專利名稱：調(diào)光器觸發(fā)電路、調(diào)光器系統(tǒng)和可調(diào)光設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及一種用于低負(fù)載電器件(例如基于LED的光源)的調(diào)光器觸發(fā)電路。 本發(fā)明進(jìn)一步涉及包括這樣的調(diào)光器觸發(fā)電路的調(diào)光器系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
通常，相控調(diào)光器包括交流三極管，也稱為TRIAC。TRIAC是在被觸發(fā)，即被導(dǎo)通 時(shí)，能夠在兩個(gè)方向上傳導(dǎo)電流的雙向開關(guān)。它可被施加到其柵極上的正電壓或負(fù)電壓觸 發(fā)，即可在小電流施加到其柵極上時(shí)被觸發(fā)。這種電流只需施加很短的一段時(shí)間，即微秒量 級(jí)的時(shí)間段。換言之，TRIAC需要被觸發(fā)或被“點(diǎn)燃(fire)”。一旦被觸發(fā)，該設(shè)備將持續(xù) 導(dǎo)電直到通過(guò)它的電流降到特定閾值以下，例如市電交流電流(AC)的半周期末端，也稱為 零交點(diǎn)(zero-crossing)。結(jié)果，該 TRIAC “關(guān)斷”。前述調(diào)光器對(duì)于白熾燈泡的調(diào)光效果良好。但眾所周知的是，這種調(diào)光器如果被 用于低負(fù)載(例如基于發(fā)光二極管(LED)的光源)調(diào)光器應(yīng)用中，則不能正常操作。由于 LED消耗的功率太小，因此不能夠如預(yù)期的那樣操作基于TRIAC的調(diào)光器。國(guó)際申請(qǐng)W02005/115058描述了一種調(diào)光器系統(tǒng)，包括連接到動(dòng)態(tài)虛負(fù)載的調(diào)光 器，該動(dòng)態(tài)虛負(fù)載使相控調(diào)光器能與LED照明設(shè)備一起使用。當(dāng)LED未提供足夠的負(fù)載時(shí)， 動(dòng)態(tài)虛負(fù)載為調(diào)光器提供負(fù)載。另一方面，當(dāng)LED提供了足夠的從調(diào)光器中汲取的電流時(shí)， 動(dòng)態(tài)模擬負(fù)載將提供減弱的電流。但是，為了使調(diào)光器系統(tǒng)能夠正常工作，動(dòng)態(tài)調(diào)光負(fù)載需 要將通過(guò)調(diào)光器中TRIAC的電流保持在其保持電流(holding current)以上。而且，還需 要?jiǎng)討B(tài)負(fù)載控制信號(hào)，該信號(hào)使調(diào)光器系統(tǒng)變得復(fù)雜而難以實(shí)現(xiàn)。最后，在W02005/115058 中描述的動(dòng)態(tài)調(diào)光負(fù)載即使在不起作用時(shí)也要吸收幾毫安的電流，這導(dǎo)致相當(dāng)大的能源浪 費(fèi)。第7，102，902號(hào)美國(guó)專利描述了一種使用包含TRIAC的調(diào)光器為L(zhǎng)ED調(diào)光的調(diào)光 系統(tǒng)。對(duì)施加于該調(diào)光器的負(fù)載進(jìn)行控制，使其在需要時(shí)提供電阻性負(fù)載，而在不需要時(shí)不 提供。但是，所描述的電路必須被定制成適應(yīng)調(diào)光器的最小負(fù)載。依據(jù)所用調(diào)光器的類型， 需要適配某些部件，這使調(diào)光系統(tǒng)不靈活。該電路還依賴于向系統(tǒng)中添加大負(fù)載，導(dǎo)致在電 路中需要高電流部件，并導(dǎo)致系統(tǒng)中的功率損耗很高。本發(fā)明的目的是提供一種調(diào)光器觸發(fā)電路，用于觸發(fā)不適于為L(zhǎng)ED調(diào)光的調(diào)光 器。此外，該調(diào)光器電路適合與消耗能量有限同時(shí)被設(shè)計(jì)用于白熾燈泡(包括鹵素?zé)?的 多種調(diào)光器一起使用。該電路還可被用在要求最小功率在調(diào)光器最小額定負(fù)載以下的其他 類型的電路中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種用于觸發(fā)交流網(wǎng)絡(luò)中的調(diào)光器的調(diào)光器觸發(fā)電路，包括-電壓電平檢測(cè)器，用于檢測(cè)調(diào)光器觸發(fā)電路的輸入電壓的絕對(duì)值是否低于閾值； 和
