TWI532410B - Dimmable LED driver circuit and its dimming method - Google Patents

Description

可調光的LED驅動電路及其調光方法

本發明關於電力電子領域，更具體地說，關於一種可調光的LED驅動電路及其調光方法。

對照明領域而言，由於可控矽相控(斬波法)調光方法具有體積小、價格合理和調光功率範圍寬的優點，因此可控矽相控調光法是目前應用最為廣泛的調光方法，廣泛應用於舞臺照明和環境照明領域。應用可控矽相控工作原理，透過控制可控矽整流元件的導通角，將交流電網輸入的正弦波電壓斬掉一部分，以降低輸出電壓的平均值，從而控制燈電路的供電電壓，實現對燈負載的調光功能。

參考圖1A，所示為一種現有的採用可控矽相控調光方法的調光電路原理方塊圖，其包括交流輸入源101、三端雙向可控矽106、觸發電路113、整流橋107、維持電阻108和由二極體109和濾波電容110組成的濾波電路。其中，觸發電路113可以為由雙向觸發二極體105、可調電阻102、電阻103和電容104等幾部分組成。三端雙向可控矽106的陽極連接至交流輸入源101的一端，陰極連 接至整流橋107；依次串聯連接的可調電阻102、電阻103和電容104組成的觸發電路中的A點連接至三端雙向可控矽106的控制極。

在工作過程中，透過調節可調電阻102的電阻值，改變三端雙向可控矽106控制極的電壓，當控制極的電壓大於一定電壓時，可控矽整流元件106開始導通，從而控制可控矽整流元件106的導通角相對於交流輸入源101的相位。從圖1B所示的可控矽前沿觸發的相控調光工作波形原理圖可以看出，在正弦交流輸入源101的電壓過零後的某一時刻t₁(或某一相位w_t1)，在可控矽整流元件106的控制極上加一正觸發脈衝V_trg1，使可控矽整流元件106觸發導通，根據可控矽整流元件的開關特性，這一導通將維持到正弦波的正半周結束。所以在正弦波的正半周(即0~π區間)中，0~w_t1範圍內即α控制角內，可控矽整流元件106不導通；而在w_t1~π的相位區間即導通角內可控矽導通。同樣在正弦交流電的負半周，在t₂時刻(即相位角w_t2)施加觸發脈衝V_trg2，使其導通。如此周而復始，對正弦波的每一半週期控制其導通，獲得相同的導通角。透過改變觸發脈衝的觸發時間(或相位)就可以改變可控矽導通角(或控制角α)的大小，從而獲得一相位缺失的交流電壓V_acin，經過整流橋107進行整流後，獲得一直流電壓V_dcin，可見導通角越大，電路的輸出電壓V_dc越高，透過開關電源驅動器111對負載112進行控制，從而使得負載112的發光越亮。

但是，採用圖1A所示的採用現有技術的可調光的LED驅動電路中需要設置濾波電容110。由於濾波電容110的容值很大，電路中的LC諧振導致透過三端雙向可控矽的電流不可控，三端雙向可控矽不能維持導通，因此，LED出現頻閃。此外，傳統電路中的電子變壓器原是針對鹵素燈(而非LED燈)負載設計的，電子變壓器要求在工作過程中保持一個最小維持電流才能正常工作。因此，在帶有電子變壓器的LED驅動電路中，透過增加一個假負載(如維持電阻108)的方法來解決電流不可控以及電子變壓器關斷的問題，但增加的假負載的功率消耗導致工作效率降低。

因此，在帶有電子變壓器的LED驅動電路中，如何保證既能滿足電子變壓器最小工作電流的要求，又能對LED燈負載進行精確調光，使LED燈負載不會發生頻閃，且整機工作效率高是當前極具挑戰性的一項工作。

有鑑於此，本發明的目的在於提供一種可調光的LED驅動電路及其調光方法，以解決現有技術中工作效率低，穩定性差以及LED燈閃爍的問題。

依據本發明一實施例的可調光的LED驅動電路，外部的交流電源依次經三端雙向可控矽，電子變壓器和整流橋處理後得到一直流電壓，還包括，第一級功率級電路，第二級功率級電路，第一控制電路和第二控制電路；其 中，所述第一級功率級電路的輸入端接收所述直流電壓，所述第二功率級電路的輸入端連接至所述第一級功率級電路的輸出端，一LED負載連接至所述第二級功率級電路的輸出端；所述第一控制電路用以根據接收到的所述第一級功率級電路的輸出端的第一輸出電壓、第一基準電壓和一上限電壓產生第一控制信號，以控制所述第一輸出電壓的平均值維持為所述第一基準電壓；並且，控制在所述交流電源的每一半波週期內，當所述第一輸出電壓處於上升狀態，並且所述第一輸出電壓小於所述上限電壓時，所述第一級功率級電路的輸入電流維持為第一電流；所述第一電流不小於所述電子變壓器的維持電流；當所述第一輸出電壓上升至所述上限電壓後，所述第一輸出電壓連續下降；並且，所述輸入電流維持為第二電流；所述第二控制電路根據所述第一電流和所述第一輸出電壓產生一調光信號，並據以控制所述第二級功率級電路，保證所述第二級功率級電路的輸出電流與所述調光信號表徵的期望驅動電流一致。

依據本發明一實施例的所述第一控制電路包括導通信號發生電路，關斷信號發生電路和第一邏輯電路；其中，所述導通信號發生電路包括一時鐘信號發生電路，用以產生一時鐘信號； 所述關斷信號發生電路包括第一電壓比較電路和回饋控制電路；所述第一電壓比較電路用以將所述第一輸出電壓與所述上限電壓進行比較，以產生第一關斷信號；所述回饋控制電路用以接收所述第一輸出電壓，所述第一基準電壓和包含電感電流峰值資訊的一斜坡信號，以產生第二關斷信號；所述第一邏輯電路分別與所述導通信號發生電路和所述關斷信號發生電路連接，以產生第一控制信號來控制第一級功率級電路中的第一主功率開關電晶體的開關狀態。

具體的，所述回饋控制電路包括電壓誤差計算電路，補償電路，箝位元電路，和方波信號發生電路；其中，所述電壓誤差計算電路包括一運算放大器，所述運算放大器的第一輸入端接收所述第一輸出電壓，第二輸入端接收所述第一基準電壓，以在輸出端產生一電壓誤差信號；所述補償電路接收所述電壓誤差信號，並對所述電壓誤差信號進行補償運算，以獲得一補償信號；所述箝位元電路連接至補償電路的輸出端，所述箝位元電路具有一箝位元電壓；當所述補償信號小於所述箝位元電壓時，所述補償信號被箝位元至所述箝位元電壓；所述箝位元電壓根據所述電子變壓器的維持電流確定；所述方波信號發生電路包括一比較器，所述比較器的第一輸入端接收所述補償信號，第二輸入端接收所述斜坡 信號，以在輸出端產生所述第二關斷信號。

