调光驱动电路及其控制方法与流程

本发明涉及一种驱动电路，特别涉及一种调光驱动电路及其控制方法。

背景技术：

一般而言，照明设备可搭配调光驱动电路来进行亮度的调整。传统调光驱动电路包含电源转换单元、控制单元及电流检测电阻。其中电源转换单元是接收输入电压，并将输入电压转换成输出电压，以输出至发光元件而使发光元件发亮。电流检测电阻是串接于电源转换单元的输出端上，用以检测电源转换单元所输出的输出电流，并对应输出检测电压信号(即电流检测电阻两端的压差)。控制单元与电源转换单元及电流检测电阻电连接，用以接收检测信号及调光信号，并比较检测信号与调光信号，用以依据比较结果控制电源转换单元的输出电流，使其符合调光信号。

在闭环的控制系统中，传统调光驱动电路的控制单元的调光技术一般而言皆属于模拟调光，然而模拟调光却面临着一个严峻的挑战，即为输出电流的精度。因传统调光驱动电路中实需利用电流检测电阻来检测电流，然而模拟调光中所存在的容许误差、偏移量和延迟量却导致了一个相对固定的误差，如此一来，将降低输出电流的精度，导致输出电流无法指定、控制或保证，使得电源转换单元的输出电流并无法精准的对应调光信号而调整，从而无法实现宽范围的调整。

且传统调光驱动电路一般采用单一的调光方式来实现调光，如模拟调光，可实现的调光范围为10％～100％，或pwm调光，可以实现的调光范围为1％～100％。但是在很多场合，如场景照明，建筑照明等领域，则需要有多路不同光色的发光二极管来实现调光调色，故每一路的发光二极管需要实现更宽的调光范围，比如0.1％～100％，甚至需要0.01％～100％，如此一来，传统调光驱动电路便无法实现而不符需求。

有鉴于此，如何发展一种可改善上述现有技术缺失的调光驱动电路及 其控制方法，实为相关技术领域者目前所需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种调光驱动电路及其控制方法，以解决传统调光电路的电源转换单元的输出电流无法对应调光信号进行宽范围的调整等缺失。为达上述目的，本发明的一较佳实施方式为提供一种控制方法，是应用于调光驱动电路中，调光驱动电路用以调整发光二极管的亮度，且包含电源转换单元，电源转换单元是包含开关，开关是于运作过程所包含的多个开关周期中进行导通或截止的切换，控制方法包含下列步骤：(a)预设由多个脉冲所构成的初始控制信号，其中多个脉冲是以脉冲频率产生，且每一脉冲是使开关在对应的开关周期内导通；(b)检测电源转换单元的至少一参数，并依据检测结果输出至少一检测信号；(c)接收调光信号并进行处理，以对应产生调光电流；(d)比较调光电流是否大于预设电流门限值；(e)当步骤(d)的比较结果为调光电流大于预设电流门限值时，利用至少一检测信号并依据第一设定程序来设定开关在每一开关周期中的状态信息，并依据设定结果对应产生第一设定，当步骤(d)的比较结果为调光电流小于或等于预设电流门限值时，利用至少一检测信号并依据第二设定程序来设定开关在每一开关周期中的状态信息，且将运作过程分为多个斩波周期，并根据调光电流及预设电流门限值计算至少一斩波周期中所包含的脉冲的比例，进而根据状态信息及至少一斩波周期所包含的脉冲的比例而产生第二设定；以及(f)根据第一设定或第二设定调整初始控制信号的多个脉冲，以产生对应的实际控制信号，并通过实际控制信号控制开关的运作，俾使电源转换单元输出对应于调光信号的输出电流至发光二极管而控制发光二极管的亮度。

为达上述目的，本发明的另一较佳实施方式为提供一种调光驱动电路，用以调整发光二极管的亮度，调光驱动电路包含：电源转换单元，具有输入端、输出端及开关，电源转换单元是从输入端接收输入电压，并通过开关的运作将输入电压转换成输出电压，以输出至输出端；输入电压检测单元，是电连接于输入端，用以检测输入电压的电压值，并依据检测结果输出第一检测信号；输出电压检测单元，是电连接于输出端，用以检测输出 电压的电压值，并依据检测结果输出第二检测信号；低端驱动单元，是电连接于开关，用以驱动开关；以及控制单元，是与低端驱动单元、输入电压检测单元及输出电压检测单元电连接，且预设由多个脉冲所构成的初始控制信号，其中多个脉冲是以脉冲频率产生，且控制单元是接收调光信号并进行处理，以对应产生调光电流，控制单元更比较调光电流与预设电流门限值，当调光电流大于预设电流门限值时，控制单元是依据第一检测信号、第二检测信号及调光电流计算岀开关于开关周期内的导通时间，并依据导通时间产生第一设定，当调光电流小于或等于预设电流门限值时，控制单元是依据第一检测信号、第二检测信号及预设电流门限值计算出导通时间，且将开关的运作过程分为多个斩波周期，并根据调光电流及预设电流门限值计算至少一斩波周期中所包含的脉冲的比例，进而根据导通时间及至少一斩波周期所包含的脉冲的比例而产生第二设定；其中控制单元根据第一设定或第二设定调整初始控制信号的多个脉冲，以产生对应的实际控制信号至低端驱动单元，使低端驱动单元对应实际控制信号控制开关的运作，俾使电源转换单元输出对应于调光信号的输出电流至发光二极管而控制发光二极管的亮度。

