TWI763416B - Controllers, systems, and methods for driving a light source - Google Patents
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Abstract
Description
本發明係有關光源供電技術領域,尤其係有關一種控制器、光源驅動系統及方法。 The invention relates to the technical field of light source power supply, in particular to a controller, a light source driving system and a method.
目前,LED光源已應用於各種各樣的環境中。為了滿足不同環境的需求,LED光源的亮度需要被調節。一般來說,光源驅動系統需要不斷調節為光源供電的輸出電壓,以將流經光源的電流調節至目標電流值。但是,這種做法會增加光源驅動系統的功耗,從而降低功率效率。 Currently, LED light sources have been used in a variety of environments. In order to meet the needs of different environments, the brightness of the LED light source needs to be adjusted. Generally speaking, the light source driving system needs to continuously adjust the output voltage for powering the light source, so as to adjust the current flowing through the light source to a target current value. However, this practice will increase the power consumption of the light source driving system, thereby reducing the power efficiency.
本發明提供了一種控制器。該控制器用於控制電能轉換器產生的為光源供電的第一輸出電壓及為光源以外的元件供電的第二輸出電壓。控制器包括電壓檢測端、電流檢測端及電壓感應端。電壓檢測端用於感應第二輸出電壓。電流檢測端耦接於光源,用於感應流過光源的光源電流。其中,第二輸出電壓先於光源電流被感應到。電壓感應端經由電壓感應電路與該電能轉換器耦接,用於接收指示第一輸出電壓的電壓感應信號,其中電壓感應信號由電壓感應電路產生。其中,控制器根據第二輸出電壓調節電壓感應信號以產生調節後的電壓感應信號,並根據調節後的電壓感應信號產生第一控制電流,以使電能 轉換器根據第一控制電流控制第二輸出電壓處於一預設電壓範圍內。其中,當第二輸出電壓處於該預設電壓範圍內時,控制器再根據光源電流與目標電流值之間的差值調節調節後的電壓感應信號以產生二次調節後的電壓感應信號,並根據該二次調節後的電壓感應信號產生第二控制電流,以使電能轉換器根據該第二控制電流控制光源電流保持為該目標電流值。 The present invention provides a controller. The controller is used for controlling the first output voltage for powering the light source and the second output voltage for powering the components other than the light source generated by the power converter. The controller includes a voltage detection terminal, a current detection terminal and a voltage sensing terminal. The voltage detection terminal is used for sensing the second output voltage. The current detection terminal is coupled to the light source and used for sensing the light source current flowing through the light source. Wherein, the second output voltage is sensed before the light source current. The voltage sensing terminal is coupled to the power converter via the voltage sensing circuit, and is used for receiving a voltage sensing signal indicating the first output voltage, wherein the voltage sensing signal is generated by the voltage sensing circuit. The controller adjusts the voltage sensing signal according to the second output voltage to generate an adjusted voltage sensing signal, and generates a first control current according to the adjusted voltage sensing signal, so that the electrical energy The converter controls the second output voltage to be within a predetermined voltage range according to the first control current. Wherein, when the second output voltage is within the preset voltage range, the controller then adjusts the adjusted voltage sensing signal according to the difference between the light source current and the target current value to generate a secondary adjusted voltage sensing signal, and A second control current is generated according to the secondary adjusted voltage sensing signal, so that the power converter controls the light source current according to the second control current to maintain the target current value.
本發明還提供了一種光源驅動系統。該光源驅動系統包括電能轉換器及控制電路。電能轉換器用於將輸入電能轉換成為光源供電的第一輸出電壓及為系統中除光源以外的元件供電的第二輸出電壓。控制電路耦接電能轉換器及光源,用於感應第一輸出電壓、第二輸出電壓及流過光源的光源電流。其中,第一輸出電壓和第二輸出電壓均先於光源電流被感應到。其中,控制電路根據第一輸出電壓產生電壓感應信號,並根據第二輸出電壓調節電壓感應信號以產生調節後的電壓感應信號,再根據調節後的電壓感應信號產生第一控制信號,以使電能轉換器根據第一控制信號控制第二輸出電壓處於預設電壓範圍內。其中,當第二輸出電壓處於預設電壓範圍內時,控制電路根據光源電流調節調節後的電壓感應信號以產生二次調節後的電壓感應信號,再根據二次調節後的電壓感應信號產生第二控制信號,以使電能轉換器根據第二控制信號控制光源電流保持為目標電流值。 The invention also provides a light source driving system. The light source driving system includes a power converter and a control circuit. The power converter is used for converting the input power into a first output voltage for powering the light source and a second output voltage for powering the components other than the light source in the system. The control circuit is coupled to the power converter and the light source for sensing the first output voltage, the second output voltage and the light source current flowing through the light source. The first output voltage and the second output voltage are both sensed before the light source current. The control circuit generates a voltage sensing signal according to the first output voltage, adjusts the voltage sensing signal according to the second output voltage to generate an adjusted voltage sensing signal, and then generates a first control signal according to the adjusted voltage sensing signal, so that the electrical energy The converter controls the second output voltage to be within a preset voltage range according to the first control signal. Wherein, when the second output voltage is within the preset voltage range, the control circuit adjusts the adjusted voltage sensing signal according to the light source current to generate the secondary adjusted voltage sensing signal, and then generates the second adjusted voltage sensing signal according to the secondary adjusted voltage sensing signal. two control signals, so that the power converter controls the light source current to maintain the target current value according to the second control signal.
本發明還提供了一種光源驅動方法。該方法包括:電能轉換器將輸入電能轉換成為光源供電的第一輸出電壓及為光源以外的元件供電的第二輸出電壓;控制電路感應第一輸出電壓、第二輸出電壓及流過光源的光源電流;其中第一輸出電壓及第二輸出電壓均先於光源電流被感應到;控制電路產生指示第一輸出電壓的電壓感應信號;控制電路根據第二輸出電壓調節電壓感應信 號以產生調節後的電壓感應信號,再根據調節後的電壓感應信號產生第一控制信號;電能轉換器根據第一控制信號調節第二輸出電壓,以使第二輸出電壓處於預設電壓範圍內;當第二輸出電壓處於預設電壓範圍內時,控制電路根據光源電流調節調節後的電壓感應信號以產生二次調節後的電壓感應信號,再根據二次調節後的電壓感應信號產生第二控制信號;及電能轉換器根據第二控制信號調節第一輸出電壓,以使光源電流保持為目標電流值。 The invention also provides a light source driving method. The method includes: the power converter converts the input power into a first output voltage for powering the light source and a second output voltage for powering components other than the light source; a control circuit senses the first output voltage, the second output voltage and the light source flowing through the light source current; wherein the first output voltage and the second output voltage are both sensed before the light source current; the control circuit generates a voltage sensing signal indicating the first output voltage; the control circuit adjusts the voltage sensing signal according to the second output voltage signal to generate the adjusted voltage sensing signal, and then generate the first control signal according to the adjusted voltage sensing signal; the power converter adjusts the second output voltage according to the first control signal, so that the second output voltage is within the preset voltage range When the second output voltage is within the preset voltage range, the control circuit adjusts the adjusted voltage sensing signal according to the light source current to generate a secondary adjusted voltage sensing signal, and then generates a second voltage sensing signal according to the secondary adjusted voltage sensing signal. a control signal; and the power converter adjusts the first output voltage according to the second control signal to keep the light source current at the target current value.
本發明透過優先根據第一輸出電壓及第二輸出電壓調節第二輸出電壓以使第二輸出電壓處於預設電壓範圍內。當第二輸出電壓處於預設電壓範圍內時,再根據第一輸出電壓和光源電流調節第一輸出電壓以使光源電流保持為目標電流值。本發明透過調節第一輸出電壓和第二輸出電壓,一方面可使光源工作在最佳狀態(光源電流保持為目標電流值),減少功耗,提高功率效率,另一方面還可相容多種顯示器而無需任何更改,設計更簡易。 The present invention adjusts the second output voltage according to the first output voltage and the second output voltage preferentially so that the second output voltage is within a predetermined voltage range. When the second output voltage is within the preset voltage range, the first output voltage is adjusted according to the first output voltage and the light source current to keep the light source current at the target current value. By adjusting the first output voltage and the second output voltage, on the one hand, the invention can make the light source work in the best state (the light source current is kept at the target current value), reduce power consumption, and improve power efficiency, and on the other hand, it can be compatible with various The display does not require any changes, and the design is simpler.
100:光源驅動系統 100: Light source drive system
102:整流器 102: Rectifier
103:電能轉換器 103: Power Converter
104:光源 104: Light source
105:控制電路 105: Control circuit
200:光源驅動系統 200: Light source drive system
210:電壓監測電路 210: Voltage monitoring circuit
220:控制器 220: Controller
230:電壓感應電路 230: Voltage Sensing Circuit
240:光耦合器 240: Optocoupler
250:負載單元 250: Load Cell
260:過壓保護單元 260: Overvoltage protection unit
310:比較與回饋電路 310: Comparison and Feedback Circuits
311:電壓檢測端 311: Voltage detection terminal
312:電流檢測端 312: Current detection terminal
313:第一邏輯電路 313: First logic circuit
314:第二邏輯電路 314: Second logic circuit
315:轉換單元 315: Conversion unit
320:電流感應與均衡電路 320: Current Sensing and Equalization Circuits
321:選擇器 321: selector
322:開關控制單元 322: Switch control unit
323:積分電路 323: Integrator circuit
330:並聯調節器 330: Parallel regulator
340:驅動器 340: Drive
410:PWM信號產生器 410: PWM signal generator
420:開關式變壓器電路 420: Switching Transformer Circuits
500:流程圖 500: Flowchart
501~509:步驟 501~509: Steps
600:流程圖 600: Flowchart
601~622:步驟 601~622: Steps
第1圖係根據本發明一個實施例的光源驅動系統的電路圖。 FIG. 1 is a circuit diagram of a light source driving system according to an embodiment of the present invention.
第2圖係根據本發明另一個實施例的光源驅動系統的電路圖。 FIG. 2 is a circuit diagram of a light source driving system according to another embodiment of the present invention.
第3圖係根據本發明一個實施例的控制器的電路圖。 FIG. 3 is a circuit diagram of a controller according to one embodiment of the present invention.
