TWM565931U - Ｌｅｄ控制電路及用於調節ｌｅｄ電流的控制電路 - Google Patents

Abstract

在一實施例中，一種LED控制電路可包括一第一電路，該第一電經配置以形成具有一經整流ac信號之一波形的一參考信號。該LED控制電路也可包括一第一調節器電路，該第一調節器電路經配置以在該參考信號之一第一部分期間調節來自一第一LED的一第一LED電流成具有遵循該參考信號波形之一波形狀，但在該參考信號之一第二部分期間不接收該第一電流。該LED控制電路也可包括一第二調節器電路，該第二調節器電路經配置以在該參考信號之該第二部分期間調節來自該第一LED及來自一第二LED之一第二電流成具有遵開關該參考信號波形的一波形狀。

Description

LED控制電路及用於調節LED電流的控制電路

本創作大致上關於電子產品，且更明確地關於半導體及其結構。

過去，電子產業提供用於控制發光二極體(LED)的各種電路。一些LED控制電路直接以輸入AC線電壓操作，且常稱為直接AC驅動(DACD)電路。在一些應用中，一些DACD電路導致從該AC線接收之輸入電流的失真。在一些情形中，DACD電路的操作不遵守國際電工委員會(IEC)失真規格，例如諸如IEC6000-3-2。

因此，希望提出其具有較低失真之DACD電路的實施例，或提出其可具有較低失真之AC輸入線電流的實施例。

本創作提供一種LED控制電路，其包括第一輸入、第二輸入、第一電路、第一調節器電路、以及第二調節器電路。第一輸入經配置成耦合至第一LED的第一端子。第二輸入配置成耦合至與第一LED串聯耦合之第二LED的第一端子。第一電路經配置以形成具有經整流ac電壓之波形的參考信號。第一調節器電路經配置以接收參考信號，並回應於參考信號的第一部 分而調節通過第一LED之第一電流，其中，參考信號從第一值增加至第二值。第二調節器電路經配置以接收參考信號，並回應於參考信號的第二部分而調節通過第一LED且通過第二LED之第二電流，其中參考信號從第二值增加至第三值。回應於第二調節器電路調節第二電流而解耦合第一調節器電路以免於接收參考信號，使得在第二部分期間第一調節器電路不調節第一電流或第二電流。

本創作提供一種用於調節一LED電流的控制電路，其包括一輸入以及複數個調節器電路。上述輸入經配置以接收輸入信號，且輸入信號具有代表經整流ac電壓的波形。各調節器電路經配置成耦合至複數個串聯耦合之LED的一LED之端子。控制電路經配置以耦合上述複數個調節器電路的第一調節器電路，以從上述複數個串聯耦合之LED的第一LED接收第一LED電流，及在輸入信號之第一部分期間調節第一LED電流成具有遵循輸入信號波形之波形狀，其中輸入信號從第一值增加至第二值，且其中在輸入信號之第二部分期間第一調節器電路不調節第一LED電流。控制電路經配置以耦合上述複數個調節器電路的第二調節器電路，以接收來自上述複數個串聯耦合之LED的第一LED及第二LED之第二LED電流，及在輸入信號的第二部分期間調節第二LED電流成具有遵循輸入信號波形的波形狀，其中輸入信號從不小於第二值的一值增加至第三值，且其中在輸入信號之第一部分或一第三部分期間第二調節器電路不調節第二LED電流，第二調節器電路具有一禁止開關，且禁止開關經配置以回應於第一調節器電路調節第一LED 電流而禁止第二調節器電路調節第一LED電流。

本創作另提供一種LED控制電路，其包括第一電路、第一調節器電路、以及第二調節器電路。第一電路經配置以形成具有經整流ac信號之波形的參考信號。第一調節器電路經配置以在參考信號的第一部分期間調節來自第一LED的第一LED電流成具有實質遵循參考信號波形的波形狀，但在參考信號的第二部分期間不接收第一電流。第一調節器電路具有經耦合以接收參考信號的第一開關。第二調節器電路經配置以在參考信號的第二部分期間調節來自第一LED及來自第二LED之第二電流成具有實質遵循參考信號波形之波形狀，並經配置以禁能第一開關以解耦合第一調節器以免於接收參考信號。

出於說明之簡便及清晰的目的，圖式中之元件不必按比例，元件中的一些元件可為說明之目的而誇大其尺寸，且除非另外陳述，不同圖式中之相同元件符號通常表示相同元件。此外，出於描述之簡便的目的，可省略已為人熟知的步驟及元件之描述及細節。如本文所用，載流元件或載流電極意謂一裝置中載運電流通過該裝置的元件，諸如，MOS電晶體之源極或汲極、或雙極電晶體之射極或集極、或二極體之陰極或陽極，且控制元件或控制電極意謂裝置之控制電流通過該裝置的元件，諸如，MOS電晶體之閘極或雙極電晶體之基極。此外，一個載流元件可在通過裝置之一方向上載運電流，諸如，載運進入該裝置的電流，且一第二載流元件可在通過該裝置之相對方向上載運電流，諸如，載運離開該裝置的電流。雖然在本文中可將該等裝置解釋為特定的N通道或P通道裝置，或特定的N型或P型摻雜區域，所屬技術領域中具有通常知識者將瞭解根據本創作互補裝置也係可行的。所屬技術領域中具有通常知識者理解，傳導類型係指經由其發生傳導之機制，諸如，經由電洞傳導或電子傳導，因此，理解傳導類型不指代摻雜濃度而是指代摻雜類型，諸如，P型或N型。所屬技術領域中具有通常知識者將理解到，如本文所用關於電路操作之詞在…期間(during)、同時(while)、及當…時(when)並非意謂在起始動作之後動作便立即發生之確切用語，而是意謂在由初始動作而初始的反應之間可存在一些小而合理的延遲(諸如各種傳播延遲)之用語。此外，用語同時意謂某一動作至少發生在初始動作期間之一定部分內。詞大約(approximately)或實質上 (substantially)之使用意謂元件之值具有預計接近於指定值或位置之參數。然而，如此項技術中熟知的，總是存在防止該等值或位置如所指定般精確之小偏差。此項技術中充分確定的是，高達至少百分之十(10%)之偏差(且對於包括半導體摻雜濃度之一些元件而言高達百分之二十(20%))為偏離如所述般精確之理想目標之合理偏差。當參照至信號之一狀態使用時，用語「確證」意指該信號的作用中狀態且用語「否定」意指該信號的不作用中狀態。信號的實際電壓值或邏輯狀態(諸如，「1」或「0」)取決於是否使用正邏輯或負邏輯。因此，取決於是否使用正邏輯或負邏輯，確證可係高電壓或高邏輯或低電壓或低邏輯，且取決是否使用正邏輯或負邏輯，否定可係低電壓或低狀態或高電壓或高邏輯。在本文中，使用正邏輯慣例，但所屬技術領域中具有通常知識者理解也能使用負邏輯慣例。如元件名稱之一部分中所用，申請專利範圍及/或實施方式中之用語第一、第二、第三及其類似用語用於在類似元件之間進行區分，且不必需在時間上、空間上、在等級上、或以任何其他方式描述一順序。應當理解，如此使用的用語在適當環境下可互換，且本文所述之實施例能夠以不同於本文所述或所繪示之順序操作。對「一個實施例(one embodiment)」或「一實施例(an embodiment)」的提及係指：相關於該實施例所敘述的特定特徵、結構或特性係包括在本創作的至少一實施例中。因此，出現此說明書通篇各處的用語「在一個實施例中」或「在一實施例中」不一定都指代相同的實施例，但是在某些情況中可以是如此。此外，如所屬技術領域中具有通常知識者所顯而 易見的，在一或多個實施例中，可以任何合適方式組合該等特定特徵、結構、或特性。

