TWI461105B - 調光控制器、光源電能控制驅動電路及光源電能控制方法 - Google Patents

調光控制器、光源電能控制驅動電路及光源電能控制方法 Download PDF

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Description

調光控制器、光源電能控制驅動電路及光源電能控制方法
本發明係有關一種驅動光源之驅動電路，特別是一種調光控制器及對光源進行電能控制的方法。
近年來，隨著材料和製程技術之進步，發光二極體(LED)等光源也隨之改良。LED具有高效率、壽命長、顏色鮮豔等特點，可應用於汽車、電腦、電信、軍事和消費性產品等領域。例如，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100的示意圖。LED驅動電路100利用LED串(LED string)106作為光源。LED串106包含一組串聯的LED。電力轉換器102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串106供電。與電力轉換器102耦接的開關104能致能或除能給LED串106的輸入電壓Vin，以導通或關斷LED燈。電力轉換器102接收來自電流偵測電阻Rsen的回授信號並調節輸出電壓Vout以使LED串106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串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串106供電。與電力轉換器102耦接的開關104能致能或除能給LED串106的輸入電壓Vin，以導通或關斷LED燈。LED串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Rsen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串106的電流可據此調節。在此方案中，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，來控制LED串106的亮度輸出，進而增加成本。
本發明的目的為提供一種調光控制器，包括：一監測端點，接收指示流經一光源的一電流的一電流監測信號；一調光端點，接收一斜坡信號，當耦接於一電源和該光源之間的一電源開關導通時，該斜坡信號的一電壓增大；以及一控制端點，根據該電流監測信號和該斜坡信號提供一控制信號，以控制與該光源串聯耦接的一控制開關，其中，當該斜坡信號的一電壓增大時，該光源的一平均電流隨之增大，直到該平均電流增大到一預設位準。
本發明還提供一種光源電能控制驅動電路，包括：一電力轉換器，耦接至一電源和一該光源，接收來自該電源的一電能並為該光源提供一調節後電能，該電力轉換器包括與該光源串聯耦接的一控制開關；以及一調光控制器，耦接至該電力轉換器，根據一斜坡信號控制該控制開關，以調整流經該光源的一電流，當耦接於該電源和該光源電能控制驅動電路之間的一電源開關導通時，該斜坡信號的一電壓增大，該光源的一平均電流隨之增大，直到該平均電流增大到一預設位準。
本發明還提供一種光源電能控制方法，包括：利用一電力轉換器輸出的一調節後電能為一光源供電；當耦接於一電源和該電力轉換器之間的一電源開關導通時，增大一斜坡信號的一電壓；以及當該斜坡信號的該電壓增大時，增大流經該光源的一平均電流，直到該平均電流增大到一預設位準。
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3所示為根據本發明一實施例的光源驅動電路300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交流輸入電壓Vin轉換為直流輸出電壓Vout的交流/直流(AC/DC)轉換器306，耦接於電源和交流/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300的電力開關304，與交流/直流轉換器306耦接用於為LED串312提供調節後電力的電力轉換器310，與電力轉換器310耦接用於接收表示電力開關304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310調節後電力的調光控制器308，以及用於監測流經LED串312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(on/off)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串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串312的LED電流位準。調光控制器308監測電力開關304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304的操作控制電力轉換器310以調節LED串312的電力。在一實施例中，調光控制器308操作於類比(analog)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串312的電力。在另一實施例中，調光控制器308工作於驟變(burst)調光模式，透過調節一脈衝寬度調變(PWM)信號的責任週期來調節LED串312的電力。透過調節LED串312的電力，LED串312的亮度輸出能夠相應地被調節。
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串312之間的電力轉換器310，用於接收來自電源的電力並為LED串312提供調節後電力。調光控制器308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304)的操作的開關監測信號，並根據該開關監測信號控制與LED串312串聯耦接的開關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串312的LED電流。
在圖4所示的實例中，交流/直流轉換器306可為包括二極體D1、D2、D7、D8、D10和電容C9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310可為包括電感L1和二極體D4的降壓(buck)轉換器。在圖4中所示的實施例中，開關Q16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串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耦接至交流/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(common node)上產生。電容C12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D9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C10)耦接於端子VDD和地之間，當電力開關304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內部。端子GND與地耦接。
端子CTRL與開關Q16耦接。開關Q16與LED串312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MON與電流監測電阻R5耦接，用於接收表示流經LED串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串312的LED電流。
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Vout。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Vout會對LED串312供電並對電感L1充電。LED電流流經電感L1、LED串312、開關Q27、開關Q16以及電阻R5到地。如果調光控制器308關斷開關Q16，則LED電流流經電感L1、LED串312和二極體D4。電感L1放電以對LED串312供電。因此，調光控制器308可以藉由控制開關Q16而調節來自電力轉換器310的調節後電力。
