本发明涉及一种发光元件驱动电路及其中的控制电路与控制方法,特别是指一种改善发光元件电路可调光范围的发光元件驱动电路及其中的控制电路与控制方法。
背景技术:
请参阅图1的现有技术,图中显示一种常见的发光元件驱动电路1,包含功率级电路24以及控制电路26。如图所示,相切调光电路22(Phase-cut Dimmer Circuit)将交流电源21转换为一交流相切调光讯号,其中交流相切调光讯号包括交流相切调光电压Vin及交流相切调光电流Iin;整流电路23将交流相切调光讯号转换为整流相切调光讯号Vm;功率级电路24与整流电路耦接并将整流相切调光讯号转换为输出讯号以驱动发光元件电路25,其中输出讯号包括输出电压VLED及输出电流ILED;控制电路26控制功率级电路24的操作,其中控制电路26包括误差回授电路261以及操作讯号产生电路262,其中误差回授电路261根据相关于该输出讯号的回授讯号VFB,产生操作讯号PWM;功率级电路24根据操作讯号PWM的控制,将整流相切调光讯号转换为输出讯号。
图2A为对应图1的现有技术中,交流相切调光电压Vin、整流相切调光讯号Vm、以及交流相切调光电流Iin的波形示意图。发光元件驱动电路1中,相切调光电路22通过相切(Phase-cut)将输入的交流电源(波形未示出)转换成如图2A的交流相切调光电压Vin,其具有一相切角度(Phase-cut Angle)以及一相切剩余百分比(Phase-cut Residue Percentage),以图2A中的前缘相切(Leading Edge Phase-cut)的交流相切调光电压Vin为例,以交流电源的过零点(Zero Crossing Point)为原点,交流电源在该相切角度(如图2A中的P0)之前的交流电源受相切调光电路22阻挡,而让一相切剩余百分比P0’(以图2A为例P0’即为(180-P0)/180·100%)的交流电源通过,该相切角度P0愈大(从另一方面而言,其相切剩余百分比P0’愈小),被阻挡的交流电源功率愈多,则Vin可供应的功率愈小,例如图2A中的Iin,并因此降低了输出电流ILED,由此获得对发光元件电路25调光的效果。
图2B显示,该现有技术的输出电流ILED对应相切剩余百分比的特征曲线图,其中有一电流转折点(如图中圆圈所标示),其所对应的相切剩余百分比P1为可通过改变相切剩余百分比而调光的临界值,相切剩余百分比在大于图中所示P1以上时,发光元件驱动电路1的回授控制机制可以使输出电流ILED为定值,此时无法调光;而当相切剩余百分比在小于图中所示P1以下时,输出电流ILED随着相切剩余百分比递减而递减,因而可达成调光的功能。
图1中所示的现有技术,其缺点在于其调光范围无法控制;首先,其电流转折点所对应的相切剩余百分比临界值(例如图2B中的P1)是无法控制的,可能太低或太高,在P1太低的情况下,举例而言,例如但不限于P1为50%,以致于在调光控制的前半段(相切剩余百分比>P1时),有很大的相切剩余百分比范围,发光元件电路25对于调光动作会没有反应;而另一方面,某些相切调光电路(例如但不限于包含某些种类的TRIAC)所能达成的最大相切剩余百分比可能不足,造成P1有可能相对而言太高,例如P1为80%,而相切调光电路所能达成的最大相切剩余百分比为60%,则此时P1相对而言太高,以致于相切调光电路即使调光至其最大相切剩余百分比,发光元件电路25仍无法获得其最大的亮度所需的电流。
除了电流转折点无法控制之外,此现有技术的另一缺点在于,其最小可调光电流例如图2B中所示的最小ILED(Imin)亦无法控制,而造成调光范围的受限;最小ILED(Imin)是当相切调光电路22在其最小相切剩余百分比时,发光元件驱动电路所输出的ILED;在此现有技术中,最小ILED(Imin)可能会太大,以致于使用者在调整相切调光电路22至最小相切剩余百分比的情况下,仍然觉得发光元件电路25的亮度太高。
