发光元件驱动电路及发光元件电路的驱动方法转让专利
申请号 : CN201410275924.2
文献号 : CN105282900B
文献日 : 2017-11-17
发明人 : 饶东铮 , 陈曜洲 , 李一惟
申请人 : 立锜科技股份有限公司
摘要 :
本发明提出一种发光元件驱动电路及发光元件电路的驱动方法。发光元件驱动电路用以驱动具有多个串联发光元件的发光元件电路。发光元件驱动电路根据整流输入电压而改变被驱动的发光元件的数量，发光元件驱动电路包含：开关模块、电流源电路、以及总谐波失真(total harmonic distortion,THD)补偿电路。其中，THD补偿电路根据整流输入电压，产生调整电流。电流源电路进而根据调整电流，提供发光元件电流予导通的发光元件，以降低总谐波失真。
权利要求 :
1.一种发光元件驱动电路，用以驱动一发光元件电路，其中该发光元件电路具有多个串联的发光元件，以接收一整流输入电压，其特征在于，该发光元件驱动电路包含：一开关模块，包括多个开关，分别与对应的该发光元件耦接，用以根据该整流输入电压，决定导通该发光元件的数量；
一电流源电路，与该开关模块耦接，用以根据一调整电流，提供一发光元件电流予导通的发光元件，其中该发光元件电流非为固定值，且在一周期中至少部分时间与该整流输入电压具有实质相同的一相位角；以及一总谐波失真补偿电路，与该电流源电路耦接，用以根据该整流输入电压，产生该调整电流；
其中该总谐波失真补偿电路包括：
一电压电流转换电路，用以将该整流输入电压转换为一总谐波失真补偿电流；
一设定电流产生电路，用以根据一参考讯号，产生一设定电流；以及一加减法电路，分别与该电压电流转换电路及该设定电流产生电路耦接，用以根据该总谐波失真补偿电流与该设定电流，产生该调整电流。
2.如权利要求1所述的发光元件驱动电路，其中，该电压电流转换电路包括：一输入电压感测电路，用以接收该整流输入电压，产生一输入电压取样讯号；以及一电流镜复制电路，与该输入电压感测电路耦接，用以根据该输入电压取样讯号，产生该总谐波失真补偿电流。
3.如权利要求1所述的发光元件驱动电路，其中，该电压电流转换电路包括：一输入电压感测电路，用以接收该整流输入电压，产生一输入电压取样讯号；
一放大电路，与该输入电压感测电路耦接，用以根据该输入电压取样讯号与一参考讯号，产生一转换电流；以及一电流镜电路，与该放大电路耦接，用以根据该转换电流，产生该总谐波失真补偿电流。
4.如权利要求1所述的发光元件驱动电路，其中，该电压电流转换电路包括：一输入电压感测电路，包括一分压电路，以撷取该整流输入电压的一分压作为一输入电压取样讯号；
一放大电路，与该输入电压感测电路耦接，用以根据该输入电压取样讯号，产生一转换电流；以及一电流镜电路，与该放大电路耦接，用以根据该转换电流，产生该总谐波失真补偿电流。
5.如权利要求1所述的发光元件驱动电路，其中，该设定电流产生电路包括：一放大电路，用以根据该参考讯号，产生一参考电流；以及一电流镜电路，与该放大电路耦接，用以根据该参考电流，产生该设定电流。
6.一种发光元件电路的驱动方法，其中该发光元件电路具有多个串联的发光元件，其特征在于，该发光元件电路的驱动方法包含：提供一整流输入电压；
根据该整流输入电压，决定被驱动的发光元件的数量；
根据该整流输入电压，产生一调整电流，其中，该调整电流与该整流输入电压具有实质相同的一相位角；以及根据该调整电流，提供一发光元件电流予被驱动的发光元件，其中该发光元件电流非为固定值，且在一周期中至少部分时间与该整流输入电压具有实质相同的一相位角，其中，该根据该整流输入电压，提供该调整电流的步骤包括：将该整流输入电压转换为一总谐波失真补偿电流；
根据一参考讯号，产生一设定电流；以及
根据该总谐波失真补偿电流与该设定电流，产生该调整电流。
7.如权利要求6所述的发光元件电路的驱动方法，其中，该根据该总谐波失真补偿电流与该设定电流，产生该调整电流的步骤包括：将该总谐波失真补偿电流与该设定电流作加或减运算，以产生该调整电流。
8.如权利要求6所述的发光元件电路的驱动方法，其中，该总谐波失真补偿电流具有与整流输入电压质同相且振幅同向的波形。
9.如权利要求6所述的发光元件电路的驱动方法，其中，该总谐波失真补偿电流具有与整流输入电压Vin实质同相但振幅反向的波形。
10.一种发光元件驱动电路，用以驱动一发光元件电路，其中该发光元件电路具有多个串联的发光元件，以接收一整流输入电压，其特征在于，该发光元件驱动电路包含：一开关模块，包括多个开关，分别与对应的该发光元件耦接，用以根据该整流输入电压，决定导通该发光元件的数量；