第4圖係根據本發明一個實施例的電能轉換器的電路圖。 FIG. 4 is a circuit diagram of a power converter according to an embodiment of the present invention.
第5圖係根據本發明一個實施例的驅動光源的方法流程圖。 FIG. 5 is a flowchart of a method for driving a light source according to an embodiment of the present invention.
第6圖係根據本發明另一個實施例的驅動光源的方法流程圖。 FIG. 6 is a flowchart of a method for driving a light source according to another embodiment of the present invention.
以下將對本發明的實施例給出詳細的說明。儘管本發明透過這些實施方式進行闡述和說明,但需要注意的是本發明並不僅僅只局限於這些實施方式。相反地,本發明涵蓋後附申請專利範圍所定義的發明精神和發明範圍內的所有替代物、變體和等同物。在以下對本發明的詳細描述中,為了提供一個針對本發明的完全的理解,闡明瞭大量的具體細節。然而,本領域技術人員將理解,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,對於大家熟知的方案、流程、元件和電路未作詳細描述,以便於凸顯本發明的主旨。 A detailed description will be given below of embodiments of the present invention. Although the present invention is illustrated and described with reference to these embodiments, it should be noted that the present invention is not limited only to these embodiments. On the contrary, this invention covers all alternatives, modifications and equivalents within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. In the following detailed description of the present invention, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of the present invention. However, one skilled in the art will understand that the present invention may be practiced without these specific details. In other instances, well-known solutions, procedures, components and circuits have not been described in detail in order to facilitate the disclosure of the subject matter of the present invention.
第1圖係根據本發明一個實施例的光源驅動系統100的電路圖。該系統100包含電源VAC、整流器102、電能轉換器103、光源104及控制電路105。在一實施例中,光源104包括多個並聯的發光二極體(Light Emitting Diode,LED)串(如,LED串S1、S2、......、SN,見第2圖)。其中,每個LED串包括多個串聯的LED。第一輸出電壓VOUT為每一個LED串供電,從而產生流過每一個LED串的光源電流Ij,j=1,2,......,N。在其他實施例中,光源104也可以包括一個LED或者一個LED串。
FIG. 1 is a circuit diagram of a light
該整流器102耦接於電源VAC和電能轉換器103之間,接收並整流電源VAC提供的電能(例如:220V電能、110V電能等)從而提供整流電能給電能轉換器103。該整流電能可視為電能轉換器103的輸入電能。在本實施例中,整流器102為全橋式整流器。
The
該電能轉換器103分別耦接於光源104和控制電路105,將輸入電能轉換成為光源104供電的第一輸出電壓VOUT和為該系統100中除光源104以外的元件供電的第二輸出電壓VS。在本實施例中,該電能轉換器103為AC/DC(Alternating Current/Direct Current,交流/直流)轉換器。
The
該控制電路105耦接於光源104和電能轉換器103,感應第一輸出電壓VOUT、第二輸出電壓VS及流過光源104的光源電流I1、I2、......、IN。其中,第一輸出電壓VOUT及第二輸出電壓VS均先於光源電流I1、I2、......、IN被感應到。控制電路105根據第一輸出電壓VOUT產生電壓感應信號VSEN(未經調節的電壓感應信號VSEN),並根據第二輸出電壓VS調節該電壓感應信號VSEN以產生調節後的電壓感應信號VSEN(第1圖未標出),再根據調節後的電壓感應信號VSEN(第1圖未標出)產生第一控制信號S1,以使電能轉換器103根據該第一控制信號S1控制第二輸出電壓VS處於預設電壓範圍內。當第二輸出電壓VS處於預設電壓範圍內時,控制電路105根據光源電流I1、I2、......、IN調節該調節後的電壓感應信號VSEN以產生二次調節後的電壓感應信號VSEN,再根據二次調節後的電壓感應信號VSEN(第1圖未標出)產生第二控制信號S2,以使電能轉換器103根據該第二控制信號S2控制光源電流I1、I2、......、IN保持為目標電流值。在本發明中,「二次調節後的」這一術語是指信號被調節且調節後的信號隨後又被調節,該術語並不一定指信號只被調節了兩次。目標電流值和預設電壓範圍是由使用者設定或設計者指定。在一實施例中,預設電壓範圍為7V~25V。
The
可見,該系統100可透過電能轉換器103調節第一輸出電壓VOUT,以使流過光源104的光源電流I1、I2、......、IN保持為目標電流值,減少功耗,提高功率效率。該系統100還可透過電能轉換器103調節第二輸出電壓VS,以使第二輸出電壓VS處於預設電壓範圍內,以相容多種顯示器。
It can be seen that the
第2圖係根據本發明另一個實施例的光源驅動系統200的電路圖。在一實施例中,第2圖為第1圖的實際應用電路圖。為簡化起見,光源驅動系統200中的一些元件沒有顯示在第2圖中。在本實施例中,該系統200包括電源VAC、整流器102、電能轉換器103、光源104、控制電路105、負載單元250及過壓保護單元260。其中,該控制電路105包括電壓監測電路210、控制器220、電壓感應電路230
及光耦合器240。
FIG. 2 is a circuit diagram of a light
該電壓監測電路210耦接於電能轉換器103,感應第二輸出電壓VS並產生指示第二輸出電壓VS的第一監測電壓V1和第二監測電壓V2。在一實施例中,電壓監測電路210包括相互串聯的電阻R5、電阻R6及電阻R7。電阻R5的一端連接電能轉換器103,以接收第二輸出電壓VS,另一端連接電阻R6的一端並形成節點N1,從而在節點N1上產生第一監測電壓V1。電阻R6的另一端連接電阻R7並形成節點N2,從而在節點N2上產生第二監測電壓V2。在本實施例中,V1=VS(R6+R7)/(R5+R6+R7),V2=VSR7/(R5+R6+R7)。其中R5,表示電阻R5的電阻值,R6表示電阻R6的電阻值,R7表示電阻R7的電阻值。
The voltage monitoring circuit 210 is coupled to the
控制器220分別耦接於光源104及電壓監測電路210,接收第一監測電壓V1、第二監測電壓V2及光源電流I1、I2、......、IN。第一監測電壓V1及第二監測電壓V2先於光源電流I1、I2、......、IN被接收到。控制器220產生指示第一監測電壓V1及第二監測電壓V2的第一調節電流IADJF1,以使第二輸出電壓VS處於預設電壓範圍內。當第二輸出電壓VS處於預設電壓範圍內時,控制器220產生指示光源電流I1、I2、......、IN與目標電流值之間差值的第二調節電流IADJF2,以使光源電流I1、I2、......、IN保持為目標電流值。
The
該電壓感應電路230分別耦接於控制器220和電能轉換器103,並根據第一輸出電壓VOUT產生指示第一輸出電壓VOUT的電壓感應信號VSEN(未經調節的電壓感應信號VSEN)。第一調節電流IADJF1調節該電壓感應信號VSEN(未經調節的電壓感應信號VSEN)以產生調節後的電壓感應信號VSEN。第二調節電流IADJF2調節該調節後的電壓感應信號VSEN以產生二次調節後的電壓感應信號VSEN。如前,第一調節電流IADJF1指示第二輸出電壓VS及電壓感應信號VSEN(未經調節的電壓感應信號VSEN)指示第一輸出電壓VOUT。因此,第一調節電流IADJF1(IADJF1≠0)調節電壓感應信號VSEN(未經調節的電壓感應信號VSEN)之後,該調節後的電壓感應信
號VSEN指示第一輸出電壓VOUT與第二輸出電壓VS的結合。第一調節電流IADJF1(IADJF1=0)調節電壓感應信號VSEN(未經調節的電壓感應信號VSEN)之後,該調節後的電壓感應信號VSEN指示第一輸出電壓VOUT。
The
第二調節電流IADJF2指示光源電流I1、I2、......、IN及調節後的電壓感應信號VSEN指示第一輸出電壓VOUT與第二輸出電壓VS的結合。因此,第二調節電流IADJF2(IADJF1≠0,IADJF2≠0)調節該調節後的電壓感應信號VSEN之後,該二次調節後的電壓感應信號VSEN指示第一輸出電壓VOUT、第二輸出電壓VS與光源電流I1、I2、......、IN的結合。第二調節電流IADJF2(IADJF1≠0,IADJF2=0)調節該調節後的電壓感應信號VSEN之後,該二次調節後的電壓感應信號VSEN指示第一輸出電壓VOUT與第二輸出電壓VS的結合。第二調節電流IADJF2指示光源電流I1、I2、......、IN及調節後的電壓感應信號VSEN指示第一輸出電壓VOUT。因此,第二調節電流IADJF2(IADJF1=0,IADJF2≠0)調節該調節後的電壓感應信號VSEN之後,該二次調節後的電壓感應信號VSEN指示第一輸出電壓VOUT與光源電流I1、I2、......、IN的結合。第二調節電流IADJF2(IADJF1=0,IADJF2=0)調節該調節後的電壓感應信號VSEN之後,該二次調節後的電壓感應信號VSEN指示第一輸出電壓VOUT。 The second adjustment current I ADJF2 indicates the light source currents I 1 , I 2 , . . . , IN and the adjusted voltage sensing signal V SEN indicates the combination of the first output voltage V OUT and the second output voltage V S . Therefore, after the second adjustment current I ADJF2 (I ADJF1 ≠0, I ADJF2 ≠0) adjusts the adjusted voltage sensing signal V SEN , the second adjusted voltage sensing signal V SEN indicates the first output voltage V OUT , A combination of the second output voltage V S and the light source currents I 1 , I 2 , . . . , IN. After the second adjustment current I ADJF2 (I ADJF1 ≠0, I ADJF2 =0) adjusts the adjusted voltage sensing signal V SEN , the second adjusted voltage sensing signal V SEN indicates the first output voltage V OUT and the second The combination of the output voltage V S. The second adjustment current I ADJF2 indicates the light source currents I 1 , I 2 , . . . , IN and the adjusted voltage sensing signal V SEN indicates the first output voltage V OUT . Therefore, after the second adjustment current I ADJF2 (I ADJF1 =0, I ADJF2 ≠0) adjusts the adjusted voltage sensing signal V SEN , the second adjusted voltage sensing signal V SEN indicates that the first output voltage V OUT and the Combination of light source currents I 1 , I 2 , . . . , IN . After the second adjustment current I ADJF2 (I ADJF1 =0, I ADJF2 =0) adjusts the adjusted voltage sensing signal V SEN , the second adjusted voltage sensing signal V SEN indicates the first output voltage V OUT .
