Led調(diào)光器兼容性的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種LED調(diào)光器兼容性的系統(tǒng)和方法，其提供適合應(yīng)用的LED系統(tǒng)，而不管調(diào)光器是否存在或使用的調(diào)光開關(guān)的類型。這些系統(tǒng)和方法提供高功率因數(shù)，而不浪費能量。至少有三種LED照明器件可見的波形類型。該兼容性電路可以被集成到LED照明器件中，使得該器件可以被擰到任何現(xiàn)有的燈插座中。該器件可用在插座中，而無論調(diào)光器是否存在于線路上。如果調(diào)光器存在，其可以是后沿調(diào)光器或前沿調(diào)光器。如果線路上不存在調(diào)光器，LED照明器件接收直接的AC線路輸入。PFC級的輸出晶體管的切換基于存在的調(diào)光器類型被智能應(yīng)用。
【專利說明】LED調(diào)光器兼容性的系統(tǒng)和方法
【背景技術(shù)】
[0001]調(diào)光開關(guān)是允許用戶通過簡單轉(zhuǎn)動旋鈕或滑動條從近乎暗淡調(diào)整到全亮的光照水平的有用的電氣組件。早期的調(diào)光開關(guān)具有調(diào)整光照水平的非常簡單的解決方案，即可變電阻器。利用可變電阻器，所述電阻器的總電阻通過調(diào)整電荷必須經(jīng)過的電阻材料的距離來進行調(diào)整。在電荷移動通過電阻器時，能量以熱量的形式失去。串聯(lián)電路中的電阻器引起電路中的電壓降，減少可用于其他負載的能量(例如，燈泡)。燈泡兩端的減少的電壓將降低其光輸出。
[0002]這種解決方案的問題是大量的能量損失加熱電阻器，這不利于照亮房間，但仍然消耗能源成本。除了低效以外，這些開關(guān)往往是累贅和潛在危險的，這是由于可變電阻器釋放大量熱量。
[0003]代替將燈泡的能量轉(zhuǎn)移到電阻，現(xiàn)代的調(diào)光開關(guān)快速關(guān)閉和接通燈電路，以降低流過電路的總能量。燈泡電路每秒被關(guān)斷很多次。開關(guān)周期圍繞交流(AC)波動建立。AC電流在起伏的正弦波中具有變化的電壓極性，其從正電壓波動到負電壓?，F(xiàn)代的調(diào)光開關(guān)在每次電流反向時(就是說，每逢有零電流穿過電路時)自動關(guān)斷燈泡電路。發(fā)生這種情況是每個周期兩次，或每秒120次。當電壓返回達到一定的電平時，再打開燈電路。
[0004]這個打開值基于調(diào)光開關(guān)旋鈕或滑動條的位置。如果調(diào)光器被轉(zhuǎn)到較亮的設(shè)置，將在切斷后快速接通。電路在周期的大部分時間接通，因此其向燈泡供應(yīng)每秒更多的能量。如果調(diào)光器被設(shè)置較低的光亮，電路將等待直到周期中的稍晚再接通。這種開關(guān)電路中的中心元件是三極管交流開關(guān)，或雙向三極管開關(guān)。
[0005]雙向三極管開關(guān)是較小的半導(dǎo)體器件，類似于二極管或晶體管。雙向三極管開關(guān)具有連接到電路兩端的兩個端子和用于觸發(fā)導(dǎo)通的第三柵極端子。兩個端子之間總是有電壓差，但是其隨著交流電流的波動而變化。就是說，當電流以一個方向移動時，第一端子帶正電，而第二端子帶負電，以及當電流以另一個方向移動時，第一端子帶負電，而第二端子帶正電。
[0006]柵極通過可變電阻器的方式也被連接到電路。這種可變電阻器以與較舊的調(diào)光開關(guān)設(shè)計中的可變電阻基本相同的方式工作，但是其不浪費相當多的能量來產(chǎn)生熱量。雙向三極管開關(guān)作為電壓驅(qū)動的開關(guān)動作，其利用控制開關(guān)動作的柵極上的電壓，以及可變電阻器控制柵極上的電壓。
