可控硅調(diào)光電路以及調(diào)光控制方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種可控硅調(diào)光電路，包括可控硅調(diào)節(jié)器、整流電路、濾波電路、功率變換器以及調(diào)光控制電路，所述調(diào)光控制電路包括：導(dǎo)通角度檢測(cè)電路、輸出電流反饋控制電路、輸入電流控制電路、最大工作時(shí)間檢測(cè)電路、邏輯運(yùn)算電路。本發(fā)明還揭示了一種調(diào)光控制方法，通過(guò)控制所述功率變換器開(kāi)啟與關(guān)斷，使得在可控硅調(diào)節(jié)器關(guān)斷后，所述輸入電流采樣信號(hào)一直在所述預(yù)設(shè)值附近波動(dòng)，使得所述交流輸入電流小于所述可控硅調(diào)節(jié)器的維持電流。本發(fā)明的可控硅調(diào)光電路和調(diào)光控制方法，能夠避免所述可控硅調(diào)節(jié)器在工頻周期內(nèi)重復(fù)開(kāi)啟，使得調(diào)光曲線更線性，避免LED燈光閃爍。
【專利說(shuō)明】可控硅調(diào)光電路以及調(diào)光控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電設(shè)備的功率調(diào)節(jié)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種可控硅調(diào)光電路以及調(diào)光控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的燈光控制中，一般都使用可控硅調(diào)節(jié)器來(lái)控制燈光的亮、滅及其亮度。在現(xiàn)有技術(shù)中，可控硅調(diào)光電路10如圖1所示，交流輸入電源110經(jīng)可控硅調(diào)節(jié)器120，整流電路130，濾波電容140，功率變換器150的處理后，給負(fù)載160供能。
[0003]在圖2中，(a)表示經(jīng)整流電路130后的母線電壓的波形示意圖，其中，縱坐標(biāo)表示電壓(V)，橫坐標(biāo)表示時(shí)間t (ms) ；(b)表示交流輸入電流Iac的波形示意圖，其中，縱坐標(biāo)表示電流(A)，橫坐標(biāo)表示時(shí)間t (ms)。其中，可控硅調(diào)節(jié)器120中具有三端雙向可控硅(TRIAC)，在半個(gè)工頻周期內(nèi)(如圖2中t’ ft’ 4所示)，當(dāng)所述可控硅調(diào)光電路10的輸出功率較小時(shí)，所述交流輸入電流Ia。在t’ I時(shí)刻減小到TRIAC的維持電流以下，所述TRIAC關(guān)斷；
[0004]然后，等待一段充電時(shí)間后，在t’ 2時(shí)刻，TRIAC又重新開(kāi)啟，所述交流輸入電流Iac大于TRIAC的維持電流；
[0005]在t’ 3時(shí)刻，所述交流輸入電流Iac再次減小到TRIAC的維持電流，TRIAC再次關(guān)斷；
[0006]之后，在t’ 4時(shí)刻，當(dāng)達(dá)到TRIAC的導(dǎo)通條件時(shí)，TRIAC開(kāi)啟，進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)。
[0007]然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，在t’2時(shí)刻，TRIAC的重新開(kāi)啟會(huì)影響交流輸入電源110的輸入功率，從而使得所述功率變換器150的母線電壓Vbus跳動(dòng)，導(dǎo)致負(fù)載160的LED燈光發(fā)生閃爍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于，提供一種可控硅調(diào)光電路以及調(diào)光控制方法，能夠避免所述可控硅調(diào)節(jié)器在工頻周期內(nèi)重復(fù)開(kāi)啟，使得調(diào)光曲線更線性，避免LED燈光閃爍。
[0009]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種可控硅調(diào)光電路，包括可控硅調(diào)節(jié)器、整流電路、濾波電路、功率變換器以及調(diào)光控制電路，所述可控硅調(diào)節(jié)器、整流電路和濾波電路可用于將交流電源轉(zhuǎn)換為母線電壓提供給所述功率變換器，其特征在于，所述調(diào)光控制電路包括:
[0010]導(dǎo)通角度檢測(cè)電路，接收表征所述母線電壓的母線電壓采樣信號(hào)，將所述母線電壓采樣信號(hào)與閾值電壓進(jìn)行比較，并輸出導(dǎo)通角度信號(hào)；
[0011 ] 輸出電流反饋控制電路，接收所述導(dǎo)通角度信號(hào)和表征所述功率變換器輸出電流的輸出電流反饋信號(hào)，并根據(jù)所述導(dǎo)通角度信號(hào)和所述輸出電流反饋信號(hào)產(chǎn)生第一控制信號(hào);
[0012]輸入電流控制電路，接收表征所述功率變換器輸入電流的輸入電流采樣信號(hào)，將所述輸入電流采樣信號(hào)與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，并輸出第二控制信號(hào)；其中，所述預(yù)設(shè)值小于所述可控硅調(diào)節(jié)器的維持電流；
[0013]最大工作時(shí)間檢測(cè)電路，接收所述導(dǎo)通角度信號(hào)，對(duì)所述導(dǎo)通角度信號(hào)的有效時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)所述有效時(shí)間達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，產(chǎn)生有效的第三控制信號(hào)；當(dāng)所述導(dǎo)通角度信號(hào)變?yōu)闊o(wú)效時(shí)，產(chǎn)生無(wú)效的第三控制信號(hào)；