为达上述目的，本发明的又一较佳实施方式为提供一种调光驱动电路，用以调整发光二极管的亮度，调光驱动电路包含：电源转换单元，具有输入端、输出端、第一电感及至少一开关，其中第一电感是电连接于开关的一端及输出端的间，电源转换单元是从输入端接收输入电压，并通过开关的运作将输入电压转换成输出电压，以输出至输出端；电感电流检测装置，是与第一电感耦合，用以检测第一电感上的电感电流，并依据检测结果输出至少一检测信号；低端驱动单元，是电连接于开关，用以驱动开关；以及控制单元，是与低端驱动单元及电感电流检测装置电连接，且预设由多个脉冲所构成的初始控制信号，其中多个脉冲是以脉冲频率产生，且控制单元是接收调光信号并进行处理，以对应产生调光电流，而控制单元更比较调光电流与预设电流门限值，当调光电流大于预设电流门限值时，控制单元是于检测信号等于第一预设值时设定开关从截止状态变为导通状态小于或等于，并于检测信号等于第二预设值时设定开关从截止状态变为导通状态，并依设定结果产生第一设定，当调光电流小于或等于预设电流门限 值时，控制单元是于检测信号等于第一预设值时设定开关从截止状态变为导通状态小于或等于，并于检测信号等于二倍预设电流门限值时设定开关从截止状态变为导通状态，且将开关的运作过程分为多个斩波周期，并根据调光电流及预设电流门限值计算至少一斩波周期中所包含的脉冲的比例，进而根据第一预设值、两倍预设电流门限值及至少一斩波周期所包含的脉冲的比例而产生第二设其中控制单元根据第一设定或根据第二设定调整初始控制信号的多个脉冲，以产生对应的实际控制信号至低端驱动单元，使低端驱动单元对应控制信号控制开关的运作，俾使电源转换单元输出对应于调光信号的输出电流至发光二极管而控制发光二极管的亮度。

附图说明

图1是为本发明第一较佳实施例的调光驱动电路的电路方块示意图。

图2是为图1所示的调光驱动电路的控制单元的细节电路方块示意图。

图3是为图1所示的调光驱动电路在反映调光信号的调光电流大于预设电流门限值时的作动时序图。

图4是为图1所示的调光驱动电路在反映调光信号的调光电流小于或等于预设电流门限值时的作动时序图。

图5是为本发明第二较佳实施例的调光驱动电路的电路方块示意图。

图6a是为图5所示调光驱动电路于开关为导通状态时的电流运作图。

图6b是为图5所示调光驱动电路于开关为截止状态时的电流运作图，图7是为图6a及图6b所示的调光驱动电路的运作时序波形图。

图7是为图6a及图6b所示的调光驱动电路的运作时序波形图。

图8是为图5所示的调光驱动的电源转换单元的开关的导通时间与反应调光信号的调光电流关系图。

图9是为图5所示的电源转换单元的开关的导通时间与输出电流的关系图。

图10是为图5所示的调光驱动电路在反映调光信号的调光电流大于预设电流门限值时的作动时序图

图11是为图5所示的调光驱动电路在反映调光信号的调光电流小于或等于预设电流门限值时的作动时序图。

图12是为本发明较佳实施例的可应用于图1所示的调光驱动电路或图5所示的调光驱动电路的控制方法的步骤流程图。

图13是为图12所示的调光驱动电路的控制方法在调光电流大于预设电流门限值的条件下变化时，对实际控制信号的脉冲进行调整的第一较佳实施例的相关波形示意图。

图14是为图12所示的调光驱动电路的控制方法在调光电流大于预设电流门限值的条件下变化时，对实际控制信号的脉冲进行调整的第二较佳实施例的相关波形示意图。

图15是为图12所示的调光驱动电路的控制方法在调光电流小于或等于预设电流门限值的条件下变化时，对实际控制信号的脉冲进行调整的第一较佳实施例的相关波形示意图。

图16是为图12所示的调光驱动电路的控制方法在调光电流小于或等于预设电流门限值的条件下变化时，对实际控制信号的脉冲进行调整的第二较佳实施例的相关波形示意图。

附图标记说明：

1、30：调光驱动电路

2：电源转换单元

3：电感电流检测单元

31：输入电压检测单元

32：输出电压检测单元

4：低端驱动单元

5：控制单元

21a：正输入端

21b：负输入端

22a：正输出端

22b：负输出端

q1：第一开关

q2：第二开关

s1：调光信号

s2：实际控制信号

vin：输入电压

vout：输出电压

r：检测电阻

r1：第一电阻

r2：第二电阻

r3：第三电阻

r4；第四电阻

d1：二极管

c1:电容

l1：第一电感

l1a：耦合绕组

qs：第一传导端

qd：第二传导端

qg：控制端

g：接地端

c：第四传导端

b：控制端

e：第三传导端

vgate：开关的控制端的控制电压

il：电感的电流

51：调光信号处理单元

52：储存单元

53：运算单元

54：脉冲控制单元

80～85、90～92：控制方法的步骤

t0～t2：时间

ia、ib、ic：调光电流的电流值

il：电感电流

ton：导通时间

ton1：脉冲的宽度

△ton：时间变化量

idim：调光电流

imid：预设电流门限值

iout、iout1；输出电流

imid/2：二分之一预设电流门限值

△iout：电流变化量

3a：第一检测信号

3b：第二检测信号

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非用于限制本发明。

图1是为本发明第一较佳实施例的调光驱动电路的电路方块示意图。如图1所示，本发明的调光驱动电路1是用以调整发光元件(未图示)，例如发光二极管的亮度，且包含一电源转换单元2、一电感电流检测单元3、一低端驱动单元4以及一控制单元5。其中，电源转换单元2包含由一正输入端21a与一负输入端21b构成的一输入端、由一正输出端22a与一负输出端22b所构成一输出端、一第一开关q1及一第一电感l1，电源转换单元2从输入端接收一输入电压vin，并通过第一开关q1于一运作过程所包含的多个开关周期中进行导通或截止的切换运作及第一电感l1的充电运作与放电运作而将输入电压vin转换为一输出电压vout，以输出至输出端，进而驱动与电源转换单元2的输出端电连接的发光元件发亮。

