TWI461107B - 發光元件電源供應電路、發光元件驅動電路及其控制方法 - Google Patents

發光元件電源供應電路、發光元件驅動電路及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI461107B
TWI461107B TW101108390A TW101108390A TWI461107B TW I461107 B TWI461107 B TW I461107B TW 101108390 A TW101108390 A TW 101108390A TW 101108390 A TW101108390 A TW 101108390A TW I461107 B TWI461107 B TW I461107B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
circuit
signal
dimming
current
switch
Prior art date
Application number
TW101108390A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201240523A (en
Inventor
Pei Yuan Chen
Chia Wei Liao
Jing Meng Liu
Leng Nien Hsiu
Original Assignee
Richtek Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Richtek Technology Corp filed Critical Richtek Technology Corp
Publication of TW201240523A publication Critical patent/TW201240523A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI461107B publication Critical patent/TWI461107B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/357—Driver circuits specially adapted for retrofit LED light sources
    • H05B45/3574—Emulating the electrical or functional characteristics of incandescent lamps
    • H05B45/3575—Emulating the electrical or functional characteristics of incandescent lamps by means of dummy loads or bleeder circuits, e.g. for dimmers
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
    • H05B45/3725—Switched mode power supply [SMPS]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
    • H05B45/3725—Switched mode power supply [SMPS]
    • H05B45/375—Switched mode power supply [SMPS] using buck topology

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Description

發光元件電源供應電路、發光元件驅動電路及其控制方法
本發明係有關一種發光元件電源供應電路與發光元件驅動電路及其控制方法，特別是指一種可產生閂鎖電流，以啟動TRIAC元件，並將其引導至輸出端，以減少功率損耗，達成無閃爍之發光元件電源供應電路與發光元件驅動電路及其控制方法。
第1A圖顯示先前技術一種發光二極體(light emitting diode,LED)電源供應電路示意圖。如第1A圖所示，LED電源供應電路包含TRIAC調光電路12、整流電路14、與LED驅動電路16。TRIAC調光電路12接收交流輸入電壓訊號端VL的交流訊號，當交流訊號超過預設的觸發相位時啟動並導通TRIAC調光電路12，TRIAC調光電路12的輸入與輸出訊號波形如第1B圖的訊號波形圖所示意。其中，交流輸入電壓訊號端VL的交流訊號與經過TRIAC調光電路12之訊號端VL’的交流調光訊號，分別以虛線波形及實線波形表示。整流電路14接收訊號端VL’的交流調光訊號，將其整流後，產生整流調光訊號，以輸入LED驅動電路16，進而驅動LED電路11並調整其亮度。
上述先前技術的缺點是，TRIAC調光電路12包含TRIAC元件，當TRIAC元件啟動時，需要相當大的閂鎖電流(latching current)，若是驅動傳統白熾燈等高消耗功率的負載電路，不需要特別考慮閂鎖電流；但驅動LED電路11這種低消耗功率的負載電路時，其所需要的電流很小，電源供應電路若未於TRIAC元件啟動時，產生所需要的閂鎖電流，將會造成啟動失敗(misfire)，進而產生肉眼可見的閃爍情況，其訊號波形如第1C圖的訊號波形圖所示意。
第2A與2B圖顯示另一種習知LED電源供應電路示意圖，用以改善前述習知技術的問題。如第2A圖所示，相較於第1A圖，第2A圖的習知LED電源供應電路更包含洩流電路(bleeder circuit) 18於整流電路14與LED驅動電路16之間，以於每週期產生所需要的閂鎖電流，供應TRIAC調光電路12使TRIAC元件啟動，而該閂鎖電流由洩流電路18產生後則經由接地迴路消耗掉。第2B圖顯示的電源供應電路包含洩流電路18之一種具體的電路。
詳言之，洩流電路18中，電阻R1與R2串聯於整流電路14輸出的兩端點之間，利用產生閂鎖電流引發的高電壓，使其分壓導通開關Q1，以產生閂鎖電流。類似地，也設置串聯的電阻R3與齊納二極體ZD1與ZD2，於TRIAC元件啟動之後，用以導通開關Q2，以使TRIAC元件啟動之後產生的維持電流(holding current)流經電阻R4。
第2A與2B圖所顯示的先前技術，雖然改善了TRIAC元件啟動失敗，因而造成LED電路可見的閃爍問題，但是，如此一來，洩流電路所消耗的功率都未被加以利用而浪費了。
