低畸变线路调光器和调光镇流器制造技术

一种线路调光器具有被限制的最大触发角，从而限制在供电信号内的总谐波畸变。一种调光镇流器根据供电信号的触发角产生脉宽调制信号，根据所述脉宽调制信号产生调光指令信号，并且根据所述调光指令信号对灯进行调光。例如，最大触发角可以被限制为３０度，２５度或２０度，以便限制最终的总谐波畸变。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可调光的镇流器系统。在目前可调光的荧光灯市场中，使用若干不同的方法进行调光控制。一种用于调光控制的流行方法使用被插入电源线和调光镇流器的输入端之间的调光器控制。所述调光器控制包括相控装置，例如三端三端双向可控硅开关开关，用于改变交流电流(AC)供电信号的触发相位角。然后，根据所述触发相位角，一种调光镇流器电路可控地对荧光灯进行调光。在一些应用中，上述的调光控制方法产生不希望的高的总谐波失真(THD)和不希望的低的功率因数。高的THD是由三端双向可控硅开关的斩波作用引起的。结果，限制了上述的调光控制方法的应用。美国专利5872429披露了通过在线路信号中使用编码的扰动可以获得较低的THD。编码器在线路信号的几个周期的指令间隔内对指令编码。编码器在指令间隔内通过在特定周期的过零点附近选择地注入扰动对指令进行编码。在镇流器内的控制器在指令间隔内检测所述扰动，并对指令进行译码。只有当需要改变亮度时才可以注入扰动。本专利技术如所附的权利要求所述，不过，通过参看下面结合附图对本专利技术进行的详细说明，可以更好地理解本专利技术，并可以清楚地看出本专利技术的其它特点，其中附图说明图1是用于对灯进行调光的调光系统的实施例的方块图；图2是图1的线路调光器的原理图；图3表示在全负载条件下产生的示例的波形；图4表示在最小负载下产生的示例的波形；图5是用于对灯进行调光的调光系统的实施例的原理图；图6是微控制器执行的主程序的流程图，用于把输入端的脉冲信号转换成输出端的脉宽调制信号；图7是用于实现PWM子程序的方法的优选实施例的流程图；以及图8是用于实现PWM-CMD更新子程序的方法的优选实施例的流程图。本专利技术的实施例有利地提供了一种低THD的线路调光器和调光镇流器，它们不需要线路调光器内的多周期指令编码器，也不需要在镇流器内的多周期指令译码器。与此相反，通过限制由所述线路调光器产生的最大触发角，减少了THD。图1是用于对灯20进行调光的调光系统的实施例的方块图。灯20最好包括放电灯，例如小型荧光灯或其它的放电灯。所示的调光系统从交流电源线22和24接收主电源。交流电源线22和24可以被分别称为“火线”和“中线”，或者被称为“电源线”和“公共线”。线路调光器26和交流电源线22相连，用于提供电源线型控制，用于对灯20进行调光。线路调光器26改变相位切换供电信号的触发角，从而对其中的调光控制信号进行编码。调光系统根据触发角对灯20进行调光。线路调光器26的一个实施例基本上如图2所示。EMI(电磁干扰)滤波器和桥式整流器级30和线路调光器26的输出端以及交流电源线24相连。EMI滤波器和桥式整流器级30对和其相连的升压、调光逆变器电路32提供经过滤波和整流的交流信号。升压、调光逆变器电路32用于根据从EMI滤波器和桥式整流器级30接收的功率和从输入端34接收的调光指令信号对灯20进行控制和供电。信号调节器36处理来自EMI滤波器和桥式整流器级30经过滤波和整流的交流信号，以便产生触发角信号。触发角-脉宽调制(PWM)转换器40产生脉冲信号，其脉宽根据触发角信号的触发角被调制。滤波器42，例如低通滤波器，响应触发角-PWM转换器40。滤波器42产生具有和由触发角-PWM转换器40产生的脉冲信号的脉宽相关的直流电压值的信号。来自滤波器42的信号被提供给输入端34，用于提供调光指令信号。升压、调光逆变器电路32根据调光指令信号对灯20进行调光。因此，信号调节器36，触发角-PWM转换器40，滤波器42和升压、调光逆变器32协同操作，根据由线路调光器26产生的触发角对灯20进行调光。图2是图1的线路调光器26的一个实施例的原理图。