TWI444090B - Ｌｅｄ驅動電路及使用其之ｌｅｄ照明裝置 - Google Patents

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Atsushi Kanamori
Takayuki Shimizu
Hirohisa Warita
Hiroyuki Shoji
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Sharp Kk
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Description

LED驅動電路及使用其之LED照明裝置
本發明係關於一種LED驅動電路及一種使用該LED驅動電路之LED照明裝置。
發光二極體(LED)具有低電流消耗及長服務壽命之特徵，不僅在顯示裝置而且在照明固定具中擴大其等之應用。大部分LED照明固定具使用複數個LED以獲得期望照明度(參見，例如，日本專利申請公開案第2004-327152號、第2006-210836號及第2010-93874號)。
最普通的照明固定具使用AC 100 V之一商用電源供應器。考慮使用一LED照明裝置來代替諸如一白熾燈泡之一普通照明裝置，亦期望該LED照明裝置經組態以使用類似於該普通照明裝置之AC 100 V之商用電源供應器。
進一步言之，一白熾燈泡之調光係使用一相位控制調光器(一般稱為白熾照明控制器)控制，該相位控制調光器能夠藉由使用一單體積元件以在一AC電源供應器電壓之一給定相角處接通一切換元件(藉由一閘流器元件或一三端雙向可控矽元件代表)而對該白熾燈泡輕鬆地進行電源調光控制(參見，例如，日本專利申請公開案第2005-26142號)。瞭解到即使使用該相位控制調光器來控制該白熾燈泡之調光，在一低瓦特白熾燈泡連接至該調光器時亦發生閃爍或閃光，且不可能正常控制該調光。
對於使用一AC電源供應器之一LED照明裝置之調光控制，期望類似於白熾燈泡之調光控制之情況使用相位控制調光器。現在，圖20圖解說明能夠調光控制使用一AC電源供應器之一LED照明裝置之一LED照明系統之一習知實例。
圖20中圖解說明之LED照明系統包含一相位控制調光器200、一LED驅動電路300及由複數個LED構成之一LED負載400。當一預設可變電阻器Rvar之一旋鈕(未展示)設定於一給定位置時，連接至一商用電源供應器100之相位控制調光器200在對應於該旋鈕之設定位置之一電源供應器相角下接通一閘流器Tri。此外，該相位控制調光器200包含由一電容器C1及一電感器L1形成之一抗雜訊電路，且該抗雜訊電路減小否則自該相位控制調光器200回饋至一電源供應器線之終端雜訊。
進一步言之，该LED驅動電路300包含一全波整流器1、一切換控制電路2及一切換電源供應器部分3。該切換電源供應器部分3包含一切換元件SW1、一電感器L2、一個二極體D1、一電容器C4及一電流偵測電阻器R2。該切換控制電路2偵測流動經過連接至該切換元件SW1之一源之電流偵測電阻器R2之一電流值，並控制該切換元件SW1之接通/斷開(ON/OFF)，以藉此控制流動經過該切換元件SW1之電流為恆定。
在此情況中，當藉由ip表示流動經過該切換元件SW1之電流之最大值時，供應至該LED負載400、該電感器L2、該二極體D1及該電容器C4之電功率係0.5×L×ip2 ×fo(其中L係該電感器之電感，且fo係一切换頻率(例如，60 KHz))。該LED驅動電路300期望該LED負載400之一電流為恆定。然而，供應至該LED負載400之電流由於關於對該電感器L2、該二極體D1、該電容器C4及該等值ip及fo之控制之製造波動或溫度波動而並非恆定，從而導致該LED負載400自身之亮度受該等上述製造波動或溫度波動影響。雖然在高亮度之一明亮狀態中該LED負載400之亮度波動並未被感知為對人眼之一大的變化，但是當該LED負載400係處於低亮度之一黑暗狀態中時該等波動並不能忽略。
