TWI477045B

TWI477045B - 低功率發光裝置的電源轉換器、相關的控制電路及方法

Info

Publication number: TWI477045B
Application number: TW101149395A
Authority: TW
Inventors: Leng Nien Hsiu; Pei Yuan Chen
Original assignee: Richtek Technology Corp
Priority date: 2012-12-22
Filing date: 2012-12-22
Publication date: 2015-03-11
Also published as: TW201427250A

Description

低功率發光裝置的電源轉換器、相關的控制電路及方法

本發明有關照明系統的電源轉換器，尤指一種相容性更佳的電源轉換器。

近年來，由於自然資源的枯竭，人們對於節約能源以及環境保護等議題也越來越重視。因此，許多人會將能源效率較差的照明燈具(例如，白熾燈或鹵素燈等)更換為效率較高的燈具。發光二極體(light emitting diode,LED)的發光效率高、壽命長、體積小、啟動速度快、可靠性高並且不易毀損，因此，越來越多人使用發光二極體等低功率發光裝置取代傳統光源，以作為家庭、辦公室、招牌和路燈等室內外的照明光源。

許多低功率發光裝置會製作成標準的燈泡或燈管等形式，以直接替換傳統的燈泡或燈管。例如，以發光二極體製作成T8規格的燈管、E27接頭的燈泡及MR16規格的燈泡等。然而，現有照明系統的許多電路元件因為安裝於建築物中而難以更換，例如，調光器(dimmer)、電子式變壓器(electric transformer)及安定器(ballast)等。若使用低功率發光裝置直接替換傳統的燈泡或燈管時，常常會與現有的電路元件產生搭配運作上的問題，而使得這些低功率發光裝置產生燈光閃爍或無法點亮等問題。

體積精簡的電子式變壓器常被應用於照明系統中，電子式變壓器由震盪電路等電路元件所組成，而能夠採用較高頻的震盪頻率提供所需的電壓信號。電子式變壓器的負載必須能夠汲取足夠的電流，才能夠使電子式變壓器正常的運作。然而，低功率發光裝置所消耗的能量通常會遠低於燈泡或燈管等傳統的燈具，而無法向電子式變壓器汲取足夠的電流，導致低功率發光裝置常常無法於現有照明系統中正常的運作。

此外，許多傳統的光源會採用相位截斷式調光器(phase cut dimmer)來調整亮度，相位截斷式調光器通常會採用三端雙向可控矽開關(Triode for Alternating Current,TRIAC)或二極體等元件，以將交電流信號的部分信號截斷，使信號被截斷時的電壓或電流為零或很小的數值，而調整光源的明亮度。當發光二極體等低功率發光裝置搭配調光器及電子式變壓器進行運作時，常常無法達到調光的功能，而會有光線閃爍或無法點亮的問題。

在US2012/0169246A1的美國專利公開案中揭示了一種照明裝置和驅動方法，藉由將電源轉換器交替地運作於電流產生模式及斷開模式，以解決上述的相容性問題。然而，即便使用上述公開案的技術搭配調光器和電子式變壓器運作時，仍然會有相容性的問題而無法達成調光的功能。

有鑑於此，如何減輕或消除上述相關領域中低功率發光裝置的調光問題，實為業界有待解決的問題。

本說明書提供一種照明系統的電源轉換器的實施例，用以藉由一整流電路而耦接至一電子式變壓器，該電子式變壓器會依據一調光器所提供的一相位截斷信號而產生一轉換電壓信號，該整流電路會依據該轉換電壓信號而產生一整流電壓信號，該電源轉換器會依據該整流電壓信號而供電至一低功率發光裝置，該電源轉換器包含：一升壓式轉換電路，耦接於該整流電路，依據該整流電壓信號而產生一升壓電壓信號；一降壓式轉換電路，耦接於該升壓式轉換電路，依據該升壓電壓信號而產生一降壓電壓信號，以供電至該低功率發光裝置；以及一控制電路，耦接於該升壓式轉換電路及該降壓式轉換電路，當該整流電壓信號大於一預設電壓信號時，將該升壓式轉換電路設置為運作於一電流導通模式，以向該電子式變壓器汲取電流，並且當該整流電壓信號小於該預設電壓信號時，將該升壓式轉換電路設置為運作於一電流停止模式，以暫停向該電子式變壓器汲取電流；其中該升壓電壓信號的電位會高於該整流電壓信號的電位；該降壓電壓信號的電位會低於該升壓電壓信號的電位；該控制電路會依據該整流電壓信號而產生一運算值，當該運算值為一第一數值時，該控制電路會設置該降壓式轉換電路將該降壓電壓信號調整為一第一電壓值，而當該運算值為一第二數值時，該控制電路會設置該降壓式轉換電路將該降壓電壓信號調整為一第二電壓值。

