TWI468068B

TWI468068B - 光源驅動電路、光源亮度控制器以及光源亮度控制方法

Info

Publication number: TWI468068B
Application number: TW100141439A
Authority: TW
Inventors: Tiesheng Yan; Ching Chuan Kuo; Zhimou Ren; Jun Ren
Original assignee: O2Micro Int Ltd
Priority date: 2010-11-15
Filing date: 2011-11-14
Publication date: 2015-01-01
Also published as: CN102076149B; CN102076149A; US8169160B2; US20110080119A1; TW201220938A

Description

光源驅動電路、光源亮度控制器以及光源亮度控制方法

本發明係有關一種驅動電路，尤其是一種光源驅動電路及光源亮度控制器和光源亮度控制方法。

光源，例如發光二極體(LED)，能用於液晶顯示器背光、街道照明和家電。相對於其他光源，發光二極體有許多優點，例如高效率和使用壽命長。

圖1所示為一種習知光源驅動電路100的電路圖，例如，驅動一發光二極體串108。圖2所示為圖1中所示之發光二極體串的電流波形圖200。如圖1所示，光源驅動電路100驅動發光二極體串108，光源驅動電路100包括電源102、整流器104、電容106、控制器110和降壓轉換器111。電源102提供一交流輸入電壓。整流器104和電容106將交流輸入電壓轉換為一直流輸入電壓V_IN 。

在控制器110的控制下，降壓轉換器111將直流輸入電壓V_IN 進一步轉換成發光二極體串108上的直流輸出電壓V_OUT 。基於直流輸出電壓V_OUT ，光源驅動電路100產生一流經發光二極體串108的發光二極體電流I_LED 。降壓轉換器111包括二極體116、電感118和開關112。開關112可為圖1中所示之N通道電晶體。控制器110的DRV引腳耦接至開關112的閘極，CS引腳耦接至開關112的源極。電阻114耦接於CS引腳和地之間，用於產生一指示發光二極體電流I_LED 的感測電壓。控制器110控制開關112交替地斷開和導通。

參考圖2，當開關112導通時，發光二極體電流I_LED 升高並經由電感118、開關112和電阻114流向地。控制器110透過CS引腳接收指示發光二極體電流I_LED 的感測電壓。當發光二極體電流I_LED 達到一發光二極體峰值電流I_PEAK 時，控制器110斷開開關112。當開關112斷開時，發光二極體電流I_LED 從發光二極體峰值電流I_PEAK 處下降並流經電感118和二極體106。

控制器110能工作在恒定週期模式或者恒定關斷時間模式。在恒定週期模式下，控制器110交替地斷開和導通開關112，並維持從DRV引腳所輸出的控制信號的週期T_S 基本上恒定。發光二極體電流I_LED 的平均值I_AVG 為：

其中，L為電感118的電感值。在恒定關斷時間模式下，控制器110交替地斷開和導通開關112，並維持開關112的斷開時間T_OFF 基本恒定。發光二極體電流I_LED 的平均值I_AVG 為：

根據方程式(1)和(2)，發光二極體電流I_LED 的平均值I_AVG 係取決於直流輸入電壓V_IN 、直流輸出電壓V_OUT 和電感118的電感值。換言之，當直流輸入電壓V_IN 、直流輸出電壓V_OUT 和電感118變化時，發光二極體電流I_LED 的平均值I_AVG 隨之變化。因此，發光二極體電流I_LED 無法被精確控制，並最終影響發光二極體亮度的穩定性。

本發明的目的為提供一種光源驅動電路，包括：一轉換器，根據一驅動信號將一輸入電壓轉換為一光源上的一輸出電壓，其中，流經該光源的一平均電流係取決於該驅動信號的一責任週期；一感測器，根據該驅動信號選擇性地耦接至該轉換器或與該轉換器斷開耦接，其中，當該感測器耦接至該轉換器時，產生指示流經該光源的一電流的一感測電壓；以及一控制器，耦接至該轉換器和該感測器，該控制器比較該感測電壓和指示流經該光源的一預設平均電流的一參考電壓，進而產生一補償信號，並且根據該補償信號產生該驅動信號，其中，根據該補償信號調整該驅動信號的該責任週期，進而調整流經該光源的該平均電流至該預設平均電流。