-電流源電路，用于在由電壓電平檢測(cè)器檢測(cè)的電壓低于閾值時(shí)提供電流，否則被停用。其中，調(diào)光器觸發(fā)電路在工作中消耗的平均功率少于100mW。在實(shí)施例中，調(diào)光器 觸發(fā)電路在工作中消耗的平均功率為10-50mW。在一個(gè)實(shí)施例中，雙極性電流源電路包括晶體管，該晶體管可由電壓電平檢測(cè)器 控制，用于在電壓電平檢測(cè)器檢測(cè)的電壓低于閾值時(shí)傳導(dǎo)集電極電流。該晶體管可具有基 極、發(fā)射極和集電極，基極可受電壓電平檢測(cè)器控制，使得如果由電壓電平檢測(cè)器檢測(cè)的電 壓低于閾值則第一晶體管可通過(guò)發(fā)射極和集電極傳導(dǎo)電流。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，雙極性電流源電路還包括為限制經(jīng)由第一晶體管傳導(dǎo)的集 電極電流而布置的反饋電路，該反饋電路未連接到輸入電壓。該反饋電路可包括另一個(gè)晶 體管、第一電阻器和第二電阻器，另一個(gè)晶體管的集電極連接晶體管的基極，另一個(gè)晶體管 的基極經(jīng)由第一電阻器連接晶體管的發(fā)射極，并且第二電阻器使晶體管的發(fā)射極能夠向參 考電位調(diào)節(jié)。在一個(gè)實(shí)施例中，電壓電平檢測(cè)器包括-檢測(cè)電路；禾口-分壓電路，用于將輸入電壓轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合被檢測(cè)電路檢測(cè)的電壓。檢測(cè)電路可包括附加晶體管，該附加晶體管的基極被耦合到分壓電路。在一個(gè)實(shí)施例中，電壓電平檢測(cè)器包括用于檢測(cè)調(diào)光器觸發(fā)電路的輸入電壓的絕 對(duì)電壓是否低于閾值的微處理器。在一個(gè)實(shí)施例中，電壓電平檢測(cè)器包括用于檢測(cè)調(diào)光器觸發(fā)電路的輸入電壓的絕 對(duì)電壓是否低于閾值的比較器或運(yùn)算放大器。在一個(gè)實(shí)施例中，雙極性電流源電路包括整流器。在一個(gè)實(shí)施例中，閾值等于3V到50V之間的值。在另一個(gè)實(shí)施例中，閾值等于3V 到25V之間的值。在一個(gè)實(shí)施例中，電流源電路在停用時(shí)提供可忽略不計(jì)的電流。該可忽略不計(jì)的 電流可比電流源電路可提供的最大電流小兩個(gè)數(shù)量級(jí)。電流源電路提供的額定電流在IOmA 到20mA的范圍內(nèi)。本發(fā)明還涉及調(diào)光器系統(tǒng)，包括-調(diào)光器，包括用于連接交流電流電源的端子的第一端子，以及用于連接將被調(diào)光 的可調(diào)光電器件的端子的第二端子；-前述的調(diào)光器觸發(fā)電路，該調(diào)光器觸發(fā)電路還包括連接到第二端子的第三端子， 以及用于連接到交流電源的另一個(gè)端子以及可調(diào)光電器件的另一個(gè)端子的第四端子。本發(fā)明還涉及可調(diào)光裝置，包括-前述的調(diào)光器觸發(fā)電路；-可調(diào)光電器件；其中該調(diào)光器觸發(fā)電路和可調(diào)光電器件并聯(lián)耦合，并且可調(diào)光裝置能夠與調(diào)光器 串聯(lián)連接。該可調(diào)光電器件可包括發(fā)光二極管。本發(fā)明還涉及通過(guò)調(diào)光器觸發(fā)電路觸發(fā)交流電路中的調(diào)光器的方法，該方法包 括
-檢測(cè)調(diào)光器觸發(fā)電路的輸入電壓的絕對(duì)值是否低于閾值；-如果被檢測(cè)的電壓低于閾值則通過(guò)雙極性電流源電路提供電流，否則不提供電 流；-將電流從雙極性電流源提供給調(diào)光器。在檢測(cè)之前，該方法可進(jìn)一步包括通過(guò)對(duì)交流電路的交變電壓進(jìn)行整流來(lái)生成輸 入電壓。另外或額外地，該方法可還包括限制由雙極性電流源電路提供的電流。此外，另外 或額外地，在檢測(cè)之前，該方法可還包括將輸入電壓轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合檢測(cè)的電壓。


圖1示意性示出與白熾燈泡相連的公知調(diào)光器；圖2示意性示出連接到LED的依照本發(fā)明的實(shí)施例的調(diào)光器系統(tǒng)；圖3更詳細(xì)地示意性示出依照本發(fā)明實(shí)施例的調(diào)光器觸發(fā)電路；圖4示出如圖2和圖3所示的調(diào)光器觸發(fā)電路的實(shí)施例；圖5詳細(xì)示出如圖2和圖3所示的調(diào)光器觸發(fā)電路的另一個(gè)實(shí)施例；圖6A示意性示出在圖4的調(diào)光器觸發(fā)電路端子之間的電壓-電流變化的曲線圖；圖6B示意性示出在包括微處理器的圖3的調(diào)光器觸發(fā)電路實(shí)施例中端子之間的 電壓-電流變化的曲線圖。
