TWI836764B - 線性驅動模組 - Google Patents

Abstract

本揭露係為一種線性驅動模組。線性驅動模組包含：控制電路、調光模組與低壓差穩壓器。控制電路隨脈衝直流電壓的改變而產生開關切換信號。調光模組接收脈衝直流電壓。調光模組包含多個調光單元。調光單元內的發光二極體單元可處於發光狀態或停止發光狀態。低壓差穩壓器自調光模組接收輸入電壓，並將輸入電壓轉換為調節電壓。其中，輸入電壓根據處於發光狀態之發光二極體單元的數量而改變。輸入電壓低於脈衝直流電壓，且調節電壓低於輸入電壓。

Description

線性驅動模組

本揭露是有關於一種驅動模組，且特別是有關於一種可穩定提供輸入電壓至低壓差穩壓器的線性驅動模組。

具多段式調光功能的燈具相當常見。隨著無線通訊技術(例如，藍牙)的普及，市面上亦開發出整合無線通訊功能的燈具。

當線性驅動電路應用在這類型的燈具時，除了提供發光元件的照明使用之外，另需要一組穩定的小驅動電壓及大驅動電流，以供應用電給線性驅動電路中功率開關的控制電路以及通訊調光用的通訊模組(如無線通訊)來使用。在既有技術中，會設置一低壓差穩壓器(Low-dropout regulator，LDO)直接加在橋式整流電路後端，或是填谷電路(valley filler)的電容上。以輸入交流電壓120V為例，經過橋式整流電路整流後的輸出最高峰值會達到170V左右，然而要從高壓的脈衝直流直接降壓成3.3V或5V，供應給控制電路及通訊模組使用，此時的低壓差穩壓器會有很大的跨壓，產生不少的功率消耗，造成整體線性驅動電路的效率不彰。

因此，如何設計出讓低壓差穩壓器具有低跨壓以提昇效率，並減少整體功率耗損的線性驅動電路，是本領域人員當前的重要課題。

本揭露係有關於一種線性驅動模組。根據本揭露之第一方面，提出一種適於應用於燈具的線性驅動模組。線性驅動模組包含：控制電路、調光模組與低壓差穩壓器。控制電路隨脈衝直流電壓的改變而產生複數個開關切換信號。調光模組具有模組跨壓並接收脈衝直流電壓。調光模組包含：以串聯方式彼此相連的N個調光單元。N個調光單元各自包含一個發光二極體單元。發光二極體單元因應開關切換信號而處於發光狀態或停止發光狀態。模組跨壓隨N個調光單元中，處於發光狀態的發光二極體單元的數量而改變。低壓差穩壓器電連接於調光模組。低壓差穩壓器自調光模組接收根據脈衝直流電壓與模組跨壓而產生的輸入電壓，並將輸入電壓轉換為調節電壓。其中，輸入電壓低於脈衝直流電壓，且調節電壓低於該輸入電壓。N為正整數。

根據本揭露之第二方面，提出一種適於應用於燈具的線性驅動模組。線性驅動模組包含：控制電路、調光模組、偏壓電路與低壓差穩壓器。控制電路適於接收脈衝直流電壓，並隨脈衝直流電壓的改變而產生複數個開關切換信號。調光模組電連接於控制電路。調光模組根據脈衝直流電壓與模組跨壓而產生第一來源電壓。 調光模組包含：以串聯方式彼此相連的N個調光單元。N個調光單元各自包含：發光二極體單元。發光二極體單元因應開關切換信號而處於發光狀態或停止發光狀態。N為正整數，且模組跨壓隨N個調光單元中，處於發光狀態的發光二極體單元的數量而改變。偏壓電路電連接於控制電路。偏壓電路根據脈衝直流電壓而產生第二來源電壓。低壓差穩壓器因應模組跨壓的變化而接收第一來源電壓和第二來源電壓的其中一者作為輸入電壓，並將輸入電壓轉換為調節電壓。第一來源電壓與第二來源電壓低於或等於脈衝直流電壓，且調節電壓低於輸入電壓。

根據本揭露之第三方面，提出一種線性驅動模組。線性驅動模組包含：偏壓電路與低壓差穩壓器。偏壓電路根據脈衝直流電壓而產生輸入電壓。偏壓電路包含：第一電晶體、第二電晶體、電容。第一電晶體係於脈衝直流電壓低於臨界電壓時斷開，並於脈衝直流電壓高於臨界電壓時導通。第二電晶體電連接於第一電晶體與偏壓端點。第二電晶體係於第一電晶體斷開時導通，並於第一電晶體導通時斷開。電容電連接於偏壓端點。電容係於第二電晶體導通時利用脈衝直流電壓來進行充電，並於第一電晶體導通時放電至偏壓端點。低壓差穩壓器電連接於偏壓端點。當第二電晶體導通時，以傳至偏壓端點的脈衝直流電壓作為輸入電壓，並將輸入電壓轉換為調節電壓。當第一電晶體導通時，以電容之放電作為輸入電壓，並將輸入電壓轉換為調節電壓，其中調節電壓低於輸入電壓。

根據本揭露之第四方面，提出一種偏壓電路。偏壓電路根據脈衝直流電壓而產生輸入電壓。偏壓電路包含：第一電晶體、第二電晶體、電容。第一電晶體係於脈衝直流電壓低於臨界電壓時斷開，並於脈衝直流電壓高於臨界電壓時導通。第二電晶體電連接於第一電晶體與偏壓端點。第二電晶體係於第一電晶體斷開時導通，並於第一電晶體導通時斷開。電容電連接於偏壓端點。電容係於第二電晶體導通時利用脈衝直流電壓來進行充電，並於第一電晶體導通時放電至偏壓端點。

為了對本揭露之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：

11:交流電源

20:燈具

23:橋式整流器

Vbg:整流後電壓

27,67,77a,77b:控制電路

Sctl[1],Sctl[N]:開關切換信號

Vin:輸入電壓

28,38a,68,75a,75b:低壓差穩壓器

Vldo:調節電壓

29:通訊模組

LED[n]:發光二極體單元

LED_1a,LED_1b,LED_2a,LED_2b,LED_Na,LED_Nb:發光二極體

25,35a,35c,45a,45c,55a,55c,65,71a,71b:調光模組

UNT[1],UNT[n],UNT[N],UNT[2],UNT[N-1]:調光單元

Vac:交流電壓

Vvf:填谷電壓

24:填谷電路

26,76a,76b:電壓感測電路

22,62,7a,7b:線性驅動模組

cS[1],cS[2],cS[N]:分支電流源

SW_1a,SW_1b,SW_2a,SW_2b,SW_Na,SW_Nb,SW[1],SW[2],SW[N-1],SW[N]:開關

Gnd:接地電壓

Vfb:迴授電壓

Vref:參考電壓

CMP:比較器

Vcmp:比較電壓

Mn,Q1,Q2:電晶體

Ildo:低壓差電流

Nin:輸入端點

Nd[1],Nd[2],Nd[N],Nd[1a],Nd[1b],Nd[2a],Nd[2b],Nd[Na],Nd[Nb],Nd[N-1],Nd[3],Nd[4]:分壓端點

STG1,STGN:調光階段

△Vsum:模組跨壓

△Vunt[1],△Vunt[N],△Vunt[N-1]:單元跨壓

Vpdc(t):脈衝直流電壓

Npdc:脈衝直流端點

Itune:調光電流

Tint:初始期間

T_UNT[1],T_UNT[2],T_UNT[3],T_UNT[4]:調光期間

t1~t10:時點

CV1,CV2:波形

△V_{LED_1a},△V_{LED_Na}:發光二極體的跨壓

cS_com:共用電流源

STGint:初始階段

LED_ad:附加發光二極體

66,73a,73b:偏壓電路

R1,R2,R3,R4:電阻

Nb1,Nb2,Nb3:偏壓端點

C:電容

Zd1,Zd2,Zd3:齊納二極體

Vsrc1,Vsrc2:來源電壓

D,D1,D2:二極體

Np,Nn:端點

第1圖，其係根據本揭露構想，使用調光模組提供LDO之輸入電壓之燈具的方塊圖；第2圖，其係根據本揭露構想之第一種實施例的調光模組的示意圖；第3A、3B圖，其係根據本揭露構想之第一種實施例的調光模組，分別處於調光階段STG1、STGN時的等效電路圖；第4圖，其係假設N=4時，與根據本揭露構想的調光模組和LDO相關之電壓的波形圖；第5圖，其係為本揭露構想之第一種實施例的調光模組略為變化 的示意圖；第6A、6B圖，其係第5圖的調光模組，分別處於調光階段STG1、STGN時的等效電路圖；第7圖，其係根據本揭露構想之第二種實施例的調光模組的示意圖；第8A、8B、8C圖，其係根據本揭露構想之第二種實施例的調光模組，隨著調光階段STG的增加，處於發光狀態之調光單元UNT[n]的數量根據由上而下的順序遞增的等效電路圖；第9A、9B、9C圖，其係根據本揭露構想之第二種實施例的調光模組，隨著調光階段STG的增加，處於發光狀態之調光單元UNT[n]的數量根據由下而上的順序遞增的等效電路圖；第10圖，其係對本揭露構想之第二種實施例的調光模組略為變化後的示意圖；第11圖，其係根據本揭露構想之第三種實施例的調光模組的示意圖；第12A、12B、12C、12D圖，其係根據本揭露構想之第三種實施例的調光模組，分別處於初始階段STGint、調光階段STG1、STG(N-1)、STGN的等效電路圖；第13圖，其係對本揭露構想之第三種實施例的調光模組略為變化後的示意圖；第14圖，其係根據本揭露構想，使用偏壓電路提供輸入電壓Vin 的方塊圖；及第15A、15B圖，其係根據本揭露構想，於線性驅動模組同時設置調光模組或偏壓電路作為輸入電壓Vin的來源的方塊圖。