一电流源电路，与该开关模块耦接，用以根据一调整电流，提供一发光元件电流予导通的发光元件，其中该发光元件电流非为固定值，且在一周期中至少部分时间与该整流输入电压具有实质相同的一相位角；以及一总谐波失真补偿电路，与该电流源电路耦接，用以根据该整流输入电压，产生该调整电流；
其中该总谐波失真补偿电路包括一电压电流转换电路，用以将该整流输入电压转换为一总谐波失真补偿电流；
其中该电压电流转换电路包括：
一输入电压感测电路，用以接收该整流输入电压，产生一输入电压取样讯号；以及一电流镜复制电路，与该输入电压感测电路耦接，用以根据该输入电压取样讯号，产生该总谐波失真补偿电流。
11.一种发光元件驱动电路，用以驱动一发光元件电路，其中该发光元件电路具有多个串联的发光元件，以接收一整流输入电压，其特征在于，该发光元件驱动电路包含：一开关模块，包括多个开关，分别与对应的该发光元件耦接，用以根据该整流输入电压，决定导通该发光元件的数量；
一电流源电路，与该开关模块耦接，用以根据一调整电流，提供一发光元件电流予导通的发光元件，其中该发光元件电流非为固定值，且在一周期中至少部分时间与该整流输入电压具有实质相同的一相位角；以及一总谐波失真补偿电路，与该电流源电路耦接，用以根据该整流输入电压，产生该调整电流；
其中该总谐波失真补偿电路包括一电压电流转换电路，用以将该整流输入电压转换为一总谐波失真补偿电流；
其中该电压电流转换电路包括：
一输入电压感测电路，用以接收该整流输入电压，产生一输入电压取样讯号；
一放大电路，与该输入电压感测电路耦接，用以根据该输入电压取样讯号与一参考讯号，产生一转换电流；以及一电流镜电路，与该放大电路耦接，用以根据该转换电流，产生该总谐波失真补偿电流。
12.一种发光元件驱动电路，用以驱动一发光元件电路，其中该发光元件电路具有多个串联的发光元件，以接收一整流输入电压，其特征在于，该发光元件驱动电路包含：一开关模块，包括多个开关，分别与对应的该发光元件耦接，用以根据该整流输入电压，决定导通该发光元件的数量；
一电流源电路，与该开关模块耦接，用以根据一调整电流，提供一发光元件电流予导通的发光元件，其中该发光元件电流非为固定值，且在一周期中至少部分时间与该整流输入电压具有实质相同的一相位角；以及一总谐波失真补偿电路，与该电流源电路耦接，用以根据该整流输入电压，产生该调整电流；
其中该总谐波失真补偿电路包括一电压电流转换电路，用以将该整流输入电压转换为一总谐波失真补偿电流；
其中该电压电流转换电路包括：
一输入电压感测电路，包括一分压电路，以撷取该整流输入电压的一分压作为一输入电压取样讯号；
一放大电路，与该输入电压感测电路耦接，用以根据该输入电压取样讯号，产生一转换电流；以及一电流镜电路，与该放大电路耦接，用以根据该转换电流，产生该总谐波失真补偿电流。
说明书 :
发光元件驱动电路及发光元件电路的驱动方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种发光元件驱动电路及发光元件电路的驱动方法，特别是指一种具有总谐波失真(total harmonic distortion,THD)补偿的发光元件驱动电路及发光元件电路的驱动方法。
背景技术
[0002] 图1A显示一种现有技术发光二极管(light emitting diode,LED)驱动电路10及其相关电路的示意图。如图1A所示，LED驱动电路10包含开关电路11、开关控制电路12、与固定电流源13。LED驱动电路10用以驱动LED电路20，其中LED电路20包含多个串联的LED，如图1A所示，此多个串联的LED，分为LED群组G1、G2、G3、与G4。开关电路11包含开关S1、S2、S3、与S4四个开关。如图1A所示，开关S1-S4分别电连接于LED电路20中适当的位置，以控制LED群组G1-G4。交流电源40产生交流电压，整流电路30对此交流电压进行整流，而产生如图1B所示的整流输入电压Vin。而LED驱动电路10驱动LED电路20的基本方式，是根据整流输入电压Vin的位准，导通或不导通其中不同的开关S1-S4，而使LED电路20中的LED群组G1-G4，其中一个或多个LED群组发光。
[0003] 举例而言，如图1B中讯号波形图所示意，当整流输入电压Vin的位准低于位准L1时，开关S1-S4皆不导通，LED群组G1-G4皆不发光；当整流输入电压Vin的位准介于位准L1与L2之间，开关S1导通，开关S2-S4不导通，LED群组G1发光；当整流输入电压Vin的位准介于位准L2与L3之间，开关S2导通，开关S1、S3-S4不导通，LED群组G1-G2发光；当整流输入电压Vin的位准介于位准L3与L4之间，开关S3导通，开关S1-S2、与S4不导通，LED群组G1-G3发光；当整流输入电压Vin的位准超过位准L4，开关S4导通，开关S1-S3不导通，LED群组G1-G4发光。相关的LED驱动电路10根据整流输入电压Vin的驱动方式，可参考美国专利第7,081,722号案与美国专利申请第2011/0273102号案。
