具有宽输出范围的闭环负载控制电路的制作方法

专利名称：具有宽输出范围的闭环负载控制电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于电负载的负载控制装置，更具体地涉及发光二极管(LED)驱动器，该LED驱动器具有允许LED驱动器具有宽输出电流范围的负载电流反馈电路。
背景技术：
发光二极管(LED)光源常常用于替代或替换传统的白炽灯、荧光灯、或卤素灯等。LED光源可包括安装于单个结构上并设置在合适壳体内的多个发光二极管。与白炽灯、荧光灯、或卤素灯相比，LED光源通常更加高效并具有更长的使用寿命。为了合适地照明，LED驱动器控制装置(即LED驱动器)必须联接在交流(AC)源与LED光源之间以调节供应给LED光源的功率。LED驱动器可将提供给LED光源的电压调节至具体值，或将提供给LED光源的电流调节至特定峰电流值，或可同时调节电流和电压。处理LED驱动器的现有技术是广泛的。例如，见转让给马萨诸塞州伯灵顿市的Philips Solid-State Lighting Solutions, Inc.的于2008年4月 I 日公布的第7，352，138号美国专利和转让给马萨诸塞州波士顿市的Color Kinetics, Inc.(以下称“CK”)的于2000年I月18日公布的第6，016，038号美国专利中的美国和外国专利文献和其它出版物的清单。LED驱动器是已知的。例如，转让给荷兰埃因霍温市的Koninklijke PhilipsElectronics N. V.以下称“Philips”)的于2003年7月I日公布的第6，586，890号美国专利公开了通过使用脉宽调制(PWM)向LED提供功率的LED驱动器电路。LED驱动器的其它示例为转让给Philips的于2001年9月27日公开的第6，580，309号美国专利，该专利描述了使用脉冲持续时间调制器来开启和关闭LED电源单元以控制LED的平均光输出。此夕卜，前述第6，016，038号美国专利还描述了使用PWM信号来改变LED的亮度和颜色。此外，Karel Havel的于1989年7月4日公开的第4，845，481号美国专利公开了改变供电电流的占空比以使LED具有不同颜色来改变LED的光強度从而获得连续可变的颜色混合。第6，586，890号专利还公开了用于LED的闭环电流电源。用于将功率供应至其它类型的灯的闭环电流电源也是已知的。例如，转让给宾夕法尼亚州库伯斯堡市的LutronElectronics Co.，Inc.(以下称“Lutron”)的于 1991 年 8 月 20 日公布的第 5，041，763 号美国专利描述了用于荧光灯的闭环电流电源，其能够向任何类型的灯供应功率。转让给Philips的于2003年6月10日公布的第6，577，512号美国专利公开了用于LED的电源，其使用闭环电流反馈来控制供应至LED的电流并包括保护LED的装置。类似地，转让给德克萨斯州加兰市的Precision Solar Controls Inc.的于2000年11月21日公布的第6，150,771号美国专利以及转让给Nippon Seiki Co. , Ltd.的于2001年4月6日公开的日本专利公布2001093662A描述了用于LED和其它灯的驱动器的过流保护和过压保护。可通过传统交流调光器进行调光的LED驱动器也是已知的。因此，前述转让给CK 的于2006年5月2日公布的第7，352，138号美国专利和第7，038，399号美国专利描述了由传统交流相位控制调光器控制的基于LED的光源。前述第6，016，038号美国专利公开了用作可置于Edison式安装(螺旋式)灯泡壳中的灯泡的由PWM控制的基于LED的光源。转让给Lutron的于2000年8月29日公布的第6，111，368号美国专利、于1995年3月21日公布的第5，399，940号美国专利以及于1991年5月21日公布的第5，017，837号美国专利也描述了通过相位控制信号控制灯，诸如LED灯。例如，第6，111，368号美国专利公开了由传统交流相位控制调光器控制的电子调光荧光灯镇流器。第5，399，940号美国专利公开了响应于相位控制调光电压波形而对LED阵列的光強度进行控制的由微处理器控制的“智能”调光器。第5，017，837号美国专利公开了具有指示器LED的模拟交流控制调光器，其强度响应于相位控制调光电压波形而被控制。自1977年以来由Lutron制造的已知的CREDENZA 内嵌(in-line)电灯线调光器还包括指示器LED，其光強度响应于相位控制调光电压波形而被控制。均转让给CK的于2007年12月18日公布的第7，309，965号美国专利和于2007年7月10日公布的第7，242，152号美国专利中还示出了用于LED照明系统的应用。第7，309，965号美国专利公开了智能照明装置，其具有处理器，以及包括这种智能照明装置、传感器、和信号发射器的网络。第7，242，152号美国专利公开了响应于照明控制信号而控制多个联网的照明装置的系统和方法。这种系统还用于自1996年以来由Lutron销售的RADIORA /"品。此外，具有用于对输送至LED光源的电流进行控制的已知技木。LED光源常被称为“LED光引擎”。这些LED光引擎通常包括多个单独的LED半导体结构，诸如，例如，氮化镓铟(GaInN) LED。单独的LED可各自通过电子-空穴结合在蓝色可见光谱中产生可见光子，其通过黄色激发突光物质(phospher)滤光器转换为白光。已知，LED的光输出与流经该LED的电流成正比。还知道，LED经受被称为“光效下降(droop)”的现象，其中效率随着功率的增加而降低。对于GaInN型LED (用于提供照明)，在对应于约I瓦(W)额定功率的3和4伏之间的前向操作电压下，典型负载电流约为350毫安(mA)。在该额定功率下，这些LED提供约100流明/瓦。这明显比其他传统光源更有效率。例如，白炽灯通常提供10至20流明/瓦，并且荧光灯提供60至90流明/瓦。如上所述，LED光源能够在较小电流下提供流明/瓦的更大比值，因此避免了光效下降现象。此外，可以预期，随着技术的改进，即使在比当前采用的电流水平更高的电流水平下，LED光源的效率也将改善，从而在LED光引擎中提供更高的每ニ极管光输出。LED光源通常包括多个单独的LED，这些LED可以串联或并联关系布置。換言之，多个LED可以被布置为串联串并且多个串联串可以并联布置以获得期望的光输出。例如在各自具有约3伏(V)前向偏置并且各自消耗约I瓦功率(在350mA通过该串的情况下)的情况下，第一串联串中的5个LED消耗约5W。在每串均拉取350mA的情况下，串联的5个LED 构成的第二串与第一串的并联连接将产生IOW的功耗。因此，LED驱动器将需要向这两串LED供应700mA，并且由于每串均具有5个LED，LED驱动器所提供的输出电压将为约15伏。附加的LED串能够并联地放置以获得额外的光输出，但是，LED驱动器必须被操作以提供所需的电流。可替换地，更多LED能够串联地放置在每串上，因此，LED驱动器也必须被操作为提供所需的电压(例如，对串联的6个LED来说，为18伏)。LED光源通常额定为经由两种不同控制技术中的一种驱动电流负载控制技术或电压负载控制技术。针对电流负载控制技术而额定的LED光源的特征在于额定电流(例如350毫安)，通过LED光源的电流的峰值大小应被调节至该额定电流，以确保LED光源被照明为合适強度和顔色。相反，针对电压负载控制技术而额定的LED光源的特征在于额定电压(例如15伏)，LED光源两端的电压应被调节至该额定电压，以确保LED光源的适当工作。通常，针对电压负载控制技术而额定的LED光源中的每串LED均包括电流平衡调节元件以确保并联的两腿中的每ー个具有相同的阻杭，从而每个并联的串拉取相同的电流。此夕卜，已知可对LED光源的光输出进行调光。对LED进行调光的不同方法包括脉宽调制(PWM)技术和恒流减少(constant current reduction, CCR)技术。脉宽调制调光能够用于通过电流负载控制模式或电压负载控制模式控制的LED光源。在脉宽调制调光中，具有变化占空比的脉冲信号被供应至LED光源。如果使用电流负载控制技术来控制LED光源，则供应至LED光源的峰值电流在脉冲信号的占空比的工作时间(on time)内保持恒定。然而，随着脉冲信号的占空比的变化，供应至LED光源的平均电流也发生变化，从而改变LED光源的光输出的強度。如果使用电压负载控制技术来控制LED光源，则供应至LED光源的电压在脉冲信号的占空比的工作时间内保持恒定，以获得期望的目标电压水平，并且负载电压的占空比被改变以调整光输出的強度。恒流减少调光通常仅在使用电流负载控制技术来控制LED光源的时候使用。在恒流减少调光中，电流被连续提供至LED光源，但是，提供给LED光源的电流的直流大小被改变以调整光输出的強度。因此，需要提供LED驱动器，该LED驱动器具有灵活性和可配置性，以使其能够与被额定为工作在不同电压和电流大小下并使用不同的负载控制和调光技术的LED光源一起使用。此外，需要提供更加有效且相对简单(部件数減少)的LED驱动器。需要节能的更简单的驱动器调节器电路。此外，还需要通过减少驱动器本身的损耗来使驱动器的效率最大化的LED驱动器。

发明内容
根据本发明的一个实施方式，一种用于对输送至电负载的功率量进行控制的负载控制电路包括适于与负载串联联接的调节晶体管、以及与调节晶体管串联联接的反馈电路，从而负载控制电路能够将流过负载的负载电流的大小控制在最小负载电流与最大负载电流之间，最大负载电流比最小负载电流大至少约1000倍。反馈电路生成代表负载电流的大小的负载电流反馈信号。调节晶体管响应于从负载电流反馈信号确定的负载电流的大小而工作在线性区，以控制流过负载的负载电流的大小，从而控制输送至负载的功率量，使得最大负载电流比最小负载电流大至少约1000倍。根据本发明的另ー个实施方式，ー种用于控制LED光源的LED驱动器包括功率转换器电路，可操作为接收整流的AC电压并生成DC总线电压；以及LED驱动电路，可操作为接收总线电压并控制流过LED光源的负载电流的大小。LED驱动电路包括反馈电路，反馈电路可操作为生成代表负载电流的大小的第一负载电流反馈信号。LED驱动器还包括控制电路，控制电路可操作地联接至LED驱动电路以响应于第一负载电流反馈信号的大小而控制通过负载的负载电流的大小，使得负载控制电路能够将流过负载的负载电流的大小控制在最小负载电流与最大负载电流之间，最大负载电流比最小负载电流大至少约100倍。 根据本发明的另ー个方面，ー种用于控制LED光源的LED驱动器包括功率转换器电路，可操作为接收整流的AC电压并生成DC总线电压；以及LED驱动电路，可操作为接收总线电压并控制流过LED光源的负载电流的大小以及LED光源两端所产生的负载电压的大小。LED驱动电路还包括控制电路，控制电路联接至LED驱动电路以当工作在电流负载控制模式下时调整流过LED光源的负载电流的大小，并且当工作在电压负载控制模式下时调整LED光源两端所产生的负载电压的大小。此外，文中还描述了一种用于对输送至电负载的功率量进行控制的负载控制电路。负载控制电路包括调节晶体管，适于与负载串联联接以控制流过负载的负载电流的大小，从而控制输送至负载的功率量；反馈电路，与调节晶体管串联联接并可操作为生成代表负载电流的大小的第一负载电流反馈信号和第二负载电流反馈信号；以及控制电路，可操作为响应于第一负载电流反馈信号和第二负载电流反馈信号而确定负载电流的大小。