具有自動(dòng)調(diào)平和過壓保護(hù)的自動(dòng)開關(guān)雙向可控硅兼容性電路的制作方法
【專利摘要】呈現(xiàn)具有升壓轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動(dòng)器和鎮(zhèn)流器電路，該升壓轉(zhuǎn)換器具有雙向可控硅兼容性電路，其提供調(diào)節(jié)的電流負(fù)載來適應(yīng)舍相雙向可控硅電路保持電流要求、包括具有過壓保護(hù)的自動(dòng)開關(guān)驅(qū)動(dòng)器電路和調(diào)節(jié)以防熱和負(fù)載波動(dòng)的自動(dòng)調(diào)平電路。
【專利說明】具有自動(dòng)調(diào)平和過壓保護(hù)的自動(dòng)開關(guān)雙向可控硅兼容性電路
【背景技術(shù)】
[0001]白熾燈的連續(xù)調(diào)光典型地使用配備雙向可控硅的壁或用線路與燈泡連接的桌面調(diào)光器電路而實(shí)現(xiàn)，其使用所謂的“舍相(phase cut)”調(diào)光(其中線路AC波形的一部分基本上在每個(gè)AC周期中去除來減少光輸出)。例如緊湊型熒光設(shè)計(jì)(CFL)和LED燈的整體的電子燈近來已經(jīng)變得更流行，其中燈包括電子驅(qū)動(dòng)器電路，用于產(chǎn)生高頻AC電力來驅(qū)動(dòng)熒光燈源或產(chǎn)生DC來驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)LED。這些裝置可以在為白熾燈泡而設(shè)計(jì)的常規(guī)燈中使用并且可包括調(diào)光電路，其允許輸出的光被舍相調(diào)光(雙向可控硅控制)所調(diào)整。舍相壁調(diào)光電路使用雙向可控硅，其需要最小幅度的閉鎖電流和保持電流來繼續(xù)傳導(dǎo)直到完成線路電力半周期。
[0002]用于電子照明電力電路的常規(guī)電容性輸入濾波整流器電路無法提供這些要求，特別對(duì)于低調(diào)光水平，其中輸入電容可以打斷雙向可控硅和它的起動(dòng)電路的連續(xù)性。低功率電阻輸入還可能不足以滿足雙向可控硅要求。不定期雙向可控硅操作可以生成輸入功率的非周期變化，從而在照明系統(tǒng)中導(dǎo)致閃爍。已經(jīng)使用其他類型的升壓電路，其汲取正弦輸入電流，但這些可使調(diào)光器雙向可控硅在電力線路半周期結(jié)束之前停止傳導(dǎo)。因?yàn)檩斎腚娏髟谶@些電路中不是恒定的，雙向可控硅電流可下降到雙向可控硅保持電流以下并且無法維持雙向可控硅傳導(dǎo)。也已采用其他無源技術(shù)，其無法維持恒定輸入電流。因此在照明系統(tǒng)電力電路中提供恒流負(fù)載來防止雙向可控硅類型調(diào)光裝置的提早關(guān)斷，這是可期望的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本公開提供用于例如LED驅(qū)動(dòng)器或AC驅(qū)動(dòng)光源的具有升壓轉(zhuǎn)換器級(jí)的照明系統(tǒng)的電力電路，所述升壓轉(zhuǎn)換器級(jí)具有容納到基于雙向可控硅的調(diào)光器的連接的電路。雙向可控硅兼容性電路提供穩(wěn)定電流來滿足調(diào)光雙向可控硅的保持電流要求以通過維持從起動(dòng)點(diǎn)直到電力線路半周期結(jié)束的雙向可控硅傳導(dǎo)而避免或減輕閃爍問題。公開的兼容性電路的各種方面包括自動(dòng)開關(guān)驅(qū)動(dòng)器電路、過壓保護(hù)和/或自動(dòng)調(diào)平電路，用于調(diào)節(jié)以防改變溫度和/或加載條件。
[0004]根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)方面，提供光源電力電路，其包括整流器、后跟升壓轉(zhuǎn)換器以及隨后的DC到DC轉(zhuǎn)換器電路。該DC到DC轉(zhuǎn)換器電路在某些實(shí)施例中是降壓轉(zhuǎn)換器，其提供輸出來驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)LED光源。在其他實(shí)施例中，提供逆變器，其接收DC到DC轉(zhuǎn)換器電路的輸出并且提供AC輸出來對(duì)突光燈供電。升壓轉(zhuǎn)換器包括具有開關(guān)和驅(qū)動(dòng)器電路的雙向可控硅兼容性電路，該驅(qū)動(dòng)器電路具有感測(cè)在開關(guān)中流動(dòng)的電流的感測(cè)電阻器。驅(qū)動(dòng)器提供控制信號(hào)以根據(jù)跨感測(cè)電阻器的電壓來操作開關(guān)以獨(dú)立于整流器的AC輸入端處的舍相而在升壓轉(zhuǎn)換器中提供調(diào)節(jié)的電流。在某些實(shí)施例中，提供自動(dòng)開關(guān)(自振蕩)驅(qū)動(dòng)器電路，其產(chǎn)生變頻交變的開關(guān)控制信號(hào)。
