有源式電流調整電路及相關發光結構的製作方法
2023-10-11 02:38:59
專利名稱：有源式電流調整電路及相關發光結構的製作方法
技術領域：
本發明有關於一種電流調整電路，特別是有關於一種有源式電流調整電路以及其於一發光結構(light structure)上的應用，用以動態地改善該發光結構發出的光的亮度及均勻度(uniformity)。
背景技術：
在一個液晶顯示(liquid crystal display，以下簡稱」LCD」)面板中，一個具有多重燈管如冷陰極燈管(cold cathode fluorescent lamp，以下簡稱「CCFL」)的背光模塊用以照明。通常，這些燈管分別的由包括驅動器與變壓器的電源轉換級所驅動。圖7表示一個傳統背光碟機動結構，其中驅動器1到驅動器N附到一印刷電路板(printed circuit board，以下簡稱」PCB」)，分別用以驅動背光模塊裡的燈管CCFL-1到CCFL-N，其中N為一個整數。對一個更大的LCD面板，背光模塊裡則需要更多的燈管，用以提供LCD面板足夠的照明。然而，當背光模塊裡的燈管數增加時，用來驅動的驅動組件也相對增加，使得成本提高以及尺寸變大。此外，所有電源轉換級皆操作於不同頻率，如此的不同步操作容易造成相互的幹擾，更嚴重的是可能會干擾LCD面板的視頻信號而在屏幕上產生波浪狀噪聲。
為了降低背光模塊的成本，一般利用一個平衡電路以一個單一驅動器驅動多根燈管。圖8表示一個使用平衡電路的公知背光碟機動結構，其中一個平衡電路被視為一單元(Cell)。此背光碟機動結構中，每個驅動器1到驅動器N被用以驅動一燈管對以及搭配一個平衡電路單元，用來平衡燈管CCFL-1到CCFL-2N的燈管電流。圖9表示不同類型的平衡電路901、902與903。一般而言，一個平衡電路包括電容器、電感器以和/或變壓器。所有這些電容器、電感器以及變壓器都屬於無源組件。由於無源組件本身的特性限制，無源組件使用的愈多，將造成平衡電路中更大的誤差。此外，無源組件並不能自動調整其本身參數，因此這些燈管對其周圍環境相當敏感。若驅動器從一個預設的頻率跳到另一個不同頻率操作，其內無源組件的操作參數也需要被重新調整。因此，在平衡電路中使用無源組件可能會限制一個背光模塊裡燈管電流的平衡效果。
另外，參考美國專利(專利號碼為6,420,839)公開一種由有源組件如電晶體、二極體以及比較器構成的電流平衡電路。如圖10所示，一個電流平衡電路20包括一個電容器Cx，其串接到一個附屬燈管Lps、一個第一電晶體Qp以及一個第二電晶體Qn，兩電晶體的發射極與集電極分別耦接至電容器Cx的兩端、一個第一二極體Dp以及一個第二二極體Dn，分別耦接至第一電晶體Qp的集電極與第二電晶體Qn的發射極，以及一個比較器22。比較器22具有兩個輸入端以及一個輸出端，其中兩個輸入端分別連接至取樣電阻(samplingresistor)Rm與取樣電阻Rs，輸出端則耦接至第一電晶體Qp與第二電晶體Qn的基極。藉由取樣電阻Rm與Rs，主要燈管Lpm以及附屬燈管Lps的電流值Im、Is被轉換成電壓值Vm、Vs，並接著分別送到比較器22的正輸入端與負輸入端。若Vm＞Vs，即流過主要燈管Lpm的電流Im大於流過附屬燈管Lps的電流Is時，比較器22輸出一個高電壓電平(＝Vref)，並且因此驅動第一電晶體Qp與第二電晶體Qn，造成電容器Cx放電，使得電容器Cx的等效電容電抗遞減，因此流過的電流Is遞增。若Vs＞Vm，即流過附屬燈管Lps的電流Is大於流過主要燈管Lpm的電流Im時，比較器22輸出一個低電壓電平(＝GND)，第一電晶體Qp與第二電晶體Qn不會被驅動，電容器Cx未放電，使得電容器Cx的等效電容電抗維持原來的值，因此流過的電流Is遞減。電流平衡電路20不會對操作頻率以及其周圍環境敏感。然而，電晶體被操作於開關切換模式，造成燈管電流的波形產生不對稱情形。此不對稱的電流波形將縮短燈管的壽命。此外，比較器的一個高電壓位準與一個低電壓位準的兩位輸出會造成燈管電流的不精確。再者，電流平衡電路20具有較長的響應時間，也會因此限制背光模塊的亮度平衡效能。
因此，需要提供一種電流調整電路，用以解決所述問題。
發明內容
有鑑於此，本發明提供一種用以解決所述問題的電流調整電路結構以及技術。
基於所述目的，本發明提供一種有源式電流調整電路，包括一第一輸入節點，用以接收一第一參考電路信號；一第二輸入節點，用以接收一第二參考電路信號；一接地節點；一輸出節點，輸出一與所述接地節點相關的輸出電路信號。
所述有源式電流調整電路還包括一比例積分(proportional integrator，PI)控制器，具有一第一輸入節點、一第二輸入節點以及一輸出節點，其中所述比例積分控制器包括一放大器，其具有一第一輸入端、一第二輸入端、一輸出端以及一第一電容器，所述第一輸入端連接至所述比例積分控制器的第一輸入節點，所述第二輸入端連接至所述比例積分控制器的第二輸入節點，所述輸出端連接至所述比例積分控制器的輸出節點，並且所述第一電容器具有一電容值C1，其電連接在所述放大器的第二輸入端與所述輸出端間。
所述有源式電流調整電路也包括一線性調整器(linear regulator)，其具有一第一輸入節點、一第二輸入節點、一第一輸出節點以及一第二輸出節點。線性調整器包括一第一電晶體與一第二電晶體，分別具有一基極(base)、一發射極(emitter)與一集電極(collector)。第一電晶體的發射極電連接到第二電晶體的集電極，且第一電晶體的集電極電連接到第二電晶體的發射極。此外，第一電晶體的基極經由所述線性調整器的第一輸入節點，電連接到所述比例積分控制器的輸出端，第二電晶體的基極經由所述線性調整器的第二輸入節點，電連接到所述比例積分控制器的輸出端，第一電晶體的集電極與第二電晶體的發射極電連接到所述線性調整器的第一輸出節點，以及第一電晶體的發射極與第二電晶體的集電極電連接到所述線性調整器的第二輸出節點。於一實施例中，所述線性調整器還包括一具有一電阻值R3的第三電阻，其電連接到所述線性調整器的第一輸入節點與第一電晶體的基極間，以及一具有一電阻值R4的第四電阻，其電連接到所述線性調整器的第二輸入節點與第二電晶體的基極間。
再者，所述有源式電流調整電路包括一整流器(rectifier)，具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一第一輸出端，其中所述整流器的第一輸入端電連接到所述線性調整器的第二輸出節點，所述整流器的第二輸入端電連接到所述接地節點，並且所述整流器的第一輸出端電連接到所述放大器的第二輸入端。於一實施例中，所述整流器還包括一具有一正端與一負端的第一二極體D1以及一具有一正端與一負端的第二二極體D2，其中所述第一二極體D1的正端電連接到所述整流器的第二輸入端，所述第一二極體D1的負端與所述第二二極體D2的正端彼此電連接，並且連接至所述整流器的第一輸入端，以及所述第二二極體D2的負端電連接到所述整流器的第一輸出端。
又，所述有源式電流調整電路包括一電阻電容式濾波器(RC filter，以下稱RC濾波器)，具有一輸入端以及一輸出端。RC濾波器的輸入端電連接到所述整流器的第一輸出端，並且其輸出端電連接到所述接地節點。於一實施例中，所述RC濾波器還包括一具有一電阻值R5的第五電阻，以及一具有電容值C2的第二電容，其中所述第五電阻與所述第二電容電並聯於所述RC濾波器的輸入端與輸出端間。