[0004] 其中，固定电流源13提供固定大小的电流，以使LED群组G1-G4中一个或多个LED群组发光时，流过其中的LED的电流为定值。如图1B中电流I1的讯号波形所示意，无论LED群组G1-G4中一个或多个LED群组发光时，所流经的电流皆为固定，只有在整流输入电压Vin的位准低于位准L1时，也就是开关S1-S4皆不导通的情况下，电流I1为零电流。
[0005] 相较于以直流电压驱动LED电路的驱动电路而言，现有技术LED驱动电路10的优点在于不需要将整流输入电压Vin转换为直流电压，可以节省制造的成本；且当整流输入电压Vin的频率够高，肉眼也看不出LED电路20的闪烁。而现有技术LED驱动电路10的缺点在于，其总谐波失真(total harmonic distortion,THD)较高。
[0006] 有鉴于此，本发明即针对上述现有技术的不足，提出一种具有THD补偿的发光元件驱动电路及发光元件电路的驱动方法。
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发光元件电路的驱动方法，即具有总谐波失真(total harmonic distortion,THD)补偿的发光元件驱动电路及发光元件电路的驱动方法。
[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，用以驱动一发光元件电路，其中该发光元件电路具有多个串联的发光元件，以接收一整流输入电压，该发光元件驱动电路包含：一开关模块，包括多个开关，分别与对应的该发光元件耦接，用以根据该整流输入电压，决定导通该发光元件的数量；一电流源电路，与该开关模块耦接，用以根据一调整电流，提供一发光元件电流予导通的发光元件，其中该发光元件电流非为固定值，且在一周期中至少部分时间与该整流输入电压具有实质相同的一相位角；以及一总谐波失真(total harmonic distortion,THD)补偿电路，与该电流源电路耦接，用以根据该整流输入电压，产生该调整电流。
[0009] 在其中一种较佳的实施例中，该调整电流与该整流输入电压具有实质相同的一相位角。
[0010] 在其中一种较佳的实施例中，该THD补偿电路包括一电压电流转换电路，用以将该整流输入电压转换为一THD补偿电流。
[0011] 在其中一种较佳的实施例中，该THD补偿电路更包括：一设定电流产生电路，用以根据一参考讯号，产生一设定电流；以及一加减法电路，分别与该电压电流转换电路及该设定电流产生电路耦接，用以根据该THD补偿电流与该设定电流，产生该调整电流。
[0012] 在其中一种较佳的实施例中，该电压电流转换电路包括：一输入电压感测电路，用以接收该整流输入电压，产生一输入电压取样讯号；以及一电流镜复制电路，与该输入电压感测电路耦接，用以根据该输入电压取样讯号，产生该THD补偿电流。
[0013] 在其中一种较佳的实施例中，该电压电流转换电路包括：一输入电压感测电路，用以接收该整流输入电压，产生一输入电压取样讯号；一放大电路，与该输入电压感测电路耦接，用以根据该输入电压取样讯号与一参考讯号，产生一转换电流；以及一电流镜电路，与该放大电路耦接，用以根据该转换电流，产生该THD补偿电流。
[0014] 在其中一种较佳的实施例中，该电压电流转换电路包括：一输入电压感测电路，包括一分压电路，以撷取该整流输入电压的一分压作为一输入电压取样讯号；一放大电路，与该输入电压感测电路耦接，用以根据该输入电压取样讯号，产生一转换电流；以及一电流镜电路，与该放大电路耦接，用以根据该转换电流，产生该THD补偿电流。
[0015] 在其中一种较佳的实施例中，该设定电流产生电路包括：一放大电路，用以根据该参考讯号，产生一参考电流；以及一电流镜电路，与该放大电路耦接，用以根据该参考电流，产生该设定电流。
[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电路的驱动方法，其中该发光元件电路具有多个串联的发光元件，该发光元件电路的驱动方法包含：提供一整流输入电压；根据该整流输入电压，决定被驱动的发光元件的数量；根据该整流输入电压，产生一调整电流，其中，该调整电流与该整流输入电压具有实质相同的一相位角；以及根据该调整电流，提供一发光元件电流予被驱动的发光元件，其中该发光元件电流非为固定值，且在一周期中至少部分时间与该整流输入电压具有实质相同的一相位角。