下文說明及描述的實施例可合適地具有缺少未在本文中明確地揭示之任何元件的實施例及/或可在缺少未在本文中明確地揭示之任何元件時實踐。

10‧‧‧LED系統

11‧‧‧電容器

12‧‧‧LED

13‧‧‧LED

14‧‧‧LED

15‧‧‧LED

16‧‧‧電阻器

17‧‧‧橋式整流器

18‧‧‧信號

19‧‧‧共同回線

20‧‧‧控制器/電路

21‧‧‧輸入

22‧‧‧輸入

24‧‧‧第一LED輸入

25‧‧‧第二LED輸入

26‧‧‧第三LED輸入

27‧‧‧第四LED輸入

28‧‧‧輸入

29‧‧‧輸入

30‧‧‧電阻器

31‧‧‧電阻器

32‧‧‧信號

34‧‧‧可調整參考電路

35‧‧‧參考信號

37‧‧‧節點

38‧‧‧開關

39‧‧‧放大器/電路

40‧‧‧驅動信號

41‧‧‧電阻器

42‧‧‧電阻器

43‧‧‧參考電容器

46‧‧‧電晶體

47‧‧‧電流

48‧‧‧開關

49‧‧‧放大器/比較器

50‧‧‧驅動信號

51‧‧‧電阻器

52‧‧‧電阻器

53‧‧‧源電容器

54‧‧‧節點

55‧‧‧開關

56‧‧‧電晶體

57‧‧‧電流

59‧‧‧節點

60‧‧‧開關

61‧‧‧放大器/比較器

62‧‧‧驅動信號

63‧‧‧電阻器

64‧‧‧源電容器

65‧‧‧電阻器

67‧‧‧開關

68‧‧‧電晶體

69‧‧‧電流

74‧‧‧放大器/比較器

75‧‧‧驅動信號

76‧‧‧電阻器

80‧‧‧開關

81‧‧‧電晶體

82‧‧‧電流

85‧‧‧電流感測電阻器

86‧‧‧電流感測信號

88‧‧‧偵測電路(DETECT)

89‧‧‧調整信號

91‧‧‧圖表

92‧‧‧圖表

93‧‧‧圖表

94‧‧‧圖表

95‧‧‧圖表

100‧‧‧偵測電路

101‧‧‧觸發電路

102‧‧‧緩衝器

103‧‧‧反相器

104‧‧‧及閘

105‧‧‧取樣脈衝/信號

107‧‧‧及閘

108‧‧‧重置信號

110‧‧‧信號電路

111‧‧‧電流源

112‧‧‧電流

114‧‧‧開關

115‧‧‧緩衝器

117‧‧‧開關

118‧‧‧電容器

120‧‧‧緩衝器

121‧‧‧傳導放大器

122‧‧‧電流

124‧‧‧緩衝放大器

136‧‧‧積體電路

137‧‧‧半導體晶粒

200‧‧‧開關電路

201‧‧‧電晶體

202‧‧‧電阻器

203‧‧‧電阻器

204‧‧‧補償電路

205‧‧‧比較器

206‧‧‧第一端子/輸入

207‧‧‧第二端子/輸出

210‧‧‧開關電路

211‧‧‧電晶體

213‧‧‧電阻器

214‧‧‧補償電路

215‧‧‧比較器

216‧‧‧第一端子/輸入

T0‧‧‧時間

T1‧‧‧時間

T2‧‧‧時間

T3‧‧‧時間

T4‧‧‧時間

T5‧‧‧時間

T6‧‧‧時間

T7‧‧‧時間

T8‧‧‧時間

圖1示意地繪示根據本創作之LED系統10之部分的實施例之實例，該LED系統包括LED控制電路或控制器；圖2係具有繪示可在根據本創作之圖1的電路之實施例的操作期間形成之信號的一些信號之實例的圖表之圖；圖3示意地繪示根據本創作之電路之部分的實施例之實例，該電路可係圖1的電路之一者的替代實施例；圖4示意地繪示根據本創作之開關電路的實施例之部分的實例，該開關電路可係圖1中的電路之開關的至少一些開關之部分的替代實施例；及圖5繪示根據本創作之可包括圖1之系統的至少一部分之半導體裝置的放大平面圖。

圖1示意地繪示LED系統10之部分的實施例之實例，該LED系統包括LED控制電路或控制器20。系統10包括橋式整流器17，該橋式整流器接收AC電壓(諸如，來自AC線電壓)，並整流該AC電壓以形成其參考至共同回線19的經整流AC信號18。信號18通常具有全波經整流AC信號的波形狀，而在其他實施例中，該信號可具有其他波形狀。系統10也包括以串聯串連接在一起的複數個LED 12至LED 15。