电感电流检测单元3是与第一电感l1耦接，且与控制单元5电连接，用以检测流过第一电感l1的一电感电流，并依据检测结果输出一检测信号集成。于本实施例中，如图1所示，电感电流检测单元3是包含第一电感l1的耦合绕组l1a及检测电阻r。耦合绕组l1a是与第一电感l1相耦合，且耦合绕组l1a的一端是与接地端g电连接，耦合绕组l1a的另一端是与控制单元5电连接。检测电阻r的一端是与第一开关q1的第一传导端qs 及控制单元5电连接，检测电阻r的另一端是与负输入端21b及接地端g电连接。当第一电感l1上产生电感电流时，耦合绕组l1a便通过与第一电感l1耦合而产生与电感电流存在比例关系的第一检测信号3a至控制单元5，而检测电阻r检测电感电流的上升电流值(即电感电流在上升时的电流状态)，并产生与电感电流的上升电流值存在比例关系的第二检测信号3b给控制单元5。然电感电流检测单元3的结构并不限于此，举凡各种可达到上述电感电流检测单元3的功能的电路或元件，例如霍尔感测器等，皆可用来构成电感电流检测单元3。

控制单元5与低端驱动单元4及电感电流检测单元3电连接，且接收一调光信号s1及由电感电流检测单元3输出的第一检测信号3a与第二检测信号3b所构成的检测信号集成，其中调光信号s1是用以调整发光元件的亮度。控制单元5则通过所接收到的信号产生一实际控制信号s2至低端驱动单元4。低端驱动单元4电连接于第一开关q1的控制端qg，且依据实际控制信号s2控制第一开关q1的导通或截止运作，俾使电源转换单元2输出对应于调光信号s1的一输出电流至发光元件，进而控制发光元件的亮度。

请再参阅图1，电源转换单元2可为降压型转换器、升压转换器或升降压转换器所构成，而以图1所示的电源转换单元2为降压型转换器为例，电源转换单元2可包含二极管d1、第一电感l1、电容c1及第一开关q1。第一开关q1具有第一传导端qs、第二传导端qd及控制端qg，且第一开关q1可例如由金氧半导体场效晶体管所构成，故第一传导端qs对应为源极、第二传导端qd对应为漏极、控制端qg对应为栅极，且第一开关q1的控制端qg与低端驱动单元4电连接。二极管d1的阴极端与电源转换单元2的正输入端21a、电容c1的一端及电源转换单元2的正输出端22a电连接，二极管d1的阳极端与第一开关q1的第二传导端qd及第一电感l1的一端电连接。第一电感l1的另一端与电容c1的另一端及电源转换单元2的负输出端22b电连接。电容c1的另一端与电源转换单元2的负输出端22b电连接。

请参阅图2，其是为图1所示的调光驱动电路的控制单元的细节电路方块示意图。如图2所示，于一些实施例中，控制单元5还包含调光信号处 理单元51、储存单元52、运算单元53及脉冲控制单元54。调光信号处理单元51用以接收调光信号s1，并依据调光信号s1产生对应的调光电流idim。储存单元52与调光信号处理单元51电连接，用以储存调光电流idim。运算单元53与储存单元52及电感电流检测单元3电连接，且预设一预设电流门限值imid，此外，运算单元53读取储存单元52所储存的调光电流idim，并比较调光电流idim与预设电流门限值imid。当运算单元53的比较结果为调光电流idim大于预设电流门限值imid时，运算单元53便产生一第一设定，其中第一设定为通过依据检测信号集成而在第一检测信号3a等于第一预设值时设定第一开关q1从截止状态变为导通状态，并于第二检测信号3b等于第二预设值时设定第一开关q1从导通状态变为截止状态。另外，当运算单元53的比较结果为调光电流idim小于或等于预设电流门限值imid时，运算单元53不但依据检测信号集成而在第一检测信号3a等于第一预设值时设定第一开关q1从截止状态变为导通状态，并于第二检测信号3b等于两倍预设电流门限值imid时设定第一开关q1从导通状态变为截止状态，此外，运算单元53更将第一开关q1实际的运作过程分为多个斩波周期，并根据调光电流idim及预设电流门限值imid来计算至少一斩波周期中所应包含的脉冲的比例k，进而根据第一预设值、两倍预设电流门限值imid及至少一斩波周期所应包含的脉冲的比例k而对应产生第二设定。于上述实施例中，第一预设值可为但不限于零，而第二预设值可为但不限于两倍的调光电流idim。当然第一预设值和第二预设值可依实际电路架构及调光驱动电路1的调光需求而对应改变。

脉冲控制单元54是与运算单元53电连接，且具有初始控制信号，脉冲控制单元54用以接收第一设定或第二设定，并根据第一设定或根据第二设定调整初始控制信号的多个脉冲，例如可以改变初始控制信号来控制第一开关q1的导通所需的脉冲的宽度，或可以调整初始控制信号而对控制第一开关所需脉冲的数量进行增加或减少，以产生对应的实际控制信号s2至低端驱动单元4。

