驱动器、控制方法与发光系统与流程

本案是有关于一种驱动器与控制方法，且特别是有关于控制负载单元的驱动电路与控制方法。

背景技术：

由于节能省电的环保意识逐渐兴起，许多电子装置在久未使用的情况下会进入睡眠模式或是待机模式。此时电子装置内部的许多电子元件将会关闭，然而仍有少部分电子元件(例如处理器、内存等)仍需要持续供电，以待被唤醒时能实时恢复电子装置的操作。相较于将整个电子装置关闭(亦即，所有元件都停止供电)，电子装置的操作需重新启动并等待所元件重新启动，待机模式或是睡眠模式提供节能以及利于操作等优点。

一般照明设备在待机模式下，电源转换电路仍会持续提供输出电源以对部分电子元件(例如处理器)进行供电，然而这样的行为会导致持续产生输出电流给发光元件。习知的做法是为了达到待机模式的目的，通常需要一个额外线路(例如辅助绕组)来将电源转换电路提供的电源旁路给处理器执行智能控制，然而这样的做法增加了整体电路的线路复杂度。

技术实现要素：

为了改善上述问题，本案一些态样提供一种驱动器用以驱动负载单元，该驱动器包括转换电路、旁路电路与控制电路。转换电路将输入电压转换为输出电压，其中负载单元耦接至转换电路以接收输出电压与输出电流；旁路电路电性耦接于转换电路和负载单元；控制电路在驱动模式控制输出电流流经负载单元以驱动负载单元，且在待机模式控制输出电流流经旁路电路，其中在待机模式下的输出电流低于在驱动模式下的输出电流。

本案的另一些态样提供一种控制方法，包含：在驱动模式下，控制输出电流流经负载单元以驱动负载单元；以及在待机模式下，控制输出电流流经旁路电路，其中在待机模式下的输出电流低于在驱动模式下的输出电流。

综上所述，本案实施例所提供的驱动器与控制方法不需额外的线路来提供电源给微处理器，可直接由输出或是输出耦合的电压供给，通过简易的线路操作就能达到待机低功耗的功能，使整体电路复杂度与成本降低。

附图说明

图1为根据本案一些实施例所绘示的一种电子装置的示意图；

图2为根据本案的一些实施例所绘示的驱动器电路图；

图3为根据本案的一些实施例所绘示的控制方法流程图；

图4为根据本案的一些实施例所绘示的驱动器第二型态电路图；以及

图5为根据本案的一些实施例所绘示的驱动器第三型态电路图。

其中，附图标记为：

10：电子装置

100：驱动器

110：转换电路

120：控制电路

130：旁路电路

140：负载单元

210：开关

211、212：电阻

220：处理电路

230：调整电路

231：第一运算电路

232、234：阻抗元件组

233：第二运算电路

240：调节器电路

s310、s320、s321、s330、s340：操作

410：第一二次侧绕组

420：第二二次侧绕组

510：第一隔离电路

520：第二隔离电路

vout：输出电压

vin：输入电压

iout：输出电流

cv、cc：运算放大器

so：外部信号

si：内部信号

sa：调整信号

sw：切换信号

vbus1：第一电源线

vbus2：第二电源线

具体实施方式

在本文中，使用第一、第二与第三等等的词汇，是用于描述各种元件、组件、区域、层与/或区块是可以被理解的。但是这些元件、组件、区域、层与/或区块不应该被这些术语所限制。这些词汇只限于用来辨别单一元件、组件、区域、层与/或区块。因此，在下文中的一第一元件、组件、区域、层与/或区块也可被称为第二元件、组件、区域、层与/或区块，而不脱离本案的本意。

当一元件被称为『连接』或『耦接』至另一元件时，它可以为直接连接或耦接至另一元件，又或是其中有一额外元件存在。相对的，当一元件被称为『直接连接』或『直接耦接』至另一元件时，其中是没有额外元件存在。