[0007]當端子間存在正常的電壓以及柵極上有較小的電壓時，雙向三極管開關(guān)像斷開的開關(guān)一樣動作(其不會導(dǎo)電)。一旦足夠的電壓被施加到柵極，其開始導(dǎo)電。雙向三極管開關(guān)具有其保持導(dǎo)通所需要的最小“保持電流”。如果這種保持電流不滿足，雙向三極管開關(guān)將斷開，無論調(diào)光器或負載存在多少電壓。如果這種保持電流在典型AC期間不滿足，雙向三極管開關(guān)會重復(fù)觸發(fā)，產(chǎn)生非預(yù)期的操作例如多個接通/斷開周期。
[0008]實際的順序取決于電流的方向改變，就是說，AC周期的哪一部分存在于雙向三極管開關(guān)之間。通過使用用于不同光源例如發(fā)光二極管(LED)的雙向三極管開關(guān)，引入了以前的解決方案迄今未解決的需求。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]示例實施例提供LED調(diào)光器兼容性的系統(tǒng)和方法。
[0010]系統(tǒng)的示例實施例包括具有至少一個LED的LED照明器件；以及被連接在LED照明器件與到LED照明器件的AC輸入之間的功率因數(shù)校正(PFC)控制器。PFC控制器經(jīng)配置確定LED照明器件是接收來自直接AC線路、后沿調(diào)光器還是來自前沿調(diào)光器的AC輸入；以及基于所述確定控制被連接到LED照明器件的柵極晶體管。
[0011 ] 其他實施例提供所述系統(tǒng)的方法和LED調(diào)光器兼容性的方法。示例方法包括確定LED照明器件是接收來自直接AC線路、后沿調(diào)光器還是來自前沿調(diào)光器的AC輸入；以及基于這樣的確定控制被連接到LED照明器件的功率因數(shù)校正(PFC)電路的柵極晶體管。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1示出用于白熾燈泡的墻壁調(diào)光器的示例實施例的電路圖。
[0013]圖2示出用于白熾燈泡的后沿調(diào)光器的示例實施例的電路圖。
[0014]圖3示出圖2的后沿調(diào)光器的電壓和電流曲線的示例實施例的信號圖。
[0015]圖4示出被用于控制前沿調(diào)光器中的調(diào)光的相位角的示例實施例的信號圖。
[0016]圖5示出被用于控制后沿調(diào)光器中的調(diào)光的相位角的示例實施例的信號圖。
[0017]圖6示出升壓功率因數(shù)控制器電路的示例實施例的電路圖。
[0018]圖7示出結(jié)合調(diào)光開關(guān)的圖6的升壓功率因數(shù)控制器電路的示例實施例的電路圖。
[0019]圖8示出具有智能PFC控制器的圖7的升壓功率因數(shù)控制器電路的示例實施例的電路圖。
[0020]圖9示出圖8電路的各種調(diào)光器輸出和開關(guān)控制信號的示例實施例的信號圖。
[0021]圖10示出LED調(diào)光器兼容性的方法的示例實施例的流程圖。
【具體實施方式】
[0022]轉(zhuǎn)動調(diào)光器開關(guān)旋鈕，將接觸臂(或接觸片)在可變電阻器上樞軸轉(zhuǎn)動，增加或減少其總電阻。當旋鈕被設(shè)置在“暗淡”時，可變電阻器提供更大的電阻，因此其阻礙電流。結(jié)果，必要的升壓電壓不會在燃點電容器上盡快建立。在電容器被充電足以使雙向三極管開關(guān)導(dǎo)通的時候，AC電流周期有條不紊地進行。如果旋鈕以其他方向轉(zhuǎn)動，則可變電阻器提供更小的電阻，并且電容器在波動周期中較早產(chǎn)生必要的升壓電壓。當電流波動返回到零電壓點時，沒有什么驅(qū)動電流通過雙向三極管開關(guān)，因此電子停止移動。耗盡區(qū)再次形成，并且雙向三極管開關(guān)失去其導(dǎo)電性，直到升壓電壓在柵極上建立。