具體實(shí)施例方式下面是只作為例子給出的本發(fā)明特定實(shí)施例的描述。圖1示意性地示出了與白熾燈泡3連接的常規(guī)調(diào)光器1。注意，為了增強(qiáng)圖1的 清晰性，這里省略了電磁干擾(EMI)濾波器組件。調(diào)光器1包括與可變電阻器Rl和電容器 Cl并聯(lián)連接的TRIAC TR1，可變電阻器Rl與電容器Cl串聯(lián)連接。在此說(shuō)明書中，電阻器Rl 和電容器Cl的組合將被稱作RC電路或定時(shí)器電路。此外，調(diào)光器包括觸發(fā)部件，即適于觸 發(fā)TRIAC TRl的部件。通常，交流二極管(DIAC)被用于實(shí)現(xiàn)該目的。DIAC是雙向觸發(fā)二 極管，其在DIAC閾值電壓，也稱為DIAC觸發(fā)電壓被超出后傳導(dǎo)電流。DIAC在流經(jīng)它的電 流保持在閾值電流以上時(shí)保持導(dǎo)通。如果電流降低到閾值電流以下，DIAC切換回高阻抗?fàn)?態(tài)。上述特性使DIAC非常適合作為TRIAC的觸發(fā)開關(guān)。圖1的調(diào)光器1包括DIAC D1，該 DIAC Dl的第一端連接到可變電阻器Rl和電容器C 1之間，并且第二端連接到TRIAC TRl 的柵極。調(diào)光器1具有兩個(gè)端子，即端子Tl和T2。串聯(lián)連接的調(diào)光器1與其負(fù)載3連接到 交流電壓源。如先前提到的，當(dāng)流經(jīng)TRIAC TRl的電流降低到其閾值以下時(shí)，TRIACTR1關(guān)斷。一 旦經(jīng)過(guò)了第一零交點(diǎn)，RC電路將“見到”實(shí)際的AC源電壓，并將為Cl充電。應(yīng)注意該充電 電流還流經(jīng)白熾燈泡3。一旦Cl兩端的電壓達(dá)到DIAC Dl的觸發(fā)電壓，DIAC Dl開始導(dǎo)電， 并且在電容器Cl放電時(shí)為TRl的柵極提供電流。結(jié)果，該TRIAC TRl被觸發(fā)并且被導(dǎo)通。 電流開始通過(guò)TRIAC TRl。結(jié)果，Cl不再被充電。通過(guò)例如使用旋鈕或類似的部件調(diào)整Rl，可設(shè)置達(dá)到Cl兩端的DIAC觸發(fā)電壓所 需的時(shí)間。電阻器Rl的值越高，將導(dǎo)致達(dá)到C 1上的DIAC觸發(fā)電壓所需的時(shí)間越長(zhǎng)，并因 此導(dǎo)致TRIAC TRl的導(dǎo)電間隔越短?？梢岳斫獾氖峭ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)電流流經(jīng)TRIAC TRl的時(shí)間，可調(diào)整施加給燈泡3的功率，由此可調(diào)整燈泡3的發(fā)光強(qiáng)度。如果被用于調(diào)節(jié)具有足夠的負(fù)載的光源，與圖1中的調(diào)光器1類似的調(diào)光器可適 當(dāng)?shù)匕l(fā)揮作用。也就是說(shuō)，在零交點(diǎn)之后，所提供的流經(jīng)負(fù)載的電流需要足夠高，使得RC電 路中的電容器Cl能夠再次被充電。如果不這樣，則TRIAC TRl不能再被觸發(fā)并且將不會(huì)發(fā) 生調(diào)光。例如具有足夠功率的白熾燈泡的負(fù)載提供了用于給RC電路充電的電流路徑，是使 調(diào)光器1適當(dāng)起作用的先決條件。然而，現(xiàn)在存在低負(fù)載應(yīng)用(和/或具有內(nèi)置整流器和 電容的應(yīng)用)，其不能提供足夠大的負(fù)載以使調(diào)光器1能夠適當(dāng)起作用。也就是說(shuō)，在零交 點(diǎn)之后，只有不足的電流流經(jīng)此負(fù)載，用于為RC電路充電。熟知的低負(fù)載應(yīng)用實(shí)例是驅(qū)動(dòng)由一個(gè)或多個(gè)需要直流電流的發(fā)光二極管(LED) 組成的光源的電力電子電路。在本描述中，將結(jié)合LED電路來(lái)闡明本發(fā)明的實(shí)施例。但，必 須理解的是本發(fā)明的實(shí)施例還可與其他低負(fù)載或不連續(xù)負(fù)載的電器件相結(jié)合地使用，即， 不能為調(diào)光器的定時(shí)器電路提供使與圖1示意性示出的調(diào)光器1相類似的調(diào)光器能夠適當(dāng) 起作用的必要充電電流。具有帶平滑電容器的整流器前端的負(fù)載可被看作不連續(xù)負(fù)載電器 件。圖2示意性地示出了連接到LED電路13的依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的調(diào)光器系統(tǒng)10。 該調(diào)光器系統(tǒng)包括調(diào)光器11和調(diào)光器觸發(fā)電路(DTC) 12。調(diào)光器11包括用于連接到交流電電源端子Tl的第一端子，以及連接到可調(diào)光電 器件端子(例如LED電路13端子T2)的第二端子。DTC12包括第三端子(在圖2中連接到 調(diào)光器11的第二端子)，以及連接到交流電源的其它端子(即端子Β)的第四端子。