参照图1，图1为根据本案一些实施例所绘示的一种电子装置10的示意图。电子装置10包含驱动器100和负载单元140。驱动器100用以驱动负载单元140，并可根据情况调整提供给负载单元140的电流的大小，藉此调整负载单元140的状态。于一些实施例中，电子装置10可为发光系统。负载单元140可为发光二极管(发光二极管串或发光二极管阵列等)或是其它发光元件(例如日光灯、白炽灯泡或卤素灯等)。驱动器100可根据情况调整提供给发光元件的电流，藉以调整其发光的亮度。于其它实施例中，负载单元140可不局限于发光元件，亦可以为其它电流驱动类型的产品，例如马达。驱动器100可根据情况调整提供给马达的电流，藉以调整其转速。以下实施例将以负载单元140为发光二极管作为示例，但本发明并不以此为限。

驱动器100包含转换电路110、控制电路120以及旁路电路130。转换电路110用以将输入电压vin转换为输出电压vout。部分的输出电压vout用以提供给负载单元以进行供电，而其它部分的输出电压vout则用以提供给控制电路120及/或其它元件以进行供电。于一些实施例中，转换电路110可为切换式转换电路，其包含直流转直流或交流转直流架构。举例来说，转换电路110可包含但不限于降压转换器(buckconverter)、升压转换器(boostconverter)、顺向转换器(forwardconverter)、升/降压转换器电路(buck-boostconvertercircuit)、半桥转换器(half-bridgeconverter)、全桥转换器、返驰转换器(flybackconverter)、及/或其变型。

旁路电路130电性连接于转换电路110和负载单元140之间，并根据控制电路120的操作决定是否导通。

控制电路120可切换驱动器100处于驱动模式或待机模式。于一些实施例中，控制电路120可根据控制信号来决定驱动器100进入驱动模式或是待机模式。控制信号可包含外部信号so及/或内部信号si。外部信号so可例如是但不限于此，来自电子装置10外部发送的指令信号。举例来说，使用者可根据实际需求经由遥控、触控等方式发送调光指令或是待机指令给控制电路120，藉以使驱动器100进入驱动模式或是待机模式。内部信号si可例如是但不限于此，来自电子装置10内部元件的任何信号。举例来说，控制电路120可感测转换电路110接受的输入电压vin，并藉由比较输入电压vin与参考电压来决定驱动器100进入驱动模式或是待机模式。例如，当输入电压vin大于等于参考电压时进入驱动模式，而当输入电压vin小于参考电压时则进入待机模式。

在驱动模式下，控制电路120截断旁路电路130，使输出电流iout流经负载单元140并根据情况调整输出电流iout与输出电压vout的大小以调整负载单元140(例如发光二极管)的亮度。在待机模式下，控制电路120导通旁路电路130，并减低输出电流iout与输出电压vout，藉使输出电流iout流由经导通的旁路电路130而非负载单元140。换言之，在待机模式下，控制电路120仍然控制转换电路110持续提供输出电流iout与输出电压vout，藉以通过输出电压vout供电。

一般而言，在待机模式下，电子装置10的控制元件通常会控制电源转换电路停止将输入电源转换成输出电源或是将输入电源转换为零输出电源，藉以停止提供电压及/或电流给负载。然而不同于完全关闭状态，部分元件(例如控制元件、内存元件等)仍需要部份供电以当电子装置10被唤醒(不同于开机)时能启动。在这样的情况下，控制元件和部分元件需通过其它转换电路或辅助绕组将输出电源转换为这些元件所需的电源。相反地，本实施例的电子装置10由于具有旁路电路130，因此在待机模式下，在停止提供输出电流iout给负载单元140的情况下，仍能藉由同一个转换电路110提供电源给控制电路120，而无需设置额外的转换电路或辅助绕组。