此外，所述有源式電流調整電路包括一調光器(dimmer)，具有一輸入端以及一輸出端，其中所述調光器的輸入端電連接到所述有源式電流調整電路的第二輸入節點，並且所述調光器的輸出端可電連接到所述比例積分控制器的第一輸入節點或第二輸入節點。所述調光器還包括一二極體D3以及一具有電阻值R1的第一電阻，其中所述二極體D3通過其與所述調光器的輸入端相連接的一端，電連接至所述第二輸入端，並且所述第一電阻與所述二極體D3以及所述調光器的輸出端串聯。
所述有源式電流調整電路可還包括一具有電阻值R7的電阻，其電連接在所述有源式電流調整電路的第一輸入節點以及所述比例積分控制器的第一輸入節點間。
當操作時，一電壓信號V0根據至少一施於所述放大器的第一輸入端或第二輸入端的輸入電壓信號，產生於所述比例積分控制器的輸出節點上，並驅動所述線性調整器藉以於所述輸出節點上產生一可控制電路信號。
於一實施例中，所述比例積分控制器還包括一具有電阻值R2的第二電阻，並且與所述放大器的第二輸入端以及所述整流器的第一輸出端串聯。當所述調光器的輸出端電連接到所述比例積分控制器的第二輸入節點時，在一預設時間t時的所述電壓信號V0，V0(t)，將滿足下列公式V0(t)=Vref+1R2C10(Vref-VL)dt+1R1C10(Vref-Vd)dt]]>其中Vref為所述比例積分控制器的第一輸入節點上接收到的一第一輸入電壓信號；Vd為所述比例積分控制器的第二輸入節點上接收到的一第二輸入電壓信號；VL為從所述整流器的第一輸出端的所述第二電阻上接收到的一第三輸入電壓信號；以及τ為所述第一輸入電壓信號Vref的周期並且其中所述比例積分控制器作用如同一積分控制器。
所述比例積分控制器可還包括一具有電阻值R6的選擇性電阻(optionalresistor)，其與所述第一電容器以及所述放大器的輸出端串聯，並且當所述調光器的輸出端電連接到所述比例積分控制器的第二輸入節點時，在一預設時間t時的所述電壓信號V0，V0(t)，將滿足下列公式V0(t)=Vref+R6R2(Vref-VL)+1R2C10(Vref-VL)dt+R6R1(Vref-Vd)]]>+1R1C10(Vref-Vd)dt]]>於一實施例中，由所述比例積分控制器輸出的所述電壓信號V0(t)具有一波形，其與所述第二輸入電壓信號Vd的波形相關，使得於所述輸出節點上的可控制電路信號可隨著所述第二輸入電壓信號Vd的波形變化而變化。
本發明另提供一種有源式電流調整電路。於一實施例中，有源式電流調整電路包括一第一輸入節點，用以接收一第一參考電路信號；一第二輸入節點，用以接收一第二參考電路信號；一接地節點；以及一輸出節點，輸出一與所述接地節點相關的輸出電路信號。
有源式電流調整電路還包括一比例積分控制器，具有一第一輸入節點、一第二輸入節點以及一輸出節點，其中所述比例積分控制器包括一放大器，其具有一第一輸入端、一第二輸入端、一輸出端以及一第一電容器，所述第一輸入端連接至所述比例積分控制器的第一輸入節點，所述第二輸入端連接至所述比例積分控制器的第二輸入節點，所述輸出端連接至所述比例積分控制器的輸出節點，並且所述第一電容器具有電容值C1，其電連接在所述放大器的第二輸入端與輸出端間。所述比例積分控制器還包括一具有電阻值R2的第二電阻，其與所述放大器的第二輸入端以及所述整流器的第一輸出端串聯。
此外，有源式電流調整電路包括一線性調整器，具有一第一輸入節點，電連接至所述比例積分控制器的輸出端，一第一輸出節點，以及一第二輸出節點，並且通過所述線性調整器的第一輸入節點，接收來自所述比例積分控制器的輸出端的一電壓信號V0，其中當操作時，電壓信號V0根據至少一施於所述放大器的第一輸入端或第二輸入端的輸入電壓信號，產生於所述比例積分控制器的輸出節點上，且驅動所述線性調整器藉以於所述輸出節點上產生一可控制電路信號。
於一實施例中，所述線性調整器包括一第一電晶體與一第二電晶體，分別具有一基極、一發射極與一集電極，其中第一電晶體的發射極電連接到第二電晶體的集電極，且第一電晶體的集電極電連接到第二電晶體的發射極，並且其中第一電晶體的基極經由所述線性調整器的第一輸入節點，電連接到所述比例積分控制器的輸出端，第二電晶體的基極經由所述線性調整器的第二輸入節點，電連接到所述比例積分控制器的輸出端，第一電晶體的集電極與第二電晶體的發射極電連接到所述線性調整器的第一輸出節點，以及第一電晶體的發射極與第二電晶體的集電極電連接到所述線性調整器的第二輸出節點。
於另一實施例中，所述線性調整器還包括一電晶體，具有一基極、一發射極與一集電極以及一阻抗(impedance)，其電連接在所述電晶體的集電極與發射極間，並且其中所述電晶體的基極通過所述線性調整器的第一輸入節點，電連接到所述比例積分控制器的輸出端，所述電晶體的集電極電連接到所述線性調整器的第一輸出節點，以及所述電晶體的發射極電連接到所述線性調整器的第二輸出節點。其中，所述阻抗包括一電阻、一電容以及一電感器之一者。
所述有源式電流調整電路還包括一調光器，具有一輸入端與一輸出端，其中所述調光器的輸入端電連接到所述有源式電流調整電路的第二輸入節點，並且所述調光器的輸出端可連接至所述比例積分控制器的第一輸入節點或第二輸入節點。於一實施例中，所述調光器還包括一二極體D3，其通過與所述調光器的輸入端相連接的一端，電連接到所述有源式電流調整電路的所述第二輸入節點，以及一具有一電阻值R1的第一電阻，與所述二極體D3以及所述調光器的輸出端串聯。
於一實施例中，所述有源式電流調整電路還包括一整流器，具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一第一輸出端，其中所述整流器的第一輸入端電連接到所述線性調整器的第二輸出節點，所述整流器的第二輸入端電連接到所述接地節點，並且所述整流器的第一輸出端電連接到所述放大器的第二輸入端。
所述有源式電流調整電路還包括一RC濾波器，其具有一輸入端以及一輸出端，其中所述RC濾波器的輸入端電連接到所述整流器的第一輸出端，並且所述RC濾波器的輸出端電連接到所述接地節點。於一實施例中，所述RC濾波器還包括一具有電阻值R5的第五電阻，以及一具有電容值C2的第二電容，其中所述第五電阻與所述第二電容電並聯於所述RC濾波器的輸入端與輸出端之間。
另一方面，本發明提供一種發光結構。於一實施例中，所述發光結構包括一單一驅動器(single driver)，其可電連接到一直流電源，用以將一直流電壓轉換成一交流電壓。所述發光結構也包括一變壓器，其包括一主要線圈以及一第二線圈，所述主要線圈具有一第一端與一第二端，所述第二線圈具有一第一端與一第二端，其中所述主要線圈的第一端與第二端電連接至所述單一驅動器，用以接收所述交流電壓，所述第二線圈的第二端電連接至接地，並且其中所述主要線圈與第二線圈彼此電磁性耦接，且設置使得當來自所述單一驅動器的所述交流電壓提供到所述主要線圈的第一端與第二端時，將於所述第二線圈的第一端與所述第二端間產生一輸出電壓。
所述發光結構還包括一燈管模塊，具有N根燈管，分別為L1、L2到LN，N為一整數，其中燈管Li具有一第一端Ti1以及一第二端Ti2，i＝1-N，並且所述N根燈管電並聯耦接至所述第二線圈，且設置使得每一所述燈管Li的第一端Ti1電連接到所述第二線圈的第一端，用以接收來自所述第二線圈的所述輸出電壓以及於所述燈管Li的對應第二端Ti2上產生一對應燈管電流ILi。
