控制光源調光的控制器、方法及驅動系統的製作方法

2024-02-16 20:32:15

專利名稱：控制光源調光的控制器、方法及驅動系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及光源驅動電路，尤其涉及控制光源調光的控制器、方法及驅動系統。
背景技術：
近年來，發光二極體(LED)等新型光源在材料和製造上都取得了進步。LED具有高效率、長壽命、顏色鮮豔等特點，可以應用於汽車、電腦、通信、軍事和日用品等領域。比如，LED燈可以替代傳統的白熾燈作為照明 光源。圖I所示為一種傳統的LED驅動電路100的示意圖。LED驅動電路100利用LED鏈106作為光源。LED鏈106包含多個串聯的LED。電力轉換器102用於將輸入電壓Vin轉換成期望的直流輸出電壓Vout用於給LED鏈106供電。與電力轉換器102相連的開關104能將LED鏈106與輸入電壓Vin連通或斷開從而打開或關閉LED燈。電力轉換器102接收來自電流偵測電阻Rsen的反饋信號並調節輸出電壓Vout以使LED鏈106產生期望的亮度。該傳統方案的缺點之一是，該期望亮度是預先設定好的，在使用過程中，使用者無法調節亮度。圖2所不為另一種傳統的LED驅動電路200的不意圖。電力轉換器102用於將輸入電壓Vin轉換成期望的直流輸出電壓Vout用於給LED鏈106供電。與電力轉換器102相連的開關104能將LED鏈106與輸入電壓Vin連通或斷開從而打開或關閉LED燈。LED鏈106與線性電流調節器208相連。線性電流調節器208中的運算放大器210比較參考信號REF和來自電流偵測電阻Rsen的電流監測信號，並產生控制信號，以線性的方式調節電晶體Ql的阻值，從而流經LED鏈106的電流可以得到相應的調節。應用該傳統方案，為控制LED鏈106的亮度，使用者需要利用某種專用器件，比如一個專門設計的具有調節按鈕的開關或是能接收遙控信號的開關，來調節參考信號REF。

發明內容
本發明要解決的技術問題在於提供一種控制光源調光的控制器、方法及驅動系統，可以通過普通電源開關的動作，而不必使用額外的調光器件就能夠實現對光源亮度的控制，從而節省成本。本發明提供了一種控制器，用於控制光源的調光，所述控制器包括控制端及與控制端耦合的調光控制電路。控制端用於提供驅動信號，該驅動信號用於控制與所述光源耦合的控制開關，從而控制所述光源的所述調光。調光控制電路用於根據電源開關的動作產生所述驅動信號。所述電源開關傳送交流信號。所述調光控制電路還用於通過對所述交流信號的波形的計數來調節所述驅動信號，以控制所述光源的調光。本發明還提供了一種用於控制光源調光的方法，所述方法包括通過電源開關傳送交流信號；根據所述電源開關的動作，產生驅動信號；通過對所述交流信號的波形的計數，調節所述驅動信號；及所述驅動信號控制與所述光源耦合的控制開關，以控制所述光源的調光。
本發明也提供一種驅動系統，用於驅動光源，所述驅動系統包括第一轉換電路及與所述第一轉換電路耦合的第一調光控制電路。第一轉換電路用於通過電源開關接收交流信號並向第一光源提供調節後的電能。第一調光控制電路用於根據所述電源開關的動作產生第一調光信號，並通過對所述交流信號的波形的計數來調節所述第一調光信號，所述第一調光信號控制所述第一光源的調光。此外，作為對上述驅動系統的改進，所述驅動系統還包括第二轉換電路及與所述第二轉換電路耦合的第二調光控制電路。第二轉換電路用於通過所述電源開關接收所述交流信號，並向第二光源提供調節後的電能。第二調光控制電路用於根據所述電源開關的所述動作產生第二調光信號，並通過對所述交流信號的波形的計數來調節所述第二調光信號，所述第二調光信號控制所述第二光源 的調光。通過採用本發明的控制光源調光的控制器、方法及驅動系統，本發明可以通過對普通電源開關的動作來調節光源的亮度，而不必使用額外的器件，例如無需專門設計的具有調光按鈕的開關，從而節省成本。此外，本發明通過對輸入的交流信號的波形進行計數從而調節多個光源的亮度，使得多個光源的亮度的調節過程彼此同步。即，使得多個光源的亮度的變化基本相同。因此，本發明可使多個光源發出基本相同的光強/亮度。


以下通過對本發明的一些實施例結合其附圖的描述，可以進一步理解本發明的目的、具體結構特徵和優點。圖I所示為一種傳統的LED驅動電路的電路圖。圖2所示為另一種傳統的LED驅動電路的電路圖。圖3所示為根據本發明一個實施例的光源驅動電路的方框圖。圖4所示為根據本發明一個實施例的光源驅動電路的電路圖。圖5所示為圖4中的調光控制器的結構示意圖。圖6所示為模擬調光模式下的信號波形示意圖。圖7所示為脈衝調光模式下的信號波形示意圖。圖8所示為根據本發明一個實施例的光源驅動電路的操作示意圖，該光源驅動電路包含有圖5中所示的調光控制器。圖9所示為根據本發明一個實施例的對光源進行電能控制的方法流程圖。圖10所示為根據本發明另一個實施例的光源驅動電路的電路圖。圖11所示為圖10所示實施例中的調光控制器的結構示意圖。圖12所示為根據本發明另一個實施例的光源驅動電路的操作示意圖，該光源驅動電路包含有圖11中所示的調光控制器。圖13所示為根據本發明另一個實施例的對光源進行電能控制的方法流程圖。圖14A所不為根據本發明一個實施例的LED光源驅動系統的電路不意圖。圖14B所示為根據本發明一個實施例的圖14A中的電源開關的示意圖。圖15所示為根據本發明一個實施例的圖14A中的調光控制器的結構示意圖。圖16所示為根據本發明一個實施例的圖15中的調光器的結構示意圖。圖17所示為本發明一個實施例的LED光源驅動系統的操作示意圖。
圖18所不為本發明另一個實施例的LED光源驅動系統的操作不意圖。圖19所不為本發明另一個實施例的LED光源驅動系統的電路不意圖。圖20所示為本發明一個實施例的圖19中的調光控制器的結構示意圖。圖21所示為本發明再一個實施例的LED光源驅動系統的電路示意圖。圖22所示為本發明一個實施例的控制LED光源調光的方法的流程圖。
具體實施例方式以下將對本發明的實施例給出詳細的參考。 儘管本發明通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，本發明涵蓋後附權利要求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。另外，為了更好的說明本發明，在下文的具體實施方式
中給出了眾多的具體細節。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。在另外一些實例中，對於大家熟知的方法、手續、元件和電路未作詳細描述，以便於凸顯本發明的主旨。圖3所示為根據本發明一個實施例的光源驅動電路300的方框圖。在一個實施例中，光源驅動電路300包括用於把來自電源的交流輸入電壓Vin轉換為直流輸出電壓Vout的交流/直流轉換器306，連接於電源和交流/直流轉換器306之間的用於選擇性連接電源和光源驅動電路300的電源開關304，與交流/直流轉換器306相連的用於為LED鏈312提供調節後的電能的電力轉換器310，與電力轉換器310相連用於接收指示電源開關304動作的開關監測信號並根據開關監測信號控制電力轉換器310輸出的調光控制器308，以及用於監測流經LED鏈312的電流的電流監測器314。在一個實施例中，電源開關304是置於牆面上的電源開關。在操作中，交流/直流轉換器306將交流輸入電壓Vin轉換為直流輸出電壓Vout。電力轉換器310接收直流電壓Vout並為LED鏈312提供調節後的電壓。電流監測器314產生電流監測信號，該電流監測信號指示流經LED鏈312的電流的大小。調光控制器308監測電源開關304的動作，接收來自電流監測器314的電流監測信號，並根據電源開關304的動作控制電力轉換器310以調節LED鏈312的電能。在一個實施例中，調光控制器308工作於模擬調光模式，通過調節一個指示LED電流峰值的參考信號來調節LED鏈312的電能。在另一個實施例中，調光控制器308工作於脈衝調光(burst dimming)模式，通過調節一脈衝寬度調製信號(PWM信號)的佔空比來調節LED鏈312的電能。通過調節LED鏈312的電能，LED鏈312的亮度能夠得到對應地調節。圖4所示為根據本發明一個實施例的光源驅動電路400的電路圖。圖4將結合圖3進行描述。圖4中與圖3編號相同的部件具有類似的功能，為簡明起見在此不做重複描述。光源驅動電路400包括連接於電源和LED鏈312之間的電力轉換器310，用於接收來自電源的電能並為LED鏈312提供調節後的電能。在圖4的例子中，電力轉換器310是包括電感LI，二極體D4和控制開關Q16的降壓轉換器。圖4中的實施例中，控制開關Q16位於調光控制器308的外部。在其他的實施例中，控制開關Q16也可以集成於調光控制器308的內部。調光控制器308接收開關監測信號並根據該開關監測信號控制與LED鏈312串聯的開關Q16，以調節電力轉換器310 (包括電感LI，二極體D4和控制開關Q16)輸出的調節後的電能。該開關監測信號指示電源開關(如連接於電源和光源驅動電路之間的電源開關304)的動作。光源驅動電路400進一步包括交流/直流轉換器306，用於將交流輸入電壓Vin轉換成直流輸出電壓Vout。光源驅動電路400還包括電流監測器314，用於監測流經LED鏈312的電流。在圖4所示的例子中，交流/直流轉換器306是包括二極體Dl，D2，D7，D8，DlO和電容C9的橋式整流器。電流監測器314包括電流監測電阻R5。在一個實施例中，調光控制器308的埠包括HV_GATE，SEL, CLK, RT, VDD, CTRL,MON和GND。埠 HV_GATE通過電阻R3與開關Q27相連，用於控制與LED鏈312相連的開關Q27的導通狀態(如接通/斷開的狀態)。電容Cll連接於埠 HV_GATE和地之間，用於調整開關Q27的柵極電壓。
