用于调节电能传输的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了用于调节供给照明负载的电能传输的装置和方法。从电能源接收电波。根据接收的波形振幅的平方生成积分值。电能被传输到负载，直到积分值超过阈值。然后，中止电能到负载的传输。

【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调节供给负载的电能传输的装置和方法。更具体地，本专利技术涉及一种装置和方法，其通过对表示接收到的电波振幅的平方的信号进行积分来生成积分值并且使得电能被传输给负载直到积分值超过一定阈值。
技术介绍
图1描述了典型的调光器电路10，其包括交流(AC)电源或电源12、调光器14和负载16。负载16可以是包含一个或多个灯的灯组，适用于连接于标准AC电源的火线端和零线端之间。灯组可包括一个或多个白炽灯和/或其他负载，如电子低压(ELV)负载或磁性低压(MLV)负载。电源12向调光器14提供AC波形。调光器14调节来自电源12到负载16的电能传输。调光器可包括可控导电器件18和控制电路20。可控导电器件18可包括适于连接到电源12的输入端22、适于连接到负载16的输出端24和控制输入端26。控制电路20可具有连接到可控导电器件18的输入端22的输入端28和连接到可控导电器件18的控制输入端26的输出端30。一种典型的AC相位控制调光器通过对AC波形的每个半周期的部分导通，对半周期的剩余部分不导通，来调节提供给负载16的能量大小。由于调光器14与负载16串联，因此，调光器14导通时间越长，传输给负载16的能量越多。当负载16是灯组时，传输给负载的能量越多，灯组的光强度级越大。在典型的调光情形中，用户可调节控制使得灯组的光强度级设置为期望光强度级。每个半周期的调光器导通的部分取决于选择的光强度级。可控导电器件18可包括固态开关器件，其包括一个或多个三端双向可控硅开关元件，可以是半导体闸流管或类似的控制器件。现有灯的调光电路通常使用三端双向可控硅开关元件来控制通过负载的线路电流的导通，允许预定导通时间，并且控制供给灯的平均电力。一种用于控制平均电力的技术是正向相位控制。在正向相位控制中，例如包含三端双向可控硅开关元件的开关器件在每个AC线路电压半周期内的某点导通，并一直保持导通直到下一个电流过零点。正向相位控制通常用于控制供给可包括磁性照明变换器的电阻负载或电感负载的能量。由于三端双向可控硅开关器件只能被选择性地导通，则电源-开关器件，比如场效应晶体管(FET)，MOSFET(金属氧化物半导体FET)或绝缘栅双极晶体管(IGBT)，可在选择关闭相位时被用于AC线路输入端的每个半周期。在反向相位控制中，开关在AC线路电压的电压过零点时导通，而在AC线路电流的每个半周期内的某点断开。过零点定义为在每个半周期开始时电压等于零的时间点。反向相位控制通常用于控制供给包括例如连接到低压灯的电子变换器的电容性负载的能量。开关器件可具有连接到例如FET驱动电路的栅驱动电路的控制或“栅极”输入端26。栅极输入端上的控制输入端使得开关器件导通或非导通，其轮流控制供给负载的能量。FET驱动电路通常向开关器件提供控制输入以响应来自微控制器的指令信号。同时还提供FET防护电路。这样的电路是公知的，因此在这里不必要讲述。微控制器可以是任意处理器件，如可编程序逻辑器件(PLD)，微处理器或专用集成电路(ASIC)。供给微控制器的电能可以由电源提供。还可以提供存储器，例如EEPROM。向微控制器的输入可以接收自过零检测器。过零检测器确定来自AC电源12的AC波形的过零点。微控制器生成栅控信号以操作开关器件在相对于AC波形过零点的预定时间向负载16提供来自AC电源12的电压。过零检测器可以是现有过零检测器，因此不需要在这里讲述进一步细节。另外，关于AC波形的过零点的转换触发脉冲的时刻也是公知的，因此不需要进一步讲述。图2A和2B描述现有技术的调光波形的示例。图2A中所示的是是单频AC波形，其在第一半周期TH期间具有振幅曲线v1(t)而在第二半周期TH期间具有振幅曲线v2(t)。每个半周期期间内的峰值振幅的绝对值为A。因此，传输给调光器的AC波形在两个半周期中是相同的。