发光元件驱动电路及其中的控制电路与控制方法
【技术领域】
[0001 ] 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】
[0002]图1A显示一种现有技术发光二极管(light emitting d1de, LED)电源供应电路10示意图。如图1A所示，LED电源供应电路10包含三极交流开关(Tr1-electrodeAC Switch, TRIAC)调光电路11、整流电路13、LED驱动电路15、与泄流电路(bleedercircuit) 17。TRIAC调光电路11接收交流讯号AC，当交流讯号AC超过默认的触发相位时，TRIAC调光电路11启动并导通。TRIAC调光电路11接收的交流讯号AC包含交流电压ACV，与输出的交流调光讯号AC1 ’包含的交流调光电压ACV1 ’，其讯号波形如图1B的讯号波形图所示意，其中分别以虚线波形表示交流电压ACV，并以实线波形表示经过TRIAC调光电路11之后的交流调光电压ACV1’。其中，TRIAC调光电路11于触发相位启动并导通一段导通相位期间0ΝΡΡ，而交流周期中，TRIAC调光电路11不导通的期间，为不导通相位期间0FFPP。整流电路13接收此交流调光讯号AC1’，并对交流调光讯号AC1’整流后，产生整流调光讯号，其包括整流调光电流Ir 1’，以分成流经LED驱动电路15的输入电流I ini与流经泄流电路17的泄流电流Ibid。LED驱动电路15将整流调光电压Vin转换为输出电压Vout，以供应予LED电路20。以上电路中，设置TRIAC调光电路11的目的是决定交流调光电压ACV1’的触发相位，由此调整LED电路20的平均亮度。其中，LED驱动电路15包括具有功率开关的功率级电路，其可为同步或异步的降压型、升压型、反压型、升降压型、升反压型、或返驰型功率级电路，如图6A-6K所示。
[0003]上述现有技术的问题是，TRIAC调光电路11需要在每一交流周期内的触发相位，于交流讯号AC中，产生较大的闩锁电流(latching current)以使其启动。并在LED电路20导通后，在触发相位之后的导通相位期间0ΝΡΡ，必须维持导通所需要的维持电流(holdingcurrent)，以维持TRIAC调光电路11正常操作。在传统白炽灯等高消耗功率的发光元件电路中，不需要特别考虑闩锁电流与维持电流，这是因为维持白炽灯等高消耗功率的发光元件电路导通时所需的电流足以达成启动与维持TRIAC调光电路11正常操作所需。因此，在驱动LED电路20这种低消耗功率的发光元件电路时，LED电源供应电路10若未能产生所需要的闩锁电流来充分启动TRIAC调光电路11，或是将交流讯号AC中的交流电流维持高于维持电流，将会造成启动失败(misfire)，或是可调光的范围受限。一方面，启动失败的交流调光电压讯号波形如图1C的交流调光电压ACV1’实线讯号波形所示意。另一方面，即使闩锁电流达到启动所需的位准，如果因为触发相位太高，致使交流讯号AC中的交流电流太低，以致流经TRIAC调光电路11的电流低于维持电流，则也会造成LED电路20的可调光的范围受限。
[0004]图1D与图1E显示输入电流I in1、泄流电流Ibid、与整流调光电流Irl’的波形示意图。用以说明，如何利用泄流电路(bleeder circuit) 17维持导通所需要的维持电流。泄流电路17设置于整流电路13与LED驱动电路15之间，以于每交流周期产生泄流电流(bleeder current)提供所需要的闩锁电流，以供应TRIAC调光电路11使其中的TRIAC元件启动，并维持流经TRIAC元件的电流高于维持电流。其中，泄流电流Ibid必须不低于维持电流，以使TRIAC调光电路11正常操作。
[0005]图1A所显示的现有技术，虽然改善了闪烁与调光范围的问题。但是，使用这种泄流电路17，TRIAC调光电路12无法进行全相位的调光，其触发相位不能晚于一定的限制；此夕卜，这种泄流电路17消耗的电源是消耗在泄流电路17中，因未被利用于LED电路20而浪费了，也容易造成过热问题，并衍生电路空间较大的问题。
[0006]有鉴于此，本发明即针对上述现有技术的不足，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。本发明利用控制电路中，产生的操作讯号，而操作功率级电路的功率开关，使得交流调光电流的绝对值位准，于导通相位期间，不低于维持电流。
【发明内容】
[0007]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，利用控制电路中产生的操作讯号，而操作功率级电路的功率开关，使得交流调光电流的绝对值位准，于导通相位期间，不低于维持电流。