鑑於上文，習知地，已知控制一LED電流為恆定之一類型的一LED驅動電路(例如，日本專利申請公開案第2004-327152號及第2010-93874號)。此LED驅動電路可使一LED之亮度穩定在一寬的調光範圍中。然而，在控制LED電流為恆定之類型中，使輸出電功率在其中全波整流器之一輸出電壓改變至其中輸入相位受控於調光器之一AC電壓之整個範圍中成為恆定。因此，如圖21中圖解說明，在其中全波整流器之輸出電壓之一瞬時值變為高之一時序t1處，一輸入電流經減小以降低至調光器內部所提供之電流保持構件(例如，三端雙向可控矽元件)之一保持電流之一下限之下，且接著斷開該電流保持構件。因此，存在調光器可能發生故障之可能性較高之一問題。
本發明之一目的係提供一種能夠抑制由保持電流之一減小所導致一調光器之一故障同時在一寬調光範圍中達成一良好的亮度狀態之LED驅動電路並亦提供一種使用該LED驅動電路之LED照明裝置。
根據本發明之一LED驅動電路係經由一相位控制調光器連接至一AC電源供應器以驅動一LED負載之一LED驅動電路，該LED驅動電路包含：一切換電源供應器部分，其包含一切換元件及一切換電流偵測部分；一LED電流偵測部分；一第一控制部分，其用於基於該切換電流偵測部分之一偵測信號控制並切換該切換元件使得一切換電流具有一期望電流值；一第二控制部分，其用於基於該LED電流偵測部分之一偵測信號控制並切換該切換元件使得一LED電流具有一期望電流值；及一切換器部分，其用於在當該相位控制調光器設定為高亮度調光時藉由該第一控制部分執行之控制與當該相位控制調光器設定為低亮度調光時藉由該第二控制部分執行之控制之間切換(第一組態)。
根據此組態，在其中亮度變化易於感知且需要一LED電流之高準確度之低亮度調光設定之情況中，藉由該第二控制部分執行控制使得該LED電流可具有一期望電流值，且在其中亮度變化較不明顯且較不需要該LED電流之準確度之高亮度調光設定之情況中，藉由該第一控制部分執行控制使得該切換電流可具有一期望電流值，以藉此優先抑制保持電流之減小。此組態在一寬調光範圍中獲得一良好的亮度狀態並抑制由保持電流之減小所導致之調光器之故障。
進一步言之，在上述第一組態中，該切換器部分可藉由輸出自該第一控制部分及該第二控制部分輸入之控制信號之一者至該切換元件而切換該控制，该等控制信號之一者具有一較短脈寬(第二組態)。
進一步言之，在上述第一組態或上述第二組態中，該第一控制部分可包含：一比較器部分，其用於比較一第一參考電壓與該切換電流偵測部分之偵測信號；一振盪器；及一鎖存電路，其用於基於該比較器部分之一比較結果及該振盪器之一輸出而輸出一脈衝控制信號(第三組態)。
進一步言之，在上述第三組態中，該第一控制部分可進一步包含用於鉗位該第一參考電壓之一電壓鉗位部分(第四組態)。
進一步言之，在上述第三組態或上述第四組態中，該第一參考電壓可為藉由憑藉電阻器分壓一輸入電源供應器電壓獲得之一電壓(第五組態)。
進一步言之，在上述第一至第五組態之任一者中，該第二控制部分可包含：一比較器，其用於比較一第二參考電壓與該LED電流偵測部分之偵測信號；一振盪器；及另一比較器部分，其用於基於該比較器部分之一比較結果及該振盪器之一輸出而輸出一脈衝控制信號(第六組態)。
進一步言之，在上述第一至第五組態之任一者中，該第二控制部分可包含：一比較器，其用於比較一第二參考電壓與該LED電流偵測部分之偵測信號；另一比較器部分，其用於比較該比較器部分之一比較結果與一切換電流偵測信號；一振盪器；及一鎖存電路，其用於基於該另一比較器部分之一比較結果及該振盪器之一輸出而輸出一脈衝控制信號(第七組態)。
進一步言之，在上述第七組態中，該切換電流偵測信號可為該切換電流偵測部分之偵測信號(第八組態)。
進一步言之，在上述第六至第八組態之任一者中，該第二參考電壓可為用於偵測一輸入電源供應器電壓之一相角之一相角偵測部分之一偵測信號(第九組態)。
進一步言之，在上述第九組態中，該相角偵測部分可使一電容器放電對應於該輸入電源供應器電壓自0 V升高所需之一時間週期之一放電量，並輸出該經放電電容器之一終端電壓作為一偵測信號(第十組態)。
