基于傳導(dǎo)時(shí)間的可變反饋信號(hào)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明總體上涉及功率轉(zhuǎn)換器（power converter)，并且更具體地，涉及和調(diào)光器 電路一起使用的功率轉(zhuǎn)換器。
【背景技術(shù)】
[0002] 電子設(shè)備使用電力來(lái)運(yùn)行。開(kāi)關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器由于其效率高、尺寸小和重量輕， 被普遍用來(lái)為許多現(xiàn)在的電子裝置提供動(dòng)力。常規(guī)的壁式插座提供高電壓交流電。在開(kāi)關(guān) 功率轉(zhuǎn)換器中，高電壓交流（ac)輸入通過(guò)能量傳遞元件（energy transfer element)被轉(zhuǎn) 換，以提供適當(dāng)調(diào)節(jié)的直流（dc)輸出。開(kāi)關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器控制電路通常通過(guò)檢測(cè)代表一 個(gè)或多個(gè)輸出量的一個(gè)或多個(gè)輸入并且控制閉環(huán)中的輸出來(lái)提供輸出調(diào)節(jié)。在運(yùn)行中，在 開(kāi)關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器中通過(guò)改變開(kāi)關(guān)的占空比（通常是開(kāi)關(guān)的接通時(shí)間與總開(kāi)關(guān)周期之 比）、改變開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)頻率或改變開(kāi)關(guān)的每單位時(shí)間的脈沖數(shù)，利用開(kāi)關(guān)提供期望的輸出。
[0003] 在用于照明應(yīng)用的一種調(diào)光中，三端雙向可控硅（triac)調(diào)光器電路通常斷開(kāi)ac 輸入電壓以限制供應(yīng)給白熾燈的電壓和電流的量。這被稱(chēng)為相位調(diào)光，因?yàn)橛靡远葹閱挝?測(cè)量的ac輸入電壓周期的一部分指定三端雙向可控硅調(diào)光器電路的位置和所得到的缺失 電壓的量通常是便利的。一般而言，ac輸入電壓是正弦波形，并且ac輸入電壓的周期被稱(chēng) 為全線(xiàn)循環(huán)（line cycle)。這樣，ac輸入電壓的周期的一半被稱(chēng)為半線(xiàn)循環(huán)。一個(gè)完整的 周期具有360度，半線(xiàn)循環(huán)具有180度。通常，相角是對(duì)三端雙向可控硅調(diào)光器電路斷開(kāi)ac 輸入每個(gè)半線(xiàn)循環(huán)多少度（相對(duì)于零度參考）的測(cè)量。這樣，三端雙向可控硅調(diào)光器電路 在半線(xiàn)循環(huán)中去除ac輸入電壓的一半對(duì)應(yīng)于90度的相角。在另一個(gè)實(shí)施例中，在半線(xiàn)循 環(huán)中去除ac輸入電壓的四分之一對(duì)應(yīng)于45度的相角。
[0004] 另一方面，傳導(dǎo)角是對(duì)三端雙向可控娃調(diào)光器電路未將ac輸入電壓從功率轉(zhuǎn)換 器斷開(kāi)的每個(gè)半線(xiàn)循環(huán)多少度（相對(duì)于零度參考）的測(cè)量?；驌Q句話(huà)說(shuō)，傳導(dǎo)角是對(duì)其中 三端雙向可控硅調(diào)光器電路是傳導(dǎo)的每個(gè)半線(xiàn)循環(huán)多少度的測(cè)量。在一個(gè)實(shí)施例中，在半 線(xiàn)循環(huán)中去除ac輸入電壓的四分之一對(duì)應(yīng)于45度的相角但對(duì)應(yīng)于135度的傳導(dǎo)角。
[0005] 雖然相角調(diào)光對(duì)直接接收變化的ac輸入電壓的白熾燈很有效，但是對(duì)于發(fā)光二 極管（LED)燈它通常會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題。大多數(shù)LED和LED模塊最好由一個(gè)受控功率轉(zhuǎn)換器可從 ac電力線(xiàn)提供的調(diào)節(jié)的電流驅(qū)動(dòng)。三端雙向可控硅調(diào)光器電路通常對(duì)常規(guī)的受控功率轉(zhuǎn)換 器控制器不是很有效。受控電源通常被設(shè)計(jì)成忽略ac輸入電壓的失真。它們的目的是傳 送一個(gè)恒定的調(diào)節(jié)的輸出，直到低輸入RMS電壓導(dǎo)致它們完全關(guān)掉。這樣，常規(guī)的受控電源 將不會(huì)對(duì)LED燈調(diào)光。除非用于LED燈的功率轉(zhuǎn)換器被特別地設(shè)計(jì)成以一種期望的方式對(duì) 來(lái)自三端雙向可控硅調(diào)光器電路的電壓進(jìn)行識(shí)別和響應(yīng)，否則三端雙向可控硅調(diào)光器可能 會(huì)引起不可接受的結(jié)果，例如具有大傳導(dǎo)角的LED燈的閃爍或閃變，小傳導(dǎo)角下的LED燈的 閃光。