[0023]現(xiàn)代的LED燈本身不采用現(xiàn)有的照明設(shè)施例如調(diào)光器來工作。LED通常不提取足以保持現(xiàn)有調(diào)光器導(dǎo)通的功率，從而引起不穩(wěn)定的行為。如果未被設(shè)計為采用基于雙向三極管開關(guān)的調(diào)光器工作的LED照明器件被插入到雙向三極管開關(guān)調(diào)光器中，則根據(jù)調(diào)光器的設(shè)置和所述調(diào)光器的設(shè)計，會發(fā)出很少的光(如果有的話)。通常情況下，LED會重復(fù)閃爍，這是因為LED未提取足夠的功率以保持調(diào)光器的雙向三極管開關(guān)元件持續(xù)導(dǎo)通。如圖1的電路100所設(shè)置，基于雙向三極管開關(guān)的調(diào)光器可以在器件中用RC電路建模。被連接到燈泡130的墻壁調(diào)光器120包括雙向三極管開關(guān)125和二端交流開關(guān)135。在AC周期的開始，雙向三極管開關(guān)125在非導(dǎo)通狀態(tài)。接著，電容器Cl通過電阻器Rl和燈泡130充電。當電容器Cl上的電壓超出二端交流開關(guān)135的閥值電壓(例如，20伏)時，二端交流開關(guān)135被觸發(fā)，將能量轉(zhuǎn)儲到雙向三極管開關(guān)125的控制柵極，使得雙向三極管開關(guān)導(dǎo)通，所述二端交流開關(guān)135可以被認為是一個可控硅整流器(SCR)的鎖存器。電阻器Rl控制雙向三極管開關(guān)125何時導(dǎo)通，從而啟用調(diào)光的功能，所述電阻器Rl在調(diào)光器應(yīng)用中是可變的。
[0024]一旦雙向三極管開關(guān)125導(dǎo)通，其需要一定量的電流例如50毫安持續(xù)流過，以保持導(dǎo)通模式。否則，雙向三極管開關(guān)125斷開。來自燈泡130的負載維持雙向三極管開關(guān)125的保持電流。雙向三極管開關(guān)125斷開，接近AC輸入的過零點，所述周期重復(fù)。
[0025]LED照明燈具的挑戰(zhàn)是首先提取一些合理的電流電平，這看上去好像是AC線路輸入HO的低阻抗，以獲得Cl上的電壓，從而將Cl初次充電到20伏。一旦雙向三極管開關(guān)125導(dǎo)通，LED照明燈具通常不提取保持雙向三極管開關(guān)125導(dǎo)通的足夠電流，從而斷開雙向三極管開關(guān)125。這種挑戰(zhàn)可以用額外的線路或能量存儲來解決。
[0026]其他的解決方案已經(jīng)提出線路的低阻抗，以在雙向三極管開關(guān)斷開之前觸發(fā)雙向三極管開關(guān)和電容器中的存儲能量。這些先前的解決方案可以解決LED照明燈具中存在的雙向三極管開關(guān)的挑戰(zhàn)，但是當直接連接到AC源時，這些電路產(chǎn)生非常低的功率因數(shù)。此夕卜，這些解決方案可以滿足基于雙向三極管開關(guān)的調(diào)光器，但是他們并非一直很好地與后沿調(diào)光器工作。另一個方案是通過浪費能量來操控系統(tǒng)。能量可以通過提取試圖保持雙向三極管開關(guān)在導(dǎo)通狀態(tài)的過電流而被浪費。這實現(xiàn)了更高功率因數(shù)，但是以效率為代價。所公開的LED調(diào)光器兼容性的系統(tǒng)和方法提供適合應(yīng)用的LED系統(tǒng)，而不管調(diào)光器是否存在或使用的調(diào)光開關(guān)的類型。這些公開的系統(tǒng)和方法提供高功率因數(shù)，而不浪費能量。