當電力開關304關斷，電容C10放電以對調光控制器308供電。電阻R6兩端的電壓下降到0，因此一個指示電力開關304關斷操作的開關監測信號可經由端子CLK被調光控制器308監測到。類似的，當電力開關304導通，電阻R6兩端的電壓升至一預設電壓值，因此一個指示電力開關304導通操作的開關監測信號可經由端子CLK被調光控制器308監測到。如果監測到關斷操作，調光控制器308可以藉由把端子HV_GATE上的電壓下拉到0以關斷開關Q27，進而使得LED串31在電感L1完成放電後被斷電。回應關斷操作，調光控制器308調節一個指示LED串312的期望亮度輸出的參考信號。因此，當電力開關304下次導通時，LED串312能夠根據調節後的期望亮度輸出產生亮度輸出。換言之，LED串312的亮度輸出能夠由調光控制器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中的調光控制器308的例示性架構圖。圖5將結合圖4進行描述。圖5中與圖4編號相同的元件具有類似的功能，為簡明起見在此不重複描述。
調光控制器308包含觸發監測單元506、調光器502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506經由端子CLK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502產生參考信號REF，以類比調光的模式調節LED串312的電力，或產生控制信號538，調節脈衝寬度調變信號PWM1的責任週期以調節LED串312的電力。脈衝信號產生器504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耦接的啟動及欠壓鎖定(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內部的一個或多個元件。
在一實施例中，當端子VDD上的電壓高於第一預設電壓，則啟動及欠壓鎖定電路508將導通調光控制器308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，啟動及欠壓鎖定電路508將關閉調光控制器308中除了觸發監測單元506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，第一預設電壓高於第二預設電壓，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506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308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串312的電力。在一實施例中，如果端子SEL經由具有一個預設阻值的電阻R4耦接到地(如圖4中所示)，則端子SEL上的電壓大於0。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308工作於驟變調光模式，並藉由調節脈衝寬度調變信號PWM1的責任週期來調節LED串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。
脈衝信號產生器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V1。因此運算放大器510的反相輸入端電壓也為V1。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電晶體(MOSFET)514和MOSFET 515的電流I1 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I2 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輸入端耦接。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1。SR正反器520的Q輸出端被設置為數位信號0，其關斷開關Q15。當開關Q15關斷，隨著電容C4由電流I2 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1。SR正反器520的Q輸出端被設置為數位信號1，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C4兩端的電壓下降到低於V3，比較器518輸出數位信號1，且SR正反器520的Q輸出端被設置為數位信號0，其關斷開關Q15。接著電容C4又由電流I2 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304被關斷，端子CLK上的電壓下降到0。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304被導通，齊納二極體ZD1兩端的崩潰電壓經由電阻R3施加至開關Q27。因此，導通開關Q27。觸發監測單元506可以藉由將端子HV_GATE的電壓下拉到0而關斷開關Q27。在一實施例中，當端子CLK上監測到電力開關304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304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506耦接、用於對電力開關304的操作進行計數的計數器526，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耦接的脈衝寬度調變(PWM)信號產生器530。計數器526由觸發監測單元506產生的驅動信號所驅動。具體來講，在一實施例中，當電力開關304關斷，觸發監測單元506在端子CLK上監測到一個負緣(negative edge)，並產生一個驅動信號。計數器526的計數值回應該驅動信號被增加(比如加1)。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310的目標電力值，因而調節LED串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REF1，其為具有預設實質恆定電壓的直流信號。REF1的電壓決定了LED電流峰值，因此也決定了LED串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PWM1的責任週期。透過調節PWM1的責任週期，LED串312的亮度可調節為不大於由REF1所決定的最大亮度。比如，如果PWM1的責任週期為100%，則LED串312具有最大亮度輸出。如果PWM1的責任週期小於100%，則LED串312的亮度輸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。調光信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LED電流峰值，因此也決定了LED電流的平均值。因此，透過調節REF，LED串312的亮度輸出可以得到調節。
在一實施例中，數位/類比轉換器528降低REF的電壓以回應計數值的增加。比如，如果計數值為0，則數位/類比轉換器528調節REF的電壓為V4。如果當觸發監測單元506在端子CLK監測到電力開關304的關斷操作，計數值增加到1，則數位/類比轉換器528調節REF的電壓為V5，且V5小於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。
在一實施例中，當計數器526達到其最大計數值後，計數值被重置為0。例如，如果計數器526是一個2位元計數器，計數值將從0開始依次增加到1、2、3，然後在第四個關斷操作被監測到後回到0。據此，LED串312的亮度輸出從第一位準被依次調節到第二位準、第三位準、第四位準，然後又回到第一位準。
比較器534的反相輸入端可以選擇性地接收參考信號REF和參考信號REF1。例如，在類比調光模式下，比較器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耦接，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串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。脈衝寬度調變信號產生器530產生的脈衝寬度調變信號PWM1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504產生的脈衝信號536，SR正反器522在Q輸出端產生數位信號1以導通開關Q16。LED電流流經電感L1、LED串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電流會逐漸增大。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0而關斷開關Q16。開關Q16關斷後，電感L1放電以對LED串312供電。流經電感L1、LED串312和二極體D4的LED電流逐漸減小。當SR正反器522在S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SEN的電壓大於參考信號REF的電壓，開關Q16被SR正反器522關斷。