本發明還提供一種光源亮度控制器，包括：一第一引腳，接收流經一光源的一電流；一第二引腳，根據一驅動信號與該第一引腳交替地耦接和斷開，當該第二引腳與該第一引腳耦接時，產生指示該電流的一感測電壓，其中，該驅動信號的一責任週期決定流經該光源的一平均電流；以及一第三引腳，根據該感測電壓和指示流經該光源的一預設平均電流的一參考電壓之間的一電壓差產生一補償信號，其中，根據該補償信號調整該驅動信號的該責任週期，進而調整該平均電流至該預設平均電流。

本發明還提供一種光源亮度控制方法，包括：根據一驅動信號，一轉換器將一輸入電壓轉換成一光源上的一輸出電壓；該驅動信號的一責任週期決定流經該光源的一平均電流；在一感測器上產生一感測電壓，其中，該感測器係根據該驅動信號選擇性地與該轉換器耦接和斷開耦接，其中，當該感測器與該轉換器耦接時，該感測電壓指示一光源電流；比較該感測電壓和指示流經該光源的一預設平均電流的一參考電壓，並產生一補償信號；以及根據該補償信號調整該驅動信號的該責任週期，進而將流經該光源的該平均電流調整至該預設平均電流。

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。

在一實施例中，本發明公開了一種光源驅動電路。該電路包括：轉換器、感測器和控制器。轉換器根據驅動信號將輸入電壓轉換成光源上的輸出電壓。流經該光源的平均電流取決於驅動信號的責任週期。感測器根據驅動信號選擇性地耦接至轉換器或與轉換器斷開耦接。當感測器與轉換器耦接時，感測器產生指示流經光源的電流的感測電壓。控制器與感測器和轉換器耦接。控制器比較感測電壓和指示流經光源的預設平均電流的參考電壓進而產生補償信號，並根據補償信號產生驅動信號，其中，根據補償信號調整驅動信號的責任週期進而調整流經光源的平均電流至預設平均電流。

圖3所示為根據本發明一實施例光源驅動電路300。在一實施例中，光源驅動電路300包括電源302、整流器304、電容306、控制器310、轉換器311和感測器(例如，電阻314)。光源驅動電路300耦接至一或多個光源(例如，發光二極體串308)，用於控制光源之亮度。在一實施例中，電源302提供一交流電壓，整流器304和電容306將此交流電壓轉換為一直流輸入電壓V_IN 。轉換器311進一步將直流輸入電壓V_IN 轉換成發光二極體串308上的直流輸出電壓V_OUT 。在一實施例中，轉換器311包括二極體316、開關312和電感318。根據開關312和二極體316的狀態，轉換器311交替地耦接電感318至直流輸入電壓V_IN ，進而儲存能量至電感318和釋放電感318的能量至發光二極體串308。對於一個給定的直流輸入電壓V_IN ，直流輸出電壓V_OUT 係由開關312的責任週期決定之，即開關312的導通時間T_ON 和週期T_S 的比值。

開關312的責任週期係受控於控制器310。在一實施例中，控制器310包括：COMP引腳、RT引腳、VDD引腳、GND引腳、DRV引腳和SOURCE引腳。在一實施例中，開關312是N通道電晶體。開關312的閘極耦接至控制器310的DRV引腳。開關312的源極耦接至控制器310的SOURCE引腳。開關312的基極也和控制器310的SOURCE引腳一起透過電阻314耦接至地。控制器310的COMP引腳透過串聯耦接的電阻320和儲能元件(例如，電容322)耦接至地。RT引腳透過電阻324耦接至地。VDD引腳透過電容326接地，並透過電阻336與直流輸入電壓V_IN 耦接，並且透過二極體332和電阻334與線圈338耦接。線圈338與電感318磁性耦接。在VDD引腳處產生啟動控制器310的啟動電壓。另外，VDD引腳也可耦接一用於提供啟動電壓的電壓源(未示出)。

