TWI571174B - Ｌｅｄ驅動裝置及用於其中的半導體晶片 - Google Patents

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Description

LED驅動裝置及用於其中的半導體晶片
本發明係有關電子電路，特別是，有關LED驅動裝置及用於其中的半導體晶片。
如今，以LED(發光二極體)取代傳統的白熾燈已成為照明技術發展的一個主要趨勢，然而如何使LED驅動裝置與傳統應用中的調光器相容是一個難題。
常用的調光器有兩種：前切調光器(leading edge dimmer)和後切調光器(trailing edge dimmer)。在某些情況下，調光器會被拆除，此時LED驅動裝置並不連接至任何調光器。也就是說，存在有三種不同的調光情況：前切調光、後切調光和無調光。由於各調光情況的操作原理截然不同，如果LED驅動裝置不能區分這些調光情況並根據需要而操作於不同的模式，它將不能很好地實現與調光器的相容。
以WO 2005/115058號專利所揭示的LED驅動裝置為例，如圖1所示，耦接在整流橋BR1輸出端之間的假負 載40被用來提供泄放電流，以確保調光器的正常操作。然而，由於圖1所示的LED驅動裝置無法區分不同的調光情況，即使在無調光器的情況下，假負載40仍將持續消耗能量，這無疑會影響LED驅動裝置的操作效率。此外，假負載40耦接於整流橋BR1的輸出端之間，需要承受高壓，高壓裝置的成本高且不易於集成。
考慮到現有技術中的一個問題或者多個問題，提出了一種簡單高效的LED驅動裝置及用於其中的半導體晶片。
依據本發明實施例提出的一種LED驅動裝置，包括：整流橋，具有輸出端，在輸出端提供直流母線電壓；母線電容器，係耦接在整流橋的輸出端與參考地之間；儲能元件，具有第一端和第二端，其中，第一端耦接至整流橋的輸出端；第一電晶體，具有第一端、第二端和控制端，其中，第一端耦接至儲能元件的第二端；第二電晶體，具有第一端、第二端和控制端，其中，第一端耦接至第一電晶體的第二端，第二端耦接至參考地；泄放電路，係耦接在第一電晶體的第二端與參考地之間，為母線電容器提供泄放電流；續流電晶體，係耦接在儲能元件與LED之間；以及輸出電容器，與LED並聯。
依據本發明實施例提出的一種LED驅動裝置，包括：整流橋，具有輸出端，在輸出端提供直流母線電壓；母線 電容器，係耦接在整流橋的輸出端與參考地之間；具有初級繞組和次級繞組的變壓器，其中，初級繞組和次級繞組均具有第一端和第二端，初級繞組的第一端耦接至整流橋的輸出端以接收直流母線電壓；第一電晶體，具有第一端、第二端和控制端，其中，第一端耦接至變壓器初級繞組的第二端；第二電晶體，具有第一端、第二端和控制端，其中，第一端耦接至第一電晶體的第二端，第二端耦接至參考地；泄放電路，係耦接在第一電晶體的第二端與參考地之間，為母線電容器提供泄放電流；續流電晶體，具有第一端和第二端，其中，第一端耦接至變壓器次級繞組的第一端，第二端耦接至LED；以及輸出電容器，係耦接在續流電晶體的第二端與變壓器次級繞組的第二端之間。
依據本發明實施例提出的一種LED驅動裝置，包括：整流橋，具有輸出端，在輸出端提供直流母線電壓；母線電容器，係耦接在整流橋的輸出端與參考地之間；電感器，具有第一端和第二端，其中，第一端耦接至整流橋的輸出端以接收直流母線電壓；第一電晶體，具有第一端、第二端和控制端，其中，第一端耦接至電感器的第二端；第二電晶體，具有第一端、第二端和控制端，其中，第一端耦接至第一電晶體的第二端，第二端耦接至參考地；泄放電路，係耦接在第一電晶體的第二端與參考地之間，為母線電容器提供泄放電流；續流電晶體，具有第一端和第二端，其中，第一端耦接至電感器的第二端，第二端耦接 至LED；以及輸出電容器，係耦接在續流電晶體的第二端與電感器的第一端之間。
依據本發明實施例提出的一種用於LED驅動裝置的半導體晶片，該LED驅動裝置包括提供直流母線電壓的整流橋、耦接在整流橋輸出端與參考地之間的母線電容器、耦接至整流橋輸出端的儲能元件以及汲極耦接至儲能元件的第一電晶體，其中，該半導體晶片包括：第二電晶體，其汲極耦接至第一電晶體的源極，第二端耦接至參考地；以及泄放電路，係耦接在第一電晶體的源極與參考地之間，為母線電容器提供泄放電流。
