CN101822128A

CN101822128A - 具有栅极电流检测电路的负载控制装置

Info

Publication number: CN101822128A
Application number: CN200880110914A
Authority: CN
Inventors: 马修·罗伯特·布莱克利; 唐纳德·莫斯布鲁克; 克里斯托弗·M·罗干; 贾米耶·J·斯蒂弗列
Original assignee: Lutron Electronics Co Inc
Current assignee: Lutron Electronics Co Inc
Priority date: 2007-08-09
Filing date: 2008-08-08
Publication date: 2010-09-01
Also published as: ES2375025T3; EP2214458B1; MX2010001522A; WO2009023146A3; EP2177090A2; ATE528968T1; EP2214458A1; US20090039854A1; EP2177090B1; WO2009023146A2; CA2695744A1; ES2375514T3; ATE528967T1; US8129976B2

Abstract

用于例如三端双向可控硅元件的可控传导装置的栅极驱动电路，包括将栅极电流传导通过可控传导装置的控制输入端的触发电路、和可操作以生成表示栅极电流的大小的控制信号的检测电路。可控传导装置适于串联在交流电源和电负载之间，以控制传输到电负载的功率量。可控传导装置可操作为响应于栅极电流传导通过控制输入端而从非传导状态变为传导状态。控制器可操作为通过栅极驱动电路控制可控传导装置，并响应于通过可控传导装置的控制输入端的电流大小确定可控传导装置当前是否正向负载传导电流。

Description

具有栅极电流检测电路的负载控制装置

发明背景

技术领域

本发明涉及用于控制从交流(AC)电源传输到电负载的功率量的负载控制电路。特别地，本发明涉及用于确定双向半导体开关是否将负载电流传导到电负载的栅极电流检测电路。

背景技术

传统的壁挂式负载控制装置安装于标准电器接线盒，并且耦接于交流(AC)电源(一般为50或60Hz交流电源线电压)与电负载之间。例如调光器和电机调速控制器的标准负载控制装置使用例如三端双向可控硅开关元件的双向半导体开关或一个或多个场效应晶体管(FETs)以控制传输到电负载的电流，从而控制发光负载的发光强度或电机转速。一般的电负载控制装置具有耦接到交流电源的线路端(或热端)和耦接到电负载的负载端(例如调光热端或热交换端)，从而使得半导体开关串联在电源和电负载之间。使用相位控制调光技术，调光器在每个线路半周期的一部分使半导体开关传导以向发光负载供电，以及在线路半周期的另一部分使半导体开关非传导从而断开负载的电。

例如“智能”调光器的一些负载控制装置包括用于为终端用户提供先进的控制功能和反馈选项的微处理器或其它处理装置。智能调光器的先进功能可包括例如受保护或锁定的发光预设、调光和整个强度的双抽头。为了驱动微处理器，智能调光器包括电源供应器，当半导体开关不传导时，每半周期电源供应器通过发光负载获取小量电流。电源供应器一般使用该小量电流来为存贮电容器充电，并形成直流(DC)电压以驱动微处理器。在共同转让的、1993年9月28日授权的、名称为“LIGHTING CONTROL DEVICE(照明控制装置)”的第5,248,919号美国专利中公开了智能调光器的一种实施例，其全部内容通过引用并入本文。

为负载控制装置的微处理器确定电负载的状态(例如负载为接通或断开)通常是期望的。一般现有技术的负载控制装置在负载端处检测电气特性(即，电压)从而确定负载的状态。然而，在负载端产生的电压依赖于电负载的特性。因此，产生于负载端处的电压可因负载类型的不同而不同。例如，具有不同瓦特数的白炽灯泡具有不同的电阻。而且，例如电子低电压(ELV)发光装置和电子镇流器的有些发光负载类型的特征是大电容，其影响着在负载控制装置的负载端产生的电压。

这样，需要这样一种负载控制装置，其具有的检测电路可操作以检测负载端处的电气特性、但较少依赖于负载端处的电压以及负载控制装置控制的电负载的类型。

发明内容

本发明提供适于耦接到双向半导体开关的控制输入端的栅极驱动电路，所述双向半导体开关可操作以响应于通过控制输入端传导的栅极电流从非传导状态转换为传导状态。栅极驱动电路包括触发电路和检测电路。触发电路适于与双向半导体开关的控制输入端串联地电连接，以传导栅极电流。检测电路具有适于与双向半导体开关的控制输入端串联的输入。检测电路可操作以产生表示栅极电流大小的控制信号。

另外，本发明提供用于控制从交流(AC)电源传输到电负载的功率量的负载控制电路。负载控制电路包括可控传导装置和控制器。可控传导装置适于串联在电源和电负载之间。可控传导装具有传导状态和非传导状态。可控传导装具有控制输入端，并且可操作以响应于通过控制输入端传导的栅极电流进入传导状态。控制器可操作以驱动可控传导装置以在交流电源的交流线电压的每半周期将其从非传导状态转换到传导状态。控制器可操作以响应于通过可控传导装置的控制输入端的栅极电流大小，确定可控传导装置是否正在传导电流到电负载。