[0027]不是所有的調(diào)光器都是相同的(例如，某些響應(yīng)于前沿，而其他響應(yīng)于后沿)。不同的方法可以被用在某些應(yīng)用中，以滿足不同調(diào)光器的電流要求。新的條例要求當LED燈被直接連接到AC電網(wǎng)(無調(diào)光器)時，LED燈滿足特定PF標準。迄今為止，大多數(shù)電路需要浪費功率以利用大多數(shù)調(diào)光器實現(xiàn)良好的PF并進行工作。至少有三種LED照明器件可以看得見的波形類型。兼容性電路電源可以被集成到LED照明器件中，使得該器件被擰入任何現(xiàn)有的燈插座中。該器件無論調(diào)光器是否存在于線路而在插座中可用。如果調(diào)光器存在，其可以是后沿調(diào)光器或前沿調(diào)光器。如果線路上不存在調(diào)光器，LED照明器件接收直接AC線路輸入。在沒有調(diào)光器的情況下，AC輸入緩慢上升并且緩慢下降。不過，在后沿調(diào)光器的情況下，AC信號在適當觸發(fā)時緩慢上升并且快速下降。在前沿調(diào)光器的情況下，AC信號在適當觸發(fā)時快速上升并且緩慢下降。
[0028]圖2中提供的后沿調(diào)光器的示例提供特別的問題。后沿調(diào)光器電路200包括開關(guān)210、延遲電路220、過零檢測器250、燈泡230以及電容器240。開關(guān)210的非限制示例是MOSFET和IGBT。后沿調(diào)光器傳統(tǒng)上不使用雙向三極管開關(guān)，而替代地包括其他過渡性的電子組件。在AC周期(在圖3中示出)的開始，開關(guān)210在導(dǎo)通狀態(tài)。延遲電路220例如在時間310斷開開關(guān)210，切斷通過AC線路周期的部分路線。來自燈泡230的負載電流在開關(guān)210斷開后對電容器240放電。過零檢測器250復(fù)位開關(guān)210并且所述周期重復(fù)。正如上面所提供的，LED照明器件并非總是消耗足夠的電力以對電容器240放電。[0029]分別在圖4和5中示出前沿調(diào)光與后沿調(diào)光之間的差異。如圖4的信號圖400所示，在前沿調(diào)光中，每個正弦半波的早期部分被砍掉。前沿調(diào)光器適于電阻性負載(例如普通白熾燈、高壓鹵素燈等)以及感性負載(例如線圈、具有普通變壓器的低壓鹵素燈等)。如圖5的信號圖500所示，在下降沿調(diào)光中，每個正弦半波的后期部分被砍掉。下降沿調(diào)光器適于電阻性負載和電容性負載例如低壓鹵素燈、變壓器、或初級調(diào)光電子鎮(zhèn)流器。前沿和后沿調(diào)光器是基于相位角的調(diào)光的示例。照明的亮度與調(diào)光器的導(dǎo)通相位角(圖4中的^和圖5中的tn)成比例。在最高導(dǎo)通角處實現(xiàn)最大光?；谙辔唤堑恼{(diào)光與基于交流RMS電壓的調(diào)光技術(shù)相比，提供了對AC線路電壓變化的增強抑制。
[0030]當被直接連接到AC線路時，LED應(yīng)用要求具有某種PFC的水平。所述PFC可以被量化為: [0031 ] PF =有效功率(W) /視在功率(VA)。
[0032]最近美國的能源之星規(guī)范規(guī)定住宅應(yīng)用的功率因數(shù)不低于0.7，并且商業(yè)應(yīng)用的功率因數(shù)不低于0.9。在世界各地對于指定功率因數(shù)的限制以及在某些情況下的THD限值(EN61000-3-2類C，>25ff)的需求增加。當直接AC連接被確定存在時，可以提供PFC，并且當有調(diào)光器時，可以不提供PFC，這是因為調(diào)光器的操作反作用由PFC提供的增益。例如利用升壓PFC，可以在前端實現(xiàn)近單位功率因素。雖然本公開主要是指升壓PFC電路，不過其他技術(shù)例如反激、降壓和正激拓撲結(jié)構(gòu)都可以使用。
[0033]在圖6中提供升壓PFC電路600的示例實施例。電路600包括電源610、整流器620、開關(guān)630、升壓電容器640、升壓二極管650、升壓電感器660、負載電阻670以及感測電阻器680。升壓PFC電路600通過迫使輸入電流遵循(follow)輸入電壓而進行工作。輸出電壓將大于峰值線電壓。短路的輸出無法通過控制升壓開關(guān)進行保護。升壓PFC電路600可以被用于例如多級寬輸入范圍轉(zhuǎn)換器中。升壓PFC電路600可以被用在三種原則操作模式中的一種中:連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM)、非連續(xù)導(dǎo)通模式(DCM)、以及過渡或臨界導(dǎo)通模式(CRM)。