電路20在輸入端子或輸入21上接收作為輸入信號的信號18。信號18也可用於提供操作電力至介於輸入21與輸入22上之共同回線信號19之間的控制器20。電路20也包括配置成連接至LED 12之第一端子的第一LED輸入24、配置成連接至LED 13之第一端子的第二LED輸入25、配置成連接至LED 14之第一端子的第三LED輸入26、及配置成連接至LED 15之第一端子的第四LED輸入27。雖然將控制器20之例示實施例說明為控制四個LED，但是控制器20可經配置以控制更多或更少的LED。系統10也可包括電流感測電阻器85。雖然將電阻器85繪示為在控制器20外部，在一些實施例中，電阻器85可在控制器20內部。一實施樣態可包括電阻器85，其可係可調節電阻器以 允許使用者選擇總電流量。此外，一些實施例可使用不同類型的電流感測元件取代電阻器85。

控制器20包括複數個電流調節器電路，其經配置以調節來自LED 12至LED 15之一或多者的LED電流。在實施例中，控制器20可經配置以使用一個電流調節器電路以回應於參考信號而在參考信號的第一部分期間僅調節來自LED 12至LED 15之第一LED的第一LED電流，但在該參考信號的第二部分期間不接收傳導的第一電流。一些實施樣態可包括該第一部分，其可係代表具有第一值之信號18的部分，該第一值可係代表可大於LED的臨限值之值的信號18之值。實施樣態可包括該第二部分，其可係代表具有第二值之信號18的部分，在一實施例中，該第二值可係代表可大於至少二個LED的臨限值之值的信號18之值。實施樣態也可包括一個電流調節器，其可不接收或調節來自LED 12至LED 15之其他LED的LED電流。控制器20也可經配置以使用另一電流調節器電路以回應於該參考信號而在該參考信號之第二部分期間調節來自該第一LED及來自第二LED的第二電流。實施樣態也可包括該另一電流調節器可僅接收來自LED 12至LED 13的電流，且不接收或調節來自LED 12至LED 15之其他LED的LED電流。控制器20的一電流調節器電路可具有可包括電晶體46、放大器39、及開關38的實施樣態。放大器39可具有可經配置以形成用來驅動電晶體46之驅動信號40的實施樣態。另一電流調節器電路可具有可包括電晶體56、放大器49、開關48、及開關55的實施樣態。放大器49可具有可經配置以形成用來驅動電晶體56之驅動信號50的實施樣 態。又另一電流調節器電路可具有可包括電晶體68、放大器61、開關60、及開關67的實施樣態。放大器61可具有可經配置以形成用來驅動電晶體68之驅動信號62的實施樣態。另一電流調節器電路可具有可包括電晶體81、放大器74、及開關80的實施樣態。放大器74可具有可經配置以形成用來驅動電晶體81之驅動信號75的實施樣態。

控制器20也可包括可選的工作時間(on-time)偵測電路或偵測電路(DETECT)88，其可具有可經配置以接收能被處理以測量LED 12至LED 15之一或多者之工作時間的信號並形成代表該工作時間之調整信號89的實施樣態。實施樣態也可包括電路88可經配置以接收代表一或多個LED之工作時間的信號。在實施例中，電路88可經配置以接收代表電晶體46、56、68、及81之一或多者之驅動信號的信號，或替代地代表該等電晶體之不工作時間(off-time)的信號，並形成信號89。例如，電路88可接收信號40、50、62、或75之一或多者，並形成代表各別LED 12至LED 15之一或多者之工作時間的信號89。電路88的實施樣態可接收可代表LED 12至LED 15之一或多者之工作時間的信號40、50、62、或75之一或多者。電路88的實施樣態可經配置以使用可選的電容器11及可選的電阻器16以輔助形成信號89。

電路20也可具有可包括可調整參考電路34的實施樣態。可選的分壓器電路可接收信號18並形成代表信號18但在能更易於被電路20之元件使用之較低電壓的信號32。在一些實施例中，電路34可經配置以接收信號32並形成具有實質相似於 信號18的波形狀之波形狀的參考信號35。電路34之可選的實施樣態可經配置以與LED 12至LED 15的一或多者之工作時間的改變、或替代地與該工作時間相反地調整信號35的值。例如，電路34可回應於信號89的值，例如，反比於信號89，調整信號35的振幅。例如，若信號18的峰電壓增加，則LED 12至LED 15之一或多者的傳導時間或工作時間可增加。電路88可回應於工作時間的改變而改變信號89的值，且電路34可回應於工作時間的改變而相反地調整信號35的值。改變信號35的值調整通過LED 12至LED 15之電流的振幅，以輔助LED 12至LED 15形成更均勻的光發光強度。

如將進一步於下文可見，控制器20的實施例可經配置以耦合複數個電流調節器電路的第一電流調節器電路，以從複數個串聯耦合的LED之第一LED接收第一LED電流，並在該輸入信號的第一部分期間調節該第一電流成具有遵循輸入信號波形之波形狀，其中該輸入信號從第一值增加至第二值，且其中在該輸入信號之第二部分期間該第一電流調節器電路不調節該第一電流；且該控制電路也可經配置以耦合該複數個調節器電路的第二調節器電路，以從該複數個串聯耦合之LED的該第一LED及第二LED接收第二LED電流，並在該輸入信號的第二部分期間調節該第二電流成具有遵循該輸入信號波形之波形狀，其中該輸入信號從不小於該第二值的值增加至第三值，且其中在該輸入信號之第一部分或第三部分期間該第二調節器電路不調節該第二電流。在實施例中，第一調節器電路可不接收來自複數個LED之其他LED之任一者的電流，且第二調 節器電路可經配置以接收僅來自第一LED及第二LED但不來自複數個LED之任何其他LED的LED電流。

圖2係具有說明可在電路20之實施例的操作期間形成之信號的一些信號之實例的圖表之圖。橫座標指示時間且縱座標指示所說明之信號的增加值。圖表91繪示由電路20接收之輸入信號的實例，諸如，信號18或信號32。圖表92繪示通過電晶體46的電流47、圖表93繪示通過電晶體56的電流57、圖表94繪示通過電晶體68的電流69、且圖表95繪示通過電晶體81的電流82。此描述參照圖1及圖2。

