對光源進行調光的控制器和系統的製作方法

2023-06-09 11:39:21

專利名稱：對光源進行調光的控制器和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種光源驅動電路，尤其涉及一種對光源進行調光的控制器和系統。
背景技術：
近年來，利用發光二極體(LED)進行照明的技術得以發展。LED相比螢光燈和白熾燈等傳統光源具有一些優勢。比如，LED具有更低的功耗。傳統光源，如白熾燈，將相當大一部分功耗用於加熱金屬燈絲到很高的溫度從而發光，而LED幾乎不發熱，僅僅消耗很少的功率就能產生與白熾燈同等亮度的光。如果產生同樣亮度的光，採用LED作為光源僅需消耗7W的功率，而傳統白熾燈燈泡需要消耗大概60W的功率。對於T-8螢光燈而言，LED 消耗不到20瓦的功率所產生的亮度超過消耗60W功率的螢光燈的亮度。LED的壽命可以超過50000小時，甚至可以達到100000小時。而白熾燈的平均壽命大約為5000小時，螢光燈的平均壽命大約為15000小時。此外，LED不含汞等有害物質， 也不產生紫外線輻射。調節光源的亮度可以採用不同的方法。比如，電源轉換器接收交流電源提供的交流電壓，並產生直流電壓為LED光源供電。控制器根據耦合在交流電源和電源轉換器之間的調光器調整電源轉換器的輸出，從而調整LED光源的亮度。該調光器可以是三端可控矽調光器(TRIAC dimmer)或是開/關調光器(on/off switch dimmer)。針對不同類型的調光器，所述控制器的結構也各不相同。因此，對於不同的調光方式，限制了控制器的可用性。

發明內容
本發明所要解決的技術問題在於提供一種對光源進行調光的控制器和系統，以根據不同類型的調光器對光源進行相應的調光操作。為解決上述技術問題，本發明提供了一種調光控制器。該調光控制器包括探測引腳、輸入信號引腳和監測引腳。探測引腳用於監測整流電壓並探測所述整流電壓來自於三端可控矽調光器還是來自於開/關調光器。輸入信號弓I腳用於接收指示所述整流電壓的輸入信號，如果所述整流電壓來自所述三端可控矽調光器，所述控制器根據所述輸入信號控制與LED光源串聯的開關以控制所述LED光源的亮度。監測引腳用於接收指示所述開/關調光器動作的監測信號，如果所述整流電壓來自所述開/關調光器，所述控制器根據所述監測信號控制所述開關以控制所述LED光源的亮度。本發明還提供了一種對光源進行調光的系統。該系統包括整流器、與整流器耦合的電源轉換器和調光控制器。整流器用於對交流電壓進行整流並產生整流電壓。電源轉換器與所述整流器耦合，用於接收所述整流電壓並為光源提供調節後的電源。調光控制器用於探測所述交流電壓來自於三端可控矽調光器還是來自於開/關調光器，並控制所述電源轉換器以控制所述光源的亮度。如果所述交流電壓來自所述三端可控矽調光器，所述調光控制器根據所述整流電壓控制與所述光源串聯的開關以控制所述光源的亮度；如果所述交流電壓來自所述開/關調光器，所述調光控制器根據所述開/關調光器的動作控制所述開關以控制所述光源的亮度。與現有技術相比，本發明提供的調光控制器和系統能夠判斷採用的調光器類型是三端可控矽調光器或是開/關調光器，並根據調光器類型對光源進行相應的調光操作，因此可以靈活的適用於不同類型的調光器。


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1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2A所示為根據本發明一個實施例的包含三端可控矽調光器的光源驅動電路；圖2B所示為圖2A所示光源驅動電路的波形圖；圖3A所示為根據本發明一個實施例的包含開/關調光器的光源驅動電路；圖;3B所示為圖3A所示光源驅動電路當開/關調光器接通時的波形圖；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中控制模塊的示意圖；圖6所示為根據本發明一個實施例的判斷整流電壓是來自於三端可控矽調光器還是來自於開/關調光器的方法流程圖；圖7A所示為圖4中調光控制器在第一種工作模式下的波形圖；圖7B所示為圖4中調光控制器在第二種工作模式下的波形圖。