有鑑於此，本發明即針對上述先前技術之不足，提出一種發光元件電源供應電路與發光元件驅動電路及其控制方法，特別是指一種將TRIAC元件啟動時產生之閂鎖電流引導至功率級電路，以減少功率損耗，並達成無閃爍之發光元件電源供應電路與發光元件驅動電路及其控制方法。
本發明目的之一在提供一種發光元件驅動電路。
本發明另一目的在提供一種發光元件驅動電路控制方法。
本發明又另一目的在提供一種切發光元件電源供應電路。
為達上述之目的，就其中一觀點言，本發明提供了一種發光元件驅動電路，根據一整流調光訊號，驅動一發光元件電路，該整流調光訊號係由一交流輸入訊號經過一三極交流開關(Tri-electrode AC Switch,TRIAC)調光電路和一整流電路所產生，該發光元件驅動電路包含：一功率級電路，耦接於該整流電路與該發光元件電路之間，並根據一開關控制訊號，操作其中至少一功率開關，以產生一閂鎖電流(latching current)，用以啟動該TRIAC調光電路，其中該閂鎖電流流入該發光元件電路；一發光元件控制電路，與該功率級電路耦接，根據一偵測訊號，以產生該開關控制訊號。
就另一觀點言，本發明也提供了一種發光元件驅動電路控制方法，包含：接收一整流調光訊號，其中該整流調光訊號係由一交流輸入訊號經一三極交流開關(Tri-electrode AC Switch,TRIAC)調光電路再經過整流後所產生；根據一偵測訊號，產生一開關控制訊號；根據該開關控制訊號而控制一功率級電路中至少一功率開關，以產生一閂鎖電流(latching current)，用以啟動該TRIAC調光電路；以及將該閂鎖電流輸入該發光元件。
就又另一觀點言，本發明也提供了一種發光元件電源供應電路，包含：一三極交流開關(Tri-electrode AC Switch,TRIAC)調光電路，根據一交流輸入訊號，產生一交流調光訊號；一整流電路，與該TRIAC調光電路耦接，並根據該交流調光訊號，產生一整流調光訊號；以及發光元件驅動電路，根據該整流調光訊號，驅動一發光元件電路，所述發光元件驅動電路包括：一功率級電路，耦接於該整流電路與該發光元件電路之間，並根據一開關控制訊號，操作其中至少一功率開關，以產生一閂鎖電流(latching current)，用以啟動該TRIAC調光電路，其中該閂鎖電流流入該發光元件電路；以及一發光元件控制電路，與該功率級電路耦接，根據一偵測訊號，以產生該開關控制訊號。
在其中一種實施型態中，該偵測訊號，較佳地根據以下機制之至少一項產生該偵測訊號：(1)偵測該整流調光訊號或其相關訊號，於該整流調光訊號為零電位或低於一預設電位時，產生該偵測訊號；(2)偵測流經該功率級電路之一輸入或輸出電流或其相關訊號，於該電流為零電流時，產生該偵測訊號；以及(3)根據該交流輸入訊號或整流調光訊號之頻率，產生一具有相應於該頻率之該偵測訊號。
上述發光元件驅動電路中，宜更包含一電壓偵測電路，與該整流電路耦接，以偵測該整流調光訊號或其相關訊號。
上述發光元件驅動電路中，該功率級電路宜更包括：一電流偵測電路，與該功率開關耦接，以偵測該輸入或輸出電流；以及一電感性元件，與該功率開關耦接，用以產生該閂鎖電流。
上述發光元件驅動電路中，該發光元件控制電路宜包括：一比較電路，比較該偵測訊號與該整流調光訊號或其相關訊號，，並根據比較結果，產生一觸發訊號；以及一閂鎖電路，根據該觸發訊號，決定該開關控制訊號的導通時間。
底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。
請參閱第3圖，顯示本發明第一個實施例。如第3圖所示，發光元件電源供應電路包含三極交流開關(Tri-electrode AC Switch,TRIAC)調光電路12、整流電路14、與發光元件驅動電路26。TRIAC調光電路12接輸入端VL的交流訊號，如第4A圖中虛線的訊號波形圖所示意。當交流訊號超過預設的觸發相位時啟動並導通TRIAC調光電路12，於訊號端VL’產生交流調光訊號，其訊號波形如第4A圖的實線訊號波形圖所示意。TRIAC調光電路12包含TRIAC元件，其係由兩矽控整流器(silicon control rectifier,SCR)元件組合而成，其電路符號如第4B圖所示。TRIAC元件與SCR元件為本技術領域中具有通常知識者所熟知，在此不予贅述。其中，當TRIAC元件操作時，需要較高的閂鎖電流(latching current)來啟動TRIAC元件，與較低的維持電流(holding current)來維持TRIAC元件的操作。TRIAC元件電流IT包含閂鎖電流與維持電流如第4C圖所示意。整流電路14例如但不限於為橋式整流電路(未示出)，將具有正與負之交流調光訊號，轉換為全為正之整流調光訊號。發光元件驅動電路26接收整流調光訊號以驅動發光元件電路並調整其亮度。發光元件電路例如但不限於如圖所示之LED電路11。發光元件驅動電路26包含功率級電路21與發光元件控制電路29。功率級電路21耦接於整流電路14與LED電路11之間，並根據開關控制訊號，操作其中至少一功率開關，以產生電流供應LED電路11，且在其所產生的電流波形中，包含閂鎖電流，用以啟動TRIAC調光電路12。發光元件控制電路29與功率級電路21耦接，根據偵測訊號，以產生上述開關控制訊號以控制功率級電路21。
本發明的主要概念，在於發光元件驅動電路26不僅產生電流供應LED電路11，且在其所產生的電流波形中，包含閂鎖電流，用以啟動TRIAC調光電路12。當TRIAC調光電路12啟動時，所需要的閂鎖電流由發光元件驅動電路26來控制產生，且該閂鎖電流被引導至LED電路11，而非接地流失。如此一來，本發明既可避免TRIAC元件啟動失敗(misfire)，且相對於使用洩流電路的先前技術而言，又可避免電能的浪費。
在本發明中，閂鎖電流的產生受控於功率級電路21中功率開關的操作，因此若要產生閂鎖電流，其最簡單的控制方式是當需要啟動TRIAC調光電路12時，即完全導通功率開關數個週期。此方式可產生所需的閂鎖電流，故也應屬於本發明的概念，不過電路反應速度較慢。根據本發明，較佳的實施方式是提前導通功率開關。在較佳實施方式中，發光元件控制電路29，例如可根據以下機制中之至少一項，產生偵測訊號，並根據偵測訊號，提前導通功率開關：
(1)　偵測整流調光訊號或其相關訊號，於整流調光訊號為零電位或低於一預設電位時，產生偵測訊號；
(2)　偵測功率級電路21的輸入或輸出電流，例如當功率級電路21包含電感時，可偵測流經功率級電路21之電感電流或其相關訊號，於其為零電流時，產生偵測訊號；或
(3)　根據交流訊號或整流調光訊號之頻率，產生具有相應於頻率之偵測訊號。
