用于驱动包括并联回扫转换器级的发光二极管(LED)的方法和装置

摘要

公开一种用于驱动光源(102)的装置(101)。该装置包括：第一回扫AC/DC转换器级(103)，具有第一开关、第一开关控制器和比较器；以及第二回扫AC/DC转换器级(104)，包括第二开关和第二开关控制器，第二回扫AC/DC转换器级与第一回扫AC/DC转换器级并联电连接。

说明书

技术领域

本发明一般地涉及用于驱动LED的功率控制。更具体而言，这里公开的各种发明方法和装置涉及用于包括并联回扫转换器的LED的驱动器。

背景技术

数字照明技术、即基于半导体光源如发光二极管(LED)的照射赋予一种对传统荧光、HID和白炽灯的可行替代。LED的功能优点和益处包括高能量转换和光学效率、耐用性、更低操作成本以及许多其它优点和益处。LED技术的近来发展已经提供在许多应用中实现多种照明效果的高效和鲁棒全谱照明源。例如如在第6,016,038和6,211,626号美国专利中具体讨论的那样，实现这些源的灯具中的一些灯具以照明模块以及处理器为特征，该照明模块包括能够产生不同颜色、例如红色、绿色和蓝色的一个或者多个LED，该处理器用于独立控制LED的输出以便生成多种颜色和变色照明效果。

回扫转换器可以用于在驱动光源、比如LED时的交流到直流(AC/DC)转换。一种已知的回扫转换器包括回扫变压器、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和缓冲器(snubber)电路。针对更大输出功率要求，已知的回扫转换器需要具有更大电压和电流额定值的MOSFET。更高电压和电流额定值并且因此更高功率额定值产生具有更大门电容的MOSFET。这样的晶体管比较地昂贵。另外，高电流MOSFET必须由具有同等高功率要求的电路驱动。另外，比较高的栅极电容难以驱动。在其它实际缺点中，高功率MOSFET和所需驱动器电路相当昂贵。

另外，具有比较低的漏电感有益于回扫转换器的回扫变压器。随着回扫转换器的功率要求增加，回扫变压器的总尺寸增加，并且维持低漏电感(如果并非不可能的话)也更困难。此外，在其它弊端中，用于具有增加的功率操纵能力的回扫转换器的回扫变压器比较昂贵以及物理上比较大。因此，高功率回扫变压器除了它们的成本之外还需要附加空间。

最后，除了用于在比较高功率应用中的已知回扫转换器的弊端之外，在这样的回扫转换器中使用高功率MOSFET和比较大的回扫变压器在比较低的功率要求时造成不良性能。注意这样的已知回扫转换器的总性能、输入功率因子(PF)、总谐波失真(THD)和效率在更低功率/更轻负载要求时下降。这主要归因于在高功率MOSFET的增加的切换损耗。

因此，本领域需要提供一种运用在比较宽的功率范围内向LED提供DC功率的回扫AC/DC转换器电路而又至少克服上文描述的已知回扫AC/DC转换器的缺陷的驱动器。

发明内容

本公开内容涉及包括用于驱动光源(例如LED)的并联AC/DC回扫转换器的发明方法和装置。例如，本公开内容的方法和装置有益地提供高输出功率并且又可从比较低的输出功率升级到比较高的输出功率而又在比较宽的输出功率范围内提供比较高的性能。有益地，方法和装置需要比较低功率的MOSFET和比较小的回扫变压器。可以通过有选择地启用恰当数目的并联回扫AC/DC转换器级来实现所需输出功率以满足输出功率的需求。

一般而言，在一个方面中，公开一种用于驱动光源的装置。该装置包括：第一回扫AC/DC转换器级，包括第一开关、第一开关控制器和比较器；以及第二回扫AC/DC转换器级，包括第二开关和第二开关控制器，第二回扫AC/DC转换器级与第一回扫AC/DC转换器级并联电连接。

一般而言，在另一方面中，公开一种驱动光源的方法。该方法包括：：感测第一回扫AC/DC转换器级中的感测电阻器之上的电压；比较电压与阈值电压；如果电压大于阈值电压则启用第二回扫AC/DC转换器级。

在一些实施例中，该装置包括：第三回扫AC/DC转换器，包括第三开关和第三开关控制器。第三回扫AC/DC转换器与第一回扫AC/DC转换器和第二回扫AC/DC转换器并联电连接。该装置还可以包括：第四回扫AC/DC转换器，包括第四开关和第四开关控制器。第四回扫AC/DC转换器与第一回扫AC/DC转换器、第二回扫AC/DC转换器和第三回扫AC/DC转换器并联电连接。