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，本發明涵蓋所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1所示為根據本發明一個實施例的光源驅動電路100的方框圖。光源驅動電路 100包括電源(比如交流電源)102、整流器108和電源轉換器112。整流器108將來自於三端可控矽調光器104或開/關調光器106的交流電壓整流並產生整流電壓V·。電源轉換器112接收整流電壓Vkk並為光源118提供調節後的電源。調光控制器110監測整流器 108產生的整流電壓Vkk並探測交流電壓是來自於三端可控矽調光器104還是來自於開/ 關調光器106。根據調光器的類型，調光控制器110控制電源轉換器112的輸出以調整光源118的亮度。如果調光控制器110判斷調光器類型是三端可控矽調光器104，調光控制器 110則根據三端可控矽調光器104的動作控制光源亮度並導通分流通路114為三端可控矽調光器104提供維持電流。如果調光控制器110判斷調光器類型是開/關調光器106，調光控制器110則根據開/關調光器106的動作控制光源亮度。圖2A所示為根據本發明一個實施例的包含三端可控矽調光器104的光源驅動電路200。圖2A中與圖1標號相同的部件具有類似的功能。光源驅動電路200包括電源(比如交流電源)102、三端可控矽調光器104、整流器108和電源轉換器112。三端可控矽調光器104接收電源102提供的交流輸入電壓Vin並輸出交流電壓VTMAe。整流器108將來自三端可控矽調光器104的交流電壓Vtk皿整流並產生整流電壓V·。電源轉換器112接收整流電壓Vkk並為光源118提供調節後的電源。調光控制器110接收指示整流電壓Vkk的信號， 並判斷整流器108接收到的交流電壓是來自於三端可控矽調光器104。調光控制器110控制電源轉換器112的輸出以調整光源118的亮度。在一個實施例中，調光控制器110導通分流通路114為三端可控矽調光器104提供維持電流。在圖2A的例子中，三端可控矽調光器104包括耦合於電源102和整流器108之間的三端可控矽206。三端可控矽206具有第一電極Al、第二電極A2和柵極G。三端可控矽調光器104還包括串聯連接的可調電阻208和電容210，以及雙向觸發二極體212。雙向觸發二極體212 —端與電容210相連，另一端與三端可控矽206的柵極相連。三端可控矽 206是一種雙向開關，當觸發後可以雙嚮導通電流。當有正電壓或負電壓施加於柵極G時， 三端可控矽206可以被觸發。觸發後，三端可控矽206持續導通，直到流經其的電流減小到其所需要的維持電流(holding current)之下。換言之，觸發後，為了保持三端可控矽206 導通，流經其的電流需要大於或等於其所需要的維持電流，否則三端可控矽206將關閉。圖2B所示為圖2A所示光源驅動電路200的波形圖。圖2B中的波形包括交流輸入電壓Vin、三端可控矽206電極Al和A2之間的電壓VA2_A1、雙向觸發二極體212的電流IMAC、 三端可控矽調光器104產生的交流電壓Vtkiac和整流器108產生的整流電壓V·。在圖2B 的例子中，交流輸入電壓Vin是正弦波。圖2B將結合圖2A描述。初始時刻，三端可控矽206關閉，電極Al和A2之間的電壓VA2_A1隨交流輸入電壓 Vin增大。在時間Tl，電容210兩端的電壓差使得雙向觸發二極體212導通。雙向觸發二極體212導通產生的電流脈衝作用於三端可控矽206的柵極，使得三端可控矽206導通，從而將交流輸入電壓Vin傳遞至整流器108，三端可控矽206上有電流流過。在交流輸入電壓 Vin前半周期將結束時的時間T2，因為流經三端可控矽206的電流減小至維持電流之下，三端可控矽206關閉。在交流輸入電壓Vin後半周期，當電容210上的電壓差使得雙向觸發二極體212導通時，三端可控矽206再次導通。通過增大或減小可調電阻208的阻值，可以調節電容210充電電流的大小，從而調整雙向觸發二極體212的導通角。因此，可調電阻208 的阻值最終決定了三端可控矽206的導通角。整流器108將交流電壓VTKIA。的負值部分的波形轉換為對應的正值部分波形以產生整流電壓VKEC。圖3A所示為根據本發明一個實施例的包含開/關調光器106的光源驅動電路 300。圖3A中與圖1標號相同的部件具有類似的功能。圖:3B所示為圖3A所示光源驅動電路300當開關302接通時的波形圖。圖:3B將結合圖3A描述。光源驅動電路300包括電源(比如交流電源)102、位於電源102和整流器108之間的開/關調光器106以及電源轉換器112。電源轉換器112接收整流器108提供的整流電壓Vkk並為光源118提供調節後的電源。調光控制器110接收指示整流電壓Vkk的信號， 並判斷整流器108接收到的交流電壓是來自於開/關調光器106。調光控制器110控制電源轉換器112的輸出以調整光源118的亮度。在圖3A的例子中，開/關調光器106包括開關302。當開關302接通，交流輸入電壓Vin傳遞至整流器108。整流器108對交流輸入電壓Vin進行整流並產生整流電壓VKEC。整流器108將交流輸入電壓Vin的負值部分的波形轉換為對應的正值部分波形以產生整流
