專利名稱：電子控制系統(tǒng)及用于對(duì)電量進(jìn)行控制的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一般的電子控制系統(tǒng)及系統(tǒng)，尤其是涉及照明控制電路及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
存在有多個(gè)應(yīng)用，這些應(yīng)用希望對(duì)傳送到負(fù)載的電能的平均值進(jìn)行控制。這種應(yīng) 用的一個(gè)例子就是利用調(diào)光器來控制燈的輸出。調(diào)光器的典型功能就是對(duì)通過負(fù)載的電流 傳導(dǎo)性進(jìn)行控制?？煽貍鲗?dǎo)設(shè)備與AC線電壓相同步，并且對(duì)可控傳導(dǎo)設(shè)備進(jìn)行控制以使其 在AC線電壓的每半個(gè)周期中的預(yù)定間隔內(nèi)是可傳導(dǎo)的。也就是說，負(fù)載僅在AC線電壓半 周期的一部分內(nèi)接收電能(導(dǎo)通)。傳導(dǎo)時(shí)間越長(zhǎng)，傳送到負(fù)載的電能越多。由于相同的邏 輯，傳導(dǎo)時(shí)間越短，傳送到負(fù)載的電能越少。主要存在兩種用于對(duì)諸如照明負(fù)載這樣的AC負(fù)載進(jìn)行控制的方法，即前相控制 和逆相控制。可控傳導(dǎo)設(shè)備是其傳導(dǎo)性是由外部信號(hào)來控制的一設(shè)備。這些設(shè)備包括諸如 金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)、絕緣柵二級(jí)管(IGBT)、二級(jí)結(jié)型晶體管(BJT)、 三端雙向可控硅器件、可控制硅整流器(SCR)、中繼器、開關(guān)、真空管等等這樣的設(shè)備。這兩 種方法利用可控傳導(dǎo)設(shè)備的可傳導(dǎo)和不可傳導(dǎo)狀態(tài)來控制負(fù)載上的電能，并且使可控傳導(dǎo) 設(shè)備的傳導(dǎo)性和不可傳導(dǎo)性與AC線電壓源的過零相同步。如圖13所示的前相控制方法使可控傳導(dǎo)設(shè)備與AC外部電源相同步，并且將可控 傳導(dǎo)設(shè)備控制為在AC線電壓半周期的第一部分內(nèi)是不可傳導(dǎo)的，此后將可控傳送設(shè)備控 制為在AC線電壓半周期的剩余部分內(nèi)是可傳導(dǎo)的。在逆相控制的方法中，如圖14所示，相 對(duì)于時(shí)間而言使不可傳導(dǎo)和可傳導(dǎo)的周期反轉(zhuǎn)。也就是說，對(duì)可控傳導(dǎo)設(shè)備進(jìn)行控制以使 其在AC線電壓半周期的第一部分期間是可傳導(dǎo)的，之后是相同半周期的不可傳導(dǎo)周期。逆 相控制方法經(jīng)常被用于對(duì)諸如電子變壓器這樣的電容性負(fù)載進(jìn)行操作。在基于前相控制的控制系統(tǒng)中，可控傳導(dǎo)設(shè)備通常是三端雙向可控硅器件或SCR。 可對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行控制以使其是不可傳導(dǎo)的或者是可傳導(dǎo)的。然而，如果對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行 控制以使其是可傳導(dǎo)的，僅僅能通過使流過這些設(shè)備的電流達(dá)到零而使其是不可傳導(dǎo)的。 由于這個(gè)特性，這類可控傳導(dǎo)設(shè)備不用于基于逆相控制的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)需要具有可啟 用和禁止傳導(dǎo)的能力。電子控制設(shè)備必須獲得電源以便為其相關(guān)的電子設(shè)備提供電能。此外，許多控制 設(shè)備需要與定時(shí)信息有關(guān)的線性頻率。僅具有兩個(gè)電源終端的控制設(shè)備具有與AC外部電源的一帶電線相連的這些終端中的一個(gè)(帶電端)以及與負(fù)載的第一終端相連的其他終端 (微弱的帶電端)。具有這種連接的控制設(shè)備通常被稱為“兩線”控制。與其負(fù)載串行連接 的兩線控制設(shè)備必須對(duì)其電源充電并且通過該負(fù)載獲得了定時(shí)信息。該負(fù)載通常具有很寬 范圍的輸入阻抗。因而，在兩線連接方案中兼顧了電源的操作和定時(shí)電路。然而，當(dāng)在其不 使用中性線的一應(yīng)用中對(duì)控制設(shè)備敷設(shè)導(dǎo)線時(shí)，兩線連接是必需的。與帶電線、負(fù)載、以及中性線相連的控制設(shè)備通常被稱為“三線”控制。當(dāng)AC外部 電源的中性線用于連接控制設(shè)備的一中性端時(shí)，獲得了與相連的負(fù)載無(wú)關(guān)的電源和過零信 息，由此提高了性能。在許多應(yīng)用中，不使用AC外部電源的中性線。因此，需要可正確操作 的一控制以作為兩線控制或三線控制，由此使得控制可用在其具有更大靈活性的寬范圍的 應(yīng)用領(lǐng)域中。用于將諸如AC線電壓這樣的高壓電源衍變成非絕緣的低壓電源的現(xiàn)有技術(shù)使用 諸如貓耳電源這樣的電路。該系統(tǒng)可在線電壓過零時(shí)或接近線電壓過零時(shí)進(jìn)行傳導(dǎo)，以便 對(duì)儲(chǔ)能電容器進(jìn)行重新充電。該系統(tǒng)通常在從線電壓過零開始的大約1微秒范圍內(nèi)進(jìn)行適 當(dāng)操作。時(shí)間窗之外的操作可消除電源中的過多電能。相對(duì)于提供給相連DC負(fù)載的平均電流而言，貓耳電源具有相對(duì)高的波峰輸入電 流和較高的平均輸入電流。當(dāng)所提供的這種技術(shù)用于兩線模式下的與相位控制調(diào)光器相連 的電子低壓(ELV)負(fù)載型時(shí)，該較高的平均輸入電流存在一個(gè)重大的問題。需要將電源提 供給低壓控制電路，該電路具有流經(jīng)高壓負(fù)載的較低平均輸入電流。同時(shí)，典型的現(xiàn)有電源 具有相對(duì)低的效率，這樣它們需要較高的平均輸入電流以提供典型的現(xiàn)有調(diào)光器的電能需 要。照明控制設(shè)備的現(xiàn)有電源的另一個(gè)缺點(diǎn)就是在電源隨電源所傳送的電流量而增 加的過程中損失了電源?，F(xiàn)代照明控制設(shè)備的趨勢(shì)是包括多個(gè)特征和功能。這些特征和功 能需要不斷增加電源所傳送的電流量。因此希望為照明控制設(shè)備提供一電源，該電源可有 效的提供比可從典型的現(xiàn)有電源中所獲得的電流更多量的電流，而無(wú)需損失與該現(xiàn)有電源 有關(guān)的電能。存在多種照明控制設(shè)備所遭受的故障條件，這些故障條件包括例如過壓條件和過 流條件。過壓條件是例如由于導(dǎo)通和斷開相連的磁性負(fù)載附近以及相連的磁性負(fù)載、與平 行導(dǎo)線相耦合的電容與急速瞬變負(fù)載一起運(yùn)行、雷擊等等所造成的。