驱动光源的电路、方法、系统及控制器。电路包括电压转换器、开关和控制器。电压转换器将交流输入电压转换成第一整流交流电压，产生正比于第一整流交流电压信号的平均电压值的平均信号。开关与光源串联。控制器，耦合于电压转换器和开关，包括：脉宽调制生成器，比较第一整流交流电压信号与平均信号以产生第一脉冲信号；比较器，比较表示流经光源的电流的反馈信号和参考信号；触发器，接收频率信号及反馈信号与参考信号的比较结果；耦合于触发器的驱动器，产生第二脉冲信号；与门，接收第一和第二脉冲信号并产生调光控制信号。电路去除了电解电容，获得更好的功率因数和更长的使用寿命。无论输入电压是否有幅值、频率的波动，LED串的发光相对稳定。
1.一种用于驱动光源的电路，其特征在于，所述电路包括：电压转换器，用于将交流输入电压信号转换成第一整流交流电压信号，并产生正比于所述第一整流交流电压信号的平均电压值的平均信号；
控制器，耦合于所述电压转换器和所述开关，其中，所述控制器包括：脉宽调制生成器，用于比较所述第一整流交流电压信号与所述平均信号的大小以产生第一脉冲信号；
比较器，用于比较表示流经所述光源的电流的反馈信号和预设参考信号；
触发器，耦合于所述比较器，用于接收频率信号以及所述反馈信号与所述预设参考信号的比较结果；
驱动器，耦合于所述触发器，用于产生第二脉冲信号；及与门，耦合于所述脉宽调制生成器和所述驱动器，用于接收所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号，并产生调光控制信号，以通过控制所述开关进一步控制所述光源的调光。
2.根据权利要求1所述的用于驱动光源的电路，其特征在于，所述第一脉冲信号包括脉宽调制信号，其中，无论所述交流输入电压信号是否具有幅度波动，所述脉宽调制信号具有恒定的占空比。
3.根据权利要求1所述的用于驱动光源的电路，其特征在于，所述第一脉冲信号包括脉宽调制信号，其中，无论所述交流输入电压信号是否具有频率波动，所述脉宽调制信号具有恒定的占空比。
4.根据权利要求1所述的用于驱动光源的电路，其特征在于，所述电压转换器包括：整流器，用于整流所述交流输入电压信号，以产生第二整流交流电压信号；及第一电压分压器，耦合于所述整流器，用于分压所述第二整流交流电压信号，以提供所述第一整流交流电压信号；及第二电压分压器，耦合于所述整流器，用于分压所述第二整流交流电压信号，以提供所述平均信号，其中，所述平均信号与所述第二整流交流电压信号的平均电压值成比例。
5.根据权利要求4所述的用于驱动光源的电路，其特征在于，所述第一电压分压器和所述第二电压分压器均包括多个电阻，且所述第一脉冲信号的占空比由所述多个电阻的阻值决定。
6.根据权利要求1所述的用于驱动光源的电路，其特征在于，所述预设参考信号表示流经所述光源的峰值电流。
7.根据权利要求1所述的用于驱动光源的电路，其特征在于，所述电压转换器还用于将所述交流输入电压信号转换为稳定电压，以驱动所述光源。
8.根据权利要求1所述的用于驱动光源的电路，其特征在于，所述电压转换器不包含电解电容。
9.根据权利要求1所述的用于驱动光源的电路，其特征在于，所述光源包括发光二极管。
10.根据权利要求1所述的用于驱动光源的电路，其特征在于，所述控制器包括：频率生成器，用于产生所述频率信号。
11.一种控制光源调光的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：将整流交流电压信号转换为正比于所述整流交流电压信号的第一信号；
将所述整流交流电压信号转换成正比于所述整流交流电压信号的平均电压值的第二信号；
比较所述第一信号与所述第二信号的大小，以产生第一脉冲信号；
根据频率信号以及所述反馈信号和所述预设参考信号之间的比较结果，产生第二脉冲信号；及根据所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号产生调光控制信号，其中，在所述第一脉冲信号处于闭合周期时，根据所述第二脉冲信号调节流经所述光源的电流，在所述第一脉冲信号处于断开周期时，流经所述光源的电流为零。
12.根据权利要求11所述的控制光源调光的方法，其特征在于，所述方法还包括下列步骤：接收交流输入电压信号；
