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    一種例示性LED驅動器電路，包含一個自動啟通/啟斷控制功能，其係使用一個具有某種可反應周遭光線之光感測元件的光感測電路。此電路係使用一個返馳式轉換器架構和一個功率因數校正(PFC)控制器。該光感測功能在設置上，係藉由使該光感測電路，耦合至該PFC控制器之監控/解能功能，因而可藉由使用一個類似光胞元之光感測元件，來提供該LED驅動器電路之自動啟通/啟斷控制。
    公开号:TW201301955A
    申请号:TW101121554
    申请日:2012-06-15
    公开日:2013-01-01
    发明作者:Mingliang Wu
    申请人:Rab Lighting Inc；
    IPC主号:H05B47-00
    专利说明:
    光胞元控制的發光二極體驅動器電路
    本發明係有關光胞元控制的發光二極體驅動器電路。 發明背景
    本發明係有關LED驅動器電路，以及係特別論及一種合併基於周遭光檢測之自動啟通/啟斷控制的LED驅動器電路。
    一個基於周遭光檢測之燈光自動啟通/啟斷控制的優勢，在於可在類似緊急備用燈光和徹夜安全或建築照明之應用例中，提供所希望之燈光切換。一個有關燈光驅動器之先存技藝式設計，包含一些可提供該等必需之光供應信號的驅動器積體電路，和一個用以提供驅動該等燈光所需之控制邏輯和其他功能性的微控制器。該微控制器的一個I/O埠，係耦合至一個包括一個鎘檢測器、一個光電二極體、或一個光電晶體之光偵測電路，以及可依據該光偵測電路偵測到之周遭光線來提供該燈光之啟通/啟斷控制。
    一種類型之LED燈光驅動器電路，係利用一個功率因數校正(PFC)控制器，舉例而言，一個在變遷模態中運作之電流模態PFC控制器，和一個可提供隔離式低成本低組件計數電壓給LED之返馳式轉換器。此等被封裝成一個積體電路之PFC控制器，可包含一個監控/解能輸入，其係被用來偵測所舉為例之PFC前調節器的過電壓和/或回授故障，以及對之提供保護。有一個範例性監控/解能輸入，係運作為一個輸出電壓監控器，以及可在該電壓下降低於某一特定之臨界值時，使該控制器解能，因而提供有關經由一個電壓控制信號之啟通/啟斷控制的電位。
    一般希望提供一種LED驅動器電路之啟通/啟斷控制，使利用一個PFC控制器基於周遭光檢測而不必增加體現先存技藝所揭示類似納入一個微控制器使提供支援此種啟通/啟斷控制之I/O埠和邏輯的典型控制方案之積體電路零件計數和成本。 發明概要
    本發明可能包含所附專利申請項中所陳述的一個或多個特徵和/或一個或多個以下特徵和彼等之組合。
    一種例示性LED驅動器電路，包含一個自動啟通/啟斷控制功能，其係使用一個具有某種可反應周遭光線之光感測元件的光感測電路。此電路係使用一個返馳式轉換器架構和一個功率因數校正(PFC)控制器。該光感測功能在設置上，係藉由使該光感測電路之輸出，耦合至該PFC控制器之監控/解能輸入，因而提供該LED控制器之自動啟通/啟斷控制的輕易體現和因而之LED驅動器電路輸出。舉例而言，一個光感測元件，諸如一個具有隨周遭光線而變化之電阻的光胞元(舉例而言，一個光敏電阻器或光敏電阻(LDR))，可被使用在一個分壓器中，以提供一個隨周遭光線而變化之電壓輸出信號。LED通常係稱作發光二極體，然而，LED在本說明書中，係泛稱為發光半導體裝置，舉例而言，包括但非受限之發光二極體和雷射二極體。