如前所述，既有技術的低壓差穩壓器進行電壓轉換時，浪費過多的功耗。為此，本揭露提供可降低低壓差穩壓器之輸入電壓Vin的調光模組。

請參見第1圖，其係根據本揭露構想之燈具的方塊圖。在本實施例中，燈具20包含：橋式整流器23、填谷電路(valley filler)24、線性驅動模組22與通訊模組29。橋式整流器23電連接於交流電源11與填谷電路24，線性驅動模組22電連接於填谷電路24與通訊模組29。

橋式整流器23先將交流電源11輸出的交流電壓Vac轉換為整流後電壓Vbg。接著，填谷電路24將整流後電壓Vbg加以濾波，以產生填谷電壓Vvf。因此，填谷電壓Vvf的波形較整流後電壓Vbg平順，且填谷電壓Vvf始終大於接地電壓0V(Vvf>0V)。填谷電路24可視需求加以選用，並非為整體燈具20之電路架構所必須。使用填谷電路24時，線性驅動模組22接收填谷電路24所輸出之填谷電壓Vvf後，再據以產生輸入電壓Vin。因此，採用填谷電路24時，可確保線性驅動模組22的輸入電壓Vin維持在大於0V的狀態(Vin>0V)。若未使用填谷電路24時，線性驅動模組22接收橋式整流器23輸出的整流後電壓Vbg後，再據以產生輸入電壓Vin。

為簡化說明，以下的實施例將線性驅動模組22自橋式整流器23或填谷電路24接收的電壓稱為脈衝直流(pulsed DC)電壓Vpdc(t)。脈衝直流電壓Vpdc(t)的極性不變，但大小隨時間變化。

線性驅動模組22適於應用於燈具20，其包含：電壓感測電路26、控制電路27、調光模組25與低壓差穩壓器(Low-dropout regulator，LDO)28。其中，電壓感測電路26、控制電路27與調光模組25適於接收脈衝直流電壓Vpdc(t)。

電壓感測電路26適於偵測脈衝直流電壓Vpdc(t)的變化，並產生電壓感測結果Sdet至控制電路27。控制電路27電連接於調光模組25，可根據電壓感測結果Sdet而產生並發送開關切換信號Sctl[1]~Sctl[N]至調光模組25。實際應用時，控制電路27判斷是否產生以及產生哪些開關切換信號Sctl[1]~Sctl[N]的參考來源，並不限於電壓感測電路26。

調光模組25具有模組跨壓△Vsum並接收脈衝直流電壓Vpdc(t)，LDO 28電連接於調光模組25，調光模組25提供根據脈衝直流電壓Vpdc(t)與模組跨壓△Vsum而產生的輸入電壓Vin(對調光模組25來說為輸出)至LDO 28。LDO 28接收輸入電壓Vin並將輸入電壓Vin轉換為調節電壓Vldo後，提供調節電壓Vldo予通訊模組29，以作為通訊模組29(例如無線通訊)的基礎供電。其中，輸入電壓Vin(例如，介於9~27V間)低於脈衝直流電壓Vpdc(t)，且調節電壓Vldo低於輸入電壓Vin。即，Vldo<Vin<Vpdc(t)。

調光模組25包含彼此串接的N個調光單元UNT[1]~UNT[N]。其中，調光單元UNT[1]~UNT[N]的發光狀態取決 於控制電路27所發送的開關切換信號Sctl[1]~Sctl[N]。為便於說明，本文以變數n代表調光階段。其中，n與N為正整數，且n

N。在一實施例中，調光單元UNT[1]~UNT[N]包含發光二極體單元LED[1]~LED[N]，且發光二極體單元LED[1]~LED[N]相互串聯，發光二極體單元LED[1]~LED[N]可因應開關切換信號Sctl[1]~Sctl[N]而處於發光狀態或停止發光狀態。詳細來說，當調光模組25操作於調光階段STGn時，代表調光單元UNT[1]~UNT[n]中的發光二極體單元LED[1]~LED[n]處於發光狀態、調光單元UNT[n+1]~UNT[N]中的發光二極體單元LED[n+1]~LED[N]處於停止發光狀態。

因此，當脈衝直流電壓Vpdc(t)的電壓升高時，在發光狀態的發光二極體單元LED[1]~LED[n]的數量亦隨著增加。反之，當脈衝直流電壓Vpdc(t)的電壓降低時，在發光狀態的發光二極體單元LED[1]~LED[n]的數量亦隨著減少。其中，無論處於發光狀態的發光二極體單元LED[1]~LED[n]的數量多寡，調光模組25提供至LDO 28的輸入電壓Vin均大致維持在一個接近調節電壓Vldo的電壓值。根據本揭露的構想，調光單元UNT[1]~UNT[N]的內部設計並不需要加以限定。以下將搭配不同實施例，說明調光單元可能的配置。

本文以角括號搭配編號的方式，代表在實施例中的調光單元UNT[n](n=1~N)的組成。根據實施例的不同，調光單元UNT[n]所包含的LED、開關與電流源的數量也不盡相同。表1以調光單元UNT[1]、UNT[n]、UNT[N]為例，說明調光單元可包含的內部元件。

此處以變數n(n=1~N)說明調光單元UNT[n]的組成，n意指1~N中的第n個。調光單元UNT[n]包含：發光二極體單元LED[n]、開關單元SW[n]。在第一個實施例中，調光單元UNT[n]還包含分支電流源cS[n]。在第二個和第三個實施例中，調光模組設置由調光單元UNT[1]~UNT[N]共用的共用電流源cS_com。此處定義單元跨壓△Vunt[n]為，在調光階段STGn，調光單元UNT[n]兩端的電壓差。

發光二極體單元LED[n]可包含一個或多個發光二極體。實際應用時，發光二極體單元LED[n]的數量可根據單元跨壓△Vunt[n]和個別的發光二極體的跨壓△V_LED而決定。例如，假設單元跨壓△Vunt[n]為18V，且個別的發光二極體的跨壓△V_LED為9V，則發光二極體單元LED[n]包含2個串聯的發光二極體LED。又如，假設單元跨壓△Vunt[n]為18V，且個別的發光二極體的跨壓△V_LED為6V，則發光二極體單元LED[n]可包含3個串聯的發光二極體LED。再者，為便於識別，本文搭配△V和下標表示對應元件的跨壓。

如前所述，開關單元SW[n]的導通與否，取決於控制電路27所發送的開關切換信號Sctl[n]。其中，開關切換信號Sctl[n]適於控制開關單元SW[n]是否導通。隨著實施例的不同，開關單元SW[n]所包含的開關的個數也可能不同。此外，實際應用時，各個發光二極體單元LED[1]~LED[N]所包含之發光二極體的數量，並不一定相等， 需個別視各個單元跨壓△Vunt[1]~△Vunt[N]和在調光單元UNT[1]~UNT[N]所使用之發光二極體的跨壓△V_LED而決定。為便於說明，本文假設調光單元UNT[1]~UNT[N]所包含之發光二極體的數量相等。為便於說明，此處定義調光模組的模組跨壓△Vsum為，流經調光模組中，處於發光狀態之所有發光二極體的跨壓△V_LED的加總。亦即，模組跨壓△Vsum會隨著調光單元UNT[1]~UNT[N]中，處於發光狀態的發光二極體單元LED[n]的數量而改變，而處於發光狀態的發光二極體單元LED[1]~LED[N]的數量越多時，模組跨壓△Vsum的電壓值越高。