以上所列機制為舉例說明，並非用以限制本發明，熟悉本技術者可以思及各種等效變化。例如，零電位或零電流可為預設相對較低的電位或電流，非絕對為零之電位或電流。又如，功率級電路21中的功率開關操作，其根據偵測訊號，可以立即完全導通或部分導通，亦可以滯後導通，其可根據閂鎖電流或電路設計者、使用者的需求調整。總之，於每一週期中，在整流調光訊號到達導通相位時，功率級電路21中之功率開關已充分導通，以產生TRIAC調光電路12啟動所需的較高的閂鎖電流，之後功率級電路21中之功率開關再受控而將功率級電路21的輸出電流調節為較低的維持電流。此部份之細節將於後文中再詳細說明。
第5圖顯示本發明第二個實施例。本實施例舉例顯示發光元件電源供應電路中，發光元件驅動電路36可採用非隔離降壓式的架構，但須說明的是此僅為本發明的其中一種應用例，發光元件驅動電路可採用任何合適的架構。如第5圖所示，發光元件驅動電路36除包含發光元件控制電路39與功率級電路31外，更包含電壓偵測電路33。電壓偵測電路33與整流電路14耦接，以偵測整流電路14所輸出的整流調光訊號、或其相關訊號。電壓偵測電路33例如可以包括分壓電路，由串連的電阻R5與R6所構成，電阻R5的一端電連接至整流電路14，電阻R5與R6之間的分壓端點則耦接至發光元件控制電路39的調光訊號接點DIM。當整流調光訊號為零電位時，分壓端點亦為零電位，因此發光元件控制電路39可以獲知整流調光訊號為零電位的時間點並根據之而控制功率級電路31中之功率開關Q3，例如於整流調光訊號為零電位時(不限於必須在此時點，而可以滯後)，發光元件控制電路39經由開關訊號接點GAT，產生開關控制訊號使功率開關Q3導通。由於功率開關Q3已經導通，因此當導通相位到達時，功率級電路31將迅速產生TRIAC調光電路12啟動時所需之閂鎖電流，並且該閂鎖電流可經由功率級電路31而供應給LED電路11。
圖示電壓偵測電路33的較佳實施例中，還包含由電阻和電容所構成的低通濾波器，其目的是過濾高頻雜訊；但此低通濾波器並非絕對必要而亦可省略。
第二個實施例中也顯示另一種偵測方式。如圖所示，功率級電路31除了功率開關Q3之外，例如可更包含電流偵測電路35與電感37。電流偵測電路35例如但不限於為如圖所示之電阻，與功率開關Q3耦接，以偵測電感電流IL或其相關訊號，將其輸入發光元件控制電路39的感測接點SEN。例如當電感電流IL為零電流時，發光元件控制電路39產生開關控制訊號，操作功率開關Q3，使其導通，如上所述，提供TRIAC調光電路12啟動所需之閂鎖電流，並將其轉換以輸入LED電路11。
同樣是偵測電流為零的時間點，亦可改為比較功率開關Q3源汲極兩端的壓差，此也同樣可達成偵測的目的。或是，電流偵測電路35也可改設置於電流迴路中的其他位置。
此外如前所述，亦可自發光元件驅動電路36的內部或外部產生一個時脈訊號，並使該時脈訊號的頻率與VL端輸入的交流訊號或整流電路14輸出之整流調光訊號的頻率相同，並根據該時脈訊號而使功率開關Q3在適當的時點導通。
由上可知，偵測並導通功率開關Q3，以產生閂鎖電流的方式不只一種，皆應包含在本發明的範圍之內。第二個實施例中同時顯示了電壓偵測電路33和電流偵測電路35，但兩者只需要其一，即可達成偵測零電位或零電流的目的，而另一者則可用以在產生TRIAC元件啟動時所需的閂鎖電流之後，對功率開關Q3進行回授控制。例如在本實施例中，可根據接點DIM所取得的訊號來判斷閂鎖電流的產生時間，並根據接點SEN所取得的訊號來進行回授控制以調節功率級電路31的輸出電流。
請參閱第6A-6D圖，顯示本發明第二個實施例中，整流調光訊號、流經電感37之電感電流IL、開關控制訊號GAT與LED電流之波形示意圖。參閱第6A-6D圖與第二個實施例的說明，可以了解，交流輸入電壓訊號端VL的交流訊號，經由TRIAC調光電路12的相切(phase cut)處理，以及整流電路14的整流處理後，所產生的整流調光訊號如第6A圖所示。如第6C圖所示，當偵測到整流調光訊號為零電位時，開關控制訊號GAT使功率開關Q3導通(如前所述不必須在零電位的時間點導通而也可以滯後，圖示僅是舉例)，因此當導通相位到達時，將產生較大的突入電流(inrush current)，本發明利用此突入電流而產生TRIAC元件啟動時所需的閂鎖電流。之後，功率開關Q3再接受脈寬調變(PWM)控制，於是產生如第6B圖所示之電感電流波形。而LED電路11的電流將如第6C圖所示。
由以上說明可知，只需要在導通相位到達時，功率開關Q3已經提前導通，就可以產生較大的突入電流，以製造TRIAC元件啟動時所需的閂鎖電流。因此，功率開關Q3的導通時間點並不必須自零電位的時間點開始，而可以在導通相位到達前的任何時間點開始導通。又，此種藉由提前導通功率開關Q3來產生突入電流、以製造閂鎖電流的方式，也僅是本發明的其中一種實施方式。例如，請參閱第6E圖，亦可不提前導通功率開關Q3，而是在導通相位到達時，使功率開關Q3完全導通數個週期，如此也可產生所需的閂鎖電流，故也應屬於本發明的概念，不過相對於提前導通的實施方式而言，此方式的電路反應速度較慢。在後面這種實施方式下，則是偵測導通相位到達的時間點而連續導通功率開關Q3(例如根據整流調光訊號或其相關訊號，於該整流調光訊號由零電位轉為一預設電位時，產生偵測訊號)，不必須偵測整流調光訊號為零電位的時間點或電感電流為零的時間點。
第7圖顯示本發明第三個實施例。與第二個實施例不同的是，本實施例中本發明應用於具有變壓器之隔離式架構，而非如第5圖所示之第二個實施例，應用於非隔離式架構。其中，發光元件驅動電路46包含發光元件控制電路49，其操作功率開關Q4，以控制變壓器電路47的一次側電流，進而產生適當的二次側電流供應給LED電路11。在產生TRIAC元件啟動時所需的閂鎖電流之後，發光元件驅動電路46即根據回授接點FB所取得的回授訊號來控制功率開關Q4，以調節供應給LED電路11的電流。本實施例旨在說明本發明的應用不限於如第5圖所示之非隔離式發光元件驅動電路36，只要具有TRIAC調光電路12之發光元件電源供應電路，經由發光元件控制電路之控制，利用功率級來提供TRIAC調光電路啟動所需要的閂鎖電流，並將其導入負載電路中，皆在本發明的範圍內。
第8圖為發光元件驅動電路如何控制功率開關的概念示意。偵測訊號(在第7圖中，例如為接點DIM所取得的訊號；在第7圖中，例如為接點DIM所取得的訊號或接點SEN所取得的訊號)偵測整流調光訊號的零電位時間點或電感電流的零電流時間點，用以控制功率開關導通產生突入電流而製造閂鎖電流；回授訊號(在第5圖中，例如為接點SEN所取得的訊號；在第7圖中，例如為接點FB所取得的訊號、亦可為接點SEN所取得的訊號)偵測所要調節的標的(功率級的輸出電壓或輸出電流)是否到達目標值，用以控制功率開關導通而使該標的到達目標值。兩者經過邏輯運算後，產生開關控制訊號，經驅動閘將該開關控制訊號轉換為適當的位準後，控制功率開關。
