專利名稱：發(fā)光二極管的調(diào)光電路及其隔離型電壓產(chǎn)生器與調(diào)光方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種調(diào)光電路，特別涉及一種發(fā)光二極管的調(diào)光電路及其隔離型電壓 產(chǎn)生器與調(diào)光方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(Light Emitting Diode ；以下簡稱LED)的體積小、省電且耐用，而 且隨著制程的成熟，價(jià)格下降，近來以發(fā)光二極管做為光源的產(chǎn)品越來越普遍。此外，發(fā)光 二極管工作電壓低(僅1. 5-3V)、能主動發(fā)光且有一定亮度，亮度可用電壓或電流調(diào)節(jié)，同 時具備耐沖擊、抗振動、壽命長(10萬小時)的特點(diǎn)，是以，發(fā)光二極管在各種終端設(shè)備中被 廣泛使用，從汽車前照燈、交通信號燈、文字顯示器、看板及大熒幕視頻顯示器，到普通級建 筑照明和液晶顯示器(Liquid Crystal Display ；以下簡稱LCD)背光等領(lǐng)域。圖IA為一傳統(tǒng)發(fā)光二極管的調(diào)光電路的系統(tǒng)示意圖。請參照圖1A，所示調(diào)光電路 100為降壓定電流控制晶片LM3445應(yīng)用于發(fā)光二極管調(diào)光的基本電路，而調(diào)光電路100的 詳細(xì)電路運(yùn)作可參照晶片LM3445技術(shù)手冊的說明。在調(diào)光電路100中，交流電壓VAC先經(jīng) 相位調(diào)光器(TRIAC DIMMER)依據(jù)其調(diào)光角度調(diào)變，再利用脈波寬度偵測電路110將經(jīng)相位 調(diào)光器調(diào)變后的調(diào)變信號Vac取出。接著，再經(jīng)由低通濾波電路120將調(diào)變信號Vac的脈 波寬度轉(zhuǎn)變成直流電壓。晶片LM3445則依據(jù)此直流電壓控制晶體管130的開關(guān)信號以控 制驅(qū)動發(fā)光二極管的負(fù)載電流ILED的電流大小。圖IB為圖IA的調(diào)變信號及負(fù)載電流的波形示意圖。請參照圖IA及圖1B，當(dāng)相位 調(diào)光器的調(diào)光角度增加時，調(diào)變信號Vac的脈波寬度會相對變窄。在調(diào)變信號Vac的脈波 寬度變窄時，晶片LM3445所接收到的直流電壓會相對的降低。此時，晶片LM3445會控制晶 體管130以降低負(fù)載電流ILED的電流大小，并且發(fā)光二極管的亮度會隨著負(fù)載電流ILED 的電流降低而變暗。依照圖IA所示電路，調(diào)光電路100的接地點(diǎn)皆為同一接地點(diǎn)，亦即調(diào)光電路100 為一非隔離型(un-isolated)的調(diào)光電路。此外，調(diào)光電路100進(jìn)行調(diào)光的方式為調(diào)整負(fù) 載電流ILED的電流大小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種隔離型電壓產(chǎn)生器，其通過變壓器的二次側(cè)對應(yīng)經(jīng)調(diào)變的交流電 壓產(chǎn)生脈波寬度，以對應(yīng)地調(diào)整變壓器的二次側(cè)輸出的驅(qū)動信號的脈波寬度。本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管的調(diào)光電路及其調(diào)光方法，以依據(jù)調(diào)光相位角度調(diào)整 流經(jīng)發(fā)光二極管的電流的脈波寬度。此外，還可依據(jù)調(diào)光相位角度調(diào)整流經(jīng)發(fā)光二極管的 電流的電流大小。本發(fā)明提出一種隔離型電壓產(chǎn)生器，適用于發(fā)光二極管調(diào)光電路，其中發(fā)光二極 管驅(qū)動電路具有相位調(diào)光器。隔離型電壓產(chǎn)生器包括整流器、控制器、變壓器、開關(guān)、分壓器 及第一電阻。整流器接收經(jīng)相位調(diào)光器調(diào)變的第一電壓?？刂破骶哂休斎攵?、驅(qū)動輸出端、反饋端及電流偵測端?？刂破饕罁?jù)反饋端及電流偵測端所接收的電壓產(chǎn)生控制信號，并由 驅(qū)動輸出端輸出控制信號。變壓器具有一次側(cè)、二次側(cè)及三次側(cè)，其中一次側(cè)的第一端耦接 整流器，二次側(cè)的第一端輸出驅(qū)動信號，二次側(cè)的第二端耦接第二接地電壓，三次側(cè)耦接于 控制器的輸入端與第一接地電壓之間。開關(guān)具有控制端、第一端及第二端，開關(guān)的控制端耦 接控制器的驅(qū)動輸出端，開關(guān)的第一端耦接一次側(cè)的第二端，開關(guān)的第二端耦接控制器的 電流偵測端。分壓器耦接于變壓器的三次側(cè)的第一端、控制器的反饋端與第一接地電壓之 間，用以提供分壓至控制器的反饋端。第一電阻，耦接于控制器的電流偵測端與第一接地電 壓之間。本發(fā)明另提出一種發(fā)光二極管的調(diào)光電路，其包括相位調(diào)光器、隔離型電壓產(chǎn)生 器、電流控制器。相位調(diào)光器接收第一電壓，用以依據(jù)調(diào)光相位角度對第一電壓進(jìn)行調(diào)變。 隔離型電壓產(chǎn)生器耦接相位調(diào)光器，以依據(jù)經(jīng)調(diào)變的第一電壓產(chǎn)生驅(qū)動信號以驅(qū)動至少一 發(fā)光二極管，其中第一電壓與形成驅(qū)動信號的電壓為相互隔離。