在操作中，根據開關312的狀態電阻314耦接至轉換器311或者斷開與轉換器311的耦接。當開關312導通時，發光二極體電流I_LED 流經第一電流路徑(包括：發光二極體串308、電感318、開關312和電阻314)。電阻314上的電壓指示發光二極體電流I_LED 並經SOURCE引腳被控制器310作為感測電壓接收。當開關312斷開時，發光二極體電流I_LED 流經第二電流路徑(包括：發光二極體串308、電感318和二極體316)，換言之，無電流流經開關312和電阻314。相應地，在一實施例中，SOURCE引腳處的感測電壓基本上為零。

在一實施例中，控制器310比較感測電壓和指示一預設發光二極體平均電流I_AVG0 的參考電壓V_REF ，並在COMP引腳處產生一補償信號328。根據補償信號328，控制器310在DRV引腳處產生一驅動信號330，以交替地斷開和導通開關312並調整驅動信號330的責任週期。如此一來，透過調整驅動信號330的責任週期，將流經發光二極體串308的發光二極體平均電流I_AVG 調整至預設發光二極體平均電流I_AVG0 。發光二極體平均電流I_AVG 不再取決於直流輸入電壓V_IN 、直流輸出電壓V_OUT 和電感值。有利之處在於，透過引入補償信號328、直流輸入電壓V_IN 、直流輸出電壓V_OUT 和電感值，對發光二極體電流I_LED 的影響得以減少或消除，進而提高了光源亮度的穩定性。

圖4所示為根據本發明一實施例控制器310的電路示意圖。圖4中與圖3標號相同的元件具有相似功能。圖4將結合圖3進行描述。在圖4的實施例中，控制器310包括：啟動電路402、振盪器404、信號產生器406、觸發器408、比較器410、輸出電路(例如，及閘)412、保護電路414、放大器416(例如，轉導放大器)和控制開關418。放大器416、控制開關418和比較器410組成一個回授電路。

啟動電路402透過VDD引腳接收一啟動電壓。當VDD引腳處的啟動電壓達到控制器310的一預設啟動電壓位準時，啟動電路402向控制器310內的其他元件提供能量進而使控制器310工作。在一實施例中，振盪器404產生一脈衝信號420，而且脈衝信號420的預設頻率係取決於電阻324。觸發器408透過S引腳接收脈衝信號420。脈衝信號420也提供給信號產生器406以產生與脈衝信號420頻率相同的斜坡信號422。如圖3中所述，控制器310的SOURCE引腳耦接至電阻314並接收指示發光二極體電流I_LED 的感測電壓。感測電壓被提供給保護電路414以向輸出電路412輸出一保護信號424。保護信號424指示光源驅動電路300工作在正常情況下或者異常情況(例如，短路或過壓條件下)。

而且，感測電壓被提供給放大器416的一輸入端(例如，反相端)。放大器416的另一輸入端(例如，非反相端)接收指示預設發光二極體平均電流I_AVG0 的參考電壓V_RGF 。放大器416的輸出電流是差分輸入電壓的函數。在一實施例中，輸出電流與感測電壓和參考電壓V_REF 的差值成正比。輸出電流透過一充電路徑(包括：控制開關418和電阻320)向電容322充電，進而在COMP引腳處產生補償信號328。補償信號328被提供給比較器410的一輸入端(例如，反相端)。比較器410比較補償信號328和斜坡信號422，並向觸發器408的R引腳輸出一重置信號428。在一實施例中，重置信號428是脈波寬度調變(PWM)信號。經過脈衝信號420和重置信號428之觸發，觸發器408透過輸出Q引腳輸出一控制信號430。在一實施例中，控制信號430進一步被提供給輸出電路412和控制開關418。