另外，于调光电流idim小于或等于预设电流门限值imid时，运算单元53实际上是根据调光电流idim及预设电流门限值imid而以下列式子(1)计算斩波周期中所包含的脉冲的比例：

k＝idim/imid--(1)

其中k为斩波周期所包含的脉冲的比例，idim为调光电流，imid为预设电流门限值。

于一实施例中，于调光电流idim小于或等于预设电流门限值imid时，运算单元53便根据斩波周期中所应包含的脉冲的比例k＝idim/imid而在斩波周期中的特定时间内输出斩波信号。其中，当斩波信号为无效信号(例如低电平)时，若电感电流下降至等于第一预设值，低端驱动单元4便对应实际控制信号s2控制第一开关q1为从截止状态变为导通状态，而当电感电流上升至等于两倍预设电流门限值imid时，低端驱动单元4便对应实际控制信号s2控制第一开关q1为从导通状态变为截止状态；而当斩波信号为有效信号(例如高电平时)时，低端驱动单元4便对应实际控制信号s2控制第一开关q1始终为截止状态。

由上可知，当调光信号s1较大而使调光电流idim大于预设电流门限值imid时，本发明的调光驱动电路1的控制单元5调整脉冲的宽度或者脉冲的频率，藉此调整电源转换单元2的输出电流来符合调光信号s1；当调光信号s1较小而使调光电流idim小于或等于预设电流门限值时，本发明的调光驱动电路1的控制单元5则改以对脉冲数量进行斩波方式，以调整电源转换单元2的输出电流符合调光信号s1。

请参阅图3并配合图1，其中图3是为图1所示的调光驱动电路在反映调光信号的调光电流大于预设电流门限值时的作动时序图。如图3所示，当反映调光信号s1的调光电流idim大于预设电流门限值imid时，实际控制信号s2的每一脉冲是在电感电流il下降至等于第一预设值(如零)时，从零电平转变为高电平状态，使第一开关q1从截止状态变为导通状态，而实际控制信号s2的每一脉冲是在电感电流上升至等于第二预设值时为从高电平转变为零电平状态，使第一开关q1从导通状态变为截止状态。且导通时间和截止时间是随着调光电流idim而变化，以图3为例，当调光电流idim的电流值分别等于电流值ia、ib及ic，且ia>ib>ic>imid时，若调光电流idim从电流值ia减小至电流值ib，再由电流值ib减小至电流值ic变化，则实际控制信号s2的脉冲中为高电平状态的时间和低电平状态的时间(即第一开关q1的导通时间和截止时间)是随着调光电流idim的减小而减少， 电源转换单元2的输出电流(如图3所示的iout)亦对应下降。

请参阅图4并配合图1，其中图4为图1所示的调光驱动电路在反映调光信号的调光电流小于或等于预设电流门限值时的动作时序图。如图4所示，当反映调光信号s1的调光电流idim小于或等于预设电流门限值imid时，实际控制信号s2的脉冲的数量将随着调光电流idim的改变而进行斩波调节，以图4为例，于本实施例中，若假设原先在调光电流idim等于预设电流门限值imid时，实际控制信号s2的一个斩波周期的脉冲数量为4个，一旦当调光电流idim变为一半的预设电流门限值，即imid/2时，运算单元53便由式子(1)计算出实际控制信号s2的一个斩波周期的脉冲比例为50％，也即斩波脉冲数量为2个，并对应输出第二设定，故脉冲控制单元54便依据第二设定而在斩波周期的特定时间产生高电平的斩波信号，以屏蔽实际控制信号s2中的两个脉冲，使实际控制信号s2在一斩波周期中的脉冲数量为两个，此时电感电流il的平均电流降低，电源转换单元2的输出电流(如图4所示的iout)也对应降低。

请参阅图5，其是为本发明第二较佳实施例的调光驱动电路的电路方块示意图。如图5所示，本实施例的调光驱动电路30的架构是相似于图1所示的调光驱动电路1，故仅以相同符号标示来代表电路元件的结构与作动相似而不再赘述。唯相较于图1所示的调光驱动电路1，本实施例的调光驱动电路30并不具有电感电流检测单元3，而改为具有输入电压检测单元31及输出电压检测单元32，其中输入电压检测单元31是电连接于电源转换单元2的正输入端21a及负输入端21b，用以检测输入电压vin的电压值，并依据检测结果输出第一检测信号。输出电压检测单元4是电连接于正输出端22a及负输出端22b，用以检测输出电压vout的电压值，并依据检测结果输出第二检测信号。

此外，对应于本实施例的调光驱动电路30具有输入电压检测单元31及输出电压检测单元32，故调光驱动电路30的控制单元33则改为与低端驱动单元4、输入电压检测单元31及输出电压检测单元32电连接，其中控制单元33接收第一检测信号、第二检测信号以及调光信号s1，并预设有由多个脉冲所构成的初始控制信号，多个脉冲是以脉冲频率产生，此外，控制单元33是将调光信号进行处理，以对应产生调光电流idim，且比较调光 电流idim与预设电流门限值imid，当控制单元33的比较结果为调光电流idim大于预设电流门限值imid时，控制单元33便依据第一检测信号、第二检测信号及调光电流idim计算岀第一开关q1于开关周期内的导通时间，进而依据导通时间产生第一设定，另外，当控制单元33的比较结果为调光电流idim小于或等于预设电流门限值imid时，控制单元33不但依据第一检测信号、第二检测信号及预设电流门限值imid计算出第一开关q1于开关周期内的导通时间，此外，控制单元33在调光电流idim小于或等于预设电流门限值imid时，更将第一开关q1实际的运作过程分为多个斩波周期，并根据调光电流idim及预设电流门限值imid来计算至少一斩波周期中所应包含的脉冲的比例，进而根据导通时间及至少一斩波周期所应包含的脉冲的比例而对应产生第二设定。当控制单元33产生第一设定或第二设定时，控制单元33便对应第一设定或第二设定而对第一开关q1的导通和截止进行控制，例如可以改变初始控制信号来控制第一开关q1的导通所需的脉冲的宽度，或可以调整初始控制信号而对控制第一开关q1所需的脉冲的数量进行增加或减少，以产生对应的实际控制信号s2至低端驱动单元4。

