專(zhuān)利名稱(chēng)：調(diào)光器輸出模擬的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般來(lái)說(shuō)涉及電子學(xué)領(lǐng)域，更具體地，涉及調(diào)光器輸出模擬的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電子系統(tǒng)利用調(diào)光器來(lái)控制輸出至負(fù)載的能量的調(diào)節(jié)。例如，在照明系統(tǒng)中，調(diào)光器向照明系統(tǒng)提供輸入信號(hào)。該輸入信號(hào)表示使照明系統(tǒng)對(duì)傳送至燈的能量進(jìn)行調(diào)節(jié)的調(diào)光電平，并因此根據(jù)調(diào)光電平增加或降低燈的亮度。存在許多不同類(lèi)型的調(diào)光器?？偟膩?lái)說(shuō)，調(diào)光器使用指示期望的調(diào)光電平的數(shù)字或模擬編碼的調(diào)光信號(hào)。例如，一些基于模擬的調(diào)光器利用交流用三極管(“三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)(triac)”)器件來(lái)調(diào)制交流(“AC”)供給電壓每個(gè)周期的相位角。對(duì)供給電壓“調(diào)制相位角”通常也稱(chēng)為“斬?cái)?chopping)”供給電壓。斬?cái)喙┙o電壓使供應(yīng)至照明系統(tǒng)的電壓迅速“接通(ON)”或“斷開(kāi)(OFF)”，從而控制供應(yīng)至照明系統(tǒng)的電能。圖1示出了包括基于三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)的調(diào)光器102的照明系統(tǒng)100。圖2示出了與照明系統(tǒng)100相關(guān)聯(lián)的示例性電壓曲線(xiàn)200。參照?qǐng)D1和圖2，照明系統(tǒng)100從電壓源104接收AC供給電壓VsumY。該供給電壓是(例如)美國(guó)標(biāo)稱(chēng)60赫茲/110伏特的線(xiàn)路電壓或歐洲標(biāo)稱(chēng)50赫茲/220伏特的線(xiàn)路電壓。三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)106用作電壓驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)，三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)106的柵極端子108控制第一端子110與第二端子112之間的電流。柵極端子108上的柵極電壓Ve能夠在柵極電壓Ve達(dá)到觸發(fā)電壓閾值Vf且第一端子110 和第二端子112之間存在電壓電勢(shì)時(shí)使三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)106接通并形成電流iDIM。從分別在時(shí)間、和t2的每個(gè)半個(gè)周期202和204起始點(diǎn)一直到柵極電壓Ve達(dá)到觸發(fā)電壓閾值VF，調(diào)光器輸出電壓νφ—DIM為0伏特。調(diào)光器輸出電壓νφ—DIM表示調(diào)光器102的輸出電壓。 在時(shí)段Ttw期間，調(diào)光器102斬?cái)喙?yīng)電壓Vsuppw以使調(diào)光器輸出電壓νΦ—DIM在時(shí)段Ttw保持在0伏特。在時(shí)刻、，柵極電壓Ve達(dá)到觸發(fā)閾值VF，三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)106開(kāi)始導(dǎo)電。 一旦三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)106接通，調(diào)光器電壓νφ—DIM在時(shí)段Tw期間跟隨供給電壓VsumY。 一旦三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)106接通，只要電流iDIM還大于保持電流值HC，三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)106就持續(xù)傳導(dǎo)電流iDIM，而與柵極電壓Ve的值無(wú)關(guān)。保持電流值HC是三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)106的物理特性的函數(shù)。一旦電流iDIM下降到保持電流值HC以下，即iDIM < HC，則三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)106斷開(kāi)，即停止導(dǎo)電，直到柵極電壓Ve重新達(dá)到觸發(fā)閾值VF。理想地， 保持電流值HC通常很低，使得當(dāng)供給電壓^-口在半周期202結(jié)束點(diǎn)(時(shí)間點(diǎn)、處)附近是大約0伏特時(shí)，電流iDIM下降至保持電流值HC以下?？