專利名稱：寄生電容補(bǔ)償系統(tǒng)和方法
寄生電糊嘗系繊方法5 獄領(lǐng)域本發(fā)明一般而言涉激丁調(diào)爐制，更具體地涉OT于燈調(diào)光以W嘗寄生電容 的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
10 熒光燈的電^^^已經(jīng)變得M^精密并t泛用于多種應(yīng)用中。 一種，問題的應(yīng)用是可調(diào)光的電T^流器。例如，招氐調(diào)光電平處，可頓率的電雅流器工作在較高的頻率，例如70至90kHz，并且燈電阻增加燈電流可以小于 10mA。來(lái)自電TM箭器的電流的大部分^Mi接燈和鎮(zhèn)流器的電線之間的寄生電 容而沒有^1燈。如果調(diào)光電平P雖碟脇輸出的5%，電線長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)限審?fù)瘸?15為6英尺。為了樹期;f需的具有更長(zhǎng)電線的調(diào)光電平，電子鎮(zhèn)^^必須產(chǎn)生更多的電流以彌補(bǔ)寄生電^t員失的電流。圖1是燈和布線的等效電路的示意圖。燈電壓Vlamp 由產(chǎn)生輸出電流lout的電^lfe^l產(chǎn)生。輸出電流lout在燈電流Hamp和寄生電 流Icap之間浙，其中燈電流Hamp纟劍具有電燈電阻RL的燈，寄生電流leap20橫穿連接電^^流器到燈的電敘間的寄生電容CP。在一個(gè)示例中，在連接至ij燈 的一個(gè)燈絲的兩條AWG18電線和連接到燈的另一個(gè)l:丁絲的兩條AWG18電^t 間的寄生電容是約每英尺13pF。對(duì)于10英尺長(zhǎng)的電線，寄生電容CP是130pF。 對(duì)于以70kHz工作并且^^溫下提供約395伏的\%^的電， ，寄生電流 Icap是27rfCP'Vlamp，或22.6mA。對(duì)于以2.5%調(diào)光電平工作的T5 35W的燈，25 燈電流Hamp為約4.5mA，因此寄生電流Icap大于燈電流Hamp。因此，為了將燈 電流Ilamp保持在約4.5mA，電:^1^^必須^(共電燈電流Damp的平方和寄生電 流Icap之和的平對(duì)艮，或23mA。需^Mf共^llbt缺點(diǎn)的寄生電斜M嘗系統(tǒng)和方法。30 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)方面衝共一種用于電^m織的寄生電斜hf嘗鵬，包括響 應(yīng)于電燈腿信號(hào)和輸出電流信號(hào)產(chǎn)生相^M言號(hào)的相位檢觀蜷，響應(yīng)于相健 信號(hào)產(chǎn)生調(diào)光艦信號(hào)的濾波器，種向應(yīng)于調(diào)光信號(hào)和調(diào)光^IE信號(hào)產(chǎn)生調(diào)節(jié)的 調(diào)光信號(hào)的調(diào)節(jié)器。5 本發(fā)明的另一方面樹共一種用于電^S^^的寄生電群M嘗方法，包搖測(cè)量燈電壓和輸出電流t間的相位差，根據(jù)該相^確定寄生電 :，以及將輸出 電涼贈(zèng)加寄生電^S。本發(fā)明的另一方面^lf共一種寄生電斜M嘗系統(tǒng)，包括用于測(cè)量燈腿和輸出電流之間的相位差的裝置，用于根據(jù)該相位差確定寄生電流量的裝置，以及10用于將輸出電流增加寄生電流量的裝置。


