專利名稱：對光源進行電力控制的驅動電路和方法及系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種光源驅動電路和方法及系統。
背景技術：
近年來，發光二極管(LED)等新型光源在材料和制造上都取得了進步。LED具有高 效率，長壽命，顏色鮮艷等特點，可以應用于汽車，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1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用于將輸入的直流電 壓Vin轉換成期望的直流輸出電壓Vout用于給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的反饋信號并調節輸出電壓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所示為另一種傳統的LED驅動電路200的示意圖。電力轉換器102用于將輸 入的直流電壓Vin轉換成期望的直流輸出電壓Vout用于給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，并產生控制信號，以線性的方式調 節晶體管Q1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的光輸出，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
本發明提供了一種對光源進行電力控制的驅動電路。該驅動電路包括一個電力轉
換器和一個調光控制器。電力轉換器位于電源和光源之間，接收來自電源的電能并為光源
提供調節后的電能。調光控制器與電力轉換器相連，并接收一個開關監測信號。該開關監
測信號能指示連接于所述電源和所述驅動電路之間的一個電源開關的動作。調光控制器通
過控制與所述光源串聯的一個開關以控制電力轉換器輸出的調節后的電能。 本發明還提供了一種對光源進行電力控制的方法，包括下列步驟利用電力轉換
器輸出的調節后的電能為光源供電；接收開關監測信號，該開關監測信號指示連接于所述
電源和所述電力轉換器之間的一個電源開關的動作；根據所述開關監測信號產生調光信
號；根據所述調光信號控制與所述光源串聯的開關以控制所述電力轉換器輸出的調節后的電能。 本發明還提供了一種系統，其包括連接于電源和光源之間的電力轉換器，用于接 收來自所述電源的電能并為所述光源提供調節后的電能；與所述電力轉換器相連的調光控
5制器，用于接收開關監測信號，該開關監測信號指示與所述電源相連的電源開關的動作；所 述調光控制器還用于根據所述開關監測信號控制所述電力轉換器輸出的調節后的電能，所 述調光控制器包括用于對所述電源開關的動作進行計數的計數器。 通過采用本發明所述的驅動電路以及對光源進行電力控制的方法，根據指示電源 開關(如固定于墻上的電源開關)動作的開關監測信號來調節光源的電能。光源的電能由 電力轉換器提供，該電力轉換器提供的電能由調光控制器通過控制與光源串聯的一個開關 來控制。使用者對普通的電源開關的操作(如斷開電源開關的動作)可以使光源的亮度得 到調整，而不必使用另外的器件(如外置的調光器或專門設計的具有調光按鈕的開關)進 行調光。
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、具體結構特征和優點。 圖1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所示為脈沖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運作方式示意圖；
圖9所示為根據本發明一個實施例的對光源進行電力控制的方法流程圖。
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。盡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并不僅僅只局限于這些實施方式。相反，本發明涵蓋后附
權利要求所定義的發明精神和發明范圍內的所有替代物、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
于大家熟知的方法、手續、元件和電路未作詳細描述，以便于凸顯本發明的主旨。 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包括用于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，連接于電源和交流/直流轉換器306之間的用于選擇性連接電
源和光源驅動電路300的電源開關304，與交流/直流轉換器306相連的用于為LED鏈312
提供調節后電能的電力轉換器310，與電力轉換器310相連用于接收表示電源開關304動作
的開關監測信號并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
于監測流經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是置于墻
面上的電源開關。 在操作中，交流/直流轉換器306將輸入交流電壓Vin轉換為直流輸出電壓Vout。