本发明还提供控制从电源传输到电负载的功率量的方法。所述方法包括以下步骤：(1)将可控传导装置串联于电源和电负载之间，所述可控传导装置具有传导状态和非传导状态；(2)传导栅极电流通过控制输入端，以使得可控传导装置进入传导状态；(3)监测栅极电流；以及(4)响应于监测栅极电流的步骤，确定可控传导装置是否正在传导电流到负载。

通过下面参照附图对本发明进行描述，本发明的其它功能和有意效果将变得更清晰可见。

附图说明

图1为根据本发明第一实施方式的包括智能三向调光器的三向照明控制系统的简化结构图；

图2A为图1中智能调光器的用户界面的透视图；

图2B为概括图1中照明控制系统的运作的状态图；

图3为示出图1中智能调光器的电流检测电路的简化示意图；

图4A和4B为示出图1中智能调光器的运作波形的简化图；

图5为由图1中智能调光器的控制器所执行的按钮处理的简化流程图；

图6为由图1中智能调光器的控制器所执行的零交叉处理的简化流程图；

图7A为由图1中智能调光器的控制器所执行的“ON”处理的简化流程图；

图7B为由图1中智能调光器的控制器所执行的“OFF”处理的简化流程图；

图8A为包括耦接到系统线路侧的、根据本发明第二实施方式的智能开关的三向系统的简化结构图；

图8B为带有耦接到系统负载侧的智能开关的、图8A中三向系统的简化结构图；

图9A和9B为示出图8A中智能开关的操作波形的简化图；

图10A和10B为由图8A中智能开关的控制器所执行的零交叉处理的简化流程图；

图11为包括根据本发明第三实施方式的智能调光器的照明控制系统的简化结构图；

图12为由图11中智能调光器的控制器所执行的按钮处理的简化流程图；

图13为由图11中智能调光器的控制器所执行的零交叉处理的简化流程图；

图14为包括根据本发明第四实施方式的多个负载控制装置的照明控制系统的简化结构图；以及

图15为包括根据本发明第五实施方式的双重负载控制装置的照明控制系统的简化结构图。

具体实施方式

当结合附图来阅读时，能够更好地理解前面的发明内容与以下优选实施方式的具体说明。为了说明本发明，在附图中示出了目前优选的实施方式，其中在附图的几个视图中相似的数字代表相似的部分。然而应该理解，本发明不局限于所公开的具体方法和手段。

图1为根据本发明第一实施方式包括智能三向调光器102的三向照明控制系统100的简化结构图。调光器102和标准三向开关104被串联在交流电源106和发光负载108之间。三向开关104由于具有三个端子而得名，并更通常被称为单刀双掷(SPDT)开关，不过在本文中称作“三向开关”。应该注意，在有些国家将上述三向开关称为“双向开关”。

调光器102包括热端子H和两个调光热端子DH1、DH2，热端子H联接到交流电源106以接收交流线电压，两个调光热端子DH1、DH2被联接到三向开关104的两个固定的触头上。三向开关104的可移动接触器联接到发光负载108上。作为一种选择，调光器102可联接在系统100的负载侧，而三向开关104在线路侧。可安装调光器102以替换现存的三向开关，而无需更换其它现存的三向开关104，且无需改变被替换的三向开关的布线。调光器102的端子H、DH1、DH2可为螺纹端子、绝缘线或“飞线(flying leads)”、插入端子或将调光器联接到交流电源106和发光负载108的其它适当的装置。

智能双线调光器102包括两个可控传导装置，例如两个双向半导体开关110、114。半导体开关110、114可包括半导体闸流管，例如三端双向可控硅元件或可控硅整流器(SCRs)。此外，每个半导体开关110、114都可包括其它类型的半导体开关电路，例如全波整流桥中的场效应晶体管(FET)、反串联连接中的两个场效应晶体管、或一个或多个绝缘栅双极晶体管(IGBTs)。如图1所示，每个半导体开关110、114都被实施为三端双向可控硅元件。第一三端双向可控硅元件110的两个主负载端串联在热端H与第一调光热端DH1之间。第一三端双向可控硅元件110的栅极(或控制输入端)耦接到第一栅极驱动电路112。第二三端双向可控硅元件114的两个主负载端串联在热端H与第二调光热端DH2之间，并且其栅极耦接到第二栅极驱动电路116。第一和第二栅极驱动电路112、116分别串联在对应的三端双向可控硅元件110、114的栅极和一个主负载端之间。响应于栅极电流传导通过对应的三端双向可控硅元件的栅极，第一和第二三端双向可控硅元件510、514呈现传导状态。

调光器102还包括耦接到栅极驱动电路112、116的控制器118，以控制三端双向可控硅元件110、114在每半周期的导电时间。控制器118优选地实施为微控制器，但可为任何适当的处理装置，例如可编程逻辑装置(PLD)、微处理器或应用专用集成电路(ASIC)。控制器118驱动三端双向可控硅元件110、114以使得三端双向可控硅元件在交流电源106的交流线电压的每半周期的一部分导通。