整流所述交流输入电压信号以产生所述整流交流电压信号，其中，所述第一脉冲信号包括脉宽调制信号，其中，无论所述交流输入电压信号是否具有幅度波动，所述脉宽调制信号具有恒定的占空比。
13.根据权利要求11所述的控制光源调光的方法，其特征在于，所述方法还包括下列步骤：接收交流输入电压信号；
整流所述交流输入电压信号以产生所述整流交流电压信号，所述第一脉冲信号包括脉宽调制信号，其中，无论所述交流输入电压信号是否具有频率波动，所述脉宽调制信号具有恒定的占空比。
14.根据权利要求11所述的控制光源调光的方法，其特征在于，所述方法还包括下列步骤：将所述整流交流输入电压信号转换为稳定直流电压信号；
15.一种用于驱动光源的电路系统，其特征在于，所述电路系统包括：电压转换器，耦合于负载，用于将交流输入电压信号转换成稳定电压信号，以驱动所述负载，并根据所述交流输入电压信号产生多个输出电压信号；及控制器，耦合于所述电压转换器，其中，所述控制器包括：脉宽调制生成器，用于比较所述多个输出电压信号，以产生第一脉冲信号，其中，无论所述交流输入电压信号是否具有波动，所述第一脉冲信号具有实质恒定占空比；
比较器，用于比较表示负载电流的反馈信号与预设参考信号；
触发器，耦合于所述比较器，用于接收频率信号以及所述反馈信号与所述预设参考信号的比较结果；
驱动器，耦合于所述触发器，用于产生第二脉冲信号；及与门，耦合于所述脉宽调制生成器和所述驱动器，用于接收所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号，并产生控制信号，以调节传输到所述负载的电能。
16.根据权利要求15所述的用于驱动光源的电路系统，其特征在于，所述负载包括发光二极管。
17.根据权利要求15所述的用于驱动光源的电路系统，其特征在于，所述电压转换器包括：电压整流器，用于整流所述交流输入电压信号，以产生整流交流电压信号。
18.根据权利要求17所述的用于驱动光源的电路系统，其特征在于，所述输出电压信号包括与所述整流交流电压信号成比例的第一电压信号，及与所述整流交流电压信号的平均电压值成比例的第二电压信号。
19.根据权利要求18所述的用于驱动光源的电路系统，其特征在于，所述电压转换器还包括：第一电压分压器，耦合于所述电压整流器，用于分压所述整流交流电压信号，以提供所述第一电压信号；及第二电压分压器，耦合于所述电压整流器，用于分压所述整流交流电压信号，以提供所述第二电压信号。
20.根据权利要求15所述的用于驱动光源的电路系统，其特征在于，所述控制器包括：频率生成器，用于产生所述频率信号。
21.根据权利要求20所述的用于驱动光源的电路系统，其特征在于，所述电路系统还包括：开关，串联耦合于所述负载，
22.根据权利要求15所述的用于驱动光源的电路系统，其特征在于，所述电压转换器不包含电解电容。
23.一种用于调节光源亮度的控制器，其特征在于，所述控制器包括：脉宽调制生成器，用于接收与电源的整流交流信号成比例的第一电压信号，且用于接收与所述整流交流信号的平均信号成比例的第二电压信号，还用于通过比较所述第一电压信号和第二电压信号，以产生第一脉冲信号；
比较器，用于比较表示流经所述光源的电流的反馈信号与预设参考信号；
触发器，耦合于所述比较器，用于接收频率信号以及所述反馈信号与所述预设参考信号的比较结果；
驱动器，耦合于所述触发器，用于产生第二脉冲信号；及与门，耦合于所述脉宽调制生成器和所述驱动器，用于接收所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号，并产生调光控制信号，以调节所述光源的亮度。
24.根据权利要求23所述的用于调节光源亮度的控制器，其特征在于，在所述第一脉冲信号的断开周期中，流经所述光源的电流为零，在所述第一脉冲信号的闭合周期中，根据所述第二脉冲信号调节流经所述光源的电流。
25.根据权利要求23所述的用于调节光源亮度的控制器，其特征在于，无论所述电源是否具有波动，所述第一脉冲信号具有恒定的占空比。
26.根据权利要求25所述的用于调节光源亮度的控制器，其特征在于，所述电源的波动至少包括所述电源的电压的幅度波动和频率波动的其中一种。
27.根据权利要求23所述的用于调节光源亮度的控制器，其特征在于，所述控制器还包括：开关，串联耦合于所述光源，用于接收所述调光控制信号，并根据所述调光控制信号闭合和断开。