再者，所述發光結構也包括一電流調整模塊，通過所述燈管{Li}的第二端，電連接至所述N根燈管，其中i＝1-N，用以動態調整所述電流{ILi}。所述電流調整模塊包括至少一有源式電流調整電路，用以根據所述電流調整模塊接收到的一電壓參考信號，動態地調整所述燈管{Li}的至少一者，其中i＝1-N。於一實施例中，所述電流調整模塊包括N-1個有源式電流調整電路，{ACRi}，i＝2-N，並且每一有源式電流調整電路{ACRi}電連接到一對應燈管Li的第二端Ti2，用以根據所述有源式電流調整電路ACRi接收到的一電壓參考信號，動態地調整所述對應燈管Li上的電流ILi。所述有源式電流調整電路ACRi具有一第一輸入節點Ai，用以接收一第一電壓參考Vref；一第二輸入節點Bi，用以接收一第二電壓參考Vdi；一接地節點Ci，用以使所述有源式電流調整電路ACRi接地；以及一輸出節點Di，用以使所述電流ILi通過，並且其中當操作時，分別根據至少一施於所述第一輸入節點Ai以及第二輸入節點Bi的電壓參考，於所述輸出節點Di上產生一控制電壓信號，以調整所述電流ILi。
此外，所述發光結構包括一數字控制器，其與所述電流調整器相互通信，用以接收一電壓參考信號，以及提供一對應的控制電壓至所述電流調整模塊以驅動所述電流調整模塊來調整至少一所述燈管{Li}的電流{ILi}，其中i＝1-N。
所述發光結構可還包括一控制器晶片，其與所述單一驅動器相互通信，用以提供一可控制信號至所述單一驅動器。於一實施例中，所述發光結構還包括N個電容器，{CLi}，i＝1-N，並且每一電容器CLi電串聯至一對應燈管Li的第一端Ti1。
本發明還提供一種發光結構。於一實施例中，發光結構包括一單一驅動器，其可電連接到一直流電源，用以將一直流電壓轉換成一交流電壓。此外，發光結構也包括一變壓器，其具有一主要線圈以及一第二線圈，所述主要線圈具有一第一端與一第二端，所述第二線圈具有一第一端與一第二端，其中所述主要線圈的第一端與第二端電連接至所述單一驅動器，用以接收所述交流電壓，所述第二線圈的第二端電連接至接地，並且其中所述主要線圈與第二線圈彼此電磁性耦接，且設置使得當來自所述單一驅動器的所述交流電壓提供到所述主要線圈的第一端與第二端時，將於所述第二線圈的第一端與第二端間產生一輸出電壓。
所述發光結構也可包括一阻抗單元(member)，其電連接至所述變壓器的第二線圈，且與N-1根燈管並聯，以使一電流IL1通過，其中所述阻抗單元具有一等效阻抗ZLf，並且所述阻抗單元包括一電阻器、一電容器以及一電感器的其中一者。
此外，所述發光結構也包括一燈管模塊，具有N-1根燈管，分別為L2到LN，N為一整數，其中燈管Li具有一第一端Ti1以及一第二端Ti2，i＝2-N，並且所述N-1根燈管電並聯耦接至所述第二線圈，且設置使得每一所述燈管Li的第一端Ti1電連接到所述第二線圈的第一端，用以接收來自所述第二線圈的所述輸出電壓以及於所述燈管Li的對應所述第二端Ti2上產生一對應電流ILi。
所述發光結構也包括一電流調整模塊，通過所述燈管{Li}的第二端{Ti2}，電連接至所述N-1燈管，其中i＝2-N，用以動態調整所述電流{ILi}。於一實施例中，所述電流調整模塊包括N-1個有源式電流調整電路，{ACRi}，i＝2-N，並且每一有源式電流調整電路{ACRi}電連接到一對應燈管Li的第二端Ti2，用以根據所述有源式電流調整電路ACRi接收到的一電壓參考信號，動態地調整所述對應燈管Li上的電流ILi。
所述發光結構也可包括一數字控制器，其與所述電流調整器相互通信，用以接收一電壓參考信號，並提供一對應的控制電壓至所述電流調整模塊以驅動所述電流調整模塊來調整至少一所述燈管{Li}的電流{ILi}，其中i＝2-N。所述發光結構也可包括一控制器晶片，其與所述單一驅動器相互通信，用以提供一可控制信號至所述單一驅動器。
為使本發明的所述和其它目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合附圖，詳細說明如下。
以下依據本發明的實施例的圖標及相關描述用以闡明本發明的特徵、優點和其精神。實施例中所示的類似或相同組件以相同參考號碼表示的，並且其中圖1表示依據本發明實施例的一有源式電流調整電路示意圖。
圖2表示依據本發明實施例的一線性調整器示意圖。
圖3表示依據本發明實施例的一發光結構示意圖。
圖4表示依據本發明的另一實施例的一發光結構示意圖。
圖5表示依據本發明的另一實施例的一發光結構示意圖。
圖6表示依據本發明實施例的一發光結構示意圖。
圖7表示一傳統發光結構示意圖。
圖8表示另一傳統發光結構示意圖。
圖9a-9c表示依據圖8的傳統發光結構中不同的單元(cell)類型的單元示意圖。
圖10表示一傳統發光結構示意圖。
主要組件符號說明100-有源式電流調整電路；102-第一輸入節點；104-第二輸入節點；106-輸出節點；108-接地節點；110-調光器；112-輸入端；114-輸出端；115-電阻；120-比例積分(PI)控制器；122-第一輸入節點(V+)；124-第二輸入節點(V-)；126-輸出節點；128-放大器；132-第一輸入端；134-第二輸入端；136-輸出端；137-電阻；138-電容器；139-電阻；140-線性調整器；142-第一輸入節點；144-第二輸入節點；Vref、VL、Vd、V0(t)-電壓信號；C1、C2-電容值；R1-R6-電阻值；τ-周期；146-第一輸出節點；148-第二輸出節點；150-第一電晶體(Q1)；152-基極；154-發射極；155-電阻；156-集電極；157-電阻；160-第二電晶體(Q2)；162-基極；164-發射極；166-集電極；170-整流器；171-第一二極體(D1)；172-第一輸入端；173-正端；174-第二輸入端；175-負端；176-第一輸出端；177-第二二極體(D2)；179-正端；180-電阻電容式(RC)濾波器；181-負端；182-輸入端；183-電容器；184-輸出端；185-電阻；192-電阻；240-線性調整器；250-電晶體(Q1)；252-基極；254-發射極；255-電阻；256-集電極；257-阻抗；300-發光結構；302-燈管模塊；304-單一驅動器；306-控制器晶片；308-變壓器；310、310a、310b-主要線圈及其第一端、第二端；312、312a、312b-附屬線圈及其第一端、第二端；Li-燈管，i＝1-N；N-整數；Ti1、Ti2-燈管Li的第一端、第二端；ILi、{ILi}-燈管電流；CLi、{CLi}-電容器；330-電流調整模塊；340-數字控制器；Vcontrol-電壓；430-電流調整模塊；431-整流器；432-電阻電容式濾波器；440-數字控制器；ACRi、{ACRi}-有源式電流調整電路；Ai、Bi、Ci、Di-節點；500-發光結構；Lpm、Lps-燈管；520-比例積分控制器；531-整流器；532-電阻電容式濾波器；540-線性調整器；570-整流器；580-電阻電容式濾波器；600-發光結構；601-阻抗單元；602-燈管模塊；604-單一驅動器；608-變壓器；610、610a、610b-主要線圈及其第一端、第二端；612、612a、612b-附屬線圈及其第一端、第二端；ZLf-等效阻抗；630-電流調整模塊；631-整流器；632-電阻電容式濾波器。
具體實施例方式
為使本領域技術人員，能清楚了解本發明的精神，下文特舉出較佳實施例詳細說明如下。圖標中類似的組件用類似的號碼來標示。下文中的「一個」可表示多個參考，除非內容中能明確定義是單一個。另外，「在」也可能表示在其內或在其上。
圖1至圖6表示依據本發明的實施例示意圖。如上所述，本發明的一目的在於提供一種電流調整電路，特別是有關於一種有源式電流調整電路以及其於一發光結構上的應用，用以動態地改善此發光結構發出的光的亮度及均勻度。