如本文中所限定，“驱动”是指把控制信号运用到半导体闸流管(例如三端双向可控硅元件或可控硅整流器)的栅极以使栅极电流能够在半导体闸流管的栅极中传导，从而使得半导体闸流管导通。当半导体闸流管导通时，栅极电流流过半导体闸流管的栅极并且半导体闸流管可操作以传导负载电流。负载电流被定义为比半导体闸流管的闭锁电流更大的电流。如果通过半导体闸流管的主负载端的电流超过半导体闸流管的闭锁电流(当半导体闸流管被驱动时)，那么半导体闸流管则传导负载电流并且被定义为在“传导”。

如本领域的普通技术人员所熟知的，使用标准的前向相位控制技术，控制器118可操作以控制发光负载108的强度。在前向相位控制调光中，控制器118使得三端双向可控硅元件110、114中之一在每个交流线电压半周期内的某点可传导。受控的三端双向可控硅元件110、114一直可传导直到通过三端双向可控硅元件的负载电流下降到大约0安培，这一般在接近半周期的末尾时发生。前向相位控制调光经常用来控制提供至电阻负载或电感负载的能量，上述负载例如可包括磁性低压变压器或白炽灯。

调光器102还包括供电电源120，其生成直流电压Vcc以驱动控制器118。供电电源120通过第一二极管122从热端H耦接到第一调光热端DH1，通过第二二极管124从热端H耦接到第二调光热端DH2。这使得：当三向开关104在位置A时，供电电源120将电流牵引通过第一调光热端DH1；当三向开关104在位置B时，供电电源120将电流牵引通过第二调光热端DH2。当三端双向可控硅元件110、114都不导通并且在调光器102上具有电压电位时，供电电源120能够充电。

调光器102还包括零交叉检测器126，其分别通过二极管122、124在热端H与调光热端DH1、DH2之间耦接。零交叉被定义为在每半周期之初交流电源电压从正极向负极或从负极向正极转换时的时间。零交叉检测器126为控制器118提供识别交流电源电压的零交叉的控制信号。通过从交流电源电压的每个零交叉开始计时，控制器118确定每半周期在何时接通三端双向可控硅元件110、114。

用户界面128耦接到控制器118，并且使用户可将发光负载108的强度控制到期望的照明度(或状态)。用户界面128提供多个用于接收用户输入的促动器。例如，如图2A中所示，用户界面128可包括例如抽头开关的切换按钮200和例如滑动控件的强度促动器210。响应于切换按钮200的促动，通过如下文所详述的改变两个三端双向可控硅元件110、114中的哪一个在传导，控制器118使调光器102切换发光负载108的状态(即由开启到断开和由断开到开启)。作为一种选择，用户界面128可包括分开的开启按钮和断开按钮，分别使发光负载108接通或/和断开。强度促动器210的移动使调光器102控制发光负载108的强度。

此外，用户界面128可包括用于为用户提供发光负载108或调光器102的状态反馈信息的视频显示器。该视频显示器可包括例如多个发光二极管(LEDs)，这多个发光二极管可通过控制器118选择性地发光。视频显示器在先前引用的第5,248,919号美国专利中已有详述。

调光器100还包括用于通过通信链路发送和接收数字消息的通信电路130。响应于通过通信电路130接收到的数字消息，控制器118可切换发光负载108的状态或控制发光负载的强度。而且，控制器118可通过通信电路130发送包含反馈信息(例如发光负载108或调光器102的状态)的数字消息。通信链路可包括例如有线串行通信链路、电力线载波(PLC)通信链路、或例如红外(IR)或射频(PF)通信链路的无线通信链路。射频照明控制系统的实施例在共同转让的、于1999年5月18日授权的、名为“METHOD AND APPARATUS FORCONTROLLING AND DETERMINING THE STATUS OFELECTRICAL DEVICES FROM REMOTE LOCATIONS(用于远程控制和确定电子设备状态的方法与装置)”的第5,905,442号美国专利中有说明，其全部公开内容通过引用而并入本文。

控制器118在互补的基础上驱动三端双向可控硅元件110、114，从而使得两个三端双向可控硅元件中只有一个在同一时间内可操作以将负载电流传导到发光负载108。以这种方式，通过响应于切换开关200的促动使负载电流传导通过第一调光热端DH1或者第二调光热端DH2，调光器102的操作类似于标准的单刀双掷开关。

当三向开关104在位置A并且发光负载108的期望状态为接通状态时，控制器118在每半周期的一部分将第一三端双向可控硅元件110开启，同时使第二三端双向可控硅元件114保持非传导状态。如果三向开关104从位置A切换到B，由于第二三端双向可控硅元件114不传导，电流则不传导到发光负载108。因此，发光负载没有被照亮。作为一种选择，如果三向开关104在位置A，发光负载108则为接通状态，并且用户界面128的切换开关200被促动，那么控制器118使第一三端双向可控硅元件110停止传导并且使第二三端双向可控硅元件114开始传导。因为控制器118驱动第二三端双向可控硅元件114同时三向开关104在位置A，所以发光负载108被断开。如果用户界面128的切换按钮200被再次促动，控制器118则停止驱动第二三端双向可控硅元件114并且促动第一三端双向可控硅元件110开始传导，从而使发光负载108再次发光。