過流條件是例如由于 短路負(fù)載超出了控制速率、故障導(dǎo)線等等所造成的。諸如MOSFET這樣的半導(dǎo)體設(shè)備具有這 樣的局限性，即在無(wú)故障的情況下這樣半導(dǎo)體設(shè)備可以耐得住多大的電壓和電流。為了保 護(hù)其使用這些半導(dǎo)體的控制設(shè)備沒有故障，最好是不超出這些限制。為了保護(hù)這些設(shè)備，希 望快速檢測(cè)故障條件并快速對(duì)其做出反應(yīng)。與此相反，在正常操作下，將這些半導(dǎo)體設(shè)備的可傳導(dǎo)與不可傳導(dǎo)之間的轉(zhuǎn)換速 率控制為很慢。這些慢速率的轉(zhuǎn)換例如用于限制負(fù)載的電壓和電流波形以遵從放射性及傳 導(dǎo)性射頻干擾(RFI)的限制，或者限制感應(yīng)電力布線所造成的電壓回響。然而，正常操作期 間的慢速率轉(zhuǎn)換非常慢以足以保護(hù)這些半導(dǎo)體設(shè)備。因此，需要這樣一種保護(hù)電路，即該電 路可使在故障條件下轉(zhuǎn)換速率很快，同時(shí)在正常操作條件下半導(dǎo)體設(shè)備仍以較慢的轉(zhuǎn)換速 率進(jìn)行操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明致力于電子控制系統(tǒng)中的一設(shè)備，該設(shè)備可允許兩線或三線操作。根據(jù)本 發(fā)明的方面，該設(shè)備采用了一高效電源，該電源可將電能提供給其內(nèi)配置有兩線和三線的 電子控制系統(tǒng)的操作電路。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，該設(shè)備采用一檢測(cè)器，該檢測(cè)器對(duì)中性線連接的存在 性進(jìn)行檢測(cè)并且為響應(yīng)所檢測(cè)到的中性線連接而輸出了一信號(hào)以使得當(dāng)不存在中性線連 接時(shí)電子控制系統(tǒng)以兩線模式進(jìn)行操作并且當(dāng)存在中性線連接時(shí)電子控制系統(tǒng)以三線模 式進(jìn)行操作。根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，該設(shè)備采用了一過零檢測(cè)器，該檢測(cè)器以兩線和三線 模式進(jìn)行操作。在一實(shí)施例中，過零檢測(cè)器包括一帶電過零檢測(cè)器、一中性過零檢測(cè)器、以 及一微處理器。該帶電過零檢測(cè)器產(chǎn)生了一帶電過零信號(hào)。該中性過零檢測(cè)器產(chǎn)生了一中 性線過零信號(hào)。該微處理器響應(yīng)過零信號(hào)以使該設(shè)備以兩線模式和三線模式中的一個(gè)模式 進(jìn)行操作。根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，該設(shè)備采用了一系統(tǒng)，當(dāng)該系統(tǒng)對(duì)與負(fù)載相連的電子 低壓變壓器進(jìn)行操作時(shí)，該系統(tǒng)可使電子控制系統(tǒng)所接收到的過零信號(hào)穩(wěn)定。本發(fā)明的另一實(shí)施例致力于對(duì)電子控制系統(tǒng)中所使用的諸如象MOSFET和IGBT的 半導(dǎo)體設(shè)備這樣的可控傳導(dǎo)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。過壓電路對(duì)處于不可傳導(dǎo)狀態(tài)的可控傳導(dǎo)設(shè)備 上的過壓條件進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)可傳導(dǎo)的可控傳導(dǎo)設(shè)備進(jìn)行控制以便除去過壓條件。過流電 路檢測(cè)通過可控傳導(dǎo)設(shè)備的電流何時(shí)會(huì)超過預(yù)定的電流門限值并對(duì)可控傳導(dǎo)設(shè)備進(jìn)行控 制使其不可傳導(dǎo)以便確保其未超過可控傳導(dǎo)設(shè)備的安全操作區(qū)。希望將保護(hù)電路輸出配置 成其可旁路并替代可控傳導(dǎo)設(shè)備的正?？刂坡窂讲⑹沟每煽貍鲗?dǎo)設(shè)備在可傳導(dǎo)和不可傳 導(dǎo)狀態(tài)之間快速的轉(zhuǎn)換。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，采用了鎖存電路以即使在除去了故障條件之后也可使 保護(hù)電路的結(jié)果一直有效。在由于一特定故障條件而斷開了其他保護(hù)電路之后，利用鎖定 電路來防止斷開一個(gè)保護(hù)電路。結(jié)合隨后的附圖，從本發(fā)明的下述詳細(xì)說明中可顯而易見的得出本發(fā)明的上述及 其他方面。


為了說明本發(fā)明，附圖中給出了優(yōu)選的實(shí)施例，然而，應(yīng)該明白的是本發(fā)明并不局 限于所公開的特定方法和手段。圖1給出了根據(jù)本發(fā)明的一示例性系統(tǒng)的高級(jí)別方框圖；圖2給出了根據(jù)本發(fā)明的一示例性控制系統(tǒng)的方框圖；圖3給出了根據(jù)本發(fā)明的一示例性控制系統(tǒng)的一部分的電路示意圖；圖4給出了根據(jù)本發(fā)明的一示例性控制系統(tǒng)的另一部分的電路示意圖；圖5給出了根據(jù)本發(fā)明的一示例性控制系統(tǒng)的另一部分的電路示意圖；圖6給出了根據(jù)本發(fā)明的一示例性控制系統(tǒng)的另一部分的電路示意圖；圖7給出了根據(jù)本發(fā)明的一示例性晶體管驅(qū)動(dòng)器的簡(jiǎn)化方框圖；圖8給出了根據(jù)本發(fā)明的一示例性過零檢測(cè)器的簡(jiǎn)化方框5根據(jù)本發(fā)明的一示例性控制電路的簡(jiǎn)化方框圖；圖10給出了根據(jù)本發(fā)明的用于去除過零的誤示度的一示例性系統(tǒng)的簡(jiǎn)化方框圖 以及示例性的定時(shí)框圖；圖11給出了本發(fā)明所使用的一示例性負(fù)載的電路示意圖；圖12給出了根據(jù)本發(fā)明的一示例性系統(tǒng)的方框圖，該系統(tǒng)包括與高電壓可控傳 導(dǎo)設(shè)備并聯(lián)的一低壓電源；圖13給出了一示例性的前相控制波形的方框圖；圖14給出了一示例性的逆相控制波形的方框圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的一實(shí)施例是指電子控制系統(tǒng)，并且尤其是指一照明控制器，該照明控制 器可自動(dòng)確定是以兩線模式還是以三線模式進(jìn)行操作(也就是說利用中性線連接進(jìn)行操 作還是無(wú)需中性線連接即可操作)。該控制器檢測(cè)是否存在與電子控制系統(tǒng)相連的中性線 并且因此調(diào)節(jié)其操作。電子控制系統(tǒng)可自動(dòng)的選擇并持續(xù)監(jiān)控連接模式。