具體的，所述第一邏輯電路包括第一RS觸發器和第一或閘；其中，所述第一或閘的兩個輸入端分別與所述第一電壓比較電路和所述回饋控制電路連接，以接收所述第一關斷信號和所述第二關斷信號；所述第一RS觸發器的置位元端接收所述時鐘信號，重定端連接至所述或閘的輸出端，輸出端的輸出信號作為所述第一控制信號；在所述交流電源的每一半波週期內，在所述三端雙向可控矽導通後，當所述第一輸出電壓大於所述上限電壓時，關斷所述第一主功率開關電晶體，直至所述三端雙向可控矽再次導通；當所述第一輸出電壓小於所述上限電壓，並且，所述時鐘信號有效時，導通所述第一主功率開關電晶體；當所述斜坡信號大於所述補償信號時，關斷所述第一主功率開關電晶體。

具體的，所述箝位元電路包括一箝位元電壓源和一二極體；所述箝位元電壓源連接至所述二極體的陽極，所述二極體的陰極連接至所述補償電路的輸出端。

依據本發明一實施例的所述第二控制電路包括調光信號發生電路和輸出電流控制電路；其中，在所述交流電源的每一半波週期內，在所述三端雙向可控矽的導通時間區間內，如果所述第一輸出電壓小於所述上限電壓，所述調光信號發生電路根據所述第一電流的維持時間來產生所述調光信號； 如果所述第一輸出電壓大於所述上限電壓，所述調光信號發生電路根據所述第一電流的起始時刻至所述第一輸出電壓下降至一下限電壓的時刻的時間區間來產生所述調光信號；所述輸出電流控制電路根據當前所述第二級功率級電路的輸出電流和所述期望驅動電流之間的誤差產生第二控制信號，以來控制所述第二級功率級電路。

具體的，所述調光信號發生電路包括第二電壓比較電路，輸入電流比較電路，第二邏輯電路和平均值電路；其中，所述第二電壓比較電路用以比較所述第一輸出電壓和所述下限電壓；所述輸入電流比較電路用以比較所述輸入電流和一電流基準；所述第二邏輯電路包括第二或閘，所述第二或閘的兩個輸入端分別接收所述第二電壓比較電路的輸出信號和所述輸入電流比較電路的輸出信號，以在輸出端產生一方波信號；所述平均值電路用以對接收到的所述方波信號和一基準電壓進行平均值運算，以獲得所述調光信號。

具體的，所述輸出電流控制電路為峰值電流控制電路或者平均電流控制電路或者線性控制電路。

具體的，所述第一電壓比較電路和所述第二電壓比較電路共用一遲滯比較器，所述遲滯比較器的上限門限電壓 為所述上限電壓，下限門限電壓為所述下限電壓。

具體的，所述第一級功率級電路為升壓型拓撲結構；所述第二級功率級電路為降壓型拓撲結構或升壓-降壓型拓撲結構。

依據本發明一實施例的一種LED負載的調光方法，包括，接收外部的交流電源；調節三端雙向可控矽的導通角，所述交流電源依次經三端雙向可控矽，電子變壓器和整流橋處理後以得到一相位缺失的直流電壓；所述交流電源的每一半波週期內，在所述三端雙向可控矽觸發導通後，第一級功率級電路接收所述直流電壓，以使能所述第一級功率級電路；比較所述第一級功率級電路的輸出端的第一輸出電壓和一上限電壓；當所述第一輸出電壓處於上升狀態，並且小於所述上限電壓時，控制所述第一級功率級電路，使得輸入電流維持為第一電流；並且，所述第一電流大於所述電子變壓器的維持電流；當所述第一輸出電壓上升至所述上限電壓後，所述第一輸出電壓連續下降；並且，所述輸入電流維持為第二電流；第二級功率級電路接收所述第一輸出電壓；根據所述第一電流和所述第一輸出電壓產生一調光信 號；根據所述調光信號和所述第二級功率級電路的輸出電流，控制第二級功率級電路，保證所述輸出電流與所述調光信號表徵的期望驅動電流一致。

依據本發明一實施例的所述調光信號的產生方法包括以下步驟：在所述交流電源的每一半波週期內，比較所述第一輸出電壓和所述上限電壓；當所述第一輸出電壓小於所述上限電壓時，根據所述第一電流的維持時間來產生所述調光信號；當所述第一輸出電壓大於所述上限電壓時，根據所述第一電流的起始時刻至所述第一輸出電壓下降至一下限電壓的時刻的時間區間來產生所述調光信號。

依據本發明一實施例的第二級功率級電路的輸出電流的控制方法包括以下步驟：根據當前所述輸出電流和所述期望驅動電流之間的誤差，控制所述第二級功率級電路中的功率開關電晶體的開關狀態，維持所述輸出電流和所述期望驅動電流一致。

依據本發明一實施例的的第一級功率級電路的控制方法包括以下步驟：比較所述第一輸出電壓和所述上限電壓；當所述第一輸出電壓小於所述上限電壓時，利用峰值電流控制方法控制所述第一級功率級電路的第一主功率開關電晶體的開關狀態； 當所述第一輸出電壓大於所述上限電壓時，關斷所述第一主功率開關電晶體。

具體的，所述峰值電流控制方法包括以下步驟：計算所述第一輸出電壓和第一基準電壓之間的誤差，以產生一誤差信號；對所述誤差信號進行補償運算，以產生補償信號；比較所述補償信號和一箝位元信號；所述箝位元信號由所述維持電流確定；當所述補償信號大於所述箝位元信號，維持所述補償信號；當所述補償信號小於所述箝位元信號時，將所述補償信號箝位元至所述箝位元信號；比較所述補償信號和一斜坡信號；所述斜坡信號表徵所述第一級功率級電路的電感電流峰值；當時鐘信號有效以及所述斜坡信號小於所述補償信號時，導通所述第一主功率開關電晶體，所述輸入電流持續上升，所述第一輸出電壓持續上升；所述斜坡信號大於所述補償信號時，關斷所述第一主功率開關電晶體，所述輸入電流開始下降，直至所述時鐘信號再次變為有效狀態。