类似地，当三向开关104在位置B并且发光负载108的期望状态为接通时，控制器118在每个半周期的一部分开启第二三端双向可控硅元件114，同时使第一三端双向可控硅元件110保持非传导状态。如果三向开关104被切换到位置A，到发光负载108的电流路径则被中断并且发光负载被断开。同样，如果三向开关104在位置B，发光负载108则为接通状态，并且用户界面128的切换开关200被促动，控制器118使第二三端双向可控硅元件114停止传导并且使第一三端双向可控硅元件110开始传导。因为第一三端双向可控硅元件110在传导并且三向开关104在位置B，所以发光负载108被断开。

供电电源120优选地具有足够大的存储电容器，以在三向开关104从位置A转换到B和从位置B转换到A期间为控制器118供电。例如，当三向开关104被切换时，电流由于活动触头转换而暂时不传导通过调光热端DH1、DH2中的任何一个，供电电源120仅凭借内部存储电容器为控制器118提供电力。三向开关104转换时供电电源120需要提供的电量依赖于活动触头从一个固定接触头向另一个固定接触头移动所需要的转换时间。

然而，三向开关104在两个位置之间转换期间，并不能总是保证供电电源120将能够为控制器118和其它低电压电路提供电力。由于在挂墙式负载控制装置中的空间限制，在供电电源120中不可能简单地包括特别大的存储电容器以在转换期间提供电力。而且，由于转换时间依赖于用户施加于三向开关104的促动器上的力量，因此每次转换的转换时间可能大不相同。所有的三向开关104都包括“死区(deadtravel)”，即，当三向开关的活动触头大约处于位置A和B之间的中间位置并且没有接触固定触点中的任何一个时。有时三向开关104可能持续位于死区，从而使得电流在不确定的时期内不会传导通过供电电源120。

因此，调光器102包括能够使调光器102返回到适当状态的存储器132，即，如果当三向开关104转换时调光器102的电力暂时丧失，存储器132能够使调光器102控制两个三端双向可控硅元件110、114中合适的一个。存储器132耦接到控制器118。每当用户界面128的切换按钮200被促动时，控制器118就在存储器132中存入三端双向可控硅元件110、114中的哪一个当前正被控制的信息。以这种方式，如果调光器102暂时丧失电力并且直流电压Vcc降到低于能够使控制器118正常运行的水平以下，控制器将从存储器132读出三端双向可控硅元件110、114中的哪一个将控制为“加电(power up)”，即，当直流电压Vcc回升到高于确保控制器的正常运行的水平。

图2B示出了概述图1中照明控制系统100的运作的状态图250。在示出的两个状态252、254中，由于三向开关504在适当的位置以完成通过传导的三端双向可控硅元件的电路，因此发光负载108将处于开启状态。例如，在状态210，当三向开关104在位置A时，第一三端双向可控硅元件110能够传导电流从而控制发光负载108。状态图250还包括两个状态256、258，其中由于三向开关104的位置不能将电流传导通过能够传导的三端双向可控硅元件，因此发光负载108将断开。两种状态之间的转换可通过以下三种行为之一来促成：三向开关104从位置A到B的切换(图1中通过B指定)、三向开关104从位置B到A的切换(通过A指定)、以及用户界面128的切换按钮200的促动(通过T指定)。

参照前面的图1，调光器102还包括用于为检修发光负载而在交流电源106和发光负载108之间提供实际气隙中断的隔离开关134，以及用于提供电磁干扰(EMI)过滤的电感器。

第一栅极驱动电路112包括响应于控制器118的触发电路140，和为控制器提供低电平栅极电流(GC)控制信号的电流检测电路142。第一三端双向可控硅元件110的栅极通过电阻器146耦接到触发电路140，并通过电阻器148耦接到第二主负载端。电阻器146、148优选地都具有220Ω电阻。通过控制触发电路140将栅极电流传导通过第一三端双向可控硅元件110的栅极从而使第一三端双向可控硅元件在交流电源106的交流线电压的每半周期内的预设时间可传导，控制器118可操作以驱动第一三端双向可控硅元件110。栅极电流(GC)控制信号通过电流检测电路142而产生，并且包括表示栅极电流的强度的直流电压。响应于栅极电流(GC)控制信号，控制器118可操作以确定栅极电流是否传导通过第一三端双向可控硅元件110的栅极。

第二栅极驱动电路116具有与第一栅极驱动电路112相似的结构，包括触发电路150和电流检测电路152。第二三端双向可控硅元件114的栅极通过电阻器156(如220Ω)耦接到触发电路150，通过电阻器158(如220Ω)耦接到第二主负载端。响应于由电流检测电路152提供的栅极电流控制信号，控制器118可操作以确定栅极电流是否流过第二三端双向可控硅元件114的栅极。电阻器160连接在调光热端DH1、DH2之间以使得栅极电流不管连接的三向开关104的位置如何都流过栅极驱动电路112、116。