進一步言之，在上述第九組態中，該相角偵測部分可由一低通濾波器構成，並輸出藉由平均該等輸入電源供應器電壓獲得之一偵測信號(第十一組態)。
進一步言之，在上述第九組態至第十一組態之任一者中，該LED電流偵測部分之一輸出可具有添加至該LED電流偵測部分之一偏移(第十二組態)。
進一步言之，在上述第九組態至第十一組態之任一者中，該相角偵測部分之一輸出可具有添加至該相角偵測部分之一偏移(第十三組態)。
進一步言之，在第一組態至第十三組態之任一者中，該切換電源供應器部分可由一升壓轉換器或一降壓轉換器構成(第十四組態)。
進一步言之，在第一組態至第十四組態之任一者中，該切換電源供應器部分可由包含一變壓器之一隔離轉換器構成(第十五組態)。
進一步言之，根據本發明之一LED照明裝置包含：具有第一組態至第十五組態之任一者之LED驅動電路；及藉由該LED驅動電路驅動之一LED負載。
在下文中，參考隨附圖式描述本發明之一實施例模式。圖1圖解說明根據本發明之實施例模式之一LED驅動電路之一組態。
參考圖1，一LED驅動電路500係用於驅動一LED負載400之一電路，且包含一全波整流器1、一切換電源供應器部分4、一第一控制部分5、一第二控制部分6、一切換器7及一LED電流偵測器8。基於包含於該切換電源供應器部分4中之一切換電流偵測器(未展示)之一輸出，該第一控制部分5輸出對應於輸入功率之一控制信號(該全波整流器1之輸出)至包含於該切換電源供應器部分4中之一切換元件(未展示)以控制該切換元件之接通/斷開(ON/OFF)，以藉此控制一切換電流為一期望電流值。進一步言之，基於該LED電流偵測器8之一輸出，該第二控制部分6輸出對應於輸入功率之一控制信號至包含於該切換電源供應器部分4中之切換元件以控制該切換元件之接通/斷開(ON/OFF)，以藉此控制一LED電流為一期望電流值。接著，當一相位控制調光器200設定為高亮度時該切換器7輸出該第一控制部分5之控制信號至該切換電源供應器部分4，且當該相位控制調光器200設定為低亮度時輸出該第二控制部分6之控制信號至該切換電源供應器部分4。
圖2圖解說明關於相位控制調光之一時序圖。在圖2中，上側係一AC電壓V1(圖1)之一波形，且下側係相位控制調光器200之一輸出電壓V2(圖1)之一波形。在該相位控制調光器200之輸出電壓V2中，自0 V之一時序至電壓升高之一時序之一週期被定義為一相角θ，且該相角指示調光度。圖3圖解說明當一白熾燈泡連接至一調光器時一相對亮度與該相角之間之一關係。從圖3可見，該相角係藉由該調光器自47°改變至164°，且該相對亮度相應地改變。
在本發明之實施例模式中，舉例而言，高亮度指代其中該相角小於120°之一經調光狀態，且低亮度指代其中該相角係120°或更大之一經調光狀態。注意，期望該高亮度與該低亮度之間之邊緣處之一相角為90°或更大。舉例而言，該切換器7可為用於在該第一控制部分5之控制信號與該第二控制部分6之控制信號之間根據一相角偵測器(圖1中未展示)之一輸出之切換並輸出該經切換之控制信號之一切換器(隨後描述該相角偵測器)。舉例而言，若該邊緣處之相角設定為120°，則當該相角偵測器之輸出小於120°時輸出該第一控制部分5之控制信號，而當該相角偵測器之輸出係120°或更大時輸出該第二控制部分6之控制信號。
圖4A圖解說明關於藉由該第一控制部分5執行之控制與藉由該第二部分6執行之控制之間之一比較之時序圖。在圖4A之實例中，該切換電流係藉由該第一控制部分5控制為恆定，且該LED電流係藉由該第二控制部分6控制為恆定。此組態具有簡化該組態之一優點。圖4A之部分(a)圖解說明在該第一控制部分5之控制下與作為該全波整流器1之輸出之一輸入電源供應器電壓V3比較之一輸入電流(平均值)。圖4A之部分(b)圖解說明在該第二控制部分6之控制下與該全波整流器1之輸出電壓V3比較之一輸入電流(平均值)。在該第二控制部分6之控制下，LED電流為恆定，且因此輸出電功率在其中該電壓V3變化之整個範圍中為恆定。因此，在其中該電壓V3之一瞬時值為高之一時序處，輸入電流經減小(圖4A之部分(b))以降低至在該調光器內部提供之電流保持構件之一保持電流之一下限之下，且該電流保持構件係斷開。因此，該調光器可能發生故障。另一方面，在該第一控制部分5之控制下，該輸入電流甚至在該輸入電源供應器電壓V3之瞬時值變成最小時亦不減小(圖4A之部分(a))，且因此該保持電流可得以維持。