第8圖概念的具體實施方式之一例示於第9圖，此為本發明第四個實施例。本實施例以發光元件控制電路59為例來舉例顯示前述各實施例中發光元件控制電路的可能結構之一。如圖所示，發光元件控制電路59包含比較電路591、調光控制電路592以及閂鎖電路593。其中，調光控制電路592根據整流調光訊號而產生對應的PWM訊號，其工作比與整流調光訊號的導通相位有關。比較電路591比較偵測訊號與調光參考訊號，並根據比較結果，產生觸發訊號輸出訊號給閂鎖電路593。其中偵測訊號例如為第5圖中SEN接點所取得的訊號，調光參考訊號例如為第5圖中DIM接點所取得的整流調光訊號。閂鎖電路593例如但不限於如圖所示之SR正反器電路。在每一週期中，當整流調光訊號尚未到達導通相位時，由於電感電流為零，偵測訊號為零，故比較電路591不觸發閂鎖電路593之重置動作(R端無輸入)，因此閂鎖電路593產生100%工作比的輸出訊號，使功率開關保持導通。當整流調光訊號到達導通相位之後，電感電流不為零，偵測訊號也不為零，因此將根據偵測訊號和調光控制電路592輸出訊號的比較結果，決定閂鎖電路593輸出訊號的工作比，進而決定功率開關的導通時間。
第9圖所示僅為發光元件控制電路的其中一例，目的僅係顯示本發明已達可實施階段，不應以其限制本發明。例如，將第9圖所示的定頻架構改為變頻架構，或省略調光控制電路592、或作其他變換，亦均應屬於本發明的範圍。
以上已針對較佳實施例來說明本發明，唯以上所述者，僅係為使熟悉本技術者易於了解本發明的內容而已，並非用來限定本發明之權利範圍。在本發明之相同精神下，熟悉本技術者可以思及各種等效變化。例如，在所示各實施例電路中，可插入不影響訊號主要意義的元件，如其他開關等；又例如比較器電路的輸入端正負可以互換、閂鎖電路593之S、R端輸入訊號可以互換、功率開關可以為N型或P型，僅需對應修正電路的訊號處理方式及高低位準的定義即可。凡此種種，皆可根據本發明的教示類推而得，因此，本發明的範圍應涵蓋上述及其他所有等效變化。
11．．．LED電路
12．．．TRIAC調光電路
14．．．整流電路
16．．．LED驅動電路
18．．．洩流電路
29,39,49,59．．．發光元件控制電路
21,31．．．功率級電路
26,36,46．．．發光元件驅動電路
33．．．電壓偵測電路
35．．．電流偵測電路
37．．．電感
47．．．變壓器電路
591．．．比較電路
592．．．調光控制電路
593．．．閂鎖電路
DIM．．．調光訊號接點
FB．．．回授訊號接點
GAT．．．開關訊號接點
IL．．．電感電流
SEN．．．感測接點
R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8．．．電阻
Q1,Q2,Q3,Q4．．．開關
VL,VL’．．．訊號端
ZD1,ZD2．．．齊納二極體元件
第1A圖顯示先前技術一種發光二極體(light emitting diode,LED)電源供應電路示意圖。
第1B與1C圖分別顯示先前技術中，閂鎖電流足夠與不足以啟動TRIAC元件之交流訊號波形。
第2A與2B圖顯示另一種習知LED電源供應電路示意圖。
第3圖顯示本發明第一個實施例。
第4A圖顯示經過與未經過TRIAC調光電路之交流輸入訊號波形。
第4B圖顯示SCR元件電路符號。
第4C圖顯示TRIAC元件電流IT波形示意圖。
第5圖顯示本發明第二個實施例。
第6A-6D圖顯示本發明第二個實施例中，整流調光訊號、流經磁滯電路37之電感電流、開關控制訊號、與流經LED電路11的發光元件電流IL之波形示意圖。
第6E圖顯示另一種開關控制訊號的實施方式。
第7圖顯示本發明第三個實施例。
第8圖為發光元件驅動電路如何控制功率開關的概念示意。
第9圖顯示本發明第四個實施例。
11．．．LED電路
12．．．TRIAC調光電路
14．．．整流電路
31．．．功率級電路
33．．．電壓偵測電路
35．．．電流偵測電路
36．．．發光元件驅動電路
37．．．電感
39．．．發光元件控制電路
DIM．．．調光訊號接點
GAT．．．開關訊號接點
IL．．．電感電流
SEN．．．感測接點
R5,R6．．．電阻
VL．．．訊號端

Claims (16)

  1. 一種發光元件驅動電路，根據一整流調光訊號，驅動一發光元件電路，該整流調光訊號係由一交流輸入訊號經過一三極交流開關(Tri-electrode AC Switch,TRIAC)調光電路和一整流電路所產生，該發光元件驅動電路包含：一功率級電路，耦接於該整流電路與該發光元件電路之間，並根據一開關控制訊號，操作其中至少一功率開關，以產生一閂鎖電流(latching current)，用以啟動該TRIAC調光電路，其中該閂鎖電流流入該發光元件電路；以及一發光元件控制電路，與該功率級電路耦接，根據一偵測訊號，以產生該開關控制訊號，其中該偵測訊號之產生係根據該整流調光訊號或其相關訊號，於該整流調光訊號由零電位轉為一預設電位時，產生該偵測訊號，且該開關控制訊號根據該偵測訊號而連續導通該功率開關一段時間。
  2. 一種發光元件驅動電路，根據一整流調光訊號，驅動一發光元件電路，該整流調光訊號係由一交流輸入訊號經過一三極交流開關(Tri-electrode AC Switch,TRIAC)調光電路和一整流電路所產生，該發光元件驅動電路包含：一功率級電路，耦接於該整流電路與該發光元件電路之間，並根據一開關控制訊號，操作其中至少一功率開關，以產生一閂鎖電流(latching current)，用以啟動該TRIAC調光電路，其中該閂鎖電流流入該發光元件電路；以及一發光元件控制電路，與該功率級電路耦接，根據一偵測訊號，以產生該開關控制訊號，其中該偵測訊號，根據以下機制之至少一項產生： (1)偵測該整流調光訊號或其相關訊號，於該整流調光訊號為零電位或低於一預設電位時，產生該偵測訊號；(2)偵測流經該功率級電路之輸入或輸出電流或其相關訊號，於該電流為零電流時，產生該偵測訊號；以及(3)根據該交流輸入訊號或整流調光訊號之頻率，產生一具有相應頻率之該偵測訊號。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之發光元件驅動電路，更包含一電壓偵測電路，與該整流電路耦接，以偵測該整流調光訊號或其相關訊號。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之發光元件驅動電路，其中該功率級電路更包含：一電流偵測電路，與該功率開關耦接，以偵測該輸入或輸出電流；以及一電感性元件，與該功率開關耦接，用以產生該閂鎖電流。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述之發光元件驅動電路，其中該發光元件控制電路在該功率開關之一操作週期中，先根據該偵測訊號而控制該功率開關，以產生該閂鎖電流，又在產生該閂鎖電流之後，根據一回授訊號而控制該功率開關，以將該功率級電路之輸出電壓或輸出電流調節於一目標值。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述之發光元件驅動電路，其中該發光元件控制電路包括：一比較電路，比較該偵測訊號與該整流調光訊號或其相關訊號，並根據比較結果，產生一觸發訊號；以及一閂鎖電路，根據該觸發訊號，決定該開關控制訊號的導通時間。