因此，輸出電路412接收了控制信號430和保護信號424。如此一來，當保護信號424指示一異常情況發生時，輸出電路412所輸出的驅動信號330斷開開關312以防止光源驅動電路300在異常情況下工作。當光源驅動電路300工作在正常情況下，驅動信號330取決於控制信號430並交替地斷開和導通開關312。換言之，在一實施例中，當光源驅動電路300工作在正常情況下，驅動信號330的波形跟隨控制信號430的波形。因此，控制開關418的狀態與開關312的狀態同步。參考圖3，當開關312斷開時，電容322的充電路徑也被相應地切斷進而使補償信號328鉗制在一非零位準。當開關312導通時，電容322的充電路徑導通，而且控制器310透過SOURCE引腳接收感測電壓並產生補償信號328。根據補償信號328，DRV引腳處的驅動信號330驅動開關312使得發光二極體串308的發光二極體平均電流I_AVG 調整至預設發光二極體平均電流I_AVG0 。

有利之處在於，在一實施例中，預設發光二極體平均電流I_AVG0 取決於預設參考電壓V_REF 且與各種電路條件無關，例如直流輸入電壓V_IN 、負載情況和電感318。進而，光源亮度穩定性得到了提高。

圖5所示為根據本發明一實施例光源驅動電路300的時序圖500。圖5將結合圖3和圖4進行描述。波形502表示脈衝信號420。波形504表示斜坡信號422。波形506表示SOURCE引腳處的感測電壓。波形508表示COMP引腳處的補償信號328。波形510表示重置信號428。波形512表示DRV引腳處的驅動信號330。

在圖5的實施例中，當T0時，脈衝信號420從低電位(邏輯0)升至高電位(邏輯1)，並且斜坡信號422開始升高時，驅動信號330被設為邏輯1使得開關312導通。隨著流經電阻314的發光二極體電流I_LED 增大，SOURCE引腳處的感測電壓也增大。隨著感測電壓的增大，放大器416的輸出電流減小，補償信號328也同樣減小。補償信號328減小直到補償信號328與斜坡信號422在T1時刻交會。由於補償信號328與斜坡信號422在T1時刻的交會，比較器410所輸出的重置信號428從邏輯0變為邏輯1，並且驅動信號330被設為邏輯0使得開關312斷開。

由於開關312是斷開的，因此，無電流流經電阻314，因此，在T1時刻，SOURCE引腳處的感測電壓降至基本上為零。如圖4所示，控制開關418和開關312同時斷開，因此在T1時刻，電容322的充電路徑被切斷而且補償信號328被鉗制在非零值。經歷T0時刻後的脈衝信號420的一個週期T_S ，例如T2時刻，脈衝信號420從低電位變成高電位進而送出下一個脈衝，而與脈衝信號420頻率相同的斜坡信號422快速地降低且小於被鉗制至非零值的補償信號328。在T2時刻，重置信號428再次被設為邏輯0並且驅動信號330被設為邏輯1。進而，從T0時刻至T2時刻的一迴圈週期結束。從T2時刻開始，一個新迴圈週期開始。

如圖5所示，驅動信號330的責任週期係取決於指示SOURCE引腳處的感測電壓和參考電壓V_REF 之間之電壓差的補償信號328。驅動信號330的責任週期被用於調整發光二極體平均電流I_AVG ，使其調整至參考電壓V_REF 所指示的預設發光二極體平均電流I_AVG0 。換言之，形成了一個將感測電壓回授給控制器310並與參考電壓V_REF 相比較的回授回路，感測電壓和參考電壓V_REF 之間的電壓差用於產生補償信號328，進而將發光二極體平均電流I_AVG 調整至預設平均發光二極體電流I_AVG0 。因此，即使光源驅動電路300的電路情況發生變化，由於回授回路的作用，驅動信號330的責任週期能被動態地調整進而保持發光二極體平均電流I_AVG 基本等於預設發光二極體平均電流I_AVG0 。

例如，當直流輸入電壓V_IN 增加時，發光二極體電流I_LED 和SOURCE引腳處的暫態感測電壓相應增加。隨著感測電壓的增加，補償信號328減小，因此驅動信號330的責任週期D減小。當驅動信號330的責任週期D減小時，發光二極體電流I_LED 相應減小，使直流輸入電壓V_IN 增加所帶來的影響被驅動信號330減小的責任週期D抵消，並因此保持發光二極體平均電流I_AVG 基本等於預設發光二極體平均電流I_AVG0 。相似地，當其他電路情況改變時，例如負載情況和電感318，由於驅動信號330責任週期D的動態調整作用，發光二極體平均電流I_AVG 被保持在基本上等於預設發光二極體平均電流I_AVG0 。