再者，隨著實施例的不同，於控制電路27亦可發出電流控制信號至分支電流源cS[1]~cS[N]或共用電流源cS_com，電流控制信號適於設定分支電流源cS[1]~cS[N]或共用電流源cS_com的電流值。透過改變分支電流源cS[1]~cS[N]或共用電流源cS_com的電流值的方式，流經調光模組的調光電流Itune也隨著改變，進而改變調光模組整體的亮度。

請參見第2圖，其係根據本揭露構想之第一種實施例的示意圖。要注意的是，為了簡化圖示，在第2圖中僅繪示出線性驅動模組22中的調光模組35a與LDO 38a，其餘電路元件與配置皆可參考第1圖所示，於此不再贅述。調光模組35a包含調光單元UNT[1]~UNT[N]。因應調光階段STGn的改變，調光單元UNT[1]~UNT[N]內的發光二極體單元LED[1]~LED[N]的發光狀態隨著改變，且自調光單元UNT[1]~UNT[N]輸出至LDO 38a的輸入電壓Vin可大致維持在一個接近調節電壓Vldo的電壓值。

LDO 38a內包含比較器CMP，適於接收具固定電壓值的參考電壓Vref。基於比較器CMP的虛擬接地特性，比較器CMP接收的迴授電壓Vfb與參考電壓Vref相等(Vfb=Vref)。連帶的，根據電阻分壓的比例關係，LDO 38a可輸出穩定的調節電壓Vldo。比較器CMP根據迴授電壓Vfb和參考電壓Vref而輸出一比較電壓Vcmp，作為控制LDO 38a內電晶體Mn之導通狀態使用。當電晶體Mn導通時，由輸入端點Nin輸出的低壓差電流Ildo流經電晶體Mn，進而使LDO 38a輸出調節電壓Vldo。

第2圖的調光單元UNT[1]、UNT[2]、UNT[N]的內部組成相似。為便於說明，可以變數n(n=1~N)說明在第一個實施例中，調光單元UNT[n]的組成。調光單元UNT[n]包含：發光二極體單元LED[n]、開關單元SW[n]與分支電流源cS[n]。其中，發光二極體單元LED[n]進一步包含彼此串聯的發光二極體LED_na、LED_nb，且開關單元SW[n]進一步包含開關SW_na、SW_nb。開關SW_na、SW_nb分別電連接於控制電路與發光二極體單元LED[n]。開關SW_na、SW_nb隨開關切換信號Sctl[n]的控制而同步導通或同步斷開。

發光二極體LED_na的陽極電連接於分壓端點Nd[n-1]。發光二極體LED_na的陰極電連接於發光二極體LED_nb的陽極。發光二極體LED_nb的陰極和開關SW_na、SW_nb共同連接於分壓端點Nd[n]。開關SW_na的另一端電連接於輸入端點Nin；開關SW_nb的另一端電連接於分支電流源cS[n]。當n=1時，發光二極體LED_1a的陽極電連接於脈衝直流端點Npdc。

請參見第3A圖，其係第2圖的調光模組35a處於調光階段STG1時的等效電路圖。在調光階段STG1，僅開關SW_1a、SW_1b同步導通，但除此之外的開關單元SW[2]~SW[N]均斷開。此時，調光電流Itune自脈衝直流端點Npdc流經發光二極體單元LED[1]後，於分壓端點Nd[1]輸出輸入電壓Vin。因此，在第3A圖中，模組跨壓△Vsum為發光狀態的發光二極體單元LED[1](即發光二極體LED_1a與LED_1b)的跨壓△Vunt[1](即△V_{LED_1a}與△V_{LED_1b}的加總)，亦即△Vsum=△Vunt[1]=△V_{LED_1a}+△V_{LED_1b}。此時，輸入電壓Vin相當於脈衝直流電壓Vpdc(t)和單元跨壓△Vunt[1]之間的差值。即，Vin=Vpdc(t)-△Vunt[1]。且，輸入電壓Vin相當於分支電流源cS[1]的跨壓△V_cS[1]。即，輸入電壓Vin=Vpdc(t)-△Vunt[1]=△V_cS[1]。

請參見第3B圖，其係第2圖的調光模組35a處於調光階段STGN時的等效電路圖。在調光階段STGN，僅開關SW_Na、SW_Nb同步導通，但除此之外的開關SW_1a~SW_(N-1)a、SW_1b~SW_(N-1)b均斷開。此時，調光電流Itune自脈衝直流端點Npdc流經發光二極體單元LED[1]~LED[N]後，於分壓端點Nd[N]輸出輸入電壓Vin。因此，在第3B圖中，模組跨壓△Vsum為發光狀態的發光二極體單元LED[1]~LED[N]的跨壓△V_LED的加總，模組跨壓

。此時，輸入電壓Vin相當於脈衝直流電壓Vpdc(t)和N個單元跨壓△Vunt[1]~△Vunt[N]的總和之間的差值。即，

。且，輸入電壓Vin相當於分支電流源cS[N]的跨壓△V_cS[N]。即，輸入電壓

△V_cS[N]。

請參見第4圖，其係假設N=4時，與根據本揭露構想的調光模組和LDO相關之電壓的波形圖。第4圖的縱軸為電壓、橫軸為時間。波形CV1為脈衝直流電壓Vpdc(t)；波形CV2為模組跨壓△Vsum。

在初始期間Tint(時點t1~t2、t9~t10)，調光模組35a被設定為初始階段STGint，且開關SW_1a~SW_4a、SW_1b~SW_4b均斷開。此時，沒有任何發光二極體單元被點亮。

在調光期間T_UNT[1](時點t2~t3、t8~t9)，進入調光階段STG1，僅開關SW_1a、SW_1b導通，而開關SW_2a、SW_2b、SW_3a、SW_3b、SW_4a、SW_4b斷開。此時，調光電流Itune流經發光二極體單元LED[1]。因此，模組跨壓△Vsum相當於發光二極體單元LED[1]的跨壓。即，△Vsum=△Vunt[1]。據此，輸入電壓Vin可表示為，脈衝直流電壓Vpdc(t)和模組跨壓△Vsum之間的壓差，即，Vin=Vpdc(t)-△Vsum=Vpdc(t)-△Vunt[1]。

在調光期間T_UNT[2](時點t3~t4、t7~t8)，進入調光階段STG2，僅開關SW_2a、SW_2b導通，其餘開關SW_1a、SW_1b、SW_3a、SW_3b、SW_4a、SW_4b斷開。此時，調光電流Itune流經串聯的發光二極體單元LED[1]、LED[2]。因此，模組跨壓△Vsum相當於發光二極體單元LED[1]、LED[2]的跨壓的總和。即，△Vsum=△Vunt[1]+△Vunt[2]。據此，輸入電壓Vin可表示為，脈衝直流電壓Vpdc(t)和模組跨壓△Vsum之間的壓差，即，Vin=Vpdc(t)-△Vsum=Vpdc(t)-(△Vunt[1]+△Vunt[2])。

在調光期間T_UNT[3](時點t4~t5、t6~t7)，進入調光階段STG3，僅開關SW_3a、SW_3b導通，其餘開關SW_1a、SW_1b、 SW_2a、SW_2b、SW_4a、SW_4b斷開。此時，調光電流Itune流經串聯的發光二極體單元LED[1]、LED[2]、LED[3]。因此，模組跨壓△Vsum相當於發光二極體單元LED[1]~LED[3]的跨壓的總和。即，△Vsum=

。據此，輸入電壓Vin可表示為，脈衝直流電壓Vpdc(t)和模組跨壓△Vsum之間的壓差，即，Vin=Vpdc(t)-△Vsum=

。

在調光期間T_UNT[4](時點t5~t6)，進入調光階段STG4，開關SW_1a、SW_1b、SW_2a、SW_2b、SW_3a、SW_3b斷開，僅開關SW_4a、SW_4b導通。此時，調光電流Itune流經串聯的發光二極體單元LED[1]~LED[4]。因此，模組跨壓△Vsum相當於發光二極體單元LED[1]~LED[4]的跨壓的總和。即，

。據此，輸入電壓Vin可表示為，脈衝直流電壓Vpdc(t)和模組跨壓△Vsum之間的壓差。即，

。

如第4圖所示，即便脈衝直流電壓Vpdc(t)隨著時間經過而改變，輸入電壓Vin並不會跟著大幅度改變。脈衝直流電壓Vpdc(t)的電壓值(對應波形CV1)越高時，模組跨壓△Vsum的電壓值(對應波形CV2)亦隨著增加。連帶的，使根據兩者的差值(即波形CV1-波形CV2後的區域)而產生的輸入電壓Vin=Vpdc(t)-△Vsum並無大幅度的變化。