本說明書另提供一種照明系統的電源轉換器控制電路的實施例；該照明系統包含一調光器、一電子式變壓器、一整流電路、一升壓式轉換電路及一降壓式轉換電路；該調光器會依據一輸入電壓信號而產生一相位截斷信號；該電子式變壓器耦接於該調光器，會依據該相位截斷信號而產生一轉換電壓信號；該整流電路耦接於該電子式變壓器，會依據該轉換電壓信號而產生一整流電壓信號；該升壓式轉換電路耦接於該整流電路，會依據該整流電壓信號而產生一升壓電壓信號；該降壓式轉換電路，耦接於該升壓式轉換電路，會依據該升壓電壓信號而產生一降壓電壓信號，以供電至一低功率發光裝置；該電源轉換器控制電路用以耦接於該升壓式轉換電路及該降壓式轉換電路，並且該電源轉換器控制電路包含：一升壓控制電路，用於設置該升壓式轉換電路的一第一開關的導通狀態；一降壓控制電路，用於設置該降壓式轉換電路的一第二開關的導通狀態；一調光控制電路，耦接於該升壓控制電路及該降壓控制電路，當該整流電壓信號大於一預設電壓信號時，會設置該升壓控制電路間歇性地導通該第一開關，使該升壓式轉換電路運作於一電流導通模式，以向該電子式變壓器汲取電流，並且當該整流電壓信號小於該預設電壓信號時，會設置該升壓控制電路不導通該第一開關，使該升壓式轉換電路運作於一電流停止模式，以暫停向該電子式變壓器汲取電流；其中該升壓電壓信號的電位會高於該整流電壓信號的電位；該降壓電壓信號的電位會低於該升壓電壓信號的電位；該調光控制電路會依據該整流電壓信號而產生一運算值，當該運算值為一第一數值時，該調光控制電路會設置該降壓控制電路設置該第二開關的導通狀態，使該降壓式轉換電路將該降壓電壓信號調整為一第一電壓值，而當該運算值為一第二數值時，該調光控制電路會設置該降壓控制電路設置該第二開關的導通狀態，使該降壓式轉換電路將該降壓電壓信號調整為一第二電壓值。

本說明書另提供一種照明系統的電源轉換器控制方法的實施例；該照明系統包含一調光器、一電子式變壓器、一整流電路、一升壓式轉換電路及一降壓式轉換電路；該調光器會依據一輸入電壓信號而產生一相位截斷信號；該電子式變壓器耦接於該調光器，會依據該相位截斷信號而產生一轉換電壓信號；該整流電路耦接於該電子式變壓器，會依據該轉換電壓信號而產生一整流電壓信號；該升壓式轉換電路耦接於該整流電路，會依據該整流電壓信號而產生一升壓電壓信號；該降壓式轉換電路，耦接於該升壓式轉換電路，會依據該升壓電壓信號而產生一降壓電壓信號，以供電至一低功率發光裝置；該電源轉換器控制方法包含：當該整流電壓信號小於一預設電壓信號時，將該升壓式轉換電路的一第一開關設置為不導通，使該升壓式轉換電路運作於一電流停止模式，以暫停向該電子式變壓器汲取電流；當該整流電壓信號大於該預設電壓信號時，間歇性地導通該升壓式轉換電路的該第一開關，使該升壓式轉換電路運作於一電流導通模式，以向該電子式變壓器汲取電流；依據該整流電壓信號而產生一運算值；當該運算值為一第一數值時，設置該降壓式轉換電路的一第二開關的導通狀態，使該降壓式轉換電路將該降壓電壓信號調整為一第一電壓值；以及當該運算值為一第二數值時，設置該降壓式轉換電路的該第二開關的導通狀態，使該降壓式轉換電路將該降壓電壓信號調整為一第二電壓值；其中該升壓電壓信號的電位會高於該整流電壓信號的電位；並且該降壓電壓信號的電位會低於該升壓電壓信號的電位。

上述實施例的優點之一是能夠使低功率發光裝置與其他電路元件搭配運作時的相容性更好。上述實施例的是另一優點低功率發光裝置與調光器、電子式變壓器等電路元件搭配運作時，能夠提供調光功能，並且避免產生光線閃爍或無法點亮的情形。本發明的其他優點將藉由以下的說明和圖式進行更詳細的解說。