電壓Vreco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中與圖1 標號相同的部件具有類似的功能。在圖4的例子中，光源驅動電路400驅動LED串408。光源驅動電路400也能用於驅動其他不同類型的光源。整流器108是包括4個二極體408以及電容C7的橋式整流器。電源轉換器112包括電感Li、二極體Dl和開關Q1。開關Ql與 LED串408耦合，其開關狀態由調光控制器110控制。在一個實施例中，調光控制器110包括控制模塊190。控制模塊190可以是但不限於集成電路。在一個實施例中，控制模塊190的引腳包括VDC、RT、GND、SOURCE、CLK、 DETECT、VSIN、HV_GATE、VDD, DRAIN、COMP, PWMOFF, BLEED 1、BLEED2、IBLDl 和 IBLD2。探測弓I腳DETECT接收指示整流電壓Vkk的信號並探測整流電壓Vkec是來自於三端可控矽調光器 104還是來自於開/關調光器106。在圖4的例子中，探測引腳DETECT通過電容C3和電阻 R5、R6與整流器108的輸出耦合。輸入信號引腳VSIN接收指示整流電壓Vkk的輸入信號VSIN。在圖4的例子中，輸入信號引腳VSIN通過電阻R7、R8與整流器108的輸出耦合。平均信號引腳VDC接收指示整流電壓VKE。的平均值Vatc的平均信號VD。。圖4的例子中，平均信號引腳VDC通過電容C2 和電阻R1、R2與整流器108的輸出耦合。如果三端可控矽調光器104與整流器108相連，第一分流控制引腳BLEEDl通過控制開關Q2以導通第一分流通路，從而為三端可控矽調光器104提供維持電流。第一分流通路包括開關Q2和電阻R12。如果引腳DETECT接收到的信號指示三端可控矽調光器104與整流器108相連，並且引腳VSIN接收到的信號Vsin大於引腳VDC接收到的信號Vdc時，開關 Q2接通。在圖4的例子中，第一分流控制引腳BLEEDl根據一個感應信號(如引腳IBLDl上偵測到的電阻R12上的電壓)線性地控制開關Q2。如果三端可控矽調光器104與整流器108相連，第二分流控制引腳BLEED2通過控制開關Q3以導通第二分流通路，從而為三端可控矽調光器104提供維持電流。第二分流通路包括開關Q3和電阻R11。如果引腳DETECT接收到的信號指示三端可控矽調光器104與整流器108相連，並且引腳VSIN接收到的信號Vsin小於引腳VDC接收到的信號Vdc時，開關 Q3接通。圖4的例子中，第二分流控制引腳BLEED2根據一個感應信號(如引腳IBLD2上偵測到的電阻Rll上的電壓)線性地控制開關Q3。如果開/關調光器106與整流器108相連，監測引腳CLK接收開關監測信號，該開關監測信號指示開/關調光器106的動作。在圖4的例子中，引腳CLK通過電容Cl和電阻 R3、R4與整流器108的輸出耦合。如果開/關調光器106與整流器108相連，當開/關調光器106斷開時，電阻R4兩端的電壓降到0，從而引腳CLK接收到的開關監測信號指示開/ 關調光器106進行了一次斷開操作。當開/關調光器106接通時，電阻R4兩端的電壓上升到預定電壓，從而引腳CLK接收到的開關監測信號指示開/關調光器106進行了一次接通操作。弓丨腳HV_GATE控制開關Q1。如果採用開/關調光器106並且引腳CLK監測到開/ 關調光器106進行了接通操作，則控制模塊190接通開關Q1。如果引腳CLK監測到開/關調光器106進行了斷開操作，則控制模塊190斷開開關Ql，從而當電感Ll完全放電後LED串408關閉。引腳VDD與開關Ql耦合以給控制模塊190供電。引腳DRAIN與開關Ql耦合。 引腳SOURCE與電阻R13耦合。引腳COMP與電容C5耦合。引腳GND與地耦合。