第一负载电流反馈信号和第二负载电流反馈信号分别以与负载电流的大小有关的第一増益和第二増益为特征，第一増益不同于第二増益。控制电路可操作地联接至调节晶体管以响应于根据第一负载电流反馈信号和第二负载电流反馈信号确定的负载电流的大小而控制调节晶体管工作在线性区，从而调整流过负载的负载电流的大小。根据本发明的另ー个实施方式，一种用于对输送至电负载的功率量进行控制的负载控制电路包括调节晶体管，适于与负载串联以控制流过负载的负载电流的大小，从而控制输送至负载的功率量；可调增益反馈电路，与调节FET串联联接并可操作为生成代表负载电流的大小的负载电流反馈信号；以及控制电路，可操作地联接至LED驱动电路以控制调节晶体管从而调整通过负载的负载电流的大小。可调增益反馈电路包括与调节FET串联联接的第一电阻器和第二电阻器、以及联接于所述第二电阻器两端的増益调整晶体管。控制电路还联接至可调增益反馈电路以使增益调整晶体管导通和不导通，使得当増益调整晶体管不导通时，第一电阻器和第二电阻器的串联组合与调节FET串联联接，并且当增益调整晶体管导通时，仅第一电阻器与所述调节FET串联联接。当负载电流的大小小于阈值电流吋，控制电路使增益调整晶体管不导通。本发明还提供了一种对输送至电负载的功率量进行控制的方法。所述方法包括(I)控制流过负载的负载电流的大小，从而控制输送至负载的功率量；(2)生成代表负载电流的大小的第一负载电流反馈信号和第二负载电流反馈信号，第一负载电流反馈信号和第ニ负载电流反馈信号分别以应用于负载电流的大小的第一増益和第二増益为特征，第一增益不同于所述第二増益；(3)响应于第一负载电流反馈信号和第二负载电流反馈信号而计算负载电流的大小；以及(4)响应于从第一负载电流反馈信号和第二负载电流反馈信号确定的负载电流的大小而调整负载电流的大小。根据本发明的另ー个实施方式，一种对输送至电负载的功率量进行控制的方法包括(I)控制流过负载的负载电流的大小，从而控制输送至负载的功率量；(2)使负载电流流过串联联接 的第一电阻器和第二电阻器；(3)在串联联接的电阻器两端生成负载电流反馈信号，该负载电流反馈信号代表负载电流的大小；(4)响应于负载电流反馈信号而计算负载电流的大小；(5)响应于根据负载电流反馈信号确定的负载电流的大小而调整负载电流的大小；(6)控制联接于第二电阻器两端的増益调整晶体管导通，使得负载电流反馈信号仅从第一电阻器生成；以及(7)当负载电流的大小小于阈值电流时，控制联接于第二电阻器两端的増益调整晶体管不导通，使得负载电流反馈信号从第一电阻器和第二电阻器的串联组合两端生成。通过下面參照附图的本发明的描述，本发明的其他特征和优点将变得显而易见。


图I是根据本发明的第一个实施方式的包括用于控制LED光源強度的发光二极管(LED)驱动器的系统的简化框图；图2是图I的LED驱动器的简化框图；图3是图I的LED驱动器的反驰式转换器和LED驱动电路的简化示意图；图4A和4B是由图I的LED驱动器的控制电路执行的启动程序的简化流程图；图5是由图I的LED驱动器的控制电路执行的目标强度程序的简化流程图；图6是由处在电流负载控制模式下的图I的LED驱动器的控制电路执行的电流负载控制模式程序的流程图；图7是由处在电压负载控制模式下的图I的LED驱动器的控制电路执行的电压负载控制模式程序的流程图；图8是根据本发明的第二个实施方式的LED驱动器的LED驱动电路的简化示意图；图9是根据本发明的第二个实施方式的由图8的LED驱动器的控制电路周期性执行的转变模式程序的简化流程图；图10是根据本发明的第三个实施方式的LED驱动器的简化框图；图11是根据本发明的第三个实施方式的图10的LED驱动器的反驰式转换器的简化电路图；图12是根据本发明的第三个实施方式的图10的LED驱动器的LED驱动电路的简化示意图；图13是当LED驱动器工作在电流负载控制模式时由图10的LED驱动器的控制电路执行的负载电流反馈程序的简化流程图；图14是根据本发明的第四个实施方式的LED驱动器的LED驱动电路的简化示意图；图15A是根据本发明的第四个实施方式的图14的负载电流的占空比关于LED驱动器的目标强度的图表；图15B是根据本发明的第四个实施方式的图14的负载电流的峰值大小关于LED驱动器的目标强度的图表；图16是根据本发明的第四个实施方式的由图14的LED驱动器的控制电路执行的目标强度程序的简化流程图；图17是根据本发明的第四个实施方式的由图14的LED驱动器的控制电路周期性执行的转变模式的简化流程图； 图18是LED驱动开发系统的简化框图；图19是图18的系统的一部分的简化框图；图20是工作在图18的系统中的计算机上的软件所呈现的显示屏的示例；图21是图18的系统的工作的一般流程图；图22是由图18的系统的计算机执行的配置过程的简化软件流程图；以及图23是由被配置于图18的系统中的LED驱动器执行的配置过程的简化软件流程图。
具体实施例方式前面的发明内容与以下优选实施方式的详细描述在结合附图阅读时能够被更好地理解。为了说明本发明，在附图中示出了目前优选的实施方式，其中在所有附图中相似的标号代表相似的部分，然而应该理解，本发明不限于所公开的具体方法和手段。图I是根据本发明的第一个实施方式的包括对发光二极管(LED)光源102 (例如，LED光引擎)的強度进行控制的LED驱动器100的系统的简化框图。LED光源102被显示成串联连接的多个LED，但根据具体照明系统，LED光源102也可包括单个LED或并联连接的多个LED或它们的合适的组合。此外，可替换地，LED光源102可包括ー个或多个有机发光ニ极管(OLED)。LED驱动器100经由调光器开关106联接至交流(AC)电源104。调光器开关106生成提供给LED驱动器100的相位控制信号Vrc (例如，暗-热(dimmed-hot)电压)。调光器开关106包括双向半导体开关(未示出)，诸如，例如，三端双向可控硅开关或两个反串联连接的场效应晶体管(FET)，双向半导体开关串联联接于AC电源104与LED驱动器100之间。调光器开关106在AC电源104的姆半个周期控制双向半导体开关导通导通周期Tton以生成相位控制信号Vrc。LED驱动器100可操作为响应于从调光器开关106接收的相位控制信号Vrc的导通周期Tton来打开和关闭LED光源102。此外，LED驱动器100可操作为响应于相位控制信号Vpc而将LED光源102的强度调整(即，调光)至目标强度Ltkot,目标强度Ltkot涵盖LED光源的调光范围，即，位于下限強度!^ (例如，约1%)与上限強度Lhe (例如，约100%)之间。LED驱动器100既能够控制通过LED光源102的负载电流Ium的大小，还能够控制LED光源两端的负载电压Vujad的大小。因此，根据LED驱动器的工作模式，LED驱动器对LED光源102两端的负载电压Vum和通过LED光源的负载电流Iumd中的至少ー个进行控制，从而控制输送至LED光源的功率量(将在下文中更加详细地描述)。
LED驱动器100适于与多个不同的LED光源一起工作，这些LED光源可被额定(rate)为使用不同负载控制技术、不同的调光技术、以及不同大小的负载电流和电压进行操作。LED驱动器100可操作为使用两种不同操作模式(电流负载控制模式(即，使用电流负载控制技木)和电压负载控制模式(即，使用电压负载控制技木))来控制通过LED光源102的负载电流Imad或LED光源两端的负载电压Vumd的大小。LED驱动器100还可配置为调整在电流负载控制模式下LED驱动器将控制的通过LED光源102的负载电流Iujad的大小，或在电压负载控制模式下LED驱动器将控制的LED光源102两端的负载电压Vumd的大小。当工作在电流负载控制模式下吋，LED驱动器100可操作为使用两种不同调光模式(PWM调光模式(即，使用PWM调光技术)和CCR调光模式(使用CCR调光技术))来控制LED光源102的強度。当工作在电压负载控制模式下吋，LED驱动器100仅可操作为使用PWM调光技术来调整输送至LED光源102的功率量。图2是根据本发明的第一个实施方式的LED驱动器100的简化框图。LED驱动器100包括射频(RFI)滤波器与整流器电路110，射频(RFI)滤波器与整流器电路110从调光器开关106接收相位控制信号Vrc。RFI滤波器与整流器电路110工作以使AC电源104上 提供的噪声最小化并生成整流电压VKECT。LED驱动器100还包括功率转换器，例如，升降压反驰式转换器120，升降压反驰式转换器120接收整流电压Vkect并在总线电容器Cbus两端生成可变直流(DC)总线电压VBUS。可替换地，反驰式转换器120可包括任何合适的功率转换器电路以生成合适的总线电压。总线电压Vbus可随着总线电容器周期性地充电和放电而具有某些电压波纹的特性。反驰式转换器120还可在AC电源104与LED光源102之间提供电气隔离，并作为功率因数校正(PFC)电路工作以将LED驱动器100的功率因数朝着I调整。可替换地，反驰式转换器120可包括升压转换器、降压转换器、单端初级电感转换器(SEPIC)、(l'uk转换器、或其它合适的功率转换器电路。LED驱动器100还包括LED驱动电路130，LED驱动电路130接收总线电压Vbus并控制输送至LED光源102的功率量以控制LED光源的强度。LED驱动电路130可包括可控阻抗电路，诸如线性调节器，下文将更加详细地描述。可替换地，LED驱动电路130可包括开关式调节器，诸如降压转换器。LED驱动器100还包括用于控制反驰式转换器120和LED驱动电路130工作的控制电路140。控制电路140可包括，例如，微控制器或任何其他合适的处理装置，诸如，例如，可编程逻辑器件(PLD)、微处理器、或特定用途集成电路(ASIC)。LED驱动器100还包括电源150，电源150接收整流电压Vkect并生成用于向LED驱动器的电路供电的多个直流(DC)供电电压。具体地，电源150生成用于向反驰式转换器120的控制电路供电的第一非隔离供电电压Vra (例如，约14伏)、用于向LED驱动电路130的控制电路供电的第二隔离供电电压Vcc2 (例如，约9伏)、以及用于向控制电路140供电的第三非隔离供电电压Vra (例如，约5伏)。控制电路140联接至相位控制输入电路160，相位控制输入电路160生成目标强度控制信号V—。目标强度控制信号V■包括，例如，具有占空比DCtkct的方波信号，占空比DCtegt取决于从调光器开关106接收的相位控制信号Vrc的导通周期Tew,因此代表LED光源102的目标强度Ltk;t。可替换地，目标强度控制信号Vtkct可包括DC电压,该DC电压的大小取决于相位控制信号Vrc的导通周期Tton,因此代表LED光源102的目标强度Ltk;t。