依據本發明實施例的可調光的LED驅動電路及其調光方法，採用兩級功率級電路的驅動電路結構，第一級功率級電路用以實現對輸入電流和輸出電壓的控制，第二級功率級電路用以實現對LED負載的恆流驅動。

透過這種調光控制，一方面，透過第一級功率級電路控制輸入電流在三端雙向可控矽的導通時間內，其數值維持為大於電子變壓器的維持電流，從而避免了維持電阻的使用，即避免了維持電阻所帶來的功率損耗；同時也避免了電子變壓器的頻繁或者提前關斷所造成的LED負載發生閃爍的問題。

另一方面，第二級功率級電路的輸入電源為第一級功率級電路的輸出電壓，由於透過第一級功率級電路已經能夠實現對第二級功率級電路的輸入電源的精確控制，因此，不再需要濾波電容，避免了濾波電流給電路帶來的負面影響，提高了電路的穩定性和可靠性。

再者，LED負載的調光需求能夠透過對輸入電流和輸出電壓的檢測間接獲得，進而透過第二級功率級電路實現對LED負載的驅動電流的精確控制，獲得精確的調光操作。

101‧‧‧交流輸入源

102‧‧‧可調電阻

103‧‧‧電阻

104‧‧‧電容

105‧‧‧雙向觸發二極體

106‧‧‧三端雙向可控矽

107‧‧‧整流橋

108‧‧‧維持電阻

109‧‧‧二極體

110‧‧‧濾波電容

111‧‧‧開關電源驅動器

112‧‧‧負載

200‧‧‧方塊圖

201‧‧‧三端雙向可控矽

202‧‧‧電子變壓器

203‧‧‧整流橋

204‧‧‧第一級功率級電路

205‧‧‧第二級功率級電路

206‧‧‧第一控制電路

207‧‧‧第二控制電路

300‧‧‧第一控制電路

301‧‧‧關斷信號發生電路

301-1‧‧‧回饋控制電路

301-2‧‧‧第一電壓比較電路

302‧‧‧導通信號發生電路

303‧‧‧第一邏輯電路

304‧‧‧二極體

305‧‧‧比較器

306‧‧‧遲滯比較器

307‧‧‧振盪器

308‧‧‧或閘

309‧‧‧第一RS觸發器

400‧‧‧第二控制電路

401‧‧‧調光信號發生電路

402‧‧‧第二邏輯電路

403‧‧‧平均值電路

404‧‧‧或閘

405‧‧‧反相器

406‧‧‧可控開關

407‧‧‧可控開關

408‧‧‧電阻

409‧‧‧電容

410‧‧‧輸出電流控制電路

411‧‧‧運算放大器

412‧‧‧補償電容

413‧‧‧比較器

414‧‧‧振盪器

415‧‧‧RS觸發器

416‧‧‧比較器

S601-S609‧‧‧步驟

S701-S704‧‧‧步驟

S801-S803‧‧‧步驟

圖1A所示為採用現有技術的一種可控矽調光電路的原理方塊圖；圖1B所示為圖1A所示的可控矽調光電路的工作波形圖；圖2所示為依據本發明一實施例的可調光的LED驅動電路的原理方塊圖；圖3所示為依據本發明一實施例的可調光的LED驅 動電路中的第一控制電路的原理方塊圖；圖4所示為依據本發明一實施例的可調光的LED驅動電路中的第二控制電路的原理方塊圖；圖5A所示為依據本發明實施例的可調光的LED驅動電路在第一工作模式的工作波形圖；圖5B所示為依據本發明實施例的可調光的LED驅動電路在第二工作模式的工作波形圖；圖6所示為依據本發明一實施例的LED負載的調光方法的流程圖；圖7所示為依據本發明一實施例的LED負載的調光方法中的調光信號的產生方法的流程圖；圖8所示為依據本發明一實施例的LED負載的調光方法中的第一級功率級電路的控制方法的一流程圖。

以下結合附圖對本發明的幾個較佳實施例進行詳細描述，但本發明並不僅僅限於這些實施例。本發明涵蓋任何在本發明的精髓和範圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。為了使公眾對本發明有徹底的瞭解，在以下本發明較佳實施例中詳細說明了具體的細節，而對本領域技術人員來說沒有這些細節的描述也可以完全理解本發明。

參考圖2，200所示為依據本發明一實施例的可調光的LED驅動電路的原理方塊圖。在該實施例中，可調光的LED驅動電路包括依次順序連接的三端雙向可控矽 201，電子變壓器202，整流橋203，第一級功率級電路204，第二級功率級電路205，以及第一控制電路206和第二控制電路207。其中，外部的交流電源AC依次經過三端雙向可控矽201，電子變壓器202和整流橋203處理後得到一呈相位缺失的正弦半波形狀的直流電壓V_DC。當然，三端雙向可控矽還需要相應的觸發電路，在此對其不再進行詳細說明。

這裡，以第一級功率級電路204為升壓型拓撲結構，第二級功率級電路205為降壓型拓撲結構為例，電感L₁，第一主功率開關電晶體Q₁，二極體D₁和電容C_out1組成一升壓型拓撲結構；第二主功率開關電晶體Q₂，二極體D₂，電感L₂和電容C_out2組成一降壓型拓撲結構。

直流電壓V_DC為第一級功率級電路204提供電源供應，輸入電流I_in與流過電感L₁的電感電流一致。電容C_out1兩端的電壓作為第一輸出電壓V_out1，並為第二級功率級電路205提供電源供應，第二級功率級電路205的輸出端的輸出電流I_LED為LED負載提供驅動電流。

第一控制電路206用以控制第一輸出電壓V_out1和輸入電流I_in。具體的，第一控制電路206接收第一輸出電壓V_out1，第一基準電壓V_REF1，輸入電流資訊和上限電壓V_{th_up}，以據以產生第一控制信號PWM1。第一控制電路206對第一級功率級電路204的控制可以透過第一控制電路206的輸出的第一控制信號PWM1對第一主功率開關電晶體Q₁的開關狀態的控制來實現。

透過第一控制電路206對第一級功率級電路204的控制，保證第一輸出電壓V_out1的平均值與第一基準電壓V_REF1維持一致。同時，在交流電源AC的每一半波週期內，當第一輸出電壓V_out1處於上升狀態，並且，小於上限電壓V_{th_up}時，第一控制電路206控制輸入電流I_in維持為第一電流I_in1。並且，透過箝位元電壓V_CLAMP保證第一電流I_in1的數值不小於電子變壓器202的維持電流。而當第一輸出電壓V_out1上升至上限電壓V_{th_up}後，第一控制電路206控制輸入電流I_in維持為第二電流I_in2。

