專利名稱：調(diào)光發(fā)光二極管照明電路的控制電路及控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管(Light Emitting Diode,LED)照明電路，特別涉及一種用于LED調(diào)光照明電路的控制電路與控制方法。
背景技術：
圖1繪示傳統(tǒng)調(diào)光照明電路100的電路圖。此調(diào)光照明電路100基本上包括一三極管交流開關(TRIAC) 110、橋式整流器120以及一負載130。此TRIAC 110接收一交流電流(alternating current,AC)源VAC。藉由控制TRIAC 110的閘極(gate)電壓，來自交流電流源Vac的功率可經(jīng)由橋式整流器120提供至負載130，例如是電燈泡，以達到調(diào)光控制。然而，為了使TRIAC 110的狀態(tài)保持在接通狀態(tài)，需要一最小維持電流。也就是說，流經(jīng)TRIAC 110的電流Iac應該被保持在高于TRIAC 110的最小維持電流的狀態(tài)，否則 TRIAC 110將變換為斷開狀態(tài)。然而，提供至負載130的負載電流Iui的電平相同于電流Iac 的電平。如此一來，負載電流I111需要滿足TRIAC 110的最小維持電流的需求；否則，若負載 130是一電燈泡，且電燈泡亮度較暗時(也就是流經(jīng)負載130的負載電流I111較小，并低于 TRIAC 110的最小維持電流)時，則TRIAC 110將處于介于接通與斷開的不穩(wěn)定狀態(tài)，進而導致燈光閃爍。因此，如何設計出簡單的控制電路與方法，使得燈泡處于微弱亮度狀態(tài)時，其燈光不會閃爍，實為目前研究發(fā)展的一重要方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種用于LED調(diào)光照明電路的控制電路與控制方法，其具有簡易的組成組件，藉由第一晶體管聯(lián)同一泄流電阻根據(jù)一控制信號從一輸入端抽取一泄流電流，如此TRIAC的狀態(tài)可保持在接通狀態(tài)，進而避免燈泡燈光閃爍。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于LED調(diào)光照明電路的電路。此電路包括一分壓器、一控制器以及一可調(diào)適泄流器。此分壓器接收來自一輸入端的一輸入電壓以生成一調(diào)光信號。此控制器根據(jù)該調(diào)光信號以生成一切換信號，其中該控制器還根據(jù)該輸入電壓生成一控制信號?？烧{(diào)適泄流器接收該控制信號并根據(jù)該控制信號從該輸入端抽取一泄流電流。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于LED調(diào)光照明電路的控制方法，包括下列步驟藉由一分壓器根據(jù)一輸入電壓從一輸入端生成一調(diào)光信號；藉由一控制器各別地根據(jù)該調(diào)光信號與該輸入電壓以分別生成一切換信號與一控制信號；藉由第二晶體管箝制所述第一晶體管的一最大操作電壓；以及藉由一可調(diào)適泄流器根據(jù)該控制信號以從該輸入端抽取一泄流電流。為使本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉本發(fā)明較佳實施例，并配合附圖， 作詳細說明如下


圖1繪示傳統(tǒng)調(diào)光照明電路的電路圖。圖2繪示根據(jù)本發(fā)明用于LED調(diào)光照明電路的一實施例。圖3繪示根據(jù)本發(fā)明用于LED調(diào)光照明電路的控制電路的控制器的一實施例。圖4繪示根據(jù)本發(fā)明可調(diào)適泄流器的一實施例。圖5繪示根據(jù)本發(fā)明可調(diào)適泄流器的另一實施例。圖6繪示根據(jù)本發(fā)明可調(diào)適泄流器的又一實施例。圖7分別繪示根據(jù)于圖4與圖5中可調(diào)適泄流器的實施例，繪示輸入電壓Vin、泄流電流Ibk與負載電流I111的波形圖。圖8繪示根據(jù)于圖6中可調(diào)適泄流器的實施例，繪示輸入電壓Vin、泄流電流Ibk與負載電流Iui的波形圖。圖9繪示用于LED調(diào)光照明電路的控制方法的流程圖。主要組件符號說明100:調(diào)光照明電路110 三極管交流開關(TRIAC)120 橋式整流器130 負載200 用于LED調(diào)光照明電路的控制電路210 分壓器211、212:電阻213:電容220 控制器230 可調(diào)適泄流器240 三極管交流開關250 橋式整流器沈0:功率晶體管270 負載271 磁性組件272 整流器273 電容2741 2749 發(fā)光二極管(LED)300 控制器310:固定電流源320:切換電路330 偵測電路；340:緩沖器350 運算放大器360、370、380 電阻400、500、600 可調(diào)適泄流器