控制电路140还联接至用于储存LED驱动器100的操作特性(例如，负载控制模式、调光模式、以及额定负载电压和或电流的大小)的存储器170。最后，LED驱动器100还可包括通信电路180，通信电路180可联接至例如有线通信链路或无线通信链路，诸如射频(RF)通信链路或红外(IR)通信链路。控制电路140可操作为响应于经由通信电路180接收的数字消息而对LED光源102的目标强度Ltkct或储存于存储器170中的操作特性进行更新。例如，可替换地，LED驱动器100可操作为直接从AC电源104接收完整的传导AC波形(即，不是从调光器开关106接收相位控制信号Vrc)并可通过经由通信电路180接收的数字消息简单地确定LED光源102的目标强度Ltkct。如前所述，控制电路140管理反驰式转换器120和LED驱动电路130的工作以控制LED光源102的強度。控制电路140从反驰式转换器120接收代表总线电压Vbus大小的总线电压反馈信号VBUS_FB。控制电路140向反驰式转换器120提供总线电压控制信号VBUS_em以控制总线电压Vbus的大小(例如，从约8伏至60伏)。当工作在电流负载控制模式下吋，LED驱动电路130响应于由控制电路140提供的峰值电流控制信号Vipk而将流过LED光源102的负载电流1_的峰值大小Ipk控制在最小负载电流I_-MIN与最大负载电流I_-m)(之间。控制电路140接收负载电流反馈信号VIUM，负载电流反馈信号Vmad代表流过LED光源 102的负载电流1_的大小。控制电路140还接收LED电压反馈信号V__NE(；，LED电压反馈信号Vlnh;代表LED光源102的负端处的电压的大小。控制电路140可操作为响应于总线电压反馈信号VBUS_FB和LED电压反馈信号Vm_NH；而计算LED光源102两端所产生的负载电压Vumd的大小，下面将更加详细地描述。控制电路140可操作为使用两种不同操作模式(即，电流负载控制模式和电压负载控制模式)控制LED驱动电路130，以控制输送至LED光源102的功率量。在电流负载控制模式期间，LED驱动电路130响应于负载电流反馈信号Viumd (即，使用闭环控制)而将通过LED光源102的负载电流Iuwd的峰值大小Ipk调节至目标负载电流ITKCT。目标负载电流Itegt可储存于存储器170中并可根据LED光源102被编程为任何特定大小(下面将參照图18-23更加详细地描述)。为了在电流负载控制模式期间控制LED光源102的強度，控制电路140可操作为控制LED驱动电路130使用两种调光技术(即，PWM调光技术和CCR调光技木)来调整输送至LED光源102的功率量。使用PWM调光技术，控制电路140将通过LED光源102的负载电流Ium的峰值大小Ipk控制至目标负载电流Itkot井随后对负载电流1_进行脉宽调制以对LED光源102进行调光，从而获得目标负载电流ITK；T。具体地，LED驱动电路130响应于控制电路140所提供的调光控制信号Vdim的占空比DCdim而控制负载电流1_的占空比DC—。因此，LED光源120的強度取决于脉宽调制的负载电流1_的占空比DCIU)AD。使用CCR技木，控制电路140不对负载电流1_进行脉宽调制，而是调整目标负载电流Itkct的大小，从而调整通过LED光源102的负载电流Ium的DC大小。在电压负载控制模式期间，LED驱动电路130将LED光源102两端的负载电压乂_的DC电压调节至目标负载电压VTK；T。目标负载电压Vtkct可储存于存储器170中并可根据LED光源102被编程为任何特定大小(下面将參照图18-23更加详细地描述)。控制电路140可操作为在电压负载控制模式期间仅使用PWM调光技术对LED光源进行调光。具体地，控制电路140调整负载电压Vum的占空比DCvum以对LED光源进行调光。
图3是反驰式转换器120和LED驱动电路130的简化示意图。反驰式转换器120包括反驰式变压器210，反驰式变压器210具有与反驰式开关晶体管(例如，场效应晶体管(FET) Q212或其它合适的半导体开关)串联联接的一次绕组。反驰式变压器210的二次绕组经由ニ极管D214联接至总线电容器CBUS。总线电压反馈信号VBUS_FB由分压器生成，分压器包括联接在总线电容器Cbus两端的两个电阻器R216、R218。反驰式控制器222经由滤波器电路224和光耦合器电路226从控制电路140接收总线电压控制信号Vbus^，光耦合器电路226在反驰式转换器120与控制电路140之间提供电气隔离。反驰式控制器222可包括，例如，由Infineon Technologies制造的型号为TDA4863的部件。滤波器电路224可包括，例如，双级电阻-电容器(RC)滤波器，双级电阻-电容器(RC)滤波器用于生成滤波的总线电压控制信号VBUS_em，该总线电压控制信号VBUS_em的DC大小取决于总线电压控制信号VBUS_CNTL的占空比DCbus。反驰式控制器222还从与FET串联联接的反馈电阻器R228接收代表通过FET Q212的电流的控制信号。反驰式控制器222控制FET Q212以有选择地使电流流过反驰式变压器210，以生成总线电压VBUS。反驰式控制器222可操作为响应于滤波的总线电压控制信号VBUS_F的DC大小和通过FET Q212的电流的大小而使FET Q212以高频(例如，约150kHz或更少)导通和不导通，以控制总线电压Vbus的大小。具体地，控制电路140増加总线电压控制信号VBUS_em的占空比DCbus,使得滤波的总线电压控制信号VBUS_F的DC大小増加，以降低总线电压Vbus的大小。控制电路140降低总线电压控制信号VBUS_cm的占空比DCbus,以增加总线电压Vbus的大小。如前所述，LED驱动电路130包括线性调节器(S卩，可控阻抗电路)，线性调节器包括与LED光源102串联连接以传导负载电流Ium的功率半导体开关，例如，调节场效应晶体管(FET)Q232。可替换地，调节FET Q232可包括双极结型晶体管(BJT)、绝缘栅极双极型晶体管(IGBT )、或任何合适的晶体管。峰值电流控制信号Vipk通过滤波器电路234、放大器电路236、以及栅极电阻器R238联接至调节FET Q232的栅极。控制电路140可操作为控制峰值电流控制信号Vipk的占空比DCipk以将通过LED光源102的负载电流Ium的大小控制至目标负载电流ITKCT。滤波器电路234 (例如，双极RC滤波器)生成滤波的峰值电流控制信号VIPK_F，该滤波的峰值电流控制信号VIPK_F的DC大小取决于峰值电流控制信号Vipk的占空比DCipk,因此代表目标负载电流Itkot的大小。放大器电路236生成放大的峰值电流控制信号VIPK_A，该放大的峰值电流控制信号VIPK_A通过电阻器R238提供给调节晶体管Q232的栅极，从而调节晶体管Q232的栅极处的栅极电压Vipimj的大小取决于目标负载电流ITKCT。放大器电路236可包括例如増益a约为3的标准非反相运算放大器电路。包括反馈电阻器R244的反馈电路242与调节FET Q232串联联接，从而反馈电阻器两端所生成的电压代表负载电流Ium的大小。例如，反馈电阻器R244可具有约0. 0375 Q的电阻。反馈电路240还包括滤波器电路246 (例如，双极RC滤波器)，滤波器电路246联接于反馈电阻器R244与放大器电路248 (例如，増益P约为20的非反相运算放大器电路)之间。可替换地，放大器电路248可具有可变增益，该可变増益可由控制电路140控制并且范围位于约I与1000之间。放大器电路248生成负载电流反馈信号Vmad，该负载电流反馈信号Vmad被提供给控制电路140并代表负载电流1_的平均大小Iave，例如， Iave=Viload/ ( & * Rfb> (等式 I)
其中Rfb是反馈电阻器R244的电阻。当工作在电流负载控制模式下时，控制电路140控制调节FET Q232工作在线性区，从而负载电流Ium的大小取决于滤波的峰值电流控制信号VIPK_F的DC大小。换言之，调节FET Q232提供与LED光源102串联的可控阻抗。当工作在电压负载控制模式下时，控制电路140可操作为驱动调节FET Q232进入饱和区，从而负载电压Vum的大小约等于总线电压Vbus的大小(减去由调节FET Q232的导通状态(on-state)下的漏极-源极电阻RDS_QN和反馈电阻器R244的电阻导致的少量压降)。LED驱动电路130还包括调光FET Q250，调光FET Q250联接于调节FET Q232的栅极与电路公共端之间。来自控制电路140的调光控制信号Vdim被提供给调光FET Q250的栅极。当使调光FET Q250导通时，使调节FET Q232不导通，并且当使调光FET Q250不导通时，使调节FET Q232导通。当在电流操作模式期间使用PWM调光技术时，控制电路140调整调光控制信号Vdim的占空比DCdim以控制LED光源102的強度。随着调光控制信号Vdim的占空比DCdim增加，相应负载电流1_或负载电压Vum的占空比DCmeT、DCvtegt降低，反之亦然。当同时在电流负载控制模式和电压负载控制模式下使用PWM调光技术时，控制电路 140可操作为根据负载电流反馈信号Vmwil (其代表负载电流Ium的平均大小Iave)和调光控制信号Vdim的占空比DCdim计算负载电流1_的峰值大小IPK，即Ipk=Iave/ (I-DC臓)(等式 2)当在电流操作模式下使用CCR调光技术时，控制电路140使调光控制信号Vdim的占空比DCdim保持在上限调光占空比DChe处(例如，约0%，从而FET Q232总是导通)并调整目标负载电流Itkct (经由峰值电流控制信号Vipk的占空比DCipk)来控制LED光源102的强度。LED电压反馈信号Vu3^nh;由分压器生成,分压器包括两个电阻器R260、R262,这两个电阻器R260、R262联接至LED光源102的负端，从而LED电压反馈信号Vm_NE(；的大小代表在调节FET Q232与反馈电阻器R242的串联组合两端生成的调节器电压V-。控制电路140可操作为响应于总线电压反馈信号VBUS_FB和LED电压反馈信号V^nk来计算LED光源102两端所产生的负载电压Vwad的大小。当工作在电流负载控制模式下时，控制电路140可操作为调整总线电压Vbus的大小以将调节器电压Vkk的大小控制至目标调节器电压V (即，最小或“开断(drop-out)”电压，诸如，例如，约2伏)。通过将调节器电压Vkk控制至目标调节器电压VKE(；_TKCT，控制电路140能够使调节器电压的大小最小化(从而使调节FET Q232中所耗散的功率最小化)并且确保调节器电压不降得过低且负载电压Vumd不具有任何电压波紋。因此，控制电路140可操作为通过控制总线电压Vbus的大小来优化效率并降低LED驱动器100的总功率耗散，从而使功率耗散在反驰式转换器120与LED驱动电路130之间达到最佳平衡。换言之，控制电路140可操作为调整总线电压Vbus的大小来降低反驰式转换器120和LED驱动电路130中的总功率耗散。此外，由于负载电压不具有任何电压波纹，故负载电流1_的峰值大小Ipk保持恒定，并且LED光源102的強度保持恒定。图4A和4B是当在步骤310中控制电路首次启动时(例如，当LED驱动器100首次上电时)由LED驱动器100的控制电路140执行的启动程序300的简化流程图。如果在步骤312中LED驱动器100工作在电流负载控制模式(如储存在存储器170中)下，则控制电路140在步骤314、316中确定目标负载电流Itkot和调光方法是否已知(即，是否储存在存储器170中)。如果在步骤314、316中目标负载电流Itkot和调光方法是已知的并且在步骤318中调光方法是PWM调光技术，则控制电路140在步骤320中设调光控制信号Vdim的占空比DCdim等于下限调光占空比DQ。例如，下限占空比DQe可约为99%，使得调光FET Q250在99%的时间内都导通，从而使调光FET Q232在约1%的时间内导通(即，以将LED光源102的强度控制至下限強度UE)。如果在步骤318中调光方法是CCR调光技木，则控制电路140在步骤322中设调光控制信号Vdim的占空比DCdim等于上限调光占空比DChe(即，约0%)。控制电路140随后在步骤324中设峰值电流控制信号Vipk的占空比DCipk为最小峰值电流占空比 DCmin。接下来，控制电路140执行电流负载控制程序500 (将在下文中參照图6更加详