在一个实施例中，该方法包括：如果在启用第二回扫AC/DC转换器级之后电压大于阈值电压则启用第三回扫AC/DC转换器级。

在一个实施例中，该方法包括：如果在启用第三回扫AC/DC转换器级之后电压大于阈值电压则启用第四回扫AC/DC转换器级。

在一个实施例中，该方法包括：如果电压少于阈值电压则未启用第二级。

在一个实施例中，该方法包括：在启用第四回扫AC/DC转换器级之后感测该感测电阻器之上的电压，并且如果电压少于阈值电压则禁用第四回扫AC/DC转换器级。

在一个实施例中，该方法包括：在禁用第四回扫AC/DC转换器级之后感测该感测电阻器之上的电压，并且如果电压少于阈值电压则禁用第三回扫AC/DC转换器级。

在一个实施例中，该方法包括：在禁用第三回扫AC/DC转换器级之后感测该感测电阻器之上的电压，并且如果电压少于阈值电压则禁用第二回扫AC/DC转换器级。

如这里出于本公开内容的目的而使用的那样，应当理解术语“LED”包括能够响应于电信号来生成辐射的任何电致发光二极管或者其它类型的基于载流子注入/结的系统。因此，术语LED包括但不限于响应于电流来发射光的各种基于半导体的结构、发光聚合物、有机发光二极管(OLED)、电致发光带等。具体而言，术语LED指代可以被配置用于在红外线光谱、紫外线光谱和可见光谱(一般包括从近似400纳米到近似700纳米的辐射波长)的各种部分中的一个或者多个光谱中生成辐射的所有类型的发光二极管(包括半导体和有机发光二极管)。LED的一些例子包括但不限于各种类型的红外线LED、紫外线LED、红色LED、蓝色LED、绿色LED、黄色LED、琥珀色LED、橙色LED和白色LED(下文进一步讨论)。也应当理解LED可以被配置和/或控制用于生成针对给定的光谱(例如窄带宽、宽带宽)具有各种带宽(例如半高全宽或者FWHM)并且在给定的通用颜色分类内具有多种主导波长的辐射。

例如，被配置用于生成实质上白光的LED(例如LED白色照明灯具)的一个实现方式可以包括分别发射不同电致发光光谱的多个管芯，这些电致发光光谱组合地混合以形成实质上白光。在另一实现方式中，白光LED可以与将具有第一光谱的电致发光转换成不同第二光谱的磷光体材料关联

也应当理解术语LED未限制LED的物理和/或电气封装类型。例如如上文讨论的那样，LED可以指代具有多个管芯的单个发光设备，这些管芯被配置用于分别发射不同辐射光谱(可以例如个别可控或者可以不这样)。LED也可以与视为LED(例如一些类型的白色LED)的整体部分的磷光体关联。

应当理解术语“光源”指代各种辐射源中的任何一个或者多个辐射源，这些辐射源包括但不限于基于LED的源(包括如上文定义的一个或者多个LED)、白炽源(例如灯丝灯、卤素灯)、荧光源、磷光源、高强度放电源(例如钠蒸汽、汞蒸气和金属卤素灯)、激光器、其它类型的电致发光源、火致发光源(例如火焰)、烛致发光源(例如汽灯罩、碳电弧辐射源)、光致发光源(例如气态放电源)、使用电子饱和的阴极发光源、电流发光源、晶体发光源、动致发光源、热致发光源、摩擦发光源、声纳发光源、放射发光源和发光聚合物。

给定的光源可以被配置用于在可见光谱内、在可见光谱以外或者二者的组合生成电磁辐射。因此，这里可互换地使用术语“光”和“辐射”。此外，光源可以包括一个或者多个滤波器(例如滤色器)、透镜或者其它光学部件作为整体部件。也应当理解光源可以被配置用于包括但不限于指示、显示和/或照射的多种应用。“照射源”是被具体配置用于生成辐射的光源，该辐射具有用于有效照射内部或者外部空间的充分强度。在本文中，“充分强度”指代为了提供环境照射(即可以间接感知并且可以例如在被全部或者部分感知之前从多种居间表面中的一个或者多个居间表面反射的光)而在空间或者环境中生成的在可见光谱中的充分辐射功率(单位“流明”经常用来在辐射功率或者“光通量”方面代表在所有方向上从光源输出的全部光)。

术语“照明灯具”这里用来指代一个或者多个照明单元在特定外型规格、组件或者封装中的实现方式或者布置。术语“照明单元”这里用来指代包括相同或者不同类型的一个或者多个光源的装置。给定的照明单元可以具有多种用于光源的装配布置、罩/壳布置以及形状和/或电气和机械连接配置中的任何之一。此外，给定的照明单元可选地可以与各种与光源的操作有关的其它部件(例如控制电路)关联(例如包括和/或耦合到这些部件和/或与这些部件一起封装)。“基于LED的照明单元”指代如下照明单元，该照明单元单独地或者与其它非基于LED的光源组合地包括如上文讨论的一个或者多个基于LED的光源。“多通道”照明单元指代包括至少两个光源的基于LED或者非基于LED的照明单元，该至少两个光源被配置用于分别生成不同辐射光谱，其中每个不同源光谱可以称为多通道照明单元的“通道”。