引腳RT通過電阻Rl4與地耦合，用以決定控制模塊190內部產生的脈衝信號的頻率。圖5所示為圖4中控制模塊190的示意圖。圖5將結合圖4描述。控制模塊190包括驅動器516、比較器514、多段調光器538、電壓監測器M0、分流控制器542和分流控制器M6。驅動器516通過控制耦合於引腳DRAIN和引腳SOURCE之間的開關Q4以控制LED串408的電流。比較器514比較指示整流電壓Vkec的輸入信號Vsin 和指示整流電壓VKE。的平均值VAve的平均信號VD。以產生脈衝寬度調製信號LPWM。多段調光器538與監測引腳CLK耦合以根據開/關調光器106的動作調整LED串408的亮度。電壓監測器540監測整流電壓V·。分流控制器542利用誤差放大器550控制包含開關Q2和電阻R12的第一分流通路。分流控制器546利用誤差放大器552控制包含開關Q3和電阻 Rll的第二分流通路。控制模塊190還包括溫度保護單元502、短路保護單元504、過流保護單元506和低壓鎖定單元510。在圖5的例子中，控制模塊190利用電壓監測器M0、時鐘產生器532、計數器534 和比較器536判斷整流電壓Vkk是來自於三端可控矽調光器104還是來自於開/關調光器 106。圖6所示為根據本發明一個實施例的判斷整流電壓Vkk是來自於三端可控矽調光器 104還是來自於開/關調光器106的方法流程圖。圖6將結合圖5描述。在步驟602中，電壓監測器540從引腳DETECT接收指示整流電壓Vkk的信號並監測整流電壓V·。在步驟604中，如果整流電壓Vkk大於第一預設電壓VI，流程圖轉到步驟 606，電壓監測器540啟動時鐘產生器532以驅動計數器534。在步驟608中，響應於時鐘產生器532產生的每個時鐘脈衝，計數器534的計數值加1。在步驟610中，如果整流電壓 VKEe小於第二預設電壓V2，流程圖返回步驟608。在步驟610中，如果整流電壓VKEe大於第二預設電壓V2，流程圖轉到步驟612，電壓監測器540關閉時鐘產生器532。在步驟614中， 利用比較器536將計數器534的計數值與參考值CNT比較。在步驟616中，如果計數值大於參考值CNT，比較器536產生選擇信號，該選擇信號指示整流電壓Vkk來自於開/關調光器106。在步驟618中，如果計數值小於或等於參考值CNT，比較器536產生選擇信號，該選擇信號指示整流電壓Vkk來自於三端可控矽調光器104。回到圖5，如果控制模塊190判斷整流電壓Vkk來自於開/關調光器106，SR觸發器528、分流控制器M2、誤差放大器550、分流控制器546和誤差放大器552被關閉。多段調光器538根據開/關調光器106的動作輸出調光信號ADJ。多段調光器538通過引腳CLK 接收指示開/關調光器106動作的開關監測信號。例如，當開/關調光器106斷開，調光信號ADJ的電壓從第一幅度下降到第二幅度。放大器530將調光信號ADJ與電流感應引腳 SOURCE接收到的感應信號SEN進行比較。感應信號SEN指示LED串408的電流。採樣保持電路520接收放大器530的輸出信號。比較器518通過比較振蕩器5M產生的鋸齒波信號 SAW和採樣保持電路520的輸出信號產生控制信號CTRLl以控制開關Q4。比較器514與輸入信號引腳VSIN以及平均信號引腳VDC耦合，將指示整流電壓Vkk的輸入信號Vsin與指示整流電壓VKE。的平均值Vatc的平均信號VD。進行比較以產生脈衝寬度調製信號LPWM。在一個實施例中，如果Vsin大於VD。，則脈衝寬度調製信號LPWM為第一狀態(如邏輯1)，此時開關Q4由比較器518的輸出信號控制。具體而言，在一個實施例中，如果採樣保持電路520的
9輸出信號大於鋸齒波信號SAW，比較器518產生的控制信號CTRLl為第一狀態(如邏輯1)， 開關Q4接通。如果採樣保持電路520的輸出信號小於鋸齒波信號SAW，比較器518產生的控制信號CTRLl為第二狀態(如邏輯0)，開關Q4斷開。因此，當脈衝寬度調製信號LPWM為第一狀態時，控制信號CTRLl的佔空比由調光信號ADJ決定，而調光信號ADJ由指示開/關調光器106動作的開關監測信號決定。如果Vsin小於VD。，脈衝寬度調製信號LPWM為第二狀態(如邏輯0)，此時開關Q4 保持斷開。換言之，若脈衝寬度調製信號LPWM為第一狀態，開關Q4則在控制信號CTRLl的作用下交替接通和斷開。若脈衝寬度調製信號LPWM為第二狀態，開關Q4則保持斷開。