公开了一种调光电路装置，包括用于控制将电流传输到负载的三端双向可控硅开关操作的第二控制电路和用于控制控制负载电压上升速率的ＩＧＢＴ功率半导体开关的操作的第一控制电路。第一控制电路还控制第二控制电路的操作。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于控制提供给负载的功率的电路装置，尤其涉及用于控制例如灯的亮度或风扇速度的调光电路。
技术介绍
调光电路用于控制从例如电力源的电源提供给如灯或电动马达等负载的功率。这种电路经常使用称为相控调光的技术。这使得提供给负载的功率可以通过改变在给定的周期内连接负载到电源的开关导通的时间量来控制。例如，如果由电源提供的电压可以用正弦波表示，那么如果连接负载到电源的开关在任何时间都是开启的，则会给负载提供最大功率。以这种方式，电源的全部能量都传输到负载。如果开关在每个周期(正和负周期)有一部分是断开的，则相对比例的正弦波将有效地从负载隔离，从而降低提供给负载的平均能量。例如，如果在每个周期开关都是一半开启，一半断开，则只有一半的功率将传输到负载。由于这些类型的电路经常与电阻负载而不是电感负载一起使用，因此重复开启和断开电源的影响将不会很明显，因为电阻负载对它有固有的惯性。例如在灯的情况下，整体效果将是平滑的调光行为产生对灯的亮度控制。本领域技术人员会很好地理解这种技术。用统称为电源纹波注入的技术来作为简单的能进行开-关控制电源供电设备的方法，比如家用热水加热器。几百或更高赫兹的低频正弦波形式的信号叠加在电源供应本身的交流电压波形上，通常具有大约十伏r.m.s.的大小。在注入的纹波频率与电源供应频率之间没有固定的相位关系，即一拍的频率构成就会产生结果。在许多调光电路设计中，电源纹波注入的存在导致不期望的灯的亮度的闪烁。这种影响主要是由于对应于纹波信号频率与电源频率之间节拍的调光导通角的变化。典型的调光设计利用电源零相交检测来控制电路同步，因此会受到由纹波信号造成的导通角定时变化的影响。更精细的设计会结合必要的滤波元件来减弱这种纹波感应的变化。因此本专利技术的一个目的是提供减少调光电路中电源纹波注入影响的有效装置。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了用来减少相控调光电路中电源纹波影响的电源纹波注入滤波器，该滤波器包括用来控制点火角的电压驱动定时电路，该点火角参考平均电源零相交。优选地，点火角是由连接到定时电容器负极的可变电压源控制的。优选地，相控调光电路是前沿相控调光电路。附图说明图1示出了本专利技术调光电路的第一实施方案；图2示出了图1三端双向可控硅开关控制电路部分的可选装置；图3示出了可用作图1和2电压开关控制电路可选方式的电流开关控制电路；图4示出了图1电路的简化框图；及图5示出了图1阻抗负载不平衡检测器部分的可选装置。具体实施例方式图1示出了2线、前沿相控的灯调光/风扇速度控制器的优选电路设计。图1所示的设计特别有效，因为它是电磁兼容的(EMI兼容)。这指的是由电路产生的电磁干扰(EMI)的量。由于电路的高频开关而由调光电路产生的辐射量很大程度地被控制，并且这种电路一定不能超过EMI规定的电平。图1的电路设计通过在每个主半周期有效控制负载电压的上升速率来控制由电路产生的EMI水平。IGBT形式的功率半导体用于这种功能。IGBT及关联的驱动控制电路连接到一个二极管桥的DC侧，从而允许控制电源电压的极性。功率三端双向可控硅开关用来在IGBT一旦执行了需要的慢速开关功能时，处理负载电流。由于它有低于IGBT/网桥导通电压的开启状态电压，因此将功率耗散减小到了最低程度。图1的IGBT电路可以划分成以下几块——低压DC功率栅栏——主电压零相交检测器——上电驱动抑制——控制定时——IGBT栅极驱动用于IGBT控制电路的功率是在IGBT操作开始之前的每半个周期内，即当电源电压出现在调光器上时通过负载从电源得到的。整体电流消耗足够长，从而允许使用由R1、R2、R4和R5提供的相对低耗散的电阻链。平滑电容器C9存储了在每半个周期开始提供的足够的电荷，以便为剩余时间提供具有相对低的纹波电压的电路电流。