此外，虽然本实施例的控制单元33的内部电路结构及元件间的作动相似于图2所示的控制单元5的内部结构及元件间的作动，然相较于图2所示的控制单元5的运算单元53，本实施例的控制单元33的运算单元是改为读取储存单元所储存的调光电流idim，并比较调光电流idim与预设电流门限值imid，当运算单元的比较结果为调光电流idim大于预设电流门限值imid时，运算单元便依据第一检测信号、第二检测信号及调光电流idim计算岀第一开关q1于开关周期内的导通时间，进而依据导通时间产生第一设定，另外，当运算单元的比较结果为调光电流idim小于或等于预设电流门限值时，运算单元不但依据第一检测信号、第二检测信号及预设电流门限值imid计算出导通时间，此外，运算单元在调光电流idim小于或等于预设电流门限值imid时，更将第一开关q1实际的运作过程分为多个斩波周期，并根据调光电流idim及预设电流门限值imid来计算至少一斩波周期中所应包含的脉冲的比例，进而根据导通时间及至少一斩波周期所应包含的脉冲的比例而对应产生第二设定。

另外，对应于本实施例的调光驱动电路30并不具有电感电流检测单元 3，因此本实施例的电源转换单元2的第一开关q1的第一传导端qs则改为与电源转换单元2的负输入端21b电连接。

请再参阅图5，于本实施例中，输入电压检测单元31包含第一电阻r1及第二电阻r2，第一电阻r1的一端是电连接于电源转换单元2的正输入端21a，第一电阻r1的另一端是与第二电阻r2的一端及控制单元33电连接，第二电阻r2的一端亦与控制单元6电连接，第二电阻r2的另一端是与接地端g电连接。

输岀电压检测单元32包含第三电阻r3、第四电阻r4及第二开关q2。其中第三电阻r3的一端是与电源转换单元2的正输出端22a电连接。第四电阻r4的一端是与接地端g电连接，第四电阻r4的另一端是与控制单元33电连接。第二开关q2是具有控制端b、第三传导端e及第四传导端c，其中第三传导端e是与第三电阻r3的另一端电连接，第四传导端c是与第四电阻r4的另一端及控制单元33电连接，控制端b是与电源转换单元2的负输出端22b电连接。此外，第二开关q2可为bjt晶体管所构成，故控制端b对应为基极，第三传导端e对应为射极、第四传导端c对应为集极。

根据图5所示及上述元件连接关系可清楚得知，于本实施例中，输出电压检测单元32是以第三电阻r3、第四电阻r4及第二开关q2架构为一分压电路，亦即利用分压的方式来将输岀电压vout等比例减小而输出第二检测信号。因此控制单元33所接收到的第二检测信号的电压值实际上等于(vout-vbe)*r4/r3，其中vbe为第二开关q2的顺向偏压值，vout为输出电压，r4为第四电阻的电阻值、r3为第三电阻的电阻值。输入电压检测单元31同样利用第一电阻r1与第二电阻r2串联分压的方式来将输入电压vin等比例减小为第一检测信号。

请参阅图6a、图6b及图7并配合图5，其中图6a是为图5所示调光驱动电路于开关为导通状态时的电流运作图，图6b是为图5所示调光驱动电路于开关为截止状态时的电流运作图，图7是为图6a及图6b所示的调光驱动电路的运作时序波形图。首先如图6a及图6b所示，第一开关q1可分为导通状态及截止状态，其中当第一开关q1于导通状态时，电源转换单元2的内部的电流的流动方向是如图6a的箭头所示，其是沿着电容c1、第一电感l1及第一开关q1而流向接地端g，此时第一电感l1是进行充电， 亦即如图7所例示，在时间t0至t1时，第一开关q1的控制端qg的控制电压vgate呈现高电平状态，使得第一开关q1为导通状态，此时第一电感l1是进行充电而使第一电感l1的电感电流(如图7所示的il)持续上升，且第一电感l1的电感电流为：

ilon(t)＝(vin-vout)*t/l--(2)

ipk＝(vin-vout)*ton/l--(3)

其中ilon(t)为第一电感l1在第一开关q1为导通状态时的电感电流与时间的函数、ipk为第一电感l1在t1时刻的电流值、vin为输入电压的电压值、vout为输出电压的电压值、ton为第一开关q1于开关周期内的导通时间，l为第一电感l1的电感值。另外，当第一开关q1为截止状态时，第一电感l1是为放电，且第一电感l1的电流流向是如图6b的箭头所示，由第一电感l1流向二极管d1的阳极，再经由二极管d1的阴极流向电容c1，亦即如图7所例示，在时间t1至t2时，第一开关q1的控制端qg的控制电压vgate呈现低电平状态，使得第一开关q1为截止状态，此时第一电感l1是为放电而使第一电感l1的电感电流持续下降，且第一电感l1的电感电流为：

iloff(t)＝ipk-vout*t/l--(4)

ilt_off＝ipk-vout*ton/l--(5)