因此，在該調光器設定為高亮度之情況中，該控制係藉由該第一控制部分5執行以維持該保持電流並抑制該調光器之一故障。即使該LED電流改變以改變亮度，由於該高亮度狀態而對於人眼未發生任何問題。此外，在該調光器設定為低亮度之情況中，該控制係藉由該第二控制部分6執行以精確地控制該LED電流為一恆定電流值，以藉此使該亮度穩定在其中亮度之變化易於感知之低亮度狀態中。
作為另一實例，圖4B之部分(a)圖解說明其中該第一控制部分5提供與該輸入電源供應器電壓V3逆關聯之切換電流之一實例(圖4B之部分(a)之虛線指示圖4A之部分(a)之相同輸入電流波形)。隨著該輸入電源供應器電壓V3減小升高該切換電流之第一控制部分5之組態可防止輸入電流在該輸入電源供應器電壓V3為低時減小。該組態因此係特別適合用於具有一小輸入電流之低功率LED照明。
作為又一實施例，圖4B之部分(b)圖解說明其中該第二控制部分6提供與該輸入電源供應器電壓V3逆關聯之一LED電流之一實例(圖4B之部分(b)之虛線指示圖4A之部分(b)之相同輸入電流波形)。隨著該輸入電源供應器電壓V3減小升高該LED電流之第二控制部分6之組態可防止輸入電流在該輸入電源供應器電壓V3為低時減小。該組態因此係特別適合用於具有一小輸入電流之低功率LED照明。
注意，保持電流大致上係約10 mA至30 mA，且該調光器內部提供之電流保持構件具有一慢回應速度，且因此在一些情況中，甚至當輸入電流降低到該保持電流之下達約50 μs時該電流保持構件亦不斷開。由於該原因，為保證電流保持，如圖5中圖解說明，亦有效提供一濾波器9給該切換電源供應器部分4之輸入以平均該等輸入電流。
進一步言之，如圖6中圖解說明，為正常操作該相位控制調光器200，可提供一電流汲取部分10給該切換電源供應器部分4之輸入。此組態可強制地導致該調光器之保持電流流動以防止該電流保持構件斷開。
進一步言之，在未使用上述相角偵測器之情況下，亦可藉由該切換器7以下列方式執行該等控制信號之間之切換。該第一控制部分5、該第二控制部分6、該切換電源供應器部分4及該LED電流偵測器8之各自參數經設定使得在該相位控制調光器200設定為高亮度時該第一控制部分5之控制信號之一脈寬短於該第二控制部分6之控制信號之一脈寬(圖7之部分(a))，而在該相位控制調光器200設定為低亮度時該第二控制部分6之控制信號之一脈寬短於該第一控制部分5之控制信號之一脈寬(圖7之部分(b))。接著，該切換器7輸出具有一較短脈寬之輸入控制信號之一者(參見圖7之部分(a)及部分(b))。此組態使得該控制能夠根據亮度而切換。此外，當發生切換時，自該切換器7輸出之控制信號之脈寬連續變化，此可避免在發生該切換時亮度突然改變之異常。
接著，描述該第一控制部分5之一特定組態實例。
圖8圖解說明該第一控制部分5之一第一組態實例。該切換電源供應器部分4經構成作為一升壓轉換器，其中作為切換電流偵測器之一電阻器R3係連接於一切換元件SW2與一參考電壓線之間。該第一控制部分5包含一比較器11、一振盪器12及作為一鎖存電路之一RS正反器13。接著，藉由憑藉該電阻器R3轉換該切換電流獲得之一電壓係輸入至該比較器11之一非反相終端，且一第一參考電壓係輸入至該比較器11之一反相終端。該比較器11之一輸出係輸入至該RS正反器13之一設定終端。進一步言之，產生一脈衝之振盪器12之一輸出係輸入至該RS正反器13之一重設終端。來自該RS正反器13之一Q-bar輸出終端之一輸出係輸入至該切換器7。關於此組態，用於接通該切換元件SW2之一信號係輸出作為該振盪器12之輸出，而用於斷開該切換元件SW2之一信號係輸出作為該比較器11之輸出。藉由該RS正反器13例示之鎖存電路之使用可避免一錯誤操作之一迴路，諸如電流偵測→斷開該切換元件→電流非偵測→接通該切換元件→電流偵測→......。