這裡，第一控制電路206可以採用峰值電流控制方式。

由於輸入電流I_in和所述第一輸出電壓V_out1的波形的形狀可以間接表徵三端雙向可控矽201的導通角度，因此，第二控制電路207根據輸入電流I_in的第一電流I_in1和第一輸出電壓V_out1產生一調光信號。所述調光信號表徵三端雙向可控矽201的當前導通角所需要的LED負載的期望驅動電流。根據LED負載的當前驅動電流和所述調光信號，第二控制電路207產生第二控制信號PWM2，來控制第二級功率級電路205中的第二主功率開關電晶體Q₂的開關狀態，實現對第二級功率級電路205的控制。LED負載的調光控制得以實現，並且能夠精確實現對LED負載的恆流驅動。

這裡，第二控制電路207可以採用峰值電流控制模式或者平均電流控制模式或者線性控制方式來實現對LED 負載的恆流驅動。所述第二電流I_in2的數值可以為零值，也可以為一較小的數值。第二級功率級電路205也可以為升壓-降壓型拓撲結構。

在圖2所示的依據本發明實施例的可調光的LED驅動電路中，透過第一控制電路對第一級功率級電路的控制，使得輸入電流在三端雙向可控矽的導通時間內，其數值始終大於電子變壓器的維持電流，從而避免了維持電阻的使用，減小了功率損耗，同時也避免了LED負載頻閃的問題。另外，基本恆定的第一輸出電壓能夠作為第二級功率級電路的電源供應，因此，也不再需要濾波電容。

LED負載的調光需求能夠透過對輸入電流和第一輸出電壓的檢測間接獲得，進而透過第二級功率級電路實現對LED負載的驅動電流的精確控制，獲得精確的調光操作。

參考圖3，所示為依據本發明一實施例的可調光的LED驅動電路中的第一控制電路的原理方塊圖。為方便說明，在該圖示中，省略了三端雙向可控矽201，電子變壓器202和整流橋203。

第一控制電路300包括關斷信號發生電路301，導通信號發生電路302和第一邏輯電路303。其中，關斷信號發生電路301包括第一電壓比較電路301-2和回饋控制電路301-1。

具體的，第一電壓比較電路301-2用以比較第一輸出電壓V_out1與上限電壓V_{th_up}，以產生第一關斷信號S_off1。

第一電壓比較電路301-2的一種實現方式可以為遲滯 比較器306，其上限門限電壓為上限電壓V_{th_up}，下限門限電壓為下限電壓V_{th_low}，或者與上限電壓和下限電壓成比例的電壓信號。遲滯比較器306的同相輸入端接收第一輸出電壓V_out1或者與之成比例的一電壓信號，反相輸入端接收基準值V_{ovp_ref}或者與之成比例的一電壓信號，輸出端的輸出信號作為第一關斷信號S_off1。當第一輸出電壓V_out1上升至上限電壓V_{th_up}時，第一關斷信號S_off1變為高電位。

回饋控制電路301-1採用峰值電流控制電路，以根據第一輸出電壓V_out1，第一基準電壓V_REF1和包含電感電流峰值資訊的斜坡信號產生第二關斷信號S_off2。

回饋控制電路301-1的一種實現方式可以透過電壓誤差計算電路，補償電路，箝位元電路和方波信號發生電路來實現。

這裡，電壓誤差計算電路可以包括運算放大器302，其同相輸入端接收第一輸出電壓V_out1，反相輸入端接收第一基準電壓V_REF1，以計算第一輸出電壓V_out1和第一基準電壓V_REF1之間的誤差。

補償電路用以對運算放大器302輸出的誤差信號進行補償運算，以獲得補償信號V_comp。補償電路可以透過多種方式來實現，例如，電容303或者電阻和電容組成的RC電路等。

箝位元電路連接至補償電路的輸出端，其具有一由所述電子變壓器的維持電流所確定的一箝位元電壓。箝位元 電路的一種實現方式可以透過一箝位元電壓源V_CLAMP和一二極體304來實現。二極體304的陽極連接至箝位元電壓源V_CLAMP，陰極連接至補償電路的輸出端。箝位元電壓的數值為箝位元電壓源V_CLAMP的數值與二極體304的壓降之差。當補償信號V_comp小於所述箝位元電壓時，補償信號V_comp被箝位元至所述箝位元電壓。

方波信號發生電路包括比較器304，用以比較補償信號V_comp和表徵電感電流峰值資訊的電壓信號V_pk1，輸出端的方波信號作為第二關斷信號S_off2。電感電流峰值可以採用與第一主功率開關電晶體Q₁串聯的電阻R1兩端的電壓信號V_pk1來間接獲得。在該實施例中，考慮到功率開關電晶體的占空比的變化對輸入電流的影響，為了提高穩定性，在電壓信號V_pk1的基礎上疊加一斜坡信號V_ramp1後，再與補償信號V_comp進行比較，以消除第一控制信號的不同的占空比對平均電感電流值的擾動，提高系統的穩定性。

採用這種控制方式，補償信號V_comp決定了電感電流峰值的大小，因此，透過箝位元電壓源V_CLAMP可以保證輸入電流的第一電流的最小值不小於電子變壓器的維持電流。

導通信號發生電路302可以包括振盪器307，以產生固定頻率的時鐘信號CLK1。

第一邏輯電路303包括第一或閘308和第一RS觸發器309。或閘308的兩個輸入端分別接收第一關斷信號 S_off1和第二關斷信號S_off2。第一RS觸發器309的置位元端接收時鐘信號CLK1，重定端接收或閘308的輸出信號，輸出端的輸出信號作為第一控制信號PWM1，以來控制第一主功率開關電晶體Q₁的開關狀態。

參考圖4，所示為依據本發明一實施例的可調光的LED驅動電路中的第二控制電路的原理方塊圖。

在該實施例中，第二控制電路400包括調光信號發生電路401和輸出電流控制電路410。其中，在交流電源AC的每一半波週期內，在三端雙向可控矽201的導通時間區間內，如果第一輸出電壓V_out1始終小於上限電壓V_{th_up}，調光信號發生電路401根據第一電流I_in1的維持時間來產生調光信號V_dim。

而如果第一輸出電壓V_out1大於上限電壓V_{th_up}，調光信號發生電路401根據第一電流I_in1的起始時刻至第一輸出電壓V_out1下降至下限電壓V_{th_low}的時刻的時間區間來產生調光信號V_dim。

輸出電流控制電路410根據當前所述第二級功率級電路205的輸出電流和調光信號表徵的期望驅動電流之間的誤差產生第二控制信號PWM2，以來控制第二級功率級電路205中的第二主功率開關電晶體Q₂的開關狀態。