图3为详细示出电流检测电路142、152的简化示意图。第一栅极驱动电路112的触发电路140包括光电可控硅(opto-triac)，其具有耦接在控制器118与电路公共端(circuit common)之间的输入端(如光电二极管)和与第一三端双向可控硅元件110的栅极串联的输出端(如光电可控硅)。电流检测电路142包括光耦，其具有与第一三端双向可控硅元件110的栅极和光电可控硅的光可控硅(photo-triac)串联的输入端(如两个光二极管)。光耦还包括耦接在控制器118和电路公共端之间的输出端(如光电晶体管)。当栅极电流不流过光耦的光二极管中的任何一个时，光电晶体管不传导并且为控制器118提供的输出端通过电阻器144被拉高至基本为直流电压Vcc。然而，当栅极电流流过时，光电晶体管将到控制器118的输出拉高基本至电路公共端(即，近似零伏)。第二栅极驱动电路116具有与第一栅极驱动电路112相似的结构。当栅极电流具有大约1mA或更大的强度时，第一和第二栅极驱动电路112、116能够使得电流检测电路142、152向控制器118发出栅极电流在传导(即拉低栅极电流控制信号)的信号。

图4A为示出当智能调光器102耦接到系统100的线路侧、控制器118驱动第一三端双向可控硅元件110、并且三向开关104在位置A、从而使得发光负载108发光时，智能调光器102的运作波形的简化图。第一三端双向可控硅元件110的栅极电流流过交流电源106、第一三端双向可控硅元件110、触发电路140、电流检测电路142、三向开关104以及发光负载108。依赖于发光负载108的期望照明度，控制器118使得三端双向可控硅元件110在每半周期的发动时间t_FIRE为传导的。在第一三端双向可控硅元件110被启动之后，栅极电流流进第一三端双向可控硅元件的栅极一段时间，直至通过第一三端双向可控硅元件的主端的负载电流超过闭锁电流额定值并且变为传导。当栅极电流如图4A中所示流动时，由电流检测电路142产生的栅极电流控制信号被拉低到电路公共端。

图4B为示出当智能调光器耦接到系统100的线路侧、控制器118驱动第一三端双向可控硅元件110、但三向开关104在位置B、从而使得发光负载108断开时，智能调光器102的运作波形的简化图。由于三向开关104在位置B，因此第一三端双向可控硅元件110的栅极电流流过交流电源106、第一三端双向可控硅元件110、触发电路140、电流检测电路142、电阻器160、三向开关104以及发光负载108。电阻器160优选地具有110kΩ的电阻，从而防止栅极电流的强度超过三端双向可控硅元件110的额定闭锁电流。由于第一三端双向可控硅元件110不会变为传导，因此栅极电流继续流动并且在每半周期的基本整个长度上都具有大于零的强度。因此，在控制器118试图驱动第一三端双向可控硅元件110之后，栅极电流控制信号在半周期的剩余部分被拉弱到电路公共端，用信号表明第一三端双向可控硅元件不传导负载电流。将电阻器160的电阻旋转为使得栅极电流大于大约1mA，并且当栅极电流流过时电流检测电路142、152将栅极电流控制信号拉低。

作为对栅极驱动电路112、116各自的电流检测电路142、152的响应，控制器118可操作以确定发光负载108的状态。在使三端双向可控硅元件110、112中的一个传导之后，控制器118对由可控三端双向可控硅元件的电流检测电路142、152提供的栅极电流控制信号进行检查。优选地，如图4A和4B所示，控制器118在通过适当的触发电路140、150开始驱动三端双向可控硅元件之后的时间t_SAMPLE对栅极电流控制信号进行采样。如果栅极电流未在抽样时间t_SAMPLE流过(即，栅极电流的强度基本为0伏并且栅极电流控制信号为高)，控制器118则确定三端双向可控硅元件传导负载电流并且发光负载108处于开启状态。如果栅极电流在抽样时间t_SAMPLE流过(即，栅极电流的强度基本大于0伏并且栅极电流控制信号为低)，控制器118则确定受控的三端双向可控硅元件不传导负载电流并且发光负载108断开。

图5为由控制器118周期性地(例如每10毫秒一次)执行的按钮处理500的简化流程图，所述按钮处理用于确定是否用户界面128的切换按钮200是否正被按压。控制器118使用变量BUT_COUNT来记录切换按钮已经被按压多长时间。具体来说，变量BUT_COUNT记录当切换按钮200被按压时按钮处理500被执行的连续次数。

参照图5，控制器118首先在步骤110中检查由用户界面128提供的输入以确定用户界面的切换按钮200是否被按压。如果在步骤512中切换按钮200没有被按压，在步骤514中控制器118则清除变量BUT_COUNT。然而，如果在步骤512中切换按钮200被按压，在步骤516中，控制器118则为变量BUT_COUNT加一。如果在步骤518中变量BUT_COUNT不等于最大值(例如2)，按钮处理1800则简单地退出。

如果在步骤518中变量BUT_COUNT等于2(即，切换按钮200已经被持续按压按钮处理500的两个连续执行周期)，那么在步骤520中，则确定控制器118当前是否正控制第一三端双向可控硅元件110。如果是，在步骤522中的每半周期，控制器118开始控制第二三端双向可控硅元件114(如下文所详述)。如果在步骤520中控制器118没有控制第一三端双向可控硅元件110，那么，在步骤524中的每半周期，控制器开始控制第二三端双向可控硅元件114。最后，在步骤526中将变量BUT COUNT清除并且按钮处理500退出。