其中iloff(t)为第一电感l1在第一开关q1为截止状态时的电感电流与时间的函数，ilt_off为第一电感l1在t1时刻的电流值，toff为第一开关q1于开关周期内的截止时间。而当电源转换单元2工作在断续电流模式时，则ilt_off＝0，所以可得：

其中，ilavg为第一电感l1在第一开关q1于开关周期内的电感电流的平均值，fs为脉冲频率，iout为电源转换单元2的输出电流。由公式(6)可知，第一电感l1的电感值l与脉冲频率fs实际上是为常量，而输入电压vin的电压值、输出电压vout的电压值及第一开关q1的导通时间ton 则为变量，因此输出电流iout实际上是与输入电压vin的电压值、输出电压vout的电压值及导通时间ton有关。至于导通时间ton，其计算方式如下：

其中，idim为对应调光信号s1的调光电流，且为一变量，vinad为第一检测信号，voutad为第二检测信号。

根据上述公式(7)可清楚得知，对应调光信号s1的调光电流、输入电压vin及输出电压vout可计算出第一开关q1于开关周期内的导通时间ton，且当输入电压vin与输出电压vout为恒定电压时，电源转换单元2的输出电流实际上是由导通时间来决定，因此，若导通时间不变，则输出电流同样不变，故可对输出电流进行恒流控制。另外，由上述公式(6)可知，当调光信号s1的调光电流idim变小，则导通时间与输出电流也同样变小，因此利用输入电压vin、输出电压vout及调光信号s1的调光电流idim即可决定输出电流，故无需检测电源转换单元2的输出电流即可对应调光信号s1实现发光二极管的亮度调整。

请参阅图8，其是为图5所示的调光驱动的电源转换单元的开关的导通时间与反应调光信号的调光电流关系图。如图8所示，当控制单元33的运算单元判断存储于储存单元内的调光电流idim大于预设电流门限值imid(如图8所标示的imid)时，则运算单元所计算出的导通时间(即图8所示的ton)，是随着调光电流idim的变化而变化且呈现线性关系，亦即第一开关q1于开关周期内的导通时间是对应调光信号s1的变化而进行对应调整。反之，当运算单元判断存储于储存单元内的调光电流idim是小于或等于预设电流门限值imid(如图8所示的imid)时，则运算单元所计算出的导通时间是维持固定，且导通时间是固定在当调光电流idim等于预设电流门限值imid时所计算岀的导通时间。

请参阅图9，图9是为图5所示的电源转换单元的开关的导通时间与输出电流的关系图。如图9所示，当控制单元33的运算单元判断存储于储存单元内的调光电流idim大于预设电流门限值imid(如图9所标示的imid) 时，则电源转换单元2所输出的输出电流(如图9所示的iout)是随着调光电流idim的变化而变化且呈现线性关系。反之，当运算单元判断存储于储存单元内的调光电流idim是小于或等于预设电流门限值imid时，运算单元是对应反映调光信号s1的调光电流idim而进行脉冲数量的比例的计算，且脉冲的数量比例越小(其中脉冲的数量比例k实际上等于idim/imid，而例如图9所示，脉冲数量比例k实际上介于0％至100％的间))，电源转换单元2的输出电流也随着脉冲的数量比例愈小而降低，因此在调光电流idim小于或等于预设电流门限值imid时，可通过对实际控制信号s2进行脉冲数量的调整来达到控制电源转换单元2所输出的输出电流符合调光信号s1。

请参考图10，其是为图5所示的调光驱动电路在反映调光信号的调光电流大于预设电流门限值时的作动时序图。如图10所示，当在反映调光信号s1的调光电流idim大于预设电流门限值imid的条件下而调光信号s1是变化时，实际控制信号s2的每一脉冲的宽度是随着调光电流idim而变化，以图10为例，当调光电流(如图10所示的idim)的电流值分别等于电流值ia、ib及ic，且ia>ib>ic>imid时，若调光电流idim是从电流值ia减小至电流值ib，再由电流值ib减小至电流值ic变化，则实际控制信号s2的每一脉冲的宽度(如图10所示的ton)是随着调光电流idim的减小而减少，第一电感l1的电感电流(如图10所示的il)及电源转换单元2的输出电流(如图10所示的iout)亦对应下降。

请参考图11，其是为图5所示的调光驱动电路在反映调光信号的调光电流小于或等于预设电流门限值时的作动时序图。如图11所示，当在反映调光信号s1的调光电流idim小于或等于预设电流门限值imid的条件下而调光信号s1是变化时，实际控制信号s2的脉冲数量将随着调光信号s1的调光电流idim的改变而进行对应的斩波调整，以图11为例，于本实施例中，若假设原先在调光电流idim等于预设电流门限值imid时，实际控制信号s2的一个斩波周期的脉冲数量为4个，一旦当调光电流idim变化为一半的预设电流门限值imid，即imid/2时，运算单元便由式子(1)计算出实际控制信号s2在斩波周期的脉冲比例为50％，也即斩波脉冲数量为2个，并对应输出第二设定，换言之，故脉冲控制单元54便依据第二设定而在斩波周期的特定时间产生高电平的斩波信号，以屏蔽实际控制信号s2中 的两个脉冲，使实际控制信号s2在一斩波周期中的脉冲数量为两个，此时在斩波周期中的前面两个脉冲时，第一电感l1的电流(如图1所示的il)实际上是相同于调光电流idim等于预设定电流门限值imid时的第一电感l1的电流而维持不变，而在斩波周期中当后面两个脉冲被屏蔽时，第一电感l1的电流则为零，所以电感电流il的平均电流是随着降低电源转换单元2的，输出电流(如图11所示的iout)也对应降低。而根据上述及图11所示可知，通过斩波，即调整一斩波周期中脉冲的数量的方式，本发明的调光驱动电路30可进一步降低电源转换单元2的输出电流。