术语“控制器”这里一般用来描述与一个或者多个光源的操作有关的各种装置。可以用多种方式(如例如用专用硬件)实施控制器以执行这里讨论的各种功能。“处理器”是控制器的一个例子，该控制器运用可以使用软件(例如微代码)来编程以执行这里讨论的各种功能的一个或者多个微处理器。控制器可以运用或者不用处理器来实施并且也可以被实施为用于执行一些功能的专用硬件与用于执行其它功能的处理器(例如一个或者多个编程的微处理器和关联电路)的组合。可以在本公开内容的各种实施例中运用的控制器部件的例子包括但不限于常规微处理器、专用集成电路(ASIC)和现场可编程门阵列(FPGA)。在某些实施例中，实施功率因子控制器(PFC)以控制多个回扫AC/DC转换器级。

在各种实现方式中，处理器和/或控制器可以与一个或者多个存储介质(这里通称为“存储器”、例如易失性和非易失性计算机存储器、比如RAM、PROM、EPROM和EEPROM、软盘、紧致盘、光盘、磁带等)关联。在一些实现方式中，存储介质可以用一个或者多个程序来编码，该一个或者多个程序在一个或者多个处理器和/或控制器上被执行时执行这里讨论的功能中的至少一些功能。各种存储介质可以固定于处理器或者控制器内或者可以是可移植的，从而在其上存储的一个或者多个程序可以被加载到处理器或者控制器中以便实施这里讨论的本发明的各种方面。术语“程序”或者“计算机程序”这里在通用意义上用来指代可以用来对一个或者多个处理器或者控制器编程的任何类型的计算机代码(例如软件或者微代码)。

应当理解，设想下文更具体讨论的前述概念和附加概念(假设这样的概念未互不一致)的所有组合作为这里公开的发明主题内容的部分。具体而言，设想在本公开内容中出现的要求保护的主题内容的所有组合作为这里公开的发明主题内容的部分。也应当理解，应当向也可以在通过引用而结合的任何公开内容中出现的、这里明确运用的术语赋予与这里公开的特定概念最一致的含义。

附图说明

在附图中，相似标记贯穿不同的图一般指代相同部件。附图也未必按比例、代之以一般着重于图示本发明的原理。

图1图示根据一个代表性的实施例的照明系统的简化示意框图。

图2图示根据一个代表性的实施例的启用和禁用回扫AC/DC转换器级以提供所需输出功率的概念图。

图3图示根据一个代表性的实施例的包括并联回扫转换器级的驱动器电路的简化示意图。

图4图示根据一个代表性的实施例的输出功率比对时间、反馈电压比对时间、跨感测电阻器的平均感测电压、跨第二MOSFET的栅极到源极(Vgs)比对时间、跨第三MOSFET的Vgs比对时间和跨第四MOSFET的Vgs比对时间的图形。

图5图示根据一个代表性的实施例的输出功率比对时间、反馈电压比对时间、跨感测电阻器的平均感测电压、跨第二MOSFET的栅极到源极(Vgs)比对时间、跨第三MOSFET的Vgs比对时间和跨第四MOSFET的Vgs比对时间的图形。

图6图示根据一个代表性的实施例的驱动光源的方法的流程图。

具体实施方式

在下文具体描述中，出于说明而非限制的目的，阐述公开具体细节的代表性的实施例以便提供对本教导的透彻理解。然而已经受益于本公开内容的本领域普通技术人员将清楚，脱离这里公开的具体细节的、根据本教导的其它实施例仍然在所附权利要求的范围内。另外可以省略对公知装置和方法的描述以免模糊对代表性的实施例的描述。这样的方法和装置清楚地在本教导的范围内。

如上文描述的那样，在其它弊端之中，已知的驱动器电路需要比较高电流的MOSFET和大的回扫变压器。

申请人已经认识和理解提供具有比较更低功率要求的驱动器电路将是有益的。有益地，代表性的实施例的驱动器电路包括比较低功率的MOSFET和比较小的回扫变压器。

鉴于前文，本发明的各种实施例和实现方式涉及用于驱动包括并联电连接的多个回扫AC/DC转换器的光源(例如LED)的方法和装置。可以通过有选择地启用恰当数目的并联回扫AC/DC转换器级来实现所需输出(DC)功率以满足输出功率的需求。

参照图1，在一个实施例中，照明系统100包括驱动器电路101和光源102。驱动器电路101包括第一回扫AC/DC转换器级103、第二回扫AC/DC转换器级104、第三回扫AC/DC转换器级105和第四回扫AC/DC转换器级106。AC输入107由驱动器电路101转换成DC输出108；并且向光源102提供DC输出108。

如下文更具体描述的那样，回扫AC/DC转换器级103-106并联电连接并且基于光源102的功率/负载要求来有选择地启用/禁用。光源102示例地包括在比较宽的功率范围内可操作的多个LED。作为示例，向光源102提供的最小输出功率近似为0W，而向光源提供的最大输出功率近似为200W。一般而言，回扫AC/DC转换器级103-106中的每个回扫AC/DC转换器级被配置用于在近似0W到近似50W的范围中提供输出功率。如这里更完全描述的那样，在光源102需要更多功率时，启用更多回扫AC/DC转换器级以向光源102提供更多功率。类似地，如果减少光源的功率要求，则减少启用的回扫AC/DC转换器级数目。强调最大输出功率、每个回扫AC/DC转换器级的输出功率范围和回扫AC/DC转换器级的数目仅为示例。最大输出功率、每个回扫AC/DC转换器级的输出功率范围和回扫AC/DC转换器级的数目可以大于或者少于结合图1的代表性的实施例描述的示例功率和级数目。

