从基于三端可控硅调光器给高效照明装置供电制造方法及图纸

一种从晶闸管控制调光器给高效照明装置供电的电路，用于预测给调光器供电的AC电线的过零时刻，并且导致胶水阻抗在过零时刻施加在调光器输出端，以便在所述调光器中的定时器将正常运行来在正确的时刻产生导通事件。在导通时，较低阻抗电平出现来吸收与导通事件相关联的能量。在所述能量被吸收之后可以出现较高阻抗电平，直到转移了整个周期所需要的所有能量。然后，保持高阻抗状态，直到下一个过零时刻。阻抗控制可能由给照明装置供电的功率变换器的非均匀操作或由功率变换器的非均匀操作和耗散负载的组合来提供。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及照明装置电源，如包括在可调光发光二极管灯中的那些电源，并且更特别地涉及一种在给高效照明装置供电时提供基于三端双向可控硅开关(triac-based)调光器的正确操作的照明装置电源。
技术介绍
照明控制和电源供应集成电路(IC)在电子系统中和在可更换消费类照明装置中都普遍使用的，如取代传统白炽灯光灯泡的发光二极管(LED)和紧凑型荧光灯(CFL)。，在可调光高效更换灯泡中，照明装置的低能量要求使调光器难以正常运行，因为典型三端双向可控硅开关控制调光器设计用于与需要以典型高效照明装置要求的电流的10倍的级别的负载一起操作。因此，可调光高效更换照明装置电路必须确保调光器与照明装置关联地正确操作，即，提供足够的能量，并且提供所需的调光电平指示，以便可以执行照明装置的调光。因此，期望可以提供一种可调光高效照明装置电源电路，该电路提供基于三端双向可控硅开关调光器电路的正确操作。
技术实现思路
本专利技术实施在一种用于从晶闸管控制(thyristor-controlled)的调光器电路供应电力给高效照明装置的电路、一种包括所述电路的IC以及一种操作所述电路的方法。所述电路包括确定和预测给调光器供电的AC电力线的过零时间的电路。通过预测的过零时间，胶水阻抗电平可以出现在可控硅开关晶闸管控制调光器电路的输出端，以使当晶闸管关闭时，在晶闸管(可控硅开关)控制调光器中的定时器正常操作。在本专利技术的另一个方面，紧接在晶闸管控制调光器(晶闸管开关调光器)电路的导通时刻之后，出现低阻抗，通过控制从所述调光器转移能量到照明装置的功率变换器的操作，以便所述功率变换器在导通时刻后持续一段时间非均匀地转移更多能量来吸收与晶闸管的导通相关联的能量。所述非均匀操作也可以与耗散负载结合。在导通后出现的低阻抗阻止了晶闸管的“导通”周期由于共振而较早的结束。所述功率变换器也可以是两级变换器，以便可以存储保持负载操作需要的多余能量直到在以后的周期中需要。在能量已经被转移之后出现高阻抗，直到AC电源线的预测下一个过零时刻，这样防止在调光器电路中的晶闸管的误触发。从下面所述，更具体地，从本专利技术如在附图中示出的优选实施例的描述中，本专利技术的上述和其它的目标、特征、以及优点将是显而易见的。附图说明图1为描述根据本专利技术的一个实施例的照明电路的方框图。图2为示出根据本专利技术的一个实施例的照明电路的操作的各个阶段的信号波形图。图3A-3C为可以使用在根据本专利技术的各种实施例的图1的照明电路中的更换照明装置的方框图。图4为根据本专利技术的另一个实施例的照明电路的简化示意图。图5A-5B为根据与本专利技术的替代实施例的过零确定电路的方框图。图6A-6B为示出在根据本专利技术的实施例的照明电路内的信号的信号波形图。具体实施例方式本专利技术包括用于给照明装置供电以及控制照明装置的电路和方法。在具体实施例中，成串的发光二极管(LED)包装来取代白炽灯，并且根据从给更换照明装置供电的晶闸管控制调光器的操作确定的调光值改变供应到LED串的能量，以便实现调光操作。本专利技术通过在下面进一步详细描述的各种特征有效地实现了调光操作，不会有在调光器中的晶闸管的误激发。现在参照图1中，示出了根据本专利技术的一个实施例的照明电路。交流电源线源6通过基于例如设计为与具有消耗功率为40瓦或更大的白炽灯泡一起操作的三端双向可控娃开关调光器(triac-based dimmer)8提供AC线路电压Vline到更换照明装置10。更换照明装置10使用发光二极管(LED)LEDA、LEDB来供应光，其可以是串联连接的LED串，如图所示。因为即使使用相当于100W的LED的高效更换灯泡也只消耗13瓦的功率，所以LED更换灯的电流水平将低于通过规定的最小功率白炽灯泡传导的电流水平的1/3，并且可以是低至该电流的1/10。