28.根据权利要求23所述的用于调节光源亮度的控制器，其特征在于，所述控制器还包括：频率生成器，用于提供所述频率信号；及
其中，当所述第一脉冲信号处于闭合周期时，所述开关根据所述频率信号和所述反馈信号交替闭合和断开，当所述第一脉冲信号处于断开周期时，所述开关断开。
29.根据权利要求23所述的用于调节光源亮度的控制器，其特征在于，所述预设参考信号表示流经所述光源的峰值电流。
30.根据权利要求23所述的用于调节光源亮度的控制器，其特征在于，所述光源包括发光二极管。
31.一种用于调节光源亮度的控制器，其特征在于，所述控制器包括：第一电压接收引脚，用于接收与电源的整流交流信号成比例的第一电压信号；
第二电压接收引脚，用于接收与所述整流交流信号的平均信号成比例的第二电压信号；
感应引脚，用于接收表示流经所述光源的电流的反馈信号；
脉宽调制生成器，用于比较所述第一电压信号和所述第二电压信号，以产生脉宽调制信号；
触发器，耦合于所述比较器，用于接收频率信号以及所述反馈信号与所述参考信号的比较结果；
驱动器，耦合于所述触发器，用于产生脉冲信号；及与门，耦合于所述脉宽调制生成器和所述驱动器，用于接收所述脉宽调制信号和所述脉冲信号，并产生调光控制信号，以调节所述光源的亮度。
32.根据权利要求31所述的用于调节光源亮度的控制器，其特征在于，所述控制器还包括：引脚，用于决定所述频率信号的频率。
33.根据权利要求31所述的用于调节光源亮度的控制器，其特征在于，所述控制器还包括：开关，串联耦合于所述光源，用于接收所述调光控制信号，并根据所述调光控制信号闭合和断开。
34.根据权利要求31所述的用于调节光源亮度的控制器，其特征在于，所述控制器还包括：开关，串联耦合于所述光源，
35.根据权利要求31所述的用于调节光源亮度的控制器，其特征在于，所述参考信号表示流经所述光源的峰值电流。
36.根据权利要求31所述的用于调节光源亮度的控制器，其特征在于，所述光源包括发光二极管。
驱动光源的电路、方法、系统及控制器
技术领域
[0001] 本发明涉及一种电路，特别是涉及一种驱动光源的电路、方法、系统及控制器。
背景技术
[0002] 光源如发光二极管(LED，Light Emitting Diodes)在照明产业中得到广泛应用，尤其用在液晶显示器(LCD，Liquid Crystal Display)的背光、街道照明和家用电器等。LED具有优于其他种类光源的特性，例如，LED具有更高的效率和更持久的使用寿命。
[0003] 图1所示为现有技术中驱动负载(例如：一个或多个LED)的电路100。电路100包括电源101、全波整流器103、电解电容105和负载107(例如：一个或多个LED)。电源101产生交流(alternating current，AC)输入电压VIN和输入电流IIN。通常，交流输入电压VIN具有正弦波形。整流器103包括二极管D1、D2、D3和D4，用于将交流输入电压VIN转换为整流交流电压VREC。如果电解电容105和负载107耦合于整流器103，电解电容105可使整流交流电压VREC变得平滑，并提供具有较小波动的直流输出电压VOUT。直流输出电压VOUT可驱动LED，使其发光。
[0004] 然而，在图1的电路100中，只有当交流输入电压VIN大于电解电容105上的电压时，才会接通输入电流IIN流经整流器103。结果，输入电流IIN表现为抖动的电流波形，进而导致功率因数(power factor)较差，例如：功率因数为0.6。此外，电解电容105的使用寿命或出现故障的平均时间(mean time between failures，MTBF)远远小于LED驱动系统的其他元件。由此，电解电容105主导了此种LED驱动系统的使用寿命，因此，削弱了LED光源具有长使用寿命的优势。
发明内容