6電力轉換器310接收直流電壓Vout并為LED鏈312提供調節后的電壓。電流監測器314產 生電流監測信號，該電流監測信號表示流經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，并根據電源開關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 作于模擬調光模式，通過調節一個表示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工作于脈沖調光(burst dimming)模式，通過調節一脈 沖寬度調制信號(P麗信號)的占空比來調節LED鏈312的電能。通過調節LED鏈312的 電能，LED鏈312的亮度能夠得到相應地調節。 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復描 述。 光源驅動電路400包括連接于電源和LED鏈312之間的電能轉換器310，用于接 收來自電源的電能并為LED鏈312提供調節后的電能。調光控制器308接收表示電源開關 (例如連接于電源和光源驅動電路之間的電源開關304)的動作的開關監測信號并根據該 開關監測信號控制與LED鏈312串聯的開關Q16，以調節從電力轉換器310輸出的調節后的 電能。光源驅動電路400進一步包括交流/直流轉換器306，用于將交流輸入電壓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，用于監測流經LED鏈 312的電流。 在圖4所示的例子中，交流/直流轉換器306是包括二極管Dl， D2， D7， D8， D10和 電容C9的橋式整流器。電流監測器314包括電流偵測電阻R5。電力轉換器310是包括電 感L1和二極管D4的降壓變換器。在圖4中，開關Q16位于調光控制器308之外。在其他 的實施例中，開關Q16可以集成于調光控制器308之中。 在一個實施例中，調光控制器308的端口包括HV_GATE， SEL， CLK， RT， VDD， CTRL， MON和GND。端口 HV_GATE通過電阻R3與開關Q27相連，用于控制與LED鏈312相連的開 關Q27的導通狀態(如接通/斷開的狀態)。電容C11連接于端口 HV—GATE和地之間，用于 調整開關Q27的柵極電壓。 使用者可以選擇把端口 SEL通過電阻R4連接到地(如圖4所示)或者把端口 SEL 直接連接到地，從而相應地選擇模擬調光模式或是脈沖調光模式。 端口 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。 端口 CLK接收一個開關監測信號，該開關監測信號表示電源開關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并聯， 用于濾除不必要的噪聲。端口 RT通過電阻R7與地相連，用于確定由調光控制器308產生 的脈沖信號的頻率。 端口 VDD通過二極管D9與開關Q27相連，用于為調光控制器308供電。在一個實 施例中，一個儲能單元(如電容CIO)連接于端口 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，儲能單元集成于調光控制器308內部。端口GND 與地相連。 端口 CTRL與開關Q16相連。開關Q16與LED鏈312以及開關Q27串聯，并通過電 流監測電阻R5連接到地。調光控制器308通過在端口 CTRL上輸出的控制信號控制開關Q16
7的導通狀態，以調整電力轉換器310輸出的調節后的電能。端口 M0N與電流監測電阻R5相 連，用于接收表示流經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將輸入的交流電壓Vin 轉換為直流輸出電壓Vout。端口 HV—GATE上具有預設電壓值的電壓通過電阻R3施加于開 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供電并對電感 Ll充電。電流流經電感L1，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Ll， LED鏈312和二極管D4。電感Ll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調整電力轉換器310輸出的調 節后的電能。 當電源開關304斷開，電容C10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可以在端口 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可以在端口 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可以把端口 HV_GATE上的電壓下拉到0以斷 開開關Q27，從而使得電感Ll徹底放電后LED鏈312被斷電。監測到電源開關304的斷開 操作后，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后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復描述。