因此，由于在基于三端双向可控硅开关调光器8导通时通过三端双向可控硅开关传导的电流减少，在基于三端双向可控硅开关调光器8中的三端双向可控硅开关可能无法正确地触发。并且触发在基于三端双向可控硅开关调光器中的三端双向可控硅开关的定时电路可以在错误时刻开启三端双向可控硅开关，除非从线路电压Vlin6的过零时刻直到触发在基于三端双向可控硅开关调光器8中的三端双向可控硅开关，在基于三端双向可控硅开关调光器8的输出端出现正确条件。并且，如果包含开关功率变换器12的更换照明装置10的操作以某种方式与整流调光器输出电压Vdim的切正弦波不一致，那么开关功率变换器12将不会接收用于该周期供应发光二极管LEDA、LEDB需要的所有能量。如果在基于三端双向可控硅开关调光器8的输出端突然引入低阻抗，通过在当前周期基于三端双向可控硅开关调光器8已经关断之后启动开关功率变换器12的另一个有效周期，开关功率变换器12也会不正确地再次触发基于三端双向可控硅开关调光器8。在描绘基于三端双向可控硅开关调光器8的方框中，示出了模型等效电路，其可用于描述在实际基于三端双向可控硅开关调光器中的三端双向可控硅开关和定时电路的操作。开关g表示三端双向可控硅开关本身的操作，它交替传导在AC电源线源6和更换照明装置10之间的电流Iin。最初，当开关g打开时，EMI电容器Ce和由定时电阻Rt和定时电容Ct形成的定时电路通过基于三端双向可控娃开关调光器8的输出端施加的负载充电，其在普通的操作中通常是40瓦或更大功耗的白炽灯泡。一旦电容器Ct被充电到阈值电压的强度，开关g关闭(即，触发三端双向可控硅开关的栅极)并且通过电感器Le提供AC线路电压Vline到基于三端双向可控硅开关调光器的输出端，其提供用于EMI滤波并且减少灯的口翁嗓声(在白识灯的灯丝中的噪首)。一旦开关g关闭，开关g保持关闭状态(即，二端双向可控硅开关继续传导)，直到通过基于三端双向可控硅开关调光器8传导的电流Iin的强度下降到低于三端双向可控硅开关的保持电流。但是，如果不足够低阻抗的负载连接到三端双向可控硅开关的输出端，那么已经被倒入电感Le的来自电容器Ce的所存储能量将返回到电容器CE，因为电容器Ce和电感器Le的并联组合将开始振荡。当电流通过电感器LE低于三端双向可控硅开关的保持电流，三端双向可控硅开关将关闭。为了防止上述误触发的基于三端双向可控硅开关调光器8，更换照明装置10包括动态阻抗控制电路16，其在检测到在由基于三端双向可控硅开关调光器8的导通事件造成的整流调光器输出电压Vdim上升的情况下，通过阻尼由电容器Ce和电感器Le组成的谐振电路，施加足够以防止重新触发在基于三端双向可控硅开关调光器8的三端双向可控硅开关的阻尼阻抗电平。在更换照明装置10的输入端处的阻抗保持在或低于所需的阻尼阻抗电平，直到已经经过预定时间周期。必要的阻尼阻抗电平随着具体三端双向可控硅开关的设计而变化，但通常为在100欧姆到I千欧姆之间。在预定时间周期已经过去之后，更换照明装置10只需要汲取足够的电流以将基于三端双向可控硅开关调光器保持在导通状态下，同时正在转移对于该周期供应LED的LEDA、LEDB所需要的能量。维持导通状态所需的最小电流是在基于三端双向可控硅开关调光器8中的具体三端双向可控硅开关的保持电流，这通常是在25和70毫安之间。更换照明装置然后进入高阻抗状态，禁用开关功率变换器12以便由于激本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.30 US 61/369,202;2010.08.17 US 12/858,164;1.一种用于从晶闸管开关调光器(thyristor-switched dimmer)电路的输出给一个或多个照明装置供电的电路，包括: 功率变换器，其具有用于耦合到所述可控硅开关调光器电路的输出端的输入端和用于给所述一个或多个照明装置供给能量的至少一个输出端； 控制电路，其具有耦合到用于确定所述功率变换器从所述晶闸管开关调光器电路的输出端转移能量的有效时间周期的过零预测电路的输出端的输入端，其中在有效时间周期之后的空闲周期期间在所述晶闸管开关调光器电路的输出端出现高阻抗电平； 过零预测电路，其用于计算耦合到所述晶闸管开关调光器电路的输入端的AC电源的电压的过零时间；以及 定时器，其耦合到所述过零预测电路，用于触发施加胶水阻抗电平到所述晶闸管开关调光器电路的输出端以在基本上等于过零时刻的时刻处终止所述空闲周期。2.如权利要求1所述的电路，其中所述控制电路控制所述功率变换器的操作以施加所述胶水阻抗电平，以便所述胶水阻抗水平出现到所述晶闸管开关调光器电路的输出端，直到对于所述晶闸管开关调光器电路的当前周期所述一个或多个照明装置需要的至少所有能量已经转移到所述功率变换器的输出端。