如将随着本描述继续而变得更清楚的那样，在驱动器电路101中实施的回扫AC/DC转换器级数目支配光源102的操作功率动态范围。这样，针对每个回扫AC/DC转换器级的给定输出功率范围，可以通过增加或者减少并联电连接的回扫AC/DC转换器级的数目来增加或者减少最大输出功率。强调并联连接的四个回扫AC/DC转换器级的实现方式仅为示例并且驱动器电路101可以包括并联连接的多于或者少于四个回扫AC/DC转换器级。有益地并且如下文更完全描述的那样，提供多个回扫AC/DC转换器级减少每个回扫AC/DC转换器级的某些部件如开关(例如MOSFET)和回扫变压器的功率要求。

图2图示根据一个代表性的实施例的启用和禁用驱动器电路中的回扫AC/DC转换器级以向光源提供所需输出功率的概念图。回扫AC/DC转换器级、驱动器电路和光源可以如上文结合图1的代表性的实施例描述的那样。为了易于描述，本例图示包括并联连接的回扫AC/DC转换器级103-106并且向光源102提供功率的驱动器电路101的功能。同样可以根据驱动器电路驱动的光源的所需动态功率范围和每个个别回扫AC/DC转换器级的限制来实施更多或者更少回扫AC/DC转换器级。

随着光源102的功率需求增加，启用的回扫AC/DC转换器级103-106的数目增加。在概念图的一侧201示出启用回扫AC/DC转换器级103-106的过程。随着光源102的功率需求减少，启用的回扫AC/DC转换器级103-106的数目减少。在概念图的一侧202示出禁用回扫AC/DC转换器级103-106的过程。在有四级时，有四个输出功率操作电平。与上文阐述的例子一致，回扫AC/DC转换器级103-106中的每个回扫AC/DC转换器级向光源102提供在0W与50W之间的输出功率，因而向光源102提供的功率的动态范围是近似0W到近似200W。基于所需输出功率投入回扫AC/DC转换器级103-106中的每个回扫AC/DC转换器级，该所需输出功率又由相应阈值支配。如下文更完全描述的那样，阈值示例地是跨感测电阻器的阈值电压。备选地，跨感测电阻器的阈值电流可以用于阈值。在本例中，有与分别输出功率电平，即电平1(203)、电平2(204)、电平3(205)相称的三个阈值电压电平，该输出功率电平与驱动电路101的输出功率相比较。

如果平均感测电压在与输出功率电平1(203)相称的阈值电压以下，则仅启用第一回扫AC/DC转换器级103并且禁用第二、第三和第四回扫AC/DC转换器级104-106。与本示例例子一致，向光源102提供的输出功率在0W与50W之间。注意无论光源在任何给定时间的输出功率要求如何，总是启用第一回扫AC/DC转换器级103，因为第一回扫AC/DC转换器级103不仅提供在所有输出功率电平内的电功率而且向控制器(在图1和2中未示出)供应功率用于驱动器电路101的所有回扫AC/DC转换器级103-106的操作。

如果输出功率需求超过电平1(203)(例如在本示例例子中为50W)，则平均感测电压在与输出功率电平1(203)关联的阈值电压以上并且启用第一和第二回扫AC/DC转换器级103、104。在启用第一和第二回扫AC/DC转换器级103、104二者时，在本示例例子中向光源102提供的输出功率在50W与100W之间。

如果输出功率需求超过电平2(204)(例如在本示例例子中为100W)，则平均感测电压在与输出功率电平2(204)关联的阈值电压以上并且启用第一、第二和第三回扫AC/DC转换器级103-105。在启用第一、第二和第三回扫AC/DC转换器级103、104、105时，在本示例例子中，向光源102提供的输出功率在100W与150W之间。

如果输出功率需求超过电平3(205)(例如在本示例例子中为150W)，则平均感测电压在与输出功率电平3(205)关联的阈值电压以上并且启用第一、第二、第三和第四回扫AC/DC转换器级103-106。在启用第一、第二、第三和第四回扫AC/DC转换器级103、104、105、106时，在本示例例子中，向光源102提供的输出功率在150W与200W之间。

如果减少输出功率需求，则相称地减少启用的回扫AC/DC转换器级103-106的数目。注意如果输出功率需求保持于电平3(205)以上，则平均感测电压保持于与输出功率电平3(205)关联的阈值电压以上并且不禁用回扫AC/DC转换器级103-106。

如果减少输出功率需求在电平3(205)(例如在本示例例子中为150W)以下，则平均感测电压在与电平3(205)关联的阈值电压以下、禁用第四回扫AC/DC转换器级106并且第一、第二和第三回扫AC/DC转换器级103-105保持启用。

如果减少输出功率需求在电平2(204)(例如在本示例例子中为100W)以下，则平均感测电压在与输出功率电平2(204)关联的阈值电压以下、禁用第三和第四回扫AC/DC转换器级105、106并且第一和第二回扫AC/DC转换器级103-104保持启用。

