CN101107886A - 调光控制电路的调光方法和系统 - Google Patents

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Abstract

一种利用调光镇流器控制电路(148)的调光控制电路的调光方法和系统，包括调光器开关输入(120)、电源(124)、限流器(126)、以及耦合器(128)，调光器开关输入(120)具有第一端子(154)和第二端子(156)，可操作的连接调光器开关输入(120)以接收调光信号(106)。在第一端子(154)和第二端子(156)之间串联连接电源(124)、限流器(126)、和耦合器(128)，并且当第一端子(154)和第二端子(156)电连接时，耦合器(128)产生灯调光控制信号(132)。

Description

调光控制电路的调光方法和系统
本发明一般涉及灯调光(dimming)控制，并且具体涉及用于灯调光的方法和系统。
附加子系统来处理例如能量效率和远程调光控制的多种广泛的照明控制需要的电子镇流器，已经变得更为完善。在要求高质量和受限制的波形因数的同时，这些子系统增加了复杂性并且将更多的电子器件加到电子镇流器。通常，子系统存在于单独的子插件上，所述子插件连接到提供功率的主板。子插件上的众多部件使得镇流器难于制造、形成了不期望的巨大的子插件外形、提高了成本、并且由于差的机械连接而降低了质量。
在可调光电子镇流器领域中，在调光控制子系统中的常规做法是从主板的半桥电路的高压、整流输出中抽出功率。来自这种高功率源的引出功率不但导致从主板上穿越噪声通道，而且要求包括大功率变压器和噪声滤波电路来提供清洁的低压DC信号。总之，目前的可调光电子镇流器具有众多数量的部件、与主板不期望的功率连接、巨大的子插件外形、差的工艺性、以及高制造成本。
应当期望提供一种克服上述缺陷的调光控制电路的调光方法和系统。
本发明的一个方面是提供一种电子镇流管调光控制电路，包括：具有第一端子和第二端子的调光器开关输入；电源；限流器；以及耦合器。电源、限流器、以及耦合器串联连接在第一端子和第二端子之间，并且当第一端子与第二端子电连接时，耦合器产生灯调光控制信号。
本发明的另一个方面是提供一种电子镇流管调光控制方法，包括：提供具有串联连接的调光器开关输入、电源、限流器、以及耦合器的灯调光控制电路；当调光器输入闭合时，在灯调光控制电路中产生回路电流；以及响应于回路电流，在耦合器处产生灯调光控制信号。
本发明的另一个方面是提供一种灯调光控制系统，包括：用于接收调光信号的部件；用于供给功率的部件；以及用于耦合的部件。接收部件、功率供给部件、以及耦合部件串联连接。当调光器输入闭合时功率供给部件在耦合部件中产生回路电流，并且响应于回路电流，耦合部件产生灯调光控制信号。
通过结合附图阅读下述的目前优选实施例的详细描述，本发明的前述和其它特征及优点将更为显而易见。这些详细描述和附图仅仅是对本发明的说明，而不是对其进行限制，本发明的范围由所附权利要求书及其等同物所限定。
图1是具有根据本发明制造的可调光电子镇流器的照明系统的方框图；
图2是具有根据本发明制造的调光镇流器调光控制电路的可调光电子镇流器的方框图；
图3是根据本发明制造的调光镇流器调光控制电路的原理图。
图1是具有根据本发明制造的可调光电子镇流器的照明系统的方框图。调光器开关102将调光信号106提供到电子镇流器100，电子镇流器100响应于调光信号106而将光输出信号108提供到灯104。在一个实施例中，调光器开关102交替的提供断开以及闭合的触点，使得根据对触点断开或闭合的相对时间的采样来确定期望的调光水平。在另一个可选择的实施例中，调光器开关102交替的提供断开以及闭合的触点，而并行的断开和闭合时间之和是常数，并且根据对触点断开或闭合的相对时间的采样来确定期望的调光水平。
图2是具有根据本发明制造的调光镇流器调光控制电路的可调光电子镇流器的方框图。镇流器100包括主电压输入110、AC/DC转换器112、半桥电路116、谐振回路电路136、功率因数校正(PFC)电路114、灯控制器118、以及调光控制电路148。在这个例子中，调光控制电路148包括变压器144的次级线圈146、限流器126、耦合器128、以及具有第一端子154和第二端子156的调光器开关输入120。变压器144具有耦合到次级线圈146的初级线圈178，并且是PFC电路114的一部分。
主电压输入110接收来自主电源的主电压，并且提供主电压给AC/DC转换器112，AC/DC转换器112将主电压转换为DC电压。PFC电路114对AC/DC转换器112的输出进行转换，以在半桥电路116处产生期望的DC总线电压。灯控制器118控制半桥电路116的转换，从而设定从谐振回路电路136到灯104的光输出信号108的高频AC电压。