調光控制器308包含觸發監測單元506，調光器502和脈沖信號產生器504。觸發 監測單元506通過齊納二極管ZD1連接到地。觸發監測單元506通過端口 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，通過調節脈沖寬度調制信號P麗l的占空比 來調整LED鏈312的電能。脈沖信號產生器504產生脈沖信號用于接通開關Q16。調光控 制器308還包括與端口VDD相連的啟動及低壓鎖定(UVL)電路508，用于根據不同的電能情 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，如果端口 VDD上的電壓高于第一預設電壓，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，如果端口 VDD上的 電壓低于第二預設電壓，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。如果端口 VDD上的電壓低于第三預設 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， 第一預設電壓高于第二預設電壓，第二預設電壓高于第三預設電壓。因為調光控制器308 能夠由電容C10經過端口 VDD供電，所以即便是電源開關304斷開后，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，端口 SEL與電流源532相連。使用者可以通過配置端口 SEL 來選擇調光模式，比如把端口 SEL直接與地相連，或是把端口 SEL通過一個電阻與地相連。 在一個實施例中，調光模式通過測量端口 SEL上的電壓來決定。如果端口 SEL直接與地相 連，則端口SEL上的電壓近似于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可以工作于模擬調光模式，并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，如果端口 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，那么端口 SEL上的電壓大于0。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工作于脈沖調光模式，并通過調整脈沖寬度調制 信號P麗1的占空比來調整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的導通狀態由端口 SEL上的電壓決 定。 脈沖信號產生器504通過端口 RT以及電阻R7連接到地，產生用于接通開關Q16 的脈沖信號536。脈沖信號產生器504可以有不同的結構，并不限于圖5中所示的結構。
在脈沖信號產生器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通過端口 RT和電阻R7流到地。流經金屬氧化 物半導體場效應晶體管(M0SFET)514和金屬氧化物半導體場效應晶體管515的電流II與 電流IRT具有同樣的大小。金屬氧化物半導體場效應晶體管514和金屬氧化物半導體場效 應晶體管512構成電流鏡，因此流經金屬氧化物半導體場效應晶體管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大于V3且V3大于0。電容C4連接于金屬氧化物半 導體場效應晶體管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并聯。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，小于V3。因此SR觸發器520的R輸入端接收 比較器518輸出的數字信號1 。 SR觸發器520的Q輸出端被置為數字信號0，從而斷開開關 Q15。當開關Q15斷開，電容C4在電流I2的作用下充電，因此電容C4兩端的電壓升高。當 C4兩端電壓大于V2， SR觸發器520的S輸入端接收比較器516輸出的數字信號1。 SR觸 發器520的Q輸出端被置為數字信號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 字信號1， SR觸發器520的Q輸出端被置為數字信號0，從而斷開開關Q15。此后電容C4在 電流12的作用下又進行充電。如前所述，脈沖信號產生器脈沖信號產生器504在SR觸發 器520的Q輸出端產生脈沖信號536，該脈沖信號536包含有一系列的脈沖。脈沖信號536 被傳送至SR觸發器522的S輸入端。 觸發監測單元506通過端口 CLK監測電源開關304的動作。如果電源開關304的 動作在端口 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，端口 CLK上的電壓上升，該電壓等于電阻R6 (圖4所 示)兩端的電壓。當電源開關304被斷開，端口CLK上的電壓下降到0。因此，指示電源開 關304動作的開關監測信號可以在端口 CLK被監測到。在一個實施例中，當一個斷開動作