從下面本發(fā)明 實(shí)施例的詳細(xì)描述并且結(jié)合附圖，纟絵更力嗨楚本發(fā)明的前述和其他特tES優(yōu)點(diǎn)。詳細(xì)描述和附圖僅僅是本發(fā)明示例性描述而非限制性的， 15本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求及其Wr^限定。圖1是燈和布線的爭(zhēng)效電路的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明制造的具有寄生電斜hj嘗的照明系統(tǒng)的方塊圖； 圖3和4分別是根據(jù)本發(fā)明帝臘的用于調(diào)光電TM流器的寄生電斜hi嘗電路 的示意圖和電ffiM。20具體實(shí)驗(yàn)式圖2是根據(jù)本發(fā)明帝臘的具有寄生電斜M嘗的照明系統(tǒng)的方塊圖。寄生禾M嘗電路測(cè)量燈電壓和鎮(zhèn)流器輸出電流之間的相位差，根據(jù)該相，確定寄生電流的 量，以及將輸出電流增加寄生電驢以允許寄生電容。這5射呆了燈電流保持在調(diào)25光信號(hào)所要求的調(diào)光電平下，即使對(duì)于幾個(gè)百分比的調(diào)光電平以及^W1器和 燈的長(zhǎng)的燈電線也^^樣。電^FM流器20在電源22處接收電源電力，例如120伏或277伏的電源線電 力。可操作iik3^接到整流器26的EMI ii 波器24去除了由預(yù)處理器28和逆變器 30產(chǎn)生的高頻微。整臓26整流來(lái)自腦繊器24的微AC電壓并且為預(yù)30處理器28掛共DC電壓，其增加DC電壓荊吏其平滑，并且將輸入功率因子M到大于0.9。逆變器30響應(yīng)于來(lái)自驅(qū)動(dòng)控帝幡34的驅(qū)鵬號(hào)32，將平滑的DC電 壓轉(zhuǎn)滅高頻彌腿。該高頻方波^EiM鵬電容器C24鄉(xiāng)給包括電麟 L3和電織C23附皆振回路電路?？缃釉陔娙萜鰿23上的輸出^ffi器T4在鎮(zhèn)流 織出36 ^#1功率，該鎮(zhèn)^M出可操作iH)l燈電線40連接到燈38。 5 驅(qū)動(dòng)控帝幡34對(duì)反饋信號(hào)42和調(diào)節(jié)的調(diào)光信號(hào)44作出響應(yīng)以產(chǎn)生驅(qū)劍言號(hào)32。反饋電路46響應(yīng)于來(lái)自輸出班器T4中A模頭部分的燈電壓信號(hào)48和 來(lái)自可操作iM^到衝^l輸出36的電流^E器T5 (在電阻器R1處)的輸出電 流信號(hào)50以產(chǎn)生反饋信號(hào)42。寄生W嘗電路52響應(yīng)于來(lái)自調(diào)光接口 56的調(diào)光 信號(hào)54、燈電壓信號(hào)48禾口輸出電流信號(hào)50以產(chǎn)生調(diào)節(jié)的調(diào)光信號(hào)44。調(diào)光信號(hào)10 54反映了用戶所需的燈38的燈電平。寄生卒M嘗電路52包括響應(yīng)于燈電壓信號(hào)48禾嚇出電流信號(hào)50產(chǎn)生相位 割言號(hào)62的相位檢測(cè)器60，響應(yīng)于相j^f言號(hào)62產(chǎn)生調(diào)光^IE信號(hào)66的濾波 器64，和響應(yīng)于調(diào)光信號(hào)54和調(diào)光^IE信號(hào)66產(chǎn)生調(diào)節(jié)的調(diào)光信號(hào)44的調(diào)節(jié) 器68。寄生W嘗電路52允許M31長(zhǎng)的燈電線40調(diào)光，例如1至30艱，在更15低的調(diào)光電平，例如頓輸出的百分之0.5至20。在一個(gè)示例中，百分^H的調(diào) 光電平可以通過20英尺的電^:度實(shí)現(xiàn)。在另一示例中，百分之一的調(diào)光電平可 以M6英尺的電線長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)。在另一示例中，百分之五的調(diào)光電平可以ffl3130 英尺的電線長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)。