專利名稱：相位控制調(diào)光兼容照明系統(tǒng)的制作方法
相位控制調(diào)光兼容照明系統(tǒng)
對相關(guān)專利申請的交叉引用
美國專利申請?zhí)?1/967，沈9，標(biāo)題為“使用帶非線性功率轉(zhuǎn)換過程模型的非線性 Δ Σ調(diào)節(jié)器的功率控制系統(tǒng)”，發(fā)明人為John L.Melanson，代理人檔案編號(hào)為1745-CA，于 2007年12月31日遞交，該申請描述了示范性方法和系統(tǒng)，在此通過引用將其整體納入。以 下簡稱 Melanson I。
標(biāo)題美國專利申請?zhí)?1/967，271，標(biāo)題為“帶反饋消減的功率因數(shù)校正控制器”， 發(fā)明人John L.Melanson，代理人檔案編號(hào)1756-CA，于2007年12月31日歸檔，該申請描 述了示范性方法和系統(tǒng)，本專利申請通過引用完整地納入該美國臨時(shí)專利申請。以下簡稱 Melanson II。
美國專利申請?zhí)?1/967，273，標(biāo)題為“通過檢測開關(guān)日期充電特點(diǎn)來檢測電感器 歸零的系統(tǒng)和方法”，發(fā)明人John L.Melanson，代理人檔案編號(hào)1758-CA，于2007年12月 31日遞交的申請描述了示范性方法和系統(tǒng)，其通過引用被完整地納入本專利申請。以下簡 稱 Melanson III。
2007年12月31日遞交、發(fā)明人為John L. Melanson、代理人檔案編號(hào)為1759-CA、 標(biāo)題為“可編程功率控制系統(tǒng)”的11/967，275號(hào)美國專利申請描述了示范性方法和系統(tǒng)， 在此通過引用將其整體納入。以下簡稱Melanson IV。
美國專利申請系列號(hào)11/967，272，標(biāo)題為“帶開關(guān)節(jié)點(diǎn)反饋的功率因數(shù)校正控制 器”，發(fā)明人John L.Melanson，代理人檔案編號(hào)1757-CA，于2007年12月31日遞交，該申 請描述了示范性方法和系統(tǒng)，在此通過引用將其整體納入。以下簡稱Melanson V。
美國專利申請系列號(hào)12/347，138，標(biāo)題為“具有以硅開關(guān)為基礎(chǔ)之前沿調(diào)光器相 容性的開關(guān)功率變換器”，發(fā)明人 Michael A. Cost、Mauro L. Gaetano 及 John L. Melanson, 代理人檔案編號(hào)1798-IPD，于2008年12月31日遞交，該申請描述了示范性方法和系統(tǒng)，在 此通過引用將其整體納入。以下簡稱Melanson VI。技術(shù)領(lǐng)域
一般來說，本發(fā)明涉及電子領(lǐng)域，更具體地講，本發(fā)明涉及提供相位控制調(diào)光器與 照明系統(tǒng)兼容性的一種系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
調(diào)暗光源不僅可以節(jié)能，還能讓用戶將光源亮度調(diào)至要求的水平。許多設(shè)施如住 房和建筑物等，都安裝有光源調(diào)節(jié)電路(以下簡稱“調(diào)光器”)。帶有開關(guān)功率變換器的功 率控制系統(tǒng)用于控制光源，例如放電型電燈。放電燈包括氣體放電燈，如熒光燈，和高強(qiáng) 度放電燈，如水銀燈、金屬鹵化物(MH)燈、陶瓷金屬鹵化物燈、鈉蒸汽燈以及短弧氙燈。然 而，當(dāng)為無功負(fù)載(如開關(guān)功率變換器)提供原始相位調(diào)制信號(hào)時(shí)，用于抗性負(fù)載(如白熾 燈泡)的常規(guī)相位控制調(diào)光器(如硅開關(guān)調(diào)光器)通常都表現(xiàn)不佳。許多放電燈的鎮(zhèn)流器 無法與相位控制調(diào)光器兼容。許多放電照明系統(tǒng)從提供專用調(diào)光信號(hào)的調(diào)光器獲取調(diào)光信息。專用調(diào)光信號(hào)可提供獨(dú)立于功率信號(hào)的調(diào)光信息。
圖1描述的是功率/照明系統(tǒng)100，該系統(tǒng)通過專有調(diào)光信號(hào)獲取調(diào)光信息，從而 避免通過相位控制調(diào)光器獲取調(diào)光信息所帶來的問題。調(diào)光器102以調(diào)光電壓信號(hào)Dv形 式為電燈鎮(zhèn)流器104提供專用調(diào)光信號(hào)。調(diào)光器102提供可靠的調(diào)光信號(hào)Dv。調(diào)光器102 將來自AC電壓源106的AC輸入電壓Vin傳遞給電燈鎮(zhèn)流器104。譬如，輸入電壓Vin在美 國是60Hz/110V的直流電壓，而在歐洲則是50Hz/220V的直流電壓。電燈鎮(zhèn)流器104用燈 電壓Vump來驅(qū)動(dòng)放電燈108。燈電壓Vump的值取決于調(diào)光電壓信號(hào)Dv的值。
圖2描述的是一個(gè)照明輸出圖400，表明調(diào)光電壓Dv值與放電燈108的光強(qiáng)度水 平百分比之間的圖形調(diào)光強(qiáng)度函數(shù)202。調(diào)光電壓隊(duì)在0-10￥之間，而放電燈108的光強(qiáng) 度水平百分比在10-100%之間。光強(qiáng)調(diào)節(jié)函數(shù)202顯示，當(dāng)調(diào)光電壓Dv* IV和9V時(shí)，電燈 鎮(zhèn)流器104飽和。當(dāng)調(diào)光電壓Dv值為O-IV時(shí)，電燈鎮(zhèn)流器104使放電燈106釋放出10% 的亮度。當(dāng)調(diào)光電壓Dv值為9-10V時(shí)，電燈鎮(zhèn)流器104使放電燈106釋放出100%的亮度， 即全“開”。光強(qiáng)調(diào)節(jié)函數(shù)202在調(diào)光電壓Dv值1-9V之間呈線性運(yùn)動(dòng)，電燈106的強(qiáng)度在 10-100%之間變化。
相位控制調(diào)光器非常普遍，但卻不能與無功負(fù)載設(shè)備(如電燈鎮(zhèn)流器104)搭配使 用。因此，電燈鎮(zhèn)流器104不能與現(xiàn)有相位控制調(diào)光器裝置進(jìn)行交互。故而對于已配有相 位控制調(diào)光器的照明系統(tǒng)，其相位控制調(diào)光器被更換或被繞過，以便使用調(diào)光器102。更換 或繞過相位控制調(diào)光器導(dǎo)致調(diào)光器102的安裝成本增加。此外，電燈鎮(zhèn)流器104不能為電 燈106提供全面的調(diào)光。發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例中，一個(gè)設(shè)備包含一個(gè)帶有接收相位控制調(diào)光信號(hào)輸入接口 的控制器?？刂破鞯呐渲檬怪軌?i)將相位控制調(diào)光信號(hào)轉(zhuǎn)化為調(diào)光信息，及(ii)為 開關(guān)功率變換器生成功率因數(shù)校正(PFC)控制信號(hào)。控制器還包括提供調(diào)光信息的第一輸 出接口及提供功率因數(shù)校正控制信號(hào)的第二輸出接口。