使用者可以選擇把埠 SEL通過電阻R4連接到地(如圖4所示)或者把埠 SEL直接連接到地，可以相應地選擇模擬調光模式或是脈衝調光模式。埠 CLK通過電阻R3連接至交流/直流轉換器306，同時通過電阻R6連接到地。埠 CLK接收一個開關監測信號，該開關監測信號指示電源開關304的動作。在一個實施例中，開關監測信號在電阻R3和電阻R6之間的一個節點上產生。電容C12與電阻R6並聯，用於濾除不必要的噪聲。埠 RT通過電阻R7與地相連，用於確定由調光控制器308產生的脈衝信號的頻率。埠 VDD通過二極體D9與開關Q27相連，用於為調光控制器308供電。在一個實施例中，一個儲能單元(如電容C10)連接於埠 VDD和地之間，在電源開關304斷開時為調光控制器308供電。在另一個實施例中，儲能單元集成於調光控制器308內部。埠 GND與地相連。埠 CTRL與開關Q16相連。開關Q16與LED鏈312以及開關Q27串聯，並通過電流監測電阻R5連接到地。調光控制器308通過在埠 CTRL上輸出的控制信號控制開關Q16的導通狀態，以調整電力轉換器310輸出的調節後的電能。埠 MON與電流監測電阻R5相連，用於接收指示流經LED鏈312的電流的電流監測信號。當開關Q27接通時，調光控制器308通過控制開關Q16來調節流經LED鏈312的電流。在操作中，當電源開關304接通時，交流/直流轉換器306將交流輸入電壓Vin轉換為直流輸出電壓Vout。埠 HV_GATE上具有預設電壓值的電壓通過電阻R3施加於開關Q27上，從而接通開關Q27。如果調光控制器308接通開關Q16，直流電壓Vout會對LED鏈312供電並對電感LI充電。電流流經電感LI，LED鏈312，開關Q27，開關Q16以及電阻R5到地。如果調光控制器308斷開開關Q16，則電流流經電感LI，LED鏈312和二極體D4。電感LI放電以給LED鏈312供電。因此，調光控制器308可以通過控制開關Q16，可以調整電力轉換器310輸出的調節後的電能。當電源開關304斷開，電容ClO放電以為調光控制器308供電。電阻R6兩端的電壓下降到0，從而調光控制器308可以在埠 CLK上監測到一個指示電源開關304斷開操作的開關監測信號。類似的，當電源開關304接通，電阻R6兩端的電壓升至一預設電壓值，從而調光控制器308可以在埠 CLK上監測到一個指示電源開關304接通操作的開關監測信號。如果監測到斷開操作，調光控制器308可以把埠 HV_GATE上的電壓下拉到0以斷開開關Q27，從而使得電感LI徹底放電後LED鏈312被斷電。監測到電源開關304的斷開操作後，調光控制器308調節一個參考信號，該參考信號指示LED鏈312的期望亮度。當電源開關304下次接通時，LED鏈312的亮度能夠根據調節後的期望亮度進行調整。換言之，LED鏈312的輸出亮度能夠由調光控制器308根據電源開關304的斷開操作進行調整。圖5所示為圖4中的調光控制器308的結構示意圖。圖5將結合圖4進行描述。圖5中與圖4編號相同的部件具有類似的功能，為簡明起見在此不做重複描述。調光控制器308包含觸發監測單元506，調光器502和脈衝信號產生器504。觸發監測單元506通過齊納二極體ZDl連接到地。觸發監測單元506通過埠 CLK接收開關監測信號，該開關監測信號指示外部電源開 關304的動作。外部電源開關304的動作被監測到時，觸發監測單元506產生驅動信號以驅動計數器526。觸發監測單元506還進一步控制開關Q27的導通狀態。調光器502產生參考信號REF，以模擬調光的方式調節LED鏈312的電能。調光器502也可以產生控制信號538，通過調節脈衝寬度調製信號PWMl的佔空比來調整LED鏈312的電能。脈衝信號產生器504產生脈衝信號用於接通開關Q16。調光控制器308還包括與埠 VDD相連的啟動及低壓鎖定(UVL)電路508，用於根據不同的電能情況選擇性地啟動調光控制器308內部的一個或多個部件。在一個實施例中，如果埠 VDD上的電壓高於第一預設電壓，則啟動及低壓鎖定電路508將啟動調光控制器308中所有的部件。當電源開關304斷開，如果埠 VDD上的電壓低於第二預設電壓，啟動及低壓鎖定電路508將關閉調光控制器308中除了觸發監測單元506和調光器502以外的其他部件以節省電能。如果埠 VDD上的電壓低於第三預設電壓，啟動及低壓鎖定電路508將關閉觸發監測單元506和調光器502。在一個實施例中，第一預設電壓高於第二預設電壓，第二預設電壓高於第三預設電壓。因為調光控制器308能夠由電容ClO經過埠 VDD供電，所以即便是電源開關304斷開後，觸發監測單元506和調光器502還可以工作一段時間。在調光控制器308中，埠 SEL與電流源532相連。使用者可以通過配置埠 SEL來選擇調光模式，比如把埠 SEL直接與地相連，或是把埠 SEL通過一個電阻與地相連。在一個實施例中，調光模式通過測量埠 SEL上的電壓來決定。如果埠 SEL直接與地相連，則埠 SEL上的電壓近似於O。一控制電路(圖中未示出)可以接通開關540，斷開開關541和542，從而調光控制器308可以工作於模擬調光模式，並且通過調整參考信號REF來調整LED鏈312的電能。在一個實施例中，如果埠 SEL通過電阻R4連接到地(圖4中所示)，且R4具有一個預設的阻值，那麼埠 SEL上的電壓大於O。該控制電路斷開開關540，接通開關541和542。從而調光控制器308工作於脈衝調光模式，並通過調整脈衝寬度調製信號PWMl的佔空比來調整LED鏈312的電能。換言之，通過控制開關540，541，542的導通狀態，可以選擇不同的調光模式。而開關540，541，542的導通狀態由埠 SEL上的電壓決定。脈衝信號產生器504通過埠 RT以及電阻R7連接到地，產生用於接通開關Q16的脈衝信號536。脈衝信號產生器504可以有不同的結構，並不限於圖5中所示的結構。在脈衝信號產生器504中，運算放大器510的同相端接收預設電壓VI，因此運算放大器510的反向端電壓也為VI。電流IRT通過埠 RT和電阻R7流到地。流經金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET) 514和金屬氧化物半導體場效應電晶體515的電流Il與電流IRT具有同樣的大小。金屬氧化物半導體場效應電晶體514和金屬氧化物半導體場效應電晶體512構成電流鏡，因此流經金屬氧化物半導體場效應電晶體512的電流12也與電流IRT具有相同的大小。比較器516的輸出和比較器518的輸出分別與SR觸發器520的S輸入端和R輸入端相連。比較器516的反向端接收預設電壓V2。比較器518的同相端接收預設電壓V3。在一個實施例中，V2大於V3且V3大於O。電容C4連接於金屬氧化物半導體場效應電晶體512和地之間，一端與比較器516同相端和比較器518反向端之間的節點相連。SR觸發器520的Q輸出端與開關Q15相連，同時也與SR觸發器522的S輸入端相連。開關Q15與電容C4並聯。開關Q15的導通狀態由SR觸發器520的Q輸出端決定。電容C4兩端的初始電壓近似為0，小於V3。因此SR觸發器520的R輸入端接收比較器518輸出的數位訊號I。SR觸發器520的Q輸出端被置為數位訊號0,從而斷開開關Q15。當開關Q15斷開，電容C4在電流12的作用下充電，因此電容C4兩端的電壓升高。當C4兩端電壓大於V2，SR觸發器520的S輸入端接收 比較器516輸出的數位訊號I。