圖9圖解說明該第一控制部分5之一第二組態實例。在此組態中，作為電壓鉗位構件之一齊納二極體14係經添加並聯於上述第一組態實例(圖8)中之第一參考電壓源。即使該第一參考電壓係不規則地增加，一電流亦流動通過該齊納二極體14，且因此該第一參考電壓被鉗位至一預判值。如此，由該第一參考電壓之不規則所導致之一元件之破損之防止可藉由一簡單組態達成，且因此可減小晶片大小，造成成本之一優點。
圖10圖解說明該第一控制部分5之上述第一組態實例之一特定實例。在此組態實例中，在上述第一組態實例(圖8)中，藉由串聯連接於該輸入電源供應器線與該參考電壓線之間之電阻器R4及R5之電壓分壓獲得之一電壓經輸入作為至該比較器11之反相終端之第一參考電壓。藉由產生與該輸入電壓具有一正關聯之第一參考電壓，可改良功率因數。
接著，描述該第二控制部分6之一特定組態實例。
圖11圖解說明該第二控制部分6之一第一組態實例。該第二控制部分6包含一錯誤放大器15、一振盪器16及一比較器17。藉由憑藉用作該LED電流偵測器8之電阻器R6轉換一LED電流獲得之一電壓係輸入至該錯誤放大器15之一反相終端，且一第二參考電壓係輸入至該錯誤放大器15之一非反相終端。接著，該錯誤放大器15之一輸出係輸入至該比較器17之一非反相終端，且產生一個三角波之振盪器16之一輸出係輸入至該比較器17之一反相終端。該比較器17之一輸出係輸入至該切換器7。當該LED電流量為小時，該錯誤放大器15之輸出為大，且自該比較器17輸出之一脈衝之一脈寬為寬。此方案可減小該控制信號之脈寬，且因此對於需要一小脈寬之一高輸入電壓及一低輸出(諸如一200 V系統輸入及一4 W輸出)有效。
圖12圖解說明該第二控制部分6之一第二組態實例。該第二控制部分6包含一錯誤放大器18、一比較器19、一振盪器20及一RS正反器21。藉由憑藉用作該LED電流偵測器8之電阻器R6轉換一LED電流獲得之一電壓係輸入至該錯誤放大器18之一反相終端，且一第二參考電壓係輸入至該錯誤放大器18之一非反相終端。該錯誤放大器18之一輸出係輸入至該比較器19之一反相終端。藉由憑藉用作該切換電流偵測器之電阻器R3轉換一切換電流獲得之一電壓係輸入至該比較器19之一非反相終端。進一步言之，該比較器19之一輸出係輸入至該RS正反器21之一設定終端，且該振盪器20(其較佳輸出具有一小脈寬之一脈衝而非一個三角波)之一輸出係輸入至該RS正反器21之一重設終端。接著，來自該RS正反器21之一Q-bar輸出終端之一輸出係輸入至該切換器7。基於跨該電阻器R6產生之電壓、該第二參考電壓及該錯誤放大器18設定流動通過該切換元件SW2之切換電流之一上限。當流動通過該切換元件SW2之電流達到該上限時，用於斷開該切換元件SW2之控制信號係輸出作為該比較器19之輸出，而用於接通該切換元件SW2之控制信號係輸出作為該振盪器20之輸出。上述組態係大致上被稱為電流控制系統之一控制系統。根據此系統，接通該切換元件之一時序係藉由該振盪器判定，且因此一雜訊相關故障較少發生，此對於20 W之高功率輸出之條件及具有大雜訊之類似條件有效。此外，該第一控制部分5與該第二控制部分6之間共用用作該切換電流偵測器之電阻器R3，此消除添加一電路之需要，因此達成低成本。
進一步言之，圖13圖解說明其中使用一相角偵測器22作為包含於上述第一組態實例之第二控制部分6中之第二參考電壓源之情況。該相角偵測器22自該輸入電源供應器電壓V3偵測一相角並輸出所偵測之信號作為第二參考電壓。