100‧‧‧照明系統

110‧‧‧相位截斷式調光器

120‧‧‧電子式變壓器

140‧‧‧整流電路

160‧‧‧電源轉換器

162‧‧‧升壓式轉換電路

164‧‧‧降壓式轉換電路

166‧‧‧控制電路

190‧‧‧低功率發光裝置

310、314、331、335‧‧‧電容

311、336‧‧‧電感

312、313、316、318、319、332‧‧‧電阻

315、334‧‧‧開關

317、333‧‧‧二極體

410‧‧‧升壓控制電路

411‧‧‧參考電壓產生電路

413‧‧‧比較電路

415‧‧‧且閘

430‧‧‧調光控制電路

450‧‧‧降壓控制電路

451‧‧‧參考電壓產生電路

453‧‧‧比較電路

510‧‧‧運算值計算電路

530、550‧‧‧比較電路

570‧‧‧且閘

590‧‧‧參考電壓調整電路

A1~A3‧‧‧調光信號的運算值

ACTL‧‧‧調光信號

B1~B9‧‧‧電流值

CS‧‧‧感測信號

FB‧‧‧回饋信號

Iet‧‧‧電流

Imin‧‧‧最小負載電流

SW1、SW2‧‧‧控制信號

SEN1、SEN2‧‧‧端點

T1、T11、T12、T2‧‧‧時段

Vb‧‧‧升壓電壓信號

Vc‧‧‧轉換電壓信號

Vin‧‧‧輸入電壓信號

Vmin‧‧‧最低負載電壓

Vout‧‧‧降壓電壓信號

Vr‧‧‧整流電壓信號

Vref1、Vref2‧‧‧參考電壓信號

Vsen‧‧‧感測信號

Vt0、Vth、Vt1‧‧‧預設電壓信號

Vtr‧‧‧相位截斷信號

圖1是本發明的照明系統的一實施例簡化後的功能方塊圖。

圖2是圖1的照明系統運作時所產生的信號的一實施例簡化後的時序圖。

圖3是圖1的電源轉換器的一實施例簡化後的電路圖。

圖4是圖1的電源轉換器的控制電路的一實施例簡化後的電路圖。

圖5是圖4的調光控制電路的一實施例簡化後的電路圖。

圖6是圖1的照明系統運作時所產生的信號的另一實施例簡化後的時序圖。

圖7至圖9為圖1的電源轉換器的控制電路調整低功率發光裝置的電流值的三個實施例簡化後的曲線圖。

圖10是圖1的照明系統運作時所產生的信號的另一實施例簡化後的時序圖。

以下將配合相關圖式來說明本發明的實施例。在圖式中，相同的標號表示相同或類似的元件或流程步驟。

圖1是本發明的照明系統100的一實施例簡化後的功能方塊圖。圖2是照明系統100運作時的數個信號簡化後的時序圖。照明系統 100包含相位截斷式調光器110、電子式變壓器120、整流電路140、電源轉換器160及低功率發光裝置190。為簡潔起見，圖1中照明系統100的其他元件和連接關係被省略以便於說明。

相位截斷式調光器110用以接收交流信號Vin，並且可以依據使用者的設置而產生不同程度的相位截斷信號Vtr。例如，使用者可以藉由旋轉旋鈕或移動滑桿等裝置(圖1中未繪示)，而調整交流信號Vin被截斷的程度。相位截斷式調光器110可以採用三端雙向可控矽開關(TRIAC)或二極體等元件搭配主動或被動的電路元件的方式實施。例如，圖2中顯示，相位截斷式調光器110依據交流信號Vin所產生的相位截斷信號Vtr。

在本實施例中，電子式變壓器120包含有震盪電路(未繪示於圖1)，而能夠依據相位截斷信號Vtr而產生轉換電壓信號Vc。例如，輸入電壓信號Vin為110伏特60赫茲的交流電信號可以藉由電子式變壓器120而轉換成較高頻的轉換電壓信號Vc(例如，將轉換電壓信號Vc設置為12伏特40,000赫茲的交流電信號)。如圖2的實施例所示，電子式變壓器120依據相位截斷信號Vtr而產生較高頻的轉換電壓信號Vc。

整流電路140耦接於電子式變壓器120和電源轉換器160之間，用以將轉換電壓信號Vc進行整流而產生整流電壓信號Vr，以提供至電源轉換器160。例如，整流電路140可以採用全橋整流電路或半橋整流電路等方式實施。如圖2的實施例所示，整流電路140會依據轉換電壓信號Vc而產生整流電壓信號Vr。

在本實施例中，電源轉換器160包含有升壓式轉換電路162、降壓式轉換電路164及控制電路166。

升壓式轉換電路162會依據整流電壓信號Vr而產生升壓電壓信號Vb，並且升壓電壓信號Vb的電位會高於整流電壓信號Vr的電位。升壓式轉換電路162可以採用各種合適的電路架構實施，以提供電位高於整流電壓信號Vr的升壓電壓信號Vb。

降壓式轉換電路164會依據升壓電壓信號Vb而產生降壓電壓信號Vout，並且降壓電壓信號Vout的電位會低於升壓電壓信號Vb的電位。降壓式轉換電路164可以採用各種合適的電路架構實施，以提供電位低於升壓電壓信號Vb的降壓電壓信號Vout。

控制電路166耦接於升壓式轉換電路162及降壓式轉換電路164，用以設置升壓式轉換電路162及降壓式轉換電路164的運作，使照明系統100能夠提供所需的照明功能。

相較於傳統的白熾燈及鹵素燈等發光裝置需要數十瓦特的耗電量，低功率發光裝置190通常僅需要10瓦特左右或者更少的耗電量就能夠達到相當的光線亮度。例如，低功率發光裝置190可以採用一個或多個發光二極體等電路元件實施，或者也可以採用其他合適的低耗電發光裝置實施。

在許多照明系統中，電子式變壓器120通常會有最小負載電流值及/或最小負載頻率等產品規格，亦即電子式變壓器120的後級電路所汲取的電流Iet通常必須大於最小負載電流值及/或者後級電路汲取電流Iet的頻率必須大於最小負載頻率，電子式變壓器120才能正常運作而提供所需的轉換電壓信號Vc。