细地描述)以将流过反馈电阻器R242的负载电流Iumd的峰值大小Ipk调节至目标负载电流Itegt并将调节FET Q232和反馈电阻器R242的串联组合两端的调节器电压Vkk调节至目标调节器电压VKE(；_TK；T。控制电路140可使用上面所示的等式I和2根据负载电流反馈信号Viload的大小计算负载电流Ium的峰值大小IPK。如果在步骤326中负载电流Iuwd的峰值大小Ipk不等于目标负载电流Itkct，或者如果在步骤328中调节器电压Vkk (从LED电压反馈信号\ED-NE(；确定的)不等于目标调节器电压VKE(；_TK；T，则控制电路140再次执行电流负载控制程序500。控制电路140不断执行电流负载控制程序500直至在步骤326中负载电流Iumd等于目标负载电流ITR(；T以及在步骤328中调节器电压VREe等于目标调节器电压Vgnp当在步骤326中负载电流1_的峰值大小Ipk等于目标负载电流Itkct且在步骤328中调节器电压Vkk等于目标调节器电压VKE(；_TKCT时，控制电路140在步骤330中确定调光方法是否是PWM调光技术。如果不是，则启动程序300简单退出。然而，在步骤330中如果调光方法是PWM调光技术，则控制电路140在步骤332中设调光控制信号Vdim的占空比DCdim等于目标调光占空比DCtkct,以将LED光源102的强度控制至目标强度Ltkct并且启动程序300退出。如果在步骤314、316中目标负载电流Itkct或调光方法未知(即，未储存在存储器170中)，则控制电路140在步骤334中改变为CCR调光模式并且在步骤336中设调光控制イ目号Vdim的占空比DCdim等于上限调光占空比DChe并设目标负载电流ITRe等于最小负载电流Iload-Min (例如，约2毫安)。控制电路140随后使用电流负载控制程序500将负载电流Iujad调节为等于最小负载电流し_-_，随后启动程序300退出。如果在步骤312中LED驱动器100工作在电压负载控制模式并且在步骤338中目标负载电压Vtkct未知(S卩，未储存在存储器170中)，则控制电路140在步骤340中改变为电流负载控制模式。控制电路140随后在步骤334中改变为CCR调光模式并在步骤336中将调光控制信号Vdim的占空比DCdim设成上限调光占空比DChe并将目标负载电流Ira设成最小负载电流IMAD_MIN，随后控制电路140使用电流负载控制程序500将负载电路1_调节至最小负载电流I__MIN并且启动程序300退出。因为目标负载电流Itkot和调光方法中的至少ー个未知，故控制电路140控制反驰式转换器120和LED驱动电路130向LED光源102提供最小量的电流，以使LED光源不因暴露于过大电压或电流而损坏。參照图4B，如果在步骤312中LED驱动器100工作在电压负载控制模式下并且在步骤338中目标负载电压Vtkct是已知的(S卩，储存在存储器170中)，则控制电路140确定在电压负载控制模式期间使负载电流Ium受限的电流极限IUMIT。具体地，如果在步骤342中最大功率耗散Pmax除以目标负载电压Vtkot小于最大负载电流Imax,则控制电路140在步骤344中设电流极限Iumit等于最大功率耗散Pmax除以目标负载电压VTKCT。否则，控制电路140在步骤346中设电流极限Iumit等于最大负载电流IMX。在步骤348中，控制电流140将峰值电流控制信号Vipk的占空比DCipk设成最大峰值电流占空比DCmax (S卩，100%)。在步骤350中，控制电路140设调光控制イ目号Vdim的占空比DCdim等于下限调光占空比DCi^e,从而使调光FET Q250在99%的时间内导通，并且使调节FET Q232在约1%的时间内导通。接下来，控制电路140使用电压负载控制程序600(将在下文中參照图7更加详细地描述)将LED光源102两端的负载电压Vum调节至目标负载电压VTKCT。如果在步骤352中负载电压Vum不等于目标负载电压VTK；T，则控制电路140再次执行电压负载控制程序600。如果在步骤352中负载电压Vujad等于目标负载电压VTKCT，则控制电路140在步骤354中设 调光控制信号Vdim的占空比DCdim等于目标调光占空比DCtkct,以将LED光源102的强度控制至目标强度Ltkct,并且启动程序300退出。图5是由LED驱动器100的控制电路140执行(当目标负载电流Itkct或调光方法均为已知吋)的目标强度程序400的简化流程图。当在步骤410中目标强度Ltkot例如响应于由相位控制输入电路160生成的目标强度控制信号Vtkct的DC大小的变化而发生改变时，控制电路140执行目标强度程序400。如果在步骤412中LED驱动器100工作在电流负载控制模式(如存储器170中所储存的)下，则控制电路140在步骤414中确定LED驱动器是否使用PWM调光技术(如存储器170中所储存的)。如果是，则控制电路140在步骤416中响应于新的目标强度Ltkot调整调光控制信号Vdim的占空比DCdim,以将LED光源102的強度控制至新的目标强度Ltk;t。如果LED驱动器100在步骤412中工作在电流负载控制模式下并且在步骤414中使用CCR调光技术工作，则控制电路140在步骤418中响应于新的目标強度Ltkct而调整负载电流Ium的目标负载电流ITOT，随后目标强度程序400退出。具体地，在步骤418中，控制电路140调整峰值电流控制信号Vipk的占空比DCipk,以朝着目标负载电流Itkct控制负载电流Iumi的大小。如果在步骤412中LED驱动器100工作在电压负载控制模式下，则控制电路140在步骤416中响应于新的目标强度Ltkot调整调光控制信号Vdim的占空比DCdim,并且目标强度程序400退出。图6是当LED驱动器100工作在电流负载控制模式下时由控制电路140周期性执行的电流负载控制模式程序500的简化流程图。电流负载控制模式程序500允许控制电路140将流过反馈电阻器R242的负载电流1_的峰值大小Ipk调节至目标负载电流Itkct并通过控制总线电压Vbus的大小来控制调节FET Q232和反馈电阻器R242的串联组合两端的调节器电压Vkk的大小。例如，控制电路140可根据负载电流1_的平均大小Iave和调光控制信号Vdim的占空比DCdim确定负载电流Ium的峰值大小，BP, Ipk=Iave/(1 - DCdim),如上面的等式2所示。如果在步骤510中负载电流Ium的峰值大小Ipk小于目标负载电流ITKCT，则控制电路140在步骤512中使峰值电流控制信号Vipk的占空比DCipk增加预定百分比ADCipk。因此，调节FET Q232的栅极处的栅极电压Vipimj的大小将会增加，从而导致负载电流1_的峰值大小Ipk増加。如果在步骤510中负载电流Iujad不小于目标负载电流ITKeT,而在步骤514中负载电流1_大于目标负载电流ITKeT，则控制电路140在步骤516中使峰值电流控制信号Vipk的占空比DCipk减少预定百分比ADCipk,以减少负载电流1_的峰值大小IPK。接下来，控制电路140调整总线电压Vbus的大小以使调节器电压Vkk最小化，从而使FET Q232中的功率耗散最小化，并且确保调节器电压不降得太低并且负载电压Vumd不具有任何电压波紋。具体地，如果在步骤518中调节器电压V■(如通过LED电压反馈信号Vlemeg确定)大于目标调节器电压VKH；_TIffiT，则控制电路140在步骤520中使总线电压控制信号VBUS-c；m的占空比DCbus増加预定百分比ADCbus，以减少总线电压Vbus的大小，从而减少调节器电压V■的大小。如果在步骤518中调节器电压Vkk不大于目标调节器电压VKE(；_TKCT，而在步骤522中调节器电压Vkk小于目标调节器电压VKE(；_TKCT，则控制电路140在步骤524中使总线电压控制信号VBUS_cm的占空比DCbus减少预定百分比A DCbus,以增加总线电压Vbus的大小，从而确保调节器电压Vkk不降得太低。如果在步骤510、514中负载电流1_等于目标负载电流Itkct,并且在步骤518、522中调节器电压Vkk等于目标调节器电压V ，则电流负载控制模式程序500简单退出而不对峰值电流控制信号Vipk的占空比DCipk或总线电压控制信号In的占空比DCbus进行调整。图7是当LED驱动器100工作在电压负载控制模式下时由控制电路140周期性执 行的电压负载控制模式程序600的简化流程图。电压负载控制模式程序600允许控制电路140通过控制总线电压Vbus的大小来将负载电压Vum调节至目标负载电压Vtkct。如果在步骤610中负载电流Ium的大小小于电流极限Iumit，则控制电路140在步骤612中通过将总线电压Vbus的大小(如总线电压反馈信号VBUS_FB所代表的)减去调节器电压Vkk的大小(如LED电压反馈信号\ED_NE(；所代表的)来计算负载电压Vum的大小。如果在步骤614中负载电压Vload小于目标负载电压VTK；T，则控制电路140在步骤616中使用比例积分微分(PID)控制技术来减少总线电压控制信号VBUS_em的占空比DCbus,从而增加总线电压Vbus的大小，随后电压负载控制模式程序600退出。如果在步骤614中负载电压Vumd不小于目标负载电压Vtkct,而在步骤618中负载电压V_大于目标负载电压V胃，则控制电路140在步骤620中使用PID控制技术来增加总线电压控制信号VBUS_em的占空比DCbus,从而减少总线电压Vbus的大小，随后电压负载控制模式程序600退出。如果在步骤614中负载电压Vum不小于目标负载电压Vtkct,且在步骤618中负载电压Vumd不大于目标负载电压Vtkot (即，负载电压Vum等于目标负载电压VTKCT)，则电压负载控制模式程序600退出而不对总线电压控制信号VBUS_em的占空比DCbus进行调整。如果在步骤610中负载电流1_的大小大于或等于电流极限Iumit，则控制电路140在步骤622中开始工作在过流保护模式下，以将负载电流Ium限制为小于电流极限Ilimito例如，控制电路140可减少峰值电流控制信号Vipk的占空比DCipk直至在步骤624中负载电流Ium变得小于电流极限IUMIT。在过流保护模式期间，负载电压Vumd可降到目标负载电压Vtkct之下。当在步骤624中负载电流1_的大小依然大于或等于电流极限Iumit时，控制电路继续在步骤622中工作在过流保护模式下。当在步骤624中负载电流Ium的大小减小至电流极限Iumit之下时，控制电路140执行启动程序300 (如图4A和4B中所示)并且电压负载控制模式程序600退出。图8是根据本发明的第二个实施方式的LED驱动器700的LED驱动电路730的简化示意图。LED驱动电路730由控制电路740响应于峰值电流控制信号Vipk进行控制，其控制方式与第一个实施方式中控制电路130控制LED驱动电路130的方式相似。