[0006] 因此，功率轉(zhuǎn)換器可以包括一個(gè)改進(jìn)的常規(guī)功率轉(zhuǎn)換器控制器，該改進(jìn)的常規(guī)功 率轉(zhuǎn)換器控制器被設(shè)計(jì)成通過(guò)如下方式響應(yīng)三端雙向可控硅調(diào)光器電路：直接檢測(cè)調(diào)光器 電路輸出的平均值（換句話(huà)說(shuō)，在三端雙向可控硅調(diào)光器電路已經(jīng)處理ac輸入電壓之后的 ac輸入電壓的平均值），以確定所要求調(diào)光的量。一般而言，調(diào)光器電路輸出的較小平均值 會(huì)對(duì)應(yīng)于去除ac輸入電壓的較大部分，因而對(duì)應(yīng)于較大的相角。這樣，改進(jìn)的常規(guī)功率轉(zhuǎn) 換器控制器利用這種關(guān)系來(lái)間接地確定相角并改變功率轉(zhuǎn)換器的輸出被調(diào)節(jié)到的量。然 而，通過(guò)以此方式間接測(cè)量相角，探測(cè)到的調(diào)光的量（并且因此功率轉(zhuǎn)換器的輸出被調(diào)節(jié) 到的量）易受ac輸入電壓變化的影響。換句話(huà)說(shuō)，通過(guò)調(diào)光器電路輸出的平均值測(cè)得的相 角的準(zhǔn)確性取決于ac輸入電壓的變化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于功率轉(zhuǎn)換器的控制器，所述控制器包括：
[0008] 傳導(dǎo)探測(cè)電路系統(tǒng)，被耦合以生成代表一個(gè)輸入信號(hào)在一個(gè)閾值之上的傳導(dǎo)時(shí)間 的一個(gè)傳導(dǎo)信號(hào)；以及
[0009] 一個(gè)可變參考發(fā)生器，被耦合以接收所述傳導(dǎo)信號(hào)且被配置為響應(yīng)于所述傳導(dǎo)信 號(hào)的第一傳導(dǎo)時(shí)間生成一個(gè)計(jì)數(shù)值，其中所述可變參考發(fā)生器被耦合為響應(yīng)于所述計(jì)數(shù)值 且響應(yīng)于存儲(chǔ)在所述可變參考發(fā)生器內(nèi)的先前計(jì)數(shù)值輸出一個(gè)參考信號(hào)，所述先前計(jì)數(shù)值 代表所述傳導(dǎo)信號(hào)的先前傳導(dǎo)時(shí)間，且其中所述參考信號(hào)用于控制被耦合以調(diào)節(jié)所述功率 轉(zhuǎn)換器的輸出的一個(gè)開(kāi)關(guān)。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種運(yùn)行功率轉(zhuǎn)換器的控制器的方法，所述方法包 括：
[0011] 接收一個(gè)調(diào)光信號(hào)；
[0012] 生成代表所述調(diào)光信號(hào)的傳導(dǎo)時(shí)段的一個(gè)傳導(dǎo)信號(hào)；以及
[0013] 響應(yīng)于基于所述調(diào)光信號(hào)的所述傳導(dǎo)時(shí)段的一第一傳導(dǎo)時(shí)段和先前傳導(dǎo)時(shí)段的 一個(gè)集中趨勢(shì)值輸出一個(gè)參考信號(hào)，其中所述先前傳導(dǎo)時(shí)段是緊接在所述第一傳導(dǎo)時(shí)段之 前被連續(xù)地接收的。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種開(kāi)關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器，所述開(kāi)關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換 器包括：
[0015] -個(gè)開(kāi)關(guān)；
[0016] -個(gè)能量傳遞元件，被耦合到所述開(kāi)關(guān)且被耦合以接收一個(gè)調(diào)光信號(hào)；以及
[0017] -個(gè)控制器，被耦合到所述開(kāi)關(guān)以響應(yīng)于所述調(diào)光器信號(hào)調(diào)節(jié)所述功率轉(zhuǎn)換器的 輸出，其中所述控制器包括：
[0018] 傳導(dǎo)探測(cè)電路系統(tǒng)，被親合以生成代表所述調(diào)光信號(hào)在一個(gè)閾電壓之上的傳導(dǎo)時(shí) 間的一個(gè)傳導(dǎo)信號(hào)；
[0019] 一個(gè)可變參考發(fā)生器，被耦合以接收所述傳導(dǎo)信號(hào)且被配置為響應(yīng)于所述傳導(dǎo)信 號(hào)的第一傳導(dǎo)時(shí)間生成一個(gè)計(jì)數(shù)值，其中所述可變參考發(fā)生器被耦合為響應(yīng)于所述計(jì)數(shù)值 且響應(yīng)于存儲(chǔ)在所述可變參考發(fā)生器中的先前計(jì)數(shù)值輸出一個(gè)參考信號(hào)，所述先前計(jì)數(shù)值 代表所述傳導(dǎo)信號(hào)的先前傳導(dǎo)時(shí)間；以及