在一實施例中,電壓感應電路230為電阻R2和電阻R8組成的分壓器。電阻R8的一端連接電能轉換器103,以接收第一輸出電壓VOUT,另一端連接電阻R2並形成連接節點。在該連接節點上產生的電壓感應信號VSEN為電阻R2上的電壓值。第一調節電流IADJF1和第二調節電流IADJF2分別流入該連接節點或從該連接節點流出,從而引起電阻R2上的電壓值的變化。例如,在無第一調節電流IADJF1和第二調節電流IADJF2(IADJF1=0且IADJF2=0)時,電阻R2上的電壓值與第一輸出電壓VOUT成正比,例如,VSEN=VOUT.R2/(R2+R8)。其中,R2表示電阻R2的電阻值,R8表示電阻R8的電阻值。在第一調節電流IADJF1或第二調節電流IADJF2流入該連接節
點時,電阻R2上的電壓值增加。在第一調節電流IADJF1或第二調節電流IADJF2從該連接節點流出時,電阻R2上的電壓值減小。
In one embodiment, the
控制器220還根據電壓感應信號VSEN(可能是未經調節的電壓感應信號VSEN、調節後的電壓感應信號VSEN或二次調節後的電壓感應信號VSEN,本段下同)與電壓基準信號VREF(見第3圖)的比較結果產生控制電流ICMPO(可能是第一控制電流ICMPO1、第二控制電流ICMPO2或第三控制電流ICMPO3,本段下同)。該控制電流ICMPO流入控制器220中。具體地,當電壓感應信號VSEN大於電壓基準信號VREF時,控制器220產生的控制電流ICMPO減小;當電壓感應信號VSEN小於電壓基準信號VREF時,控制器220產生的控制電流ICMPO增加。
The
光耦合器240耦接於電能轉換器103,並根據控制電流ICMPO(可能是第一控制電流ICMPO1、第二控制電流ICMPO2或第三控制電流ICMPO3,本段下同)產生控制信號S(可能是第一控制信號S1、第二控制信號S2或第三控制信號S3,本段下同)。具體地,光耦合器240根據第一控制電流ICMPO1產生第一控制信號S1,根據第二控制電流ICMPO2產生第二控制信號S2,還根據第三控制電流ICMPO3產生第三控制信號S3。其中,電能轉換器103根據該第一控制信號S1調節第二輸出電壓VS以使第二輸出電壓VS處於預設電壓範圍內,或者根據該第二控制信號S2調節第一輸出電壓VOUT以使光源電流I1、I2、......、IN保持為目標電流值。電能轉換器103根據該第三控制信號S3調節第一輸出電壓VOUT以使第一輸出電壓VOUT等於電壓基準信號VREF所確定的目標電壓值VTARGET(具體情況將在下文詳細描述)。在一實施例中,光耦合器240是一種以光為媒介在兩個隔離電路之間傳輸電信號的元件。光耦合器240的等效電路包括LED和光電晶體管。LED的陽極透過電阻R4連接第二輸出電壓VS,陰極連線控制端CMPO。光電晶體管的射極接地,集極連接電能轉換器103,基極接收LED的光能。流過LED的控制電流ICMPO可使LED發光。光電晶體管接收LED發射的光並產生電信號。其中,該電信號可以是集射極電壓VCE
或集極電流IC。光電晶體根據LED的發光強度的變化控制其自身阻抗,進而改變集射極電壓VCE或集極電流IC。例如,當控制電流ICMPO增加,LED的發光強度增加,光電晶體管的阻抗減小,集射極電壓VCE增加而產生處於第二狀態的控制信號S(如,高電位)。當控制電流ICMPO減小時,LED的發光強度減小,光電晶體管的阻抗增加,集射極電壓VCE減小而產生處於第一狀態的控制信號S(如,低電位)。
The
電能轉換器103根據該處於第一狀態的控制信號S(如,低電位)減小第二輸出電壓VS和第一輸出電壓VOUT。或者,電能轉換器103根據該處於第二狀態的控制信號S(如,高電位)增加第二輸出電壓VS和第一輸出電壓VOUT。
The
負載單元250連接於電能轉換器103和控制器220之間。該負載單元250在控制器220的控制下導通預設時間段,以減小第一輸出電壓VOUT。在一實施例中,負載單元250包括電阻R1和MOS(Metal-Oxide-Semiconductor,MOS)管M1。電阻R1的一端連接電能轉換器103,另一端連接MOS晶體M1的汲極。MOS晶體M1的源極接地,閘極連線控制器220。控制器220偵測到光源104被點亮時,控制MOS晶體M1導通預設時間段,則在該預設時間段內,第一輸出電壓VOUT經電阻R1分壓後而減小。此時減小後的第一輸出電壓VOUT不會導致光源104閃爍甚至燒壞。其中預設時間段是由設計者指定或使用者設定。
The
過壓保護單元260連接電能轉換器103,感應指示第一輸出電壓VOUT的第三監測電壓V3。控制器220根據該第三監測電壓V3執行保護操作,具體情況將在下文詳細描述。
The
在一實施例中,過壓保護單元260包括電阻R0和電阻R9。電阻R0的一端連接電能轉換器103,另一端連接電阻R9並形成節點N3。電阻R9的另一端接地。在節點N3上產生的第三監測電壓V3為電阻R9上的電壓值。在本實施例中,V3=VOUT.R9/(R0+R9)。其中R0,表示電阻R0的電阻值,R9表示電阻R9的電阻值。
In one embodiment, the
第3圖係根據本發明一個實施例的控制器220的電路圖。在一實施例中,控制器220包括電壓檢測端311、電流檢測端312、調節端ADJE、電壓感應端VSEN、控制端CMPO、過壓保護端OVP、脈衝寬度調變端PWM、使能端ENA、負載端LOAD、比較與回饋電路310、電流感應與均衡電路320、並聯調節器330及驅動器340。
FIG. 3 is a circuit diagram of the
該電壓檢測端311耦合於該系統200中的電壓監測電路210。該電壓偵測端311感應該電能轉換器103產生的對該系統200中除光源104以外的元件供電的第二輸出電壓VS。
The
在一實施例中,該電壓檢測端311包括高箝位端HCP及低箝位端LCP。低箝位端LCP連接電壓監測電路210中的節點N1,以接收指示第二輸出電壓VS的第一監測電壓V1。高箝位端HCP連接電壓監測電路210中的節點N2,以接收指示第二輸出電壓VS的第二監測電壓V2。
In one embodiment, the
該電流檢測端312耦合於光源104,感應流過光源104的光源電流I1、I2、......、IN。在一實施例中,該電流檢測端312包括電流檢測端ISEN1、ISEN2、......、ISENN。電流檢測端ISENj(j=1,2,......,N)耦接於LED串Sj。電流檢測端ISENj感應流過LED串Sj的光源電流Ij,j=1,2,......,N。其中,該電壓檢測端311的優先順序高於電流檢測端312。也就是說,第二輸出電壓VS先於光源電流I1、I2、......、IN被感應到。控制器220先根據第二輸出電壓VS產生指示第二輸出電壓VS的第一調節電流IADJF1,以使第二輸出電壓VS處於預設電壓範圍內。當第二輸出電壓VS處於預設電壓範圍內時,電流檢測端312再感應到光源電流I1、I2、......、IN。
The
該脈波寬度調變端PWM接收指示光源104預設亮度的調光信號。在一實施例中,調光信號包括具有高電位和低電位的矩形波信號。例如,預設亮度為總亮度的100%時,調光信號呈高電位。預設亮度為總亮度的0%時,調光信
號呈低電位。預設亮度處於總亮度的0%至100%之間時,調光信號由高低電位組成的矩形波信號。
The pulse width modulation terminal PWM receives a dimming signal indicating the preset brightness of the
電流感應與均衡電路320耦接於電流檢測端ISEN1、ISEN2、......、ISENN和脈波寬度調變端PWM。電流感應與均衡電路320根據指示光源104預設亮度的調光信號控制與光源104耦接的多個MOS晶體(如,第3圖中的MOS晶體Q1、Q2、......、QN)的工作模式並均衡光源電流I1、I2、......、IN,還根據光源電流I1、I2、......、IN產生電流回饋信號SISEN。
The current sensing and
其中,多個MOS晶體(如,第3圖中的MOS晶體Q1、Q2、......、QN)的工作模式包括線性模式和開關模式。當預設亮度處於第一亮度範圍時,電流感應與均衡電路320控制多個MOS晶體工作在線性模式。當預設亮度處於第二亮度範圍時,電流感應與均衡電路320控制多個MOS晶體工作在開關模式。其中,第一亮度範圍和第二亮度範圍均由使用者或設計者設計或指定。具體情況將在下文詳細描述。根據預設亮度控制多個MOS晶體的工作模式可最大程度上減少在該多個MOS晶體(如,MOS晶體Q1、Q2、......、QN)上的功耗,提高功率效率。
The operating modes of the plurality of MOS crystals (eg, the MOS crystals Q 1 , Q 2 , . . . , Q N in FIG. 3 ) include a linear mode and a switching mode. When the preset brightness is within the first brightness range, the current sensing and
在一實施例中,該電流感應與均衡電路320包括選擇器321、開關控制單元322、積分電路323、比較器EA6等(具體電路及連接關係請參考第3圖)。在第3圖中,感應電阻RS1、RS2、......、RSN的電阻值均相同。根據第3圖可得到:流過每個LED串的光源電流Ij=(VOUT-VFj)/RS (1)其中,VFj表示LED串Sj上的光源電壓,RS表示感應電阻RSj上的電阻值。由於每個LED串的情況(如LED數量、阻值、環境溫度等)不同,LED串S1、S2、......、SN上的光源電壓VF1、VF2、......、VFN的大小也不同。可見,流過每一個LED串的光源電流Ij的大小可能均不相同甚至相差較大。於是,該電流感應與均衡電路320根據指示光源104預設亮度的調光信號控制多個MOS晶體(如,MOS晶體Q1、
Q2、......、QN)的工作模式並均衡各光源電流I1、I2、......、IN,以使各光源電流I1、I2、......、IN的大小基本相同。
In one embodiment, the current sensing and
在一實施例中,當預設亮度處於第一亮度範圍(比如總亮度的60%~100%)時,積分電路323對該調光信號進行積分而產生電壓信號V5。其中,在一實施例中,調光信號所指示的預設亮度為總亮度的60%時,電壓信號V5的電壓值為1.8V;調光信號所指示的預設亮度為總亮度的100%時,電壓信號V5的電壓值為3V。換句話說,調光信號所指示的預設亮度為總亮度的60%到100%時,電壓信號V5的電壓值介於1.8V到3V之間。如果比較器EA6比較出電壓信號V5的電壓值大於等於預設電壓值V4(例如,V4=1.8V)後,則可確定調光信號所指示的預設亮度介於總亮度的60%到100%之間,於是開關控制單元322控制開關S11、S12、......、S1N導通,開關S21、S22、......、S2N斷開。在本段所描述的情況下,MOS晶體Q1、Q2、......、QN工作線上性模式。
In one embodiment, when the preset brightness is in the first brightness range (eg, 60%˜100% of the total brightness), the integrating
線性模式下,MOS晶體Q1、Q2、......、QN的阻抗連續可調。緩衝器BFj一端連接感應電阻RSj,以接收感應電阻RSj上的感應電壓VSj(j=1,2,......,N),另一端連接基準信號產生器(第3圖未標出),以接收基準信號產生器產生的均衡基準電壓。當感應電壓VSj大於均衡基準電壓時,緩衝器BFj施加在MOS晶體Qj閘極上的電壓減小,MOS晶體Qj上的阻抗RQj增加,從而減小光源電流Ij,j=1,2,......,N。當感應電壓VSj小於均衡基準電壓時,緩衝器BFj施加在MOS晶體Qj閘極上的電壓增加,MOS晶體Qj上的阻抗RQj減小,從而增加光源電流Ij。其中,均衡基準電壓可以是指示光源電流I1、I2、......、IN的平均電流值,本發明不做限定。 In the linear mode, the impedances of the MOS crystals Q 1 , Q 2 , ..., Q N are continuously adjustable. One end of the buffer BF j is connected to the sensing resistor R Sj to receive the induced voltage V Sj (j=1, 2, . . . , N) on the sensing resistor R Sj , and the other end is connected to the reference signal generator (third not shown) to receive the balanced reference voltage generated by the reference signal generator. When the induced voltage V Sj is greater than the equilibrium reference voltage, the voltage applied by the buffer BF j to the gate of the MOS crystal Q j decreases, and the impedance R Qj on the MOS crystal Q j increases, thereby reducing the light source current I j , j=1 , 2, ..., N. When the induced voltage V Sj is less than the equilibrium reference voltage, the voltage applied by the buffer BF j to the gate of the MOS crystal Q j increases, and the impedance R Qj on the MOS crystal Q j decreases, thereby increasing the light source current I j . The balanced reference voltage may be an average current value indicating the light source currents I 1 , I 2 , . . . , IN, which is not limited in the present invention.