如上述該，參考信號REF決定了流經LED電流的峰值，也決定了LED串312的亮度輸出。藉由調節REF，LED串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C10(圖4所示)放電以對調光控制器308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1。回應電力開關304的關斷操作，觸發監測單元506關斷開關Q27。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304導通時，LED串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。參考信號REF1決定了LED電流的峰值電流，也決定了LED串312的最大亮度輸出。脈衝寬度調變信號PWM1的責任週期決定了開關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0時，開關Q16關斷。藉由調節脈衝寬度調變信號PWM1的責任週期，可以據此調節LED串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串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1)。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的責任週期從第一位準調節為第二位準。因此，當電力開關304下次導通時，LED串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串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輸出的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電流斜波上升(ramp up)，LED電流602增大。當LED電流602達到峰值Imax，亦即電流監測信號SEN的電壓與參考信號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串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串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串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輸出的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1時，LED電流602、脈衝信號536、V522、V524和開關Q16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0時，AND閘524的輸出變為數位信號0。因此，開關Q16關斷而LED電流602減小。如果PWM1保持數位信號0的狀態足夠久，LED電流602會減小到0。在此驟變調光模式下，藉由調節PWM1的責任週期，LED平均電流可據此調節，因此LED串312的亮度輸出也得以調節。
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506監測到電力開關304的關斷操作，計數器526的計數值就會加1。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REF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的責任週期(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310)提供的調節後的電力對光源(如LED串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308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906中，根據開關監測信號產生調光信號。在步驟908中，根據該調光信號控制與光源串聯耦接的開關(如開關Q16)，以調節來自電力轉換器的調節後電力。在一實施例中，在類比調光模式中，藉由比較調光信號和表示光源的光源電流大小的回授電流監測信號來調節來自電力轉換器的的調節後電力。在另一實施例中，在驟變調光模式中，藉由以該調光信號控制一個脈衝寬度調變信號的責任週期來調節來自電力轉換器的的調節後電力。
如前所述，本發明披露了一種光源驅動電路，可根據指示電源開關(如固定在牆上的電源開關)動作的開關監測信號來調整光源的電能。該光源的電能由電力轉換器提供，並由調光控制器透過控制與光源串聯的開關來進行調整。
如上所述，有利之處在於，使用者可透過對一個普通的低成本電源開關的動作(如斷開動作)來調節光源的亮度，而不必使用額外的元件(如專門設計的具有調光按鈕的開關)，進而節省成本。
圖10所示為根據本發明一個實施例的光源驅動電路1000的電路圖。圖10中與圖4編號相同的元件具有類似的功能。如果耦接於電源和光源驅動電路1000之間的電源開關304導通，則光源驅動電路1000逐漸增大光源(如LED串312)的亮度。
在一實施例中，光源驅動電路1000包括一電力轉換器310和調光控制器1008。電力轉換器310與電源和LED串312耦接。電力轉換器310接收來自電源的電能並為LED串312提供調節後的電能。在圖10的例子中，電力轉換器310是包括電感L1、二極體D4和控制開關Q16的降壓(BUCK)轉換器。在圖10中，控制開關Q16係設置於調光控制器1008之外部。在其他實施例中，控制開關Q16也可整合於調光控制器1008內部。調光控制器1008透過控制與LED串312串聯的控制開關Q16以調整電力轉換器310所提供的調節後電能。在一實施例中，調光控制器1008根據一個斜坡信號調整流經LED串312的電流，使得當耦接於電源和光源驅動電路1000之間的電源開關304導通時，LED串312的平均電流會逐漸增大到一預設位準。
光源驅動電路1000還包括用於將一交流輸入電壓Vin轉換為一直流輸出電壓Vout的交流/直流轉換器306，以及監測流經LED串312電流的電流監測器314。在圖10的例子中，交流/直流轉換器306是由二極體D1、D2、D7、D8、D10和電容C9所構成的橋式整流器。電流監測器314包括電流監測電阻R5。
在圖10的例子中，調光控制器1008具有端點HV_GATE、SST、LCT、RT、VDD、CTRL、MON和GND。端點HV_GATE透過電阻R3與開關Q27耦接，用於控制開關Q27的導通狀態。電容C11耦接於端點HV_GATE和地之間，為開關Q27提供閘極電壓。端點SST透過電容C20與地耦接，用於接收斜坡信號。端點LCT透過電容C12與地耦接。端點RT透過電阻R7與地耦接，用於決定調光控制器1008所產生的脈衝信號的頻率。端點VDD透過二極體D9與開關Q27耦接，為調光控制器1008供電。在一實施例中，耦接於端點VDD和地之間的一儲能單元(例如，電容C10)在電源開關304斷開時為調光控制器1008供電。在另一個實施例中，儲能單元可整合於調光控制器1008內部。端點GND耦接至地。
端點CTRL與控制開關Q16耦接。控制開關Q16與LED串312、開關Q27和電流監測電阻R5串聯。調光控制器1008透過利用端點CTRL所輸出的控制信號控制控制開關Q16的導通狀態，以調整來自電力轉換器310的調節後電能。端點MON與電流監測電阻R5耦接，接收指示流經LED串312電流的一電流監測信號。當開關Q27導通，調光控制器1008透過控制控制開關Q16調整流經LED串312的電流。
在操作中，當電源開關304導通，交流/直流轉換器306將交流輸入電壓Vin轉換為直流輸出電壓Vout。端點HV_GATE上的預設電壓透過電阻R3施加於開關Q27進而導通開關Q27。如果調光控制器1008導通控制開關Q16，直流輸出電壓Vout為LED串312供電並對電感L1充電。一電流流經電感L1、LED串312、開關Q27、控制開關Q16、電流監測電阻R5到地。如果調光控制器1008斷開控制開關Q16，一電流流經電感L1、LED串312和二極體D4。電感L1放電為LED串312供電。因此，調光控制器1008透過控制控制開關Q16，調整來自電力轉換器310的電能。
圖11所示為圖10中的調光控制器1008的結構示意圖。與圖5中編號相同的元件具有類似的功能。
在圖11的例子中，調光控制器1008包括脈衝信號產生器504、脈衝寬度調變信號產生器1108和啟動及低壓鎖定電路508。啟動及低壓鎖定電路508根據調光控制器1008不同的電能情況選擇性地啟動調光控制器1008內部的一或多個元件。脈衝信號產生器504產生脈衝信號以導通控制開關Q16。脈衝寬度調變信號產生器1108產生脈衝寬度調變信號PWM2。在一實施例中，脈衝寬度調變信號產生器1108包括用於產生鋸齒波信號SAW的鋸齒波信號產生器1102、用於產生斜坡信號RAMP1的電源1104以及一比較器1106，比較鋸齒波信號SAW和斜坡信號RAMP1以產生脈衝寬度調變信號PWM2。