請參見第5圖，其係為本揭露構想之第一種實施例的調光模組略為變化的示意圖。以下，先說明調光單元UNT[n]的組成。

請同時參見第2、5圖。調光模組35c與調光模組35a的調光單元UNT[1]~UNT[N]的組成大致類似，於此不再贅述。但要注 意的是，在第5圖中，發光二極體LED_na電連接於開關SW_na，且發光二極體LED_nb電連接於發光二極體LED_na、開關SW_na與開關SW_nb。詳細來說，分壓端點Nd[n]包含分壓端點Nd[na]與Nd[nb]。將發光二極體LED_na與開關SW_na彼此互連的端點定義為分壓端點Nd[na]，並將發光二極體LED_nb與開關SW_nb相連的端點定義為分壓端點Nd[nb]。發光二極體LED_na的陽極電連接於分壓端點Nd[(n-1)b]。發光二極體LED_na的陰極、開關SW_na與發光二極體LED_nb的陽極共同電連接於分壓端點Nd[na]。當n=1時，發光二極體LED_1a的陽極電連接於脈衝直流端點Npdc。發光二極體LED_nb的陰極和開關SW_nb的一端共同連接於分壓端點Nd[nb]。開關SW_nb的另一端電連接於分支電流源cS[n]。開關SW_na的一端電連接於分壓端點Nd[na]，另一端電連接於輸入端點Nin。其中，第5圖的分壓端點Nd[nb]的位置，相當於第2圖的分壓端點Nd[n]的位置。在本實施例中，開關SW_na、SW_nb雖分別電連接於不同的分壓端點Nd[na]、Nd[nb]，但其導通或斷開仍同步進行。

請參見第6A圖，其係第5圖的調光模組處於調光階段STG1時的等效電路圖。當調光模組35c處於調光階段STG1時，僅開關SW_1a、SW_1b為導通，且其餘的開關SW_2a~SW_Na、SW_2b~SW_Nb均為斷開。此時，自脈衝直流端點Npdc產生流經發光二極體單元LED[1]的調光電流Itune，且調光電流Itune進一步流經導通的開關SW_1b至分支電流源cS[1]。另一方面，處於導通狀態的開關SW_1a會將分壓端點Nd[1a]的電壓傳導至LDO 38a，作為LDO 38a的輸入電壓Vin。

根據調光電流Itune的路徑，可以得知此時的模組跨壓△Vsum等於發光二極體LED_1a的跨壓△V_{LED_1a}。即，△Vsum=△V_{LED_1a}。此時，輸入電壓Vin可表示為，Vin=Vpdc(t)-△V_{LED_1a}。此外，輸入電壓Vin亦相當於發光二極體LED_1b的跨壓△V_{LED_1b}和分支電流源cS[1]的跨壓△V_cS[1]的總和。即，Vin=△V_{LED_1b}+△V_cS[1]。

請參見第6B圖，其係第5圖的調光模組處於調光階段STGN時的等效電路圖。當調光模組35c在調光階段STGN時，僅開關SW_Na、SW_Nb為導通，且其餘的開關SW_1a~SW_(N-1)a、SW_1b~SW_(N-1)b均為斷開。此時，自脈衝直流端點Npdc產生流經發光二極體單元LED[1]~LED[N]的調光電流Itune，且調光電流Itune進一步流經導通的開關SW_Nb至分支電流源cS[N]。另一方面，處於導通狀態的開關SW_Na會將分壓端點Nd[Na]的電壓傳導至LDO 38a，作為LDO 38a的輸入電壓Vin。

根據調光電流Itune的路徑，可以得知此時的模組跨壓△Vsum等於調光單元UNT[1]~UNT[N-1]的單元跨壓加總，加上發光二極體LED_Na的跨壓△V_{LED_Na}的總和。即，

△V_{LED_Na}。此時，輸入電壓Vin可表示為，Vin=Vpdc(t)-

。此外，輸入電壓Vin亦相當於發光二極體LED_Nb的跨壓△V_{LED_Nb}和分支電流源cS[N]的跨壓△V_cS[N]的總和。即，Vin=△V_{LED_Nb}+△V_cS[N]。

請參見第7圖，其係根據本揭露構想之第二種實施例的調光模組的示意圖。調光模組45a包含：調光單元UNT[1]~UNT[N]與共用電流源cS_com。共用電流源cS_com電連接於控制電路與第N 個調光單元UNT[N]。調光單元UNT[1]電連接於脈衝直流端點Npdc與分壓端點Nd[1]間；調光單元UNT[2]電連接於分壓端點Nd[1]、Nd[2]間；其餘類推。各個調光單元UNT[n](n=1~N)均包含彼此並聯的發光二極體單元LED[n]與開關單元SW[n]，各開關單元SW[n]電連接於控制電路，可因應開關切換信號Sctl[n]而選擇性導通或斷開。當開關單元SW[n]因應開關切換信號Sctl[n]的控制而導通時，調光單元UNT[n]中的發光二極體單元LED[n]處於停止發光狀態；當開關單元UNT[n]因應開關切換信號Sctl[n]的控制而斷開時，調光單元UNT[n]中的發光二極體單元LED[n]處於發光狀態。共用電流源cS_com電連接於分壓端點Nd[N]與接地電壓Gnd。

為便於說明，以下說明假設在此實施例中，發光二極體單元LED[n]包含單個發光二極體LED。惟，在實際應用時，發光二極體單元LED[n]所包含之發光二極體的個數並不需要加以限定。再者，在同一個調光模組中的不同發光二極體單元，亦可包含不同數量的發光二極體。

在此實施例中，調光單元UNT[n]隨著調光階段而改變的控制方式並不需要限定。例如，第8A、8B、8C圖和第9A、9B、9C圖分別為，根據由上而下的順序，和根據由下而上的順序，改變在各個調光階段中，處於發光狀態之調光單元UNT[n]中的發光二極體單元LED[n]之個數的過程。在實際應用時，基於第二種實施例之架構的調光單元UNT[1]~UNT[N]可獨立控制而分別切換。因此，亦可不完全依照此處的舉例而調整處於發光狀態之發光二極體單元LED[n]的位置。此種關於應用上的變化，此處不再詳述。

第8A、8B、8C圖為，隨著調光階段STG的增加，根據由上而下的順序遞增處於發光狀態之調光單元UNT[n]的數量的過程。

請參見第8A圖，其係第7圖的調光模組45a處於初始階段STGint時的等效電路圖。調光模組45a處於初始階段STGint時，開關單元SW[1]~SW[N]均導通，此時所有的發光二極體單元LED[1]~LED[N]均未發光。在第8A圖中，調光電流Itune自脈衝直流端點Npdc流經開關單元SW[1]~SW[N]後，再流至共用電流源cS_com。根據調光電流Itune的路徑可以得知，此時的模組跨壓△Vsum可表示為，△Vsum=0V，且輸入電壓Vin等於脈衝直流電壓Vpdc(t)。Vin=Vpdc(t)。且，輸入電壓Vin另可表示為，共用電流源cS_com的跨壓△V_{cS_com}。即，Vin=△V_{cS_com}。

請參見第8B圖，其係第7圖的調光模組45a處於調光階段STG1時的等效電路圖。調光模組45a處於調光階段STG1時，僅開關單元SW[1]斷開，且其餘的開關單元SW[2]~SW[N]均導通。因此，僅發光二極體單元LED[1]發光。在第8B圖中，調光電流Itune自脈衝直流端點Npdc流經發光二極體單元LED[1]與開關單元SW[2]~SW[N]後，再流至共用電流源cS_com。根據調光電流Itune的路徑可以得知，此時的模組跨壓△Vsum可表示為，△Vsum=△Vunt[1]=△V_LED[1]，且輸入電壓Vin等於脈衝直流電壓Vpdc(t)扣除模組跨壓△Vsum後的差值。Vin=Vpdc(t)-△Vsum=Vpdc(t)-△Vunt[1]。且，輸入電壓Vin另可表示為，共用電流源cS_com的跨壓△V_{cS_com}。即，Vin=△V_{cS_com}。

請參見第8C圖，其係第7圖的調光模組45a處於調光階段STGN時的等效電路圖。調光模組45a處於調光階段STGN時，所有的開關單元SW[1]~SW[N]均斷開。因此，相互串聯的發光二極體單元LED[1]~LED[N]均發光。在第8C圖中，調光電流Itune自脈衝直流端點Npdc流經發光二極體單元LED[1]~LED[N]後，再流至共用電流源cS_com。根據調光電流Itune的路徑可以得知，此時的模組跨壓△Vsum可表示為，