電流控制器依據(jù)調(diào)整信號 控制流經(jīng)所述發(fā)光二極管的電流。本發(fā)明又提出一種發(fā)光二極管的調(diào)光方法，適用于發(fā)光二極管的調(diào)光電路，發(fā)光 二極管的調(diào)光電路的相位調(diào)光器用以依據(jù)調(diào)光相位角度對交流電壓進(jìn)行調(diào)變，發(fā)光二極管 的調(diào)光電路的隔離型電壓產(chǎn)生器依據(jù)經(jīng)調(diào)變的交流電壓產(chǎn)生驅(qū)動信號以驅(qū)動至少一發(fā)光 二極管，發(fā)光二極管的調(diào)光電路的電流控制器控制流經(jīng)所述發(fā)光二極管的電流。在調(diào)光方 法中，當(dāng)調(diào)光相位角度調(diào)低時，則增加經(jīng)調(diào)變的交流電壓的脈波寬度，且驅(qū)動信號的脈波寬 度則對應(yīng)地增加以增加流經(jīng)所述發(fā)光二極管的電流的脈波寬度，其中形成經(jīng)調(diào)變的交流電 壓的電壓與形成驅(qū)動信號的電壓為相互隔離。當(dāng)調(diào)光相位角度調(diào)高時，則減少經(jīng)調(diào)變的交 流電壓的脈波寬度，且驅(qū)動信號的脈波寬度則對應(yīng)地減少以減少流經(jīng)所述發(fā)光二極管的電 流的脈波寬度?；谏鲜觯景l(fā)明的隔離型電壓產(chǎn)生器，通過具有三側(cè)的變壓器反饋調(diào)變信號的 脈波寬度，并根據(jù)調(diào)變信號的脈波寬度調(diào)整驅(qū)動信號的脈波寬度及驅(qū)動信號的電流。本發(fā) 明的發(fā)光二極管的調(diào)光電路及其調(diào)光方法，則依據(jù)相位調(diào)光器的調(diào)光相位角度調(diào)整流經(jīng)發(fā) 光二極管串列的電流的脈波寬度及電流大小。藉此，可增加發(fā)光二極管調(diào)光的范圍。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳 細(xì)說明如下。


圖IA為一傳統(tǒng)發(fā)光二極管的調(diào)光電路的系統(tǒng)示意圖。圖IB為圖IA的調(diào)變信號及負(fù)載電流的波形示意圖。圖2A為本發(fā)明一實(shí)施例的調(diào)光電路的系統(tǒng)示意圖。圖2B為圖2A的調(diào)光電路的電路圖。圖2C為圖2B的調(diào)光電路的調(diào)變信號Vac’、驅(qū)動信號Vo及電流、的波形示意圖。圖2D為圖2B的調(diào)光電路的調(diào)變信號Vac’、驅(qū)動信號Vo及電流、的波形示意圖。圖2E為圖2B的相位調(diào)光器的電路示意圖。圖2F為圖2B的電流控制器耦接發(fā)光二極管串列的電路示意圖。圖3A為本發(fā)明另一實(shí)施例的調(diào)光電路的系統(tǒng)示意圖。
圖3B為圖3A的調(diào)光電路的電路圖。
圖3C及圖3D為圖3B的調(diào)光電路的調(diào)變信號Vac’、驅(qū)動信號Vo及電流、的波形示意圖。
圖3E為圖3A的調(diào)光電路的另一電路圖。
圖3F為圖3A的調(diào)光電路的又一電路圖。
圖4為本發(fā)明又一實(shí)施例的調(diào)光電路的系統(tǒng)示意圖。
圖5為本發(fā)明一實(shí)施例的調(diào)光方法的流程圖。
圖6為本發(fā)明另一實(shí)施例的調(diào)光方法的流程圖。
主要元件符號說明
50 發(fā)光二極管串列 100、200、300、400 調(diào)光電路
110:脈波寬度偵測電路 120 低通濾波電路
130 晶體管 1LED:負(fù)載電流
210 相位調(diào)光器 211 雙向觸發(fā)二極管
212 三極交流開關(guān) 220,410 隔離型電壓產(chǎn)生器
221 整流器 222 控制器
223 —次側(cè) 224 二次側(cè)
225 三次側(cè) 223a,224a,225a 第一端
223b,224b,225b 第二端 CS 電流偵測端
230:電流控制器 231 電壓控制器
310 脈寬偵測器 411 穩(wěn)壓電路
Vac、Vac，調(diào)變信號 VAC 交流電壓
Vo 驅(qū)動信號 Dim 調(diào)整信號
TRl 變壓器 Cl C8 電容
Rl R9 電阻 Dl D5 二極管
D6 齊納二極管 VIN 輸入端
Fb 反饋端 NDRV 驅(qū)動輸出端
ADJ 輸入端 iL 電流
M1、M2、M3:晶體管 Li:電感
S501 S503、S601、S602 依據(jù)本發(fā)明諸實(shí)施例的調(diào)光方法的步驟具體實(shí)施方式
圖2A為本發(fā)明一實(shí)施例的調(diào)光電路的系統(tǒng)示意圖。請參照圖2A，調(diào)光電路200包 括相位調(diào)光器210、隔離型電壓產(chǎn)生器220及電流控制器230，其中調(diào)光電路200在此假設(shè) 用以驅(qū)動發(fā)光二極管并進(jìn)行調(diào)光。相位調(diào)光器210接收交流電壓VAC，以依據(jù)其設(shè)定的調(diào) 光相位角度對交流電壓VAC進(jìn)行調(diào)變，藉此可依據(jù)調(diào)光相位角度調(diào)整經(jīng)調(diào)變后的交流電壓 VAC的脈波寬度，下述調(diào)變后的交流電壓VAC則以調(diào)變信號Vac稱之，其中交流電壓VAC可 以為市用交流電壓。