    一個具有自動啟通/啟斷周遭光線控制之例示性LED驅動器電路，包含一個功率因數校正控制器，此控制器包含一個可致能/解能該LED之驅動器電路的輸出解能輸入，和一個內含某一光感測元件之光感測電路，該光感測電路之輸出，係基於該光感測元件之響應周遭光線中的改變而變化，該光感測電路之輸出，係耦合該控制器之解能輸入；其中，該LED驅動器電路之輸出，係響應該周遭照明而被致能/解能。該光感測元件舉例而言，可為一個光胞元。該例示性LED驅動器電路，可進一步包含一個返馳轉換器，該LED驅動器電路之輸出，係由該返馳式轉換來器提供。
    在該LED驅動器電路的一個第一例示性實施例中，該光感測電路，進一步包含成平行的一個第一電阻器和一個第一電容器，以及可界定一個第一和第二節點，該光感測元件，係耦合至該第一節點和一個界定第三節點之對立端點，該第二節點係耦合至一個接地端，該第三節點，係耦合至一個電壓供應器，以及該第一節點，界定了該光感測電路之輸出。
    在該LED驅動器電路的一個第二例示性實施例中，該光感測電路，進一步包含一個第一和第二電阻器、一個第一電容器、和一個第一電晶體，該等第一電阻器和第一第容器係相平行，以及可界定一個第一和第二節點，該光感測元件，係耦合至該第一節點和一個界定第三節點之對立端點，該電晶體具有一個基極、射極、和集極。該基極係耦合至該第一節點，該射極係耦合至該第二節點，該集極形成了一個第四節點，該第二電阻器，係耦合在該等第四節點與第三節點之間，該第二節點，係耦合至一個接地端，該第三節點，係耦合至一個電壓供應器，以及該第四節點，界定了該光感測電路之輸出。
    在該LED驅動器電路的一個第三例示性實施例中，該光感測電路，進一步包含一個第一、第二、第三、和第四電阻器、一個第一電容器、和一個第一運算放大器，該等第一電阻器和第一電容器係相平行，以及界定了一個第一和第二節點，該光感測元件，係耦合至該第一節點和一個界定第三節點之對立端點，該運算放大器，具有一個輸出、一個反相輸入、和一個非反相輸入，該反相輸入，係耦合至該第一節點，該非反相輸入，係界定一個第四節點，該第二電阻器，係耦合在該等第四節點與第三節點之間，該第三電阻器，係耦合在該等第四節點與第二節點之間，該第二節點，係耦合至一個接地端，該第三節點，係耦合至一個電壓供應器，以及該運算放大器之輸出，界定了該光感測電路之輸出。
    在該LED驅動器電路的一個第四例示性實施例中，該光感測電路，進一步包含一個第一、第二、第三、和第四電阻器、一個第一電容器、和一個第一運算放大器，該等第一電阻器和第一電容器係相平行，以及界定了一個第一和第二節點，該光感測元件和該第四電阻器係相平行，以及係耦合至該第一節點和一個界定第三節點之對立端點，該運算放大器，具有一個輸出、一個反相輸入、和一個非反相輸入，該反相輸入，係耦合至該第一節點，該非反相輸入，界定了一個第四節點，該第二電阻器，係耦合在該等第四節點與第三節點之間，該第三電阻器，係耦合在該等第四節點與第二節點之間，該第二節點，係耦合至一個接地端，該第三節點，係耦合至一個電壓供應器，以及該運算放大器之輸出，界定了該光感測電路之輸出。
    此揭示發明之額外特徵，將為本技藝之專業人士，於考慮該例示性實施例在下文中之詳細說明，而變為明確。 圖式簡單說明
    此詳細說明係特別參照所附諸圖，其中：第1圖係一個依據本發明之例示性LED驅動器電路的示意圖；第2圖係一個與第1圖之LED驅動器電路一起使用的第一例示性光感測電路的示意圖；第3圖係一個與第1圖之LED驅動器電路一起使用的第二例示性光感測電路的示意圖；第4圖係一個與第1圖之LED驅動器電路一起使用的第三例示性光感測電路的示意圖；而第5圖則係一個與第1圖之LED驅動器電路一起使用的第四例示性光感測電路的示意圖。 較佳實施例之詳細說明