然而，低功率發光裝置190所需的耗電量常常遠低於傳統發光裝置，而無法以傳統方式向電子式變壓器120汲取足夠的電流Iet，而使電子式變壓器120無法正常運作，導致低功率發光裝置190會有閃爍或無法點亮等情形。

此外，若使用者使用相位截斷式調光器110進行調光時，當相位截斷信號Vtr中信號被截斷時，相位截斷信號Vtr會成為零或很小的數值，而更容易造成電子式變壓器120及低功率發光裝置190運作上的問題，而使低功率發光裝置190產生光線閃爍等現象。

控制電路166可以設置升壓式轉換電路162以適當的方式向電子式變壓器120汲取電流，使電子式變壓器120能夠正常運作，並設置降壓式轉換電路164向低功率發光裝置提供穩定的輸出信號，以解決低功率發光裝置190的相容性問題而能提供所需的照明及調光功能。

圖3是圖1的電源轉換器160的一實施例簡化後的電路圖。以下將以圖1~3進一步說明照明系統100的運作方式。

在圖3的實施例中，升壓式轉換電路162包含有第一電容310、第一電感311、第一電阻312、第二電阻313、第二電容314、第一開關315、第三電阻316、第一二極體317、第四電阻318以及第五電阻319。開關315可以採用電晶體等方式實施。

電容310耦接於整流電路140的輸出端，以接收整流電壓信號Vr。電容310的第一端耦接於電感311的第一端及電阻312的第一端，電感311的第二端耦接於開關315的第一端及二極體317的第一端。電阻312的第二端耦接於電阻313的第一端及電容314的第一端。開關315的第二端耦接於電阻316的第一端，二極體317的第二端耦接於電阻318的第一端，電阻318的第二端耦接於電阻319的第一端。此外，電阻313的第二端、電容314的第二端、電阻316的第二端及電阻319的第二端皆耦接於電容310的第二端。

控制電路166會藉由第一控制信號SW1而設置開關315的導通狀態，以依據整流電壓信號Vr而產生所需的升壓電壓信號Vb。例如，控制電路166可以依據升壓式轉換電路162的第一感測信號CS等參數，而產生脈寬調變信號(pulse width modulation signal)形式的控制信號SW1，以間歇性的導通開關315，使得電阻318的第一端及電阻319的第二端之間的電位(即升壓電壓信號Vb的電位)會高於整流電壓信號Vr的電位，並將電阻318的第一端及電阻319的第二端之間的信號輸出為升壓電壓信號Vb。

整流電壓信號Vr經過電阻312和313分壓後會產生調光信號ACTL，控制電路166會依據調光信號ACTL而調整升壓式轉換電路162及/或降壓式轉換電路164的運作方式，使低功率發光裝置190能夠呈現所需的調光效果。

此外，升壓電壓信號Vb經由電阻318以及電阻319的分壓會產生回饋信號FB，而控制電路166也可以藉由回饋信號FB而設置開關315的導通時間、導通頻率和導通狀態等，使升壓式轉換電路162能夠產生所需的升壓電壓信號Vb。

在圖3的實施例中，降壓式轉換電路164包含有第三電容331、第六電阻332、第二二極體333、第二開關334、第四電容335以及第二電感336。開關334可以採用電晶體等方式實施。

電容331的第一端耦接於電阻332的第一端及二極體333的第一端。二極體333的第二端耦接於開關334的第一端，開關334的第二端耦接於電容331的第二端。電阻332的第二端耦接於電容335的第一端，電感336耦接於二極體333的第二端及電容335的第二端之間。

控制電路166會藉由第二控制信號SW2而設置開關334的導通狀態，以依據升壓電壓信號Vb而產生所需的降壓電壓信號Vout。例如，在本實施例中，控制電路166可以依據電阻332的兩個端點SEN1及SEN2之間的感測信號Vsen等參數，而產生脈寬調變信號形式的控制信號SW2，以間歇性的導通開關334，使得電容335兩端的電位(即降壓電壓信號Vout的電位)會低於升壓電壓信號Vb的電位，並將電容335兩端的電位的信號輸出為降壓電壓信號Vout，以對低功率發光裝置190供電。

在較佳的實施例中，降壓電壓信號Vout的電壓會高於低功率發光裝置190的最低負載電壓Vmin(在此定義為使低功率發光裝置190正常發光的最低電壓)，以避免低功率發光裝置190發生光線閃爍等現象。例如，當低功率發光裝置190包含3個發光二極體，每個發光二極體的導通電壓皆為3伏特。因此，控制電路166會設置降壓式轉換電路164所提供的降壓電壓信號Vout大於低功率發光裝置190的最低負載電壓9伏特。

圖4是電源轉換器160的控制電路166的一實施例簡化後的電路圖，圖5是圖4的調光控制電路430的一實施例簡化後的功能方塊圖，圖6是照明系統100運作時的數個信號簡化後時序圖。以下將以圖1~6進一步說明照明系統100的運作方式。