[0005]在一些實(shí)施例中，雙向可控硅兼容性電路包括自動(dòng)調(diào)平電路，其基于電路中的溫度變化和/或電力電路中的加載變化來選擇性調(diào)整升壓轉(zhuǎn)換器電流。該自動(dòng)調(diào)平電路可使用電容器(其中第一端連接到電路接地)和二極管(其中陽極連接到第二電容器端并且陰極連接到整流器)而實(shí)現(xiàn)，其中電阻器耦合于二極管的陽極與驅(qū)動(dòng)器電路的開關(guān)控制端之間來提供來自電容器的信號(hào)以選擇性調(diào)整升壓轉(zhuǎn)換器電流。某些實(shí)施例可包括過壓保護(hù)電路，其選擇性調(diào)整電流以限制跨總線電容的電壓，其中保護(hù)電路可包括齊納二極管(其中陰極耦合于總線電容)和電阻器，其耦合于該齊納二極管陽極與驅(qū)動(dòng)器電路開關(guān)控制端之間來提供來自齊納二極管的信號(hào)以根據(jù)總線電壓選擇性調(diào)整升壓轉(zhuǎn)換器中的電流。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]在下列詳細(xì)描述和圖中闡述一個(gè)或多個(gè)示范性實(shí)施例，其中:
圖1是圖示根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)方面具有升壓轉(zhuǎn)換器級(jí)的示范性LED驅(qū)動(dòng)器或鎮(zhèn)流器電路的示意圖，該升壓轉(zhuǎn)換器級(jí)包括具有自動(dòng)調(diào)平和過壓保護(hù)電路的自動(dòng)開關(guān)雙向可控硅兼容性電路；
圖2是圖示與舍相調(diào)光器連接用于調(diào)光操作的驅(qū)動(dòng)器或鎮(zhèn)流器的示意圖；
圖3是圖示對(duì)于圖1和2的系統(tǒng)的非舍相操作的雙向可控硅兼容性電路電流和頻率波形的曲線圖；
圖4是圖示由雙向可控硅兼容性電路中的自動(dòng)調(diào)平電路調(diào)整電流波形的曲線圖；
圖5是圖示對(duì)于系統(tǒng)的舍相操作的雙向可控硅兼容性電路電流和頻率波形的曲線圖；圖6是圖示LED驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用中用于對(duì)一個(gè)或多個(gè)LED光源供電的圖1的電路的簡(jiǎn)化示意圖；以及
圖7是在鎮(zhèn)流器實(shí)現(xiàn)中用于對(duì)一個(gè)或多個(gè)熒光燈供電的圖1的電路的簡(jiǎn)化示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0007]現(xiàn)在參照?qǐng)D(其中類似的標(biāo)號(hào)用于指示所有類似的元件，并且各種特征不必按比例繪制)。圖1、6和7圖示示范性LED驅(qū)動(dòng)器或鎮(zhèn)流器電路100，其包括AC輸入級(jí)、整流器BRl和自動(dòng)開關(guān)升壓轉(zhuǎn)換器電路104，其具有轉(zhuǎn)換輸入電力來提供給DC總線的第一開關(guān)裝置Ml。電路100還包括降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器電路106，其具有脈寬調(diào)制開關(guān)M2，該脈寬調(diào)制開關(guān)M2經(jīng)由變壓器繞組Tl和二極管D8而開關(guān)DC總線電力以在驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)(圖6)中驅(qū)動(dòng)LED輸出負(fù)載108。其他DC驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用可以包括接收升壓轉(zhuǎn)換器104的DC輸出并且驅(qū)動(dòng)具有輸出整流器的隔離變壓器用于對(duì)一個(gè)或多個(gè)LED供電的逆變器。此外，如在圖7中看到的，圖示的電路100可以在鎮(zhèn)流器應(yīng)用中使用，其中逆變器107前面的升壓轉(zhuǎn)換器104 (其包括公開的雙向可控硅兼容性電路102)用于驅(qū)動(dòng)例如熒光燈108的AC供電的光源。
[0008]如在圖2中示出的，驅(qū)動(dòng)器100可經(jīng)由與源101和驅(qū)動(dòng)器100串聯(lián)耦合的舍相調(diào)光器200而由具有調(diào)光控制的單相AC源101供電。在該情況下，調(diào)光器控制200使用雙向可控硅T201來對(duì)根據(jù)用戶可調(diào)電阻R201輸出的光調(diào)光而選擇性切斷或中斷AC源101的每個(gè)周期的部分中的電流(舍相)。在某些實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器電路100容置在具有帶AC輸入端的愛迪生燈座的結(jié)構(gòu)中。
[0009]再次參考圖1，驅(qū)動(dòng)器100從單相輸入源接收AC電力并且通過舍相調(diào)光器200的操作來提供調(diào)光功能性。四元件整流器橋BRl對(duì)施加于輸入端的AC輸入電力整流來提供跨電容C2的DC總線電壓，其中在電容C2之后的上部DC總線路徑中提供串聯(lián)電感LI和二極管D4，并且電解電容器C24跨二極管D4后的DC總線而耦合。從而提供升壓轉(zhuǎn)換器電路104，其包括雙向可控硅兼容性電路102，該雙向可控硅兼容性電路102具有自動(dòng)開關(guān)(自振蕩)驅(qū)動(dòng)器電路103，其操作升壓轉(zhuǎn)換器開關(guān)Ml以使用由電感器LI提供的電流而提供跨電解電容器C4的提升的DC總線電壓。