    為倡議及瞭解本發明之原理計，茲將參照諸圖中所例示的一個或多個例示性實施例，以及將使用特定之術語，來說明彼等。
    一個例示性LED驅動器電路20，包含一個自動啟通/啟斷控制功能，其係使用一個具有某種可反應周遭光線之光感測元件PC的光感測電路30a、30b、30c、或30d。此電路係使用一個返馳式轉換器架構23和一個功率因數校正(PFC)控制器U1。該光感測功能在設置上，係藉由使該光感測電路30a-30d之輸出38，耦合至一個PFC控制器之監控/解能輸入21，因而提供該控制器U1輕易被體現之啟通/啟斷控制，和因而之LED驅動器電路輸出26和28。舉例而言，一個光感測元件PC，諸如一個具有隨周遭光線而變化之電阻的光胞元(舉例而言，一個光敏電阻器或光敏電阻(LDR))，可被使用在一個分壓器中，以提供一個隨周遭光線而變化之電壓輸出信號38。
    本技藝中習見之其他光感測元件，亦可加以使用，舉例而言，一些可響應周遭光線而改變之電阻、電壓、或電流的光感測元件，舉例而言光電晶體。 通用型輸電線LED驅動器
    一個輸電線LED驅動器電路20，係顯示在第1圖中，以及係使用一個典型之返馳式轉換器架構23和一個功率因數校正(PFC)電路，而以一個PFC控制器，體現在該例示性實施例中，舉例而言，德克薩斯斯州科佩爾市之STMicroelectronics上市的IC L6564。上述顯示在第1圖中之LED驅動器電路的普遍性，在於上述橫跨節點22與24間之電力輸入，可能為一個120V至277V AC輸電線輸入或DC電壓供應輸入。一個光耦合器U2，可提供一個LED輸出回授信號，以及可為一個電壓或電流回授，使提供給該PFC控制器U1。一個電源供應器U3，係該PFC控制器U1所需之15V DC供應器。
    該例示性實施例L6564之PFC控制器U1，係一個十插腳IC裝置，其具有此類內含裝置L6561和L6562等控制器常見之插腳功能：插腳1(INV)、插腳2(COMP)、插腳3(MULT)、插腳4(CS)、插腳7(ZCD)、插腳8(GND)、插腳9(GD)、插腳10(Vcc)。該PFC控制器U1之插腳5(VFF)，可被用作警戒燈火管制(AC主欠電壓)保護。該PFC控制器U1上面標示參考數字21之插腳6(PFC_OK)，可被用作輸出電壓監控。該PFC控制器U1之插腳6，具有兩個控制位準：在2.4V左右之位準下，以及在0.25V左右之位準下。舉例而言，該PFC控制器U1之輸出，在插腳6處之電壓位準超過2.5V時會被解能，或者在低於0.23V時會停止作用。因此，該等控制位準中的任何一個，可能被用作該LED驅動器電路20之輸出供應26和28的啟通/啟斷控制。
    在該例示性實施例中，該0.25V位準，係就來自一個光感測控制電路30a、30b、30c、或30d之啟通/啟斷加以選擇，以及該光感測電路32之輸出，因而係透過節點21處之電阻器R9，使耦合至U1插腳6。當節點21處之電壓低於0.23V時，該PFC控制器U1之輸出，將會停止作用。為重新啟動該PFC控制器U1，以及重新致能其輸出和因而之LED供應器輸出26和28，該節點21(U1插腳6)處之電壓，勢必要超過0.27V。為安全控制計，該例示性光感測電路30a經設計，可使具有一個低於0.20V之低電壓信號(啟斷控制)，和一個低於2.0V而高於0.30V之高電壓控制信號(啟通控制)。 光感測電路
    有許多類型之周遭光感測器，可供光感測元件PC(第2-5圖)利用。在該例示性實施例中，一個低成本光胞元，一個光敏感可變電阻器，舉例而言，一個光敏電阻(LDR)，係被用來致能該光感測電路30a-30d，使在節點38處，提供一個可基於周遭光線而改變之控制信號。若Rp代表光胞元PC之電阻值，則Rp=f(光線)。