9在端口 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還通過端口 HV—GATE控制開關Q27的導通狀態。當電源開關304 被接通，齊納二極管ZD1兩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可以將端口 HV_GATE的電壓下拉到0從而斷開開關Q27。在一個實施例 中，當端口 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 端口 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，用于對 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相連的脈沖寬度調制信號產生器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在端口 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1)。數模轉換器528從計數器526中讀取計數值，并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的目標電力值，從而調整LED鏈312的亮度。 在脈沖調光模式下，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。 REF1是具有預設電壓值的直流信號。REF1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。在這種脈沖調光模式下，調光信號即施加 于脈沖寬度調制信號產生器530上的控制信號538，該控制信號538可以調整脈沖寬度調 制信號P麗l的占空比。通過調整P麗l的占空比，使得LED鏈312的亮度等于或低于REF1 決定的最大亮度。比如，如果P麗1的占空比為100X，則LED鏈312具有最大亮度。如果 P麗l的占空比小于100X，則LED鏈312的亮度低于最大亮度。 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的最大亮度。因此，通過調整REF，LED鏈312的亮度可以 得到相應的調整。 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在端 口 CLK監測到電源開關304的斷開動作從而使得計數值增加到l，則數模轉換器528調整 REF的電壓為V5，且V5小于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0。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，然后在第四個斷開 操作后回到O。對應的，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， 然后又回到第一級。 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REF1。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。在脈沖調光模式下， 比較器534的反向端通過開關541接收參考信號REF1。比較器534的同相端通過端口 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。脈沖寬度調制信號產生器530產生的脈沖寬度調制信號P麗l施加至 與門524。與門524輸出控制信號，經過端口 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，齊納二極管ZD1兩端的擊穿電壓使得開關Q27接 通。在脈沖信號產生器504產生的脈沖信號536的作用下，SR觸發器522在Q輸出端產生 數字信號1，使得開關Q16接通。電流流經電感L1， LED鏈312，開關Q27，開關Q16，電流監 測電阻R5到地。因為電感L1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的電壓大于參考信號REF的電 壓，比較器534輸出數字信號1到SR觸發器522的R輸入端，從而SR觸發器522輸出數字 信號0，使得開關Q16斷開。開關Q16斷開后，電感L1放電以對LED鏈312供電。流經電感 Ll， LED鏈312和二極管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 沖時，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 的電壓大于參考信號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的亮度得以相應的調整。 在模擬調光模式下，如果電源開關304被斷開，電容C10 (圖4所示)放電以對調 光控制器308供電。當觸發監測單元506在端口 CLK監測到電源開關304的斷開動作時， 計數器526的計數值加1。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。 如果選擇脈沖調光模式，開關540斷開，開關541和524接通。比較器534的反向 端接收具有預設電壓值的參考信號REF1。開關Q16由SR觸發器522和脈沖寬度調制信號 P麗l通過與門524共同控制。參考信號REF1決定了 LED鏈312的峰值電流，也即決定了 LED鏈312的最大亮度。脈沖寬度調制信號P麗l的占空比決定了開關Q16的接通/斷開 時間。脈沖寬度調制信號P麗l為數字信號1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。當脈沖寬度調制信號P麗1為數字信號0時，開關Q16斷開。