[0005] 本发明要解决的技术问题在于提供一种驱动光源的电路、方法、系统及控制器，以提高驱动电路的功率因数，延长LED光源的使用寿命。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于驱动光源的电路。所述电路包括电压转换器、开关和控制器。所述电压转换器将交流(alternating current，AC)输入电压信号转换成第一整流交流电压信号，并产生正比于所述第一整流交流电压信号的平均电压值的平均信号。所述开关串联耦合于所述光源。所述控制器耦合于所述电压转换器和所述开关，其中，所述控制器包括：脉宽调制生成器，用于比较所述第一整流交流电压信号与所述平均信号的大小以产生第一脉冲信号；比较器，用于比较表示流经所述光源的电流的反馈信号和预设参考信号；触发器，耦合于所述比较器，用于接收频率信号以及所述反馈信号与所述预设参考信号的比较结果；驱动器，耦合于所述触发器，用于产生第二脉冲信号；及与门，耦合于所述脉宽调制生成器和所述驱动器，用于接收所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号，并产生调光控制信号，以通过控制所述开关进一步控制所述光源的调光。
[0007] 本发明还提供了一种控制光源调光的方法。所述方法包括下列步骤：将整流交流电压信号转换为正比于所述整流交流电压信号的第一信号；将所述整流交流电压信号转换成正比于所述整流交流电压信号的平均电压值的第二信号；比较所述第一信号与所述第二信号的大小，以产生第一脉冲信号；接收表示流经所述光源的电流的反馈信号；比较所述反馈信号和预设参考信号的大小；根据频率信号以及所述反馈信号和所述预设参考信号的比较结果，产生第二脉冲信号；及根据所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号产生调光控制信号，其中，在所述第一脉冲信号处于闭合周期时，根据所述第二脉冲信号调节流经所述光源的电流，在所述第一脉冲信号处于断开周期时，流经所述光源的电流为零。
[0008] 本发明再提供了一种用于驱动光源的电路系统。所述系统包括电压转换器和控制器。所述电压转换器耦合于负载。所述电压转换器将交流输入电压信号转换成稳定电压信号，以驱动所述负载，并根据所述交流输入电压信号产生多个输出电压信号。所述控制器耦合于所述电压转换器，其中，所述控制器包括：脉宽调制生成器，用于比较所述多个输出电压信号，以产生第一脉冲信号，其中，无论所述交流输入电压信号是否具有波动，所述第一脉冲信号具有实质恒定占空比；比较器，用于比较表示负载电流的反馈信号与预设参考信号；触发器，耦合于所述比较器，用于接收频率信号以及所述反馈信号与所述预设参考信号的比较结果；驱动器，耦合于所述触发器，用于产生第二脉冲信号；及与门，耦合于所述脉宽调制生成器和所述驱动器，用于接收所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号，并产生控制信号，以调节传输到所述负载的电能。
[0009] 本发明再提供了一种用于调节光源亮度的控制器。所述控制器包括脉宽调制生成器、比较器、触发器、驱动器和与门。所述脉宽调制生成器接收与电源的整流交流信号成比例的第一电压信号，且接收与所述整流交流信号的平均信号成比例的第二电压信号，还通过比较所述第一电压信号和第二电压信号产生第一脉冲信号。所述比较器比较表示流经所述光源的电流的反馈信号与预设参考信号的大小。所述触发器耦合于所述比较器，用于接收频率信号以及所述反馈信号和所述参考信号的比较结果。所述驱动器耦合于所述触发器，用于产生第二脉冲信号。所述与门耦合于所述脉宽调制生成器和所述驱动器，用于接收所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号，并产生调光控制信号，以调节所述光源的亮度。
[0010] 本发明再提供了一种用于调节光源亮度的控制器。所述控制器包括第一电压接收引脚、第二电压接收引脚、感应引脚以及脉宽调制生成器、比较器、触发器、驱动器和与门。所述第一电压接收引脚接收与电源的整流交流信号成比例的第一电压信号。所述第二电压接收引脚接收与所述整流交流信号的平均信号成比例的第二电压信号。所述感应引脚接收表示流经所述光源的电流的反馈信号。所述脉宽调制生成器，用于比较所述第一电压信号和第二电压信号，以产生脉宽调制信号；所述比较器，用于比较所述反馈信号与参考信号；
所述触发器，耦合于所述比较器，用于接收频率信号以及所述反馈信号与所述参考信号的比较结果；所述驱动器，耦合于所述触发器，用于产生脉冲信号；及所述与门，耦合于所述脉宽调制生成器和所述驱动器，用于接收所述脉宽调制信号和所述脉冲信号，并根据所述脉宽调制信号和所述脉冲信号产生调光控制信号，以调节所述光源的亮度。