具體的，調光信號發生電路401可以透過第二電壓比較電路，輸入電流比較電路，第二邏輯電路和平均值電路來實現。

第二電壓比較電路用以比較第一輸出電壓V_out1與下 限電壓V_{th_low}。這裡，以圖3所示的遲滯比較器306作為其一種實現方式。

輸入電流比較電路用以比較輸入電流I_in和一電流閾值I_th，可以透過比較器416來實現。比較器416的同相輸入端接收表徵輸入電流I_in的電壓信號，反相輸入端接收表徵電流閾值I_th的另一電壓信號。電流閾值I_th可以為一數值較小的電流值，例如零值，或者電子變壓器的維持電流等。

第二邏輯電路402包括或閘404，或閘404的一輸入端連接至比較器416的輸出信號，以接收輸入電流I_in和一電流閾值I_th的比較結果；另一輸入端接收第一輸出電壓V_out1與下限電壓V_{th_low}的比較結果。或閘404的輸出端的輸出信號作為表徵三端雙向可控矽的導通角的方波信號V_angle。

平均值電路403用以對接收到的方波信號V_angle和一基準電壓V_REF2進行平均值運算，以獲得表徵三端雙向可控矽201的導通角的平滑的調光信號V_dim。平均值電路可以為任何合適形式的電路結構。在該實施例中，平均值電路403包括反相器405，可控開關406和可控開關407。可控開關406的開關狀態與方波信號V_angle一致，可控開關407的開關狀態與方波信號V_angle互補。電阻408和電容409對可控開關406和可控開關407的公共連接點處的電壓進行濾波運算，從而在電容409的一端產生調光信號V_dim。

輸出電流控制電路410採用峰值電流控制方式。其包括運算放大器411，補償電容412，比較器413、振盪器414和RS觸發器415組成。

運算放大器411的同相輸入端接收調光信號V_dim，反相輸入端接收表徵LED負載的當前驅動電流的電壓信號V_ILED，輸出端的誤差信號經過補償電容412進行補償運算，以獲得補償信號V_comp2。比較器413的同相輸入端接收表徵第二級功率級電路205的電感電流峰值的電壓信號V_pk2，反相輸入端接收補償信號V_comp2。

RS觸發器415的置位端接收振盪器414輸出的時鐘信號CLK2，重定端接收比較器413的輸出信號，輸出端的輸出信號作為第二控制信號PWM2。

以下將結合具體工作波形來詳細說明包含圖4和圖5所示的第一控制電路和第二控制電路的可調光的LED驅動電路的工作原理。

參考圖5A，所示為依據本發明實施例的可調光的LED驅動電路在第一工作模式的工作波形圖。

在交流電源AC的一半波週期內，在t₀時刻，三端雙向可控矽201被觸發導通，開始輸出直流電壓V_DC。第一主功率開關電晶體Q₁導通，輸入電流I_in開始逐漸上升，電壓信號V_pk1逐漸上升，第一輸出電壓V_out1開始逐漸上升。當電壓信號V_pk1和斜坡信號V_ramp1之和上升至補償信號V_comp時，比較器305的輸出信號變為高電位。透過或閘308復位第一RS觸發器308，Q端的輸出信號變為低 電位，第一控制信號PWM1關斷主功率開關電晶體Q₁。因此，輸入電流I_in開始下降，直至時鐘信號CLK1再次變為高電位，輸入電流I_in再次開始逐漸上升。由於時鐘信號CLK1的頻率很高，因此，輸入電流I_in的數值下降幅度很小。輸入電流I_in的數值小幅波動，波形基本平滑，維持為一恆定值(第一電流I_in1)。

在圖5A所示的第一工作模式時，LED負載所需的功率較大，第一控制電路206控制輸入電流I_in為一較高的數值。透過設置較大數值的上限電壓V_{th_up}和下限電壓V_{th_low}，在該工作模式時，第一輸出電壓V_out1不會超出上限電壓V_{th_up}。遲滯比較器306的輸出信號保持為低電位，因此，第一主功率開關電晶體Q₁的關斷信號始終由回饋控制電路301-1決定，直至當前半波週期結束(時刻t₁)。在三端雙相可控矽201的關斷時間區間內(時刻t₁至時刻t₂)，直流電壓V_DC為零值，輸入電流I_in下降至零值(第二電流I_in2)並持續保持。直至在下一半波週期內，三端雙相可控矽201在時刻t₂再次導通。周而復始，透過上述峰值電流控制模式實現對第一輸出電壓V_out1和輸入電流I_in的控制。第一輸出電壓V_out1的平均值維持為第一基準電壓V_REF1。透過上述峰值電流控制方式，在三端雙相可控矽201的導通時間區間內，如果有輸入電流，則控制輸入電流維持為第一電流。並且，透過箝位元電路對第一電流的數值的箝位，使得第一電流足以滿足電子變壓器202的維持電流的需求。因此，在該工作模式時，遲 滯比較器306的輸出信號始終維持為低電位，因此表徵三端雙向可控矽201的導通角的方波信號V_angle根據輸入電流(第一電流)的持續時間確定。在三端雙向可控矽201的導通時間區間內，輸入電流始終大於電流閾值，因此比較器416的輸出信號始終保持為高電位，直至當前半波週期結束。

參考圖5B，所示為依據本發明實施例的可調光的LED驅動電路在第二工作模式的工作波形圖。

在交流電源AC的一半波週期內，在t₃時刻，三端雙向可控矽201被觸發導通，開始輸出相位缺失的直流電壓V_DC。第一主功率開關電晶體Q₁導通，輸入電流I_in開始逐漸上升，電壓信號V_pk1逐漸上升，第一輸出電壓V_out1開始逐漸上升。當電壓信號V_pk1和斜坡信號V_ramp1之和上升至補償信號V_comp時，比較器305的輸出信號變為高電位。透過或閘308復位第一RS觸發器308，Q端的輸出信號變為低電位，第一控制信號PWM1關斷主功率開關電晶體Q₁。因此，輸入電流I_in開始下降，直至時鐘信號CLK1再次變為高電位，輸入電流I_in再次開始逐漸上升。由於時鐘信號CLK1的頻率很高，因此，輸入電流I_in的數值下降幅度很小。輸入電流I_in的數值小幅波動，波形基本平滑，維持為一恆定值(第一電流I_in1)。