此外， 在圖2中，第四端子連接到可調(diào)光電器件(即LED電路13)的另一端子。因此，DTC12與調(diào) 光器11的第二端子串聯(lián)，而與LED電路13并聯(lián)。DTC12與類似LED電路13的可調(diào)光電器件的組合可被稱為可調(diào)光裝置。圖3示意性地更詳細(xì)示出DTC12。DTC12包括電壓電平檢測(cè)器15和雙極性電流源 電路18。電壓電平檢測(cè)器15配置成檢測(cè)端子T2處電壓的絕對(duì)值是否在閾值以下。雙極性 電流源電路18被配置為在電壓電平檢測(cè)器15檢測(cè)到的電壓保持在閾值以下時(shí)被啟動(dòng)，反 之則被停用。因此，DTC 12中的雙極性電流源電路18為隨電壓變化的電流源，并且DTC12 整體可被看作是充當(dāng)了隨電壓變化的雙極性電流源。如以下將更詳細(xì)描述的那樣，這樣的 DTC12消耗的平均功率小于100mW。在尺寸設(shè)計(jì)良好的實(shí)施例中，DTC12消耗10到50mW的 平均功率。優(yōu)選地，DTC12的消耗約為30mW。因?yàn)橛羞@樣的消耗量，常規(guī)的調(diào)光器能夠如預(yù) 期的那樣工作。本發(fā)明的實(shí)施例中，電壓電平檢測(cè)器15可包括微處理器，該微處理器被配置為用 于檢測(cè)調(diào)光器觸發(fā)電路12輸入電壓的絕對(duì)值是否在閾值以下。如果調(diào)光器觸發(fā)電路12的 輸入電壓在閾值以下，微處理器可指示雙極性電流源電路18提供電流。在本發(fā)明的實(shí)施例 中，如同將參考圖5B更詳細(xì)說(shuō)明的那樣，微處理器可指示雙極性電流源電路18在通過(guò)零點(diǎn) 交叉后提供電流。在本發(fā)明的實(shí)施例中，電壓電平檢測(cè)器15包括比較器(comparator)，用于檢測(cè)調(diào) 光器觸發(fā)電路輸入電壓的絕對(duì)值是否在閾值以下。如圖4中示意性示出的，該比較器包括 兩個(gè)輸入端和單個(gè)輸出端。第一輸入端連接到參考電位，即等于閾值的電位，在本例中為 30V。第二輸入端被配置為接收調(diào)光器觸發(fā)電路12的輸入電壓。如果在比較器第二輸入端處的調(diào)光器觸發(fā)電路12輸入電壓低于在比較器第一輸入端處的閾值，則比較器的輸出可 以如上所述的那樣使得雙極性電流源電路18提供電流。如本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的，可 使用運(yùn)算放大器來(lái)代替比較器。在圖3示意性示出的實(shí)施例中，雙極性電流源電路18包括電流源電路17和整流 器19。在本實(shí)施例中，電流源電路17耦合到電壓電平檢測(cè)器15。而且，電壓電平檢測(cè)器15 和電流源電路17都連接到整流器19的直流端子。圖3的DTC12中的整流器19具有AC側(cè)，即分別連接到端子T2和T3的端子，還具 有DC側(cè)，即連接參考電位和DTC12中其它部件(像電壓電平檢測(cè)器15和雙極性電流源電路 18中的電流源電路17)的端子。電壓電平檢測(cè)器15和電流源電路17形成了單極性電路。 整流器19被配置為使電流源電路17生成的電流能夠作為雙極性電流供應(yīng)給調(diào)光器11。DTC12迫使調(diào)光器11像負(fù)載了標(biāo)準(zhǔn)的白熾燈一樣工作。如果AC電壓足夠低，即在 前述的閾值以下，DTC12被啟動(dòng)，并使足夠電流能夠流入調(diào)光器11的RC電路。注意，由于 圖3實(shí)施例中的電壓電平檢測(cè)器15被置于整流器19的DC端，因此只需要絕對(duì)閾值。這意 味著如果閾值為30V，則DTC12可在-30V到+30V的范圍內(nèi)被啟動(dòng)。在DTC12的某些實(shí)施例中，當(dāng)它結(jié)合230V 50Hz的市電系統(tǒng)使用時(shí)，閾值在3V到 50V之間。在DTC12的其它實(shí)施例中，最小閾值為10V。如在美國(guó)使用的，DTC12連接到120V 60Hz的市電系統(tǒng)的情況下，該閾值可在3V到25V之間。DTC12的某些實(shí)施例中，用電壓電平檢測(cè)器15測(cè)量的平均整流電壓可用作流經(jīng)低 負(fù)載電器件(例如圖13中示意性示出的LED電路13)的電流的設(shè)定點(diǎn)。這使低負(fù)載電器 件的調(diào)光能夠被進(jìn)一步優(yōu)化。在LED照明的情況下，這樣的優(yōu)化可導(dǎo)致將調(diào)光的強(qiáng)度范圍 設(shè)置成不同于LED最大光強(qiáng)度的0-100%，而是例如設(shè)置為30-80%。