电子控制系统及方法技术方案

电子控制系统中的一设备允许两线或三线操作。电源（１５０）将电源提供给其内设置有两线和三线的闭合电路。使用两个独立的过零检测器以便在两线和三线配置中可汇集定时信息。两个过零检测器（１１０）被监控并用于自动配置电子控制。过压电路检测其处于断开状态的ＭＯＳＦＥＴ的一过压条件并且导通ＭＯＳＦＥＴ，以便希望其不会到达雪崩区。过流电路检测流过ＭＯＳＦＥＴ的电流何时超过预定电流门限值并且断开ＭＯＳＦＥＴ以便其不过超过ＭＯＳＦＥＴ的安全操作区（ＳＯＡ）曲线。采用锁存电路（１２０）以使即使在清除了故障条件之后保持保护电路一直有效。采用了锁定电路（１３０）以防止一个保护电路在由于故障条件而断开了其他电路之后也被断开。希望将保护电路输出配置成可绕过并不考虑正常导通和断开电阻且几乎直接作用于ＭＯＳＦＥＴ的栅极。最好是，该系统具有与低频可控传导设备并联的高效开关型电源。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一般的电子控制系统及系统，尤其是涉及照明控制电路及系统。
技术介绍
存在有多个应用，这些应用希望对传送到负载的电能的平均值进行控制。这种应用的一个例子就是利用调光器来控制灯的输出。调光器的典型功能就是对通过负载的电流传导性进行控制。可控传导设备与AC线电压相同步，并且对可控传导设备进行控制以使其在AC线电压的每半个周期中的预定间隔内是可传导的。也就是说，负载仅在AC线电压半周期的一部分内接收电能(导通)。传导时间越长，传送到负载的电能越多。由于相同的逻辑，传导时间越短，传送到负载的电能越少。主要存在两种用于对诸如照明负载这样的AC负载进行控制的方法，即前相控制和逆相控制。可控传导设备是其传导性是由外部信号来控制的一设备。这些设备包括诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅二级管(IGBT)、二级结型晶体管(BJT)、三端双向可控硅器件、可控制硅整流器(SCR)、中继器、开关、真空管等等这样的设备。这两种方法利用可控传导设备的可传导和不可传导状态来控制负载上的电能，并且使可控传导设备的传导性和不可传导性与AC线电压源的过零相同步。如图13所示的前相控制方法使可控传导设备与AC外部电源相同步，并且将可控传导设备控制为在AC线电压半周期的第一部分内是不可传导的，此后将可控传送设备控制为在AC线电压半周期的剩余部分内是可传导的。在逆相控制的方法中，如图14所示，相对于时间而言使不可传导和可传导的周期反转。也就是说，对可控传导设备进行控制以使其在AC线电压半周期的第一部分期间是可传导的，之后是相同半周期的不可传导周期。逆相控制方法经常被用于对诸如电子变压器这样的电容性负载进行操作。在基于前相控制的控制系统中，可控传导设备通常是三端双向可控硅器件或SCR。可对这些设备进行控制以使其是不可传导的或者是可传导的。然而，如果对这些设备进行控制以使其是可传导的，仅仅能通过使流过这些设备的电流达到零而使其是不可传导的。由于这个特性，这类可控传导设备不用于基于逆相控制的控制系统，该系统需要具有可启用和禁止传导的能力。电子控制设备必须获得电源以便为其相关的电子设备提供电能。此外，许多控制设备需要与定时信息有关的线性频率。仅具有两个电源终端的控制设备具有与AC外部电源的一带电线相连的这些终端中的一个(带电端)以及与负载的第一终端相连的其他终端(微弱的带电端)。具有这种连接的控制设备通常被称为“两线”控制。与其负载串行连接的两线控制设备必须对其电源充电并且通过该负载获得了定时信息。该负载通常具有很宽范围的输入阻抗。因而，在两线连接方案中兼顾了电源的操作和定时电路。然而，当在其不使用中性线的一应用中对控制设备敷设导线时，两线连接是必需的。与带电线、负载、以及中性线相连的控制设备通常被称为“三线”控制。当AC外部电源的中性线用于连接控制设备的一中性端时，获得了与相连的负载无关的电源和过零信息，由此提高了性能。在许多应用中，不使用AC外部电源的中性线。因此，需要可正确操作的一控制以作为两线控制或三线控制，由此使得控制可用在其具有更大灵活性的宽范围的应用领域中。用于将诸如AC线电压这样的高压电源衍变成非绝缘的低压电源的现有技术使用诸如猫耳电源这样的电路。该系统可在线电压过零时或接近线电压过零时进行传导，以便对储能电容器进行重新充电。该系统通常在从线电压过零开始的大约1微秒范围内进行适当操作。时间窗之外的操作可消除电源中的过多电能。