410,510,610 第一晶體管420、520、620 泄流電阻430,530,630 第二晶體管440、640 第三晶體管450,550 齊納二極管460、560、660、670 電阻M0: 二極管650 第一齊納二極管680 第二齊納二極管690:操作電阻I31tl 固定電流Iac 電流Ibk 泄流電流IBK(MAX)泄流電流Ibk的最大電平IBK(MIN)泄流電流Ibk的最小電平Ild 負載電流I。驅(qū)動電流S910 S940 流程步驟Sb 控制信號Sdm 調(diào)光信號Sff 切換信號Tin :輸入端Vac 交流電流源Vdd 供應電壓Vin 輸入電壓Vinx 電壓Vkef 參考電壓
具體實施例方式圖2是根據(jù)本發(fā)明繪示用于LED調(diào)光照明電路的一實施例。用于LED調(diào)光照明電路的控制電路200包括一分壓器210、一控制器220以及一可調(diào)適(adaptive)泄流器230。 于一實施例中，控制電路200可還包括一三極管交流開關(TRIAC) M0、橋式整流器(bridge rectifier) 250、功率晶體管洸0以及一負載270。分壓器210，是藉由串連電阻211與212所形成，接收一輸入電壓Vin以在電阻211 與212的接點根據(jù)此輸入電壓Vin生成一調(diào)光信號SDM。于一實施例中，分壓器210可還包括一電容213，其中此電容213可被用于將調(diào)光信號Sdm平順為一直流電平。控制器220具有一調(diào)光輸入端，用于接收調(diào)光信號Sdm ；控制器220根據(jù)此調(diào)光信號Sdm以生成一切換信號、；控制器220更生成一控制信號&，其中控制信號&根據(jù)輸入電壓Vin的增加而減少。
經(jīng)由TRIAC MO，橋式整流器250將此交流電流源Vac整流成一直流電流(direct current, DC)輸入電壓Vm。負載270包括磁性組件271、整流器272、電容273以及復數(shù)個 LED 2741 2749。功率晶體管沈0，耦接控制器220以及磁性組件271，以從輸入端Tin根據(jù)此切換信號、來生成流經(jīng)LED 2741 2749的一驅(qū)動電流I。。負載270從此輸入端Tin抽取一負載電流Ιω。LED 2741 2749的調(diào)光照明控制是藉由控制驅(qū)動電流I。的電平的手段來達到。當可調(diào)適泄流器230不存在時，負載電流Iui的電平將隨著驅(qū)動電流Itj電平的降低而為相對較低。這將造成TRIAC 240的維持電流不足，因而導致LED 2741 2749燈光的閃爍。此閃爍問題尤其在輸入電壓Vin峰谷時將更為嚴重。為了克服此問題，當負載電流 Ild的電平較低時，控制器220生成控制信號&以控制可調(diào)適泄流器230根據(jù)此輸入電壓 Vin抽取泄流電流IBK。為了避免燈光的閃爍，泄流電流Ibk與負載電流Iui的總和，其實質(zhì)上等同于電流Iac，必需大于TRIAC 240的最小維持電流。圖3是根據(jù)本發(fā)明繪示用于LED調(diào)光照明電路的控制電路200的控制器220的一實施例?？刂破?00包括一固定電流源310、切換電路320、偵測電路330、緩沖器340、運算放大器350、電阻360、370與380。固定電流源310生成一固定電流I31tl，流向控制器300的調(diào)光輸入端。切換電路320接收調(diào)光信號SDM，以生成用于切換繪示于圖2中的功率晶體管260 的切換信號、。切換電路320的操作模式對于此領域中普通技術人員是公知技術，于此不再贅述。偵測電路330接收輸入電壓Vin以生成一電壓Vinx，此電壓Vinx與輸入電壓Vin呈比例關系。緩沖器340的正輸入端接收此電壓Vinx ；緩沖器340的負輸入端與輸出端經(jīng)由電阻 360耦接運算放大器350的負輸入端。運算放大器350的正輸入端接收一參考電壓VKEF。連接介于運算放大器350的負輸入端與輸出端之間的電阻370用于提供一負回授。此外，運算放大器350的輸出端則經(jīng)由電阻380生成一控制信號&。此控制信號&可以下式表示Sb 二 [VREF Χ (1 + ^)] - [(V.nx) Χ ( ] - V380 --------------- ( 1 )