[0017] 在其中一种较佳的实施例中，其中该根据该整流输入电压，提供该调整电流的步骤包括：根据该整流输入电压，提供一输入电压取样讯号；根据该输入电压取样讯号，产生一转换电流；以及将该转换电流，转换为该调整电流。
[0018] 在其中一种较佳的实施例中，该根据该整流输入电压，提供该调整电流的步骤包括：将该整流输入电压转换为一THD补偿电流；根据一参考讯号，产生一设定电流；以及根据该THD补偿电流与该设定电流，产生该调整电流。
[0019] 在其中一种较佳的实施例中，该根据该THD补偿电流与该设定电流，产生该调整电流的步骤包括：将该THD补偿电流与该设定电流作加或减运算，以产生该调整电流。
[0020] 在其中一种较佳的实施例中，该THD补偿电流具有与整流输入电压质同相且振幅同向的波形。
[0021] 在其中一种较佳的实施例中，该THD补偿电流具有与整流输入电压Vin实质同相但振幅反向的波形。
[0022] 下面通过具体实施例详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。
附图说明
[0023] 图1A显示一种现有技术发光二极管(light emitting diode,LED)驱动电路10及其相关电路的示意图；
[0024] 图1B显示现有技术LED驱动电路10及其相关电路的讯号波形示意图；
[0025] 图2A与2B显示本发明的第一个实施例；
[0026] 图3显示本发明的第二个实施例；
[0027] 图4显示本发明第三个实施例；
[0028] 图5A与5B显示本发明第四个实施例；
[0029] 图6A与6B显示本发明的第五个实施例；
[0030] 图7A与7B显示本发明的第六个实施例；
[0031] 图8A与8B显示本发明的第七个实施例；
[0032] 图9A与9B显示本发明的第八个实施例；
[0033] 图10A-10C显示本发明的第九个实施例；
[0034] 图11A-11E举数例显示电流源电路120如何根据调整电流Id来提供发光元件电流ILED。
[0035] 图中符号说明
[0036] 10LED 驱动电路
[0037] 11,111 开关电路
[0038] 12,112 开关控制电路
[0039] 13 固定电流源
[0040] 20 LED电路
[0041] 21 发光元件电路
[0042] 30 整流电路
[0043] 40 交流电源
[0044] 100 发光元件驱动电路
[0045] 110 开关模块
[0046] 120 电流源电路
[0047] 120a 固定电流源
[0048] 130 THD补偿电路
[0049] 131 电压电流转换电路
[0050] 131a,131b 电流复制电路
[0051] 132 设定电流产生电路
[0052] 133 加减法电路
[0053] 150 电流设定电路
[0054] 1311 输入电压感测电路
[0055] 1312,1313,1321 电流镜电路
[0056] 1314,1317,1322 放大电路
[0057] 1323 阻抗电路
[0058] G1-G4LED 群组
[0059] A1-A5 误差放大器
[0060] Id 调整电流
[0061] ILED 发光元件电流
[0062] Ir 参考电流
[0063] Is 设定电流
[0064] ITHD THD 补偿电流
[0065] L1-L4 位准
[0066] Q1-Q6 晶体管
[0067] Ra-Rb,R1-R6 电阻
[0068] S1-S4 开关
[0069] Vin 整流输入电压
具体实施方式
[0070] 请参阅图2A与2B，显示本发明的第一个实施例。如图2A所示，发光元件驱动电路100用以驱动发光元件电路21，其中，发光元件电路21具有多个串联的发光元件，例如但不限于包含多个串联的LED，且此多个串联的LED分为多个LED群组，例如但不限于如现有技术所述，分为G1、G2、G3、与G4四个LED群组，如图2A所示。整流电路30产生整流输入电压Vin。需说明的是，发光元件电路21并不限于如图1A所示LED电路20，仅包含单一LED串，发光元件电路21亦可以由多个LED串并联所组成的LED阵列或是其它发光元件串或发光元件阵列等。发光元件电路21接收整流输入电压Vin，且发光元件驱动电路100根据整流输入电压Vin而改变发光元件电路21中，被驱动的发光元件的数量。