在电流负载控制模式下，控制电路740可操作为将负载电流Ium的峰值大小Ipk大致控制在最小负载电流Iummdn与最大负载电流Ium-Iax之间，以在调光范围内对LED光源102进行调光。根据本发明的第二个实施方式，最大负载电流比最小负载电流大至少则倍。例如，最小负载电流1_.可以约为2毫安，而最大负载电流Ilmd-IA)(可以约为2安培，从而最大负载电流比最小负载电流大1000倍。LED驱动电路730包括调节FET Q732，调节FET Q732与LED光源102串联连接以控制流过LED光源102的负载电流Ium的大小。LED驱动电路730包括滤波器电路734，滤波器电路734从控制电路740接收峰值电流控制信号Vipk并生成滤波的峰值电流控制信号VIPK_F。具体地，滤波器电路734包括双极RC滤波器，该双极RC滤波器具有两个电阻器R738A、R739A (例如，均具有约IOkQ的电阻)和两个电容器C738B、C739B (例如，均具有约IuF的电容)。如图8所示，滤波器电路734被引用(reference)至调节FET Q732的源极。滤波的峰值电流控制信号VIPK_F经由放大器电路736和电阻器R735 (例如，具有约150 Q的电阻)联接至调节FET Q732的栅极。放大器电路736可具有例如约为I的增益X，从而放大器电路简单地用作缓冲器。LED驱动电路730还包括调光FET Q750，调光FET Q750响应于来自控制电路140的调光控制信号Vdim被控制以使用PWM调光技术对LED光源102进行调光(与控制第一个实施方式的调光FET Q250的方式类似)。NPN双极结型晶体管Q752联接于滤波器电路732与放大器电路734之间以有选择地将滤波的峰值电流控制信号VIPK_F联接至放大器电路。调光FET Q750经由电阻器R754 (例如，具有约IOOkQ的电阻)联接至晶体管Q752的基板。电阻器R756联接于晶体管Q752的发射极与基极之间并具有例如约IOOkQ的电阻。当调光FET Q750被控制为导通吋，晶体管Q752也导通，从而将滤波的峰值电流控制信号VIPK_F联接至放大器电路734，使得调节FET Q732被控制为导通。当调光FET Q750被控制为不导通吋，晶体管Q752也不导通，从而滤波的峰值电流控制信号VIPK_F不被提供至放大器电路734,使得调节FET Q732不导通。
LED驱动电路730包括电流镜电路R760，电流镜电路R760联接于LED光源102的两端并生成代表负载电压Vum大小的负载电压反馈信号Vumi1I控制电路740接收负载电压反馈信号从而控制电路不需要通过从总线电压Vbus的大小减去调节器电压Vkk的大小来计算负载电压的大小(如第一个实施方式)。负载电压反馈信号Vummb还被提供给比较器762的反相输入端，从而为LED驱动电路730提供过压保护。当负载电压反馈信号Vload-PB的大小超过第一參考电压Vkefi的大小吋，比较器762可操作为将调节FET Q732的栅极朝着电路公共端下拉，从而使调节FET Q732不导通并且将负载电压Vum控制至约0伏。第一參考电Hvkefi的大小与代表led光源102过压状态的负载电压Vum的大小相对应。例如，对于2级LED光源,第一參考电压Vkefi的大小可被选择为在负载电压Vumd的大小超过约40伏时使调节FET Q732不导通。LED驱动电路730包括可调增益反馈电路770，可调增益反馈电路770允许控制电路740在最小负载电流与最大负载电流I_-Mx之间合适地测量负载电路1_的峰值大小Ipk，最大负载电流I_-mx可以比最小负载电流大约1000倍。可调增益反馈电路770包括用于生成负载电流反馈信号Viumd(与第一实施方式的反馈电路242的滤波器电路246和放大器电路248的方式类似)的滤波器电路746和放大器电路748。放大器电路748可包括具有増益y (例如，约20)的非反相运算放大器电路。可调增益反馈电路770被控制为响应于由控制电路740在工作于电流负载控制模式下时生成的增益控制信号Vmn调整负载电流反馈信号Viujad的大小。可调增益反馈电路770包括与调节FET Q732串联联接的两个反馈电阻器R772、R774(即，用于替换第一个实施方式的反馈电路242的反馈电阻器R244)。例如，电阻器R772、R774可分别具有约0. 0375Q和I. 96Q的电阻。FET Q775联接于第二反馈电阻器R774两端并被控制为导通和不导通以控制负载电流反馈信号Viumd的增益(即，大小)。增益控制信号Vmn经由包括FET Q776和两个电阻器R778、R779(例如，分别具有约5k Q和IkQ的电阻)的驱动电路联接至FET Q775的栅极。根据本发明的第二个实施方式，增益控制信号Vmn被控制为当负载电流1_的大小小于或等于阈值电流Ith (例如，约IOOmA)时调整可调增益反馈电路770的等效电阻RFB(从而増加可调增益反馈电路的増益)。负载电流Ium的大小经过位于LED驱动器700的调光范围的中部的阈值电流ITH。当负载电流1_的大小小于或等于阈值电流Ith时，増益控制信号Vmn被控制为高(即，约位于第三供电电压Vra处)，从而使FET Q776导通并且将FET Q775的栅极朝着电路公共端下拉。因此，使FET Q775不导通，并且第一和第二反馈电阻器R772、R774 (S卩，约2Q总电阻)均与调节FET Q732串联联接。当负载电流Ium的大小大于阈值电流Ith吋，增益控制信号Vmn被控制为低(即，约位于电路公共端处)以使FET Q776不导通，从而将FET Q775的栅极朝着第二供电电压Vra上拉，并且使FET Q775导通。因此，仅第一反馈电阻器R772 (8卩，约0.0375 0)与调节？￡10732串联联接。例如，控制电路740可使用一些滞后来控制增益控制信号VMIN，使得FET Q775不被快速且不稳定地导通和不导通。当使可调增益反馈电路770的FET Q775导通和不导通时，在与调节FET Q732串联联接的电阻发生阶跃变化(从而调节FET的源极处的电压的大小发生阶跃变化)。因此，还可能存在负载电流1_的急骤变化，这可能导致LED光源102的強度的微小且暂时的增加或減少(即，“尖头信号(blip)”)。因为阈值电流Ith位于LED驱动器100的调光范围的中部，故当LED光源的強度被调高或调低时，非常期望LED光源102的強度不出现起伏。由于滤波器电路732被引用至调节FET Q732的源极，故该源极处的电压大小的变化不会对峰值电流控制信号Vipk的大小造成很大影响，从而也不对调节FET Q732的栅极-源极电压造成很大影响。因此，当在阈值电流Ith处使FET Q775导通和不导通吋，负载电流Iujad的大起伏被最小化(因此LED光源102的強度的大起伏也被最小化)。此外，每当负载电流1_的大小转变到阈值电流Ith之上或之下时，控制电路740都“预加载(pre-load)”峰值电流控制信号VIPK，以避免负载电流Ium的大起伏，从而避免LED光源102的強度的大起伏。具体地，当负载电流Ium的大小转变经过(transitionacross)阈值电流Ith时，控制电路740进入转变模式，在转变模式中，调节FET Q732的闭环控制(即，电流负载控制程序500)被暂停。在进入转变模式之后，控制电路740将峰值电流控制信号Vipk调整预定的校正因数AVipk,随后在控制增益控制信号Vmn以使FET Q775导通或不导通之前等待第一延迟时间TDEUYi (例如，约I至2毫秒)。在控制FET Q775之后，控制电路740等待第二延迟时间Tdeuy2，在此之后，控制电路退出转变模式并继续调节FETQ732的闭环控制。例如，当负载电流1_的大小已经转变到阈值电流Ith之上时，第二延迟时间Tdeuy2可以约为10毫秒，并且当负载电流1_的大小已经转变到阈值电流Ith之下吋，第二延迟时间Tdeuy2可以约为4毫秒。參照图8，LED驱动电路730还包括过流保护电路，过流保护电路具有放大器764(例如，具有约为2的増益z)和比较器766。当负载电流1_的大小增加以使比较器766的非反相输入端处的电压大小超过第二參考电压Vkef2的大小吋，比较器766可操作为将调节FETQ732的栅极朝着电路公共端下拉，从而使调节FET Q732不导通并将负载电流Iujad控制至约O安培。第二參考电压Vkef2的大小对应于代表通过LED光源102的过流状态的负载电流1_的大小。例如，第二參考电压Vkef2的大小可被选择为使调节FET Q732在负载电流Iload的大小超过约4安培时不导通。图9是当LED驱动器700工作在电流负载控制模式下时由控制电路740周期性执行的转变模式程序800的简化流程图。在转变模 式程序800期间，如果负载电流Iumd的大小刚好转变经过阈值电流ITH，则控制电路740开始工作在转变模式。当转变模式程序800开始时，如果在步骤810中控制电路740未处于转变模式，则控制电路首先执行电流负载控制程序500 (如图6所示)。例如，控制电路740可使用上面所示的等式I和2计算负载电流Ium的峰值大小Ipk，其中可调增益反馈电路770的等效电阻Rfb取决于FET Q775的状态。例如，等效电阻Rfb在FET Q775导通时可约等于电阻器R772的电阻，并且在FET Q775不导通时可约等于第一和第二反馈电阻器R772、R774的串联组合的电阻。在执行电流负载控制模式程序500之后，控制电路740随后进行检查以确定负载电流1_的大小是否刚好转变经过阈值电流ITH。具体地，如果在步骤812中负载电流1_的大小已经升至阈值电流Ith之上，则控制电路740在步骤814中使峰值电流控制信号Vipk増加校正因数AVipk并且在步骤816中进入转变模式(即，电流负载控制程序500的执行被暂停)。控制电路740随后在步骤818中将第一延迟定时器初始化成第一延迟时间Tdeuyi并启动相对于时间数值递减的第一延迟定时器，随后转变模式程序800退出。如果在步骤820中负载电流1_的大小已经降至阈值电流Ith之下，则控制电路740在步骤822中使峰值电流控制信号Vipk减去校正因数A Vipk,在步骤816中进入转变模式，并且在步骤818中将第一延迟定时器初始化成第一延迟时间Tdelayi,随后转变模式程序800退出。当在步骤810中控制电路740处于转变模式时，控制电路740不执行电流负载控制程序500，而是操作为控制FET Q775以调整可调增益反馈电路770的增益。具体地，当在步骤824中第一延迟定时器到时并且在步骤826中负载电流Ium的大小已经升至阈值电流Ith之上时，控制电路740在步骤828中驱动增益控制信号Vmn降低以使FETQ775导通，从而仅第一反馈电阻器R722与调节FET Q732串联联接。控制电路740随后在步骤830中将可调增益反馈电路770的等效电阻Rfb更新为仅等于电阻器R772的电阻。在步骤832中，控制电路740将第二延迟定时器初始化成第二延迟时间Tdelay2,并启动相对于时间数值递减的第二延迟定时器，随后转变模式程序800退出。当在步骤824中第一延迟定时器到时并且在步骤826中负载电流1_的大小已经降至阈值电流Ith之下时，控制电路740在步骤834中驱动增益控制信号Vmn升高以使FETQ775不导通，从而第一和第二反馈电阻器R722、R774均与调节FET Q732串联联接。控制电路740随后在步骤830中将可调增益反馈电路770的电阻Rfb调整为等于电阻器R772、R774的串联组合的电阻，并在步骤832中启动具有第二延迟时间Tdeuy2的第二延迟定时器，随后转变模式程序800退出。当在步骤836中第二延迟定时器到时时，控制电路740在步骤838中退出转变模式，从而当转变模式程序800再次被执行吋，电流负载控制程序500将被执行。