SR觸發器520的Q輸出端被置為數位訊號1，從而接通開關Q15。當開關Q15接通，電容C4通過開關Q15放電，從而兩端的電壓降低。當電容C4兩端的電壓下降到V3，比較器518輸出數位訊號1，SR觸發器520的Q輸出端被置為數位訊號0，從而斷開開關Q15。此後電容C4在電流12的作用下又進行充電。如前所述，脈衝信號產生器504在SR觸發器520的Q輸出端產生脈衝信號536，該脈衝信號536包含有一系列的脈衝。脈衝信號536被傳送至SR觸發器522的S輸入端。觸發監測單元506通過埠 CLK監測電源開關304的動作。如果電源開關304的動作在埠 CLK被監測到，觸發監測單元506產生一個驅動信號以驅動計數器526。在一個實施例中，當電源開關304被接通，埠 CLK上的電壓上升，該電壓等於電阻R6(圖4所示)兩端的電壓。當電源開關304被斷開，埠 CLK上的電壓下降到O。因此，指示電源開關304動作的開關監測信號可以在埠 CLK被監測到。在一個實施例中，當一個斷開動作在埠 CLK被監測到時，觸發監測單元506產生驅動信號。觸發監測單元506還通過埠 HV_GATE控制開關Q27的導通狀態。當電源開關304被接通，齊納二極體ZDl兩端的擊穿電壓通過電阻R3施加至開關Q27，從而接通開關Q27。觸發監測單元506可以將埠 HV_GATE的電壓下拉到0從而斷開開關Q27。在一個實施例中，當埠 CLK上監測到電源開關304的斷開動作，觸發監測單元506就斷開開關Q27。當埠 CLK上監測到電源開關304的接通動作，觸發監測單元506就接通開關Q27。在一個實施例中，調光器502包含與觸發監測單元506相連的計數器526，用於對電源開關304的動作進行計數。調光器502還包括與計數器526相連的數模轉換器528，以及與數模轉換器528相連的脈衝寬度調製信號產生器530。計數器526由觸發監測單元506產生的驅動信號所驅動。具體來講，當電源開關304斷開，觸發監測單元506在埠 CLK上監測到一個下降沿，從而產生一個驅動信號。計數器526的計數值在該驅動信號的作用下遞增(比如加I)。數模轉換器528從計數器526中讀取計數值，並根據計數值產生調光信號(該調光信號可以是控制信號538或參考信號REF)。調光信號可以用來調整電力轉換器310的目標電能值，從而調整LED鏈312的亮度。在脈衝調光模式下，開關540斷開，開關541和542接通。比較器534的反向端接收參考信號REF1。REFl是具有預設電壓值的直流信號。REFl的電壓決定了 LED鏈312的電流峰值，從而也決定了 LED鏈312的最大亮度。在這種脈衝調光模式下，調光信號即施加於脈衝寬度調製信號產生器530上的控制信號538，該控制信號538可以調整脈衝寬度調製信號PWMl的佔空比。通過調整PWMl的佔空比，使得LED鏈312的亮度等於或低於REFl決定的最大亮度。如，如果PWMl的佔空比為100%，則LED鏈312具有最大亮度。如果PWMl的佔空比小於100%，則LED鏈312的亮度低於最大亮度。在模擬調光模式下，開關540接通，開關541和542斷開。在這種模擬調光模式下，調光信號即參考信號REF。該參考信號REF是一個模擬信號，具有可調節的電壓。數模轉換器528根據計數器526的計數值調整REF的電壓。REF的電壓決定了 LED鏈312的電流峰值，從而也決定了 LED鏈312的電流的平均值。因此，通過調整REF，LED鏈312的亮度可以得到相應地調整。
在一個實施例中，計數器的計數值增加使得數模轉換器528調低REF的電壓。比如，如果計數值為0，則數模轉換器528調整REF的電壓為V4。如果觸發監測單元506在埠 CLK監測到電源開關304的斷開動作從而使得計數值增加到1，則數模轉換器528調整REF的電壓為V5，且V5小於V4。在另一個實施例中，計數器的計數值增加使得數模轉換器528調高REF的電壓。在一個實施例中，當計數器526的計數值達到最大值時，計數值被重新置為O。如果計數器526是一個2位計數器，計數值將從0開始依次增加到1，2，3，然後在第四個斷開操作後回到O。對應地，LED鏈312的亮度從第一級被依次調整到第二級，第三級，第四級，然後又回到第一級。比較器534的反向端可以選擇性的接收參考信號REF或是參考信號REFl。在模擬調光模式下，比較器534的反向端通過開關540接收參考信號REF。在脈衝調光模式下，比較器534的反向端通過開關541接收參考信號REFl。比較器534的同相端通過埠 MON與電流監測電阻R5相連，以接收來自電流監測電阻R5的電流監測信號SEN。電流監測信號SEN的電壓代表當開關Q27和Q16打開時流經LED鏈312的電流大小。比較器534的輸出端與SR觸發器522的R輸入端相連。SR觸發器522的Q輸出端和與門524相連。脈衝寬度調製信號產生器530產生的脈衝寬度調製信號PWMl施加至與門524。與門524輸出控制信號，通過埠 CTRL控制Q16。如果選擇了模擬調光模式，開關540接通，開關541和542斷開。開關Q16由SR觸發器522控制。當電源開關304接通，齊納二極體ZDl兩端的擊穿電壓使得開關Q27接通。在脈衝信號產生器504產生的脈衝信號536的作用下，SR觸發器522在Q輸出端產生數位訊號1，使得開關Q16接通。電流流經電感LI，LED鏈312，開關Q27，開關Q16，電流監測電阻R5到地。因為電感LI阻止電流的跳變，該電流會逐漸增大。電流監測電阻R5兩端的電壓(即電流監測信號SEN的電壓)會隨之增大。當SEN的電壓大於參考信號REF的電壓，比較器534輸出數位訊號I到SR觸發器522的R輸入端，從而SR觸發器522輸出數位訊號0，使得開關Q16斷開。開關Q16斷開後，電感LI放電以對LED鏈312供電。流經電感LI，LED鏈312和二極體D4的電流逐漸減小。當SR觸發器522在S輸入端接收到一個脈衝時，開關Q16接通，LED鏈312的電流通過電流監測電阻R5流到地。當電流監測信號SEN的電壓大於參考信號REF的電壓，開關Q16再次被SR觸發器522斷開。如上所述，參考信號REF決定了流經LED鏈312電流的峰值，也即決定了 LED鏈312的亮度。通過調整REF，LED鏈312的亮度得以相應地調整。在模擬調光模式下，如果電源開關304被斷開，電容ClO (圖4所示)放電以對調光控制器308供電。當觸發監測單元506在埠 CLK監測到電源開關304的斷開動作時，計數器526的計數值加I。電源開關304的斷開動作使得觸發監測單元506斷開開關Q27。計數值的改變使得數模轉換器528把參考信號REF的電壓從第一電壓值調整到第二電壓值。因此，當電源開關304再次接通時，LED鏈312的亮度因為參考信號REF的調整而得以調整。如果選擇脈衝調光模式，開關540斷開，開關541和542接通。比較器534的反向端接收具有預設電壓值的參考信號REFl。開關Q16由SR觸發器522和脈衝寬度調製信號PWMl通過與門524共同控制。參考信號REFl決定了 L ED鏈312的峰值電流，也即決定了LED鏈312的最大亮度。脈衝寬度調製信號PWMl的佔空比決定了開關Q16的接通/斷開時間。脈衝寬度調製信號PWMl為數位訊號I時，開關Q16的導通狀態由SR觸發器522的Q輸出端的輸出決定。當脈衝寬度調製信號PWMl為數位訊號0時，開關Q16斷開。通過調整脈衝寬度調製信號PWMl的佔空比，可以相應的調整LED鏈312的電能。所以，參考信號REFl和脈衝寬度調製信號PWMl共同決定LED鏈312的亮度。在脈衝調光模式下，當電源開關304斷開，該斷開操作在埠 CLK被觸發監測單元506監測到。觸發監測單元506斷開Q27並產生驅動信號。在驅動信號的作用下，計數器526的計數值增加(比如加I)。數模轉換器528產生控制信號538，使得脈衝寬度調製信號PWMl的佔空比從第一級變為第二級。因此，當電源開關304再次接通，LED鏈312的亮度將以目標亮度值為目標進行調整。而該目標亮度值由參考信號REFl和脈衝寬度調製信號PWMl共同決定。圖6所示為模擬調光模式下的信號波形示意圖。其中包括流經LED鏈312的電流602，脈衝信號536，SR觸發器522的輸出V522，與門524的輸出V524，以及開關Q16的接通/斷開狀態。圖6將結合圖4和圖5進行描述。脈衝信號產生器504產生脈衝信號536。在脈衝信號536每個脈衝的作用下，SR觸發器522在Q輸出端產生數位訊號I。而SR觸發器522在Q輸出端產生數位訊號I會使得開關Q16接通。當開關Q16接通，電感LI充電，電流602增大。