本公開(kāi)內(nèi)容涉及一種電子裝置，且特別涉及一種節(jié)省功率損耗的電子裝置。

背景技術(shù)：

早期的照明裝置大多采用白熾燈泡、日光燈管，然而隨著照明技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)的成熟，目前的發(fā)光二極管(lightemittingdiode,led)不僅可以具有高發(fā)光效率且同時(shí)節(jié)省用電功率。用以驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管發(fā)光的驅(qū)動(dòng)器亦因此蓬勃發(fā)展。

然而目前常見(jiàn)的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器通常由直流輸出電壓源以及線(xiàn)性恒流電路構(gòu)成。為了降低線(xiàn)性恒流電路的損耗，通常會(huì)調(diào)節(jié)直流輸出電壓源的輸出電壓，使得線(xiàn)性恒流電路的跨壓被控制在一定范圍內(nèi)而避免線(xiàn)性恒流電路產(chǎn)生過(guò)多損耗。但也因?yàn)橛靡钥刂凭€(xiàn)性恒流電路的電壓基準(zhǔn)為一固定值，使得驅(qū)動(dòng)器即使處于輕載的狀況下其效率仍然無(wú)法得到優(yōu)化。

此外，目前的驅(qū)動(dòng)器中在輸出短路的時(shí)候通常是停止直流輸出電壓源的輸出電壓來(lái)做保護(hù)，然而此一作法在多路負(fù)載并聯(lián)的應(yīng)用中并無(wú)法單獨(dú)保護(hù)多路負(fù)載中的各路負(fù)載，因此當(dāng)其中一路負(fù)載短路的時(shí)候?qū)?huì)造成其他路負(fù)載的輸出也受到影響。另外，一般線(xiàn)性恒流電路受到其中的元件特性的限制，使得驅(qū)動(dòng)器在發(fā)光二極管調(diào)光的應(yīng)用中并無(wú)法達(dá)到很寬的調(diào)光范圍。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開(kāi)內(nèi)容的一實(shí)施例是在提供一種電子裝置。電子裝置包含電壓轉(zhuǎn)換單元、第一負(fù)載單元、電流調(diào)控單元以及控制單元。電壓轉(zhuǎn)換單元用以將輸入電壓轉(zhuǎn)換為輸出電壓。第一負(fù)載單元具有第一端用以接收輸出電壓，以及第二端。電流調(diào)控單元電性耦接第一負(fù)載單元的第二端，用以根據(jù)第一電流基準(zhǔn)信號(hào)控制流經(jīng)第一負(fù)載單元的第一驅(qū)動(dòng)電流?？刂茊卧娦择? 接第一負(fù)載單元以及電壓轉(zhuǎn)換單元，用以根據(jù)第一電流基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生第一電壓基準(zhǔn)信號(hào)，并根據(jù)第一負(fù)載單元的第二端電位以及第一電壓基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生第一控制信號(hào)至電壓轉(zhuǎn)換單元。

本公開(kāi)內(nèi)容的另一實(shí)施例是在提供一種電子裝置。電子裝置包含電壓轉(zhuǎn)換單元、多個(gè)負(fù)載單元、多個(gè)電流調(diào)控單元以及控制單元。電壓轉(zhuǎn)換單元用以將輸入電壓轉(zhuǎn)換為輸出電壓。每一負(fù)載單元具有第一端用以接收輸出電壓，以及第二端。每一電流調(diào)控單元各自電性耦接負(fù)載單元的第二端，電流調(diào)控單元用以根據(jù)電流基準(zhǔn)信號(hào)控制流經(jīng)每一負(fù)載單元的驅(qū)動(dòng)電流。控制單元電性耦接負(fù)載單元以及電壓轉(zhuǎn)換單元，用以根據(jù)電流基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生至少一電壓基準(zhǔn)信號(hào)，并根據(jù)負(fù)載單元的第二端電位以及電壓基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生第一控制信號(hào)至電壓轉(zhuǎn)換單元。

在本公開(kāi)中通過(guò)調(diào)整線(xiàn)性恒流電路所接收的電流基準(zhǔn)信號(hào)，以及根據(jù)電壓基準(zhǔn)信號(hào)所產(chǎn)生的控制信號(hào)來(lái)控制電壓轉(zhuǎn)換單元，節(jié)省了電子裝置處于輕負(fù)載的情況下的功率損耗。另外，在一些實(shí)施例中通過(guò)本公開(kāi)的恒功率保護(hù)電路，使得電子裝置在多路負(fù)載并聯(lián)的應(yīng)用中能夠單獨(dú)保護(hù)多路負(fù)載中的各路負(fù)載。又在一些實(shí)施例中，通過(guò)輔助電流調(diào)控單元的設(shè)置使得電子裝置在調(diào)光的應(yīng)用中擴(kuò)大了調(diào)光范圍。

附圖說(shuō)明

為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，附圖說(shuō)明書(shū)附圖的說(shuō)明如下。

圖1是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一實(shí)施例所繪示的一種電子裝置的示意圖；

圖2是繪示圖1中的電流調(diào)控單元的示意圖；

圖3是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一實(shí)施例所繪示的一種晶體管的阻抗特征曲線(xiàn)的示意圖；

圖4a是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一實(shí)施例所繪示的一種反饋控制電路的示意圖；

圖4b是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一實(shí)施例所繪示的一種反饋控制電路的示意圖；

圖5是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一實(shí)施例所繪示的一種電子裝置的示意圖；

圖6是繪示圖5中的輔助電流調(diào)控單元的示意圖；

圖7是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一實(shí)施例所繪示的一種電子裝置的示意圖；

圖8是繪示圖7中的電流調(diào)控單元的示意圖；

圖9是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一實(shí)施例所繪示的一種電子裝置的示意圖；

圖10是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一實(shí)施例所繪示的一種反饋控制電路的示意圖；

圖11是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一實(shí)施例所繪示的一種電子裝置的示意圖；以及

圖12是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一實(shí)施例所繪示的一種電子裝置的示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