由于调光器对每个半周期TH导电时间tc相同，因此在第二半周期内传输给负载的能量大小与第一半周期内传输的能量大小相同。尽管这通常是可接受的，但是AC波形中的振幅变化可引起从一个半周期到另一个半周期的实际传输给负载的能量大小的波动(例如，光强度波动)。图2B中所示的是单频AC波形，其在第一半周期TH期间具有振幅曲线v1(t)而在第二半周期TH期间具有振幅曲线v2(t)。其中，第一半周期内的峰值振幅的绝对值为A1，而第二半周期内的峰值振幅的绝对值为A2。如所示，第二半周期内的波形的峰值振幅绝对值A2不同于(如，低于)第一半周期内的峰值振幅的绝对值A1。由于调光器对每个半周期导电时间tc相同，因此在第二半周期内传输给负载的能量大小不同于(如，少于)在第一半周期内传输给负载的能量大小。因此，给定恒定的调光器导电时间tc，在每个半周期TH内，传输给负载的均方根电压将随着AC波形振幅的变化而变化。在某些装置中，如旅游客轮或例如其它这样的海上船只，其它负载可由与驱动照明的电源相同的电源来驱动。例如，船只引擎可由与驱动船只照明的电源相同的电源来驱动。由于能量传输给引擎，则传输给照明的电压波形经常被破坏。有时，波形在一个半周期和下一个半周期之间变化很大。在这样一个装置中，如果通过在每个半周期向以固定时间将电能传输给照明来调节照明，则波形的变化会导致每个半周期传输给负载的能量大小的变化。因此，灯光闪烁。这样的状态是不期望得到的。因此，期望看到的是，不管AC波形的振幅从一个半周期到另一半周期发生变化，装置和方法都可以用来对每个半周期传输大致的相同的能量。
技术实现思路
本专利技术提供用于调节供给负载的电能传输的装置和方法。根据本专利技术，电能被传输给负载，直到已经确定阈值量大小的能量已经被传输。一旦已经确定阈值量大小的能量已经被传输给负载，则电能传输中止。本专利技术可包含于硬件、软件、或硬件和软件的组合中。根据本专利技术的调光器可包括可控导电器件和控制电路。可控导电器件可包括适于连接到电能源的输入端，适于连接到负载的输出端，和控制输入端。控制电路可具有连接到可控导电器件输入端的输入端和连接到可控导电器件的输出端。根据本专利技术的控制电路的示例实施例可包括整流器、第一比较器、锯齿波发生器、积分器、第二比较器和驱动电路。整流器生成整流波形，其具有表示交流波形的振幅的绝对值的振幅。第一比较器接收整流波形和锯齿波形，并且根据整流波形和锯齿波形的比较来输出电压方波脉冲序列。积分器根据电压方波脉冲序列生成积分信号。积分信号表示交流波形的平方积分。第二比较器根据积分信号和阈值的比较输出控制信号。驱动电路根据控制信号调节供给负载的电能传输。如果积分信号的振幅超过阈值，则驱动电路中止电能的传输。附图说明图1描述了典型的调光器电路。图2A和2B描述现有技术的调光波形的示例。图3描述了根据本专利技术的用于调节供给负载的电能传输的方法。图4是根据本专利技术的用于调节供给负载的电能传输的装置的示例实施例的功能框图。图5A-I描述了图4的功能框图中的多个点处的波形。图6示出了整流电压波形和锯齿波形的比较。图7描述了根据本专利技术的示例的调光波形。图8A-E描述了用于实施图4的功能框图的示例原理图。图9是根据本专利技术的第二实施例的用于调节供给负载的电能传输的系统的功能框图。图10是根据本专利技术的第三实施例的用于调节供给负载的电能传输的系统的功能框图。图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于调节从电能源到照明负载的电能传输的调光器，所述调光器包括：可控导电器件，其包括适于连接到电能源的输入端，适于连接到负载的输出端，和控制输入端；以及控制电路，其具有连接到可控导电器件的输入端或输出端的输入端，和连接到可控导电器件的控制输入端的输出端，其中控制电路操作用于接收电波；通过对表示电波振幅的平方的信号进行积分生成积分值；判定积分值是否已超过阈值；以及使得电能传输给负载，直到已确定积分值已超过阈值。

【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：小唐纳多F豪斯曼，埃里克S拉文，杨博恩凯克，奥德温卡什，
申请(专利权)人：卢特龙电子公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]