本領(lǐng)扭:^人員會(huì) 對(duì)寄生州嘗電路52的^fOT并不局限 于Jd^例性的電TIS流器，而是如果需要調(diào)光，也可以與實(shí)際上的樹可鎮(zhèn)流器20 —起4OT這些寄生卒M嘗電路52。在一個(gè)實(shí)施例中，寄生補(bǔ)'嘗電路52結(jié)合在驅(qū)動(dòng) 控偉幡34中作為模擬電路、數(shù)字電路或微處理禾聘。圖3是根據(jù)本發(fā)明制造的用于調(diào)光電^f^繊的寄生電斜M嘗電路的示意 圖，其中相同的元件用與附圖2相同的附圖1^ia^。寄生W嘗電路52測(cè)慰丁電 壓信號(hào)48禾嚇出電流信號(hào)50之間附目健，根據(jù)該相j體確定調(diào)光艦，以及25通過調(diào)光M調(diào)節(jié)調(diào)光信號(hào)54以產(chǎn)生調(diào)節(jié)的調(diào)光信號(hào)44。圖4示出了圖3的寄 生電辯M嘗電路的f^E^。參考圖3，寄生州嘗電路52包括相位檢測(cè)器60、濾波器64和調(diào)節(jié)器68。相 位檢觀螺60包括電壓零交叉比較器80、電流零奴比較器82和鵬頓各84。相 位檢測(cè)器60將燈電壓轉(zhuǎn)換成方波電壓，將輸出電流轉(zhuǎn) 滅方波電流，并MM^30方波電壓和方波電^iS行，作(ORmg) M或非操作(NORing)邏輯組合方波^ffi和方波電流以產(chǎn)生相員。電壓零^X比較器80包括將燈^E信號(hào)48掛共給比較器U1A的正輸入 端的電阻器R3，,到比較器U1A的負(fù)輸入的接地，包括在比較器U1A的正和 負(fù)輸入端之間的二極管Dl和D2的可選輸入l^電路，禾叫每比較器U1A的輸出 5端連接到參考feffi Vdd的電阻器R4。 ^E零^X比較器80響應(yīng)于燈^E信號(hào)48 在比較器U1A的輸出端處產(chǎn)生具有百分之五十占空比的方被腿信號(hào)86。電流零^X比較器82包括將輸出電流信號(hào)50衝共給比較器U1B的正輸 入端的電阻器R2，驗(yàn)到比較器U1B的負(fù)輸局的接地，禾口將比較器U1B的輸 出端難至慘考腿Vdd的電阻器R5。在一個(gè)實(shí)施例中，電流9^X比較器82 10可以包括在比較器UlB的正和負(fù)輸A^之間的可選輸入f斜戶電路，類似于在具有 二極管D1和D2的電壓零交叉比較器80中j頓的。電流零效比較器82響應(yīng)于 輸出電流信號(hào)50在比較器U1B的輸出端處產(chǎn)生具有百分之五十占空比的方波電 流信號(hào)88。邏輯電路84對(duì)方波電壓信號(hào)86和:^波電流^f言號(hào)88進(jìn)纟亍^^f^以產(chǎn)生相位15差信號(hào)62。相^M^言號(hào)62的寬度包括由于相，產(chǎn)生的可變部分，和來(lái)自百 分之五十的占空比的恒定部分，其與相，無(wú)關(guān)。邏輯頓各84包括二極管D3、 D4、電阻器R6、 R7、 R8、比較器U1C和電阻器R9。 二極管D3、 D4將方波電 壓信號(hào)86和方波電t荒^言號(hào)88樹共到比較器U1C的正輸A^，其也i!51電阻器 R7接地。比較器U1C的負(fù)輸A^^至吩壓器，其包fe^接在錄電壓Vdd和20 ite間的電阻器R6、 R8。比較器U1C的輸出端iiii電阻器R9連接到參考電壓 Vdd。本領(lǐng)J^fe術(shù)人員會(huì)理解邏輯電路84并不局限于示例性的或(OR)電路和其 ^g輯組合，例如可以《頓或非(NOR)電路。當(dāng)邏輯電路84就方波頓信號(hào) 86和方波電流信號(hào)88迸行或非操作以產(chǎn)生相i^i言號(hào)62的或非電路時(shí)，相， 信號(hào)62的寬度僅僅取決于相錢。25 濾波器64包括接tt自邏輯電路84的相^Mt號(hào)62的電阻器RIO和接地的電容器C1。 