當電流602達到峰值Imax,也即電流監測信號SEN的電壓與參考信號REF的電壓相等時，比較器534輸出數位訊號I至SR觸發器522的R輸入端，使得SR觸發器522在Q輸出端輸出數位訊號O。SR觸發器522在Q輸出端輸出數位訊號0會使得開關Q16斷開，而電感LI放電為LED鏈312供電，且電流602減小。在模擬調光模式下，通過調整參考信號REF，流經LED鏈312的平均電流值得到相應地調整，從而LED鏈312的亮度也得到調整。圖7所示為脈衝調光模式下的信號波形示意圖。其中包括流經LED鏈312的電流602，脈衝信號536，SR觸發器522的輸出V522，與門524的輸出V524，開關Q16的接通/斷開狀態以及脈衝寬度調製信號PWM1。圖7將結合圖4和圖5進行描述。當PWMl為數位訊號I時，流經LED鏈312的電流602，脈衝信號536，V522, V524和開關Q16的接通/斷開狀態之間的相互關係與圖6相似。當PWMl為數位訊號0時，與門524的輸出變為數位訊號O。從而使得開關Q16斷開而電流602減小。如果PWMl保持數位訊號0的狀態足夠久，電流602會減小到O。在脈衝調光模式下，通過調整PWMl的佔空比，流經LED鏈312的平均電流值得到相應的調整，從而LED鏈312的亮度也得到調整。圖8所示為根據本發明一個實施例的光源驅動電路的操作示意圖。圖8將結合圖5進行描述。在圖8所示的例子裡，每當觸發監測單元506監測到電源開關304的斷開動作，計數器526的計數值就會加I。計數器526是一個兩位計數器，最大計數值為3。在模擬調光模式下，數模轉換器528從計數器526中讀取計數值。計數值的增加使得數模轉換器528調低參考信號REF的電 壓。參考信號REF的電壓決定了 LED鏈312電流的峰值Imax，也即決定了 LED鏈312電流的平均值。在脈衝調光模式下，數模轉換器528從計數器526中讀取計數值。計數值的增加使得數模轉換器528調低脈衝寬度調製信號PWMl的佔空比(比如每次調低25% )。計數器526在達到最大計數值(如3)後被重置。圖9所示為根據本發明一個實施例的對光源進行電能控制的方法流程圖。圖9將結合圖4和圖5進行描述。在步驟902中，電力轉換器(如電力轉換器310)提供的調節後的電能對光源(如LED鏈312)進行供電。在步驟904中，接收開關監測信號(比如由調光控制器308接收)。該開關監測信號指示位於電源和交流/直流轉換器之間的電源開關(如電源開關304)的動作。在步驟906中，根據開關監測信號產生調光信號。 在步驟908中，根據所述調光信號控制與光源串聯的開關(如開關Q16)，以調整電力轉換器提供的調節後的電能。在一個採用模擬調光模式的實施例中，通過比較調光信號和代表光源電流大小的電流監測信號來調整電力轉換器提供的調節後的電能。在另一個採用脈衝調光模式的實施例中，通過用所述調光信號控制一個脈衝寬度調製信號的佔空比來調整電力轉換器提供的調節後的電能。如前所述，本發明披露了一種光源驅動電路，該光源驅動電路根據指示電源開關(如固定在牆上的電源開關)動作的開關監測信號來調整光源的電能。該光源的電能由電力轉換器提供，並由調光控制器通過控制與光源串聯的開關來進行調整。使用者可以通過對普通電源開關的動作(如斷開動作)來調節光源的亮度，而不必使用額外的器件(如專門設計的具有調光按鈕的開關)，從而節省成本。圖10所示為根據本發明另一個實施例的光源驅動電路1000的電路圖。圖10將結合圖3進行描述。圖10中與圖3及圖4編號相同的部件具有類似的功能。光源驅動電路1000包括與電源和LED鏈312相連的電力轉換器310，用於接收來自電源的電能並為LED鏈312提供調節後的電能。調光控制器1008通過監測埠 CLK上的電壓來監測位於電源和光源驅動電路1000之間的電源開關304的動作。調光控制器1008通過埠 CLK接收調光請求信號和調光終止信號。該調光請求信號指示電源開關304的第一組動作，該調光終止信號指示電源開關304的第二組動作。如果接收到調光請求信號，調光控制器1008連續調整電力轉換器310輸出的調節後的電能。如果接收到調光終止信號，調光控制器1008停止調整電力轉換器310輸出的調節後的電能。換言之，如果監測到電源開關304的第一組動作，調光控制器1008開始連續調整電力轉換器310輸出的調節後的電能，直到監測到電源開關304的第二組動作。在一個實施例中，調光控制器1008通過控制與LED鏈312串聯的控制開關Q16來調整電力轉換器310輸出的調節後的電能。
圖11所示為圖10中調光控制器1008的結構示意圖，圖11將結合圖10進行描述。圖11中與圖4、圖5及圖10編號相同的部件具有類似的功能。在圖11的例子中，調光控制器1008的結構與圖5中調光控制器308的結構類似。不同之處在於調光器1102和觸發監測單元1106。在圖11中，觸發監測單元1106通過埠CLK接收調光請求信號和調光終止信號，並產生信號EN來啟動或關閉時鐘產生器1104。觸發監測單元1106還控制與LED鏈312相連的開關Q27的導通狀態。模擬調光模式下，調光器1102產生參考信號REF來調整LED鏈312的電能。脈衝調光模式下，調光器1102產生控制信號538來調整脈衝寬度調製信號PWMl的佔空比，從而調整LED鏈312的電能。在圖11的例子中，調光器1102包括與觸發監測單元1106相連的用於產生時鐘信號的時鐘產生器1104，由時鐘信號 驅動的計數器1126，以及與計數器1126相連的數模轉換器528。調光器1102還進一步包括與數模轉換器528相連的脈衝寬度調製信號產生器530。當電源開關304接通或斷開，觸發監測單元1106能夠在埠 CLK分別監測到電壓上升沿或者下降沿。比如，當電源開關304斷開，電容ClO放電為調光控制器1008供電。電阻R6兩端的電壓下降到0，從而觸發監測單元1106可以在埠 CLK上監測到一個電壓下降沿。類似的，當電源開關304接通，電阻R6兩端的電壓上升至一個預設的電壓，從而觸發監測單元1106可以在埠 CLK上監測到一個電壓上升沿。如前所述，通過監測埠 CLK上的電壓，觸發監測單元1106可以監測到電源開關304的動作，如接通動作或斷開動作。在一個實施例中，當電源開關304的第一組動作被監測到時，也就是觸發監測單元1106通過埠 CLK接收到調光請求信號。當電源開關304的第二組動作被監測到時，也就是觸發監測單元1106通過埠 CLK接收到調光終止信號。在一個實施例中，電源開關304的第一組動作包括第一個斷開動作和其後的第一個接通動作。在一個實施例中，電源開關304的第二組動作包括第二個斷開動作和其後的第二個接通動作。如果觸發監測單元1106接收到調光請求信號，調光控制器1008開始連續調整電力轉換器310輸出的調節後的電能。在模擬調光模式下，調光控制器1008通過調整參考信號REF的電壓來調整電力轉換器310輸出的調節後的電能。在脈衝調光模式下，調光控制器1008通過調整脈衝寬度調製信號PWMl的佔空比來調整電力轉換器310輸出的調節後的電能。如果觸發監測單元1106接收到調光終止信號，調光控制器1008停止調整電力轉換器310輸出的調節後的電能。圖12所示為根據本發明另一個實施例的光源驅動電路的操作示意圖，該光源驅動電路包含有圖11中所示的調光控制器1008。圖12將結合圖10以及圖11進行描述。假設初始時刻電源開關304斷開。當電源開關304被使用者接通，電力轉換器310為LED鏈312供電，LED鏈312具有一個初始亮度。在模擬調光模式下，該初始亮度由參考信號REF的初始電壓決定。在脈衝調光模式下，該初始亮度由脈衝寬度調製信號PWMl的初始佔空比(比如100%的佔空比)決定。參考信號REF和脈衝寬度調製信號PWMl由數模轉換器528根據計數器1126的計數值產生。因此，REF的初始電壓和PWMl的初始佔空比由計數器1126的初始計數值(比如0)決定。為了調整LED鏈312的亮度，使用者可以對電源開關304施以第一組動作。在第一組動作的作用下產生調光請求信號。在一個實施例中，第一組動作包括第一個斷開動作和其後的第一個接通動作。其產生的結果是，觸發監測單元1106在埠 CLK監測到電壓下降沿1204和其後的電壓上升沿1206。響應於調光請求信號，觸發監測單元1106產生具有高電平的EN信號，從而啟動時鐘產生器1104以產生時鐘信號。由時鐘信號驅動的計數器1126響應於時鐘信號的每個時鐘脈衝改變其計數值。在圖12的例子中，計數值在時鐘信號的作用下遞增。在一個實施例中，當計數器1126達到其預設的最大計數值後，計數值被重置為O。在另一個實施例中，計數值遞增直到計數器1126達到預設最大計數值，然後計數值遞減直到計數器1126達到預設最小計數值。