[0011] 与现有技术相比，本发明的驱动电路去除了电解电容，由此，获得了更好的功率因数和更长的使用寿命。此外，无论交流输入电压VIN是否具有幅值和/或频率的波动，LED串的发光均相对稳定。
[0012] 以下结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明，以使本发明的特性和优点更为明显。
附图说明
[0013] 图1所示为现有技术中驱动负载的电路图；
[0014] 图2所示为根据本发明的实施例的驱动电路的结构图；
[0015] 图3所示为根据本发明的实施例的驱动电路的电路图的示例；
[0016] 图4所示为根据本发明的实施例的控制器的电路图的示例；
[0017] 图5所示为根据本发明的实施例的驱动电路产生的信号的时序图的示例；以及[0018] 图6所示为根据本发明的实施例的驱动光源的方法流程图。
具体实施方式
[0019] 以下将对本发明的实施例给出详细的说明。尽管本发明将结合一些具体实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本发明并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
[0020] 另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些示例中，对于大家熟知的方法、流程、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
[0021] 图2所示为根据本发明的实施例的驱动电路200的结构图。驱动电路200提供稳定直流输出电压VOUT给负载，例如：光源207。在一个实施例中，驱动电路200包括电源201、电压转换器203和控制器205。在一个实施例中，电源201产生具有正弦波形的交流输入电压信号VIN。电压转换器203将交流输入电压信号VIN转换为稳定直流输出电压VOUT以驱动光源207。此外，电压转换器203将交流输入电压信号VIN转换为第一电压信号VSIN和第二电压信号(平均电压信号)VDC。更具体地说，电压转换器203可整流交流输入电压信号VIN，以提供整流交流电压VREC。在一个实施例中，电压转换器203可产生与整流交流电压VREC成比例的电压信号VSIN。电压转换器203可提供与整流交流电压VREC平均电压值成比例的电压信号VDC。因此，VSIN和VDC均根据交流输入电压信号VIN而变化。
[0022] 控制器205接收来自电压转换器203的信号VSIN和VDC，并接收来自光源207的反馈信号FB，以产生调光控制信号DIM。更具体地说，控制器205可比较信号VSIN和VDC，以产生具有占空比的脉冲信号。控制器205还根据脉冲信号和表示流经光源的电流的反馈信号FB提供调光控制信号DIM。调光控制信号DIM被发送至电压转换器203。因此，电压转换器203根据调光控制信号DIM调节传输到光源207的电能。也就是说，驱动电路200具有调光控制功能，以调节光源207的光密度。
[0023] 优点在于，因为信号VSIN和VDC是根据整流交流电压VREC产生的，则可移除电解电容。通过移除电解电容，驱动电路200提供相对于现有的驱动电路100更好的功率因数以及更长的使用寿命。或者，陶瓷电容可并联耦合于光源207，以进一步降低流经光源207的电流的噪声或波动。
[0024] 此外，由于VSIN和VDC均根据交流输入电压信号VIN发生变化，尽管交流输入电压信号VIN具有波动(例如：幅值或频率波动)，脉冲信号的占空比仍然保持实质恒定。例如，尽管交流输入电压信号VIN的幅值在85Vrm至265Vrm的区间变化，脉冲信号的占空比保持实质恒定。因此，调光控制信号DIM不会受此波动的影响，由此，光源207的发光则相对稳定，详细内容将在后面结合图3至图5作进一步描述。
[0025] 图3所示为根据本发明的实施例的驱动电路300的电路图的示例。驱动电路300提供稳定直流输出电压VOUT给负载340。为方便描述，负载340包括三个串联的LED，因此在下文中也称为LED串。然而，本发明并不局限于此。负载340可以包括其他数目的光源和其他种类的光源。驱动电路300包括电源310、电压转换器320、控制器330和开关321。电压转换器320还包括电压整流器350、降压变换器360、电容319、包含电阻311和电阻313的第一分压器以及包含电阻315和电阻317的第二分压器。
