隨著該控制信號參數值增加而減少。

此外，本發明的另一目的，即在提供一種發光二極體燈串的調控方法。

於是，本發明一種發光二極體燈串的調控方法，包含一驅動步驟，及一調控步驟。

該驅動步驟是由一驅動電路提供一電流予該發光二極體燈串，用以因應一控制信號，並使該發光二極體燈串發光，其中，該電流於一控制信號參數值的一第一段電壓範圍內為一非線性函數，且於該控制信號參數的一第二段電壓範圍內為一線性函數

該調控步驟是將一假負載電路與該發光二極體燈並聯，使該假負載電路可通過由該驅動電路提供的電流，當施加至該驅動電路的控制信號參數值在該第一段電壓範圍內時，藉由該假負載電路所通過該驅動電路提供的電流，而令該控制信號參數值在該第一段電壓範圍時，實質地無電流自該驅動電路提供至該發光二極體燈串。

本發明之功效在於：藉由在一發光二極體驅動電路中設置一可提供恆定電流的假負載，用以通過發光二極體燈串中的電流，以增進發光二極體燈串在低電流情況下的發光。

30‧‧‧發光二極體驅動電路

31‧‧‧發光二極體燈串

32‧‧‧第一假負載

321‧‧‧第一齊納二極體

322‧‧‧第一NPN電晶體

323‧‧‧射極電阻

324‧‧‧第一電阻

33‧‧‧感測電阻

34‧‧‧控制接腳

35‧‧‧類比調光控制電壓

36‧‧‧發光二極體驅動晶片

41‧‧‧最大電流值

42‧‧‧上曲線

43‧‧‧非線性曲線

44‧‧‧下曲線

45‧‧‧電流差異量

52‧‧‧第二假負載

521‧‧‧第二齊納二極體

522‧‧‧第二NPN電晶體

523‧‧‧第二電阻

524‧‧‧第三電阻

525‧‧‧第三NPN電晶體

526‧‧‧第三齊納二極體

527‧‧‧第四電阻

61‧‧‧最大電流值

62‧‧‧上曲線

63‧‧‧非線性曲線

64‧‧‧下曲線

65‧‧‧第一標示點

66‧‧‧第二標示點

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一電路圖，說明習知一發光二極體照明裝置的一發光二極體燈串與一發光二極體驅動電路的連接關係；圖2是一電流值百分比對電壓值的關係圖，說明該習知發光二極體照明裝置的電流與輸入控制電壓呈一函數關係；圖3是一電路圖，說明本發明之一第一較佳實施例的一假負載與一發光二極體燈串的連接關係；圖4是一電路圖，省略一發光二極體驅動電路說明本發明該第一較佳實施例的一假負載電路；圖5是一電流值百分比對電壓值的關係圖，說明本發明該第一較佳實施例的電流與輸入控制電壓呈一函數關係；圖6是一電路圖，省略該發光二極體驅動電路說明本發明一第二較佳實施例的一假負載電路；及圖7是一電流值百分比對電壓值的關係圖，說明本發明該第二較佳實施例的電流與輸入控制電壓呈一函數關係。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖3至圖7，圖3為本發明的一第一較佳實施例，於該第一較佳實施例中，發光二極體驅動電路30的設計大致是相同於圖1的習知發光二極體驅動電路100，不同之處僅在於，本發明增加一與發光二極體燈串31並聯的第一假負載32。本發明的電路設計與方法也適用於其他配置的發光二極體驅動電路。而要說明的是，無論是否配置升壓轉換器、降壓轉換器，或升降壓轉換器，在所有情況下，不管該發光二極體燈串31是如何連接至該發光二極體驅動電路30，或該發光二極體燈串31的一端是否直接接地，該第一假負載32均是與該發光二極體燈串31相並聯，且重要的是流經該電流感測電阻33中的電流，是結合該發光二極體燈串31與該第一假負載32中的電流。