[0071] 请继续参阅图2A，发光元件驱动电路100包含开关模块110、电流源电路120、以及总谐波失真(total harmonic distortion,THD)补偿电路130。其中，开关模块110包括例如但不限于如图1A所示的开关电路11与开关控制电路12。其中，开关电路11包含多个开关(例如分为S1、S2、S3、与S4四个开关，如图1A所示)，分别与对应的LED群组G1、G2、G3、与G4电连接，用以根据整流输入电压Vin，决定多个LED中，被驱动的LED，以导通这些对应的LED而发光。举例而言，与现有技术LED驱动电路10相同，当整流输入电压Vin的位准低于位准L1时，开关S1-S4皆不导通，LED群组G1-G4皆不发光；当整流输入电压Vin的位准介于位准L1与L2之间，开关S1导通，开关S2-S4不导通，LED群组G1发光；当整流输入电压Vin的位准介于位准L2与L3之间，开关S2导通，开关S1、S3-S4不导通，LED群组G1-G2发光；当整流输入电压Vin的位准介于位准L3与L4之间，开关S3导通，开关S1-S2、与S4不导通，LED群组G1-G3发光；当整流输入电压Vin的位准超过位准L4，开关S4导通，开关S1-S3不导通，LED群组G1-G4发光。
[0072] 与现有技术LED驱动电路10不同的是，在本实施例中，电流源电路120除了与开关模块110耦接之外，另与THD补偿电路130耦接，以根据调整电流Id，提供发光元件电流ILED予导通的发光元件。THD补偿电路130与电流源电路120耦接，用以根据整流输入电压Vin，产生调整电流Id，其中，调整电流Id讯号波形如图2B所示意，用以降低输出讯号的总谐波失真。
[0073] 在一种较佳的实施例中，调整电流Id与整流输入电压Vin具有实质相同的相位角。如此一来，发光元件电流ILED在整流输入电压Vin超过预设位准时，与整流输入电压Vin亦具有相同的相位角，因此可降低THD。亦即本发明的特点是：发光元件电流ILED非为固定值，且在一周期中至少部分时间与该整流输入电压Vin具有实质相同的一相位角。需说明的是，所谓具有实质相同的相位角并不表示必须绝对无误差地恰好具有相同的相位角，而应视为可容许有微幅的偏离，只要相较于固定值的发光元件电流(如图2B中的现有技术电流I1的讯号波形所示意)，应用本发明，使整流输入电压Vin与调整电流Id相对而言具有较接近的相位角(因此发光元件电流ILED在一周期中至少部分时间与该整流输入电压Vin具有相对而言较接近的相位角)，而可降低THD即可。另外，所谓整流输入电压Vin超过预设位准，以第一个实施例而言，预设位准指的是位准L1；亦即发光元件电流ILED开始为非零电流的整流输入电压Vin的位准，如图2B中的讯号波形所示意。
[0074] 图3显示本发明第二个实施例，举例显示THD补偿电路130的第一种实施方式。在本实施例中，THD补偿电路130包括电压电流转换电路131，用以接收整流输入电压Vin，并将整流输入电压Vin转换为THD补偿电流ITHD。在本实施中，THD补偿电流ITHD例如但不限于直接作为调整电流Id。
[0075] 图4显示本发明的第三个实施例，举例显示THD补偿电路130的第二种实施方式。与第二个实施例不同的是，THD补偿电路130除包括电压电流转换电路131之外，更包含设定电流产生电路132与加减法电路133。其中，设定电流产生电路132用以根据参考讯号(将于后详述)，产生设定电流Is。加减法电路133分别与电压电流转换电路131及设定电流产生电路132耦接，用以根据THD补偿电流ITHD与设定电流Is，产生调整电流Id。
[0076] 电流源电路120如何根据调整电流Id来提供发光元件电流ILED，有种种方式，本发明并不局限于其中任何一种。举例说明，请参阅图11A-11B，电流源电路120可以是一个电流复制电路(电流复制电路有各种形式，本发明并不局限于其中任何一种)，而发光元件电流ILED例如等于或正比于调整电流Id(当开关S1-S4中的任何开关导通时，下同)，视该电流复制电路的复制比例而定。图11C显示电流源电路120的另一种实施方式，在本实施例中调整电流Id乘上电阻Ra的电阻值等于发光元件电流ILED乘上电阻Rb的电阻值，故根据电阻Ra和Rb的设定，发光元件电流ILED同样可以等于或正比于调整电流Id。图11D-11E显示发光元件电流ILED亦可以为调整电流Id减去或加上一固定电流。图11D显示前者，电流源电路120中例如但不限于包含一固定电流源120a，而发光元件电流ILED为调整电流Id减去该固定电流源120a所决定的固定电流；图11E显示后者，电流源电路120中包含固定电流源120a，而发光元件电流ILED为调整电流Id加上该固定电流源120a所决定的固定电流。
[0077] 以上图11A-11E的实施方式不限于单独应用，亦可以两种以上组合应用。