40‧‧‧假負載
100‧‧‧LED驅動裝置
101‧‧‧電壓取樣電路
102‧‧‧泄放電路
103‧‧‧開關變換器
104‧‧‧泄放控制電路
105‧‧‧調光模式檢測電路
106‧‧‧開關控制電路
604‧‧‧泄放控制電路
605‧‧‧調光模式檢測電路
606‧‧‧開關控制電路
6051‧‧‧第一計時比較電路
6052‧‧‧第二計時比較電路
6053‧‧‧模式信號產生電路
1000‧‧‧LED驅動裝置
1002‧‧‧泄放電路
1004‧‧‧泄放控制電路
1005‧‧‧調光模式檢測電路
1006‧‧‧開關控制電路
2000‧‧‧LED驅動裝置
3000‧‧‧LED驅動裝置
圖1示出現有的LED驅動裝置；圖2為根據本發明實施例的LED驅動裝置100的示意性方塊圖；圖3A為根據本發明實施例的圖1所示LED驅動裝置100在連接至前切調光器時的波形圖；圖3B為圖3A所示電壓取樣信號Vmult的局部放大圖；圖4A為根據本發明實施例的圖1所示LED驅動裝置100在連接至後切調光器時的波形圖；圖4B為圖3A所示電壓取樣信號Vmult的局部放大圖；圖5為根據本發明實施例的圖1所示LED驅動裝置 100在未連接至調光器時的波形圖；圖6為根據本發明實施例的圖1所示LED驅動裝置100的操作流程圖；圖7為根據本發明實施例的用於LED驅動裝置的控制器的示意性電路圖；圖8為根據本發明實施例的圖6所示控制器在LED驅動裝置連接至前切調光器時的波形圖；圖9為根據本發明實施例的圖6所示控制器在LED驅動裝置連接至後切調光器時的波形圖；圖10為根據本發明實施例的圖6所示控制器在LED驅動裝置未連接至調光器時的波形圖；圖11為根據本發明實施例的LED驅動裝置1000的示意性方塊圖；圖12為根據本發明實施例的LED驅動裝置2000的示意性方塊圖；圖13為根據本發明實施例的LED驅動裝置3000的示意性方塊圖。
下面將詳細描述本發明的具體實施例，應當注意，這裏描述的實施例只用來舉例說明，並不用來限制本發明。在以下描述中，為了提供對本發明的透徹理解，闡述了大量的特定細節。然而，對於本領域普通技術人員顯而易見的是：不必採用這些特定細節來實行本發明。在其他實例 中，為了避免混淆本發明，未具體描述公知的電路、材料或方法。
在整個說明書中，對“一個實施例”、“實施例”、“一個示例”或“示例”的提及意味著：結合該實施例或示例描述的特定特徵、結構或特性被包含在本發明的至少一個實施例中。因此，在整個說明書的各個地方出現的短語“在一個實施例中”、“在實施例中”、“一個示例”或“示例”不一定都指同一實施例或示例。此外，可以以任何適當的組合和/或子組合將特定的特徵、結構或特性組合在一個或多個實施例或示例中。此外，本領域普通技術人員應當理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，並且附圖不一定是按比例來予以繪製的。應當理解，當稱元件“連接到”或“耦接到”另一元件時，它可以是直接連接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當稱元件“直接連接到”或“直接耦接到”另一元件時，不存在中間元件。相同的附圖標記指示相同的元件。這裏使用的術語“和/或”包括一個或多個相關列出的專案的任何和所有組合。
圖2為根據本發明實施例的LED驅動裝置100的示意性方塊圖。該LED驅動裝置100包括整流橋、母線電容器Cbus、電壓取樣電路101、泄放電路102、開關變換器103、泄放控制電路104、調光模式檢測電路105以及開關控制電路106。整流橋接收電壓Vdim，在輸出端提供直流母線電壓Vbus。母線電容器Cbus耦接在整流橋的輸出端與參考地之間。在一些實施例中，電壓Vdim為交 流輸入電壓Vac經調光器切相後產生的電壓。在另一些實施例中，調光器被移除，電壓Vdim與交流輸入電壓Vac相等。