100,500,700,900,1100,1200：電子裝置

110：電壓轉(zhuǎn)換單元

120,720：負(fù)載單元

130,730：電流調(diào)控單元

140,740,940,1140,1240：控制單元

141,146,147：運(yùn)算器

142,942：電壓基準(zhǔn)計(jì)算電路

143：電壓取樣電路

144,944：比較電路

145,401,402,945：反饋控制電路

148,1167：儲(chǔ)存器

149：加法器

150：輔助電流調(diào)控單元

411：振蕩器

412：數(shù)字脈寬調(diào)變器

413：計(jì)數(shù)器

421：鋸齒波產(chǎn)生器

422,1163,1164：比較器

710：電壓最小值選擇電路

750：電流最大值選擇電路

901：最大值選擇器

1160：恒功率保護(hù)電路

1161,1162：乘法器

1165,1166：與門(mén)

a,b,c：端點(diǎn)

ib1,ib1’,ib2：電流基準(zhǔn)信號(hào)

vb1,vb2：電壓基準(zhǔn)信號(hào)

id1,id2：驅(qū)動(dòng)電流

id1’：第一分流

id1”：第二分流

m1,m2,m1’：晶體管

r1,r2,r1’：電阻

rm：阻抗

s1,s2：保護(hù)信號(hào)

op1,op2,op1’：運(yùn)算放大器

vc0,vc0’：比較信號(hào)

vc1,vc2,vc2’：控制信號(hào)

vd：調(diào)光信號(hào)

vin：輸入電壓

vout：輸出電壓

具體實(shí)施方式

以下公開(kāi)提供許多不同實(shí)施例或例證用以實(shí)施本發(fā)明的不同特征。特殊例證中的元件及配置在以下討論中被用來(lái)簡(jiǎn)化本公開(kāi)。所討論的任何例證只用來(lái)作解說(shuō)的用途，并不會(huì)以任何方式限制本發(fā)明或其例證的范圍和意義。此外，本公開(kāi)在不同例證中可能重復(fù)引用數(shù)字符號(hào)且/或字母，這些重復(fù)皆為了簡(jiǎn)化及闡述，其本身并未指定以下討論中不同實(shí)施例且/或配置之間的關(guān)系。

在全篇說(shuō)明書(shū)與權(quán)利要求所使用的用詞(terms)，除有特別注明外，通常具有每個(gè)用詞使用在此領(lǐng)域中、在此公開(kāi)公開(kāi)的內(nèi)容中與特殊內(nèi)容中的 平常意義。某些用以描述本公開(kāi)公開(kāi)的用詞將于下或在此說(shuō)明書(shū)的別處討論，以提供本領(lǐng)域技術(shù)人員在有關(guān)本公開(kāi)公開(kāi)的描述上額外的引導(dǎo)。

關(guān)于本文中所使用的『耦接』或『連接』，均可指二或多個(gè)元件相互直接作實(shí)體或電性接觸，或是相互間接作實(shí)體或電性接觸，而『耦接』或『連接』還可指二或多個(gè)元件相互操作或動(dòng)作。在本文中，使用第一、第二與第三等等的詞匯，用于描述各種元件、組件、區(qū)域、層與/或區(qū)塊是可以被理解的。但是這些元件、組件、區(qū)域、層與/或區(qū)塊不應(yīng)該被這些術(shù)語(yǔ)所限制。這些詞匯只限于用來(lái)辨別單一元件、組件、區(qū)域、層與/或區(qū)塊。因此，在下文中的一第一元件、組件、區(qū)域、層與/或區(qū)塊也可被稱(chēng)為第二元件、組件、區(qū)域、層與/或區(qū)塊，而不脫離本發(fā)明的本意。如本文所用，詞匯『與/或』包含了列出的關(guān)聯(lián)項(xiàng)目中的一個(gè)或多個(gè)的任何組合。

請(qǐng)參閱圖1，圖1是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一實(shí)施例所繪示的一種電子裝置100的示意圖。電子裝置100包含電壓轉(zhuǎn)換單元110、負(fù)載單元120、電流調(diào)控單元130以及控制單元140。電壓轉(zhuǎn)換單元110可以是升壓式架構(gòu)(boost)轉(zhuǎn)換器、降壓式(buck)架構(gòu)轉(zhuǎn)換器、正向式架構(gòu)(forward)轉(zhuǎn)換器、反激式架構(gòu)(flyback)轉(zhuǎn)換器或是任意電壓轉(zhuǎn)換器。負(fù)載單元120可以是由發(fā)光二極管、電阻或是任意可汲取能量的負(fù)載元件所組成，圖1僅為方便說(shuō)明將負(fù)載單元120以串聯(lián)的發(fā)光二極管繪示，實(shí)際應(yīng)用中本公開(kāi)并不以此為限。電子裝置100可以應(yīng)用于任何包含電壓轉(zhuǎn)換器的電子裝置中，本公開(kāi)并不以上述示例為限。

電壓轉(zhuǎn)換單元110用以將輸入電壓vin轉(zhuǎn)換為輸出電壓vout。其中輸入電壓vin可以是直流電壓或交流電壓，輸出電壓vout為直流電壓。也就是說(shuō)，無(wú)論輸入電壓vin為直流電壓或交流電壓，通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換單元110，輸入電壓vin皆可以被轉(zhuǎn)換成任意電壓的直流電壓。亦即電壓轉(zhuǎn)換單元110為一直流/直流(dc/dc)轉(zhuǎn)換器或交流/直流(ac/dc)轉(zhuǎn)換器。

負(fù)載單元120具有第一端a用以接收輸出電壓，以及第二端b。如圖1所示，負(fù)載單元120包含三個(gè)發(fā)光二極管串聯(lián)耦接。實(shí)際應(yīng)用中，發(fā)光二極管的數(shù)目可以為三個(gè)以上或其他任意個(gè)數(shù)，且如同先前所述負(fù)載單元120可以是由電阻或是任意可汲取能量的負(fù)載元件所組成，本公開(kāi)并不以此為限。