假設在時間T0，信號18實質為零且如圖表91所繪示地開始增加，因此，信號35也實質為零。假設在時間T0信號18的電壓小於橫跨LED 12的順向電壓，因此，沒有電流流動通過LED 12至LED 15的任一者。因此，電流感測信號86也將實質成為在輸入22上之共同參考電壓的值。因此，放大器39、49、61、及74的反相輸入將全部實質在共同參考電壓。由於來自參考電壓或參考電容器43的電壓，放大器39的非反相輸入將具有比反相輸入更高的值，因此，放大器39將以接近經供應以操作放大器39的電源電壓之高電壓來形成信號40。來自信號40的高電壓使開關55閉合，其也迫使信號50成為高值。來自信號50的高值使開關67閉合，且放大器61驅動信號62至高電壓。來自信號50的高值也使開關38閉合使得放大器39接收信號35。來自信號62的高電壓使開關80閉合，導致放大器74驅動信號75至高電壓。來自信號62的高電壓也使開關48閉合使得放大器49接收信號35。來自信號75的高電壓使開關60閉合使得放大器61接收信 號35。因此，致能所有的電晶體46、56、68、及81。在實施例中，可形成開關55、67、及80，以包括其在各別信號40、50、或62大於各別電晶體56、68、及81之臨限電壓之值的某個分率(諸如，大於臨限電壓之值的大約一半)時被致能的電晶體。在其他實施例中，致能開關55、67、及80的電壓可不同。實施樣態可包括可形成開關38、48、及60以包括其在各別信號50、62、或75大於各別電晶體56、68、及81之臨限電壓的值時被致能的電晶體。在其他實施例中，致能開關38、48、及60的電壓可不同。

假設在時間T1，信號18在值上增加至實質等於LED 12的順向電壓。因為信號40係高電壓，所以致能電晶體46，導致電流47流經LED 12及電晶體46。因為信號18的值不足以導通LED 13至LED 15，所以即使電晶體56、68、及81被信號50、62、及75致能，電流仍不流經LED 13至LED 15。電流47導致電流感測信號86增加並實質遵循信號18的波形。因此，放大器39形成信號40為實質等於或略大於電晶體46之臨限電壓，並調節電流47的值成實質遵循信號35的波形，因此遵循信號18的波形，從而提供功率因數校正。實施樣態可包括電晶體46在線性操作區域中操作以調節電流47。

假設在時間T2，信號18的值增加至實質等於LED 12及LED 13的順向電壓。因為已致能電晶體56，所以電流57開始經LED 12及LED 13及電晶體56。因為已閉合開關55，所以放大器49不調節電流57的值。因此，信號86的值增加至大於信號35的值，導致放大器39減少信號40的值至禁能電晶體46的 值，從而終止電流47。信號40的低值也禁能開關55，從而致能放大器49調節電流57的值成遵循信號35的波形，因此遵循信號18的波形。信號50的禁能也停用開關38，並解耦合第一調節器電路使其免於接收信號35，從而確保電晶體46保持禁能。電流57流經LED 12及LED 13，且第二調節器電路調節電流57成具有與信號18之波形實質相同的波形，從而提供功率因數校正。實施樣態可包括電晶體56在線性操作區域中操作以調節電流57。在此時段期間，禁能電晶體46，且對應的電流調節器不調節任何LED電流。

假設在時間T3，信號18的值實質增加至LED 12至LED 14的順向電壓。因為電晶體68已致能，所以電流69開始流經LED 12至LED 14。因為開關67已閉合，所以放大器61不能調節電流69，且電流69開始增加，導致信號86也增加。信號86的增加值導致放大器49減少信號50的值至禁能電晶體56的值。信號50的低值也斷開開關67，其配置放大器61以調節電流69的值，使得電流69的波形實質遵循信號35的波形，因此實質遵循信號18的波形，從而提供功率因數校正。實施樣態可包括電晶體68在線性操作區域中操作以調節電流69。在此時段期間，禁能電晶體46及56，且對應的電流調節器不調節任何LED電流。

在時間T4，信號18的值進一步增加至實質等於LED 12至LED 15的順向電壓，因此，電流82開始流經電晶體81。因為開關80保持閉合，所以放大器74不調節電流82，這導致信號86的值增加。信號86的增加值迫使放大器61的輸出低至小於電 晶體68之臨限電壓的值，從而禁能電晶體68並終止電流69。信號62的減少值也斷開開關80，從而配置放大器74以調節電流82的值成具有實質等於信號35的波形之波形，因此實質等於信號18的波形，從而提供功率因數校正。實施樣態可包括電晶體81在線性操作區域中操作以調節電流82。在此時段期間，禁能電晶體46、56、及68，且對應的電流調節器不調節任何LED電流。

在時間T5，信號18的值減少至小於LED 12至LED 15的順向電壓，但大於LED 12至LED 14的順向電壓，因此，LED 15不再能傳導電流。因為在時間T5禁能電晶體46、56、及68，信號86的值實質減少。信號86的減少值迫使放大器74的輸出提高至大於電晶體81之臨限電壓的值，從而使電晶體81保持致能並準備好在後半AC循環期間操作。信號75的增加值也閉合開關60，從而連接信號35至放大器61的非反相輸入，導致信號62增加至接近或等於電晶體68的臨限電壓。此導致電晶體68在線性操作範圍中操作，從而允許LED 12至LED 14的電流流經電晶體68。因此，放大器61調節電流69的值成遵循信號35的波形。

在時間T6，信號18的值進一步減少至小於LED 12至LED 14的順向電壓，但大於LED 12至LED 13的順向.電壓，因此，LED 14不再能傳導電流。因為在時間T6電晶體46及56仍被禁能，信號86的值實質減少。信號86的減少值迫使放大器61的輸出提高至大於電晶體68之臨限電壓的值，從而使電晶體68保持致能並準備好在後半AC循環期間操作。信號62的增加值也閉合開關48，因此連接參考信號35至放大器49的非反相輸 入，導致信號50增加至接近或等於電晶體56的臨限電壓。此導致電晶體56在線性操作範圍中操作，從而允許LED 12至LED 13的電流流經電晶體56。因此，放大器49調節電流57的值成遵循信號35的波形。信號62的增加值也閉合開關80，其使電晶體81保持致能並準備好在後半AC循環期間操作。

在時間T7，信號18的值進一步減少至小於LED 12至LED 13的順向電壓，但大於LED 12的順向電壓，因此，LED 13不再能傳導電流。因為在時間T6，電晶體46仍被禁能，信號86的值實質減少。信號86的減少值迫使放大器49的輸出提高至大於電晶體56之臨限電壓的值，從而使電晶體56保持致能並準備好在後半AC循環期間操作。信號50的增加值也閉合開關38，其連接參考信號35至放大器39的非反相輸入，導致信號40增加至接近或等於電晶體46的臨限電壓。此導致電晶體46在線性操作範圍中操作，從而允許LED 12的電流流經電晶體46。因此，放大器39調節電流47的值成遵循信號35的波形。信號50的增加值也閉合開關67，其使電晶體68保持致能並準備好在後半AC循環期間操作。

