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TW201112878A - Circuits for driving light source, methods for controlling dimming of light source, driving systems, and controllers for regulating brightness of light source - Google Patents

Circuits for driving light source, methods for controlling dimming of light source, driving systems, and controllers for regulating brightness of light source Download PDF

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TW201112878A
TW201112878A TW099131385A TW99131385A TW201112878A TW 201112878 A TW201112878 A TW 201112878A TW 099131385 A TW099131385 A TW 099131385A TW 99131385 A TW99131385 A TW 99131385A TW 201112878 A TW201112878 A TW 201112878A
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TW
Taiwan
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signal
voltage
light source
pulse
rectified
Prior art date
Application number
TW099131385A
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English (en)
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TWI420972B (zh
Inventor
Ching-Chuan Kuo
Yung-Lin Lin
Original Assignee
O2Micro Inc
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Publication date
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Publication of TW201112878A publication Critical patent/TW201112878A/zh
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Publication of TWI420972B publication Critical patent/TWI420972B/zh

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Description

201112878 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種電路，特別是一種光源驅動電路及 驅動方法。 【先前技術】 近年來，發光二極體之光源在照明產業中被廣泛應 用，尤其用在液晶顯示器的背光、街道照明和家用電器等。 發光二極體具有優於其他種類光源的特性，例如更高的效 率和更持久的使用壽命等。 圖1所示為傳統負載（例如：一或多個發光二極體） 驅動電路100示意圖。負載驅動電路100包括電源101、 全波整流器103、電解電容105和負載107 (例如：一或多 個發光二極體）。電源101產生一交流輸入電壓VIN和一輸 入電流IlN。通常，交流輸入電壓VlN具有正弦波形。整流 器103包括二極體Dl、D2、D3和D4，用於將交流輸入電 壓VIN轉換為一整流後之交流電壓Vrec。如果電解電容105 和負載107耦接至全波整流器103，則電解電容105可使 整流後之交流電壓VREG變得平滑，並提供一具有較小漣波 的直流輸出電壓Vqiit。直流輸出電壓VoiiT可驅動發光二極體 發光。 然而，在圖1所示之負載驅動電路1〇〇中，只有當交 流輸入電壓VIN大於電解電容105上的電壓時，輸入電流 Iin才會被導通以流經整流器103。