参照图2，图2为根据本案的一些实施例所绘示的驱动器电路图，其中在部分实施例中，转换电路110的初级侧包含一组初级绕组。转换电路110的次级侧包含两组次级绕组，其中次级绕组的起始端电性耦接于另一次级绕组的结束端。举例来说，在部分实施例中，转换电路110可为次级侧带中心抽头式的变压器，以将转换电路110的次级侧分为彼此耦接的第一次级绕组与第二次级绕组。在部分实施例中，转换电路110亦可为次级侧仅一组次级绕组的变压器，并搭配全桥整流电路，次级侧及其整流电路可根据本领域技术人员熟知的任何形式来完成。

于一些实施例中，控制电路120包含处理电路220与调整电路230。处理电路220用以接收控制信号(外部信号so或内部信号si任一者)，并根据控制信号输出调整信号sa给调整电路230及输出切换信号sw给旁路电路130。调整电路230根据调整信号sa对应调整提供给负载单元140的输出电压vout及/或输出电流iout。旁路电路130根据切换信号sw对应导通或是断开。

当控制信号指示进入驱动模式，处理电路220根据控制信号指示的期望的输出电压vout及/或输出电流iout产生对应的调整信号sa，调整电路230根据调整信号sa调整提供给负载单元140的输出电压vout及/或输出电流iout达到控制信号的要求。此外，处理电路220还输出切换信号sw使旁路电路130断开，让输出电流iout可提供给负载单元140。

当控制信号指示进入待机模式，处理电路220产生对应的调整信号sa，调整电路230根据调整信号sa减少输出电压vout及/或输出电流iout到最小但能维持控制电路120及/或其它元件所需的电源。此外，处理电路220还输出切换信号sw使旁路电路130导通，使输出电流iout流经旁路电路130而不会流过负载单元140。

换言之，在驱动器100处于待机模式下，将不会有输出电流iout流至负载单元140，但输出电压vout却不为零，以便利用此电压供给控制电路及/或其它元件使用。亦即，无论驱动器100处于待机模式或驱动模式下，输出电压vout均不会为零。

于一些实施例中，调整电路230耦接至处理电路220以接收电压调整信号(即传输至后述的第一运算电路231的调整信号sa)与电流调整信号(即传输至后述的第二运算电路233的调整信号sa)，其中调整电路230用以根据电压调整信号调整输出电压vout，并根据电流调整信号调整输出电流iout。

于一些实施例中，调整电路230包含第一运算电路231与第二运算电路233，其中第一和第二运算电路231和233可藉由负回授的形式调整输出电压vout和输出电流iout。

于一些实施例中，第一运算电路231包含运算放大器cv与阻抗元件组232。运算放大器cv的第一输入端连接至处理电路220并用以接收来自处理电路220的电压调整信号，运算放大器cv的第二输入端连接至输出端的第一电源线vbus1并用以接收第一电源线vbus1的电压准位，且与运算放大器cv的输出端经由阻抗元件组232连接形成负回授路径。藉此，当电压调整信号改变时，运算放大器cv可调整第一电源线vbus1的电压准位使其与改变的电压调整信号指示的电压相等，藉此调整输出电压vout。

于一些实施例中，第二运算电路233包含运算放大器cc与阻抗元件组234。运算放大器cc的第一输入端连接至处理电路220并用以接收来自处理电路220的电流调整信号，运算放大器cc的第二输入端连接至输出端的第二电源线vbus2上并用以接收第二电源线vbus2的电压准位，且与运算放大器cc的输出端经由阻抗元件组234连接形成负回授路径。具体来说，第二电源线vbus2上包含一电阻212，电阻212的第一端接地且第二端与运算放大器cc的第二输入端连接。藉此，当电流调整信号改变时，定电流运算放大器cc可调整第二电源线vbus2的电压准位使其与改变的电流调整信号指示的电压相等。由于电阻的值是固定的且第一端已经接地，因此通过调整第二电源线vbus2的电压准位可进而调整输出电流iout。