在本發(fā)明的另一實(shí)例中，方法包括接收相位控制調(diào)光信號(hào)及將相位控制調(diào)節(jié)信號(hào) 轉(zhuǎn)換為照明系統(tǒng)的調(diào)光信息。該方法還包括為開關(guān)功率變換器生成功率因數(shù)校正控制信號(hào)。
在本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)例中，功率控制/照明系統(tǒng)包括一個(gè)開關(guān)功率變換器，帶有 至少一個(gè)可以接收相位控制調(diào)光信號(hào)的輸入接口。功率控制/照明系統(tǒng)還包括一個(gè)控制 器，帶有一個(gè)可以接收相位控制調(diào)光信號(hào)的輸入接口?？刂破鞯呐渲檬怪軌?i)將相位 控制調(diào)光信號(hào)轉(zhuǎn)化為調(diào)光信息，及(ii)為開關(guān)功率變換器生成功率因數(shù)校正控制信號(hào)?？?制器還包括提供調(diào)光信息的第一輸出接口及耦合到開關(guān)功率變換器，提供功率因數(shù)校正控 制信號(hào)的第二輸出接口。功率控制/照明系統(tǒng)還包括一個(gè)耦合到開關(guān)功率變換器和控制器 第二輸出接口的電燈鎮(zhèn)流器，并進(jìn)一步包括耦合到電燈鎮(zhèn)流器的放電型電燈。


通過參考附圖，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可更容易理解本發(fā)明，更好地了解它的多種 客體，特征和優(yōu)勢。多幅圖中相同參考數(shù)字指的是相同或相似的元素。
圖1 (標(biāo)為先前技術(shù))所示為一個(gè)通過專用調(diào)光信號(hào)接收調(diào)光信息的功率/照明 系統(tǒng)。
圖2描述的是一個(gè)光輸出圖，表示調(diào)光電壓值與圖1功率控制/照明系統(tǒng)光強(qiáng)度 水平百分比之間的線性函數(shù)關(guān)系。
圖3描述的是功率控制/照明系統(tǒng)，內(nèi)含一個(gè)將相位控制調(diào)光信號(hào)轉(zhuǎn)換為調(diào)光信 息的控制器。
圖4(標(biāo)為先前技術(shù))描述的是圖3中功率控制/照明系統(tǒng)的示范性電壓信號(hào)。
圖5描述的是圖3功率控制/照明系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例。
圖6描述的是一個(gè)變換器的實(shí)例，該變換器將相位調(diào)制、整流相位控制輸入電壓 轉(zhuǎn)換為調(diào)光信息。
圖7描述的是另一個(gè)變換器的實(shí)例，該變換器使用照明輸出函數(shù)，將相位調(diào)制、整 流相位控制輸入電壓轉(zhuǎn)換為調(diào)光信息。
圖8所示為圖7示范性照明輸出函數(shù)的圖形描繪。
圖9所示為圖7示范性照明輸出函數(shù)的另一圖形描繪。
具體實(shí)施方式
功率控制/照明系統(tǒng)包括控制器，提供接收專用調(diào)光器信號(hào)的電燈鎮(zhèn)流器與相位 控制調(diào)光器之間的兼容。在至少一個(gè)實(shí)例中，控制器將相位控制調(diào)光器信號(hào)轉(zhuǎn)換成可被氣 體放電照明系統(tǒng)的電燈鎮(zhèn)流器使用的調(diào)光信息。此外，在至少一個(gè)實(shí)例中，控制器也控制功 率控制/照明系統(tǒng)的功率因數(shù)校正。在至少一個(gè)實(shí)例中，控制器提供基于相位控制調(diào)光器 信號(hào)的調(diào)光信息，允許電燈鎮(zhèn)流器結(jié)合相位控制調(diào)光器一起使用。在至少一個(gè)實(shí)例中，控制 器還能讓開關(guān)功率變換器在相位控制調(diào)光器的相位延遲期間，提供充分的高電抗性負(fù)載， 以抑制
相位調(diào)光器輸出信號(hào)波動(dòng)及遺漏斬切。在至少一個(gè)實(shí)例中，控制器可配置為將相 位控制調(diào)光信號(hào)轉(zhuǎn)換成任何形式、協(xié)議或信號(hào)類型，以使調(diào)光信息與電燈鎮(zhèn)流器的輸入規(guī) 格兼容。
光強(qiáng)度水平指燈光的亮度。在至少一個(gè)實(shí)例中，光強(qiáng)度水平表示為燈光全亮度的 百分比，其中100%代表全亮度。在至少一個(gè)實(shí)例中，控制器不限于由相位控制調(diào)光信號(hào)的 導(dǎo)通角代表的光強(qiáng)度水平與由因此形成的調(diào)光信息代表的光強(qiáng)度水平之間的線性光強(qiáng)度 水平轉(zhuǎn)換。在至少一個(gè)實(shí)例中，為促進(jìn)非線性映射，控制器利用映射函數(shù)將由相位控制調(diào)光 信號(hào)代表的光強(qiáng)度水平映射為調(diào)光信息。映射函數(shù)不限于由相位控制調(diào)光信號(hào)代表的光強(qiáng) 度水平與調(diào)光信息代表的光強(qiáng)度水平之間的線性光強(qiáng)度水平轉(zhuǎn)換，利用此函數(shù)有助于靈活 地自定義控制燈光強(qiáng)度水平。
圖3描述的是示范性功率控制/照明系統(tǒng)300，內(nèi)含一個(gè)將相位控制調(diào)光信號(hào)νφ 腿轉(zhuǎn)換為調(diào)光信息D1的控制器302。電燈鎮(zhèn)流器310配置為接收調(diào)光信號(hào)及調(diào)光信息D1, 控制器302提供相位控制調(diào)光器305與電燈鎮(zhèn)流器310之間的兼容。因此，在至少一個(gè)實(shí) 例中，控制器302(包括其他功能)提供相位控制調(diào)光器305與照明系統(tǒng)308之間的接口， 以使照明系統(tǒng)308可利用從相位控制調(diào)光器305獲取的調(diào)光信息進(jìn)行調(diào)光。相位控制調(diào)光 器305的具體類型是設(shè)計(jì)選擇上的問題。在至少一個(gè)實(shí)例中，相位控制調(diào)光器305是雙向三極晶閘管(硅開關(guān))電路。Melanson VI描述了一個(gè)示范性硅開關(guān)相位控制調(diào)光器。在 至少一個(gè)實(shí)例中，相位控制調(diào)光器305是晶體管調(diào)光器，如絕緣柵雙極性晶體管(IGBT)相 位控制調(diào)光器，比方從美國加利福尼亞州賽普拉斯Strand Lighting, Inc.，擁有的IGBT相 位控制調(diào)光器。
正如參考圖4所作的詳細(xì)說明，相位控制調(diào)光器305從交流電壓源301中引入相 應(yīng)輸入電壓Vin導(dǎo)通角的相位延遲。例如，輸入電壓Vin在美國是60Hz/1IOV直流電壓，在歐 洲是50Hz/220V直流電壓。電壓預(yù)調(diào)節(jié)器304從相位控制調(diào)光器305接收因此產(chǎn)生的相位 控制電壓νΦ—DIM，并生成調(diào)節(jié)的相位控制電壓νφ ωΝΙ)，以供輸入開關(guān)功率變換器306。在至少 一個(gè)實(shí)例中，電壓預(yù)調(diào)節(jié)器304包括一個(gè)整流器(如二極管整流器503，圖幻和一個(gè)電磁干 擾濾波器(如電容器515)。因此，在至少一個(gè)實(shí)例中，相位控制電壓νΦ αΜ)是一個(gè)具有減 弱高頻分量的整流正弦波。開關(guān)功率變換器306將相位控制電壓νφ roND轉(zhuǎn)換為近似恒定的 鏈接電壓Vunk。