隔離型電壓產(chǎn)生器220耦接相位調(diào)光器210，以依據(jù)調(diào)變信號Vac產(chǎn)生驅(qū)動信號 Vo來驅(qū)動發(fā)光二極管串列50，其中所示發(fā)光二極管串列50為一示意圖，而實(shí)際上發(fā)光二極管串列50可以包括至少一發(fā)光二極管，亦即發(fā)光二極管串列50并可以為一顆或二顆以上 的發(fā)光二極管。要先說明的是，形成調(diào)變信號Vac與驅(qū)動信號Vo的電壓為相互隔離，也就是 說形成調(diào)變信號Vac的電流回路與形成驅(qū)動信號Vo的電流回路沒有共同路徑。并且，隔離 型電壓產(chǎn)生器220可以為返馳式(flyback)架構(gòu)或順向式(forward)架構(gòu)，而應(yīng)用何種架 構(gòu)則依據(jù)驅(qū)動信號Vo的電流大小及采用的元件來選擇。電流控制器230依據(jù)調(diào)整信號Dim 控制流經(jīng)發(fā)光二極管串列50的電流大小，其中電流控制器230可以利用降壓轉(zhuǎn)換器(Buck converter)、升壓轉(zhuǎn)換器(Boost converter)或升降壓轉(zhuǎn)換器(Buck-Boost converter)來 完成，并且依照電流控制器230的類型，調(diào)整信號Dim可以為一直流電壓或一脈波信號。圖2B為圖2A的調(diào)光電路的電路圖。請參照圖2B，在本實(shí)施例中，隔離型電壓產(chǎn)生 器220包括整流器221、控制器222、變壓器TR1、電容Cl、C2、C3、C4、電阻Rl、R2、R3、R4、二 極管D1、D2、D3及晶體管Ml。整流器221接收調(diào)變信號Vac，以對調(diào)變信號Vac進(jìn)行整流成 為調(diào)變信號Vac’，其中整流器221在此以橋式整流器為例，但于其他實(shí)施例則不受限于此。電容Cl耦接于整流器221與第一接地電壓之間。電阻Rl耦接于整流器221與控 制器222的輸入端VIN之間。電容C2耦接于控制器222的輸入端VIN與第一接地電壓之 間。二極管Dl耦接于變壓器TRl的三次側(cè)225的第一端225a與控制器222的輸入端VIN 之間。變壓器TRl的三次側(cè)225的第二端225b耦接第一接地電壓。二極管D2耦接于變壓 器TRl的三次側(cè)225的第一端225a與電阻R2之間。電容C3耦接于變壓器TRl的三次側(cè)225的第一端225a與第一接地電壓之間。電 阻R2耦接于變壓器TRl的三次側(cè)225的第一端225a與控制器222的反饋端Fb之間。電 阻R3耦接于控制器222的反饋端Fb與第一接地電壓之間。其中，電阻R2及R 3的電路運(yùn) 作可視為一分壓器，用以對變壓器TRl的三次側(cè)225的電壓進(jìn)行分壓，提供一分壓至控制器 222的反饋端Fb。變壓器TRl的一次側(cè)223的第一端223a耦接整流器221。晶體管Ml的汲極(亦 即第一端)耦接變壓器TRl的一次側(cè)223的第二端223b，晶體管Ml的源極(亦即第二端) 耦接控制器222的電流偵測端CS，晶體管Ml的閘極(亦即控制端)耦接控制器22 2的驅(qū) 動輸出端NDRV，其中晶體管Ml在此以金屬氧化半導(dǎo)體(Metal-Oxide-Semiconductor ；以下 簡稱M0S)場效應(yīng)晶體管為例，并且晶體管Ml在電路中可視為一開關(guān)。電阻R4耦接于控 制器222的電流偵測端CS與第一接地電壓之間。變壓器TRl的二次側(cè)224的第一端224a耦接二極管D3的陽極，變壓器TRl的二 次側(cè)224的第二端224b耦接第二接地電壓。二極管D3的陰極耦接發(fā)光二極管串列50。電 容C4耦接于二極管D3的陰極與第二接地電壓之間?？刂破?22依據(jù)其輸入端VIN所接收 的電壓決定是否運(yùn)行，且依據(jù)其反饋端Fb及其電流偵測端CS所接收的電壓產(chǎn)生控制信號， 并由其驅(qū)動輸出端NDRV輸出控制信號至晶體管Ml的閘極，以控制晶體管Ml是否導(dǎo)通。電 容C1-C3于電路中為用以濾波，電容C4可以為一大電容值的電容，以對驅(qū)動信號Vo的進(jìn)行 穩(wěn)壓。圖2C為圖2B的調(diào)光電路的調(diào)變信號Vac’、驅(qū)動信號Vo及電流、的波形示意圖。 請參照圖2B及圖2C，當(dāng)調(diào)變信號Vac’形成脈波時，控制器222的輸入端VIN會通過電阻 Rl接收到電壓而開始運(yùn)作。此時，調(diào)變信號Vac’的脈波亦會通過變壓器TRl的三次側(cè)225 反饋到控制器222的反饋端Fb，而控制器222在其反饋端Fb接收到電壓及控制器222會依據(jù)其電流偵測端CS的電壓偵測并產(chǎn)生控制電壓以控制晶體管Ml導(dǎo)通時間。換言之，當(dāng)反 饋端Fb所接收的電壓提高時，電流偵測端CS的電壓會下降，而控制器222會通過反饋機(jī)制 減少晶體管Ml導(dǎo)通的時間，以使流經(jīng)一次側(cè)223的電流降低；反之，當(dāng)反饋端Fb的電壓下 降，電流偵測端CS的電壓將會提高，而控制器222會通過控制反饋機(jī)制提高晶體管Ml導(dǎo)通 的時間，以使流經(jīng)一次側(cè)223的電流增加，則反饋端Fb電壓將再提高而達(dá)到平衡。因此，流 經(jīng)變壓器TRl的一次側(cè)223的電流會受晶體管Ml的影響而大致維持于一定值，所以通過變 壓器TRl的線圈所傳遞的能量亦會維持一定，造成驅(qū)動信號Vo的電壓會大致維持于一電壓 值。當(dāng)調(diào)變信號Vac’在未形成脈波時，變壓器TRl的一次側(cè)223會沒有電流流過，亦 即變壓器TRl的線圈不會傳遞能量，造成控制器222的反饋端Fb會接收不到電壓。此時， 控制器222產(chǎn)生的控制電壓會控制晶體管Ml導(dǎo)通時間增加。并且，驅(qū)動信號Vo的電壓會 接近第二接地電壓。