  7. 一種發光元件控制方法，包含： 接收一整流調光訊號，其中該整流調光訊號係由一交流輸入訊號經一三極交流開關(Tri-electrode AC Switch,TRIAC)調光電路再經過整流後所產生；根據該整流調光訊號或其相關訊號，於該整流調光訊號由零電位轉為一預設電位時，產生一偵測訊號；根據一該偵測訊號，產生一開關控制訊號；根據該開關控制訊號而控制一功率級電路中至少一功率開關，以產生一閂鎖電流(latching current)，用以啟動該TRIAC調光電路；以及將該閂鎖電流輸入該發光元件，其中該產生閂鎖電流的步驟包括：根據該偵測訊號，使該開關控制訊號連續導通該功率開關一段時間。
  8. 一種發光元件控制方法，包含：接收一整流調光訊號，其中該整流調光訊號係由一交流輸入訊號經一三極交流開關(Tri-electrode AC Switch,TRIAC)調光電路再經過整流後所產生；根據一偵測訊號，產生一開關控制訊號；根據該開關控制訊號而控制一功率級電路中至少一功率開關，以產生一閂鎖電流(latching current)，用以啟動該TRIAC調光電路；以及將該閂鎖電流輸入該發光元件，其中該產生該偵測訊號之步驟，係根據以下機制中之至少一項而產生該偵測訊號：(1)偵測該整流調光訊號或其相關訊號，於該整流調光訊號為零電位或低於一預設電位時，產生該偵測訊號；(2)偵測流經該功率級電路之輸入或輸出電流或其相關訊 號，於該電流為零電流時，產生該偵測訊號；以及(3)根據該交流輸入訊號或整流調光訊號之頻率，產生一具有相應頻率之該偵測訊號。
  9. 一種發光元件控制方法，包含：接收一整流調光訊號，其中該整流調光訊號係由一交流輸入訊號經一三極交流開關(Tri-electrode AC Switch,TRIAC)調光電路再經過整流後所產生；根據一偵測訊號，產生一開關控制訊號；根據該開關控制訊號而控制一功率級電路中至少一功率開關，以產生一閂鎖電流(latching current)，用以啟動該TRIAC調光電路；以及將該閂鎖電流輸入該發光元件，其中在該功率開關之一操作週期中，先根據該偵測訊號而控制該功率開關，以產生該閂鎖電流，又該方法還包含：在產生該閂鎖電流之後，根據一回授訊號而控制該功率開關，以將該功率級電路之輸出電壓或輸出電流調節於一目標值。
  10. 一種發光元件控制方法，包含：接收一整流調光訊號，其中該整流調光訊號係由一交流輸入訊號經一三極交流開關(Tri-electrode AC Switch,TRIAC)調光電路再經過整流後所產生；根據一偵測訊號，產生一開關控制訊號；根據該開關控制訊號而控制一功率級電路中至少一功率開關，以產生一閂鎖電流(latching current)，用以啟動該TRIAC調光電路；以及將該閂鎖電流輸入該發光元件，其中該產生該開關控制訊號之步驟包括： 比較該偵測訊號與該整流調光訊號或其相關訊號，並根據比較結果，產生一觸發訊號；以及根據該觸發訊號，決定該開關控制訊號的導通時間。
  11. 一種發光元件電源供應電路，包含：一三極交流開關(Tri-electrode AC Switch,TRIAC)調光電路，根據一交流輸入訊號，產生一交流調光訊號；一整流電路，與該TRIAC調光電路耦接，並根據該交流調光訊號，產生一整流調光訊號；以及發光元件驅動電路，根據該整流調光訊號，驅動一發光元件電路，所述發光元件驅動電路包括：一功率級電路，耦接於該整流電路與該發光元件電路之間，並根據一開關控制訊號，操作其中至少一功率開關，以產生一閂鎖電流(latching current)，用以啟動該TRIAC調光電路，其中該閂鎖電流流入該發光元件電路；以及一發光元件控制電路，與該功率級電路耦接，根據一偵測訊號，以產生該開關控制訊號，其中該偵測訊號之產生係根據該整流調光訊號或其相關訊號，於該整流調光訊號由零電位轉為一預設電位時，產生該偵測訊號，且該開關控制訊號根據該偵測訊號而連續導通該功率開關一段時間。
  12. 一種發光元件電源供應電路，包含：一三極交流開關(Tri-electrode AC Switch,TRIAC)調光電路，根據一交流輸入訊號，產生一交流調光訊號；一整流電路，與該TRIAC調光電路耦接，並根據該交流調光訊號，產生一整流調光訊號；以及發光元件驅動電路，根據該整流調光訊號，驅動一發光元 件電路，所述發光元件驅動電路包括：一功率級電路，耦接於該整流電路與該發光元件電路之間，並根據一開關控制訊號，操作其中至少一功率開關，以產生一閂鎖電流(latching current)，用以啟動該TRIAC調光電路，其中該閂鎖電流流入該發光元件電路；以及一發光元件控制電路，與該功率級電路耦接，根據一偵測訊號，以產生該開關控制訊號，其中該偵測訊號，根據以下機制之至少一項產生：(1)偵測該整流調光訊號或其相關訊號，於該整流調光訊號為零電位或低於一預設電位時，產生該偵測訊號；(2)偵測流經該功率級電路之一輸入或輸出電流或其相關訊號，於該電流為零電流時，產生該偵測訊號；以及(3)根據該交流輸入訊號或整流調光訊號之頻率，產生一具有相應於該頻率之該偵測訊號。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之發光元件電源供應電路，更包含一電壓偵測電路，與該整流電路耦接，以偵測該整流調光訊號或其相關訊號。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之發光元件電源供應電路，其中該功率級電路更包含：一電流偵測電路，與該功率開關耦接，以偵測該輸入或輸出電流；以及一電感性元件，與該功率開關耦接，用以產生該閂鎖電流。