在圖4的實施例所顯示的控制電路166包含有升壓控制電路410、調光控制電路430及降壓控制電路450，能夠依據調光信號ACTL而產生對應的控制信號SW1及SW2，使升壓式轉換電路162及降壓式轉換電路164能夠依據所需的方式運作，而使低功率發光裝置190達成調整光線亮度的效果。升壓控制電路410包含第一參考電壓產生電路411、第一比較電路413及第一且閘(AND gate)415，降壓控制電路450包含有第二參考電壓產生電路451及第二比較電路453。

在本實施例的升壓控制電路410中，參考電壓產生電路411用以產生參考電壓信號Vref1，比較電路413會比較升壓式轉換電路162的感測信號CS及參考電壓信號Vref1以產生控制信號SW1，而能設置開關315的導通狀態。例如，比較電路413可以產生脈寬調變信號形式的控制信號SW1，以設置升壓式轉換電路162輸出所需的升壓電壓信號Vb至降壓式轉換電路164。

且閘415會將控制信號SW1與調光控制電路430所輸出的控制信號EN進行"且"(AND)的運算，以設置開關315的導通狀態，使升壓式轉換電路162能夠以合適的方式向電子式變壓器120汲取電流。當控制信號EN為低電位時，且閘415將控制信號SW1與低電位的控制信號EN進行且的運算後，產生低電位的輸出信號而使開關315呈現不導通的狀態，使升壓式轉換電路162運作於電流停止模式。當控制信號EN為高電位時，且閘415將控制信號SW1與高電位的控制信號EN進行且的運算後，就能夠以控制信號SW1設置開關315的導通狀態，使升壓式轉換電路162運作於電流導通模式。

在本實施例的降壓控制電路450中，參考電壓產生電路451用以產生參考電壓信號Vref2，比較電路453會比較降壓式轉換電路164的感測信號Vsen及參考電壓信號Vref2以產生控制信號SW2，而能設置開關334的導通狀態。例如，比較電路453可以產生脈寬調變信號形式的控制信號SW2，以設置降壓式轉換電路164輸出所需的電壓和電流至低功率發光裝置190。

在本實施例中，調光控制電路430會接收調光信號ACTL，而能夠產生控制信號EN，並依據調光信號ACTL而設置參考電壓產生電路411及參考電壓產生電路451的至少其中之一，以調整控制信號SW1及/或控制信號SW2，而能夠產生所需的升壓電壓信號Vb及降壓電壓信號Vout，使低功率發光裝置190能夠產生所需的調光效果。

例如，在圖5的實施例中，調光控制電路430包含有運算值計算電路510、比較電路530和550、第二且閘570和參考電壓調整電路590。

在一實施例中，運算值計算電路510可以包含有電阻、電感、電容、主動元件、及/或被動元件所組成的低通濾波(low pass filtering)電路，將一段時間內所接收的調光信號ACTL進行濾波，以產生調光信號ACTL的濾波值、平均值或加權平均值等運算值。在另一實施例中，運算值計算電路510可以採用放大器所組成的積分電路(integrator circuit)、開關式電容電路(switched capacitor circuit)所組成的積分電路、或者由電阻、電感、電容、主動元件、及/或被動元件所組成的積分電路，以計算一段時間內所接收的調光信號ACTL的累積值或者加權累積值等運算值。

在本實施例中，比較電路530會將調光信號ACTL的運算值與第一預設電壓信號Vt1進行比較，而比較電路550會將回饋信號FB與第二預設電壓信號Vth進行比較，並且比較電路530和550的輸出信號傳送且閘570以產生控制信號EN。

當相位截斷式調光器110所產生的相位截斷信號Vtr被截斷時，整流電路140所對應產生的整流電壓信號Vr會等於零或很小的數值，依據整流電壓信號Vr所產生的調光信號ACTL也會是零或很小的數值，而小於預設電壓信號Vt1。因此，比較電路530會產生低電位的輸出信號，使且閘570產生低電位的控制信號EN。且閘415接收到低電位的控制信號EN後，會產生低電位的輸出信號而將開關315設置為不導通狀態，而使升壓式轉換電路162運作於電流停止模式。

當相位截斷式調光器110所產生的相位截斷信號Vtr未被截斷時，依據整流電壓信號Vr所產生的調光信號ACTL會大於預設電壓信號Vt1。因此，比較電路530會產生高電位的輸出信號，當回饋信號FB的信號值小於預設電壓信號Vth時，且閘570會產生高電位的控制信號EN，且閘415接收到高電位的控制信號EN後，會將控制信號SW1輸出至開關315，以間歇性地導通開關315，而使升壓式轉換電路162運作於電流導通模式。

在本實施例中，當升壓式轉換電路162於電流導通模式運作一段時間後，升壓電壓信號Vb會持續的上升，而依據升壓電壓信號Vb所產生的回饋信號FB也會持續的上升。當回饋信號FB大於預設電壓信號Vth時，比較電路550會產生低電壓的輸出信號，使且閘570所產生的控制信號EN及且閘415的輸出信號皆為低電位，而將開關315設置為不導通狀態。因此，能夠確保升壓電壓信號Vb能夠保持於預設的電壓範圍內，以避免過高的電壓而造成電路元件的毀損。

