可调光的照明系统技术方案

本发明专利技术提供一种与包括连接至负载的三端双向可控硅开关元件(TR1)的调光器电路(1)一起操作的照明系统。该负载包括驱动器电路，用于供应电流给包括一个或多个LED(LED?1至4)的光源，该电流至少部分由已调整设定点值决定。该系统进一步包括设定点滤波器电路(20)，用于取得调光器设定点值(21)，其至少部分由调光器电路(1)的设定值决定，并且用于产生已调整设定点值(24)。该已调整设定点值相对于调光器设定点值变化的灵敏度在调光器设定点值的低值处是低的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于低负载应用(举例来说，基于LED的光源)的调光器触发电路。本专利技术还进一步涉及一种包括这样的调光器触发电路的调光器系统。
技术介绍
一般来说，相位控制调光器包括用于交流电流的三极管(triode)，其进一步被称为三端双向可控硅开关元件(triac)。三端双向可控硅开关元件是双向切换器，其能够在被触发(也就是，被开启)之后于任一方向中导通电流。其可能会被施加至其栅极的正电压或负电压(也就是，当有小电流被施加至其栅极时)触发。此电流仅需要被施加一段很短的时间，也就是，长度为几个微秒。换言之，该三端双向可控硅开关元件必须被触发(triggered) 或是“被击发(fired)”。一旦被触发之后，该装置会持续地导通，直到流过它的电流下降到特定的阈值数值以下为止，例如，在交流电流(Alternating Current, AC)市电电源供应的半循环结尾处，其亦称为过零点(zero-crossing)。因此,该三端双向可控娃开关元件便会“关闭”。这些调光器非常适合调整会吸取很高电流的白炽灯泡的明暗。当这些调光器用于较小负载时，例如，基于发光二极管(Light-Emitting Diode,LED)的光源,则会遭遇到各种问题。这是在已经安装传统的三端双向可控硅开关元件调光器配合电灯泡使用的情况中以LED新型电灯泡取代标准白炽灯泡便会发生的特殊问题。LED光源可能不会吸取足够的电流让调光器中的三端双向可控硅开关元件在必要时开启，从而无法调整光的明暗或者会使得该调光器的操作不稳定。调光器上的小电阻性负载可能会因三端双向可控硅开关元件的多次击发而在该调光器输出处造成电压的振荡，从而造成不正确的调光操作。在低调光器设定值处，该LED驱动器电路可能会双态触变开启与关闭，从而导致来自该LED光源的光会短暂地闪烁。再者，肉眼通常会根据对数曲线来感知光强度；相反地，LED却有几乎线性的响应，所发出的光强度近似和流过该LED的电流成正比。当配合传统的调光器来操作时，一 LED光源便无法平顺地调光而且被感知的光强度的变化相对于该调光器的旋钮位置不会有直觉性的关系。另外，电源电压中的小变化可能还会导致该LED光源所发出的光出现看得见的闪烁。
技术实现思路
本专利技术试图根据各实施例解决各项这类问题。根据其中一个方面，本专利技术涉及一种与调光器电路一起工作的照明系统，该调光器电路包括被连接至负载的三端双向可控硅开关元件。该负载包括驱动器电路，用于供应电流给包括一个或多个LED的光源，该电流至少部分由已调整设定点值决定。该系统进一步包括设定点滤波器电路，用于取得调光器设定点值，其至少部分由调光器电路的设定值决定，并且用于产生已调整设定点值。该已调整设定点值相对于调光器设定点值变化的灵敏度在调光器设定点值的低值处是低的。该设定点滤波器电路可能被配置成在调光器设定点值的低值处以较低的速率来提高已调整设定点，并且在调光器设定点值的高值处以较高的速率来提高已调整设定点。该已调整设定点值响应于调光器设定点值变化所产生的变动优选地近似于指数响应。该设定点滤波器电路优选地在小于调光器设定点值的整个范围中产生已调整设定点值的整个范围，并且优选地产生最小数值大于零的已调整设定点值。该设定点滤波器电路可能还被配置成产生已调整设定点，该已调整设定点在调光器设定点值的第一部分范围中具有第一基本上不变的数值，在调光器设定点值的第二部分范围中以低速率提高，在调光器设定点值的第三部分范围中以高速率提高，以及在调光器设定点值的第四部分范围中具有第二基本上不变的数值。该设定点滤波器电路可能还包含二阶或是更高阶低通滤波器，用于过滤已接收的调光器设定点值。设定点滤波器电路可能包含用于产生中间设定点值的差动放大器，其控制晶体管以产生已调整设定点值。驱动器电路可以利用电压控制电路以及电流控制电路来设计，其中，该电压控制电路根据电压设定点来控制所述驱动器电路的输出处的电压，而电流控制电路则根据电流 设定点来修正所述电压设定点。