本發明的基本概念是設計該第一假負載32作為一個恆定電流負載，且具有一低電流值(約流經該發光二極體燈串31的最大電流(I_MAX)的5%或更低)，換句話說，由該第一假負載32獲取的恆定電流最好不超過最大電流值的5%，例如，如果最大電流值預期為500mA，該第一假負載32的恆定電流則需設定為20mA，或甚至設定低至10mA。對於該發光二極體驅動電路30，該第一假負載32的電流值通常被設定稍微高於調光函數開始呈現非線性的值，且在該發光二極體驅動電路30的調光範圍的低電流下限，可藉由「預先負載(pre-loading)」該發光二極體驅動電路30，而使實際電流流經該發光二極體燈串31呈線性反應，並用以響應施加於一控制接腳34的信號(如電壓)。

圖4為本發明該第一較佳實施例的發光二極體燈串31與第一假負載32的內部電路結構，包含該第一假負載32，其提供一恆定電流予該發光二極體燈串31(圖4省略發光二極體驅動電路的剩餘部份)。由該第一假負載32提供的恆定電流(I_L)主要是由一第一齊納二極體(zener diode)321的反向崩潰電壓(reverse breakdown voltage，V_ZENER)、第一NPN電晶體322的基極-射極壓降(base-emitter voltage drop，V_BE)，及射極電阻(emitter resistor，R_E)323的值所決定，是使用一近似公式：I_L (V_ZENER-V_BE)/R_E，或是R_E (V_ZENER-V_BE)/I_L所決定。

前述公式假設該第一齊納二極體321兩端的反向壓降實質上為一常數，且該第一NPN電晶體322的增益(gain)值是設定的足夠高，以致於流經一第一電阻(R_CB)324與第一齊納二極體321的電流，與流經該射極電阻323的電流相較下是相當小的。於本發明中，該第一齊納二極體321的電壓(V_ZENER)為5.7V，該第一NPN電晶體322的基極-射極壓降(V_BE)為0.7V，則透過上述公式可知，當該射極電阻323為500Ω時，其恆定電流(I_L)為10mA。

該第一齊納二極體321，及其反向崩潰電壓(V_ZENER)的選定，是與該發光二極體燈串31中的發光二極體數量相關。反向崩潰電壓(V_ZENER)的值是需足夠小於當電流流經發光二極體並發光的最小總串電壓(string voltage)，換句話說，在任何可被觀察的電流開始流入該發光二極體燈串31時，該第一假負載32電路應獲取其自身的恆定電流，據此，圖4的第一假負載32主要是應用於兩個或多個串聯的發光二極體的驅動。

在理想情況下，第一電阻(R_CB)324的選定是需具有一高於射極電阻323的電阻值，此時流經該第一齊納二極體321的電流與流經該射極電阻323的電流相較之下是非常小的(即數量級很小)，然而，該第一電阻(R_CB)324必須足夠的低以使得其提供至該第一NPN電晶體322的電流是足夠的，以保持該第一NPN電晶體322的導通(turn on)，因此，該第一NPN電晶體(Q2)322的最小增益值規範是建立在該該第一電阻(R_CB)324值的上限。

值得一提的是，如以一電阻值小於該第一電阻(R_CB)324的電阻(R₂)(圖未示)代替該第一齊納二極體321是可行的，也就是說，將該第一齊納二極體321的位置替換成一電阻(R₂)，此時該第一假負載32的電流值將成為該發光二極體燈串31兩端電壓的函數，且電壓分壓器是由該第一電阻(R_CB)324代表，而該第一齊納二極體321則是由此替換的電阻(R₂)代替。假設該第一NPN電極體322具有高增益，則此替換的電阻兩端的電壓(V₂)是由以下公式給定：V₂ V_OUT‧R₂/(R₂+R_CB)，且I_L (V₂-V_BE)/R_E。當該發光二極體燈串31中的發光二極體數量是已知，且該發光二極體燈串31兩端的電壓相當恆定時，則可使用此替換的電阻 (R₂)代替。