在時間T8，信號18的值進一步減少至小於LED 12的順向電壓，因此，LED 12不再能傳導電流，且信號86的值實質減少。信號86的減少值迫使放大器39的輸出提高至大於電晶體46之臨限電壓的值，從而使電晶體46保持致能並準備好在後半AC循環期間操作。信號40的增加值也閉合開關55，其另外使電晶體56保持致能並準備好在後半AC循環期間操作。

為促進本文描述的功能，電路20之輸入21可經配 置以接收信號18並耦合至電阻器30的第一端子。電阻器30的第二端子可共同連接至電阻器31的第一端子及電路34的輸入。電阻器31的第二端子可連接至輸入22。電路34的輸出可共同連接至開關38的第一端子、開關48的第一端子、開關60的第一端子、及放大器74的第一輸入。開關38的第二端子可共同連接至放大器39的非反相輸入及電阻器42的第一端子。電阻器42的第二端子可連接至參考電容器43的第一端子，且參考電容器43具有連接至輸入22的第二端子。放大器39的反相輸入可連接至電阻器41的第一端子，且該電阻器具有共同連接至電晶體46之源極及電阻器85之第一端子的第二端子。放大器39的輸出可共同連接至電晶體46的閘極及開關55的控制輸入。電晶體46的汲極連接至輸入24。開關48的第二端子可共同連接至放大器49的非反相輸入及電阻器52的第一端子。電阻器52的第二端子可連接至源電容器53的第一端子，且該源電容器具有連接至輸入22及開關55之第一端子的第二端子。開關55的第二端子可共同連接至放大器49的反相輸入及電阻器51的第一端子。電阻器51的第二端子可連接至電阻器85的第一端子。放大器49的輸出可共同連接至開關38的控制輸入、電晶體56的閘極、及開關67的控制輸入。電晶體56的汲極可連接至輸入25。開關60的第二端子可共同連接至電阻器65的第一端子及放大器61的非反相輸入。電阻器65的第二端子可連接至源電容器64的第一端子，且該源電容器具有連接至輸入22及開關67之第一端子的第二端子。開關67的第二端子連接至放大器61的反相輸入及電阻器63的第一端子。電阻器63的第二端子連接至電阻器85的第一端子。放大 器61的輸出共同連接至開關48的控制輸入、電晶體68的閘極、及開關80的控制輸入。開關80的第一端子連接至放大器74的反相輸入及電阻器76的第一端子。開關80的第二端子連接至輸入22。電阻器76的第二端子連接至電阻器85的第一端子。放大器74的輸出共同連接至開關60的控制輸入及電晶體81的閘極。電晶體81的汲極連接至輸入27。電晶體81的源極共同連接至電阻器85的第一端子、電晶體68的源極、及電晶體56的源極。電阻器85的第二端子連接至輸入22。偵測電路88具有連接至電路34之控制輸入的輸出。電路88的輸入連接至放大器39、49、61、或74之至少一者的輸出。

形成調節器電路以形成具有遵循信號18或替代地遵循信號35的波形之波形的電流47、57、69、及82，減少形成在AC線電流中的總諧波失真。

圖3示意地繪示可係圖1中之電路88的替代實施例之可選的偵測電路100之實施例的實例。電路100包括觸發電路101及信號電路110。

電路100可具有可經配置以在LED 12至LED 15之一者的工作時間期間以電流源111充電電容器11，並在對應工作時間的結束時或接近結束時儲存電容器118上之值的實施樣態。在實施例中，電路101可經配置以接收信號50、產生用於取樣累積在電容器11上之電荷的對應取樣脈衝105、並在對應工作時間結束時或接近結束時保持電容器118上的值。然後，電路101可產生用於重置電容器11的重置信號108。

在一實施例中，電路110可經配置以在LED 14的傳 導時間期間藉由充電電容器11以及在LED 14之傳導結束時取樣電容器11的電荷並保持在保持電容器118上，來感測LED 14的工作時間。如上文解釋的，當經整流AC線電壓在輸入AC線電壓循環的開始增加時，LED 12至LED 15以從LED 12開始的順序導通。也如上文解釋的，在LED 14之傳導的開端，電晶體56係由否定信號50而關斷。當信號50被否定時，電路101使信號108成為否定，從而斷開開關114以允許電流源111以電流112充電電容器11。

也如上文解釋的，LED 14保持導通及傳導直到信號18的值減少至小於LED 12至LED 14之總順向電壓的值為止，因此，流經LED 14的電流實質變為零。在該階段，電流57流經LED 12至LED 13及電晶體56。在LED 14的傳導結束時，藉由放大器49確證信號50而使電晶體56再度導通。作為回應，為確證信號50，電路101產生脈衝導通信號105，從而使開關117閉合非常短的時間期間(例如，數毫秒)，以允許電容器11上的電荷反映至電容器118。反相器103的輸出回應可經配置而具有特定的延遲時間量，以形成信號105的短時間期間。然後，在信號105經否定之後且在信號50經確證的同時，電路101確證信號108，從而閉合開關114以放電電容器11。在實施例中，電容器118上的電荷可代表LED 14的工作時間。

傳導放大器121可經配置以形成與電容器118上的電荷成比例的電流122。電流122形成與LED 14的工作時間成比例之橫跨電阻器19的電壓。可選的緩衝放大器124可驅動信號89成具有與該工作時間成比例的值。參考回圖1，電路34接收 信號89，且在一實施例中，可以反比於該工作時間的方式來調整信號35的最大振幅。

參考回圖3，在開始該工作時間之前重置開關114可被閉合以重置電容器11上的電壓。在該工作時間期間電流源111以電流112改變電容器11。在該工作時間的結束時或接近結束時開關117短暫地閉合以使電容器11的值儲存在電容器118上。電路110可包括可選的緩衝器115及緩衝器120。

電路101的實施樣態可包括電路101的輸入可連接至可選的緩衝器102的第一端子。緩衝器102的輸出可共同連接至反相器103的輸入、及閘104的輸入、及及閘107的輸入。及閘107的輸出可經配置以形成控制開關114的信號108。反相器103的輸出可連接至及閘104的另一輸入。及閘104的非反相輸出可經配置以控制開關117。閘104的反相輸出可連接至閘107的另一輸入。