在这个例子中，灯调光控制电路148在变压器144的次级线圈146处从PFC电路114中引出电路功率。电源124是变压器144的次级线圈146。当第一端子154和第二端子156电连接时，即，当调光器开关触点闭合时，由电源124驱动的回路电流130穿过限流器126和耦合器128。响应于回路电流130，耦合器128产生提供给灯控制器118的灯调光控制信号132。
本领域技术人员将理解，能够根据期望的具体应用来设计灯调光控制电路148。耦合器128是能够响应于回路电流产生灯调光控制信号以及能够将调光器开关102与灯控制器118隔离的任何光学、电容性的或电感性的耦合装置。在一个实施例中，耦合器是光耦合器。在可选择的实施例中，耦合器128是具有串行数据缓冲的集成电路装置、转发器、或通用异步收发器(UART)。电源124是当第一端子154和第二端子156电连接时能够产生回路电流130的任何电源。在一个实施例中，电源124是包括在PFC电路114中的变压器144的次级线圈146。在可选择的实施例中，电源124是电池。在另一个实施例中，电源124是在电子镇流器中的单独的DC源，例如电子镇流器备用DC电源。
在操作过程中，灯调光控制电路148检测调光器开关102的状态，并且响应于百分比的灯输出，产生灯调光控制信号132。能够设定灯调光控制电路148的变化范围，使得百分比的灯输出在例如5％灯输出的下限和例如100％灯输出的上限之间。在一个实施例中，调光器开关102的状态分别是调光器开关102断开还是闭合、切断还是连接第一端子154和第二端子156。调光器开关102交替断开和闭合，产生方波作为灯调光控制信号132。由灯控制器118根据对灯调光控制信号132是高或低的相对时间进行采样来确定调光水平。能够设定信号定时，使得每个循环占用一个给定时间。例如，循环时间可以是8.3毫秒，对于100％的灯输出，调光器开关102闭合5.5毫秒而断开2.8毫秒。类似的，对于50％的灯输出，调光器开关102闭合4.15毫秒而断开4.15毫秒，对于5％的灯输出，调光器开关102闭合1.8毫秒而断开6.5毫秒。在可选择的实施例中，调光器开关102的状态是在调光器开关102两端之间的电阻，回路电流130随着电阻而改变。本领域技术人员将理解，灯调光控制电路148能够设计为检测调光器开关102的不同状态，从而产生具体应用所期望的灯调光控制信号。调光器开关102能够改变闭合时间或电阻，从而产生对应于期望的灯输出的回路电流图形或幅值，并且产生灯调光控制信号132。灯控制器118响应于灯调光控制信号132的图形或幅值，产生控制器灯信号122。
图3是根据本发明制造的调光镇流器调光控制电路的原理图，其中相同元件与图2共用相同的附图标记。变压器144的次级线圈146与在第一端子154和第二端子156之间的限流器126以及耦合器128的输入串联连接。当第一端子154和第二端子156电连接时，回路电流130流过调光控制电路148。耦合器128的输出构造为下侧(lowside)驱动器158以产生在0和5V之间的灯调光控制信号132。在这个例子中，耦合器128是AC检测光敏晶体管输出光耦合器，尽管由于回路电流130仅在一个方向上流动的原因，在这个例子中也可以使用DC检测光敏晶体管输出光耦合器。
所示的示例性调光控制电路148为电路保护和信号调节提供了附加的光学部件。由防止峰值形成(spiking prevention)电路170在电源124处提供防止峰值形成，防止峰值形成电路170包括与变压器144的次级线圈146以及耦合器128的输入串联连接的电阻176，与变压器144的次级线圈146并联连接的稳压二极管162结合。由包括与变压器144的次级线圈146并联连接的电容172和电阻174的噪声滤波器160提供噪声限制。在可选择的实施例中，噪声滤波器可以是噪声滤波集成电路。由与调光器开关输入120并联连接的稳压二极管164，在调光器开关输入120处提供防止锋值形成。本领域技术人员将理解，按具体应用的需要，可以包括或省略所述附加的光学部件。例如，如二极管168的整流二极管可以与变压器144的次级线圈146以及耦合器128的输入串联连接，从而当来自电源124的功率是有噪声的或包括AC分量时，对来自电源124的电压进行整流。附加电阻可以与限流器126串联连接，以进一步限制回路电流130或分配在在各电阻上的电压降。
虽然认为这里所披露的本发明实施例是优选的，但是可以进行各种改变和修改，而不脱离本发明的范围。本领域技术人员将理解，图1-3所描述的实施例是示例性的，并且按具体应用的需要可以使用那些选择性的电路。在所附权利要求书中指出了本发明的范围，并且要将在其等同物的含义和范围内进行的所有变化包括与其中。