[0020] 一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路，被耦合為響應(yīng)于所述參考信號(hào)控制所述開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 參考以下附圖描述本發(fā)明的非限制性且非窮舉性實(shí)施方案，其中在所有多個(gè)視圖 中相同的參考數(shù)字指示相同的部分，除非另有指定。
[0022] 圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的利用控制器的帶有調(diào)光器電路的一示例功率 轉(zhuǎn)換器的功能方塊圖。
[0023] 圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的圖1的ac輸入電壓、調(diào)光器電路的輸出電壓以及 整流器電路的輸出的示例波形的圖。
[0024] 圖3A是示出了根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的圖1的功率轉(zhuǎn)換器的整流輸入電壓波形、系統(tǒng)時(shí) 鐘以及所得到的傳導(dǎo)信號(hào)的示例波形的圖。
[0025] 圖3B是示出了根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的圖1的功率轉(zhuǎn)換器的整流輸入電壓波形、系統(tǒng)時(shí) 鐘以及所得到的傳導(dǎo)信號(hào)的另外的示例波形的圖。
[0026] 圖4是根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的一可變參考發(fā)生器的功能方塊圖。
[0027] 圖5是根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的圖4的可變參考發(fā)生器的運(yùn)行平均電路的功能方塊圖。
[0028] 圖6是根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的圖4的可變參考發(fā)生器的一更新控制電路的功能方塊 圖。
[0029] 圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的用于響應(yīng)一調(diào)光器電路改變反饋參考的一示 例過(guò)程的流程圖。
[0030] 圖8是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的圖1的控制器的振蕩器的功能方塊圖。
[0031] 在附圖的所有若干視圖中，對(duì)應(yīng)的參考字符指示對(duì)應(yīng)的部件。技術(shù)人員應(yīng)理解，圖 中的元件是為了簡(jiǎn)化和清楚的目的而示出的，并且未必按比例繪制。例如，圖中一些元件的 尺寸可以相對(duì)于其他元件被夸大，以幫助提高對(duì)本發(fā)明多種不同實(shí)施方案的理解。此外，為 了便于較少受妨礙地觀(guān)察本發(fā)明這些不同實(shí)施方案，在商業(yè)可行的實(shí)施方案中有用或必需 的常見(jiàn)但是眾所周知的元件通常未被示出。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 在下文的描述中，闡明了多個(gè)具體細(xì)節(jié)，以提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解。然而，本領(lǐng) 域普通技術(shù)人員將明了，無(wú)需采用這些具體細(xì)節(jié)來(lái)實(shí)施本發(fā)明。在其他情況下，為了避免使 本發(fā)明模糊，沒(méi)有詳細(xì)描述眾所周知的材料或方法。
[0033] 在該說(shuō)明書(shū)全文中提到"一個(gè)實(shí)施方案"、"一實(shí)施方案"、"一個(gè)實(shí)施例"或"一實(shí)施 例"意指關(guān)于該實(shí)施方案或?qū)嵤├枋龅奶囟ㄌ卣鳌⒔Y(jié)構(gòu)或特性被包括在本發(fā)明的至少一 個(gè)實(shí)施方案中。因此，在該說(shuō)明書(shū)全文中多個(gè)地方出現(xiàn)的短語(yǔ)"在一個(gè)實(shí)施方案中"、"在一 實(shí)施方案中"、"一個(gè)實(shí)施例"或"一實(shí)施例"未必全都指相同的實(shí)施方案或?qū)嵤├?。再者，?述特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可以在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案或?qū)嵤├幸匀魏魏线m的組合和/或 子組合結(jié)合。特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可被包括在集成電路、電子電路、組合邏輯電路或提供 所描述的功能的其他合適的部件內(nèi)。此外，應(yīng)理解，本文中提供的圖是出于向本領(lǐng)域普通技 術(shù)人員解釋的目的，并且附圖未必按比例繪制。
[0034] 對(duì)于相位調(diào)光應(yīng)用，包括用