如果减少输出功率需求在电平1(203)(例如在本示例例子中为50W)以下，则平均感测电压在与输出功率电平1(203)关联的阈值电压以下、禁用第二、第三和第四回扫AC/DC转换器级104、105、106并且第一回扫AC/DC转换器级103保持启用。如上文指出的那样，无论输出功率需求如何，第一回扫AC/DC转换器级103保持启用。

图3图示根据一个代表性的实施例的包括并联回扫转换器级的驱动器电路300的简化示意图。作为示例，可以实施驱动器电路300作为上文描述的驱动器电路101。如同驱动器电路101，驱动器电路300包括并联电连接的四个回扫AC/DC转换器级。与本教导一致，同样强调多于或者少于四个回扫AC/DC转换器级可以并联电连接和实施于驱动器电路300中以提供更多或者更少输出功率电平。另外，每个回扫AC/DC转换器级的输出功率动态范围例如为0W到50W、由此提供0W到200W的用于驱动器电路300的动态输出功率范围。每个回扫AC/DC转换器级的动态输出功率范围可以少于或者大于示例范围。如将随着本描述继续而变得更清楚的那样，每个回扫AC/DC转换器级的输出功率范围的上限一般受设计考虑约束，这些设计考虑包括其某些部件如开关和回扫变压器的实际功能范围。然而可以通过添加并联电连接的附加回扫AC/DC转换器级来增加驱动器电路300的最大输出功率。

驱动器电路300包括都并联电连接的第一回扫AC/DC转换器级301、第二回扫AC/DC转换器级302、第三回扫AC/DC转换器级303和第四回扫AC/DC转换器级304。第一回扫AC/DC转换器级301包括控制器305。第一回扫AC/DC转换器级301也包括例如为MOSFET开关的第一开关306和连接到开关306的感测电阻器(Rs)307。作为示例，MOSFET是n-MOSFET，并且感测电阻器(Rs)307连接到漏极。如果MOSFET是p-MOSFET，则感测电阻器将连接到源极。在任一情况下，感测电压等于在某一数目的AC周期内的第一回扫AC/DC转换器级301的MOSFET的平均栅极到源极电压(V_gs-avg)。如上文提示的那样，可以比较阈值电流与感测电流而不是比较阈值电压。在这一示例例子中，感测电流跨感测电阻器并且因此等于在某一数目的AC周期内的跨第一回扫AC/DC转换器级301的MOSFET的平均电流(I_MOSFET-avg)。注意感测电阻器(R_s)307的使用仅为示例并且设想在本领域普通技术人员的眼界内的、用于感测跨第一回扫AC/DC转换器级的开关的电压或者电流的其它部件。

有益地，由于驱动器电路300的多个回扫AC/DC转换器级的并联连接，第一开关306的功率额定值比较低。例如将MOSFET用于具有0W-50W的输出功率范围的第一回扫AC/DC转换器级301要求MOSFET的功率额定值和电容比较低。作为示例，第一回扫AC/DC转换器级301的MOSFET具有近似500V的电压额定值和5A的电流额定值。有益地，无需热管理结构用于这样的MOSFET。对照而言，已知的回扫AC/DC转换器将需要具有800V电压额定值、20A电流额定值和热管理结构的MOSFET以提供接近200W的输出功率。

第一回扫AC/DC转换器级301也包括第一存储器308和第二存储器309。第一存储器308存储来自感测电阻器(Rs)307的感测电压电平(在固定数目的周期内平均)，并且第二存储器309存储用于每个操作电平的阈值电压电平。继续图2的示例例子，第二存储器309存储用于输出功率电平1(203)-电平3(205)的阈值电压电平。如下文更完全描述的那样，比较第二存储器309中存储的阈值电压电平与感测电压电平以确定是否启用或者禁用第二回扫AC/DC转换器级302、第三回扫AC/DC转换器级303和第四回扫AC/DC转换器级304中的一个或者多个回扫AC/DC转换器级。

作为示例，控制器305是PFC控制器、比如可从STMicroelectronics商业获得的L6561PFC控制器或者L6562PFC控制器。为了易于描述代表性的实施例而示出第一存储器308和第二存储器309为分离的存储器单元。当然，可以在控制器305中实例化或者可以在驱动器电路300的其它硬件或者固件(未示出)中实例化第一存储器308和第二存储器309。

第一回扫AC/DC转换器级301也包括电阻器-电容器-二极管(RCD)缓冲器电路310和回扫变压器311。如已知的那样，RCD缓冲器电路310控制第一回扫AC/DC转换器级301的第一开关306的漏极上的电压上升速率。有益地，由于驱动器电路300的多个回扫AC/DC转换器级的并联连接，RCD缓冲器电路310具有比较低的功率额定值；并且回扫变压器311是比较小并且表现相应低的漏电感特性的已知回扫变压器。注意RCD缓冲器电路310的电容器和电阻器比较小。另外，在RCD缓冲器电路310中提供比较低电压的整流器二极管，因为电压“应力”比较小。对照而言，已知的RCD缓冲器电路需要比较高电压的二极管(例如高电压齐纳二极管)。