图10是根据本发明的第三个实施方式的LED驱动器900的简化框图。第三个实施方式的LED驱动器900包括许多与如图2所示的第一个实施方式的LED驱动器100相似的功能块。然而，第三个实施方式的LED驱动器900不包括电源150。相反地，LED驱动器900包括升降压反驰式转换器920，升降压反驰式转换器920在总线电容器CBUS两端生成可变DC总线电压VBUS，并生成用于为LED驱动器的电路供电的各DC供电电压Vra、Vrc2、VCC3。此外，LED驱动电路930包括向控制电路940提供第一和第二负载电流反馈信号Viloadi> Viload2的多输出反馈电路970 (图12)。第一负载电流反馈信号Viumi的特征在于应用于负载电流1_的平均大小Iave的第一増益Yェ，并且第二负载电流反馈信号Vium2的特征在于第二增益Y2。第二增益Y2 (例如，约101)大于第一增益Y1 (例如，约1)，使得第一和第二负载电流反馈信号Viujadi. Viload2提供负载电流1_的平均大小Iave的两种不同的缩放比例表示。控制电路940使用第一和第二负载电流反馈信号Viujadi、Viload2来确定负载电流1_的峰值大小IPK，负载电流Ium的峰值大小Ipk的范围位于最小负载电流IMAD-MIN与 最大负载电流I_-MX之间(下面将更加详细地介绍)。因此，最大负载电流Iu)AD-MX可比最小负载电流Ilmd-min大至少100倍,例如,与第二个实施方式中ー样,最大负载电流(可比最小负载电流Ium-M1n大约1000倍。图11是本发明的第三个实施方式的LED驱动器900的反驰式转换器920的简化电路图。反驰式转换器920包括反驰式变压器910，反驰式变压器910具有与FET Q912和反馈电阻器R926串联联接的一次绕组。反驰式变压器910的二次绕组经由ニ极管D914联接至总线电容器CBUS。反驰式变压器910的二次绕组包括生成中心抽头电压Vtap的中心抽头，中心抽头电压Vtap的大小与总线电压Vbus的大小成正比。总线电压反馈信号VBUS_FB由包括联接在总线电容器Cbus两端的两个电阻器R916、R918的分压器生成并被提供至控制电路140。中心抽头电压Vtap用于生成第二供电电压Ncc2和第三供电电压Vcra，下面将更加详细地描述。 反驰式转换器920包括反驰式控制器922，反驰式控制器922以类似于第一个实施方式的反驰式转换器120的反驰式控制器222的方式工作，以在总线电容器Cbus两端生成总线电压VBUS。反驰式控制器922响应于从控制电路140(经由滤波器电路924和光耦合器电路926)接收的总线电压控制信号VBUS_cm和从反馈电阻器R928接收并代表通过FET Q912的电流的控制信号来控制FET Q912。反驰式转换器920包括反驰式控制器电源932，反驰式控制器电源932用于在电容器C929 (例如，具有约200iiF的电容)两端生成第一 DC供电电压Vra (例如，约14伏，用于为反驰式控制器922供电)。反驰式控制器电源932联接至反驰式变压器910的供电绕组910A，使得反驰式控制器电源仅能够在反驰式转换器920有源地生成DC总线电压Vbus的同时(即，在反驰式控制器922已经启动之后)生成第一 DC供电电压Vra。反驰式控制器电源932包括传输晶体管供电器(pass-transistor supply),传输晶体管供电器包括NPN双极结型晶体管Q934、电阻器R935 (例如，具有约IOkQ的电阻)、齐纳ニ极管Z936 (例如，具有约14伏的击穿电压)、以及ニ极管D938。晶体管Q934的发射极通过ニ极管D938联接至电容器C929并且齐纳ニ极管Z936联接至晶体管Q934的基板。因此，电容器C929能够通过晶体管Q934充电至约等于齐纳ニ极管Z936的击穿电压减去晶体管的基极-发射极压降和ニ极管D938的ニ极管压降得到的电压。
由于反驰式控制器电源932仅能够在反驰式转换器920有源地生成DC总线电压Vbus的同时生成第一 DC供电电压Vra,故反驰式转换器还包括允许电容器C929在反驰式控制器922启动之前进行充电的启动电源950。启动电源950包括猫耳式(cat_ear)电源，猫耳式电源包括FET Q952，FET Q952用于允许电容器C929通过ニ极管D954和电阻器R956(例如，具有约I Q的电阻)从整流电压Vkect充电。FET Q952的栅极通过两个电阻器R958、R960(例如，分别具有约250kQ和200kQ的电阻)联接至整流电压Vkect，从而在AC电源104的半周期开始之后，FET952立即导通以允许电容器C929充电。NPN双极结型晶体管Q962联接至FET Q952的栅极以在启动电源950中提供过流保护。具体地，如果通过FET Q952的电流增加以使电阻器R956两端的电压超过晶体管Q952的额定的基极-发射极电压，则晶体管Q962变得导通，从而使FET 952不导通。FET Q952的栅极经由NPN双极结型晶体管Q964联接至电路公共端。晶体管Q964的基极经由电阻器R958、齐纳ニ极管Z965 (例如，具有约5. 6伏的击穿电压)、以及另ー个 电阻器R966 (例如，具有约IMQ的电阻)联接至整流电压VKECT。电阻器R968联接于晶体管Q964的基极和发射极之间并具有例如约392k Q的电阻。当整流电压Vkect的大小增加以使电阻器R968两端的电压超过齐纳ニ极管Z965的击穿电压和晶体管Q964的基极-发射极电压时，使晶体管Q964导通，从而朝着电路公共端下拉FET 952的栅极。因此，使FET 952不导通以防止电容器C929从整流电压Vkect充电。因此，启动电源950仅允许电容器C929在AC电源104的过零点附近充电，从而在反驰式控制器922的启动期间提供更有效的工作，例如与简单地使单晶体管联接于整流电压Vkect与电容器C929之间相比。在电容器C929适当充电(即，第一 DC供电电压Vra的大小已经超过反驰式控制器922的额定工作电压)之后，反驰式控制器电源932能够生成第一 DC供电电压Vra，并且启动电源950停止工作。然而，如果供电绕组9IOA两端的电压降至约第一 DC供电电压Vra之下，则启动电源950可在正常工作期间再次开始工作。反驰式转换器920还包括第一和第二电源980、990，第一和第二电源980、990具有联接在一起的输出端。在LED驱动器900的不同工作模式期间，第一和第二电源980、990单独工作(例如，以互补的方式)以在电容器C972 (例如，具有约0. I UF的电容)两端生成第二 DC供电电压Vee2。第一电源980通过ニ极管D974联接至反驰式变压器910的中心抽头并从电容器C976拉取电流，电容器C976联接至第一电源的输入端并具有例如约220 u F的电容。第二电源990联接至总线电压Vbus并因此从总线电容器Cbus拉取电流。线性调节器999接收第二 DC供电电压\C2并在输出电容器C978 (例如，具有约2. 2 y F的电容)两端生成第三DC供电电压Vcc3。总线电压Vbus的大小被控制电路940控制为优化效率并降低LED驱动器100在电流负载控制模式程序500期间的总功率耗散，并且以与第一个实施方式的控制电路140相似的方式(即，在电压负载控制模式程序600期间)将负载电压Vumd调节至目标负载电压V胃。当中心抽头电压Vtap的大小高于切换电压Vot (例如，约10伏)时，第一电源980 (而不是第二电源990)工作以对电容器C972进行充电。当中心抽头电压Vtap的大小低于切换电压Vot时，第一电源980停止对电容器C972的充电，并且第二电源990工作以对电容器C972进行充电。因此，反驰式转换器920提供宽的输出范围并且仅增加一个高频开关晶体管(即，FET Q912)以生成三个DC供电电压Vra、Vcc2、Vcra。
电源980、990均包括传输晶体管供电器。第一电源980包括NPN双极结型晶体管Q982，NPN双极结型晶体管Q982联接于ニ极管D974与电容器C972之间以将电流传导至电容器C972。第一电源980还包括电阻器R984，电阻器R984联接于晶体管Q982的集电极与发射极之间并具有例如约IOkQ的电阻。ニ极管D985和齐纳ニ极管Z986 (例如，具有约10伏的击穿电压)串联联接于晶体管Q982的基极与电路公共端之间，使得电容器C972能够充电至约等于齐纳ニ极管的击穿电压的电压。ニ极管D988从晶体管Q982的发射极联接至集电极，从而当晶体管Q982不导通吋，电容器C972两端的电压保持在第二 DC供电电压Vcc2之下的约ニ极管压降处。第二电源990包括NPN双极结型晶体管Q992和电阻器R994，NPN双极结型晶体管Q992联接于总线电压Vbus与电容器C972之间，电阻器R994联接于晶体管Q992的集电极与基极之间并具有例如约IOkQ的电阻。第二电源990还包括齐纳ニ极管Z986，齐纳ニ极管Z986联接于晶体管Q992的基极与电路公共端之间，使得电容器C972可操作为通过晶体管Q992充电至约等于齐纳ニ极管的击穿电压减去晶体管Q992的基极-发射极电压得到的电压。当中心抽头电压Vtap的大小降至切换电压Vot之下并且第一电源980的ニ极管D988变 成正向偏置时，第二电源990开始生成第二 DC供电电压\C2。由于第一电源980的齐纳ニ极管Z986和第二电源990的齐纳ニ极管Z996具有相同的击穿电压(即，约10伏)，故第二电源可替换地不包括齐纳ニ极管Z996并且第一和第二电源可“共享”齐纳ニ极管Z986。具体地，第二电源990的晶体管Q992的基极可联接至第一电源980的ニ极管D985和齐纳ニ极管Z986的连接处。图12是根据本发明的第三个实施方式的LED驱动器900的LED驱动电路930的简化示意图。如前所述，LED驱动器电路930包括多输出反馈电路970，多输出反馈电路970生成两个负载电流反馈信号Viujadi,VIUM2。控制电路940能够控制FET Q775仅联接至电阻器R772或者联接至与调节FET Q732串联的电阻器R772、R774的串联组合。第一负载电流反馈信号Viumi由滤波器电路746产生，因此仅仅是反馈电路970两端所产生的电压的滤波版本(即，根据FET Q775的状态，或者是电阻器R772两端的电压，或者是电阻器R772、R774的串联组合两端的电压)。換言之，第一负载电流反馈信号Viumdi的第一増益Y1约为I。第ニ负载电流反馈信号Viuwd2是反馈电路970两端所产生的电压的放大版本(即，如放大器电路948所产生)，从而第二负载电流反馈信号Viuwd2的第二增益Y2约为101。换言之,第二负载电流反馈信号Vium2的大小约等于第一负载电流反馈信号Viumi的大小乘以第二増益Y 2 °第一控制电路940可操作为响应于负载电流反馈信号VIU)AD1、Viload2而适当控制调节FET Q732。