本发明相较于图1的现有技术,具有可调整电流转折点(亦即可调整相切剩余百分比临界值,例如图2B中的P1)的优点,可避免前述对于调光动作会没有反应,或是最大的亮度不足的问题。
此外,本发明相较于图1的现有技术,还具有可调整最小可调光电流(如图2B中的最小ILED,Imin)的优点,可避免前述的最小亮度过高的问题。
技术实现要素:
本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷,提出一种发光元件驱动电路及其中的控制电路与控制方法,具有可调整电流转折点的优点,可避免前述对于调光动作会没有反应,或是最大的亮度不足的问题;还具有可调整最小可调光电流的优点,可避免前述的最小亮度过高的问题。
为达上述目的,就其中一个观点言,本发明提供了一种控制电路,用以控制一发光元件驱动电路,其中该发光元件驱动电路用以根据一整流相切调光讯号,以驱动一发光元件电路,其中该整流相切调光讯号为一相切后的半弦波,该发光元件驱动电路包含:一功率级电路,包括至少一功率开关,其与该整流电路耦接,用以根据一操作讯号而操作其中该功率开关,以将该整流相切调光讯号转换为一输出讯号,而驱动该发光元件电路,其中该输出讯号包含一输出电流;其中该控制电路,用以根据一相关于该输出讯号的回授讯号,产生该操作讯号;该控制电路包含:一箝位电路(Clamping Circuit),用以产生一箝位讯号;一误差回授电路(Error Feedback Circuit),与该箝位电路耦接,用以根据该相关于该输出讯号的回授讯号及该箝位讯号,产生一误差回授讯号;以及一操作讯号产生电路,与该误差回授电路耦接,用以根据该误差回授讯号的位准,产生该操作讯号;其中该箝位讯号限制该误差回授讯号的上限位准不大于该箝位讯号,使得在该交流相切调光讯号的一相切剩余百分比小于一预设的相切剩余百分比时,该输出电流不大于一预设的箝位电流值。
在一较佳实施例中,该箝位讯号为一固定值、或是一随该相切剩余百分比递减而线性或非线性递减的变动值,且该预设的箝位电流值为一随该相切剩余百分比递减而线性或非线性递减的变动电流值。
在一较佳实施例中,该箝位电路包括:一箝位器,其一端耦接于一固定电位,另一端与该误差回授电路耦接,以提供该箝位讯号限制该误差回授讯号的上限位准。
在一较佳实施例中,该箝位器包括一齐纳二极管,该齐纳二极管的反向端提供该箝位讯号,该齐纳二极管的顺向端耦接于该固定电位。
在一较佳实施例中,该箝位电路包括:一箝位参考讯号产生器,用以产生一箝位参考讯号;以及一箝位器,与该箝位参考讯号产生器及该误差回授电路耦接,用以根据该箝位参考讯号而产生该箝位讯号,以限制该误差回授讯号的上限位准。
在一较佳实施例中,该箝位参考讯号产生器,根据一固定电压源或该固定电压源的分压以产生该箝位参考讯号,使得该箝位讯号为该固定值。
在一较佳实施例中,该箝位参考讯号产生器根据该整流相切调光讯号产生该箝位参考讯号,使得该箝位讯号为该随该相切剩余百分比递减而线性或非线性递减的变动值。
在一较佳实施例中,该箝位参考讯号产生器包括:一相切剩余编码电路,用以根据该整流相切调光讯号或该整流相切调光讯号的分压产生一相切剩余百分比编码;以及一箝位参考信号转换器,用以根据该相切剩余百分比编码产生该箝位参考讯号。
在一较佳实施例中,该箝位器包括一箝位二极管,该箝位二极管的顺向端与该误差回授电路耦接,以提供该箝位讯号限制该误差回授讯号的上限位准,该箝位二极管的反向端与该箝位参考讯号产生器耦接。
在一较佳实施例中,该箝位电路还以一偏移讯号修正调整该箝位讯号。
在一较佳实施例中,该箝位电路包括至少一偏移二极管,与该箝位参考讯号产生器及该箝位器耦接,用以产生该偏移讯号。