第二回扫AC/DC转换器级302包括第二开关312，该第二开关也例如是MOSFET。第二回扫AC/DC转换器级302也包括栅极控制器313。栅极控制器313包括比较器，该比较器比较第一存储器308中存储的感测电压电平与第二存储器309中存储的第一阈值电压电平(例如与输出功率电平1(203)关联的阈值电压)。如果第二开关312未导通并且感测电压电平大于第一阈值电压，则栅极控制器313接‘通’第二开关313，并且启用第二回扫AC/DC转换器级302。对照而言，如果第二开关312导通并且因此启用第二回扫AC/DC转换器级302，而且感测电压变成在第一阈值电压以下，则栅极控制器313关‘断’第二开关312，并且禁用第二回扫AC/DC转换器级302。当然，如果第二开关312未导通并且感测电压电平少于第一阈值电压，则栅极控制器313未接‘通’第二开关312，并且第二回扫AC/DC转换器级302保持禁用。

第二回扫AC/DC转换器级302也包括RCD缓冲器电路314和回扫变压器315。RCD缓冲器电路314和回扫变压器315与上文描述的RCD缓冲器电路310和回扫变压器311基本上相同。

第三回扫AC/DC转换器级303包括第三开关316，该第三开关也例如是MOSFET。第三回扫AC/DC转换器级303也包括栅极控制器317。栅极控制器317包括比较器，该比较器比较第一存储器308中存储的感测电压电平与第二存储器309中存储的第二阈值电压电平(例如与输出功率电平2(204)关联的阈值电压)。如果第三开关316未导通并且感测电压电平大于第二阈值电压，则栅极控制器317接‘通’第三开关316，并且启用第三回扫AC/DC转换器级303。对照而言，如果第三开关316导通并且因此启用第三回扫AC/DC转换器级303，而且感测电压变成在第二阈值电压以下，则栅极控制器317关‘断’第三开关316，并且禁用第三回扫AC/DC转换器级303。当然，如果第三开关316未导通并且感测电压电平少于第二阈值电压，则栅极控制器317不接‘通’第三开关316，并且第三回扫AC/DC转换器级303保持禁用。

第三回扫AC/DC转换器级303也包括RCD缓冲器电路318和回扫变压器319。RCD缓冲器电路318和回扫变压器319与上文描述的RCD缓冲器电路310和回扫变压器311基本上相同。

第四回扫AC/DC转换器级304包括第四开关320，该第四开关也例如是MOSFET。第四回扫AC/DC转换器级304也包括栅极控制器321。栅极控制器321包括比较器，该比较器比较第一存储器308中存储的感测电压电平与第二存储器309中存储的第三阈值电压电平(例如与输出功率电平3(205)关联的阈值电压)。如果第四开关320未导通并且感测电压电平大于第三阈值电压，则栅极控制器321接‘通’第四开关320并且启用第四回扫AC/DC转换器级304。对照而言，如果第四开关320导通并且因此启用第四回扫AC/DC转换器级304，而且感测电压变成在第二阈值电压以下，则栅极控制器321关‘断’第四回扫AC/DC转换器级320并且禁用第四回扫AC/DC转换器级304。当然，如果第四开关320未导通并且感测电压电平少于第三阈值电压，则栅极控制器321不接‘通’第四开关320并且第四回扫AC/DC转换器级304保持禁用。

第四回扫AC/DC转换器级304也包括RCD缓冲器电路322和回扫变压器323。RCD缓冲器电路322和回扫变压器323与上文描述的RCD缓冲器电路310和回扫变压器311基本上相同。

在操作中并且如下文更完全描述的那样，从第二存储器309向栅极控制器313提供信号324。信号324包括第二存储器309中存储的阈值电压和第一存储器308中存储的感测电压电平。栅极控制器313包括适于比较存储的阈值电压与感测电压电平的比较器。基于这一比较，栅极控制器313接通或者关断第二开关312或者未对第二开关312的当前操作状态进行改变。

类似地，从第二存储器309向栅极控制器317提供信号325。信号325包括第二存储器309中存储的阈值电压和第一存储器308中存储的感测电压电平。栅极控制器317包括适于比较存储的阈值电压与感测电压电平的比较器。基于这一比较，栅极控制器317接通或者关断第三开关316或者未对第三开关316的当前操作状态进行改变。

类似地，从第二存储器309向栅极控制器321提供信号326。信号325包括第二存储器309中存储的阈值电压和第一存储器308中存储的感测电压电平。栅极控制器321包括适于比较存储的阈值电压与感测电压电平的比较器。基于这一比较，栅极控制器321接通或者关断第四开关320或者未对第四开关320的当前操作状态进行改变。

通过第一至第四回扫AC/DC转换器级301-304的操作，在桥接整流器329的初始整流之后提供输入信号327作为DC输出328。

图4图示根据一个代表性的实施例的输出功率比对时间(曲线401)、反馈电压(V_fb)比对时间(曲线402)、跨感测电阻器的平均感测电压(曲线403)、跨第二MOSFET的栅极到源极(Vgs)比对时间(曲线404)、跨第三MOSFET的Vgs比对时间(曲线405)和跨第四MOSFET的Vgs比对时间(曲线406)的图形。