圖1表示一依據本發明實施例的有源式電流調整電路100的示意圖。有源式電流調整電路100具有一第一輸入節點102，用以接收一第一參考電路信號，其具有一電壓值Vref；一第二輸入節點104，用以接收一第二參考電路信號，其具有一電壓值Vd；一接地節點108以及一輸出節點106，根據所述接地節點108，輸出一輸出電路信號。有源式電流調整電路100包括一調光器110、一比例積分控制器120、一線性調整器170以及一RC濾波器180。
如圖1所示，比例積分控制器120具有一第一輸入節點122(V+)、一第二輸入節點124(V-)以及一輸出節點126。調光器110具有一輸入端112以及一輸出端114，其中調光器110的輸入端112電連接到第二輸入節點104，並且調光器110的輸出端114可電連接到比例積分控制器120的第一輸入節點122(V+)或第二輸入節點124(V-)。
調光器110還包括一二極體D3，通過其與調光器110的輸入端112相連接的一端，電連接至有源式電流調整電路100的第二輸入端104，以及一具有電阻值R1的第一電阻115，與二極體D3以及調光器110的輸出端114串聯。調光器110用以提供從其輸出端114到比例積分控制器120的第一輸入節點122(V+)或第二輸入節點124(V-)的一第二參考電路信號(Vd)。
比例積分控制器120包括一放大器128以及一第一電容器138，其具有電容值C1。放大器128具有一第一輸入端132、一第二輸入端134以及一輸出端136，其中第一輸入端132連接至比例積分控制器120的第一輸入節點122(V+)，第二輸入端134連接至比例積分控制器120的第二輸入節點124(V-)，輸出端136連接至比例積分控制器120的輸出節點126。如圖1所示，比例積分控制器120還包括一第二電阻139，其具有一電阻值R2，並且與放大器128的第二輸入端134以及整流器170的第一輸出端176串聯，以及一電阻137，其具有一電阻值R6，與電容器138串聯並連接到放大器128的輸出端136。
當調光器110的輸出端114電連接到比例積分控制器120的第二輸入節點124(V-)時，在一預設時間t時電壓信號V0的輸出V0(t)，將滿足下列公式V0(t)=Vref+R6R2(Vref-VL)+1R2C10(Vref-VL)dt+R6R1(Vref-Vd)]]>+1R1C10(Vref-Vd)dt,(1)]]>其中Vref為比例積分控制器120的第一輸入節點122上接收到的一第一輸入電壓信號(第一參考電路信號)；Vd為比例積分控制器120的第二輸入節點124上接收到的一第二輸入電壓信號(第二參考電路信號)；VL為從第二電阻139上接收到來自整流器170的第一輸出端176的的一第三輸入電壓信號；以及τ為第一輸入電壓信號Vref的周期。其中，第一輸入電壓信號Vref與燈管的一個電流信號或一等效燈管阻抗相關，第二輸入電壓信號Vd與燈管的一個可控制電流信號相關。電壓信號V0(t)具有一波形，其與第二輸入電壓信號Vd的波形相關，使得於輸出節點106上的可控制電路信號可隨著第二輸入電壓信號Vd的波形變化而變化。
當電阻137的電阻值R6為0時，即R6＝0，則比例積分控制器120在一預設時間t時的電壓信號V0的輸出V0(t)，將滿足下列公式V0(t)=Vref+1R2C10(Vref-VL)dt+1R1C10(Vref-Vd)dt,(2)]]>因此，比例積分控制器120作用如同一積分控制器。
從公式(1)與公式(2)中可以發現，比例積分控制器120的電壓信號V0的輸出V0(t)將隨著VL、Vd、Vref的任一者的改變而改變。因此，當調光器110的輸入電壓Vd改變時，比例積分控制器120的電壓信號V0的輸出V0(t)也將隨著改變，用以調整波形與被控制燈管的燈管電流值。此外，可從公式(1)與公式(2)中得到一個結論，為了輸出一個穩定的來自比例積分控制器120的電壓信號V0以驅動線性調整器140，信號VL必須等於第一輸入電壓信號Vref。
於圖1所顯示的實施例中，線性調整器140具有一第一輸入節點142、一第二輸入節點144、一第一輸出節點146以及一第二輸出節點148。線性調整器140包括一第一電晶體150(Q1)與一第二電晶體160(Q2)，第一電晶體150(Q1)具有一基極152、一發射極154與一集電極156，第二電晶體160(Q2)具有一基極162、一發射極164與一集電極166。第一電晶體150(Q1)的發射極154電連接到第二電晶體160(Q2)的集電極166，且第一電晶體150(Q1)的集電極156電連接到第二電晶體160(Q2)的發射極164。此外，第一電晶體150(Q1)的基極152經由線性調整器140的第一輸入節點142，電連接到比例積分控制器120的輸出端126，第二電晶體160(Q2)的基極162經由線性調整器140的第二輸入節點144，電連接到比例積分控制器的輸出端126。再者，第一電晶體150(Q1)的集電極156與第二電晶體160(Q2)的發射極164電連接到線性調整器140的第一輸出節點146，以及第一電晶體150(Q1)的發射極154與第二電晶體160(Q2)的集電極166電連接到線性調整器140的第二輸出節點148。線性調整器140也包括具有電阻值R3的一第三電阻155，其電連接到線性調整器140的第一輸入節點142與第一電晶體150(Q1)的基極152之間，以及包括具有電阻值R4的一第四電阻157，其電連接到線性調整器140的第二輸入節點144與第二電晶體160(Q2)的基極162之間。
整流器170具有一第一輸入端172、一第二輸入端174以及一第一輸出端176，其中整流器170的第一輸入端172電連接到線性調整器140的第二輸出節點148，整流器170的第二輸入端174電連接到接地節點108，並且整流器170的第一輸出端176電連接到放大器128的第二輸入端134。於第1圖的實施例中，整流器170包括一具有一正端173與一負端175的第一二極體D1(171)，以及一具有一正端179與一負端181的第二二極體D2(177)。第一二極體D1(171)的正端173電連接到整流器170的第二輸入端174，第一二極體D1(171)的負端175與第二二極體D2(177)的正端179彼此電連接，並且連接至整流器170的第一輸入端172，以及第二二極體D2(177)的負端181電連接到整流器170的第一輸出端176。
如圖1所示，RC濾波器180具有一輸入端182以及一輸出端184。其中，RC濾波器180的輸入端182電連接到整流器170的第一輸出端176，並且RC濾波器180的輸出端184電連接到接地節點108。RC濾波器也包括一具有電阻值R5的第五電阻185，以及一具有電容值C2的第二電容183，其中第五電阻185與第二電容183電並聯於RC濾波器180的輸入端182與輸出端184之間。
有源式電流調整電路100可還包括一具有電阻值R7的電阻192，其電連接在有源式電流調整電路100的第一輸入節點102以及比例積分控制器120的第一輸入節點122之間。
當操作時，根據至少一施於放大器128的第一輸入端132的輸入電壓信號，於比例積分控制器120的輸出節點126上產生一電壓信號V0，並驅動線性調整器140，藉以於輸出節點106上產生一可控制電路信號。值得注意的是，一個提供到有源式電流調整電路100的第一輸入節點102的電壓信號被視為一第一電壓參考信號Vref。第一電壓參考信號Vref接著被送到有源式電流調整電路100中比例積分控制器120的第一輸入節點122(V+)。同時，一個電流信號被送到有源式電流調整電路100的節點106。此電流信號分別流過有源式電流調整電路100中的線性調整器140、整流器170與RC濾波器180，並轉換成一第二電壓參考信號VL。第二電壓參考信號VL接著提供到有源式電流調整電路100中的比例積分控制器120的第二輸入節點124(V-)。接著，比例積分控制器120產生並輸出一對應的電壓信號V0以驅動線性調整器140。於圖1的實施例中，線性調整器140的作用如同一個具有與電壓信號V0相關的可變電阻值的等效電阻。因此，通過線性調整器140的電流會隨著電壓信號V0作改變。