在其他的實施例中，若升壓式轉換電路162所產生的升壓電壓信號Vb能夠保持在安全的電壓範圍內，也可以省略調光控制電路430的比較電路550和且閘570等電路元件和相關的連接關係。

參考電壓調整電路590會接收調光信號ACTL的運算值，而設置參考電壓產生電路451調整其所產生的參考電壓信號Vref2，以進行所需的調光運作。在本實施例中，參考電壓調整電路590還會依據調光信號ACTL的運算值，而設置參考電壓產生電路411調整其所產生的參考電壓信號Vref1，以搭配所需的調光功能而設置升壓式轉換電路162汲取足夠的能量。例如，在一實施例中，當調光信號ACTL的運算平均值分別為第一數值、第二數值及第三數值時(或者位於第一區間、第二區間及第三區間時)，代表低功率發光裝置190的光線亮度應分別調整為80%、50%及20%。因此，調光控制電路430會設置參考電壓產生電路411和451調整參考電壓信號Vref1及Vref2，使升壓控制電路410及降壓控制電路450輸出所需的控制信號SW1和SW2，使控制電路166設置升壓式轉換電路162汲取足夠的能量，並使控制電路166設置降壓式轉換電路164輸出對應的第一電壓、第二電壓及第三電壓(及/或第一電流、第二電流及第三電流)至低功率發光裝置190，低功率發光裝置190的光線亮度因此能夠分別呈現為所需的80%、50%及20%。在其他實施例中，參考電壓調整電路590也可以不設置參考電壓產生電路411調整其所產生的參考電壓信號Vref1。

在圖4和圖5的實施例中，當相位截斷式調光器110設置低功率發光裝置190產生的光線亮度越高時，參考電壓調整電路590會設置參考電壓產生電路451產生較低的參考電壓信號Vref2，而增加控制信號SW2的導通時間及/或工作週期(duty cycle)，以增加低功率發光裝置190的光線亮度。

在圖4和圖5的實施例中，當相位截斷式調光器110設置低功率發光裝置190產生的光線亮度越低時，參考電壓調整電路590會設置參考電壓產生電路451產生較高的參考電壓信號Vref2，而降低控制信號SW2的導通時間及/或工作週期，以降低低功率發光裝置190的光線亮度。

在圖4和圖5的實施例中，當相位截斷式調光器110設置低功率發光裝置190產生的光線亮度越高時，參考電壓調整電路590也可以設置參考電壓產生電路411產生較低的參考電壓信號Vref1，而增加控制信號SW1的導通時間及/或工作週期。因此，升壓式轉換電路162能夠汲取更多的能源，使降壓式轉換電路164能夠提供足夠的能源至低功率發光裝置190，而能避免低功率發光裝置190發生光線閃爍的問題。

在圖4的實施例中，當相位截斷式調光器110設置低功率發光裝置190產生的光線亮度越低時，參考電壓調整電路590也可以設置參考電壓產生電路411產生較高的參考電壓信號Vref1，而降低控制信號SW1的導通時間及/或工作週期。因此，升壓式轉換電路162能夠減少所汲取的能源，使降壓式轉換電路164既能夠提供足夠的能源至低功率發光裝置190，而避免低功率發光裝置190發生光線閃爍的問題，還能節省能源的消耗，以提升能源使用效率。

圖6是照明系統100運作時所產生的數個信號的一實施例簡化後的時序圖，以下將以圖1~6進一步說明照明系統100的運作方式。在圖6的實施例中，繪示了一段時間的整流電壓信號Vr簡化後的波形。

在圖6的時段T1時，當相位截斷式調光器110所產生的相位截斷信號Vtr未被截斷時，整流電路140所產生的整流電壓信號Vr會大於預設電壓信號Vt0。調光控制電路430接收到對應的調光信號ACTL，當調光信號ACTL的運算值大於預設電壓信號Vt1時，會設置升壓控制電路410以控制信號SW1設置開關315的導通狀態，以間歇性地導通升壓式轉換電路162的開關315，使升壓式轉換電路162運作於電流導通模式。

在時段T2時，當相位截斷式調光器110所產生的相位截斷信號Vtr被截斷時，整流電路140所產生的整流電壓信號Vr會小於預設電壓信號Vt0。調光控制電路430接收到對應的調光信號ACTL，當調光信號ACTL的運算值小於預設電壓信號Vt1時，會設置升壓控制電路410產生低電位的輸出信號，使升壓式轉換電路162的開關315維持不導通狀態，而使升壓式轉換電路162運作於電流停止模式。

調光控制電路430會依據調光信號ACTL的運算值，而設置降壓控制電路450將控制信號SW2間歇性地設置為高電位，以間歇性地導通降壓式轉換電路164的開關334，使降壓式轉換電路164能夠提供低功率發光裝置190所需的降壓電壓信號Vout，而產生所需的亮度。此外，調光控制電路430會設置降壓式轉換電路164提供至低功率發光裝置190的降壓電壓信號Vout大於低功率發光裝置190 的最低負載電壓Vmin，以確保低功率發光裝置190能夠持續發光，而不會發生閃爍的現象。