此外，優(yōu)化可表現(xiàn)為 在低光強(qiáng)度區(qū)域內(nèi)調(diào)光的靈敏度較高，即在設(shè)定光強(qiáng)度范圍的1-10%以內(nèi)，而在高光強(qiáng)度 區(qū)域內(nèi)調(diào)光的靈敏度較低，例如在設(shè)定光強(qiáng)度范圍的10-100%以內(nèi)。由DTC12提供的電流有效地保持負(fù)載電壓為零，直到調(diào)光器11中的TRIAC被觸 發(fā)，例如，在圖1中相對(duì)于被DIAC Dl觸發(fā)的TRIAC TRl示意性示出的那樣。一旦TRIAC導(dǎo) 通，端子T2處的電壓會(huì)增大很多。結(jié)果，DTC12中的電流源電路17被停用。因此，理想的DTC12僅在T2處的電壓超過(guò)閾值時(shí)傳導(dǎo)電流，反之則表現(xiàn)得象開路 電路。但是，事實(shí)上在被停用時(shí)DTC12也提供電流。優(yōu)選地，在停用時(shí)DTC12中的電流源電 路17提供的電流可忽略不計(jì)。如果電流比DTC12的電流源電路17能夠提供的最大電流至 少小兩個(gè)數(shù)量級(jí)，則該電流被認(rèn)為可忽略不計(jì)。因此，例如，當(dāng)由DTC12中的電流源電路17 提供的最大電流為15mA時(shí)，值保持在IOOuA以下的電流被認(rèn)為可忽略不計(jì)。在通過(guò)了零交點(diǎn)以后，如果僅存在不連續(xù)負(fù)載(即汲取不連續(xù)電流使得在周期時(shí) 間的特定部分內(nèi)電流為零的負(fù)載)，例如輸出端處有電容器的橋式整流器，DTC12作為調(diào)光 器11中的TRIAC的狀態(tài)的補(bǔ)充。也就是說(shuō)，如果DTC12是接通的，則調(diào)光器11中的TRIAC 是關(guān)斷的，反之亦然。另一方面，如果除了不連續(xù)負(fù)載以外還存在另一個(gè)負(fù)載，在已經(jīng)通過(guò)零交點(diǎn)后， DTC12和調(diào)光器11中的TRIAC可同時(shí)導(dǎo)通。直到當(dāng)DTC12的輸入電壓超過(guò)先前描述的閾值 時(shí)，DTC12切斷。這種情況下，DTC12和調(diào)光器11中的TRIAC不作為補(bǔ)充。功率在一毫秒的 若干分之幾中被消耗，不過(guò)消耗的功率可忽略不計(jì)。例如，對(duì)于20V的閾值以及被配置來(lái)提供15mA電流的電流源電路17，功率峰值將不超過(guò)0. 3W且平均功率將不超過(guò)30mW。通常，在通過(guò)零交點(diǎn)時(shí)，(在TRIAC仍然導(dǎo)通的情況下)TRIAC關(guān)斷，同時(shí)DTC12保 持接通。當(dāng)TRIAC接通時(shí)，則DTC12關(guān)斷。因此，DTC12配置為在T2處的電壓絕對(duì)值低于閾值時(shí)提供電流。該電流只需要足 以使調(diào)光器11的RC電路中的電容器能夠再充電，而與討論過(guò)的TRIAC保持電流或調(diào)光器 的最小負(fù)載無(wú)關(guān)。這提供了以下益處，即DTC12還可與保持電流大于DTC12所提供的最大電 流的TRIAC結(jié)合使用。因此，即使DTC12能夠提供例如15mA的最大電流，包括了保持電流 大于15mA(例如IOOmA)的TRIAC的調(diào)光器11可用于使得能夠?qū)Φ拓?fù)載電器件進(jìn)行調(diào)光。為了使調(diào)光器系統(tǒng)10中的DTC12例如在如圖2中示意性示出的那樣耦合到LED 電路13時(shí)能夠正常工作，如本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解的，整流器19的AC側(cè)的電容量?jī)?yōu)選地 被最小化。優(yōu)選地，在T2和T3之間無(wú)附加電容器存在。除了一個(gè)或多個(gè)LED外，LED電路 13通常還包括整流器和一個(gè)或多個(gè)平滑電容器。因此，DTC12可用于提供觸發(fā)交流電路中的調(diào)光器的方法。這樣的方法包括檢測(cè) DTC輸入電壓的絕對(duì)值是否低于閾值。隨后，如果檢測(cè)電壓低于閾值，則通過(guò)電流源電路提 供電流。如果檢測(cè)電壓不低于閾值，則不提供電流。來(lái)自電流源電路的電流隨后被提供給 調(diào)光器。在上述檢測(cè)之前，可通過(guò)對(duì)交流電路的交流電壓進(jìn)行整流來(lái)產(chǎn)生上述輸入電壓。 隨后或者可替換地，輸入電壓可被轉(zhuǎn)變?yōu)檫m于檢測(cè)的電壓。最后，由電流源電路提供的電流 可被限制。圖5詳細(xì)示出了類似于圖2和圖3示出的DTC12的DTC的另一個(gè)實(shí)施例。必須理 解的是，本實(shí)施例僅僅作為本發(fā)明可能的實(shí)施方式的例子。技術(shù)人員將了解，許多實(shí)施方式 都是有可能的。例如，為取代雙極性NPN晶體管，也可使用如雙極性PNP晶體管、集成柵極 雙極性晶體管(IGBT)或金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)的其它開關(guān)。