圖6所示為根據本發明另一實施例光源驅動電路600的電路示意圖。與圖3中元件標號相同的元件具有相似的功能。除了電源302、整流器304、電容306、二極體316和電感318，光源驅動電路600還包括控制器610，而且控制器610包括VDD引腳、DRAIN引腳、SOURCE引腳、GND引腳、HV_GATE引腳、COMP引腳、CLK引腳和RT引腳。HV_GATE引腳透過電阻606耦接至直流輸入電壓V_IN ，並透過電容608耦接至地。COMP引腳透過串聯耦接的電阻618和儲能元件(例如，電容620)耦接至地。CLK引腳透過並聯耦接的電阻614和電容616耦接至地。CLK引腳也透過電阻612與直流輸入電壓V_IN 耦接。RT引腳透過電阻628耦接至地。VDD引腳透過串聯耦接的電阻604、開關602和二極體622與HV_GATE引腳耦接。在一實施例中，開關602是N通道電晶體，並且其閘極與電阻604耦接，源極與二極體622的陽極耦接，汲極與電感318耦接。VDD引腳也透過電容624耦接至地。DRAIN引腳與開關602的源極耦接。SOURCE引腳透過電阻626耦接至地。GND引腳耦接至地。

與圖3所示之光源驅動電路300不同的是，光源驅動電路300把用於交替進行電感318充電和放電的開關312設置於控制器310之外，而光源驅動電路600的控制器610整合了使電感318交替充電和放電的功能。

圖7所示為根據本發明一實施例控制器610的電路圖示意圖。與圖4中元件標號相同的元件具有相似的功能。圖7將結合圖4和圖6進行描述。在圖7所示的實施例中，控制器610包括：啟動電路402、振盪器404、信號產生器406、觸發器408、比較器410、輸出電路412、保護電路414、放大器416、開關418、開關702、齊納二極體704和HV_GATE致能模組706。開關702使電感318交替地充電和放電。當開關702導通時，發光二極體電流I_LED 經發光二極體串308、電感318、開關602、開關702和電阻626流向地。當開關702斷開時，發光二極體電流I_LED 流經發光二極體串308、電感318和二極體316。因此，當開關702導通時，SOURCE引腳處產生指示發光二極體電流I_LED 的感測電壓。

在一實施例中，開關702是一個N通道電晶體，並且開關702之閘極與輸出電路412耦接，汲極與DRAIN引腳耦接，源極與SOURCE引腳耦接。齊納二極體704耦接於HV_GATE引腳和地之間。HV_GATE致能模組706耦接於CLK引腳和HV_GATE引腳之間。當光源驅動電路600由電源302供電後，為回應直流輸入電壓V_IN 而在CLK引腳處產生一致能信號。為回應致能信號，HV_GATE致能模組706使HV_GATE引腳處產生一由齊納二極體704所決定的恒定電壓(例如，15V)。在HV_GATE引腳處之恒定電壓的驅動下，開關602被導通。VDD引腳處獲得一個衍生於開關602之源極之源極電壓的啟動電壓。啟動電壓致能控制器610工作。SOURCE引腳處的感測電壓被回授回來並與指示預設發光二極體平均電流I_AVG0 的參考電壓V_REF 比較後產生補償信號328。根據補償信號328確定驅動信號330的責任週期D。具有確定責任週期D的驅動信號330交替地斷開和導通開關702進而調整發光二極體平均電流I_AVG 至預設發光二極體平均電流I_AVG0 。