[0014]邏輯運(yùn)算電路，接收所述第一控制信號(hào)、第二控制信號(hào)和第三控制信號(hào)，并輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0015]進(jìn)一步的，在所述可控硅調(diào)光電路中，所述導(dǎo)通角度檢測(cè)電路包括一第一比較器，所述第一比較器的同相輸入端接收所述母線電壓采樣信號(hào)，所述第一比較器的反相輸入端接收所述閾值電壓。
[0016]進(jìn)一步的，在所述可控硅調(diào)光電路中，所述輸出電流反饋控制電路包括低通濾波器、輸出電流采樣電路、跨導(dǎo)運(yùn)算放大器、補(bǔ)償電路、第二比較器，其中，
[0017]所述低通濾波器接收所述導(dǎo)通角度信號(hào)，并將所述導(dǎo)通角度信號(hào)轉(zhuǎn)換為輸出電流參考信號(hào)；
[0018]所述輸出電流采樣電路檢測(cè)所述功率變換器的輸出電流，得到所述輸出電流反饋
信號(hào);
[0019]所述跨導(dǎo)運(yùn)算放大器和所述補(bǔ)償電路對(duì)所述輸出電流參考信號(hào)和輸出電流反饋信號(hào)進(jìn)行比較放大和補(bǔ)償后，輸出補(bǔ)償信號(hào)；
[0020]所述第二比較器的同相輸入端接收所述補(bǔ)償信號(hào)，所述第二比較器的反相輸入端接收第一參考電壓，并輸出所述第一控制信號(hào)。
[0021 ] 進(jìn)一步的，在所述可控硅調(diào)光電路中，所述輸入電流控制電路包括輸入電流采樣電路和第三比較器，其中，所述輸入電流采樣電路檢測(cè)將所述輸入電流采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，所述第三比較器的同相輸入端接收所述電壓信號(hào)，所述第三比較器的反相輸入端接收所述預(yù)設(shè)值，并輸出所述第二控制信號(hào)。
[0022]進(jìn)一步的，在所述可控硅調(diào)光電路中，所述最大工作時(shí)間檢測(cè)電路包括最大工作時(shí)間計(jì)時(shí)電路、角度信號(hào)有效時(shí)間檢測(cè)電路、RS觸發(fā)器；其中，
[0023]所述最大工作時(shí)間計(jì)時(shí)電路在檢測(cè)到所述導(dǎo)通角度信號(hào)為有效時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)到所述預(yù)設(shè)時(shí)間，所述最大工作時(shí)間計(jì)時(shí)電路輸出置位信號(hào)；
[0024]所述角度信號(hào)有效時(shí)間檢測(cè)電路檢測(cè)到所述導(dǎo)通角度信號(hào)變?yōu)闊o(wú)效時(shí)，復(fù)位所述最大工作時(shí)間計(jì)時(shí)電路，并輸出復(fù)位信號(hào)；
[0025]所述RS觸發(fā)器根據(jù)所述置位信號(hào)和所述復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生所述第三控制信號(hào)。
[0026]進(jìn)一步的，在所述可控硅調(diào)光電路中，當(dāng)所述第一控制信號(hào)為有效，且所述第二控制信號(hào)或第三控制信號(hào)中的一個(gè)或兩個(gè)為無(wú)效時(shí)，所述邏輯運(yùn)算電路輸出的所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)為有效，控制所述功率變換器導(dǎo)通。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的另一面，本發(fā)明還提供一種用于可控硅調(diào)光電路的調(diào)光控制方法，包括:
[0028]接收交流輸入電源；
[0029]所述交流輸入電源通過(guò)可控硅調(diào)節(jié)器和整流濾波電路后，得到母線電壓以提供給功率變換器；[0030] 采樣所述母線電壓、所述功率變換器的輸入電流和輸出電流，分別得到母線電壓采樣信號(hào)，輸入電流采樣信號(hào)和輸出電流反饋信號(hào)；
[0031]根據(jù)所述母線電壓采樣信號(hào)判斷所述功率變換器的正常工作時(shí)間是否達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間；
[0032]當(dāng)所述功率變換器的正常工作時(shí)間小于所述預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，根據(jù)所述母線電壓采樣信號(hào)和所述輸出電流反饋信號(hào)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
[0033]當(dāng)所述功率變換器的正常工作時(shí)間達(dá)到所述預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，產(chǎn)生無(wú)效的所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制所述功率變換器關(guān)斷，所述可控硅調(diào)節(jié)器隨所述功率變換器關(guān)斷；
[0034]當(dāng)所述功率變換器的正常工作時(shí)間大于所述預(yù)設(shè)時(shí)間，且所述輸入電流采樣信號(hào)大于預(yù)設(shè)值時(shí)，產(chǎn)生無(wú)效的所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制所述功率變換器關(guān)斷；
[0035]當(dāng)所述功率變換器的正常工作時(shí)間小于所述預(yù)設(shè)時(shí)間，且所述輸入電流采樣信號(hào)小于所述預(yù)設(shè)值時(shí)，產(chǎn)生有效的所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制所述功率變換器開(kāi)啟；
[0036]其中，所述預(yù)設(shè)值小于所述可控硅調(diào)節(jié)器的維持電流。
[0037]進(jìn)一步的，在所述調(diào)光控制方法中，所述調(diào)光控制方法還包括:
[0038]將所述電壓信號(hào)與閾值電壓進(jìn)行比較，得到導(dǎo)通角度信號(hào)。
[0039]進(jìn)一步的，在所述調(diào)光控制方法中，所述調(diào)光控制方法還包括:
[0040]將所述導(dǎo)通角度信號(hào)轉(zhuǎn)換為輸出電流參考信號(hào)，根據(jù)所述輸出電流參考信號(hào)和所述輸出電流反饋信號(hào)，產(chǎn)生第一控制信號(hào)。
[0041]進(jìn)一步的，在所述調(diào)光控制方法中，所述調(diào)光控制方法還包括:
[0042]將所述輸入電流采樣信號(hào)與與預(yù)設(shè)信號(hào)進(jìn)行比較，產(chǎn)生第二控制信號(hào)。
[0043]進(jìn)一步的，在所述調(diào)光控制方法中，所述調(diào)光控制方法還包括:
[0044]對(duì)所述導(dǎo)通角度信號(hào)的有效時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)所述有效時(shí)間達(dá)到所述預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，產(chǎn)生有效的第三控制信號(hào)；
[0045]當(dāng)所述導(dǎo)通角度信號(hào)變?yōu)闊o(wú)效時(shí)，產(chǎn)生無(wú)效的第三控制信號(hào)。
[0046]進(jìn)一步的，在所述調(diào)光控制方法中，所述調(diào)光控制方法還包括:
[0047]根據(jù)所述第一控制信號(hào)，所述第二控制信號(hào)和所述第三控制信號(hào)，產(chǎn)生所述驅(qū)動(dòng)信號(hào);
[0048]當(dāng)所述第一控制信號(hào)為有效，且第二控制信號(hào)或第三控制信號(hào)中的一個(gè)或兩個(gè)為無(wú)效時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)為有效，控制所述功率變換器導(dǎo)通。
[0049]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的可控硅調(diào)光電路以及調(diào)光控制方法具有以下優(yōu)
占-
^ \\\.[0050]在本發(fā)明提供的可控硅調(diào)光電路中，所述調(diào)光控制電路通過(guò)采樣所述母線電壓、所述功率變換器的輸入電流和輸出電流，分別得到母線電壓采樣信號(hào)、輸入電流采樣信號(hào)和輸出電流反饋信號(hào)，并根據(jù)母線電壓采樣信號(hào)、輸入電流采樣信號(hào)和輸出電流反饋信號(hào)，所述調(diào)光控制電路檢測(cè)所述功率變換器的正常工作時(shí)間和所述交流輸入的電流信號(hào)，并輸出一驅(qū)動(dòng)信號(hào)給所述功率變換器，與現(xiàn)有技術(shù)相比，在所述可控硅調(diào)節(jié)器關(guān)斷期間:當(dāng)所述輸入電流采樣信號(hào)大于預(yù)設(shè)值時(shí)，產(chǎn)生的所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)為無(wú)效，控制所述功率變換器關(guān)斷，當(dāng)所述輸入電流采樣信號(hào)小于預(yù)設(shè)值時(shí)，產(chǎn)生的所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)為有效，從而控制所述功率變換器開(kāi)啟，使得所述輸入電流采樣信號(hào)一直在所述預(yù)設(shè)值附近波動(dòng)，所述交流輸入電流小于所述可控硅調(diào)節(jié)器的維持電流，避免所述可控硅調(diào)節(jié)器在工頻周期內(nèi)重復(fù)開(kāi)啟，使得調(diào)光曲線更線性，避免LED燈光閃爍。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0051]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中可控硅調(diào)光電路的電路圖；
[0052]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中可控硅調(diào)光電路的主要波形示意圖；
[0053]圖3為本發(fā)明一實(shí)施例中可控硅調(diào)光電路的電路圖；
[0054]圖4為本發(fā)明一實(shí)施例中可控硅調(diào)光電路的具體電路圖；
[0055]圖5為本發(fā)明一實(shí)施例中可控硅調(diào)光電路的主要波形示意圖；
[0056]圖6為圖5中t2_t3時(shí)刻的波形放大示意圖？
【具體實(shí)施方式】
[0057]為了清楚，不描述實(shí)際實(shí)施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠?huì)使本發(fā)明由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實(shí)際實(shí)施例的開(kāi)發(fā)中，必須做出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個(gè)實(shí)施例改變?yōu)榱硪粋€(gè)實(shí)施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開(kāi)發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費(fèi)時(shí)間的，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)僅僅是常規(guī)工作。
