為發光二極管光源供電的驅動電路及方法、電力變換器的制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種為發光二極管光源供電的驅動電路及方法、電力變換器。所述驅動電路包括：電壓濾波器、變壓器和控制器。電壓濾波器接收并過濾輸入電壓，以提供穩定電壓；變壓器將穩定電壓轉換為輸出電壓，以為光源供電；控制器產生驅動信號以使開關交替工作于第一狀態和第二狀態，控制器通過控制第一狀態的持續時間和第二狀態的持續時間，使得輸入電流在第二狀態中減小至預設值，并在第一狀態中從預設值增大到與輸入電壓成比例的峰值，控制器控制第一狀態的持續時間和第二狀態的持續時間之間的比值，以調節流經光源的輸出電流至目標值。本發明提高了電流控制精度，校正了驅動電路的功率因數，改善了供電質量，降低了光源發光的行頻干擾。
【專利說明】為發光二極管光源供電的驅動電路及方法、電力變換器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種驅動電路，尤其涉及一種為發光二極管光源供電的驅動電路及方法、電力變換器。
【背景技術】
[0002]圖1所不為一種傳統的光源驅動電路100的方框圖。該驅動電路100用于驅動光源如發光二極管鏈108。電源102提供輸入電壓Vin為驅動電路100供電。驅動電路100包含降壓變換器，該降壓變換器在控制器104的控制下為發光二極管鏈108提供變換后的電壓V0UT。該降壓變換器包含二極管114、電感112、電容116和開關106。電阻110與開關106串聯。當開關106接通，電阻110與電感112以及發光二極管鏈108耦合，產生指示流經電感112的電流的反饋信號。當開關106斷開，電阻110與電感112以及發光二極管鏈108斷開，因而沒有電流流經電阻110。
[0003]開關106由控制器104控制。當開關106接通，電流流經發光二極管鏈108、電感112、開關106、電阻110到地。在電感112的作用下電流逐漸增大。當電流增至預設的最大電流值時，控制器104斷開開關106。當開關106斷開，電流流經發光二極管鏈108、電感112和二極管114。控制器104在一段時間后再次接通開關106。因此，控制器104根據所述預設的最大電流值控制降壓變換器。然而，流經電感112和發光二極管鏈108的平均電流會受到電感112的電感值、輸入電壓Vin以及發光二極管鏈108兩端的電壓VOUT的影響，因此難以對流經電感112的平均電流(也即流經發光二極管鏈108的平均電流)進行精確控制。

【發明內容】

[0004]本發明提供一種為發光二極管光源供電的驅動電路、電力變換器及方法，以提高該驅動電路輸出電流的精確性，降低光源發光的行頻干擾。
[0005]本發明提供了一種為發光二極管光源供電的驅動電路，所述驅動電路包括:
[0006]電壓濾波器，用于接收輸入電壓并過濾所述輸入電壓，以提供穩定電壓；
[0007]耦合于所述電壓濾波器的變壓器，用于將所述穩定電壓轉換為輸出電壓，以為所述發光二極管光源供電；及
[0008]耦合于所述電壓濾波器和所述變壓器的開關；
[0009]耦合于所述開關的控制器，用于產生驅動信號以使所述開關交替工作于第一狀態和第二狀態，當所述開關工作于所述第一狀態時，流經所述電壓濾波器的輸入電流增大，當所述開關工作于所述第二狀態時，所述輸入電流減小，
[0010]其中，所述控制器控制所述第一狀態的持續時間，以使所述輸入電流在所述第一狀態中從預設值增大到與所述輸入電壓成比例的峰值，控制所述第二狀態的持續時間，以使所述輸入電流在所述第二狀態中減小至所述預設值，所述控制器還控制所述第一狀態的持續時間和所述第二狀態的持續時間之間的比值，以調節流經所述發光二極管光源的輸出電流至目標電流值。
[0011]本發明還提供了一種為發光二極管光源供電的電力變換器，所述電力變換器包括:
[0012]開關，用于根據脈沖信號交替工作在第一狀態和第二狀態；
[0013]與所述開關耦合的電壓濾波器，所述電壓濾波器包括:電感和電容，所述電壓濾波器過濾輸入電壓以提供穩定電壓，其中，當所述開關工作于所述第一狀態時，輸入電流流經所述電感和所述開關，所述輸入電流從預設值增大到與所述輸入電壓成比例的峰值；當所述開關工作于所述第二狀態時，所述輸入電流流經所述電感和所述電容，所述輸入電流減小到所述預設值 '及
[0014]變壓器，所述變壓器包括:耦合于所述開關的初級繞組和次級繞組，所述變壓器將所述穩定電壓轉換為輸出電壓，以為所述發光二極管光源供電，其中，當所述開關工作于所述第一狀態時，所述變壓器由所述穩定電壓供電，流經所述初級繞組和所述開關的電流增大；當所述開關工作于所述第二狀態時，所述變壓器放電從而為所述發光二極管光源供電，流經所述次級繞組的電流減小，
[0015]其中，通過控制所述脈沖信號的占空比，以調節流經所述發光二極管光源的輸出電流至目標電流值。
[0016]本發明還提供了一種為發光二極管光源提供電能的方法，所述方法包括:
[0017]接收輸入電壓和輸入電流；過濾所述輸入電壓，以提供穩定電壓；
[0018]將所述穩定電壓轉換為輸出電壓，以為所述發光二極管光源供電；
[0019]產生驅動信號，以使開關交替工作于第一狀態和第二狀態，其中，在所述第一狀態中，所述輸入電流增大，在所述第二狀態中，所述輸入電流減小；
[0020]控制所述第一狀態的持續時間，使得所述輸入電流在所述第一狀態中從預設值增大到與所述輸入電壓成比例的峰值，控制所述第二狀態的持續時間，使得所述輸入電流在所述第二狀態中減小到所述預設值；及
[0021]控制所述第一狀態的所述持續時間和所述第二狀態的所述持續時間之間的比值，以調節流經所述發光二極管光源的輸出電流至目標電流值。
[0022]與現有技術相比，本發明實施例可以將流經發光二極管光源的電流穩定在目標電流值，提高了電流控制精度，還校正了驅動電路的功率因數，從而改善了電路的供電質量，并且，該電路減小或消除了由輸入電壓的變化引起的流經光源的輸出電流的紋波，從而進一步降低了光源發光的行頻干擾。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]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。
[0024]圖1所示為一種傳統光源驅動電路的方框圖；
[0025]圖2所示為根據本發明一個實施例的光源驅動電路的方框圖；
[0026]圖3所示為根據本發明一個實施例的光源驅動電路的電路示意圖；
[0027]圖4所示為圖3中控制器的結構示意圖；
[0028]圖5所示為圖4中控制器的波形圖；[0029]圖6所示為圖3中控制器的另一種結構示意圖；
[0030]圖7所示為圖6中控制器生成或接收的信號波形圖；
[0031]圖8所示為根據本發明另一個實施例的光源驅動電路的電路示意圖；
[0032]圖9A所示為根據本發明另一個實施例的光源驅動電路的方框圖；
[0033]圖9B所示為圖9A中驅動電路生成或接收的信號波形圖；
[0034]圖10所示為根據本發明再一個實施例的光源驅動電路的電路示意圖；
[0035]圖11所示為圖9A中控制器的結構示意圖；
[0036]圖12所示為根據本發明一個實施例的光源驅動電路生成或接收的信號波形圖；
[0037]圖13所示為根據本發明一個實施例的驅動負載的方法流程圖；