電流調(diào)控單元130電性耦接負(fù)載單元120的第二端b，用以根據(jù)電流基準(zhǔn)信號(hào)ib1控制流經(jīng)負(fù)載單元120的驅(qū)動(dòng)電流id1。控制單元140電性耦接負(fù)載單元120以及電壓轉(zhuǎn)換單元110，控制單元140用以根據(jù)電流基準(zhǔn)信號(hào)ib1產(chǎn)生電壓基準(zhǔn)信號(hào)vb1，并根據(jù)負(fù)載單元120的第二端b電位以及電壓基準(zhǔn)信號(hào)vb1產(chǎn)生控制信號(hào)vc1至電壓轉(zhuǎn)換單元110。

一般來(lái)說(shuō)，流經(jīng)負(fù)載單元120中發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電流id1正相關(guān)于發(fā)光的亮度，也就是說(shuō)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流id1越大時(shí)，發(fā)光二極管發(fā)光的亮度也越高。故在此實(shí)施例中，通過(guò)電流調(diào)控單元130控制流經(jīng)負(fù)載單元120的驅(qū)動(dòng)電流id1，即可改變負(fù)載單元120中發(fā)光二極管發(fā)光的亮度。進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，電子裝置100可以從外部接收調(diào)光信號(hào)vd，調(diào)光信號(hào)vd可以例如是0～10v模擬電壓信號(hào)、脈寬調(diào)變信號(hào)(pulsewidthmodulation,pwm)或是任意型式的電信號(hào)?？刂茊卧?40會(huì)根據(jù)調(diào)光信號(hào)vd產(chǎn)生一個(gè)恒流基準(zhǔn)信號(hào)ib1，再將恒流基準(zhǔn)信號(hào)ib1傳送給線(xiàn)性恒流電路130。如圖1所示，恒流基準(zhǔn)信號(hào)ib1可以例如是通過(guò)控制單元140中的運(yùn)算器141產(chǎn)生，運(yùn)算器141可以是單晶片(microcontrollerunit,mcu)、算術(shù)邏輯器(arithmeticlogicunit,alu)、中央處理器(centralprocessingunit,cpu)或是任何具有邏輯運(yùn)算功能的邏輯電路，本公開(kāi)并不以此為限。線(xiàn)性恒流電路130會(huì)根據(jù)此恒流基準(zhǔn)信號(hào)ib1將驅(qū)動(dòng)電流id1控制在恒流基準(zhǔn)信號(hào)ib1所對(duì)應(yīng)的電流值。

具體來(lái)說(shuō)，請(qǐng)一并參閱圖1以及圖2，圖2是繪示圖1中的電流調(diào)控單元130的示意圖。如圖2所示，電流調(diào)控單元130包含晶體管m1、電阻r1以及運(yùn)算放大器op1。晶體管m1具有第一端電性耦接負(fù)載單元120、第二端以及控制端。電阻r1電性耦接晶體管m1的第二端，其中晶體管m1操作于線(xiàn)性區(qū)間。運(yùn)算放大器op1具有第一端用以接收電流基準(zhǔn)信號(hào)ib1、第二端電性耦接晶體管m1的第二端，以及輸出端電性耦接晶體管m1的控制端并輸出控制信號(hào)vc2至晶體管m1的控制端。

實(shí)際應(yīng)用中晶體管m1可為n型金氧半場(chǎng)效晶體管(nmosfet)、n型雙極性接面晶體管、p型金氧半場(chǎng)效晶體管(pmosfet)、p型雙極性接面晶體管或其他等效的晶體管，本公開(kāi)并不以此為限。一般來(lái)說(shuō)，晶體管可以操作于截止區(qū)間、非線(xiàn)性區(qū)間、線(xiàn)性區(qū)間，當(dāng)晶體管操作于線(xiàn)性區(qū)間時(shí)其控制端電壓約略正相關(guān)于流經(jīng)晶體管的電流，故在此實(shí)施例中晶體管 m1操作于線(xiàn)性區(qū)間并通過(guò)運(yùn)算放大器op1傳送來(lái)的控制信號(hào)vc2來(lái)控制驅(qū)動(dòng)電流id1的大小。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)運(yùn)算放大器op1的第一端所接收的電流基準(zhǔn)信號(hào)ib1高于運(yùn)算放大器op1的第二端的電位，則運(yùn)算放大器op1所輸出的控制信號(hào)vc2的電位會(huì)隨之上升而增加晶體管m1的導(dǎo)通程度，進(jìn)而使驅(qū)動(dòng)電流id1上升而增加運(yùn)算放大器op1的第二端的電位。相反地，當(dāng)運(yùn)算放大器op1的第一端所接收的電流基準(zhǔn)信號(hào)ib1低于運(yùn)算放大器op1的第二端的電位，則運(yùn)算放大器op1所輸出的控制信號(hào)vc2的電位會(huì)隨之下降而降低晶體管m1的導(dǎo)通程度，進(jìn)而使驅(qū)動(dòng)電流id1下降而降低運(yùn)算放大器op1的第二端的電位。因此，使得晶體管m1可以根據(jù)電流基準(zhǔn)信號(hào)ib1控制驅(qū)動(dòng)電流id1。

請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1，控制單元140還包含電壓基準(zhǔn)計(jì)算電路142、電壓取樣電路143、比較電路144以及反饋控制電路145。電壓基準(zhǔn)計(jì)算電路142用以根據(jù)電流基準(zhǔn)信號(hào)ib1計(jì)算電阻r1的電壓差vr1，根據(jù)電流基準(zhǔn)信號(hào)ib1計(jì)算晶體管m1的阻抗rm以及根據(jù)電流基準(zhǔn)信號(hào)ib1和晶體管m1的阻抗rm計(jì)算晶體管m1的電壓差vr2，其中電壓基準(zhǔn)信號(hào)vb1正相關(guān)于電壓差vr1以及電壓差vr2之和。電壓取樣電路143，用以取樣負(fù)載單元120的第二端b電位。比較電路144電性耦接電壓取樣電路143和比較電路144，用以根據(jù)負(fù)載單元120的第二端b電位以及電壓基準(zhǔn)信號(hào)vb1產(chǎn)生比較信號(hào)vc0。反饋控制電路145電性耦接比較電路144，反饋控制電路145用以根據(jù)比較信號(hào)vc0產(chǎn)生控制信號(hào)vc1。