[0078] 图5A与5B显示本发明的第四个实施例。本实施例显示在第二个实施例中，开关模块110、电流源电路120、以及THD补偿电路130一种较具体的实施例。如图5A所示，开关模块110具有开关电路111及开关控制电路112，例如但不限于分别与现有技术开关电路11及开关控制电路12相同。电流源电路120根据调整电流Id，提供发光元件电流ILED予导通的发光元件。THD补偿电路130包括电压电流转换电路131，用以接收整流输入电压Vin，并将整流输入电压Vin转换为THD补偿电流ITHD；且补偿电流ITHD作为调整电流Id。其中，电压电流转换电路131包括输入电压感测电路1311及电流复制电路131a；一实施例中，电流复制电路131a包括电流镜电路1312与电流镜电路1313。输入电压感测电路1311用以接收整流输入电压Vin，提供输入电压取样讯号。一实施例中，输入电压感测电路1311为阻抗电路，例如但不限于为如图所示的电阻R1，接收整流输入电压Vin，产生取样电流作为输入电压取样讯号。电流复制电路131a根据取样电流产生THD补偿电流ITHD作为调整电流Id，其中THD补偿电流ITHD可以等于或正比于取样电流。电流复制电路131a中，电流镜电路1313耦接于电流镜电路1312与输入电压感测电路1311(电阻R1)之间，用以根据取样电流，也就是输入电压取样讯号，产生转换电流；电流镜电路1312耦接于电流镜电路1313与电流源电路120之间，用以根据转换电流，产生THD补偿电流ITHD作为调整电流Id。须说明的是，以上采用两个电流镜电路的实施方式仅是举例，若改为较少或更多数目的电流镜电路，当然也是可以的。
[0079] 详言之，请参阅图5A，如图5A所示，电流镜电路1312与1313的电流转换比例，例如但不限于分别为1:N1及1:N2；电阻R1的电阻值为R1；电流镜电路1313中，取样电流侧的晶体管跨压为Vt；则调整电流Id为：
[0080]
[0081] 由于调整电流Id相关于输入电压Vin(晶体管跨压为Vt可忽略不计)，因此具有补偿整流输入电压Vin的THD的特性。电流源电路120根据调整电流Id产生发光元件电流ILED，就可以降低输出讯号的THD。在图5B中，显示以1:1的比例直接复制调整电流Id作为发光元件电流ILED的实施方式；当然，如先前参阅图11A-11E所述，发光元件电流ILED可以为调整电流Id的任何比例、及/或加减一个固定电流。
[0082] 图6A与6B显示本发明的第五个实施例。本实施例显示第二个实施例中，电压电流转换电路131另一种较具体的实施例。如图6A所示，电压电流转换电路131包括输入电压感测电路1311、电流镜电路1312、与放大电路1314。其中，输入电压感测电路1311包括阻抗电路，用以接收整流输入电压Vin，产生取样电流作为输入电压取样讯号。输入电压感测电路1311用以接收整流输入电压Vin，提供输入电压取样讯号。阻抗电路例如但不限于为如图所示的电阻R1，接收整流输入电压Vin，产生取样电流作为输入电压取样讯号。放大电路1314耦接于电流镜电路1312与输入电压感测电路1311(电阻R1)之间，包括误差放大器A1与晶体管Q1、Q2，用以接收取样电流，并根据参考讯号V1，产生转换电流。根据放大电路1314的回授平衡设计，当电路平衡时，误差放大器A1的两输入端电压会相等。电流镜电路1312耦接于放大电路1314与电流源电路120之间，用以根据转换电流，产生THD补偿电流ITHD作为调整电流Id。
[0083] 请继续参阅图6A，电流镜电路1312与放大电路1314的电流转换比例，例如但不限于分别为1:N1及1:N2；若放大电路1314一输入端接收参考讯号V1；则调整电流Id为：
[0084]
[0085] 由于调整电流Id相关于输入电压Vin，因此具有补偿整流输入电压Vin的THD的特性。电流源电路120根据调整电流Id产生发光元件电流ILED，就可以降低输出讯号的THD。在图6B中，显示以1:1的比例直接复制调整电流Id作为发光元件电流ILED的实施方式；当然，如先前参阅图11A-11E所述，发光元件电流ILED可以为调整电流Id的任何比例、及/或加减一个固定电流。
[0086] 图7A与7B显示本发明的第六个实施例。本实施例显示第三个实施例中，电压电流转换电路131、设定电流产生电路132、与加减法电路133较具体的实施例。如图第7A所示，电压电流转换电路131例如但不限于与第五个实施例中的电压电流转换电路131相同，包括输入电压感测电路1311、电流镜电路1312、与放大电路1314。设定电流产生电路132用以提供设定电流Is予加减法电路133。加减法电路133分别与电压电流转换电路131及设定电流产生电路132耦接，用以根据THD补偿电流ITHD与设定电流Is，产生调整电流Id；电流源电路120则根据调整电流Id，提供发光元件电流ILED。其中，加减法电路133例如但不限于为如图所示的节点，结合THD补偿电流ITHD与设定电流Is，以产生THD补偿电流ITHD与设定电流Is的总和，即调整电流Id。如图所示，设定电流产生电路132例如但不限于包括电流镜电路