    在白晝，當光線指向該光胞元PC上面時，Rp可少於1仟歐。相形之下，在夜間，當少許而至無光線指向該光胞元上面時，Rp可高於1M歐姆。該電阻器值因光強度變化之改變，可被使用作節點38處有關該LED驅動器電路20之啟通/啟斷控制信號的基礎。
    第2圖例示一個與第1圖之LED驅動器電路20一起使用的第一例示性光感測電路30a。有利的是，該光感測電路30a，係一個使用少數且價廉之組件的簡單電路，使基於該光胞元PC所感測之周遭光線，使用一個簡單之分壓器結構，提供一個控制信號，給該LED驅動器電路20，而該光胞元PC，係耦合在節點36處之參考/供應器電壓Vcc與節點32處之V(控制)信號間，以及有一個電容器C11和固定式電阻器R21，平行耦合在節點32處之V(控制)信號與該參考接地端34之間。
    該光感測電路30a之組件和部件參考電壓Vcc、電阻器R21、和電容器C11的值，可依據該特定之應用例加以選擇。舉例而言，若就PFC控制器U1之插腳6(節點21)，使用一個大約2.5V之啟通/啟斷信號控制位準，則若選擇Vcc=+5V和電阻器R21=100仟歐，V(控制)38在白晝可為4.5V左右，以及在夜間可低於0.5V。該電容器C11，係被用來限制該控制信號輸出有關之雜訊。就一個1秒之時間常數而言，t=R21*C11，C11=t/R21=1/100k=10 μF。或者，就該PFC控制器U1之插腳6處大約0.25V之啟通/啟斷信號控制位準而言，該電阻器R21，可為470歐姆。此結構可提供一個正控制邏輯，亦即，在明亮之周遭光線條件的白晝中，V(控制)38係較高，以及在黑暗周遭光線條件之夜間中V(控制)38係較低。
    第3圖例示一個與第1圖之LED驅動器電路20一起使用的第二例示性光感測電路30b。第3圖之光感測電路30b，可提供一個反控制邏輯電壓位準，亦即，在明亮之周遭光線條件中，V(控制)38係較低，以及在黑暗周遭光線條件中，V(控制)38係較高。該光胞元PC，係耦合在節點36處之參考/供應器電壓Vcc與一個電晶體Q2在節點32處之基極間，以及有一個電容器C11和固定式電阻器R21，平行耦合在該電晶體Q2在節點32處之基極與該參考接地端34之間。該電晶體Q2之射極，係耦合至該參考接地端，以及該電阻器R22，係耦合在節點36處之供應器電壓Vcc與該電晶體Q2之集極間。
    此有關該光感測電路30b之結構，能夠自該電晶體Q2之集極節點38，提供一個大約2.5V之信號控制位準，至PFC控制器插腳6(節點21)；然而，由於該電晶體Q2，具有某一飽和電壓，第2圖之光感測電路30b，在挑選該PFC控制器插腳6(節點21)之低電壓控制信號，亦即，一個大約0.25V或以下之信號控制位準的情況中，可能係屬欠佳。
    第4圖例示一個與第1圖之LED驅動器電路20一起使用的第三例示性光感測電路30c之示意圖。有一個運算放大器U4，被使用在第4圖之電路30c中。此電路可提供一個供該PFC控制器U1在插腳6(節點21)處或為2.5V或為0.25V而具有正或反控制邏輯之信號控制位準電壓。電阻器R22和R23，提供了一個分壓器電路，以及可輸出一個比較電壓。
    特言之，在該光感測電路30c中，該光胞元PC，係耦合在該節點36處之參考/供應器電壓Vcc與該運算放大器U4在節點32處之反相輸入間，以及有一個電容器C11和固定式電阻器R21，平行耦合在該電晶體Q2在節點32處之基極與該參考接地端34之間，該電晶體Q2之射極，係耦合至該參考接地端，以及該電阻器R22，係耦合在節點36處之供應器電壓Vcc與該電晶體Q2之集極間。 無光胞元之控制