为达上述目的,就再另一个观点言,本发明提供了一种发光元件驱动电路,用以根据一整流相切调光讯号,以驱动一发光元件电路,其中该整流相切调光讯号为一相切后的半弦波,该发光元件驱动电路包含:一功率级电路,包括至少一功率开关,其与该整流电路耦接,用以根据一操作讯号而操作其中该功率开关,以将该整流相切调光讯号转换为一输出讯号,而驱动该发光元件电路,其中该输出讯号包含一输出电流;以及一控制电路,用以根据一相关于该输出讯号的回授讯号,产生该操作讯号,该控制电路包括:一箝位电路(Clamping Circuit),用以产生一箝位讯号;一误差回授电路(Error Feedback Circuit),与该箝位电路耦接,用以根据该相关于该输出讯号的回授讯号及该箝位讯号,产生一误差回授讯号;以及一操作讯号产生电路,与该误差回授电路耦接,用以根据该误差回授讯号的位准,产生该操作讯号;其中该箝位讯号限制该误差回授讯号的上限位准,使得在该交流相切调光讯号的一相切剩余百分比小于一预设的相切剩余百分比时,该输出电流不大于一预设的箝位电流值。
为达上述目的,就再另一个观点言,本发明提供了一种控制一发光元件驱动电路的方法,其中该发光元件驱动电路用以根据一整流相切调光讯号,以驱动一发光元件电路,其中该整流相切调光讯号为一相切后的半弦波,该发光元件驱动电路包含:一功率级电路,包括至少一功率开关,其与该整流电路耦接,用以根据一操作讯号而操作其中该功率开关,以将该整流相切调光讯号转换为一输出讯号,而驱动该发光元件电路,其中该输出讯号包含一输出电流;该控制方法包含:根据一相关于该输出讯号的回授讯号,产生一操作讯号;以及根据该操作讯号而操作该功率开关;其中该产生该操作讯号的步骤包括:产生一箝位讯号;根据该相关于该输出讯号的回授讯号及该箝位讯号,产生一误差回授讯号;以及根据该误差回授讯号的位准,产生该操作讯号;其中该箝位讯号限制该误差回授讯号的上限位准,使得在该交流相切调光讯号的一相切剩余百分比小于一预设的相切剩余百分比时,该输出电流不大于一预设的箝位电流值。
以下通过具体实施例详加说明,当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。
附图说明
图1显示一种现有技术的发光元件驱动电路的示意图;
图2A,2B为对应于图1电路的讯号波形示意图;
图3显示本发明的发光元件驱动电路的一实施例方块图;
图4A显示本发明的发光元件驱动电路的另一实施例;
图4B,4C为对应于图4A电路的仿真曲线图;
图5显示本发明的发光元件驱动电路的另一实施例;
图6A,6B显示本发明的发光元件驱动电路的另一实施例及其更具体实施方式;
图7A显示本发明的发光元件驱动电路的另一实施例;
图7B,7C为对应于图7A电路的仿真曲线图;
图8显示本发明的发光元件驱动电路的另一实施例;
图9A显示本发明的发光元件驱动电路的另一实施例;
图9B显示本发明的发光元件驱动电路的另一实施例;
图10A显示本发明的发光元件驱动电路,其中箝位参考讯号产生器的一实施例方块图;
图10B,10C为对应于图10A电路的仿真曲线图。
图中符号说明
1,2,3,4,5,6,7,8,9 发光元件驱动电路
23 整流电路
24 功率级电路
25 发光元件电路
26 控制电路
261 误差回授电路
262 操作讯号产生电路
263 箝位电路
2621 PWM比较电路
2622 逻辑驱动电路
2623 讯号感测电路
2624 零电流侦测电路
2631 箝位器
2632 箝位参考讯号产生器
26321 相切剩余编码电路
26322 箝位参考信号转换器
COMP,COMP’ 误差回授讯号
D1,D2,D3 二极管
DZ 齐纳二极管
EA 误差放大电路
ILED,ILED’ 输出电流
Iin 交流相切调光电流
Imin,Imin’ 最小输出电流
P0 相切角度
P0’ 相切剩余百分比
P1,P1’ (电流转折点对应的)相切剩余百分比临界值
PWM 操作讯号