在圖5A所示的第一工作模式時，LED負載所需的功率較小，第一控制電路206控制輸入電流I_in為一較小的數值。但是由於箝位元電路對第一電流的箝位，第一電 流的數值足以滿足電子變壓器202的維持電流的需求。當輸入電流的最小值大於LED負載的需求時，在時刻t₄，第一輸出電壓V_out1超出上限電壓V_{th_up}。遲滯比較器306的輸出信號變為高電位，因此，第一主功率開關電晶體Q₁被關斷，第一輸出電壓V_out1持續下降，輸入電流下降至零值，直至當前半波週期結束(時刻t₆)。將遲滯比較器306的回差設置為一較大數值，使得第一輸出電壓下降至下限電壓所需的時間(時刻t₅)接近當前半波週期的結束時刻。在該工作模式時，在時刻t₃至時刻t₄，輸入電流大於電流閾值，因此比較器416的輸出信號保持為高電位，方波信號也保持為高電位。在時刻t₄至時刻t₅，雖然，比較器416的輸出信號變為低電位，但是遲滯比較器306的輸出信號變為高電位，因此，方波信號仍然保持為高電位。在時刻t₅至下一半波週期三端雙向可控矽201的導通時刻t₇，遲滯比較器306的輸出信號和比較器416的輸出信號均為低電位，方波信號變為低電位。

因此，在該工作模式時，表徵三端雙向可控矽201的導通角的方波信號V_angle根據第一電流的起始時刻至第一輸出電壓下降至下限電壓的時刻來確定。

以上結合具體實施例詳細說明了第一控制電路和第二控制電路的實現方式，根據本發明的教導，本領域技術人員可以推知其他的合適的電路結構，例如，回饋控制電路，輸出電路控制電路根據控制模式，可以使用其他的電路結構。第二級功率級電路也可以選擇為升壓-降壓型拓 撲結構。

以下結合具體實施例詳細說明依據本發明的LED負載的調光方法。

參考圖6，所示為依據本發明一實施例的LED負載的調光方法的流程圖。LED負載的調光方法包括以下步驟：S601：接收外部的交流電源；S602：調節三端雙向可控矽的導通角，所述交流電源依次經三端雙向可控矽，電子變壓器和整流橋處理後以得到一相位缺失的直流電壓；S603：所述交流電源的每一半波週期內，在所述三端雙向可控矽觸發導通後，第一級功率級電路接收所述直流電壓，以使能所述第一級功率級電路；S604：比較所述第一級功率級電路的輸出端的第一輸出電壓和一上限電壓；S605：當所述第一輸出電壓處於上升狀態，並且小於所述上限電壓時，控制所述第一級功率級電路，使得輸入電流維持為第一電流；並且，所述第一電流大於所述電子變壓器的維持電流；S606：當所述第一輸出電壓上升至所述上限電壓後，所述第一輸出電壓連續下降；並且，所述輸入電流維持為第二電流；S607：第二級功率級電路接收所述第一輸出電壓；S608：根據所述第一電流和所述第一輸出電壓產生一調光信號； S609：根據所述調光信號和所述第二級功率級電路的輸出電流，控制第二級功率級電路，保證所述輸出電流與所述調光信號表徵的期望驅動電流一致。

這裡，所述第二電流可以為零值。所述第一級功率級電路可以為升壓型拓撲結構；所述第二級功率級電路可以為降壓型拓撲結構或升壓-降壓型拓撲結構。

上述依據本發明的LED負載的調光方法，第二級功率級電路實現對LED負載的驅動。透過第一級功率級電路的控制，在三端雙向可控矽的導通時間內，當輸入電流不為零時，其數值能夠始終大於電子變壓器的維持電流，避免了維持電阻的使用，減小了功率損耗，同時也避免了LED負載頻閃的問題。另外，基本恆定的第一輸出電壓能夠作為第二級功率級電路的電源供應，因此，也不再需要濾波電容。

另一方面，LED負載的調光需求能夠透過對第一電流和第一輸出電壓的檢測間接獲得，進而透過第二級功率級電路實現對LED負載的驅動電流的精確控制，獲得精確的調光操作。

圖6中所示的LED負載的調光方法中，調光信號的產生方法可以透過以下方式實現。具體的，其包括以下步驟：在所述交流電源的每一半波週期內，比較所述第一輸出電壓和所述上限電壓；當所述第一輸出電壓始終小於所述上限電壓時，根據 所述第一電流的維持時間來產生所述調光信號；當所述第一輸出電壓大於所述上限電壓時，根據所述第一電流的起始時刻至所述第一輸出電壓下降至一下限電壓的時刻的時間區間來產生所述調光信號。

參考圖7，所示為依據本發明一實施例的調光信號的產生方法的流程圖。具體的，所述調光信號的產生方法包括以下步驟：S701：比較所述輸入電流和一電流閾值，產生第一方波信號；當所述輸入電流大於所述電流閾值時，所述第一方波信號處於有效狀態；S702：比較所述第一輸出電壓和所述下限電壓，產生第二方波信號；當所述第一輸出電壓小於所述上限電壓而大於所述下限電壓時，所述第二方波信號處於有效狀態；S703：根據所述第一方波信號和所述第二方波信號產生一方波信號；當所述第一方波信號或者所述第二方波信號處於有效狀態時，所述方波信號處於有效狀態；S704：對所述方波信號進行平均值運算，以產生所述調光信號。

圖6中所示的LED負載的調光方法中，第二級功率級電路的輸出電流的控制方法的一種具體實施例可以包括以下步驟：根據當前所述輸出電流和所述期望驅動電流之間的誤差，控制所述第二級功率級電路中的第二主功率開關電晶體的開關狀態，維持所述輸出電流和所述期望驅動電流一 致。

當然，第二級功率級電路可以採用不同的電流控制模式，例如，峰值電流控制模式或者平均值電流控制模式或者基於LED燈串的線性電流控制模式。根據電流控制模式的不同，對輸出電流的取樣可以透過取樣電感電流，輸出電流或者流過各LED燈串的驅動電流來控制。

參考圖8，所示為依據本發明一實施例的第一級功率級電路的控制方法的一流程圖。具體的，第一級功率級電路的控制方法包括以下步驟：S801：比較所述第一輸出電壓和所述上限電壓；S802：當所述第一輸出電壓小於所述上限電壓時，利用峰值電流控制方法控制所述第一級功率級電路的第一主功率開關電晶體的開關狀態；S803：當所述第一輸出電壓大於所述上限電壓時，關斷所述第一主功率開關電晶體。