電壓取樣電路101耦接至整流橋的輸出端，取樣直流母線電壓Vbus，並產生代表直流母線電壓Vbus的電壓取樣信號Vmult。在圖2所示的實施例中，電壓取樣電路101包括由電阻器R1和R2所組成的電阻分壓器。泄放電路102耦接至母線電容器Cbus，為母線電容器Cbus提供泄放電流。泄放電路102可以確保後切調光器在連接至LED驅動裝置時能正常操作。開關變換器103耦接至整流橋的輸出端，將直流母線電壓Vbus轉換為驅動信號以驅動LED。儘管圖2中僅示出三個串聯的LED，但本領域技術人員可知，LED驅動裝置100可驅動包含任意數目LED的LED串，也可驅動多個並聯連接的LED串。
泄放控制電路104耦接至電壓取樣電路101以接收電壓取樣信號Vmult，並基於電壓取樣信號Vmult而產生泄放控制信號BLCTRL，以控制泄放電路102。在圖2所示的實施例中，泄放電路102與母線電容器Cbus並聯，包括串聯連接的泄放電阻器Rb和泄放電晶體Sb，泄放控制信號BLCTRL被提供至泄放電晶體Sb的控制端。
調光模式檢測電路105耦接至電壓取樣電路101以接收電壓取樣信號Vmult，基於電壓取樣信號Vmult而判斷LED驅動裝置是否連接至前切調光器、後切調光器，或者根本未連接至調光器，並產生指示LED驅動裝置操作模 式的前切調光模式信號MODE_L、後切調光模式信號MODE_T和無調光模式信號MODE_N。調光模式檢測電路105將電壓取樣信號Vmult自第二閾值電壓Vth2增大至第一閾值電壓Vth1所需的上升時間tr與第一時間閾值TTH1進行比較，以判斷LED驅動裝置是否連接至前切調光器，並將電壓取樣信號Vmult自第三閾值電壓Vth3減小至第四閾值電壓Vth4所需的下降時間tf與第二時間閾值TTH2進行比較，以判斷LED驅動裝置是否連接至後切調光器。若調光模式檢測電路105在預設時長內，均未檢測到LED驅動裝置連接至前切調光器或後切調光器，則判斷LED驅動裝置未連接至調光器。
開關控制電路106電耦接至調光模式檢測電路105，基於後切調光模式信號MODE_T、前切調光模式信號MODE_L和無調光模式信號MODE_N而產生開關控制信號LEDCTRL，以控制開關變換器103。
在一些實施例中，為了減小功耗，泄放控制電路104還耦接至調光模式檢測電路105以接收後切調光模式信號MODE_T，並基於後切調光模式信號MODE_T，在後切調光模式下將泄放電路102致能，在前切調光模式和無調光模式下將泄放電路102去能。在一個實施例中，在後切調光模式下，泄放控制電路104在電壓取樣信號Vmult減小至第三閾值電壓Vth3時為母線電容器Cbus提供泄放電流，直至電壓取樣信號Vmult達到第四閾值電壓Vth4為止。
下面將結合圖3A至圖5對LED驅動裝置100的調光模式檢測作進一步說明。
圖3A為根據本發明實施例的圖2所示LED驅動裝置100在連接至前切調光器時的波形圖。圖3B為圖3A所示電壓取樣信號Vmult的局部放大圖。如圖3B所示，在前切調光器的作用下，電壓取樣信號Vmult具有一個相位隨調光深度變化而變化的上升緣。與後切調光或無調光情形相比，前切調光下電壓取樣信號Vmult的上升速度要快得多。調光模式檢測電路105計算電壓取樣信號Vmult從第二閾值電壓Vth2上升至第一閾值電壓Vth1所需的上升時間tr，並將上升時間tr與第一時間閾值TTH1進行比較，以判斷LED驅動裝置100是否連接至前切調光器。在一個實施例中，若上升時間tr小於第一時間閾值TTH1，則調光模式檢測電路105判斷LED驅動裝置100連接至前切調光器，並使LED驅動裝置100操作於前切調光模式。
圖4A為根據本發明實施例的圖2所示LED驅動裝置100在連接至後切調光器時的波形圖。圖4B為圖4A所示電壓取樣信號Vmult的局部放大圖。如圖4A所示，後切調光器在交流輸入電壓Vac過零時導通，在可控延時後關斷。在後切調光器關斷後，由於母線電容器Cbus的存在，直流母線電壓Vbus緩慢下降，電壓取樣信號Vmult也緩慢下降。當電壓取樣信號Vmult減小至第三閾值電壓Vth3時，泄放控制電路104將泄放電晶體Sb導通，從而 為母線電容器Cbus提供泄放電流，直至電壓取樣信號Vmult減小至第四閾值電壓Vth4。電壓取樣信號Vmult在泄放電流的作用下快速下降。而對於前切調光或者無調光情形而言(參見圖4B)，即使有泄放電流流過母線電容器Cbus，電壓取樣信號Vmult的下降速度仍然要慢得多。調光模式檢測電路105計算電壓取樣信號Vmult從第三閾值電壓Vth3下降至第四閾值電壓Vth4所需的下降時間tf，並將下降時間tf與第二時間閾值TTH2進行比較，以判斷LED驅動裝置100是否連接至後切調光器。在一個實施例中，若下降時間tf小於第二時間閾值TTH2，則調光模式檢測電路105判斷LED驅動裝置100連接至後切調光器，並使LED驅動裝置100操作於後切調光模式。