Q1 功率开关
RAMP 锯齿波
VCL 箝位参考讯号
Vclamp 箝位讯号
VDD 固定电压
VFB 相关于输出讯号的回授讯号
Vin 交流相切调光电压
VLED 输出电压
Vm 整流相切调光讯号
VOFS 偏移讯号
VREF 调节参考讯号
节点A 节点
具体实施方式
图3显示本发明的发光元件驱动电路的一个实施例(发光元件驱动电路2),发光元件驱动电路2包含功率级电路24以及控制电路26。如图所示,相切调光电路(Phase-cut Circuit)22将交流电源21转换为交流相切调光讯号,其具有一相切剩余百分比(Phase-cut Residue Percentage),其中交流相切调光讯号包括交流相切调光电压Vin及交流相切调光电流Iin;整流电路23将交流相切调光讯号转换为整流相切调光讯号Vm,该整流相切调光讯号Vm为一经过相切后的半弦波;功率级电路24与整流电路23耦接并将整流相切调光讯号转换为输出讯号以驱动发光元件电路25,其中输出讯号包括输出电压VLED及输出电流ILED;控制电路26控制功率级电路24的操作,其中控制电路26包括误差回授电路261、操作讯号产生电路262以及箝位电路263,其中箝位电路263用以产生箝位讯号,误差回授电路261与箝位电路263耦接,用以根据相关于该输出讯号的回授讯号VFB及箝位讯号,而产生误差回授讯号,操作讯号产生电路262与误差回授电路261及箝位电路263耦接,根据误差回授讯号而产生操作讯号PWM,操作讯号PWM例如但不限于为脉宽调变讯号(例如但不限于可为定频或变频的脉宽调变讯号,亦可为其他形式的讯号);其中功率级电路24根据操作讯号PWM的控制,将整流相切调光讯号转换为输出讯号。
图3所示本发明的发光元件驱动电路2,其中箝位电路263的主要用意在于,产生箝位讯号并将误差回授讯号箝位(clamping),使其不大于该箝位讯号,由此影响操作讯号PWM的控制,进而使得在交流相切调光讯号的一相切剩余百分比(Phase-cut Residue Percentage)小于一预设的相切剩余百分比(所述“预设”的相切剩余百分比可为一固定值、或可调整的可变动值,下同)时,输出电流ILED不大于一预设的箝位电流值(所述“预设”的箝位电流值可为一固定值、或可调整的可变动值,下同);其中,该箝位讯号可为一固定箝位值、或是一随该相切剩余百分比递减而线性或非线性递减的变动箝位值,而本发明通过不同种类的箝位讯号设计,可以获得多种优点,细节将详述于后。
图4A显示本发明的发光元件驱动电路的更具体的实施例(发光元件驱动电路3),发光元件驱动电路3包含功率级电路24(例如但不限于图中所示的返驰式功率级电路,其包括例如但不限于图中所示的至少一功率开关Q1),以及控制电路26;在本实施例中,控制电路26包括误差回授电路261,其包括误差放大电路EA;操作讯号产生电路262,其包括PWM比较电路2621及逻辑驱动电路2622;以及箝位电路263,其包括箝位器2631,其一端耦接于一固定电位,另一端控制节点A的上限位准。
图4A中本发明的发光元件驱动电路3,其中功率级电路24根据控制电路26输出的操作讯号PWM的控制,将整流相切调光讯号转换为输出讯号。整流电路23(例如但不限于图中所示的全波整流器)将交流相切调光讯号转换为整流相切调光讯号Vm,其中交流相切调光讯号包括交流相切调光电压Vin及交流相切调光电流Iin;功率级电路24与整流电路23耦接并将整流相切调光讯号转换为输出讯号以驱动发光元件电路25,其中输出讯号包括输出电压VLED及输出电流ILED。