電路110可包括其中開關114的第一端子連接至輸入22的實施樣態。開關114的第二端子可共同連接至電流源111的第一端子、緩衝器115的第一輸入、及輸入28，輸入28經配置成耦合至電容器11的第一端子。緩衝器115的輸出可連接至開關117的第一端子。開關117的控制輸入可連接至閘104的非反相輸出。開關117的第二端子可共同連接至電容器118的第一端子及緩衝器120的輸入。緩衝器120的輸出可連接至放大器121的輸入。放大器121的電流輸出可共同連接至緩衝器124的輸入及輸入29，該輸入可經配置以耦合至電阻器16的第一端子。

圖4示意地繪示可係開關38、48、或60的任何一者之替代實施例的開關電路200之實施例的部分之實例，及可係開關55、67、或80的任何一者之替代實施例的開關電路210。

開關200包括可經連接以接收信號35的第一端子206，及可連接至節點37、54、或59之各別者的第二端子207。電晶體201具有連接至輸入206的汲極及連接至端子207的源極。電阻器202連接在輸出207與輸入22之間。將電路200的控制輸入連接至比較器205的非反相輸入，並經連接以接收信號50、62、或75之一者。比較器205的反相輸入經連接以接收來自補償(offset)電路204的參考信號。比較器205的輸出連接至電晶體201的閘極及電阻器203的第一端子，該電阻器具有連接至輸入22的第二端子。回應於各別信號50、62、或75具有大於電晶體56、68、及81之各別者的臨限電壓之值的值，補償電路204的值可經選擇以致能電晶體201。

開關210包括可連接至比較器49、61、及74之各別者的反相輸入之第一端子216。電晶體211具有連接至輸入216的汲極及連接至輸入22的源極。將電路210的控制輸入連接至比較器215的非反相輸入，並經連接以接收信號40、50、或62之一者。比較器215的反相輸入經連接以接收來自補償電路214的參考信號。比較器215的輸出連接至電晶體211的閘極及電阻器213的第一端子，該電阻器具有連接至輸入22的第二端子。回應於各別信號40、50、或62具有不小於電晶體56、68、或81之各別者的臨限電壓之值的某個分率之值，補償214的值可經選擇以致能電晶體211。

圖5繪示形成在半導體晶粒137上之半導體裝置或積體電路136的實施例之部分的放大平面圖。在實施例中，控制器20可形成在晶粒137上。晶粒137也可包括其他電路，為了簡化圖式而未展示於圖5中。藉由已為所屬技術領域中具有通常知識者所熟知的半導體製造技術，控制器及裝置或積體電路136可形成在晶粒137上。

根據所有上述內容，所屬技術領域中具有通常知識者將理解一種LED控制電路之一實施例的一實例可包括：一第一輸入(諸如，輸入24)，其經配置成耦合至一第一LED(諸如，LED 12)的一第一端子；一第二輸入(諸如，輸入25)，其經配置成耦合至與該第一LED串聯耦合之一第二LED(諸如，LED 13)的一第一端子；一第一電路(諸如，電路34)，其經配置以形成具有一經整流ac電壓之一波形的一參考信號(諸如，信號35)；一第一調節器電路(諸如，放大器34及電晶體46及電阻器41的電路)，其經配置以接收該參考信號，並回應於該參考信號的一第一部分而調節通過該第一LED之一第一電流，其中該參考信號從一第一值增加至一第二值；及一第二調節器電路(諸如，可包括放大器49或放大器61或放大器74之調節器電路的任一者)，其經配置以接收該參考信號，並回應於該參考信號的一第二部分而調節通過該第一LED及通過一第二LED的一第二電流，其中該參考信號從該第二值增加至一第三值，其中在該第二部分期間該第一調節器電路不調節該第一電流或該第二電流。

該LED控制電路的一實施樣態也可包括該第一調節器電路也可經配置以回應於該參考信號從該第二值減少至該第一值而調節通過該第一LED的該第一電流。

在實施例中，該第二調節器電路可包括一第一放大器(諸如，放大器49)，該第一放大器經配置以在該參考信號的該第二部分期間驅動一第一電晶體(諸如，電晶體56)以傳導該第二電流(諸如，電流57)。

一實施樣態可包括該第一調節器電路可包括一第二放大器(諸如，放大器39)，該第二放大器經配置以在該參考信號的該第一部分(例如，振幅小於LED 13之臨限電壓的部分)期間驅動一第二電晶體(諸如，電晶體46)以傳導該第一電流(諸如，電流47)，及回應於該參考信號的該第二部分而致能該第一放大器。

該第一調節器電路可具有可包括一開關(諸如，開關38)的實施樣態，該開關經配置以回應於該第一放大器(諸如，放大器49)驅動該第一電晶體而解耦合該第二放大器以免於接收該參考信號。

一實施樣態可包括該第二調節器電路可包括一開關(諸如，開關55)，該開關經配置以回應於該第二放大器(諸如，放大器39)驅動該第二電晶體(諸如，電晶體46)而迫使該第一放大器(諸如，放大器49)的一輸入至一共同參考電壓。

該LED控制電路的一實施樣態也可包括一第三調節器電路(諸如，包括放大器61或放大器74之其中一者的該調節器電路)，該第三調節器電路經配置以接收該參考信號，並 回應於該參考信號的一第三部分而調節通過該第一LED及該第二LED及一第三LED(諸如，LED 14或LED 15)的一第三電流(諸如，電流69或電流82之一者)，其中該參考信號從該第三值增加至一第四值，其中在該第三部分期間該第一調節器電路及該第二調節器電路不調節該第一電流或該第二電流或該第三電流。

該第三調節器電路可具有可包括一放大器(諸如，放大器61或放大器74)的實施樣態，該放大器經配置以在該參考信號的該第三部分期間驅動一電晶體(諸如，電晶體68或電晶體81)以傳導該第三電流(諸如，電流69或電流82)。

該第二調節器電路的實施樣態也可包括一開關(諸如，開關48)，該開關經配置以回應於該第三參考信號的該放大器(諸如，放大器61)驅動該第三參考電路的該電晶體(諸如，電晶體68)以傳導該第三電流(諸如，電流69)而解耦合該第二調節器電路的一放大器(諸如，放大器49)以免於接收該參考信號。