在操作中，脈衝信號產生器504在SR觸發器520的Q輸出端產生包括一系列脈衝的脈衝信號536。脈衝信號536被傳送至SR觸發器522的S輸入端。比較器534的反相端接收一參考信號REF2。參考信號REF2是具有一預設定電壓值的直流信號。在圖11的例子中，參考信號REF2的電壓決定了流經LED串312的電流峰值，進而也決定了LED串312的最大亮度。比較器534的輸出端與SR觸發器522的R輸入端耦接。SR觸發器522的Q輸出端和及閘524耦接。脈衝寬度調變信號產生器1108所產生的脈衝寬度調變信號PWM2被傳送至及閘524。及閘524輸出一控制信號，透過端點CTRL控制控制開關Q16。在一實施例中，當脈衝寬度調變信號PWM2為邏輯1時，控制開關Q16的導通狀態係由SR觸發器522的Q輸出端的輸出決定之。當脈衝寬度調變信號PWM2為邏輯0時，控制開關Q16斷開。透過調整脈衝寬度調變信號PWM2的責任週期，可相應地調整LED串312的電能。所以，參考信號REF2和脈衝寬度調變信號PWM2共同決定LED串312的亮度。
圖12-13所示為根據本發明一實施例光源驅動電路的信號波形圖，該光源驅動電路包含圖11中所示的調光控制器1008。圖12示出了鋸齒波信號SAW、斜坡信號RAMP1和脈衝寬度調變信號PWM2的波形。圖13示出了流經LED串312的LED電流602、脈衝信號536、SR觸發器522的輸出V522、及閘524的輸出V524、控制開關Q16的導通狀態以及脈衝寬度調變信號PWM2。圖12和圖13將結合圖10和圖11描述。
當電源開關304導通，調光控制器1008透過端點VDD接收電能。如果端點VDD的電壓大於預設電壓值，啟動及低壓鎖定電路508致能電源1104，透過端點SST為電容C20充電。因此，如圖12所示，電容C20兩端的電壓(即，斜坡信號RAMP1)逐漸增大。鋸齒波信號產生器1102產生鋸齒波信號SAW。比較器1106比較斜坡信號RAMP1和鋸齒波信號SAW以產生脈衝寬度調變信號PWM2。因此，如圖12所示，如果電源開關304導通，脈衝寬度調變信號PWM2的責任週期隨著斜坡信號RAMP1的電壓增大而增大。
在操作中，脈衝信號產生器504產生脈衝信號536。在脈衝信號536中每個脈衝的作用下，SR觸發器522在Q輸出端產生邏輯1。如果脈衝寬度調變信號PWM2為邏輯1，SR觸發器522在Q輸出端產生邏輯1使得控制開關Q16導通，流經電感L1的電流增大，LED電流602增大。當LED電流602增大到最大值Imax，表示電流監測信號SEN的電壓增大到參考信號REF2的電壓，比較器534在SR觸發器522的R輸入端輸出邏輯1，進而SR觸發器522輸出邏輯0，使得控制開關Q16斷開。控制開關Q16斷開後，電感L1放電以對LED串312供電，LED電流602逐漸減小。如果脈衝寬度調變信號PWM2為邏輯0，及閘524的輸出為邏輯0，則控制開關Q16斷開，LED電流602逐漸減小。如果脈衝寬度調變信號PWM2保持在邏輯0的狀態足夠久，電流602會降低至零。因此，如果脈衝寬度調變信號PWM2為第一狀態(例如，邏輯1)，調光控制器1008在脈衝信號536的作用下導通控制開關Q16，並在LED電流602增大到最大值Imax時斷開控制開關Q16。如果脈衝寬度調變信號PWM2為第二狀態(例如，邏輯0)，調光控制器1008保持控制開關Q16為斷開。如前所述，脈衝寬度調變信號PWM2的責任週期決定了LED串312的平均電流。如圖12所示，如果電源開關304導通，脈衝寬度調變信號PWM2的責任週期隨著斜坡信號RAMP1的電壓增大而逐漸增大直到責任週期增大到100%。因此，LED串312的平均電流逐漸增大，進而LED串312的亮度也逐漸增大。
圖14所示為根據本發明一個實施例的光源驅動電路1400的電路圖。圖14中與圖10編號相同的元件具有類似的功能。如果耦接於電源和光源驅動電路1400之間的電源開關304導通，光源驅動電路1400逐漸增大光源的亮度。
在一實施例中，光源驅動電路1400包括電力轉換器310和調光控制器1408。電力轉換器310與電源以及LED串312耦接，並接收來自電源的電能並為LED串312提供調節後電能。在圖14的例子中，電力轉換器310是包括電感L1、二極體D4和控制開關Q16的降壓轉換器。在圖14中，控制開關Q16位於調光控制器1408外部。在其他實施例中，控制開關Q16也可整合於調光控制器1408內部。調光控制器1408透過控制與LED串312串聯的控制開關Q16調整電力轉換器310所提供的調節後電能。在一實施例中，調光控制器1408根據一個斜坡信號調整流經LED串312的電流，使得當耦接於電源和光源驅動電路1400之間的電源開關304導通時，LED串312的平均電流逐漸增大到預設位準。
光源驅動電路1400還包括用於將一交流輸入電壓Vin轉換為一直流輸出電壓Vout的交流/直流轉換器306，以及一電流監測器314以監測流經LED串312的電流。在圖14的例子中，交流/直流轉換器306是由二極體D1、D2、D7、D8、D10和電容C9所構成的橋式整流器。電流監測器314包括一電流監測電阻R5。
在圖14的例子中，調光控制器1408具有端點HV_GATE、VREF、ADJ、RT、VDD、CTRL、MON和GND。端點HV_GATE透過電阻R3與開關Q27耦接，用於控制開關Q27的導通狀態。電容C11耦接於端點HV_GATE和地之間，為開關Q27提供閘極電壓。端點VREF透過電阻R20和一儲能單元(例如，電容C14)與地耦接。端點VREF提供一直流電壓為電容C14充電以產生斜坡信號RAMP2。端點ADJ與電容C14耦接，接收斜坡信號RAMP2。端點RT透過電阻R7與地耦接，用於決定調光控制器1408所產生的脈衝信號的頻率。端點VDD透過二極體D9與開關Q27耦接，為調光控制器1408供電。在一實施例中，在電源開關304斷開時，耦接於端點VDD和地之間的儲能單元(例如，電容C10)為調光控制器1408供電。在另一個實施例中，儲能單元係整合於調光控制器1408內部。端點GND與地相連。調光控制器1408透過控制控制開關Q16調整電力轉換器310的電能。
圖15所示為圖14中的調光控制器1408的結構示意圖。圖15中與圖11編號相同的元件具有類似的功能。圖15將結合圖14描述。
在圖15的例子中，調光控制器1408包括脈衝信號產生器504、啟動及低壓鎖定電路508和比較器1534。啟動及低壓鎖定電路508根據調光控制器1408不同的電能情況選擇性地啟動調光控制器1408內部的一或多個元件。在圖15的例子中，啟動及低壓鎖定電路508包括一參考電壓產生器1505，在端點VREF提供直流電壓。脈衝信號產生器504產生脈衝信號，用於導通控制開關Q16。比較器1534比較端點ADJ所接收到的斜坡信號RAMP2和電流監測電阻R5所提供的電流監測信號SEN。斜坡信號RAMP2被傳送至比較器1534的反相端。電流監測信號SEN被傳送至比較器1534的非反相端。電流監測信號SEN的電壓代表當開關Q27和控制開關Q16導通時流經LED串312的電流大小。在圖15的例子中，斜坡信號RAMP2的電壓決定了LED串312的最大電流值Imax。齊納二極體ZD2耦接於端點ADJ和地之間，以箝制斜坡信號RAMP2的電壓。
圖16所示為根據本發明一個實施例的光源驅動電路的信號波形圖，該光源驅動電路包含有圖15中所示的調光控制器1408。圖16示出了流經LED串312的LED電流602、脈衝信號536、SR觸發器522的輸出V522以及控制開關Q16的導通狀態。圖16將結合圖14和圖15描述。
在操作中，脈衝信號產生器504產生脈衝信號536。在脈衝信號536中每個脈衝的作用下，SR觸發器522在Q輸出端產生邏輯1。SR觸發器522在Q輸出端產生邏輯1使得控制開關Q16導通，流經電感L1的電流增大，LED電流602增大。當LED電流602增大到最大值Imax，表示電流監測信號SEN的電壓增大到斜坡信號RAMP2的電壓，比較器1534輸出邏輯1到SR觸發器522的R輸入端，進而SR觸發器522輸出邏輯0，使得控制開關Q16斷開。控制開關Q16斷開後，電感L1放電對LED串312供電，LED電流602逐漸減小。透過調整斜坡信號RAMP2的電壓，LED串312的平均電流和亮度也得到相應的調整。
當電源開關304導通，調光控制器1408透過端點VDD接收電能。如果端點VDD的電壓大於預設電壓值，調光控制器1408在端點VREF輸出直流電壓。電容C14在該直流電壓的作用下充電，其兩端的電壓(即，斜坡信號RAMP2)增大。因此，如果電源開關304導通，LED電流602的最大值Imax逐漸增大到預設最大值，LED串312的平均電流也逐漸增大。