  15. 一種發光元件電源供應電路，包含：一三極交流開關(Tri-electrode AC Switch,TRIAC)調光電路，根據一交流輸入訊號，產生一交流調光訊號；一整流電路，與該TRIAC調光電路耦接，並根據該交流 調光訊號，產生一整流調光訊號；以及發光元件驅動電路，根據該整流調光訊號，驅動一發光元件電路，所述發光元件驅動電路包括：一功率級電路，耦接於該整流電路與該發光元件電路之間，並根據一開關控制訊號，操作其中至少一功率開關，以產生一閂鎖電流(latching current)，用以啟動該TRIAC調光電路，其中該閂鎖電流流入該發光元件電路；以及一發光元件控制電路，與該功率級電路耦接，根據一偵測訊號，以產生該開關控制訊號，其中該發光元件控制電路在該功率開關之一操作週期中，先根據該偵測訊號而控制該功率開關，以產生該閂鎖電流，又在產生該閂鎖電流之後，根據一回授訊號而控制該功率開關，以將該功率級電路之輸出電壓或輸出電流調節於一目標值。
  16. 一種發光元件電源供應電路，包含：一三極交流開關(Tri-electrode AC Switch,TRIAC)調光電路，根據一交流輸入訊號，產生一交流調光訊號；一整流電路，與該TRIAC調光電路耦接，並根據該交流調光訊號，產生一整流調光訊號；以及發光元件驅動電路，根據該整流調光訊號，驅動一發光元件電路，所述發光元件驅動電路包括：一功率級電路，耦接於該整流電路與該發光元件電路之間，並根據一開關控制訊號，操作其中至少一功率開關，以產生一閂鎖電流(latching current)，用以啟動該TRIAC調光電路，其中該閂鎖電流流入該發光元件電路；以及一發光元件控制電路，與該功率級電路耦接，根據一偵測訊號，以產生該開關控制訊號， 其中該發光元件控制電路包括：一比較電路，比較該偵測訊號與該整流調光訊號或其相關訊號，並根據比較結果，產生一觸發訊號；以及一閂鎖電路，根據該觸發訊號，決定該開關控制訊號的導通時間。
TW101108390A 2011-03-22 2012-03-13 發光元件電源供應電路、發光元件驅動電路及其控制方法 TWI461107B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161466118P 2011-03-22 2011-03-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201240523A TW201240523A (en) 2012-10-01
TWI461107B true TWI461107B (zh) 2014-11-11

Family

ID=46860565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101108390A TWI461107B (zh) 2011-03-22 2012-03-13 發光元件電源供應電路、發光元件驅動電路及其控制方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8710755B2 (zh)
CN (1) CN102695330B (zh)
TW (1) TWI461107B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI580307B (zh) * 2015-04-30 2017-04-21 立錡科技股份有限公司 發光元件驅動電路及其中之控制電路與控制方法

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8593079B2 (en) * 2010-03-29 2013-11-26 Innosys, Inc LED dimming driver
US8508147B2 (en) * 2010-06-01 2013-08-13 United Power Research Technology Corp. Dimmer circuit applicable for LED device and control method thereof
JP5879728B2 (ja) * 2010-09-17 2016-03-08 東芝ライテック株式会社 電源装置、照明装置および電源システム
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
KR20130120407A (ko) * 2012-04-25 2013-11-04 서울반도체 주식회사 발광 다이오드 조광 장치
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
US9215770B2 (en) 2012-07-03 2015-12-15 Philips International, B.V. Systems and methods for low-power lamp compatibility with a trailing-edge dimmer and an electronic transformer
US9167664B2 (en) 2012-07-03 2015-10-20 Cirrus Logic, Inc. Systems and methods for low-power lamp compatibility with a trailing-edge dimmer and an electronic transformer
US9215765B1 (en) 2012-10-26 2015-12-15 Philips International, B.V. Systems and methods for low-power lamp compatibility with an electronic transformer
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
KR101334042B1 (ko) * 2012-11-30 2013-11-28 주식회사 실리콘웍스 Ｌｅｄ 조명 장치 및 그의 전류 레귤레이터와 전류 레귤레이팅 방법
US9273858B2 (en) 2012-12-13 2016-03-01 Phillips International, B.V. Systems and methods for low-power lamp compatibility with a leading-edge dimmer and an electronic transformer