因此，控制電路166會設置升壓式轉換電路162在時段T1中向電子式變壓器120汲取足夠的電流，使電子式變壓器120在時段T1和T2有足夠的能源而能正常運作。在時段T2中，由於相位截斷信號Vtr已經被截斷而無電流可汲取，控制電路166還可以設置升壓式轉換電路162暫停運作，以節約能源。此外，控制電路166還能依據相位截斷式調光器110的設定(在本實施例中，為相位截斷信號Vtr及/或整流電壓信號Vr被截斷的程度)，而設置降壓式轉換電路164依據升壓式轉換電路162於時段T1所汲取的能量而供電給低功率發光裝置190，使低功率發光裝置190可以持續而穩定地提供所需的照明功能。

在圖6的實施例中，控制電路166能夠設置升壓式轉換電路162向電子式變壓器120汲取足夠的電流，而能夠搭配前級的電路元件正常地運作。此外，還能夠依據使用者對於相位截斷式調光器110的設定，而調整降壓式轉換電路164的運作，而使低功率發光裝置190能夠提供所需的亮度。

在上述的實施例中，調光控制電路430可以依據調光信號ACTL的運算值，而設置降壓式轉換電路164輸出對應的電流值至低功率發光裝置190，使低功率發光裝置190能夠產生所需的調光功能。例如，圖7至圖9為調光控制電路430依據調光信號ACTL而調整低功率發光裝置190的電流值的三個實施例簡化後的特性曲線圖。

在圖7的實施例中，調光控制電路430會採用線性的調光方式，當調光信號ACTL的運算值分別為A1、A2和A3時，調光控制電路430會設置降壓式轉換電路164分別輸出對應的電流值B1、B2和B3，使低功率發光裝置190能夠產生所需的調光功能。因此，在一段可調光的範圍中，當調光信號ACTL的運算值A1與A2的差距等於A2與A3的差距時，低功率發光裝置190的電流值B1與B2的差距會等於B2與B3的差距。

在圖8的實施例中，調光控制電路430會採用非線性的調光方式，當調光信號ACTL的運算值分別為A1、A2和A3時，調光控制電路430會設置降壓式轉換電路164分別輸出對應的電流值B4、B5和B6，使低功率發光裝置190能夠產生所需的調光功能。因此，在一段可調光的範圍中，當調光信號ACTL的運算值A1與A2的差距等於A2與A3的差距時，低功率發光裝置190的電流值B4與B5的差距會大於B5與B6的差距。

在圖8的實施例中，當調光信號ACTL的運算值分別為A1、A2和A3時，可將低功率發光裝置190的電流值B4、B5和B6設置為低於圖7的電流值B1、B2和B3，而使得低功率發光裝置190所產生的亮度較低，而能夠節約較多的能源。

在圖9的實施例中，調光控制電路430會採用非線性的調光方式，當調光信號ACTL的運算值分別為A1、A2和A3時，調光控制電路430會設置降壓式轉換電路164分別輸出對應的電流值B7、B8和B9，使低功率發光裝置190能夠產生所需的調光功能。因此，在一段可調光的範圍中，當調光信號ACTL的運算值A1與A2的差距等於A2與A3的差距時，低功率發光裝置190的電流值B7與B8的差距會小於B8與B9的差距。

在圖9的實施例中，當調光信號ACTL的運算值分別為A1、A2和A3時，可將低功率發光裝置190的電流值B7、B8和B9設置為高於圖7的電流值B1、B2和B3，而使得低功率發光裝置190所產生的亮度較高。由於降壓式轉換電路164必須提供較多能源至低功率發光裝置190，因此控制電路166會設置升壓式轉換電路162向電子式變壓器120汲取較多的電流。因此，當升壓式轉換電路162向電子式變壓器120汲取的電流不足，而使得電子式變壓器120無法正常運作的情況能夠得到改善，以提升低功率發光裝置190與電子式變壓器的相容性問題。

為了使電子式變壓器120與低功率發光裝置190搭配運作時的相容性更好，因此，在時段T1的電流導通模式中，控制電路166還可以設置升壓式轉換電路162以至少兩種模式向電子式變壓器120汲取電流。在圖10的實施例中，控制電路166會在時段T1的第一時段T11和第二時段T12中，分別設置升壓式轉換電路162向電子式變壓器120汲取不同的電流，並且使升壓式轉換電路162在第一時段T11所汲取的電流大於升壓式轉換電路162在第二時段T12所汲取的電流。

在上述的實施例中，控制電路可以採用分段的方式調整控制信號SW1的頻率、工作週期、導通時間、不導通時間等參數，使電流Iet的最大值和最小值等參數會於一段預設時間內保持在預設值，並且可以採用兩段或更多段的方式進行調整。此外，在上述的實施例中，控制電路可以採用連續的方式調整控制信號SW1的頻率、工作週期、導通時間、不導通時間等參數，使電流Iet的最大值和最小值等參數可以採用連續的方式改變。

在圖10的實施例中，調光控制電路430會設置參考電壓產生電路411，而使比較電路413中產生合適的控制信號SW1以控制開關315，使升壓式轉換電路162可以向電子式變壓器120汲取不同的電流。