勺冸娮杵?14與并聯(lián)連接的電阻器116及電容器118相串聯(lián)組成定時(shí)電路115， 以控制柵極電壓Ve達(dá)到觸發(fā)閾值Vf的時(shí)間、。增加可變電阻器114的電阻，則時(shí)間Ttw延長(zhǎng)，而降低可變電阻器114的電阻，則時(shí)間Ttw縮短?？勺冸娮杵?14的電阻值有效地設(shè)定燈122的調(diào)光值。雙向開(kāi)關(guān)二極管119提供流進(jìn)三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)106的柵極端子108 的電流。調(diào)光器102還包括電感扼流器120，用于平滑調(diào)光器輸出電壓νΦ Ι)ΙΜ?；谌穗p向可控硅開(kāi)關(guān)的調(diào)光器102還包括跨接三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)106及電感器120的電容器121，以減少電磁干擾。理想地，針對(duì)電源電壓Vsupra的每一個(gè)半周期，對(duì)調(diào)光器輸出電壓位角的調(diào)制有效地使燈122在時(shí)段Ttw熄滅而在時(shí)段Tm點(diǎn)亮。因此，理想地，調(diào)光器102根據(jù)調(diào)光器輸出電壓νΦ ΜΜ有效地控制供應(yīng)至燈122的平均電能。基于三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)的調(diào)光器102足夠在許多情況下起作用。但是，當(dāng)燈122 汲取少量電流iDIM時(shí)，電流iDIM會(huì)在供給電壓Vsuppw達(dá)到約0伏特之前提前降低到保持電流值HC以下。當(dāng)電流iDIM提前降低至保持電流值HC以下時(shí)，調(diào)光器102提前關(guān)閉，于是調(diào)光器電壓νΦ DIM將提前降至0伏特。當(dāng)調(diào)光器電壓νΦ,提前降至0伏特，調(diào)光器電壓νΦ DIM 就不能反映根據(jù)可變電阻器114的電阻值設(shè)定的期望調(diào)光值。例如，當(dāng)對(duì)于調(diào)光器電壓νφ di 206電流iDIM在時(shí)間t3下降到保持電流值HC之下時(shí)，接通時(shí)段Tw提前地在t2之前的時(shí)間(例如t3)結(jié)束，而不是在時(shí)間、結(jié)束，這樣就降低了供給至燈122的電能。因此，供給至燈122的電能不能匹配對(duì)應(yīng)于調(diào)光器電壓νφ—DIM的調(diào)光電平。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，裝置包括調(diào)光器輸出電壓模擬器，被配置用于使電能轉(zhuǎn)換器接口電路生成模擬的調(diào)光器輸出電壓。該模擬的調(diào)光器輸出電壓模擬調(diào)光器的交流調(diào)光器輸出電壓周期的一部分。在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，一種方法包括使電能轉(zhuǎn)換器接口電路生成模擬的調(diào)光器輸出電壓。該模擬的調(diào)光器輸出電壓模擬調(diào)光器的交流調(diào)光器輸出電壓周期的一部分。在本發(fā)明的又一實(shí)施方式中，一種裝置包括調(diào)光器和與該調(diào)光器連接的電能轉(zhuǎn)換器接口電路。該裝置進(jìn)一步包括與電能轉(zhuǎn)換器接口電路耦合的調(diào)光器輸出電壓模擬器。該調(diào)光器輸出電壓模擬器被配置成使電能轉(zhuǎn)換器接口電路生成模擬的調(diào)光器輸出電壓。該模擬的調(diào)光器輸出電壓模擬調(diào)光器的交流調(diào)光器輸出電壓周期的一部分。該裝置進(jìn)一步包括與調(diào)光器輸出電壓模擬器連接的電源轉(zhuǎn)換器及與調(diào)光器輸出電壓模擬器和電源轉(zhuǎn)換器連接的控制器。該控制器被配置成根據(jù)模擬的調(diào)光器輸出電壓控制電源轉(zhuǎn)換器。在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，一種裝置包括使電能轉(zhuǎn)換器接口電路生成模擬調(diào)光器輸出電壓的設(shè)備。該模擬的調(diào)光器輸出電壓模擬調(diào)光器的交流調(diào)光器輸出電壓周期的一部分。


通過(guò)參照附圖能夠更好地理解本發(fā)明并使本發(fā)明的眾多目的、特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)。在整個(gè)這幾幅圖中，所用的相同參考標(biāo)號(hào)表示相同的或相似的元件。圖1(標(biāo)有現(xiàn)有技術(shù))示出了包括基于三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)的調(diào)光器的照明系統(tǒng)。圖2(標(biāo)有現(xiàn)有技術(shù))示出了與圖1的照明系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的示例性電壓曲線(xiàn)圖。圖3示出了具有調(diào)光器輸出電壓模擬器的照明系統(tǒng)。圖4示出了圖3的照明系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式。圖5示出了與圖4的照明系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的示例性電壓曲線(xiàn)圖。圖6示出了圖4的照明系統(tǒng)的調(diào)光器模擬器實(shí)施方式。