[0034]在電路600中，二極管橋或整流器620對在電感器660之前的AC輸入電壓610進行整流。升壓調(diào)節(jié)器的輸出是恒定電壓，但是輸入電流由輸入電壓編制為半正弦波。流入輸出電容器640的功率不是常數(shù)，而是線頻率兩倍的正弦波，這是由于功率是電壓和電流的瞬時產(chǎn)物。當輸入電壓高時，輸出電容器640存儲能量，并且當輸入電壓低時，輸出電容器640釋放能量，以維持輸出功率流。所公開的LED照明兼容性的系統(tǒng)和方法適用于隔離和非隔離的應(yīng)用。
[0035]圖7提供具有調(diào)光器790的升壓PFC電路的電路700的示例實施例。電路700包括電源710、整流器720、開關(guān)730、升壓電容器740、升壓二極管750、升壓電感器760、負載電阻770、感測電阻器780以及調(diào)光器790。如果調(diào)光器790不存在，在有直接AC連接的情況下，升壓PFC電路可以提供近單位PF。如果調(diào)光器790包括后沿調(diào)光器，升壓開關(guān)730的正常切換動作將對圖2的調(diào)光器電容器240放電。如果調(diào)光器790包括前沿雙向三極管開關(guān)調(diào)光器，升壓FET730可以向雙向三極管開關(guān)提供低阻抗“觸發(fā)”負載。升壓電容器740可以提供滿足雙向三極管開關(guān)保持電流的能量存儲。隨著用于滿足調(diào)光器雙向三極管開關(guān)的能量首先被轉(zhuǎn)移到升壓電容器740以及接著被輸送到負載770，可以實現(xiàn)基本無損的調(diào)光器控制。[0036]LED照明器件中的附加智能對于在前沿調(diào)光器被檢測到時控制PFC電路是必要的。后沿調(diào)光器連接可以如直接AC連接一樣被處理。后沿調(diào)光器的導(dǎo)通在調(diào)光器內(nèi)(圖2的定時器220)被控制，從而使得其獨立于負載。雙向三極管開關(guān)和前沿調(diào)光器依賴對圖1的雙向三極管開關(guān)135充電的負載。后沿調(diào)光器中的下降沿電壓的放電可以被認為是PFC電路的正常操作。除了像直接AC連接一樣處理后沿調(diào)光器連接以外，PFC開關(guān)可以在后沿的下降沿被檢測到的期間和之后保持接通。這將節(jié)省由于PFC得開關(guān)電流的某些功率損耗并且確保圖2的電容器240的更快放電。前沿調(diào)光器具有要進行管理的不同特性。
[0037]在示例實施例中，升壓PFC級被施加到前沿調(diào)光器。升壓PFC電路的柵極晶體管被保持處于基本上100 %的占空比，直到雙向三極管開關(guān)啟動以及接著過渡到正常PFC操作(切換)。在確定足夠的能量已經(jīng)被轉(zhuǎn)移到PFC輸出電容器后，升壓PFC的柵極晶體管可以被斷開。在PFC級被斷開之前，雙向三極管開關(guān)啟動之后，PFC級運行短期時間以確保合理的能量轉(zhuǎn)移到升壓電容器是優(yōu)選的。如果在前沿調(diào)光器斷開后(由于不充足的電流)，PFC柵極晶體管一直運行，會導(dǎo)致雙向三極管開關(guān)的錯誤觸發(fā)。在示例實施例中，升壓PFC電路觸發(fā)雙向三極管開關(guān)，從而產(chǎn)生從AC線路周期到AC線路周期是一致的雙向三極管開關(guān)導(dǎo)通角，以便前沿應(yīng)用仿真后沿應(yīng)用。這可以被用在隔離或非隔離設(shè)計中。