请参阅图12，其是为本发明较佳实施例的可应用于图1所示的调光驱动电路或图5所示的调光驱动电路的控制方法的步骤流程图。如图12所示，本发明的控制方法是先执行步骤80，预设由多个脉冲所构成的初始控制信号，其中多个脉冲是以脉冲频率产生，且每一脉冲是使第一开关q1在对应的开关周期内导通。接着，执行步骤81，检测电源转换单元2的至少一参数，并依据检测结果输出至少一检测信号。然后，执行步骤82，接收调光信号s1并进行处理，以对应产生调光电流idim。接着，执行步骤83，比较调光电流idim是否大于预设电流门限值imid。当步骤83的比较结果为调光电流idim大于预设电流门限值imid时，则执行步骤84，即利用至少一检测信号并依据一第一设定程序来设定第一开关q1在每一开关周期中的一状态信息，并依据设定结果对应产生第一设定。当步骤83的比较结果为调光电流idim小于或等于预设电流门限值imid时，则执行步骤86，即利用至少一检测信号并依据一第二设定程序来设定第一开关q1在每一开关周期中的状态信息，且将运作过程分为多个斩波周期，并根据调光电流idim及预设电流门限值imid计算至少一斩波周期中所包含的脉冲的比例，进而根据状态信息及至少一斩波周期所包含的脉冲的比例而产生第二设定。当执行完步骤s84或步骤s86后，则执行步骤s85，根据第一设定或根据第二设定调整初始控制信号的多个脉冲，以产生对应的实际控制信号s2，并通过实际控制信号s2而对应控制第一开关q1的运作，俾使电源转换单元2输出对应于调光信号s1的输出电流至发光元件，以控制发光元件的亮度。

于上述实施例中，当本发明的控制方法是应用于图1所示的调光驱动电路1时，不但步骤81中所提及的参数实际上为通过电感电流检测单元3 所检测到的电感电流，而至少一检测信号是包含耦合绕组l1a所输出的第一检测信号3a以及检测电阻r所输出的第二检测信号3b；且步骤84或步骤86所提及的状态信息是由第一开关q1于每一开关周期中的导通状态及截止状态所构成；此外，第一设定程序亦为控制单元5是在第一检测信号3a等于第一预设值时设定第一开关q1从截止状态变为导通状态，并于第二检测信号3b等于第二预设值时设定第一开关q1从导通状态变为截止状态；更甚者，第二设定程序是为控制单元5是在第一检测信号3a等于第一预设值时设定第一开关q1从截止状态变为导通状态，并于第二检测信号3b等于两倍预设电流门限值imid时设定第一开关q1从导通状态变为截止状态。

而当本发明的控制方法是应用于图5所示的调光驱动电路30时，不但步骤81中所提及的参数实际上包含通过输入电压检测单元31所检测到的输出电压vin的电压值及通过输出电压检测单元32所检测到的输出电压vout的电压值，而至少一检测信号是包含输入电压检测单元31所输出的第一检测信号以及输出电压检测单元32所输出的第二检测信号；且步骤84或86所提及的状态信息是为第一开关q1在开关周期内为导通状态的导通时间；此外，第一设定程序是为控制单元33依据第一检测信号、第二检测信号及调光电流idim计算第一开关q1于开关周期内的导通时间；更甚者，第二设定程序是为控制单元33依据第一检测信号、第二检测信号及预设电流门限值imid计算第一开关q1于开关周期内的导通时间。

于一些实施例中，步骤82与步骤83的间还包含子步骤90、91及92。其中于步骤82结束后，执行步骤90，调光信号处理单元51是判断是否接收到新的调光信号s1，以决定对产生的调光电流idim是否进行更新。接着，执行步骤91，当调光信号处理单元51判断接收到新的调光信号s1时，是将新的调光信号s1所产生的调光电流idim存储至储存单元52中。然后，执行步骤92，运算单元53是读取存储于储存单元52内的调光电流idim，并执行步骤83。另外，当步骤90的判断结果为否时，则直接执行步骤92。

请参阅图13，其是为图12所示的调光驱动电路的控制方法在调光电流大于预设电流门限值的条件下变化时，对实际控制信号的脉冲进行调整的第一较佳实施例的相关波形示意图。如图13所示，于一些实施例中，当调光电流idim在大于预设电流门限值imid时的条件下变化时，则于步骤85 中，是依据第一设定调整实际控制信号s2的每一脉冲的宽度。

因此如图13所示，假设实际控制信号s2的每一脉冲的宽度原先为ton1(如图13所示的左半边波形)，且电源转换单元2所输出的输出电流的平均值为iout1，一旦调光信号s1变化而使调光电流idim在大于预设电流门限值imid的条件下变化，使得图1所示的调光驱动电路1的控制单元5或是图5所示的调光驱动电路30的控制单元33需依据第一设定而控制脉冲的宽度增加时间变化量△ton或减少△ton时(其中△ton对应的电流变化量为△iout)，本发明的控制方法便对应调整实际控制信号s2的每一脉冲的宽度增加△ton或减少△ton，此时电源转换单元2的输出电流便会从iout1变动为iout1+△iout或者iout1-△iout。