，且輸入電壓Vin等於脈衝直流電壓Vpdc(t)扣除模組跨壓△Vsum後的差值。Vin=

。且，輸入電壓Vin另可表示為，共用電流源cS_com的跨壓△V_{cS_com}。即，Vin=△V_{cS_com}。

請同時參見第8A、8B、8C圖。以第8A、8B、8C圖的方式控制第7圖的調光模組45a時，在調光階段STGn，開關單元SW[1]~SW[n]為斷開，開關單元SW[n+1]~SW[N]為導通。連帶地，發光二極體單元LED[1]~LED[n]因開關單元SW[1]~SW[n]斷開而發光，且發光二極體單元LED[n+1]~LED[N]因開關單元SW[n+1]~SW[N]導通而停止發光。因此，隨n的增加，導通的開關單元SW[n+1]~SW[N]的數量越少，且處於發光狀態之調光單元UNT[1]~UNT[n]的數量依照由上而下的順序遞增。

第9A、9B、9C圖為，隨著調光階段STG的增加，根據由下而上的順序遞增處於發光狀態之調光單元UNT[n]的數量的過程。

請參見第9A圖，其係第7圖的調光模組45a處於初始階段STGint時的等效電路圖。調光模組45a處於初始階段STGint時，開關單元SW[1]~SW[N]均導通，此時所有的發光二極體單元LED[1]~LED[N]均未發光。

在第9A圖中，調光電流Itune自脈衝直流端點Npdc流經開關單元SW[1]~SW[N]後，再流至共用電流源cS_com。根據調光電流Itune的路徑可以得知，此時的模組跨壓△Vsum可表示為，△Vsum=0V，且輸入電壓Vin等於共用電流源cS_com的跨壓△V_{cS_com}。即，Vin=△V_{cS_com}。

請參見第9B圖，其係第7圖的調光模組45a處於調光階段STG1時的等效電路圖。調光模組45a處於調光階段STG1時，僅開關單元SW[N]斷開，且其餘的開關單元SW[1]~SW[N-1]均導通。因此，僅發光二極體單元LED[N]發光。

在第9B圖中，調光電流Itune自脈衝直流端點Npdc流經開關單元SW[1]~SW[N-1]與發光二極體單元LED[N]後，再流至共用電流源cS_com。根據調光電流Itune的路徑可以得知，此時的模組跨壓△Vsum可表示為，△Vsum=△Vunt[N]=△V_LED[N]，輸入電壓Vin等於脈衝直流電壓Vpdc(t)扣除模組跨壓△Vsum後的差值。Vin=Vpdc(t)-△Vsum=Vpdc(t)-△Vunt[N]。且輸入電壓Vin等於共用電流源cS_com的跨壓△V_{cS_com}。即，Vin=△V_{cS_com}。

請參見第9C圖，其係第7圖的調光模組45a處於調光階段STGN時的等效電路圖。調光模組45a處於調光階段STGN時，開關 單元SW[1]~SW[N]均斷開。因此，相互串聯的發光二極體單元LED[1]~LED[N]均發光。

在第9C圖中，調光電流Itune自脈衝直流端點Npdc流經發光二極體單元LED[1]~LED[N]後，再流至共用電流源cS_com。根據調光電流Itune的路徑可以得知，此時的模組跨壓△Vsum可表示為，

，輸入電壓Vin等於脈衝直流電壓Vpdc(t)扣除模組跨壓△Vsum後的差值。Vin=Vpdc(t)-

。且輸入電壓Vin等於共用電流源cS_com的跨壓△V_{cS_com}。即，Vin=△V_{cS_com}。

請同時參見第9A、9B、9C圖。以第9A、9B、9C圖的方式控制第7圖的調光模組45a時，在調光階段STGn，開關單元SW[1]~SW[N-n]為導通，開關單元SW[N-n+1]~SW[N]為斷開。連帶地，發光二極體單元LED[1]~LED[N-n]因開關單元SW[1]~SW[N-n]導通而停止發光，且發光二極體單元LED[N-n+1]~LED[N]因開關單元SW[N-n+1]~SW[N]斷開而發光。因此，隨n的增加，導通的開關單元SW[1]~SW[N-n]的數量越少，且處於發光狀態之調光單元UNT[N-n+1]~UNT[N]的數量依照由下而上的順序遞增。

請同時參見第8A、8B、8C、9A、9B、9C圖。由第8A、9A圖可以看出，無論改變發光二極體單元之發光狀態的順序為由上而下或是由下而上，在初始階段STGint時模組跨壓△Vsum均等於0V，且，輸入電壓Vin等於共用電流源cS_com的跨壓△V_{cS_com}。同樣的，如第8C、9C圖所示，無論改變發光二極體單元之發光狀態的順 序為由上而下或是由下而上，在調光階段STGN時，模組跨壓△Vsum均相等(

)，且輸入電壓Vin亦均等於共用電流源cS_com的跨壓△V_{cS_com}。

請參見第10圖，其係對本揭露構想之第二種實施例的調光模組略為變化後的示意圖。請同時參見第7、10圖。比較調光模組45a、45c可以看出，調光模組45c除調光單元UNT[1]~UNT[N]外，進一步包含一附加發光二極體LED_ad。附加發光二極體LED_ad電連接於調光單元UNT[N]，且共用電流源cS_com電連接於控制電路與附加發光二極體LED_ad。

採用第10圖的架構時，無論調光模組45c所處的階段為何，附加發光二極體LED_ad均維持發光狀態。因此，輸入電壓Vin等於共用電流源cS_com的跨壓△V_{cS_com}和附加發光二極體LED_ad的跨壓△V_{LED_ad}的總和。即，Vin=△V_{cS_com}+△V_{LED_ad}。

由於調光模組45a、45c的架構相似，此處不重複說明調光模組45c的操作方式。與第7圖類似，控制電路在控制第10圖的調光模組45c時，其控制順序亦不需要加以限定。也因此，第8A~8C、9A~9C圖之控制過程，亦可在適當修改後應用於第10圖。

請參見第11圖，其係根據本揭露構想之第三種實施例的調光模組的示意圖。調光模組55a包含：跨接開關SW_rt、調光單元UNT[1]~UNT[N]與共用電流源cS_com。跨接開關SW_rt電連接於脈衝直流端點Npdc與輸入端點Nin之間。此外，共用電流源cS_com電連接於輸入端點Nin與接地電壓Gnd之間。

調光單元UNT[n](n=1~(N-1))包含開關單元SW[n]與發光二極體單元LED[n]；開關單元SW[n]電連接於控制電路、發光二極體單元LED[n]、調光單元UNT[n+1]與LDO；且，調光單元UNT[N]僅包含發光二極體單元LED[N]。當n=1時，發光二極體單元LED[1]的兩端分別電連接於脈衝直流端點Npdc與分壓端點Nd[1]。當n=2~(N-1)時，發光二極體單元LED[n]的兩端分別電連接於分壓端點Nd[n-1]、Nd[n]。當n=N時，發光二極體單元LED[N]的兩端分別電連接於分壓端點Nd[N-1]與輸入端點Nin。當調光單元UNT[n]之開關單元SW[n]導通的同時，開關單元SW[1]~SW[n-1]、SW[n+1]~SW[N-1]為斷開。連帶的，調光單元UNT[1]~UNT[n]中的相互串聯的發光二極體單元LED[1]~LED[n]均處於發光狀態，且調光單元UNT[n+1]~UNT[N]中的發光二極體單元LED[n+1]~LED[N]均處於停止發光狀態。

以下說明假設在此實施例中，各個發光二極體單元LED[n]包含單個發光二極體LED。惟，在實際應用時，各個發光二極體單元LED[n]所包含之發光二極體的個數並不需要加以限定。

請參見第12A圖，其係第11圖的調光模組55a處於初始階段STGint時的等效電路圖。在初始階段STGint，跨接開關SW_rt導通，但開關單元SW[1]~SW[N-1]均斷開。此時，調光電流Itune自脈衝直流端點Npdc直接流到輸入端點Nin。因此，在第12A圖中，模組跨壓△Vsum=0V。另，輸入電壓Vin等於脈衝直流電壓Vpdc(t)，也等於共用電流源cS_com的跨壓△V_{cS_com}。即，Vin=Vpdc(t)=△V_{cS_com}。