[0058]在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書(shū)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0059]以下具體說(shuō)明本發(fā)明的詳細(xì)工作過(guò)程，請(qǐng)參考圖3，圖3為本發(fā)明一實(shí)施例中可控硅調(diào)光電路的電路圖。如圖3所示，所述可控硅調(diào)光電路20包括可控硅調(diào)節(jié)器220、整流電路230、濾波電路240、功率變換器250和調(diào)光控制電路500。交流輸入電源210通過(guò)所述可控硅調(diào)節(jié)器220、所述整流電路230和所述濾波電路240后，得到母線電壓Vbus，然后經(jīng)所述功率變換器250的調(diào)節(jié)后輸出給所述負(fù)載260。
[0060]一般的,所述可控娃調(diào)節(jié)器220包括可變電阻R1、電容C1、雙向可控娃(DIAC)、三端雙向可控硅(TRIAC)，如圖3所示。
[0061 ] 所述調(diào)光控制電路500采樣所述母線電壓Vbus、所述功率變換器250的輸入電流和輸出電流，分別得到母線電壓采樣信號(hào)vb，輸入電流采樣信號(hào)Iin和輸出電流反饋信號(hào)10 ；
[0062]根據(jù)所述母線電壓采樣信號(hào)Vb判斷所述功率變換器250的正常工作時(shí)間是否達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間；
[0063]當(dāng)所述功率變換器250的正常工作時(shí)間小于所述預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，根據(jù)所述母線電壓采樣信號(hào)\和所述輸出電流反饋信號(hào)10產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vgate ；
[0064]當(dāng)所述功率變換器250的正常工作時(shí)間達(dá)到所述預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，產(chǎn)生的所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vgate為無(wú)效，控制所述功率變換器250關(guān)斷，所述可控硅調(diào)節(jié)器220隨之關(guān)斷；
[0065]之后，判斷所述輸入電流采樣信號(hào)Iin是否大于預(yù)設(shè)值時(shí)，其中，所述預(yù)設(shè)值小于所述可控硅調(diào)節(jié)器的維持電流；
[0066]當(dāng)所述輸入電流采樣信號(hào)Iin大于預(yù)設(shè)值時(shí)，產(chǎn)生的所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vgate為無(wú)效，控制所述功率變換器250關(guān)斷；[0067]當(dāng)所述輸入電流采樣信號(hào)Iin小于預(yù)設(shè)值時(shí)，產(chǎn)生的所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vgate為有效，控制所述功率變換器250開(kāi)啟；
[0068]從而使得所述輸入電流采樣信號(hào)Iin—直在所述預(yù)設(shè)值附近波動(dòng)，保證所述交流輸入電流Iac始終小于所述三端雙向可控硅TRIAC的維持電流，可以較好地避免所述三端雙向可控硅TRIAC在同一開(kāi)關(guān)周期內(nèi)重復(fù)開(kāi)啟，使得調(diào)光曲線更線性，避免負(fù)載260 (例如LED負(fù)載)閃爍。
[0069]圖4為本發(fā)明一實(shí)施例中可控硅調(diào)光電路的具體電路圖，在圖4中，相同的參考標(biāo)號(hào)表示等同于圖3中標(biāo)號(hào)。如圖4所示，所述調(diào)光控制電路500包括:導(dǎo)通角度檢測(cè)電路501、輸出電流反饋控制電路502、輸入電流控制電路503、最大工作時(shí)間檢測(cè)電路504、以及邏輯運(yùn)算電路505。
[0070]其中，所述導(dǎo)通角度檢測(cè)電路501接收經(jīng)整流濾波后的母線電壓采樣信號(hào)Vb，將所述母線電壓米樣信號(hào)Vb與一閾值電壓vthMsh()ld進(jìn)行比較，并輸出一導(dǎo)通角度信號(hào)vangle。其中，所述閾值電壓Vttoestold的電壓值略大于零，例如為IV，但是所述閾值電壓Vthreshtjld的電壓值并不限于為IV。較佳的，所述導(dǎo)通角度檢測(cè)電路501包括一第一比較器Al，所述第一比較器Al的同相輸入端接收所述母線電壓采樣信號(hào)Vb，所述第一比較器Al的反相輸入端接收所述閾值電壓Vth_h()ld。當(dāng)所述母線電壓采樣信號(hào)Vb大于閾值電壓Vthrestold時(shí)，所述導(dǎo)通角度信息Vangle為有效狀態(tài)，表明所述可控硅調(diào)光器220為導(dǎo)通狀態(tài)。
[0071]所述輸出電流反饋控制電路502接收所述導(dǎo)通角度信號(hào)Vangle和表征所述功率變換器250輸出電流的輸出電流反饋信號(hào)Vitj FB，將根據(jù)所述導(dǎo)通角度信號(hào)和所述輸出電流反饋信號(hào)產(chǎn)生第一控制信號(hào) '。較佳的，所述輸出電流反饋控制電路502包括低通濾波器5021、輸出電流采樣電路5022、跨導(dǎo)運(yùn)算放大器GM、補(bǔ)償電路5023、第二比較器A2。
[0072]其中，所述低通濾波器5021接收所述母線電壓采樣信號(hào)Vb，并將所述母線電壓采樣信號(hào)Vb轉(zhuǎn)換為一輸出電流參考信號(hào)Vi?！?所述輸出電流米樣電路5022檢測(cè)所述功率變換器250的輸出電流，并得到所述輸出電流反饋信號(hào)Vitj FB ;所述跨導(dǎo)運(yùn)算放大器GM對(duì)所述輸出電流參考信號(hào)和輸出電流反饋信號(hào)Vitj FB進(jìn)行比較放大，并通過(guò)所述補(bǔ)償電路5023進(jìn)行補(bǔ)償后,輸出一補(bǔ)償信號(hào)V。,在本實(shí)施例中，所述補(bǔ)償電路5023包括兩個(gè)補(bǔ)償電容以及一個(gè)補(bǔ)償電阻，其他現(xiàn)有技術(shù)中的電路結(jié)構(gòu)亦在本發(fā)明的思想范圍之內(nèi)；所述第二比較器A2的同相輸入端接收所述補(bǔ)償信號(hào)V。，所述第二比較器A2的反相輸入端接收一第一參考電壓Vmfl,并輸出所述第一控制信號(hào)V1, —般的,所述第一參考電壓Vrafl為三角波或鋸齒波。此處，所述輸出電流反饋信號(hào)\。，也可通過(guò)采樣所述功率變換器250的電感電流得到。