圖4描述的是一系列電壓波形圖400，代表輸入電壓Vin、相位控制電壓νφ DIM和整 流相位控制輸入電壓νΦ ΚΕ。τ各自波形圖的兩種示范性周期。參考圖3和圖4，在調(diào)光時(shí)，相 位控制調(diào)光器305通過在相位控制電壓νφ DIM的每半周期開始處引入相位延遲α，相位調(diào) 制供電電壓VIN?！唉?”代表相位控制電壓νΦΜΜ每半周期開始與前緣之間的時(shí)間。(“引入 相位延遲”也稱為“斬切”)。相位控制電壓中νΦΜΜ具有相位延遲α的部分稱為“調(diào)光部 分”。例如，電壓νφ—DIM和νφ—KECT中用α 1和α 2表示的相位延遲部分稱為電壓νφ—DIM和νφ— ■的“調(diào)光部分”。相位控制電壓νΦ ΜΜ的“導(dǎo)通角”為相位延遲α的角度。相位控制電壓 Vojiim的具體導(dǎo)通角可通過手動(dòng)或自動(dòng)操作相位控制調(diào)光器305設(shè)置。
相位延遲α和導(dǎo)通角是一種反向關(guān)系，也就是說，相位延遲α增長時(shí)，導(dǎo)通角減 小，反之亦然。在相位控制電SVisdim的半周期中，當(dāng)相位延遲α為零時(shí)，導(dǎo)通角為180度， 相位控制調(diào)光器305簡單通過供電電壓Vin至全橋式二極管整流器503。相位控制電壓νΦ DIM半周期180度導(dǎo)通角相等于相位控制電SVis dim全周期360度導(dǎo)通角。如下文詳述，相 位延遲α的程度和相應(yīng)導(dǎo)通角取決于所選調(diào)光量。
在至少一個(gè)實(shí)例中，供電電壓Vin是正弦波(如圖所示)，具有兩個(gè)示范性周期402 和404。相位控制調(diào)光器305通過斬切每半周期供電電壓Vin，為半周期406和408 (Vo dim) 以及410和412(νφ KECT)生成一個(gè)前緣相位延遲α 1，來生成相位調(diào)制電壓νφ DIM。相位延遲 α越長，越少功率傳送至燈312。因此，相位角α變化與導(dǎo)通角和燈312的強(qiáng)度均呈反向 關(guān)系。例如，當(dāng)相位延遲α增長時(shí)，燈312的光強(qiáng)度水平增大，導(dǎo)通角減小。相位延遲α 短于α 2 (因而導(dǎo)通角414大于導(dǎo)通角416)，因此周期408表示光強(qiáng)度水平相對周期406減 弱。
參考圖3，控制器302包括一個(gè)接收相位控制信號(hào)Dis的輸入裝置。相位控制信號(hào) D0代表相位控制電壓νφ。_。在至少一個(gè)實(shí)例中，相位控制信號(hào)Dis是相位控制電壓νφ roND。 在至少一個(gè)實(shí)例中，相位控制信號(hào)Dis是相位控制電壓νφ roND的比例值。相位控制信號(hào)Dis 的導(dǎo)通角代表光強(qiáng)度水平。控制器302將相位控制信號(hào)DisR換為調(diào)光信息IV在至少一 個(gè)實(shí)例中，調(diào)光信息D1是指明燈312光強(qiáng)度水平的專用信號(hào)。
照明系統(tǒng)308包括一個(gè)電燈鎮(zhèn)流器310，用于接收鏈接電壓Vunk和調(diào)光信息D1。鏈 接電壓Vuffi是由開關(guān)功率變換器306提供的功率因數(shù)校正和調(diào)節(jié)電壓。在至少一個(gè)實(shí)例中，燈312是一個(gè)放電燈，比如熒光燈或高強(qiáng)度放電燈。電燈鎮(zhèn)流器310可以是根據(jù)調(diào)光信 息D1顯示的光強(qiáng)度水平控制燈312光強(qiáng)
度的任意類型電燈鎮(zhèn)流器。在至少一個(gè)實(shí)例中，電燈鎮(zhèn)流器310的零件號(hào)是 PN:B254PUNV-D，供應(yīng)商為Universal Lighting ^Technologies，該公司在美國田納西州納 什維爾設(shè)有辦事處。在至少一個(gè)實(shí)例中，電燈鎮(zhèn)流器310包括一個(gè)集中電路(IC)處理器， 用于譯解發(fā)送至燈312的調(diào)光信息D1和控制功率，以使燈312按照調(diào)光信息D1顯示的光強(qiáng) 度水平發(fā)光。
控制器302將相位控制調(diào)光信號(hào)Dis轉(zhuǎn)換成任何形式、協(xié)議或信號(hào)類型，以使調(diào)光 信息D1與電燈鎮(zhèn)流器310的輸入規(guī)格兼容。因此，調(diào)光信息可以是模擬或數(shù)字信號(hào)，并符合 任何信號(hào)類型、形式或協(xié)議，例如脈沖寬度調(diào)制信號(hào)、線性電壓信號(hào)、非線性電壓信號(hào)、數(shù)碼 尋址照明接口(DALI)協(xié)議信號(hào)和內(nèi)集成電路(I2C)協(xié)議信號(hào)。例如，在一個(gè)實(shí)例中，控制器 302將相位控制調(diào)光信號(hào)Dis轉(zhuǎn)換為由0-10V電壓信號(hào)代表的調(diào)光信息仏。在一個(gè)實(shí)例中， 控制器302生成調(diào)光信息D1，脈沖寬度調(diào)制信號(hào)代表值0-126，提供的光強(qiáng)度水平為127。
如下文詳述，在至少一個(gè)實(shí)例中，控制器302不限于由相位控制調(diào)光信號(hào)Dis的導(dǎo) 通角代表的光強(qiáng)度水平與由生成的調(diào)光信息D1代表的光強(qiáng)度水平之間的線性轉(zhuǎn)換。因此， 在至少一個(gè)實(shí)例中，控制器302不限于相位控制調(diào)光信號(hào)Dis與調(diào)光信息D1之間的一對一 強(qiáng)度水平關(guān)系。例如，在非線性轉(zhuǎn)換的一個(gè)實(shí)例中，180°度導(dǎo)通角表示100%強(qiáng)度，90°度 導(dǎo)通角表示大約70%的光強(qiáng)度水平。在至少一個(gè)實(shí)例中，控制器302利用非線性映射函數(shù) 將由相位控制調(diào)光信號(hào)Dis代表的光強(qiáng)度水平映射為調(diào)光信息IV示范性非線性映射函數(shù) 已參考圖8和9詳述。由相位控制調(diào)光信號(hào)Dis代表的光強(qiáng)度水平與調(diào)光信息D1之間的非 線性轉(zhuǎn)換，有助于靈活地自定義控制燈512的光強(qiáng)度水平。例如，在至少
一個(gè)實(shí)例中，如下文詳述，控制器302基于人可感知的光強(qiáng)度水平而非功率水平 表現(xiàn)出的光強(qiáng)度水平，利用映射函數(shù)將相位控制調(diào)光信號(hào)Dis非線性轉(zhuǎn)換為調(diào)光信息Diij此 外，不同映射函數(shù)可用于預(yù)選，這取決于燈312的具體操作環(huán)境/或位置等因素。
在至少一個(gè)實(shí)例中，控制器302還生成開關(guān)控制信號(hào)CStl,以控制開關(guān)功率變換器 306的功率因數(shù)校正和調(diào)節(jié)鏈接電壓VUffi。開關(guān)功率變換器306可以是任何類型的開關(guān)功 率變換器，如升壓型、降壓型、升壓-降壓型變換器或Ctik型變換器。在至少一個(gè)實(shí)例中，開 關(guān)功率變換器306與開關(guān)功率變換器102相似。比如開關(guān)功率變換器306的功率因數(shù)校正 及鏈接電壓Vunk的控制見于MelansonI、II、III、IV和V的示范性實(shí)例中。