結果，輸入電流IIN表現 為脈衝電流波形，進而導致功率因數（power factor)較 0663-TW-CH Spec+Claim(filed-20100916).doc 4 201112878 差（例如，功率因數為〇. 6)。此外，電解電容1〇5的使用 可叩或出現故障的平均時間（Mean Time Between Failures ’ MTBF)遠遠小於負載驅動電路1〇〇中的其他元 件。因此，電解電容105主導了負載驅動電路1〇〇的使用 壽命，因此，削弱了發光二極體具有長使用壽命的優勢。 【發明内容】 為解決上述技術問題，本發明提供了一種光源驅動電 路，包括：一電壓轉換器，將一交流輸入電壓信號轉換為 鲁一第一整流交流電壓信號，並產生正比於該第一整流交流 電壓信號的一平均電壓的一平均信號；一開關，串聯耦接 至一光源；以及一控制器，耦接至該電壓轉換器和該開 關’比較該第一整流交流電壓信號與該平均信號，以產生 一脈衝信號’根據該脈衝信號產生一調光控制信號，以控 制該開關，進而控制該光源的調光。 本發明還提供了一種光源調光方法，包括：將一整流 交流電壓信號轉換為正比於該整流交流電壓信號的一第 • 一信號；將該整流交流電壓信號轉換成正比於該整流交流 電塵信號的一平均電壓的一第二信號；比較該第一信號與 該第二信號’以產生一脈衝信號；以及基於該脈衝信號產 生一調光控制信號，以控制一光源的調光。 本發明還提供了一種驅動系統，包括：一電壓轉換 器’輕接至一負載，將一交流輸入電壓信號轉換成一可被 調整之電壓信號，以驅動該負載，並基於該交流輸入電壓 信號產生多個輸出電壓信號；以及一控制器，耦接至該電 0663-TW-CH Spec+Claim(filed-20100916).doc 5 201112878 壓轉換器’峰該多個輸出電壓信號，以產生-脈衝信 號，其中，無論該交流輸入電壓信號是否波動，該脈衝信 號具有-實質恒定責任週期，馳寵還味表示一負載 電流的一回授信號與一預設參考信號，以產生一比較信 號’其中，該控制器還基於該脈衝信號和該比較信號產生 一控制信號，以調節傳輸到該負載的電能。 本發明還提供了—種光源亮度控㈣，包括：一脈衝 寬度調變產生器，接收與一電源的一整流交流信號成比例 的一第一電壓信號，且接收與該整流交流信號的一平均電 壓成比例的一第二電壓信號，透過比較該第一電壓信號和 該第二電壓信號，產生一第一脈衝信號；一驅動器，比較 表示流經一光源的一電流的一回授信號與一預設參考信 號’以產生一第二脈衝信號；以及一及閘，耦接至該脈衝 寬度凋變產生器和該驅動器，接收該第一脈衝信號和該第 二脈衝信號，並產生一調光控制信號，以調節該光源之亮 度。 本發明還提供了一種光源亮度控制器，包括：一第一 電壓接收引腳，接收與一電源的一整流交流信號成比例的 一第一電壓信號；一第二電壓接收引腳，接收與該整流交 流信號的一平均電壓成比例的一第二電壓信號；以及一感 應引腳’接收表不流經一光源的一電流的一回授信號，其 中，該控制器透過比較該第一電壓信號和該第二電壓信 號，產生一脈衝寬度調變信號，並根據一頻率信號以及該 回授信號與一預設參考信號之間的一比較結果產生一脈 衝信號外’還根據該脈衝寬度調變信號和該脈衝信號產生 0663-TW-CH Spec+Claim(filed-20100916).doc 6 201112878 一調光控制信號’，節該総的亮度。 【實施方式】 明胳社人^對本發明的實施例給出詳細的說明。雖然本發 I?定:、'! /㈣進行闡述，但應理解這並非意指將本發明 實施例。相反地，本發明意在涵蓋由後附申請 J所界定的本發明精神和範圍内所定義的各種變 化、修改和均等物。 此外，在以下對本發明的詳細描述中，為了提供針對 發月的兀全的理解，提供了大量的具體細節。然而，於 士技術領域中具有通常知識者將理解 ，沒有這些具體細 f本發明同樣可以實施。在另外的一些實例中，對於大 豕熟知的方法、程序、元件和電路未作詳細描述，以便於 凸顯本發明之主旨。 圖2所示為根據本發明一實施例驅動電路200的結構 圖。驅動電路20〇提供一可被調整的直流輸出電壓Vmrr給 負載，例如，光源207。在一實施例中，驅動電路200包 括電源201、電壓轉換器203和控制器205。在一實施例中， 電源201產生一具有正弦波形的交流輸入電壓信號VlN。電 壓轉換器203將來自電源2〇1之交流輸入電壓信號VIN轉換 為可被調整的直流輸出電壓V〇UT，以驅動光源207。此外， 電壓轉換器203將交流輸入電壓信號VlN轉換為一第一電壓 信號VsiN和一第二電壓信號（平均電壓信號）VDC。更具體 地說，電壓轉換器203可整流交流輸入電壓信號VIN，以提 供整流後之交流電壓信號Vrec(圖中未示）。在一實施例中， 0663-TW-CH Spec+Claim(fiIed-20100916).doc 7 201112878 電壓轉換器203可產生與整流後之交流電壓信號vREC成比 例的第一電壓信號Vsit)。