[0026] 在一个实施例中，电源310产生具有正弦波形的交流输入电压信号VIN。电压转换器320将交流输入电压信号VIN转换为稳定直流输出电压VOUT。更具体地说，电压整流器350包括二极管D1、D2、D3和D4，用于将交流输入电压VIN转换为整流交流电压信号VREC。在图3中所示的电压整流器350是全波整流器，在交流输入电压信号VIN的每个周期中，电压整流器350的输出具有两个峰值。由此，整流交流电压信号VREC的重复频率是交流输入电压信号VIN的两倍。降压变换器360包括二极管323和电感325，用于将整流交流电压信号VREC转换为适合驱动LED串340的稳定直流输出电压VOUT。
[0027] 此外，包含电阻(R1)311和电阻(R2)313的第一分压器将整流交流电压信号VREC分压为电压信号VSIN。信号VSIN与信号VREC成比例，且跟随信号VREC的波形。包含电阻(R3)315和电阻(R4)317的第二分压器配合电容319，以产生与信号VREC的平均电压值成比例的电压信号VDC。由此，可推断出信号VDC也与信号VSIN的平均电压值成比例。
[0028] 控制器330分别通过VSIN引脚和VDC引脚接收信号VSIN和信号VDC。控制器330的HV_GATE引脚耦合于开关321的栅极，开关321例如是由N型金属氧化物半导体场效应(metal-oxide-semiconductor field-effect，MOSFET)晶体管构成的开关，用于提供恒定的直流电压。在一个实施例中，恒定的直流电压为15V。开关321的漏极耦合于LED串340。开关321的源极耦合于控制器330的DRAIN引脚，并通过二极管327耦合于控制器330的VDD引脚。来自HV_GATE引脚的恒定的直流电压驱动开关321，使其闭合。VDD引脚获得由开关321的源极的电压转换而来的开启电压。开启电压开启控制器330的工作。在一个实施例中，控制器330比较信号VDC和信号VSIN，以控制控制器330中的开关(如图4中的开关411)的导通状态，其中，该开关的漏极和源极分别耦合于DRAIN引脚和SOURCE引脚。在另一个实施例中，此开关也可位于控制器330之外。在这两种实施例中，此开关控制从电压转换器320传送到LED串340的电流，由此，进一步控制LED串340的调光。此外，在一个实施例中，表示在一个周期中开关的闭合持续时间和断开持续时间之间的比例的占空比不会受到交流输入电压信号的VIN幅值和/或频率波动的影响。因此，尽管交流输入电压信号VIN会发生波动，LED串340可提供相对稳定的发光。
[0029] 在一个实施例中，电阻(R5)329感应流经LED串340的LED电流，以产生反馈信号FB。控制器330的SOURCE引脚接收表示LED电流的反馈信号FB。控制器330根据反馈信号FB控制开关(如图4中的开关411)的导通状态，以调节LED电流。因此，根据反馈信号FB调节了LED串340的发光密度。控制器330的RT引脚耦合于电阻331，用于决定控制器330的工作频率。控制器330的GND引脚耦合于地。
[0030] 如前所述，驱动电路300没有包含电解电容，因此，可提供更好的功率因数和更长的使用寿命。此外，尽管交流输入电压信号VIN具有幅值和/或频率的波动，LED串340仍然具有相对的稳定的发光。
[0031] 图4所示为根据本发明的实施例的控制器330的电路图的示例。图4中与图3标号相同的元素具有相同的功能。图4将结合图3进行描述。控制器330包括开启电路410、齐纳二极管420、脉宽调制(pulse width modulation，PWM)生成器(例如：横向脉宽调制(Lateral pulse width modulation，LPWM)生成器430)、频率生成器440、比较器403、触发器405(例如：SR触发器)，驱动器407、与门409和开关411。