請參見第12B圖，其係第11圖的調光模組55a處於調光階段STG1時的等效電路圖。在調光階段STG1，僅開關單元SW[1]導通，但跨接開關SW_rt與開關單元SW[2]~SW[N-1]均斷開，因此僅發光二極體單元LED[1]發光。此時，調光電流Itune自脈衝直流端點Npdc流經發光二極體單元LED[1]後，流至輸入端點Nin。因此，在第12B圖中，模組跨壓△Vsum相當於單元跨壓△Vunt[1]。即，△Vsum=△Vunt[1]=△V_LED[1]。另，輸入電壓Vin等於脈衝直流電壓Vpdc(t)和模組跨壓△Vsum的壓差，也等於共用電流源cS_com的跨壓△V_{cS_com}。即，Vin=Vpdc(t)-△Vsum=Vpdc(t)-△Vunt[1]=△V_{cS_com}。

請參見第12C圖，其係第11圖的調光模組55a處於調光階段STG(N-1)時的等效電路圖。在調光階段STG(N-1)，僅開關單元SW[N-1]導通，但跨接開關SW_rt與開關單元SW[1]~SW[N-2]均斷開，因此串聯的發光二極體單元LED[1]~LED[N-1]發光。此時，調光電流Itune自脈衝直流端點Npdc流經發光二極體單元LED[1]~LED[N-1]後，流至輸入端點Nin。因此，在第12C圖中，模組跨壓△Vsum相當於單元跨壓△Vunt[1]~△Vunt[N-1]的總和。即，

。另，輸入電壓Vin等於脈衝直流電壓Vpdc(t)和模組跨壓△Vsum的壓差，也等於共用電流源cS_com的跨壓△V_{cS_com}。即，Vin=Vpdc(t)-△Vsum=Vpdc(t)-

。

請參見第12D圖，其係第11圖的調光模組55a處於調光階段STGN時的等效電路圖。在調光階段STGN，跨接開關SW_rt與開關單元SW[1]~SW[N-1]均斷開，因此串聯的發光二極體單元 LED[1]~LED[N]發光。此時，調光電流Itune自脈衝直流端點Npdc流經發光二極體單元LED[1]~LED[N]後，流至輸入端點Nin。因此，在第12D圖中，模組跨壓△Vsum相當於單元跨壓△Vunt[1]~△Vunt[N]的總和。即，

。另，輸入電壓Vin等於脈衝直流電壓Vpdc(t)和模組跨壓△Vsum的壓差，也等於共用電流源cS_com的跨壓△V_{cS_com}。即，Vin=Vpdc(t)-△Vsum=Vpdc(t)-

。

請參見第13圖，其係對本揭露構想之第三種實施例的調光模組略為變化後的示意圖。請同時參見第11、13圖。比較調光模組55a、55c可以看出，調光模組55c除調光單元UNT[1]~UNT[N]和共用電流源cS_com外，在調光單元UNT[N]與共用電流源cS_com之間進一步加入附加發光二極體LED_ad。

採用第13圖的架構時，無論調光模組55c所處的調光階段STGn為何，附加發光二極體LED_ad均維持發光狀態。因此，輸入電壓Vin等於共用電流源cS_com的跨壓△V_{cS_com}和附加發光二極體LED_ad的跨壓△V_{LED_ad}的總和。即，Vin=△V_{cS_com}+△V_{LED_ad}。由於調光模組55a、55c的架構相似，此處不重複說明調光模組55c的操作方式。

以上，提供三種調光模組35a、35c、45a、45c、55a、55c的實施例。此外，前述說明亦提到這些實施例的細部電路與控制方式均可加以變化。為便於比較，表2列出前述實施例的電路元件的比較。由此可以看出，本案的調光模組的設計方式相當多元。

表2

再者，無論是何種實施例，前述的調光模組均可穩定的提供接近調節電壓Vldo的輸入電壓Vin至LDO。表3列示前述實施例的調光模組所提供之輸入電壓Vin。

根據表3的內容可進一步歸納，根據本案構想，可將輸入電壓Vin視為一個電流源的跨壓△V_cS與一個基準電壓Vbs的總和。即，Vin=△V_cS+Vbs。其中，根據實施例的不同，該電流源可能是分支電流源cS[n]或是共用電流源cS_com。同理，根據實施例的不同，基準電壓Vbs可等於0V、等於發光二極體LED_nb的跨壓△V_{LED_nb}，或等於附加發光二極體LED_ad的跨壓△V_{LED_ad}。

如前所述，採用本揭露的構想時，線性驅動模組提供至LDO的輸入電壓Vin為接近調節電壓Vldo的電壓值。當脈衝直流電壓Vpdc(t)的電壓值越大時，處於發光狀態的發光二極體單元的數量越多，使模組跨壓△Vsum越大。反之，當脈衝直流電壓Vpdc(t)的電壓值越小時，處於發光狀態的發光二極體單元的數量越少，使模組跨壓△Vsum越小。據此，根據脈衝直流電壓Vpdc(t)和模組跨壓△Vsum的壓差而產生輸入電壓Vin的方式，相當於利用脈衝直流電壓Vpdc(t)提供負載使用後的餘裕作為輸入電壓Vin。因此，LDO的輸入和輸出之間的壓差可大幅降低，並減少在LDO浪費的功耗。

除了自調光模組取得輸入電壓Vin外，線性驅動模組亦可設置一個偏壓電路，作為輸入電壓Vin的來源。請參見第14圖，其係根據本揭露構想，使用偏壓電路提供輸入電壓Vin的方塊圖。線性驅動模組62包含：調光模組65、控制電路67、偏壓電路66與LDO 68。在此實施例中，調光模組65並未電連接於LDO 68。如前所述，線性驅動模組62所接收的脈衝直流電壓Vpdc(t)可以是橋式整流器 23接收整流後電壓Vbg，或是自填谷電路24接收填谷電壓Vvf。關於調光模組65、控制電路67與LDO 68的細節此處不再詳述。

偏壓電路66以端點Np電連接於脈衝直流端點Npdc、以偏壓端點Nb3電連接於LDO 68，並以端點Nn電連接於接地電壓Gnd。延續前述實施例，與脈衝直流端點Npdc相連的端點Np可接收橋式整流器23輸出的整流後電壓Vbg作為脈衝直流電壓Vpdc(t)，或接收填谷電路24所輸出之填谷電壓Vvf作為脈衝直流電壓Vpdc(t)。

偏壓電路66接收脈衝直流電壓Vpdc(t)後，將脈衝直流電壓Vpdc(t)轉換為輸入電壓Vin。偏壓電路66包含電容C、電阻R1、R2、R3、R4、電晶體Q1、Q2、二極體D與齊納二極體(Zener diode)Zd1、Zd2、Zd3。

電阻R1、R3的一端與二極體D的陽極電連接於脈衝直流端點Npdc。二極體D的陰極電連接於電阻R4的一端。齊納二極體Zd1的陰極電連接於電阻R1的另一端，且齊納二極體Zd1的陽極、電阻R2的一端、齊納二極體Zd2的陰極與電晶體Q1的閘極同時電連接偏壓端點Nb1。電晶體Q1的汲極、電阻R3的另一端、齊納二極體Zd3的陰極與電晶體Q2的閘極同時電連接於偏壓端點Nb2，且電晶體Q2的汲極電連接於電阻R4的另一端。電阻R2的另一端、齊納二極體Zd2、Zd3的陽極、電晶體Q1的源極與電容C的一端電連接於接地電壓Gnd。電晶體Q2的源極與電容C的另一端電連接於偏壓端點Nb3。

另請留意，實際應用時，彼此串接的電阻R1和齊納二極體Zd1的位置亦可互調，且彼此串接的二極體D和電阻R4的位置亦可互調。換言之，電阻R1可電連接於偏壓端點Nb1和齊納二極體Zd1的陽極，且齊納二極體Zd1的陰極可電連接於脈衝直流端點Npdc。再者，電阻R4可電連接於脈衝直流端點Npdc和二極體D的陽極，且二極體D的陰極可電連接於電晶體Q2的汲極。

隨著脈衝直流電壓Vpdc(t)循環地增加和減少，偏壓電路66提供輸入電壓Vin的方式可分為兩個偏壓階段STGb1、STGb2。在此實施例中，可將齊納二極體Zd1的崩潰電壓視為一個臨界電壓Vth。根據脈衝直流電壓Vpdc(t)和臨界電壓Vth的高低關係，判斷偏壓電路66所處的偏壓階段STGb1、STGb2。當脈衝直流電壓Vpdc(t)低於臨界電壓Vth時，偏壓電路66處於偏壓階段STGb1；當脈衝直流電壓Vpdc(t)高於臨界電壓Vth時，偏壓電路66處於偏壓階段STGb2。

當脈衝直流電壓Vpdc(t)低於齊納二極體Zd1的崩潰電壓時，以崩潰電壓=臨界電壓Vth=15V為例，此時脈衝直流電壓Vpdc(t)<15V，經電阻R1導通至齊納二極體Zd1的陰極的電壓尚不足以使齊納二極體Zd1導通。因此，電晶體Q1因偏壓端點Nb1的電壓為0V而未導通。另一方面，偏壓端點Nb2經電阻R3的傳導而為高電壓，進而使電晶體Q2導通。連帶的，導通狀態的電晶體Q2將脈衝直流電壓Vpdc(t)傳至偏壓端點Nb3，並對電容C充電。