電壓轉換器203還可提供與整流後 之交流電壓VREc之平均電壓成比例的一直流電壓信號（第二 電壓彳5號VdC)。因此’第一電壓信號VsiN和第二電壓信號 Vdc均根據交流輸入電壓信號VlN而變化。 控制器205接收來自電壓轉換器203的第一電壓信號 乂⑽和第二電壓信號vDC，並接收來自光源207的一回授信 號FB’以產生一調光控制信號DIM。更具體地說，控制器 205可比較第一電壓信號^训和第二電壓信號Vdc，以產生 具有責任週期的一脈衝信號。控制器205係根據脈衝信號 和表示流經光源2 0 7的電流的回授信號F B提供調光控制信 號DIM。調光控制信號DIM被送至電壓轉換器2〇3。因此， 電壓轉換器203根據調光控制信號DIM調節傳輸 207的電能。換言之，驅動電路·提供調光控制功能 以調節光源207的光強度。 有利之處在於，由於第一電壓信號Vsin和第二電壓信 號VDC係根據整流後之交流電壓¥咖而產生的，因此可移除 電解電容。透過移除電解電容，驅動電路2〇〇提供相較於 圖1中所示之傳統負載驅動電路1〇〇之更佳功率因數以及 更長的使用壽命。或者，陶兗電容可並聯輕接至光源2〇7， 以進一步降低流經光源207的電流雜訊或漣波。 此外，由於第-電壓信號^和第二電壓信號I均根 ，交流輸入電壓信號VIN而變化，因此，儘管交流輸入電壓 信號VIN具有波動（例如：振幅或頻率波動） 責任週期仍可保持實質上懷定。例如，儘管 0663-TW-CH Spec+Claim(fiIed-20100916).doc 8 圖3所示為根據本發明一實施例驅動電路綱的電路 不意圖。驅動電路提供—可被調整之直流輸出電壓^ 給負載（例如，發光二極體$ 340)。為方便描述，發光二 極體串34G包括三個串聯的發光二極體，然而，本發明並
器330。電壓轉換器320包括開關321、電壓整流器35〇、 降壓轉換器360(例如，BUCK轉換器）、電容319 :包含電 201112878 =vIN的振幅在85V至之間變化，脈衝信號的責任 :二可保持實質上恒^；。因此，調光控制信號疆不會 文到父流輸入電壓信號VlN的波動影響，因此，光源2〇7的 發光則相對穩定，圖3至圖5中將進一步描述。 不以此為限。絲可包括其他數量的光源和其他種類的光 源。驅動電路300包括電源310、電壓轉換器32〇、和控制 阻311和電阻313的第一分壓器、以及包含電阻315和電 阻317的第二分壓器。 在一實施例中，電源310產生一具有正弦波形的交流 輸入電壓信號vIN。電壓轉換器320將交流輸入電壓信號Vin 轉換為一可被調整之直流輸出電壓Vm^更具體地說，電壓 整流器350包括二極體Dl、D2、D3和D4，用於將交流輸 入電壓Vin轉換為一整流後之交流電壓信號Vrec。圖3中所 示的電壓整流器350係為一全波整流器，其在交流輸入電 壓信號Vin的每個週期中具有兩個輸出峰值。因此，整流後 之交流電壓信號VREC的重複頻率為交流輸入電壓信號VlN的 兩倍。降壓變換器360包括二極體323和電感325，用於 將整流後之交流電壓信號VREC轉換為適合驅動發光二極體 串340的可被調整直流輸出電壓v〇UT。 0663-TW-CH Spec+Claim(filed-20100916).doc 9 201112878 ，外，包含電阻311和電阻313的第一分壓器將整流 後之交流電歷信號][REC分壓為第-電歷信號γ⑽。第一電壓 信號v⑽與整流後之交流電壓㈣Vrk成比例，且跟隨整流 後之交流電壓信號Vrec的波形。包含電阻315和電阻317 的第-分壓器配合電容319，以產生與整流後之交流電壓 信號VREC的平均電壓成比例的第二電壓信號-。因此，可 推斷出第二電壓信號VDe也與第—電騎號〜⑼平均電壓 成比例。 控制器330分別透過其VSIN引腳和VDC引腳接收第一 電壓信號“和第二電壓信號Vdc。控制器33〇的Hv—識 引腳耦接至開關321(例如，關0SFET所構成）的閘極「用於 提供一恒定的直流電壓。在一實施例中，恒定的直流電壓 為15V。開關321的汲極耦接至發光二極體串34〇〇開關 321的源極耦接至控制器33〇的DRAIN引腳，並透過二極 體327耦接至控制器330的VDD引腳。來自HV_GATE引腳 的恒定的直流電壓驅動開關321使其閉合。因此，VDD引 腳處獲由開關321的源極電壓轉換而得的開啟電壓。開啟 電壓致能控制器330的工作。 在一實施例中，控制器330比較第一電壓信號VsiN和 第二電昼信號VDC，以控制控制器33〇中的開關（如圖4中 的開關411)的導通狀態，其中，如圖4中的開關411的 沒極和源極分別耦接至控制器330的DRAIN引腳和SOURCE 引腳。在另一實施例中’圖4中的開關411也可設置於控 制器330之外。在這兩種實施例中，圖4中的開關411控 制從電壓轉換器320傳送到發光二極體串340的電流，因 0663-TW-CH Spec+Claim(fi]ed-20100916).d〇i 201112878 此，進一步控制發光二極體串34〇的調光。