[0038]通過使用用于能量存儲的PFC級，允許用于觸發(fā)雙向三極管開關(guān)的能量轉(zhuǎn)移到PFC的輸出電容器并且從而轉(zhuǎn)移到LED負載中。這是可實現(xiàn)的，因為用于對雙向三極管開關(guān)的RC網(wǎng)絡(luò)充電的電流經(jīng)由PFC開關(guān)的100%占空比被存儲在PFC電感器中。當雙向三極管開關(guān)啟動并且PFC級變得有效(切換)時，存儲在所述電感器中的能量隨后被重定向到輸出電容器中。雖然這不是明顯的功率量，但當用在低于IOW和5W的系統(tǒng)時，毫瓦的功率會對整體效率產(chǎn)生影響。
[0039]圖8提供具有調(diào)光器890的升壓PFC電路的電路800的示例實施例。電路800包括電源810、整流器820、PFC控制器825、開關(guān)830、升壓電容器840、升壓二極管850、升壓電感器860、負載電阻870、感測電阻器880、以及調(diào)光器890。電路800經(jīng)由PFC控制器825的AC感測輸入提供對AC輸入的連續(xù)監(jiān)測。PFC控制器825可以確定調(diào)光器的存在和類型。在示例實施例中，兩個比較器可以被用于確定到LED照明器件的連接是直接AC線路、后沿調(diào)光器還是前沿調(diào)光器。該兩個比較器可以被用于監(jiān)測AC輸入電壓的上升速率和下降速率。在直接AC連接應(yīng)用中，上升速率與下降速率之間的時間延遲是低的，并且可以是基本相等的(例如，根據(jù)兩個比較器電壓閥值之間的差異，可以是幾百微秒)。在后沿對前沿的情況下，輸出切換的次序確定上升沿切換還是下降沿切換更快。在前沿調(diào)光器中，上升速率比下降速率更快。在下降沿調(diào)光器中，下降速率比上升速率更快。
[0040]PFC控制器825可以測量由調(diào)光器890產(chǎn)生的導(dǎo)通相位角并且提供用于調(diào)光器負載的PFC柵極830的智能控制。如果直接AC連接被確定，PFC控制器825可以提供傳統(tǒng)的PFC操作。如果調(diào)光器890被確定是后沿調(diào)光器，PFC控制器825可以在后沿調(diào)光器890被禁用后接通開關(guān)830，通過生效圖2的開關(guān)210執(zhí)行的禁用有效地允許調(diào)光器的輸出電壓下降到零。如果調(diào)光器890被確定是前沿調(diào)光器，PFC控制器825接通開關(guān)830以觸發(fā)調(diào)光器890中的雙向三極管開關(guān)，并且在調(diào)光器890中的雙向三極管開關(guān)停止導(dǎo)通之前斷開開關(guān) 830。
[0041]在前沿調(diào)光器的情況下，Vout的滯后調(diào)節(jié)也可以由PFC控制器825來提供。在示例實施例中，附加的滯后電壓控制回路與PFC控制器825集成，從而當PFC級的輸出電壓低于給定閥值時，啟用PFC電路。一旦輸出電壓下降到低于這個閥值，PFC級在雙向三極管開關(guān)的觸發(fā)后變得有效，并且保持有效直到PFC輸出電壓超過更高的電壓閥值。滯后回路確保足夠的負載提供到所述調(diào)光器以保持導(dǎo)通。選擇PFC輸出上的電壓滯后量確保正確的操作。閥值之間的電壓差越大，將其充電回到滿值所需要的功率越多。滯后算法會引起在輸出電壓衰減時的隨后AC線路周期的跳過(PFC保持禁用)。
[0042]圖9提供到LED照明器件的三個連接的信號圖的示例實施例。信號910是到LED照明器件的直接AC連接的半周期。PFC控制器825用信號例如信號920控制開關(guān)830，以提供LED照明器件的高功率因數(shù)和穩(wěn)定照明。信號930是到LED照明器件的后沿調(diào)光器連接的半周期。PFC控制器825用恒定開關(guān)信號控制開關(guān)830，直到開關(guān)830被斷開的時間935。一旦該電路確定電壓已經(jīng)下降到零，PFC級切換可以被中止，斷開開關(guān)830直到電壓返回到下一個線路周期以及切換被恢復(fù)。信號950是到LED照明器件的前沿調(diào)光器連接的半周期。