圖5描繪了功率控制/照明系統(tǒng)500，該系統(tǒng)為功率控制/照明系統(tǒng)300的一個(gè) 實(shí)例。如下文詳述，控制器504代表控制器302的一個(gè)實(shí)例?？刂破?04包括將整流相位 控制輸入電壓八KECT轉(zhuǎn)換為調(diào)光信息D1的變換器505，可提供相位控制調(diào)光器305與燈光 鎮(zhèn)流器310之間的兼容?？刂破?04也控制開關(guān)功率變換器502的功率因數(shù)校正。開關(guān) 功率變換器502是升壓型變換器，代表開關(guān)功率變換器306的一個(gè)實(shí)例。電壓供電501提 供輸入電壓Vin，以作為功率控制/照明系統(tǒng)500的輸入電壓。例如，輸入電壓Vin在美國是 60Hz/110V直流電壓，在歐洲是50Hz/220V直流電壓。相位控制調(diào)光器305接收供電電壓 Vin，并生成相位控制電壓Visjiim，如圖4相位控制電壓νφ DIM。全橋式二極管整流器503整流 相位控制電壓νφ DIM，以為開關(guān)功率變換器502生成整流相位控制輸入電壓νφ KECT。例如，濾 波電容器515提供整流輸入電壓νφ—KECT的高頻濾波。開關(guān)功率變換器502將輸入電壓νΦ—EECT轉(zhuǎn)換為經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓Vunk，從而為照明系統(tǒng)504提供近似恒定的供電電壓。照明系 統(tǒng)504代表照明系統(tǒng)308的一個(gè)實(shí)例。
開關(guān)功率變換器502根據(jù)整流相位控制輸入電壓νφ KECT的導(dǎo)通角改變平均電流 iL,以使開關(guān)功率變換器502供電的平均功率能追蹤整流相位控制輸入電壓νφ KECT的導(dǎo)通 角?？刂破?04通過提供功率因數(shù)校正和調(diào)節(jié)輸出電壓Vunk，控制開關(guān)功率變換器502。控 制器504通過更改脈沖寬度調(diào)制控制信號(hào)(&的狀態(tài)，控制開關(guān)507的閉合(導(dǎo)通)或斷開 (不導(dǎo)通)狀態(tài)。在至少一個(gè)實(shí)例中，控制信號(hào)CS。的脈沖寬度值和占空比取決于對整流相 位控制輸入電壓νΦ—KEeT和電容電壓/輸出電壓Vuffi這兩個(gè)信號(hào)的感應(yīng)。
開關(guān)507狀態(tài)的切換調(diào)節(jié)整流直流輸入電壓νφ KEeT通過電感器509到電容器511 的能量傳遞。當(dāng)開關(guān)507接通時(shí)，電感器電流k驟然上升。當(dāng)開關(guān)507斷開時(shí)電感器電流 I驟然下降，并向電容器511提供電流I。一般將電感器電流k驟然下降的時(shí)間周期稱為 “電感器回掃時(shí)間”。在電感器回掃時(shí)間內(nèi)，二極管513正向偏置。二極管513防止開關(guān)507 斷開時(shí)反向電流流進(jìn)電感器509。在至少一個(gè)實(shí)例中，開關(guān)功率變換器502以間斷電流的 模式工作，即電感器電流k的驟然上升時(shí)間加電感器回掃時(shí)間少于控制信號(hào)的時(shí)間。 當(dāng)在連續(xù)導(dǎo)電模式下工作時(shí)，電感器電流k驟然上升時(shí)間加電感器回掃時(shí)間等于控制信號(hào) CS0的時(shí)間。
開關(guān)507是場效應(yīng)晶體管(FET)，如n_通道場效應(yīng)晶體管。控制信號(hào)是開關(guān) 507的柵壓，開關(guān)507在CStl脈沖寬度較高時(shí)導(dǎo)通。因此，開關(guān)507的‘接通時(shí)間’是由控制 信號(hào)的脈沖寬度決定的。
電容器511向照明系統(tǒng)508提供儲(chǔ)能。電容器511足夠大，可使控制器504所建 立起的輸出電壓Vunk大致保持恒定。當(dāng)負(fù)載條件改變時(shí)，輸出電壓
Vlink將變化。控制器504對輸出電壓Vunk的變化作出反應(yīng)，并調(diào)整控制信號(hào)CS。， 以盡可能迅速地恢復(fù)大致恒定的輸出電壓VUffi。功率控制/照明系統(tǒng)100包括一個(gè)小濾波 電容515，與開關(guān)功率變換器502并行。電容器515能通過過濾輸入電壓νφ KECT的高頻率 信號(hào)減少電磁干擾(EMI)。
功率因數(shù)校正技術(shù)的目的是使開關(guān)功率變換器502對電壓源501體現(xiàn)電抗性。因 此，控制器504試圖控制電感器電流I使得平均電感器電流k與直流輸入電壓νφ KECT存在 直接線性關(guān)系。開關(guān)功率變換器502功率因數(shù)校正及鏈接電壓Vunk的控制見于Melanson I、II、III、IV和V等示范性實(shí)例中。
變換器505將整流輸入電壓νφ KECT轉(zhuǎn)換為調(diào)光信息仏。將整流相位控制輸入電壓 Vo eect轉(zhuǎn)換為調(diào)光信息D1的方式是選擇設(shè)計(jì)上的問題。圖6描述的是一個(gè)變換器600的一 個(gè)實(shí)例，該轉(zhuǎn)換器將整流相位控制輸入電壓八KECT轉(zhuǎn)換為調(diào)光信息IV圖6描述的是變換 器600，該轉(zhuǎn)換器將整流相位控制輸入電壓νφ KECT轉(zhuǎn)換為調(diào)光信息IV變換器600代表變 換器505的一個(gè)實(shí)例。變換器600通過計(jì)算截至調(diào)光器輸出信號(hào)Vdim斬切點(diǎn)被占空比時(shí)間 變換器600檢測到之前的時(shí)鐘信號(hào)f。lk周期數(shù)，確定調(diào)光器輸出信號(hào)Vdim的占空比?！皵厍?點(diǎn)”指整流相位控制輸入電壓^，。相位延遲α的截止點(diǎn)(圖幻。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)DCYCLE代表 整流相位控制輸入電壓νΦ—KECT的占空比。
變換器600包含相位檢測器601，用于檢測整流相位控制輸入電壓νφ KECT的相位 延遲。比較器602比較整流相位控制輸入電壓νφ 已知參考電壓VKEF。該參考電壓通常為調(diào)光器輸出電壓Vdim的周期交叉點(diǎn)電壓，如家用交流電壓的中性電位。占空比檢測 器604計(jì)算比較器602檢測到整流相位控制輸入電壓νφ KECT到達(dá)斬切點(diǎn)前時(shí)鐘信號(hào)CLK的 周期數(shù)。由于已知整流相位
控制輸入電壓νφ KECT以及時(shí)鐘信號(hào)f。lk的頻率，在至少一個(gè)實(shí)例中，占空比檢測器 604將利用比較器602檢測到調(diào)光輸出信號(hào)Vdim斬切點(diǎn)前出現(xiàn)的時(shí)鐘信號(hào)f。lk周期數(shù)，根據(jù) 示范式[1]確定整流相位控制輸入電壓νΦ—KECT的占空比
DCYCLE=CNT.