电流控制电路可能被设计成工作在预设范围内，当电流控制电路在其操作范围的边界处时，该电压设定点便会保持在边界值处。设定点滤波器电路可以从调光器电路的输出终端处的电压取得调光器设定点值。或者，设定点滤波器电路也可以从调光器三端双向可控硅开关元件的击发角度(firingangle)来导出调光器设定点值，而且调光器设定点值可以从电源电压的过零点及该过零点之后该三端双向可控硅开关元件的第一触发点之间的时间延迟被导出。照明系统可能还包含用于触发调光器三端双向可控硅开关元件的调光器触发电路，而且调光器设定点值可能至少部分由流经调光器触发电路的电流的一个或多个上升沿及/或下降沿的出现时间，或是与该上升沿和下降沿有关的电压决定。因此，调光器设定点值可能至少部分由流经调光器触发电路的电流的上升沿和下降沿之间的时间延迟，或是与该上升沿和下降沿有关的电压决定。本专利技术的照明系统可能被设计成在调光器的三端双向可控硅开关元件为导通时当流经调光器电路的电流在调光器三端双向可控硅开关元件的保持电流(holding current)以下时进行操作。照明系统可能包含用于触发调光器三端双向可控硅开关元件的调光器触发电路，其中，调光器触发电路包括电压电平检测器，用于检测调光器触发电路的输入电压是否在阈值之下；以及双极电流源电路，用于在电压电平检测器所检测到的电压在阈值之下时提供电流，否则便会被停用。该照明系统可能被设计成使得流经调光器触发电路的最大电流在调光器三端双向可控硅开关元件的保持电流以下，以及当调光器三端双向可控硅开关元件为导通时或是当调光器三端双向可控硅开关元件为关闭时流经调光器触发电路的电流在三端双向可控硅开关元件的保持电流以下。调光器触发电路可能被设计成在操作中其消耗的平均功率小于100mW。在另一方面，本专利技术还涉及一种使用在照明系统之中的设定点滤波器电路，该照明系统包括三端双向可控硅开关元件调光器电路、包括一个或多个LED的光源、以及用于供应电流给一个或多个LED的驱动器电路，其中，该电流至少部分由已调整设定点值决定。设定点滤波器电路包括输入电路，用于取得至少部分由调光器电路的设定值决定的调光器设定点值；以及调整电路，用于产生已调整设定点值，其中，该已调整设定点值相对于调光器设定点值变化的灵敏度在调光器设定点值的低值处是低的。设定点滤波器电路可能被设计成在调光器设定点值的低值处以较低的速率来提高该已调整设定点，并且在调光器设定点值的高值处以较高的速率来提高该已调整设定点，而且该已调整设定点值响应于调光器设定点值变化所产生的变动可能近似于指数响应。调整电路可能被配置成在小于调光器设定点值的整个范围中产生已调整设定点值的整个范围，并且可能产生最小值大于零的已调整设定点值。该输入电路可能包括二阶或是更高阶低通滤波器，用于过滤已接收的调光器设定点值。该调整电路可能包括用于产生中间设定点值的差动放大器，其控制晶体管用于产生已调整设定点值。 设定点滤波器电路可能从调光器电路的输出终端处的电压导出调光器设定点值。调光器设定点值还可以从调光器三端双向可控硅开关元件的击发角度导出，而且这可以藉由从电源电压的过零点及该过零点之后三端双向可控硅开关元件的第一触发点之间的时间延迟来导出调光器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.10.07 US 61/249,4831.一种与调光器电路(I) 一起工作的照明系统，该调光器电路(I)包括被连接至负载的三端双向可控硅开关元件(TRl)，该负载包括用于供应电流给包括一个或多个LED(LEDI至4)的光源的驱动器电路，该电流至少部分由已调整设定点值确定，所述系统进一步包括设定点滤波器电路(20)，用于取得至少部分由所述调光器电路(I)的设定确定的调光器设定点值(21)，并且用于产生已调整设定点值(24)，其中所述已调整设定点值相对于所述调光器设定点值变化的灵敏度在所述调光器设定点值的低数值处是低的。2.如权利要求I的照明系统，其中所述设定点滤波器电路被配置成在所述调光器设定点值的低数值处以较低速率(31)提高所述已调整设定点，并且在所述调光器设定点值的高数值处以较高速率(32)提高所述已调整设定点。3.如权利要求2的照明系统，其中所述已调整设定点值响应所述调光器设定点值变化所产生的变动近似于指数响应(36)。4.如前述权利要求中任一项的照明系统，其中所述设定点滤波器电路在小于所述调光器设定点值的整个范围中产生所述已调整设定点值的整个范围。5.如前述权利要求中任一项的照明系统，其中所述设定点滤波器电路产生具有大于零的最小值(34)的已调整设定点值。6.