圖7示出了涉及圖6的調(diào)光器模擬器的電流-電壓和電流-時(shí)間曲線(xiàn)圖。圖8示出了圖4的照明系統(tǒng)的調(diào)光器模擬器實(shí)施方式。圖9示出了涉及圖8的調(diào)光器模擬器的電流-電壓和電壓-時(shí)間曲線(xiàn)圖。圖10示出了圖4的照明系統(tǒng)的調(diào)光器模擬器實(shí)施方式。圖11示出了涉及圖10的調(diào)光器模擬器的電流-電壓和電壓-時(shí)間曲線(xiàn)圖。圖12示出了帶有附加的線(xiàn)路電壓電容器的圖3的照明系統(tǒng)的實(shí)施方式。
具體實(shí)施例方式在至少一個(gè)實(shí)施方式中，照明系統(tǒng)包括調(diào)光器輸出電壓模擬器，用于使電能轉(zhuǎn)換器接口電路生成模擬的調(diào)光器輸出電壓。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，模擬的調(diào)光器輸出電壓對(duì)應(yīng)于實(shí)際調(diào)光器輸出電壓，但該模擬的調(diào)光器輸出電壓不受調(diào)光器輸出電壓中非理想因素(例如基于三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)的調(diào)光器提前斷開(kāi))的影響。通過(guò)產(chǎn)生模擬的調(diào)光器輸出電壓，被傳送至負(fù)載(諸如燈)的電能對(duì)應(yīng)于調(diào)光電平設(shè)置。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，電能轉(zhuǎn)換器接口電路與基于三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)的調(diào)光器電路接口。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，調(diào)光器輸出電壓模擬器使電能轉(zhuǎn)換器接口電路在基于三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)的調(diào)光器中的三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)開(kāi)始導(dǎo)電后模擬基于三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)的調(diào)光器電路的輸出電壓。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，照明系統(tǒng)汲取太少的電流而不能使三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)導(dǎo)電到供給電壓達(dá)到約0伏特。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，調(diào)光器輸出電壓模擬器有效地將電能轉(zhuǎn)換器接口電路與基于三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)的調(diào)光器隔離，模擬的調(diào)光器輸出電壓使照明系統(tǒng)以正常的模式(相當(dāng)于三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)理想地持續(xù)導(dǎo)電，直到供給電壓達(dá)到約0伏特)運(yùn)行。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，調(diào)光器輸出電壓模擬器還使電能轉(zhuǎn)換器接口電路對(duì)基于三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)的調(diào)光器電路呈現(xiàn)出低阻抗， 以使調(diào)光器電路中的定時(shí)電路系統(tǒng)復(fù)位并開(kāi)始供給電壓的下一周期的操作。圖3示出了具有調(diào)光器輸出電壓模擬器302的照明系統(tǒng)300，該調(diào)光器輸出電壓模擬器被配置為使電能轉(zhuǎn)換器接口電路304生成模擬的調(diào)光器輸出電壓VEDV。電壓源306生成供給電壓Vsupra，在一個(gè)實(shí)施方式中，該供給電壓Vsupra與電壓源104(圖1)生成的供給電壓相同。調(diào)光器308生成調(diào)光器電壓Vdim并向電能轉(zhuǎn)換器接口電路304提供該調(diào)光器電壓VDIM。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，調(diào)光器308與基于三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)的調(diào)光器102(圖 1)相同。