其中，峰值電流控制方法可以透過以下方法實現。其可以包括以下步驟：計算所述第一輸出電壓和第一基準電壓之間的誤差，以產生一誤差信號；對所述誤差信號進行補償運算，以產生補償信號；比較所述補償信號和一箝位元信號；所述箝位元信號由所述維持電流確定；當所述補償信號大於所述箝位元信號，維持所述補償信號； 當所述補償信號小於所述箝位元信號時，將所述補償信號箝位元至所述箝位元信號；比較所述補償信號和一斜坡信號；所述斜坡信號表徵所述第一級功率級電路的電感電流峰值；當時鐘信號有效以及所述斜坡信號小於所述補償信號時，導通所述第一主功率開關電晶體，所述輸入電流持續上升，所述第一輸出電壓持續上升；所述斜坡信號大於所述補償信號時，關斷所述第一主功率開關電晶體，所述輸入電流開始下降，直至所述時鐘信號再次變為有效狀態。

需要說明的是，本發明各個實施例間名稱相同的器件功能也相同。電路的結構包括但並不限定於以上公開的形式，只要能夠實現本發明實施例所述的相關電路的功能即可。例如，第二級功率級電路的輸出電流控制電路根據電流控制模式的不同，可以採用任何合適電路結構的電流控制電路。雖然在上述實施例中並沒有進行詳細說明，但是本領域技術人員根據電流控制模式選擇合適的已知的或者改進的輸出電流控制電路。因此，本領域技術人員在本發明實施例公開的電路的基礎上所做的相關的改進，也在本發明實施例的保護範圍之內。

另外，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語 “包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。

依照本發明的實施例如上文所述，這些實施例並沒有詳盡敘述所有的細節，也不限制該發明僅為所述的具體實施例。顯然，根據以上描述，可作很多的修改和變化。本說明書選取並具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發明的原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地利用本發明以及在本發明基礎上的修改使用。本發明僅受申請專利範圍及其全部範圍和等效物的限制。

200‧‧‧方塊圖

201‧‧‧三端雙向可控矽

202‧‧‧電子變壓器

203‧‧‧整流橋

204‧‧‧第一級功率級電路

205‧‧‧第二級功率級電路

206‧‧‧第一控制電路

207‧‧‧第二控制電路

Claims (19)