过多源电流被电压调节稳压二极管DZ1分流，其结果是15伏的名义上的直流电源栅栏。这种装置提供了关于上述的低电压直流电源栅栏块。电源电压零相交检测器在负载电流开始之后每半个周期复位控制定时电路(下面更详细地描述)。当电源电压在接下来的半个周期重新出现在电路上时，允许定时再次开始。对于电阻性负载，这将对应于电源电压零相交。但是，对于感应负载，这对应于比电源电压零相交晚出现的负载电流零相交。射极连接到DC栅栏的晶体管Q2的基极是由上述电源源电压降低电阻链驱动的。不论什么时候当通过调光电路的电压低于DC栅栏电压时，集电极都将“同步”拉高。相反，当电源电压在调光电路上存在时，晶体管Q2的基极-射极连接点被反向偏置，从而防止集电极拉高。在这个时候源电流通过基极-射极分流二极管D4传送给DC栅栏。受控定时电容C7的复位是由放电晶体管Q12执行的，Q12通过从Q2“同步”输出的限制电阻R21来驱动。晶体管Q12有基极-射极旁路电阻R22和电容器C6，从而降低断开状态的泄漏，并增强抗EFT能力。上电驱动阻通块的功能是在上电时通过临时旁路控制定时电容C7充电电流来为前几个主半周期抑制调光电路的操作。这是使软启动机制正确工作所必需的，其中软启动机制依赖于已建立的参考功能的DC电压。有效连接到DC栅栏的小电容C1在上电时栅栏上升的过程中通过二极管D3提供的电流来驱动放电晶体管Q12。一旦C1在上电后变得完全充电，阻塞二极管D3就将C1与Q12驱动电路隔离开。此后，除了在断电时提供放电路径，电阻R8还用来使C1维持在满充电状态。控制定时块用于向电源电压纹波注入提供带免疫的调光电路。在每个电源半周期的开始，定时电容器C7都通过电流限制电阻R6和R7从电源/负载充电。源自电阻R39由稳压二极管DZ4决定的参考电压用于终止定时过程的充电阀值水平。就象由串联二极管D5和晶体管Q4确定的，在C7正极的电压必须一直达到高于该参考水平大约两个二极管压降的水平，以便初始化IGBT操作。在预定义的阈值电压，为了操作IGBT驱动控制过程，定时电容器充电电流被转移到晶体管Q4。控制点火角的调节是由连接到定时电容器负极的可变控制电压源来实现的。这个控制电压是利用主调光控制电压计VR1从稳压二极管DZ4参考电压得到的。由于有零初始化电容器电压的情况，所以由R28和C13构成的RC滤波器在上电时提供软启动特征。过滤控制电压的缓冲是由级联晶体管Q3和Q15提供的，以便提供低阻抗电源电压。电阻R36用来旁路晶体管Q15的基极-射极，从而降低泄漏的影响。在最大控制电压(对于最大调光导通角)，所需的定时电容器充电电压是其最低值。所需的最小定时电容器充电电压等于一个正向电压二极管的压降，正如由二极管D5所确定的，包括一个通过电阻R11的小电压。这个水平独立于稳压二极管DZ4参考电压的绝对值。因此，最大导通角固有地是有限的，很大程度上独立于组件参数，从而确保足够的电流总是可以提供给DC栅栏。包括电阻R11是为了进一步限制最大调光导通角。PTC1与VR1串联放置(在参考电压侧)，以便在由于产品过载造成调光器温度过高的情况下，提供导通角自动减小。Trimpot VR2与VR1串联放置(电路公共侧)，从而允许通过升高最小控制电压对最小导通角进行调节。IGBT栅极驱动控制电路是由晶体管Q16、Q17和Q5提供的。该电路行为是不能再次触发的单稳态，并向IGBT提供受控的栅极驱动电流，来获得期本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于减少相控调光电路中电源纹波影响的电源纹波注入滤波器，该滤波器包括：用于控制该调光电路点火角的电压驱动定时电路，使得点火角参考平均电源零相交。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯罗伯特温德森，
申请(专利权)人：奇胜集成系统控股有限公司，
类型：发明
国别省市：AU[澳大利亚]
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