例如，調光控制電路430可以設置參考電壓產生電路411調整參考電壓信號Vref1的信號值等方式，使得升壓式轉換電路162依據第一時段T11的控制信號SW1而向電子式變壓器120的電流大於升壓式轉換電路162依據第二時段T12的控制信號SW1而向電子式變壓器120的電流。

例如，在一實施例中，控制電路166會設置升壓式轉換電路162於第一時段T11向電子式變壓器120所汲取的電流Iet的最小值大於升壓式轉換電路162於第二時段T12向電子式變壓器120所汲取的電流Iet的最小值。

在其他實施例中，控制電路166會設置升壓式轉換電路162於第一時段T11向電子式變壓器120所汲取的電流Iet的最大值大於升壓式轉換電路162於第二時段T12向電子式變壓器120所汲取的電流Iet的最大值。

在其他實施例中，控制電路166也可以設置控制信號SW1的頻率、工作週期、導通時間、不導通時間等參數，使得升壓式轉換電路162於第一時段T11向電子式變壓器120所汲取的電流Iet會大於升壓式轉換電路162於第二時段T12向電子式變壓器120所汲取的電流Iet。

在圖10的實施例中，由於升壓式轉換電路162於第一時段T11已經向電子式變壓器120汲取足夠大的電流，使電子式變壓器120能夠正常運作。因此，升壓式轉換電路162於第二時段T12向電子式變壓器120所汲取的電流Iet的最小值可以設置為低於電子式變壓器120的最低負載電流值Imin。此時，電子式變壓器120不但仍然能夠正常運作，並且還可以降低硬體設計的限制及節約能源。

在其他的實施例中，控制電路166也可以設置升壓式轉換電路162於第一時段T11向電子式變壓器120所汲取的電流Iet的最小值低於電子式變壓器120的最低負載電流值Imin。

在上述的實施例中，各個功能方塊都能夠以合適的電路架構實施，而不拘泥於以上的實施方式。例如，升壓式轉換電路162可以採用升壓電路(boost circuit)、升降壓電路(buck-boost circuit)或充電泵電路(charge pump circuit)等方式實施。降壓式轉換電路164可以採用降壓電路(buck circuit)或升降壓電路等方式實施。控制電路166也可以採用邏輯電路、微處理器或微控制器等方式實施。

在上述的實施例中，各個功能方塊皆能夠以一個或多個電路元件實施，或者各個功能方塊也能夠適當的組合。例如，圖1中整流電路140、電源轉換器160和低功率發光裝置190可以一併設置於燈管或燈泡中，並且採用適當的端子(圖1中未繪示)與其他電路元件連接。

在上述的實施例中，電源轉換器160僅採用一個升壓式轉換電路162及一個降壓式轉換電路164的方式實施。在其他實施例中，電源轉換器160可以採用一個或多個升壓式轉換電路、降壓式轉換電路及/或升降壓式轉換電路，並且使輸出至低功率發光裝置190的電壓高於低功率發光裝置190的最低負載電壓。

在上述的實施例中，各個功能方塊及信號以高態有效(active high)的方式進行說明。在其他的實施例中，也可以依據不同的設計考量，而將各個功能方塊及信號分別以高態有效或低態有效(active low)的方式實施。

在上述的實施例中，照明系統的電源轉換器能夠依據調光器的設定而運作在二個或多個運作模式。在電流導通模式時，電源轉換器的升壓式轉換電路能向電子式變壓器汲取足夠的電流，使電子式變壓器正常運作。而在電流停止模式時，電源轉換器的升壓式轉換電路能暫停向電子式變壓器汲取電流，以節約能源。此外，電源轉換器的降壓式轉換電路能夠依據升壓式轉換電路的升壓電壓信號而供電至低功率發光裝置，使低功率發光裝置能夠穩定地提供照明的功能。

此外，電源轉換器的控制電路能夠依據調光器的設定，而設置降壓式轉換電路輸出所需的電壓及/或電流至低功率發光裝置，使低功率發光裝置產生所需的亮度，而達到穩定調光的功能。

電源轉換器的控制電路還可以藉由設置升壓式轉換電路採用多種電流汲取模式，而使得低功率發光裝置與調光器和電子式變壓器等電路元件搭配使用時更能夠正常運作，而解決相容性的問題。

在說明書及申請專利範圍中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。然而，所屬技術領域中具有通常知識者應可理解，同樣的元件可能會用不同的名詞來稱呼。說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異做為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來做為區分的基準。在說明書及申請專利範圍所提及的「包含」為開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。另外，「耦接」在此包含任何直接及間接的連接手段。因此，若文中描述第一元件耦接於第二元件，則代表第一元件可通過電性連接或無線傳輸、光學傳輸等信號連接方式而直接地連接於第二元件，或者通過其他元件或連接手段間接地電性或信號連接至該第二元件。

在此所使用的「及/或」的描述方式，包含所列舉的其中之一或多個項目的任意組合。另外，除非說明書中特別指明，否則任何單數格的用語都同時包含複數格的涵義。

以上僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明請求項所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋範圍。