進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，在本實(shí)施例中電壓基準(zhǔn)計(jì)算電路142可以包含運(yùn)算器146、147、儲(chǔ)存器148、以及加法器149，然而此實(shí)施例僅為方便說(shuō)明而繪示，實(shí)際應(yīng)用中電壓基準(zhǔn)計(jì)算電路142所包含的元件并不以上述示例為限。同樣地，運(yùn)算器146、147可以是單晶片(microcontrollerunit,mcu)、算術(shù)邏輯器(arithmeticlogicunit,alu)、中央處理器(centralprocessingunit,cpu)或是任何具有邏輯運(yùn)算功能的邏輯電路，本公開(kāi)并不以此為限。儲(chǔ)存器148可以是揮發(fā)性存儲(chǔ)器、非揮發(fā)性存儲(chǔ)器或任何具有儲(chǔ)存功能的存儲(chǔ)器，本公開(kāi)并不以此為限。

電壓基準(zhǔn)計(jì)算電路142中的運(yùn)算器146、147會(huì)先接收電流基準(zhǔn)信號(hào)ib1。實(shí)際上，由上述可知晶體管m1可以根據(jù)電流基準(zhǔn)信號(hào)ib1控制驅(qū)動(dòng)電流id1， 而電流基準(zhǔn)信號(hào)ib1即代表著當(dāng)前的驅(qū)動(dòng)電流id1值。因此運(yùn)算器146、147可以根據(jù)電流基準(zhǔn)信號(hào)ib1分別計(jì)算電阻r1的電壓差vr1和晶體管m1的電壓差vr2。

關(guān)于電阻r1的電壓差vr1，運(yùn)算器146將電阻r1的阻值乘以當(dāng)前的驅(qū)動(dòng)電流id1值而取得。另一方面，關(guān)于晶體管m1的電壓差vr2，在此實(shí)施例中，儲(chǔ)存器148用以?xún)?chǔ)存晶體管m1操作于線(xiàn)性區(qū)時(shí)的阻抗特征曲線(xiàn)。在此可一并參閱圖3，圖3是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一實(shí)施例所繪示的一種晶體管m1的阻抗特征曲線(xiàn)的示意圖。如圖3所示，曲線(xiàn)表示晶體管m1處于完全導(dǎo)通的線(xiàn)性區(qū)時(shí)的阻抗rm。晶體管m1的阻抗rm隨驅(qū)動(dòng)電流id1變化的值儲(chǔ)存于圖1中的儲(chǔ)存器148中。因此運(yùn)算器147可以隨時(shí)查閱儲(chǔ)存器148中的數(shù)據(jù)，得到不同驅(qū)動(dòng)電流id1下晶體管m1對(duì)應(yīng)的阻抗rm。接著，運(yùn)算器147再將查閱到的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)電流id1所對(duì)應(yīng)的晶體管m1的阻抗rm大小乘上當(dāng)前驅(qū)動(dòng)電流id1，而得到晶體管m1的電壓差vr2。需補(bǔ)充的是，圖3中的阻抗特征曲線(xiàn)并未考慮溫度因素，實(shí)際應(yīng)用中晶體管m1的阻抗rm會(huì)受到溫度影響，故在此情況下需要另外考慮溫度因素后的阻抗特征曲線(xiàn)。

如圖1所示，計(jì)算出電阻r1的電壓差vr1和晶體管m1的電壓差vr2后，電壓差vr1、vr2會(huì)被進(jìn)一步傳送至加法器149而產(chǎn)生電壓基準(zhǔn)信號(hào)vb1，故電壓基準(zhǔn)信號(hào)vb1正相關(guān)于電壓差vr1以及電壓差vr2之和。

在一些實(shí)施例中，由于電壓轉(zhuǎn)換單元110在轉(zhuǎn)換操作時(shí)可能會(huì)有紋波(ripple)產(chǎn)生，故為了避免電流調(diào)控單元130中的晶體管m1受到電壓轉(zhuǎn)換單元110的紋波影響而無(wú)法正常操作于線(xiàn)性區(qū)，在此情況下加法器149所產(chǎn)生的電壓基準(zhǔn)信號(hào)vb1可能另外包含一余量(例如10％)。舉例來(lái)說(shuō)，假設(shè)晶體管m1最大的承載電流為1安培(amp)，且當(dāng)前驅(qū)動(dòng)電流id1為1安培(amp)，電阻r1為0.5歐姆(ω)，由圖3可以得知，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流id1為1安培(amp)的時(shí)候，晶體管m1的阻抗rm為4歐姆(ω)，因此電流調(diào)控單元130至少具有(0.5+4)×(1)＝4.5伏特(volt)的電壓差，亦即電壓基準(zhǔn)信號(hào)vb1在此例中的理論值可以為4.5伏特(volt)。然而為了避免電流調(diào)控單元130中的晶體管m1受到電壓轉(zhuǎn)換單元110的紋波影響而無(wú)法正常操作于線(xiàn)性區(qū)，在此例中可以取電壓基準(zhǔn)信號(hào)vb1另外包含一 余量(例如10％)亦即4.5×(1+10％)＝4.95伏特(volt)而確保電流調(diào)控單元130正常操作。在其他實(shí)施例中，余量可以為5％、20％或任意倍數(shù)，本公開(kāi)并不以此為限。