此外，在一實 施例中，圖4中的開關411的責任週期不會受到交流輸入 電壓信號的VIN振幅和/或頻率的波動影響。因此，儘管交 流輸入電壓信號VIN發生波動，發光二極體串340可提供相 對穩定的發光。 在一實施例中，電阻329感應流經發光二極體串34〇 的發光二極體電流，以產生一回授信號FB。控制器33〇的 SOURCE引腳接收表示發光二極體電流的回授信號FB。控制 器330基於回授信號FB控制圖4中的開關411的導通狀 態，以調筇發光二極體電流。因此，基於回授信號FB可調 節發光二極體串340的發光強度。控制器33〇的RT引腳耦 接至電阻331，用於決定控制器33〇的工作頻率。控制器 330的GND引腳搞接至地。 如前所述，驅動電路3〇〇沒有設置電解電容，因此， 可提供較佳的功率因數和更長的使用壽命。此外，即使交 流輸入電壓信號VIN之振幅和/或頻率波動，發光二極體串 340仍然可具有相對的穩定的發光。 圖4所不為根據本發明一實施例控制器33〇電路示意 圖。圖4中與圖3標號相同的元件具有相同的功能。圖4 將結合圖3進行描述。控制器33〇包括開啟電路41〇、齊 納二極體420、脈衝寬度調變（pwM)產生器（例如，橫向 (Lateral)脈衝寬度調變產生器43〇 )、頻率產生器44〇、 比較器403、正反器405 (例如，SR正反器）、驅動号4〇7、 及閘409和開關411。 ° 齊納二極體420在引腳HV_GATE上產生一恒定之直流 0663-TW-CH Spec+Claim(filed-20100916),doc \λ 201112878 電壓。透過恒定之直流電壓之驅動，開關321被導通且允 許在VDD引腳上產生-開啟電壓。當引腳上的開啟電 壓達到控制器330的預設開啟電位時，開啟電路41〇接收 開啟電壓’並提供電能給其他電子元件，進而致能控制器 330開始工作。包含比較器4〇1的橫向脈衝寬度調變產生 器430比較VSIN引腳上的第一電壓信號％1()和VDC引腳上 的第二電壓信號Vdc。橫向脈衝寬度調變產生器43〇基於第 一電壓信號乂训和第二電壓信號VDC的比較結果輸出一橫向 脈衝寬度調變信號。由於第二電壓信號VDC與整流後之交流 電壓信號Vrec的平均電壓成比例，且第一電壓信號VsiN與整 流後之交流電壓信號V咖成比例。換言之，第一電壓^號 VsiN和第一電壓信號VD(;均根據交流輸入電壓信號^變化。 因此，即使交流輸入電壓信號Vin的振幅和/或頻率波動， 橫向脈衝寬度調變信號仍具有實質上恒定之貴任週期。在 本實施例的應用中，“實質上恒定，，表示由於交流輸入電 壓信號V! N的波形變化或由於電路元件的非理想特性，橫向 脈衝寬度調變信號的責任週期可發生輕微的變化，但此變 化介於一個範圍内。由此，發光二極體串34〇能夠具有相 對穩定的亮度。
此外，在圖4的實施例中，頻率產生器440產生頻率 由電阻331決定之脈衝信號。當然，可修改頻率產生器 440，使其產生頻率由電容決定的脈衝信號。因此，在一實 施例中，頻率產生器440所輸出的脈衝信號具有一固定的 頻率。正反器405透過S引腳接收脈衝信號，且透過R引 腳耦接至比較器403的輸出端。比較器4〇3比較s〇URCE 0663-TW-CH Spec+Claim(filed-20100916).doc 12 201112878 引腳上的回授信號FB和一 0· 25V。在一實施例中，預設 預设參考信號Vref，例如，
供受控於比較器403的輸出之脈衝信號。 。及閘409還接收 來自橫向脈衝寬度調變產生器傷的橫向脈衝寬度調變信 -久盃4UD板垔罝。止汉 的Q引腳透過驅動器407 _至及閘409，用於提 及閘棚所輸出的調光控制信號_用於控制開關 411的導通狀態。結合圖3和圖4進行說明當開關411 被導通時，開關411被串聯耦接至發光二極體串34〇。因 此，調光控制彳§號DIM透過交替地導通和斷開開關μ丨來 控制電壓轉換器320傳遞至發光二極體串34〇的電能。此 外，調光控制信號DIM由第一電壓信號Vsin和第二電壓信 號Vdc之間的比較結果以及回授信號FB和預設參考信號 之間的比較結果決定之。 圖5所示為根據本發明一實施例驅動電路所產生的信 號時序圖500。圖5將結合圖3和圖4進行描述。為方便 說明，交流輸入電壓VIN是頻率為fl赫茲（例如，6〇赫茲） 的正弦波，其電壓範圍為85V至265V。波形501表示從 85V之交流輸入電壓VIN中所得出的第一電壓信號Vsin;波 形505表示從265V之交流輪入電壓VlN中所得出的第一電 壓信號Vsin。直線503表示從85V之交流輸入電壓v1N中所 付出的第一電壓彳§號Vdc，直線507表示從265V之交流輸 入電壓VlN中所得出的第二電壓信號vDC。 