K360K360其中，Rsici與R37tl分別為電阻360與370的電阻值；V38Q是電阻380兩端的電壓。由于運算放大器350所提供的負回授，控制信號&將根據(jù)電壓Vinx的增加而減少。其中，電壓Vinx的偵測與生成的方式已公開于先前技術中，例如美國專利號7，671，578”DeteCti0n Circuit for Bleeding the Input Voltage of Transformer，，、 美國專利號 7，656，685”Control Method and Circuit with Indirect Input Voltage Detection by Switching Current Slope Detection” 以及美國專利號 7，592，790，，Start-up Circuit with Feedforward Compensation for Power converters”，因此電壓 Vinx 的偵狽|J與生成的描述于此不再贅述。固定電流I31tl與分壓器210的等效電阻用于決定調(diào)光信號Sdm的最小電平，其中調(diào)光信號Sdm還用于決定負載電流I111的最小電平。圖4是根據(jù)本發(fā)明繪示可調(diào)適泄流器230的一實施例。可調(diào)適泄流器400包括第一晶體管410、第二晶體管430與第三晶體管440、泄流電阻420、電阻460與一齊納二極管GENOR diode) 450.可調(diào)適泄流器400根據(jù)控制信號&從輸入端Tin抽取一泄流電流^^。于本發(fā)明的一實施例中，第二晶體管430是一金屬氧化物半導體場效應晶體管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET)，其為高電壓組件(high voltage device)。第一與第三晶體管410與440是雙載子接面晶體管(Bipolar Junction Transistor，BJT)，其為低電壓組件第二晶體管430的漏極耦接繪示于圖2的橋式整流器250的輸出端，其即輸入端 TIN。第二晶體管430的閘極接收一供應電壓VDD。于本發(fā)明一實施例中，供應電壓Vdd是控制器220的電源供應電壓。供應電壓Vdd是藉由磁性組件271的輔助繞阻(未繪示于圖上) 所提供。第二晶體管430的源極是連結至第一晶體管410的集極。也就是說，第二晶體管 430與第一晶體管410串接以箝制第一晶體管410的最大操作電壓，如第一晶體管410的集極端的電壓。泄流電阻420連結于第一晶體管410的射極與參考接地之間。第三晶體管440的基極與集極相連接。而控制信號&則供應至第一晶體管410的基極與第三晶體管440的集極，也就是說，第一晶體管410接收此控制信號&并受其驅(qū)動，使得第一晶體管410聯(lián)同泄流電阻420根據(jù)此控制信號&從輸入端Tin抽取一泄流電流IBK。齊納二極管450的陰極是連結至第三晶體管440的射極，齊納二極管450的陽極是連結至參考接地；其中齊納二極管450耦接第一晶體管410以限制泄流電流Ibk的最大電干 IBE(MAX) °電阻460連結介于第一晶體管410的基極與參考接地之間。電阻460是當控制信號&處于浮動狀態(tài)時，用于斷開第一晶體管410。第三晶體管440與齊納二極管450介于第一晶體管410的基極與參考接地之間以串聯(lián)方式相連接，以提供用于第一晶體管410的最大箝制電壓。其中，可選擇具有相同溫度系數(shù)特性的第一與第三晶體管410與440，如此第一晶體管410的基極-射極電壓Vbe可被第三晶體管440的基極-射極電壓Vbe所補償。 如此一來，橫跨泄流電阻420的電壓將僅藉由齊納二極管450的電壓Vzi來決定。因此，在第一晶體管410的集極端的第一晶體管410的最大操作電壓是受第三晶體管430箝制于供應電壓Vdd之下。泄流電流Ibk的最大電平Ibiumax)可以下式表示
權利要求
1.一種調(diào)光發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED)照明電路的控制電路，包括 分壓器，接收來自輸入端的輸入電壓以生成調(diào)光信號；控制器，根據(jù)所述調(diào)光信號以生成切換信號，其中所述控制器還根據(jù)所述輸入電壓生成控制信號；以及可調(diào)適泄流器，接收所述控制信號并根據(jù)所述控制信號從所述輸入端抽取一泄流電流。
2.根據(jù)權利要求1所述的控制電路，其中所述控制信號根據(jù)所述輸入電壓的增加而減少。