[0010]電路104形成連續(xù)傳導(dǎo)升壓轉(zhuǎn)換器，其獨(dú)立于電力線路電壓的瞬時(shí)值通過維持流過輸入整流器BRl和任何附連的舍相調(diào)光器200的恒定電流而提供與基于雙向可控硅的調(diào)光器的兼容性。電路102的最小電流水平由舍相調(diào)光器200的雙向可控硅的最小保持電流確定。調(diào)光器雙向可控硅典型地具有50ma或更小的保持電流。圖示的電路設(shè)計(jì)成保證至少50ma流來確保一旦雙向可控硅閉鎖，它對(duì)余下的電力線路半周期保持導(dǎo)通并且傳導(dǎo)(直到下一個(gè)零交叉)。采用該方式，兼容性電路102向電力線路提供負(fù)載(無論是否被舍相雙向可控硅中斷)并且實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)，例如大約0.93至0.94。
[0011]兼容性電路102的調(diào)節(jié)電流水平由自振蕩電路103的感測(cè)電阻器R8的值設(shè)置來維持略大于外部雙向可控硅T201的保持電流的電流。瞬態(tài)吸收器D2跨R8連接用于處理高能量爆發(fā)，例如在出現(xiàn)線路瞬態(tài)現(xiàn)象時(shí)或在初始加電(其中可存在涌流來對(duì)電解電容器C4充電)期間。D2跨R8耦合來防止感測(cè)電流中大的瞬態(tài)現(xiàn)象。當(dāng)起動(dòng)雙向可控硅時(shí)，電流將迅速建立并且由電路102維持在保持電流水平附近。從而，雙向可控硅繼續(xù)傳導(dǎo)直到電力線路電壓完成一個(gè)半周期。小輸入電容器C2 (在一個(gè)實(shí)施例中15nF)保證雙向可控硅T201將在沒有多余的輸入電流減幅振蕩的情況下閉鎖，并且之后升壓轉(zhuǎn)換器的自振蕩電路103維持雙向可控硅的傳導(dǎo)。在某些實(shí)施例中，設(shè)置R8以便維持至少50mA雙向可控硅保持電流并且低至6瓦的輸入功率是可能的。圖示的電路106從而便于在使用壁調(diào)光器調(diào)光時(shí)的無閃爍光源操作、提供高功率因數(shù)并且符合FCC類別B消費(fèi)者要求。
[0012]圖1中的雙向可控硅兼容性電路102具有自動(dòng)開關(guān)驅(qū)動(dòng)器電路103，其包括四層開關(guān)配置，該四層開關(guān)配置包括分別經(jīng)由電阻器R3和R4而偏置到上部DC供應(yīng)(在一個(gè)示例中由降壓轉(zhuǎn)換器級(jí)106的電力電路130提供的VCC 15V)的PNP和NPN晶體管Ql和Q2，其中電容器Cl使供應(yīng)VCC穩(wěn)定。Ql的集電極連接到Q2的基極用于SCR類型操作并且Ql的基極作為觸發(fā)控制端而操作，其通過經(jīng)由基極電阻器R7根據(jù)在感測(cè)電阻器R8中流動(dòng)的電流來供應(yīng)足夠的基極-發(fā)射極電壓而致動(dòng)。在該配置中，Ql和Q2共同導(dǎo)通和關(guān)斷，并且該對(duì)通過電阻器R5將信號(hào)提供給由Q3和Q4 (在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，是MBT3946DW)形成的緩沖器。
[0013]PNP晶體管Q3的集電極通過電阻器R9連接到供應(yīng)線路VCC并且NPN晶體管Q4的集電極通過電阻器RlO耦合于Ml的接地端。Q3、Q4對(duì)作為緩沖器操作，其具有連接以基于來自Ql和Q2 (其通過電阻器R5而連接到Q3和Q4的基極)的觸發(fā)信號(hào)而驅(qū)動(dòng)Ml的柵極為高或低的發(fā)射極。電路102作為與開關(guān)Ml、電感器LI和二極管D4結(jié)合的自動(dòng)開關(guān)或自振蕩升壓轉(zhuǎn)換器而操作，其在加電時(shí)自行開動(dòng)。此外，電路102可選地包括經(jīng)由齊納二極管D3和電阻器R6的過壓保護(hù)特征，以及由電容器C10、二極管D9和電阻器Rll形成的自動(dòng)調(diào)平電路120。
[0014]兼容性電路102是自動(dòng)開關(guān)的(自振蕩)并且從而頻率是可變的。在操作中，Ql的基極電路經(jīng)由基極電阻器R7感測(cè)跨R8的電壓，并且當(dāng)通過R8的電流足夠高時(shí)，Ql導(dǎo)通來將Q2的基極拉低。這使PNP晶體管Q2導(dǎo)通，其作為由Q3和Q4形成的緩沖器操作以通過關(guān)斷Q3并且導(dǎo)通Q4而關(guān)斷MOSFET開關(guān)Ml來將Ml的柵極拉低。通過Ml的減少的電流使跨感測(cè)電阻器R8的電壓降低，從而使Ql和Q2關(guān)斷。這允許NPN晶體管Q3的基極上升由此使Q3導(dǎo)通并且使Q4關(guān)斷。因此，Ml的柵極電壓上升并且Ml又導(dǎo)通，并且電路采用該方式以變化的頻率來回振蕩。雙向可控硅兼容性電路102從而提供滯后的自動(dòng)開關(guān)配置，其從加電自振蕩并且在舍相調(diào)光操作期間向電力線路提供連續(xù)負(fù)載等等。圖3中的振蕩頻率310是LI的電感(例如，在一個(gè)實(shí)施例中是25mH)和電流感測(cè)電阻器R8 (在圖1的示例中是近似6 Ω )的函數(shù)。