依據(jù)上述，驅(qū)動信號Vo的電壓會在調(diào)變信號Vac’形成脈波時維持于 一電壓值，在調(diào)變信號Vac’未形成脈波時則維持于接近第二接地電壓，亦即驅(qū)動信號Vo會 依據(jù)調(diào)變信號Vac’而形成脈波，且驅(qū)動信號Vo的脈波寬度會與調(diào)變信號Vac’的脈波寬度 相近。由于調(diào)變信號Vac’為交流電壓VAC經(jīng)相位調(diào)光器210調(diào)變及整流器221整流。因 此，當(dāng)相位調(diào)光器210的調(diào)光相位角度調(diào)高時，相位調(diào)光器210的導(dǎo)通時間會縮短，而造成 調(diào)變信號Vac’的脈波寬度會變窄，并且驅(qū)動信號Vo的脈波寬度會對應(yīng)的變窄，其中相位調(diào) 光器210的調(diào)光相位角度的調(diào)整于稍后說明。在驅(qū)動信號Vo的脈波寬度變窄時，流經(jīng)發(fā)光 二極管串列50的電流k的脈波寬度亦會變窄。因此，流經(jīng)發(fā)光二極管串列50的平均電流 會降低，致使發(fā)光二極管串列50發(fā)光的亮度會變暗。圖2D為圖2B的調(diào)光電路的調(diào)變信號Vac’、驅(qū)動信號Vo及電流、的波形示意圖。 請參照圖2C及圖2D，當(dāng)相位調(diào)光器210的調(diào)光相位角度調(diào)低時，相位調(diào)光器210的導(dǎo)通時 間會增加，而造成調(diào)變信號Vac’的脈波寬度會變寬，并且驅(qū)動信號Vo的脈波寬度會對應(yīng)的 變寬。在驅(qū)動信號Vo的脈波寬度變寬時，流經(jīng)發(fā)光二極管串列50的電流、的脈波寬度亦 會變寬。因此，流經(jīng)發(fā)光二極管串列50的平均電流會增加，致使發(fā)光二極管串列50發(fā)光的 亮度會變亮?？刂破?22可以降壓電流控制晶片MAX16801來實(shí)現(xiàn)，其中控制器222的輸入端VI N對應(yīng)至晶片MAX16801的接腳IN，控制器222的驅(qū)動輸出端NDRV對應(yīng)至晶片的驅(qū)動輸出 端NDRV，控制器222的反饋端Fb對應(yīng)至晶片DIM/Fb的接腳，控制器222的電流偵測端CS 對應(yīng)至晶片Cs的電流偵測端CS。圖2E為圖2B的相位調(diào)光器的電路示意圖。請參照圖2E，相位調(diào)光器210包括電 阻R5、電容C5、雙向觸發(fā)二極管(Diode For Alternating Current ；以下簡稱DIAC) 211 及 三極交流開關(guān)(Tri-electrode AC Switch ；以下簡稱TRIAC) 212。當(dāng)電容C5的電壓達(dá)到 觸發(fā)雙向觸發(fā)二極管211的臨界值時，雙向觸發(fā)二極管211便會導(dǎo)通，以致于三極交流開關(guān) 212會接收到電壓而導(dǎo)通。由于電容C5串聯(lián)電阻R5，因此電容充電的速度決定于電容C5 與電阻R5的RC常數(shù)。換言之，當(dāng)電阻R5的阻值越高，電容C5充電至臨界值的時間越長， 亦即三極交流開關(guān)212導(dǎo)通的相位會越高，使得三極交流開關(guān)212的導(dǎo)通時間會變短；當(dāng)電 阻R5的阻值越低，電容C5的充電至臨界值的時間越短，亦即三極交流開關(guān)212導(dǎo)通的相位會越低，使得三極交流開關(guān)212的導(dǎo)通時間會變長。因此，通過調(diào)整電阻R5的阻值，就可調(diào) 整三極交流開關(guān)212導(dǎo)通的相位，亦即可調(diào)整相位調(diào)光器210的調(diào)光相位角度。圖2F為圖2B的電流控制器耦接發(fā)光二極管串列的電路示意圖。請參照圖2F，在 本實(shí)施例中，電流控制器230以降壓轉(zhuǎn)換器為例，并且調(diào)整信號Dim假設(shè)為一直流電壓。電 流控制器230包括電壓控制器231、晶體管M2、電感Li、二極管D4及電容C6。電壓控制器 231的輸入端VIN耦接隔離型電壓產(chǎn)生器220以接收驅(qū)動信號Vo，電壓控制器231的調(diào)整 信號端ADJ接收調(diào)整信號Dim。電壓控制器231依據(jù)調(diào)整信號Dim調(diào)整其驅(qū)動輸出端NDRV 的電壓。晶體管M2的閘極耦接電壓控制器231的驅(qū)動輸出端NDRV，晶體管M2的源極耦接 第二接地電壓，晶體管M2的汲極耦接電感Ll的一端。晶體管M2依據(jù)電壓控制器231的驅(qū) 動輸出端NDRV的電壓決定是否導(dǎo)通。電感Ll的另一端耦接發(fā)光二極管串列50。二極管 D4耦接于隔離型電壓產(chǎn)生器220與晶體管M2的汲極之間。其中，電壓控制器230可以一電 壓可調(diào)式穩(wěn)壓器實(shí)現(xiàn)，其依據(jù)調(diào)整信號Dim決定其驅(qū)動輸出端NDRV的電壓來控制流經(jīng)發(fā)光 二極管串列50的電流込的電流大小。圖3A為本發(fā)明另一實(shí)施例的調(diào)光電路的系統(tǒng)示意圖。請參照圖2A及圖3A，其不同 之處在于調(diào)光電路300包括脈寬偵測器310。脈寬偵測器310耦接隔離型電壓產(chǎn)生器220， 以偵測驅(qū)動信號Vo的脈波寬度。并且，脈寬偵測器310依據(jù)驅(qū)動信號Vo的脈波寬度產(chǎn)生 調(diào)整信號Dim，以通過電流控制器230調(diào)整流經(jīng)發(fā)光二極管串列50的電流大小。圖3B為圖3A的調(diào)光電路的電路圖。請參照圖2B及圖3B，其不同之處在于脈寬 偵測器310。脈寬偵測器310耦接于變壓器TRl的二次側(cè)224的第一端224a與電流控制 器230之間。