[0038]圖14A所示為根據本發明另一個實施例的光源驅動電路的方框圖；
[0039]圖14B所示為圖14A中光源驅動電路生成或接收的信號波形圖；
[0040]圖15所示為圖14A中光源驅動電路的電路示意圖；
[0041]圖16所示為圖14A中控制器的結構示意圖；
[0042]圖17所示為根據本發明另一個實施例的驅動光源的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0043]以下將對本發明的實施例給出詳細的說明。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。
[0044]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、流程、元件和電路未作詳細描述，以便于凸顯本發明的主旨。
[0045]本發明提供了一種控制電力變換器以對各種負載(例如，光源)進行供電的電路和方法。該電路包含用于監測流經儲能單元(例如，電感)的電流的電流監測器，以及控制器。該控制器用于控制與所述電感耦合的開關，從而使得流經所述光源的平均電流等于目標電流值。不論該開關接通或斷開，該電流監測器均能監測流經所述電感的電流。
[0046]圖2所示為根據本發明一個實施例的光源驅動電路200的方框圖。光源驅動電路200包括整流器204。整流器204接收來自電源202的輸入電壓并為電力變換器206提供調整后的電壓。電力變換器206接收調整后的電壓并為負載208提供輸出電力。電力變換器206可以是降壓變換器或者升壓變換器。在一個實施例中，電力變換器206包含儲能單元214和用于監測儲能單元214狀況的電流監測器218 (例如，一個電阻)。電流監測器218為控制器210提供第一信號ISEN。該第一信號ISEN指示流經儲能單元214的瞬時電流。光源驅動電路200還包括濾波器212,用于根據第一信號ISEN產生第二信號IAVG。第二信號IAVG指示流經儲能單元214的平均電流。在一個實施例中，控制器210接收第一信號ISEN和第二信號IAVG，并控制流經儲能單元214的平均電流，使得該平均電流與目標電流值相等。
[0047]圖3所示為根據本發明一個實施例的光源驅動電路300的電路示意圖。圖3中與圖2編號相同的部件具有類似的功能。在圖3所示實施例中，光源驅動電路300包括整流器204、電力變換器206、濾波器212和控制器210。整流器204可以是包括二極管Dl、D2、D3、D4的橋式整流器。整流器204調整來自電源202的電壓。電力變換器206接收整流器204輸出的調整后的電壓并產生輸出電力為負載(如發光二極管鏈208)供電。
[0048]在圖3所示實施例中，電力變換器206具體可以是降壓變換器。該降壓變換器包括:電容308、開關316、二極管314、電流監測器218 (該電流監測器例如可以為電阻)，相互耦合的電感302和電感304以及電容324。二極管314位于開關316和光源驅動電路300的地之間。電容324與發光二極管鏈208并聯。在一個實施例中，電感302和電感304彼此電磁耦合。電感302和電感304都連接至一個共同節點333。在圖3所示實施例中，共同節點333位于電阻218和電感302之間。然而，本領域技術人員可以理解的是，本發明并不限于此結構，共同節點333也可以位于開關316和電阻218之間。共同節點333為控制器210提供參考地。在一個實施例中，控制器210的參考地和光源驅動電路300的地不同。通過接通和斷開開關316，流經電感302的電流可以得到調整，從而調節發光二極管鏈208的電力。電感304監測電感302的狀況，例如，監測流經電感302的電流是否減小到預設的電流值。
[0049]電阻218的一端與開關316和二極管314陰極之間的節點相連，另一端與電感302相連。電阻218提供第一信號ISEN，當開關316接通和斷開時，該第一信號ISEN指示流經電感302的瞬時電流。換言之，不管開關316接通還是斷開時，電阻218均能監測流經電感302的瞬時電流。濾波器212與電阻218耦合并提供第二信號IAVG，該第二信號IAVG指示流經電感302的平均電流。在一個實施例中，濾波器212包含電阻320和電容322。
[0050]控制器210接收第一信號ISEN和第二信號IAVG，并通過接通或斷開開關316使得流經電感302的平均電流等于目標電流值。電容324濾除流經發光二極管鏈208的電流的波紋，從而使流經發光二極管鏈208的電流相對平穩并等于流經電感302的平均電流。因此使得流經發光二極管鏈208的平均電流與目標電流值相等。
[0051]圖3所示實施例中，控制器210的端口包括ZCD、GND、DRV、VDD、CS、COMP和FB。其中，端口 Z⑶與電感304耦合，用于接收指示電感302狀況(例如，流經電感302的電流是否減小到預設的電流值“0”)的監測信號AUX。監測信號AUX也能指示發光二極管鏈208是否處于開路狀態。端口 DRV與開關316耦合并產生驅動信號(如脈沖寬度調制信號PWMl)接通或斷開開關316。端口 VDD與電感304耦合并接收來自電感304的電力。端口 CS與電阻218耦合并接收指示流經電感302的瞬時電流的第一信號ISEN。端口 COMP通過電容318與控制器210的參考地耦合。端口 FB通過濾波器212與電阻218耦合并接收指示流經電感302的平均電流的第二信號IAVG。在圖3所示實施例中，端口 GND (也即控制器210的參考地)連接至電阻218、電感302、電感304之間的共同節點333。
[0052]開關316可以是N型金屬氧化物半導體場效應晶體管(N型M0SFET)。開關316的導通狀態由開關316的柵極電壓與端口 GND的電壓(即共同節點333的電壓)之間的電壓差決定。因此，端口 DRV輸出的脈沖寬度調制信號PWMl決定了開關316的狀態。當開關316接通，控制器210的參考地高于光源驅動電路300的地，從而使得本發明的電路可以適用于具有較高電壓的電源。
[0053]當開關316接通，電流流經開關316、電阻218、電感302、發光二極管鏈208到光源驅動電路300的地。當開關316斷開，電流流經電阻218、電感302、發光二極管鏈208和二極管314。電感304與電感302耦合且能夠監測電感302的狀況，例如，監測流經電感302的電流是否減小到預設電流值。控制器210根據信號AUX、ISENJP IAVG監測流經電感302的電流，并通過脈沖寬度調制信號PWMl控制開關316，使得流經電感302的平均電流等于預設電流值。所以經過電容324濾波后，流經發光二極管鏈208的電流也等于預設電流值。
[0054]在一個實施例中，控制器210根據監測信號AUX判斷發光二極管鏈208是否處于開路狀態。如果發光二極管鏈208開路，則電容324上的電壓增加。當開關316處于斷開狀態時，電感302兩端的電壓增大，監測信號AUX的電壓也隨之增大。其結果是，通過端口Z⑶流入控制器210的電流增大。因此，控制器210監測信號AUX，當開關316處于斷開狀態時以及流入控制器210的電流超過一個電流門限值，則控制器210判斷發光二極管鏈208處于開路狀態。