在一個實施例中，如果控制模塊190判斷整流電壓VKE。來自於三端可控矽調光器 104，則多段調光器538、放大器530、採樣保持電路520和比較器518被關閉。SR觸發器 528、分流控制器M2、誤差放大器550、分流控制器M6、誤差放大器552被啟動。比較器514將指示整流電壓Vkec的輸入信號Vsin與指示整流電壓Vkk的平均值VAve 的平均信號VD。進行比較以產生脈衝寬度調製信號LPWM。如果Vsin大於VD。，則脈衝寬度調製信號LPWM為第一狀態(如邏輯1)，開關Ql (如圖4所示)接通，開關Q4由SR觸發器5 的輸出信號CTRL2控制。具體而言，SR觸發器528的S輸入端接收振蕩器5M產生的脈衝信號PULSE。響應於接收到的脈衝信號PULSE中的每一個脈衝，SR觸發器5 輸出邏輯1 以接通Q4。比較器5 將參考信號REF3和電流感應引腳SOURCE接收到的感應信號SEN進行比較。參考信號REF3決定LED串408的最大電流值。感應信號SEN指示開關Q4接通時的LED串408的電流。如果感應信號SEN增大到REF3，比較器5 在SR觸發器5 的R輸入端產生邏輯1，從而SR觸發器5 輸出邏輯0以斷開開關Q4。如果Vsin小於VDC，脈衝寬度調製信號LPWM為第二狀態(如邏輯0)，開關Ql和Q4均斷開。換言之，若脈衝寬度調製信號LPWM為第一狀態，開關Q4則在SR觸發器5 輸出信號的作用下交替接通和斷開。若脈衝寬度調製信號LPWM為第二狀態，開關Q4則保持斷開。脈衝寬度調製信號LPWM為第一狀態時，分流控制器542接通耦合於引腳BLEEDl 和誤差放大器550之間的開關M8，以導通包括開關Q2和電阻R12 (圖4中示出)的第一分流通路，從而使得分流電流從整流器108流經開關Q2和電阻R12到地。誤差放大器550 接收參考信號REFl和指示電阻R12上電壓的感應信號，併線性地控制開關Q2，使流經開關 Q2和電阻R12的電流不小於三端可控矽調光器104的維持電流。脈衝寬度調製信號LPWM為第二狀態時，分流控制器546接通耦合於引腳BLEED2 和誤差放大器552之間的開關554，以導通包括開關Q3和電阻Rll (圖4中示出)的第二分流通路，從而使得分流電流從整流器108流經開關Q3和電阻Rll到地。誤差放大器552 接收參考信號REFl和指示電阻Rll上電壓的感應信號，併線性地控制開關Q3，使流經開關 Q3和電阻Rll的電流不小於三端可控矽調光器104的維持電流。在一個實施例中，分流控制器M6從引腳PWMOFF接收設置信號。該設置信號決定脈衝寬度調製信號LPWM的最小佔空比Dmin。如果脈衝寬度調製信號LPWM的佔空比減小到Dmin，則控制模塊190斷開開關Q4， 分流控制器546導通第二分流通路。因此，在一個實施例中，分流控制器546在以下兩種情況下接通開關554並導通第二分流通路當脈衝寬度調製信號LPWM為第二狀態時，或是當脈衝寬度調製信號LPWM的佔空比減小到最小佔空比Dmin時。當脈衝寬度調製信號LPWM為第一狀態時，開關Q4交替接通和斷開，電流通過LED串408流到地。控制模塊190導通第一分流通路，為三端可控矽調光器104提供維持電流。 當脈衝寬度調製信號LPWM為第二狀態，開關Q4保持斷開，沒有經過LED串408到地的電流。控制模塊190導通第二分流通路，為三端可控矽調光器104提供維持電流。因此，為了提供同樣大小的維持電流，脈衝寬度調製信號LPWM為第一狀態時流經第一分流通路的電流小於脈衝寬度調製信號LPWM為第二狀態時流經第二分流通路的電流。儘管圖4的例子中示出了兩條分流通路，即包括開關Q2和電阻R12的第一分流通路和包括開關Q3和電阻 Rll的第二分流通路，本發明並不限於此種設計。在其他的實施例中，可以只有一條分流通路為三端可控矽調光器104提供維持電流。在圖5的例子中，如果採用的調光器是三端可控矽調光器104，則通過比較指示整流電壓VKE。的輸入信號Vsin和指示整流電壓VKE。的平均值VAve的平均信號VD。來決定光源 118的亮度。在另外的實施例中，如果採用的調光器是三端可控矽調光器104，也可以通過計算整流電壓VKE。的導通角來決定光源118的亮度。在電路的工作過程中，如果監測到溫度過高、短路或過流等異常情況，溫度保護單元502、短路保護單元504或過流保護單元506產生控制信號(如邏輯0)，並通過與門508 和512傳輸到驅動器516，以斷開開關Q4。