具体地，当第二负载电流反馈信号Viujad2的大小高于最大电压阈值VTH_MX吋，控制电路940使用第一负载电流反馈信号Viumi来确定负载电流Ium的峰值大小IPK。当第二负载电流反馈信号Viumd2的大小低于最小电压阈值VTH_MIN时,控制电路940使用第二负载电流反馈信号Viuwd2来确定负载电流Iuwd的峰值大小IPK。例如,最大和最小电压阈值Vth-MPVtmin可分别为约3伏和约2. 95伏。換言之，当第二负载电流反馈信号Viujad2的大小小于2. 95伏时，控制电路940仅使用第二负载电流反馈信号来确定负载电流1_的峰值大小Ipk，2. 95伏小于控制电路940的微处理器的额定最大电压(例如，约3. 3伏)。当第二负载电流反馈信号Vium2的大小超过3伏(并且还可能超过微处理器的额定最大电压)时，控制电路940使用第一负载电流反馈信号(具有小于微处理器的额定最大电压的大小)来确定负载电流Ium的峰值大小IPK。当第二负载电流反馈信号Vmwil2的大小位于最大电压阈值Vthax与最小电压阈值Vthin之间时，控制电路940 “结合”(即，组合)第一和第二负载电流反馈信号VIUM1、Viload2来确定用作负载电流Ium的大小的值。具体地，控制电路940使用第一和第二负载电流反馈信号νιωΑΜ、Viload2的加权和来计算负载电流1_的大小，其中加权系数m和η的值各自为第二负载电流反馈信号Vium2的大小的函数。可替换地，加权系数的值可各自为第一负载电流反馈信号Viumi的大小的函数。此外，可替换地，加权系数的值可各自从查找表调取，或 可被计算为在第一和第二负载电流反馈信号VIU)AD1、Viload2中的任何ー个的大小降至最大电压阈值VTH_MX之下或升至最小电压阈值VTH_MIN之上后所经过的时间的函数。根据本发明的第三个实施方式，在LED驱动器900的正常工作期间，控制电路940不控制增益控制信号Vmn来控制FET Q775。換言之，控制电路940不根据在调光范围的中部的某一点处的负载电流Ium的大小使FET Q775导通和不导通。第三个实施方式的LED驱动器900的存储器170在制造时被编程为使FET Q775在工作期间的所有时间内导通或者不导通。即使增益控制信号Vmn在LED驱动器900的正常工作期间不被调整(并且仅在制造时被调整)，FET Q775仍然允许使用单件电气硬件来控制具有多种不同额定电压和/或额定电流的LED光源。图13是当LED驱动器900工作在电流负载控制模式下时由控制电路940周期性执行的负载电流反馈程序1000的简化流程图。如果在步骤1010中第二负载电流反馈信号Viload2的大小大于最大电压阈值,则控制电路940在步骤1012中作为第一负载电流反馈信号Viuwdi的大小的函数计算负载电流Iujad的峰值大小Ipk,例如，
权利要求
1.一种用于对输送至电负载的功率量进行控制的负载控制电路，所述负载控制电路包括 调节晶体管，适于与所述负载串联联接以控制流过所述负载的负载电流的大小，从而控制输送至所述负载的功率量；以及 反馈电路，与所述调节晶体管串联联接并可操作为生成代表所述负载电流的大小的第一负载电流反馈信号， 其中所述调节晶体管响应于根据所述第一负载电流反馈信号确定的所述负载电流的大小而工作在线性区，使得所述负载控制电路能够将流过所述负载的所述负载电流的大小控制在最小负载电流与最大负载电流之间，所述最大负载电流比所述最小负载电流大至少约1000倍。
2.如权利要求I所述的负载控制电路，还包括 控制电路，可操作地联接至所述调节晶体管以响应于所述第一负载电流反馈信号而控制所述调节晶体管工作在线性区，从而调整流过所述负载的所述负载电流的大小。
3.如权利要求2所述的负载控制电路，其中，所述反馈电路生成代表所述负载电流的大小的第二负载电流反馈信号，所述第一负载电流反馈信号和所述第二负载电流反馈信号分别以应用于所述负载电流的大小的第一増益和第二増益为特征，所述第一増益不同于所述第二増益，所述控制电路可操作为响应于所述第一负载电流反馈信号和所述第二负载电流反馈信号而确定所述负载电流的大小。
4.如权利要求3所述的负载控制电路，其中，当所述第二负载电流反馈信号的大小大于第一阈值电压时，所述控制电路仅使用所述第一负载电流反馈信号来确定所述负载电流的大小，并且当所述第二负载电流反馈信号的大小小于第二阈值电压时，所述控制电路仅使用所述第二负载电流反馈信号来确定所述负载电流的大小。
5.如权利要求4所述的负载控制电路，其中，当所述第二负载电流反馈信号的大小位于所述第一阈值电压与所述第二阈值电压之间时，所述控制电路组合所述第一负载电流反馈信号和所述第二负载电流反馈信号来确定所述负载电流的大小。
6.如权利要求5所述的负载控制电路，其中，当所述第二负载电流反馈信号的大小位于所述第一阈值电压与所述第二阈值电压之间时，所述控制电路使用所述第一负载电流反馈信号和所述第二负载电流反馈信号的加权和来确定所述负载电流的大小。
7.如权利要求5所述的负载控制电路，其中，所述第一负载电流反馈信号和所述第二负载电流反馈信号的加权和的加权系数是所述第二负载电流反馈信号的大小的函数。
8.如权利要求5所述的负载控制电路，其中，所述第一负载电流反馈信号和所述第二负载电流反馈信号的加权和的加权系数是自所述第二负载电流反馈信号的大小转变经过所述第一阈值电压和所述第二阈值电压中的任何ー个起所经过的时间量的函数。
9.如权利要求4所述的负载控制电路，其中，所述第二增益大于所述第一増益。
10.如权利要求9所述的负载控制电路，其中，所述第一増益约为I。
11.如权利要求4所述的负载控制电路，其中，当所述第二负载电流反馈信号的大小位于所述第一阈值电压与所述第二阈值电压之间时，所述控制电路组合所述第一负载电流反馈信号和所述第二负载电流反馈信号来确定所述负载电流的大小。
12.如权利要求2所述的负载控制电路，其中，所述反馈电路包括可调增益反馈电路，所述可调増益反馈电路与所述调节FET串联联接并可操作为生成代表所述负载电流的平均大小的负载电流反馈信号，所述可调増益反馈电路包括与所述调节FET串联联接的第一电阻器和第二电阻器、以及联接于所述第二电阻器两端的増益调整晶体管，所述控制电路联接至所述可调増益反馈电路以控制所述增益调整晶体管导通和不导通，使得当所述增益调整晶体管不导通时，所述第一电阻器和第二电阻器的串联组合与所述调节FET串联联接，并且当所述增益调整晶体管导通时，仅所述第一电阻器与所述调节FET串联联接，当所述负载电流的大小小于阈值电流时，所述控制电路使所述增益调整晶体管不导通。
13.如权利要求12所述的负载控制电路，其中，所述控制电路可操作为 生成电流控制信号以控制所述调节晶体管工作在线性区，从而控制流过所述负载的所述负载电流的大小； 检测到所述负载电流的大小小于所述阈值电流； 随后响应于所述负载电流的大小而暂停对所述调节晶体管的控制； 将所述电流控制信号的大小调整预定量； 随后等待第一延迟时间；以及 在所述第一延迟时间结束时使所述增益调整晶体管不导通。
14.如权利要求13所述的负载控制电路，其中，所述控制电路还可操作为在使所述增益调整晶体管不导通之后等待第二延迟时间，以及在所述第二延迟时间结束时响应于所述负载电流的大小而继续控制所述调节晶体管。
15.如权利要求14所述的负载控制电路，还包括 滤波器电路，串联联接于所述控制电路与所述调节晶体管的栅极之间，所述滤波器电路可操作为从所述控制电路接收所述电流控制信号，所述滤波器电路被引用至所述调节晶体管的源扱。
16.如权利要求12所述的负载控制电路，其中，所述控制电路可操作为使用脉宽调制技术控制所述调节晶体管以调整输送至所述负载的功率量，当所述负载电流的瞬时大小约为O安培时，所述控制电路使所述增益调整晶体管在脉宽调制的负载电流的波谷期间不导通和导通。
17.ー种用于控制LED光源的LED驱动器，所述LED驱动器包括 功率转换器电路，可操作为接收整流的AC电压并生成DC总线电压； LED驱动电路，可操作为接收所述总线电压并控制流过所述LED光源的负载电流的大小，所述LED驱动电路包括反馈电路，所述反馈电路可操作为生成代表所述负载电流的大小的第一负载电流反馈信号；以及 控制电路，可操作地联接至所述LED驱动电路以响应于所述第一负载电流反馈信号而控制通过所述负载的所述负载电流的大小，使得所述负载控制电路能够将流过所述负载的所述负载电流的大小控制在最小负载电流与最大负载电流之间，所述最大负载电流比所述最小负载电流大至少约100倍。
18.如权利要求17所述的LED驱动器，其中，所述反馈电路生成代表所述负载电流的大小的第二负载电流反馈信号，所述第一负载电流反馈信号和所述第二负载电流反馈信号分别以应用于所述负载电流的大小的第一増益和第二増益为特征，所述第一増益不同于所述第二増益，所述控制电路可操作为响应于所述第一负载电流反馈信号和所述第二负载电流反馈信号而确定所述负载电流的大小。
19.如权利要求18所述的LED驱动器，其中，当所述第二负载电流反馈信号的大小大于第一阈值电压时，所述控制电路仅使用所述第一负载电流反馈信号来确定所述负载电流的大小，并且当所述第二负载电流反馈信号的大小小于第二阈值电压时，所述控制电路仅使用所述第二负载电流反馈信号来确定所述负载电流的大小。
20.如权利要求19所述的LED驱动器，其中，当所述第二负载电流反馈信号的大小位于所述第一阈值电压与所述第二阈值电压之间时，所述控制电路组合所述第一负载电流反馈信号和所述第二负载电流反馈信号来确定所述负载电流的大小。
21.如权利要求20所述的LED驱动器，其中，当所述第二负载电流反馈信号的大小位于所述第一阈值电压与所述第二阈值电压之间时，所述控制电路使用所述第一负载电流反馈信号和所述第ニ负载电流反馈信号的加权和来确定所述负载电流的大小。
22.如权利要求21所述的LED驱动器，其中，所述第一负载电流反馈信号和所述第二负载电流反馈信号的加权和的加权系数是所述第二负载电流反馈信号的大小的函数。
23.如权利要求21所述的LED驱动器，其中，所述第一负载电流反馈信号和所述第二负载电流反馈信号的加权和的加权系数是自所述第二负载电流反馈信号的大小转变经过所述第一阈值电压和所述第二阈值电压中的任何ー个起所经过的时间量的函数。
24.如权利要求17所述的LED驱动器，其中，所述LED驱动电路还包括调节晶体管，所述调节晶体管适于与所述负载串联联接以控制流过所述负载的所述负载电流的大小，所述控制电路可操作地联接至所述调节晶体管以响应于所述第一负载电流反馈信号而控制所述调节晶体管工作在线性区，从而调整通过所述负载的所述负载电流的大小。
25.如权利要求24所述的LED驱动器，其中，所述反馈电路包括可调增益反馈电路，所述可调増益反馈电路与所述调节FET串联联接并可操作为生成代表所述负载电流的大小的负载电流反馈信号，所述可调増益反馈电路包括与所述调节FET串联联接的第一电阻器和第二电阻器、以及联接于所述第二电阻器两端的増益调整晶体管，所述控制电路联接至所述可调増益反馈电路以控制所述增益调整晶体管导通和不导通，使得当所述增益调整晶体管不导通时，所述第一电阻器和第二电阻器的串联组合与所述调节FET串联联接，并且当所述增益调整晶体管导通时，仅所述第一电阻器与所述调节FET串联联接，当所述负载电流的大小小于阈值电流时，所述控制电路使所述增益调整晶体管不导通。