其中，l/fva) RECT代表整流相位控制輸入電壓Vf的周期，CNT代表比較器602檢 測到整流相位控制輸入電壓νΦ KECT到達(dá)斬切點(diǎn)前出現(xiàn)的時(shí)鐘信號(hào)f。lk的周期數(shù)，l/f。lk代表 時(shí)鐘信號(hào)CLK的周期。
編碼器606將數(shù)字占空比信號(hào)DCYCLE編碼至調(diào)光信息仏。編碼器606的實(shí)際配 置是設(shè)計(jì)選擇上的問題，并取決于電燈鎮(zhèn)流器310接收的信號(hào)類型和協(xié)議等因素。在至少 一個(gè)實(shí)例中，編碼器606是一個(gè)數(shù)字模擬變換器，其將數(shù)字占空比信號(hào)DCYCLE編碼為0-10V 模擬電壓。在至少一個(gè)實(shí)例中，編碼器606是一個(gè)脈沖寬度調(diào)制器，其將數(shù)字占空比信號(hào) DCYCLE編碼為脈沖寬度調(diào)制信號(hào)D1，脈沖值范圍介于0-127。在其他實(shí)例中，編碼器606被 配置為將數(shù)字占空比信號(hào)DCYCLE編碼為DALI信號(hào)D1或者I2C信號(hào)D1。變換器600可在軟 件中作為控制器604的處理器(未顯示)執(zhí)行的指令實(shí)施，或作為硬件或軟硬件組合實(shí)施。
參閱圖5，照明系統(tǒng)508代表照明系統(tǒng)308 (圖3)的一個(gè)實(shí)例，包括鎮(zhèn)流器510，而 鎮(zhèn)流器510代表鎮(zhèn)流器310的一個(gè)實(shí)例(圖3)?？刂破?04為鎮(zhèn)流器510的鎮(zhèn)流控制器 506提供調(diào)光信息IV在至少一個(gè)實(shí)例中，鎮(zhèn)流控制
器506是接收調(diào)光信息D1并產(chǎn)生燈控制信號(hào)Ltl和L1的傳統(tǒng)集成電路。燈控制信 號(hào)Ltl控制η-通道場效應(yīng)晶體管512的通導(dǎo)性，燈控制信號(hào)L1控制η-通道場效應(yīng)晶體管 514的通導(dǎo)性。鎮(zhèn)流控制器506控制燈控制信號(hào)Ltl及L1的頻率，以便調(diào)節(jié)電容器516及電 感器518的電流Iump至近乎恒定的值。電容器516及電感器518通導(dǎo)燈的電流1ΜΡ。
調(diào)光信息仏代表燈312的光強(qiáng)度水平。如上述討論，在至少一個(gè)實(shí)例中，調(diào)光信息 D1代表根據(jù)控制器504決定的整流輸入電壓νφ KECT導(dǎo)通角獲取的光強(qiáng)度水平。在至少一個(gè) 實(shí)例中，為增加燈312的強(qiáng)度，鎮(zhèn)流控制器增加燈控制信號(hào)Ltl的占空比，減少燈控制信號(hào)L1 的占空比。相反，為減少燈312的強(qiáng)度，鎮(zhèn)流控制器506減少燈控制信號(hào)Ltl的占空比，增加 燈控制信號(hào)L1的占空比。(“占空比”指在一次信號(hào)期間的脈沖時(shí)間比。)電容器520提供 高頻率過濾。功率控制/照明系統(tǒng)500的組件值是設(shè)計(jì)選擇上的問題，并取決于預(yù)期鏈接 電壓Vunk以及照明系統(tǒng)508的電源要求等因素。
控制器504也使用整流輸入電壓νφ KECT和鏈接電壓Vuffi的抽樣版本，以產(chǎn)生開關(guān) 控制信號(hào)CS115在至少一個(gè)實(shí)例中，控制器504產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)CS1,方式與控制器302產(chǎn) 生控制信號(hào)的方式相同?？刂破?04監(jiān)控整流輸入電壓νφ KECT和鏈接電壓VUNK。控制 器504產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)CS1以控制開關(guān)506的導(dǎo)電性，從而提供功率因數(shù)校正并調(diào)節(jié)鏈 接電壓VUffi。在功率因數(shù)校正模式下，控制器504在輸入電壓νΦ ΚΚΤ出現(xiàn)任何相位延遲α 后，為開關(guān)功率變換器502提供功率因數(shù)校正。(0相位延遲α表示無調(diào)光)。開關(guān)功率變 換器102功率因數(shù)校正及輸出電壓Vqut的控制見于Melanson I、II、III、IV、V和VI等示范性實(shí)例中。
在至少一個(gè)實(shí)例中，控制器504有兩種模式控制開關(guān)功率變換器502，即功率因數(shù) 校正模式和維護(hù)模式?？刂破?02在整流輸入電壓νφ KECT每個(gè)周期內(nèi)工作，以功率因數(shù)校 正模式工作以提供前述功率因數(shù)校正。在輸入電壓任何相位延遲α期間，控制器 504以維護(hù)模式工作。
提供無功負(fù)載時(shí)(比如開關(guān)功率變換器502)，相位控制調(diào)光器305可能不會(huì)在相 位調(diào)制信號(hào)νφ—DIM的某些周期內(nèi)產(chǎn)生相位延遲α，但可能在延遲α中產(chǎn)生波動(dòng)。遺漏產(chǎn)生 相位延遲α和相位延遲α內(nèi)的波動(dòng)可能引致在決定占空比信號(hào)DCYCLE數(shù)值時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤。 在維護(hù)模式下，控制器504促致開關(guān)功率變換器502形成輸入電阻，允許相位控制調(diào)光器 305在調(diào)光期間輸入電壓Vis kect的每半個(gè)周期內(nèi)，產(chǎn)生具有大量連續(xù)相位延遲α的整流輸 入電壓νφ KECT。在至少一個(gè)實(shí)例中，控制器504在維護(hù)模式下形成開關(guān)功率變換器502的 輸入電阻，以允許相位控制調(diào)光器305相位調(diào)制供電電壓Vin，從而使得整流輸入電壓νφ KECT 在輸入電壓νΦ KECT的每半個(gè)周期內(nèi)具有單一連續(xù)的相位延遲。功率因數(shù)校正模式和維護(hù)模 式下，控制器504示范性操作的完整討論詳見于Melanson VI。
圖7描述的是變換器700，代表變換器505的另一個(gè)實(shí)例。變換器700包含相位檢 測器601，用于產(chǎn)生調(diào)光器輸出占空比信號(hào)DCYCLE。映射模塊704包含照明輸出函數(shù)702， 可將整流相位控制輸入電壓νΦ—KE。T映射至調(diào)光信息IV