i^波器64把方波相^Mi言號(hào)62轉(zhuǎn)換成DC調(diào)光^IE信號(hào)66。 DC 調(diào)光^IE信號(hào)66的幅度包括來(lái)自方被相^M言號(hào)62的相,部分的可變DC部 分，和等于來(lái)自^波相^^言號(hào)62的百分之五十占空比的Vdd/2的恒定DC部分。 調(diào)節(jié)器68把調(diào)光^IE信號(hào)66 、添加到調(diào)光信號(hào)54以產(chǎn)生調(diào)節(jié)的調(diào)光信號(hào)44。30調(diào)節(jié)器68包Jg^接在共同節(jié)點(diǎn)處的電阻器R11、 R12、 R13以鄉(xiāng)調(diào)節(jié)的調(diào)光信號(hào)44。電阻器R11接收調(diào)光ME信號(hào)66，電阻器R12接地，并且電阻器R13接 收調(diào)光信號(hào)54。調(diào)節(jié)器68還包^^在濾波器64和電阻器R11之間的齊納二極 管DZ1作為零相移校正以從DC調(diào)光^信號(hào)66中去除恒定的DC部分Vdd/2。 、當(dāng)邏輯電路84 ^頓各時(shí)，弓l入恒定的DC部分。本領(lǐng)^t人員會(huì),用作零 5相移艦的齊納i:M管DZl對(duì)其他實(shí)施例是可選的。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)邏輯電 路84誠(chéng)非電路時(shí)，DC調(diào)光^IE信號(hào)66不包括來(lái)自方波相^ff號(hào)62百分之 五十的占空比部分的恒定DC部分，因此不需要零相移校正，并且可以省S^納 二極管DZI。在另一實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)控帝幡34可以設(shè)計(jì)成彬魏節(jié)的調(diào)光信號(hào) 44的百分;tS:十的占空比部分，當(dāng)沒有齊納二極管DZ1時(shí)，其從DC調(diào)光M信10號(hào)66轉(zhuǎn)至調(diào)節(jié)的調(diào)光信號(hào)44。參考圖l，燈和布線的等效阻抗Vlamp/Iout等于Riy(l+j，W'RLCP)，其中RL 是燈電阻，j是虛數(shù)單位，W驟作頻率，Vlamp是燈的電壓，并且CP是寄生電 容。Vlamp和lout之間的才射錢等于-Atan (W-RL-CP)。相健a通常在0到80 度之間。圖4A示出了燈電壓信號(hào)48和具有相健a的輸出電流信號(hào)50的 。15在操作過程中，寄生補(bǔ)償電路的邏輯電離收方波電流信號(hào)88和方波電壓信號(hào) 86，分別如圖4B和4C所示。圖4D示出了相^^f言號(hào)62，其具有等于T/2+Atan (W'RLCP)/W的脈沖寬度D，其中T是循環(huán)周期。脈沖寬度D的T/2部^嘴自 百分之五十的占空比，當(dāng)邏輯電路84是或電路時(shí)其^:，而脈沖寬度D的Atan (W'RL'CP) /W部棘自相j腫a。圖4D示出了在齊納二極管DZ1處的調(diào)光校20 正信號(hào)66，并且具有等于Vdd. (l/2+Atan (W.RL'OP) / (2m))的方被電壓，其 中Vdd是參考電壓。本領(lǐng)微術(shù)人員將働軍，可娜戰(zhàn)部件和電路中的^M^測(cè)慰丁電壓 禾口輸出電流之間的相位差，根據(jù)相feM確定寄生電流量，并將輸出電流增加寄生 電 驢。在一個(gè)實(shí)施例中，響應(yīng)于燈電壓信號(hào)48禾口輸出電流信號(hào)50產(chǎn)生相健25信號(hào)62的相位檢測(cè)器60可以是鎖相環(huán)集成電路。在另一個(gè)實(shí)施例中，邏輯電路 84是或非電路并且相^i^t號(hào)62的寬度僅僅取決于相，。