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，調(diào)光器模擬器302感測(cè)調(diào)光器電壓Vdim并生成使電能轉(zhuǎn)換器接口電路304生成模擬的調(diào)光器輸出電壓Vedv的模擬器信號(hào)&。該模擬的調(diào)光器輸出電壓Vedv作為調(diào)光器輸出電壓。電能轉(zhuǎn)換器接口電路304將模擬的調(diào)光器輸出電壓Vedv轉(zhuǎn)換成供應(yīng)至電能轉(zhuǎn)換器314的線(xiàn)路電壓\。調(diào)光器模擬器302還向控制器312提供調(diào)光器信息信號(hào)Ds。該調(diào)光器信息信號(hào)Ds 指示電能轉(zhuǎn)換器314應(yīng)向負(fù)載310供應(yīng)多少電能。例如，如果調(diào)光器信號(hào)Vdim指示50%的調(diào)光電平，則調(diào)光器信息信號(hào)Ds指示50%的調(diào)光電平?？刂破?12響應(yīng)調(diào)光器信息信號(hào)Ds 并使電源轉(zhuǎn)換器314供應(yīng)50%的電能至負(fù)載310。模擬器信號(hào)Es和調(diào)光器信息信號(hào)Ds的具體生成與設(shè)計(jì)選擇相關(guān)，例如，取決于電能轉(zhuǎn)換器接口電路304和控制器312各自的具體設(shè)計(jì)。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，調(diào)光器模擬器302包括將調(diào)光器信號(hào)Vdim轉(zhuǎn)換為數(shù)字調(diào)光器信息信號(hào)Ds的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，調(diào)光器模擬器302包括確定調(diào)光器信號(hào)Vdim的相位延遲并將相位延遲轉(zhuǎn)換成調(diào)光器信息信號(hào)Ds的定時(shí)器。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，模擬器信號(hào)&是控制模擬的調(diào)光器輸出電壓Vedv的電流。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，模擬器信號(hào)&和調(diào)光器信息信號(hào)Ds是兩個(gè)不同的信號(hào)。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，模擬器信號(hào)&和調(diào)光器信息信號(hào)Ds是相同的信號(hào)。負(fù)載310可以是任何類(lèi)型的負(fù)載。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，負(fù)載310包括一個(gè)或多個(gè)燈，例如一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二級(jí)管(LEDs)?？刂破?12的具體類(lèi)型和設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)選擇相關(guān)。示例性控制器312可以從辦事處位于美國(guó)德克薩斯州奧斯汀的塞瑞斯邏輯公司(Cirrus Logic)購(gòu)買(mǎi)。電能轉(zhuǎn)換器314的具體類(lèi)型和設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)選擇相關(guān)。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，電源轉(zhuǎn)換器314是開(kāi)關(guān)電能轉(zhuǎn)換器，比如升壓型、降壓型、升壓-降壓變換型或Ctik型開(kāi)關(guān)電能轉(zhuǎn)換器。在至少一個(gè)實(shí)施方式中， 電能轉(zhuǎn)換器314提供功率因數(shù)校正并對(duì)供給至負(fù)載310的輸出電壓Vot和/或電流進(jìn)行穩(wěn)定。于2007年12月31日提交的、發(fā)明人為John L. Melans、題目為“Power ControlSystem Using a Nonlinear Delta—Sigma Modulator with Nonlinear PowerConversion Process Modeling"的美國(guó)專(zhuān)利第7，719，246號(hào)描述了示例性電源整流器和控制器。圖4示出了表示照明系統(tǒng)300的一個(gè)實(shí)施方式的照明系統(tǒng)400。圖5示出了與照明系統(tǒng)400相關(guān)聯(lián)的示例性電壓曲線(xiàn)圖500。電壓源306提供供給電壓VsumY，基于三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)的調(diào)光器102生成結(jié)合圖1描述的調(diào)光器電壓νφ DIM。