[0073]所述輸入電流控制電路503接收表征所述功率變換器250輸入電流的輸入電流采樣信號(hào)Iin，并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)Vi,將所述電壓信號(hào)Vi與所述預(yù)設(shè)值Vth進(jìn)行比較，并輸出一第二控制信號(hào)V2。較佳的,所述輸入電流控制電路503包括輸入電流米樣電路5031和第三比較器A3，其中，所述輸入電流采樣電路5031用于將所述輸入電流采樣信號(hào)Iin轉(zhuǎn)換為所述電壓信號(hào)Vi，所述第三比較器A3的同相輸入端接收所述輸入電流采樣信號(hào)Iin，所述第三比較器A3的反相輸入端接收所述預(yù)設(shè)值Vth，并輸出所述第二控制信號(hào)V2。其中，所述預(yù)設(shè)值Vth小于所述可控硅調(diào)節(jié)器220的維持電流。
[0074]所述最大工作時(shí)間檢測(cè)電路504接收所述導(dǎo)通角度信號(hào)Vangle，對(duì)所述導(dǎo)通角度信號(hào)Vangle的有效時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)所述有效時(shí)間達(dá)到所述預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，產(chǎn)生有效的第三控制信號(hào)V3;當(dāng)所述導(dǎo)通角度信號(hào)Vangle變?yōu)闊o(wú)效時(shí)，產(chǎn)生無(wú)效的第三控制信號(hào)v3。較佳的，所述最大工作時(shí)間檢測(cè)電路504包括最大工作時(shí)間計(jì)時(shí)電路5041、角度信號(hào)有效時(shí)間檢測(cè)電路5042、RS觸發(fā)器RSl。其中，所述最大工作時(shí)間計(jì)時(shí)電路5041在檢測(cè)到所述導(dǎo)通角度信號(hào)Vangle為有效時(shí)(所述功率變換器250開(kāi)始正常工作(開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)到所述預(yù)設(shè)時(shí)間(所述功率變換器250的正常工作時(shí)間達(dá)到所述預(yù)設(shè)時(shí)間)，所述最大工作時(shí)間計(jì)時(shí)電路5041輸出一置位信號(hào)Vs ;所述角度信號(hào)有效時(shí)間檢測(cè)電路5042檢測(cè)到所述導(dǎo)通角度信號(hào)VangIfi為無(wú)效時(shí)，復(fù)位所述最大工作時(shí)間計(jì)時(shí)電路5041,并輸出一復(fù)位信號(hào)Vr ;所述RS觸發(fā)器RSl根據(jù)所述置位信號(hào)Vs和所述復(fù)位信號(hào)\產(chǎn)生所述第三控制信號(hào)V3。本實(shí)施例中，導(dǎo)通角度信號(hào)Vangle高電平時(shí)為有效狀態(tài)，所述最大工作時(shí)間計(jì)時(shí)電路5041檢測(cè)導(dǎo)通角度信號(hào)Vangle的上升沿時(shí)，判斷導(dǎo)通角度信號(hào)Vangle為有效狀態(tài)；同樣所述角度信號(hào)有效時(shí)間檢測(cè)電路5042檢測(cè)到所述導(dǎo)通角度信號(hào)Vangle的下降沿時(shí)，判斷導(dǎo)通角度信號(hào)Vangle為無(wú)效狀態(tài)。
[0075]所述邏輯運(yùn)算電路505接收所述第一控制信號(hào)V1、第二控制信號(hào)V2和第三控制信號(hào)V3,并輸現(xiàn)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vgate。較佳的,邏輯運(yùn)算電路505包括與非門(mén)505和與門(mén)506,所述與非門(mén)505接收所述第二控制信號(hào)V2和第三控制信號(hào)V3,并輸出一第四控制信號(hào)V4。所述與門(mén)506接收所述第一控制信號(hào)V1和第四控制信號(hào)V4,并輸出所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)\ate。當(dāng)所述第一控制信號(hào)V1為有效，且第二控制信號(hào)V2或第三控制信號(hào)V3中的一個(gè)或兩個(gè)為無(wú)效時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vgate為有效，控制所述功率變換器250導(dǎo)通。其余情況，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vgate為無(wú)效。
[0076]以下結(jié)合圖5，具體說(shuō)明本發(fā)明用于可控硅調(diào)光電路的調(diào)光控制方法，在圖5中，(a)表示經(jīng)整流濾波后的母線電壓Vbus的波形示意圖，其中，縱坐標(biāo)表示電壓(V)，橫坐標(biāo)表示時(shí)間t(ms) ；(b)表示交流輸入電流Iac的波形示意圖，其中，縱坐標(biāo)表示電流(A)，橫坐標(biāo)表示時(shí)間t(ms) ；(c)表示驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vgate的波形示意圖，其中，縱坐標(biāo)表示電壓(V)，橫坐標(biāo)表示時(shí)間t(ms) ；(d)表示導(dǎo)通角度信號(hào)Vangle的波形示意圖，其中，縱坐標(biāo)表示電壓(V)，橫坐標(biāo)表示時(shí)間t (ms)。