图4A中本发明的发光元件驱动电路3,其控制电路26中,误差放大电路EA根据相关于该输出讯号的回授讯号VFB与调节参考讯号VREF的差值,于节点A产生误差回授讯号COMP;箝位器2631产生箝位讯号Vclamp控制节点A,用以将该误差回授讯号COMP箝位于该箝位讯号Vclamp;其中所谓“箝位”指,当误差回授讯号COMP上升至该箝位讯号Vclamp的位准时,误差回授讯号COMP受到箝位讯号Vclamp的限制,而不大于该箝位讯号Vclamp;而在误差回授讯号COMP小于该箝位讯号Vclamp的位准时,误差回授讯号COMP不受Vclamp影响;PWM比较电路2621将误差回授讯号COMP与例如但不限于一锯齿波RAMP相比较,逻辑驱动电路2622根据PWM比较电路2621的比较结果以及例如但不限于与电流相关的讯号(例如但不限于图中所示,由讯号感测电路2623及零电流侦测电路2624所产生的零电流侦测讯号),而产生操作讯号PWM;操作讯号产生电路262根据受箝位的误差回授讯号COMP而调整操作讯号PWM;其中功率级电路24根据该操作讯号PWM的控制,进而使得在交流相切调光讯号的一相切剩余百分比小于一预设的相切剩余百分比时,输出电流ILED不大于一预设的箝位电流值。本实施例中,操作讯号产生电路262的内部结构以准谐振(Quasi Resonant)控制模式为例,此仅为举例,还可以有其他各种实施方式,例如可以为定频控制模式(此情况下不需要讯号感测电路2623及零电流侦测电路2624)、或变频的固定导通时间控制方式(此情况下逻辑驱动电路2622输出一个固定导通时间的操作讯号PWM)、或变频的固定关闭时间控制方式(此情况下逻辑驱动电路2622输出一个固定关闭时间的操作讯号PWM)、或定频或变频的电流相关控制模式(此情况下锯齿波RAMP相关于电感或绕组电流)等等,此为本领域技术人员所熟知,在此不一一详列。
前述的本发明的发光元件驱动电路3,在一实施例中,箝位电路263所产生的箝位讯号Vclamp为一固定箝位值,可达成固定COMP箝位(Fixed COMP Clamping)调光模式。在此实施例中,该误差回授讯号COMP箝位于该固定箝位值。
图4B显示此实施例中,未受箝位的误差回授讯号COMP’,受箝位后的误差回授讯号COMP及箝位讯号Vclamp,对相切剩余百分比作图的特性曲线(此处“未受箝位”的误差回授讯号COMP’指,如图4A的箝位电路263不存在的情况下,误差回授电路261所产生的误差回授讯号,其未受箝位电路263的箝位,下同);如图4B所示,在本实施例中,箝位讯号Vclamp具有一固定箝位值,受箝位后的误差回授讯号COMP如实线所示,受固定箝位讯号Vclamp箝位而不大于该固定箝位讯号Vclamp,因此其最高位准低于未受箝位的误差回授讯号COMP’。
图4C显示此实施例中,输出电流ILED对相切剩余百分比作图的特性曲线,如图4C所示,虚线为未受箝位的输出电流ILED’,受箝位后的输出电流ILED如实线所示,在相切剩余百分比小于一预设的相切剩余百分比(例如图中所示的电流转折点所对应的相切剩余百分比临界值P1)时,受箝位后的输出电流ILED不大于一预设的箝位电流值;在本实施例中,所述的该预设的箝位电流值随相切剩余百分比递减而递减,因而得到调光的效果;更进一步,如图4C所示,受箝位后的输出电流ILED,其最小输出电流Imin小于未受箝位的输出电流ILED’的最小电流Imin’,而受箝位后的输出电流ILED的电流转折点所对应的相切剩余百分比临界值(例如图中所示的P1)大于未受箝位的输出电流ILED’的电流转折点所对应的相切剩余百分比临界值(例如图中所示的P1’),因此,较佳地,本发明的发光元件驱动电路具有较大的可调光范围。
图5显示前述本发明的具有固定COMP箝位(Fixed COMP Clamping)调光模式的发光元件驱动电路(发光元件驱动电路4),其中箝位电路的一种更具体的实施例(箝位电路263),图5中箝位器2631包括一齐纳二极管DZ,该齐纳二极管DZ的顺向端接地(对应于前述图4A的固定电位),其反向端耦接于节点A用以产生箝位讯号Vclamp(对应于该齐纳二极管的齐纳电压,即其逆向崩溃电压),以将该误差回授讯号COMP箝位于该箝位讯号Vclamp;由于对一齐纳二极管而言,其齐纳电压约为一定值,因此本实施例可达成固定COMP箝位(Fixed COMP Clamping)调光模式。又,显然,若该齐纳二极管DZ的顺向端连接于任何其他位准的固定电位,则可将该误差回授讯号COMP箝位于齐纳电压加上该位准。