1321与放大电路1322。电流镜电路1321与加减法电路133耦接，用以根据参考电流Ir，产生设定电流Is。放大电路1322包括误差放大器A2、晶体管Q3、与阻抗电路1323；阻抗电路1323例如但不限于为电阻R2。放大电路1322与电流镜电路1321耦接，用以根据参考讯号V2，产生参考电流Ir。根据放大电路1322的回授平衡设计，当电路平衡时，误差放大器A2的两输入端电压会相等。
1321与放大电路1322。电流镜电路1321与加减法电路133耦接，用以根据参考电流Ir，产生设定电流Is。放大电路1322包括误差放大器A2、晶体管Q3、与阻抗电路1323；阻抗电路1323例如但不限于为电阻R2。放大电路1322与电流镜电路1321耦接，用以根据参考讯号V2，产生参考电流Ir。根据放大电路1322的回授平衡设计，当电路平衡时，误差放大器A2的两输入端电压会相等。
[0087] 举例而言，请参阅图7A与图7B，如图7A所示，电流镜电路1321的电流转换比例，例如但不限于为M:1；电阻R2的电阻值为R2；并以第五个实施例中的电压电流转换电路131为例，则发光元件电流ILED为：
[0088]
[0089] 其中的讯号波形如图7B所示意。本实施例中，THD补偿电流ITHD与设定电流Is为相加，但本发明不限于此；亦可改变使调整电流Id为THD补偿电流ITHD与设定电流Is之差，亦即加减法电路133可为加法电路或减法电路。此外，在图7B中，显示发光元件电流ILED可以为调整电流Id加上一个固定电流。
[0090] 图8A与8B显示本发明的第七个实施例。本实施例显示第三个实施例中，电压电流转换电路131、设定电流产生电路132、与加减法电路133较具体的实施例。如图8A所示，电压电流转换电路131例如但不限于与第四个实施例中的电压电流转换电路131相同，包括输入电压感测电路1311、电流镜电路1312、与电流镜电路1313。设定电流产生电路132例如但不限于与图7A所示的设定电流产生电路132相同，用以提供设定电流Is予加减法电路133。加减法电路133分别与电压电流转换电路131及设定电流产生电路132耦接，用以根据THD补偿电流ITHD与设定电流Is，产生调整电流Id；电流源电路120则根据调整电流Id，提供发光元件电流ILED。其中，加减法电路133例如但不限于如图所示的节点，结合THD补偿电流ITHD与设定电流Is，以产生补偿电流ITHD与设定电流Is的总和，即调整电流Id。
[0091] 举例而言，请参阅图8A与图8B，如图8A所示，电流镜电路1321的电流转换比例，例如但不限于为M:1；电阻R2的电阻值为R2；并以第四个实施例中的电压电流转换电路131为例，则发光元件电流ILED为：
[0092]
[0093] 其中的讯号波形如图8B所示意。本实施例中，THD补偿电流ITHD与设定电流Is为相加，但本发明不限于此；亦可改变使调整电流Id为THD补偿电流ITHD与设定电流Is之差，亦即加减法电路133可为加法电路或减法电路。此外，在图8B中，显示发光元件电流ILED可以为调整电流Id加上一个固定电流。
[0094] 图9A与9B显示本发明的第八个实施例，本实施例显示第三个实施例中，电压电流转换电路131、设定电流产生电路132、与加减法电路133另一种较具体的实施例。如图9A所示，电压电流转换电路131包括输入电压感测电路1311、电流镜电路1312、与放大电路1315。设定电流产生电路132例如但不限于与图7A所示的设定电流产生电路132相同，用以提供设定电流Is予加减法电路133。加减法电路133分别与电压电流转换电路131及设定电流产生电路132耦接，用以根据THD补偿电流ITHD与设定电流Is，产生调整电流Id；使得电流源电路
120根据调整电流Id，提供发光元件电流ILED。其中，加减法电路133例如但不限于如图所示的节点，结合THD补偿电流ITHD与设定电流Is，以产生THD补偿电流ITHD与设定电流Is的总和，即调整电流Id。如图所示，电压电流转换电路131包括输入电压感测电路1311、电流镜电路1312、与放大电路1315。其中，输入电压感测电路1311包括分压电路，例如具有串连的电阻R3与R4，用以接收整流输入电压Vin，产生整流输入电压Vin的K倍分压作为输入电压取样讯号，其中
120根据调整电流Id，提供发光元件电流ILED。其中，加减法电路133例如但不限于如图所示的节点，结合THD补偿电流ITHD与设定电流Is，以产生THD补偿电流ITHD与设定电流Is的总和，即调整电流Id。如图所示，电压电流转换电路131包括输入电压感测电路1311、电流镜电路1312、与放大电路1315。其中，输入电压感测电路1311包括分压电路，例如具有串连的电阻R3与R4，用以接收整流输入电压Vin，产生整流输入电压Vin的K倍分压作为输入电压取样讯号，其中