在模擬調光模式下，數模 轉換器528從計數器1126中讀取計數值，並響應於計數值的遞增調低參考信號REF的電壓。在脈衝調光模式下，數模轉換器528從計數器1126中讀取計數值，並隨著計數值的遞增逐漸調低脈衝寬度調製信號PWMl的佔空比(比如每次調低10%)。因為電力轉換器310輸出的調節後的電能由參考信號REF的電壓決定(模擬調光模式下)或是由脈衝寬度調製信號PWMl的佔空比決定(脈衝調光模式下)，所以LED鏈312的亮度可以得到相應的調整。一旦LED鏈312達到期望的亮度，使用者通過對電源開關304施以第二組動作來終止亮度調整。在第二組動作的作用下產生調光終止信號。在一個實施例中，第二組動作包括第二個斷開動作和其後的第二個接通動作。其產生的結果是，觸發監測單元1106在埠 CLK監測到電壓下降沿1208和其後的電壓上升沿1210。在調光終止信號的作用下，觸發監測單元1106產生具有低電平的EN信號，從而關閉時鐘產生器1104。由時鐘信號驅動的計數器1126保持其計數值不變。在模擬調光模式下，參考信號REF的電壓將保持不變。在脈衝調光模式下，脈衝寬度調製信號PWMl的佔空比將保持不變。因此，LED鏈312將保持該期望的亮度不變。圖13所示為根據本發明另一個實施例的對光源進行電能控制的方法流程圖1300。圖13將結合圖10以及圖11進行描述。在步驟1302中，用電力轉換器(如電力轉換器310)輸出的調節後的電能對光源(比如LED鏈312)進行供電。在步驟1304中，接收調光請求信號(比如由調光控制器1008接收)。該調光請求信號指示連接於所述電源和所述電力轉換器之間的電源開關(如電源開關304)的第一組動作。在一個實施例中，電源開關的第一組動作包括第一個斷開動作和其後的第一個接通動作。在步驟1306中，連續調整電力轉換器輸出的調節後的電能(比如利用調光控制器1008進行調整)。在一個實施例中，啟動時鐘產生器1104來驅動計數器1126。根據計數器1126的計數值產生調光信號(如控制信號538或參考信號REF)。在模擬調光模式下，通過比較參考信號REF和指示流經光源的電流大小的電流監測信號來調整所述電力轉換器輸出的調節後的電能。REF的電壓由計數值決定。在脈衝調光模式下，通過控制信號538調整脈衝寬度調製信號PWMl的佔空比來調整所述電力轉換器輸出的調節後的電能。PWMl的佔空比由計數值決定。在步驟1308中，接收調光終止信號(比如由調光控制器1008接收)。該調光終止信號指示連接於所述電源和所述電力轉換器之間的電源開關(如電源開關304)的第二組動作。在一個實施例中，電源開關的第二組動作包括第二個斷開動作和其後的第二個接通動作。在步驟1310中，如果接收到調光終止信號，則停止調整所述電力轉換器輸出的調節後的電能。在一個實施例中，關閉時鐘產生器1104以使得計數器1126保持其計數值不變。其產生的結果是，在模擬調光模式下，參考信號REF的電壓保持不變；在脈衝調光模式下，脈衝寬度調製信號PWMl的佔空比保持不變。因此，光源能夠保持期望的亮度。如前所述，本發明披露了一種光源驅動電路。如果接收到調光請求信號，該光源驅動電路將自動且連續地調整光源的電能。如果接收到調光終止信號，該光源驅動電路將停止調整光源的電能。使用者可以通過對電源開關(如固定在牆上的電源開關)施以第一組動作來開始亮度調整過程。在亮度調整過程中， 光源的亮度逐步遞增或遞減。如果獲得了期望的亮度，使用者通過對電源開關施以第二組動作來終止亮度調整過程。使用者不必使用額外的器件(如外置的調光器或是專門設計的具有調光按鈕的開關)來進行亮度調節，從而節省成本。圖14A所示為根據本發明一個實施例的光源驅動系統1400的電路圖。圖14A將結合圖10進行描述。圖14A中與圖10中編號相同的部件具有類似的功能，為簡明起見在此不做重複描述。在一個實施例中，驅動系統1400通過電源開關304接收交流電源，並為LED光源提供調節後的電能。電源開關304可為固定在牆上的電源開關。圖14B所示為電源開關304的一個實施例。通過將電源開關304的元件1480置於「開」位置或「關」位置，用戶可控制電源開關304導通或斷開。如圖14A所示，驅動系統1400包括調光控制器1408和電源轉換電路，如交流/直流轉換器306及直流/直流轉換器1410。電源轉換電路通過電源開關304接收交流信號，如由交流電源提供的交流輸入電壓Vin，並為LED光源1412提供調節後的電能，如調節後的電流Ireg。如圖14A所示，LED光源1412包括LED鏈。更詳細地說，電源轉換電路中的交流/直流轉換器306接收交流電源(如交流輸入電壓Vin)，並將交流電能轉換成直流電能(如直流輸出電壓Vout)。電源轉換電路中的直流/直流轉換器1410根據調光信號(如圖15所示的參考信號REF或脈衝寬度調製信號PWM1)控制控制開關Q16，從而將直流電能(如直流輸出電壓Vout)轉換成調節後的電能(如調節後的電流Ireg)。控制開關Q16可通過直流/直流轉換器1410與LED光源串聯耦合。調光控制器1408產生調光信號並根據該調光信號控制LED光源1412的調光。調光控制器1408根據電源開關304的一組動作產生調光信號，並通過對波形(如正弦全波、正弦半波或交流輸入電壓Vin的周期)的計數來調整調光信號。在本文中，以交流輸入電壓Vin為正弦信號進行說明，但本發明並不限於正弦交流信號。例如，交流/直流轉換器306的全橋電路(如包括二極體Dl、D2、D7和D8)接收來自交流電源的交流輸入電壓Vin，並在濾波電容C9上產生正弦半波(如只有一種極性)，從而濾波電容C9可向直流/直流轉換器1410提供直流輸出電壓Vout。包括電阻R3及R6的電阻分壓器提供調光請求信號或調光終止信號，該調光請求信號或調光終止信號代表電源開關304的一系列動作。與圖10中描述的電源開關304的動作相似，圖14A中電源開關304的動作包括斷開電源開關304，並在關斷後的預定時間段AT內(如2秒內)接通電源開關304。響應於調光請求信號，調光控制器1408可使能LED光源1412的調光過程。響應於調光終止信號，調光控制器1408可終止LED光源1412的調光過程。此外，電源開關304導通時，電阻分壓器向調光控制器1408提供周期信號1454。例如，該周期信號1454是正弦半波，其對應於交流輸入電壓Vin的正弦全波。如圖14A所示，直流/直流轉換器1410為降壓轉換器，且包括控制開關Q16、二極體1414、電流監測器1428(如電阻)、電磁耦合的電感LI及L2，及電容1424。在一個實施例中，控制開關Q16可集成於調光控制器1408內部。電感L1、L2連接至一個公共節點(如公共節點1433)。儘管圖14A所示公共節點1433位於電阻1428及電感LI間，但在另一個實施例中，公共節點1433也可位於控制開關Q16及電阻1428間。公共節點1433為調光控制器1408提供參考地。在一個實施例中，調光 控制器1408的參考地不同於驅動系統1400的地。通過接通和斷開控制開關Q16，可調整流經電感LI的調節後的電流Ireg，從而調節提供給LED光源1412的電能。電容1424吸收調節後的電流Ireg上的紋波，以使流經LED光源1412的電流平穩且基本等於調節後的電流Ireg的平均值。此外，電感L2監測電感LI的狀況，例如，流經電感LI的電流是否降至一個預設最低值。電感L2還產生代表電感LI狀況的監測信號AUX。電阻1428的一端與開關Q16和二極體1414陰極之間的節點相連，另一端與電感LI相連。電阻1428提供電流監控信號SEN，該電流監控信號SEN代表流經電感LI的調節後的電流Ireg。如圖14A所示，調光控制器1408的埠包括CLK，Z⑶，GND，CTRL,VDD, MON, COMP及FB。埠 Z⑶與電感L2耦合且接收監測信號AUX。埠 MON與電阻1428耦合，用於接收電流監控信號SEN。埠 COMP通過電容與調光控制器1408的參考地耦合且向調光控制器1408提供補償電壓REF2 (圖15所示)。埠 FB接收監控信號AVG，該監控信號AVG代表流經電感LI的電流Ireg的平均值。埠 CLK監控電源開關304，如監控電源開關304的狀態是導通還是斷開。當電源開關304導通時，如圖14A所示，埠 CLK還接收代表交流輸入電壓Vin的正弦波的周期信號1454。在另一實施例中，調光控制器1408包括不同的埠，以分別監控電源開關304和接收周期信號1454。控制埠 CTRL與控制開關Q16耦合，並產生驅動信號CTRL，如脈衝寬度調製信號，以控制控制開關Q16，從而控制LED光源1412的調光。調光控制器1408基於電源開關304的動作、周期信號1454、監測信號AUX及監控信號SEN及AVG產生驅動信號CTRL。