圖2表示依據本發明實施例的一線性調整器240的示意圖。圖中的線性調整器240包括一電晶體250(Q1)，具有一基極252、一發射極254與一集電極256以及一阻抗257，阻抗257電連接在電晶體250(Q1)的集電極256與發射極254之間。電晶體250(Q1)的基極252通過線性調整器240的第一輸入節點242，電連接到一比例積分控制器的一輸出端，電晶體250(Q1)的集電極256電連接到線性調整器240的第一輸出節點246，以及電晶體250(Q1)的發射極254電連接到線性調整器240的第二輸出節點248。線性調整器240可還包括一具有電阻值R3的電阻255，其電連接到線性調整器240的第一輸入節點242與電晶體250(Q1)的基極252之間，如圖2所示。其中，阻抗257包括至少一電阻、一電容以及一電感器之一者。
圖3表示依據本發明實施例的一發光結構300的示意圖。發光結構300包括一單一驅動器304、一控制器晶片306，其與單一驅動器304相互通信，用以提供一可控制信號至單一驅動器304、一變壓器308，耦接至單一驅動器304、一燈管模塊302，耦接至變壓器308以及一電流調整模塊330，耦接至燈管模塊302，用以調整燈管模塊302的燈管電流。
單一驅動器304可電連接到一直流電源，用以將一直流電壓轉換成一交流電壓。變壓器308包括一主要線圈310以及一第二線圈312，其中主要線圈310具有一第一端310a與一第二端310b，第二線圈312則具有一第一端312a與一第二端312b。其中，主要線圈310的第一端310a與第二端310b電連接至單一驅動器304，用以接收所述交流電壓，第二線圈312的第二端312b電連接至接地。主要線圈310與第二線圈312彼此電磁性耦接，且設置使得當來自單一驅動器304的所述交流電壓提供到主要線圈310的第一端310a與第二端310b時，將於第二線圈312的第一端312a與第二端312b之間產生一輸出電壓。此產生的輸出電壓接著提供到燈管模塊302，用以驅動燈管模塊302。
於此實施例中的燈管模塊302具有N根燈管，分別為L1、L2到LN，N為一整數。其中，燈管Li具有一第一端Ti1以及一第二端Ti2，i＝1-N，並且N根燈管電並聯耦接至第二線圈312，且設置使得所有燈管Li的第一端Ti1電連接到第二線圈312的第一端312a，用以接收來自第二線圈312的輸出電壓以及於燈管Li的對應第二端Ti2上產生一對應燈管電流ILi。燈管模塊302也包括N個電容器{CLi}，i＝1-N，並且所有電容器CLi電串聯至一對應的燈管Li的第一端Ti1。
電流調整模塊330通過燈管{Li}的第二端{Ti2}，電連接至所述N根燈管，其中i＝1-N，用以動態調整其燈管電流{ILi}。電流調整模塊330可包括一整合的電流調整電路例如集成電路晶片以及/或各個的電流調整電路。當接收到燈管{Li}的燈管電流{ILi}時，電流調整模塊330將根據電流調整模塊330接收到的一個電壓參考信號來調整每根燈管電流的對應值。此電壓參考信號與其中一根燈管電流{ILi}或一個等效燈管阻抗的電流相關。燈管電流{ILi}的調整可藉由一或多個有源式電流調整電路來實現(未示出)。此外，一數字控制器340，其與電流調整模塊330相互通信，用以接收一電壓參考信號，以及提供一對應的控制電壓Vcontrol至電流調整模塊330以驅動電流調整模塊330，藉此使燈管{Li}同步並及時調整燈管{Li}的亮度，其中i＝1-N。
圖4表示依據本發明的另一實施例的一發光結構400的示意圖，其中電流調整模塊430包括N-1個有源式電流調整電路，{ACRi}，i＝2-N，並且每一有源式電流調整電路{ACRi}電連接到一對應燈管Li的第二端Ti2，用以根據有源式電流調整電路ACRi所接收到的一電壓參考信號，動態地調整對應燈管Li上的電流ILi。有源式電流調整電路ACRi具有一第一輸入節點Ai，用以接收一第一電壓參考Vref；一第二輸入節點Bi，用以接收一第二電壓參考Vdi；一接地節點Ci，用以使有源式電流調整電路ACRi接地，以及一輸出節點Di，用以使電流ILi通過。當操作時，分別根據至少一施於第一輸入節點Ai的電壓參考(Vref)以及第二輸入節點Bi的電壓參考(Vdi)，於有源式電流調整電路ACRi的輸出節點Di上產生一控制電壓信號，以隨著調整電流ILi。其中，第一電壓參考Vref與第一燈管L1的燈管電流IL1相關。尤其，第一燈管L1的燈管電流IL1被送到一整流器431並且接著送到一RC濾波器432，用以將燈管電流IL1轉換成一電壓參考信號Vref。電壓參考信號Vref則接著提供到有源式電流調整電路ACRi的第一輸入節點Ai。有源式電流調整電路ACRi產生一對應的控制電壓信號以隨著調整燈管電流ILi，其中i＝2-N。於一實施例中，燈管電流ILi調整成等於第一燈管電流IL1。
如圖4所示，一個數字控制器440用以提供有源式電流調整電路ACRi的第二輸入節點Bi所需的控制電壓{Vdi}，藉此使所有燈管{Li}同步並動態地調整所有燈管{Li}的亮度，其中i＝2-N。
圖5表示依據本發明的一發光結構500的示意圖，其中發光結構500具有一個主要燈管Lpm、一附屬燈管Lps以及一個與主要燈管Lpm以及附屬燈管Lps相互通信的有源式電流調整電路ACR2。當操作時，主要燈管Lpm的燈管電流Im被送到一整流器531並且接著送到一RC濾波器532，用以將燈管電流Im轉換成一電壓參考信號Vm。
電壓信號Vm接著提供到有源式電流調整電路ACR2的第一輸入節點A，並當作一電壓參考信號Vref(＝Vm)送到有源式電流調整電路ACR2的一比例積分控制器520的第一輸入節點(V+)。同時，附屬燈管Lps的燈管電流Is也提供到有源式電流調整電路ACR2的節點D。燈管電流Is分別流過一線性調整器540、一整流器570與一RC濾波器580，並轉換成一電壓信號Vs(＝VL)。電壓信號VL接著提供到有源式電流調整電路ACR2中的比例積分控制器520的第二輸入節點(V-)。接著，比例積分控制器520產生並輸出一對應的電壓信號V0以驅動線性調整器540。於圖5的實施例中，線性調整器540的作用如同一個具有與電壓信號V0相關的可變電阻值的等效電阻。因此，附屬燈管Lps的等效阻抗將隨著電壓信號V0作實時改變。於是，主要燈管Lps的真正燈管電流隨著與主要燈管Lpm的燈管電流Im相關的電壓信號V0動態地調整。
圖6表示依據本發明實施例的一發光結構600的示意圖。發光結構600包括一單一驅動器604，其可電連接到一直流電源，用以將一直流電壓轉換成一交流電壓；一變壓器608，電連接至單一驅動器604，用以提供一燈管驅動電壓；一燈管模塊602，電連接至變壓器608；一阻抗單元601，電連接至變壓器608；以及一電流調整模塊630，電連接至阻抗單元601與燈管模塊602。