TWI462640B (zh) * 2012-12-25 2014-11-21 Unity Opto Technology Co Ltd Adaptive LED dimming drive circuit
US9263964B1 (en) 2013-03-14 2016-02-16 Philips International, B.V. Systems and methods for low-power lamp compatibility with an electronic transformer
WO2014186371A1 (en) 2013-05-13 2014-11-20 Cirrus Logic, Inc. Stabilization circuit for low-voltage lighting
TWI508615B (zh) * 2013-06-04 2015-11-11 Jin Fa Li 主動式自我調節電路
US9635723B2 (en) * 2013-08-30 2017-04-25 Philips Lighting Holding B.V. Systems and methods for low-power lamp compatibility with a trailing-edge dimmer and an electronic transformer
WO2015044798A1 (en) * 2013-09-27 2015-04-02 Xsi Semiconductors Private Ltd Light emitting diode (led) dimmer circuit and dimming method for leds
US9179508B2 (en) * 2014-01-10 2015-11-03 Earl W. McCune, Jr. Solid-state lighting dimming
TWI514923B (zh) * 2014-01-29 2015-12-21 Anteya Technology Corp Application of AC Silicon Gate Control Instrument to Achieve Control of LED Color and Brightness Adjustment System, control method and LED lighting device
US9402293B2 (en) * 2014-04-24 2016-07-26 Power Integrations, Inc. Multi-bleeder mode control for improved LED driver performance
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
US9385598B2 (en) 2014-06-12 2016-07-05 Koninklijke Philips N.V. Boost converter stage switch controller
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
US9307606B2 (en) * 2014-07-16 2016-04-05 Richtek Technology Corporation Light emitting device driver circuit and control circuit and control method thereof
GB2534425A (en) 2015-01-26 2016-07-27 Lily Digital Llp Control circuit and method
US9578699B2 (en) * 2015-02-11 2017-02-21 Cypress Semiconductor Corporation Control circuit
DE112015007044B4 (de) * 2015-10-23 2022-11-24 Dialog Semiconductor Inc. Schaltleistungswandler mit magnetisierender Stromformung
TWI563872B (en) * 2015-11-05 2016-12-21 Ind Tech Res Inst Dimming control method and circuit thereof
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
US10143051B2 (en) * 2016-11-16 2018-11-27 Joulwatt Technology (Hangzhou) Co., Ltd. Bleeder circuit and control method thereof, and LED control circuit
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
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
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
PL3749059T3 (pl) * 2019-04-16 2023-05-15 Shenzhen Sunmoon Microelectronics Co., Ltd Obwód sterujący i sposób sterowania z ustalonym czasem upływu
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
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

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6150802A (en) * 1998-08-28 2000-11-21 Hewlett-Packard Company Adjustable voltage controlled DC to DC switcher current source