所屬技術領域中具有通常知識者也將理解一種用於調節一LED電流的控制電路之一實施例可包括：一輸入(諸如，輸入21)，其經配置以接收具有代表一經整流ac電壓之一波形的一輸入信號；複數個調節器電路(諸如，包括放大器39 49 61或74的任何一者之調節器電路的一者)，其中各調節器電路經配置以耦合至複數個串聯耦合之LED的一LED(諸如，LED 12至LED 15之一者)之一端子； 該控制電路經配置以耦合該複數個調節器電路之一第一調節器電路(諸如，包括放大器39、電阻器41及電晶體46之調節器)以接收來自該複數個串聯耦合的LED之一第一LED的一第一LED電流(諸如，電流47)，並在該輸入信號的一第一部分(諸如，具有小於LED 13之一臨限電壓的一振幅之一部分)期間調節該第一LED電流成具有遵循該輸入信號波形的一波形狀，其中該輸入信號從一第一值增加至一第二值，且其中在該輸入信號之一第二部分期間該第一調節器電路不調節該第一LED電流；及該控制電路經配置以耦合該複數個調節器電路的一第二調節器電路(諸如，包括放大器49或放大器61或放大器74之其中一者的調節器電路之一者)以接收來自該複數個串聯連接之LED的該第一LED(諸如，LED 12)及來自一第二LED(諸如，LED 13或LED 14或LED 15之一者)的一第二LED電流(諸如，電流57、69或82)，並在該輸入信號之一第二部分期間調節該第二LED電流成具有遵循該輸入信號波形之一波形狀，其中該輸入信號從不小於該第二值的一值增加至一第三值，且其中在該輸入信號之該第一部分或一第三部分期間該第二調節器電路不調節該第二LED電流。

一實施樣態可包括該第二調節器電路可經配置以在該輸入信號之一第三部分期間調節該第二LED電流，其中該輸入信號從約該第三值減少至約該第二值。

在一實施例中，該第一調節器電路可經配置以在該輸入信號之一第四部分期間調節該第一電流，其中該輸入信 號從約該第二值減少至約該第一值。

一實施配置可包括該第一調節器電路可包括一第一放大器(諸如，放大器39)，及一第一開關(諸如，開關38)，其中該第一開關經配置以回應於該第二調節器電路(諸如，包括放大器49之該調節器)以代表該輸入信號之一波形狀之該參考信號的一波形狀調節該第二LED電流(諸如，電流57)而自該第一放大器解耦合一參考信號。

該第二調節器電路可具有一本體內方法(in body method)，其可包括一第二放大器(諸如，放大器49)，及一第二開關(諸如，開關55)，其中該第二開關經配置以回應於該第一調節器電路(諸如，放大器39)調節該第一LED電流(諸如，電流47及)而禁止該第二放大器形成該第二LED電流(諸如，電流57)。

該控制電路的一實施樣態也可包括該複數個調節器電路之一第三調節器電路(諸如，包括放大器61或放大器74之一者的調節器電路)，該第三調節器電路經配置以從該複數個串聯耦合之LED的該第一LED(12)、該第二LED(諸如，LED 13或LED 14之一者)、及一第三LED(諸如，LED 14或LED 15之一者)接收一第三LED電流(諸如，電流69或電流82之一者)，並在該輸入信號之一第三部分期間調節該第三LED電流成具有遵循該輸入信號波形之一波形狀，其中該輸入信號從不小於該第三值的一值增加至一第四值，且其中在該輸入信號之該第一部分或該第二部分或一第四部分期間該第三調節器電路不調節該第三LED電流。

一實施樣態也可包括以下：該第二調節器電路可包括一第一開關(諸如，開關48)，該第一開關經配置以回應於該第三調節器電路(諸如，包括放大器61之調節器)調節該第三LED電流而自該第二調節器解耦合一參考信號，其中該參考信號的一波形狀代表該輸入信號之一波形狀；及該第三調節器電路包括一第二開關(諸如，開關67)，該第二開關經配置以回應於該第二調節器電路調節該第二LED電流而禁止該第三調節器電路調節該第三電流。

在一實施例中，該第三調節器電路可包括一放大器(諸如，放大器61)，及一第三開關(諸如，開關60)，其中該放大器之一第一輸入耦合至該第三開關且該放大器之一第二輸入耦合至該第二開關。

所屬技術領域中具有通常知識者也將瞭解一種組裝一LED控制電路的方法之一實例可包括：配置一第一電路(諸如，電路34)以形成具有一經整流ac電壓之一波形的一參考信號(諸如，信號35)；配置一第一調節器電路(諸如，電路39)以在該參考信號之一第一部分期間調節來自一第一LED的一第一LED電流成具有實質遵循該參考信號波形之一波形狀，但在該參考信號之一第二部分期間不接收該第一電流；及配置一第二調節器電路(諸如，包括放大器49之調節器)以在該參考信號之該第二部分期間調節來自該第一LED及來自一第二LED之一第二電流成具有實質遵循該參考信號波形的一波形狀。

該方法的一實施樣態也可包括配置該第二調節器電路以在該參考信號之該第一部分期間不調節該第二電流。

該方法也具有可包括配置一第三調節器電路(諸如，包括放大器61之該調節器)以在該參考信號之一第三部分期間、但不在該參考信號之該第一部分或該第二部分期間調節流動通過該第一LED、該第二LED、及一第三LED之一第三LED電流的一實施樣態，其中在該參考信號的該第三部分期間該第一調節器電路及該第二調節器電路不調節該第一LED電流、該第二LED電流、或該第三LED電流。

所屬技術領域中具有通常知識者將瞭解一種LED控制電路之一實施例可包括：一第一電路，其經配置以形成具有一經整流ac信號之一波形的一參考信號；一第一調節器電路，其經配置以在該參考信號的一第一部分期間調節來自一第一LED的一第一LED電流成具有實質遵循該參考信號波形的一波形狀，但在該參考信號的一第二部分期間不接收該第一電流，該第一調節器電路具有經耦合以接收該參考信號的一第一開關；及一第二調節器電路，其經配置以在該參考信號的該第二部分期間調節來自該第一LED及來自一第二LED之一第二電流成具有實質遵循該參考信號波形之一波形狀，並經配置以禁能該第一開關以解耦合該第一調節器以免於接收該參考信號。