PFC控制器825用100%占空比信號控制開關(guān)830，以觸發(fā)調(diào)光器中的雙向三極管開關(guān)。當雙向三極管開關(guān)在時間955處開始導(dǎo)通時，PFC控制器825開始切換開關(guān)830，從而將能量轉(zhuǎn)移到電容器840。接著，PFC控制器825進入0%占空比，以確保AC信號的過零檢測。通過PFC級的PFC輸出電壓或電流的監(jiān)測也可以被用于確定開關(guān)830何時被禁用。如果雙向三極管開關(guān)返回斷開，PFC級不應(yīng)該運行，這在輕負載/深度調(diào)光條件下有很高的可能性。PFC級可能具有預(yù)確定的電荷量，從而無論何時PFC被啟用，通過使用滯后回路，將PFC輸出電容器再裝滿。
[0043]圖10提供LED調(diào)光器兼容性的方法的流程圖1000。在框1010中，確定LED照明器件是從直接AC線路輸入、前沿調(diào)光器還是從后沿調(diào)光器供電。在框1020，PFC電路的柵極晶體管基于框1010的確定而被控制。
[0044]本發(fā)明涉及領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當明白，在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對上述示例實施例進行更改，并且許多其他的實施例也是可能的。
【權(quán)利要求】
1.一種用于控制發(fā)光二極管照明器件即LED照明器件的照明的系統(tǒng)，其包括: 第一比較器，其經(jīng)配置監(jiān)測到所述LED照明器件的交流輸入即AC輸入的上升時間； 第二比較器，其經(jīng)配置監(jiān)測到所述LED照明器件的所述AC輸入的下降時間；以及 連接在所述LED照明器件與所述AC輸入之間的功率因數(shù)校正控制器即PFC控制器，所述PFC控制器經(jīng)配置: 通過比較所述第一比較器和所述第二比較器的輸出的切換時序，確定所述LED照明器件是從直接AC線路、后沿調(diào)光器還是從前沿調(diào)光器接收所述AC輸入；以及基于所述比較，控制連接到所述LED照明器件的柵極晶體管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中當所述第一比較器的所述上升時間與所述第二比較器的所述下降時間基本相等時，所述LED照明器件被確定接收直接AC線路輸入。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中當所述下降速率比所述上升速率更快時，所述LED照明器件被確定接收后沿調(diào)光器輸入。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中當所述上升速率比所述下降速率更快時，所述LED照明器件被確定接收前沿調(diào)光器輸入。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中如果所述AC輸入被確定來自所述直接AC線路或所述后沿調(diào)光器，所述柵極晶體管被驅(qū)動以連續(xù)的脈寬調(diào)制信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中如果所述AC輸入被確定來自所述前沿調(diào)光器，所述柵極晶體管被驅(qū)動 以基本上100%的占空比，直至所述調(diào)光器中的雙向三極管開關(guān)開始導(dǎo)通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述PFC控制器經(jīng)配置在反激電路、升壓電路和降壓電路中的至少一個中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其進一步包括經(jīng)配置控制所述PFC控制器的啟用的滯后控制回路。