圖17所示為根據本發明一個實施例的對光源進行電能控制的方法流程圖1700。圖17將結合圖10和圖14進行描述。在步驟1702中，利用電力轉換器(例如，電力轉換器310)所提供的調節後電能對光源(例如，如LED串312)進行供電。在步驟1704中，如果耦接於電源和電力轉換器310之間的電源開關(例如，電源開關304)導通，則增大斜坡信號的電壓。
在步驟1706中，隨著斜坡信號的電壓增大，增大光源的平均電流，直到平均電流增大到預設值。在一實施例中，透過比較斜坡信號和鋸齒波信號產生一脈衝寬度調變信號。其中，脈衝寬度調變信號的責任週期由斜坡信號的電壓決定。脈衝寬度調變信號控制與光源串聯的控制開關(例如，控制開關Q16)，進而調整光源的平均電流。此外還產生一脈衝信號。如果脈衝寬度調變信號為第一狀態，控制開關在脈衝信號的作用下導通，當指示流經光源的電流的電流監測信號增大到參考信號時，則控制開關斷開。參考信號決定光源的最大電流值。如果該脈衝寬度調變信號為第二狀態，則控制開關斷開。
在另一實施例中，斜坡信號決定光源的最大電流值。透過比較斜坡信號與指示流經光源的電流的電流監測信號以產生控制信號，並利用該控制信號控制控制開關。此外還產生一脈衝信號。控制開關在脈衝信號的作用下導通，當電流監測信號增大到斜坡信號時，則控制開關斷開。
如前所述，本發明披露了一種光源驅動電路。如果耦接於電源和光源驅動電路之間的電源開關導通，光源驅動電路逐漸增大光源的亮度，進而可避免亮度突變，為使用者提供更舒適的使用者體驗。
上文具體實施方式和附圖僅為本發明之常用實施例。顯然，在不脫離權利要求書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式、結構、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用於說明而非限制，本發明之範圍由後附權利要求及其合法等同物界定，而不限於此前之描述。
100．．．LED驅動電路
102．．．電力轉換器
104．．．開關
106．．．LED串
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串
314．．．電流監測器
400．．．光源驅動電路
502．．．調光器
504．．．脈衝信號產生器
506．．．觸發監測單元
508．．．啟動及欠壓鎖定(UVL)電路
510．．．運算放大器
512、514、515．．．金屬氧化物半導體場效電晶體
516、518．．．比較器
520、522．．．SR正反器
524．．．及閘
526．．．計數器
528．．．數位/類比轉換器
530．．．脈衝寬度調變信號產生器
532．．．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
1000．．．光源驅動電路
1008．．．調光控制器
1102．．．鋸齒波信號產生器
1104．．．電源
1106．．．比較器
1108．．．脈衝寬度調變信號產生器
1400．．．光源驅動電路
1408．．．調光控制器
1505．．．參考電壓產生器
1534．．．比較器
1700．．．流程圖
1702、1704、1706．．．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驅動電路的電路圖。
圖3所示為根據本發明一實施例的光源驅動電路的例示性方塊圖。
圖4所示為根據本發明一實施例的光源驅動電路的例示性電路圖。
圖5所示為根據本發明一實施例圖4中的調光控制器的例示性架構圖。
圖6所示為根據本發明一實施例類比調光模式下的例示性信號波形圖。
圖7所示為根據本發明一實施例驟變調光模式下的例示性信號波形圖。
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示意圖。
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。
圖10所示為根據本發明一個實施例的光源驅動電路的電路圖。
圖11所示為圖10中的調光控制器的結構示意圖。
圖12-13所示為根據本發明一實施例光源驅動電路的信號波形圖。
圖14所示為根據本發明一個實施例的光源驅動電路的電路圖。
圖15所示為圖14中的調光控制器的結構示意圖。
圖16所示為根據本發明一實施例光源驅動電路的信號波形圖。
圖17所示為根據本發明一個實施例的對光源進行電能控制的方法流程圖。
304．．．電力開關
306．．．交流/直流(AC/DC)轉換器
310．．．電力轉換器
312．．．LED串
314．．．電流監測器
1000．．．光源驅動電路
1008．．．調光控制器

Claims (9)

  1. 一種調光控制器，包括：一監測端點，接收指示流經一光源的一電流的一電流監測信號；一調光端點，接收一斜坡信號，當耦接於一電源和該光源之間的一電源開關導通時，該斜坡信號的一電壓增大；一控制端點，根據該電流監測信號和該斜坡信號提供一控制信號以控制與該光源串聯耦接的一控制開關；一脈衝寬度調變信號產生器，根據該斜坡信號產生一脈衝寬度調變信號，該脈衝寬度調變信號的一責任週期係由該斜坡信號決定；一鋸齒波信號產生器，產生一鋸齒波信號；以及一比較器，比較該斜坡信號和該鋸齒波信號並產生該脈衝寬度調變信號；其中，當該斜坡信號的一電壓增大時，該光源的一平均電流隨之增大，直到該平均電流增大到一預設位準。
  2. 如申請專利範圍第1項的調光控制器，進一步包含：一脈衝產生器，產生一脈衝信號， 其中，如果該脈衝寬度調變信號為一第一狀態，該調光控制器在該脈衝信號的作用下導通該控制開關，該調光控制器在該電流監測信號增大到一參考信號時斷開該控制開關，其中，該參考信號決定該光源的一最大電流值，其中，如果該脈衝寬度調變信號為一第二狀態，該調光控制器斷開該控制開關。
  3. 如申請專利範圍第2項的調光控制器，進一步包含：一頻率設置端點，耦接至該脈衝產生器，決定該脈衝信號的一頻率。
  4. 如申請專利範圍第1項的調光控制器，進一步包含：一電壓輸出端點，提供一直流電壓為一儲能單元充電以產生該斜坡信號。
  5. 一種光源電能控制驅動電路，包括：一電力轉換器，耦接至一電源和一光源，接收來自該 電源的一電能並為該光源提供一調節後電能，該電力轉換器包括與該光源串聯耦接的一控制開關；以及一調光控制器，耦接至該電力轉換器，根據一斜坡信號控制該控制開關以調整流經該光源的一電流，其中，當耦接於該電源和該光源電能控制驅動電路之間的一電源開關導通時，該斜坡信號的一電壓增大，該光源的一平均電流隨之增大，直到該平均電流增大到一預設位準，其中，該調光控制器比較該斜坡信號和一鋸齒波信號並產生一脈衝寬度調變信號，且其中，該斜坡信號決定該脈衝寬度調變信號的一責任週期，且其中，該脈衝寬度調變信號控制該控制開關。
  6. 如申請專利範圍第5項的光源電能控制驅動電路，其中，該光源包括一LED串。
  7. 如申請專利範圍第5項的光源電能控制驅動電路，其中，該調光控制器包含：一脈衝產生器，產生一脈衝信號， 如果該脈衝寬度調變信號為一第一狀態，該調光控制器在該脈衝信號的作用下導通該控制開關，當指示流經該光源的該電流的一電流監測信號增大到一參考信號時，該調光控制器斷開該控制開關，其中，該參考信號決定該光源的一最大電流值，其中，如果該脈衝寬度調變信號為一第二狀態，該調光控制器斷開該控制開關。
  8. 一種光源電能控制方法，包括：利用一電力轉換器輸出的一調節後電能為一光源供電；當耦接於一電源和該電力轉換器之間的一電源開關導通時，增大一斜坡信號的一電壓；當該斜坡信號的該電壓增大時，增大流經該光源的一平均電流，直到該平均電流增大到一預設位準；透過比較該斜坡信號和一鋸齒波信號產生一脈衝寬度調變信號，該斜坡信號決定該脈衝寬度調變信號的一責任週期；以及根據該脈衝寬度調變信號控制與該光源串聯耦接的一控制開關以調整流經該光源的該平均電流。
  9. 如申請專利範圍第8項的光源電能控制方法，更包含：產生一脈衝信號；如果該脈衝寬度調變信號為一第一狀態，在該脈衝信號的作用下導通該控制開關，當指示流經該光源的一電流的一電流監測信號增大到一參考信號時斷開該控制開關，其中，該參考信號決定該光源的一最大電流值；以及如果該脈衝寬度調變信號為一第二狀態，斷開該控制開關。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI715861B (zh) * 2017-08-30 2021-01-11 美商蘋果公司 用於在dc至dc轉換器中產生回授電流之系統及方法

Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9386653B2 (en) 2008-12-12 2016-07-05 O2Micro Inc Circuits and methods for driving light sources
US9253843B2 (en) 2008-12-12 2016-02-02 02Micro Inc Driving circuit with dimming controller for driving light sources