请参阅图14，其是为图12所示的调光驱动电路的控制方法在调光电流大于预设电流门限值的条件下变化时，对实际控制信号的脉冲进行调整的第二较佳实施例的相关波形示意图。如图14所示，于一些实施例中，当调光电流idim在大于预设电流门限值imid的条件下变化时，为了降低电转换单元2的输出电流的变化率，故于步骤85中是将实际控制信号s2的原先所具有的脉冲进行分配，以构成多个调整周期，且依据第一设定调整每一调整周期内的其中之一或部分脉冲的宽度，使修正后的实际控制信号s2可控制电转换单元2的输出电流的变化率降低。

因此如图14所示，假设实际控制信号s2的每一脉冲的宽度原先为ton1，且电源转换单元2所输出的输出电流为iout1，一旦调光信号s1变化而使调光电流idim在大于预设电流门限值imid的条件下变化，使得导通时间需增加△ton或减少△ton时(其中△ton对应的电流变化量为△iout)，本发明的控制方法便先将实际控制信号s2的原先所具有的脉冲进行分配，以构成多个调整周期，例如分配每一调整周期是具有4个脉冲，接着对应调整每一调整周期中的其中之一或部分的脉冲的宽度增加△ton或减少△ton，如此一来，在单一调整周期中的脉冲的平均变动实际上为(4ton1+△ton)/4，即ton1+1/4△ton，此时电源转换单元2的输出电流便会从iout1变动为iout1+△iout/4或者iout1-△iout/4。因此相较于图13所示，图14所示的控制方法确实可在调光电流idim大于预设电流门限值imid的条件下而变化时，降低电转换单元2的输出电流的变化率。

请参阅图15，其是为图12所示的调光驱动电路的控制方法在调光电流小于或等于预设电流门限值的条件下变化时，对实际控制信号的脉冲进行调整的第一较佳实施例的相关波形示意图。如图15所示，于一些实施例中，当调光电流idim在小于或等于预设电流门限值imid时的条件下变化，且实际控制信号s2的每一斩波周期中的脉冲的数量依据第二设定而变化时，则于步骤85中，是依据第二设定调整每一斩波周期中所包含的脉冲的数量。

因此如图15所示，假设实际控制信号s2的每一斩波周期中原先为4个脉冲，且此时电源转换单元2所输出的输出电流的平均值为iout1，一旦当调光信号s变化而使调光电流idim在小于或等于预设电流门限值imid的条件下变化，图1所示的调光驱动电路1的控制单元5或是图5所示的调光驱动电路30的控制单元33需依据第二设定而增加或减少一个脉冲时(其中假定一个脉冲的增减变化所对应的电流变化量为△iout)，本发明的控制方法便对应调整实际控制信号s2的每一斩波周期中的脉冲的数量增加一个或减少一个，此时电源转换单元2的输出电流便会从iout1变动为iout1+△iout或者iout1-△iout。

请参阅图16，其是为图12所示的调光驱动电路的控制方法在调光电流小于或等于预设电流门限值的条件下变化时，对实际控制信号的脉冲进行调整的第二较佳实施例的相关波形示意图。如图16所示，于一些实施例中，当调光电流idim小于或等于预设电流门限值imid的条件下变化时，为了降低电转换单元2的输出电流的变化率，故于步骤85中，本发明的控制方法便先设定将实际控制信号s2的原先所具有的脉冲进行分配，以构成多个调整周期，其中调整周期包含n个斩波周期，接着是依据第二设定而对应调整每一调整周期中的斩波周期所包含的脉冲的数量，如调整周期中的其中的一的斩波周期所包含的脉冲的数量增加m个或减少m个，或调整周期中的部分的斩波周期所包含的脉冲的数量共减少增加m个或减少m个，此时电源转换单元2的输出电流便会从iout1依据脉冲的数量增加m个或减少m个而分别变动为(n*iout1+m*△iout)/n或(n*iout1-m*△iout)/n，即iout1+m*△iout/n或iout1-m*△iout/n。

因此如图16所示，假设实际控制信号s2的每一斩波周期中原先为4个脉冲，其中调整周期包含2个斩波周期且此时电源转换单元2所输出的 输出电流的平均值为iout1，一旦当调光信号s1变化而使调光电流idim在小于或等于预设电流门限值imid的条件下变化，图1所示的调光驱动电路1的控制单元5或是图5所示的调光驱动电路30的控制单元33需依据第二设定而增加或减少例如一个脉冲时(其中假定一个脉冲的增减变化所对应的电流变化量为△iout)，本实施例的控制方法则对实际控制信号s2中的每一调整周期中的其中的一的斩波周期中所包含的脉冲的数量增加一个或减少一个，此时电源转换单元2的输出电流便会从iout1依据脉冲的数量增加一个或减少一个而分别变动为(iout1+iout1+△iout)/2或(iout1+iout1-△iout)/2，即iout1+△iout/2或iout1-△iout/2。因此相较于图15所示，图16所示的控制方法确实可在调光电流idim小于或等于预设电流门限值imid的条件下而变化时，降低电转换单元2的输出电流的变化率。

综上所述，本发明提供一种调光驱动电路及其控制方法，其中调光驱动电路可利用由电感所构成的电感电流检测单元来检测电源转换单元内部的相关参数，或亦利用输入电压检测单元及输出电压检测单元来检测电源转换单元内部的相关参数，并以数字控制方式调整脉冲的宽度以及脉冲的数量，故本发明调光驱动电路可提高电源转换单元的输出电流的精度，使得电源转换单元所输出的输出电流可精准的对应调光信号而调整，进而实现更宽的调光范围。

本发明得由熟习此技术的人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附权利要求所欲保护者。