另外,選擇器321根據指示均衡後的光源電流、、......、對應的指示電壓VIN1、VIN2、......、VINN選擇電流回饋信號SISEN。其中,指示電壓
在一實施例中,當預設亮度處於第二亮度範圍(比如總亮度的10%~60%)時,積分電路323對該調光信號進行積分而產生電壓信號V5。其中,在一實施例中,調光信號所指示的預設亮度為總亮度的60%時,電壓信號V5的電壓值為1.8V;調光信號所指示的預設亮度為總亮度的10%時,電壓信號V5的電壓值為0.3V。換句話說,調光信號所指示的預設亮度為總亮度的10%到60%時,電壓信號V5的電壓值介於0.3V到1.8V之間。如果比較器EA6比較出電壓信號V5的電壓值小於預設電壓值V4(例如,V4=1.8V)後,則可確定調光信號所指示的預設亮度介於總亮度的10%到60%之間,於是開關控制單元322控制開關S11、S12、......、S1N斷開,開關S21、S22、......、S2N導通。在本段所描述的情況下,MOS晶體Q1,Q2,......、QN工作在開關模式。
In one embodiment, when the preset brightness is within the second brightness range (eg, 10%˜60% of the total brightness), the integrating
開關模式下,MOS晶體Q1、Q2、......、QN可被完全導通或斷開。當感應電壓VSj大於均衡基準電壓時,信號產生器PWMj減小信號PWMj′的責任週期,MOS晶體Qj被完全導通的時間減小,從而減小光源電流Ij,j=1,2,......,N。當感應電壓VSj小於均衡基準電壓時,信號產生器PWMj增加信號PWMj′的責任週期,MOS晶體Qj被完全導通的時間增加,從而增加光源電流Ij。信號PWMj的責任週期是指在一個週期內,高電位持續的時間與該週期時間的比率。其中,該高電位持續的時間為MOS晶體Qj被完全導通的時間。其中,均衡基準電壓可以是指示光源電流I1、I2、......、IN的平均電流值,本發明不做限定。 In the switching mode, the MOS transistors Q 1 , Q 2 , . . . , Q N can be fully turned on or off. When the induced voltage V Sj is greater than the equilibrium reference voltage, the signal generator PWMj reduces the duty cycle of the signal PWMj', and the time when the MOS crystal Q j is fully turned on is reduced, thereby reducing the light source current I j , j=1, 2, ..., N. When the induced voltage V Sj is less than the equilibrium reference voltage, the signal generator PWMj increases the duty cycle of the signal PWMj', and the time when the MOS crystal Q j is fully turned on increases, thereby increasing the light source current I j . The duty cycle of the signal PWMj refers to the ratio of the duration of the high potential to the cycle time in one cycle. The duration of the high potential is the time when the MOS crystal Q j is completely turned on. The balanced reference voltage may be an average current value indicating the light source currents I 1 , I 2 , . . . , IN, which is not limited in the present invention.
另外,該光源電流I1、I2、......、IN在均衡前,選擇器321根據感應電阻RS1、RS2、......、RSN上的感應電壓VS1、VS2、......、VSN選擇電流回饋信號SISEN。在一實施例中,電流回饋信號SISEN為感應電壓VS1、VS2、......、VSN中的最小值。 In addition, before the light source currents I 1 , I 2 , . S1 , V S2 , . . . , V SN select the current feedback signal S ISEN . In one embodiment, the current feedback signal S ISEN is the minimum value among the induced voltages V S1 , V S2 , . . . , V SN .
該比較與回饋電路310耦接於電壓檢測端311和電流感應與均衡電
路320。該比較與回饋電路310先產生指示第二輸出電壓VS的第一調節電流IADJF1,以使第二輸出電壓VS處於預設電壓範圍內。當第二輸出電壓VS處於預設電壓範圍內時,該比較與回饋電路310再根據光源電流I1、I2、......、IN與目標電流值之間的差值產生第二調節電流IADJF2,以使光源電流I1、I2、......、IN保持為目標電流值。第一調節電流IADJF1先於第二調節電流IADJF2產生。
The comparison and
具體地,比較與回饋電路310分別耦接於高箝位端HCP、低箝位端LCP及電流感應與均衡電路320。由於第一監測電壓V1和第二監測電壓V2均先於光源電流I1、I2、......、IN被接收到,因此該比較與回饋電路310先根據第一監測電壓V1與低電壓臨限值VSL的關係及第二監測電壓V2與高電壓臨限值VSH的關係產生第一調節電流IADJF1,以使第二輸出電壓VS處於預設電壓範圍內。當第二輸出電壓VS處於預設電壓範圍內時,該比較與回饋電路310再根據指示光源電流I1、I2、......、IN的電流回饋信號SISEN與指示目標電流值的電流基準信號SADJ之間的差值產生第二調節電流IADJF2,以使光源電流I1、I2、......、IN保持為目標電流值。其中,低電壓臨限值VSL和高電壓臨限值VSH由基準信號產生器(第3圖未標出)產生。
Specifically, the comparison and
在一實施例中,VSL=VTH1.(R6+R7)/(R5+R6+R7),VSH=VTH2.R7/(R5+R6+R7),其中,VTH1為第二輸出電壓VS的預設電壓範圍中的最小電壓值,VTH2為第二輸出電壓VS的預設電壓範圍中的最大電壓值。低電壓臨限值VSL和高電壓臨限值VSH的取值並不限於本發明公開的實施例,只要根據第一監測電壓V1與低電壓臨限值VSL的關係及第二監測電壓V2與高電壓臨限值VSH的關係能夠確定第二輸出電壓VS所處的電壓範圍即可。 In one embodiment, V SL =V TH1 . (R 6 +R 7 )/(R 5 +R 6 +R 7 ), V SH =V TH2 . R 7 /(R 5 +R 6 +R 7 ), wherein V TH1 is the minimum voltage value in the preset voltage range of the second output voltage V S , and V TH2 is the preset voltage range of the second output voltage V S the maximum voltage value in . The values of the low voltage threshold value V SL and the high voltage threshold value V SH are not limited to the embodiments disclosed in the present invention, as long as the relationship between the first monitoring voltage V 1 and the low voltage threshold value V SL and the second monitoring The relationship between the voltage V 2 and the high voltage threshold value V SH can determine the voltage range in which the second output voltage V S is located.
在一實施例中,比較與回饋電路310包括比較器EA1、比較器EA2、比較器EA3、比較器EA4、第一邏輯電路313、第二邏輯電路314及轉換單元315。比較器EA1的非反相輸入端接收低電壓臨限值VSL,反相輸入端耦接於低箝位端LCP,以接收第一監測電壓V1,比較器EA1輸出端輸出根據第一監測電壓V1和低
電壓臨限值VSL產生的第一比較結果。當第一監測電壓V1不低於低電壓臨限值VSL時,第一比較結果為低電位;當第一監測電壓V1低於低電壓臨限值VSL時,第一比較結果為高電位。
In one embodiment, the comparison and
比較器EA2的非反相輸入端耦接於高箝位端HCP,以接收第二監測電壓V2,反相輸入端接收高電壓臨限值VSH,比較器EA2輸出端輸出根據第二監測電壓V2和高電壓臨限值VSH產生的第二比較結果。當第二監測電壓V2不高於高電壓臨限值VSH時,第二比較結果為低電位;當第二監測電壓V2高於高電壓臨限值VSH,第二比較結果為高電位。 The non-inverting input terminal of the comparator EA2 is coupled to the high clamp terminal HCP to receive the second monitoring voltage V 2 , the inverting input terminal receives the high voltage threshold value V SH , and the output terminal of the comparator EA2 outputs according to the second monitoring voltage The second result of the comparison is the voltage V2 and the high voltage threshold VSH . When the second monitoring voltage V 2 is not higher than the high voltage threshold value V SH , the second comparison result is a low level; when the second monitoring voltage V 2 is higher than the high voltage threshold value V SH , the second comparison result is high potential.