由于驅(qū)動信號Vo的脈波寬度與調(diào)變信號Vac’的脈波寬度相近，所以脈寬偵 測器310通過偵測驅(qū)動信號Vo的脈波寬度即可得知調(diào)變信號Vac’的脈波寬度，接著再依 據(jù)調(diào)變信號Vac’的脈波寬度調(diào)整流經(jīng)發(fā)光二極管串列50的電流k的電流大小。圖3C及圖3D為圖3B的調(diào)光電路的調(diào)變信號Vac’、驅(qū)動信號Vo及電流、的波形 示意圖。請先參照圖3B及圖3C，當(dāng)相位調(diào)光器210的調(diào)光相位角度調(diào)高時，調(diào)變信號Vac’ 的脈波寬度會變窄，而驅(qū)動信號Vo的脈波寬度會對應(yīng)的變窄。在驅(qū)動信號Vo的脈波寬度 變窄時，流經(jīng)發(fā)光二極管串列50的電流、的脈波寬度亦會變窄。并且，脈寬偵測器310會 對應(yīng)調(diào)變信號Vac’的脈波寬度產(chǎn)生調(diào)整信號Dim以控制電流控制器230降低流經(jīng)發(fā)光二 極管串列50的電流k的電流大小。因此，流經(jīng)發(fā)光二極管串列50的平均電流會降低，致 使發(fā)光二極管串列50發(fā)光的亮度會變暗。請參照圖3B及圖3D，當(dāng)相位調(diào)光器210的調(diào)光相位角度調(diào)低時，調(diào)變信號Vac’的 脈波寬度會變寬，而驅(qū)動信號Vo的脈波寬度會對應(yīng)的變寬。在驅(qū)動信號Vo的脈波寬度變 寬時，流經(jīng)發(fā)光二極管串列50的電流、的脈波寬度亦會變寬。并且，脈寬偵測器310會對 應(yīng)調(diào)變信號Vac’的脈波寬度產(chǎn)生調(diào)整信號Dim以控制電流控制器230增加流經(jīng)發(fā)光二極 管串列50的電流k的電流大小。因此，流經(jīng)發(fā)光二極管串列50的平均電流會提高，致使 發(fā)光二極管串列50發(fā)光的亮度會變亮。藉此，調(diào)光電路300可對發(fā)光二極管串列50進(jìn)行 調(diào)光，并且通過調(diào)整其電流的脈波寬度及電流大小來增加調(diào)光的范圍。圖3E為圖3A的調(diào)光電路的另一電路圖。請參照圖3B及圖3E，其不同之處在于 脈寬偵測器310包括二極管D5、電容C7及電阻R6。二極管D5耦接于變壓器TRl的二次側(cè)224的第一端224a與電容C7的第一端之間。電容C7的第二端耦接第二接地電壓。電阻 R6并聯(lián)電容C7。當(dāng)調(diào)變信號Vac’形成脈波時，會通過變壓器TRl傳送能量以對電容C7充 電，造成電容C7的電壓會維持于一電壓值。當(dāng)調(diào)變信號Vac’未形成脈波時，則變壓器TRl無能量可以傳送，此時電容C7會經(jīng) 由電阻R6進(jìn)行放電，造成電容C7的電壓會接近第二接地電壓。依據(jù)上述，電容C7的電壓 會在調(diào)變信號Vac’形成脈波時維持于一電壓值，在調(diào)變信號Vac’未形成脈波時則維持于 接近第二接地電壓，亦即電容C7的電壓會依據(jù)調(diào)變信號Vac’而形成脈波，且電容C7的電 壓的脈波寬度會與調(diào)變信號Vac’的脈波寬度相近。而電容C7的電壓則作為調(diào)整信號Dim 輸出至電流控制器230。此外，電流控制器230可對調(diào)整信號Dim形成脈波時進(jìn)行計(jì)數(shù)，藉此可將調(diào)整信號 Dim的脈波寬度轉(zhuǎn)換為一數(shù)字值。接著，電流控制器230便會依據(jù)此數(shù)字值調(diào)整流經(jīng)發(fā)光二 極管串列50的電流的電流大小。圖3F為圖3A的調(diào)光電路的又一電路圖。請參照圖3E及圖3F，其不同之處在于 脈寬偵測器310還包括電容C8及電阻R7。電阻R7耦接于電容C7的第一端與電流控制器 230之間。電容C8耦接于電流控制器230與第二接地電壓之間。其中，電容C8與電阻R7 可視一低通濾波器(Low Pass Filter;以下簡稱LPF)，用以將電容C7的電壓脈波轉(zhuǎn)換為 一直流電壓以作為調(diào)整信號Dim。接著，電流控制器230便會依據(jù)此直流電壓調(diào)整流經(jīng)發(fā)光 二極管串列50的電流的電流大小。圖4為本發(fā)明又一實(shí)施例的調(diào)光電路的系統(tǒng)示意圖。請參照圖3B及圖4，其不同 之處在于調(diào)光電路400的隔離型電壓產(chǎn)生器410中包括穩(wěn)壓電路411。穩(wěn)壓電路411包括 晶體管M3、電阻R8、R9及齊納二極管D6。晶體管M3的汲極耦接整流器221，晶體管M3的源 極耦接二極管Dl的陽極。電阻R8耦接于整流器221與晶體管M3的閘極之間。齊納二極 管D6的陰極耦接晶體管M3的閘極，齊納二極管D6的陽極耦接第一接地電壓。電阻R9耦 接于晶體管M3的源極與第一接地電壓之間。在此齊納二極管D6的齊納電壓以5V為例，則控制器222的輸入端VIN所接收到的 電壓約為5V減去晶體管M3閘極與源極間的電壓再減去二極管Dl的順向偏壓，亦即在調(diào)變 信號Vac’的電壓大于5V時，控制器222的輸入端VIN接收到的電壓會維持于5V-VGS-0. 7。 由于穩(wěn)壓電路411并未耦接變壓器TRl的三次側(cè)255，因此可避免因反饋?zhàn)儔浩鱐Rl儲存的 能量至控制器222的輸入端VIN。換言之，可避免控制器222被瞬間導(dǎo)通，并且變壓器TRl 在控制器222導(dǎo)通時傳送能量至二極管串列50所造成二極管串列50被瞬間點(diǎn)亮。依據(jù)上述說明，可匯整出一種發(fā)光二極管的調(diào)光方法，以應(yīng)用于上述調(diào)光電路 200。