圖5為根據本發明實施例的圖2所示LED驅動裝置100在未連接至調光器時的波形圖。如圖5所示，當LED驅動裝置100未連接至調光器時，電壓Vdim等於交流輸入電壓Vac。電壓取樣信號Vmult為整流後的正弦波，其上升與下降均平滑而緩慢。調光模式檢測電路105若在預設時長內，均未檢測到LED驅動裝置連接至前切調光器或後切調光器，例如，未檢測到電壓取樣信號Vmult的上升時間tr小於第一時間閾值TTH1或下降時間tf小於第二時間閾值TTH2，則判斷LED驅動裝置未連接至調光器，並使LED驅動裝置100操作於無調光模式。
圖6為根據本發明一實施例的圖2所示LED驅動裝置100的操作流程圖，包括步驟S501~S508。
在步驟S501，LED驅動裝置啟動。
在步驟S502，進入後切調光模式並致能泄放電路102。
在步驟S503，將電壓取樣信號Vmult的上升時間tr與第一時間閾值TTH1進行比較，以判斷LED驅動裝置是否連接至前切調光器。若LED驅動裝置連接至前切調光器，則進入步驟S504，否則進入步驟S505。在一個實施例中，若上升時間tr小於第一時間閾值TTH1，則判斷LED驅動裝置連接至前切調光器。在另一個實施例中，若上升時間tr在連續多個(例如，連續4個)母線周期內均小於第一時間閾值TTH1，方判斷LED驅動裝置連接至前切調光器。其中，母線周期是指直流母線電壓Vbus的周期，等於交流輸入電壓Vac周期的一半。
在步驟S504，進入前切調光模式，並使泄放電路去能。
在步驟S505，將電壓取樣信號Vmult的下降時間tf與第二時間閾值TTH2進行比較，以判斷LED驅動裝置是否連接至後切調光器。若是，則至步驟S506，否則至步驟S507。在一個實施例中，若下降時間tf小於第二時間閾值TTH2，則判斷LED驅動裝置連接至後切調光器。
在步驟S506，保持後切調光模式，並保持泄放電路102被致能。
在步驟S507，判斷自啟動起，是否已到達預設時長(例如，32個母線周期)，是，則至步驟S508，否則至 步驟S503。
在步驟S508，進入無調光模式，並使泄放電路102去能。
圖7為根據本發明實施例的用於LED驅動裝置的控制器的示意性電路圖。其中，調光模式檢測電路605包括第一~第四比較器COM1~COM4、第一計時比較電路6051、第二計時比較電路6052以及模式信號產生電路6053。第一比較器COM1具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中，第一輸入端接收電壓取樣信號Vmult，第二輸入端接收第一閾值電壓Vth1。第一比較器COM1將電壓取樣信號Vmult與第一閾值電壓Vth1進行比較，在輸出端產生第一比較信號CO1。第二比較器COM2具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中，第一輸入端接收電壓取樣信號Vmult，第二輸入端接收第二閾值電壓Vth2。第二比較器COM2將電壓取樣信號Vmult與第二閾值電壓Vth2進行比較，在輸出端產生第二比較信號CO2。
第一計時比較電路6051具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中，第一輸入端耦接至第一比較器COM1的輸出端以接收第一比較信號CO1，第二輸入端耦接至第二比較器COM2的輸出端以接收第二比較信號CO2。第一計時比較電路6051基於第一比較信號CO1和第二比較信號CO2，計算電壓取樣信號Vmult的上升時間tr，並將上升時間tr與第一時間閾值TTH1進行比較，在輸出端產生 前切檢測信號LD。