在本特定實(shí)施例中，雙極性電流源電路18再次包括了電流源電路17和整流器19。 該整流器19包括整流二極管橋。該電流源電路17包括兩個(gè)電阻器R2、R3和兩個(gè)NPN晶體 管Ql、Q2。電壓電平檢測(cè)器15包括NPN晶體管Q3和兩個(gè)電阻器R4和R5。在本特定實(shí)施例中，DC電壓源Vl被連接到電壓電平檢測(cè)器15的晶體管Q3的集電 極。電阻器R6被選擇，使得當(dāng)Q3關(guān)斷時(shí)，期望的基極電流可被施加給Q1。直流電壓源Vl 可以是外部電源。必須理解的是，為了獲得前述的期望基極電流，也可使用電流源來(lái)代替直 流電壓源Vl和電阻器R6。電阻器R4和R5形成了分壓器，該分壓器設(shè)計(jì)成使得當(dāng)T4處的 電壓低于上述閾值時(shí)，T7處的電壓使得Q3關(guān)斷。在電流源電路17的這個(gè)特定實(shí)施例中，Ql的集電極連接到整流二極管電橋的表 示為T4的端子。Ql的基極連接到Q2的集電極，并連接到電壓電平檢測(cè)器15中Q3的集電 極。當(dāng)在T4處的電壓低于上述閾值時(shí)，Q3關(guān)斷，并且此時(shí)R6將向Ql的基極提供電流。結(jié) 果，T6處的電壓增大，使得Ql導(dǎo)通。結(jié)果，Ql傳導(dǎo)電流并且T4處的電壓減少更多，取決于 電源的阻抗，這可能導(dǎo)致T7處的電壓更低。因此，Q3的截止時(shí)間被限制。如果流經(jīng)Ql的電 流超過(guò)特定值，則Q2的基極電壓超過(guò)其導(dǎo)通電壓，并且Q2開始導(dǎo)通，于是使T6處的電位穩(wěn) 定，并且因此降低了經(jīng)過(guò)Ql的電流。電阻器R2和R3被用于設(shè)計(jì)具有適當(dāng)特性的電流源， 即如果通過(guò)晶體管Ql的發(fā)射極電流超過(guò)特定值，例如在IOmA到20mA范圍內(nèi)的額定電流，則晶體管Q2開始傳導(dǎo)電流。因此，晶體管Q2和電阻器R2和R3的組合提供了有效限制晶 體管Ql集電極電流的反饋電路。對(duì)于整流器19的負(fù)端子，晶體管Ql、Q2和電阻器R2、R3 的組合為約高于IV的電壓形成了穩(wěn)定的電流源電路17。當(dāng)T4上的電壓下降到約低于IV 時(shí)，集電極電流將減小。當(dāng)電壓電平檢測(cè)器15檢測(cè)到T4處的電壓變?yōu)榈陀陬A(yù)定閾值時(shí)，電流源電路17被 啟動(dòng)，而當(dāng)T4處的電壓再次上升到預(yù)定閾值以上時(shí)電流源電路17被停用。為了獲得被設(shè)計(jì)為當(dāng)T2處電壓在-30V到30V之間時(shí)提供15mA電流的DTC12，圖 4中所示組件的典型值為R2 = 4. 7kQ ；R3 = 33 Ω ；R4 = 6. 6ΜΩ (通常通過(guò)串聯(lián)放置的兩 個(gè)值為 3· 3ΜΩ 的電阻器來(lái)構(gòu)造)；R5 = IOOkQ ；R6 = 47k Ω ；Ql = FMMT458 ；Q2 = BC817 ； Q3 = BC817 ；Vl = IOV0在圖4示出的并配備了具有上述值的部件的DTC12在啟動(dòng)期間提 供的電流大約為15mA，而在停用期間理想情況下該電流大約只有49uA。加上流經(jīng)晶體管Ql 的泄漏電流，可再增加幾u(yù)A。圖6A示意性示出了電流Idtc (即，流經(jīng)DTC的電流)特性作為電壓Vdtc (即DTC兩 端的電壓)的函數(shù)的計(jì)算圖形。在本計(jì)算中，圖4的DTC被使用，其中上述典型值被分別 用于各部件。因此，DTC被配置為當(dāng)DTC兩端的電壓變得低于30V的閾值時(shí)，提供絕對(duì)值為 15mA的最大電流。因?yàn)檎髌鳎娏骺梢韵喾吹姆较蛱峁┙o調(diào)光器。可以注意到的是，當(dāng)Vdtc接近零時(shí)，Idtc等于零，并且在特定的Vdtc值處，Idtc迅速上 升到設(shè)定電流，在這種情況下Idtc不超過(guò)15mA。對(duì)于Vdtc接近零處的低電流歸因于以下事 實(shí)，即在低電壓處，電流源電路17只在需要時(shí)提供電流，即調(diào)光器11只需要有限的電流來(lái) 為其定時(shí)電路充電。圖5示出的曲線形狀，與圖4中示意性說(shuō)明的電流源電路17有關(guān)，是 晶體管Ql在低電壓處飽和的結(jié)果。圖6B示意性示出在圖3中包含微處理器的調(diào)光器觸發(fā)電路實(shí)施例的端子之間的 電壓電流狀態(tài)的曲線圖。如圖5A所示出的，就在通過(guò)零交點(diǎn)之前，DTC12可被接通，調(diào)光器 11中的TRIAC也可被同時(shí)導(dǎo)通。結(jié)果，在一段很短的時(shí)間內(nèi)，即DTC12兩端的電壓從閾值變 為零所需的時(shí)間內(nèi)，消耗了功率。