在圖5的實(shí)施方式中， 當(dāng)供給電壓45°和225°時(shí)三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)106在時(shí)間、接通。表示電能轉(zhuǎn)換器接口電路304的一個(gè)實(shí)施方式的電能轉(zhuǎn)換器接口電路402包括當(dāng)三端雙向可控硅開(kāi)關(guān) 106在時(shí)間、和時(shí)間t2之間接通時(shí)對(duì)調(diào)光器電壓νΦ ΜΜ進(jìn)行整流以生成電壓νΦ Κ的全橋式二極管整流器404。電壓νΦ Κ對(duì)電容器414進(jìn)行再充電。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，負(fù)載310 對(duì)電源接口電路402呈現(xiàn)低瓦數(shù)負(fù)載。例如，在至少一個(gè)實(shí)施方式中，負(fù)載310包括一個(gè)或多個(gè)低瓦數(shù)燈，例如5-10瓦發(fā)光二極管(“LEDs”)。在此實(shí)施方式中，負(fù)載310汲取相對(duì)少量的電流iDIM使調(diào)光器電流在時(shí)間t2下降到保持電流值HC以下。因此，在圖5所示的實(shí)施方式中，電流iDIM下降到保持電流值HC以下，而三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)106在時(shí)間t2之前提前斷開(kāi)。按照慣例，當(dāng)三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)106在時(shí)間t2斷開(kāi)時(shí)，三端雙向可控硅開(kāi)關(guān) 106會(huì)在時(shí)間t2斬?cái)嗾麟妷害挺?κ的下降沿。但是，表示調(diào)光器模擬器302的一個(gè)實(shí)施方式的調(diào)光器模擬器408使電能轉(zhuǎn)換器接口電路402模擬連續(xù)的整流電壓νφ κ。當(dāng)三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)106斷開(kāi)，電容器406將跨三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)106和電感器120的電壓保持較低使得在時(shí)段Tw從定時(shí)電路115汲取的電流非常少。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，從定時(shí)電路115汲取的電流低到足以防止三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)106在下一相位切割結(jié)束時(shí)間(時(shí)間t4)之前觸發(fā)。電容器406具有諸如IOOnF的電容值。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，供給電壓VsumY為正弦波。因此，接通周期Ton期間理想的電壓νΦ Κ是正弦波的一部分。電壓νΦ Κ對(duì)電容器412充電。與電壓νΦ Κ隨時(shí)間的導(dǎo)數(shù) (即，iE - dVO E/dt)成比例并汲取自電容器412的電流iK使跨電容器412的電壓νΦ Κ模擬在調(diào)光器電流仍高于保持電流值HC的情況下出現(xiàn)的調(diào)光器輸出電壓VDIM。因此，當(dāng)三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)106斷開(kāi)，電壓νφ κ變?yōu)槟M的調(diào)光器輸出電壓(圖3的模擬的調(diào)光器輸出電壓)。相應(yīng)地，在至少一個(gè)實(shí)施方式中，調(diào)光器模擬器408生成電流iK以使電能轉(zhuǎn)換器接口電路402生成如模擬的調(diào)光器輸出電壓的電壓νφ κ。當(dāng)調(diào)光器模擬器408生成電流iK 以使電能轉(zhuǎn)換器接口電路402生成電壓νφ κ時(shí)，電壓νφ κ稱(chēng)為“模擬的調(diào)光器輸出電壓νφ
當(dāng)三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)106接通時(shí)，電流iK在電壓νΦ Κ比線(xiàn)路電壓八超出至少二極管416的正向偏壓(例如，0. 7V)時(shí)通過(guò)二極管416向線(xiàn)路電容器(link capacitor) 414 充電。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，線(xiàn)路電容器414的電容足夠大，以向電能轉(zhuǎn)換器314提供基本恒定的線(xiàn)路電壓。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，電容器412的電容為IOnF,而線(xiàn)路電容器414 的電容為1. 5 μ F。隨著電壓νφ κ下降，電流iDIM在時(shí)間t2下降到保持電流值HC以下，并且三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)106在時(shí)間t2斷開(kāi)。