[0055]控制器210還可以根據端口 VDD的電壓判斷發光二極管鏈208是否處于短路狀態。如果發光二極管鏈208短路，當開關316處于斷開狀態時，因為電感302兩端均與光源驅動電路300的地耦合，所以電感302兩端的電壓減小。電感304兩端的電壓和端口 VDD的電壓隨之減小。如果當開關316處于斷開狀態時端口 VDD的電壓小于一個電壓門限值，控制器210判斷發光二極管鏈208處于短路狀態。
[0056]圖4所示為圖3中控制器210的結構示意圖。圖5所示為圖4中控制器210的波形圖。圖4將結合圖3和圖5進行描述。
[0057]在圖4所示實施例中，控制器210包括:誤差放大器402、比較器404和脈沖寬度調制信號產生器408。誤差放大器402根據參考信號SET和第二信號IAVG之間的電壓差產生誤差信號VEA。參考信號SET指示目標電流值。誤差放大器402通過端口 FB接收第二信號IAVG，第二信號IAVG指示流經電感302的平均電流。誤差信號VEA可以將流經電感302的平均電流調整到等于目標電流值。比較器404與誤差放大器402耦合，將誤差信號VEA和第一信號ISEN進行比較。比較器404通過端口 CS接收第一信號ISEN，第一信號ISEN指示流經電感302的瞬時電流。脈沖寬度調制信號產生器408通過端口 Z⑶接收監測信號AUX，監測信號AUX指示流經電感302的電流是否減小到預設電流值(例如減小到O)。脈沖寬度調制信號產生器408與比較器404以及端口 ZCD耦合，根據比較器404的輸出和監測信號AUX產生脈沖寬度調制信號PWMl。脈沖寬度調制信號PWMl通過端口 DRV控制開關316的導通狀態。
[0058]脈沖寬度調制信號產生器408產生具有第一狀態(如邏輯I)的脈沖寬度調制信號PWMl以接通開關316。當開關316接通，電流流經開關316、電阻218、電感302、發光二極管鏈208到光源驅動電路300的地。流經電感302的電流逐漸增大，使得第一信號ISEN的電壓逐漸增大。在一個實施例中，當開關316接通時，監測信號AUX的電壓為負值。在控制器210內部，比較器404將誤差信號VEA與第一信號ISEN進行比較。當第一信號ISEN的電壓超過誤差信號VEA的電壓，比較器404的輸出為邏輯0，否則比較器404的輸出為邏輯
I。換言之，比較器404的輸出包括一系列的脈沖。響應于比較器404輸出的下降沿，脈沖寬度調制信號產生器408產生具有第二狀態(如邏輯0)的脈沖寬度調制信號PWMl以斷開開關316。當開關316斷開，監測信號AUX的電壓變為正值。當開關316斷開，電流流經電阻218、電感302、發光二極管鏈208和二極管314。流經電感302的電流逐漸減小，因此第一信號ISEN的電壓逐漸減小。當流經電感302的電流減小到預設電流值(如減小到0)，監測信號AUX的電壓會產生一個下降沿。在監測信號AUX下降沿的作用下，脈沖寬度調制信號產生器408產生具有第一狀態(如邏輯I)的脈沖寬度調制信號PWMl以接通開關316。
[0059]在一個實施例中，脈沖寬度調制信號PWMl的占空比由誤差信號VEA決定。如果第二信號IAVG的電壓小于參考信號SET的電壓,則誤差放大器402增大誤差信號VEA的電壓以增大脈沖寬度調制信號PWMl的占空比，相應的，流經電感302的平均電流增大，直到第二信號IAVG的電壓增大到參考信號SET的電壓。如果第二信號IAVG的電壓大于參考信號SET的電壓，則誤差放大器402減小誤差信號VEA的電壓以減小脈沖寬度調制信號PWMl的占空比，相應的，流經電感302的平均電流減小，直到第二信號IAVG的電壓減小到參考信號SET的電壓。這樣，流經電感302的平均電流能夠被調整到與目標電流值基本上相等。
[0060]圖6所示為圖3中控制器210的另一種結構示意圖。圖7所示為圖6中控制器210的波形圖。圖6將結合圖3和圖7進行描述。
[0061]在圖6所示實施例中，控制器210包括:誤差放大器602、比較器604、鋸齒波信號產生器606、復位信號產生器608和脈沖寬度調制信號產生器610。誤差放大器602根據參考信號SET和第二信號IAVG之間的電壓差產生誤差信號VEA。參考信號SET指示目標電流值。誤差放大器602通過端口 FB接收第二信號IAVG，第二信號IAVG指示流經電感302的平均電流。誤差信號VEA用于調整流經電感302的平均電流以使得該平均電流等于目標電流值。鋸齒波信號產生器606產生鋸齒波信號SAW。比較器604與誤差放大器602以及鋸齒波信號產生器606耦合，并將誤差信號VEA與鋸齒波信號SAW進行比較。復位信號產生器608產生復位信號RESET。復位信號RESET作用于鋸齒波信號產生器606和脈沖寬度調制信號產生器610。響應于復位信號RESET，開關316接通。脈沖寬度調制信號產生器610與比較器604以及復位信號產生器608 f禹合,并根據比較器604的輸出和復位信號RESET產生脈沖寬度調制信號PWMl。脈沖寬度調制信號PWMl通過端口 DRV控制開關316的導通狀態。
[0062]在一個實施例中，復位信號RESET是具有固定頻率的脈沖信號。在另一個實施例中，復位信號RESET是使得開關316處于斷開狀態的時間為常數的脈沖信號。例如，在圖7中，復位信號RESET使得脈沖寬度調制信號PWMl為邏輯0的時間為常數Tqff。
[0063]響應于復位信號RESET的脈沖，脈沖寬度調制信號產生器610產生具有第一狀態(如邏輯I)的脈沖寬度調制信號PWMl以接通開關316。當開關316接通，電流流經開關316、電阻218、電感302、發光二極管鏈208到光源驅動電路300的地。響應于復位信號RESET的脈沖，鋸齒波信號產生器606產生的鋸齒波信號SAW的電壓從初始值INI開始增大。當鋸齒波信號SAW的電壓增大到誤差信號VEA的電壓，脈沖寬度調制信號產生器610產生具有第二狀態(如邏輯0)的脈沖寬度調制信號PWMl以斷開開關316，并且鋸齒波信號SAW的電壓被復位到初始值INI。直到復位信號RESET的下一個脈沖到來時，鋸齒波信號SAW的電壓才從初始值INI又開始增大。
[0064]在一個實施例中，脈沖寬度調制信號PWMl的占空比由誤差信號VEA決定。如果第二信號IAVG的電壓小于參考信號SET的電壓,則誤差放大器602增大誤差信號VEA的電壓以增大脈沖寬度調制信號PWMl的占空比，相應的，流經電感302的平均電流增大，直到第二信號IAVG的電壓增大到參考信號SET的電壓。如果第二信號IAVG的電壓大于參考信號SET的電壓，則誤差放大器602減小誤差信號VEA的電壓以減小脈沖寬度調制信號PWMl的占空比，相應的，流經電感302的平均電流減小，直到第二信號IAVG的電壓減小到參考信號SET的電壓。這樣，流經電感302的平均電流能夠被調整到與目標電流值基本上相等。
[0065]圖8所示為根據本發明另一個實施例的光源驅動電路光源驅動電路800的電路示意圖。圖8中與圖2、圖3編號相同的部件具有類似的功能。
[0066]控制器210的端口 VDD通過開關804與整流器204耦合，用于接收整流器204輸出的電壓。位于開關804和控制器210參考地之間的齊納二極管802保持端口 VDD的電壓基本恒定。圖8所示實施例中，控制器210的端口 Z⑶與電感302電耦合，接收指示電感302狀況的監測信號AUX。監測信號AUX可以指示流經電感302的電流是否減小到預設電流值(例如，是否減小到O)。共同節點333為控制器210提供參考地。