通過調 整脈沖寬度調制信號P麗1的占空比，可以相應的調整LED鏈312的電能。所以，參考信號 REF1和脈沖寬度調制信號P麗l共同決定LED鏈312的亮度。 在脈沖調光模式下，當電源開關304斷開，該斷開操作在端口 CLK被觸發監測單元 506監測到。觸發監測單元506斷開Q27并產生驅動信號。在驅動信號的作用下，計數器 526的計數值增加(比如加1)。數模轉換器528產生控制信號538，使得脈沖寬度調制信 號P麗1的占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REF1和脈沖寬度調制信 號PWM1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，脈沖信號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
11/斷開狀態。圖6將結合圖4和圖5進行描述。 脈沖信號產生器504產生脈沖信號536。在脈沖信號536每個脈沖的作用下，SR觸發器522在Q輸出端產生數字信號1。而SR觸發器522在Q輸出端產生數字信號l會使得開關Q16接通。當開關Q16接通，電感L1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輸出數字信號1至SR觸發器522的R輸入端，使得SR觸發器522在Q輸出端輸出數字信號0。 SR觸發器522在Q輸出端輸出數字信號0會使得開關Q16斷開，而電感Ll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的調整，從而LED鏈312的亮度也得到調整。 圖7所示為脈沖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，脈沖信號536， SR觸發器522的輸出V522，與門524的輸出V524，開關Q16的接通/斷開狀態以及脈沖寬度調制信號P麗l。圖7將結合圖4和圖5進行描述。
當P麗l為數字信號1時，流經LED鏈312的電流602，脈沖信號536， V522， V524和開關Q16的接通/斷開狀態之間的相互關系與圖6相似。當P麗l為數字信號0時，與門524的輸出變為數字信號0。從而使得開關Q16斷開而電流602減小。如果P麗l保持數字信號0的狀態足夠久，電流602會減小到0。在脈沖調光模式下，通過調整P麗l的占空比，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運作方式示意圖。圖8將結合圖5進行描述。 在圖8所示的例子里，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1。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。在脈沖調光模式下，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調低脈沖寬度調制信號P麗l的占空比(比如每次調低25% )。計數器526在達到最大計數值(如3)后被重置。
圖9所示為根據本發明一個實施例的對光源進行電力控制的方法流程圖。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)提供的調節后的電能對光源(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于電源和電力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后的電能。在一個采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。在另一個采用脈沖調光模式的實施例中，通過用所述調光信號控制一個脈沖寬度調制信號的占空比來調整電力轉換器。
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(如固定在墻上的電源開關)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，并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。 在此使用之措辭和表達都是用于說明而非限制，使用這些措辭和表達并不將在此
圖示和描述的特性之任何等同物(或部分等同物)排除在發明范圍之外，在權利要求的范
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
一種對光源進行電力控制的驅動電路，包括連接于電源和所述光源之間的電力轉換器，用于接收來自所述電源的電能并為所述光源提供調節后的電能；與所述電力轉換器相連的調光控制器，用于接收開關監測信號，該開關監測信號指示連接于所述電源和所述驅動電路之間的一個電源開關的動作；所述調光控制器還用于根據所述開關監測信號控制與所述光源串聯的一個開關，以控制所述電力轉換器輸出的調節后的電能。
2. 根據權利要求1所述的驅動電路，其特征在于，所述光源是發光二極管鏈。
3. 根據權利要求1所述的驅動電路，其特征在于，所述電源開關的動作包括斷開該電 源開關。
4. 根據權利要求1所述的驅動電路，其特征在于，所述調光控制器包括 觸發監測單元，用于接收所述開關監測信號并根據所述電源開關的動作產生一個驅動信號；與所述觸發監測單元相連的調光器，用于接收所述驅動信號并產生調光信號以調整所 述電力轉換器的目標電能值。