3.根據(jù)權利要求1所述的控制電路，其中所述可調(diào)適泄流器包括 第一晶體管，接收所述控制信號；泄流電阻，耦接所述第一晶體管，其中所述第一晶體管聯(lián)同所述泄流電阻根據(jù)所述控制信號以從所述輸入端抽取所述泄流電流；以及第二晶體管，串接所述第一晶體管以箝制所述第一晶體管的最大操作電壓。
4.根據(jù)權利要求1所述的控制電路，其中所述控制器包括固定電流源，耦接所述分壓器以決定所述調(diào)光信號的最小電平。
5.根據(jù)權利要求1所述的控制電路，還包括第一齊納二極管，耦接所述第一晶體管以限制所述泄流電流的一最大電平，其中所述第一晶體管為低電壓組件(low-voltage device)0
6.根據(jù)權利要求5所述的控制電路，還包括第二齊納二極管，耦接所述第二晶體管以限制用于所述第一晶體管的最大操作電壓，其中所述第二晶體管為高電壓組件 (high-voltage device)0
7.根據(jù)權利要求3所述的控制電路，還包括操作電阻，耦接所述第一晶體管與所述第二晶體管以決定所述泄流電流的最小電平。
8.根據(jù)權利要求4所述的控制電路，其中所述可調(diào)適泄流器包括 第一晶體管，接收所述控制信號；泄流電阻，耦接所述第一晶體管，其中所述第一晶體管聯(lián)同所述泄流電阻以根據(jù)所述控制信號從所述輸入端抽取所述泄流電流；以及第二晶體管，串接所述第一晶體管以箝制所述第一晶體管的最大操作電壓。
9.根據(jù)權利要求1所述的控制電路，還包括功率晶體管，耦接所述控制器，用于根據(jù)所述切換信號從所述輸入端生成用于LEDs的驅(qū)動電流。
10.根據(jù)權利要求8所述的控制電路，還包括第一齊納二極管，耦接所述第一晶體管以限制所述泄流電流的最大電平；以及第二齊納二極管，耦接所述第二晶體管以限制用于所述第一晶體管的所述最大操作電壓。
11.根據(jù)權利要求10所述的控制電路，更包括操作電阻，耦接所述第一晶體管與所述第二晶體管以限制所述泄流電流的最小電平。
12.一種調(diào)光發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED)照明電路的控制方法，包括: 藉由分壓器根據(jù)來自輸入端的輸入電壓以生成調(diào)光信號；藉由控制器分別根據(jù)所述調(diào)光信號與所述輸入電壓以分別生成切換信號與控制信號；以及藉由可調(diào)適泄流器根據(jù)所述控制信號以從所述輸入端抽取泄流電流。
13.根據(jù)權利要求12所述的控制方法，其中所述控制信號根據(jù)所述輸入電壓的增加而減少。
14.根據(jù)權利要求12所述的控制方法，還包括藉由耦接所述分壓器的固定電流源來決定所述調(diào)光信號的最小電平。
15.根據(jù)權利要求12所述的控制方法，其中所述可調(diào)適泄流器包括第一晶體管，接收所述控制信號；泄流電阻，耦接所述第一晶體管，其中所述第一晶體管聯(lián)同所述泄流電阻根據(jù)所述控制信號從所述輸入端抽取所述泄流電流；以及第二晶體管，串接所述第一晶體管以箝制所述第一晶體管的一最大操作電壓。
16.根據(jù)權利要求15所述的控制方法，還包括藉由第二晶體管箝制所述第一晶體管的最大操作電壓。
17.根據(jù)權利要求15所述的控制方法，還包括藉由第一齊納二極管耦接所述第一晶體管，來限制所述泄流電流的最大電平。
18.根據(jù)權利要求15所述的控制方法，還包括藉由第二齊納二極管耦接所述第二晶體管，來限制所述第一晶體管的所述最大操作電壓。
19.根據(jù)權利要求15所述的控制方法，還包括藉由操作電阻耦接所述第一晶體管與所述第二晶體管，來限制所述泄流電流的最小電平。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于調(diào)光發(fā)光二極管(Light Emitting Diode，LED)照明的控制電路。此控制電路包括分壓器、控制器以及可調(diào)適泄流器。該分壓器接收來自輸入端的輸入電壓以生成調(diào)光信號。該控制器根據(jù)該調(diào)光信號以生成切換信號，其中該控制器還根據(jù)該輸入電壓生成控制信號?？烧{(diào)適泄流器接收該控制信號并根據(jù)該控制信號從該輸入端抽取泄流電流。
文檔編號H05B37/02GK102291899SQ20111027662
公開日2011年12月21日 申請日期2011年9月15日 優(yōu)先權日2011年3月22日
發(fā)明者楊大勇, 林立, 羅吉胤, 陳鴻鈞, 黃國賢 申請人:崇貿(mào)科技股份有限公司