採用圖6和圖7的電路，當光源驅動電路600被供電後，由於CLK引腳處的致能信號、HV_GATE引腳處的穩定直流電壓、和VDD引腳處的啟動電壓，控制器610能夠自動工作。正常操作模式下，DRAIN引腳接收發光二極體電流I_LED ，SOURCE引腳與DRAIN引腳的耦接根據驅動信號330而交替地導通和斷開。驅動信號330的責任週期D決定發光二極體平均電流I_AVG 。COMP引腳處根據感測電壓和參考電壓V_REF 之間的電壓差而產生補償信號328。根據補償信號 328，驅動信號330的責任週期D被調整，以調整發光二極體平均電流I_AVG 至預設發光二極體平均電流I_AVG0 。

圖3、4、6和7所揭示的實施例旨在解釋本發明而非限制。示例性的電路可在本發明精神內做各種變化。例如，只要能夠產生代表感測電壓和參考電壓V_REF 之間電壓差的補償信號328，其他類似元件可以替代放大器416。而且，電感318可被設置於直流輸入電壓V_IN 和發光二極體串308之間。

圖8所示為根據本發明一實施例的控制光源亮度方法的流程圖800。圖8將結合圖3和圖4進行描述。雖然圖8揭示了具體步驟，這些步驟是示例性的。也就是說，本發明能執行其他步驟或者圖8所述步驟演變而來的步驟。

在步驟802，根據驅動信號，轉換器將輸入電壓轉換成光源(例如，發光二極體串)上的輸出電壓。在一實施例中，根據控制器310的DRV引腳處的驅動信號330，轉換器311將直流輸入電壓V_IN 轉換成發光二極體串308上的直流輸出電壓V_OUT 。

在步驟804，發光二極體平均電流I_AVG 取決於驅動信號的責任週期。在一實施例中，驅動信號330的責任週期D決定開關312的導通狀態進而調整發光二極體平均電流I_AVG 。也就是說，發光二極體平均電流I_AVG 取決於驅動信號330的責任週期D。

在步驟806，當感測器耦接至轉換器時，在感測器上產生指示發光二極體電流的感測電壓。根據驅動信號，感測器選擇性地耦接至轉換器或與轉換器斷開耦接。在一實施例中，當開關312導通時，感測器(例如，電阻314)上的電壓指示發光二極體電流I_LED 。電阻314上的電壓透過SOURCE引腳被控制器310作為指示發光二極體電流I_LED 的感測電壓接收。當開關312斷開時，電阻314與轉換器311斷開耦接時，開關312的導通狀態取決於驅動信號330。

在步驟808，感測電壓與指示預設發光二極體平均電流的參考電壓比較並產生一補償信號。在一實施例中，放大器416比較感測電壓和指示預設發光二極體平均電流I_VAG0 的參考電壓並在COMP引腳處產生補償信號328。

在步驟810，根據補償信號調整驅動信號的責任週期進而調整發光二極體平均電流I_VAG 至預設發光二極體平均電流I_VAG0 。在一實施例中，比較器410比較補償信號328和斜坡信號422。比較器410的輸出調整驅動信號330的責任週期D進而調整發光二極體平均電流I_VAG 至預設發光二極體平均電流I_VAG0 。