如在曲线401中所示，输出功率在某一数目的AC输入周期内并且随时间增加。在这一例子中并且如将随着本描述继续而变得更清楚的那样，阈值V_th(在曲线403中示出)在将需要启用所有四个回扫AC/DC转换器级301-304的电平。这样，对在DC输出328的功率的需求在它的最高电平(例如在图2的例子中为电平3(205))。

在407，感测电压在阈值电压以上，该感测电压是在某一数目的AC周期内平均的跨感测电阻器(R_s)307(并且因此跨第一开关306)的电压。在这一操作点，仅投入第一回扫AC/DC转换器级301。如上文描述的那样，由于在407的感测电压在阈值电压以上，所以需要启用附加回扫AC/DC转换器级以提供所需输出电压。在这一情况下，第二回扫AC/DC转换器级302的栅极控制器313比较第二存储器309中存储的阈值电压与第一存储器308中存储的感测电压。由于感测电压大于阈值电压，所以DC输出功率需求大于第一回扫AC/DC转换器级301独自供应的DC输出功率，并且栅极控制器313如在曲线404中的409所示启用第二回扫AC/DC转换器级302。这造成如在曲线403中的408所示感测电压减少。然而，在408的感测电压保持大于阈值电压，并且这样激活第一和第二回扫AC/DC转换器级301、302而又增加输出功率尚未造成阈值电压被满足并且因此尚未产生在DC输出328的适当输出DC功率。

由于感测电压在408保持大于阈值电压，所以第三回扫AC/DC转换器级303的栅极控制器317比较第二存储器309中存储的阈值电压与第一存储器308中存储的感测电压。由于感测电压仍然大于阈值电压，所以DC输出功率需求大于第一回扫AC/DC转换器级301和第二回扫AC/DC转换器级302供应的DC输出功率，并且栅极控制器317如在曲线405中的411所示启用第三回扫AC/DC转换器级303。这造成如在曲线403中的410所示的感测电压减少。然而，在410的感测电压保持大于阈值电压，并且这样激活第一、第二和第三回扫AC/DC转换器级301、302、303而又增加输出功率尚未造成阈值电压被满足并且因此尚未产生在DC输出328的适当输出DC功率。

由于感测电压在410保持大于阈值电压，所以第四回扫AC/DC转换器级304的栅极控制器321比较第二存储器309中存储的阈值电压与第一存储器308中存储的感测电压。由于感测电压仍然大于阈值电压，所以DC输出功率需求大于第一、第二和第三回扫AC/DC转换器级301、302、303供应的DC输出功率，栅极控制器321如在曲线406中的413所示启用第四回扫AC/DC转换器级304。这造成如在曲线403中的412所示的感测电压减少。现在感测电压略少于阈值电压，并且这样激活第一、第二、第三和第四回扫AC/DC转换器级301、302、303、304而又增加输出功率已经造成在DC输出328的DC输出功率等于需求。注意在414，反馈电压达到它的操作点，这指示输出功率等于需求。

图5图示根据一个代表性的实施例的输出功率比对时间(曲线501)、反馈电压比对时间(V_fb)(曲线502)、跨感测电阻器的平均感测电压(曲线503)、跨第二MOSFET的栅极到源极(Vgs)比对时间(曲线504)、跨第三MOSFET的Vgs比对时间(曲线505)和跨第四MOSFET的Vgs比对时间(曲线506)的图形。

如在曲线501中所示，输出功率在某一数目的AC输入周期内并且随时间减少。在这一例子中并且如将随着本描述继续而变得更清楚的那样，阈值V_th(在曲线503中示出)在将仅需启用第一回扫AC/DC转换器级301的电平。这样，对在DC输出328的功率的需求在它的最低电平(例如在图2的例子中为电平1(202))。

在507，感测电压在阈值电压以下，该感测电压是在某一数目的AC周期内平均的跨感测电阻器(R_s)307(并且因此跨第一开关306)的电压。在这一操作点，投入所有四个回扫AC/DC转换器级301-304，如曲线504-506所示。因此，驱动电路300完全投入并且在图2的电平3(205)以上进行操作。如上文描述的那样，由于在507的感测电压在阈值电压以下，所以需要启用更少回扫AC/DC转换器级以提供所需输出电压。因此，将需要禁用一个或者多个回扫AC/DC转换器级。

第四回扫AC/DC转换器级304的栅极控制器321比较第二存储器309中存储的阈值电压与第一存储器308中存储的感测电压。由于感测电压少于阈值电压，所以DC输出功率需求少于第一至第四回扫AC/DC转换器级301-304供应的DC输出功率。因而，栅极控制器321禁用第四开关320并且作为结果如在曲线506中的508所示禁用第四回扫AC/DC转换器级304。这造成如在曲线503中的509所示感测电压的减少。然而，在509的感测电压保持少于阈值电压，并且这样禁用第四回扫AC/DC转换器级304而又减少在DC输入328的输出功率尚未造成满足阈值电压并且因此尚未产生在DC输出328的适当输出DC功率。