[0067]綜上所述，本發明提供了一種控制電力變換器以對負載供電的電路。在一個實施例中，電力變換器為負載(例如，發光二極管鏈)提供直流電流。在另外一個實施例中，電力變換器為電池提供直流的充電電流。與圖1中的傳統電路相比，本發明的電路提供給負載或電池的電流可以得到更精確的控制。而且本發明的電路可以適用于具有較高電壓的電壓源。
[0068]圖9A所示為根據本發明另一個實施例的光源驅動電路900的方框圖。圖9A中與圖2、圖3編號相同的部件具有類似的功能。在一個實施例中，光源驅動電路900包括?與電源202耦合的濾波器920、整流器204、電力變換器906、負載208、鋸齒波信號產生器902和控制器910。電源202產生交流輸入電壓VAe(例如，VA。具有正弦波信號)和交流輸入電流Iac。交流輸入電流Iac流入濾波器920。電流Iac’從濾波器920流出，并流入整流器204。整流器204通過濾波器920接收交流輸入電壓\c，并在電源線912上提供整流電壓Vin和整流電流IIN。電源線912耦 合于整流器204和電力變換器906之間。電力變換器906將整流電壓Vin轉換成輸出電壓VOT，為負載208提供電能。控制器910與電力變換器906耦合，用于控制電力變換器906，以調節流過負載208的電流IQUT，并校正驅動電路900的功率因數。
[0069]控制器910產生驅動信號962。在一個實施例中，電力變換器906包括開關316。驅動信號962控制開關316，從而調節流經負載208的電流IOTT。在一個實施例中，電力變換器906還生成指示流經負載208的電流1t的第二信號IAVG。
[0070]在一個實施例中，與控制器910耦合的鋸齒波信號產生器902根據驅動信號962生成鋸齒波信號960。例如，驅動信號962可以是脈沖寬度調制信號。在一個實施例中，當驅動信號962為邏輯高電平時，鋸齒波信號960增加；當驅動信號962為邏輯低電平時，鋸齒波信號960降低到預設電壓值(例如，降低到0V)。
[0071]有利的是，控制器910根據鋸齒波信號960和第二信號IAVG產生驅動信號962。驅動信號962控制開關316，使流經負載208的電流Itm保持在目標電流值，以提高電流控制的精確性。此外，驅動信號962控制開關316，調節整流電流Iin的平均電流Iin ATC與整流電壓Vin基本上同相，以校正驅動電路900的功率因數。本領域技術人員可以理解的是，本發明實施例中所述的“基本上同相”指兩波形理論上同相位，然而在實際應用中，由于電路中電容的存在，造成兩波形存在細微的相差。驅動電路900的工作原理將在圖9B中進一步描述。
[0072]圖9B所示為根據本發明的一個實施例圖9A中的驅動電路900中的信號的波形圖，圖9B將結合圖9A描述。圖9B描述了交流輸入電壓Va。、整流電壓Vin、整流電流Iin、整流電流的平均電流IIN—Ave、電流IAC’和交流輸入電流Iac的波形。
[0073]為了描述的方便，本發明實施例以交流輸入電壓Va。具體為正弦波形進行示例性說明，但本發明實施例并不僅限于正弦波形。整流器204整流交流輸入電壓VAC。在圖9B所示實施例中，整流電壓Vin具有整流后的正弦波形，S卩，交流輸入電SVa。的正向波形保留，其負向波形轉換成對應的正向波形。
[0074]在一個實施例中，控制器910產生的驅動信號962控制整流電流IIN。在一個實施例中，整流電流Iin從一個預設值(如0安培)開始增加。當整流電流Iin達到與整流電壓Vin成比例的一個值之后，整流電流Iin降到預設值。如圖9B所示，整流電流Iin的平均電流IinAVG的波形與整流電壓Vin的波形基本上同相。
[0075]整流電流Iin從整流器204流出并流入電力變換器906。整流電流Iin是流入整流器204的電流Iac’整流后的電流。如圖9B所示，當交流輸入電壓Vac為正值時，電流IAC’的正向波形與整流電流Iin的正向波形類似；當交流輸入電流電壓Vac為負值時，電流V的負向波形與整流電流Iin的波形對應。
[0076]在一個實施例中，通過采用耦合于電源202和整流器204之間的濾波器920，交流輸入電流Iac與電流IAC’的平均值相等或成比例。因此，如圖9B所示，交流輸入電流Iac的波形與交流輸入電壓\c的波形基本上同相。理論上，交流輸入電流Iac與交流輸入電壓Vac同相。然而，在實際應用中，由于濾波器920和電力變換器906中存在電容，交流輸入電流Iac與交流輸入電壓Vac之間可能存在細微的相差。此外，交流輸入電流Iac與交流輸入電壓Vac波形也大致相似。因此，驅動電路900的功率因數得到了校正，從而提高了驅動電路900的供電質量。
[0077]圖10所示為根據本發明的再一個實施例的光源驅動電路1000的電路示意圖。圖10中與圖2、圖3和圖9A編號相同的部件具有類似的功能。圖10將結合圖4、圖5和圖9A進行描述。
[0078]在圖10的例子中，驅動電路1000包括:耦合于電源202的濾波器920、整流器204、電力變換器906、負載208、鋸齒波信號產生器902和控制器910。在一個實施例中，負載208包括:發光二極管光源208(如發光二極管鏈)。本領域技術人員可以理解的是，本發明實施例中的負載208并不僅限于此，負載208還可以包括其他類型的光源或者其他類型的負載(如電池組)。濾波器920可以是(不限于)包含一對電感和一對電容的電感-電容濾波器。在一個實施例中，控制器910包括多個端口，例如，Z⑶端口、GND端口、DRV端口、VDD端口、FB 端口、COMP 端口和 CS 端口。
[0079]在一個實施例中，電力變換器906包括:耦合于電源線912的輸入電容1008。輸入電容1008可以減少整流電壓VIN的紋波，以平滑整流電壓VIN的波形。在一個實施例中，電容1008具有相對較小的電容值(例如，小于0.5微法拉)，以幫助消除或減小整流電壓Vin波形的畸變。此外，在一個實施例中，由于電容1008較小，流經電容1008的電流可以忽略。因此，當開關316接通時，流經開關316的電流I214與從整流器204流出的整流電流Iin大致相等。
[0080]電力變換器906與圖3所示實施例中的電力變換器206的操作類似。在一個實施例中，儲能單元214包括:電感302和電感304，電感302電磁耦合于電感304。電感302與開關316和發光二極管光源208耦合。因此，根據開關316的導通狀態，電流I214流經電感302。更具體的，在一個實施例中，控制器910在DRV端口產生驅動信號962 (如脈沖寬度調制信號)，以控制開關316接通或斷開。當開關316閉合，電流I214從電源線912流出，流經開關316和電感302，并且電流I214在開關316處于閉合狀態時不斷增加。電流I214可以由公式(I)得出:
[0081]A !214_ (Vin-Vqut) *Tqn/L3(i2,(I)
[0082]其中，Tm表示開關316導通的時間，A I214表示電流I214的變化量，L3tl2表示電感302的電感值。在一個實施例中，控制器910控制驅動信號962，使得Tm保持為一個恒定值。所以，若輸出電壓Vott基本恒定，在Tm時間間隔內，電流I214的變化量A I214與整流電壓Vin成比例。在一個實施例中，當電流I214降低到預設值(如0安培)時，開關316閉合。相應的，電流I214的峰值與整流電壓Vin成比例。
[0083]當開關316斷開時，電流I214從地流出，并流經二極管314和電感302，流進發光二極管光源208。相應的，電流I214根據公式(2)降低:
[0084]A I214= (-Vout) *Toff/L3Q2。(2)
[0085]其中，Tqff表不開關316的關斷時間。
[0086]在一個實施例中，當開關316導通時，電流Iin與電流I214基本上相等，當開關管316斷開時，電流Iin等于0安培。
[0087]電感304感應電感302的狀況，例如，流經電感302的電流是否下降到預設電流值，例如，零安培。結合圖5所示實施例，在一個實施例中，在開關316閉合時，監測信號AUX為邏輯低電平，當開關316斷開時，監測信號AUX為邏輯高電平。當流經電感302的電流I214降低到預設電流值，監測信號AUX的電壓產生一個下降沿。控制器910的ZCD端口耦合于電感304，用來接收監測信號AUX。`
[0088]在一個實施例中，電力變換器906包括:輸出濾波器1024。輸出濾波器1024可以是具有相對較大容值的電容(例如，大于400微法拉)。所以，流經發光二極管光源208的電流Iqut表不電流I2M的平均值。
[0089]電流監測器218產生指示流經電感302的電流的電流第一信號ISEN。在一個實施例中，濾波器212為包括電阻320和電容322的電阻-電容濾波器。濾波器212去除第一信號ISEN中的紋波，以產生第二信號IAVG。所以，在圖10的實施例中，第二信號IAVG表示流經發光二極管光源208的電流IOT。控制器910的端口 FB用于接收第二信號IAVG。
[0090]鋸齒波信號產生器902耦合于端口 DRV和端口 CS。鋸齒波信號產生器902根據端口 DRV的驅動信號962在端口 CS上產生鋸齒波信號960。例如，鋸齒波信號產生器902包括耦合于端口 DRV和端口 CS之間且相互并聯的電阻1016和二極管1018，還包括耦合于端口 CS和地之間且相互并聯的電阻1012和電容1014。工作時，鋸齒波信號960根據驅動信號962而變化。更具體的，在一個實施例中，驅動信號962為脈沖寬度調制信號。當驅動信號962為邏輯高電平時，電流Il從端口 DRV流出，經過電阻1016，流入電容1014。因此，電容1014被充電，鋸齒波信號960的電壓V96tl增加。當驅動信號962為邏輯低電平時，電流12從電容1014流出，經過二極管1018，并流入端口 DRV。因此，電容1014放電，電壓V96tl降低到0伏特。本領域技術人員可以理解的是，鋸齒波信號產生器902還可以包括其他元器件，并不僅限于圖10所示的實施例。
[0091]在一個實施例中，控制器910集成在一個集成電路芯片上。電阻1016和電阻1012、二極管1018以及電容1014為該集成電路芯片的外圍電路組件。可替換地，鋸齒波信號產生器902和控制器910也可以集成在一個集成電路芯片上，從而可以省略端口 CS，進一步地減小了驅動電路1000的尺寸和成本。本領域技術人員可以理解的是，電力變換器906還可以具有其他結構，并不僅限于圖10所示的實施例。
[0092]圖11所示為根據本發明的實施例的圖9A中控制器910的結構示意圖。圖11中與圖4和圖9A編號相同的部件具有類似的功能。圖11將結合圖4、圖5、圖9A和圖10進行描述。
[0093]在一個實施例中，控制器910與圖4所示實施例中的控制器210有相似的結構，不同之處在于，端口 CS接收鋸齒波信號960而不是第一信號ISEN。控制器910根據鋸齒波信號960、第二信號IAVG和監測信號AUX產生驅動信號962。控制器910包括:誤差放大器402、比較器404和脈寬調制信號產生器408。誤差放大器402對第二信號IAVG和表示目標電流值的參考信號SET之間的差值進行放大，產生誤差信號VEA。比較器404比較鋸齒波信號960和誤差信號VEA，以產生比較信號S。脈沖寬度調制信號產生器408根據比較信號S和監測信號AUX產生驅動信號962。
[0094]在一個實施例中，當監測信號AUX表示流經電感302的電流I214降到預設值(如0安培)時，驅動信號962切換至第一電平(如邏輯高電平)，以閉合開關316。當鋸齒波信號960達到誤差信號VEA時，驅動信號962切換至第二電平(如邏輯低電平)，以斷開開關316。有利的是，由于端口 CS接收鋸齒波信號960而不是第一信號ISEN，流經電感302的電流I214的峰值不會受限于誤差信號VEA。因此，如公式(I)所述，流經電感302的電流I214根據整流電壓Vin改變。例如，電流I214的峰值被調整成與整流電壓Vin成比例而不是與誤差信號VEA成比例。
[0095]控制器910控制驅動信號962,以使電流Iqut保持在由參考信號SET表不的目標電流值。例如，如果電流1tt大于目標電流值(如由于整流電壓Vin的變化)，誤差放大器402減小誤差信號VEA，以縮短開關316閉合的持續時間T,所以，電流I214的平均電流降低，以減小電流IOTT。同樣的，如果電流1t小于目標電流值，控制器910延長開關316閉合的持續時間T*，以增大電流1.。
[0096]圖12所示為根據本發明的實施例的光源驅動電路(如驅動電路900或1000)生成或接收的信號波形圖。圖12將結合圖4、圖9A、圖9B和圖10進行描述。圖12描述了整流電壓Vin、整流電流Iin、整流電流Iin的平均電流IIN—Ave、流經發光二極管光源208的電流IOTT、表示流經電感302的電流I214的第一信號ISEN、誤差信號VEA、鋸齒波信號960和驅動信號962。
[0097]如圖12所示，整流電壓Vin是整流后的正弦波信號。在tl時刻，驅動信號962變為邏輯高電平。因此，開關316閉合，表示流經電感302的電流I214的第一信號ISEN增加。同時，鋸齒波信號960根據驅動信號962增加。
[0098]在t2時刻，鋸齒波信號960增加到誤差信號VEA。相應的，控制器910調節驅動信號962為邏輯低電平，鋸齒波信號960降到0伏特。驅動信號962斷開開關316，因此，第一信號ISEN下降。換言之，鋸齒波信號960和誤差信號VEA決定了驅動信號962邏輯高電平的時間Tm。
[0099]在t3時刻，電流I214降低到預設電流值(如0安培)，由此，控制器910調節驅動信號962為邏輯高電平，以閉合開關316。[0100]在一個實施例中，在整流電壓Vin的一個周期內，流經發光二極管光源208的電流1tt與電流I214的平均值相等或成比例。結合圖11的描述，控制器910調節電流1tt至由參考信號SET表不的目標電流值。此外,如圖12所不,表不電流I214的第一信號ISEN在tl至t4期間與t5至t6期間具有相同的波形。所以，電流I214在tl至t4期間的平均值與在t5至t6期間的平均值相等。相應的，電流1tt保持在目標電流值。在一個實施例中，Tw由鋸齒波信號960和誤差信號VEA決定。在一個實施例中，由于在驅動信號962的每個周期內，鋸齒波信號960從0伏特上升到誤差信號VEA的時間都是相等的，所以Tw是不變的。根據公式(1)，在1?時間內，電流I214的變化量A I214與整流電壓Vin成比例。所以，如圖12所不，第一信號ISEN的峰值與輸入電壓Vin成比例。
[0101]在一個實施例中，當開關316閉合時，電流Iin的波形與電流I214的波形相似，當開關316斷開時，電流Iin基本上等于0安培。在tl至t6時間段內，整流電流Iin的平均電流Iiovg與整流電壓Vin基本上同相。結合圖9B所描述的，交流輸入電流Iac與交流輸入電壓Vac基本上同相，從而校正了驅動電路900的功率因數，進而提高了供電質量。