    參照第5圖，所例示為一個與第1圖之LED驅動器電路20一起使用的第四例示性光感測電路30d。該光感測電路30d，係與第4圖中所顯示者相類似，以及係討論在上文中，除外的是，該等節點32與36之兩端，加入了一個具有1M歐姆值之電阻器R24，因而係與該光胞元PC相平行。在此情況中，該LED驅動器電路20，可無該光胞元PC而運作正常，因為該電阻器R24，取代了該光胞元之地位。在該電路30d中納入光胞元PC，該電阻器R24，將不會影響相較於光感測電路30c之控制功能。 該光感測電路有關之電源供應器Vcc
    該等光感測電路30a-30d，僅會自該LED驅動器電路20，汲取極小之電流。舉例而言，上述在節點36處提供給該控制電路20之電源供應器Vcc(未示出)，可為一個單一整流器二極體，加上一個濾波器電容器，或者汲取自另一個DC供應器，舉例而言，或者自該電源供應器U3。一個有關Vcc之典型電壓，可為3.3V至15V。
    雖然本發明已在前述諸圖和說明內容中，加以例示及詳細說明，彼等應被考慮係屬例示性，而非有相稱之限制意，理應瞭解的是，已顯示及說明的僅為彼等之例示性實施例，以及所有落在本發明如專利申請項和摘要中所界定之精神和界定範圍內的變更形式和修飾體，係希望受到保護。
    20‧‧‧LED驅動器電路
    21‧‧‧監控/解能輸入
    22,24‧‧‧節點
    23‧‧‧返馳式轉換器架構
    26,28‧‧‧LED驅動器電路輸出
    30a-30d‧‧‧光感測電路
    32‧‧‧光感測電路
    34‧‧‧參考接地端
    36‧‧‧節點
    38‧‧‧電壓輸出信號
    40‧‧‧節點
    C1-C10‧‧‧電容器
    C11‧‧‧電容器
    D1-D5‧‧‧二極體
    Np‧‧‧初級線圈
    Ns‧‧‧次級線圈
    PC‧‧‧光感測元件
    Q1,Q2‧‧‧電晶體
    R1-R12‧‧‧電阻器
    R21,R22,R23,R24‧‧‧電阻器
    T1‧‧‧變壓器
    U1‧‧‧功率因數校正(PFC)控制器
    U2‧‧‧光耦合器
    U3‧‧‧電源供應器
    U4‧‧‧運算放大器
    V(control)‧‧‧V(控制)
    Vcc‧‧‧參考/供應器電壓
    第1圖係一個依據本發明之例示性LED驅動器電路的示意圖；第2圖係一個與第1圖之LED驅動器電路一起使用的第一例示性光感測電路的示意圖；第3圖係一個與第1圖之LED驅動器電路一起使用的第二例示性光感測電路的示意圖；第4圖係一個與第1圖之LED驅動器電路一起使用的第三例示性光感測電路的示意圖；而第5圖則係一個與第1圖之LED驅動器電路一起使用的第四例示性光感測電路的示意圖。
    20‧‧‧LED驅動器電路
    21‧‧‧監控/解能輸入
    22,24‧‧‧節點
    23‧‧‧返馳式轉換器架構
    26,28‧‧‧LED驅動器電路輸出
    R1-R12‧‧‧電阻器
    C1-C10‧‧‧電容器
    D1-D5‧‧‧二極體
    Np‧‧‧初級線圈
    Ns‧‧‧次級線圈
    T1‧‧‧變壓器
    U1‧‧‧功率因數校正(PFC)控制器
    U2‧‧‧光耦合器
    U3‧‧‧電源供應器
    Q1‧‧‧電晶體
    权利要求:
    Claims (7)
