使用TRIAC调光器的调光控制系统和方法技术方案

提供了一种使用TRIAC调光器的调光控制系统和方法。该调光控制系统包括：一个或多个信号处理组件，被配置为接收与TRIAC调光器相关联的第一信号，根据第一信号生成数字脉冲型的第二信号，并将第二信号发送给开关，以控制开关的闭合或断开从而控制输出到发光元件的电流。

【技术实现步骤摘要】
使用TRIAC调光器的调光控制系统和方法
本专利技术涉及集成电路，更具体地涉及使用TRIAC调光器(TRIACdimmer)的调光控制系统和方法。
技术介绍
包含发光二极管(LED)的照明系统常常使用包括交流三极管(TRIAC，TriodeforAlternatingCurrent)的传统灯调光器(例如，壁装式的)来调节LED的亮度。TRIAC是双向的并且电流可在任一方向流经TRIAC(例如，流进TRIAC或流出TRIAC)。TRIAC可由栅极电流(例如，在任一方向上流动)触发，栅极电流通常是通过向TRIAC的栅极施加电压(例如，正电压或负电压)生成的。一旦被触发，TRIAC就持续引导电流直到电流下降到某个阈值(例如，维持电流)之下为止。图1是示出使用TRIAC调光器的传统LED照明系统的简化示图。例如，照明系统100实现初级侧调整方案和用于驱动一个或多个LED172的具有单级功率因数校正(PFC)的反激式结构。系统100包括控制器102、AC供应组件122、TRIAC调光器118、全波整流桥124、电容器126，136，140，150和170、电阻器128，130，134，138，146，148，154和156、电源开关132和152、二极管142，144和168、以及包括初级绕组162、次级绕组164和辅助绕组166的变压器。控制器102包括端子104、106、108、110、112、114、116和120。例如，电源开关132和152是晶体管。在另一示例中，TRIAC调光器118是包括交流三极管(TRIAC)的调光器。如图1所示，TRIAC调光器118处理来自AC供应组件122的AC输入信号121，并且生成由全波整流桥124处理的电压信号123，以便生成电压信号174(例如，Vbulk)。TRIAC调光器118与包括接通时段和关断时段的调光周期相关联。在TRIAC调光器118的接通时段期间，电压信号174的大小近似等于AC输入信号121。在TRIAC调光器118的关断时段期间，电压信号174具有低的大小(例如，近似为零)。电容器150(例如，C1)响应于电压信号174(例如，Vbulk)通过电阻器138(例如，R3)被充电，并在端子112(例如，端子VCC)处生成电压信号176。如果电压信号176超过欠压锁定(UVLO，under-voltage-lock-out)阈值电压，则控制器102被激活，并通过端子116(例如，端子GATE)输出调制信号178(例如，脉宽调制(PWM)信号)以闭合(例如，接通)或断开(例如，关断)用于系统100的常规操作的开关152(例如，M2)。包括电阻器130(例如，R2)和电阻器134(例如，R4)的分压器电路至少基于电压信号174(例如，Vbulk)生成电压信号179。控制器102检测端子106(例如，端子Vs)处的信号179，以影响功率因数并确定TRIAC调光器的状态。当控制器102改变调制信号178以闭合(例如，接通)开关152(例如，M2)时，初级电流180流经初级绕组162，并且通过电阻器154(例如，Rs)生成电流感测信号188。控制器102检测端子120(例如，端子CS)处的电流感测信号188。例如，电流感测信号188的峰值影响信号178以在每个周期中断开(例如，关断)开关152。辅助电流182流经辅助绕组166以对电容器150(例如，C1)充电，并在辅助绕组166处生成电压信号184。包括电阻器146(例如，R5)和电阻器148(例如，R6)的分压器电路至少基于电压信号184生成电压信号186。控制器102在端子114(例如，端子ZCD)处接收信号186，以检测与包括次级绕组164的变压器相关联的退磁过程的结束。另外，电容器170被用来维持输出电压以将稳定电流输出给LED172。在TRIAC调光器118的接通时段期间，电源开关132(例如，M1)断开(例如，关断)。在TRIAC调光器118的关断时段期间，电源开关132闭合(例如，接通)以提供维持电流(bleedingcurrent)从而使TRIAC调光器118正常地操作。图2是图1所示的控制器102的简化传统示图。控制器102包括比较器202、包含比较器204和开关205的误差放大器、逻辑控制组件206、栅极驱动组件208、信号生成器210(例如，PWM信号生成器)、乘法器212以及包含误差放大器和电流检测单元的恒流调整组件214。例如，PWM信号生成器被配置为生成一个或多个脉宽调制信号。在另一示例中，PWM信号生成器包括比较器。如图1和图2所示，比较器204接收信号179和阈值信号226以检测TRIAC调光器118的状态，并输出调光信号228。开关205响应于调光信号228而闭合或断开以影响输出电流从而调节LED172的亮度(例如，线性地调节作为输出电流的函数的LED172的亮度)。恒流调整组件214在端子120(例如，端子CS)接收电流感测信号188以检测初级电流180的峰值，并且在与变压器(包括初级绕组162和次级绕组164)相关联的退磁时段中对初级电流180的峰值积分。乘法器212接收来自恒流调整组件214的经处理信号216和来自端子106(例如，端子VS)的电压信号179，并生成输出信号218。信号生成器210接收电流感测信号188和输出信号218并生成信号220。在操作周期期间，如果调制信号178为逻辑高电平并且开关152闭合(例如，接通)，则流经开关152的初级电流180的大小增大。作为响应，电流感测信号188的大小增大。如果信号188的大小变得大于输出信号218，则信号生成器210改变信号220并且控制器102将信号178从逻辑高电平变为逻辑低电平以断开(例如，关断)开关152。当开关152断开(例如，关断)时，包括初级绕组162和次级绕组164的变压器开始退磁过程。比较器202接收信号186和阈值信号222以检测退磁过程是否完成。如果确定退磁过程完成，则比较器202输出信号224以将信号178变为逻辑高电平。在TRIAC调光器118的关断时段期间，逻辑控制组件206输出信号230以闭合(例如，接通)开关132(例如，M1)，以提供用于TRIAC调光器118的正常操作的维持电流。综合以上的描述以及图1和图2可知，使用TRIAC调光器的传统LED照明系统的调光控制的基本原理为：TRIAC调光器118在一定角度范围内对来自AC供应组件122的AC输入信号121进行开关调节，使得电压信号174(Vbulk)的大小在TRIAC调光器118的接通时段期间等于AC输入信号121，并且在TRIAC调光器118的关断时段期间为0电平。控制器102通过来自端子106的电压信号179来检测TRIAC调光器118的状态，并根据电压信号179生成对应的调光信号228，以对包含比较器204和开关205的误差放大器进行控制，从而调节照明系统100的输出电流，实现对LED的亮度调整。另外，为了维持TRIAC调光器118在关断状态下仍能正常工作并防止因TRIAC调光器118工作异常带来的LED闪烁，控制器102还生成将由端子104(例如，端子TRIAC)输出的用于控制电源开关132的断开和闭合的控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用TRIAC调光器的调光控制系统，包括：一个或多个信号处理组件，被配置为接收与TRIAC调光器相关联的第一信号，根据所述第一信号生成数字脉冲型的第二信号，并将所述第二信号发送给开关，以控制所述开关的闭合或断开从而控制输出到发光元件的电流。