圖5顯示有本發明該發光二極體驅動電路30的電流控制類比調光函數，上曲線42代表由該發光二極體驅動電路30提供的總電流，其最大電流值(I_MAX)41以100%表示，繪製成一提供予發光二極體驅動晶片36的類比調光控制電壓35的函數，下曲線44代表實際流經發光二極體的電流，該上曲線42與圖2所示的曲線相同，且在低電流時，具有非線性現象，此非線性曲線43在圖5是以虛線表示。在類比調光控制電壓35的所有範圍值裡，該假負載32獲取的微小恆定電流將導致實際流經該發光二極體燈串32的電流降低，使下曲線44在發光二極體電流下降為零時仍保持為類比調光控制電壓35的線性函數。值得注意的是，在類比調光控制電壓35的範圍內，其上曲線42與下曲線44之間的電流差異量45仍然為一常數，當電流開始流入該發光二極體燈串31(下曲線44的橫軸截距)的點A，是在類比調光控制電壓35值稍微地高於0.2V的地方，而對類比調光控制電壓35的值大於1.2V時(編號B)，該第一假負載32的恆定電流降低，以提供實際流經發光二極體的最大電流值，換個角度看，如果一最大電流值是用以提供予該發光二極體燈串31時，那麼該發光二極體驅動電路30的最大電流是需設定的稍微高一點，以產生該第一假負載32恆定電流。

該第一假負載32電流值的設定，使該發光二極體驅動電路30的電流曲線呈線性，隨著類比調光控制電壓 35由所謂的關閉電壓0.2V升高，電流會首先流進該第一假負載32，此時，實質上無電流流經實際的發光二極體燈串31，一旦該發光二極體驅動電路30提供的電流超過該第一假負載32電路的恆定電流時(即在控制電壓35稍微高於0.2V)，那麼電流將開始實質地流入該發光二極體燈串31中，進一步地當類比調光控制電壓35改變，其會產生線性而成正比增加的發光二極體燈串31電流，在該第一假負載32的恆定電流(I_L)的設定值，其電流差異量45仍保持固定，因此，藉由設定假負載的電流值，當開始有實際電流流經該發光二極體燈串時時，其類比調光控制電壓35是可以被確定。

要說明的是，該第一較佳實施例的功耗(power dissipation)是在整個發光二極體驅動電路30的調光範圍，而此功耗近似於I_L(流經該第一假負載32的恆定電流)×V_LED(該發光二極體燈串31的總壓降37(見圖4))，如果該第一假負載32的恆定電流(I_L)大小能夠為最大電流值的5%，那麼於該第一假負載32的功耗將為實際的發光二極體燈串功耗的5%，這代表對於整個發光二極體驅動電路30的效率是一個滿大的損失。

更為可惜的是，只需要該第一假負載32的電流在低發光二極體驅動電流時，即會造成此功耗與效率損失，而在高發光二極體驅動電流時，該發光二極體驅動電路30會變成充份地線性，使得在該第一假負載32電路中無功率的浪費。所需要的是一假負載電路在低發光二極體電流或低發光二極體驅動電流時，可獲取其自身的電流，然後一旦發光二極體電流或發光二極體驅動電流已足夠高而呈現線性時，則獲取自身少量的電流(或完全關閉)。

圖6為本發明之一第二較佳實施例，其中，該控制電路與該第一較佳實施例大致相同，不同處在於該第二較佳實施例的控制電路多了一個可用以增進電流曲線數據的第二假負載52，。該第二較佳實施例之控制電路設計的目的為：在低發光二極體電流或發光二極體驅動電流下獲取恆定電流，然後一旦發光二極體中的電流大到足夠對發光二極體電路提供一良好線性度，即減少獲取電流。在該第二較佳實施例中，使用該發光二極體燈串31兩端的電壓作為一電流流經該發光二極體燈串31的標示，該第二假負載52中包含一第二NPN電晶體522、一第二齊納二極體521、一第二電阻(R_E)523，及一第三電阻(R_CB)524共同執行一恆定電流。其中，該第二較佳實施的第二假負載52與該第一較佳實施例的第一假負載32大致相似，其不同之處在於，該第二較佳實施例的第二假負載52還包含一第三NPN電晶體525，被用來逐步地吸引流經該第三電阻(R_CB)524的電流，使該第二NPN電晶體522的基極電流缺乏，造成該第二假負載52的恆定電流逐漸減少，一旦該發光二極體燈串31兩端的電壓到達或略微超過第三齊納二極體526兩端的電壓(V_D3)與該第三NPN電晶體525的基極-射極電壓(V_BE3)時，假負載電流將開始減少，以矽電晶體而言，V_BE3約等於0.7V。當發光二極體燈串31兩端的電壓(V_out)超過(V_D3+V_BE3)時，藉由第四電阻(R₃)527值控制，使流經該第二假負載52的電流可快速的降低。