照明輸出函數(shù)702的特定映射是設(shè)計(jì)選擇上的問題，可為變換器700提供靈活性， 從而可將整流相位控制輸入電壓νΦ KECT的導(dǎo)通角所指示的光強(qiáng)度水平映射至任一光強(qiáng)度 水平。例如，在至少一個(gè)實(shí)例中，照明輸出函數(shù)704(例如以近似線性的關(guān)系)將占空比信號(hào) DCYCLE數(shù)值映射至人可感知的照明輸出水平。照明輸出函數(shù)702也可將占空比信號(hào)DCYCLE 數(shù)值映射至其他照明函
數(shù)。例如，若占空比信號(hào)DCYCLE在預(yù)定時(shí)長內(nèi)并未發(fā)生變化，則照明輸出函數(shù)702 可將某一特定占空比信號(hào)DCYCLE映射至?xí)谠擃A(yù)定時(shí)長后燈312(圖3) “關(guān)閉”的時(shí)間信號(hào)。
照明輸出函數(shù)702可將由調(diào)光器輸出信號(hào)值表示的調(diào)光水平，映射至幾乎不限數(shù) 量的函數(shù)中。例如，照明輸出函數(shù)702可將低百分比的調(diào)光水平(如90%調(diào)光)，映射至光 源閃爍函數(shù)，該函數(shù)會(huì)促使燈312在預(yù)定的調(diào)光范圍內(nèi)隨意變換強(qiáng)度。在至少一個(gè)實(shí)例中， 燈312的強(qiáng)度導(dǎo)致不超過2500K的色溫?？刂破?04能通過產(chǎn)生調(diào)光信息DI促致燈312 閃爍，以向電燈鎮(zhèn)流器310提供任意調(diào)光信息。
在一個(gè)實(shí)例中，整流相位控制輸入電壓νφ KECT的導(dǎo)通角代表燈312大約在95%到 10%強(qiáng)度范圍時(shí)對應(yīng)的整流相位控制輸入電壓νΦ—κκτ的占空比。照明輸出函數(shù)映射整流相 位控制輸入電壓νφ KECT的導(dǎo)通角，以向燈312提供大于95%和小于5%的強(qiáng)度范圍。
映射模塊704的實(shí)施和照明輸出函數(shù)702屬于設(shè)計(jì)選擇上的問題。例如，照明輸 出函數(shù)702可被預(yù)定，并內(nèi)置在存儲(chǔ)器內(nèi)。存儲(chǔ)器可將照明輸出函數(shù)702保存在查詢表格 中。對于每個(gè)占空比信號(hào)DCYCLE的調(diào)光器輸出信號(hào)值而言，查詢表格可包含一個(gè)或多個(gè)由 調(diào)光信息D1所代表的相應(yīng)調(diào)光值。在至少一個(gè)實(shí)例中，照明輸出函數(shù)702作為模擬函數(shù)發(fā) 生器實(shí)施，可將整流相位控制輸入電壓νΦ—KECT的導(dǎo)通角與由調(diào)光信息D1所表示的調(diào)光值進(jìn) 行關(guān)聯(lián)。
圖8所示為示范性照明輸出函數(shù)702的圖表說明800。按照慣例，當(dāng)實(shí)測光的百分 比由10%變?yōu)?%時(shí)，人可感知的光由32%變?yōu)?(%。示范性照明
輸出函數(shù)702將占空比信號(hào)DCYCLE所指示的光強(qiáng)度百分比映射至調(diào)光信息D1,提 供可感知光百分比與調(diào)光水平百分比之間的線性關(guān)系。因此，當(dāng)整流相位控制輸入電壓νΦ— EECT的導(dǎo)通角指示調(diào)光水平為50%時(shí)，感知光百分比也是50%，以此類推。通過提供線性關(guān) 系，示范性照明輸出函數(shù)702使相位控制調(diào)光器305對于較高調(diào)光水平百分比具有更高的 敏感性。
圖9描述了示范性照明輸出函數(shù)浪涌電流保護(hù)模塊702的圖形代表900，表明相位 控制調(diào)光器305的估計(jì)正常工作狀態(tài)，以防止燈312(圖幻在低導(dǎo)通角時(shí)發(fā)生整流相位控 制輸入電壓νφ KECT振動(dòng)或在高導(dǎo)通角時(shí)出現(xiàn)可能的錯(cuò)誤。相位控制調(diào)光器305將整流相位 控制輸入電壓νΦ ΚΕ。τ的導(dǎo)通角映射至范圍約介于8%到100%的光強(qiáng)度水平。就介于0到 最小通電角度閾值CA-THmin(如0° )的導(dǎo)通角而言，映射函數(shù)702將調(diào)光信息D1映射為等 于0V。映射0-15°的導(dǎo)通角可以防止燈312因相位控制調(diào)光器305的不準(zhǔn)確而出現(xiàn)隨意 振動(dòng)。就介于15°和30°的整流相位控制輸入電壓Vis kect導(dǎo)通角而言，照明輸出函數(shù)702 將整流相位控制輸入電壓νΦ ΚΕ。τ映射成調(diào)光信息D1等于IV。就介于30°至最大導(dǎo)通角閾 值CA-THmx170°之間的整流相位控制輸入電壓νφ KECT導(dǎo)通角而言，照明輸出函數(shù)702將導(dǎo) 通角線性映射成調(diào)光信息D1的數(shù)值，范圍介于IV至IOV0
參見圖7，信號(hào)處理函數(shù)可應(yīng)用于變換器700，以改變第一光強(qiáng)度水平至第二光強(qiáng) 度水平的轉(zhuǎn)換時(shí)間。該函數(shù)可在與照明輸出函數(shù)702進(jìn)行映射之前或之后應(yīng)用。在至少一 個(gè)實(shí)例中，該信號(hào)處理函數(shù)被嵌裝在濾波器706內(nèi)。當(dāng)使用濾波器706時(shí)，它會(huì)在過濾占空 比信號(hào)DCYCLE傳送至映射模塊704前處理
占空比信號(hào)DCYCLE。整流相位控制輸入電壓νφ KECT的導(dǎo)通角可能會(huì)突然變化，比 如當(dāng)相位控制調(diào)光器305迅速從90%的調(diào)光水平過渡至0%的調(diào)光水平時(shí)。此外，整流相 位控制輸入電壓νφ—KECT可能包含由直流電壓Vin波動(dòng)等引起的意外擾動(dòng)。
濾波器706可代表改變占空比信號(hào)DCYCLE所指定調(diào)光水平的任一函數(shù)。比如，在 至少一個(gè)實(shí)例中，濾波器706過濾低通平均函數(shù)的占空比信號(hào)DCYCLE，以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的調(diào)光 過渡。在至少一個(gè)實(shí)施例中，需要進(jìn)行由高調(diào)光水平向低調(diào)光水平的突變。濾波器706還 可被配置為由低調(diào)光水平平穩(wěn)過渡至高調(diào)光水平，并同時(shí)允許由高調(diào)光水平突然或較快速 地過渡至低調(diào)光水平。濾波器706可與模擬或數(shù)字元件一起實(shí)施。在另一實(shí)例中，濾波器 會(huì)過濾調(diào)光信息D1以獲取相同的結(jié)果。