當脈衝直流電壓Vpdc(t)高於齊納二極體Zd1的崩潰電壓時，此時脈衝直流電壓Vpdc(t)>15V，齊納二極體Zd1導通，使偏壓端點Nb1的電壓上升。因此，電晶體Q1將隨著上升的偏壓端點Nb1的電壓而導通，且偏壓端點Nb2因電晶體Q1的導通而接地降壓為0V。隨著偏壓端點Nb2的電壓降低，電晶體Q2將斷開。此時，偏壓端點Nb3和接地電壓Gnd之間的輸入電壓Vin由先前被充滿電荷的電容C放電來提供。

根據前述說明可以得知，電晶體Q1會於脈衝直流電壓Vpdc(t)低於臨界電壓Vth時斷開，並於脈衝直流電壓Vpdc(t)高於臨界電壓Vth時導通；電晶體Q2會於電晶體Q1斷開時導通，並於電晶體Q1導通時斷開。電容C可在電晶體Q2導通時利用脈衝直流電壓Vpdc(t)傳導至偏壓端點Nb3來進行充電，並於電晶體Q1導通時放電至偏壓端點Nb3。

在偏壓階段STGb1，偏壓端點Nb3的電壓為流經二極體D、電阻R4與電晶體Q2後的脈衝直流電壓Vpdc(t)。在偏壓階段STGb1，脈衝直流電壓Vpdc(t)的電壓值仍然偏低，即使將脈衝直流電壓Vpdc(t)導通至偏壓端點Nb3，仍可使輸入電壓Vin和調節電壓Vldo之間維持低壓差的關係。在偏壓階段STGb2，脈衝直流電壓Vpdc(t)的電壓值雖然很高，但和偏壓端點Nb3之間為斷路，故不影響輸入電壓Vin。此時的輸入電壓Vin由電容C提供，可確保LDO 68所接收之輸入電壓Vin的電壓值不會過高。

第14圖所述之偏壓電路66提供輸入電壓Vin的做法，其接收的電壓直接來自脈衝直流電壓Vpdc(t)。據此，即便沒有任何調光模組65中的發光二極體在發光，偏壓電路66仍可穩定的提供輸入電壓Vin。因此，線性驅動模組62利用偏壓電路66提供輸入電壓Vin至LDO 68的作法，亦可應用至其他具有LDO但不具發光二極體的電子裝置中。實際應用時，偏壓電路66亦可結合調光模組65，同時作為輸入電壓Vin的來源。要注意的是，調光模組65可為上述實施例中任一或其他變化的調光模組，並不以此為限。

請參見第15A、15B圖，其係根據本揭露構想，於線性驅動模組同時提供以調光模組或偏壓電路作為輸入電壓Vin的來源的方塊圖。如前所述，調光模組65可依據脈衝直流電壓Vpdc(t)與模組跨壓△Vsum而產生第一來源電壓。偏壓電路66電連接於控制電路67，可根據脈衝直流電壓Vpdc(t)而產生第二來源電壓，對應至第15A、15B圖中，線性驅動模組7a、7b分別設置調光模組71a、71b與偏壓電路73a、73b。且，線性驅動模組7a、7b可分別利用調光模組71a、71b提供來源電壓Vsrc1；以及利用偏壓電路73a、73b提供來源電壓Vsrc2。低壓差穩壓器75a、75b可因應模組跨壓△Vsum的變化而選擇將第一來源電壓(即來源電壓Vsrc1)和第二來源電壓(即來源電壓Vsrc2)的其中一者作為輸入電壓Vin，並將輸入電壓Vin轉換為調節電壓Vldo。其中第一來源電壓與第二來源電壓均低於或等於脈衝直流電壓Vpdc(t)，且調節電壓Vldo低於輸入電壓Vin。要 注意的是，線性驅動模組7a、7b可採用不同方式切換來源電壓Vsrc1、Vsrc2。

在第15A圖中，線性驅動模組7a包含：調光模組71a、電壓感測電路76a、控制電路77a、偏壓電路73a、LDO 75a與選擇開關SWsel。選擇開關SWsel為一個單軸雙切開關，同時電連接於LDO 75a與控制電路77a，以及選擇性電連接於調光模組71a和偏壓電路73a。選擇開關SWsel根據控制電路77a所發出的來源選擇信號Vsel而選擇性將LDO 75a電連接於調光模組71a，或將LDO 75a電連接於偏壓電路73a。其中，控制電路77a根據開關切換信號Sctl[1]~Sctl[N]而決定來源選擇信號Vsel如何切換選擇開關SWsel。

當開關切換信號Sctl[1]~Sctl[N]代表，調光單元UNT[1]~UNT[N]有任一者在發光時，此時的模組跨壓△Vsum大於0V，控制電路77a可利用來源選擇信號Vsel控制選擇開關SWsel，使LDO 75a電連接於調光模組71a，以來源電壓Vsrc1傳導至LDO 75a。此時，LDO 75a接收由調光模組71a提供的來源電壓Vsrc1作為輸入電壓Vin。另一方面，當開關切換信號Sctl[1]~Sctl[N]代表，調光單元UNT[1]~UNT[N]均全部停止發光時，模組跨壓△Vsum等於0V，控制電路77a可利用來源選擇信號Vsel控制選擇開關SWsel，使LDO 75a電連接於偏壓電路73a，以來源電壓Vsrc2傳導至LDO75a。此時，LDO 75a接收由偏壓電路73a提供的來源電壓Vsrc2作為輸入電壓Vin。藉由偏壓電路73a的設置，可以確保即使在調光單元 UNT[1]~UNT[N]均全部停止發光時，LDO 75a仍可穩定的接收來源電壓Vsrc2作為輸入電壓Vin。

在第15B圖中，線性驅動模組7b包含：調光模組71b、電壓感測電路76b、控制電路77b、偏壓電路73b、LDO 75b與二極體D1、D2。當開關切換信號Sctl[1]~Sctl[N]代表，調光單元UNT[1]~UNT[N]有任一者在發光時，模組跨壓△Vsum大於0V，來源電壓Vsrc1的電壓值較高，此時二極體D1導通，以來源電壓Vsrc1傳導至LDO 75b，進而提供LDO 75b所需的輸入電壓Vin。另一方面，當開關切換信號Sctl[1]~Sctl[N]代表，調光單元UNT[1]~UNT[N]均全部停止發光時，模組跨壓△Vsum等於0V，來源電壓Vsrc1等於0V，此時改以來源電壓Vsrc2作為輸入電壓Vin的來源，以來源電壓Vsrc2傳導至LDO 75b。

根據前述說明可以得知，採用第15A、15B圖的架構時，無論調光單元UNT[1]~UNT[N]中，處於發光狀態的調光單元UNT[1]~UNT[N]的數量之多寡，甚至無任何調光單元UNT[1]~UNT[N]發光時，LDO 75a、75b均可穩定的接收所需的輸入電壓Vin。實際應用時，若線性驅動模組同時設置調光模組與偏壓電路時，亦可搭配其他方式進行切換，並不以第15A、15B圖的舉例為限。

根據本揭露的構想，輸入電壓Vin的來源可單獨來自調光模組或偏壓電路，或者，也可以在同時結合調光模組與偏壓電路 的情況下，搭配來源選擇信號Vsel選取輸入電壓Vin的來源。藉此，無論是由調光模組或偏壓電路提供的輸入電壓Vin，均可保持和調節電壓Vldo相當低的壓差。因此，本案可以大幅降低LDO所浪費的功率。

根據本揭露的構想，線性驅動模組提供至低壓差穩壓器的輸入電壓，不隨著脈衝直流電壓而改變。當脈衝直流電壓改變時，線性驅動模組的調光模組所處的調光狀態亦隨著改變，進而改變模組跨壓的大小。由於模組跨壓隨著脈衝直流電壓改變的緣故，使輸入電壓的大小維持穩定。透過此種方式，可降低輸入電壓和低壓差穩壓器所輸出的調節電壓之間的壓差，進而減少低壓差穩壓器浪費的功耗。

綜上所述，雖然本揭露已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

7a:線性驅動模組

76a:電壓感測電路

71a:調光模組

77a:控制電路

75a:低壓差穩壓器

73a:偏壓電路

Sctl[1]~Sctl[N]:開關切換信號

Vsel:來源選擇信號

Vsrc1,Vsrc2:來源電壓

SWsel:選擇開關

Vin:輸入電壓

Gnd:接地電壓

Vldo:調節電壓

Vpdc(t):脈衝直流電壓

Npdc:脈衝直流端點

Claims (20)