比較器EA3的非反相輸入端設置有電流基準信號SADJ(基準信號產生器(第3圖未標出)產生的),反相輸入端耦接於電流感應與均衡電路320,以接收電流回饋信號SISEN,比較器EA3輸出端輸出根據電流基準信號SADJ和電流回饋信號SISEN產生的第三比較結果。例如,當電流基準信號SADJ大於電流回饋信號SISEN時,第三比較結果為高電位。當電流基準信號SADJ不大於電流回饋信號SISEN時,第三比較結果為低電位。在一實施例中,電流基準信號SADJ指示光源電流I1、I2、......、IN的目標電流值。
The non-inverting input terminal of the comparator EA3 is provided with the current reference signal S ADJ (generated by the reference signal generator (not shown in Figure 3)), and the inverting input terminal is coupled to the current sensing and equalizing
比較器EA4的非反相輸入端耦接於電流感應與均衡電路320,以接收電流回饋信號SISEN,反相輸入端設置有電流基準信號SADJ,比較器EA4輸出端輸出根據電流基準信號SADJ和電流回饋信號SISEN產生的第四比較結果。例如,當電流回饋信號SISEN大於電流基準信號SADJ時,第四比較結果為高電位。當電流回饋信號SISEN不大於電流基準信號SADJ時,第四比較結果為低電位。
The non-inverting input terminal of the comparator EA4 is coupled to the current sensing and equalizing
第一邏輯電路313耦接於比較器EA1的輸出端,接收第一比較結果並選擇性地輸出第一加法信號。例如,當第一比較結果為高電位時,第一邏輯電路313輸出第一加法信號。第一邏輯電路313還耦接於比較器EA3的輸出端,接收第三比較結果並選擇性地輸出第二加法信號。例如,當第三比較結果為高電
位時,第一邏輯電路313輸出第二加法信號。由於第一監測電壓V1先於光源電流I1、I2、......、IN被接收,則第一比較結果先於第三比較結果被輸出。也就是說,第一比較結果先於第三比較結果被接收。於是,第一邏輯電路313優先接收第一比較結果並根據第一比較結果選擇性地輸出第一加法信號,以使第二輸出電壓VS處於預設電壓範圍內。當第二輸出電壓VS處於預設電壓範圍內時,第一邏輯電路313再接收第三比較結果並根據第三比較結果選擇性地輸出第二加法信號。
The
第二邏輯電路314耦接於比較器EA2的輸出端,接收第二比較結果並選擇性地輸出第一減法信號。例如,當第二比較結果為高電位時,第二邏輯電路314輸出第一減法信號。第二邏輯電路314還耦接於比較器EA4的輸出端,接收第四比較結果並選擇性地輸出第二減法信號。例如,當第四比較結果為高電位時,第二邏輯電路314輸出第二減法信號。由於第二監測電壓V2先於光源電流I1、I2、......、IN被接收,則第二比較結果先於第四比較結果被輸出。也就是說,第二比較結果先於第四比較結果被接收。於是,第二邏輯電路314優先接收第二比較結果並根據第二比較結果選擇性地輸出第一減法信號,以使第二輸出電壓VS處於預設電壓範圍內。當第二輸出電壓VS處於預設電壓範圍內時,第二邏輯電路314再接收第四比較結果並根據第四比較結果選擇性地輸出第二減法信號。
The
轉換單元315耦接於第一邏輯電路313和第二邏輯電路314。由於第一監測電壓V1和第二監測電壓V2均先於光源電流I1、I2、......、IN被接收,則第一加法信號和第一減法信號均先於第二加法信號和第二減法信號被輸出。於是,轉換單元315先根據第一加法信號或第一減法信號產生第一調節電流IADJF1,以使第二輸出電壓VS處於預設電壓範圍內。當第二輸出電壓VS處於預設電壓範圍內時,轉換單元315再根據第二加法信號或第二減法信號產生第二調節電流IADJF2,以使光源電流I1、I2、......、IN保持為目標電流值。根據第一加法信號,第一調節電流IADJF1從電壓感應電路230流入轉換單元315以減小電壓感應信號VSEN。根據第一減
法信號,第一調節電流IADJF1從轉換單元315流入電壓感應電路230以增加電壓感應信號VSEN。根據第二加法信號,第二調節電流IADJF2從電壓感應電路230流入轉換單元315以減小調節後的電壓感應信號VSEN。根據第二減法信號,第二調節電流IADJF2從轉換單元315流入電壓感應電路230以增加調節後的電壓感應信號VSEN。在一實施例中,該第二調節電流IADJF2指示電流回饋信號SISEN與電流基準信號SADJ之間的差值。
The
在一實施例中,轉換單元315包括暫存器和數模轉換器。暫存器以數位信號的形式存儲該第一加法信號、第二加法信號、第一減法信號及第二減法信號。數模轉換器根據該數位信號形式的第一加法信號或第一減法信號產生第一調節電流IADJF1。數模轉換器還根據該數位信號形式的第二加法信號或第二減法信號產生第二調節電流IADJF2。
In one embodiment, the
下面將詳細介紹本發明如何根據第一監測電壓V1與低電壓臨限值VSL的關係及第二監測電壓V2與高電壓臨限值VSH的關係確定第二輸出電壓VS是否處於預設電壓範圍內。具體如下: The following will describe in detail how the present invention determines whether the second output voltage V S is in the within the preset voltage range. details as follows:
第一種情況:當比較器EA1判斷出第一監測電壓V1不低於低電壓臨限值VSL(如,比較器EA1輸出低電位)且比較器EA2判斷出第二監測電壓V2不高於高電壓臨限值VSH(如,比較器EA2輸出低電位)時,第一邏輯電路313不輸出第一加法信號且第二邏輯電路314不輸出第一減法信號。此時,轉換單元315不產生第一調節電流IADJF1,即IADJF1=0。在一實施例中,V1=VS.(R6+R7)/(R5+R6+R7) (3)
The first case: when the comparator EA1 determines that the first monitoring voltage V 1 is not lower than the low voltage threshold V SL (eg, the comparator EA1 outputs a low level) and the comparator EA2 determines that the second monitoring voltage V 2 is not lower than the low voltage threshold V SL When higher than the high voltage threshold value V SH (eg, the comparator EA2 outputs a low level), the
VSL=VTH1.(R6+R7)/(R5+R6+R7) (4) V SL =V TH1 . (R 6 +R 7 )/(R 5 +R 6 +R 7 ) (4)
V2=VS.R7/(R5+R6+R7) (5) V 2 =V S . R 7 /(R 5 +R 6 +R 7 ) (5)
VSH=VTH2.R7/(R5+R6+R7) (6) V SH =V TH2 . R 7 /(R 5 +R 6 +R 7 ) (6)
其中,VTH1為第二輸出電壓VS的預設電壓範圍中的最小電壓值,VTH2為第二輸出電壓VS的預設電壓範圍中的最大電壓值。當V1 VSL,V2 VSH時,利用(3)、(4)、(5)、(6)式可得到VS VTH1,VS VTH2。由於VTH1 VTH2時,必然有VTH1 VS VTH2。可見,當V1 VSL,V2 VSH時,必然有VTH1 VS VTH2。 Wherein, V TH1 is the minimum voltage value in the preset voltage range of the second output voltage V S , and V TH2 is the maximum voltage value in the preset voltage range of the second output voltage V S. When V1 VSL , V2 When V SH , V S can be obtained by using equations (3), (4), (5) and (6) V TH1 , V S V TH2 . Since V TH1 V TH2 , there must be V TH1 V S V TH2 . Visible when V 1 VSL , V2 V SH , there must be V TH1 V S V TH2 .