在另一例中，假設(shè)當(dāng)前驅(qū)動(dòng)電流id1為0.5安培(amp)時(shí)，由圖3可以得知，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流id1為0.5安培(amp)的時(shí)候，晶體管m1的阻抗rm為3.8歐姆(ω)，而電阻r1同樣地為0.5歐姆(ω)，因此電流調(diào)控單元130至少具有(0.5+3.8)×(0.5)＝2.15伏特(volt)的電壓差，亦即電壓基準(zhǔn)信號(hào)vb1在此例中的理論值可以為2.15伏特(volt)。同樣地可以取電壓基準(zhǔn)信號(hào)vb1另外包含一余量(例如10％)亦即2.15×(1+10％)＝2.365伏特(volt)而確保電流調(diào)控單元130正常操作。由上述兩例比較可以得知，在本實(shí)施例中當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流id1較小時(shí)，由加法器149所產(chǎn)生的電壓基準(zhǔn)信號(hào)vb1亦隨的降低，因此當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流id1較小時(shí)可以節(jié)省功率損耗，例如以上述兩例的數(shù)值為例約節(jié)省0.5×(4.95-2.365)＝1.29瓦特(watt)。須注意的是，上述所列舉的數(shù)值僅用以舉例說(shuō)明，并非用以限制或建議必須使用該數(shù)值。

請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1，電壓取樣電路143可以例如包含串聯(lián)電阻通過(guò)提取分壓的方式以取樣負(fù)載單元120的第二端b電位。比較電路144用以根據(jù)負(fù)載單元120的第二端b電位以及電壓基準(zhǔn)信號(hào)vb1產(chǎn)生比較信號(hào)vc0，再通過(guò)反饋控制電路145根據(jù)比較信號(hào)vc0產(chǎn)生控制信號(hào)vc1至電壓轉(zhuǎn)換單元110。此處類(lèi)似于運(yùn)算放大器op1的操作方式，舉例來(lái)說(shuō)當(dāng)比較電路144的第一端所接收的電壓基準(zhǔn)信號(hào)vb1高于比較電路144的第二端的電位，則比較電路144所輸出的比較信號(hào)vc0的電位會(huì)隨的上升而反饋控制電路145亦同時(shí)增加控制信號(hào)vc1的電位，進(jìn)而使電壓轉(zhuǎn)換單元110提高輸出信號(hào)vout的電位。相反地，當(dāng)比較電路144的第一端所接收的電壓基準(zhǔn)信號(hào)vb1低于比較電路144的第二端的電位，則比較電路144所輸出的比較信號(hào)vc0的電位會(huì)隨之下降而反饋控制電路145亦同時(shí)降低控制信號(hào)vc1的電位，進(jìn)而使電壓轉(zhuǎn)換單元110降低輸出信號(hào)vout的電位。因此，本公開(kāi)通過(guò)調(diào)整線(xiàn)性恒流電路所接收的電流基準(zhǔn)信號(hào)，以及根據(jù)電壓基準(zhǔn)信號(hào)所產(chǎn)生的控制信號(hào)來(lái)控制電壓轉(zhuǎn)換單元，節(jié)省了電子裝置處于輕負(fù)載的情況下的功率損耗。

請(qǐng)參閱圖4a以及圖4b。第4a圖是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一實(shí)施例所繪示的一種反饋控制電路401的示意圖。圖4b是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一實(shí)施例所繪示的一種反饋控制電路402的示意圖。反饋控制電路401、402皆可應(yīng)用于圖1中的反饋控制電路145。反饋控制電路401是數(shù)字型的反饋控制電路，反饋控制電路401包含振蕩器411、數(shù)字脈寬調(diào)變器412以及計(jì)數(shù)器413。數(shù)字脈寬調(diào)變器412會(huì)輸出一個(gè)方波，而方波的頻率由振蕩器411產(chǎn)生。比較器144輸出的比較信號(hào)vc0會(huì)進(jìn)入到計(jì)數(shù)器413，計(jì)數(shù)器413再輸出計(jì)數(shù)結(jié)果到數(shù)字脈寬調(diào)變器412，數(shù)字脈寬調(diào)變器412再根據(jù)計(jì)數(shù)結(jié)果產(chǎn)生控制信號(hào)vc1，其產(chǎn)生的控制信號(hào)vc1可以為脈寬調(diào)變信號(hào)(pwmsignal)。也就是說(shuō)，實(shí)際上計(jì)數(shù)器413是根據(jù)比較器144輸出的比較信號(hào)vc0來(lái)調(diào)變控制信號(hào)vc1的脈沖寬度，亦即調(diào)變控制信號(hào)vc1的占空比，一般來(lái)說(shuō)占空比越高，則比較信號(hào)vc0的平均電位亦越高。另一方面，反饋控制電路402是模擬型的反饋控制電路，反饋控制電路402包含鋸齒波產(chǎn)生器421以及比較器422。比較器144輸出的比較信號(hào)vc0會(huì)再和鋸齒波產(chǎn)生器421產(chǎn)生的鋸齒波做比較而產(chǎn)生控制信號(hào)vc1，反饋控制電路401和反饋控制電路402的功能相似，其產(chǎn)生的控制信號(hào)vc1可以為脈寬調(diào)變信號(hào)(pwmsignal)，可依據(jù)不同的脈沖寬度來(lái)控制電壓轉(zhuǎn)換單元110，但在其他實(shí)施例中并不以脈寬調(diào)變信號(hào)為限。

請(qǐng)繼續(xù)參閱圖5，圖5是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一實(shí)施例所繪示的一種電子裝置500的示意圖。如圖5所示，相較于電子裝置100，電子裝置500還包含輔助電流調(diào)控單元150。輔助電流調(diào)控單元150并聯(lián)耦接電流調(diào)控單元130，其中電流調(diào)控單元130根據(jù)電流基準(zhǔn)信號(hào)ib1控制驅(qū)動(dòng)電流id1的第一分流id1’，輔助電流調(diào)控單元150根據(jù)輔助電流基準(zhǔn)信號(hào)ib1’控制驅(qū)動(dòng)電流id的第二分流id1”。電子裝置500中的其他元件的描述同于電子裝置100，在此則不另贅述。