圖7A所示為圖4中調光控制器在採用開/關調光器106的工作模式下的波形圖。 圖7A示出了開關302的狀態、整流器108輸出的整流電壓VKEC、比較器514產生的脈衝寬度調製信號LPWM、多段調光器538產生的調光信號ADJ、振蕩器5M產生的鋸齒波信號SAW、採樣保持電路520的輸出信號\20以及比較器518產生的控制信號CTRL1。圖7A將結合圖4 和圖5描述。當開關302接通，比較器514將指示整流電壓Vkk的輸入信號Vsin與指示整流電壓 Veec的平均值Vatc的平均信號VD。進行比較以產生脈衝寬度調製信號LPWM。當Vsin大於VDC， 脈衝寬度調製信號LPWM為第一狀態(如邏輯1)。當Vsin小於VD。，脈衝寬度調製信號LPWM 為第二狀態(如邏輯0)。振蕩器5M產生鋸齒波信號SAW。當脈衝寬度調製信號LPWM為第一狀態，比較器518通過比較振蕩器5M產生的鋸齒波信號SAW和採樣保持電路520的輸出信號\20產生控制信號CTRLl以交替接通和斷開開關Q4。信號V52tl與多段調光器538 產生的調光信號ADJ成比例。在一個實施例中，如果採樣保持電路520的輸出信號V52tl大於鋸齒波信號SAW，比較器514產生具有第一狀態(如邏輯1)的控制信號CTRLl以接通開關Q4。如果採樣保持電路520的輸出信號\20小於鋸齒波信號SAW，比較器514產生具有第二狀態(如邏輯0)的控制信號CTRLl以斷開開關Q4。當脈衝寬度調製信號LPWM為第二狀態，控制信號CTRLl為第二狀態，從而開關Q4保持斷開。如果開關302斷開，多段調光器538通過引腳CLK接收到開關監測信號，該監測信號指示開/關調光器106進行了斷開操作。當開關302再次接通，多段調光器538將調光信號ADJ的電壓從第一幅度減小到第二幅度。採樣保持電路520的輸出信號V52tl的電壓也隨之減小，從而使得控制信號CTRLl的佔空比減小。因此LED串408的亮度減小。換言之，如果採用開/關調光器106，控制信號CTRLl的佔空比由調光信號ADJ決定，而調光信號ADJ 由引腳CLK接收到的開關監測信號決定。圖7B所示為圖4中調光控制器在採用三端可控矽調光器104的工作模式下的波形圖。圖7B示出了整流器108輸出的整流電壓VKEC、比較器514產生的脈衝寬度調製信號LPWM、控制模塊190的電流感應引腳SOURCE接收到的感應信號SEN、振蕩器5M產生的脈衝信號PULSE、以及SR觸發器5 輸出的控制信號CTRL2。圖7B將結合圖4和圖5描述。在一個實施例中，比較器514將指示整流電壓Vkk的輸入信號Vsin與指示整流電壓 Veec的平均值Vatc的平均信號VD。進行比較以產生脈衝寬度調製信號LPWM。如果Vsin大於 Vdc,則脈衝寬度調製信號LPWM為第一狀態(如邏輯1)。如果Vsin小於VD。，則脈衝寬度調製信號LPWM為第二狀態(如邏輯0)。振蕩器5M產生脈衝信號PULSE。每當接收到一個脈衝，SR觸發器5 就輸出狀態為邏輯1的控制信號CTRL2。如果開關Q4接通，流經LED串 408的電流增大，從而感應信號SEN增大。如果感應信號SEN增大到參考信號REF3，比較器 526在SR觸發器528的R輸入端產生邏輯1，從而使SR觸發器5 輸出的控制信號CTRL2 的狀態變為邏輯0。如果操作者調節三端可控矽調光器104，減小三端可控矽206的導通角，脈衝寬度調製信號LPWM的佔空比隨之減小，所以LED串408的亮度減小。因此，如果採用三端可控矽調光器104，LED串408的亮度隨著整流電壓Vkec變化。在圖7B的例子中，通過將指示整流電壓Vkk的輸入信號Vsin與指示整流電壓Vkk的平均值VAve的平均信號VD。進行比較以產生脈衝寬度調製信號LPWM。在其他的實施例中，如果採用三端可控矽調光器104，也可以通過計算整流電壓Vkk的導通角來產生脈衝寬度調製信號LPWM。比如，在整流電壓Vkk的導通角對應的時間裡脈衝寬度調製信號LPWM為第一狀態(如邏輯1)，在其他時間裡脈衝寬度調製信號LPWM為第二狀態(如邏輯0)。如前所述，本發明提供了用於對光源進行調光的電路和方法。本發明披露的調光控制器能夠判斷耦合於電源和電源轉換器之間的調光器類型是三端可控矽調光器還是開/ 關調光器。在判斷調光器類型後，調光控制器對光源進行相應的調光操作。比如，如果判斷採用的是三端可控矽調光器，調光控制器根據三端可控矽調光器的操作進行調光。如果判斷採用的是開/關調光器，調光控制器根據開/關調光器的操作進行調光。因此，該調光控制器可以適用於不同類型的調光器，從而具有更大的靈活性。在此使用之措辭和表達都是用於說明而非限制，使用這些措辭和表達並不將在此圖示和描述的特性之任何等同物(或部分等同物)排除在發明範圍之外，在權利要求的範圍內可能存在各種修改。其它的修改、變體和替換物也可能存在。因此，權利要求旨在涵蓋所有此類等同物。