US9232591B2 (en) 2008-12-12 2016-01-05 O2Micro Inc. Circuits and methods for driving light sources
US8339067B2 (en) * 2008-12-12 2012-12-25 O2Micro, Inc. Circuits and methods for driving light sources
JP2010170845A (ja) * 2009-01-22 2010-08-05 Panasonic Electric Works Co Ltd 電源装置及びそれを用いた照明器具
TWI419605B (zh) * 2010-01-20 2013-12-11 Sunonwealth Electr Mach Ind Co 交流ｌｅｄ燈具
US8698419B2 (en) 2010-03-04 2014-04-15 O2Micro, Inc. Circuits and methods for driving light sources
CN103391006A (zh) 2012-05-11 2013-11-13 凹凸电子（武汉）有限公司 光源驱动电路、控制电力转换器的控制器及方法
US9173257B2 (en) * 2010-05-11 2015-10-27 Victor M. CUBIAS Low voltage LED dimmer with integrated universal switch mode power supply
CN102014543B (zh) * 2010-07-02 2011-12-28 凹凸电子（武汉）有限公司 驱动光源的驱动电路、方法及控制器
JP5828103B2 (ja) * 2010-12-20 2015-12-02 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Ｌｅｄ点灯装置及びそれを用いた照明器具
TW201236500A (en) * 2011-02-24 2012-09-01 Hanergy Technologies Inc LED driver circuit
JP5810305B2 (ja) * 2011-04-21 2015-11-11 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 点灯装置及び照明器具
CN102791054B (zh) 2011-04-22 2016-05-25 昂宝电子（上海）有限公司 用于电容性负载下的调光控制的系统和方法
CN102395230B (zh) * 2011-05-04 2013-06-12 凹凸电子（武汉）有限公司 控制光源调光的控制器和方法及光源驱动电路
TWI469686B (zh) * 2011-05-10 2015-01-11 Richtek Technology Corp 發光元件電流調節電路及其控制方法
US8816600B2 (en) * 2011-05-13 2014-08-26 Nxp B.V. Method of power and temperature control for high brightness light emitting diodes
CN102523654B (zh) * 2011-12-20 2014-04-02 凹凸电子（武汉）有限公司 Led光源的驱动电路、控制电路及控制方法
CN103208920B (zh) * 2012-01-13 2016-06-22 三垦电气株式会社 直流变换装置
CN104768285B (zh) * 2012-05-17 2017-06-13 昂宝电子（上海）有限公司 用于利用系统控制器进行调光控制的系统和方法
CN102737613A (zh) * 2012-07-05 2012-10-17 无锡艾柯威科技有限公司 一种亮度渐变显示电路
WO2014027987A1 (en) * 2012-08-15 2014-02-20 Whitaker Bradford K Light emitting apparatus and method of manufacturing and using the same
WO2014065389A1 (en) 2012-10-25 2014-05-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Central control system
CN103024994B (zh) * 2012-11-12 2016-06-01 昂宝电子（上海）有限公司 使用triac调光器的调光控制系统和方法
CN103247279B (zh) * 2013-05-13 2015-07-01 深圳市华星光电技术有限公司 一种发光半导体光源驱动电路及背光模组
CN103280192B (zh) * 2013-05-28 2015-09-09 深圳市华星光电技术有限公司 Led背光驱动电路、液晶显示装置和一种驱动方法
US8981676B2 (en) 2013-05-28 2015-03-17 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. LED backlight driving circuit, LCD device, and method for driving the LED backlight driving circuit
TWM477112U (en) * 2013-06-19 2014-04-21 Wintek Corp Illumination device power control module
CN104349533A (zh) * 2013-07-31 2015-02-11 通嘉科技股份有限公司 发光二极管的控制电路和其操作方法
US9408258B2 (en) * 2013-10-24 2016-08-02 Osram Sylvania Inc. Power line communication for lighting systems
US9374855B2 (en) * 2013-10-24 2016-06-21 Osram Sylvania Inc. Power line communication for lighting systems
CN103957634B (zh) 2014-04-25 2017-07-07 广州昂宝电子有限公司 照明系统及其控制方法
CN104066254B (zh) 2014-07-08 2017-01-04 昂宝电子（上海）有限公司 使用triac调光器进行智能调光控制的系统和方法
KR102256631B1 (ko) * 2014-12-22 2021-05-26 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 구동 장치
TWI551025B (zh) * 2015-01-29 2016-09-21 Lighting power conversion device
US10260940B2 (en) * 2016-03-11 2019-04-16 Apple Inc. Light source driving circuitry for electronic devices
US9949326B2 (en) * 2016-06-08 2018-04-17 Texas Instruments Incorporated Predictive LED forward voltage for a PWM current loop
US9801250B1 (en) 2016-09-23 2017-10-24 Feit Electric Company, Inc. Light emitting diode (LED) lighting device or lamp with configurable light qualities
US10893587B2 (en) 2016-09-23 2021-01-12 Feit Electric Company, Inc. Light emitting diode (LED) lighting device or lamp with configurable light qualities
CN106413189B (zh) 2016-10-17 2018-12-28 广州昂宝电子有限公司 使用调制信号的与triac调光器相关的智能控制系统和方法
CN107645804A (zh) 2017-07-10 2018-01-30 昂宝电子（上海）有限公司 用于led开关控制的系统
CN107682953A (zh) 2017-09-14 2018-02-09 昂宝电子（上海）有限公司 Led照明系统及其控制方法