[0102]圖13所示為根據本發明的實施例的用于驅動負載的驅動電路(例如，用于驅動發光二極管光源208的驅動電路900或1000)的方法流程圖1300。圖13將結合圖9A至圖12進行描述。圖13所涵蓋的具體步驟僅作為示例。也就是說，本發明也適用于執行其他合理的步驟或對圖13進行改進的步驟。
[0103]在步驟1302中，接收輸入電壓(例如，整流電壓Vin)和輸入電流(例如，整流電流Iin) °
[0104]在步驟1304中，輸入電壓被轉換成輸出電壓，為負載(例如，發光二極管光源)提供電能。
[0105]在步驟1306中，根據驅動信號(例如，驅動信號962)控制流經儲能單元(例如，儲能單元214)的電流，以調節流經負載的電流。
[0106]在步驟1308中，接收表示流經負載的電流的第一感應信號(例如，第二信號IAVG)。在一個實施例中，第一感應信號由表示流經儲能單元電流的第二感應信號(例如，第一信號ISEN)濾波而得到。
[0107]在步驟1310中，根據驅動信號產生鋸齒波信號。
[0108]在步驟1312中，由鋸齒波信號和第一感應信號控制驅動信號，以調節流經負載的電流至目標電流值，并通過控制輸入電流的平均電流與輸入電壓基本上同相，以校正驅動電路的功率因數。在一個實施例中，根據第一感應信號和參考信號的差值產生誤差信號，其中，參考信號表示流經發光二極管光源的目標電流值。將鋸齒波信號和誤差信號進行比較，并接收指示儲能單元狀況的監測信號。若監測信號指示流經儲能單元的電流降低到預設值時，驅動信號切換到第一狀態，根據鋸齒波信號和誤差信號的比較值，驅動信號切換到第二狀態。當驅動信號處于第一狀態，增加流經儲能單元的電流，驅動信號處于第二狀態時，減小流經儲能單元的電流。在一個實施例中，若流經發光二極管光源的電流保持在目標電流值，則鋸齒波信號從預設值增加到誤差信號的持續時間是恒定的。
[0109]圖14A所示為根據本發明另一個實施例的光源驅動電路1400的方框圖。圖14A中與圖2、圖3和圖9A編號相同的部件具有類似的功能。圖14B所示為根據本發明的實施例的圖14A中光源驅動電路1400生成或接收的信號波形圖。圖14A和圖14B將結合圖9A和圖9B進行描述。
[0110]在圖14A所示實施例中，光源驅動電路1400包括:與電源202耦合的濾波器920、整流器204、電力變換器1406、光源1408和控制器1410。電源202產生交流輸入電壓Vac(例如，VA。是正弦波信號)和交流輸入電流IA。。交流輸入電流Ia。流入濾波器920。電流Ia。’從濾波器920流出，并流入整流器204。整流器204通過濾波器920接收交流輸入電壓VAC，并在電源線912上提供整流電壓Vin (即，流入電力變換器1406的輸入電壓Vin)和整流電流Iin (即，流入電力變換器1406的輸入電流IIN)。電源線912耦合于整流器204和電力變換器1406之間。
[0111]在一個實施例中，電力變換器1406包括:電壓濾波器1420、變壓器1422和開關1424。電壓濾波器1420接收輸入電壓VIN，并過濾輸入電壓Vin以產生穩定電壓VKEe。例如，電壓濾波器1420過濾了輸入電壓Vin的高頻諧波分量。因此，如圖14B所示，穩定電壓Vkk的波形比輸入電壓Vin的波形更加穩定。變壓器1422將穩定電壓Vkk轉換為輸出電壓VQUT，以為光源1408提供電能。因此，輸出電壓Vott的波形不會受到輸入電壓Vin (例如正弦波)變化的影響。相應的，由于減少或消除了流經光源1408的電流1tt的紋波，從而降低了光源1408發光的行頻干擾。
[0112]控制器1410產生驅動信號1462以使開關1424交替工作于第一狀態(例如，導通狀態)或第二狀態(例如，關斷狀態)，從而進一步控制流入電壓濾波器1420的輸入電流Ira和流經光源1408的輸出電流IOTT。在一個實施例中，變壓器1422提供指示輸出電流1t的感應信號1464。基于感應信號1464，控制器1410控制開關1424的導通時間Tm和關斷時間Ttw的比率，以調節輸出電流1tt至目標電流值。
[0113]在一個實施例中，當開關1424工作于第一狀態時，輸入電流Iin增大；當開關1424工作于第二狀態時，輸入電流Iin減小。控制器1410控制第二狀態的持續時間，以使輸入電流Iin減小到預設值(例如，地電位)。控制器1410還控制第一狀態的持續時間，以使輸入電流Iin從預設值增大到與輸入電壓Vin成比例的峰值。據此，輸入電流Iin的平均電流Iin atc與輸入電壓Vin基本上同相。類似于圖9B所示實施例，交流輸入電流IA。與交流輸入電壓Vac基本上同相。理想情況下，交流輸入電SVa。和交流輸入電流Ia。是同相的。然而，在實際應用中，由于濾波器920和電力變換器1406中電容的存在，交流輸入電流Ia。與交流輸入電壓Vac之間可能存在細微的相差。此外，交流輸入電流Iac的波形和交流輸入電壓Vac的波形也大致相似。因此，校正了光源驅動電路1400的功率因數。
[0114]有利的是，通過使開關1424在第一狀態和第二狀態之間進行切換，校正了光源驅動電路1400的功率因數，且將輸出電流1tt調節至目標電流值。因此，光源驅動電路1400的供電質量和電流控制的精度均得到提高。由于只采用了單個開關1424，降低了光源驅動電路1400的尺寸和成本。
[0115]圖15所示為根據本發明一個實施例的圖14A中光源驅動電路1500的電路示意圖。圖15中與圖2、圖3、圖9A和圖14A編號相同的部件具有類似的功能。圖15將結合圖14A和圖14B進行描述。在一個實施例中，控制器1410包括多個端口，例如:端口 VIN、端口C0MP、端口 GND、端口 DRV、端口 ZCD 和端口 FB。
[0116]在一個實施例中，電壓濾波器1420包括:電感1512、二極管D15 (二極管D15可以視為本發明實施例中的第二二極管)、二極管D16 (二極管D16可以視為本發明實施例中的第一二極管)和電容C15。變壓器1422可以是反激式(flyback)變換器，包括:初級繞組1504、次級繞組1506、輔助繞組1508和磁芯1502。與二極管D16和初級繞組1504耦合的開關1424交替工作于第一狀態(例如，導通狀態)和第二狀態(例如，關斷狀態)，以控制流經電感1512的輸入電流Iin和流經發光二極管光源1408的輸出電流IQUT。
[0117]在一個實施例中，控制器1410產生驅動信號1462 (例如，脈沖寬度調制信號)，以控制開關1424。更具體的，在一個實施例中，當驅動信號1462具有邏輯高電平時(例如，在導通狀態期間)，開關1424導通,二極管D15反向偏置,二極管D16正向偏置。穩定電壓Vkk給變壓器1422供電。電流Ipki流經初級繞組1504、開關1424和地。電流Ipki增大以將電能儲存在磁芯1502中。此外，輸入電流Iin流經電感1512、二極管D16和開關1424，且輸入電流Iin增大從而為電感1512充電，輸入電流Iin可以由式(3)得出:
[0118]A Iin=Vin*Tch/L1512，(3)
[0119]其中，Tai表示電感1512的充電時間，A Iin表示輸入電流Iin的變化量，L1512表示電感1512的電感值。在一個實施例中，電感1512的充電時間Tai等于開關1424的導通時間 Ton。