權利要求
1.一種對LED光源進行調光的控制器，其特徵在於，所述控制器包括探測引腳，用於監測整流電壓並探測所述整流電壓是來自於三端可控矽調光器還是來自於開/關調光器；輸入信號引腳，用於接收指示所述整流電壓的輸入信號，如果所述整流電壓來自所述三端可控矽調光器，所述控制器根據所述輸入信號控制與所述LED光源串聯的開關以控制所述LED光源的亮度；及監測引腳，用於接收指示所述開/關調光器動作的監測信號，如果所述整流電壓來自所述開/關調光器，所述控制器根據所述監測信號控制所述開關以控制所述LED光源的亮度。
2.根據權利要求1所述的對LED光源進行調光的控制器，其特徵在於，所述控制器還包括分流控制引腳，如果所述整流電壓來自所述三端可控矽調光器，所述分流控制引腳導通分流通路為所述三端可控矽調光器提供維持電流。
3.根據權利要求1所述的對LED光源進行調光的控制器，其特徵在於，如果所述整流電壓來自所述三端可控矽調光器，所述控制器通過計算所述整流電壓的導通角以控制所述 LED光源的亮度。
4.根據權利要求1所述的對LED光源進行調光的控制器，其特徵在於，所述控制器還包括平均信號引腳，用於接收指示所述整流電壓的平均值的平均信號，如果所述整流電壓來自所述三端可控矽調光器，所述控制器通過比較所述輸入信號和所述平均信號以控制所述LED光源的亮度。
5.根據權利要求1所述的對LED光源進行調光的控制器，其特徵在於，所述控制器產生脈衝寬度調製信號，在所述脈衝寬度調製信號的第一狀態，所述控制器交替接通和斷開所述開關，在所述脈衝寬度調製信號的第二狀態，所述開關保持斷開。
6.根據權利要求5所述的對LED光源進行調光的控制器，其特徵在於，所述控制器將所述輸入信號與指示所述整流電壓的平均值的平均信號進行比較以產生所述脈衝寬度調製信號。
7.根據權利要求5所述的對LED光源進行調光的控制器，其特徵在於，所述控制器還包括第一分流控制引腳，如果所述整流電壓來自所述三端可控矽調光器，所述第一分流控制引腳導通第一分流通路為所述三端可控矽調光器提供維持電流；及第二分流控制引腳，如果所述整流電壓來自所述三端可控矽調光器，所述第二分流控制引腳導通第二分流通路為所述三端可控矽調光器提供維持電流，其中，所述第一分流控制引腳在所述脈衝寬度調製信號為所述第一狀態時導通所述第一分流通路，所述第二分流控制引腳在所述脈衝寬度調製信號為所述第二狀態時導通所述第二分流通路。
8.根據權利要求7所述的對LED光源進行調光的控制器，其特徵在於，所述控制器還包括第一誤差放大器，用於接收預設參考信號並產生輸出信號至所述第一分流控制引腳；及第二誤差放大器，用於接收所述預設參考信號並產生輸出信號至所述第二分流控制引腳，其中，如果所述整流電壓來自所述開/關調光器，所述第一誤差放大器和所述第二誤差放大器關閉。
9.根據權利要求5所述的對LED光源進行調光的控制器，其特徵在於，所述控制器還包括電流感應引腳，用於提供指示所述LED光源的電流的感應信號；及比較器，用於比較所述感應信號和預設參考信號，其中，在所述脈衝寬度調製信號的所述第一狀態，所述控制器根據所述比較器的輸出和一個脈衝信號交替接通和斷開所述開關。
10.根據權利要求5所述的對LED光源進行調光的控制器，其特徵在於，所述控制器還包括電流感應引腳，用於提供指示所述LED光源的電流的感應信號；及放大器，用於比較所述感應信號和調光信號，所述調光信號的幅度由所述開/關調光器的動作決定。
11.根據權利要求10所述的對LED光源進行調光的控制器，其特徵在於，所述控制器還包括採樣保持電路，用於接收所述放大器的輸出；及比較器，用於比較所述採樣保持電路的輸出和鋸齒波信號，其中，在所述脈衝寬度調製信號的所述第一狀態，所述控制器根據所述比較器的輸出交替接通和斷開所述開關。
12.根據權利要求1所述的對LED光源進行調光的控制器，其特徵在於，所述控制器還包括與所述探測引腳耦合的時鐘產生器，當所述整流電壓大於第一預設電壓並小於第二預設電壓時所述時鐘產生器產生時鐘信號；及與所述時鐘產生器耦合的計數器，用於對所述時鐘信號的脈衝進行計數。