CN107995730B (zh) * 2017-11-30 2020-01-07 昂宝电子（上海）有限公司 用于与triac调光器有关的基于阶段的控制的系统和方法
EP3731436A4 (en) 2017-12-19 2021-02-17 Panasonic Intellectual Property Corporation of America TRANSMISSION METHOD, RECEPTION METHOD, TRANSMISSION DEVICE AND RECEIVING DEVICE
CN108200685B (zh) 2017-12-28 2020-01-07 昂宝电子（上海）有限公司 用于可控硅开关控制的led照明系统
JP2019129109A (ja) * 2018-01-26 2019-08-01 セイコーエプソン株式会社 光源装置、投写型表示装置、及び、半導体装置
CN109922564B (zh) 2019-02-19 2023-08-29 昂宝电子（上海）有限公司 用于triac驱动的电压转换系统和方法
TWI687035B (zh) * 2019-05-03 2020-03-01 茂達電子股份有限公司 降壓轉換器的過衝降低電路
CN110493913B (zh) 2019-08-06 2022-02-01 昂宝电子（上海）有限公司 用于可控硅调光的led照明系统的控制系统和方法
CN110831295B (zh) 2019-11-20 2022-02-25 昂宝电子（上海）有限公司 用于可调光led照明系统的调光控制方法和系统
CN110831289B (zh) 2019-12-19 2022-02-15 昂宝电子（上海）有限公司 Led驱动电路及其操作方法和供电控制模块
CN111031635B (zh) 2019-12-27 2021-11-30 昂宝电子（上海）有限公司 用于led照明系统的调光系统及方法
CN111182687B (zh) * 2020-01-22 2022-04-29 上海晶丰明源半导体股份有限公司 一种调光控制电路、其驱动装置及其控制方法
CN111432526B (zh) 2020-04-13 2023-02-21 昂宝电子（上海）有限公司 用于led照明系统的功率因子优化的控制系统和方法
US11564302B2 (en) 2020-11-20 2023-01-24 Feit Electric Company, Inc. Controllable multiple lighting element fixture
US11147136B1 (en) 2020-12-09 2021-10-12 Feit Electric Company, Inc. Systems and apparatuses for configurable and controllable under cabinet lighting fixtures

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060072324A1 (en) * 2004-10-01 2006-04-06 Yoshiaki Hachiya LED driving semiconductor circuit and LED driving apparatus including the same
US20070210725A1 (en) * 2006-03-13 2007-09-13 Linear Technology Corporation LED dimming control technique for increasing the maximum PWM dimming ratio and avoiding LED flicker
US20080224636A1 (en) * 2007-03-12 2008-09-18 Melanson John L Power control system for current regulated light sources
US20080278092A1 (en) * 2007-05-07 2008-11-13 Philips Solid-State Lighting Solutions, Inc. High power factor led-based lighting apparatus and methods

Family Cites Families (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5691605A (en) * 1995-03-31 1997-11-25 Philips Electronics North America Electronic ballast with interface circuitry for multiple dimming inputs
US5959443A (en) * 1997-11-14 1999-09-28 Toko, Inc. Controller circuit for controlling a step down switching regulator operating in discontinuous conduction mode
FI106770B (fi) * 1999-01-22 2001-03-30 Nokia Mobile Phones Ltd Valaiseva elektroninen laite ja valaisumenetelmä
JP3460021B2 (ja) * 2001-04-20 2003-10-27 シャープ株式会社 イオン発生装置及びこれを搭載した空調機器
US6727662B2 (en) 2002-09-28 2004-04-27 Osram Sylvania, Inc. Dimming control system for electronic ballasts
US6744223B2 (en) * 2002-10-30 2004-06-01 Quebec, Inc. Multicolor lamp system
US6839247B1 (en) * 2003-07-10 2005-01-04 System General Corp. PFC-PWM controller having a power saving means
US7296913B2 (en) * 2004-07-16 2007-11-20 Technology Assessment Group Light emitting diode replacement lamp
CN100566500C (zh) 2004-02-17 2009-12-02 马士科技有限公司 一种应用可控硅调光器调光的荧光灯电子镇流器
US7307614B2 (en) * 2004-04-29 2007-12-11 Micrel Inc. Light emitting diode driver circuit
WO2005115058A1 (en) * 2004-05-19 2005-12-01 Goeken Group Corp. Dimming circuit for led lighting device with means for holding triac in conduction
JP4306657B2 (ja) 2004-10-14 2009-08-05 ソニー株式会社 発光素子駆動装置および表示装置
JP4646110B2 (ja) * 2004-10-22 2011-03-09 株式会社中川研究所 半導体発光素子用電源および照明装置
WO2006064841A1 (ja) * 2004-12-14 2006-06-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 発光ダイオード駆動用半導体回路及び発光ダイオード駆動装置
US7339128B2 (en) * 2004-12-29 2008-03-04 George Yen All-color light control switch
US7323828B2 (en) * 2005-04-25 2008-01-29 Catalyst Semiconductor, Inc. LED current bias control using a step down regulator
GB0508246D0 (en) * 2005-04-25 2005-06-01 Doyle Anthony J Brightness control of fluorescent lamps
US7190124B2 (en) 2005-05-16 2007-03-13 Lutron Electronics Co., Inc. Two-wire dimmer with power supply and load protection circuit in the event of switch failure