因此，在至少一個(gè)實(shí)例中，功率控制/照明系統(tǒng)包括控制器，提供接收專用調(diào)光器 信號(hào)的電燈鎮(zhèn)流器與相位控制調(diào)光器之間的兼容。
盡管已經(jīng)對本發(fā)明作了詳細(xì)描述，但應(yīng)明白，在不偏離所附權(quán)利要求中定義的本 發(fā)明之范圍和精神情況下仍可以進(jìn)行多種變化、替代和更改。
權(quán)利要求
1.一套裝置，其包括一個(gè)帶有輸入接口以接收相位控制調(diào)光信號(hào)的控制器，其中控制器用于(i)將相位 控制調(diào)光信號(hào)轉(zhuǎn)換成調(diào)光信息，及(ii)產(chǎn)生功率因數(shù)校正控制信號(hào)發(fā)送給開關(guān)功率變換 器，控制器中還包括提供調(diào)光信息的第一輸出和提供功率因數(shù)校正控制信號(hào)的第二輸出。
2.權(quán)利要求1所述裝置的控制器包括一個(gè)集成電路、輸入、第一輸出、第二輸出以及集 成電路的管腳。
3.權(quán)利要求1所述裝置的調(diào)光信息是以下信號(hào)群的其中一種脈沖寬度調(diào)制信號(hào)、線 性電壓信號(hào)、非線性電壓信號(hào)、數(shù)碼尋址照明接口協(xié)議信號(hào)以及內(nèi)集成電路(I2C)協(xié)議信號(hào)。
4.權(quán)利要求1所述裝置的相位控制調(diào)光信號(hào)存在導(dǎo)通角，它由雙向三極晶閘管(硅開 關(guān))電路和晶體管電路組群中的其中一個(gè)所產(chǎn)生。
5.權(quán)利要求1所述裝置的控制器除將相位控制調(diào)光信號(hào)轉(zhuǎn)換成調(diào)光信息，還可用于檢測相位控制調(diào)光信號(hào)的占空比；產(chǎn)生調(diào)光信號(hào)值來顯示占空比；及將調(diào)光信號(hào)值轉(zhuǎn)換成調(diào)光信息。
6.權(quán)利要求1所述裝置的控制器除將相位控制調(diào)光信號(hào)轉(zhuǎn)換成調(diào)光信息，還可用于檢測相位控制調(diào)光信號(hào)的占空比；將相位控制調(diào)光信號(hào)的占空比轉(zhuǎn)換為表示所檢測的占空比的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，其中該數(shù)字?jǐn)?shù) 據(jù)與光強(qiáng)度水平相對應(yīng)；及采用預(yù)定照明輸出函數(shù)將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)映射至控制信號(hào)數(shù)值。
7.權(quán)利要求1所述裝置中的相位控制調(diào)光信號(hào)是硅開關(guān)調(diào)光器產(chǎn)生的時(shí)變電壓，該開 關(guān)功率變換器包括一個(gè)帶有控制終端的開關(guān)，可接收功率因數(shù)校正控制信號(hào)來控制相位控 制調(diào)光信號(hào)的電壓變換，該控制器還可用于在相位控制調(diào)光信號(hào)的調(diào)光部分建立開關(guān)功率變換器的輸入電阻，調(diào)光時(shí)，輸入電阻 可使硅開關(guān)調(diào)光器于每半個(gè)相位控制調(diào)光信號(hào)周期以大量連續(xù)的相位延遲產(chǎn)生相位控制 調(diào)光信號(hào)。
8.權(quán)利要求1所述裝置的控制器除將相位控制調(diào)光信號(hào)轉(zhuǎn)換成調(diào)光信息，還可用于采用預(yù)定照明輸出函數(shù)將相位控制調(diào)光信號(hào)映射至調(diào)光信息。
9.權(quán)利要求8所述裝置的預(yù)定照明輸出函數(shù)可將相位控制調(diào)光信號(hào)映射至光強(qiáng)度水 平，該水平與相位控制調(diào)光信號(hào)的導(dǎo)通角指示的光強(qiáng)度水平不同。
10.權(quán)利要求1所述裝置的控制器為放電型照明系統(tǒng)提供功率因數(shù)校正電源控制和調(diào) 光fe息。
11.一種方法包括接收相位控制調(diào)光信號(hào)；將相位控制調(diào)光信號(hào)轉(zhuǎn)換成用于某一照明系統(tǒng)的調(diào)光信息；及產(chǎn)生功率因數(shù)校正控制信號(hào)給開關(guān)功率變換器。
12.權(quán)利要求11所述方法的調(diào)光信號(hào)是以下信號(hào)群的其中一種脈沖寬度調(diào)制信號(hào)、線性電壓信號(hào)、非線性電壓信號(hào)、數(shù)碼尋址照明接口協(xié)議信號(hào)以及 內(nèi)集成電路(I2C)協(xié)議信號(hào)。
13.權(quán)利要求11所述方法的相位控制調(diào)光信號(hào)存在導(dǎo)通角，它由雙向三極晶閘管(硅 開關(guān))電路和晶體管電路組群的其中一個(gè)所產(chǎn)生。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述，將相位控制調(diào)光信號(hào)轉(zhuǎn)換為照明系統(tǒng)的調(diào)光信息的方法包括檢測相位控制調(diào)光信號(hào)的占空比； 產(chǎn)生調(diào)光信號(hào)值來顯示占空比；及 將調(diào)光信號(hào)值轉(zhuǎn)換成調(diào)光信息。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述，將相位控制調(diào)光信號(hào)轉(zhuǎn)換為照明系統(tǒng)的調(diào)光信息的方法包括檢測相位控制調(diào)光信號(hào)的占空比；將相位控制調(diào)光信號(hào)的占空比轉(zhuǎn)換為表示所檢測的占空比的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，其中該數(shù)字?jǐn)?shù) 據(jù)與調(diào)光水平相對應(yīng)；及采用預(yù)定照明輸出函數(shù)將該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)映射至控制信號(hào)。