在包括如電壓電平檢測(cè)器15的微處理器的實(shí)施例中，該 微處理器可以被編程為使得僅允許雙極性電流源電路18在通過(guò)零交點(diǎn)之后被啟動(dòng)。結(jié)果， 在DTC12端子之間的電壓電流狀態(tài)變得如圖6B中示意性示出的那樣。在圖6B中，可很容易看出1.經(jīng)歷了一種遲滯作用。也就是說(shuō)，在特定Vdtc處Idtc 的值取決于Vdtc之前的值。曲線圖中Idtc獨(dú)立于Vdtc過(guò)去的值的部分用灰色線示意性地示 出。曲線圖中Idtc取決于Vdtc過(guò)去的值的部分用黑色線示意性地示出。箭頭表示Vdtc變化 的方向。本文中使用的術(shù)語(yǔ)“基極”、“集電極”和“發(fā)射極”應(yīng)被廣泛解釋，而不僅僅指雙極 性晶體管的連接端。在如MOSFET的其它類型晶體管被使用的情況下，這些術(shù)語(yǔ)還可分別指 類似連接端，即“柵極”、“漏極”和“源極”。因此，已經(jīng)通過(guò)參考上述特定實(shí)施例描述了本發(fā)明?？梢哉J(rèn)識(shí)到的是這些實(shí)施例 可以有本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的各種變化形式和可替換形式。例如，為了取代使用具有像二極管整流器橋的全波形整流器的DTC，可使用兩個(gè)具 有半波形整流器的DTC。在后一種情況下，一個(gè)DTC將被用于交流電流的一個(gè)方向，而另一 個(gè)DTC將被用于相反的方向。
此外，本發(fā)明的實(shí)施例是相對(duì)于DTC描述的。但是，本發(fā)明還可涉及用于在輸入 電壓低于預(yù)定值時(shí)向交流電路提供預(yù)定電流的電路，該電路以與上述DTC相類似的方式工作。
類似地，本發(fā)明還可涉及用于在輸入電壓低于預(yù)定值時(shí)向交流電路提供預(yù)定電流 的方法。該方法包括檢測(cè)交流電路輸入電壓的絕對(duì)值是否低于閾值，如果檢測(cè)電壓低于閾 值則通過(guò)電流源電路提供電流，否則將不提供電流，并且將電流從電流源電路提供給交流 電路。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)光器觸發(fā)電路，用于觸發(fā)交流網(wǎng)絡(luò)中的調(diào)光器，包括電壓電平檢測(cè)器，用于檢測(cè)所述調(diào)光器觸發(fā)電路的輸入電壓的絕對(duì)值是否低于閾值；和雙極性電流源電路，用于在所述電壓電平檢測(cè)器檢測(cè)的電壓低于所述閾值時(shí)提供電 流，而在其他情況下被停用；其中所述調(diào)光器觸發(fā)電路在工作中消耗的平均功率少于100mW。
2.如權(quán)利要求1所述的調(diào)光器觸發(fā)電路，其中所述調(diào)光器觸發(fā)電路在工作中消耗的平 均功率為IOmW至50mW。
3.如權(quán)利要求1或2所述的調(diào)光器觸發(fā)電路，其中所述雙極性電流源電路包括可由所 述電壓電平檢測(cè)器控制的晶體管，該晶體管在所述電壓電平檢測(cè)器檢測(cè)的電壓低于所述閾 值時(shí)傳導(dǎo)集電極電流。
4.如權(quán)利要求3所述的調(diào)光器觸發(fā)電路，其中所述晶體管具有基極、發(fā)射極和集電極， 該基極可由所述電壓電平檢測(cè)器控制，使得在由所述電壓電平檢測(cè)器檢測(cè)的電壓低于所述 閾值時(shí)，所述晶體管可通過(guò)所述發(fā)射極和所述集電極傳導(dǎo)電流。
5.如權(quán)利要求3或4所述的調(diào)光器觸發(fā)電路，其中所述雙極性電流源電路還包括為限 制經(jīng)由所述晶體管傳導(dǎo)的集電極電流而布置的反饋電路。
6.如權(quán)利要求5所述的調(diào)光器觸發(fā)電路，其中所述反饋電路包括另一個(gè)晶體管、第一 電阻器和第二電阻器，所述另一個(gè)晶體管的集電極連接所述晶體管的基極，所述另一個(gè)晶 體管的基極經(jīng)所述第一電阻器連接所述晶體管的發(fā)射極，并且所述第二電阻器使所述晶體 管的發(fā)射極能夠向參考電位調(diào)節(jié)。
7.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的調(diào)光器觸發(fā)電路，其中所述電壓電平檢測(cè)器包括檢測(cè)電路；和分壓電路，用于將所述輸入電壓轉(zhuǎn)變成適于所述檢測(cè)電路檢測(cè)的電壓?！?br> 8.如權(quán)利要求7所述的調(diào)光器觸發(fā)電路，其中所述檢測(cè)電路包括附加晶體管，該附加 晶體管的基極耦合到所述分壓電路。
9.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的調(diào)光器觸發(fā)電路，其中所述電壓電平檢測(cè)器包括 用于檢測(cè)所述調(diào)光器觸發(fā)電路的輸入電壓的絕對(duì)值是否低于所述閾值的微處理器。