1. 一種線性驅動模組，適於應用於一燈具，其包含：一控制電路，其係隨一脈衝直流電壓的改變而產生複數個開關切換信號；一調光模組，具有一模組跨壓並接收該脈衝直流電壓，該調光模組係包含：N個調光單元，以串聯方式彼此相連，其中各該N個調光單元係包含：一發光二極體單元，其係因應該等開關切換信號而處於一發光狀態或一停止發光狀態，其中該模組跨壓隨該N個調光單元中，處於該發光狀態的發光二極體單元的數量而改變；以及一低壓差穩壓器，電連接於該調光模組，其係自該調光模組接收根據該脈衝直流電壓與該模組跨壓而產生的一輸入電壓，並將該輸入電壓轉換為一調節電壓，其中該輸入電壓低於該脈衝直流電壓、該調節電壓低於該輸入電壓，且N為正整數。
2. 如請求項1所述之線性驅動模組，其中該脈衝直流電壓的電壓值係隨時間改變，且當該脈衝直流電壓的電壓值越高時，該模組跨壓的電壓值越高。
3. 如請求項1所述之線性驅動模組，其中該些N個調光單元中的一第n個調光單元更包含：一開關單元，包含： 一第一開關，電連接於該控制電路與該第n個調光單元中的該發光二極體單元；一第二開關，電連接於該控制電路與該第n個調光單元中的該發光二極體單元，其中該第一開關與該第二開關隨該等開關切換信號中的一第n個開關切換信號的控制而同步導通或同步斷開；以及一分支電流源，電連接於該第二開關，其中n為正整數，且n小於或等於N。
4. 如請求項3所述之線性驅動模組，其中，當該第n個調光單元之該第一開關與該第二開關導通時，該N個調光單元中的一第一個調光單元至該第n個調光單元所包含之該發光二極體單元均處於該發光狀態，且該些N個調光單元中的一第(n+1)個調光單元至一第N個調光單元所包含之該發光二極體單元均處於該停止發光狀態。
5. 如請求項4所述之線性驅動模組，其中該模組跨壓為處於該發光狀態的各該些發光二極體單元的單元跨壓的加總。
6. 如請求項3所述之線性驅動模組，其中該第一開關係電連接於該第二開關。
7. 如請求項3所述之線性驅動模組，其中該第n個調光單元之該發光二極體單元係包含： 一第一發光二極體，電連接於該第一開關；以及一第二發光二極體，電連接於該第一開關、該第二開關與該第一發光二極體。
8. 如請求項1所述之線性驅動模組，其中該調光模組更包含：一共用電流源，電連接於該控制電路與該些N個調光單元中的一第N個調光單元，其中該共用電流源的電流值係由該控制電路設定。
9. 如請求項1所述之線性驅動模組，其中該調光模組更包含：一附加發光二極體，電連接於該些N個調光單元中的一第N個調光單元；以及一共用電流源，電連接於該控制電路與該附加發光二極體，其中該共用電流源的電流值係由該控制電路設定。
10. 如請求項1所述之線性驅動模組，其中，該些N個調光單元中的一第n個調光單元更包含：一開關單元，電連接於該控制電路，並與該第n個調光單元中的該發光二極體單元並聯，其係因應該等開關切換信號中的一第n個開關切換信號而選擇性導通或斷開，其中n為正整數，且n小於或等於N。
11. 如請求項10所述之線性驅動模組，其中， 當該第n個調光單元中的該開關單元因應該第n個開關切換信號的控制而導通時，該第n個調光單元中的該發光二極體單元處於該停止發光狀態；以及當該開關單元因應該第n個開關切換信號的控制而斷開時，該第n個調光單元中的該發光二極體單元處於該發光狀態。
12. 如請求項10所述之線性驅動模組，其中，當該些N個調光單元中的一第一個至該第n個調光單元中的該些開關單元均斷開時，該些N個調光單元中的一第(n+1)個至一第N個調光單元中的該些開關單元均導通。
13. 如請求項10所述之線性驅動模組，其中，當該些N個調光單元中的一第一個至一第(N-n)個調光單元中的該些開關單元均導通時，該些N個調光單元中的一第(N-n+1)個至一第N個調光單元中的該些開關單元均斷開。
14. 如請求項1所述之線性驅動模組，其中，該些N個調光單元中的一第n個調光單元更包含：一開關單元，電連接於該控制電路、該第n個調光單元中的該發光二極體單元、該些N個調光單元中的一第(n+1)個調光單元與該低壓差穩壓器，其中n為正整數，且n小於N。
15. 如請求項14所述之線性驅動模組，其中，當該第n個調光單元之該開關單元導通時， 該N個調光單元中的一第一個至該第n個調光單元中的該些發光二極體單元均處於該發光狀態，且該N個調光單元中的一第(n+1)個至一第N個調光單元中的該發光二極體單元均處於該停止發光狀態。
16. 一種線性驅動模組，適於應用於一燈具，其包含：一控制電路，適於接收一脈衝直流電壓，並隨該脈衝直流電壓的改變而產生複數個開關切換信號；一調光模組，電連接於該控制電路，其係根據該脈衝直流電壓與一模組跨壓而產生一第一來源電壓，其中該調光模組係包含：N個調光單元，以串聯方式彼此相連，其中各該N個調光單元係包含：一發光二極體單元，其係因應該等開關切換信號而處於一發光狀態或一停止發光狀態，其中N為正整數，且該模組跨壓隨該N個調光單元中，處於該發光狀態的發光二極體單元的數量而改變；一偏壓電路，電連接於該控制電路，其係根據該脈衝直流電壓而產生一第二來源電壓；以及一低壓差穩壓器，其係因應該模組跨壓的變化而接收該第一來源電壓和該第二來源電壓的其中一者作為一輸入電壓，並將該輸入電壓轉換為一調節電壓，其中該第一來源電壓與該第二來源電壓係低於或等於該脈衝直流電壓，且該調節電壓低於該輸入電壓。
17. 如請求項16所述之線性驅動模組，其中 當該些N個調光單元中的任一者的該發光二極體單元處於該發光狀態時，該控制電路選擇將該第一來源電壓傳導至該低壓差穩壓器；以及當該些N個調光單元的該發光二極體單元全部處於該停止發光狀態時，該控制電路選擇將該第二來源電壓傳導至該低壓差穩壓器。
18. 如請求項16所述之線性驅動模組，其中該偏壓電路包含：一第一電晶體，其係於該脈衝直流電壓低於一臨界電壓時斷開，並於該脈衝直流電壓高於該臨界電壓時導通；一第二電晶體，電連接於該第一電晶體與一偏壓端點，其係於該第一電晶體斷開時導通，並於該第一電晶體導通時斷開；以及，一電容，電連接於該偏壓端點，該電容可放電至該偏壓端點，並於該第二電晶體導通時利用該脈衝直流電壓來進行充電。
19. 一種線性驅動模組，包含：一偏壓電路，其係根據一脈衝直流電壓而產生一輸入電壓，該偏壓電路包含：一第一電晶體，其係於該脈衝直流電壓低於一臨界電壓時斷開，並於該脈衝直流電壓高於該臨界電壓時導通； 一第二電晶體，電連接於該第一電晶體與一偏壓端點，其係於該第一電晶體斷開時導通，並於該第一電晶體導通時斷開；以及一電容，電連接於該偏壓端點，該電容於該第二電晶體導通時利用該脈衝直流電壓來進行充電，並於該第一電晶體導通時放電至該偏壓端點；以及一低壓差穩壓器，電連接於該偏壓端點，當該第二電晶體導通時，以傳至該偏壓端點的該脈衝直流電壓作為該輸入電壓，並將該輸入電壓轉換為一調節電壓，當該第一電晶體導通時，以該電容之放電作為該輸入電壓，並將該輸入電壓轉換為該調節電壓，其中該調節電壓低於該輸入電壓。
20. 一種偏壓電路，其係根據一脈衝直流電壓而產生一輸入電壓，該偏壓電路包含：一第一電晶體，其係於該脈衝直流電壓低於一臨界電壓時斷開，並於該脈衝直流電壓高於該臨界電壓時導通；一第二電晶體，電連接於該第一電晶體與一偏壓端點，其係於該第一電晶體斷開時導通，並於該第一電晶體導通時斷開；以及一電容，電連接於該偏壓端點，該電容於該第二電晶體導通時利用該脈衝直流電壓來進行充電，並於該第一電晶體導通時放電至該偏壓端點。