變壓器608包括一主要線圈610以及一第二線圈612，其中主要線圈610具有一第一端610a與一第二端610b，第二線圈612則具有一第一端612a與一第二端612b。其中，主要線圈610的第一端610a與第二端610b電連接至單一驅動器604，用以接收所述交流電壓，第二線圈612的第二端612b電連接至接地。此外，主要線圈610與第二線圈612彼此電磁性耦接，且設置使得當來自單一驅動器604的交流電壓提供到主要線圈610的第一端610a與第二端610b時，將於第二線圈612的第一端612a與第二端612b之間產生一輸出電壓。
燈管模塊602具有N-1根燈管，分別為L2到LN，N為一整數。其中，燈管Li具有一第一端Ti1以及一第二端Ti2，i＝2-N，並且N-1根燈管電並聯耦接至第二線圈612，且設置使得所有燈管Li的第一端Ti1電連接到第二線圈612的第一端612a，用以接收來自第二線圈612的所述輸出電壓以及於燈管Li的對應第二端Ti2上產生一對應燈管電流ILi。
阻抗單元601電連接至第二線圈612，且與N-1根燈管並聯，以使一電流IL1通過，其中阻抗單元601具有一等效阻抗ZLf。等效阻抗ZLf可以是固定值也可以被調整。阻抗單元601可以由一電阻器、一電容器以及一電感器的其中一者或其組合所構成。
電流調整模塊630通過燈管{Li}的第二端{Ti2}，電連接至N-1根燈管，其中i＝2-N，並耦接至阻抗單元601，用以動態調整電流{ILi}。於第6圖的實施例中，電流調整模塊630包括N-1個有源式電流調整電路{ACRi}，i＝2-N，並且每一有源式電流調整電路{ACRi}電連接到一對應燈管Li的第二端Ti2，用以根據有源式電流調整電路ACRi接收到的一電壓參考信號Vref，動態地調整所述對應燈管Li上的電流ILi。此實施例中，電壓參考信號Vref與阻抗單元601的電流IL1相關。如圖6所示，阻抗單元601的電流IL1送到一整流器631與一RC濾波器632，並被轉換成一電壓參考信號Vref。電壓信號Vref則接著提供到每個有源式電流調整電路ACRi的第一輸入節點A。有源式電流調整電路ACRi根據參考信號Vref，產生對應的控制信號以隨著調整燈管{Li}的燈管電流ILi，其中i＝2-N。
於一實施例中，電壓參考信號Vref，也可直接藉由除了燈管以及阻抗單元的裝置來產生，如圖4以及圖6所示。
儘管圖3、4與6中所示的發光結構實施例以一個單一驅動器與一個單一變壓器組成，其也可由兩個或以上的驅動器與變壓器組成。
本發明雖以優選實施例公開如上，然其並非用以限定本發明，任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，可進行更動與修改，因此本發明的保護範圍以所提出的權利要求所限定的範圍為準。
權利要求
1.一種有源式電流調整電路，包括一第一輸入節點，用以接收一第一參考電路信號；一第二輸入節點，用以接收一第二參考電路信號；一接地節點；一輸出節點，輸出一與所述接地節點相關的輸出電路信號；一比例積分控制器，具有一第一輸入節點、一第二輸入節點以及一輸出節點，其中所述比例積分控制器包括一放大器，其具有一第一輸入端、一第二輸入端、一輸出端以及一第一電容器，所述第一輸入端連接至所述比例積分控制器的所述第一輸入節點，所述第二輸入端連接至所述比例積分控制器的所述第二輸入節點，所述輸出端連接至所述比例積分控制器的所述輸出節點，並且所述第一電容器具有一電容值C1，其電連接在所述放大器的所述第二輸入端與所述輸出端間；一線性調整器，具有一第一輸入節點、一第二輸入節點、一第一輸出節點以及一第二輸出節點，所述線性調整器包括一第一電晶體與一第二電晶體，分別具有一基極、一發射極與一集電極，其中所述第一電晶體的發射極電連接到所述第二電晶體的集電極，且所述第一電晶體的集電極電連接到所述第二電晶體的發射極，並且其中所述第一電晶體的基極經由所述線性調整器的所述第一輸入節點，電連接到所述比例積分控制器的所述輸出端，所述第二電晶體的基極經由所述線性調整器的所述第二輸入節點，電連接到所述比例積分控制器的所述輸出端，所述第一電晶體的集電極與所述第二電晶體的發射極電連接到所述線性調整器的所述第一輸出節點，以及所述第一電晶體的發射極與所述第二電晶體的集電極電連接到所述線性調整器的所述第二輸出節點；一整流器，具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一第一輸出端，其中所述整流器的所述第一輸入端電連接到所述線性調整器的所述第二輸出節點，所述整流器的所述第二輸入端電連接到所述接地節點，並且所述整流器的所述第一輸出端電連接到所述放大器的所述第二輸入端；一電阻電容式濾波器，具有一輸入端以及一輸出端，其中所述電阻電容式濾波器的所述輸入端電連接到所述整流器的所述第一輸出端，並且所述電阻電容式濾波器的所述輸出端電連接到所述接地節點；以及一調光器，具有一輸入端以及一輸出端，其中所述調光器的所述輸入端電連接到所述有源式電流調整電路的所述第二輸入節點，並且所述調光器的所述輸出端可電連接到所述比例積分控制器的所述第一輸入節點或所述第二輸入節點，其中當操作時，一電壓信號V0根據至少一施於所述放大器的所述第一輸入端或所述第二輸入端的輸入電壓信號，產生於所述比例積分控制器的所述輸出節點上，且所述電壓信號驅動所述線性調整器藉以於所述輸出節點上產生一可控制電路信號。
2.如權利要求1所述的有源式電流調整電路，其中所述調光器還包括一二極體(D3)以及一具有一電阻值R1的第一電阻，其中所述二極體(D3)通過所述二極體與所述調光器的所述輸入端相連接的一端，電連接至所述第二輸入端，並且所述第一電阻與所述二極體(D3)以及所述調光器的輸出端串聯。
3.如權利要求2所述的有源式電流調整電路，其中所述比例積分控制器還包括一第二電阻，具有一電阻值R2，並且與所述放大器的所述第二輸入端以及所述整流器的所述第一輸出端串聯。
4.如權利要求3所述的有源式電流調整電路，其中當所述調光器的所述輸出端電連接到所述比例積分控制器的所述第二輸入節點時，在一預設時間t時的所述電壓信號V0，V0(t)，將滿足下列公式V0(t)=Vref+1R2C10(Vref-VL)dt+1R1C10(Vref-Vd)dt]]>其中Vref為所述比例積分控制器的所述第一輸入節點上接收到的一第一輸入電壓信號；Vd為所述比例積分控制器的所述第二輸入節點上接收到的一第二輸入電壓信號；VL為從所述整流器的所述第一輸出端的所述第二電阻上接收到的一第三輸入電壓信號；以及τ為所述第一輸入電壓信號Vref的周期並且其中所述比例積分控制器作用如同一積分控制器。
5.如權利要求3所述的有源式電流調整電路，其中所述比例積分控制器還包括一具有電阻值R6的選擇性電阻，其與所述第一電容器以及所述放大器的所述輸出端串聯，並且當所述調光器的所述輸出端電連接到所述比例積分控制器的所述第二輸入節點時，在一預設時間t時的所述電壓信號V0，V0(t)，將滿足下列公式V0(t)=Vref+R6R2(Vref-VL)+1R2C10(Vref-VL)dt+R6R1(Vref-Vd)]]>+1R1C10(Vref-Vd)dt]]>其中Vref為所述比例積分控制器的所述第一輸入節點上接收到的一第一輸入電壓信號；Vf為所述比例積分控制器的所述第二輸入節點上接收到的一第二輸入電壓信號；VL為從所述整流器的所述第一輸出端的所述第二電阻上接收到的一第三輸入電壓信號；以及τ為所述第一輸入電壓信號Vref的周期。
6.如權利要求5所述的有源式電流調整電路，其中由所述比例積分控制器輸出的所述電壓信號V0(t)具有一波形，其與所述第二輸入電壓信號Vd相關，使得於所述輸出節點上的所述可控制電路信號可隨著所述第二輸入電壓信號Vd的所述波形變化而變化。