[0077]當(dāng)所述交流輸入電源210接通后，交流輸入電流Iac通過(guò)所述可變電阻R1對(duì)所述電容C1充電。在時(shí)刻，所述電容C1上的電壓達(dá)到所述DIAC的觸發(fā)電壓，所述DIAC擊穿導(dǎo)通，從而使所述TRIAC導(dǎo)通，所述TRIAC兩端電壓瞬間變?yōu)榱?，因此整流后的母線電壓Vbus跟隨輸入電壓\c變化，如圖5所示。所述功率變換器250正常工作，通過(guò)對(duì)整流濾波后的所述母線電壓Vbus進(jìn)行分壓采樣得到所述母線電壓采樣信號(hào)Vb大于所述閾值電壓Vthreshtjld,所述第一比較器Al輸出的所述導(dǎo)通角度信息Vangle為高電平，所述調(diào)光控制電路500中的所述最大工作時(shí)間計(jì)時(shí)電路5041由此檢測(cè)到所述導(dǎo)通角度信息Vangle的上升沿信號(hào)并開(kāi)始計(jì)時(shí)，在所述導(dǎo)通角度信息Vangle的高電平有效時(shí)間(即所述功率變換器250的正常工作時(shí)間)未達(dá)到所述預(yù)設(shè)時(shí)間tm max時(shí)，所述最大工作時(shí)間計(jì)時(shí)電路5041不產(chǎn)生置位信號(hào)Vs，RS觸發(fā)器RSl輸出的第三控制信號(hào)V3始終為低電平無(wú)效狀態(tài)，因此，所述與非門(mén)505輸出的第四控制信號(hào)V4始終為高電平有效狀態(tài)。此時(shí)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vgate的產(chǎn)生由所述輸出電流反饋控制電路502控制，例如，當(dāng)所述輸出電流反饋信號(hào)Vitj FB小于所述輸出電流參考信號(hào)時(shí)，所述補(bǔ)償信號(hào)V。抬高，因此，所述第二比較器A2輸出的第一控制信號(hào)V1的高電平有效時(shí)間增加，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vgate的占空比增大，進(jìn)而使得輸出電流反饋信號(hào)Vi。FB增加；通過(guò)該閉環(huán)反饋，最終使得所述輸出電流反饋信號(hào)Vitj FB等于輸出電流參考信號(hào)Vitj Mf。
[0078]在t2時(shí)刻，所述母線電壓采樣信號(hào)Vb仍然大于所述閾值電壓Vthrestold,所述第一比較器Al輸出的所述導(dǎo)通角度信息Vangle為高電平。所述最大工作時(shí)間計(jì)時(shí)電路5041檢測(cè)到所述導(dǎo)通角度信息Vangle的高電平有效時(shí)間(即所述功率變換器250的正常工作時(shí)間)達(dá)到所述預(yù)設(shè)時(shí)間tm max，所述最大工作時(shí)間計(jì)時(shí)電路5041產(chǎn)生置位信號(hào)Vs，所述RS觸發(fā)器RSl輸出的第三控制信號(hào)V3跳變?yōu)楦唠娖接行?；與此同時(shí)，由于表征所述輸入電流米樣信號(hào)Iin的電壓信號(hào)\大于預(yù)設(shè)值Vth，第三比較器A3輸出的第二控制信號(hào)V2為高電平有效，因此所述與非門(mén)505輸出的第四控制信號(hào)V4為低電平無(wú)效狀態(tài)。所述與門(mén)506輸出的所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vgate為低電平無(wú)效狀態(tài)，控制所述功率變換器250關(guān)斷，此時(shí)，所述TRIAC上的電流瞬時(shí)下降到幾乎為零的值，即所述電壓信號(hào)\瞬時(shí)下降為小于所述預(yù)設(shè)值Vth，由于所述TRIAC上的電流小于所述TRIAC的維持電流，所以，所述TRIAC關(guān)斷。
[0079]在t2?t3時(shí)間段內(nèi)，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vgate控制所述功率變換器250的工作狀態(tài)，圖6為圖5中(b)和(c)曲線的放大示意圖:
[0080]當(dāng)檢測(cè)到所述電壓信號(hào)Vi小于所述預(yù)設(shè)值Vth時(shí)，所述第三比較器A3輸出的所述第二控制信號(hào)V2為低電平；此時(shí)，所述與非門(mén)505輸出的第四控制信號(hào)V4為高電平，所述驅(qū)
動(dòng)信號(hào)Vgate為高電平。
[0081]當(dāng)檢測(cè)到所述電壓信號(hào)Vi大于所述預(yù)設(shè)值Vth時(shí)，所述第三比較器A3輸出的所述第二控制信號(hào)V2為高電平；此時(shí)，所述與非門(mén)505輸出的第四控制信號(hào)V4為低電平，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vgate為低電平。
[0082]由此可知，通過(guò)反饋閉環(huán)控制，在t2?t3時(shí)間段內(nèi)，可控制所述電壓信號(hào)Vi在所述預(yù)設(shè)值Vth附近波動(dòng)，即保證所述交流輸入電流Iac始終小于TRIAC的維持電流，因此可以避免TRIAC重新開(kāi)啟，進(jìn)而避免LED燈光閃爍；此外，由于電容C1上的壓降很小，使得所述母線電壓Vbus基本與所述交流輸入上的電壓Vac —致，由此，可以準(zhǔn)確地檢測(cè)到真實(shí)的調(diào)光角度。
[0083]在t3時(shí)刻，檢測(cè)到所述母線電壓Vbus下降到零，所述功率變換器250恢復(fù)正常工作。所述角度信號(hào)有效時(shí)間檢測(cè)電路5042檢測(cè)到所述導(dǎo)通角度信號(hào)Vangle的下降沿，產(chǎn)生RESET信號(hào)使所述最大工作時(shí)間計(jì)時(shí)電路5041復(fù)位，同時(shí)輸出所述復(fù)位信號(hào)Vk給所述RS觸發(fā)器RSl，所述RS觸發(fā)器RSl輸出的所述第三控制信號(hào)V3跳變?yōu)榈碗娖綗o(wú)效，所述與非門(mén)505輸出的第四控制信號(hào)V4始終為高電平，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vgate的產(chǎn)生再次由所述輸出電流反饋控制電路502控制。