三端双向可控硅开关50具有和交流电源线22相连的第一端子52，以及和EMI滤波器和桥式整流器级30相连的第二端子54。三端双向可控硅开关50在EMI滤波器和桥式整流器级30产生的交流周期的第一部分和交流电源线22电气相连，并且在EMI滤波器和桥式整流器级30产生的交流周期的第二部分，基本上不和交流电源线22相连。触发角，即第二部分的角度，可以通过三端双向可控硅开关50的控制极56进行控制。晶体管60，例如n沟道型MOSFET，具有漏极62，栅极64和源极66。漏极62通过电阻70和第一端子52相连。栅极64通过电阻72和第一端子52相连。栅极64通过电容74和第二端子54相连。源极66通过二极管76和三端双向可控硅开关50的控制极56相连。二极管76具有和源极66相连的阳极，以及和控制极56相连的阴极。晶体管80，例如p沟道型MOSFET，具有漏极82，栅极84和源极86。漏极82通过电阻70和第一端子52相连。栅极84通过电阻72和第一端子52相连。栅极84通过电容74和第二端子54相连。源极86通过二极管90和三端双向可控硅开关50的控制极56相连。二极管90具有和源极86相连的阴极，以及和控制极56相连的阳极。三端双向可控硅开关50在交流周期的每个过零点附近截止，即基本上使第一端子52和第二端子54断开。由于三端双向可控硅开关50在向上过零之后截止，电容器74根据第一端子52和第二端子54之间的电位差被充电。当电容器74被充电使得晶体管60的栅极对源极的电压大于或等于一个门限电压时，晶体管60则通过二极管76从源极66向三端双向可控硅开关50的控制极56提供电流。所述电流使三端双向可控硅开关50导通，即使第一端子52和第二端子54相连。第一端子52和第二端子54保持相连直到向下过零附近为止。在向下过零附近，三端双向可控硅开关50使第一端子52和第二端子54断开。由于三端双向可控硅开关50在向下过零之后截止，电容器74根据第一端子52和第二端子54之间的电位差被充电。当电容器74被充电使得晶体管80的栅极对源极的电压小于或等于一个门限电压时，晶体管80在源极86汲取电流。所述电流通过二极管90从三端双向可控硅开关50的控制极56流向源极86。该电流使三端双向可控硅开关50导通，即使第一端子52和第二端子54相连。上述的线路调光器26的实施例在一个小的范围内改变触发角，从而限制产生的线路电流畸变。最好是，最小负载条件下的触发角小于或等于大约30度。为了进一步减少引起的线路电流畸变，最小负载条件下的触发角可以小于或等于大约25度。为了更进一步减少线路电流畸变，最小负载条件下的触发角可以小于或等于大约20度。全负载条件下的触发角可以小于或等于大约10度。此外，全负载条件下的触发角可以小于或等于大约5度。作为另一种方案，全负载条件下的触发角可以大约等于0度。图3表示在全负载条件下在第二端子54产生的示例的波形110。图4表示在最小负载条件下在第二端子54产生的示例的波形112。图5是用于对灯20进行调光的调光系统的实施例的原理图。EMI滤波器和桥式整流器级30包括电感器120和电容器122的串联组合，其使线路调光器26和地124相连。电感器126和电容器130的串联组合连接交流电源线24和地124。二极管132，134，136和140构成桥式整流器。桥式整流器和电感器120与电容器122的节点142相连，并和电感器126与电容器130的节点144相连。桥式整流器具有输出端146和150。输出端150和镇本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调光镇流器装置，包括：触发角－脉宽调制转换器，用于根据供电信号的触发角产生脉宽调制信号，其中所述触发角小于或等于３０度；以及滤波器，用于根据脉宽调制信号产生调光指令信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：G刘，
申请(专利权)人：奥斯兰姆施尔凡尼亚公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]