1. 一種可調光的LED驅動電路，外部的交流電源依次經三端雙向可控矽、電子變壓器和整流橋處理後得到一直流電壓，其特徵在於，還包括，第一級功率級電路、第二級功率級電路、第一控制電路和第二控制電路；其中，該第一級功率級電路的輸入端接收該直流電壓，該第二功率級電路的輸入端連接至該第一級功率級電路的輸出端，一LED負載連接至該第二級功率級電路的輸出端；該第一控制電路用以根據接收到的該第一級功率級電路的輸出端的第一輸出電壓、第一基準電壓和一上限電壓產生第一控制信號，以控制該第一輸出電壓的平均值維持為該第一基準電壓；並且，在第一工作模式時，控制在該交流電源的半波週期內，且在該三端雙向可控矽導通時間內，當該第一輸出電壓處於上升狀態，並且該第一輸出電壓小於該上限電壓時，該第一級功率級電路的輸入電流維持為第一電流；該第一電流不小於該電子變壓器的維持電流；在第二工作模式時，控制在該交流電源的半波週期內，且在該三端雙向可控矽導通後，當該第一輸出電壓處於上升狀態，並且該第一輸出電壓小於該上限電壓時，該輸入電流維持為該第一電流；當該第一輸出電壓上升至該上限電壓後，該第一輸出電壓連續下降；並且，該輸入電流維持為第二電流；在該第一工作模式時，該第二控制電路根據該第一電 流產生調光信號；在該第二工作模式時，該第二控制電路根據該第一電流和該第一輸出電壓產生該調光信號；其中，該第二控制電路根據該調光信號控制該第二級功率級電路，確保該第二級功率級電路的輸出電流與該調光信號表徵的期望驅動電流一致。
2. 根據申請專利範圍第1項所述的LED驅動電路，其中，該第一控制電路包括導通信號發生電路、關斷信號發生電路和第一邏輯電路；其中，該導通信號發生電路包括一時鐘信號發生電路，用以產生一時鐘信號；該關斷信號發生電路包括第一電壓比較電路和回饋控制電路；該第一電壓比較電路用以將該第一輸出電壓與該上限電壓進行比較，以產生第一關斷信號；該回饋控制電路用以接收該第一輸出電壓，該第一基準電壓和包含電感電流峰值資訊的一斜坡信號，以產生第二關斷信號；以及該第一邏輯電路分別與該導通信號發生電路和該關斷信號發生電路連接，以產生第一控制信號來控制第一級功率級電路中的第一主功率開關電晶體的開關狀態。
3. 根據申請專利範圍第2項所述的LED驅動電路，其中，該回饋控制電路包括電壓誤差計算電路、補償電路、箝位元電路、和方波信號發生電路；其中， 該電壓誤差計算電路包括一運算放大器，該運算放大器的第一輸入端接收該第一輸出電壓，第二輸入端接收該第一基準電壓，以在輸出端產生一電壓誤差信號；該補償電路接收該電壓誤差信號，並對該電壓誤差信號進行補償運算，以獲得一補償信號；該箝位元電路連接至補償電路的輸出端，該箝位元電路具有一箝位元電壓；當該補償信號小於該箝位元電壓時，該補償信號被箝位元至該箝位元電壓；該箝位元電壓根據該電子變壓器的維持電流確定；以及該方波信號發生電路包括一比較器，該比較器的第一輸入端接收該補償信號，第二輸入端接收該斜坡信號，以在輸出端產生該第二關斷信號。
4. 根據申請專利範圍第3項所述的LED驅動電路，其中，該第一邏輯電路包括第一RS觸發器和第一或閘；其中，該第一或閘的兩個輸入端分別與該第一電壓比較電路和該回饋控制電路連接，以接收該第一關斷信號和該第二關斷信號；該第一RS觸發器的置位元端接收該時鐘信號，重定端連接至該或閘的輸出端，輸出端的輸出信號作為該第一控制信號；在該交流電源的每一半波週期內，在該三端雙向可控矽導通後，當該第一輸出電壓大於該上限電壓時，關斷該第一主功率開關電晶體，直至該三端雙向可控矽再次導通；以及當該第一輸出電壓小於該上限電壓，並且，該時鐘信 號有效時，導通該第一主功率開關電晶體；當該斜坡信號大於該補償信號時，關斷該第一主功率開關電晶體。
5. 根據申請專利範圍第3項所述的LED驅動電路，其中，該箝位元電路包括一箝位元電壓源和一二極體；該箝位元電壓源連接至該二極體的陽極，該二極體的陰極連接至該補償電路的輸出端。
6. 根據申請專利範圍第1項所述的LED驅動電路，其中，該第二控制電路包括調光信號發生電路和輸出電流控制電路；其中，在該交流電源的每一半波週期內，在該三端雙向可控矽的導通時間區間內，如果該第一輸出電壓小於該上限電壓，該調光信號發生電路根據該第一電流的維持時間來產生該調光信號；如果該第一輸出電壓大於該上限電壓，該調光信號發生電路根據該第一電流的起始時刻至該第一輸出電壓下降至一下限電壓的時刻的時間區間來產生該調光信號；該輸出電流控制電路根據當前該第二級功率級電路的輸出電流和該期望驅動電流之間的誤差產生第二控制信號，以來控制該第二級功率級電路。
7. 根據申請專利範圍第6項所述的LED驅動電路，其中，該調光信號發生電路包括第二電壓比較電路、輸入電流比較電路、第二邏輯電路和平均值電路；其中，該第二電壓比較電路用以比較該第一輸出電壓和該下限電壓； 該輸入電流比較電路用以比較該輸入電流和一電流閾值；該第二邏輯電路包括第二或閘，該第二或閘的兩個輸入端分別接收該第二電壓比較電路的輸出信號和該輸入電流比較電路的輸出信號，以在輸出端產生一方波信號；以及該平均值電路用以對接收到的該方波信號和一基準電壓進行平均值運算，以獲得該調光信號。
8. 根據申請專利範圍第6項所述的LED驅動電路，其中，該輸出電流控制電路為峰值電流控制電路或者平均電流控制電路或者線性控制電路。
9. 根據申請專利範圍第2或7項所述的LED驅動電路，其中，該第一電壓比較電路和該第二電壓比較電路共用一遲滯比較器，該遲滯比較器的上限門限電壓為該上限電壓，下限門限電壓為該下限電壓。
10. 根據申請專利範圍第1項所述的LED驅動電路，其中，該第二電流值為零值。
11. 根據申請專利範圍第1項所述的LED驅動電路，其中，該第一級功率級電路為升壓型拓撲結構；該第二級功率級電路為降壓型拓撲結構或升壓-降壓型拓撲結構。
12. 一種LED負載的調光方法，其特徵在於，包括，接收外部的交流電源； 調節三端雙向可控矽的導通角，該交流電源依次經三端雙向可控矽，電子變壓器和整流橋處理後以得到一相位缺失的直流電壓；該交流電源的每一半波週期內，在該三端雙向可控矽觸發導通後，第一級功率級電路接收該直流電壓，以使能該第一級功率級電路；比較該第一級功率級電路的輸出端的第一輸出電壓和一上限電壓；在該三端雙向可控矽的導通時間內，當該第一輸出電壓處於上升狀態，並且小於該上限電壓時，控制該第一級功率級電路，使得輸入電流維持為第一電流；並且，該第一電流大於該電子變壓器的維持電流；根據該第一電流產生調光信號；在該三端雙向可控矽的導通時間內，當該第一輸出電壓上升至該上限電壓後，該第一輸出電壓連續下降；並且，該輸入電流維持為第二電流；第二級功率級電路接收該第一輸出電壓；根據該第一電流和該第一輸出電壓產生該調光信號；以及根據該調光信號和該第二級功率級電路的輸出電流，控制第二級功率級電路，確保該輸出電流與該調光信號表徵的期望驅動電流一致。
13. 根據申請專利範圍第12項所述的LED負載的調光方法，其中，該調光信號的產生方法包括以下步驟： 在該交流電源的每一半波週期內，比較該第一輸出電壓和該上限電壓；當該第一輸出電壓小於該上限電壓時，根據該第一電流的維持時間來產生該調光信號；以及當該第一輸出電壓大於該上限電壓時，根據該第一電流的起始時刻至該第一輸出電壓下降至一下限電壓的時刻的時間區間來產生該調光信號。
14. 根據申請專利範圍第13項所述的LED負載的調光方法，其中，該調光信號的產生方法包括以下步驟：比較該輸入電流和一電流閾值，產生第一方波信號；當該輸入電流大於該電流閾值時，該第一方波信號處於有效狀態；比較該第一輸出電壓和該下限電壓，產生第二方波信號；當該第一輸出電壓小於該上限電壓而大於該下限電壓時，該第二方波信號處於有效狀態；根據該第一方波信號和該第二方波信號產生一方波信號；當該第一方波信號或者該第二方波信號處於有效狀態時，該方波信號處於有效狀態；以及對該方波信號進行平均值運算，以產生該調光信號。
15. 根據申請專利範圍第12項所述的LED負載的調光方法，其中，第二級功率級電路的輸出電流的控制方法包括以下步驟：根據當前該輸出電流和該期望驅動電流之間的誤差，控制該第二級功率級電路中的功率開關電晶體的開關狀 態，維持該輸出電流和該期望驅動電流一致。
16. 根據申請專利範圍第12項所述的LED負載的調光方法，其中，第一級功率級電路的控制方法包括以下步驟：比較該第一輸出電壓和該上限電壓；當該第一輸出電壓小於該上限電壓時，利用峰值電流控制方法控制該第一級功率級電路的第一主功率開關電晶體的開關狀態；以及當該第一輸出電壓大於該上限電壓時，關斷該第一主功率開關電晶體。
17. 根據申請專利範圍第16項所述的LED負載的調光方法，其中，該峰值電流控制方法包括以下步驟：計算該第一輸出電壓和第一基準電壓之間的誤差，以產生一誤差信號；對該誤差信號進行補償運算，以產生補償信號；比較該補償信號和一箝位元信號；該箝位元信號由該維持電流確定；當該補償信號大於該箝位元信號，維持該補償信號；當該補償信號小於該箝位元信號時，將該補償信號箝位元至該箝位元信號；比較該補償信號和一斜坡信號；該斜坡信號表徵該第一級功率級電路的電感電流峰值；當時鐘信號有效以及該斜坡信號小於該補償信號時，導通該第一主功率開關電晶體，該輸入電流持續上升，該 第一輸出電壓持續上升；以及當該斜坡信號大於該補償信號時，關斷該第一主功率開關電晶體，該輸入電流開始下降，直至該鐘信號再次變為有效狀態為止。
18. 根據申請專利範圍第12項所述的LED負載的調光方法，其中，該第二電流為零值。
19. 根據申請專利範圍第12項所述的LED負載的調光方法，其中，該第一級功率級電路為升壓型拓撲結構；該第二級功率級電路為降壓型拓撲結構或升壓-降壓型拓撲結構。