图6为由控制器118响应于接收来自零交叉检测器126的零交叉指示周期性地执行(即，交流电源106的交流线电压的每半周期执行一次)的零交叉处理600的简化流程图。在步骤610中的每半周期零交叉之后，控制器118首先使第一和第二三端双向可控硅元件110、114中之一在零交叉之后适当的发动时间t_FIRE导通。具体来说，如果控制器118在步骤612控制第一三端双向可控硅元件110，那么在步骤614中，控制器则通过第一栅极驱动电路112在发动时间t_FIRE时驱动第一三端双向可控硅元件。如果控制器118在步骤612控制第二三端双向可控硅元件114，那么在步骤616中，控制器则通过第二栅极驱动电路116在发动时间t_FIRE驱动第二三端双向可控硅元件。在步骤618中，控制器118继续驱动适当的三端双向可控硅元件110、114一段时间(例如200μs)。

在步骤618的一段时间结束之后，控制器118检查来自电流检测电路142、152的栅极电流控制信号之一以确定发光负载108的状态。如果在步骤620中控制器118控制第一三端双向可控硅元件110，在步骤622中控制器则对第一栅极驱动电路112的电流检测电路142的栅极控制信号进行采样。否则，在步骤624中控制器118对第二栅极驱动电路116的电流检测电路152的栅极控制信号进行采样。如果在步骤626中适当的栅极电流控制信号的抽样表明在抽样时间t_SAMPLE没有栅极电流流过，那么控制器118执行ON(接通)程序700，其将在下文中参照附图7A进一步详述。ON程序700提供一定程度的数字滤波以确保由控制器118所确定的发光负载108的状态不会太经常改变。在控制器118确定发光负载108接通之前，零交叉处理600必须在预设数量的连续半周期期间(例如大约12个连续半周期)执行ON程序700。

如果在步骤626中有栅极电流流过，控制器118则执行OFF程序750，其将在下文中参照附图7B进一步详述。类似于ON程序700，OFF程序750保证由控制器118所确定的发光负载108的状态不太经常改变，这通过确保控制器118在确定发光负载108断开之前检测出在预设数量的连续半周期(例如大约12个连续半周期)内都有栅极电流流过可控三端双向可控硅元件的栅极而实现。最后，在步骤628中控制器118停止驱动适当的三端双向可控硅元件110、114并且退出程序600。

图7A和7B分别为ON程序700和OFF程序750的简化流程图，这两个程序都从零交叉处理600中调用。控制器118使用两个变量ON_COUNT和OFF_COUNT分别记录零交叉处理600已执行ON程序700和OFF(断开)程序750多少个连续半周期。优选地，在控制器118的启动过程期间，将变量ON_COUNT和OFF_COUNT初始化为0。

在ON程序700期间，在步骤710中将变量OFF_COUNT清零(即设为0)并且在步骤712中将变量ON_COUNT加1。如果在步骤714中变量ON_COUNT小于11，ON程序200则简单地退出。如果在步骤714中变量ON_COUNT大于11(即，大于或等于12)，在步骤716中控制器118则确定发光负载108处于接通状态并且退出ON程序700。相比之下，在OFF程序750期间，在步骤760中将变量ON_COUNT清零(即，设为0)并且在步骤762中将变量OFF_COUNT加1。当在步骤764中变量OFF_COUNT大于11时，在步骤766中控制器1618确定发光负载108为断开。

当使用零交叉处理600确定了发光负载108的状态之后，控制器118能够控制用户界面128的视频显示器提供发光负载108的状态的反馈信息并且通过通信电路134报告发光负载108的状态。

图8A为根据本发明第二实施方式包括智能开关802的三向系统800的简化结构图。智能开关802包括耦接到交流电源104的中性连接的中性线端N。和第一实施方式的智能调光器102一样，三端双向可控硅元件110、114通过控制器818以互补的方式被控制。第一零交叉检测器826耦接在第一开关式热端SH1和中性线端N之间，并且第二零交叉检测器827耦接在第二开关式热端SH2和中性线端N之间。控制器818从第一和第二零交叉检测器826、827接收表示交流电源106的交流线电压的零交叉的信息。

智能开关802包括耦接在热端H和中性端N之间的供电电源820，从而使得不会为了给供电电源充电而有电流通过发光负载108。供电电源820产生用于驱动控制器818的直流电压。直流电压Vcc参照的是电路公共端，即中性线端N。

与图1中智能调光器102一样，控制器818可操作为控制栅极驱动电路112、116的触发电路140、150分别启动三端双向可控硅元件110、114。控制器118还可操作以确定栅极电流是否响应于栅极电路112、116各自的电流检测电路142、152而流过。智能开关802还包括线电压检测(LVD)电路860，其耦接在热端H和中性线端N之间。线电压检测电路860为控制器818提供低电平有效LVD控制信号。控制器818可操作以确定热端H处是否存在交流线电压以作为对线电压检测电路860的响应。线电压检测电路860允许控制器818确定当调光器802耦接到系统800的负载侧(如图8B所示)时发光负载108是否处于接通状态。因此，响应于电流检测电路142、152和线电压检测电路860，控制器818可操作以确定三向开关104和发光负载108的状态。