圖5為本發(fā)明一實(shí)施例的調(diào)光方法的流程圖。請參照圖2B及圖5，首先會偵測相位調(diào) 光器210的調(diào)光相位角度是否改變(步驟S501)。當(dāng)相位調(diào)光器210的調(diào)光相位角度調(diào)低 時，則增加調(diào)變信號Vac’的脈波寬度。并且，驅(qū)動信號Vo會對應(yīng)地增加其脈波寬度，以增 加流經(jīng)發(fā)光二極管串列50的電流k的脈波寬度(步驟S502)。當(dāng)相位調(diào)光器210的調(diào)光 相位角度調(diào)高時，則減少調(diào)變信號Vac’的脈波寬度。并且，驅(qū)動信號Vo會對應(yīng)地減少其脈 波寬度，以減少發(fā)光二極管串列50的電流k的脈波寬度(步驟S503)。其中，形成變信號 Vac'的電壓與形成驅(qū)動信號Vo的電壓為相互隔離，亦即形成調(diào)變信號Vac’的電流回路與 形成驅(qū)動信號Vo的電流回路沒有共同路徑。
此外，還可匯整出一種發(fā)光二極管的調(diào)光方法，以應(yīng)用于上述調(diào)光電路300。圖6 為本發(fā)明另一實(shí)施例的調(diào)光方法的流程圖。請參照圖5及圖6，其不同之處于步驟S601及 S602。當(dāng)相位調(diào)光器210的調(diào)光相位角度調(diào)低時，則增加調(diào)變信號Vac’的脈波寬度。并且， 驅(qū)動信號Vo會對應(yīng)地增加其脈波寬度，以增加流經(jīng)發(fā)光二極管串列50的電流k的脈波寬 度及電流大小(步驟S601)。當(dāng)相位調(diào)光器210的調(diào)光相位角度調(diào)高時，則減少調(diào)變信號 Vac’的脈波寬度。并且，驅(qū)動信號Vo會對應(yīng)地減少其脈波寬度，以減少發(fā)光二極管串列50 的電流k的脈波寬度的電流大小(步驟S602)。綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例的隔離型電壓產(chǎn)生器，通過具有三側(cè)的變壓器，反饋調(diào)變 信號的脈波寬度，并根據(jù)調(diào)變信號的脈波寬度調(diào)整驅(qū)動信號的脈波寬度。藉此，可隔離形成 調(diào)變信號的電流與形成驅(qū)動信號的電流。本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)光二極管的調(diào)光電路及其調(diào)光 方法，則依據(jù)相位調(diào)光器的調(diào)光相位角度調(diào)整流經(jīng)發(fā)光二極管串列的電流的脈波寬度及電 流大小。藉此，可增加發(fā)光二極管調(diào)光的范圍。最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其進(jìn)行限制， 盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依 然可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而這些修改或者等同替換亦不能使修 改后的技術(shù)方案脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種隔離型電壓產(chǎn)生器，適用于一發(fā)光二極管調(diào)光電路，所述發(fā)光二極管調(diào)光電路 具有一相位調(diào)光器，所述隔離型電壓產(chǎn)生器包括一整流器，接收經(jīng)所述相位調(diào)光器調(diào)變的一第一電壓；一控制器，具有一驅(qū)動輸出端、一反饋端及一電流偵測端，所述控制器依據(jù)所述反饋 端及所述電流偵測端所接收的電壓產(chǎn)生一控制信號，并由所述驅(qū)動輸出端輸出所述控制信 號；一變壓器，具有一一次側(cè)、一二次側(cè)及一三次側(cè)，所述一次側(cè)的第一端耦接所述整流 器，所述二次側(cè)的第一端輸出一驅(qū)動信號，所述二次側(cè)的第二端耦接一第二接地電壓，所述 三次側(cè)耦接于所述控制器的輸入端與一第一接地電壓之間；一開關(guān)，具有一控制端、一第一端及一第二端，所述開關(guān)的所述控制端耦接所述控制器 的所述驅(qū)動輸出端，所述開關(guān)的所述第一端耦接所述一次側(cè)的第二端，所述開關(guān)的所述第 二端耦接所述控制器的所述電流偵測端；一分壓器，耦接于所述變壓器的所述三次側(cè)的第一端、所述控制器的所述反饋端與所 述第一接地電壓之間，用以提供一分壓至所述控制器的所述反饋端；以及一第一電阻，耦接于所述控制器的所述電流偵測端與所述第一接地電壓之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離型電壓產(chǎn)生器，還包括一第一電容，耦接于所述二次側(cè) 的第一端與所述第二接地電壓之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離型電壓產(chǎn)生器，其中所述分壓器包括 一第二電阻，耦接于所述三次側(cè)的第一端與所述控制器的所述反饋端；以及 一第三電阻，耦接于所述控制器的所述反饋端與所述第一接地電壓之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離型電壓產(chǎn)生器，其中所述開關(guān)為一晶體管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離型電壓產(chǎn)生器，其中所述整流器為一橋式整流器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離型電壓產(chǎn)生器，其中所述第一電壓為一交流電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離型電壓產(chǎn)生器，還包括一穩(wěn)壓電路，耦接所述控制器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的隔離型電壓產(chǎn)生器，其中所述穩(wěn)壓電路包括一晶體管，所述晶體管的第一端耦接所述整流器，所述晶體管的第二端耦接所述控制器；一第四電阻，耦接于所述晶體管的控制端與所述整流器之間； 一第五電阻，耦接于所述晶體管的第二端與所述第一接地電壓之間；以及 一二極管，耦接于所述晶體管的控制端與所述第一接地電壓之間。