    [1] 一種具有自動啟通/啟斷周遭光線控制之LED驅動器電路，其包含：一個功率因數校正控制器，此控制器包含一個可致能/解能該LED驅動器電路之輸出的監控輸入；和一個光感測電路，其包含一個光感測元件，該光感測電路之輸出，係基於該光感測元件之響應周遭光線中的變化而改變，該光感測電路之輸出，係耦合至該控制器之解能輸入；以及其中，該LED驅動器電路之輸出，係響應周遭光線中之變化，而被致能/解能。
    [2] 如申請專利範圍第1項之LED驅動器電路，其中，該光感測元件，包含一個光胞元。
    [3] 如申請專利範圍第1項之LED驅動器電路，其中進一步包含一個返馳式轉換器，以及其中，該LED驅動器電路之輸出，係由該返馳式轉換器提供。
    [4] 如申請專利範圍第1項之LED驅動器電路，其中，該光感測電路，進一步包含一個第一電阻器和一個第一電容器，彼等係相平行，以及界定了一個第一和第二節點，該光感測元件，係耦合至該第一節點和一個界定第三節點之對立端點，該第二節點，係耦合至一個接地端，該第三節點，係耦合至一個電壓供應器，以及該第一節點，界定了該光感測電路之輸出。
    [5] 如申請專利範圍第1項之LED驅動器電路，其中，該光感測電路，進一步包含一個第一和第二電阻器、一個第一電容器、和一個第一電晶體，該等第一電阻器和第一電容器係相平行，以及界定了一個第一和第二節點，該光感測元件，係耦合至該第一節點和一個界定第三節點之對立端點，該電晶體具有一個基極、射極、和集極，該基極係耦合至該第一節點，該射極係耦合至該第二節點，該集極形成了一個第四節點，該第二電阻器，係在該等第四節點與第三節點之間，該第二節點，係耦合至一個接地端，該第三節點，係耦合至一個電壓供應器，以及該第四節點，界定了該光感測電路之輸出。
    [6] 如申請專利範圍第1項之LED驅動器電路，其中，該光感測電路，進一步包含一個第一、第二、和第三電阻器、一個第一電容器、和一個第一運算放大器，該等第一電阻器和第一電容器係相平行，以及界定了一個第一和第二節點，該光感測元件，係耦合至該第一節點和一個界定第三節點之對立端點，該運算放大器，具有一個輸出、一個反相輸入、和一個非反相輸入，該反相輸入，係耦合至該第一節點，該非反相輸入，界定了一個第四節點，該第二電阻器，係耦合在該等第四節點與第三節點之間，該第三電阻器，係耦合在該等第四節點與第二節點之間，該第二節點，係耦合至一個接地端，該第三節點，係耦合至一個電壓供應器，以及該運算放大器之輸出，界定了該光感測電路之輸出。
    [7] 如申請專利範圍第1項之LED驅動器電路，其中，該光感測電路，進一步包含一個第一、第二、第三、和第四電阻器、一個第一電容器、和一個第一運算放大器，該等第一電阻器和第一電容器係相平行，以及界定了一個第一和第二節點，該等光感測元件和第四電阻器係相平行，以及係耦合至該第一節點和一個界定第三節點之對立端點，該運算放大器，具有一個輸出、一個反相輸入、和一個非反相輸入，該反相輸入，係耦合至該第一節點，該非反相輸入，界定了一個第四節點，該第二電阻器，係耦合在該等第四節點與第三節點之間，該第三電阻器，係耦合在該等第四節點與第二節點之間，該第二節點，係耦合至一個接地端，該第三節點，係耦合至一個電壓供應器，以及該運算放大器之輸出，界定了該光感測電路之輸出。
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    法律状态:
    2017-12-21| MM4A| Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    US201161498238P| true| 2011-06-17|2011-06-17||
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