一實(shí)施例致力于 諸如照明控制器或調(diào)光器這樣的電子控制系統(tǒng)；然而，本發(fā)明還可更廣的應(yīng)用于其他電子 控制方面。圖1給出了根據(jù)本發(fā)明的一示例性系統(tǒng)的高級(jí)別方框圖。在這里還被稱為照明控 制器或調(diào)光器的電子控制系統(tǒng)100最好是連接在諸如AC線電壓這樣的輸入源與負(fù)載200 的第一終端之間，該第一終端諸如是其具有相連的照明負(fù)載的一白熾燈或電子低壓(ELV) 變壓器。典型的AC線電壓包括一個(gè)120V、60Hz的單相電源。AC線還包括一個(gè)220至240V、 50Hz的單相電源等等。電子控制系統(tǒng)100包括一帶電端、一微弱帶電端、以及一中性端，該中性端可選的 與AC線的中性線相連。AC線的中性線還與負(fù)載200的第二終端相連。電子控制系統(tǒng)100利用基于預(yù)定選擇的前相控制或者逆相控制來控制流向負(fù)載 200的電流。對(duì)于電子低壓負(fù)載而言，希望利用逆相控制來進(jìn)行操作，因?yàn)殡娮拥蛪贺?fù)載具 有電容性輸入阻抗。如果利用前相控制來控制電子低壓負(fù)載，那么當(dāng)電子控制系統(tǒng)的可控 傳導(dǎo)設(shè)備從不可傳導(dǎo)轉(zhuǎn)換為可傳導(dǎo)時(shí)，大的順態(tài)電流流動(dòng)。電子控制系統(tǒng)100檢測(cè)中性線是否被連接并且因此而調(diào)節(jié)其操作。尤其是，如下 更加詳細(xì)的描述，微處理器監(jiān)控檢測(cè)器的輸出，并且確定電子控制系統(tǒng)是利用兩線模式還 是三線模式來對(duì)相連的負(fù)載進(jìn)行控制。圖2給出了一示例性的電子控制系統(tǒng)100的方框圖，并且圖3、4、5及6是一示例 性的電子控制系統(tǒng)100的各部分的電路示意圖。電子控制系統(tǒng)100包括一過零檢測(cè)器110、 一過壓保護(hù)電路120、一過流保護(hù)電路130、一外部電源150、一輸出電路160、以及一微處理 器190。帶電端和中性端與過零檢測(cè)器110相連，并且將微弱的帶電端提供給過壓保護(hù)電路 120。電源150最好是具有高效率的開關(guān)電源(例如其效率是大約50%以上)。更具體 的說，參考圖3，在兩線模式和三線模式下電源150提供了足夠的能量。二極管D1、D2、D60、 D61以及MOSFET本體的兩個(gè)二極管QlOl和Q102(在如圖5所示的輸出電路160中)形成 了電源電流的全波橋以在AC線電壓的兩個(gè)半周期內(nèi)流動(dòng)。
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在電子控制系統(tǒng)具有與AC線電壓的中性線相連的中性端(三線模式)的情況下， 電源150的總線電容150通過在AC線電壓的負(fù)半周期內(nèi)從經(jīng)由帶電線和中性線的AC外部 電源中取得電流以及在AC線電壓的正半周期內(nèi)從經(jīng)由帶電線和負(fù)載的AC電源中取得電流 來進(jìn)行充電。在兩線模式的情況下，當(dāng)AC線電壓的絕對(duì)值大于總線電容電壓Vbms并且可控 傳導(dǎo)設(shè)備是不可傳導(dǎo)時(shí)，在兩個(gè)半周期內(nèi)通過負(fù)載來對(duì)總線電容ClO充電。圖3的二極管 DlO可防止總線電容ClO通過其他的相連電路而放電?？偩€電容ClO用作高壓DC電源以向 有效功率變換器提供電源以提供低電壓DC以對(duì)電子控制系統(tǒng)的控制電路進(jìn)行操作。如下利用為大家所熟知的降壓轉(zhuǎn)換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來對(duì)有效功率變換器進(jìn)行操作。有 效功率變換器包括下述主要部件U10、L10、C13以及一調(diào)節(jié)電路，該調(diào)節(jié)電路包括主要部件 U11、Z10、及R12。當(dāng)流過電容C13的電壓小于齊納二極管ZlO和光耦合器Ull的LED 二極 管壓降的串連組合所確定的電壓門限值時(shí)，沒有電流流過這些部件，由此斷開光耦合器Ull 的光耦合晶體管。當(dāng)斷開了晶體管時(shí)，沒有電流從控制器Ull的使能管腳4流動(dòng)到其電源 管腳2，3 (諸如由位于加利福尼亞州圣約瑟的Power Integrations公司所制造的TNY253 IC)，由此使得控制器UlO開始轉(zhuǎn)換以便使C13的輸出電壓電平升高。此后控制器UlO導(dǎo)通 其內(nèi)部M0SFET，由此使得電流通過電感線圈LlO從漏極流動(dòng)到源極并流入輸出電容C13。電 感線圈LlO的感應(yīng)系數(shù)限制了該電流的上升速率。當(dāng)內(nèi)部MOSFET中的電流到達(dá)控制器UlO 內(nèi)部所設(shè)置的門限值時(shí)，斷開內(nèi)部M0SFET。電流繼續(xù)繞著電感L10、電容C13、以及二極管 Dll所定義的回路流動(dòng)，直到電感中的電流達(dá)到零。以控制器UlO所設(shè)置的最大速率44KHz 來重復(fù)該轉(zhuǎn)換周期，直到流過電容C13的電壓超過了齊納二極管ZlO和光耦合器Ull的LED 二極管壓降的串連組合所確定的電壓門限值。當(dāng)超過了該電壓門限值時(shí)，電流開始流過這 些部件，以便導(dǎo)通光耦合器Ull的光耦合晶體管。當(dāng)導(dǎo)通該晶體管時(shí)，由此使控制器UlO的 使能管腳4與源管腳3相連，并且根據(jù)控制器UlO的操作而結(jié)束該轉(zhuǎn)換。此外，利用使能管 腳4來選擇電源的運(yùn)行模式或不運(yùn)行模式。利用該管腳來限制電源在所選擇的AC線電壓 半周期的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行操作。因?yàn)檗D(zhuǎn)換型電源產(chǎn)生了電噪聲，因此其有利于強(qiáng)制電源在對(duì)噪 聲反應(yīng)敏感的其他電路不進(jìn)行操作的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行操作。在包括有其使用高頻轉(zhuǎn)換變換器的電源的現(xiàn)有電子控制系統(tǒng)中，連接電源以直接 從諸如AC線電壓這樣的低阻抗中獲取電流。在本發(fā)明實(shí)施例的設(shè)備中，使用高頻轉(zhuǎn)換變換 器的電源獲取了流過負(fù)載的電流，該負(fù)載典型的具有高阻抗。希望提供一過壓電路120和一過流電路130，該過壓電路120和該過流電路130檢 測(cè)并對(duì)流過電子控制系統(tǒng)中的可控傳導(dǎo)設(shè)備的一過壓或過電流條件作出反應(yīng)以便保護(hù)電 子控制系統(tǒng)不會(huì)被損壞。圖4給出了一示例性的過壓電路120和一示例性的過流電路130的詳圖。在開始 時(shí)，通過限流電阻Rl 14、電壓調(diào)節(jié)齊納二極管Z111、以及噪聲去耦電容Clll從8V MOSFET 驅(qū)動(dòng)軌Vc中獲得參考電壓VKEF。希望是向IC UllO中的比較器提供8V電源而不是5V電源 以使急速?gòu)澢?sharp-knee)5.6V齊納二極管用作檢測(cè)電路對(duì)其進(jìn)行比較的參考電壓。已 很好調(diào)節(jié)的參考電壓可使檢測(cè)電路的容許誤差窗變緊。圖7包括一示例性輸出電路的簡(jiǎn)化方框圖。圖5給出了一示例性輸出電路160的 詳圖。眾所周知的是，可通過選擇驅(qū)動(dòng)電路的阻抗來控制MOSFET傳導(dǎo)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換速 率。阻抗越高，轉(zhuǎn)換速率越低。在正常操作期間，通過高阻抗路徑165來驅(qū)動(dòng)輸出晶體管