[0120]當驅動信號1462具有邏輯低電平(例如，關斷狀態期間)時，開關1424斷開，二極管D15正向偏置,二極管D16反向偏置。變壓器1422放電為發光二級管光源208提供電能。因此，流經次級繞組1506的電流Ise減小。此外，輸入電流Iin流經電感1512、二極管D15和電容C15，且輸入電流Iin減小，使得電感1512放電，如式(4)所示:
[0121]A Iin-(Vin-Vreg) *Tdisch/L1512.⑷
[0122]其中，Td表示電感1512的放電時間。由于當輸入電流Iin減小到零安培時，電感1512停止放電，因此，電感1512的放電時間Tdisqi可以與開關1424的關斷時間Ttw不同。
[0123]在一個實施例中，電感1512和電容C15構成電感-電容濾波器。電感-電容濾波器過濾輸入電壓Vin的高頻諧波分量。因此，減少了電壓Vkk波形中由于輸入電壓Vin的變化所導致的紋波。變壓器1422將穩定電壓Vkk轉換為輸出電壓VOTT，因此，輸出電壓Vott也不受輸入電壓Vin變化的影響。
[0124]在一個實施例中，輔助繞組1508通過端口 Z⑶與控制器1410耦合。輔助繞組1508提供電流監測信號1466，電流監測信號1466指示電流Ise是否下降到預設值(例如，零安培)。控制器1410的端口 FB接收感應信號1464，感應信號1464指示流經發光二極管光源208的輸出電流IQUT。在一個實施例中，控制器1410基于包含電流監測信號1466和感應信號1464的多個信號控制驅動信號1462的占空比，以調節輸出電流Iqut至目標電流值。控制器1410的操作將在圖16中進一步描述。
[0125]在一個實施例中，控制器1410還通過驅動信號1462控制導通時間Tqn和關斷時間Toff,以校正光源驅動電路1500的功率因數。更具體的，在一個實施例中，控制器1410將時間Ttw設置到大于時間閾值Tth。根據式(4)，電感1512的放電時間可以由式(5)得出:
[0126]Tdisch-A Iin*L1512/ (Vin-Veeg).(5)
[0127]如圖14B所示，A Iin在驅動信號1462不同的時間周期里可以是不同的。在一個實施例中，時間閾值Tth的值可以設置為等于或大于電感1512的最大放電時間Tdisch Mx。因此，開關1424的關斷時間Tqff足以允許輸入電流Iin減小至零安培。此外，控制器1410將導通時間Ton穩定在一個恒定的值。于是，根據式(3)，輸入電流Iin從預設值(例如，零安培)增大到與輸入電壓Vin成比例的峰值。因此，如圖14A和圖14B所描述的，校正了光源驅動電路1500的功率因數，提高了光源驅動電路1500的供電質量。
[0128]圖16所示為根據本發明一個實施例的圖14A中控制器1410的結構示意圖。圖16中與圖4和圖9A編號相同的部件具有類似的功能。圖16將結合圖4、圖5、圖10和圖11進行描述。
[0129]在一個實施例中，控制器1410除了包括鋸齒波信號產生器1602之外，具有與圖11中的控制器910類似的結構。鋸齒波信號產生器1602產生鋸齒波信號1660。在一個實施例中，鋸齒波信號產生器1602的操作與圖10所示的鋸齒波信號產生器902類似。當驅動信號1462導通開關1424時，鋸齒波信號1660上升，當驅動信號1462關斷開關1424時，鋸齒波信號1660下降至零安培。
[0130]控制器1410根據包含鋸齒波信號1660、感應信號1464和電流監測信號1466的多個信號產生驅動信號1462。控制器1410還包括:誤差放大器402、比較器404和脈沖寬度調制(pulse-width modulation，PWM)信號產生器408。誤差放大器402放大感應信號1464與指示目標電流值的參考信號SET之間的差值，以產生誤差信號VEA。比較器404比較鋸齒波信號1660與誤差信號VEA，以產生比較信號S。PWM信號產生器408根據比較信號S和電流監測信號1466產生驅動信號1462。導通時間Tqn對應于鋸齒波信號1660從預設值增大到誤差信號VEA所用的時間。
[0131 ] 在一個實施例中，當電流監測信號1466指示流經次級繞組1506的電流Ise下降到了預設值(例如，零安培)，驅動信號1462具有高電平以導通開關1424。當鋸齒波信號1660達到誤差信號VEA時，驅動信號1462具有低電平以關斷開關1424。
[0132]控制器1410控制驅動信號1462，以使輸出電流Iqut保持在由參考信號SET表示的目標電流值。例如，如果輸出電流1tt大于目標電流值(例如，由于不期望的噪聲所導致的)，誤差放大器402減小誤差信號VEA以縮短開關1424的導通時間Tw。因此，驅動信號1462的占空比減小，輸出電流1tt減小。同樣地，如果輸出電流1tt小于目標電流值，則控制器1410增大驅動信號1462的占空比，以增大輸出電流IQUT。在一個實施例中，如果輸出電流1tt保持在目標電流值，那么開關1424的導通時間Tw穩定在一個恒定值。
[0133]圖17所不為根據本發明另一個實施例的用于驅動光源1408的方法流程圖1700。圖17將結合圖14A至圖16進行描述。圖17所涵蓋的具體步驟僅作為示例。也就是說，本發明也適用于執行其他合理的步驟或對圖17進行改進的步驟。
[0134]在步驟1702中，接收輸入電流(例如，輸入電流Iin)和輸入電壓(例如，輸入電壓
VIN)。
[0135]在步驟1704中，過濾輸入電壓以提供穩定電壓(例如，穩定電壓VKEe)。
[0136]在步驟1706中，將穩定電壓轉換為輸出電壓(例如，輸出電壓VOT)，以為發光二極管光源供電。
[0137]在步驟1708中，產生驅動信號(例如，驅動信號1462)以使開關(例如，開關1424)交替工作于第一狀態(例如，導通狀態)和第二狀態(例如，關斷狀態)。在第一狀態中，輸入電流增大；在第二狀態中，輸入電流減小。
[0138]在步驟1710中，控制第一狀態的持續時間，使得輸入電流在第一狀態中從預設值增大到與輸入電壓成比例的峰值，控制第二狀態的持續時間，使得輸入電流在第二狀態中減小到預設值(例如，零安培)。
[0139]在步驟1712中，控制第一狀態的持續時間和第二狀態的持續時間之間的比值，以調節流經發光二極管光源的輸出電流至目標電流值。
[0140]本發明的實施例提供了驅動負載(例如，發光二極管光源)的驅動電路。該驅動電路包含電壓濾波器、變壓器和控制器。電壓濾波器接收并過濾輸入電壓，以提供穩定電壓。變壓器將穩定電壓轉換為輸出電壓，為發光二極管光源供電。控制器產生驅動信號以使開關交替工作于第一狀態和第二狀態。控制器控制第一狀態的持續時間，使得輸入電流在第一狀態中從預設值增大到與輸入電壓成比例的峰值，控制第二狀態的持續時間，使得輸入電流在第二狀態中減小至預設值。控制器控制第一狀態的持續時間和第二狀態的持續時間之間的比值，以調節流經發光二極管光源的輸出電流至目標電流值。有利的是，由于減少或消除了因輸入電壓的變化產生的流經發光二極管光源的輸出電流的紋波，從而進一步降低了光源發光的行頻干擾。此外，校正了驅動電路的功率因數以提高驅動電路的供電質量，且提聞了驅動電路的電流控制精度。
[0141]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范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于說明而非限制，本發明的范圍由所附權利要求及其合法等同物界定，而不限于此前的描述。