图5中本实施例的特性曲线图仍请参考图4B,4C,其中Vclamp对应于前述该齐纳二极管的齐纳电压,其余特性类同,在此不予赘述。
图6A显示本发明的具有固定COMP箝位(Fixed COMP Clamping)调光模式的发光元件驱动电路(发光元件驱动电路5),其中箝位电路的另一实施例,其中箝位电路263包括箝位器2631及箝位参考讯号产生器2632,箝位参考讯号产生器2632产生箝位参考讯号VCL,箝位器2631根据箝位参考讯号VCL产生箝位讯号Vclamp控制节点A,以将误差回授讯号COMP箝位于该箝位讯号Vclamp。
图6B显示图6A所示箝位电路的一种更具体的实施例,其中箝位电路263包括箝位器2631及箝位参考讯号产生器2632,其中箝位参考讯号产生器2632包括一固定电压产生器,例如但不限于图标的固定电压VDD与电阻所组成的电阻分压器,或是一固定电压源(未示出),以产生一固定箝位参考讯号VCL;箝位器2631包括一二极管D1,其具有一顺向偏压VF,其反向端与箝位参考讯号产生器2632的输出耦接,其顺向端耦接于节点A用以产生箝位讯号Vclamp(即该固定箝位参考讯号VCL加上二极管D1的顺向偏压VF),以将该误差回授讯号COMP箝位于该箝位讯号Vclamp,达成固定COMP箝位(Fixed COMP Clamping)调光模式。
图6B的箝位电路263,也可以视为图4A中的箝位电路263的一个更具体的实施例,其中电阻分压器的分压节点的电压对应于图4A的固定电位。
图6B中本实施例的特性曲线图仍请参考图4B,4C,其中Vclamp对应于前述该固定箝位参考讯号VCL加上二极管D1的顺向偏压VF,其余特性类同,在此不予赘述。
图7A显示本发明的发光元件驱动电路的另一具体的实施例(发光元件驱动电路6),本实施例可达成适应性COMP箝位(Adaptive COMP Clamping)调光模式;本实施例与图4A的实施例类似,主要的差别在于,本实施例发光元件驱动电路6,其中箝位参考讯号产生器2632还根据与交流相切调光讯号的相切剩余百分比相关的讯号(例如但不限于如图7A中所示的整流相切调光讯号Vm)而产生箝位参考讯号VCL,使得箝位参考讯号VCL以及箝位讯号Vclamp皆会随交流相切调光讯号的相切剩余百分比变动而变动,其较佳为随着交流相切调光讯号的相切剩余百分比递减而递减,因而可达成适应性COMP箝位(Adaptive COMP Clamping)调光模式。
图7B显示此实施例中,未受箝位的误差回授讯号COMP’,受箝位后的误差回授讯号COMP及箝位讯号Vclamp,对相切剩余百分比作图的特性曲线,如图7B所示,虚折线为未受箝位的误差回授讯号COMP’,虚点线为适应性箝位讯号Vclamp,受箝位后的误差回授讯号COMP如实线所示,受箝位讯号Vclamp箝位而不大于该箝位讯号Vclamp,其中箝位讯号Vclamp如图所示,较佳地,随着相切剩余百分比递减而递减,而达成适应性COMP箝位(Adaptive COMP Clamping)调光模式。