0663-TW-CH Spec+CIaim(filed-20100916).doc 13 201112878 假設在時刻τι，第一電壓信號V⑽達到第二電壓信號 Vdc，且時刻Τ1可表示為： 8ΐη(2πίιΤ1 )=Vdc/Vsin-pk (1) 其中’ VsiN-PK表示第一電壓信號的峰值電壓。結合 圖3中的描述，由於第一電壓信號Vsin是透過電阻311和 313分壓整流後之交流電壓信號Vm：所得，第一電壓信號 VSIN的峰值電壓VsiN-PK可表示為： ^S1N~PK = R2 Λ1 + Λ2 ：^REC- ⑵ 其中，R1表示電阻311的阻值，R2表示電阻313的 阻值，VREC-PK表示整流後之交流電壓信號VREC的峰值電壓。 在圖3的實施例中，第二電壓信號VDC表示透過電阻315 和317分壓整流後之交流電壓信號VREc之信號的平均電 壓。因此，第二電壓信號Vdc可表示為： Λ3 + Λ4 =—x i -rr^—1 x VDcr_pv· (3) 其中，R3表示表示電阻315的阻值，R4表示電阻317 的阻值。因此，結合方程式（1)、（2)和（3)，Τ1可表示 為： 〔7?4 ) (4)
π ( R2 I 根據方程式（4)，無論交流輸入電壓VlN是否有振幅和 /或頻率的波動，fi和T1的乘積均保持恒定。 此外，如圖5所示，橫向脈衝寬度調變信號的責任週 期D可表示為： 0663-TW-CH Spec+Claim(filed-20100916).doc 201112878 D = l· 2*n τ 2*T\ (5) 、2*人
其中，T表示橫向脈衝寬度調變信號的週期。因為f 和T1的乘積是恒定值，無論交流輸入電壓ViN是否具有1 幅和/或頻率的波動’橫向脈衝寬度調變信號的責任週期^ 也是實質恒定的。在一實施例中，橫向脈衝寬度調變產生 器430所產生的橫向脈衝寬度調變信號的責任週期係由 ，31卜313、315和317決定。在-實施例中，透過改 這些電阻的阻值可調節橫向脈衝寬度調變信號的 期，以適應各種應用。 週 假设父流輸入電壓VIN的頻率恒定，圖5中所示之， 能解釋即使交流輸人電壓VlN的振幅出現波動，橫向脈= 度調變信號的責任週期仍保持恒定。在時刻T1、T2、打I Τ4、Τ5和Τ6，直線503與波形501相交，同時，直緩 與波形505相交。因此，即使交流輸入電壓^的振幅 第:電壓信號VSIN和第二電壓錢Vd。均會在同樣的時刻點 相父。因此’透過比較第一電壓信號^和第二電壓作 即使交流輸人電壓VlN發生變化，橫向脈衝寬度調^ 生器430所產生的橫向脈衝寬度調變信號的責任週期仍缺 可保持恒定。 … 圖5中所不之波形509為橫向脈衝寬度調變產生器 430所產生的橫向脈衝寬度調變信號的示例。波形51〇是 及閘棚所輸出的調光控制信號⑽的示例。#第一電壓 ，號^小於第二電壓信號Vdg時，橫向脈衝寬度調變信號 二邏輯低電位（斷開狀&)。在斷開狀態下，調光控制信號 0663-TW-CH Spec+Clahn(filed-2〇 1 〇〇916).d〇c 15 201112878 DIM是邏輯低電位，因此，開關411被斷開。此時，沒有 電流流過發光二極體串340。當一電壓信號VSIN小於第二電 壓信號Vdc時，橫向脈衝寬度調變信號為邏輯高電位（導通 狀態）。在導通狀態下，比較表示流經發光二極體串34〇 的電流的回授信號FB和預設參考信號Vref。頻率產生器440 產生的脈衝信號以及回授信號FB和預設參考信號yREF之間 的比較結果共同決定了調光控制信號。例如，頻率產 生器440所產生的脈衝信號的頻率大致處於3〇〇KHz和 2.5MHz的範圍内。透過調光控制信號DIM之控制，開關411 交替地導通和斷開，以調節流經發光二極體串34〇的電流。
總之，本發明實施例採用一整流後之交流電壓信號VREC 產生與其成比例的第一電壓信號VsiN(如圖5中的波形5〇1 或505)以及表示整流後之交流電壓信號Vrec平均電壓的第 二電壓信號Vdc (如圖5中的波形503或507)。因此，可去 除電解電容。透過去除電解電容，本發明實施例中的驅動 電路具有更好的功率因數和更長的使用壽命。此外，透過 比較第一電壓信號丫训和第二電壓信號VDC以及比較回授信 號FB和預設參考信號vREF，無論交流輸入電壓VlN是否具有 振幅和/或頻率的波動’發光二極體串340的發光可相對穩 定。 圖6所示為根據本發明一實施例驅動光源（例如，發 光二極體串）的方法流程圖600。圖6將結合圖3和圖4 進行描述。圖6所涵蓋的具體步驟僅僅作為示例。也就是 說，本發明適用於其他合理的流程或對圖6進行改進的 驟。 ’ 0663-TW-CH Spec+CIaim(f51ed-20100916).doc 16 201112878 在步驟601中，整流後之交流電壓信號被轉換為一正 比於整流後之交流電壓信號的第一信號。此外’將整流後 之交流電壓信號轉換成正比於整流後之交流電壓信號的平 均電壓的一第二信號。