由于ffi^Mf言號(hào)62 不包括轉(zhuǎn)為調(diào)光,信號(hào)66的來(lái)自百分之五十占空比的部分，因 調(diào)節(jié)器68 中不需鼓納二極管DZ1。在另一實(shí)施例中，相位檢測(cè)器60可以是零^X檢測(cè)電 路，檢測(cè)燈電壓信號(hào)48與零交叉和輸出電流信號(hào)50與零^Xt間的時(shí)間差。30 零交叉檢測(cè)電路M檢測(cè)輸出電流的電流零交叉時(shí)間和檢測(cè)燈電壓的電壓零^X時(shí)間來(lái)測(cè)量燈電壓禾嚇出電流t間的相^^，然后根據(jù)電流^X時(shí)間和 電壓零交叉時(shí)間之間的時(shí)間^^確定相健。電流零奴時(shí)間由監(jiān)測(cè)輸出電流信號(hào)50的電流零^X檢測(cè)翻定。電壓零 時(shí)間由監(jiān)測(cè)燈電壓信號(hào)48的電壓零 ^X檢測(cè)器確定。計(jì)算親OT于根據(jù)電流零^X時(shí)間和電壓1^叉時(shí)間之間的時(shí) 5間魏產(chǎn)生相4^t號(hào)62。在一個(gè)實(shí)施例中，電流f^X檢測(cè)器、腿零^X檢 測(cè)器和計(jì)算器可以實(shí)現(xiàn)在一^^電路上，例如微，器。本領(lǐng):^i術(shù)人員將理 解，可以分別在相應(yīng)的輸出電流信號(hào)50和燈電壓信號(hào)48的不同點(diǎn)處檢測(cè)電流零 交叉時(shí)間和電壓零交叉時(shí)間，如特定應(yīng)用所要求的。在一個(gè)實(shí)施例中，電流敦 叉時(shí)間被檢測(cè)為輸出電流信號(hào)50從負(fù)至征纟S1零，^E零交叉時(shí)間被檢測(cè)為燈電10壓信號(hào)48從負(fù)到正^31零。在另一實(shí)施例中，電流零^X時(shí)間被檢測(cè)為輸出電流 信號(hào)50從負(fù)到正鄉(xiāng)S1零，電壓零奴時(shí)間被檢測(cè)為燈電壓信號(hào)48 AAIE到負(fù)鄉(xiāng)劍 零。如所需要的，相縫a可以在一部分循環(huán)、 一個(gè)循環(huán)或多個(gè)循環(huán)上測(cè)量。雖然目前認(rèn)為在這里公開的本發(fā)明的實(shí)施例^M的，但在不脫離本發(fā)明的 范圍的情況下可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改變和5爐。本領(lǐng):lt^:人員將aif，根據(jù)15圖2和3描述的實(shí)施例^/示例性的，并且替代的電足飽括模擬和/微字電路可 根據(jù)需要用^#定應(yīng)用。本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求限定，在爭(zhēng)效的含義和 范圍內(nèi)的所有改變都被認(rèn)為包括在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種用于電子鎮(zhèn)流器的寄生電容補(bǔ)償電路，包括響應(yīng)于燈電壓信號(hào)48和輸出電流信號(hào)50產(chǎn)生相位差信號(hào)62的相位檢測(cè)器60；響應(yīng)于該相位差信號(hào)62產(chǎn)生調(diào)光校正信號(hào)66的濾波器64；和響應(yīng)于調(diào)光信號(hào)54和調(diào)光校正信號(hào)66產(chǎn)生調(diào)節(jié)的調(diào)光信號(hào)44的調(diào)節(jié)器68。
11、如權(quán)利要求10戶艦的方法，其中測(cè)量包括 將燈頓轉(zhuǎn)滅方波電壓； 將輸出電流轉(zhuǎn)換M波電流；以及 邏輯組合方波電壓和方波電流以產(chǎn)生相.