【技术特征摘要】
1.一种使用TRIAC调光器的调光控制系统，包括：一个或多个信号处理组件，被配置为接收与TRIAC调光器相关联的第一信号，根据所述第一信号生成数字脉冲型的第二信号，并将所述第二信号发送给开关，以控制所述开关的闭合或断开从而控制输出到发光元件的电流，其中所述一个或多个信号处理组件通过以下处理生成所述第二信号：对所述第一信号进行模拟/数字转换，生成与所述第一信号的相位角相对应的数字脉冲型的第四信号；以所述第一信号的两个或两个以上连续周期为单位，找出所述第一信号在每个单位中的最小相位角；利用所找出的每个单位中的最小相位角对所述第四信号进行调制，生成所述第二信号。2.根据权利要求1所述的调光控制系统，其中，所述一个或多个信号处理组件还被配置为：根据所述第一信号生成数字脉冲型的第三信号，根据所述第三信号对所述调光控制系统的原始参考电压进行调节，以控制输出到所述发光元件的电流。3.根据权利要求2所述的调光控制系统，其中，所述一个或多个信号处理组件进一步被配置为：根据所述第一信号的相位角信息，生成占空比与所述第一信号的相位角之间存在预定关系的所述第三信号；根据所述第三信号的占空比信息对所述调光控制系统的所述原始参考电压进行调节。4.根据权利要求3所述的调光控制系统，其中，所述第三信号的占空比与所述第一信号的相位角之间存在非线性关系。5.根据权利要求2所述的调光控制系统，其中，所述一个或多个信号处理组件包括数字信号处理组件，其中，生成所述第二信号和所述第三信...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱力强，杨吉庆，李卓研，方烈义，
申请(专利权)人：昂宝电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31