5. 根據權利要求4所述的驅動電路，其特征在于，所述調光器包括 由所述驅動信號驅動的計數器；與所述計數器相連的數模轉換器，用于根據所述計數器的計數值產生所述調光信號。
6. 根據權利要求4所述的驅動電路，其特征在于，所述調光控制器工作于脈沖調光模 式，在該脈沖調光模式下，根據所述調光信號產生一個脈沖寬度調制信號，所述脈沖寬度調 制信號的占空比由所述調光信號決定，所述脈沖寬度調制信號控制與所述光源串聯的所述 開關。
7. 根據權利要求4所述的驅動電路，其特征在于，所述調光控制器工作于模擬調光模 式，在該模擬調光模式下，一個比較器比較所述調光信號和一個指示流經所述光源的電流 的電流監測信號，并產生控制信號以控制與所述光源串聯的所述開關。
8. 根據權利要求1所述的驅動電路，其特征在于，所述調光控制器包括 脈沖信號產生器，用于產生脈沖信號，與所述脈沖信號產生器相連的觸發器，用于產生控制信號以控制與所述光源串聯的所 述開關。
9. 一種系統，包括連接于電源和光源之間的電力轉換器，用于接收來自所述電源的電能并為所述光源提 供調節后的電能；與所述電力轉換器相連的調光控制器，用于接收開關監測信號，該開關監測信號指示 與所述電源相連的電源開關的動作；所述調光控制器還用于根據所述開關監測信號控制所 述電力轉換器輸出的調節后的電能，所述調光控制器包括用于對所述電源開關的動作進行 計數的計數器。
10. 根據權利要求9所述的系統，其特征在于，還包括 與所述光源串聯的開關；其中，所述調光控制器與所述開關相連，并通過控制所述開關來控制所述電力轉換器輸出的調節后的電能。
11. 根據權利要求9所述的系統，其特征在于，還包括交流/直流變換器，用于把所述電源提供的交流電能轉變成直流電能，所述電源開關 位于所述電源與所述交流/直流變換器之間。
12. 根據權利要求9所述的系統，其特征在于，所述光源是發光二極管鏈。
13. 根據權利要求9所述的系統，其特征在于，所述電源開關的動作包括斷開該電源開關。
14. 根據權利要求9所述的系統，其特征在于，所述電力轉換器是直流/直流變換器。
15. 根據權利要求9所述的系統，其特征在于，所述電力轉換器包括與所述光源串聯的 電感。
16. 根據權利要求9所述的系統，其特征在于，所述驅動電路還包括與所述調光控制器相連的儲能單元，用于在所述電源開關斷開時為所述調光控制器供電。
17. 根據權利要求9所述的系統，其特征在于，所述調光控制器包括觸發監測單元，用于接收所述開關監測信號并根據所述電源開關的動作產生一個驅動信號；與所述觸發監測單元相連的調光器，用于接收所述驅動信號并產生調光信號以調整所 述電力轉換器的目標電能值。
18. 根據權利要求17所述的系統，其特征在于，所述調光器包括 所述計數器，且所述計數器由所述驅動信號驅動，與所述計數器相連的數模轉換器，用于根據所述計數器的計數值產生所述調光信號。
19. 根據權利要求17所述的系統，其特征在于，所述調光控制器工作于脈沖調光模式， 在該脈沖調光模式下，根據所述調光信號產生一個脈沖寬度調制信號，所述脈沖寬度調制 信號的占空比由所述調光信號決定，所述脈沖寬度調制信號控制與所述光源串聯的一個開 關。
20. 根據權利要求17所述的系統，其特征在于，所述調光控制器工作于模擬調光模式， 在該模擬調光模式下，一個比較器比較所述調光信號和一個指示流經所述光源的電流的電 流監測信號，并產生控制信號以控制與所述光源串聯的一個開關。
21. —種對光源進行電力控制的方法，其特征在于，包括下列步驟 利用電力轉換器輸出的調節后的電能為光源供電；接收開關監測信號，該開關監測信號指示連接于電源和所述電力轉換器之間的一個電 源開關的動作；根據所述開關監測信號產生調光信號；根據所述調光信號控制與所述光源串聯的開關以控制所述電力轉換器輸出的調節后 的電能。
22. 根據權利要求21所述的對光源進行電力控制的方法，其特征在于，所述電源開關 的動作包括斷開該電源開關。
23. 根據權利要求21所述的對光源進行電力控制的方法，其特征在于，還包括 根據所述電源開關的動作產生驅動信號；用所述驅動信號驅動計數器； 根據所述計數器的計數值產生調光信號。
24. 根據權利要求21所述的對光源進行電力控制的方法，其特征在于，還包括 產生脈沖寬度調制信號；根據所述調光信號調整所述脈沖寬度調制信號的占空比； 用所述脈沖寬度調制信號控制與所述光源串聯的所述開關。
25. 根據權利要求21所述的對光源進行電力控制的方法，其特征在于，還包括 產生電流監測信號，所述電流監測信號指示流經所述光源的電流； 比較所述調光信號和所述電流監測信號以產生控制信號； 用所述控制信號控制與所述光源串聯的所述開關。
全文摘要
本發明公開了一種對光源進行電力控制的驅動電路和方法及系統。該驅動電路包括一個電力轉換器和一個調光控制器。電力轉換器位于電源和光源之間，接收來自電源的電能并為光源提供調節后的電能。調光控制器與電力轉換器相連，并接收一個開關監測信號。該開關監測信號能指示連接于所述電源和所述驅動電路之間的一個電源開關的動作。調光控制器通過控制與所述光源串聯的一個開關以控制電力轉換器輸出的調節后的電能。
文檔編號H05B37/02GK101754530SQ20091020724
公開日2010年6月23日 申請日期2009年10月22日 優先權日2008年12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