7QlOl和Q102，并且在故障條件期間，通過低阻抗路徑162 (圖4)來驅(qū)動(dòng)輸出晶體管QlOl和 Q102。微處理器190與高阻抗路徑165以及保護(hù)電路120、130相連。保護(hù)電路120、130還 與低阻抗路徑162相連。當(dāng)保護(hù)電路120、130檢測(cè)到一故障時(shí)，激活低阻抗路徑162。當(dāng)檢 測(cè)到一故障時(shí)，僅激活低阻抗路徑162。故障路徑取代了高阻抗路徑165所提供的正常路徑。在正常操作過程中，使用高阻抗路徑165。通過電阻R103和R104而導(dǎo)通晶體 管QlOl和Q102，并且通過電子R104而使其斷開。在正常操作期間，兩個(gè)微處理器端 口提供了對(duì)晶體管的控制，這兩個(gè)端口即就是Gate Drive (柵極驅(qū)動(dòng))和Gate Drive Complement (柵極驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償)(如圖6所示)。為了導(dǎo)通MOSFET QlOl和Q102，將Gate Drive 驅(qū)動(dòng)為高電平，由此可導(dǎo)通晶體管QlOO :B (如圖5所示)，由此可導(dǎo)通晶體管QlOO :A，該晶 體管通過由電阻R103和R104的串聯(lián)組合所設(shè)置的一阻抗而將8V提供給MOSFET QlOl和 Q102的柵極。當(dāng)GateDrive是高電平時(shí)，Gate Drive Complement是低電平，由此使晶體管 Q123 =B斷開，這樣使從8V到電路公共端的電流路徑開路。為了斷開MOSFET QlOl和Q102，將Gate Drive拉到低電平，由此使晶體管QlOO :B 斷開，由此斷開晶體管QlOO :A，使從8V軌到MOSFET QlOl和Q102柵極的電流路徑開路。將 Gate DriveComplement驅(qū)動(dòng)為高電平，導(dǎo)通晶體管Q123 =B,由此通過電阻R104而使MOSFET QlOl和Q102的柵極放電。在正常操作期間，通過高阻抗路徑來驅(qū)動(dòng)MOSFET QlOl和Q102以減小RFI發(fā)射。 在故障條件期間，通過低阻抗路徑來驅(qū)動(dòng)M0SFETQ101和Q102以使其快速關(guān)閉。在正常操作期間，比較器UllO :A(過壓保護(hù)電路(OVP)比較器)的倒相輸入端上 的電壓小于5. 6V的參考電壓，這樣該比較器UllO =A的輸出是高阻抗。該高阻抗可保持晶 體管Qlll :A處于斷開并且MOSFET QlOl和Q102未受影響。只要MOSFET QlOl和Q102斷 開，則微處理器端口 0VP_RESET(如圖6所示)是低電平，由此斷開了晶體管Qlll :B并且可 使檢測(cè)器正常操作。此外，比較器UllO :B(過壓保護(hù)電路(OVP)比較器)的倒相輸入端上的參考電壓 小于非倒相輸入端上的8V，這樣比較器UllO :B的輸出是高阻抗，并且MOSFET QlOl和Q102 未受影響。二極管DNlll 1和DN120 1使MOSFET QlOl和Q102與保護(hù)電路120、130之間
相隔離。在過壓故障條件下，因?yàn)榱鬟^MOSFET QlOl和Q102的電壓升高了，電阻RllO和 Rlll公共節(jié)點(diǎn)上的分壓也是如此。當(dāng)與比較器UllO :A倒相輸入端相連的該節(jié)點(diǎn)電壓超過 了參考電壓Vkef時(shí)，將比較器UllO :A的輸出拉到低電平，由此可使晶體管Qlll :A導(dǎo)通，由 此通過由電阻R129所設(shè)置的低阻抗路徑而將驅(qū)動(dòng)電壓提供給M0SFETQ101和Q102的柵極。 低阻抗路徑使得以比操作的正常模式期間更快的一速率來導(dǎo)通MOSFET QlOl和Q102。因?yàn)?順態(tài)電壓大約是數(shù)千伏，因此由最大值是大約8. 6V的二極管DNllO :1來安全鉗位OVP比較 器的輸入電壓。即使在去除了故障條件之后，也可借助于二極管DNlll 2的反饋?zhàn)饔脕礞i存OVP 電路120。該反饋可使比較器UllO =A的倒相輸入端電壓一直處于參考電壓Vkef之上，由此 可保持晶體管Qlll :A導(dǎo)通。通過暫時(shí)將微處理器端口 0VP_RESET驅(qū)動(dòng)為高電平來清除對(duì)OVP的鎖存，由此可使晶體管Qlll :B導(dǎo)通并且驅(qū)動(dòng)比較器Ul 10 :A的管腳2小于參考電壓Vkef，由此可將UllO A的輸出驅(qū)動(dòng)為高阻抗。當(dāng)斷開一個(gè)保護(hù)電路時(shí)，為了防止在過壓保護(hù)與過流保護(hù)之間出現(xiàn)振蕩情況，鎖 定其他保護(hù)電路。當(dāng)激活了過壓保護(hù)電路120時(shí)，通過二極管DN120來使過流保護(hù)電路130 不能正常工作。當(dāng)激活了過壓保護(hù)電路120時(shí)，DW20的正極大約是7. 4V，并且即使斷開了 過流保護(hù)電路130以將其非倒相輸入端拉到低電平，也可保持過流保護(hù)比較器UllO :B的非 倒相輸入端足夠高于此參考電壓VKEF。這可有效的使過流保護(hù)比較器UllO =B不能正常工 作。在過電流故障條件期間，因?yàn)橥ㄟ^MOSFETs的電流增加了，因此流過電阻R109(在 輸出電路160中)的電壓增加了。因?yàn)樵撾妷航咏?.6V，因此根據(jù)電流流動(dòng)的方向而導(dǎo)通 晶體管Q120 :A或者Q120 :B。晶體管Q120 :A或者Q120 =B的導(dǎo)通將會(huì)將比較器UllO =B的 非倒相輸入端拉到比參考電壓Vkef低，由此將比較器的輸出轉(zhuǎn)換到低電平。該低電平輸出 通過二極管IM120 :1及電阻R128而很快斷開MOSFET QlOl和Q102。由電阻R124和R121 以及電容C120、C121和C122來過濾噪聲。即使在清除了故障條件之后，也可借助于二極管DN120 2的反饋?zhàn)饔脕礞i存過流 保護(hù)電路130。該反饋可使比較器UllO =B的非倒相輸入端電壓一直處于參考電壓V■之 下，由此可保持輸出低電平。