26.如权利要求25所述的LED驱动器，其中，所述控制电路可操作为 生成电流控制信号以控制所述调节晶体管工作在线性区，从而控制流过所述LED光源的所述负载电流的大小； 检测到所述负载电流的大小小于所述阈值电流； 随后响应于所述负载电流的大小而暂停对所述调节晶体管的控制； 将所述电流控制信号的大小调整预定量； 随后等待第一延迟时间；以及 在所述第一延迟时间结束时使所述增益调整晶体管不导通。
27.如权利要求24所述的LED驱动器，其中，所述控制电路可操作为使用脉宽调制技术控制所述调节晶体管以调整所述LED光源的強度，当所述负载电流的瞬时大小约为0安培时，所述控制电路使所述增益调整晶体管在脉宽调制的负载电流的波谷期间不导通和导通。
28.如权利要求17所述的LED驱动器，其中，所述最大负载电流比所述最小负载电流大至少约1000倍。
29.一种用于对输送至电负载的功率量进行控制的负载控制电路，所述负载控制电路包括 调节晶体管，适于与所述负载串联联接以控制流过所述负载的负载电流的大小，从而控制输送至所述负载的功率量； 反馈电路，与所述调节晶体管串联联接并可操作为生成代表所述负载电流的大小的第一负载电流反馈信号和第二负载电流反馈信号，所述第一负载电流反馈信号和所述第二负载电流反馈信号分别以与所述负载电流的大小有关的第一増益和第二増益为特征，所述第一増益不同于所述第二増益；以及 控制电路，可操作为响应于所述第一负载电流反馈信号和所述第二负载电流反馈信号而确定所述负载电流的大小，所述控制电路可操作地联接至所述调节晶体管以响应于根据所述第一负载电流反馈信号和所述第二负载电流反馈信号确定的所述负载电流的大小而控制所述调节晶体管工作在线性区，从而调整流过所述负载的所述负载电流的大小。
30.如权利要求29所述的负载控制电路，其中，当所述第二负载电流反馈信号的大小大于第一阈值电压时，所述控制电路仅使用所述第一负载电流反馈信号来确定所述负载电流的大小，并且当所述第二负载电流反馈信号的大小小于第二阈值电压时，所述控制电路仅使用所述第二负载电流反馈信号来确定所述负载电流的大小。
31.如权利要求30所述的负载控制电路，其中，当所述第二负载电流反馈信号的大小位于所述第一阈值电压与所述第二阈值电压之间时，所述控制电路组合所述第一负载电流反馈信号和所述第二负载电流反馈信号来确定所述负载电流的大小。
32.如权利要求31所述的负载控制电路，其中，所述第二负载电流反馈信号的大小位于所述第一阈值电压与所述第二阈值电压之间时，所述控制电路使用所述第一负载电流反馈信号和所述第二负载电流反馈信号的加权和来确定所述负载电流的大小。
33.如权利要求32所述的负载控制电路，其中，所述第一负载电流反馈信号和所述第ニ负载电流反馈信号的加权和的加权系数是所述第二负载电流反馈信号的大小的函数。
34.如权利要求32所述的负载控制电路，其中，所述第一负载电流反馈信号和所述第ニ负载电流反馈信号的加权和的加权系数是自所述第二负载电流反馈信号的大小转变经过所述第一阈值电压和所述第二阈值电压中的任何ー个起所经过的时间量的函数。
35.如权利要求31所述的负载控制电路，其中，所述第二增益大于所述第一増益。
36.如权利要求35所述的负载控制电路，其中，所述第一増益约为I。
37.如权利要求29所述的负载控制电路，其中，当所述第二负载电流反馈信号的大小位于所述第一阈值电压与所述第二阈值电压之间时，所述控制电路组合所述第一负载电流反馈信号和所述第二负载电流反馈信号来确定所述负载电流的大小。
38.如权利要求29所述的负载控制电路，其中，所述控制电路能够在最小负载电流与最大负载电流之间控制输送至所述负载的功率量，所述最大负载电流比所述最小负载电流大至少约1000倍。
39.一种用于对输送至电负载的功率量进行控制的负载控制电路，所述负载控制电路包括 调节晶体管，适于与所述负载串联联接以控制流过所述负载的负载电流的大小，从而控制输送至所述负载的功率量； 可调增益反馈电路，与所述调节FET串联联接并可操作为生成代表所述负载电流的大小的负载电流反馈信号，所述可调増益反馈电路包括与所述调节FET串联联接的第一电阻器和第二电阻器、以及联接于所述第二电阻器两端的増益调整晶体管； 控制电路，可操作地联接至所述调节晶体管以控制所述调节晶体管从而调整通过所述负载的所述负载电流的大小，所述控制电路还联接至所述可调増益反馈电路以使所述增益调整晶体管导通和不导通，使得当所述增益调整晶体管不导通时，所述第一电阻器和所述第二电阻器的串联组合与所述调节FET串联联接，并且当所述增益调整晶体管导通时，仅所述第一电阻器与所述调节FET串联联接；以及 其中，当所述负载电流的大小小于阈值电流时，所述控制电路使所述增益调整晶体管不导通。
40.如权利要求39所述的负载控制电路，其中，所述控制电路生成电流控制信号以控制所述调节晶体管工作在线性区，从而控制通过所述负载的所述负载电流的大小。
41.如权利要求40所述的负载控制电路，其中，所述控制电路可操作为 检测到所述负载电流的大小小于所述阈值电流； 随后响应于所述负载电流的大小而暂停对所述调节晶体管的控制； 将所述电流控制信号的大小调整预定量； 随后等待第一延迟时间；以及 在所述第一延迟时间结束时使所述增益调整晶体管不导通。
42.如权利要求41所述的负载控制电路，其中，所述控制电路还可操作为在使所述增益调整晶体管不导通之后等待第二延迟时间，以及在所述第二延迟时间结束时响应于所述负载电流的大小而继续控制所述调节晶体管。
43.如权利要求42所述的负载控制电路，还包括 滤波器电路，串联联接于所述控制电路与所述调节晶体管的栅极之间，所述滤波器电路可操作为从所述控制电路接收所述电流控制信号，所述滤波器电路被引用至所述调节晶体管的源扱。
44.如权利要求40所述的负载控制电路，其中，所述控制电路可操作为当所述负载电流的大小近似大于所述阈值电流时使所述增益调整晶体管导通。
45.如权利要求39所述的负载控制电路，其中，所述控制电路可操作为使用脉宽调制技术控制所述调节晶体管以调整输送至所述负载的功率量，当所述负载电流的瞬时大小约为0安培时，所述控制电路使所述增益调整晶体管在脉宽调制的负载电流的波谷期间不导通和导通。
46.如权利要求39所述的负载控制电路，其中，所述调节晶体管包括FET。
47.如权利要求39所述的负载控制电路，其中，所述控制电路能够在最小负载电流与最大负载电流之间控制输送至所述负载的功率量，所述最大负载电流比所述最小负载电流大至少约1000倍。
48.一种对输送至电负载的功率量进行控制的方法，所述方法包括控制流过所述负载的负载电流的大小，从而控制输送至所述负载的功率量； 生成代表所述负载电流的大小的第一负载电流反馈信号和第二负载电流反馈信号，所述第一负载电流反馈信号和所述第二负载电流反馈信号分别以应用于所述负载电流的大小的第一増益和第二増益为特征，所述第一増益不同于所述第二増益； 响应于所述第一负载电流反馈信号和所述第二负载电流反馈信号而计算所述负载电流的大小；以及 响应于根据所述第一负载电流反馈信号和所述第二负载电流反馈信号确定的负载电流的计算大小而调整所述负载电流的大小。
49.如权利要求48所述的方法，其中，响应于所述第一负载电流反馈信号和所述第二负载电流反馈信号而计算所述负载电流的大小的步骤还包括 当所述第二负载电流反馈信号的大小大于第一阈值电压时，仅使用所述第一负载电流反馈信号来确定所述负载电流的大小；以及 当所述第二负载电流反馈信号的大小小于第二阈值电压时，仅使用所述第二负载电流反馈信号来确定所述负载电流的大小。
50.如权利要求49所述的方法，其中，响应于所述第一负载电流反馈信号和所述第二负载电流反馈信号而计算所述负载电流的大小的步骤还包括 当所述第二负载电流反馈信号的大小位于所述第一阈值电压与所述第二阈值电压之间时，组合所述第一负载电流反馈信号和所述第二负载电流反馈信号来确定所述负载电流的大小。
51.如权利要求50所述的方法，其中，组合所述第一负载电流反馈信号和所述第二负载电流反馈信号的步骤还包括当所述第二负载电流反馈信号的大小位于所述第一阈值电压与所述第二阈值电压之间时，使用所述第一负载电流反馈信号和所述第二负载电流反馈信号的加权和来确定所述负载电流的大小。
52.如权利要求51所述的方法，其中，所述第一负载电流反馈信号和所述第二负载电流反馈信号的加权和的加权系数是所述第二负载电流反馈信号的大小的函数。
53.如权利要求51所述的方法，其中，所述第一负载电流反馈信号和所述第二负载电流反馈信号的加权和的加权系数是自所述第二负载电流反馈信号的大小转变经过所述第ー阈值电压和所述第二阈值电压中的任何ー个起所经过的时间量的函数。
54.如权利要求49所述的方法，其中，所述第二增益大于所述第一増益。
55.如权利要求54所述的方法，其中，所述第一増益约为I。
56.—种对输送至电负载的功率量进行控制的方法,所述方法包括 控制流过所述负载的负载电流的大小，从而控制输送至所述负载的功率量； 使所述负载电流流过串联联接的第一电阻器和第二电阻器； 在串联联接的电阻器两端生成负载电流反馈信号，所述负载电流反馈信号代表所述负载电流的大小； 响应于所述负载电流反馈信号而计算所述负载电流的大小； 响应于根据所述负载电流反馈信号确定的负载电流的大小而调整所述负载电流的大小； 控制联接于所述第二电阻器两端的増益调整晶体管导通，使得所述负载电流反馈信号仅从所述第一电阻器生成；以及 当所述负载电流的大小小于阈值电流时，控制联接于所述第二电阻器两端的增益调整晶体管不导通，使得所述负载电流反馈信号从所述第一电阻器和所述第二电阻器的串联组合两端生成。
57.如权利要求56所述的方法，其中，调整所述负载电流的大小的步骤还包括控制被联接以传导所述负载电流的调节晶体管工作在线性区，从而调整所述负载电流的大小。
58.如权利要求57所述的方法，还包括 生成电流控制信号以控制所述调节晶体管工作在线性区，从而控制流过所述负载的所述负载电流的大小； 检测到所述负载电流的大小小于所述阈值电流； 随后响应于所述负载电流的大小而暂停对所述调节晶体管的控制； 将所述电流控制信号的大小调整预定量； 随后等待第一延迟时间；以及 在所述第一延迟时间结束时使所述增益调整晶体管不导通。
59.如权利要求58所述的方法,还包括 在使所述增益调整晶体管不导通之后等待第二延迟时间；以及 在所述第二延迟时间结束时响应于所述负载电流的大小而继续控制所述调节晶体管。
60.如权利要求56所述的方法,还包括 使用脉宽调制技术控制所述调节晶体管以调整输送至所述负载的功率量；以及当所述负载电流的瞬时大小约为0安培时，使所述增益调整晶体管在脉宽调制的负载电流的波谷期间不导通和导通。
全文摘要
用于对输送至诸如LED光源的电负载的功率量进行控制的负载控制电路，诸如发光二极管(LED)驱动器，包括适于与负载串联联接的调节晶体管、以及与调节晶体管串联联接的反馈电路，从而负载控制电路能够将流过负载的负载电流的大小控制在最小负载电流与最大负载电流之间，最大负载电流比最小负载电流大至少约1000倍。反馈电路生成至少一个代表负载电流的大小的负载电流反馈信号。调节晶体管响应于根据负载电流反馈信号确定的负载电流的大小而工作在线性区，以控制流过负载的负载电流的大小。
文档编号H05B37/02GK102668702SQ201080055581
公开日2012年9月12日 申请日期2010年10月5日 优先权日2009年10月7日
发明者卡迪克·耶尔, 尼古拉斯·A·霍尔特尔, 托马斯·M·希勒, 文卡特什·奇塔, 马修·W·努弗, 马克·S·泰贝尔 申请人:路创电子公司