7.如權利要求6所述的有源式電流調整電路，其中所述線性調整器還包括一具有一電阻值R3的第三電阻，其電連接到所述線性調整器的所述第一輸入節點與所述第一電晶體的基極間，以及一具有一電阻值R4的第四電阻，其電連接到所述線性調整器的所述第二輸入節點與所述第二電晶體的基極間。
8.如權利要求1所述的有源式電流調整電路，其中所述整流器還包括一具有一正端與一負端的第一二極體(D1)，以及一具有一正端與一負端的第二二極體(D2)，其中所述第一二極體(D1)的所述正端電連接到所述整流器的所述第二輸入端，所述第一二極體(D1)的所述負端與所述第二二極體(D2)的所述正端彼此電連接，並且連接至所述整流器的所述第一輸入端，以及所述第二二極體(D2)的所述負端電連接到所述整流器的所述第一輸出端。
9.如權利要求1所述的有源式電流調整電路，其中所述電阻電容式濾波器還包括一具有一電阻值R5的第五電阻，以及一具有一電容值C2的第二電容，其中所述第五電阻與所述第二電容電並聯於所述電阻電容式濾波器的所述輸入端與所述輸出端之間。
10.如權利要求1所述的有源式電流調整電路，還包括一具有一電阻值R7的電阻(192)，其電連接在所述有源式電流調整電路的所述第一輸入節點以及所述比例積分控制器的所述第一輸入節點之間。
11.一種有源式電流調整電路，包括。一第一輸入節點，用以接收一第一參考電路信號；一第二輸入節點，用以接收一第二參考電路信號；一接地節點；一輸出節點，輸出一與所述接地節點相關的輸出電路信號；一比例積分控制器，具有一第一輸入節點、一第二輸入節點以及一輸出節點，其中所述比例積分控制器包括一放大器，其具有一第一輸入端、一第二輸入端、一輸出端以及一第一電容器，所述第一輸入端連接至所述比例積分控制器的所述第一輸入節點，所述第二輸入端連接至所述比例積分控制器的所述第二輸入節點，所述輸出端連接至所述比例積分控制器的所述輸出節點，並且所述第一電容器具有一電容值C1，其電連接在所述放大器的所述第二輸入端與所述輸出端間；以及一線性調整器，具有一第一輸入節點，電連接至所述比例積分控制器的所述輸出端，一第一輸出節點，以及一第二輸出節點，並且通過所述線性調整器的所述第一輸入節點，接收來自所述比例積分控制器的所述輸出端的一電壓信號V0，其中當操作時，一電壓信號V0根據至少一施於所述放大器的所述第一輸入端或所述第二輸入端的輸入電壓信號，產生於所述比例積分控制器的所述輸出節點上，且所述電壓信號驅動所述線性調整器藉以於所述輸出節點上產生一可控制電路信號。
12.如權利要求11所述的有源式電流調整電路，還包括一調光器，具有一輸入端與一輸出端，其中所述調光器的所述輸入端電連接到所述有源式電流調整電路的所述第二輸入節點，並且所述調光器的所述輸出端可連接至所述比例積分控制器的所述第一輸入節點或所述第二輸入節點。
13.如權利要求12所述的有源式電流調整電路，其中所述調光器還包括一二極體(D3)，其通過與所述調光器的所述輸入端相連接的一端，電連接到所述有源式電流調整電路的所述第二輸入節點，以及一具有一電阻值R1的第一電阻，與所述二極體(D3)以及所述調光器的所述輸出端串聯。
14.如權利要求13所述的有源式電流調整電路，還包括一整流器，具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一第一輸出端，其中所述整流器的所述第一輸入端電連接到所述線性調整器的所述第二輸出節點，所述整流器的所述第二輸入端電連接到所述接地節點，並且所述整流器的所述第一輸出端電連接到所述放大器的所述第二輸入端。
15.如權利要求14所述的有源式電流調整電路，其中所述比例積分控制器還包括一具有電阻值R2的第二電阻，其與所述放大器的所述第二輸入端以及所述整流器的所述第一輸出端串聯。
16.如權利要求15所述的有源式電流調整電路，其中當所述調光器的所述輸出端電連接到所述比例積分控制器的所述第二輸入節點時，在一預設時間t時的所述電壓信號V0，V0(t)，將滿足下列公式V0(t)=Vref+1R2C10(Vref-VL)dt+1R1C10(Vref-Vd)dt]]>其中Vref為所述比例積分控制器的所述第一輸入節點上接收到的一第一輸入電壓信號；Vd為所述比例積分控制器的所述第二輸入節點上接收到的一第二輸入電壓信號；VL為從所述整流器的所述第一輸出端的所述第二電阻上接收到的一第三輸入電壓信號；以及τ為所述第一輸入電壓信號Vref的周期並且其中所述比例積分控制器作用如同一積分控制器。
17.如權利要求15所述的有源式電流調整電路，其中所述比例積分控制器還包括一具有電阻值R6的選擇性電阻，其與所述第一電容器以及所述放大器的所述輸出端串聯，並且當所述調光器的所述輸出端電連接到所述比例積分控制器的所述第二輸入節點時，在一預設時間t時的所述電壓信號V0，V0(t)，將滿足下列公式V0(t)=Vref+R6R2(Vref-VL)+1R2C10(Vref-VL)dt+R6R1(Vref-Vd)]]>+1R1C10(Vref-Vd)dt]]>其中Vref為所述比例積分控制器的所述第一輸入節點上接收到的一第一輸入電壓信號；Vd為所述比例積分控制器的所述第二輸入節點上接收到的一第二輸入電壓信號；VL為從所述整流器的所述第一輸出端的所述第二電阻上接收到的一第三輸入電壓信號；以及τ為所述第一輸入電壓信號Vref的周期。
18.如權利要求17所述的有源式電流調整電路，其中由所述比例積分控制器輸出的所述電壓信號V0(t)具有一波形，其與所述第二輸入電壓信號Vd的所述波形相關，使得於所述輸出節點上的所述可控制電路信號可隨著所述第二輸入電壓信號Vd的所述波形變化而變化。
19.如權利要求15所述的有源式電流調整電路，其中所述線性調整器包括一第一電晶體與一第二電晶體，分別具有一基極、一發射極與一集電極，其中所述第一電晶體的發射極電連接到所述第二電晶體的集電極，且所述第一電晶體的集電極電連接到所述第二電晶體的發射極，並且其中所述第一電晶體的基極經由所述線性調整器的所述第一輸入節點，電連接到所述比例積分控制器的所述輸出端，所述第二電晶體的基極經由所述線性調整器的所述第二輸入節點，電連接到所述比例積分控制器的所述輸出端，所述第一電晶體的集電極與所述第二電晶體的發射極電連接到所述線性調整器的所述第一輸出節點，以及所述第一電晶體的發射極與所述第二電晶體的集電極電連接到所述線性調整器的所述第二輸出節點。
20.如權利要求19所述的有源式電流調整電路，其中所述線性調整器還包括一具有一電阻值R3的第三電阻(155)，其電連接到所述線性調整器的所述第一輸入節點與所述第一電晶體的基極間，以及一具有一電阻值R4的第四電阻，其電連接到所述線性調整器的所述第二輸入節點與所述第二電晶體的基極間。
21.如權利要求15所述的有源式電流調整電路，其中所述線性調整器還包括一電晶體，具有一基極、一發射極與一集電極，以及一阻抗，其電連接在所述電晶體的集電極與發射極間，並且其中所述電晶體的基極通過所述線性調整器的所述第一輸入節點，電連接到所述比例積分控制器的所述輸出端，所述電晶體的集電極電連接到所述線性調整器的所述第一輸出節點，以及所述電晶體的發射極電連接到所述線性調整器的所述第二輸出節點。
22.如權利要求21所述的有源式電流調整電路，其中所述阻抗包括一電阻、一電容以及一電感器之一者。
23.如權利要求15所述的有源式電流調整電路，其中所述整流器還包括一具有一正端與一負端的第一二極體(D1)，以及一具有一正端與一負端的第二二極體(D2)，其中所述第一二極體(D1)的所述正端電連接到所述整流器的所述第二輸入端，所述第一二極體(D1)的所述負端與所述第二二極體(D2)的所述正端彼此電連接，並且連接至所述整流器的所述第一輸入端，以及所述第二二極體(D2)的所述負端電連接到所述整流器的所述第一輸出端。