第二種情況:當比較器EA1判斷出第一監測電壓V1低於低電壓臨限值VSL(如,比較器EA1輸出高電位)且比較器EA2判斷出第二監測電壓V2不高於高電壓臨限值VSH(如,比較器EA2輸出低電位)時,第一邏輯電路313輸出第一加法信號且第二邏輯電路314不輸出第一減法信號。此時,轉換單元315產生的第一調節電流IADJF1(IADJF1<0)從電壓感應電路230流入轉換單元315,以增加第二輸出電壓VS,以使第二輸出電壓VS處於預設電壓範圍內。在一實施例中,V1=VS.(R6+R7)/(R5+R6+R7) (7)
The second case: when the comparator EA1 determines that the first monitoring voltage V 1 is lower than the low voltage threshold V SL (eg, the comparator EA1 outputs a high level) and the comparator EA2 determines that the second monitoring voltage V 2 is not high When the high voltage threshold value V SH (eg, the comparator EA2 outputs a low level), the
VSL=VTH1.(R6+R7)/(R5+R6+R7) (8) V SL =V TH1 . (R 6 +R 7 )/(R 5 +R 6 +R 7 ) (8)
V2=VS.R7/(R5+R6+R7) (9) V 2 =V S . R 7 /(R 5 +R 6 +R 7 ) (9)
VSH=VTH2.R7/(R5+R6+R7) (10)其中,VTH1為第二輸出電壓VS的預設電壓範圍中的最小電壓值,VTH2為第二輸出電壓VS的預設電壓範圍中的最大電壓值。當V1<VSL,V2 VSH時,利用(7)(8)(9)(10)可得到VS<VTH1,VS VTH2。由於VTH1 VTH2時,必然有VS<VTH1。可見,當V1<VSL,V2 VSH時,必然有VS<VTH1。由於第一調節電流IADJF1從電壓感應電路230流入轉換單元315中,第二輸出電壓VS增加,直至增加後的第二輸出電壓VS處於預設電壓範圍內。
V SH =V TH2 . R 7 /(R 5 +R 6 +R 7 ) (10) Wherein, V TH1 is the minimum voltage value in the preset voltage range of the second output voltage V S , and V TH2 is the preset voltage value of the second output voltage V S The maximum voltage value in the voltage range. When V 1 < V SL , V 2 When V SH , use (7)(8)(9)(10) to get V S <V TH1 , V S V TH2 . Since V TH1 When V TH2 , there must be V S < V TH1 . It can be seen that when V 1 <V SL , V 2 When V SH , there must be V S < V TH1 . Since the first adjustment current I ADJF1 flows from the
第三種情況:當比較器EA1判斷出第一監測電壓V1不低於低電壓臨限值VSL(如,比較器EA1輸出低電位)且比較器EA2判斷出第二監測電壓V2高於高電壓臨限值VSH(如,比較器EA2輸出高電位)時,第一邏輯電路313不輸出第一加法信號且第二邏輯電路314輸出第一減法信號。此時,轉換單元315產生的
第一調節電流IADJF1(IADJF1>0)從轉換單元315流入電壓感應電路230,以減小第二輸出電壓VS,以使第二輸出電壓VS處於預設電壓範圍內。在一實施例中,V1=VS.(R6+R7)/(R5+R6+R7) (11)
The third case: when the comparator EA1 determines that the first monitoring voltage V 1 is not lower than the low voltage threshold V SL (eg, the comparator EA1 outputs a low level) and the comparator EA2 determines that the second monitoring voltage V 2 is high When the high voltage threshold value V SH (eg, the comparator EA2 outputs a high level), the
VSL=VTH1.(R6+R7)/(R5+R6+R7) (12) V SL =V TH1 . (R 6 +R 7 )/(R 5 +R 6 +R 7 ) (12)
V2=VS.R7/(R5+R6+R7) (13) V 2 =V S . R 7 /(R 5 +R 6 +R 7 ) (13)
VSH=VTH2.R7/(R5+R6+R7) (14)其中VTH1,為第二輸出電壓VS的預設電壓範圍中的最小電壓值,VTH2為第二輸出電壓VS的預設電壓範圍中的最大電壓值。當V1 VSL,V2>VSH時,利用(11)、(12)、(13)、(14)可得到VS VTH1,VS>VTH2。由於VTH1 VTH2時,必然有VS>VTH2。可見,當V1 VSL,V2>VSH時,必然有VS>VTH2。由於第一調節電流IADJF1從轉換單元315流入電壓感應電路230中,則第二輸出電壓VS減小直至減小後的第二輸出電壓VS處於預設電壓範圍內。
V SH =V TH2 . R 7 /(R 5 +R 6 +R 7 ) (14) where V TH1 is the minimum voltage value in the preset voltage range of the second output voltage V S , and V TH2 is the preset value of the second output voltage V S The maximum voltage value in the voltage range. When V1 When V SL , V 2 >V SH , V S can be obtained by using (11), (12), (13), (14) V TH1 , V S >V TH2 . Since V TH1 When V TH2 , there must be V S > V TH2 . Visible when V 1 When V SL and V 2 >V SH , there must be V S >V TH2 . Since the first adjustment current IADJF1 flows into the
當第二輸出電壓VS處於預設電壓範圍內時,再根據指示光源電流I1、I2、......、IN的電流回饋信號SISEN與指示目標電流值的電流基準信號SADJ的關係確定光源電流I1、I2、......、IN是否為目標電流值。具體情況如下: When the second output voltage V S is within the preset voltage range, the current feedback signal S ISEN indicating the light source currents I 1 , I 2 , . . . , IN and the current reference signal indicating the target current value are further feedback The relationship of SADJ determines whether the light source currents I 1 , I 2 , . . . , IN are the target current values. Details are as follows:
如果電流回饋信號SISEN大於電流基準信號SADJ,比較器EA3輸出低電位且比較器EA4輸出高電位。此時,第一邏輯電路313不輸出第二加法信號且第二邏輯電路314輸出第二減法信號。轉換單元315根據第二減法信號產生第二調節電流IADJF2。其中第二調節電流IADJF2(IADJF2>0)從轉換單元315流入電壓感應電路230,以減小第一輸出電壓VOUT,進而減小光源電流I1、I2、......、IN,最終使光源電流I1、I2、......、IN減小為目標電流值。
If the current feedback signal S ISEN is greater than the current reference signal S ADJ , the comparator EA3 outputs a low level and the comparator EA4 outputs a high level. At this time, the
如果電流回饋信號SISEN小於電流基準信號SADJ,比較器EA3輸出高電位且比較器EA4輸出低電位。此時,第一邏輯電路313輸出第二加法信號且第二邏輯電路314不輸出第二減法信號。轉換單元315根據第二加法信號產生第二調
節電流IADJF2。其中第二調節電流IADJF2(IADJF2<0)從電壓感應電路230流入轉換單元315,以增加第一輸出電壓VOUT,進而增加光源電流I1、I2、......、IN,最終使光源電流I1、I2、......、IN增加為目標電流值。
If the current feedback signal S ISEN is smaller than the current reference signal S ADJ , the comparator EA3 outputs a high level and the comparator EA4 outputs a low level. At this time, the
如果電流回饋信號SISEN等於電流基準信號SADJ,比較器EA3輸出低電位且比較器EA4輸出低電位。此時,第一邏輯電路313不輸出第二加法信號且第二邏輯電路314不輸出第二減法信號。轉換單元315不產生第二調節電流IADJF2(IADJF2=0)。這說明光源電流I1、I2、......、IN已經為目標電流值。
If the current feedback signal S ISEN is equal to the current reference signal S ADJ , the comparator EA3 outputs a low level and the comparator EA4 outputs a low level. At this time, the
該調節端ADJF耦接於電壓感應電路230,傳輸第一調節電流IADJF1和第二調節電流IADJF2。該調節端ADJF為輸入/輸出端(如,雙向端),既可以將第一調節電流IADJF1和第二調節電流IADJF2從控制器220輸出至電壓感應電路230,又可以將第一調節電流IADJF1和第二調節電流IADJF2從電壓感應電路230輸出至控制器220中。
The adjustment terminal ADJF is coupled to the
並聯調節器330透過電壓感應端VSEN連接電壓感應電路230,以接收電壓感應信號VSEN(可能是未經調節的電壓感應信號VSEN、調節後的電壓感應信號VSEN或二次調節後的電壓感應信號VSEN,本段下同),透過控制端CMPO連接光耦合器240,以輸出控制電流ICMPO(可能是第一控制電流ICMPO1、第二控制電流ICMPO2或第三控制電流ICMPO3,本段下同)。該並聯調節器330根據電壓感應信號VSEN與電壓基準信號VREF之間的差值產生控制電流ICMPO。具體地,該並聯調節器330根據調節後的電壓感應信號VSEN與電壓基準信號VREF之間的差值產生第一控制電流ICMPO1。該並聯調節器330根據二次調節後的電壓感應信號VSEN與電壓基準信號VREF之間的差值產生第二控制電流ICMPO2。該並聯調節器330根據未經調節的電壓感應信號VSEN與電壓基準信號VREF之間的差值產生第三控制電流ICMPO3。
The
在一實施例中,並聯調節器330包括誤差放大器EA5和MOS晶體M2。誤差放大器EA5的非反相輸入端耦接於電壓感應端VSEN,以接收電壓感應信號
VSEN(可能是未經調節的電壓感應信號VSEN、調節後的電壓感應信號VSEN或二次調節後的電壓感應信號VSEN,本段下同),反相輸入端接收基準信號產生器(第3圖未標出)產生的電壓基準信號VREF,輸出端輸出該誤差放大器EA5根據電壓感應信號VSEN和電壓基準信號VREF產生的誤差信號。MOS晶體M2的閘極耦接於誤差放大器EA5的輸出端,以接收該誤差信號,源極接地,汲極連接控制器220中的控制端CMPO,以產生控制電流ICMPO(可能是第一控制電流ICMPO1、第二控制電流ICMPO2或第三控制電流ICMPO3,本段下同)。由於MOS晶體M2工作在可變電阻區,則施加在MOS晶體M2閘極上的電壓越大,MOS晶體M2的阻抗越小。在本實施例中,當電壓感應信號VSEN小於電壓基準信號VREF時,誤差信號的電壓值增加,MOS晶體M2的阻抗減小,因此流過MOS晶體M2的控制電流ICMPO增加。當電壓感應信號VSEN大於電壓基準信號VREF時,誤差信號的電壓值減小,MOS晶體M2的阻抗增加。因此,流過MOS晶體M2的控制電流ICMPO減小。其中,該控制電流ICMPO從光耦合器240流經MOS晶體M2至地。在本實施例中,該誤差放大器EA5為運算放大器。