9.一種發(fā)光二極管照明器件即LED照明器件的照明方法，其包括: 確定所述LED照明器件是接收來自直接AC線路、后沿調(diào)光器還是來自前沿調(diào)光器的AC輸入；以及 基于所述確定控制連接到所述LED照明器件的功率因數(shù)校正電路即PFC電路的柵極晶體管。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述確定包括比較到所述LED照明器件的所述AC輸入的上升速率和下降速率。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中當所述第一比較器的所述上升時間與所述第二比較器的所述下降時間基本相等時，所述LED照明器件被確定接收直接AC線路輸入。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中當所述下降速率比所述上升速率更快時，所述LED照明器件被確定接收后沿調(diào)光器輸入。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中當所述上升速率比所述下降速率更快時，所述LED照明器件被確定接收前沿調(diào)光器輸入。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其進一步包括如果所述AC輸入被確定來自所述直接AC線路或所述后沿調(diào)光器，則利用連續(xù)的脈寬調(diào)制信號驅(qū)動所述柵極晶體管。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其進一步包括如果所述AC輸入被確定來自所述前沿調(diào)光器，則利用基本上100%占空比信號驅(qū)動所述柵極晶體管，直至所述調(diào)光器中的雙向三極管開關(guān)開始導(dǎo)通。
16.一種發(fā)光二極管即LED照明系統(tǒng)，其包括: 包括LED的LED照明器件；以及 連接在所述LED照明器件與到所述LED照明器件的AC輸入之間的功率因數(shù)校正控制器即PFC控制器，所述PFC控制器經(jīng)配置: 確定所述LED照明器件是接收來自直接AC線路、后沿調(diào)光器還是來自前沿調(diào)光器的AC輸入；以及 基于所述確定，控制連接到所述LED照明器件的柵極晶體管。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的器件，其進一步包括: 第一比較器，其經(jīng)配置監(jiān)測所述AC輸入的上升時間；以及 第二比較器，其經(jīng)配置監(jiān)測所述AC輸入的下降時間； 其中通過所述PFC控制器進行的確定比較所述第一比較器與所述第二比較器的輸出。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的器件，其中如果所述AC輸入被確定來自所述直接AC線路或所述后沿調(diào)光器，所述柵極晶體管被驅(qū)動以連續(xù)的脈寬調(diào)制信號。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的器件，其中如果所述AC輸入被確定來自所述前沿調(diào)光器，所述柵極晶體管被驅(qū)動以基本上100%的占空比，直至所述調(diào)光器中的雙向三極管開關(guān)開始導(dǎo)通。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的器件，其中所述PFC控制器經(jīng)配置在反激電路、降壓電路和升壓電路中的至少一個中。
【文檔編號】H05B37/02GK103975650SQ201280060706
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月7日
【發(fā)明者】M·T·默多克 申請人:德克薩斯儀器股份有限公司