第三比較器COM3具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中，第一輸入端接收第三閾值電壓Vth3，第二輸入端接收電壓取樣信號Vmult。第三比較器COM3將電壓取樣信號Vmult與第三閾值電壓Vth3進行比較，在輸出端產生第三比較信號CO3。第四比較器COM4具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中，第一輸入端接收第四閾值電壓Vth4，第二輸入端接收電壓取樣信號Vmult。第四比較器COM4將電壓取樣信號Vmult與第四閾值電壓Vth4進行比較，在輸出端產生第四比較信號CO4。
第二計時比較電路6052具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中，第一輸入端耦接至第三比較器COM3的輸出端以接收第三比較信號CO3，第二輸入端耦接至第四比較器COM4的輸出端以接收第四比較信號CO4。第二計時比較電路6052基於第三比較信號CO3和第四比較信號CO4，計算電壓取樣信號Vmult的下降時間tf，並將下降時間tf與第二時間閾值TTH2進行比較，在輸出端產生後切檢測信號TD。
模式信號產生電路6053具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第一輸出端、第二輸出端和第三輸出端，其中，第一輸入端接收啟動信號INT，第二輸入端耦接至第一計時比較電路6051的輸出端以接收前切檢測信號LD，第三輸入端耦接至第二計時比較電路6052的輸出端以接收後切檢測信號TD。模式信號產生電路6053基於 啟動信號INT、前切檢測信號LD和後切檢測信號TD，在第一輸出端、第二輸出端和第三輸出端分別產生後切調光模式信號MODE_T、前切調光模式信號MODE_L和無調光模式信號MODE_N。
泄放控制電路604具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端和輸出端，其中，第一輸入端耦接至第三比較器COM3的輸出端以接收第三比較信號CO3，第二輸入端耦接至第四比較器COM4的輸出端以接收第四比較信號CO4，第三輸入端耦接至模式信號產生電路6053的第一輸出端以接收後切調光模式信號MODE_T。泄放控制電路604基於第三比較信號CO3、第四比較信號CO4和後切調光模式信號MODE_T，在輸出端產生泄放控制信號BLCTRL。在圖7所示的實施例中，泄放控制電路包括觸發器FF1和及閘AND1。觸發器FF1具有置位端S、復位端R和輸出端Q，其中，置位端S耦接至第三比較器COM3的輸出端以接收第三比較信號CO3，復位端R耦接至第四比較器COM4的輸出端以接收第四比較信號CO4。及閘AND1具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中，第一輸入端耦接至觸發器FF1的輸出端Q，第二輸入端耦接至模式信號產生電路6053的第一輸出端以接收後切調光模式信號MODE_T，輸出端提供泄放控制信號BLCTRL。
開關控制電路606電耦接至模式信號產生電路6053，基於後切調光模式信號MODE_T、前切調光模式信號 MODE_L和無調光模式信號MODE_N而產生開關控制信號LEDCTRL。
圖8為根據本發明實施例的圖7所示控制器在LED驅動裝置連接至前切調光器時的波形圖。如圖8所示，在LED驅動裝置剛啟動時，在啟動信號INT的作用下，後切調光模式信號MODE_T為高電平，前切調光模式信號MODE_L和無調光模式信號MODE_N均為低電平，LED驅動裝置操作於後切調光模式。當模式信號產生電路6053基於前切檢測信號LD，檢測到電壓取樣信號Vmult的上升時間tr在連續4個母線周期內均小於第一時間閾值TTH1時，前切調光模式信號MODE_L變為高電平，後切調光模式信號MODE_T和無調光模式信號MODE_N變為低電平，LED驅動裝置進入前切調光模式。