由于感测电压在509保持低于阈值电压，所以第三回扫AC/DC转换器级303的栅极控制器317比较第二存储器309中存储的阈值电压与第一存储器308中存储的感测电压。由于感测电压仍然低于阈值电压，所以DC输出功率需求少于第一、第二和第三回扫AC/DC转换器级301-303供应的DC输出功率，并且栅极控制器317禁用第三开关316并且因此如在曲线505中的510所示禁用第三回扫AC/DC转换器级303。这造成如在曲线503中的511所示感测电压的增加。然而，在511的感测电压保持少于阈值电压，并且这样禁用第三和第四回扫AC/DC转换器级303、304而又减少输出功率尚未造成满足阈值电压并且因此尚未产生在DC输出328的适当输出DC功率。

由于感测电压在511保持低于阈值电压，所以第三回扫AC/DC转换器级303的栅极控制器313比较第二存储器309中存储的阈值电压与第一存储器308中存储的感测电压。由于感测电压仍然低于阈值电压，所以DC输出功率需求少于第一和第二回扫AC/DC转换器级301-302供应的DC输出功率，并且栅极控制器313禁用第二开关312并且作为结果如在曲线504中的512所示禁用第二回扫AC/DC转换器级302。这造成如在曲线503中的513所示感测电压的减少。作为禁用第二、第三和第四回扫AC/DC转换器级302、303、304的结果，感测电压略少于阈值电压。因而，在DC输出328的输出DC功率在用于光源需求的适当电平。注意感测电压可以确切地等于阈值电压，这指示DC输出确切地等于光源的需求。

图6图示根据一个代表性的实施例的驱动光源的方法600的流程图。可以在比如结合图1-5的代表性的实施例描述的硬件和软件中实施方法600。结合图1-5的代表性的实施例描述的细节中的许多细节与当前描述的方法共用并且一般未被重复以免模糊对代表性的实施例的描述。

在601，方法600包括感测第一回扫AC/DC转换器级中的感测电阻器之上的电压。在602，方法600包括比较电压与阈值电压。在603，方法600包括如果电压大于阈值电压则启用第二回扫AC/DC转换器级。

如应当理解的那样，可以继续方法600以如需要的那样启用驱动器电路(比如驱动器电路300)的更多回扫AC/DC转换器级以提供必需输出功率。另外，在达到所需输出功率之后，可以‘反向’方法600以通过禁用驱动器电路的回扫AC/DC转换器级来减少输出功率。

尽管这里已经描述和图示若干发明实施例，但是本领域普通技术人员将容易设想用于执行这里描述的功能和/或获得这里描述的结果和/或这里描述的一个或者多个优点的各种其它手段和/或结构，并且每个这样的变化和/或修改视为在这里描述的发明实施例的范围内。更一般而言，本领域技术人员将容易理解这里描述的所有参数、尺度、材料和配置是为了举例并且实际参数、尺度、材料和/或配置将依赖于本发明教导被运用的一个或者多个具体应用。本领域技术人员将认识或者能够仅使用例行实验来确立这里描述的具体发明实施例的许多等效实施例。因此将理解仅通过例子呈现前述实施例并且在所附权利要求书及其等效含义的范围内可以用除了具体描述并且要求保护的方式之外的方式实现发明实施例。本公开内容的发明实施例涉及这里描述的每个个别特征、系统、产品、材料、工具包和/或方法。此外，如果两个或者更多这样的特征、系统、产品、材料、工具包和/或方法未互不一致，则在本公开内容的发明范围内包括这样的特征、系统、产品、材料、工具包和/或方法的任何组合。

应当理解如这里定义和使用的所有定义支配词典定义、在通过引用而结合的文献中的定义和/或定义的术语的普通含义。

除非清楚地相反指明，应当理解如这里在说明书中和在权利要求书中使用的不定冠词“一个/一种”意味着“至少一个/一种”。

应当理解如这里在说明书中和在权利要求书中使用的短语“和/或”意味着这样连结的要素中的“任一个或者两个”、即在一些情况下联合地存在而在其它情况下分离地存在的要素。应当以相同方式解释用“和/或”列举的多个要素、即这样连结的要素中的“一个或者多个”。除了“和/或”子句具体标识的要素之外的其它要素无论是否与具体标识的那些要素有关或者无关都可以可选地存在。因此作为非限制例子，对“A和/或B”的引用在与开放式语言、比如“包括”结合使用时可以在一个实施例中仅指代A(可选地包括除了B之外的要素)；在另一实施例中仅指代B(可选地包括除了A之外的要素)；在又一实施例中指代A和B(可选地包括其它要素)；等。

也应当理解，除非清楚地相反指示，在这里要求保护的包括多于一个步骤或者动作的任何方法中，方法的步骤或者动作的顺序未必限于记载方法的步骤或者动作的顺序。

在权利要求书中以及在上述说明书中，诸如“包括”、“带有”、“具有”、“包含”、“涉及”、“保持”、“由......组成”等所有过渡短语将理解为开放式、即意味着包括但不限于。

在权利要求中的括号之间出现的任何标记或者其它符号是仅为了方便而提供的并且未旨在于以任何方式限制权利要求。