9.一種發(fā)光二極管的調(diào)光電路，包括一相位調(diào)光器，接收一第一電壓，用以依據(jù)一調(diào)光相位角度對所述第一電壓進(jìn)行調(diào)變；一隔離型電壓產(chǎn)生器，耦接所述相位調(diào)光器，以依據(jù)經(jīng)調(diào)變的所述第一電壓產(chǎn)生一驅(qū) 動信號以驅(qū)動至少一發(fā)光二極管，其中所述第一電壓與形成所述驅(qū)動信號的電壓為相互隔 離；以及一電流控制器，用以依據(jù)一調(diào)整信號控制流經(jīng)所述發(fā)光二極管的電流。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管的調(diào)光電路，其中所述隔離型電壓產(chǎn)生器包括 一整流器，耦接所述相位調(diào)光器以接收經(jīng)調(diào)變的所述第一電壓；一控制器，具有一驅(qū)動輸出端、一反饋端及一電流偵測端，所述控制器依據(jù)所述反饋 端及所述電流偵測端所接收的電壓產(chǎn)生一控制信號，并由所述驅(qū)動輸出端輸出所述控制信 號；一變壓器，具有一一次側(cè)、一二次側(cè)及一三次側(cè)，所述一次側(cè)的第一端耦接所述整流 器，所述二次側(cè)的第一端輸出所述驅(qū)動信號，所述二次側(cè)的第二端耦接一第二接地電壓，所 述三次側(cè)耦接于所述控制器的輸入端與一第一接地電壓之間；一第一開關(guān)，具有一控制端、一第一端及一第二端，所述第一開關(guān)的所述控制端耦接所 述控制器的所述驅(qū)動輸出端，所述第一開關(guān)的所述第一端耦接所述一次側(cè)的第二端，所述 第一開關(guān)的所述第二端耦接所述控制器的所述電流偵測端；一分壓器，耦接于所述變壓器的所述三次側(cè)的第一端、所述控制器的所述反饋端與所 述第一接地電壓之間，用以提供一分壓至所述控制器的所述反饋端；以及一第一電阻，耦接于所述控制器的所述電流偵測端與所述第一接地電壓之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光二極管的調(diào)光電路，其中所述隔離型電壓產(chǎn)生器還包 括一第一電容，耦接于所述二次側(cè)的第一端與所述第二接地電壓之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光二極管的調(diào)光電路，其中所述分壓器包括 一第二電阻，耦接于所述三次側(cè)的第一端與所述控制器的所述反饋端；以及 一第三電阻，耦接于所述控制器的所述反饋端與所述第一接地電壓之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光二極管的調(diào)光電路，其中所述第一開關(guān)為一晶體管。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光二極管的調(diào)光電路，其中所述整流器為一橋式整流器。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光二極管的調(diào)光電路，其中所述隔離型電壓產(chǎn)生器還包 括一穩(wěn)壓電路，其耦接所述控制器。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的發(fā)光二極管的調(diào)光電路，其中所述穩(wěn)壓電路包括一晶體管，所述晶體管的第一端耦接所述整流器，所述晶體管的第二端耦接所述控制器；一第四電阻，耦接于所述晶體管的控制端與所述整流器之間； 一第五電阻，耦接于所述晶體管的第二端與所述第一接地電壓之間；以及 一第一二極管，耦接于所述晶體管的控制端與所述第一接地電壓之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光二極管的調(diào)光電路，還包括一脈寬偵測器，耦接所述隔離型電壓產(chǎn)生器，以偵測所述驅(qū)動信號的脈波寬度，并據(jù)此 產(chǎn)生所述調(diào)整信號。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的發(fā)光二極管的調(diào)光電路，其中所述脈寬偵測器包括 一第二電容，所述第二電容的第一端耦接于所述隔離型電壓產(chǎn)生器及所述電流控制器，所述第二電容的第二端耦接所述第二接地電壓；以及 一第六電阻，并聯(lián)所述第二電容。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的發(fā)光二極管的調(diào)光電路，其中所述脈寬偵測器還包括 一第三電容，耦接于所述電流控制器與所述第二接地電壓之間；以及一第七電阻，耦接于所述第二電容的第一端與所述電流控制器之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管的調(diào)光電路，其中所述電流控制器包括一電壓控制器，具有一調(diào)整信號端及一驅(qū)動輸出端，所述電壓控制器的所述調(diào)整信號 端接收所述調(diào)整信號，用以依據(jù)所述調(diào)整信號調(diào)整所述電壓控制器的所述驅(qū)動輸出端的電 壓；一第二開關(guān)，具有一控制端、一第一端及一第二端，所述第二開關(guān)的控制端耦接所述電 壓控制器的所述驅(qū)動輸出端，所述第二開關(guān)的第二端耦接一第二接地電壓，所述第二開關(guān) 依據(jù)所述電壓控制器的所述驅(qū)動輸出端的電壓決定是否導(dǎo)通；一電感，耦接于所述第二開關(guān)的第一端與所述發(fā)光二極管之間；以及一第二二極管，耦接于所述隔離型電壓產(chǎn)生器與所述第二開關(guān)的第一端之間。