當(dāng)Gate Drive Complement變成高電平、導(dǎo)通了晶體管Q123 B (在輸出電路160中)、由此而導(dǎo)通了晶體管Q123 =A時(shí)，對(duì)過流保護(hù)電路進(jìn)行復(fù)位，由此可 將比較器UllO =B的非倒相輸入端驅(qū)動(dòng)到8V并可清除鎖存。當(dāng)激活過流保護(hù)電路130時(shí)，通過二極管DNllO來使過壓保護(hù)電路120不能正常 工作。當(dāng)過流保護(hù)比較器UllO =B的輸出變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，將過壓保護(hù)比較器UllO =A的倒相 輸入端拉到大約0. 8V,由此可防止激活過壓保護(hù)電路。電壓比較器UllO :A和UllO :B提供了較快的反應(yīng)速度和準(zhǔn)確度并且在很寬的溫 度范圍內(nèi)也可正常工作。每個(gè)比較器具有大約1. 5μ S的特定典型響應(yīng)時(shí)間以及大約5mV 的過驅(qū)動(dòng)。在25°C輸入補(bǔ)償電壓具有大約2. OmV的特定典型值。由其輸入來驅(qū)動(dòng)電纜線的 比較器的輸入至輸出響應(yīng)時(shí)間大約是90毫微秒。在過流保護(hù)電路130中，從輸入Vkef穿過 MOSFET的90%斷開點(diǎn)的時(shí)間被測(cè)定為大約是3. 5 μ S。在過壓保護(hù)電路120中，從輸入Vkef 穿過MOSFET的90%打開點(diǎn)的時(shí)間被測(cè)定為大約是2. 0。圖8給出了一示例性過零檢測(cè)器110的簡(jiǎn)化方框圖。過零檢測(cè)器110包括一帶電 過零檢測(cè)器112和一中性過零檢測(cè)器115。該帶電過零檢測(cè)器112提供了一帶電過零檢測(cè) 信號(hào)。當(dāng)中性端與中性線相連時(shí)，該中性過零檢測(cè)器115提供了一中性過零檢測(cè)信號(hào)。微 處理器190監(jiān)控檢測(cè)器112和115的輸出。如果微處理器190檢測(cè)到一中性線過零檢測(cè)信 號(hào)，確定該連接是三線連接并且激活三線模式，在該模式中來自中性檢測(cè)器115的中性過 零檢測(cè)信號(hào)用于定時(shí)。否則，確定該連接是兩線連接并且激活兩線模式，在該模式中來自帶 電檢測(cè)器112的帶電過零檢測(cè)信號(hào)用于定時(shí)。就過零檢測(cè)器110而言，通過連接在帶電端與電路公共端之間的帶電過零檢測(cè)器 112實(shí)現(xiàn)了該過零檢測(cè)器110的一例子，圖3給出了該過零檢測(cè)器110的詳圖，用在兩線模 式中的過零檢測(cè)器110產(chǎn)生了帶電過零檢測(cè)信號(hào)。電路公共端通過MOSFET Q102本體的二 極管而與微弱帶電端相連，并且通過MOSFET QlOl本體的二極管而與帶電端相連。在AC線電壓的正半周期內(nèi)電路公共端具有與微弱帶電端相同的電位，并且在AC線電壓的負(fù)半周 期內(nèi)具有與帶電端相同的電位。電阻R63和R64對(duì)帶電端與電路公共端之間的電壓進(jìn)行分 壓。當(dāng)所分的電壓達(dá)到大約0. 6V時(shí)，導(dǎo)通晶體管Q60 =A,由此將處于正常邏輯高電平的微 處理器端口 H0T_ZC(如圖6所示)拉到電路公共端。微處理器檢測(cè)該轉(zhuǎn)換并且由此獲得了 過零定時(shí)信息。在檢測(cè)器112中，電容C61是噪聲去耦電容器。當(dāng)電子控制系統(tǒng)的中性端與中性線相連時(shí)，希望從連接在中性端與帶電端之間的 中性過零檢測(cè)器中獲得過零定時(shí)信息，以這種方式獲得過零定時(shí)信息，這與相連的負(fù)載無(wú) 關(guān)并且這不受負(fù)載變化的影響，其中負(fù)載變化特別在磁性負(fù)載或者容性負(fù)載的情況下可導(dǎo) 致過零時(shí)間偏移。此外，即使當(dāng)電子控制系統(tǒng)將所有線路功率提供給負(fù)載時(shí)，也可獲得過零 信息。當(dāng)將所有的功率傳送到負(fù)載200時(shí)，帶電過零檢測(cè)器112不產(chǎn)生一信號(hào)，因?yàn)閹щ姸?和微弱帶電端的電位基本上是相同的，并且由此在帶電端與電路公共端之間基本不存在電 壓。中性線過零檢測(cè)器115以與帶電過零檢測(cè)器112相同的方式創(chuàng)建了轉(zhuǎn)換，但是輸 出信號(hào)與微處理器端口 NEUT_ZC相連。中性線過零檢測(cè)器115使用了帶電過零檢測(cè)器112 未使用的兩個(gè)二極管二極管D60，當(dāng)電路公共端與帶電端的電位相同時(shí)，該二極管D60通 過阻擋電流來保護(hù)晶體管Q60 :B的基極發(fā)射結(jié)不超過其規(guī)定的反向電壓；以及二極管D61， 當(dāng)MOSFET QlOl和Q102是不可傳導(dǎo)時(shí)，該二極管D61阻擋來自帶電端的電流，不希望該二 極管D61在正半周期內(nèi)觸發(fā)中性線過零檢測(cè)器115。微處理器190可以是諸如如圖6所示 的摩托羅拉MC68HC908AB32這樣的任意類型的微處理器。上述過零檢測(cè)器將過零定時(shí)信息以及中性線連接信息提供給微處理器?？商峁﹩?獨(dú)的與上述過零檢測(cè)器相分離的中性線連接檢測(cè)器。中性線連接檢測(cè)器的主要功能是指示 存在有中性線連接。中性線連接檢測(cè)器還可將有關(guān)于是使用兩線模式還是使用三線模式這 樣的信息提供給微處理器?？梢允褂闷渌愋偷闹行跃€連接檢測(cè)器，諸如機(jī)械檢測(cè)器，其中 機(jī)械傳感器檢測(cè)中性線的存在并向微處理器提供有關(guān)中性線連接狀態(tài)的信息。可利用手動(dòng) 開關(guān)或者諸如DIP開關(guān)這樣的一組開關(guān)來手動(dòng)的指示存在有中性線連接。圖9給出了一示例性控制電路的簡(jiǎn)化示意圖。當(dāng)中性線被連接時(shí)(即在三線模式 中)，該控制電路通過中性端來對(duì)總線電容ClO充電。通過起始于帶電端、中性端、或微弱 帶電端的多個(gè)路徑來對(duì)電容Cio充電。通過帶電端經(jīng)由二極管D2、通過中性端經(jīng)由二極管 60，61、以及通過微弱帶電端經(jīng)由二極管Dl來對(duì)電容ClO充電。典型的現(xiàn)有兩線電子控制系統(tǒng)通過使可控傳導(dǎo)設(shè)備在每個(gè)AC線電壓半周期的一 個(gè)選定部分內(nèi)可傳導(dǎo)來控制傳送到負(fù)載的功率。在所希望的AC線電壓過零的時(shí)間之前，使 電路打開檢測(cè)窗以接收過零信號(hào)。當(dāng)接收到過零信號(hào)時(shí)，電子控制系統(tǒng)與AC線電壓相同 步，并且由此可控傳導(dǎo)設(shè)備的傳導(dǎo)性與所接收到的過零信號(hào)相同步。