12、如權(quán)利要求11所述的方法，其中邏輯組誠(chéng)自包括鵬作和蹈隙作的組。
13、利要求io所述的方法，其中觀u動(dòng)、;^^檢頂撇出電流的電流零奴時(shí)間； 檢測(cè)電燈電壓的腿零效時(shí)間；以及 10 根據(jù)電流零^X時(shí)間和電壓零^X時(shí)間之間的時(shí)間確定相^M。
14、 々財(cái)又利要求10所述的方法，其中確定包括根據(jù)相^M確定調(diào)光M; 增力咆 1調(diào)光艦調(diào)節(jié)調(diào)光信號(hào)。
15、 如權(quán)利要求14戶脫的方法，進(jìn)一步包括在零相移處艦調(diào)光艦。
16、 一種寄生電斜hf嘗系統(tǒng)，包括用于測(cè)量燈電壓和輸出電^t間的相^的，； 用于根據(jù)該相^確定寄生電^M的^S;禾口 用于將輸出電淑曾加寄生電流量的裝置。
17、 女嫩利要求16戶腿的系統(tǒng)，其中用于測(cè)量的^g包括用于將燈EfeH轉(zhuǎn) M;;^波電壓的^g;用于將輸出電》鵬換成方波電流的驢；禾口 用fif輯組合方波^il和方波電流以產(chǎn)生相^^的，。
18. 如權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其中用于邏輯組合的體選自以下組，該組包括用于將方波電壓禾昉波電tM!行纖作的體，和用于將方波電壓和方波電 艦行或非操作的體。
19、 如權(quán)利要求16的系統(tǒng)，其中用于測(cè)量的錢飽括用于檢測(cè)輸出電流的電流零 時(shí)間的，； ，用于檢測(cè)燈腿的電壓零奴時(shí)間的驢；禾口用于根據(jù)電流零^X時(shí)間和電壓零交叉時(shí)間之間的時(shí)間確定相位差的裝置。 30 20、如權(quán)利要求16的系統(tǒng)，其中用于確定的^a包括根據(jù)相，確定調(diào)光校正的^a用于增加的驢包M31調(diào)光艦調(diào)節(jié)調(diào)光信號(hào)的體。
全文摘要
一種寄生電容補(bǔ)償系統(tǒng)和方法，具有用于電子鎮(zhèn)流器的寄生電容補(bǔ)償電路，包括響應(yīng)于燈電壓信號(hào)48和輸出電流信號(hào)50產(chǎn)生相位差信號(hào)62的相位檢測(cè)器60，響應(yīng)于相位差信號(hào)62產(chǎn)生調(diào)光校正信號(hào)66的濾波器64，和響應(yīng)于調(diào)光信號(hào)54和調(diào)光校正信號(hào)66產(chǎn)生調(diào)節(jié)的調(diào)光信號(hào)44的調(diào)節(jié)器68。用于電子鎮(zhèn)流器的寄生電容補(bǔ)償方法包括測(cè)量燈電壓和輸出電流之間的相位差，根據(jù)該相位差確定寄生電流量，以及將輸出電流增加寄生電流量。
文檔編號(hào)H05B41/392GK101218857SQ200680024657
公開日2008年7月9日 申請(qǐng)日期2006年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月7日
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