[0032] 齐纳二极管420在引脚HV_GATE上产生恒定直流电压。恒定直流电压驱动开关321，从而允许在VDD引脚上产生开启电压。当VDD引脚上的开启电压达到控制器330的预设开启电压值时，开启电路410接收开启电压，并提供电能给其他电子元件，从而使控制器
330开始工作。包含比较器401的LPWM生成器430比较VSIN引脚上的信号VSIN和VDC引脚上的信号VDC。LPWM生成器430根据信号VSIN和信号VDC的比较结果输出LPWM信号。由于信号VDC与整流交流电压信号VREC的平均电压值成比例，且信号VSIN与整流交流电压信号VREC成比例，信号VDC和信号VSIN均根据交流输入电压信号VIN发生变化。因此，尽管交流输入电压信号VIN的幅值和/或频率具有波动，LPWM信号具有实质恒定占空比。在本实施例的应用中，“实质恒定”表示由于交流输入电压信号VIN的波形变化或由于电路元件的非理想特性，LPWM信号的占空比可以发生轻微的变化，但此变化处于一个范围内，由此，LED串340能够具有相对稳定的亮度。
[0033] 此外，在图4的实施例中，频率生成器440产生频率由电阻331决定的脉冲信号。当然，可修改频率生成器440，使其产生频率由电容决定的脉冲信号。因此，在一个实施例中，频率生成器440输出的脉冲信号具有恒定的频率。S-R触发器405通过S引脚接收脉冲信号。S-R触发器405通过R引脚耦合于比较器403的输出端。比较器403比较SOURCE引脚的反馈信号FB和预设参考信号VREF，例如，0.25V。在一个实施例中，预设参考信号VREF表示流经LED串340的峰值电流。因此，在一个实施例中，如果反馈信号FB大于预设参考信号VREF，S-R触发器405复位。S-R触发器405的Q引脚通过驱动器407耦合于与门409，用于提供由比较器403的输出控制的脉冲信号。与门409还接收来自LPWM生成器430的LPWM信号。
[0034] 与门409输出的调光控制信号DIM用于控制开关411的导通状态。结合图3和图4进行说明，当开关411闭合时，开关411串联耦合于LED串340。由此，调光控制信号DIM通过交替关闭和断开开关411来控制输往电压转换器320的电能。此外，调光控制信号DIM由信号VDC和信号VSIN之间的比较以及反馈信号FB和预设参考信号VREF之间的比较来决定。
[0035] 图5所示为根据本发明的实施例的驱动电路产生的信号的时序图500的示例。图5将结合图3和图4进行描述。为方便说明，交流输入电压VIN是频率为f1Hz(e.g.，60Hz)的正弦波，其范围为85Vrms至265Vrms。波形501表示从85Vrms交流输入电压VIN中得出的信号VSIN；波形505表示从265Vrms交流输入电压VIN中得出的信号VSIN。直线503表示从85Vrms交流输入电压VIN中得出的信号VDC；直线507表示从265Vrms交流输入电压VIN中得出的信号VDC。
[0036] 假设在时刻T1，信号VSIN达到信号VDC。时刻T1可表示为：
[0037] Sin(2πf1T1)＝VDC/VSIN-PK， (1)
[0038] 其中，VSIN-PK表示信号VSIN的峰值电压。结合图3中的描述，由于信号VSIN是通过电阻311和313分压信号VREC所得，信号VSIN的峰值电压VSIN-PK可表示为：
[0039]
[0040] 其中，R1表示电阻311的阻值，R2表示电阻313的阻值，VREC-PK表示信号VREC的峰值电压。在图3的实施例中，信号VDC表示一个信号的平均电压值，该信号是通过电阻315和317分压信号VREC所得。因此，信号VDC可表示为：
[0041]
[0042] 其中，R3表示表示电阻315的阻值，R4表示电阻317的阻值。因此，结合式(1)，(2)和(3)，T1可表示为：
[0043]
[0044] 根据式(4)，无论交流输入电压VIN是否具有幅度和/或p频率的波动，f1和T1的乘积均保持恒定。
[0045] 此外，如图5所示，LPWM信号的占空比D可以表示为：
[0046]
[0047] 其中，T表示LPWM信号的周期。因为f1和T1的乘积是恒定数值，无论交流输入电压VIN是否具有幅度和/或p频率的波动，LPWM信号的占空比D也是实质恒定的。在一个实施例中，LPWM生成器430产生的LPWM信号的占空比由电阻311、电阻313、电阻315和电阻317决定。在一个实施例中，通过改变这些电阻的阻值可调节LPWM信号的占空比，以适应各种应用。