對(duì)于在兩線模式中進(jìn)行操作的電子控制系統(tǒng)而言，當(dāng)負(fù)載阻抗主要是阻性時(shí)，該 控制技術(shù)可很好的工作。當(dāng)電子低壓照明負(fù)載使用了該技術(shù)時(shí)，則由于電子低壓變壓器的 多元輸入阻抗而產(chǎn)生了一個(gè)問題。典型的電子低壓變壓器通過以高頻來限幅提供給其輸入 端的電壓并且通過高頻變壓器來降低所限幅的電壓而進(jìn)行操作。該電路根據(jù)輸入到電子 變壓器中的電壓來以不同模式執(zhí)行該限幅作用。當(dāng)輸入電壓是低電平時(shí)，典型的不到大約 60V，那么限幅電路不運(yùn)行并且變壓器的輸入阻抗很高，并且當(dāng)停止了限幅作用時(shí)電子變壓器的輸入電容保持變壓器上的電壓實(shí)際值。當(dāng)線電壓達(dá)到大約60V時(shí)，限幅電路開始運(yùn)行 并且輸入阻抗實(shí)質(zhì)上跌至相連電燈負(fù)載所具有的負(fù)載。此外，在限幅器不運(yùn)行期間，通過經(jīng) 由電子控制系統(tǒng)的任意漏泄路徑而很容易的對(duì)輸入電容充電。因?yàn)槁┬闺娏魇亲兓牟⑶?是基于多個(gè)參數(shù)的，因此電子變壓器的輸入電容的充電變化劇烈。這導(dǎo)致了在AC線電壓半 周期開始時(shí)電子低壓變壓器的輸入電容電壓是易變的，這足以導(dǎo)致在半周期至半周期起始 時(shí)的電子低壓變壓器操作的初始條件發(fā)生變化。該變化對(duì)諸如照明控制器這樣的典型兩線 相控電子控制系統(tǒng)的過零檢測(cè)電路有影響，以至過零信號(hào)不穩(wěn)定。過零信號(hào)的不穩(wěn)定性會(huì) 造成可控傳導(dǎo)設(shè)備的傳導(dǎo)時(shí)間的不穩(wěn)定性，并且由此造成了相連電燈負(fù)載的閃爍效應(yīng)。為了使適用于兩線模式的過零信號(hào)穩(wěn)定以使電子控制系統(tǒng)對(duì)電子低壓變壓器進(jìn) 行操作，需要在接近AC線電壓半周期的過零時(shí)穩(wěn)定電子低壓變壓器輸入電容的初始電壓 條件。已發(fā)現(xiàn)這是通過使得在AC線電壓半周期的過零時(shí)間附近存在很短時(shí)段的傳導(dǎo)而實(shí) 現(xiàn)的。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)電子控制系統(tǒng)中的可控傳導(dǎo)設(shè)備進(jìn)行控制以使其在AC線電壓過 零之前的大約1毫秒時(shí)的大約200微秒期間是可傳導(dǎo)的。當(dāng)AC線電壓的絕對(duì)值很低時(shí)這 個(gè)短時(shí)段的傳導(dǎo)將電子低壓變壓器的輸入電容復(fù)位到一貫的起始條件并且由此使電子控 制系統(tǒng)所接收到的過零信號(hào)穩(wěn)定。圖10給出了根據(jù)本發(fā)明的用于消除過零信號(hào)不穩(wěn)定性的一示例性電路的簡(jiǎn)化框 圖以及示例性的時(shí)序圖。對(duì)于兩線操作而言，對(duì)輸出電路160的晶體管QlOl和Q102進(jìn)行控制以使其在每 個(gè)AC線電壓半周期的預(yù)定點(diǎn)時(shí)且在微處理器打開過零檢測(cè)窗之前的預(yù)定時(shí)段內(nèi)是可傳導(dǎo) 的。對(duì)于三線操作而言，晶體管QlOl和Q102最好是通過AC線電壓過零時(shí)間時(shí)仍保持可傳導(dǎo)。負(fù)載200(諸如如圖11中的電路框圖所示的電子低壓變壓器)與電子控制系統(tǒng) 100相連。負(fù)載200包括要對(duì)其充電的電容Cl、C2，并且這些電容上的電壓影響電子低壓 變壓器的操作以及電子控制系統(tǒng)100所接收到的過零信號(hào)。在兩線模式中，通過對(duì)經(jīng)由調(diào) 光器(Vdimmek)而從帶電端至微弱帶電端的壓降進(jìn)行測(cè)定來檢測(cè)AC線電壓的過零。然而，當(dāng) MOSFET QlOl和Q102諸如在AC線電壓過零之前的時(shí)間期間是不可傳導(dǎo)的，那么流過調(diào)光器 的壓降等于AC線電壓(Vune)減去流過負(fù)載200 (Vum)的壓降。因?yàn)樾孤╇娏魍ㄟ^了調(diào)光 器，因此電容C2可朝著負(fù)載200的雙向擊穿二極管所確定的擊穿電壓的方向進(jìn)行充電。這 使得調(diào)光器電壓Vdimmek小于該調(diào)光器其他時(shí)的電壓。不希望的是，從一個(gè)過零檢測(cè)窗到下一 個(gè)過零檢測(cè)窗時(shí)負(fù)載電壓是始終如一的。這個(gè)問題本身表現(xiàn)為用戶所不希望的燈光 閃爍，尤其當(dāng)燈光昏暗時(shí)在其低端出現(xiàn)了燈光閃爍。因此，如前所述的，為了消除兩線模式中的這個(gè)問題，對(duì)晶體管QlOl和Q102進(jìn)行 控制以使其在預(yù)定時(shí)段內(nèi)(例如最好是大約200 μ S，更好的是大約250至300 μ S)是可傳 導(dǎo)的(FET柵驅(qū)動(dòng)高)，并且將其控制為在下一個(gè)過零檢測(cè)窗開始之前是不可傳導(dǎo)的。對(duì)晶 體管QlOl和Q102進(jìn)行控制以使其在線電壓足以擊穿負(fù)載200的雙向擊穿二極管時(shí)是可傳 導(dǎo)的。對(duì)晶體管QlOl和Q102進(jìn)行控制以使其在過零檢測(cè)窗開始之前是不可傳導(dǎo)的。在將 晶體管QlOl和Q102控制為不可傳導(dǎo)之后，微處理器190啟動(dòng)或開始一過零檢測(cè)窗并且開 始對(duì)過零檢測(cè)器110的過零信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控。最好是，在過零信號(hào)是所期望的信號(hào)之前的大 約1微秒打開過零檢測(cè)窗并且在打開之后的大約2微秒關(guān)閉該過零檢測(cè)窗。
當(dāng)一組目標(biāo)電子變壓器使用了電子控制系統(tǒng)100時(shí)，由預(yù)期效果來確定為了消除 過零信號(hào)的不穩(wěn)定性而將MOSFET QlOl和Q102控制為在一時(shí)間段內(nèi)是可傳導(dǎo)的這段時(shí)間 段的最短時(shí)間。也就是說，在線電壓電平足夠高時(shí)，MOSFET在足夠長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)是導(dǎo)通的， 以便這組目標(biāo)電子變壓器中的控制電路擊穿為可傳導(dǎo)的，由此在從一個(gè)過零檢測(cè)窗到下一 個(gè)過零檢測(cè)窗時(shí)可使流過負(fù)載的電壓恢復(fù)為一不變值。由多個(gè)因素確定了為了消除過零信 號(hào)的不穩(wěn)定性而將MOSFETs QlOl和Q102控制為在一時(shí)間段內(nèi)是可傳導(dǎo)的這段時(shí)間段的 最長(zhǎng)時(shí)間，這些因素諸如是由電子低壓變壓器所驅(qū)動(dòng)的任意電燈所輸出的可見光效果以及 MOSFET中的轉(zhuǎn)換及傳導(dǎo)損耗。