3.如权利要求1所述的电路，其中所述功率变换器包括:第一功率变换器级，其具有耦合到所述晶闸管开关调光器电路的输出端的输入端； 连结电容器，其耦合到所述第一功率变换器级的输出端；以及第二功率变换器级，其具有耦合到所述电容器用于从所述连结电容器转移能量到所述一个或多个照明装置的输入端。4.如权利要求3所述的电路，其中，第一功率变换器级耦合到所述控制电路，以便在有效周期期间所述控制电路控制所述第一功率变换器级转移能量来给所述连结电容器充电，使得超过在所述AC电源的电力线周期的至少一部分期间从所述第二功率变换器级转移到所述一个或多个照明装置的能量。5.如权利要求1所述的电路，还包括在所述有效时间周期期间用于从所述晶闸管开关调光器电路的输出端耗散提供的能量的负载电路，其中所述控制电路控制所述负载电路在所述晶闸管开关调光器电路的输出端提供所述胶水阻抗电平。6.如权利要求1所述的电路，其中所述过零预测电路是在所述有效周期期间从所述晶闸管开关调光器电路的输出端处的电压 波形计算所述AC电源的电压的过零时刻的电路。7.如权利要求1所述的电路，其中所述过零预测电路和定时器组成从AC电源的多个周期与定时器的相位的相位比较计算所述AC电源的电压的过零时刻的锁相环的一部分。8.一种从晶闸管开关调光器电路的输出端给一个或多个照明装置供电的方法，包括: 通过变换来自所述晶闸管开关调光器电路的输出端的能量来供给能量到所述一个或多个照明装置； 确定所述功率变换器从所述晶闸管开关调光器电路的输出端转移能量的有效时间周期； 控制出现到所述晶闸管开关调光器电路的输出端的阻抗，以便在有效时间周期之后的空闲周期期间较高阻抗电平出现到所述晶闸管开关调光器电路的输出端； 预测耦合到所述晶闸管开关调光器电路的输入端的AC电源的电压的过零时刻；响应于所述预测，施加胶水阻抗电平到所述晶闸管开关调光器电路的输出端以在基本上等于过零时刻的时刻处终止所述空闲周期。9.如权利要求8所述的方法，其中所述控制控制所述变换的操作，以便所述胶水阻抗电平出现到所述晶闸管开关调光器电路的输出端，直到对于所述晶闸管开关调光器电路的当前周期所述一个或多个照明装置需要的至少所有能量已经转移。10.如权利要求8所述的方法，其中所述变换步骤包括:在第一变换级中将来自所述晶闸管开关调光器电路的输出端的能量存储在所述连结电容器中；以及 由第二变换级将能量从所述连结电容器转移到所述一个或多个照明装置。11.如权利要求10所述的方法，其中所述第一变换级在有效周期期间转移能量来给所述连结电容器充电，使得超过在所述AC电源的电力线周期的至少一部分期间从所述第二变换级转移到所述一个或多个照明装置的能量。12.如权利要求8所述的方法，还包括在所述有效时间周期期间通过负载电路从所述晶闸管开关调光器电路的输出端耗散提供的能量，其中所述控制电路控制所述负载电路在所述晶闸管开关调光器电路的输出端提供所述胶水阻抗电平。13.如权利要求8所述的方法，其中所述预测在所述有效周期期间从所述晶闸管开关调光器电路的输出端处的电压波形计算所述AC电源的电压的过零时刻。14.如权利要求8所述的方法，其中所述预测由从AC电源的多个周期与定时器的相位的相位比较计算所述AC电源的电压的过零时刻的锁相环执行。15.一种集成电路，用于操作从可控硅开关调光电路的输出端给一个或多个照明装置供电的电路，包括: 功率变换器控制电路，其具有用于耦合到所述晶闸管开关调光器电路的输出端的输入端和用于控制所述功率变换器从所述晶闸管开关调光器电路的输出端给所述一个或多个照明装置供电的输出端； 阻抗控制电路，其具有耦合到用于确定所述功率变换器从所述晶闸管开关调光器电路的输出端转移能量的有效时间周期的过零预测电路的输出端的输入端，其中在有效时间周期之后的空闲周期期间在所述晶闸管开关调光器电路的输出端出现高阻抗电平； 过零预测电路，其用于计算耦合到所述晶闸管开关调光器电路的输入端的AC电源的电压的过零时间；以及 定时器，其耦合到所述过零预测电路，用于触发施加胶水阻抗电平到所述晶闸管开关调光器电路的输出端以在基本上等于过零时刻的时刻处终止所述空闲周期。16.如权利要求15所述的集成电路，其中所述控制电路控制所述功率变换器控制电路的操作以施加实施胶水阻抗电平，以便所述胶水阻抗水平出现到所述晶闸管开关调光器电路的输出端，直到对于所述晶闸管开...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·L·梅尔森，埃里克·金，
申请(专利权)人：美国思睿逻辑有限公司，
类型：
国别省市：