在一實施例中，電壓轉換器320首 先將交流輸入電壓信號VIN轉換為一整流後之交流電壓 VREC。然後，電壓轉換器320將整流後之交流電壓Vrec轉換 成第一電壓信號Vsm和第二電壓信號he。第一電歷信號VsiN 與整流後之交流電壓VREc成比例。第二電壓信號Vdg與整流 後之交流電壓Vkec之平均電壓成比例。 在步驟603中，整流後之交流輸入電壓信號被轉換為 一可被調整之直流電壓信號，以驅動光源。在一實施例中， 電壓轉換器320將整流後之交流電壓VREc轉換成一可被調 整直流電壓信號，以驅動發光二極體串340。 在步驟605中，比較第一信號和第二信號，以產生一 脈衝信號。在一實施例中，橫向脈衝寬度調變產生器430 比較第一電壓信號乂⑽與第二電壓信號Vdc，以產生一橫向 脈衝寬度調變信號。在一實施例中，無論交流輸入電壓信 號VIN是否具有振幅和/或頻率之波動，橫向脈衝寬度調變 仍可具有恒定的責任週期。 在步驟607中，基於脈衝信號產生一調光控制信號， 以控制光源的調光。在一實施例中，基於橫向脈衝寬度調 變信號以及參考信號和表示流經發光二極體串340的電流 的回授信號之間的比較結果，及閘409提供一調光控制信 號DIM以控制開關411，進而相應地控制發光二極體串340 的調光。 0663-TW-CH Spec+Claim(fiIed-201 〇〇916).doc 17 201112878 上文具體實施方式和附圖僅為本發明之常用實施 例。顯然，在不脫離權利要求書所界定的本發明精神 明範圍的前提下可以有錢增補、修改和替換4 術人員應該理解，本發明在實際應財可根據具體的和 和工作要求在不背離發明準則的前提下在形式、結構:: 局、比例、材料、元素、元件及其它方面有所變化。因此， 在此披露之實闕伽於說明而非㈣，本發明之 後附權利要求及其合法等同物界定，而不限於此前 述。 田 【圖式簡單說明】 以下結合附圖和㈣實施例對本發明的技術方法進 行詳細的据述，以使本發明的特徵和優點更為明顯。其中： 圖1所示為傳統負載驅動電路示意圖。 圖2所示為根據本發明一實施例驅動電路的結構圖。 圖3所不為根據本發明一實施例驅動電路的 圖。 〜 圖4所二為根據本發明一實施例控制器電路示意圖。 圖5所不為根據本發明一實施例驅動電路 號時序圖。 1δ 圖6所不為根據本發明一實施例驅動光源的方法流 圖。 【主要元件符號說明】 i〇〇 :負載驅動電路 1〇1 :電源 0663-TW-CH Spec+Claitn(filed-201 〇〇916).d〇c 18 201112878
103 ： 全波整流器 105 ： 電解電容 107 ： 負載 200 ： 驅動電路 201 ： 電源 203 ： 電壓轉換器 205 ： 控制器 207 ： 光源 300 ： 驅動電路 310 ： 電源 311 ' 313、315、317 :電阻 319 ： 電容 320 ： 電壓轉換器 321 ： 開關 323 ： 二極體 325 ： 電感 327 ： 二極體 329、 331 :電阻 330 ： 控制器 340 ： 發光二極體串 350 ： 電壓整流器 360 ： 降壓轉換器 401 ' 403 :比較器 405 ： 正反器 407 ： 驅動器 0663-TW-CH Spec+Claim(filed-20100916).doc 19 201112878 409 :及閘 410 :開啟電路 411 :開關 420 :齊納二極體 430 :橫向脈衝寬度調變產生器 440 :頻率產生器 500 :時序圖 501 :波形 503 :直線 505 :波形 507 :直線 509、510 :波形 600 :流程圖 601、603、605、607 :步驟 0663-TW-CH Spec+Claim(filed-20100916).doc 20

Claims (1)

  1. 201112878 七、申請專利範圍： 1. 一種光源驅動電路，包括： 一電壓轉換器，將一交流輸入電壓信號轉換為一第一 整流交流電壓信號’並產生正比於該第一整流交流電 壓k號的一平均電壓的一平均信號； 一開關’串聯耦接至一光源；以及 一控制器’耦接至該電壓轉換器和該開關，比較該第 一整流交流電壓信號與該平均信號，以產生一脈衝信 號，根據該脈衝信號產生一調光控制信號，以控制該 開關，進而控制該光源的調光。 2. 如申請專利範圍第1項的光源驅動電路，其中，該脈 衝信號包括一脈衝寬度調變信號，其中，無論該交流 輸入電壓信號是否具有振幅之波動，該脈衝寬度調變 信號具有一實質恒定貴任週期。 3. 如申请專利範圍第1項的光源驅動電路，其中，該脈 衝仏號包括一脈衝寬度調變信號，其中，無論該交流 輸入電壓信號是否具有頻率之波動，該脈衝寬度調變 信號具有一實質恒定責任週期。 4. 