圖7為該第二較佳實施例的第二假負載52所產生的一電流與電壓曲線圖，其中，上曲線62與圖5的上曲線42相同，代表由發光二極體驅動電路30提供的總電流，隨著類比調光控制電壓35大於等於1.2V，則會產生最大電流值(I_MAX)61，由發光二極體驅動電路30提供的總電流在低電流會呈現一非線性狀態的非線性曲線63(圖7的虛線部份)，下曲線64代表實際流經該發光二極體燈串31的電流，因此，上曲線62與下曲線64之間的差，代表流經該第二較佳實施例的第二假負載52電路的電流。

在發光二極體燈串31處於低電流時，沿著該下曲線64到達一第一標示點65時，該第二假負載52會提供一恆定的小電流，然後，隨著在發光二極體燈串31的電流上升，其發光二極體燈串兩端的電壓也隨之上升，但該第二假負載52中的電流則隨之下降，且下曲線64開始與上曲線62收斂(converge)在一起，當發光二極體驅動電路30的總電流(上曲線62)與流經該發光二極體燈串31相同電流時(第二標示點66)，電流流經該假負載電路52將下降至零，且從該第二標示點66開始，所有由發光二極體驅動電路30提供的電流會流經該發光二極體燈串31，因此，該上曲線62與下曲線64才收斂在一起，此時，流入該發光二極體燈串31的電流最大值即等於發光二極體驅動電路30的最大電流(I_MAX)61，進一步地，在高電流時，該第二假負載52中並沒有額外的功耗，且因此沒有效率損失的問題。

如前所述，該第二假負載52中，其發光二極體燈串31的電流開始下降至第一標示點65，主要是藉由該第三齊納二極體526的崩潰電壓所決定，而該第二假負載52降低該發光二極體燈串31電流至零以上的範圍(即在該下曲線64的第一標示點65與第二標示點66之間)，主要是藉由選擇第四電阻(R3)527的值與該第三NPN電晶體525的增益值所控制。理想地情況下，第一標示點65位於該下曲線64的低電流值處(例如，在最大電流值(I_MAX)的10%處)，而第二標示點66則是位於相當接近最大電流值處，這可使流經該整體發光二極體燈串31的電流，分佈於一廣泛地電流值間，而具有相當地線性度。

該第二假負載52的一限制條件，為其使用該發光二極體燈串31兩端的電壓當作代表該發光二極體燈串31的電流，然而，該發光二極體燈串31兩端的電壓變化是成比例的小於發光二極體燈串31電流函數的變化，也就是說，發光二極體燈串31電流的大量變化會使發光二極體燈串31的電壓產生一相對小量的變化，這使得難以高精確度地在曲線64中決定一反曲點(inflection points)(即第一標示點65及第二標示點66)，此外，要說明的是，該第三齊納二極體526與第四電阻(R3)527的分量值是與該發光二極體燈串31的發光二極體數量相關，及與各別的發光二極體的電壓/電流特性相關。

綜上所述，藉由在一發光二極體驅動電路上設置一可提供一恆定電流的假負載，並使該假負載與發光二極體燈串相並聯，當施加至該發光二極體驅動電路上在小於一低電壓範圍時，該假負載電路將通過該驅動電路提供的電流，使該發光二極體燈串於此低電壓範圍內無電流流入，當該發光二極體驅動電路提供的電流超過該假負載的恆定電流時，電流逐漸的流入該發光二極體燈串，而類比調光控制電壓會與該發光二極體的電流成線性關係，進而可得知類比調光控制電壓，如此可於低電流的情況下，精準的調節流經發光二極體燈串的電流值，故確實能達成本發明之目。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。