[0015]圖3圖示曲線圖300，其示出整流器橋輸入電流101和其的電流302，該電流302通過雙向可控硅兼容性電路102傳導(dǎo)，并且圖5中的曲線圖500示出在舍相調(diào)光期間的操作。如在曲線圖300中看到的，兼容性電路振蕩頻率310在電力線路零交叉處從零出發(fā)并且增加到接近電力線路半周期中間的點(diǎn)，其中電解電容器C4通過峰值充電而充電。這引起電流凸起304，在其后頻率310在下一個(gè)線路電力零交叉處減小回到零，并且過程重復(fù)。電路102中的滯后電流302是由FET Ml、電感器LI和二極管D4形成的升壓轉(zhuǎn)換器配置的函數(shù)。電路100從而形成自動(dòng)開關(guān)升壓轉(zhuǎn)換器，其具有對(duì)后續(xù)轉(zhuǎn)換器級(jí)106提供DC總線的輸出電容器C4，其中電流采用具有小的高頻變化和如在圖3中示出的峰值充電凸起304的方波302的一般形式，而不是下面的正弦波。
[0016]自動(dòng)調(diào)平電路120包括電容器C10、二極管D9和電阻器Rll，其連接到Ql的基極電路。電阻器Rll具有與另一基極電阻器R7相同的電阻值(510 Ω)，D9是例如1N4148的普通二極管，并且ClO在圖示的實(shí)施例中是47 μ F電容器。電路120執(zhí)行溫度補(bǔ)償和負(fù)載調(diào)節(jié)，例如來適應(yīng)Ql的基極-發(fā)射極結(jié)的溫度中的變化和/或改變的負(fù)載條件(例如，負(fù)載電流增加或減小)。這樣的變化使電解電容器C4上的電壓改變。
[0017]自動(dòng)調(diào)平電路120通過基本上調(diào)節(jié)電解總線電容器C4的峰值充電脈沖(凸起304)的程度而補(bǔ)償這些變化。電路120測(cè)量流過電解電容器C4 (其支持DC總線)的峰值電流。如果電流太高(其對(duì)應(yīng)于升壓轉(zhuǎn)換器電流中的不足)，驅(qū)動(dòng)器電路103將提升該電流直到峰值電解電流減少到維持高功率因數(shù)和低THD (例如，在圖示的實(shí)施例中小于大約35%)的可接受水平。相反，如果C4的峰值電流太低，電路120將使升壓轉(zhuǎn)換器104的電流降低，由此維持高功率因數(shù)。
[0018]如在圖3中看到的，由兼容性電路102消耗的正常電流302大體上是方波，其中沿標(biāo)稱電流水平306的高頻分量和凸起或脈沖304在C4充電期間出現(xiàn)。通過Ql和Q2的自振蕩電路的Ml的開關(guān)頻率310在周期開始時(shí)是零，并且在凸起304處也是零。在這些點(diǎn)之間，頻率310根據(jù)電力線路電壓斜升并且然后斜降。圖3中的最大頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)于大約45度、135度、225度和315度。凸起304對(duì)應(yīng)于電解電容器C4充電，因?yàn)榇嬖诘偷腇ET開關(guān)頻率，因此略微對(duì)電容器C4充電。如在圖5的曲線圖500中看到的，雙向可控硅兼容性電路102也操作成提供穩(wěn)定電流加載來滿足舍相期間雙向可控硅調(diào)光器200的保持電流要求。
[0019]現(xiàn)在參考圖4中的曲線圖400，兼容性電路102還提供過壓保護(hù)。如果負(fù)載增加，標(biāo)稱電流水平306將趨于減小，但電解電容器峰值充電凸起或尖峰304的持續(xù)時(shí)間和幅度將增加。這是由于通過R8的感測(cè)電流(指示負(fù)載電流)增加，由此迫使FET Ml在充電事件304處持續(xù)更久地保持關(guān)斷。當(dāng)跨感測(cè)電阻器R8的電壓增加時(shí)，電容器C4充電至更高的DC水平?？鏡8的電壓增加還使自動(dòng)調(diào)平電路電容器ClO的充電量增加。在電解電容器充電凸起后退后，負(fù)偏置通過將電流從自動(dòng)調(diào)平電容器ClO傳導(dǎo)通過電阻器Rll而施加于Ql的基極。對(duì)Ql基極電壓的該負(fù)偏移在Ql的導(dǎo)通中引起延遲，因?yàn)榻?jīng)由電阻器R8和R7的正常致動(dòng)必須抵消該偏置來實(shí)現(xiàn)使Ql導(dǎo)通所需要的基極-發(fā)射極電壓。該延遲進(jìn)而允許FET Ml持續(xù)更長(zhǎng)時(shí)間地保持導(dǎo)通，從而將標(biāo)稱電流水平提升到在圖4中看到的更高值308，由此抵消增加的輸出負(fù)載。假設(shè)增加的加載持續(xù)，電路將在更高的標(biāo)稱電流水平308處達(dá)到平衡，在其處凸起幅度304近似是負(fù)載改變之前的樣子。對(duì)負(fù)載減小提供逆向操作，其中電路120對(duì)峰值充電凸起304的幅度中的減少作出反應(yīng)以經(jīng)由電容器ClO和電阻器Rll向Ql基極提供偏移的正偏置。此外，電路120抵消電路組件中的熱漂流效應(yīng)，例如對(duì)晶體管Ql的基極-發(fā)射極結(jié)的改變，等。從而，自動(dòng)調(diào)平電路120在調(diào)節(jié)以防負(fù)載波動(dòng)、溫度變化等方面提供穩(wěn)定性。