圖9為根據本發明實施例的圖7所示控制器在LED驅動裝置連接至後切調光器時的波形圖。如圖9所示，在LED驅動裝置剛啟動時，在啟動信號INT的作用下，後切調光模式信號MODE_T為高電平，前切調光模式信號MODE_L和無調光模式信號MODE_N均為低電平，LED驅動裝置操作於後切調光模式。由於電壓取樣信號Vmult的下降時間tf小於第二時間閾值TTH2，在後切檢測信號TD的作用下，後切調光模式信號MODE_T保持高電平，前切調光模式信號MODE_L和無調光模式信號MODE_N保持低電平，LED驅動裝置持續操作於後切調光模式。
圖10為根據本發明實施例的圖7所示控制器在LED 驅動裝置未連接至調光器時的波形圖。如圖10所示，在LED驅動裝置剛啟動時，在啟動信號INT的作用下，後切調光模式信號MODE_T為高電平，前切調光模式信號MODE_L和無調光模式信號MODE_N均為低電平，LED驅動裝置操作於後切調光模式。在32個母線周期結束後，由於未檢測到前切調光器，也未檢測到後切調光器，無調光模式信號MODE_N變為高電平，前切調光模式信號MODE_L和後切調光模式信號MODE_T均為低電平，LED驅動裝置進入無調光模式。
圖11為根據本發明實施例的LED驅動裝置1000的示意性方塊圖。如圖11所示，開關變換器採用反激拓撲結構，包括變壓器T1、電晶體S1、S2、二極體D1以及輸出電容器Cout。變壓器T1具有初級繞組和次級繞組，其中，初級繞組和次級繞組均具有第一端和第二端，初級繞組的第一端耦接至整流橋的輸出端以接收直流母線電壓Vbus。第一電晶體S1具有第一端、第二端和控制端，其中，第一端耦接至變壓器初級繞組的第二端。第二電晶體S2具有第一端、第二端和控制端，其中，第一端耦接至第一電晶體S1的第二端，第二端耦接至參考地，控制端耦接開關控制電路1006以接收開關控制信號LEDCTRL。
二極體D1具有陽極和陰極，其中，陽極耦接至變壓器次級繞組的第一端。輸出電容器Cout耦接在二極體D1的陰極與變壓器次級繞組的第二端之間。雖然圖11所示的實施例將二極體D1用作為續流電晶體而對流過變壓器 T1的電流進行續流，但本領域技術人員可知，二極體D1也可由其他可控電晶體(例如，MOSFET)來取代。
泄放電路1002包括泄放電流源Ib和泄放電晶體Sb。泄放電流源Ib具有第一端和第二端，其中，第一端耦接至第一電晶體S1的第二端和第二電晶體S2的第一端。泄放電晶體Sb具有第一端、第二端和控制端，其中，第一端耦接至泄放電流源Ib的第二端，第二端耦接至參考地，控制端耦接至泄放控制電路1004以接收泄放控制信號BLCTRL。
在一個實施例中，圖11所示的LED驅動裝置1000還包括電阻器R3、電容器C1和齊納二極體ZD1。電阻器R3具有第一端和第二端，其中，第一端耦接至整流橋的輸出端和變壓器初級繞組的第一端。電容器C1具有第一端和第二端，其中第一端耦接至電阻器R3的第二端和第一電晶體S1的控制端，第二端耦接至參考地。齊納二極體ZD1具有陽極和陰極，其中，陰極耦接至電容器C1的第一端，陽極耦接至參考地。
泄放電晶體Sb和第二電晶體S2耦接在第一電晶體S1與參考地之間，無需承受高電壓。因此，在一些實施例中，泄放電路1002、泄放控制電路1004、調光模式檢測電路1005、開關控制電路1006和第二電晶體S2被製作在同一個半導體晶片上。
上述泄放電路的連接方式並不局限於圖11所示的實施例。本領域技術人員可以理解，如圖12所示，耦接在 第一電晶體與地之間的泄放電路可以單獨應用，而無需與調光檢測電路等配合使用。
儘管圖11和12所示的開關變換器均採用反激拓撲結構，但本發明並不局限於反激變換器，而同樣適用於其他合適的拓撲結構，例如，圖13所示的升降壓變換器。除了泄放電路之外，圖13所示的LED驅動裝置3000還包括耦接在第一電晶體S1與地之間的供電電路，該供電電路包含串聯連接的電晶體S3、二極體D2與供電電容器C2。
雖然已參照幾個典型實施例描述了本發明，但應當理解，所用的術語是說明和示例性、而非限制性的術語。由於本發明能夠以多種形式具體實施而不脫離發明的精神或實質，所以應當理解，上述實施例不限於任何前述的細節，而應在隨附申請專利範圍中所限定的精神和範圍內廣泛地解釋，因此落入申請專利範圍或其等效範圍內的全部變化和變型都應為隨附之申請專利範圍所涵蓋。
2000‧‧‧LED驅動裝置

Claims (19)