圖14圖解說明該相角偵測器22之一第一組態實例。該相角偵測器22包含電阻器R7及R8、比較器CL及CH、切換器SWL及SWH、一恆定電流源I1及一電容器C6。該電阻器R7及該電阻器R8係串聯連接於該輸入電源供應器線與該參考電壓線之間。藉由電阻器R7及R8之電壓分壓獲得之一電壓係輸入至該比較器CL之一反相終端，且一參考電壓VL係輸入至該比較器CL之一非反相終端。該比較器CL之一輸出驅動該切換器SWL。進一步言之，藉由電阻器R7及R8之電壓分壓獲得之電壓係輸入至該比較器CH之一反相終端，且一參考電壓VH(大於VL)係輸入至該比較器CH之一非反相終端。該比較器CH之一輸出驅動該切換器SWH。此外，該電容器C6之一端係經由該切換器SWL施加有一參考電壓VB，且亦係經由該切換器SWH連接至該恆定電流源I1，且該第二參考電壓係自該電容器C6之該一端提取。
在上述組態中，當藉由電阻器R7及R8之電壓分壓獲得之電壓等於或小於該參考電壓VL時，該輸入電源供應器電壓V3被視為0 V。因此，該等切換器SWL及SWH接通，且該第二參考電壓變成該參考電壓VB以對該電容器C6充電。接著，當藉由電阻器R7及R8之電壓分壓獲得之電壓超過該參考電壓VL但等於或小於該參考電壓VH時，該輸入電源供應器電壓V3被視為仍未升高。因此，該切換器SWL斷開且該切換器SWH接通，使得藉由該恆定電流源I1對該電容器放電。接著，當藉由電阻器R7及R8之電壓分壓獲得之電壓超過該參考電壓VH時，該輸入電源供應器電壓V3被視為升高。因此，該等切換器SWL及SWH斷開以使該電容器C6之放電停止。透過上述操作，可產生對應於該輸入電源供應器電壓V3自0 V升高所需之一時間週期(即，對應於一相角)之第二參考電壓。
圖15圖解說明該相角偵測器22之一第二組態實例。該相角偵測器22包含電阻器R9及R10以及一電容器C7。該電阻器R9及該電阻器R10係串聯連接於該輸入電源供應器線與該參考電壓線之間。該電容器C7之一端係連接至電阻器R9與R10之間之一連接點，且其另一端係連接至該參考電壓線。接著，該第二參考電壓係自電阻器R9與R10之間之連接點之側上之電容器C7提取。該等電阻器與該電容器一起構成一低通濾波器，且該等輸入電源供應器電壓V3係藉由該低通濾波器平均而輸出作為該第二參考電壓。期望該低通濾波器之一截止頻率為數Hz或更低，此充分低於商用頻率(50 Hz或60 Hz)。
進一步言之，圖16圖解說明圖13中圖解說明之第二控制部分6之組態之一經修改之實例。在此組態中，添加一偏移電壓至該LED電流偵測器(電阻器R6)之輸出。在一些調光器中，甚至當使設定為一最大相角時，該相角偵測器22之輸出亦不變成0，此意味圖13之組態無法控制該LED電流為0。鑑於此，在此組態中，在一最大相角之設定下高於該相角偵測器22之輸出之一偏移電壓經添加使得該LED電流可被控制為0，即，該LED負載400可斷開。
進一步言之，在圖17中，添加一偏移電壓至該相角偵測器22之輸出。在一些調光器中，該相角偵測器22之輸出在該設定為一最大相角下變成0，且控制該LED電流為0以斷開該LED負載400。鑑於此，藉由添加該偏移電壓至該相角偵測器22之輸出，可防止該LED電流為0使得該LED負載400可在該設定為一最大相角時略微接通。
在調光為最小亮度下，無論該LED電流係設定為0(斷開狀態)或不為0(略微接通狀態)係設計者適當地判定之一選擇。然而，因為可設定之最大相角係根據該調光器而變化，故在未提供一偏移電壓之組態中，該LED負載400可根據該調光器而斷開或略微接通，導致設計者之一非意欲操作。鑑於此，藉由提供如上所述之偏移電壓，可實現設計者所意欲之最小亮度調光狀態。
注意，舉例而言，在圖8中圖解說明之上述組態中，藉由一升壓轉換器構成該切換電源供應器部分4，且因此可藉由一低耐壓系統(例如，5 V系統)構成該LED電流偵測器之輸出，此可實現輸入該LED電流偵測器之輸出之一錯誤放大器之加速，且亦實現其大小之一減小。
另一方面，在圖18之一組態中，藉由一降壓轉換器構成該切換電源供應器部分4，且因此待連接之該LED負載400之電壓可設定為低。舉例而言，在用一AC 100 V驅動之情況中，該LED負載400之電壓大致上為24 V至60 V。