此外，埠 VDD可接收來自交流/直流轉換器306或電感L2的電能。埠 GND與調光控制器1408的參考地耦合。更詳細地，在一個實施例中，電源開關304處於導通狀態。在操作中，當開關Q16導通時，電流Ireg經開關Q16、電阻1428、電感LI及LED光源1412，流向驅動系統1400的地，且電流Ireg增加。當開關Q16斷開時，電流Ireg繼續流經電阻1428、電感L1、LED光源1412及二極體1414，且電流Ireg減小。在一個實施例中，若監控信號SEN顯示電流Ireg增至最高值Imax，則調光控制器1408關斷開關Q16以減小電流Ireg。若監測信號AUX顯示電流Ireg降至預設最低值，則調光控制器1408接通開關Q16以增大電流Ireg。因此，電流Ireg的調節範圍為預設最低值至最高值Imax。在一個實施例中，最高值Imax可調節。例如，若監控信號AVG顯示電流Ireg的平均值低於預設值，則調光控制器1408增大最高值Imax以增大電流Ireg的平均值。若監控信號AVG顯示電流Ireg的平均值高於預設值,則調光控制器1408減小最高值Imax以減小電流Ireg的平均值。因此，可調節流經LED光源1412的電流至預設值。換言之，可調節LED光源1412的亮度至相應的預設值。更進一步地，在一個實施例中，用戶可控制電源開關304以控制LED光源1412的調光，如控制LED光源的亮度的預設值。更詳細地，用戶可在電源開關304上進行一系列動作。調光控制器1408根據電源開關304的動作產生驅動信號CTRL。例如，當用戶首次接通電源開關304時，調光控制器1408產生獨立於調光信號(如參考信號REF或脈衝寬度調製信號PWM1)的驅動信號CTRL，並控制LED光源1412的亮度至預設值，如最高值。之後，若用戶斷開電源開關304並在斷開後的預定時間段AT內再次接通電源開關304，調光控制器1408產生調光信號以控制驅動信號CTRL。調光控制器1408還通過對交流輸入電壓Vin的波形進行計數，來調節調光信號及驅動信號CTRL，從而控制LED光源1412的調光，例如調整調節後的電流Ireg。在一個實施例中，調光控制器1408通過對周期信號1454的周期進行計數，從而實現對交流輸入電壓Vin的半波進行計數。在另一實施例中，調光控制器1408直接或間接接收交流輸入電壓Vin,並對 交流輸入電壓Vin的半波或全波進行計數。圖15所示為本發明一實施例的圖14A中的調光控制器1408的結構示意圖。圖15將結合圖11及圖14A進行描述。圖15與圖11及圖14A中編號相同的部件具有相似功能，為簡明起見在此不做重複描述。如圖15所示，調光控制器1408包括觸發監測單元1506、調光器1502及驅動信號產生電路。該驅動信號產生電路包括誤差放大器1550、比較器534、SR觸發器522、與門524以及觸發電路1508。觸發監測單元1506可通過埠 CLK監控電源開關304的動作，並響應於檢測到的電源開關304的一系列動作產生脈衝信號TRIG。在一個實施例中，電源開關304的一系列動作包括斷開電源開關304並在斷開後的預定時間段AT內接通電源開關304。若電源開關304執行該系列動作，觸發監測單元1506可在埠 CLK檢測到一個電壓下降沿以及其後的一個電壓上升沿。調光器1502可根據脈衝信號TRIG對交流輸入電壓Vin的波形進行計數，如調光器1502通過對周期信號1454進行計數從而對交流輸入電壓Vin的波形進行計數。例如，觸發監測單元1506可產生脈衝信號TRIG，以使能或禁止對周期信號1454的計數。調光器1502包括數模轉換器528及脈衝寬度調製信號產生器530，還包括調光指示器1526及時鐘產生器1504。在一個實施例中，時鐘產生器1504接收周期信號1454並產生代表周期信號1454的時鐘信號1544。例如，時鐘產生器1504可在周期信號1454的每個周期內產生一個脈衝。調光指示器1526通過對時鐘信號1544的脈衝計數實現對交流輸入電壓Vin的波形的計數。在一個實施例中，調光指示器1526還根據交流輸入電壓Vin的波形的計數結果產生代表調光值的數字輸出信號1548。例如，若交流輸入電壓Vin的波形的計數結果超過預設值，則調光指示器1526將代表調光值的數字輸出信號1548增加I並重新計數。若數字輸出信號1548增加，數模轉換器528可增加調光信號。調光信號包括參考信號REF或脈衝寬度調製信號PWMl。也就是說，數模轉換器528增加參考信號REF的電壓或增加脈衝寬度調製信號PWMl的佔空比；若數字輸出信號1548減小，數模轉換器528可減小調光信號。因此，調光器1502可通過對交流輸入電壓Vin的波形的計數來調節調光信號以調節驅動信號CTRL。觸發電路1508與調光控制器1408的埠 Z⑶耦合。在一個實施例中，若埠 Z⑶檢測到調節後的電流Ireg減小至預設最低值，如0A，則觸發電路1508產生脈衝信號1536，如邏輯高電平，從而將觸發器522的Q輸出端設置為邏輯高電平，以接通開關Q16。此外，若調光控制器1408的埠 MON接收到的電流監控信號SEN增至可調節的最高值，如補償電壓REF2，則比較器534輸出邏輯高電平，以重置觸發器522的Q輸出端至邏輯低電平，從而斷開開關Q16。因此，調節後的電流Ireg可在預設最低值(如OA)至補償電壓REF2決定的最高值的範圍內進行調節。在模擬調光模式中，調光控制器1408通過比較參考信號REF與指示流經LED光源1412的電流的監控信號AVG來控制LED光源1412的調光。更詳細地，誤差放大器1550比較參考信號REF與監控信號AVG。在一個實施例中，若監控信號AVG小於參考信號REF，誤差放大器1550增大補償電壓REF2 ;若監控信號AVG大於參考信號REF，誤差放大器1550減小補償電壓REF2。因此，流經LED光源1412的電流可調節至參考信號REF決定的電流大小。相應地，參考信號REF可調節LED光源1412的亮度。在脈衝調光模式中，調光控制器1408根據觸發器522的Q輸出端的輸出信號(如脈衝寬度調製信號)和脈衝寬度調製信號PWMl控制LED光源1412的調光。更詳細地，當脈衝寬度調製信號PWMl為邏輯高電平時，觸發器522的Q輸出端的輸出信號調整調節後的電流Ireg，且調節後的電流Ireg的平均值取決於參考信號REFl。當脈衝寬度調製信號PWMl為邏輯低電平時，驅動信號CTRL為邏輯低電平，使得控制開關Q16斷開。因此，若增大脈衝寬度調製信號PWMl的佔空比，LED光源1412的亮度增強；若減小脈衝寬度調製信號PWMl的佔空比，LED光源1412的亮度減弱。圖16所不為本發明一實施例的圖15中調光器1502的結構不意圖。圖16將結合圖15進行描述。如圖16所示，時鐘產生器1504包括比較器，調光指示器1526包括時鐘計數器。脈衝寬度調製信號產生器530包括鋸齒波產生器及比較器。時鐘產生器1504比較代表交流輸入電壓Vin的周期信號1454與參考電壓Vref以產生時鐘信號1544。在一個實施例中，時鐘信號1544的每個脈衝響應於周期信號1454的一個周期。例如，若交流輸入電壓Vin的頻率為50Hz，則周期信號1454的頻率為100Hz，且時鐘信號1544的頻率也為100Hz。在一個實施例中，若交流輸入電壓Vin的波形的計數結果超過預設值(如100)，則調光指示器1526將代表調光值的數字輸出信號1548增加一個預設量(如I)並重新計數。因此，數模轉換器528可將調光信號(如參考信號REF或脈 衝寬度調製信號PWMl的佔空比)從第一預設值調整至第二預設值。在一個實施例中，調光值可每秒增加1，因此LED光源1412的亮度也可每秒增加一個預設量。回至圖15，結合圖16描述圖15。在操作中，當用戶初次接通電源開關304時，調光指不器1526可將數字輸出信號1548設為預設調光值,如最大調光值。例如，在模擬調光模式中，預設參考信號REF為最大值，如等於參考信號REF1。在另一個實施例中，在脈衝調光模式中，預設脈衝寬度調製信號PWMl的佔空比為100%。因此，圖14A中的LED光源1412可發出最大光強/亮度。若用戶斷開電源開關304並在斷開後的預定時間段A T內再次接通電源開關304，則觸發監測單元1506在埠 CLK檢測到一個電壓下降沿及其後的一個電壓上升沿。因此，觸發監測單元1506基於電源開關304的動作產生第一脈衝。第一脈衝可使能對交流輸入電壓Vin的波形的計數，從而調節調光信號，如參考信號REF或脈衝寬度調製信號PWMl。在一個實施例中，響應於第一脈衝，調光指示器1526可使數字輸出信號1548從最低調光值開始增加，且LED光源1412的亮度從相應的最低光強/亮度開始增加。當調光信號調節到期望水平(如LED光源1412的亮度調節到期望的光強/亮度)時，用戶可斷開電源開關304並在斷開後的預定時間AT內再次接通電源開關304。相應地，觸發監測單元1506基於電源開關304的動作產生第二脈衝。第二脈衝可禁止對交流輸入電壓Vin的波形進行計數。因此，調光指示器1526使調光信號保持在期望水平，從而使LED光源1412的亮度保持在期