如前述权利要求中任一项的照明系统，其中所述设定点滤波器电路被配置成产生所述已调整设定点，所述已调整设定点在所述调光器设定点值的第一部分范围中具有第一基本上不变的值(34)，在所述调光器设定点值的第二部分范围中以低速率(31)提高，在所述调光器设定点值的第三部分范围中以高速率(32)提高，以及在所述调光器设定点值的第四部分范围中具有第二基本上不变的值(35)。7.如前述权利要求中任一项的照明系统，其中所述设定点滤波器电路(20)包含二阶或是更高阶低通滤波器(22)，用于过滤所述已接收的调光器设定点值(21)。8.如前述权利要求中任一项的照明系统，其中所述设定点滤波器电路(20)是包括产生中间设定点值(23)的差动放大器(UlO)，其控制晶体管(QlO)以产生所述已调整设定点值(24)。9.如前述权利要求中任一项的照明系统，其中所述驱动器电路包括电压控制电路(26)以及电流控制电路(27)，其中所述电压控制电路根据电压设定点控制在所述驱动器电路的输出处的电压，且所述电流控制电路根据电流设定点修正所述电压设定点。10.如权利要求9的照明系统，其中所述电流控制电路在预设的范围内操作，当所述电流控制电路处于其操作范围的边界时，所述电压设定点保持在边界值。11.如前述权利要求中任一项的照明系统，其中所述设定点滤波器电路从所述调光器电路(I)的输出终端(T2)处的电压取得所述调光器设定点值。12.如权利要求1-9中任一项的照明系统，其中所述设定点滤波器电路从所述调光器的三端双向可控硅开关元件(TRl)的击发角度导出所述调光器设定点值。13.如权利要求12的照明系统，其中所述设定点滤波器电路从电源电压的过零点与所述过零点之后所述三端双向可控硅开关的第一触发点之间的时间延迟导出所述调光器设定点值。14.如权利要求12或13的照明系统，进一步包括用于触发所述调光器的三端双向可控硅开关元件(TRl)的调光器触发电路(12)，且其中所述调光器设定点值是至少部分由流经调光器触发电路的电流的一个或多个上升沿和/或下降沿的出现时间，或是与所述上升沿和下降沿有关的电压确定。15.如权利要求14的照明系统，其中所述调光器设定点值至少部分由在流经调光器触发电路的电流的上升沿与下降沿之间的时间延迟，或是与所述上升沿和下降沿有关的电压确定。16.如前述权利要求中任一项的照明系统，其中在所述调光器的三端双向可控硅开关元件(TRl)为导通时流经所述调光器电路(I)的电流低于所述调光器的三端双向可控硅开关元件的保持电流。17.如前述权利要求中任一项的照明系统，其进一步包括用于触发所述调光器的三端双向可控硅开关元件(TRl)的调光器触发电路(12)，所述调光器触发电路包括用于检测所述调光器触发电路的输入电压是否低于阈值的电压电平检测器(15)，以及用于在所述电压电平检测器所检测到的电压低于所述阈值时提供电流，否则被停用的双极电流源电路(17)。18.如权利要求17的照明系统，其中，流经所述调光器触发电路(12)的最大电流低于所述调光器的三端双向可控硅开关元件(TRl)的保持电流。19.如权利要求17或18的照明系统，其中在所述调光器的三端双向可控硅开关元件(TRl)为导通时，流经所述调光器触发电路(12)的电流低于所述调光器的三端双向可控硅开关元件的保持电流。20.如权利要求17-19中任一项的照明系统，其中当所述调光器的三端双向可控硅开关元件(TRl)为关闭时，流经所述调光器触发电路(12)的电流低于所述三端双向可控硅开关元件的保持电流。21.如权利要求17-20中任一项的照明系统，其中所述调光器触发电路在操作中消耗的平均功率小于100mW。22.一种使用在照明系统之中的设定点滤波器电路(20)，所述照明系统包括三端双向可控硅开关元件调光器电路(I)、包括一个或多个LED的光源及用于供应电流给一个或多个LED(LED I至4)的驱动器电路，所述电流至少部分由已调整设定点值确定，所述设定点滤波器电路包括输入电路，用于取得至少部分由所述调光器电路(I)的设置确定的调光器设定点值(21);以及 调整电路，用于产生已调整设定点值(24)，其中所述已调整设定点值相对于所述调光器设定点值变化的灵敏度在所述调光器设定点值的低数值处是低的。23.如权利要求22的设定点滤波器电路，其中，所述已调整设定点在所述调光器设定点值的低值处以较低速率(31)提高，而在所述调光器设定点值的高值处以较高速率(32)提闻。24.如权利要求22或23的设定点滤波器电路，其中，所述已调整设定点值响应所述调光器设定点值变化所产生的变动近似于指数响应(35)。25.如权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：A维尔特曼，
申请(专利权)人：莱姆尼斯照明专利控股公司，
类型：发明
国别省市：