  1. 一種LED驅動裝置，包括：整流橋，具有輸出端，在輸出端提供直流母線電壓；母線電容器，係耦接在整流橋的輸出端與參考地之間；儲能元件，具有第一端和第二端，其中，第一端耦接至整流橋的輸出端；第一電晶體，具有第一端、第二端和控制端，其中，第一端耦接至儲能元件的第二端；第二電晶體，具有第一端、第二端和控制端，其中，第一端耦接至第一電晶體的第二端，第二端耦接至參考地；泄放電路，係耦接在第一電晶體的第二端與參考地之間，為母線電容器提供泄放電流；續流電晶體，係耦接在儲能元件與LED之間；以及輸出電容器，與LED並聯。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的LED驅動裝置，其中，泄放電路包括：泄放電流源，具有第一端和第二端，其中，第一端耦接至第一電晶體的第二端和第二電晶體的第一端；以及泄放電晶體，具有第一端、第二端和控制端，其中，第一端耦接至泄放電流源的第二端，第二端耦接至參考地。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的LED驅動裝置，還包 括：電阻器，具有第一端和第二端，其中，第一端耦接至整流橋的輸出端；電容器，具有第一端和第二端，其中，第一端耦接至電阻器的第二端和第一電晶體的控制端，第二端耦接至參考地；以及齊納二極體，具有陽極和陰極，其中，陰極耦接至電容器的第一端，陽極耦接至參考地。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的LED驅動裝置，其中，儲能元件為變壓器或電感器。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的LED驅動裝置，還包括：電壓取樣電路，係耦接至整流橋的輸出端以接收直流母線電壓，產生代表直流母線電壓的電壓取樣信號；以及泄放控制電路，係耦接至電壓取樣電路以接收電壓取樣信號，並基於電壓取樣信號而產生泄放控制信號，以控制泄放電路。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的LED驅動裝置，還包括：調光模式檢測電路，係耦接至電壓取樣電路以接收電壓取樣信號，基於電壓取樣信號而判斷LED驅動裝置是否連接至前切調光器或後切調光器，並產生指示LED驅動裝置操作模式的後切調光模式信號、前切調光模式信號、和無調光模式信號； 其中，泄放控制電路還耦接至調光模式檢測電路以接收後切調光模式信號，並基於後切調光模式信號，在後切調光模式下將泄放電路致能，在前切調光模式和無調光模式下將泄放電路去能。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的LED驅動裝置，還包括：第三電晶體，具有第一端、第二端和控制端，其中，第一端耦接至第一電晶體的第二端和第二電晶體的第一端；二極體，具有陽極和陰極，其中，陽極耦接至第三電晶體的第二端；以及供電電容器，具有第一端和第二端，其中，第一端耦接至二極體的陰極，第二端耦接至參考地。
  8. 一種LED驅動裝置，包括：整流橋，具有輸出端，在輸出端提供直流母線電壓；母線電容器，係耦接在整流橋的輸出端與參考地之間；具有初級繞組和次級繞組的變壓器，其中，初級繞組和次級繞組均具有第一端和第二端，初級繞組的第一端耦接至整流橋的輸出端以接收直流母線電壓；第一電晶體，具有第一端、第二端和控制端，其中，第一端耦接至變壓器初級繞組的第二端；第二電晶體，具有第一端、第二端和控制端，其中，第一端耦接至第一電晶體的第二端，第二端耦接至參考 地；泄放電路，係耦接在第一電晶體的第二端與參考地之間，為母線電容器提供泄放電流；續流電晶體，具有第一端和第二端，其中，第一端耦接至變壓器次級繞組的第一端，第二端耦接至LED；以及輸出電容器，係耦接在續流電晶體的第二端與變壓器次級繞組的第二端之間。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的LED驅動裝置，其中，泄放電路包括：泄放電流源，具有第一端和第二端，其中，第一端耦接至第一電晶體的第二端和第二電晶體的第一端；以及泄放電晶體，具有第一端、第二端和控制端，其中，第一端耦接至泄放電流源的第二端，第二端耦接至參考地。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的LED驅動裝置，還包括：第三電晶體，具有第一端、第二端和控制端，其中，第一端耦接至第一電晶體的第二端和第二電晶體的第一端；二極體，具有陽極和陰極，其中，陽極耦接至第三電晶體的第二端；以及供電電容器，具有第一端和第二端，其中，第一端耦接至二極體的陰極，第二端耦接至參考地。