例如，允許越長(zhǎng)的MOSFET保持可傳導(dǎo)，則越有可能的是電流 流過負(fù)載或者燈光輸出可增加到所希望的程度之上。微處理器190監(jiān)控供電頻率并確定在哪里打開下一個(gè)過零檢測(cè)窗。最好是，在下 一個(gè)所期望的AC線電壓過零之前的其是所測(cè)定的AC線電壓半周期時(shí)段的大約10%的一時(shí) 間時(shí)打開過零檢測(cè)窗。如上所述的使過零信號(hào)穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)在于還可通過消除流過電子低壓 變壓器的電子控制系統(tǒng)的泄漏電流的影響來提高在三線模式中進(jìn)行操作的電子控制系統(tǒng) 的操作，該泄漏電流對(duì)電子控制系統(tǒng)的控制電路會(huì)產(chǎn)生不利影響。此外，因?yàn)樵陔娮涌刂葡?統(tǒng)的三線模式操作中過零信號(hào)來自帶電端和中性端，因此可控傳導(dǎo)設(shè)備在通過AC線電壓 過零的時(shí)間時(shí)仍保持可傳導(dǎo)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了上述過零穩(wěn)定性的有利效果。因此，對(duì)于兩線和三線實(shí)現(xiàn)過程而言，最好是無(wú)需考慮負(fù)載即可對(duì)過零基準(zhǔn)進(jìn)行 復(fù)位。這可清除始終如一的過零基準(zhǔn)。圖12給出了與可控傳導(dǎo)設(shè)備Q101、Q102并聯(lián)的一示例性高頻開關(guān)電源的簡(jiǎn)化框 圖。電源150通過利用開關(guān)轉(zhuǎn)換器而獲得了流經(jīng)高壓負(fù)載200的低電流以有效的將流經(jīng)可 控傳導(dǎo)設(shè)備Q101、Q102的高壓轉(zhuǎn)換成低壓電源。本實(shí)施例包括開關(guān)轉(zhuǎn)換設(shè)備與一對(duì)高壓可 控傳導(dǎo)設(shè)備的并連組合。圖12中的MOSFET QlOl和Q102表示高壓可控傳導(dǎo)設(shè)備。由低壓 電源150所供以動(dòng)力的控制電路來驅(qū)動(dòng)該設(shè)備Q101、Q102的柵極。在這種情況下，這種組 合系統(tǒng)控制一個(gè)或多個(gè)電子低壓變壓器(負(fù)載200)。為了進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明各方面進(jìn)行描述，傳統(tǒng)的用于兩線模式調(diào)光器的線性調(diào)節(jié)器 貓耳電源通常是大約10%有效的作用于將高壓電源轉(zhuǎn)換成低壓負(fù)載(即控制電路)，然而 本發(fā)明的電源具有75%的效率。因?yàn)殡娮涌刂葡到y(tǒng)需要大概50至IOOmV的電源以對(duì)其控 制電路進(jìn)行操作，因此在電源中消耗了大約0. 5至1瓦特的功率。一般來說，這不是顯著的 問題。然而，貓耳電源低效這是因?yàn)樽罡叻逯惦娏饕约捌骄斎腚娏鞒蔀榱私o定平均輸出 電流的電源。通常，成為貓耳電源的峰值電流至少是平均輸出電流的10倍。在兩線模式調(diào) 光器的情況下，由流過相連負(fù)載的貓耳電源所得到的峰值電流使得負(fù)載產(chǎn)生了可聽噪聲， 尤其是當(dāng)期望負(fù)載不具有流過其的大電流時(shí)負(fù)載處于斷路狀態(tài)。當(dāng)直接通過電子低壓變壓 器時(shí)的貓耳電源的高平均電流造成了由于如上所述的過零信號(hào)的變化而產(chǎn)生的閃爍。此 外，因?yàn)檩斎腚娫磁c輸出電源間的差值增加了，因此貓耳電源的效率降低了。因此，其根本 局限性在于在過零之后在大約AC線電壓的第一個(gè)1毫秒之后才能操作貓耳電源。因此貓 耳電源的可用傳導(dǎo)時(shí)間的局限性使得如果需要稍微增加平均輸出電流，那么輸入峰值電流 則明顯上升。與現(xiàn)有電源的缺點(diǎn)大不相同，本發(fā)明的電源具有很多優(yōu)點(diǎn)。電源效率最好是大約 75%。因此，對(duì)于電源的給定供電要求而言，本發(fā)明電源的平均輸入電流以及峰值輸入電流
12明顯的小于現(xiàn)有電源(例如貓耳電源)的平均輸入電流以及峰值輸入電流。當(dāng)對(duì)電子低壓 變壓器型負(fù)載進(jìn)行操作時(shí)，這些較低的輸入電流尤其有利。實(shí)際上，即使其效率是50%電源 也呈現(xiàn)出顯著的改善。另外，該效率是合理的，而與電源的輸入電源與輸出電壓之間的差值 無(wú)關(guān)。因此，本發(fā)明的電源并不局限于AC線電壓過零時(shí)間左右的操作，而現(xiàn)有貓耳電源局 限于AC線電壓過零時(shí)間左右的操作。實(shí)際上，本發(fā)明電源的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于在AC線電壓半 周期整個(gè)期間內(nèi)都可取得輸入電流。本發(fā)明的電源最好是使用降壓轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器可實(shí)現(xiàn)電壓的逐步下降。也可采 用其他有效高頻轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)器，這對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說顯而易見的。其他這種配 置可以是逆向變換器。在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本發(fā)明具體表現(xiàn)為適當(dāng)計(jì)算機(jī)軟件的形 式、或者適當(dāng)硬件的形式、或者適當(dāng)軟件和硬件相結(jié)合的形式。另外，對(duì)于相關(guān)的公眾而言， 這種硬件和/或軟件是顯而易見的。此外，這里不必進(jìn)一步對(duì)這種硬件和/或軟件進(jìn)行詳 細(xì)的說明。盡管這里參考特定實(shí)施例進(jìn)行說明和描述，然而本發(fā)明并不局限于所示的詳細(xì)描 述。而是，在權(quán)利要求等價(jià)體的范圍之內(nèi)且在不脫離本發(fā)明的情況下可做出各種修改。
1權(quán)利要求