請(qǐng)一并參閱圖5以及圖6，圖6是繪示圖5中的輔助電流調(diào)控單元150的示意圖。如圖6所示，實(shí)際上輔助電流調(diào)控單元150與電流調(diào)控單元130的電路連接方式皆相同，輔助電流調(diào)控單元150包含晶體管m2、電阻r2以及運(yùn)算放大器op2。晶體管m2具有第一端電性耦接負(fù)載單元120、第二端以及控制端。電阻r2電性耦接晶體管m2的第二端，其中晶體管m2操 作于線(xiàn)性區(qū)間。不同的地方在于輔助電流調(diào)控單元150的電阻r2的阻抗與電流調(diào)控單元130的電阻r1的阻抗間的比例為n，n為大于10的數(shù)值，使得驅(qū)動(dòng)電流id1的第一分流id1’大于驅(qū)動(dòng)電流id1的第二分流id1”。

進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，由于元件特性的限制，電流調(diào)控單元130對(duì)應(yīng)調(diào)光信號(hào)vd所能調(diào)整驅(qū)動(dòng)電流id1的范圍有其限制，例如調(diào)整至驅(qū)動(dòng)電流id1最大值的1％，因此假設(shè)電流調(diào)控單元130的驅(qū)動(dòng)電流id1調(diào)整范圍為1a～10ma,在此實(shí)施例中可以再并聯(lián)使用一個(gè)輔助電流調(diào)控單元150，使驅(qū)動(dòng)電流id1的電流調(diào)整范圍為10ma～100ua，如此并聯(lián)使用以后，電子裝置500的調(diào)光范圍就可以被擴(kuò)展到1a～100ua，亦即從原先的100％～1％擴(kuò)展到100％～0.01％，而獲得更精細(xì)的調(diào)光范圍。而上述的可以通過(guò)輔助電流調(diào)控單元150的電阻r2的阻抗與電流調(diào)控單元130的電阻r1具有不同的阻抗來(lái)實(shí)施。舉例來(lái)說(shuō)，電阻r1為10歐姆(ω)，電阻r2為1000歐姆(ω)，使得驅(qū)動(dòng)電流id1的第一分流id1’大于驅(qū)動(dòng)電流id1的第二分流id1”，藉此達(dá)到不同的調(diào)光范圍。本公開(kāi)通過(guò)輔助電流調(diào)控單元的設(shè)置使得電子裝置在調(diào)光的應(yīng)用中擴(kuò)大了調(diào)光范圍。

請(qǐng)參閱圖7，圖7是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一實(shí)施例所繪示的一種電子裝置700的示意圖。如圖7所示，相較于電子裝置100，電子裝置700還包含負(fù)載單元720、電流調(diào)控單元730，亦即電子裝置700中包含兩個(gè)負(fù)載單元(120、720)以及兩個(gè)電流調(diào)控單元(130、730)，電流調(diào)控單元130、730各自電性耦接負(fù)載單元120、720的第二端b、c，電流調(diào)控單元130、730用以根據(jù)電流基準(zhǔn)信號(hào)ib1、ib2控制流經(jīng)負(fù)載單元120、720的驅(qū)動(dòng)電流id1、id2，在實(shí)際應(yīng)用中負(fù)載單元的數(shù)目可以為任意正整數(shù)，本公開(kāi)并不以此為限。也就是說(shuō)，圖7所繪示的電子裝置700為多路負(fù)載并聯(lián)的應(yīng)用。

電流調(diào)控單元730的內(nèi)部實(shí)施方式類(lèi)似于電流調(diào)控單元130，在此請(qǐng)一并參閱圖8，圖8是繪示圖7中的電流調(diào)控單元730的示意圖。圖8是繪示圖7中的電流調(diào)控單元730的示意圖。如圖8所示，電流調(diào)控單元730包含晶體管m1’、電阻r1’以及運(yùn)算放大器op1’。晶體管m1’具有第一端電性耦接負(fù)載單元720、第二端以及控制端。電阻r1’電性耦接晶體管m1’的第二端，其中晶體管m1’操作于線(xiàn)性區(qū)間。運(yùn)算放大器op1’具有第一端用以接收電流基準(zhǔn)信號(hào)ib2、第二端電性耦接晶體管m1’的第二端，以及輸出 端電性耦接晶體管m1’的控制端并輸出控制信號(hào)vc2’至晶體管m1’的控制端。關(guān)于電流調(diào)控單元730的其他描述實(shí)際上類(lèi)似于電流調(diào)控單元130，在此則不另贅述。

此外，相較于控制單元140，控制單元740還包含電壓最小值選擇電路710以及電流最大值選擇電路750。電壓最小值選擇電路710用以根據(jù)負(fù)載單元120、720的第二端b、c電位中的最小值產(chǎn)生最小電壓信號(hào)。電流最大值選擇電路750電性耦接電壓基準(zhǔn)計(jì)算電路142，電流最大值選擇電路750用以根據(jù)電流基準(zhǔn)信號(hào)ib1、ib2中的最大值產(chǎn)生最大電流信號(hào)。舉例來(lái)說(shuō)，若經(jīng)取樣電路143取樣后的負(fù)載單元120的第二端b的電位較負(fù)載單元720的第二端c的電位低，則最小電壓信號(hào)為取樣后的負(fù)載單元120的第二端b的電位，而若經(jīng)取樣電路143取樣后的負(fù)載單元720的第二端c的電位較負(fù)載單元120的第二端b的電位低，則最小電壓信號(hào)為取樣后的負(fù)載單元720的第二端c的電位。類(lèi)似地，若電流基準(zhǔn)信號(hào)ib1的值較電流基準(zhǔn)信號(hào)ib2高，則最大電流信號(hào)為電流基準(zhǔn)信號(hào)ib1的值，而若電流基準(zhǔn)信號(hào)ib2的值較電流基準(zhǔn)信號(hào)ib1高，則最大電流信號(hào)為電流基準(zhǔn)信號(hào)ib2的值。同理若電子裝置中的負(fù)載單元的數(shù)目更多時(shí)，可依此方式判斷出最小電壓信號(hào)、最大電流信號(hào)。