[0084]直到t4時(shí)刻，所述TRIAC再次導(dǎo)通，循環(huán)重復(fù)上述&?t4的工作過(guò)程。
[0085]綜上所述，本發(fā)明提供的可控硅調(diào)光電路、可控硅調(diào)節(jié)方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0086]在本發(fā)明提供的可控硅調(diào)光電路中，所述調(diào)光控制電路通過(guò)采樣所述母線電壓、所述功率變換器的輸入電流和輸出電流，分別得到母線電壓采樣信號(hào)、輸入電流采樣信號(hào)和輸出電流反饋信號(hào)，并根據(jù)所述母線電壓采樣信號(hào)、輸入電流采樣信號(hào)和輸出電流反饋信號(hào)，所述調(diào)光控制電路檢測(cè)所述功率變換器的正常工作時(shí)間和所述交流輸入的電流信號(hào)，并輸出一驅(qū)動(dòng)信號(hào)給所述功率變換器，與現(xiàn)有技術(shù)相比，在所述可控硅調(diào)節(jié)器關(guān)斷期間:當(dāng)所述輸入電流采樣信號(hào)大于預(yù)設(shè)值時(shí)，產(chǎn)生的所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)為無(wú)效，控制所述功率變換器關(guān)斷；當(dāng)所述輸入電流采樣信號(hào)小于預(yù)設(shè)值時(shí)，產(chǎn)生的所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)為有效，控制所述功率變換器開(kāi)啟；從而使得所述輸入電流采樣信號(hào)一直在所述預(yù)設(shè)值附近波動(dòng)，所述交流輸入電流小于所述可控硅調(diào)節(jié)器的維持電流，避免所述可控硅調(diào)節(jié)器在工頻周期內(nèi)重復(fù)開(kāi)啟，使得調(diào)光曲線更線性，避免LED燈光閃爍。
[0087] 顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種可控硅調(diào)光電路，包括可控硅調(diào)節(jié)器、整流電路、濾波電路、功率變換器以及調(diào)光控制電路，所述可控硅調(diào)節(jié)器、整流電路和濾波電路可用于將交流電源轉(zhuǎn)換為母線電壓提供給所述功率變換器，其特征在于，所述調(diào)光控制電路包括: 導(dǎo)通角度檢測(cè)電路，接收表征所述母線電壓的母線電壓采樣信號(hào)，將所述母線電壓采樣信號(hào)與閾值電壓進(jìn)行比較，并輸出導(dǎo)通角度信號(hào)；輸出電流反饋控制電路，接收所述導(dǎo)通角度信號(hào)和表征所述功率變換器輸出電流的輸出電流反饋信號(hào)，并根據(jù)所述導(dǎo)通角度信號(hào)和所述輸出電流反饋信號(hào)產(chǎn)生第一控制信號(hào)；輸入電流控制電路，接收表征所述功率變換器輸入電流的輸入電流采樣信號(hào)，將所述輸入電流采樣信號(hào)與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，并輸出第二控制信號(hào)；其中，所述預(yù)設(shè)值小于所述可控硅調(diào)節(jié)器的維持電流； 最大工作時(shí)間檢測(cè)電路，接收所述導(dǎo)通角度信號(hào)，對(duì)所述導(dǎo)通角度信號(hào)的有效時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)所述有效時(shí)間達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，產(chǎn)生有效的第三控制信號(hào)；當(dāng)所述導(dǎo)通角度信號(hào)變?yōu)闊o(wú)效時(shí)，產(chǎn)生無(wú)效的第三控制信號(hào)； 邏輯運(yùn)算電路，接收所述第一控制信號(hào)、第二控制信號(hào)和第三控制信號(hào)，并輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的可控硅調(diào)光電路，其特征在于，所述導(dǎo)通角度檢測(cè)電路包括一第一比較器，所述第一比較器的同相輸入端接收所述母線電壓采樣信號(hào)，所述第一比較器的反相輸入端接收所述 閾值電壓。
3.如權(quán)利要求1所述的可控硅調(diào)光電路，其特征在于，所述輸出電流反饋控制電路包括低通濾波器、輸出電流采樣電路、跨導(dǎo)運(yùn)算放大器、補(bǔ)償電路、第二比較器，其中， 所述低通濾波器接收所述導(dǎo)通角度信號(hào)，并將所述導(dǎo)通角度信號(hào)轉(zhuǎn)換為輸出電流參考信號(hào); 所述輸出電流采樣電路檢測(cè)所述功率變換器的輸出電流，得到所述輸出電流反饋信號(hào); 所述跨導(dǎo)運(yùn)算放大器和所述補(bǔ)償電路對(duì)所述輸出電流參考信號(hào)和輸出電流反饋信號(hào)進(jìn)行比較放大和補(bǔ)償后，輸出補(bǔ)償信號(hào)； 所述第二比較器的同相輸入端接收所述補(bǔ)償信號(hào)，所述第二比較器的反相輸入端接收第一參考電壓，并輸出所述第一控制信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1所述的可控硅調(diào)光電路，其特征在于，所述輸入電流控制電路包括輸入電流采樣電路和第三比較器，其中，所述輸入電流采樣電路檢測(cè)將所述輸入電流采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，所述第三比較器的同相輸入端接收所述電壓信號(hào)，所述第三比較器的反相輸入端接收所述預(yù)設(shè)值，并輸出所述第二控制信號(hào)。