一種電子控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)可控傳導(dǎo)設(shè)備，在所述電子控制系統(tǒng)的無(wú)故障操作期間通過高阻抗路徑來驅(qū)動(dòng)可控傳導(dǎo)設(shè)備并且在所述電子控制系統(tǒng)檢測(cè)到有故障條件之后通過低阻抗路徑來驅(qū)動(dòng)可控傳導(dǎo)設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括過壓保護(hù)器，該過壓保護(hù)器檢測(cè)所述至少一個(gè) 可控傳導(dǎo)設(shè)備所具有的過壓故障條件并且使所述至少一個(gè)可控傳導(dǎo)設(shè)備是可傳導(dǎo)的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括鎖存電路，在已清除了過壓故障條件之后，該鎖 存電路保持所述至少一個(gè)可控傳導(dǎo)設(shè)備是可傳導(dǎo)的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括過流保護(hù)器，該過流保護(hù)器檢測(cè)所述至少一個(gè) 可控傳導(dǎo)設(shè)備的過流故障條件并且使所述至少一個(gè)可控傳導(dǎo)設(shè)備是不可傳導(dǎo)的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括鎖定電路，該鎖定電路可防止在檢測(cè)到過流故 障條件之后過壓保護(hù)器仍對(duì)至少一個(gè)可控設(shè)備進(jìn)行控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括鎖定電路，該鎖定電路可防止在檢測(cè)到過壓故 障條件之后過流保護(hù)器仍對(duì)至少一個(gè)可控設(shè)備進(jìn)行控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括過流保護(hù)器，該過流保護(hù)器檢測(cè)所述至少一個(gè) 可控傳導(dǎo)設(shè)備的過流故障條件并且使所述至少一個(gè)可控傳導(dǎo)設(shè)備是不可傳導(dǎo)的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括鎖存電路，在已清除了過流故障條件之后，該鎖 存電路保持所述至少一個(gè)可控傳導(dǎo)設(shè)備是不可傳導(dǎo)的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中高阻抗路徑包括第一路徑和第二路徑，第一路徑用于 控制將所述至少一個(gè)可控傳導(dǎo)設(shè)備從可傳導(dǎo)轉(zhuǎn)換到不可傳導(dǎo)的轉(zhuǎn)換速率，第二路徑用于控 制將所述至少一個(gè)可控傳導(dǎo)設(shè)備從不可傳導(dǎo)轉(zhuǎn)換到可傳導(dǎo)的轉(zhuǎn)換速率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中所述第一和第二路徑的阻抗彼此無(wú)關(guān)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中低阻抗路徑包括第三路徑和第四路徑，第三路徑用于 控制將所述至少一個(gè)可控傳導(dǎo)設(shè)備從可傳導(dǎo)轉(zhuǎn)換到不可傳導(dǎo)的轉(zhuǎn)換速率，第四路徑用于控 制將所述至少一個(gè)可控傳導(dǎo)設(shè)備從不可傳導(dǎo)轉(zhuǎn)換到可傳導(dǎo)的轉(zhuǎn)換速率。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中所述第三和第四路徑的阻抗彼此無(wú)關(guān)。
13.一種用于對(duì)外部電源傳送到負(fù)載的電量進(jìn)行控制的設(shè)備，該設(shè)備包括可控傳導(dǎo)設(shè)備，該設(shè)備連接在所述源與所述負(fù)載之間，所述可控傳導(dǎo)設(shè)備具有可傳導(dǎo) 狀態(tài)和不可傳導(dǎo)狀態(tài)；第一控制電路，響應(yīng)于表示從所述源傳送到所述負(fù)載的預(yù)定電量的用戶輸入信號(hào)，該 第一控制電路在正常操作模式下對(duì)所述可控傳導(dǎo)設(shè)備進(jìn)行控制，所述第一控制電路使得所 述可控傳導(dǎo)設(shè)備以第一轉(zhuǎn)換速率來在所述可傳導(dǎo)狀態(tài)與所述不可傳導(dǎo)狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換；第二控制電路，響應(yīng)于對(duì)故障條件的檢測(cè)，該第二控制電路在故障操作模式下對(duì)所述 可控傳導(dǎo)設(shè)備進(jìn)行控制，所述第二控制電路使得所述可控傳導(dǎo)設(shè)備以與所述第一轉(zhuǎn)換速率 不同的第二轉(zhuǎn)換速率來在所述可傳導(dǎo)狀態(tài)與所述不可傳導(dǎo)狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，其中第一轉(zhuǎn)換速率小于第二轉(zhuǎn)換速率。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，其中第一轉(zhuǎn)換速率包括第一導(dǎo)通速率和第一斷開速率， 并且第二轉(zhuǎn)換速率包括第二導(dǎo)通速率和第二斷開速率。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，其中第一導(dǎo)通速率與第二導(dǎo)通速率不同。
17.根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，其中第一斷開速率與第二斷開速率不同。
全文摘要
電子控制系統(tǒng)中的一設(shè)備允許兩線或三線操作。電源(150)將電源提供給其內(nèi)設(shè)置有兩線和三線的閉合電路。使用兩個(gè)獨(dú)立的過零檢測(cè)器以便在兩線和三線配置中可匯集定時(shí)信息。兩個(gè)過零檢測(cè)器(110)被監(jiān)控并用于自動(dòng)配置電子控制。過壓電路檢測(cè)其處于斷開狀態(tài)的MOSFET的一過壓條件并且導(dǎo)通MOSFET，以便希望其不會(huì)到達(dá)雪崩區(qū)。過流電路檢測(cè)流過MOSFET的電流何時(shí)超過預(yù)定電流門限值并且斷開MOSFET以便其不過超過MOSFET的安全操作區(qū)(SOA)曲線。采用鎖存電路(120)以使即使在清除了故障條件之后保持保護(hù)電路一直有效。采用了鎖定電路(130)以防止一個(gè)保護(hù)電路在由于故障條件而斷開了其他電路之后也被斷開。希望將保護(hù)電路輸出配置成可繞過并不考慮正常導(dǎo)通和斷開電阻且?guī)缀踔苯幼饔糜贛OSFET的柵極。最好是，該系統(tǒng)具有與低頻可控傳導(dǎo)設(shè)備并聯(lián)的高效開關(guān)型電源。
文檔編號(hào)H05B39/04GK101895213SQ20101020571
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2002年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月6日
發(fā)明者史蒂芬·斯彭切爾·湯姆森, 理查德·L·布萊克 申請(qǐng)人:盧特龍電子公司