13.根據權利要求12所述的對LED光源進行調光的控制器，其特徵在於，所述控制器還包括與所述計數器耦合的比較器，用於比較所述計數器的計數值和參考值以產生選擇信號，其中，所述選擇信號指示所述整流電壓來自於所述三端可控矽調光器還是來自所述開/關調光器°
14.一種對光源進行調光的系統，其特徵在於，所述系統包括 整流器，用於對交流電壓進行整流並產生整流電壓；與所述整流器耦合的電源轉換器，用於接收所述整流電壓並為光源提供調節後的電源；及調光控制器，用於探測所述交流電壓來自於三端可控矽調光器還是來自於開/關調光器，並控制所述電源轉換器以控制所述光源的亮度，其中，如果所述交流電壓來自所述三端可控矽調光器，所述調光控制器根據所述整流電壓控制與所述光源串聯的開關以控制所述光源的亮度；如果所述交流電壓來自所述開/ 關調光器，所述調光控制器根據所述開/關調光器的動作控制所述開關以控制所述光源的亮度。
15.根據權利要求14所述的對光源進行調光的系統，其特徵在於，如果所述整流電壓來自所述三端可控矽調光器，所述調光控制器將指示所述整流電壓的輸入信號與指示所述整流信號的平均值的平均信號進行比較以控制所述光源的亮度。
16.根據權利要求14所述的對光源進行調光的系統，其特徵在於，如果所述整流電壓來自所述三端可控矽調光器，所述調光控制器計算所述整流電壓的導通角以控制所述光源的亮度。
17.根據權利要求14所述的對光源進行調光的系統，其特徵在於，所述調光控制器產生脈衝寬度調製信號，在所述脈衝寬度調製信號的第一狀態，所述調光控制器交替接通和斷開所述開關，在所述脈衝寬度調製信號的第二狀態，所述開關保持斷開。
18.根據權利要求17所述的對光源進行調光的系統，其特徵在於，所述調光控制器將指示所述整流電壓的輸入信號與指示所述整流電壓的平均值的平均信號進行比較以產生所述脈衝寬度調製信號。
19.根據權利要求17所述的對光源進行調光的系統，其特徵在於，所述調光控制器在所述脈衝寬度調製信號為所述第一狀態時導通第一分流通路為所述三端可控矽調光器提供維持電流，所述調光控制器在所述脈衝寬度調製信號為所述第二狀態時導通第二分流通路為所述三端可控矽調光器提供維持電流。
20.根據權利要求17所述的對光源進行調光的系統，其特徵在於，所述調光控制器將指示流經所述光源的電流的感應信號與預設參考信號進行比較，在所述脈衝寬度調製信號的所述第一狀態，所述控制器根據所述感應信號和所述預設參考信號的比較結果和一個脈衝信號交替接通和斷開所述開關。
21.根據權利要求17所述的對光源進行調光的系統，其特徵在於，所述調光控制器將指示流經所述光源的電流的感應信號與調光信號進行比較，所述調光信號的幅度由所述開 /關調光器的動作決定，在所述脈衝寬度調製信號的所述第一狀態，所述控制器根據所述感應信號和所述調光信號的比較結果和一個鋸齒波信號交替接通和斷開所述開關。
22.根據權利要求14所述的對光源進行調光的系統，其特徵在於，所述調光控制器包括時鐘產生器，當所述整流電壓大於第一預設電壓並小於第二預設電壓時所述時鐘產生器產生時鐘信號；及與所述時鐘產生器耦合的計數器，用於對所述時鐘信號的脈衝進行計數。
23.根據權利要求22所述的對光源進行調光的系統，其特徵在於，所述調光控制器還包括與所述計數器耦合的比較器，用於比較所述計數器的計數值和參考值以產生選擇信號，其中，所述選擇信號指示所述交流電壓來自於所述三端可控矽調光器還是來自所述開/關調光器°
全文摘要
本發明公開了一種對LED光源進行調光的控制器及系統。該控制器包括探測引腳、輸入信號引腳和監測引腳。探測引腳用於監測整流電壓並探測整流電壓來自於三端可控矽調光器還是來自於開/關調光器。輸入信號引腳用於接收指示整流電壓的輸入信號，如果整流電壓來自三端可控矽調光器，控制器根據輸入信號控制與LED光源串聯的開關以控制LED光源的亮度。監測引腳用於接收指示開/關調光器動作的監測信號，如果整流電壓來自開/關調光器，控制器根據監測信號控制開關以控制LED光源的亮度。由於本發明提供的調光控制器能夠判斷採用的調光器類型，並根據調光器類型對光源進行相應的調光操作，因此可以靈活的適用於不同類型的調光器。
文檔編號H05B37/02GK102333404SQ20111019109
公開日2012年1月25日 申請日期2011年7月1日 優先權日2010年7月12日
發明者林永霖, 郭清泉 申請人:凹凸電子(武漢)有限公司