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‧‧‧光源驅動電路

102‧‧‧電源

104‧‧‧整流器

106‧‧‧電容

108‧‧‧發光二極體串

110‧‧‧控制器

111‧‧‧降壓轉換器

112‧‧‧開關

114‧‧‧電阻

116‧‧‧二極體

118‧‧‧電感

200‧‧‧電流波形圖

300‧‧‧光源驅動電路

302‧‧‧電源

304‧‧‧整流器

306‧‧‧電容

308‧‧‧發光二極體串

310‧‧‧控制器

311‧‧‧轉換器

312‧‧‧開關

314‧‧‧電阻

316‧‧‧二極體

318‧‧‧電感

320‧‧‧電阻

322‧‧‧電容

324‧‧‧電阻

326‧‧‧電容

328‧‧‧補償信號

330‧‧‧驅動信號

332‧‧‧二極體

334‧‧‧電阻

336‧‧‧電阻

338‧‧‧線圈

402‧‧‧啟動電路

404‧‧‧振盪器

406‧‧‧信號產生器

408‧‧‧觸發器

410‧‧‧比較器

412‧‧‧輸出電路

414‧‧‧保護電路

416‧‧‧放大器

418‧‧‧控制開關

420‧‧‧脈衝信號

422‧‧‧斜坡信號

424‧‧‧保護信號

428‧‧‧重置信號

430‧‧‧控制信號

500‧‧‧時序圖

502、504、506、508、510、512‧‧‧波形

600‧‧‧光源驅動電路

602‧‧‧開關

604‧‧‧電阻

606‧‧‧電阻

608‧‧‧電容

610‧‧‧控制器

612‧‧‧電阻

614‧‧‧電阻

616‧‧‧電容

618‧‧‧電阻

620‧‧‧電容

622‧‧‧二極體

624‧‧‧電容

626、628‧‧‧電阻

702‧‧‧開關

704‧‧‧齊納二極體

706‧‧‧HV_GATE致能模組

800‧‧‧流程圖

802、804、806、808、810‧‧‧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所示為習知光源驅動電路的電路圖。