如申請專利範圍第1項的光源驅動電路，其中，該電 壓轉換器包括： 一整流器，整流該交流輸入電壓信號，以產生一第二 整流交流電壓信號； 一第一分壓器，耦接至該整流器，分壓該第二整流交 流電壓信號，以提供該第一整流交流電壓信號；以及 一第二分壓器，耦接至該整流器，分壓該第二整流交 0663-TW-CH Spec+CIaim(fiIed-20100916).doc 201112878 流電壓信號，以提供該平均信號， 其中’該平均信號與該第二整流交流電壓信號的平均 電壓成比例。 5. 如申清專利範圍第4項的光源驅動電路，其中，該第 一分壓器和該第二分壓器包括多個電阻，且其中該 脈衝信號的一責任週期由該多個電阻的阻值決定。 6. 如申請專利範圍第1項的光源驅動電路，其中，該控 制器包括： 一比較器，接收表示流經該光源的一電流的一回授信 號，並比較該回授信號和一預設參考信號。 7. 如申請專利範圍第6項的光源驅動電路，其中，該預 設參考信號表示流經該光源的一峰值電流。 8. 如申請專利範圍第6項的光源驅動電路，進一步包 括： 一及閘，耦接至該比較器，基於該脈衝信號和該比較 器的一輸出產生該調光控制信號。 9·如申請專利範圍第1項的光源驅動電路，其中，該電 壓轉換器將該交流輸入電壓信號轉換為一可被調整 電壓，以驅動該光源。 10.如申請專利範圍第1項的光源驅動電路，其中，該電 壓轉換器不包含一電解電容。 Π.如申請專利範圍第1項的光源驅動電路，其中，該光 源包括至少一發光二極體。 12.如申請專利範圍第1項的光源驅動電路，其中，該控 制器包括： 0663-TW-CH Spec+Claim(filed-201 〇〇916).doc 22 201112878 產生盗’產生一料信號，且其中，該調光控 Ms號係基於該頻率信號和該脈衝信號所產生。 13.如申靖專利範圍第12項的光源驅動電路其中當 該脈衝信號處於一導通週期時，該開關根據該頻率信 號和表示流經該光源的一電流之一回授信號交替地 導通和斷開’當該脈衝信號處於一斷開週期時，該開 關保持斷開。 14· 一種光源調光方法，包括： 將一整流交流電壓信號轉換為正比於該整流交流電 壓信號的一第一信號； 將該整流交流電壓信號轉換成正比於該整流交流電 壓信號的一平均電壓的一第二信號； 比較該第一信號與該第二信號，以產生一脈衝信號； 以及 基於該脈衝信號產生一調光控制信號，以控制一光源 的調光。 15. 如申請專利範圍第μ項的方法，進一步包括： 接收一交流輸入電壓信號；以及 整流該交流輸入電壓信號，以產生該整流交流電壓信 號， 其中’該脈衝信號包括一脈衝寬度調變信號，其中， 無論該交流輸入電壓信號是否具有幅度之波動，該脈 衝寬度調變信號具有一實質恒定責任週期。 16. 如申5青專利範圍第14項的方法，進一步包括： 接收一交流輸入電壓信號；以及 0663-TW-CH Spec+Claim(filed-20100916).doc 23 201112878 整流該交流輸入電壓信號’以產生該整流交流電壓信 號， 其中，該脈衝信號包括一脈衝寬度調變信號，其中， 無論該交流輸入電壓信號是否具有頻率之波動，該脈 衝寬度調變信號具有一實質惶定責任週期。 17.如申凊專利範圍第14項的方法，進一步包括： 接收表示流經該光源的一電流的一回授信號； 比較該回授信號和一預設參考信號；以及 根據該回授信號和該預設參考信號之間的一比較結 果，產生該調光控制信號。 18·如申請專利範圍第η項的方法，進一步包括： 將該整流交流輸入電壓信號轉換為一可被調整之直 流電壓信號；以及 根據該可被調整之直流電壓信號驅動該光源。 19. 一種驅動系統，包括： 一電壓轉換器，耦接至一負載，將一交流輸入電壓信 號轉換成一可被調整之電壓信號，以驅動該負載，並 基於該交流輸入電壓信號產生多個輸出電壓信號；以 及 一控制器’耦接至該電壓轉換器，比較該多個輸出電 壓k號’以產生一脈衝信號，其中，無論該交流輸入 電壓信號是否波動，該脈衝信號具有一實質恒定責任 週期’該控制器還比較表示一負載電流的一回授信號 與一預設參考信號，以產生一比較信號， 其中’該控制器還基於該脈衝信號和該比較信號產生 0663-TW-CH Spec+Claim(filed-201 〇〇916).doc 201112878 一控制信號，以調節傳輸到該負載的電能。 20. 如申請專利範圍第19項的驅動系統，其中，該負載 包括至少一發光二極體。 21. 如申請專利範圍第19項的驅動系統，其中，該電壓 轉換器包括： 一電壓整流器，整流該交流輸入電壓信號，以產生一 整流交流電壓信號。 22. 如申請專利範圍第21項的驅動系統，其中，該多個 輸出電壓信號包括與該整流交流電壓信號成比例的 一第一電壓信號及與該整流交流電壓信號的一平均 電壓成比例的一第二電壓信號。 23. 如申請專利範圍第22項的驅動系統，其中，該電壓 轉換器包括： 一第一分壓器，耦接至該電壓轉換器，分壓該整流交 流電壓信號，以提供該第一電壓信號；以及 一第二分壓器，耦接至該電壓轉換器，分壓該整流交 流電壓信號，以提供該第二電壓信號。 