21.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管的調(diào)光電路，其中所述電流控制器為一降壓轉(zhuǎn) 換器或一升降壓轉(zhuǎn)換器。
22.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管的調(diào)光電路，其中所述相位調(diào)光器包括一三極交流開關(guān)，所述三極交流開關(guān)的第一端接收所述第一電壓，所述三極交流開關(guān) 的第二端耦接所述隔離型電壓產(chǎn)生器；一第八電阻，所述第八電阻的第一端耦接所述第一電壓；一雙向觸發(fā)二極管，耦接所述三極交流開關(guān)的控制端與所述第八電阻的第二端之間；以及一第四電容，耦接于所述第八電阻的第二端與所述隔離型電壓產(chǎn)生器之間。
23.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管的調(diào)光電路，其中所述第一電壓為一交流電壓。
24.一種發(fā)光二極管的調(diào)光方法，適用于一發(fā)光二極管的調(diào)光電路，所述發(fā)光二極管的 調(diào)光電路的一相位調(diào)光器用以依據(jù)一調(diào)光相位角度對一交流電壓進(jìn)行調(diào)變，所述發(fā)光二極 管的調(diào)光電路的一隔離型電壓產(chǎn)生器依據(jù)經(jīng)調(diào)變的所述交流電壓產(chǎn)生一驅(qū)動信號以驅(qū)動 至少一發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管的調(diào)光電路的一電流控制器控制流經(jīng)所述發(fā)光二極管 的電流，所述調(diào)光方法包括當(dāng)所述調(diào)光相位角度調(diào)低時，則增加經(jīng)調(diào)變的所述交流電壓的脈波寬度，且所述驅(qū)動 信號的脈波寬度則對應(yīng)地增加以增加流經(jīng)所述發(fā)光二極管的電流的脈波寬度，其中形成經(jīng) 調(diào)變的所述交流電壓的電壓與形成所述驅(qū)動信號的電壓為相互隔離；以及當(dāng)所述調(diào)光相位角度調(diào)高時，則減少經(jīng)調(diào)變的所述交流電壓的脈波寬度，且所述驅(qū)動 信號的脈波寬度則對應(yīng)地減少以減少流經(jīng)所述發(fā)光二極管的電流的脈波寬度。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的發(fā)光二極管的調(diào)光方法，其中所述發(fā)光二極管的調(diào)光電路 還包括一脈寬偵測器，以依據(jù)所述驅(qū)動信號的脈波寬度產(chǎn)生一調(diào)整信號，且所述電流控制 器依據(jù)所述調(diào)整信號調(diào)整流經(jīng)所述發(fā)光二極管的電流。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的發(fā)光二極管的調(diào)光方法，還包括當(dāng)所述調(diào)光相位角度調(diào)低時，則增加流經(jīng)所述發(fā)光二極管的電流的電流大??；以及當(dāng)所述調(diào)光相位角度調(diào)高時，則減少流經(jīng)所述發(fā)光二極管的電流的電流大小。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)光二極管的調(diào)光電路及其隔離型電壓產(chǎn)生器與調(diào)光方法，即一種應(yīng)用于傳統(tǒng)相位調(diào)光器的隔離型組態(tài)發(fā)光二極管的調(diào)光電路及其調(diào)光方法。當(dāng)相位調(diào)光器的調(diào)光相位角度被調(diào)整時，隔離組態(tài)中的變壓器的二次側(cè)會對應(yīng)經(jīng)調(diào)變的交流電壓產(chǎn)生脈波寬度，以對應(yīng)地調(diào)整變壓器的二次側(cè)輸出的驅(qū)動信號的脈波寬度。此外，對應(yīng)經(jīng)調(diào)變的交流電壓的脈波寬度會經(jīng)調(diào)光電路改變流經(jīng)經(jīng)發(fā)光二極管的電流。因此，隔離型發(fā)光二極管調(diào)光裝置依據(jù)相位調(diào)光器的調(diào)光相位角度調(diào)整流經(jīng)發(fā)光二極管的電流的脈波寬度及電流大小。藉此，可增加發(fā)光二極管的調(diào)光范圍。
文檔編號H05B37/02GK101998728SQ200910169358
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月25日
發(fā)明者尹又本, 洪哲民, 許嵐婷, 謝致遠(yuǎn) 申請人:聯(lián)詠科技股份有限公司