In one embodiment, the
具體地,在第一調節電流IADJF1和第二調節電流IADJF2均未調節電壓感應信號VSEN(未經調節的電壓感應信號VSEN)之前,該未經調節的電壓感應信號VSEN與第一輸出電壓VOUT成正比。例如,VSEN=VOUT.R2/(R2+R8),其中R2表示電阻R2的電阻值,R8表示電阻R8的電阻值。並聯調節器330根據該未經調節的電壓感應信號VSEN與電壓基準信號VREF之間的差值產生第三控制電流ICMPO3。光耦合器240根據該第三控制電流ICMPO3產生第三控制信號S3,以使電能轉換器103透過增加或減小第一輸出電壓VOUT的方式來減小該未經調節的電壓感應信號VSEN與電壓基準信號VREF之間的差值。因此,在第一調節電流IADJF1和第二調節電流IADJF2均未調節電壓感應信號VSEN(未經調節的電壓感應信號VSEN)之前,未經調節的電壓感應信號VSEN可被調節至電壓基準信號VREF,如VSEN=VREF,第一輸
出電壓VOUT可被調節為電壓基準信號VREF所確定的目標電壓值VTARGET,如VOUT=VTARGET=VREF.(R2+R8)/R2。如果第一監測電壓V1不低於低電壓臨限值VSL且第二監測電壓V2高於高電壓臨限值VSH,第一調節電流IADJF1(IADJF1>0)被輸出至電壓感應電路230,以增加電壓感應信號VSEN(未經調節的電壓感應信號VSEN)。根據增加後的電壓感應信號VSEN(調節後的電壓感應信號VSEN),並聯調節器330產生的第一控制電流ICMPO1減小。光耦合器240根據該減小後的第一控制電流ICMPO1產生處於第一狀態(如,低電位)的第一控制信號S1。電能轉換器103根據該第一狀態(如,低電位)的第一控制信號S1減小第二輸出電壓VS繼而使第二輸出電壓VS處於預設電壓範圍內。如果第一監測電壓V1低於低電壓臨限值VSL且第二監測電壓V2不高於高電壓臨限值VSH,第一調節電流IADJF1(IADJF1<0)流入控制器220中,以減小電壓感應信號VSEN(未經調節的電壓感應信號VSEN)。根據減小後的電壓感應信號VSEN(調節後的電壓感應信號VSEN),並聯調節器330產生的第一控制電流ICMPO1增加。光耦合器240根據該增加後的第一控制電流ICMPO1產生處於第二狀態(如,高電位)的第一控制信號S1。電能轉換器103根據該第二狀態(如,高電位)的第一控制信號S1增加第二輸出電壓VS,以使第二輸出電壓VS處於預設電壓範圍內。如果第一監測電壓V1不低於低電壓臨限值VSL且第二監測電壓V2不高於高電壓臨限值VSH時,第一調節電流IADJF1不產生(即IADJF1=0)。此時,第二輸出電壓VS已處於預設電壓範圍內,無需任何改變。可見,處於預設電壓範圍內的第二輸出電壓VS可相容多種顯示器,無需再根據顯示器的型號而設計匹配電路,實現通用化,設計更簡易。
Specifically, before the first adjustment current I ADJF1 and the second adjustment current I ADJF2 do not adjust the voltage sensing signal V SEN (the unadjusted voltage sensing signal V SEN ), the unadjusted voltage sensing signal V SEN and the An output voltage V OUT is proportional to. For example, V SEN =V OUT . R 2 /(R 2 +R 8 ), wherein R 2 represents the resistance value of the resistor R2, and R 8 represents the resistance value of the resistor R8. The
當第二輸出電壓VS處於預設電壓範圍時,如果電流回饋信號SISEN大於電流基準信號SADJ,第二調節電流IADJF2(IADJF2>0)被輸出至電壓感應電路230,以增加調節後的電壓感應信號VSEN。在調節後的電壓感應信號VSEN增加後(二次調節後的電壓感應信號VSFN),並聯調節器330產生的第二控制電流ICMPO2減小。光
耦合器240根據該減小後的第二控制電流ICMPO2產生處於第一狀態(如,低電位)的第二控制信號S2。電能轉換器103根據該第一狀態(如,低電位)的第二控制信號S2減小第一輸出電壓VOUT(如,使第一輸出電壓VOUT低於上述目標電壓值),繼而減小光源電流I1、I2、......、IN以使光源電流I1、I2、......、IN減小為目標電流值。如果電流回饋信號SISEN小於電流基準信號SADJ,第二調節電流IADJF2(IADJF2<0)流入控制器220中,以減小調節後的電壓感應信號VSEN。在調節後的電壓感應信號VSEN減小後(二次調節後的電壓感應信號VSEN),並聯調節器330產生的第二控制電流ICMPO2增加。光耦合器240根據該增加後的第二控制電流ICMPO2產生處於第二狀態(如,高電位)的第二控制信號S2。電能轉換器103根據該第二狀態(如,高電位)的第二控制信號S2增加第一輸出電壓VOUT(如,使第一輸出電壓VOUT高於上述目標電壓值),繼而增加光源電流I1、I2、......、IN,以使光源電流I1、I2、......、IN增加為目標電流值。如果電流回饋信號SISEN等於電流基準信號SADJ,控制器220產生的第二調節電流IADJF2為零(IADJF2=0)。這說明該光源電流I1、I2、......、IN已均為目標電流值,無需任何調節。以上情況均可最大程度的減少光源104的功耗,提高功率效率。
When the second output voltage V S is within the preset voltage range, if the current feedback signal S ISEN is greater than the current reference signal S ADJ , the second adjustment current I ADJF2 (I ADJF2 >0) is output to the
該驅動器340耦接於控制器220中的致能端ENA,根據電壓信號產生驅動信號。其中,致能端ENA在光源104被點亮時產生電壓信號。負載單元250根據該驅動信號導通預設時間段,以減小第一輸出電壓VOUT。在一實施例中,當光源104被點亮時,致能端ENA產生電壓信號(如,高電位)。驅動器340根據該電壓信號產生處於第一狀態的驅動信號(如,高電位)。MOS晶體M1接收到該處於第一狀態的驅動信號並導通預設時間段。在該預設時間段內,第一輸出電壓VOUT經電阻R1分壓後減小。此時減小後的第一輸出電壓VOUT不會導致光源104閃爍甚至燒壞。當MOS晶體M1持續導通預設時間段後,驅動器340產生處於第二狀態的驅動信號(如,低電位),MOS晶體M1斷開。由於光源104點亮後,控
制器220可調節第一輸出電壓VOUT,不會再發生第一輸出電壓VOUT過高的情況。因此,該系統200在光源104點亮後的預設時間段內斷開MOS晶體M1的做法可保護光源104,還可減少額外電能的消耗,提高功率效率。
The
該電壓保護端OVP耦接於過壓保護單元260,以接收第三監測電壓V3。驅動器340根據該第三監測電壓V3執行保護操作。其中驅動器340還連接選擇器321(第3圖未標出該連接關係)。具體地,如果LED串S1、S2、......、SN中某些LED串處於開路狀態,則處於開路狀態的LED串Sj(j=1,2,......,N)的光源電流Ij最小(例如,為零),那麼指示該光源電流Ij的指示電壓VINj或感應電壓VSj也最小。選擇器321選擇該指示電壓VINj或感應電壓VSj作為電流回饋信號SISEN,從而導致第一輸出電壓VOUT持續增加。當第三監測電壓V3不小於第一預設電壓VSET1而小於第二預設電壓VSET2(VSET1 V3<VSET2)時,在驅動器340的控制下,選擇器321不選擇該指示電壓VINj或感應電壓VSj作為電流回饋信號SISEN,從而阻止第一輸出電壓VOUT持續增加。如果LED串S1、S2、......、SN均處於開路狀態,則選擇器321只能選擇該指示電壓VINj或感應電壓VSj作為電流回饋信號SISEN,從而導致第一輸出電壓VOUT持續增加。當第三監測電壓V3不小於第二預設電壓VSET2而小於第三預設電壓VSET3(VSET2 V3<VSET3)時,驅動器340控制MOS晶體M1導通,以減小第一輸出電壓VOUT。當第三監測電壓V3不小於第三預設電壓VSET3(V3 VSET3)時,驅動器340控制所有埠(電壓檢測端311、電流檢測端312、調節端ADJE、控制端CMPO、脈波寬度調變端PWM、過壓保護端OVP、致能端ENA及負載端LOAD)均斷開,以防止燒壞控制器220。其中第一預設電壓VSET1小於第二預設電壓VSET2,第二預設電壓VSET2小於第三預設電壓VSET3。在本實施例中,第一預設電壓VSET1为2.5V,第二預設電壓VSET2为2.8V,第三預設電壓VSET3為3.5V。
The voltage protection terminal OVP is coupled to the
第4圖係根據本發明一個實施例的電能轉換器103的電路圖。電能轉換器103包括脈寬調變(Pulse-Width Modulation,PWM)信號產生器410和開關
式變壓器電路420。PWM信號產生器410根據控制信號S(可能是第一控制信號S1、第二控制信號S2或第三控制信號S3,本段下同)改變PWM信號的責任週期,從而控制變壓器電路420調節第一輸出電壓VOUT和第二輸出電壓VS。其中,PWM信號的責任週期是指在一個週期內,一種狀態(如,高電位)所持續的時間與該週期時間的比率。在一實施例中,根據處於第一狀態的控制信號S,PWM信號產生器410減小PWM信號的責任週期,以減小第一輸出電壓VOUT和第二輸出電壓VS。根據處於第二狀態的控制信號S,PWM信號產生器410增加PWM信號的責任週期,以增加第一輸出電壓VOUT和第二輸出電壓VS。
FIG. 4 is a circuit diagram of a
開關式變壓器電路420包括初級繞組電路421、次級繞組電路W1、次級繞組電路W2以及開關422。初級繞組電路421的一端連接整流器102,另一端連接開關422,以在開關422導通時,接收來自電源VAC的電能。開關422還連接PWM信號產生器410,以根據PWM信號導通或斷開。次級繞組電路W1的一端連接光源104,以輸出第一輸出電壓VOUT,另一端接地。次級繞組電路W2的一端連接電壓監測電路210,以輸出第二輸出電壓VS,另一端接地。
The switched
在一實施例中,當PWM信號處於第一狀態(如,高電位)時,開關422導通,初級繞組電路421接收來自電源VAC的電能,變壓器電路420的磁芯存儲磁能,初級繞組電路421上產生初級電流IP。當PWM信號處於第二狀態(如,低電位)時,開關422斷開,初級繞組電路421不再接收來自電源VAC的電能,變壓器電路420中的磁芯向次級繞組電路W1、W2釋放磁能,次級繞組電路W1、W2上有次級電流IS1、IS2產生。該次級電流IS1流向第1圖及第2圖中的光源104,次級電流IS2流向電壓監測電路210。可見,PWM信號可控制開關422交替地致能和除能初級繞組電路421與電源VAC之間的電能傳輸。PWM信號產生器410可透過改變PWM信號中某種狀態(如,高電位)的責任週期來改變第一輸出電壓VOUT和第二輸出電壓VS。如,增加第一狀態(如,高電位)的責任週期,第一輸出電壓VOUT
和第二輸出電壓VS增加。在其他實施例中,變壓器電路420也可以包括中心抽頭轉換器拓撲結構、返磁式變壓器拓撲結構、順向轉換器拓撲結構等等。
In one embodiment, when the PWM signal is in the first state (eg, high potential), the
第5圖係根據本發明一個實施例的驅動光源的方法流程圖500。第圖5將結合第1圖及第2圖進行描述。
FIG. 5 is a
步驟501,電能轉換器103將輸入電能轉換成為光源104供電的第一輸出電壓VOUT和為系統100中除光源104以外的元件供電的第二輸出電壓VS。
Step 501 , the
步驟502,控制電路105感應第一輸出電壓VOUT、第二輸出電壓VS及流過光源104的光源電流I1、I2、......、IN。其中,第一輸出電壓VOUT及第二輸出電壓VS均先於光源電流I1、I2、......、IN被感應到。
Step 502 , the
步驟503,控制電路105根據第一輸出電壓VOUT產生指示第一輸出電壓VOUT的電壓感應信號VSEN(未經調節的電壓感應信號VSEN)。
步驟504,控制電路105根據第二輸出電壓VS調節電壓感應信號VSEN(未經調節的電壓感應信號VSEN)以產生調節後的電壓感應信號VSEN。
Step 504 , the
步驟505,控制電路105根據調節後的電壓感應信號VSEN產生第一控制信號S1。
Step 505, the
步驟506,電能轉換器103根據該第一控制信號S1調節第二輸出電壓VS,以使第二輸出電壓VS處於預設電壓範圍內。
Step 506 , the
步驟507,當第二輸出電壓VS處於預設電壓範圍內時,控制電路105根據光源電流I1、I2、......、IN調節該調節後的電壓感應信號VSEN以產生二次調節後的電壓感應信號VSEN。
Step 507, when the second output voltage V S is within the preset voltage range, the