  11. 一種LED驅動裝置，包括： 整流橋，具有輸出端，在輸出端提供直流母線電壓；母線電容器，係耦接在整流橋的輸出端與參考地之間；電感器，具有第一端和第二端，其中，第一端耦接至整流橋的輸出端以接收直流母線電壓；第一電晶體，具有第一端、第二端和控制端，其中，第一端耦接至電感器的第二端；第二電晶體，具有第一端、第二端和控制端，其中，第一端耦接至第一電晶體的第二端，第二端耦接至參考地；泄放電路，係耦接在第一電晶體的第二端與參考地之間，為母線電容器提供泄放電流；續流電晶體，具有第一端和第二端，其中，第一端耦接至電感器的第二端，第二端耦接至LED；以及輸出電容器，係耦接在續流電晶體的第二端與電感器的第一端之間。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的LED驅動裝置，其中，泄放電路包括：泄放電流源，具有第一端和第二端，其中，第一端耦接至第一電晶體的第二端和第二電晶體的第一端；以及泄放電晶體，具有第一端、第二端和控制端，其中，第一端耦接至泄放電流源的第二端，第二端耦接至參考地。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的LED驅動裝置，還 包括：第三電晶體，具有第一端、第二端和控制端，其中，第一端耦接至第一電晶體的第二端和第二電晶體的第一端；二極體，具有陽極和陰極，其中，陽極耦接至第三電晶體的第二端；以及供電電容器，具有第一端和第二端，其中，第一端耦接至二極體的陰極，第二端耦接至參考地。
  14. 一種用於LED驅動裝置的半導體晶片，該LED驅動裝置包括提供直流母線電壓的整流橋、耦接在整流橋輸出端與參考地之間的母線電容器、耦接至整流橋輸出端的儲能元件以及汲極耦接至儲能元件的第一電晶體，其中，該半導體晶片包括：第二電晶體，其汲極耦接至第一電晶體的源極，第二端耦接至參考地；以及泄放電路，係耦接在第一電晶體的源極與參考地之間，為母線電容器提供泄放電流。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的半導體晶片，其中，泄放電路包括：泄放電流源，具有第一端和第二端，其中，第一端耦接至第一電晶體的源極和第二電晶體的汲極；以及泄放電晶體，具有第一端、第二端和控制端，其中，第一端耦接至泄放電流源的第二端，第二端耦接至參考地。
  16. 如申請專利範圍第14項所述的半導體晶片，其中，LED驅動裝置還包括：電阻器，具有第一端和第二端，其中，第一端耦接至整流橋的輸出端；電容器，具有第一端和第二端，其中，第一端耦接至電阻器的第二端和第一電晶體的閘極，第二端耦接至參考地；以及齊納二極體，具有陽極和陰極，其中，陰極耦接至電容器的第一端，陽極耦接至參考地。
  17. 如申請專利範圍第14項所述的半導體晶片，其中，儲能元件為變壓器或電感器。
  18. 如申請專利範圍第14項所述的半導體晶片，還包括：泄放控制電路，接收代表直流母線電壓的電壓取樣信號，並基於電壓取樣信號而產生泄放控制信號，以控制泄放電路。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的半導體晶片，還包括：調光模式檢測電路，接收電壓取樣信號，基於電壓取樣信號而判斷LED驅動裝置是否連接至前切調光器或後切調光器，並產生指示LED驅動裝置操作模式的後切調光模式信號、前切調光模式信號、和無調光模式信號；其中，泄放控制電路還耦接至調光模式檢測電路以接收後切調光模式信號，並基於後切調光模式信號，在後切 調光模式下將泄放電路致能，在前切調光模式和無調光模式下將泄放電路去能。
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