[0020]電路102還包括過壓保護(hù)組件D3和R6。當(dāng)系統(tǒng)100的輸出被去載時(shí)，該電路防止DC總線爬升超出設(shè)計(jì)目標(biāo)。在操作中，該瞬態(tài)電壓抑制器(TVS)通過將齊納二極管D3連接到總線電容器C4的正端而感測(cè)升壓轉(zhuǎn)換器的DC總線。齊納D3與電阻器R6串聯(lián)連接，該電阻器R6連接到Ql的基極。如果去除輸出負(fù)載或它的阻抗明顯增加，升壓轉(zhuǎn)換器的閉環(huán)操作將使電解電容器C4的電壓增加。如果電壓上升太遠(yuǎn)，過壓保護(hù)齊納二極管D3 (例如，在一個(gè)示例中具有170伏Vz的SMF 170A)開始傳導(dǎo)。當(dāng)這發(fā)生時(shí)，提供通過電阻器R6到Ql的基極的電流，其使Ql和Q2導(dǎo)通，并且由Q3和Q4形成的緩沖器將使FET Ml關(guān)斷，從而基本上對(duì)Ql基極電路提供正偏置以使Ml關(guān)閉盡快出現(xiàn)。如果跨C4的電壓繼續(xù)上升，可以到達(dá)一定的點(diǎn)，其中經(jīng)由齊納D3和電阻器R6而偏置的Ql基極電路的操作將通過轉(zhuǎn)到高頻操作狀態(tài)而使Ml明顯減少電流。對(duì)于無負(fù)載條件，例如，跨C4的電壓將使電路穩(wěn)定在略高于整流的線路電壓水平，其中Ml以高頻開關(guān)來有效地限制流過Ml的電流的量。從而，雙向可控硅兼容性電路102提供自動(dòng)開關(guān)功能性結(jié)合過壓保護(hù)。
[0021]如上文指出的，電路100可以用作LED陣列類型光源負(fù)載108的DC驅(qū)動(dòng)器，或可以用作后跟逆變器107的初始級(jí)，用于對(duì)鎮(zhèn)流器配置中的熒光燈光源108供電。在示范性電路100中，脈寬調(diào)制的降壓類型電力電路106接收跨C4的DC總線電壓并且包括第二電力開關(guān)(例如，MOSFET)M2。M2根據(jù)由PWM控制器或驅(qū)動(dòng)器Ul施加于M2的柵極的脈寬調(diào)制的控制輸入信號(hào)操作來控制DC電力到輸出負(fù)載108(例如LED陣列或后續(xù)的逆變器級(jí)107)的施加。在某些實(shí)施例中，控制器Ul可以是從Intersil and STMicroelectronics可獲得的轉(zhuǎn)變模式功率因數(shù)校正(PFC)控制器L6562 1C。Ul具有與內(nèi)部誤差放大器耦合的放大器輸入INV，以及增益輸入MULT和內(nèi)部脈寬調(diào)制器，其中驅(qū)動(dòng)輸出⑶向M2的柵極提供PWM控制信號(hào)以至少部分基于放大器輸入INV和增益輸入MULT來設(shè)置輸出功率水平。當(dāng)M2導(dǎo)通時(shí)，電流傳導(dǎo)通過輸出電容器C9和變壓器一次繞組TlC來對(duì)輸出電容器C9充電以提供DC輸出電力來驅(qū)動(dòng)負(fù)載。
[0022]開關(guān)M2從而連同串聯(lián)連接的感測(cè)電阻器R19 —起串聯(lián)連接在繞組TlC與電路接地GND之間。一次電流流過串聯(lián)電路，通過R19的電流在控制器Ul的比較器輸入端CS處提供對(duì)應(yīng)的電壓用于一次電流的周期間控制。驅(qū)動(dòng)輸出GD至少部分根據(jù)感測(cè)的負(fù)載電流、放大器輸入INV和增益輸入MULT經(jīng)由電阻器R18向M2的柵極提供脈寬調(diào)制的控制信號(hào)。Ul包括具有反向輸入INV和輸出COMP的板上誤差放大器，用于允許補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)在INV與COMP引線之間的外部連接。在本實(shí)施例中，電阻器R16和電容器C6如在圖1中示出的那樣與從輸入INV連接到電路接地的電阻器R17連接。圖示的實(shí)施例使用乘法器輸入MULT作為調(diào)光控制輸入來改變柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)GS的占空比并且從而改變輸出電流的水平。到輸入MULT的輸入是與電力線路電壓的整流平均值成比例的DC電壓。雙向可控硅將在它使角度(在這期間電流可以流動(dòng))減少時(shí)使該電壓減少。
[0023]在M2中流動(dòng)的電流經(jīng)由電阻器R19感測(cè)，并且所得的電壓Vs施加于CS引線并且與由乘法器產(chǎn)生的參考比較來確定MOSFET的關(guān)斷。實(shí)際上，根據(jù)用于轉(zhuǎn)變模式操作的ZCD輸入信號(hào)狀態(tài)來選擇性停用柵極驅(qū)動(dòng)輸出GD，其中負(fù)向邊緣觸發(fā)MOSFET的導(dǎo)通。這有利地允許到可選的零電流檢測(cè)電路140的連接使得開關(guān)M2在通過一次繞組TlC的電流為零時(shí)將導(dǎo)通。接地引線GND對(duì)Ul的柵極驅(qū)動(dòng)器電路和信號(hào)部分兩者提供電流返回路徑。