望光強/亮度。更進一步地，若用戶斷開電源開關304並在斷開後的預定時間段AT內再次接通電源開關304，調光指示器1526可重新對時鐘信號1544進行計數，並使數字輸出信號1548再次從最低調光值開始增加。然而，在一個實施例中，若數字輸出信號1548到達最大調光值，調光指示器1526可停止對時鐘信號1544進行計數，並使數字輸出信號1548保持為最大調光值，從而，LED光源1412的亮度也保持在最大光強/亮度。之後，若用戶斷開電源開關304並在斷開後的預定時間段AT內再次接通電源開關304，觸發監測單元1506可使調光指示器1526對時鐘信號1544重新進行計數。調光指示器1526可 使數字輸出信號1548再次從最低調光值開始增加。圖17所示為本發明一實施例的圖14A中的光源驅動系統1400的操作示意圖。圖17將結合圖14A、圖15及圖16進行描述。假設電源開關304的初始狀態為斷開。在操作中，初次接通電源開關304 (可由用戶接通)時，在一個實施例中，LED光源1412由直流/直流轉換器1410輸出的調節後的電能供電，並具有初始亮度。在模擬調光模式下，初始亮度可取決於參考信號REF的初始電壓。在脈衝調光模式下，初始亮度可取決於脈衝寬度調製信號PWMl的初始佔空比(如100% )。參考信號REF及脈衝寬度調製信號PWMl可根據調光指示器1526的調光值產生。因此，參考信號REF的初始電壓及脈衝寬度調製信號PWMl的初始佔空比可取決於由調光指示器1526提供的初始調光值(如10)。為調節LED光源1412的亮度，用戶可執行電源開關304的第一組動作。調光請求信號根據檢測到的電源開關304的第一個斷開動作及其後預定時間AT內的第一個接通動作產生。因此，調光控制器1408的埠 CLK可檢測到包括電壓下降沿1704及其後的電壓上升沿1706的調光請求信號。響應於調光請求信號，觸發監測單元1506產生脈衝信號TRIG。因此，調光指示器1526可開始對時鐘信號1544進行計數。如圖17所示，調光指示器1526可使調光值從最低值(如I)開始增加，且響應於時鐘信號1544的三個脈衝，調光指示器1526使調光值增加I。但本發明並不限於此。在另一實施例中，響應於時鐘信號1544的N個脈衝(N為預定數字)，調光指示器1526可使調光值增加2、3或其他數目。在又一實施例中，調光指示器1526可使調光值從預設值(如10)開始減小，且響應於時鐘信號1544的M個脈衝(M為預定數字)，調光指示器1526可使調光值減小I、2或其他數目。在模擬調光模式下，在一個實施例中，數模轉換器528讀取調光指不器1526輸出的調光值，且若調光值增加，則數模轉換器528使參考信號REF的電壓增大。在脈衝調光模式下，在一個實施例中，數模轉換器528讀取調光指不器1526輸出的調光值,且若調光值增力口，則數模轉換器528使脈衝寬度調製信號PWMl的佔空比增大(如每次增加10% )。因此，LED光源1412的亮度可以得到相應地調整。若在調光值到達最大值(如10)之前，LED光源1412的亮度已經達到期望的亮度，則用戶可執行電源開關304的第二組動作，從而終止調節過程。調光終止信號根據檢測到的電源開關304的第二個斷開動作及其後預定時間AT內的第二個接通動作產生。因此，調光控制器1408的埠 CLK可檢測到包括電壓下降沿1708及其後的電壓上升沿1710的調光終止信號。響應於調光終止信號，觸發監測單元1506產生脈衝信號TRIG，使調光指示器1526禁用並使調光指示器1526保持當前的調光值。相應地，在模擬調光模式下，參考信號REF的電壓可保持在期望值。在脈衝調光模式下，脈衝寬度調製信號PWMl的佔空比可保持在期望值。因此，LED光源1412的亮度可保持在期望的亮度。為進一步調節LED光源1412的亮度，用戶可執行電源開關304的第三組動作。調光請求信號根據檢測到的電源開關304的第三個斷開動作及其後預定時間AT內的第三個接通動作產生。因此，調光控制器1408的埠 CLK可檢測到包括電壓下降沿1712及其後的電壓上升沿1714的調光請求信號。相應地，調光控制器1408通過對時鐘信號1544進行計數從而調節調光值，並通過調節調光值，從而調節LED光源1412的亮度。
圖18所示為本發明另一實施例的圖14A中的光源驅動系統1400的操作示意圖。圖18將結合圖14A、圖15、圖16及圖17進行描述。與圖17相似，如圖18所示，假設電源開關304的初始狀態為斷開。在操作中，當初次接通電源開關304(可由用戶接通)時，在一個實施例中，LED光源1412由直流/直流轉換器1410輸出的調節後的電能供電，並產生初始亮度。為調節LED光源1412的亮度，用戶可執行電源開關304的第一組動作。調光請求信號根據檢測到的電源開關304的第一個斷開動作及其後預定時間AT內的第一個接通動作產生。因此，調光控制器1408的埠 CLK可檢測到包括電壓下降沿1804及其後的電壓上升沿1806的調光請求信號。調光控制器1408通過對時鐘信號1544進行計數從而調節調光值，並通過調節調光值，從而調節供給LED光源1412的調節後的電能。如圖18所示，若調光值增至最大值(如10)，則調光指示器1526可使調光值保持為最大值。在另一實施例中，調光值從最大值(如10)開始下降。若調光值降至最小值(如I)，調光指示器1526可使調光值保持為最小值。因此，在模擬調光模式下，參考信號REF的電壓保持在最高值或最低值；在脈衝調光模式下，脈衝寬度調製信號PWMl的佔空比保持為最大佔空比(如100% )或最小佔空比(如10% )。相應地，LED光源1412的亮度保持為最高亮度或最低亮度。用戶可通過執行電源開關304的第二組動作重啟調光過程。調光請求信號根據檢測到的電源開關304的第二個斷開動作及其後預定時間AT內的第二個接通動作產生。因此，調光控制器1408的埠 CLK可檢測到包括電壓下降沿1808及其後的電壓上升沿1810的調光請求信號。調光控制器1408通過對時鐘信號1544進行計數從而調節調光值，並通過調節調光值，從而調節供給LED光源1412的調節後的電能。圖19所示為本發明另一個實施例的LED光源驅動系統1900的電路示意圖。圖19將結合圖10及圖14A進行描述。圖19中與圖10及圖14A中編號相同的部件具有相似功能。與圖14A所示的驅動系統1400類似，驅動系統1900包括調光控制器1908和電源轉換電路，如交流/直流轉換器306及直流/直流轉換器1910。如圖19所示，直流/直流轉換器1910及調光控制器1908與圖10中的電力轉換器310及調光控制器1008具有相似功能。此外，調光控制器1908接收周期信號1454，例如調光控制器1908通過埠 CLK接收周期信號1454，且調光控制器1908通過對周期信號1454的周期進行計數從而實現對交流輸入電壓Vin的正弦波進行計數。調光控制器1908可通過對交流輸入電壓Vin的正弦波的計數來調整供給LED光源1412的調節後的電能Ireg。調節後的電能Ireg的調整過程與對圖14A所描述的調整過程相似。在一個實施例中，控制開關Q16可集成於調光控制器1908內部。