图9A为示出当智能开关802耦接到系统800的线路侧(如图8A所示)、控制器818驱动第一三端双向可控硅元件110、并且三向开关104在位置A、从而使得发光负载108接通时，智能开关802的运作波形的简化图。由于在热端H中具有交流线电压信号，因此线电压检测电路860使线电压检测(LVD)控制信号变低至交流线电压峰值附近，用信号向控制器118表明存在交流线电压。控制器118不能根据线电压检测控制信号确定发光负载108的状态，但是必须检查栅极电流控制信号中之一。

第一三端双向可控硅元件110的栅极电流经过交流电源106、第一三端双向可控硅元件110、触发电路140、电流检测电路142以及第一零交叉检测器826通向中性线端N。在交流线电压的每次零交叉之后，控制器118立即驱动触发电路140启动第一三端双向可控硅元件110。因此，栅极电流流进第一三端双向可控硅元件的栅极一段时间，直至通过三端双向可控硅元件的主端子的负载电流超过闭锁电流额定值并且三端双向可控硅元件变为传导的。然后，三端双向可控硅元件110上的电压降到基本为低的电压(如大约为1V)并且栅极电流停止流动。因此，当三端双向可控硅元件成功启动时，栅极电流以脉冲电流的形态而存在。当具有栅极电流时，通过电流检测电路142产生的栅极控制信号为低(即基本为0伏)；当不具有栅极电流(如图9A所示)时，栅极控制信号为高(即基本为直流电压Vcc)。

图9B为示出当智能开关耦接到系统800的线路侧、控制器818驱动第一三端双向可控硅元件110、但是三向开关104在位置B、从而使得发光负载108断开时，智能开关802的运作波形的简化图。在这种情况下，由于通过三端双向可控硅元件的主端子的电流不会超过额定的闭锁电流，因此第一三端双向可控硅元件110没有变为传导的。零交叉检测器826的电阻抗(例如大约为110kΩ)将栅极电流的强度调到低于第一三端双向可控硅元件110的额度闭锁电流。由于第一三端双向可控硅元件110没有变为传导的，因此栅极电流继续流动并且在基本每半周期的长度内具有基本大于0安培(即零交叉检测器826的电阻抗确定大约为1mA或更大)的强度。因此，栅极电流信号在基本每半周期的长度内被拉低到电路公共端(即大约为0伏)，用信号表示第一三端双向可控硅元件112未传导负载电流。

当智能开关802耦接到系统800的线路侧时(如图9A所示)，控制器818可操作以响应于电流检测电路142、152确定发光负载108的状态。具体来说，控制器818在交流线电压的峰值附近的采样窗期间监测与当前正在被驱动的三端双向可控硅元件的栅极串联的电流检测电路142、152的输出数据。如果没有栅极电流(即栅极电流具有基本为0安培的强度)，控制器818则确定该三端双向可控硅元件为传导的并且发光负载108是接通的。如果具有栅极电流(即栅极电流具有基本大于0安培的强度)，控制器818则确定该三端双向可控硅元件未传导电流到负载并且发光负载108是断开的。

优选地，采样窗为以时间T_PEAK为中心、时间长度为T_WINDOW(例如大约为1.5毫秒)的一段时间，T_PEAK对应于如图9A和9B所示的交流线电压的峰值。采样窗以交流线电压的峰值为中心以确保控制器818不会在零交叉附近对栅极电流控制信号进行采样。在零交叉附近，第一和第二栅极驱动电路112、114的触发电路140、150的光电可控硅可能不具有充足的电流流过光可控硅以保持传导。这可导致电流检测电路142、152的光耦使栅极电流控制信号为高(即与三端双向可控硅元件110、114已经变为传导并且栅极电流已经停止传导时一样的状况)。

当智能开关802耦接到系统800的负载侧(如图8B所示)时，控制器818不能仅根据电流检测电路142、152确定发光负载108的状态。控制器818还必须使用线电压检测电路860来确定发光负载108的状态。如果控制器118不驱动与三向开关104的目前位置串联的三端双向可控硅元件110、114，线电压检测电路860上则不存在交流线电压。线电压检测电路860为控制器818提供适当的控制信号，使发光负载108断开。如果交流线电压存在于线电压检测电路860上并且栅极电流流过控制器818所驱动的三端双向可控硅元件的栅极，控制器则确定发光负载108是接通的。

图10A和10B为由控制器818响应于从零交叉检测器826、827中任何一个接收到零交叉指示，周期性地(即交流电源106的交流线电压的每半周期一次)执行的零交叉处理1000的简化流程图。控制器818还周期性地(例如大约每10毫秒一次)执行图5的按钮处理500以确定控制三端双向可控硅元件110、114中的哪一个。参照附图10A，当控制器818每半周期在步骤1010中接收到零交叉指示时，首先，控制器818基本在零交叉之后立即使第一和第二三端双向可控硅元件110、114中之一传导(即，一旦交流线电压的强度足够高以使三端双向可控硅元件110、114可被启动)。具体来说，如果在步骤1012中控制器818在控制第一三端双向可控硅元件110，那么在步骤1014中控制器通过第一栅极驱动电路112驱动第一三端双向可控硅元件。作为一种选择，如果在步骤1012中控制器818在控制第二三端双向可控硅元件114，那么在步骤1016中控制器则通过第二栅极驱动电路116驱动第二三端双向可控硅元件。如果在步骤1018中控制器818确定目前的半周期为负的半周期，那么在步骤1032中控制器则等待该半周期的结束，然后在步骤1034中停止驱动适当的三端双向可控硅元件1510、1514。