图7C显示此实施例中,输出电流对相切剩余百分比作图的特性曲线,如图7C所示,虚线为未受箝位的输出电流ILED’,受箝位后的输出电流ILED如实线所示,在相切剩余百分比小于一预设的相切剩余百分比(例如图中所示的电流转折点P1)时,输出电流ILED不大于一预设的箝位电流值;在本实施例中,该预设的箝位电流值随相切剩余百分比递减而递减,因而得到调光的效果;与图4C类似,相较于现有技术,本发明的发光元件驱动电路具有较大的调光范围,更进一步,如图7C所示,受适应性COMP箝位后的输出电流ILED,较佳地,其最小输出电流Imin可调整至更低的位准,从另一个角度来说,本实施例中,较佳地,受适应性COMP箝位后的输出电流ILED亦具有更大的斜率,这代表着,以传统包含TRIAC的调光电路为例,随着用户调整调光电路(例如但不限于旋转调光旋钮而调整前述的相切调光电路22),较佳地,可以感受到较大的调光范围以及调光时的亮度变化率,且最小亮度相较于现有技术亦可更小。
图8显示前述本发明的具有适应性COMP箝位的发光元件驱动电路(发光元件驱动电路7),其中箝位电路的一种更具体的实施例(箝位电路263),图8中箝位电路263包括箝位器2631及箝位参考讯号产生器2632,其中箝位参考讯号产生器2632包括与相切剩余百分比相关的电压产生器,例如但不限于图示的整流相切调光讯号Vm与电阻所组成的电阻分压器,用以产生一随交流相切调光讯号的相切剩余百分比递减而递减的箝位参考讯号VCL,箝位参考讯号产生器2632中的电容具有低通滤波的效果;箝位器2631包括一二极管D1,其具有一顺向偏压VF,其反向端与箝位参考讯号产生器2632的输出耦接,其顺向端耦接于节点A用以产生箝位讯号Vclamp(即该随交流相切调光讯号的相切剩余百分比递减而递减的箝位参考讯号VCL加上二极管D1的顺向偏压VF),以将该误差回授讯号COMP箝位于该箝位讯号Vclamp,达成适应性COMP箝位(Adaptive COMP Clamping)调光模式。
图8中本实施例的特性曲线图仍请参考图7B,7C,其中Vclamp对应于前述,随交流相切调光讯号的相切剩余百分比递减而递减的箝位参考讯号VCL加上二极管D1的顺向偏压VF,其余特性类同,在此不与赘述。
图9A显示本发明的发光元件驱动电路的另一具体的实施例(发光元件驱动电路8),本实施例与图8的实施例类似,主要的差别在于,本实施例发光元件驱动电路8,其中箝位电路263还包含一偏移讯号VOFS,其与箝位参考讯号产生器2632及箝位器2631耦接(例如但不限于如图中串联于箝位参考讯号产生器2632及箝位器2631之间),使得箝位讯号Vclamp受该偏移讯号VOFS的修正调整,例如但不限于在本实施例中,箝位器2631根据箝位参考讯号VCL及该偏移讯号VOFS,于节点A产生箝位讯号Vclamp,用以将该误差回授讯号COMP箝位于该箝位讯号Vclamp(此处Vclamp对应于箝位参考讯号VCL加上二极管D1的顺向偏压VF,并减去该偏移讯号VOFS);箝位讯号Vclamp包含偏移讯号VOFS,可使前述本发明的发光元件驱动电路的随相切剩余百分比变动而变动的误差回授讯号COMP以及输出电流ILED具有更大的调整性,例如以前述图8的实施例而言,在调整误差回授讯号COMP及输出电流ILED使其具有较佳的斜率时,其某些绝对位准(例如但不限于前述的最小输出电流、或是最大输出电流、或是如前述的电流转折点等)可能未能在较佳的位准上,而加入此偏移讯号VOFS,可助于同时将误差回授讯号COMP、输出电流ILED的斜率与其绝对位准以及如前述的电流转折点等,同时调整至较佳的组合。
图9B显示前述本发明的具有适应性COMP箝位(Adaptive COMP Clamping)调光模式的发光元件驱动电路(发光元件驱动电路9),其中箝位电路的另一种更具体的实施例(箝位电路263),图9B中箝位电路263包括箝位器2631、箝位参考讯号产生器2632,以及例如但不限于两个偏移二极管D2及D3,其分别具有顺向偏压VF2及VF3,其中偏移二极管D2及D3的串联组合对应于如图9A的偏移讯号VOFS,偏移二极管D2及D3的串联组合的顺向端耦接于箝位参考讯号产生器2632,而串联组合的反向端耦接于箝位器2631;本实施例中,误差回授讯号COMP受箝位于箝位讯号Vclamp(此处Vclamp对应于箝位参考讯号VCL加上二极管D1的顺向偏压VF1,并减去偏移二极管D2及D3的顺向偏压VF2及VF3)。