相对于提供给相连DC负载的平均电流而言，猫耳电源具有相对高的波峰输入电流和较高的平均输入电流。当所提供的这种技术用于两线模式下的与相位控制调光器相连的电子低压(ELV)负载型时，该较高的平均输入电流存在一个重大的问题。需要将电源提供给低压控制电路，该电路具有流经高压负载的较低平均输入电流。同时，典型的现有电源具有相对低的效率，这样它们需要较高的平均输入电流以提供典型的现有调光器的电能需要。照明控制设备的现有电源的另一个缺点就是在电源随电源所传送的电流量而增加的过程中损失了电源。现代照明控制设备的趋势是包括多个特征和功能。这些特征和功能需要不断增加电源所传送的电流量。因此希望为照明控制设备提供一电源，该电源可有效的提供比可从典型的现有电源中所获得的电流更多量的电流，而无需损失与该现有电源有关的电能。存在多种照明控制设备所遭受的故障条件，这些故障条件包括例如过压条件和过流条件。过压条件是例如由于导通和断开相连的磁性负载附近以及相连的磁性负载、与平行导线相耦合的电容与急速瞬变负载一起运行、雷击等等所造成的。过流条件是例如由于短路负载超出了控制速率、故障导线等等所造成的。诸如MOSFET这样的半导体设备具有这样的局限性，即在无故障的情况下这样半导体设备可以耐得住多大的电压和电流。为了保护其使用这些半导体的控制设备没有故障，最好是不超出这些限制。为了保护这些设备，希望快速检测故障条件并快速对其做出反应。与此相反，在正常操作下，将这些半导体设备的可传导与不可传导之间的转换速率控制为很慢。这些慢速率的转换例如用于限制负载的电压和电流波形以遵从放射性及传导性射频干扰(RFI)的限制，或者限制感应电力布线所造成的电压回响。然而，正常操作期间的慢速率转换非常慢以足以保护这些半导体设备。因此，需要这样一种保护电路，即该电路可使在故障条件下转换速率很快，同时在正常操作条件下半导体设备仍以较慢的转换速率进行操作。
技术实现思路
本专利技术致力于电子控制系统中的一设备，该设备可允许两线或三线操作。根据本专利技术的方面，该设备采用了一高效电源，该电源可将电能提供给其内配置有两线和三线的电子控制系统的操作电路。根据本专利技术的另一个方面，该设备采用一检测器，该检测器对中性线连接的存在性进行检测并且为响应所检测到的中性线连接而输出了一信号以使得当不存在中性线连接时电子控制系统以两线模式进行操作并且当存在中性线连接时电子控制系统以三线模式进行操作。根据本专利技术的又一个方面，该设备采用了一过零检测器，该检测器以两线和三线模式进行操作。在一实施例中，过零检测器包括一带电过零检测器、一中性过零检测器、以及一微处理器。该带电过零检测器产生了一带电过零信号。该中性过零检测器产生了一中性线过零信号。该微处理器响应过零信号以使该设备以两线模式和三线模式中的一个模式进行操作。根据本专利技术的又一个方面，该设备采用了一系统，当该系统对与负载相连的电子低压变压器进行操作时，该系统可使电子控制系统所接收到的过零信号稳定。本专利技术的另一实施例致力于对电子控制系统中所使用的诸如象MOSFET和IGBT的半导体设备这样的可控传导设备进行保护。过压电路对处于不可传导状态的可控传导设备上的过压条件进行检测，并对可传导的可控传导设备进行控制以便除去过压条件。过流电路检测通过可控传导设备的电流何时会超过预定的电流门限值并对可控传导设备进行控制使其不可传导以便确保其未超过可控传导设备的安全操作区。希望将保护电路输出配置成其可旁路并替代可控传导设备的正常控制路径并使得可控传导设备在可传导和不可传导状态之间快速的转换。根据本专利技术的另一个方面，采用了锁存电路以即使在除去了故障条件之后也可使保护电路的结果一直有效。在由于一特定故障条件而断开了其他保护电路之后，利用锁定电路来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在两线模式和三线模式中可操作的电子控制系统，包括：一检测器，该检测器具有一带电输入端和一中性线输入端并且产生了至少一个输出信号，在两线模式和三线模式的之一模式下该输出信号用于自动操作电子控制系统。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：理查德L布莱克，格拉哈姆克里斯滕森，本杰明阿伦约翰逊，肖恩L利克莱特，罗伯特CJr纽曼，史蒂芬斯彭切尔汤姆森，吴晨铭，
申请(专利权)人：卢特龙电子公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]