其后調(diào)光器模擬器408通過(guò)從電容器412汲取電流iK而使電容器412放電。在時(shí)間t2和t3之間，調(diào)光器模擬器408汲取與( νφ K/dt成比例的電流， 從而在至少一個(gè)實(shí)施方式中模擬的調(diào)光器輸出電壓νΦ κ模擬遞減的正弦波。隨著電壓νΦ κ在時(shí)間t3接近0伏特，調(diào)光器模擬器408從電容器412汲取足夠的電流以保持電壓νφ κ 較低(即近于0伏特)直到三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)106在時(shí)間t4重新接通。在斷開(kāi)時(shí)段Tqff 保持電壓νΦ Κ較低使定時(shí)電路系統(tǒng)115復(fù)位并在電壓VsumY的下一個(gè)半周期期間的時(shí)間t4 使三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)106接通。調(diào)光器模擬器408的具體設(shè)計(jì)及模擬的調(diào)光器輸出電壓νΦ Κ的具體波形與設(shè)計(jì)選擇相關(guān)。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，模擬的調(diào)光器輸出電壓νΦ Κ的具體波形由電流iK決定。 在至少一個(gè)實(shí)施方式中，如果調(diào)光器模擬器408汲取過(guò)多電流iK，電容器406會(huì)在供給電壓 Vsupply的在時(shí)間t3的零相交之前進(jìn)行放電并使三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)106的觸發(fā)與供給電壓 Vsupply的零相交不同步。如果三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)106的觸發(fā)與供給電壓Vsupra的零相交不同步，供給電壓Vsuppw的相位切割就會(huì)出現(xiàn)在錯(cuò)誤的相位角。除了錯(cuò)誤地改變供給電壓 Vsupply的相位切割時(shí)間，從電容器406汲取過(guò)多電流還會(huì)在νΦ Κ周期期間引起三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)106的至少第二次觸發(fā)。單個(gè)周期中三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)106的多次觸發(fā)會(huì)導(dǎo)致負(fù)載310的燈出現(xiàn)閃爍或者導(dǎo)致基于三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)的調(diào)光器102不穩(wěn)定。因?yàn)闃蚴秸髌?04阻止電流從電能轉(zhuǎn)換器接口電路流進(jìn)基于三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)的調(diào)光器102，因此汲取的電流iK過(guò)少會(huì)使模擬的調(diào)光器輸出電壓νφ κ下降過(guò)慢而不能在時(shí)間t3達(dá)到約0 伏特。如果模擬的調(diào)光器輸出電壓νΦ Κ沒(méi)有在時(shí)間t3達(dá)到約0伏特，調(diào)光器模擬器408就不能正確地將模擬的調(diào)光器輸出電壓νφ κ保持在約0伏特，這也造成了負(fù)載310的燈的不穩(wěn)定性和閃爍。圖6示出了表示調(diào)光器模擬器408的一個(gè)實(shí)施方式的調(diào)光器模擬器600。調(diào)光器模擬器600表示控制電流iK的電流源的一個(gè)實(shí)施方式。調(diào)光器模擬器600包括下拉電路 602，用于在三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)106(圖4)斷開(kāi)之后下拉電流iK，以及保持或“膠粘”電路 604，將模擬的調(diào)光器輸出電壓νφ κ保持在約0伏特，直到三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)106在調(diào)光器電壓Vdim的下一半周期中觸發(fā)。圖7示出了涉及由下拉電路602的實(shí)施方式引起的模擬的調(diào)光器輸出電壓νΦ Κ的電流-電壓曲線(xiàn)圖700。參照?qǐng)D6和圖7，由于供給電壓VsumY為正弦波，且電流iK與模擬的調(diào)光器輸出電壓νΦ—κ的獲取直接相關(guān)，因此對(duì)于供給電壓Vsupra的半個(gè)周期，電流iK與模擬的調(diào)光器輸出電壓νφ κ之間的理想關(guān)系是四分之一正弦波702。然而，電流iK與模擬的調(diào)光器輸出電壓νφ κ之間的線(xiàn)性遞減關(guān)系704是理想波形702的相近近似。電流iK與模擬的調(diào)光器輸出電壓νφ κ的關(guān)系704使電能轉(zhuǎn)換器接口電路402生成橢圓形的模擬的調(diào)光器輸出電壓與時(shí)間的關(guān)系的曲線(xiàn)706，該曲線(xiàn)近似于相位切割的供給電壓VsumY。通常，下拉電路602建立了電流iK與模擬的調(diào)光器輸出電壓νφ κ之間的線(xiàn)性遞減關(guān)系704。