10.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的調(diào)光器觸發(fā)電路，其中所述電壓電平檢測(cè)器包括 用于檢測(cè)所述調(diào)光器觸發(fā)電路的輸入電壓的絕對(duì)值是否低于所述閾值的比較器或運(yùn)算放 大器。
11.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的調(diào)光器觸發(fā)電路，其中所述雙極性電流源電路 包括整流器。
12.如權(quán)利要求11所述的調(diào)光器觸發(fā)電路，其中所述整流器對(duì)所述交流電路的交變電 壓進(jìn)行整流，以生成所述輸入電壓。
13.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的調(diào)光器觸發(fā)電路，其中所述閾值是在3到50V之 間的值。
14.如權(quán)利要求1至12中的任一項(xiàng)所述的調(diào)光器觸發(fā)電路，其中所述閾值是在3到25V 之間的值。
15.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的調(diào)光器觸發(fā)電路，其中所述雙極性電流源電路在停用狀態(tài)下提供可忽略不計(jì)的電流。
16.如權(quán)利要求15所述的調(diào)光器觸發(fā)電路，其中所述可忽略不計(jì)的電流比所述雙極性 電流源電路能夠提供的最大電流小兩個(gè)數(shù)量級(jí)。
17.如權(quán)利要求16所述的調(diào)光器觸發(fā)電路，其中所述雙極性電流源電路的額定電流在 10至20mA的范圍內(nèi)。
18.—種調(diào)光器系統(tǒng)，其包括調(diào)光器，包括用于連接交流電源的端子的第一端子，和用于連接將被調(diào)光的可調(diào)光電 器件的端子的第二端子；如權(quán)利要求1所述的調(diào)光器觸發(fā)電路，該調(diào)光器觸發(fā)電路還包括連接到所述第二端子 的第三端子，和用于連接到所述交流電源另一個(gè)端子以及所述可調(diào)光電器件另一個(gè)端子的 第四端子。
19.一種可調(diào)光裝置，包括如權(quán)利要求1-17中的任一項(xiàng)所述的調(diào)光器觸發(fā)電路；可調(diào)光電器件；其中所述調(diào)光器觸發(fā)電路和所述可調(diào)光電器件被并聯(lián)耦合，并且所述可調(diào)光裝置可被 串聯(lián)連接到調(diào)光器。
20.如權(quán)利要求19所述的可調(diào)光裝置，其中所述可調(diào)光電器件包括發(fā)光二極管。
21.一種通過(guò)調(diào)光器觸發(fā)電路觸發(fā)交流電路中的調(diào)光器的方法，包括檢測(cè)所述調(diào)光器觸發(fā)電路的輸入電壓的絕對(duì)值是否低于閾值；如果檢測(cè)電壓低于所述閾值，則通過(guò)雙極性電流源電路提供電流，否則不提供電流；將所述電流從所述雙極性電流源電路提供給所述調(diào)光器。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，在所述方法中，在檢測(cè)之前，還包括通過(guò)對(duì)所述交流電 路的交變電壓進(jìn)行整流生成所述輸入電壓。
23.如權(quán)利要求21或22所述的方法，其中所述方法還包括限制由所述雙極性電流源電 路提供的電流。
24.如權(quán)利要求21至23中的任一項(xiàng)所述的方法，在所述方法中，在檢測(cè)之前還包括將 所述輸入電壓轉(zhuǎn)變?yōu)檫m于檢測(cè)的電壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于觸發(fā)交流網(wǎng)絡(luò)中的調(diào)光器的調(diào)光器觸發(fā)電路(12)。該調(diào)光器具有電壓電平檢測(cè)器(15)和雙極性電流源電路(18)。該電壓電平檢測(cè)器(15)檢測(cè)調(diào)光器觸發(fā)電路輸入電壓的絕對(duì)值是否低于閾值。如果被電壓電平檢測(cè)器(15)檢測(cè)的電壓低于閾值，則該雙極性電流源電路(18)提供電流。如果該檢測(cè)電壓不低于閾值，則該雙極性電流源電路被停用。該調(diào)光器觸發(fā)電路(12)在工作中消耗的平均功率小于100mW。
文檔編號(hào)H05B39/04GK102057752SQ200980121068
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月4日
發(fā)明者安德烈·維爾特曼 申請(qǐng)人:萊姆尼斯照明專利控股公司