US6198611B1 (en) * 1998-12-15 2001-03-06 Pass & Seymour, Inc. Arc fault circuit interrupter without DC supply
TW200413875A (en) * 2002-08-21 2004-08-01 Motorola Inc Closed loop current control circuit and method thereof
US7656103B2 (en) * 2006-01-20 2010-02-02 Exclara, Inc. Impedance matching circuit for current regulation of solid state lighting

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7902769B2 (en) * 2006-01-20 2011-03-08 Exclara, Inc. Current regulator for modulating brightness levels of solid state lighting
CN201178507Y (zh) * 2008-04-14 2009-01-07 曹型勇 发光二极管交通灯恒流自动调光电源
CN101854759B (zh) * 2009-03-31 2011-07-06 凹凸电子（武汉）有限公司 对光源进行电能控制的驱动电路和方法及系统
US8222832B2 (en) * 2009-07-14 2012-07-17 Iwatt Inc. Adaptive dimmer detection and control for LED lamp

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6150802A (en) * 1998-08-28 2000-11-21 Hewlett-Packard Company Adjustable voltage controlled DC to DC switcher current source
US6198611B1 (en) * 1998-12-15 2001-03-06 Pass & Seymour, Inc. Arc fault circuit interrupter without DC supply
TW200413875A (en) * 2002-08-21 2004-08-01 Motorola Inc Closed loop current control circuit and method thereof
US7656103B2 (en) * 2006-01-20 2010-02-02 Exclara, Inc. Impedance matching circuit for current regulation of solid state lighting

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI580307B (zh) * 2015-04-30 2017-04-21 立錡科技股份有限公司 發光元件驅動電路及其中之控制電路與控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102695330A (zh) 2012-09-26
CN102695330B (zh) 2014-11-12
US8710755B2 (en) 2014-04-29
TW201240523A (en) 2012-10-01
US20120242238A1 (en) 2012-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI461107B (zh) 發光元件電源供應電路、發光元件驅動電路及其控制方法
TWI489911B (zh) 可全相位啟動三極交流開關之主動洩流電路及使用該主動洩流電路之發光元件電源供應電路與三極交流開關控制方法
TWI437915B (zh) Ｌｅｄ驅動電路、ｌｅｄ照明器具、ｌｅｄ照明裝置、及ｌｅｄ照明系統
TWI387396B (zh) 可調光的發光二極體燈及可調光的發光二極體照明裝置
TWI571174B (zh) Ｌｅｄ驅動裝置及用於其中的半導體晶片
US8970127B2 (en) Lighting circuit and illumination device
EP2515611B1 (en) Lighting device and illumination apparatus
JP5760176B2 (ja) 固体光源点灯装置およびそれを用いた照明器具と照明システム
US9713206B2 (en) LED (light-emitting diode) string derived controller power supply
TWI478625B (zh) 調光控制器、光源驅動電路、及光源驅動方法
CN103068104B (zh) 点灯装置及使用该点灯装置的照明器具
JP6031669B2 (ja) 低出力照明ユニットを動作させる回路装置及びそれを動作させる方法
TWM503722U (zh) 具有調光功能之發光元件電源供應電路及其中之控制電路
JP5441638B2 (ja) 調光装置
TWI653907B (zh) 光源驅動電路及亮度和色溫控制器
JP2012209103A (ja) Ｌｅｄ調光回路
US10462859B2 (en) Clocked flyback converter circuit
JP2012238755A (ja) 固体光源点灯装置およびそれを用いた照明器具
JP2014109784A (ja) 発光ダイオード照明用電源装置および発光ダイオード照明装置
US20110228565A1 (en) Switchmode power supply for dimmable light emitting diodes
JP5671016B2 (ja) トライアック調光器のためのｌｅｄとの電力インターフェース
US9801246B2 (en) Dimmable LED light
JP2009302017A (ja) 発光ダイオード点灯装置および照明装置
US11172551B2 (en) Solid-state lighting with a driver controllable by a power-line dimmer
CN204634089U (zh) 变换器电路及led灯