[0024]提供零交叉檢測(cè)電路140，其包括纏繞在變壓器Tl的芯上并且與一次繞組TlC磁耦合的感測(cè)繞組TlA和T1B。電路140還包括將TlA和TlB與電容器C8連接的中心節(jié)點(diǎn)。CS的下端通過二極管D6耦合于VCC并且通過二極管D7耦合于接地，并且旁路電容器C7從VCC連接到接地GND。零交叉電路140使用感測(cè)繞組TlA和TlB感測(cè)一次繞組TlC的零交叉條件并且經(jīng)由電阻器R14而選擇性向PWM控制器Ul的零交叉檢測(cè)輸入ZCD提供信號(hào)，其指示一次繞組TlC的感測(cè)的零交叉條件。
[0025]圖示的電路還包括電力電路130，其提供控制電壓VCC (例如，在一個(gè)實(shí)施例中是15伏)以用于控制器Ul和雙向可控硅兼容性電路102兩者使用。電力電路130包括PNP晶體管Q5，其中集電極經(jīng)由電阻器R13而耦合于上部DC總線線路并且柵極通過電阻器R12而耦合于上部DC總線并且經(jīng)由14V齊納二極管D5而耦合于電路接地GND。
[0026]感測(cè)電路110 (圖1)與輸入端耦合來向Ul的增益輸入MULT提供傳感器信號(hào)。圖示的實(shí)施例中的感測(cè)電路110經(jīng)由耦合于第一 AC輸入端與增益輸入MULT之間的電阻器Rl以及稱合于第二 AC輸入端與增益輸入MULT之間的第二電阻器R2而產(chǎn)生傳感器信號(hào),其中電阻器Rl和R2形成分壓器，其中電阻器R15從MULT端連接到接地GND，并且濾波電容器C5跨R15并聯(lián)連接。感測(cè)電路110向增益輸入MULT提供作為全波整流波形的傳感器信號(hào)，其具有對(duì)應(yīng)于施加的輸入電壓的DC水平。因此，在操作舍相調(diào)光器200用于對(duì)光源輸出調(diào)光時(shí)，MULT輸入信號(hào)值將減少。作為響應(yīng)，控制器Ul根據(jù)MULT輸入信號(hào)值修改在GD端處的脈寬調(diào)制的輸出以選擇性地使提供給負(fù)載的DC輸出電力減少。
[0027]上文的示例僅僅說明本公開的各種方面的若干可能的實(shí)施例，其中當(dāng)本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員閱讀并且理解該說明書和附圖時(shí)，他們將想到等同的改動(dòng)和/或修改。特別關(guān)于由上文描述的組件(組裝件、裝置、系統(tǒng)、電路等等)執(zhí)行的各種功能，即使在結(jié)構(gòu)上不等同于執(zhí)行在本公開的圖示實(shí)現(xiàn)中的功能的公開結(jié)構(gòu)，用于描述這樣的組件的術(shù)語(包括對(duì)于“部件”的引用)意在對(duì)應(yīng)于(除非另外指出)執(zhí)行描述的組件的指定功能的任何組件(即，其在功能上等同)，例如硬件、處理器執(zhí)行的軟件或其的組合。盡管本公開的特定特征可能已經(jīng)關(guān)于若干實(shí)現(xiàn)中的唯一一個(gè)說明和/或描述，這樣的特征可與其他實(shí)現(xiàn)中的一個(gè)或多個(gè)其他特征結(jié)合，如對(duì)于任何給定或特定應(yīng)用可能是期望和有利的。此外，對(duì)單數(shù)個(gè)組件或項(xiàng)的引用意在包含兩個(gè)或以上這樣的組件或項(xiàng)，除非另外指定。同樣，就術(shù)語“包括(including/includes)”、“具有(having/has)”、“帶有”或其變化形式在詳細(xì)描述和/或在權(quán)利要求中使用來說，這樣的術(shù)語在某種意義上與術(shù)語“包含”相似地意在為包括性的。本發(fā)明已經(jīng)參照優(yōu)選實(shí)施例描述。顯然，當(dāng)其他人閱讀并且理解前面的詳細(xì)描述時(shí)他們將想到修改和改動(dòng)。規(guī)定本發(fā)明解釋為包括所有這樣的修改和改動(dòng)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于對(duì)至少一個(gè)光源供電的電路，包括: 整流器，其具有接收AC輸入電力的AC輸入端和提供整流的DC電力的第一和第二 DC輸出端； 升壓轉(zhuǎn)換器，其從所述整流器接收所述整流的DC電力并且提供第一 DC輸出，所述升壓轉(zhuǎn)換器包括: 電感，其具有與所述整流器的第一 DC輸出端耦合的第一端，以及第二端， 二極管，其具有與所述電感的第二端耦合的陽極，以及陰極， 總線電容，其具有與所述二極管的陰極耦合的第一端以及耦合于電路接地節(jié)點(diǎn)的第二端，以及 雙向可控硅兼容性電路，其包括: 開關(guān)裝置，其耦合于所述二極管的陽極與所述電路接地之間，并且包括控制端，所述開關(guān)裝置操作成根據(jù)在所述控制端處接收的信號(hào)選擇性地使所述二極管的陽極與所述電路接地電耦合或使所述二極管的陽極從所述電路接地?cái)嚅_，以及 自動(dòng)開關(guān)驅(qū)動(dòng)器電路，其包括耦合于所述電路接地與所述整流器的第二 DC輸出端之間的感測(cè)電阻器來感測(cè)在所述開關(guān)裝置中流動(dòng)的電流，所述自動(dòng)開關(guān)驅(qū)動(dòng)器電路操作成至少部分基于跨所述感測(cè)電阻器的電壓來向所述開關(guān)裝置的控制端提供變頻交變的開關(guān)控制信號(hào)以獨(dú)立于所述整流器的AC輸入端處的舍相而在所述升壓轉(zhuǎn)換器中提供調(diào)節(jié)的電流；以及 DC到DC轉(zhuǎn)換器電路，其中DC輸入端與所述總線電容的第一和第二端耦合，并且DC輸出端提供第二 DC輸出以直接或間`接地向至少一個(gè)光源提供電力。