24.如權利要求15所述的有源式電流調整電路，還包括一電阻電容式濾波器，其具有一輸入端以及一輸出端，其中所述電阻電容式濾波器的所述輸入端電連接到所述整流器的所述第一輸出端，並且所述電阻電容式濾波器的所述輸出端電連接到所述接地節點。
25.如權利要求24所述的有源式電流調整電路，其中所述電阻電容式濾波器還包括一具有一電阻值R5的第五電阻，以及一具有一電容值C2的第二電容，其中所述第五電阻與所述第二電容電並聯於所述電阻電容式濾波器的所述輸入端與所述輸出端之間。
26.如權利要求11所述的有源式電流調整電路，還包括一具有一電阻值R7的電阻，其電連接在所述有源式電流調整電路的所述第一輸入節點與所述比例積分控制器的所述第一輸入節點間。
27.一種發光結構，包括一單一驅動器，其可電連接到一直流電源，用以將一直流電壓轉換成一交流電壓；一變壓器，包括一主要線圈以及一第二線圈，所述主要線圈具有一第一端與一第二端，所述第二線圈具有一第一端與一第二端，其中所述主要線圈的所述第一端與所述第二端電連接至所述單一驅動器，用以接收所述交流電壓，所述第二線圈的所述第二端電連接至接地，並且其中所述主要線圈與所述第二線圈彼此電磁性耦接，且設置使得當來自所述單一驅動器的所述交流電壓提供到所述主要線圈的所述第一端與所述第二端時，將於所述第二線圈的所述第一端與所述第二端間產生一輸出電壓；一燈管模塊，具有N根燈管，分別為L1、L2到LN，N為一整數，其中燈管Li具有一第一端Ti1以及一第二端Ti2，i＝1-N，並且所述N根燈管電並聯耦接至所述第二線圈，且設置使得每一所述燈管Li的所述第一端Ti1電連接到所述第二線圈的所述第一端，用以接收來自所述第二線圈的所述輸出電壓以及於所述燈管Li的對應所述第二端Ti2上產生一對應燈管電流ILi；一電流調整模塊，通過燈管{Li}的所述第二端{Ti2}，電連接至所述N根燈管，其中i＝1-N，用以動態調整其對應的電流{ILi}；以及一數字控制器，其與所述電流調整模塊相互通信，用以接收一電壓參考信號，以及提供一對應的控制電壓至所述電流調整模塊以驅動所述電流調整模塊來調整至少一燈管{Li}的所述電流{ILi}，其中i＝1-N。
28.如權利要求27所述的發光結構，還包括一控制器晶片(306)，其與所述單一驅動器相互通信，用以提供一可控制信號至所述單一驅動器。
29.如權利要求27所述的發光結構，還包括N個電容器，{CLi}，i＝1-N，並且每一電容器CLi電串聯至一對應燈管Li的所述第一端Ti1。
30.如權利要求27所述的發光結構，其中所述電流調整模塊包括至少一有源式電流調整電路，用以根據所述電流調整模塊接收到的一電壓參考信號，動態地調整燈管{Li}的至少一者，其中i＝1-N。
31.如權利要求27所述的發光結構，其中所述電流調整模塊430包括N-1個有源式電流調整電路，{ACRi}，i＝2-N，並且每一有源式電流調整電路{ACRi}電連接到一對應燈管Li的所述第二端Ti2，用以根據所述有源式電流調整電路ACRi接收到的一電壓參考信號，動態地調整所述對應燈管Li上的電流ILi。
32.如權利要求31所述的發光結構，還包括所述有源式電流調整電路ACRi具有一第一輸入節點Ai，用以接收一第一電壓參考Vref；一第二輸入節點Bi，用以接收一第二電壓參考Vdi；一接地節點Ci，用以使所述有源式電流調整電路ACRi接地；以及一輸出節點Di，用以使所述電流ILi通過，並且其中當操作時，分別根據至少一施於所述第一輸入節點Ai以及所述第二輸入節點Bi的電壓參考，於所述輸出節點Di上產生一控制電壓信號，以調整所述電流ILi。
33.如權利要求32所述的發光結構，其中所述第一電壓參考Vref與所述電流ILi相關。
34.一種發光結構，包括一單一驅動器，其可電連接到一直流電源，用以將一直流電壓轉換成一交流電壓；一變壓器，包括一主要線圈以及一第二線圈，所述主要線圈具有一第一端與一第二端，所述第二線圈具有一第一端與一第二端，其中所述主要線圈的所述第一端與所述第二端電連接至所述單一驅動器，用以接收所述交流電壓，所述第二線圈的所述第二端電連接至接地，並且其中所述主要線圈與所述第二線圈彼此電磁性耦接，且設置使得當來自所述單一驅動器的所述交流電壓提供到所述主要線圈的所述第一端與所述第二端時，將於所述第二線圈的所述第一端與所述第二端間產生一輸出電壓；一燈管模塊，具有N-1根燈管，分別為L2到LN，N為一整數，其中燈管Li具有一第一端Ti1以及一第二端Ti2，i＝2-N，並且所述N-1根燈管電並聯耦接至所述第二線圈，且設置使得每一所述燈管Li的所述第一端Ti1電連接到所述第二線圈的所述第一端，用以接收來自所述第二線圈的所述輸出電壓以及於所述燈管Li的對應所述第二端Ti2上產生一對應燈管電流ILi；一電流調整模塊，通過所述燈管{Li}的所述第二端{Ti2}，電連接至所述N-1燈管，其中i＝2-N，用以動態調整所述電流{ILi}；以及一數字控制器，其與所述電流調整器相互通信，用以接收一電壓參考信號，以及提供一對應的控制電壓至所述電流調整模塊以驅動所述電流調整模塊來調整至少一所述燈管{Li}的所述電流{ILi}，其中i＝2-N。
35.如權利要求34所述的發光結構，還包括一控制器晶片(606)，其與所述單一驅動器相互通信，用以提供一可控制信號至所述單一驅動器。
36.如權利要求34所述的發光結構，還包括N-1個電容器，{CLi}，i＝2-N，並且每一電容器CLi電串聯至一對應燈管Li的所述第一端Ti1。
37.如權利要求34所述的發光結構，還包括一阻抗單元，其電連接至所述變壓器的所述第二線圈，且與N一1根燈管並聯，以使一電流IL1通過，其中所述阻抗單元具有一等效阻抗ZLf。
38.如權利要求37所述的發光結構，其中所述阻抗單元包括一電阻器、一電容器以及一電感器的其中一者。
39.如權利要求37所述的發光結構，其中所述電流調整模塊包括N-1個有源式電流調整電路，{ACRi}，i＝2-N，並且每一有源式電流調整電路{ACRi}電連接到一對應燈管Li的所述第二端Ti2，用以根據所述有源式電流調整電路ACRi接收到的一電壓參考信號，動態地調整所述對應燈管Li上的電流ILi。
40.如權利要求39所述的發光結構，還包括所述有源式電流調整電路ACRi具有一第一輸入節點Ai，用以接收一第一電壓參考Vref；一第二輸入節點Bi，用以接收一第二電壓參考Vdi；一接地節點Ci，用以使所述有源式電流調整電路ACRi接地；以及一輸出節點Di，用以使所述電流ILi通過，並且其中當操作時，分別根據至少一施於所述第一輸入節點Ai與所述第二輸入節點Bi的電壓參考，於所述輸出節點Di上產生一控制電壓信號，以調整所述電流ILi。
41.如權利要求40所述的發光結構，其中所述第一電壓參考Vref與所述電流ILi相關。
全文摘要
一種有源式電流調整電路，其包括第一輸入節點、第二輸入節點、接地節點及輸出節點。第一輸入節點接收第一參考電路信號，第二輸入節點接收第二參考電路信號，以及輸出節點根據接地節點輸出一輸出電路信號。有源式電流調整電路還包括比例積分控制器以及線性調整器。比例積分控制器具有第一輸入節點、第二輸入節點以及輸出節點。線性調整器具有第一輸入節點、第一輸出節點以及第二輸出節點，其第一輸入節點電連接至比例積分控制器的輸出節點，接收比例積分控制器產生的電壓信號V
文檔編號H05B41/38GK1826031SQ20061006739
公開日2006年8月30日 申請日期2006年3月20日 優先權日2005年11月4日
發明者劉軍廷, 魏慶德, 孫嘉宏 申請人:友達光電股份有限公司