[0095]
[0096] 放大电路1315耦接于电流镜电路1312与输入电压感测电路1311(分压电路)之间，包括误差放大器A3、晶体管Q4、与电阻R5，用以根据整流输入电压Vin的K倍分压，产生转换电流。根据放大电路1315的回授平衡设计，当电路平衡时，误差放大器A3的两输入端电压会相等。电流镜电路1312耦接于放大电路1315与加减法电路133之间，用以根据转换电流，提供THD补偿电流ITHD。
[0097] 详言之，请参阅图9A，如图9A所示，电流镜电路1312的电流转换比例，例如但不限于为1:N1；放大电路1315中，电阻R5与晶体管Q4串联；则调整电流Id为：
[0098]
[0099] 其中的讯号波形如图9B所示意。本实施例中，THD补偿电流ITHD与设定电流Is为相加，但本发明不限于此；亦可改变使调整电流Id为THD补偿电流ITHD与设定电流Is之差，亦即加减法电路133可为加法电路或减法电路。此外，在图9B中，显示发光元件电流ILED可以为调整电流Id加上一个固定电流。
[0100] 图10A-10C显示本发明的第九个实施例。本实施例显示第三个实施例中，电压电流转换电路131、设定电流产生电路132、与加减法电路133另一种较具体的实施例。如图10A所示，设定电流产生电路132与加减法电路133例如但不限于与第六个实施例相同。而电压电流转换电路131包括输入电压感测电路1311、电流复制电路131b(本实施例中包括电流镜电路1312和电流镜电路1316)、与放大电路1317。其中，输入电压感测电路1311包括分压电路，例如具有串连的电阻R3与R4，用以接收整流输入电压Vin，产生整流输入电压Vin的K倍分压作为输入电压取样讯号，其中
[0101]
[0102] 放大电路1317耦接于输入电压感测电路1311(分压电路)与电流复制电路131b之间，包括误差放大器A4与A5、晶体管Q5与Q6、以及电阻R6。放大电路1317用以根据整流输入电压Vin的K倍分压，以及参考讯号V3，产生第一转换电流。根据放大电路1317的回授平衡设计，当电路平衡时，误差放大器A4的两输入端电压会相等，且误差放大器A5的两输入端电压会相等。因此，电阻R6上的跨压会等于V3和输入电压Vin的K倍分压的差，而第一转换电流等于电阻R6上的跨压除以电阻R6的电阻值。电流镜电路1316耦接于放大电路1317与电流镜电路1312之间，用以根据第一转换电流，提供第二转换电流。电流镜电路1312与加减法电路133耦接，用以根据第二转换电流，提供THD补偿电流ITHD。
[0103] 详言之，请参阅图10A，如图10A所示，电流镜电路1316的电流转换比例，例如但不限于分别为1:N1；电流镜电路1312的电流转换比例，例如但不限于分别为1:N2；放大电路1317中，电阻R6的电阻值为R6；则调整电流Id为：
[0104]
[0105] 其中的讯号波形如图10B所示意。本实施例特别显示调整电流Id为THD补偿电流ITHD与设定电流Is之差的实施方式，且THD补偿电流ITHD具有与整流输入电压Vin实质同相但振幅反向(或说正负号相反)的波形；在先前的实施例中，THD补偿电流ITHD具有与整流输入电压Vin实质同相且振幅同向(或说正负号相同)的波形。本实施例中，加减法电路133可视为减法电路。此外，当K×Vin高于V3时，电阻R6上将不会有电流，此时第一转换电流为零，故视V3和K的设计而定，也可以产生如图10C所示的波形。
[0106] 以上已针对较佳实施例来说明本发明，只是以上所述，仅为使本领域技术人员易于了解本发明的内容，并非用来限定本发明的权利范围。在本发明的相同精神下，本领域技术人员可以思及各种等效变化。例如，各实施例中图标直接连接的两电路或元件间，可插置不影响主要功能的其它电路或元件；又如，发光元件不限于各实施例所示的发光二极管(LED)，亦可为其它形式的发光电路；又例如，实施例所示的电流镜电路的数目，可视需要来修改；再例如，实施例所示的PMOS可改换为NMOS元件、NMOS可改换为PMOS元件，仅需对应修改电路对讯号的处理方式；又例如，发光元件阵列并非限于绝对整齐的每列皆为同等数目与每行皆为同等数目的排列，亦可以容许其中部分列或行的数目不等，或是部分发光元件的排列方式不按照列与行的排列，且图示以两个LED构成的一个LED群组也可改为以其它数量LED构成一个LED群组。凡此种种，皆可根据本发明的教示类推而得，因此，本发明的范围应涵盖上述及其它所有等效变化。