图10A显示前述本发明的具有适应性COMP箝位(Adaptive COMP Clamping)调光模式的发光元件驱动电路,其中箝位参考讯号产生器的另一种更具体的实施例(箝位参考讯号产生器2632),图10A中箝位参考讯号产生器2632包括相切剩余百分比编码电路26321,以及箝位参考信号转换器26322;其中相切剩余编码电路26321(例如但不限于模拟数字转换器)将例如但不限于Vm的与交流相切调光讯号的相切剩余百分比相关的讯号转换成为一相切剩余百分比讯号(例如但不限于数字编码),箝位参考信号转换器26322(例如但不限于数字模拟转换器)再将该相切剩余百分比讯号转换成为一箝位参考讯号VCL;本实施例中,可通过相切剩余编码电路26321或是箝位参考信号转换器26322的线性或非线性转换,将相切剩余百分比相关的讯号Vm线性或非线性地转换为箝位参考讯号VCL。
请参阅图10B,10C,在一实施例中,箝位参考讯号VCL通过前述的非线性转换而具有非线性的特性,进而使得如前述的箝位讯号Vclamp,COMP及ILED等亦具有非线性的特性,较佳为如图10B,10C所示,相对于交流相切调光讯号的相切剩余百分比为上凹渐增(concave up,increasing)曲线,可达成非线性适应性COMP箝位(Non-linear Adaptive COMP Clamping)调光模式;举例而言,由于人眼对发光元件亮度的响应为非线性(举例而言:在光线对人眼而言为高亮度的情况下,人眼对亮度的变化较不敏感),因此,非线性的输出电流ILED可使得用户在调整调光电路(例如但不限于旋转调光旋钮而调整前述的相切调光电路22)时,人眼感觉到的亮度变化更为均匀。
综合上述,本发明通过箝位讯号Vclamp,以固定或适应性方式来线性或非线性地箝位误差回授讯号COMP,可由此调整电流转折点、增大可调光范围、降低最小输出电流、及/或调整调光时的变化斜率,这些都是现有技术所无的优点。
以上已针对较佳实施例来说明本发明,以上所述,仅为使本领域技术人员易于了解本发明的内容,并非用来限定本发明的权利范围。所说明的各个实施例,并不限于单独应用,亦可以组合应用;举其中一例,偏移讯号VOFS亦可以应用于其他固定、线性以及非线性箝位讯号的实施例中,使可调光范围的设计更有弹性。此外,在本发明的相同精神下,本领域技术人员可以思及各种等效变化以及各种组合。举例而言,所示直接连接的电路元件间,可插置不影响电路主要功能的电路元件,如开关或电阻等;又例如,一讯号在电路内部进行处理或运算时,可能经过电压电流转换、电流电压转换、比例转换、位准转换等,因此,本发明所称“根据某讯号进行处理或运算”,不限于根据该讯号的本身,亦包含于必要时,将该讯号进行上述转换后,根据转换后的讯号进行处理或运算;又再如,前述的功率级电路,并不限于前述的返驰式功率级电路,还可为例如但不限于升降压(buck-boost)或是降压(buck)等功率级电路;又如,箝位参考讯号产生器还可包含一缓冲器,以增进箝位的性能;再举一例,本发明除可应用于如前述实施例中的非定频的准谐振(Quasi Resonant)控制模式之外,亦可应用于例如但不限于临界导通模式(Critical conduction mode)及谷底切换(Valley Switching)等控制模式,此外,也可以应用于定频系统,而操作讯号产生电路可包括频率产生器;本发明也不限于应用操作在连续导通模式CCM或是DCM非连续导通模式下;又如,锯齿波RAMP可为独立的锯齿波,或是相关于电感(或绕组)电流讯号。由此可知,其组合方式甚多,在此不一一列举说明。因此,本发明的范围应涵盖上述及其他所有等效变化。