此外，控制單元740根據(jù)負(fù)載單元120、720的第二端b、c電位中的最小值以及電流基準(zhǔn)信號(hào)ib1、ib2中的最大值產(chǎn)生控制信號(hào)vc1至電壓轉(zhuǎn)換單元110。電壓基準(zhǔn)計(jì)算電路142再根據(jù)最大電流信號(hào)產(chǎn)生電壓基準(zhǔn)信號(hào)vb1。電壓基準(zhǔn)計(jì)算電路142根據(jù)最大電流信號(hào)計(jì)算對(duì)應(yīng)電流基準(zhǔn)信號(hào)ib1、ib2中的最大值的電流調(diào)控單元的電阻的電壓差，并計(jì)算晶體管的阻抗以及根據(jù)晶體管的阻抗計(jì)算晶體管的電壓差。舉例來(lái)說(shuō)，若電流基準(zhǔn)信號(hào)ib1、ib2中的最大值為電流基準(zhǔn)信號(hào)ib1，則電壓基準(zhǔn)計(jì)算電路142計(jì)算電流調(diào)控單元130的電阻r1的電壓差vr1，并計(jì)算晶體管m1的阻抗rm以及根據(jù)晶體管m1的阻抗rm計(jì)算晶體管m1的電壓差vr2。相反地，若電流基準(zhǔn)信號(hào)ib1、ib2中的最大值為電流基準(zhǔn)信號(hào)ib2，則電壓基準(zhǔn)計(jì)算電路142計(jì)算電流調(diào)控單元730的電阻r1’的電壓差vr1’，并計(jì)算晶體管m1’的阻抗rm’以及根據(jù)晶體管m1’的阻抗rm’計(jì)算晶體管m1’的電壓差vr2’。

須注意的是，電壓基準(zhǔn)信號(hào)vb1正相關(guān)于電壓差vr1以及電壓差vr2 之和(或是電壓差vr1’以及電壓差vr2’之和)。因此，通過(guò)上述方式可以確保最小電壓信號(hào)大于電壓基準(zhǔn)信號(hào)vb1，而避免任一電流調(diào)控單元(130、730)無(wú)法操作于線(xiàn)性區(qū)間。關(guān)于電子裝置700中的其他元件的描述同于電子裝置100，在此則不另贅述。

在一些實(shí)施例中，多路負(fù)載并聯(lián)的應(yīng)用，并不限制于圖7的實(shí)施方式，在此請(qǐng)參閱圖9，圖9是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一實(shí)施例所繪示的一種電子裝置900的示意圖。圖9所示，電子裝置900同樣地包含電子裝置700中的兩個(gè)負(fù)載單元(120、720)以及兩個(gè)電流調(diào)控單元(130、730)，電流調(diào)控單元130、730各自電性耦接負(fù)載單元120、720的第二端b、c，電流調(diào)控單元130、730用以根據(jù)電流基準(zhǔn)信號(hào)ib1、ib2控制流經(jīng)負(fù)載單元120、720的驅(qū)動(dòng)電流id1、id2。

然而電子裝置900與電子裝置700的差異在于電子裝置900中的控制單元940使用不同的方式來(lái)避免任一電流調(diào)控單元(130、730)無(wú)法操作于線(xiàn)性區(qū)間，進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，控制單元940相較于控制單元140還包含比較電路944，電性耦接電壓取樣電路143，比較電路944用以根據(jù)負(fù)載單元720的第二端c電位以及電壓基準(zhǔn)信號(hào)vb2產(chǎn)生比較信號(hào)vc0’。接著再由反饋控制電路945根據(jù)比較信號(hào)vc0、vc0’的最大值產(chǎn)生控制信號(hào)vc1。

進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，控制單元940中的電壓基準(zhǔn)計(jì)算電路942用以根據(jù)電流基準(zhǔn)信號(hào)ib1、ib2計(jì)算對(duì)應(yīng)電流調(diào)控單元130、730的電阻r1、r1’的電壓差vr1、vr1’，以及計(jì)算電流調(diào)控單元130、730的晶體管m1、m1’的阻抗rm、rm’，并根據(jù)電流基準(zhǔn)信號(hào)ib1、ib2和晶體管m1、m1’的阻抗rm、rm’計(jì)算晶體管m1、m1’的電壓差vr2、vr2’。

須注意的是，電壓基準(zhǔn)信號(hào)vb1正相關(guān)于電流調(diào)控單元130的電壓差vr1以及電壓差vr2之和，而電壓基準(zhǔn)信號(hào)vb2正相關(guān)于電流調(diào)控單元730的電壓差vr1’以及電壓差vr2’之和。因此，通過(guò)上述方式可以確保經(jīng)取樣電路143取樣后的每一路的負(fù)載單元(120、720)的第二端電位(b、c)都大于等于對(duì)應(yīng)的電壓基準(zhǔn)信號(hào)(vb1、vb2)，而避免任一電流調(diào)控單元(130、730)無(wú)法操作于線(xiàn)性區(qū)間。關(guān)于電子裝置700中的其他元件的描述同于電子裝置100，在此則不另贅述。

需補(bǔ)充的是，反饋控制電路945的實(shí)施方式可以例如是圖4反饋控制 電路402另外包含最大值選擇器901，如圖10所示。圖10是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一實(shí)施例所繪示的一種反饋控制電路945的示意圖?？梢钥吹较噍^于反饋控制電路402，反饋控制電路945還包含最大值選擇器901用以接收比較信號(hào)vc0、vc0’，并將比較信號(hào)vc0、vc0’中的最大值傳送至比較器422。同樣地，比較器144輸出的比較信號(hào)vc0會(huì)再和鋸齒波產(chǎn)生器421產(chǎn)生的鋸齒波做比較而產(chǎn)生控制信號(hào)vc1。

在一些實(shí)施例中，在輸出短路的情況下控制單元可能還包含恒功率保護(hù)電路。在此請(qǐng)參閱圖11，圖11是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一實(shí)施例所繪示的一種電子裝置1100的示意圖。如圖11所示，相較于電子裝置700中的控制單元740，控制單元1140還包含恒功率保護(hù)電路1160，電性耦接電流調(diào)控單元130、730，用以根據(jù)功率基準(zhǔn)信號(hào)ib1、ib2禁能電流調(diào)控單元130、730。