24. 如申請專利範圍第19項的驅動系統，其中，該控制 器包括： 一頻率產生器，產生一頻率信號。 25. 如申請專利範圍第24項的驅動系統，進一步包括： 一開關，串聯耦接至該負載， 其中，在該脈衝信號處於一導通週期時，該開關根據 該頻率信號和該回授信號交替地導通和斷開，在該脈 衝信號處於一斷開週期時，該開關保持斷開。 0663-TW-CH Spec+Claim(filed-20100916).doc 25 201112878 26. 如申請專職圍第19項的驅動系統，射該電壓 轉換器不包含一電解電容。 27. —種光源亮度控制器，包括： -脈衝寬度機產生器，魏與—魏的—整流交流 信號成比綱-第-電壓錢，且接收能整流交流 仏號的-平均電壓成比例的—第二電壓信號，透過比 較該第-電壓信號和該第二電壓信號，產生一第一脈 衝信號； 一驅動器，比較表示流經一光源的一電流的一回授信 號與一預設參考信號，以產生一第二脈衝信號；以及 一及閘，耦接至該脈衝寬度調變產生器和該驅動器， 接收該第一脈衝信號和該第二脈衝信號，並產生一調 光控制信號，以調節該光源之亮度。 28. 如申請專利範圍第27項的光源亮度控制器，其中， 在該第一脈衝信號的一斷開週期中，沒有電流流經該 光源，在該第一脈衝信號的一導通週期中，根據該第 二脈衝信號調節流經該光源的該電流。 29·如申請專利範圍第27項的光源亮度控制器，其中， 無論該電源是否波動，該第一脈衝信號具有一實質恒 定責任週期。 30. 如申請專利範圍第29項的光源亮度控制器，其中， 該電源的波動至少包括該電源的一電壓振幅波動和 一頻率波動的其中一種。 31. 如申請專利範圍第27項的光源亮度控制器，進一步 包括： 0663-TW-CH Spec+Claim(filed-20 ] 〇〇916).doc 26 201112878 一開關，串聯轉接至該光源，且根據該調光控制信號 導通和斷開。 32. 如申請專利範圍第27項的光源亮度控制器，進一步 包括： 一比較器，比較該回授信號和該預設參考信號；以及 一觸發器，耦接至該比較器，根據該比較器的一輸出 提供該第二脈衝信號。 33. 如申請專利範圍第32項的光源亮度控制器，進一步 包括： 一頻率產生器，提供一頻率信號至該觸發器；以及 一開關’串聯耦接至該光源， 其中，g該第一脈衝信號處於一導通週期時，該開關 根據該頻率信號和該回授信號交替地導通和斷開，當 該第一脈衝信號處於一斷開週期時，該開關斷開。 34. 如申請專利範圍第27項的光源亮度控制器，其中， 該預《•又參考彳§號表不流經該光源的一峰值電流。 35. 如申請專利範圍第27項的光源亮度控制器，其中， 該光源包括至少一發光二極體。 36. —種光源亮度控制器，包括： 一第一電壓接收引腳，接收與一電源的一整流交流信 號成比例的一第一電壓信號； 一第二電壓接收引腳，接收與該整流交流信號的一平 均電壓成比例的一第二電壓信號；以及 一感應引腳’接收表示流經一光源的一電流的一回授 信號， 0663-TW-CH Spec+Claim(filed-20100916).doc 27 201112878 ，中j該控制器透過比較該第一電壓信號和該第二電 壓信號’產生—脈衝寬度調變信號，並根據一頻率信 號以及該回授信號與一預設參考信號之間的一比^ 結果產生-脈衝信號外，還根據該脈衝寬度調變信號 和=脈衝k號產生一調光控制信號，以調節該光 亮度。 37. 如申請專利範圍第36項的麵亮度控制器進 包括： 一引腳，決定該頻率信號的—頻率。 38. 如申請專·圍第36項的辆顧蝴^ 包括： 少 二=’串_接至該統’根據該調光控制信號導 通和斷開。 39·如中請專利範圍第36項的光源亮度控制器 包括： / 一開關，串聯耦接至該光源， 其中，在該脈衝寬度調變信號的一導通週期中，該開 關根據該頻率信號和該回授信號交替地導通和斷 開，在該脈衝寬度調變信號的一斷開週期中，該開關 斷開。 40.如申請專職圍第36 _光源亮度控制^ 包括： 一觸發器，接收該頻率信號1接收該回授信號和該 預設參考信狀_-吨結果，並提供該脈衝信 號。 0663-TW-CH Spec+Claim(fiIed-20100916).doc 28 201112878 41. 如申請專利範圍第36項的光源亮度控制器，進一步 包括： 一及閘，接收該脈衝寬度調變信號和該脈衝信號，並 提供該調光控制信號。 42. 如申請專利範圍第36項的光源亮度控制器，其中， 該預設參考信號表示流經該光源的一峰值電流。 43. 如申請專利範圍第36項的光源亮度控制器，其中， 該光源包括至少一發光二極體。
    0663-TW-CH Spec+Claim(filed-20100916).doc 29
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