進一步言之，在圖19中所圖解說明之一組態中，藉由使用一變壓器Tr之一隔離轉換器構成該切換電源供應器部分4，且AC側與LED側係彼此隔離，此對於其中該LED側上之電位可被一人觸碰之情況有效。注意，該LED電流偵測器8之輸出係經由一發光二極體L及一光電晶體P輸入至該第二控制部分6。
上文已描述根據本發明之實施例模式之LED驅動電路。包含根據本發明之LED驅動電路及一LED負載之LED照明裝置之一實例係一LED燈。
1．．．全波整流器
2．．．切換控制電路
3．．．切換電源供應器部分
4．．．切換電源供應器部分
5．．．第一控制部分
6．．．第二控制部分
7．．．切換器
8．．．發光二極體(LED)電流偵測器
9．．．濾波器
10．．．電流汲取部分
11．．．比較器
12．．．振盪器
13．．．RS正反器
14．．．齊納二極體
15．．．錯誤放大器
16．．．振盪器
17．．．比較器
18．．．錯誤放大器
19．．．比較器
20．．．振盪器
21．．．RS正反器
22．．．相角偵測器
100．．．商用電源供應器
200．．．相位控制調光器
400．．．發光二極體(LED)負載
500．．．發光二極體(LED)驅動電路
C1．．．電容器
C4．．．電容器
C6．．．電容器
C7．．．電容器
CH．．．比較器
CL．．．比較器
D1．．．二極體
I1．．．恆定電流源
L1．．．電感器
L2．．．電感器
P．．．光電晶體
R10．．．電阻器
R2．．．電流偵測電阻器
R3．．．電阻器
R4．．．電阻器
R5．．．電阻器
R6．．．電阻器
R7．．．電阻器
R8．．．電阻器
R9．．．電阻器
Rvar．．．可變電阻器
SW1．．．切換元件
SW2．．．切換元件
SWH．．．切換器
SWL．．．切換器
Tr．．．變壓器
Tri．．．閘流器
圖1係圖解說明根據本發明之一實施例模式之一LED驅動電路之一組態實例之一圖。
圖2係關於相位控制調光之一時序圖。
圖3係圖解說明當一白熾燈泡連接至一調光器時一相對亮度與一相角之間之一關係之一實例之一圖表。
圖4A係關於藉由一第一控制部分及一第二控制部分執行之電流恆定控制之間之一比較之時序圖。
圖4B係關於藉由該第一控制部分及該第二控制部分執行之電流變數控制之間之一比較之時序圖。
圖5係圖解說明其中在根據本發明之該實施例模式之LED驅動電路中提供一輸入濾波器之一實例之一圖。
圖6係圖解說明其中在根據本發明之該實施例模式之LED驅動電路中提供一電流汲取部分之一實例之一圖。
圖7係關於對應於一控制信號之一脈寬之一控制切換之時序圖。
圖8係圖解說明該第一控制部分之一第一組態實例之一圖。
圖9係圖解說明該第一控制部分之一第二組態實例之一圖。
圖10係圖解說明該第一控制部分之第一組態實例之一特定實例之一圖。
圖11係圖解說明該第二控制部分之一第一組態實例之一圖。
圖12係圖解說明該第二控制部分之一第二組態實例之一圖。
圖13係圖解說明該第二控制部分之第一組態實例之一特定實例之一圖。
圖14係圖解說明一相角偵測器之一第一組態實例之一圖。
圖15係圖解說明該相角偵測器之一第二組態實例之一圖。
圖16係圖解說明圖13中圖解說明之該第二控制部分之一經修改之實例之一圖。
圖17係圖解說明圖13中圖解說明之該第二控制部分之另一經修改之實例之一圖。
圖18係圖解說明其中一切換電源供應器部分係由一降壓轉換器構成之一實例之一圖。
圖19係圖解說明其中切換電源供應器部分係由一隔離轉換器構成之一實例之一圖。
圖20係圖解說明一LED照明系統之一習知實例之一圖。
圖21係當控制一LED電流為恆定時之一時序圖。
1．．．全波整流器
4．．．切換電源供應器部分
5．．．第一控制部分
6．．．第二控制部分
7．．．切換器
8．．．發光二極體(LED)電流偵測器
100．．．商用電源供應器
200．．．相位控制調光器
400．．．發光二極體(LED)負載
500．．．發光二極體(LED)驅動電路

Claims (16)