圖2所示為圖1中所示之發光二極體串的電流波形圖。

圖3所示為根據本發明一實施例光源驅動電路示意圖。

圖4所示為根據本發明一實施例控制器的電路示意圖。

圖5所示為根據本發明一實施例光源驅動電路的時序圖。

圖6所示為根據本發明另一實施例光源驅動電路的電路示意圖。

圖7所示為根據本發明一實施例控制器的電路圖示意圖。

圖8所示為根據本發明一實施例的控制光源亮度方法的流程圖。

300．．．光源驅動電路

302．．．電源

304．．．整流器

306．．．電容

308．．．發光二極體串

310．．．控制器

311．．．轉換器

312．．．開關

314．．．電阻

316．．．二極體

318．．．電感

320．．．電阻

322．．．電容

324．．．電阻

326．．．電容

328．．．補償信號

330．．．驅動信號

332．．．二極體

334、336．．．電阻

338．．．線圈

Claims

一種光源驅動電路，包括：一轉換器，根據一驅動信號將一輸入電壓轉換為一光源上的一輸出電壓，其中，流經該光源的一平均電流係取決於該驅動信號的一責任週期；一感測器，根據該驅動信號選擇性地耦接至該轉換器或與該轉換器斷開耦接，其中，當該感測器耦接至該轉換器時，產生指示流經該光源的一電流的一感測電壓；以及一控制器，耦接至該轉換器和該感測器，該控制器比較該感測電壓和指示流經該光源的一預設平均電流的一參考電壓，進而產生一補償信號，並且根據該補償信號產生該驅動信號，其中，根據該補償信號調整該驅動信號的該責任週期，進而調整流經該光源的該平均電流至該預設平均電流；其中，該控制器包括：一回授電路，耦接至該感測器，該回授電路比較該感測電壓和該參考電壓並產生該補償信號，並且透過比較該補償信號和一斜坡信號輸出一重置信號；該回授電路包括：一放大器，比較該感測電壓和該參考電壓，並產生一輸出電流；一充電路徑，耦接至該放大器，該輸出電流透過該充電路徑對一儲能元件充電，並產生該補償信號；以及一比較器，耦接至該充電路徑；該充電路徑包括：一第一開關，耦接至該回授電路，該第一開關根據一控制信號交替地斷開和導通該充電路徑，其中，該控制信號係根據該重置信號和一脈衝信號產生之。
如申請專利範圍第1項的光源驅動電路，其中，該光源係為一發光二極體。
如申請專利範圍第1項的光源驅動電路，進一步包括：一第二開關，耦接至該感測器，該第二開關根據該驅動信號交替地導通和斷開，其中，當該第二開關導通時，該感測器感測流經該光源的該電流並提供該感測電壓。
如申請專利範圍第3項的光源驅動電路，進一步包括：一第三開關，耦接至該第二開關，該第三開關將該電流從該光源傳導到該第二開關，該第三開關耦接至該控制器並提供一啟動電壓至該控制器。
如申請專利範圍第1項的光源驅動電路，其中，該控制器進一步包括：一保護電路，根據該感測電壓產生一保護信號；以及一輸出電路，耦接至該保護電路，該輸出電路根據該保護信號和該控制信號產生該驅動信號。
如申請專利範圍第1項的光源驅動電路，其中，該轉換器包括一第二開關，且其中，當該第二開關斷開時，該補償信號被鉗制於一非零值。
一種光源亮度控制器，包括：一第一引腳，接收流經一光源的一電流；一第二引腳，根據一驅動信號與該第一引腳交替地耦接和斷開，當該第二引腳與該第一引腳耦接時，產生指示該電流的一感測電壓，其中，該驅動信號的一責任週期決定流經該光源的一平均電流；一第三引腳，根據該感測電壓和指示流經該光源的一預設平均電流的一參考電壓之間的一電壓差產生一補償信號，其中，根據該補償信號調整該驅動信號的該責任週期，進而調整該平均電流至該預設平均電流；一保護電路，耦接至該第二引腳，並根據該感測電壓產生一保護信號；以及一輸出電路，耦接至該保護電路，且根據該保護信號和一控制信號產生該驅動信號。
如申請專利範圍第7項的光源亮度控制器，其中，當該第一引腳與該第二引腳斷開耦接時，該補償信號被鉗制於一非零值。
如申請專利範圍第7項的光源亮度控制器，進一步包括：一放大器，耦接至該第二引腳，該放大器接收該感測電壓並比較該感測電壓和該參考電壓，以提供一輸出電流；以及一充電路徑，將該輸出電流傳導給與該第三引腳耦接的一儲能元件，進而產生該補償信號。
如申請專利範圍第7項的光源亮度控制器，進一步包括：一振盪器，產生一脈衝信號；一信號產生器，耦接至該振盪器，並產生一斜坡信號；一比較器，耦接至該信號產生器，並比較該斜坡信號和該補償信號，以產生一重置信號；以及一觸發器，耦接至該振盪器和該比較器，並根據該脈衝信號和該重置信號產生該控制信號。
如申請專利範圍第10項的光源亮度控制器，進一步包括：一第四引腳，耦接至一電阻，且決定該脈衝信號和該斜坡信號的一頻率。
如申請專利範圍第7項的光源亮度控制器，進一步包括：一第四引腳，接收一致能信號以致能該光源亮度控制器；一第五引腳，產生一恒定直流電壓以回應該致能信號；以及一第六引腳，接收衍生於一開關的一啟動電壓，其中，該開關被該恒定直流電壓導通，產生該啟動電壓，該開關將流經該光源的該電流傳導給該第一引腳。
一種光源亮度控制方法，包括：根據一驅動信號，一轉換器將一輸入電壓轉換成一光源上的一輸出電壓；該驅動信號的一責任週期決定流經該光源的一平均電流；在一感測器上產生一感測電壓，其中，該感測器係根據該驅動信號選擇性地與該轉換器耦接和斷開耦接，其中，當該感測器與該轉換器耦接時，該感測電壓指示一光源電流；比較該感測電壓和指示流經該光源的一預設平均電流的一參考電壓，並產生一流經一充電路徑的一輸出電流；交替地切斷和導通該充電路徑中的一開關；用該輸出電流對一儲能元件充電；根據該儲能元件的電壓產生一補償信號；以及根據該補償信號調整該驅動信號的該責任週期，進而將流經該光源的該平均電流調整至該預設平均電流。
如申請專利範圍第13項的方法，進一步包括：根據該驅動信號交替地斷開和導通一開關；以及當該開關導通時，該光源電流流經該感測器。
如申請專利範圍第14的方法，進一步包括：當該開關斷開時，將該補償信號鉗制於一非零值。
如申請專利範圍第13項的方法，進一步包括：比較該補償信號和一斜坡信號進而提供一重置信號；以及根據一脈衝信號和該重置信號產生一控制信號。
如申請專利範圍第16項的方法，進一步包括：根據該感測電壓產生一保護信號；以及根據該控制信號和該保護信號產生該驅動信號。