Claims (20)

1.一种用于电子镇流器的灯调光控制电路148，包括：
具有第一端子154和第二端子156的调光器开关输入120，调光器开关输入120可操作的连接以接收调光信号106；
电源124；
限流器126；以及
耦合器128；
其中电源124、限流器126、以及耦合器128串联连接在第一端子154和第二端子156之间，并且当第一端子154与第二端子156电连接时，耦合器128产生灯调光控制信号132。
2.权利要求1所述的电路，其中电源124包括变压器144的次级线圈146。
3.权利要求2所述的电路，其中功率因数控制电路114包括变压器144。
4.权利要求1所述的电路，其中从包括电池和备用DC电源的组中选择电源124。
5.权利要求1所述的电路，其中耦合器128是光耦合器。
6.权利要求1所述的电路，其中从包括具有串行数据缓冲的集成电路装置、转发器、和通用异步收发器(UART)的组中选择耦合器128。
7.权利要求1所述的电路，进一步包括与电源124和限流器126串联连接的整流器168。
8.权利要求1所述的电路，进一步包括与电源124并联连接的噪声滤波器160。
9.权利要求1所述的电路，进一步包括与电源124并联连接的防止锋值形成电路170。
10.权利要求1所述的电路，进一步包括与调光器开关输入120并联连接的稳压二极管164。
11.一种用于电子镇流器的灯调光控制方法，包括：
提供具有串联连接的调光器输入、电源、限流器、以及耦合器的灯调光控制电路；
当调光器输入闭合时，在灯调光控制电路中产生回路电流；以及
响应于回路电流，在耦合器处产生灯调光控制信号。
12.权利要求11所述的方法，进一步包括限制回路电流。
13.权利要求11所述的方法，进一步包括在电源处对电压进行整流。
14.权利要求11所述的方法，进一步包括限制来自电源的噪声。
15.权利要求11所述的方法，进一步包括在电源处接收来自功率因数校正电路的功率。
16.一种灯调光控制系统，包括：
用于接收调光信号的部件；
用于供给功率的部件；以及
用于耦合的部件；
其中接收部件、功率供给部件、以及耦合部件串联连接，当调光器输入闭合时功率供给部件在耦合部件中产生回路电流，并且响应于回路电流，耦合部件产生灯调光控制信号。
17.权利要求16所述的系统，进一步包括用于限制回路电流的部件。
18.权利要求16所述的系统，进一步包括用于对来自功率供给部件的电压进行整流的部件。
19.权利要求16所述的系统，进一步包括用于限制来自功率供给部件的噪声的部件。
20.权利要求16所述的系统，进一步包括用于在功率供给部件处从功率因数校正电路接收功率的部件。
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