步驟508,當第二輸出電壓VS處於預設電壓範圍內時,控制電路105根據二次調節後的電壓感應信號VSEN產生第二控制信號S2。
步驟509,電能轉換器103根據該第二控制信號S2調節第一輸出電壓VOUT,以使光源電流I1、I2、......、IN保持為目標電流值。
第6圖係根據本發明另一個實施例的驅動光源的方法流程圖600。第6圖將結合第2圖及第3圖進行描述。
FIG. 6 is a
步驟601,該光源驅動系統200供電。
步驟602,電能轉換器103產生第一輸出電壓VOUT和第二輸出電壓VS。
步驟603,電壓監測電路210產生指示第二輸出電壓VS的第一監測電壓V1和第二監測電壓V2。
步驟604,控制器220中的高箝位端HCP接收第二監測電壓V2和控制器220中的低箝位端LCP接收第一監測電壓V1。
步驟605,如果第二監測電壓V2大於高電壓臨限值VSH且第一監測電壓V1大於低電壓臨限值VSL,即比較器EA2輸出高電位且比較器EA1輸出低電位,步驟605轉至步驟606。否則步驟605轉至步驟609。
步驟606,第一邏輯電路313不輸出第一加法信號;第二邏輯電路314輸出第一減法信號。
步驟607,轉換單元315根據該第一減法信號產生第一調節電流IADJF1並輸出至電壓感應電路230,以增加電壓感應電路230產生的電壓感應信號VSEN(未經調節的電壓感應信號VSEN)並產生調節後的電壓感應信號VSEN。
In
步驟608,此時,該調節後的電壓感應信號VSEN大於電壓基準信號VREF,第一控制電流ICMPO1減小。光耦合器240根據該減小後的第一控制電流ICMPO1輸出處於第一狀態的第一控制信號S1。電能轉換器103根據該處於第一狀態的第一控制信號S1減小第二輸出電壓VS,以使第二輸出電壓VS處於預設電壓範圍內。隨後,步驟608轉至步驟604。
步驟609,如果第二監測電壓V2小於高電壓臨限值VSH且第一監測電壓V1小於低電壓臨限值VSL,即比較器EA2輸出低電位且比較器EA1輸出高電位,步驟609轉至步驟610。否則步驟609轉至步驟613。
步驟610,第一邏輯電路313輸出第一加法信號;第二邏輯電路314不輸出第一減法信號。
步驟611,轉換單元315根據第一加法信號產生第一調節電流IADJF1並將第一調節電流IADJF1從電壓感應電路230流入轉換單元315,以減小電壓感應電路230產生的電壓感應信號VSEN(未經調節的電壓感應信號VSEN)並產生調節後的電壓感應信號VSEN。
步驟612,此時,該調節後的電壓感應信號VSEN小於電壓基準信號VREF,第一控制電流ICMPO1增加。光耦合器240根據該增加後的第一控制電流ICMPO1輸出處於第二狀態的第一控制信號S1。電能轉換器103根據該處於第二狀態的第一控制信號S1增加第二輸出電壓VS,以使第二輸出電壓VS處於預設電壓範圍內。隨後,步驟612轉至步驟604。
步驟613,如果第二監測電壓V2小於高電壓臨限值VSH且第一監測電壓V1大於低電壓臨限值VSL,即比較器EA2輸出低電位且比較器EA1輸出低電位,步驟613轉至步驟614。否則,步驟613轉至步驟604。
步驟614,電流檢測端ISEN1、ISEN2、......、ISENN感應光源電流I1、I2、......、IN。
In
步驟615,電流感應與均衡電路320均衡光源電流I1、I2、......、IN,並產生電流回饋信號SISEN。
步驟616,如果電流基準信號SADJ大於電流回饋信號SISEN,比較器EA3輸出高電位且比較器EA4輸出低電位,步驟616轉至步驟617。否則,比較器EA3輸出低電位且比較器EA4輸出高電位,步驟616轉至步驟620。
步驟617,第一邏輯電路313接收該高電位並輸出第二加法信號,第二邏輯電路314接收該低電位但不輸出第二減法信號。
步驟618,轉換單元315根據該第二加法信號產生第二調節電流IADJF2
並將第二調節電流IADJF2從電壓感應電路230注入轉換單元315,以減小調節後的電壓感應信號VSEN並產生二次調節後的電壓感應信號VSEN。
步驟619,此時,該二次調節後的電壓感應信號VSEN小於電壓基準信號VREF,第二控制電流ICMPO2增加。光耦合器240根據該增加後的第二控制電流ICMPO2輸出處於第二狀態的第二控制信號S2。電能轉換器103根據該處於第二狀態的第二控制信號S2增加第一輸出電壓VOUT,以使光源電流I1、I2、......、IN增加為目標電流值。隨後,步驟619轉至步驟604。
步驟620,第一邏輯電路313接收低電位但不輸出第二加法信號,第二邏輯電路314接收高電位並輸出第二減法信號。
In
步驟621,轉換單元315根據該第二減法信號產生第二調節電流IADJF2並輸出至電壓感應電路230,以增加調節後的電壓感應信號VSEN並產生二次調節後的電壓感應信號VSEN。
步驟622,此時,該二次調節後的電壓感應信號VSEN大於電壓基準信號VREF,第二控制電流ICMPO2減小。光耦合器240根據該減小後的第二控制電流ICMPO2輸出處於第一狀態的第二控制信號S2。電能轉換器103根據該處於第一狀態的第二控制信號S2減小第一輸出電壓VOUT,以使光源電流I1、I2、......、IN減小為目標電流值。隨後,步驟622轉至步驟604。
如前該,本發明披露了一種控制器、光源驅動系統及方法。該光源驅動系統優先根據第一輸出電壓VOUT及第二輸出電壓VS調節第二輸出電壓VS以使第二輸出電壓VS處於預設電壓範圍內。當第二輸出電壓VS處於預設電壓範圍內時,該光源驅動系統再根據第一輸出電壓VOUT和光源電流調節第一輸出電壓VOUT以使光源電流保持為目標電流值。該光源驅動系統透過調節第一輸出電壓VOUT和第二輸出電壓VS,一方面可使光源工作在最佳狀態(光源電流保持為目標電流值),減少功耗,提高功率效率,另一方面還可相容多種顯示器而無需任何 更改,設計更簡易。 As mentioned above, the present invention discloses a controller, a light source driving system and a method. The light source driving system preferentially adjusts the second output voltage V S according to the first output voltage V OUT and the second output voltage V S so that the second output voltage V S is within a predetermined voltage range. When the second output voltage V S is within the preset voltage range, the light source driving system adjusts the first output voltage V OUT according to the first output voltage V OUT and the light source current to keep the light source current at the target current value. By adjusting the first output voltage V OUT and the second output voltage V S , the light source driving system can make the light source work in the best state (the light source current is kept at the target current value), reduce power consumption and improve power efficiency, on the other hand Aspects are also compatible with multiple monitors without any changes, making the design easier.
在此使用之措辭和表達都是用於說明而非限制,使用這些措辭和表達並不將在此圖示和描述的特性之任何等同物(或部分等同物)排除在發明範圍之外,在申請專利範內可能存在各種修改。其它的修改、變體和替換物也可能存在。因此,申請專利範旨在涵蓋所有此類等同物。 The words and expressions used herein are for the purpose of description and not of limitation, and the use of these words and expressions does not exclude from the scope of the invention any equivalents (or partial equivalents) of the features illustrated and described herein. Various modifications may exist within the scope of the patent application. Other modifications, variations and alternatives may also exist. Accordingly, the patent application is intended to cover all such equivalents.
100:光源驅動系統 100: Light source drive system
102:整流器 102: Rectifier
103:電能轉換器 103: Power Converter
104:光源 104: Light source
105:控制電路 105: Control circuit
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8405320B2 (en) * | 2009-10-15 | 2013-03-26 | Richtek Technology Corporation | Circuit and method for controlling light emitting device, and integrated circuit therefor |
US8907592B2 (en) * | 2010-03-16 | 2014-12-09 | Monolithic Power Sytems, Inc. | Power systems for driving light emitting diodes and associated methods of control |
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TWI507081B (en) * | 2011-12-20 | 2015-11-01 | O2Micro Int Ltd | Driving circuit and control circuit for powering light source |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9035560B2 (en) * | 2011-01-12 | 2015-05-19 | Green Solution Technology Co., Ltd. | LED driving control circuit and LED driving circuit |
CN103260301B (en) * | 2012-06-28 | 2014-08-27 | 凹凸电子(武汉)有限公司 | Drive circuit driving light-emitting diode light source and controller |
CN103702486B (en) * | 2013-12-26 | 2016-09-21 | 成都芯源系统有限公司 | LED driving circuit system, control circuit and control method |
GB2546623A (en) * | 2016-01-25 | 2017-07-26 | O2Micro Inc | System and method for driving light source |
-
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8405320B2 (en) * | 2009-10-15 | 2013-03-26 | Richtek Technology Corporation | Circuit and method for controlling light emitting device, and integrated circuit therefor |
US8907592B2 (en) * | 2010-03-16 | 2014-12-09 | Monolithic Power Sytems, Inc. | Power systems for driving light emitting diodes and associated methods of control |
TWI507081B (en) * | 2011-12-20 | 2015-11-01 | O2Micro Int Ltd | Driving circuit and control circuit for powering light source |
TWI495391B (en) * | 2012-08-03 | 2015-08-01 |
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