【權利要求】
1.一種為發光二極管光源供電的驅動電路，其特征在于，所述驅動電路包括: 電壓濾波器，用于接收輸入電壓并過濾所述輸入電壓，以提供穩定電壓； 耦合于所述電壓濾波器的變壓器，用于將所述穩定電壓轉換為輸出電壓，以為所述發光二極管光源供電；及 耦合于所述電壓濾波器和所述變壓器的開關； 耦合于所述開關的控制器，用于產生驅動信號以使所述開關交替工作于第一狀態和第二狀態，當所述開關工作于所述第一狀態時，流經所述電壓濾波器的輸入電流增大，當所述開關工作于所述第二狀態時，所述輸入電流減小， 其中，所述控制器控制所述第一狀態的持續時間，以使所述輸入電流在所述第一狀態中從預設值增大到與所述輸入電壓成比例的峰值，控制所述第二狀態的持續時間，以使所述輸入電流在所述第二狀態中減小至所述預設值， 所述控制器還控制所述第一狀態的持續時間和所述第二狀態的持續時間之間的比值，以調節流經所述發光二極管光源的輸出電流至目標電流值。
2.根據權利要求1所述的驅動電路，其特征在于，所述電壓濾波器包括: 電感，所述電感通過第一二極管與所述開關耦合，通過第二二極管與電容耦合， 其中，當所述開關工作于所述第一狀態時，所述輸入電流流經所述電感、所述第一二極管和所述開關；當所述開關工作于所述第二狀態時，所述輸入電流流經所述電感、所述第二二極管和所述電容。
3.根據權利要求2所述的`驅動電路，其特征在于，所述電感和所述電容構成電感-電容濾波器，用于過濾所述輸入電壓的多個諧波分量，以產生所述穩定電壓。
4.根據權利要求1所述的驅動電路，其特征在于，所述變壓器包括: 初級繞組，用于接收所述穩定電壓 '及 次級繞組，用于提供所述輸出電壓至所述發光二極管光源， 其中，當所述開關工作于所述第一狀態時，流經所述初級繞組和所述開關的電流增大；當所述開關工作于所述第二狀態時，流經所述次級繞組的電流減小。
5.根據權利要求1所述的驅動電路，其特征在于，所述第一狀態的持續時間足以使得所述輸入電流從所述預設值增大到與所述輸入電壓成比例的所述峰值。
6.根據權利要求1所述的驅動電路，其特征在于，所述第二狀態的持續時間足以使得所述輸入電流減小到所述預設值。
7.根據權利要求1所述的驅動電路，其特征在于，所述控制器包括: 鋸齒波信號產生器，用于根據所述驅動信號產生鋸齒波信號； 誤差放大器，用于根據感應信號和參考信號產生誤差信號，所述感應信號指示流經所述發光二極管光源的所述輸出電流，所述參考信號指示所述輸出電流的所述目標電流值；及 耦合于所述誤差放大器的比較器，用于將所述鋸齒波信號和所述誤差信號進行比較，以控制所述驅動信號。
8.根據權利要求7所述的驅動電路，其特征在于，當所述開關工作于所述第一狀態時，所述鋸齒波信號增大；當所述鋸齒波信號增大到所述誤差信號時，所述開關切換至所述第二狀態。
9.根據權利要求8所述的驅動電路，其特征在于，如果流經所述發光二極管光源的所述輸出電流保持在所述目標電流值，所述鋸齒波信號從預設值增大到所述誤差信號的時間是恒定的。
10.根據權利要求1所述的驅動電路，其特征在于，所述驅動電路還包括: 整流器，用于接收交流輸入電流和交流輸入電壓，并提供所述輸入電流， 其中，所述控制器對所述驅動電路的功率因數進行校正，使得所述交流輸入電流與所述交流輸入電壓基本上同相。
11.一種為發光二極管光源供電的電力變換器，所述電力變換器包括: 開關，用于根據脈沖信號交替工作在第一狀態和第二狀態； 與所述開關耦合的電壓濾波器，所述電壓濾波器包括:電感和電容，所述電壓濾波器過濾輸入電壓以提供穩定電壓，其中，當所述開關工作于所述第一狀態時，輸入電流流經所述電感和所述開關，所述輸入電流從預設值增大到與所述輸入電壓成比例的峰值；當所述開關工作于所述第二狀態時，所述輸入電流流經所述電感和所述電容，所述輸入電流減小到所述預設值；及 變壓器，所述變壓器包括:耦合于所述開關的初級繞組和次級繞組，所述變壓器將所述穩定電壓轉換為輸出電壓，以為所述發光二極管光源供電，其中，當所述開關工作于所述第一狀態時，所述變壓器由所述穩定電壓供電，流經所述初級繞組和所述開關的電流增大；當所述開關工作于所述第二狀態時，所述變壓器放電從而為所述發光二極管光源供電，流經所述次級繞組的電流減小， 其中，通過控制所述脈沖信號的占空比，以調節流經所述發光二極管光源的輸出電流至目標電流值。`
12.根據權利要求11所述的電力變換器，其特征在于，所述變壓器還包括: 輔助繞組，用于產生電流監測信號，所述電流監測信號指示流經所述次級繞組的所述電流是否減小到預設值， 其中，所述開關根據所述電流監測信號從所述第二狀態切換到所述第一狀態。
13.根據權利要求11所述的電力變換器，其特征在于，所述第二狀態的持續時間大于所述輸入電流從所述峰值降低到所述預設值的時間。
14.根據權利要求11所述的電力變換器，其特征在于，所述第一狀態的持續時間穩定在恒定值。
15.—種為發光二極管光源提供電能的方法,其特征在于,所述方法包括: 接收輸入電壓和輸入電流； 過濾所述輸入電壓，以提供穩定電壓； 將所述穩定電壓轉換為輸出電壓，以為所述發光二極管光源供電； 產生驅動信號，以使開關交替工作于第一狀態和第二狀態，其中，在所述第一狀態中，所述輸入電流增大，在所述第二狀態中，所述輸入電流減小； 控制所述第一狀態的持續時間，使得所述輸入電流在所述第一狀態中從預設值增大到與所述輸入電壓成比例的峰值；控制所述第二狀態的持續時間，使得所述輸入電流在所述第二狀態中減小到所述預設值；及 控制所述第一狀態的持續時間和所述第二狀態的持續時間之間的比值，以調節流經所述發光二極管光源的輸出電流至目標電流值。
16.根據權利要求15所述的方法，其特征在于，所述將所述穩定電壓轉換為所述輸出電壓的步驟還包括: 變壓器的初級繞組接收所述穩定電壓； 所述變壓器的次級繞組為所述發光二極管光源提供所述輸出電壓； 在所述第一狀態中，流經所述初級繞組和所述開關的電流增大；及 在所述第二狀態中，流經所述次級繞組的電流減小。
17.根據權利要求15所述的方法，其特征在于，所述第一狀態的持續時間足以使得所述輸入電流從所述預設值增大到與所述輸入電壓成比例的所述峰值。
18.根據權利要求15所述的方法，其特征在于，所述第二狀態的持續時間足以使得所述輸入電流減小到所述預設值。
19.根據權利要求15所述的方法，其特征在于，所述產生驅動信號的步驟還包括: 根據所述驅動信號產生鋸齒波信號； 基于感應信號和參考信號產生誤差信號，所述感應信號指示流經所述發光二極管光源的所述輸出電流，所述參考信號指示所述輸出電流的所述目標電流值； 比較所述鋸齒波信號和所述誤差信號，以控制所述驅動信號；及 當所述鋸齒波信號增大到所述 誤差信號時，將所述開關從所述第一狀態切換到所述第二狀態。
20.根據權利要求19所述的方法，其特征在于，如果流經所述發光二極管光源的所述輸出電流保持在所述目標電流值，所述鋸齒波信號從預設值增大到所述誤差信號的時間是恒定的。
【文檔編號】H05B37/02GK103517506SQ201210361522
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年9月25日 優先權日:2012年6月22日
【發明者】林永霖, 郭清泉 申請人:凹凸電子（武漢）有限公司