5.如權(quán)利要求1所述的可控硅調(diào)光電路，其特征在于，所述最大工作時(shí)間檢測(cè)電路包括最大工作時(shí)間計(jì)時(shí)電路、角度信號(hào)有效時(shí)間檢測(cè)電路、RS觸發(fā)器；其中， 所述最大工作時(shí)間計(jì)時(shí)電路在檢測(cè)到所述導(dǎo)通角度信號(hào)為有效時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)到所述預(yù)設(shè)時(shí)間，所述最大工作時(shí)間計(jì)時(shí)電路輸出置位信號(hào)； 所述角度信號(hào)有效時(shí)間檢測(cè)電路檢測(cè)到所述導(dǎo)通角度信號(hào)變?yōu)闊o(wú)效時(shí)，復(fù)位所述最大工作時(shí)間計(jì)時(shí)電路，并輸出復(fù)位信號(hào)； 所述RS觸發(fā)器根據(jù)所述置位信號(hào)和所述復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生所述第三控制信號(hào)。
6.如權(quán)利要求1所述的可控硅調(diào)光電路，其特征在于，當(dāng)所述第一控制信號(hào)為有效，且所述第二控制信號(hào)或第三控制信號(hào)中的一個(gè)或兩個(gè)為無(wú)效時(shí)，所述邏輯運(yùn)算電路輸出的所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)為有效，控制所述功率變換器導(dǎo)通。
7.一種用于可控硅調(diào)光電路的調(diào)光控制方法，其特征在于，包括: 接收交流輸入電源； 所述交流輸入電源通過(guò)可控硅調(diào)節(jié)器和整流濾波電路后，得到母線電壓以提供給功率變換器； 采樣所述母線電壓、所述功率變換器的輸入電流和輸出電流，分別得到母線電壓采樣信號(hào)，輸入電流采樣信號(hào)和輸出電流反饋信號(hào)； 根據(jù)所述母線電壓采樣信號(hào)判斷所述功率變換器的正常工作時(shí)間是否達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間； 當(dāng)所述功率變換器的正常工作時(shí)間小于所述預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，根據(jù)所述母線電壓采樣信號(hào)和所述輸出電流反饋信號(hào)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 當(dāng)所述功率變換器的正常工作時(shí)間達(dá)到所述預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，產(chǎn)生無(wú)效的所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制所述功率變換器關(guān)斷，所述可控硅調(diào)節(jié)器隨所述功率變換器關(guān)斷； 當(dāng)所述功率變換器的正常工作時(shí)間大于所述預(yù)設(shè)時(shí)間，且所述輸入電流采樣信號(hào)大于預(yù)設(shè)值時(shí)，產(chǎn)生無(wú)效的所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制所述功率變換器關(guān)斷； 當(dāng)所述功率變換器的正常工作時(shí)間小于所述預(yù)設(shè)時(shí)間，且所述輸入電流采樣信號(hào)小于所述預(yù)設(shè)值時(shí)，產(chǎn)生有效的所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制所述功率變換器開(kāi)啟； 其中，所述預(yù)設(shè)值小于所述可控硅調(diào)節(jié)器的維持電流。
8.如權(quán)利要求7所述的調(diào)光控制方法，其特征在于，還包括: 將所述電壓信號(hào)與閾值電壓進(jìn)行比較，得到導(dǎo)通角度信號(hào)。
9.如權(quán)利要求8所述的調(diào)光控制方法，其特征在于，還包括: 將所述導(dǎo)通角度信號(hào)轉(zhuǎn)換為輸出電流參考信號(hào)，根據(jù)所述輸出電流參考信號(hào)和所述輸出電流反饋信號(hào)，產(chǎn)生第一控制信號(hào)。
10.如權(quán)利要求9所述的調(diào)光控制方法，其特征在于，還包括: 將所述輸入電流采樣信號(hào)與與預(yù)設(shè)信號(hào)進(jìn)行比較，產(chǎn)生第二控制信號(hào)。
11.如權(quán)利要求10所述的調(diào)光控制方法，其特征在于，還包括: 對(duì)所述導(dǎo)通角度信號(hào)的有效時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)所述有效時(shí)間達(dá)到所述預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，產(chǎn)生有效的第三控制信號(hào)； 當(dāng)所述導(dǎo)通角度信號(hào)變?yōu)闊o(wú)效時(shí)，產(chǎn)生無(wú)效的第三控制信號(hào)。
12.如權(quán)利要求11所述的調(diào)光控制方法，其特征在于，還包括: 根據(jù)所述第一控制信號(hào)，所述第二控制信號(hào)和所述第三控制信號(hào)，產(chǎn)生所述驅(qū)動(dòng)信號(hào); 當(dāng)所述第一控制信號(hào)為有效，且第二控制信號(hào)或第三控制信號(hào)中的一個(gè)或兩個(gè)為無(wú)效時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)為有效，控制所述功率變換器導(dǎo)通。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK103607825SQ201310611644
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】鄧建, 韓云龍, 黃曉東 申請(qǐng)人:矽力杰半導(dǎo)體技術(shù)(杭州)有限公司