[0008]为达上述目的，就其中一个观点言，本发明提供了一种发光元件驱动电路，用以根据一整流调光讯号，以驱动一发光元件电路，其中，一相切调光电路将一交流讯号转换为一交流调光讯号，且一整流电路将该交流调光讯号转换为该整流调光讯号，该发光元件驱动电路包含:一功率级电路，与该整流电路耦接，用以根据一操作讯号而操作其中至少一功率开关，以将该整流调光讯号转换为一输出讯号，而驱动该发光元件电路；以及一控制电路，用以根据一相关于流过该功率开关电流的电流感测讯号与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:一脉宽调制(pulse width modulat1n, PWM)电路，用以根据该回授讯号的位准，产生一脉宽调制(PWM)讯号；一电流限制(currentlimit, CL)电路，用以根据该电流感测讯号与一默认电流临界值，产生一电流限制(CL)讯号，表示该电流感测讯号是否达于该默认电流临界值；以及一判断电路，与该PWM电路及该CL电路耦接，用以产生该操作讯号，并根据该PWM讯号与该CL讯号其中之一，决定该操作讯号的工作时间(duty);其中该功率级电路根据该操作讯号而操作该功率开关，使得一交流调光电流的一绝对值位准，于一导通相位期间，不低于一维持电流，且在该导通相位期间内，产生多次该操作讯号，其中一部分次数的该操作讯号的工作时间由该PWM讯号决定、另一部分次数的该操作讯号的工作时间由该CL讯号决定；其中该交流调光讯号具有流经该相切调光电路的该交流调光电流，且该相切调光电路阻断(block)该交流讯号的一不导通相位期间，而保留该交流讯号的该导通相位期间，以产生该交流调光讯号。
[0009]在其中一种较佳的实施例中，该判断电路包括:一逻辑栅电路，与该PWM电路及该CL电路耦接，用以根据该PWM讯号与该CL讯号，产生一重置讯号；以及一正反器电路，与该逻辑电路耦接，用以根据该重置讯号与一设置讯号，产生该控制讯号，其中该设置讯号相关于一频率讯号或该回授讯号；其中该操作讯号的工作时间始点由该设置讯号决定，结束点由该重置讯号决定。
[0010]在其中一种较佳的实施例中，该PWM电路包括:一误差放大器电路，用以根据该回授讯号与一参考讯号，产生一误差放大讯号；以及一比较电路，与该误差放大器电路親接，用以根据该误差放大讯号与一斜坡讯号，产生该PWM讯号。
[0011]在其中一种较佳的实施例中，发光元件驱动电路不与用以提供一泄流电流的一泄流电路并联，其中该泄流电路用以于一非流经该发光元件电路的路径提供该泄流电流，使得该交流调光电流的该绝对值位准，于该导通相位期间，不低于该维持电流。
[0012]在其中一种较佳的实施例中，该电流限制(CL)讯号，用以使得该交流调光电流的绝对值位准，于该导通相位期间，不低于该维持电流。
[0013]在其中一种较佳的实施例中，该功率级电路包括:一第一绕组，与该整流电路及该功率开关耦接，用以接收该整流调光讯号，并根据该功率开关的操作，以决定流经该功率开关的一开关电流；一第二绕组，与该第一绕组耦接，用以根据该整流调光讯号与该开关电流，产生该输出讯号，而供应予该发光元件电路；以及一第三绕组，与该第二绕组耦接，用以根据该输出讯号，产生一感应讯号。
[0014]在前述的实施例中，该第一绕组较佳地与该第二绕组串联，以形成一多头感应线圈。
[0015]在前述的实施例中，该功率级电路较佳地还包括一分压电路，与该第三绕组耦接，用以根据该感应讯号，取其分压而产生该回授讯号。
[0016]为达上述目的，就另一个观点言，本发明提供了一种发光元件驱动电路的控制方法，其中该发光元件驱动电路，用以根据一整流调光讯号，以驱动一发光元件电路，其中，一相切调光电路将一交流讯号转换为一交流调光讯号，且一整流电路将该交流调光讯号转换为该整流调光讯号，该发光元件驱动电路的控制方法包含:根据一操作讯号而操作至少一功率开关，以将该整流调光讯号转换为一输出讯号，而驱动该发光元件电路，并使得一交流调光电流的一绝对值位准，于一导通相位期间，不低于一维持电流；根据相关于该输出讯号的一回授讯号的位准，产生一脉宽调制(PWM)讯号；根据相关于流过该功率开关电流的一电流感测讯号与一默认电流临界值，产生一电流限制(CL)讯号，表示该电流感测讯号是否达于该默认电流临界值；以及根据该PWM讯号与该CL讯号，产生该操作讯号，并根据该PWM讯号与该CL讯号其中之一，决定该操作讯号的工作时间(duty);其中在该导通相位期间内，产生多次该操作讯号，其中一部分次数的该操作讯号的工作时间由该PWM讯号决定、另一部分次数的该操作讯号的工作时间由该CL讯号决定；其中该交流调光讯号具有流经该相切调光电路的该交流调光电流，且该相切