2.如權(quán)利要求1所述的電路，其中，所述DC到DC轉(zhuǎn)換器電路是降壓轉(zhuǎn)換器，其提供輸出來驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)LED光源。
3.如權(quán)利要求1所述的電路，包括逆變器，所述逆變器從所述DC到DC轉(zhuǎn)換器電路接收第二 DC輸出并且提供AC輸出來對(duì)至少一個(gè)熒光燈供電。
4.如權(quán)利要求1所述的電路，其中，所述雙向可控硅兼容性電路包括自動(dòng)調(diào)平電路，其操作地與所述自動(dòng)開關(guān)驅(qū)動(dòng)器電路耦合以基于電路中的溫度變化和電路中的加載變化中的至少一個(gè)而選擇性地調(diào)整所述升壓轉(zhuǎn)換器中的電流。
5.如權(quán)利要求4所述的電路，其中，所述自動(dòng)調(diào)平電路包括: 電容器，其具有連接到所述電路接地的第一端，以及第二端； 二極管，其具有連接到所述電容器的第二端的陽極和連接到所述整流器的第二 DC輸出端的陰極；以及 電阻器，其耦合于所述二極管的陽極與所述自動(dòng)開關(guān)驅(qū)動(dòng)器電路的開關(guān)控制端之間以提供來自所述電容器的信號(hào)以選擇性地調(diào)整所述升壓轉(zhuǎn)換器中的電流。
6.如權(quán)利要求5所述的電路，其中，所述雙向可控硅兼容性電路包括過壓保護(hù)電路，其操作地與所述自動(dòng)開關(guān)驅(qū)動(dòng)器電路耦合以選擇性地調(diào)整所述升壓轉(zhuǎn)換器中的電流來限制跨所述總線電容的電壓。
7.如權(quán)利要求6所述的電路，其中，所述過壓保護(hù)電路包括: 齊納二極管，其具有耦合于所述總線電容的第一端的陰極，以及陽極；和 電阻器，其耦合于所述齊納二極管的陽極與所述自動(dòng)開關(guān)驅(qū)動(dòng)器電路的開關(guān)控制端之間來提供來自所述齊納二極管的信號(hào)以至少部分基于跨所述總線電容的電壓來選擇性調(diào)整所述升壓轉(zhuǎn)換器中的電流。
8.如權(quán)利要求4所述的電路，其中，所述雙向可控硅兼容性電路包括過壓保護(hù)電路，其操作地與所述自動(dòng)開關(guān)驅(qū)動(dòng)器電路耦合以選擇性地調(diào)整所述升壓轉(zhuǎn)換器中的電流來限制跨所述總線電容的電壓。
9.如權(quán)利要求8所述的電路，其中，所述過壓保護(hù)電路包括: 齊納二極管，其具有耦合于所述總線電容的第一端的陰極，以及陽極；和 電阻器，其耦合于所述齊納二極管的陽極與所述自動(dòng)開關(guān)驅(qū)動(dòng)器電路的開關(guān)控制端之間來提供來自所述齊納二極管的信號(hào)以至少部分基于跨所述總線電容的電壓來選擇性調(diào)整所述升壓轉(zhuǎn)換器中的電流。
10.如權(quán)利要求1所述的電路，其中，所述雙向可控硅兼容性電路包括過壓保護(hù)電路，其操作地與所述自動(dòng)開關(guān)驅(qū)動(dòng)器電路耦合以選擇性地調(diào)整所述升壓轉(zhuǎn)換器中的電流來限制跨所述總線電容的電壓。
11.如權(quán)利要 求10所述的電路，其中，所述過壓保護(hù)電路包括: 齊納二極管，其具有耦合于所述總線電容的第一端的陰極，以及陽極；和 電阻器，其耦合于所述齊納二極管的陽極與所述自動(dòng)開關(guān)驅(qū)動(dòng)器電路的開關(guān)控制端之間來提供來自所述齊納二極管的信號(hào)以至少部分基于跨所述總線電容的電壓來選擇性調(diào)整所述升壓轉(zhuǎn)換器中的電流。
12.一種用于對(duì)至少一個(gè)光源供電的電路，包括: 整流器，其具有接收AC輸入電力的AC輸入端和提供整流的DC電力的第一和第二 DC輸出端； 升壓轉(zhuǎn)換器，其從所述整流器接收所述整流的DC電力并且提供第一 DC輸出，所述升壓轉(zhuǎn)換器包括: 電感，其具有與所述整流器的第一 DC輸出端耦合的第一端，以及第二端， 二極管，其具有與所述電感的第二端耦合的陽極，以及陰極， 總線電容，其具有與所述二極管的陰極耦合的第一端以及耦合于電路接地節(jié)點(diǎn)的第二端，以及 雙向可控硅兼容性電路，其包括: 開關(guān)裝置，其耦合于所述二極管的陽極與所述電路接地之間，并且包括控制端，所述開關(guān)裝置操作成根據(jù)在所述控制端處接收的信號(hào)選擇性地使所述二極管的陽極與所述電路接地電耦合或使所述二極管的陽極從所述電路接地?cái)嚅_，以及 驅(qū)動(dòng)器電路，其包括耦合于所述電路接地與所述整流器的第二 DC輸出端之間的感測(cè)電阻器來感測(cè)在所述開關(guān)裝置中流動(dòng)的電流，所述自動(dòng)開關(guān)驅(qū)動(dòng)器電路操作成至少部分基于跨所述感測(cè)電阻器的電壓來向所述開關(guān)裝置的控制端提供開關(guān)控制信號(hào)以獨(dú)立于所述整流器的AC輸入端處的舍相而在所述升壓轉(zhuǎn)換器中提供調(diào)節(jié)的電流，和 自動(dòng)調(diào)平電路，其操作地與所述驅(qū)動(dòng)器電路耦合以基于電路中的溫度變化和電路中的加載變化中的至少一個(gè)而選擇性地調(diào)整所述升壓轉(zhuǎn)換器中的電流；以及 DC到DC轉(zhuǎn)換器電路，其中DC輸入端與所述總線電容的第一和第二端耦合，并且DC輸出端提供第二 DC輸出以直接或間接地向至少一個(gè)光源提供電力。