  1. 一種LED驅動電路，其係經由一相位控制調光器連接至一AC電源供應器以驅動一LED負載，該LED驅動電路包括：一切換電源供應器部分，其包含一切換元件及一切換電流偵測部分，該切換電流偵測部分係偵測流至該切換元件之電流即切換電流；一LED電流偵測部分；一第一控制部分，其用於基於該切換電流偵測部分之一偵測信號控制並切換該切換元件使得一切換電流具有一期望電流值；一第二控制部分，其用於基於該LED電流偵測部分之一偵測信號控制並切換該切換元件使得一LED電流具有一期望電流值；及一切換器部分，其用於在當該相位控制調光器設定為高亮度調光時藉由該第一控制部分執行之控制與當該相位控制調光器設定為低亮度調光時藉由該第二控制部分執行之控制之間切換。
  2. 如請求項1之LED驅動電路，其中該切換器部分藉由輸出自該第一控制部分及該第二控制部分輸入之控制信號之一者至該切換元件切換該控制，該等控制信號之一者具有一較短脈寬。
  3. 如請求項1之LED驅動電路，其中該第一控制部分包括：一比較器部分，其用於比較一第一參考電壓與該切換 電流偵測部分之該偵測信號；一振盪器；及一鎖存電路，其用於基於該比較器部分之一比較結果及該振盪器之一輸出而輸出一脈衝控制信號。
  4. 如請求項3之LED驅動電路，其中該第一控制部分進一步包括用於鉗位該第一參考電壓之一電壓鉗位部分。
  5. 如請求項3之LED驅動電路，其中該第一參考電壓包括藉由憑藉電阻器分壓一輸入電源供應器電壓而獲得之一電壓。
  6. 如請求項1之LED驅動電路，其中該第二控制部分包括：一比較器部分，其用於比較一第二參考電壓與該LED電流偵測部分之該偵測信號；一振盪器；及另一比較器部分，其用於基於該比較器部分之一比較結果及該振盪器之一輸出而輸出一脈衝控制信號。
  7. 如請求項1之LED驅動電路，其中該第二控制部分包括：一比較器部分，其用於比較一第二參考電壓與該LED電流偵測部分之該偵測信號；另一比較器部分，其用於比較該比較器部分之一比較結果與一切換電流偵測信號；一振盪器；及一鎖存電路，其用於基於該另一比較器部分之一比較結果及該振盪器之一輸出而輸出一脈衝控制信號。
  8. 如請求項7之LED驅動電路，其中該切換電流偵測信號包 括該切換電流偵測部分之該偵測信號。
  9. 如請求項6之LED驅動電路，其中該第二參考電壓包括用於偵測一輸入電源供應器電壓之一相角之一相角偵測部分之一偵測信號。
  10. 如請求項9之LED驅動電路，其中該相角偵測部分使一電容器放電達對應於該輸入電源供應器電壓自0V升高所需之一時間週期之一放電量，並輸出該經放電電容器之一終端電壓作為一偵測信號。
  11. 如請求項9之LED驅動電路，其中該相角偵測部分係由一低通濾波器構成，並輸出藉由平均該等輸入電源供應器電壓而獲得之一偵測信號。
  12. 如請求項9之LED驅動電路，其中該LED電流偵測部分之一輸出具有添加至其之一偏移。
  13. 如請求項9之LED驅動電路，其中該相角偵測部分之一輸出具有添加至其之一偏移。
  14. 如請求項1之LED驅動電路，其中該切換電源供應器部分係由一升壓轉換器或一降壓轉換器構成。
  15. 如請求項1之LED驅動電路，其中該切換電源供應器部分係由包含一變壓器之一隔離轉換器構成。
  16. 一種LED照明裝置，其包括：一LED驅動電路，其係經由一相位控制調光器連接至一AC電源供應器以驅動一LED負載，該LED驅動電路包括：一切換電源供應器部分，其包含一切換元件及一切 換電流偵測部分，該切換電流偵測部分係偵測流至該切換元件之電流即切換電流；一LED電流偵測部分；一第一控制部分，其用於基於該切換電流偵測部分之一偵測信號控制並切換該切換元件使得一切換電流具有一期望電流值；一第二控制部分，其用於基於該LED電流偵測部分之該偵測信號控制並切換該切換元件使得一LED電流具有一期望電流值；及一切換器部分，其用於在當該相位控制調光器設定為高亮度調光時藉由該第一控制部分執行之控制與當該相位控制調光器設定為低亮度調光時藉由該第二控制部分執行之控制之間切換；及該LED負載，其係藉由該LED驅動電路予以驅動。
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