另一實施例可包括在該參考信號的該第一部分期間該第二調節器電路不調節該第二電流。

鑑於以上全文，明顯的揭示一種新穎裝置及方法。除了其他特徵外，包括形成一參考電路以形成具有實質遵循一經整流ac輸入信號之一波形的一波形之一參考信號。形成一或多個調節器電路以調節一LED電流成具有遵循該參考信號之該波形的一波形，因此，遵循該輸入信號的該波形。形成該LED電流以遵循該參考信號之該波形輔助減少在該AC線電流中產生的總諧波失真。

雖然搭配具體較佳實施例及例示實施例來描述本說明的專利標的，但是上述圖式及其描述僅描寫該專利標的的一般及非限制性實施例的實例，且因此不視為係其範圍的限制，明顯的許多替代方案及變化對所屬技術領域中具有通常知識者會係顯而易見的。如所屬技術領域中具有通常知識者所將瞭解的，系統10及控制器20的實例形式用作為一載具，來解釋形成該LED電流為實質遵循該經整流ac輸入信號之該波形狀的操作方法。所屬技術領域中具有通常知識者將理解，電路34及各調節器電路可具有其他實施例，只要該調節器電路調節該LED電流成具有實質遵循該輸入信號之該波形的一波形。

如下文申請專利範圍所反應，創造性態樣可少於單一前述揭示的實施例之所有特徵。因此，下文所表達之申請專利範圍特此明確地併入至此實施方式中，其中各請求項依賴於其本身，作為本創作之分開之實施例。此外，儘管本文所述之一些實施例包括一些並未包括在其他實施例中之其他特徵，但是不同實施例之特徵之組合意圖在本創作之範疇內且形成不同實施例，如所屬技術領域中具有通常知識者應所將理 解。

Claims (10)

1. 一種LED控制電路，包括：一第一輸入，其經配置成耦合至一第一LED的一第一端子；一第二輸入，其經配置成耦合至與該第一LED串聯耦合之一第二LED的一第一端子；一第一電路，其經配置以形成具有一經整流ac電壓之一波形的一參考信號；一第一調節器電路，其經配置以接收該參考信號，並回應於該參考信號的一第一部分而調節通過該第一LED之一第一電流，其中該參考信號從一第一值增加至一第二值；以及一第二調節器電路，其經配置以接收該參考信號，並回應於該參考信號的一第二部分而調節通過該第一LED且通過該第二LED之一第二電流，其中該參考信號從該第二值增加至一第三值，且其中回應於該第二調節器電路調節該第二電流而解耦合該第一調節器電路以免於接收該參考信號，使得在該第二部分期間該第一調節器電路不調節該第一電流或該第二電流。
2. 如申請專利範圍第1項所述的LED控制電路，其中該第二調節器電路包括一第一放大器，該第一放大器經配置以驅動一第一電晶體以在該參考信號的該第二部分期間傳導該第二電流。
3. 如申請專利範圍第2項所述的LED控制電路，其中該第一調節器電路包括一第二放大器，該第二放大器經配置以驅動一第二電晶體以在該參考信號的該第一部分期間傳導該第一電流及回應於該參考信號的該第二部分而致能該第一放大器。
4. 如申請專利範圍第3項所述的LED控制電路，其中該第一調節器電路包括一開關，該開關經配置以回應於該第一放大器驅動該第一電晶體而解耦合該第二放大器以免於接收該參考信號。
5. 如申請專利範圍第3項所述的LED控制電路，其中該第二調節器電路包括一開關，該開關經組態以回應於該第二放大器驅動該第二電晶體而迫使該第二放大器之一輸入至一共同參考電壓。
6. 一種用於調節一LED電流的控制電路，其包括：一輸入，其經配置以接收一輸入信號，該輸入信號具有代表一經整流ac電壓的一波形；以及複數個調節器電路，其中各調節器電路經配置成耦合至複數個串聯耦合之LED的一LED之一端子；其中該控制電路經配置以耦合該複數個調節器電路的一第一調節器電路，以從該複數個串聯耦合之LED的一第一LED接收一第一LED電流，及在該輸入信號之一第一部分期間調節該第一LED電流成具有遵循該輸入信號波形之一波形狀，其中該輸入信號從一第一值增加至一第二值，且其中在該輸入信號之一第二部分期間該第一調節器電路不調節該第一LED電流；以及其中該控制電路經配置以耦合該複數個調節器電路的一第二調節器電路，以接收來自該複數個串聯耦合之LED的該第一LED及一第二LED之一第二LED電流，及在該輸入信號的一第二部分期間調節該第二LED電流成具有遵循該輸入信號波形的一波形狀，其中該輸入信號從不小於該第二值的一值增加至一第三值，且其中在該輸入信號之該第一部分或一第三部分期間該第二調節器電路不調節該第二LED電流，該第二調節器電路具有一禁止開關，該禁止開關經配置以回應於該第一調節器電路調節該第一LED電流而禁止該第二調節器電路調節該第一LED電流。
7. 如申請專利範圍第6項所述的控制電路，其中該第一調節器電路包括一第一放大器及一第一開關，其中該第一開關經配置以回應於該第二調節器電路調節該第二LED電流而自該第一放大器解耦合一參考信號，其中該參考信號的一波形狀代表該輸入信號的一波形狀。
8. 如申請專利範圍第7項所述的控制電路，其中該第二調節器電路包括一第二放大器及該禁止開關，其中該禁止開關經配置以回應於該第一調節器電路調節該第一LED電流而禁止該第二放大器形成該第二LED電流。
9. 一種LED控制電路，其包括：一第一電路，其經配置以形成具有一經整流ac信號之一波形的一參考信號；一第一調節器電路，其經配置以在該參考信號的一第一部分期間調節來自一第一LED的一第一LED電流成具有實質遵循該參考信號波形的一波形狀，但在該參考信號的一第二部分期間不接收該第一電流，該第一調節器電路具有經耦合以接收該參考信號的一第一開關；以及一第二調節器電路，其經配置以在該參考信號的該第二部分期間調節來自該第一LED及來自一第二LED之一第二電流成具有實質遵循該參考信號波形之一波形狀，並經配置以禁能該第一開關以解耦合該第一調節器以免於接收該參考信號。
10. 如申請專利範圍第9項所述的電路，其中在該參考信號的該第一部分期間該第二調節器電路不調節該第二電流。