下拉電路602包括運(yùn)算放大器605，該運(yùn)算放大器605包括用于接收下拉參考電壓VKEF—PD的同相輸入端子“ + ”。在模擬的調(diào)光器輸出電壓νφ κ端子605與節(jié)點(diǎn)612的電壓 Vb之間具有分壓器Rl和R2的反饋回路創(chuàng)建了電壓Vb與模擬的調(diào)光器輸出電壓νφ κ之間的倒相關(guān)系。因此，隨著模擬的調(diào)光器輸出電壓νφ κ下降，運(yùn)算放大器605驅(qū)動(dòng)η溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(NM0SFET)608的柵極以增加電壓Vb從而使反相端子“-”的電壓\與同相端子“ + ”的參考電壓VKEF—PD匹配。同樣地，隨著模擬的調(diào)光器輸出電壓νφ—κ升高，運(yùn)算放大器605驅(qū)動(dòng)η溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(NM0SFET)608的柵極以降低電壓Vb從而使反相端子“_”的電壓Va與同相端子“ + ”的參考電壓VKEF—PD繼續(xù)匹配。NM0SFET 606的柵極電壓Vdkive將NM0SFET維持在飽和模式。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，電壓Vdeive為+12伏特?？珉娮杵?14的電壓Vb決定電流iE的值，即iE = VB/R3，其中 “R3”是電阻614的電阻值。因此，電流iK直接隨電壓Vb變化，所以電流“隨模擬的調(diào)光器輸出電壓νφ κ如iK相對(duì)于νφ κ的線(xiàn)性遞減關(guān)系704所示地發(fā)生反相關(guān)變化。由于下拉電路602的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，電壓Vb根據(jù)等式[1]與參考電壓Vkef PD相關(guān)
權(quán)利要求
1.一種裝置，包括調(diào)光器輸出電壓模擬器，被配置成使電能轉(zhuǎn)換器接口電路生成模擬的調(diào)光器輸出電壓，其中，所述模擬的調(diào)光器輸出電壓模擬調(diào)光器的交流調(diào)光器輸出電壓周期的一部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述模擬的調(diào)光器輸出電壓在所述調(diào)光器輸出電壓周期的被模擬部分時(shí)間段中通常隨著時(shí)間下降。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述模擬的調(diào)光器輸出電壓包括均具有特定斜率的多個(gè)線(xiàn)性部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述模擬的調(diào)光器輸出電壓包括下凹拋物線(xiàn)波形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述調(diào)光器輸出電壓模擬器進(jìn)一步被配置為提供與所述電能接口電路的元件相互作用的電流，以提供所述模擬的調(diào)光器輸出電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述調(diào)光器輸出電壓模擬器包括下拉電路，用于在第一時(shí)段期間下拉所述電能轉(zhuǎn)換器接口電路的電流并通常降低所述模擬的調(diào)光器輸出電壓，以及膠粘電路，用于在第二時(shí)段期間將所述模擬的調(diào)光器輸出電壓維持在閾值以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述膠粘電路在所述第二時(shí)段期間提供從電能轉(zhuǎn)換器接口電路汲取的穩(wěn)態(tài)電流以維持所述模擬的調(diào)光器輸出電壓在所述閾值以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述第一時(shí)段在交流供給電壓周期期間基于三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)的調(diào)光器電路的三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)停止導(dǎo)通時(shí)開(kāi)始，所述第二時(shí)段在所述供給電壓低于所述閾值時(shí)開(kāi)始，所述第一時(shí)段在所述第二時(shí)段開(kāi)始時(shí)結(jié)束，所述第二時(shí)段在所述供給電壓開(kāi)始升高時(shí)結(jié)束。