CN1694597B (zh) 2005-05-20 2010-05-26 马士科技有限公司 一种分级调光的荧光灯镇流器
US7656103B2 (en) * 2006-01-20 2010-02-02 Exclara, Inc. Impedance matching circuit for current regulation of solid state lighting
US7723926B2 (en) * 2006-05-15 2010-05-25 Supertex, Inc. Shunting type PWM dimming circuit for individually controlling brightness of series connected LEDS operated at constant current and method therefor
WO2008001246A1 (en) 2006-06-26 2008-01-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Drive circuit for driving a load with constant current
JP4824524B2 (ja) * 2006-10-25 2011-11-30 日立アプライアンス株式会社 単方向ｄｃ−ｄｃコンバータおよびその制御方法
CN101179879A (zh) 2006-11-10 2008-05-14 硕颉科技股份有限公司 发光装置与其驱动电路
CN101193486A (zh) 2006-11-17 2008-06-04 硕颉科技股份有限公司 灯管状态判断电路及其控制器
CN101222800A (zh) 2007-01-12 2008-07-16 硕颉科技股份有限公司 控制电路
US7642762B2 (en) * 2007-01-29 2010-01-05 Linear Technology Corporation Current source with indirect load current signal extraction
JP5089193B2 (ja) * 2007-02-22 2012-12-05 株式会社小糸製作所 発光装置
US7288902B1 (en) * 2007-03-12 2007-10-30 Cirrus Logic, Inc. Color variations in a dimmable lighting device with stable color temperature light sources
US7554473B2 (en) * 2007-05-02 2009-06-30 Cirrus Logic, Inc. Control system using a nonlinear delta-sigma modulator with nonlinear process modeling
CN101358719B (zh) 2007-07-30 2012-01-04 太一节能系统股份有限公司 发光二极管灯源及照明系统
US7800315B2 (en) * 2007-09-21 2010-09-21 Exclara, Inc. System and method for regulation of solid state lighting
JP5006180B2 (ja) * 2007-12-27 2012-08-22 株式会社小糸製作所 車両用灯具の点灯制御装置
US8040070B2 (en) * 2008-01-23 2011-10-18 Cree, Inc. Frequency converted dimming signal generation
US9101022B2 (en) * 2008-01-25 2015-08-04 Eveready Battery Company, Inc. Lighting device having boost circuitry
US7843147B2 (en) * 2008-02-01 2010-11-30 Micrel, Incorporated LED driver circuits and methods
CN101500354A (zh) 2008-02-01 2009-08-05 致新科技股份有限公司 发光二极管调光控制电路
CN101511136B (zh) 2008-02-14 2013-02-20 台达电子工业股份有限公司 多组发光二极管的电流平衡供电电路
US7759881B1 (en) * 2008-03-31 2010-07-20 Cirrus Logic, Inc. LED lighting system with a multiple mode current control dimming strategy
GB0811713D0 (en) * 2008-04-04 2008-07-30 Lemnis Lighting Patent Holding Dimmer triggering circuit, dimmer system and dimmable device
CN101605416B (zh) 2008-06-13 2013-02-27 登丰微电子股份有限公司 发光二极管驱动电路及其控制器
US7919934B2 (en) * 2008-06-28 2011-04-05 Huan-Po Lin Apparatus and method for driving and adjusting light
US7847489B2 (en) * 2008-06-28 2010-12-07 Huan-Po Lin Apparatus and method for driving and adjusting light
US7936132B2 (en) * 2008-07-16 2011-05-03 Iwatt Inc. LED lamp
CN101370335A (zh) 2008-09-27 2009-02-18 易际平 Led照明驱动电路
CN101466186A (zh) 2008-12-31 2009-06-24 张家瑞 一种能够调节大功率led亮度的驱动方法和驱动装置
CN101572974B (zh) 2009-04-17 2013-06-26 上海晶丰明源半导体有限公司 高效率恒流led驱动电路及驱动方法
EP2273851A3 (en) 2009-06-24 2011-05-11 Nxp B.V. System and method for controlling LED cluster
CN101605413B (zh) 2009-07-06 2012-07-04 英飞特电子（杭州）有限公司 适用于可控硅调光的led驱动电路
US8164275B2 (en) * 2009-12-15 2012-04-24 Tdk-Lambda Americas Inc. Drive circuit for high-brightness light emitting diodes

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060072324A1 (en) * 2004-10-01 2006-04-06 Yoshiaki Hachiya LED driving semiconductor circuit and LED driving apparatus including the same
US20070210725A1 (en) * 2006-03-13 2007-09-13 Linear Technology Corporation LED dimming control technique for increasing the maximum PWM dimming ratio and avoiding LED flicker
US20080224636A1 (en) * 2007-03-12 2008-09-18 Melanson John L Power control system for current regulated light sources
US20080278092A1 (en) * 2007-05-07 2008-11-13 Philips Solid-State Lighting Solutions, Inc. High power factor led-based lighting apparatus and methods

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI715861B (zh) * 2017-08-30 2021-01-11 美商蘋果公司 用於在dc至dc轉換器中產生回授電流之系統及方法

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