[0048] 假设交流输入电压VIN的频率恒定，图5的波形也能解释尽管交流输入电压VIN的幅值出现波动，LPWM信号的占空比保持恒定。在时刻T1、T2、T3、T4、T5和T6，直线503与波形501相交，同时，直线507与波形505相交。因此，无论交流输入电压VIN的幅值波动，信号VDC和信号VSIN均会在同样的时刻点相交。由此，通过比较信号VDC和信号VSIN，即使交流输入电压VIN会变化，LPWM生成器430产生的LPWM信号的占空比仍然保持恒定。
[0049] 图5中的波形509是LPWM生成器430产生的LPWM信号的示例。波形510是与门409输出的调光控制信号DIM的示例。当信号VSIN小于信号VDC时，LPWM信号是逻辑低电位(断开状态)。在断开状态下，调光控制信号DIM是逻辑低电位，因此，开关411断开。此时，LED串340中没有电流流过。当信号VSIN大于信号VDC时，LPWM信号是逻辑高电位(闭合状态)。在闭合状态下，比较表示流经LED串340的电流的反馈信号FB和预设参考信号VREF。
反馈信号FB和预设参考信号VREF的比较结果以及频率生成器440产生的脉冲信号共同决定了调光控制信号DIM。例如，频率生成器440产生的脉冲信号的频率大致处于300KHz和
2.5MHz的范围内。调光控制信号DIM控制开关411交替的闭合和断开，以调节流经LED串
340的LED电流。
[0050] 总之，本发明的实施例采用整流交流电压信号VREC来产生与VREC成比例的信号VSIN(如图5中的波形501或505)以及表示信号VREC平均电压值的电压信号VDC(如图5中的波形503或507)。因此，去除了电解电容。通过去除电解电容，本发明的实施例中的驱动电路具有更好的功率因数和更长的使用寿命。此外，通过比较信号VDC和信号VSIN以及比较反馈信号FB和预设参考信号VREF，LED串340的发光相对稳定，无论交流输入电压VIN是否具有幅值和/或频率的波动。
[0051] 图6所示为根据本发明的实施例的驱动光源(例如：LED串)的方法流程图600。图6将结合图3和图4进行描述。图6所涵盖的具体步骤仅仅作为示例。也就是说，本发明适用于其他合理的流程或对图6进行改进的步骤。
[0052] 在步骤601中，将整流交流电压信号转换为正比于整流交流电压信号的第一信号。此外，将整流交流电压信号转换成正比于整流交流电压信号的平均电压值的第二信号。
[0053] 在一个实施例中，电压转换器320首先将交流输入电压信号VIN转换为整流交流电压VREC。然后，电压转换器320将整流交流电压VREC转换成信号VDC和信号VSIN。信号VSIN与整流交流电压VREC成比例。信号VDC与整流交流电压VREC平均电压值成比例。
[0054] 在步骤603中，将整流交流输入电压信号转换为稳定直流电压信号，以驱动所述光源。
[0055] 在一个实施例中，电压转换器320将整流交流电压VREC转换成稳定直流电压信号，以驱动LED串340。
[0056] 在步骤605中，比较所述第一信号与所述第二信号之间的大小，以产生脉冲信号。
[0057] 在一个实施例中，LPWM生成器430比较第一信号VSIN与第二信号VDC之间的大小，以产生LPWM信号。在另一个实施例中，无论交流输入电压信号VIN是否具有幅度和/或频率波动，LPWM具有恒定的占空比。
[0058] 在步骤607中，根据所述脉冲信号产生调光控制信号，以控制所述光源的调光。
[0059] 在一个实施例中，根据LPWM信号以及参考信号和表示流经LED串340的电流的反馈信号之间的比较结果，与门409提供调光控制信号DIM控制开关411，从而据此进一步控制LED串340的调光。
[0060] 上文具体实施方式和附图仅为本发明的常用实施例。显然，在不脱离权利要求书所界定的本发明精神和发明范围的前提下可以有各种增补、修改和替换。本领域技术人员应该理解，本发明在实际应用中可根据具体的环境和工作要求在不背离发明准则的前提下在形式、结构、布局、比例、材料、元素、组件及其它方面有所变化。因此，在此披露的实施例仅用于说明而非限制，本发明的范围由所附权利要求及其合法等同物界定，而不限于此前的描述。