9.一種方法，包括使電能轉(zhuǎn)換器接口電路生成模擬的調(diào)光器輸出電壓，其中，所述模擬的調(diào)光器輸出電壓模擬調(diào)光器的交流調(diào)光器輸出電壓周期的一部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，使電能轉(zhuǎn)換器接口電路生成模擬的調(diào)光器輸出電壓通常包括在所述調(diào)光器輸出電壓周期的被模擬部分時(shí)間段中隨著時(shí)間降低所述模擬的調(diào)光器輸出電壓。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，使電能轉(zhuǎn)換器接口電路生成模擬的調(diào)光器輸出電壓的步驟使得電能轉(zhuǎn)換器接口電路生成包括均具有特定斜率的多個(gè)線(xiàn)性部分的所述模擬的調(diào)光器輸出電壓。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，使電能轉(zhuǎn)換器接口電路生成模擬的調(diào)光器輸出電壓的步驟使得電能轉(zhuǎn)換器接口電路生成所述模擬的調(diào)光器輸出電壓包括生成具有下凹拋物線(xiàn)波形的所述模擬的調(diào)光器輸出電壓。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括提供與所述電能接口電路的元件互相作用的電流，以提供所述模擬的調(diào)光器輸出電壓。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括在第一時(shí)段期間下拉所述電能轉(zhuǎn)換器接口電路的電流以通常降低所述模擬的調(diào)光器輸出電壓；以及在第二時(shí)段期間維持所述模擬的調(diào)光器輸出電壓在閾值以下。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括在第二時(shí)段期間從所述電能轉(zhuǎn)換器接口電路汲取穩(wěn)態(tài)電流以將模擬的調(diào)光器輸出電壓維持在所述閾值以下。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述第一時(shí)段在交流供給電壓周期期間基于三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)的調(diào)光器電路的三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)停止導(dǎo)通時(shí)開(kāi)始，所述第二時(shí)段在所述供給電壓低于所述閾值時(shí)開(kāi)始，所述第一時(shí)段在所述第二時(shí)段開(kāi)始時(shí)結(jié)束，所述第二時(shí)段在所述供給電壓開(kāi)始升高時(shí)結(jié)束。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括在電能轉(zhuǎn)換器接口電路中生成模擬的調(diào)光器輸出電壓，其中，所述模擬的調(diào)光器輸出電壓模擬調(diào)光器的交流調(diào)光器輸出電壓周期的一部分。
18.一種裝置，包括調(diào)光器；電能轉(zhuǎn)換器接口電路，與所述調(diào)光器連接；調(diào)光器輸出電壓模擬器，與所述電能轉(zhuǎn)換器接口電路連接，其中，(i)所述調(diào)光器輸出電壓模擬器被配置成使電能轉(zhuǎn)換器接口電路生成模擬的調(diào)光器輸出電壓，以及(ii)所述模擬的調(diào)光器輸出電壓模擬調(diào)光器的交流調(diào)光器輸出電壓周期的一部分；電能轉(zhuǎn)換器，與所述調(diào)光器輸出電壓模擬器連接；以及控制器，與所述調(diào)光器輸出電壓模擬器和所述電能轉(zhuǎn)換器連接，其中，所述控制器被配置成根據(jù)所述模擬的調(diào)光器輸出電壓控制所述電源轉(zhuǎn)換器。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中所述調(diào)光器包括基于三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)的調(diào)光器；且所述電源轉(zhuǎn)換器是開(kāi)關(guān)電源轉(zhuǎn)換器。
20.一種裝置，包括使電能轉(zhuǎn)換器接口電路生成模擬的調(diào)光器輸出電壓的裝置，其中，所述模擬的調(diào)光器輸出電壓模擬調(diào)光器的交流調(diào)光器輸出電壓周期的一部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及調(diào)光器輸出模擬。其中，一種照明系統(tǒng)包括使電能轉(zhuǎn)換器接口電路生成模擬的調(diào)光器輸出電壓的調(diào)光器輸出電壓模擬器。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，模擬的調(diào)光器輸出電壓相當(dāng)于實(shí)際調(diào)光器輸出電壓，但該模擬的調(diào)光器輸出電壓不受調(diào)光器輸出電壓中的諸如基于三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)的調(diào)光器提前斷開(kāi)的非理想因素的影響。通過(guò)生成模擬的調(diào)光器輸出電壓，被傳送至諸如燈的負(fù)載的電能對(duì)應(yīng)于調(diào)光電平設(shè)置。
文檔編號(hào)H05B37/02GK102378445SQ20111021891
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者約翰·L·梅蘭松 申請(qǐng)人:塞瑞斯邏輯公司