進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，恒功率保護(hù)電路1160包含乘法器1161、1162、比較器1163、1164以及與門(mén)1165、1166。乘法器1161、1162用以根據(jù)負(fù)載單元120、720的第二端b、c電位以及電流基準(zhǔn)信號(hào)ib1、ib2產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的功率信號(hào)p1、p2。比較器1163、1164電性耦接乘法器1161、1162，用以根據(jù)功率信號(hào)p1、p2以及功率基準(zhǔn)信號(hào)pb1、pb2產(chǎn)生保護(hù)信號(hào)s1、s2。其中當(dāng)功率信號(hào)p1、p2的電位大于功率基準(zhǔn)信號(hào)pb1、pb2的電位，保護(hù)信號(hào)s1、s2的電位為邏輯低電平。每一與門(mén)1165、1166具有第一輸入端用以接收保護(hù)信號(hào)s1、s2、第二輸入端用以接收電流基準(zhǔn)信號(hào)ib1、ib2，以及輸出端電性耦接電流調(diào)控單元130、730。

為了避免在輸出短路的情況下，電流調(diào)控單元130、730中的晶體管m1、m1’以及電阻r1、r1’因?yàn)檫^(guò)熱而被破壞。乘法器1161、1162所產(chǎn)生的功率信號(hào)p1、p2所代表的為電流調(diào)控單元130、730當(dāng)前的真實(shí)功率損耗。另一方面，在此實(shí)施例中，恒功率保護(hù)電路1160可能包含儲(chǔ)存器1167。儲(chǔ)存器1167可以是揮發(fā)性存儲(chǔ)器、非揮發(fā)性記憶體存儲(chǔ)器或任何具有儲(chǔ)存功能的存儲(chǔ)器，本公開(kāi)并不以此為限。由于具有不同工藝參數(shù)、封裝結(jié)構(gòu)以及散熱條件的晶體管以及電阻可能有不同的最大承載功率值，因此儲(chǔ)存器1167用以?xún)?chǔ)存電流調(diào)控單元130、730中晶體管m1、m1’以及電阻r1、r1’的最大承載功率值。儲(chǔ)存器1167再根據(jù)上述最大承載功率值提供功率 基準(zhǔn)信號(hào)pb1、pb2至比較器1163、1164。因此，比較器1163、1164可以比較電流調(diào)控單元130、730當(dāng)前的真實(shí)功率損耗(功率信號(hào)p1、p2)以及其最大承載功率值(功率基準(zhǔn)信號(hào)pb1、pb2)而產(chǎn)生保護(hù)信號(hào)s1、s2。例如，當(dāng)功率信號(hào)p1、p2的電位大于功率基準(zhǔn)信號(hào)pb1、pb2的電位，保護(hù)信號(hào)s1、s2的電位為邏輯低電平。

因此可以看到，通過(guò)與門(mén)1165、1166的設(shè)置，在電子裝置1100正常操作的情況下，電流調(diào)控單元130、730仍然保持正常地接收電流基準(zhǔn)信號(hào)ib1、ib2。然而，在電子裝置1100任一負(fù)載單元輸出短路的情況下，舉例來(lái)說(shuō)，若負(fù)載單元120輸出短路，則功率信號(hào)p1的電位將大于功率基準(zhǔn)信號(hào)pb1的電位，而保護(hù)信號(hào)s1的電位為邏輯低電平，電流調(diào)控單元130因此被禁能，而電流調(diào)控單元730仍然保持正常地接收電流基準(zhǔn)信號(hào)ib2，使得負(fù)載單元720仍然保持正常接收驅(qū)動(dòng)電流id2。相反地，若負(fù)載單元720輸出短路，則功率信號(hào)p2的電位將大于功率基準(zhǔn)信號(hào)pb2的電位，而保護(hù)信號(hào)s2的電位為邏輯低電平，電流調(diào)控單元730因此被禁能，而電流調(diào)控單元130仍然保持正常地接收電流基準(zhǔn)信號(hào)ib1，使得負(fù)載單元120仍然保持正常接收驅(qū)動(dòng)電流id1。藉此使得電子裝置在多路負(fù)載并聯(lián)的應(yīng)用中能夠單獨(dú)保護(hù)多路負(fù)載中的各路負(fù)載。類(lèi)似地，上述的恒功率保護(hù)電路1160亦可以使用于圖9中的電子裝置900。請(qǐng)參閱圖12，圖12是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一實(shí)施例所繪示的一種電子裝置1200的示意圖。關(guān)于恒功率保護(hù)電路1160在電子裝置1200中的詳細(xì)操作實(shí)際上相同于上述說(shuō)明，在此則不另贅述。

綜上所述，本公開(kāi)內(nèi)容涉及一種電子裝置，且特別涉及一種節(jié)省功率損耗的電子裝置。在本公開(kāi)中通過(guò)調(diào)整線(xiàn)性恒流電路所接收的電流基準(zhǔn)信號(hào)，以及根據(jù)電壓基準(zhǔn)信號(hào)所產(chǎn)生的控制信號(hào)來(lái)控制電壓轉(zhuǎn)換單元，節(jié)省了電子裝置處于輕負(fù)載的情況下的功率損耗。另外，在一些實(shí)施例中通過(guò)本公開(kāi)的恒功率保護(hù)電路，使得電子裝置在多路負(fù)載并聯(lián)的應(yīng)用中能夠單獨(dú)保護(hù)多路負(fù)載中的各路負(fù)載。又在一些實(shí)施例中，通過(guò)輔助電流調(diào)控單元的設(shè)置使得電子裝置在調(diào)光的應(yīng)用中擴(kuò)大了調(diào)光范圍。

雖然本公開(kāi)內(nèi)容已以實(shí)施方式公開(kāi)如上，然其并非用以限定本公開(kāi)內(nèi)容，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本公開(kāi)內(nèi)容的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的變動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本公開(kāi)內(nèi)容的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求所界 定者為準(zhǔn)。