13.如權(quán)利要求12所述的電路，其中，所述自動(dòng)調(diào)平電路包括: 電容器，其具有連接到所述電路接地的第一端，以及第二端； 二極管，其具有連接到所述電容器的第二端的陽極和連接到所述整流器的第二 DC輸出端的陰極；以及 電阻器，其耦合于所述二極管的陽極與所述驅(qū)動(dòng)器電路的開關(guān)控制端之間以提供來自所述電容器的信號(hào)以選擇性地調(diào)整所述升壓轉(zhuǎn)換器中的電流。
14.如權(quán)利要求13所述的電路，其中，所述雙向可控硅兼容性電路包括過壓保護(hù)電路，其操作地與所述驅(qū)動(dòng)器電路耦合以選擇性地調(diào)整所述升壓轉(zhuǎn)換器中的電流來限制跨所述總線電容的電壓。
15.如權(quán)利要求14所述的電路，其中，所述過壓保護(hù)電路包括: 齊納二極管，其具有耦合于所述總線電容的第一端的陰極，以及陽極；和 電阻器，其耦合于所述齊納二極管的陽極與所述驅(qū)動(dòng)器電路的開關(guān)控制端之間來提供來自所述齊納二極管的信號(hào)以至少部分基于跨所述總線電容的電壓來選擇性調(diào)整所述升壓轉(zhuǎn)換器中的電流。
16.如權(quán)利要求12所述的電路，其中，所述雙向可控硅兼容性電路包括過壓保護(hù)電路，其操作地與所述驅(qū)動(dòng)器電路耦合以選擇性地調(diào)整所述升壓轉(zhuǎn)換器中的電流來限制跨所述總線電容的電壓。
17.如權(quán)利要求16所述的電路，其中，所述過壓保護(hù)電路包括: 齊納二極管，其具有耦合于所述總線電容的第一端的陰極，以及陽極；和 電阻器，其耦合于所述齊納二極管的陽極與所述驅(qū)動(dòng)器電路的開關(guān)控制端之間來提供來自所述齊納二極管的信號(hào)以至少部分基于跨所述總線電容的電壓來選擇性調(diào)整所述升壓轉(zhuǎn)換器中的電流。
18.一種用于對(duì)至少一個(gè)光源供電的電路，包括: 整流器，其具有接收AC輸入電力的AC輸入端和提供整流的DC電力的第一和第二 DC輸出端； 升壓轉(zhuǎn)換器，其從所述整流器接收所述整流的DC電力并且提供第一 DC輸出，所述升壓轉(zhuǎn)換器包括: 電感，其具有與所述整流器的第一 DC輸出端耦合的第一端，以及第二端， 二極管，其具有與所述電感的第二端耦合的陽極，以及陰極， 總線電容，其具有與所述二極管的陰極耦合的第一端以及耦合于電路接地節(jié)點(diǎn)的第二端，以及 雙向可控硅兼容性電路，其包括: 開關(guān)裝置，其耦合于所述二極管的陽極與所述電路接地之間，并且包括控制端，所述開關(guān)裝置操作成根據(jù)在所述控制端處接收的信號(hào)選擇性地使所述二極管的陽極與所述電路接地電耦合或使所述二極管的陽極從所述電路接地?cái)嚅_， 驅(qū)動(dòng)器電路，其包括耦合于所述電路接地與所述整流器的第二 DC輸出端之間的感測(cè)電阻器來感測(cè)在所述開關(guān)裝置中流動(dòng)的電流，所述自動(dòng)開關(guān)驅(qū)動(dòng)器電路操作成至少部分基于跨所述感測(cè)電阻器的電壓來向所述開關(guān)裝置的控制端提供開關(guān)控制信號(hào)以獨(dú)立于所述整流器的AC輸入端處的舍相而在所述升壓轉(zhuǎn)換器中提供調(diào)節(jié)的電流，和過壓保護(hù)電路，其操作地與所述驅(qū)動(dòng)器電路耦合以選擇性地調(diào)整所述升壓轉(zhuǎn)換器中的電流來限制跨所述總線電容的電壓；以及 DC到DC轉(zhuǎn)換器電路，其中DC輸入端與所述總線電容的第一和第二端耦合，并且DC輸出端提供第二 DC輸出以直接或間接地向至少一個(gè)光源提供電力。
19.如權(quán)利要求18所述的電路，其中，所述過壓保護(hù)電路包括: 齊納二極管，其具有耦合于所述總線電容的第一端的陰極，以及陽極；和電阻器，其耦合于所述齊納二極管的陽極與所述驅(qū)動(dòng)器電路的開關(guān)控制端之間來提供來自所述齊納二極管的信號(hào)以至少部分基于跨所述總線電容的電壓來選擇性調(diào)整所述升壓轉(zhuǎn)換器 中的電流。
【文檔編號(hào)】H05B33/08GK103430623SQ201280012770
【公開日】2013年12月4日 申請(qǐng)日期:2012年2月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月11日
【發(fā)明者】L.R.尼羅內(nèi) 申請(qǐng)人:通用電氣公司