16.權(quán)利要求11所述相位控制調(diào)光信號(hào)是由硅開關(guān)調(diào)光器產(chǎn)生的時(shí)變電壓，該方法還 包括在相位控制調(diào)光信號(hào)的調(diào)光部分建立開關(guān)功率變換器的輸入電阻，調(diào)光時(shí)，輸入電阻 可使硅開關(guān)調(diào)光器于每半個(gè)相位控制調(diào)光信號(hào)周期以大量連續(xù)的相位延遲產(chǎn)生相位控制 調(diào)光信號(hào)。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述，將相位控制調(diào)光信號(hào)轉(zhuǎn)換為照明系統(tǒng)的調(diào)光信息的方法包括采用預(yù)定照明輸出函數(shù)將相位控制調(diào)光信號(hào)映射至調(diào)光信息。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述采用預(yù)定照明輸出函數(shù)將相位控制調(diào)光信號(hào)映射至調(diào)光信 息的方法，將相位控制調(diào)光信號(hào)映射至光強(qiáng)度水平，該水平與相位控制調(diào)光信號(hào)導(dǎo)通角指 示的光強(qiáng)度水平不同。
19.權(quán)利要求11所述的方法還包括提供功率因數(shù)校正控制信號(hào)給開關(guān)功率變換器，以控制開關(guān)功率變換器的功率因數(shù)校 正及輸出電壓調(diào)節(jié)。
20.權(quán)利要求11所述的方法還包括 提供調(diào)光信息給照明系統(tǒng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述提供調(diào)光信息給照明系統(tǒng)包括 提供調(diào)光信息給放電型照明系統(tǒng)。
22.—個(gè)功率控制/照明系統(tǒng)，其包括開關(guān)功率變換器至少擁有一個(gè)輸入接口以接收相位控制調(diào)光信號(hào)； 控制器擁有一個(gè)輸入接口以接收相位控制調(diào)光信號(hào)，其中控制器可用于(i)將相位 控制調(diào)光信號(hào)轉(zhuǎn)換為調(diào)光信息，及(ii)產(chǎn)生開關(guān)功率變換器的功率因數(shù)校正控制信號(hào)，其 中的控制器還包括提供調(diào)光信息的第一輸出，與第二輸出連接至開關(guān)功率變換器，以提供 功率因數(shù)校正控制信號(hào)；
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述功率控制/照明系統(tǒng)，其中，所述控制器包括一個(gè)集成電路、 輸入、第一輸出、第二輸出以及集成電路的管腳。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述功率控制/照明系統(tǒng)，調(diào)光信息是以下信號(hào)群的其中一種 脈沖寬度調(diào)制信號(hào)、線性電壓信號(hào)、非線性電壓信號(hào)、數(shù)碼尋址照明接口協(xié)議信號(hào)以及內(nèi)集 成電路(I2C)協(xié)議信號(hào)。
25.權(quán)利要求22所述功率控制/照明系統(tǒng)，其中，所述相位控制調(diào)光信號(hào)存在導(dǎo)通角， 它由雙向三極晶閘管(硅開關(guān))電路和晶體管電路組群中的某個(gè)所產(chǎn)生。
26.權(quán)利要求22所述功率控制/照明系統(tǒng)將相位控制調(diào)光信號(hào)轉(zhuǎn)換為調(diào)光信息，控制 器還可用于檢測相位控制調(diào)光信號(hào)的占空比；產(chǎn)生調(diào)光信號(hào)值來顯示占空比；及將調(diào)光信號(hào)值轉(zhuǎn)換成調(diào)光信息。
27.權(quán)利要求22所述功率控制/照明系統(tǒng)將相位控制調(diào)光信號(hào)轉(zhuǎn)換為調(diào)光信息，控制 器還可用于檢測相位控制調(diào)光信號(hào)的占空比；將相位控制調(diào)光信號(hào)的占空比轉(zhuǎn)換為表示所檢測的占空比的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，其中該數(shù)字?jǐn)?shù) 據(jù)與光強(qiáng)度水平相對應(yīng)；及采用預(yù)定照明輸出函數(shù)將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)映射至控制信號(hào)數(shù)值。
28.權(quán)利要求22所述功率控制/照明系統(tǒng)中的相位控制調(diào)光信號(hào)是硅開關(guān)調(diào)光器產(chǎn)生 的時(shí)變電壓，該開關(guān)功率變換器包括一個(gè)帶有控制終端的開關(guān)，可接收功率因數(shù)校正控制 信號(hào)來控制相位控制調(diào)光信號(hào)的電壓變換，控制器還可用于在相位控制調(diào)光信號(hào)的調(diào)光部分建立開關(guān)功率變換器的輸入電阻，調(diào)光時(shí)，輸入電阻 可使硅開關(guān)調(diào)光器于每半個(gè)相位控制調(diào)光信號(hào)周期以大量連續(xù)的相位延遲產(chǎn)生相位控制 調(diào)光信號(hào)。
29.權(quán)利要求22所述功率控制/照明系統(tǒng)將相位控制調(diào)光信號(hào)轉(zhuǎn)換為調(diào)光信息，控制 器還可用于采用預(yù)定照明輸出函數(shù)將相位控制調(diào)光信號(hào)映射至調(diào)光信息。
30.權(quán)利要求四所述功率控制/照明系統(tǒng)中的預(yù)定照明輸出可用于將相位控制調(diào)光信 號(hào)映射至光強(qiáng)度水平，該水平與相位控制調(diào)光信號(hào)導(dǎo)通角指示的光強(qiáng)度水平不同。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種相位控制調(diào)光兼容照明系統(tǒng)。功率控制/照明系統(tǒng)包括控制器，提供接收專用調(diào)光器信號(hào)的電燈鎮(zhèn)流器與相位控制調(diào)光器之間的兼容。在至少一個(gè)實(shí)例中，控制器將相位控制調(diào)光器信號(hào)轉(zhuǎn)換成可被氣體放電照明系統(tǒng)的電燈鎮(zhèn)流器使用的調(diào)光信息。此外，在至少一個(gè)實(shí)例中，控制器也控制功率控制/照明系統(tǒng)的功率因數(shù)校正。在至少一個(gè)實(shí)例中，控制器提供基于相位控制調(diào)光器信號(hào)的調(diào)光信息，允許電燈鎮(zhèn)流器結(jié)合相位控制調(diào)光器一起使用。
文檔編號(hào)H05B41/39GK102036458SQ20101029951
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者威廉·A·德雷珀, 羅伯特·格麗桑莫 申請人:塞瑞斯邏輯公司