于一些实施例中，驱动器100更包含调节器电路240，其耦接于第一电源线vbus1，用以接收并调节输出电压vout以产生供应电压，以驱动控制电路120。

于一些实施例中，图2的负载单元140可包含两组以上串接或是并接发光二极管，用以根据输出电流iout的大小发出对应亮度的光源。

于一些实施例中，旁路电路130包含串接的开关210与电阻211，开关210系根据切换信号sw控制导通或截止。具体来说，电阻211的值需选择小于待机模式下的输出电压vout除以输出电流iout的值，藉此当旁路电路130导通时可使输出电流iout完全经由旁路电路130。

参照图3，图3为根据本案的一些实施例所绘示的控制方法流程图，为易于理解，请一并参照前述图1及2。于一些实施例中，控制方法可用于驱动器100的待机模式与驱动模式应用，达成待机低功耗功能与降低整体电路复杂度。控制方法中的各个操作仅为示例，并非限定需依照此示例中的顺序执行。在不违背本案的各实施例的操作方式与范围下，在控制方法下的各种操作当可适当地增加、替换、省略或以不同顺序执行。

于步骤s310，处理电路220根据控制信号判断该切换驱动器100为待机模式或驱动模式，若为待机模式，执行步骤s320。若为驱动模式，则执行步骤s321。

于步骤s321，处理电路220根据控制信号产生调整信号给调整电路230使其调整输出电压vout及/或输出电流iout，并发出切换信号将开关210切断，以将输出电流iout完全流入负载单元140。

于步骤s320，处理电路220根据控制信号将驱动器100切换至待机模式，随后处理电路220发出电流调整信号给第二运算电路233使其调整输出电流iout，具体实施方式可参照上述实施例，于此不再赘述。

于步骤s330，处理电路220发出切换信号将开关210导通，以将输出电流iout完全流入旁路电路130。

于步骤s340，处理电路220发出电压控制信号给第一运算电路231使其调整输出电压vout，具体实施方式可参照上述实施例，于此不再赘述。

在待机模式中，在第一运算电路231降低输出电压vout但不为零(于一些实施例中，输出电压vout不小于控制电路120正常工作的需求电压)，藉使输出电压vout持续提供给调节器电路240，以便调节器电路240产生供应电压对控制电路120供电。

参照图4，图4为根据本案的一些实施例所绘示的驱动器第二型态电路图，其中转换电路110更包含第一二次侧绕组410与第二二次侧绕组420。

于一些实施例中，转换电路110经由第一二次侧绕组410输出输出电压vout与输出电流iout用以驱动负载单元(例如发光二极管)，并经由第二二次侧绕组420输出第一电压，用以提供调节器电路240产生供应电压，以驱动控制电路120。

参照图5，图5为根据本案的一些实施例所绘示的驱动器第三型态电路图，其中转换电路110更包含第一隔离电路510与第二隔离电路520。

于一些实施例中，控制电路120经由第一隔离电路510感测输出电流iout，并根据控制信号指示的电流和感测的输出电流iout进行比较(例如藉由第二运算电路233)以调整输出电流iout。第一隔离电路510可以是辅助绕组对。另外，控制电路120经由第二二次侧绕组420感测输出电压vout，并根据控制信号指示的电压和感测的输出电压vout进行比较(例如藉由第一运算电路231)以调整输出电压vout。因此，通过辅助绕组对和第二二次绕组420的设计，控制电路120感测的输出电压vout和输出电流iout可减少噪声的干扰并更加准确。

类似地，控制电路120可经由第二隔离电路520来传送切换信号给旁路电路130(例如开关210)。第二隔离电路520可例如是光耦合器。

综上所述，本案实施例所提供的驱动器与控制方法不需额外的线路来提供电源给微处理器，可直接由输出或是输出耦合的电压供给，通过简易的线路操作就能达到待机低功耗的功能，使整体电路复杂度与成本降低。

虽然本案已以实施方式揭露如上，然其并非限定本案，任何熟习此技艺者，在不脱离本案的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本案的保护范围当视所附权利要求的申保护范围所界定者为准。