圖20所示為本發明一實施例的圖19中的調光控制器1908的結構示意圖。圖20將結合圖11、圖15及圖19進行描述。圖20中與圖11、圖15及圖19中具有相同編號的部件具有相似功能。如圖20所示，除觸發監測單元1506及調光器1502的結構外，調光控制器1908的結構與圖11中的調光控制器1008的結構相似。圖20中的觸發監測單元1506及調光器1502與圖15中的調光控制器1408中的觸發監測單元1506及調光器1502具有相似功能。圖21所示為本發明再一個實施例的LED光源驅動系統2100的電路示意圖。圖21將結合圖14A、圖15、圖19及圖20進行描述。圖21中與圖14A、及圖19中編號相同的部件具有相似功能。 在一個實施例中，驅動系統2100包括多個電力轉換器2110，以為多個LED光源(如LED鏈2112及2118)供電。驅動系統2100還包括多個調光控制器2108，用以通過對交流輸入電壓Vin的波形的計數(如對周期信號1454的周期進行計數)，實現對供給LED光源的調節後的電能(如調節後的電流IREGl及IREG2)的調整。電力轉換器2110可與圖14A中的直流/直流轉換器1410或圖19中的直流/直流轉換器1910具有相似的功能或結構。調光控制器2108可與圖14A及圖15中的調光控制器1408或圖19及圖20中的調光控制器1908具有相似的功能或結構。圖21中所示兩個LED鏈僅為示例說明，驅動系統2100可驅動其他數目的LED或LED鏈。相應地，驅動系統2100包括相應數目的電力轉換器及調光控制器。有利地，通過對交流輸入電壓Vin的波形進行計數從而調節多個LED光源的亮度，多個LED光源的亮度的調節過程可彼此同步。換言之，多個LED光源的亮度的變化可基本相同。因此，多個LED光源可發出基本相同的光強/亮度。此外，調光控制器2108中的內部振蕩器電路可省略。圖22所示為本發明一個實施例的控制LED光源調光的方法的流程圖。圖22將結合圖14A、圖15、圖16、圖17、圖18、圖19、圖20及圖21進行描述。在步驟2202中，通過電源開關304傳送交流信號，如交流輸入電壓Vin。在步驟2204中，調光控制器根據電源開關304的一系列動作產生驅動信號CTRL。在步驟2206中，調光控制器通過對交流信號的波形的計數來調節驅動信號CTRL。在步驟2208中，驅動信號CTRL控制與LED光源1412耦合的控制開關Q16，以控制對LED光源1412的調光。因此，本發明的實施例提供了控制LED光源調光的控制器、方法及驅動系統。在一個實施例中，驅動系統可包括多個調光控制器以分別調節多個LED光源的亮度。每個調光控制器可對波形(如來自交流電源的交流輸入電壓的正弦波形)進行計數，且響應於對交流輸入電壓的波形的計數，每個調光控制器可使相應LED光源的亮度增強或減弱預定量。有利地，多個LED光源的調光可彼此同步，且多個LED光源可發出基本相同的光強/亮度。上文具體實施方式
和附圖僅為本發明的常用實施例。顯然，在不脫離權利要求書所界定的本發明精神和發明範圍的前提下可以有各種增補、修改和替換。本領域技術人員應該理解，本發明在實際應用中可根據具體的環境和工作要求在不背離發明準則的前提下在形式、結構、布局、比例、材料、元素、組件及其它方面有所變化。因此，在此披露的實施例僅用於說明而非限制，本發明的範圍由所附權利要求及其合法等同物界定，而不限於此前的描述。
權利要求
1.一種控制光源調光的控制器，其特徵在於，所述控制器包括 控制端，用於提供驅動信號，所述驅動信號用於控制與所述光源耦合的控制開關，從而控制所述光源的所述調光；及 調光控制電路，與所述控制端耦合，用於根據電源開關的動作產生所述驅動信號，其中，所述電源開關傳送交流信號，所述調光控制電路還用於通過對所述交流信號的波形的計數來調節所述驅動信號，以控制所述光源的調光。
2.根據權利要求I所述的控制器，其特徵在於，所述交流信號包括交流電源提供的交流電壓。
3.根據權利要求I所述的控制器，其特徵在於，所述調光控制電路通過對時鐘信號的脈衝進行計數，從而對所述交流信號的所述波形進行計數。
4.根據權利要求3所述的控制器，其特徵在於，所述調光控制電路比較代表所述交流信號的周期信號與電壓參考信號，以產生所述時鐘信號。
5.根據權利要求I所述的控制器，其特徵在於，所述調光控制電路通過對所述交流信號的所述波形的計數來調節調光信號，以調節所述驅動信號。
6.根據權利要求5所述的控制器，其特徵在幹，當對所述交流信號的所述波形的所述計數超過預定數值時，所述調光控制電路將所述調光信號從第一預設值調整到第二預設值。
7.根據權利要求5所述的控制器，其特徵在於，所述調光控制電路包括 觸發監測単元，用於監控所述電源開關的所述動作並響應所述電源開關的所述動作以產生脈衝信號；及 調光器，與所述觸發監測單元耦合，用於基於所述脈衝信號對所述交流信號的所述波形進行計數，以調節所述調光信號。
8.根據權利要求7所述的控制器，其特徵在於，若所述觸發監測單元基於所述電源開關的所述動作產生第一脈衝，所述第一脈衝使能對所述交流信號的所述波形的計數，從而調節所述調光信號至預定值；若所述觸發監測單元基於所述電源開關的所述動作產生第二脈衝，所述第二脈衝禁止對所述交流信號的所述波形的計數，從而使所述調光信號保持在所述預定值。
9.根據權利要求5所述的控制器，其特徵在於，所述調光信號包括參考信號，且所述控制器通過比較所述參考信號與代表流經所述光源的電流的監控信號，來控制所述光源的所述調光。
10.根據權利要求5所述的控制器，其特徵在幹，所述調光信號包括脈衝寬度調製信號，且所述控制器根據所述脈衝寬度調製信號和預設參考信號控制所述光源的所述調光。
11.根據權利要求I所述的控制器，其特徵在於，所述電源開關的所述動作包括斷開所述電源開關並在斷開所述電源開關的預設時間段內再次接通所述電源開關。
12.根據權利要求I所述的控制器，其特徵在於，所述光源包括發光二極體鏈。
13.ー種用於控制光源調光的方法，其特徵在於，所述方法包括 通過電源開關傳送交流信號； 根據所述電源開關的動作，產生驅動信號； 通過對所述交流信號的波形的計數，調節所述驅動信號 '及所述驅動信號控制與所述光源耦合的控制開關，以控制所述光源的調光。
14.根據權利要求13所述的方法，其特徵在於，所述調節所述驅動信號包括 比較代表所述交流信號的周期信號與電壓參考信號，以產生時鐘信號 '及 通過對所述時鐘信號的脈衝的計數，對所述交流信號的所述波形進行計數。
15.根據權利要求13所述的方法，其特徵在於，所述調節所述驅動信號包括 通過對所述交流信號的所述波形的計數，調節調光信號以調節所述驅動信號。
16.根據權利要求15所述的方法，其特徵在於，所述調節所述驅動信號包括 當對所述交流信號的所述波形的所述計數超過預定數值時，將所述調光信號從第一預設值調整到第二預設值。
17.根據權利要求15所述的方法，其特徵在於，所述產生所述驅動信號包括 若基於所述電源開關的所述動作產生第一脈衝，則使能對所述交流信號的所述波形的計數，從而調節所述調光信號至預定值 '及 若基於所述電源開關的所述動作產生第二脈衝，則禁止對所述交流信號的所述波形的計數，從而使所述調光信號保持在所述預定值。
18.—種驅動系統，用於驅動光源，其特徵在於，所述驅動系統包括 第一轉換電路，用於通過電源開關接收交流信號，井向第一光源提供調節後的電能；及 第一調光控制電路，與所述第一轉換電路耦合，用於根據所述電源開關的動作產生第ー調光信號，並通過對所述交流信號的波形的計數來調節所述第一調光信號，所述第一調光信號控制所述第一光源的調光。
19.根據權利要求18所述的驅動系統，其特徵在於，所述第一轉換電路包括 交流/直流轉換器，用以將交流電能轉換成直流電能 '及 直流/直流轉換器，與所述交流/直流轉換器耦合，用以根據所述第一調光信號控制與所述第一光源串聯耦合的控制開關，從而將所述直流電能轉換成所述調節後的電能。
20.根據權利要求18所述的驅動系統，其特徵在於，所述第一調光控制電路通過比較代表所述交流信號的周期信號與電壓參考信號，從而產生時鐘信號，且所述第一調光控制電路通過對所述時鐘信號的波形的計數，實現對所述交流信號的所述波形的計數。
21.根據權利要求18所述的驅動系統，其特徵在幹，當對所述交流信號的所述波形的所述計數超過預定數值時，所述第一調光控制電路將所述第一調光信號從第一預設值調整到第二預設值。
22.根據權利要求18所述的驅動系統，其特徵在於，所述驅動系統還包括 第二轉換電路，用於通過所述電源開關接收所述交流信號，井向第二光源提供調節後的電能；及 第二調光控制電路，與所述第二轉換電路耦合，用於根據所述電源開關的所述動作產生第二調光信號，並通過對所述交流信號的波形的計數來調節所述第二調光信號，所述第ニ調光信號控制所述第二光源的調光。
23.根據權利要求22所述的驅動系統，其特徵在於，所述第一光源包括第一發光二扱管鏈，所述第二光源包括第二發光二極體鏈。
全文摘要
本發明公開了一種控制光源調光的控制器、方法及驅動系統。控制器包括控制端及與控制端耦合的調光控制電路。控制端用於提供驅動信號，該驅動信號控制與光源耦合的控制開關，從而控制光源的調光。調光控制電路根據電源開關的動作產生驅動信號。電源開關傳送交流信號。調光控制電路還通過對交流信號的波形的計數來調節驅動信號以控制光源的調光。本發明可以通過對普通電源開關的動作來調節光源的亮度，而不必使用額外的器件，例如無需專門設計的具有調光按鈕的開關，從而節省成本。
文檔編號H05B37/02GK102685975SQ20121005674
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月6日 優先權日2011年3月7日
發明者林永霖, 郭清泉 申請人:凹凸電子(武漢)有限公司