如果在步骤1018中确定目前的半周期为正的半周期，那么在步骤1012中控制器818则确定交流线电压是否已经进入采样窗，即如图9A和9B中所示交流线电压的峰值附近1.5毫秒的一段时间内。在步骤1020中控制器818等候直到交流线电压处于采样窗内，此时，控制器开始周期性地对线电压检测控制信号和栅极电流控制信号进行采样以分别确定在热端H是否存在交流线电压以及栅极电流是否流过第一和第二三端双向可控硅元件110、114中之一的栅极。优选地，控制器818大约每隔250μs对控制信号进行采样，从而使得控制器在采样窗期间获得每个控制信号的大约6个采样。控制器818使用两个变量LVD_COUNT和GC_COUNT来分别记录在采样窗期间对线电压检测控制信号的六个抽样中的多少个为高和栅极电流控制信号的六个抽样中的多少个为低。优选地，在控制器818的启动过程期间，变量LVD_COUNT和GC_COUNT被置初值为0。

参照附图10B，在步骤1022中控制器818检查来自线电压检测电路860的线电压检测控制信号以确定在热端H是否有交流线电压。如果在步骤1024中没有检测到交流线电压，那么在步骤1026中控制器818则将变量LVD_COUNT加一。如果在步骤1028中变量LVD_COUNT等于最大值，例如2，(即，在采样窗期间LVD控制信号的六个抽样中的两个为高)，控制器818则执行图7B的OOF程序750，并且，如果在十二个连续半周期内没有检测到交流线电压，那么最终确定发光负载108断开。执行OFF程序750之后，在步骤1030中控制器818将变量LVD_COUNT和GC_COUNT清零。在步骤1032中半周期的末尾，控制器818在步骤1034停止驱动适当的三端双向可控硅元件110、114并且退出程序1000。

如果在步骤1024中没有检测到交流线电压或者如果在步骤1028中LVD_COUNT不等于2，控制器818则确定栅极电流是否流过第一和第二三端双向可控硅元件110、114中之一的栅极。具体来说，如果在步骤1036中控制器818当前正驱动第一三端双向可控硅元件110，在步骤1038中控制器则监控第一栅极驱动电路112的第一电流检测电路142的输出以确定栅极电流是否正流过第一三端双向可控硅元件110的栅极。如果在步骤1036中控制器818当前正驱动第二三端双向可控硅元件114，在步骤1040中控制器则监控第二栅极驱动电路116的第二电流检测电路152的输出以确定栅极电流是否正流过第二三端双向可控硅元件114的栅极。如果在步骤1042中栅极电流在采样窗期间没有流过第一三端双向可控硅元件110的栅极或第二三端双向可控硅元件114的栅极，那么在步骤1044控制器818则将变量GC_COUNT加一。如果在步骤1046中变量GC_COUNT等于最大值(例如2)，控制器818则执行图7A的ON程序700，并且，如果在12个连续半周期内没有栅极电流流过，则最终确定发光负载108接通。然后，在步骤1030中控制器818将变量LVD_COUNT和GC_COUNT清零，并且在步骤1034中半周期的末尾停止驱动适当的三端双向可控硅元件110、114，然后退出程序1000。

如果在步骤1042在采样窗期间有栅极电流流过三端双向可控硅元件110、114的任一栅极，或者如果在步骤1046中变量GC_COUNT不等于2，那么在步骤1048中控制器818则确定交流线电压是否已经到达采样窗的末尾。如果不是，控制器818则在步骤1050等候，然后对线电压检测控制信号和栅极电流控制信号再次采样，以使控制信号大约每隔250μs被采样。如果在步骤1050中交流线电压已经到达采样窗的末尾，控制器818则执行OFF程序750并且在步骤1030中将变量LVD_COUNT和GC_COUNT清零，然后在步骤1034停止驱动适当的三端双向可控硅元件110、144。最后，退出程序1000。

图11为根据本发明第三实施方式包括智能调光器1102的照明控制系统1100的简化结构图。智能调光器102仅包括一个三端双向可控硅元件110，其简单地耦接在交流电源106和发光负载108之间。响应于对通过用户界面128和通信电路134接收的输入数据，控制器1118可操作以控制三端双向可控硅元件110以接通和断开发光负载108并且控制发光负载的强度。响应于栅极驱动电路112的栅极电流检测电路142，控制器1118可操作以确定中发光负载108是否存在(即，安装在系统1100中)或是否有故障(即，断电)。电阻器1160耦接在调光热端DH和中性连接N之间以使栅极电流在没有发光负载108或发光负载有故障的情况下流过。

图12为由控制器1118周期性地(例如每10毫秒一次)执行的按钮处理1200的简化流程图，该处理用以确定用户界面128的切换按钮200是否正被按压。按钮处理1200非常类似于图5的按钮处理500。然而，在步骤518中变量BUT_COUNT等于2之后，在步骤1220中控制器1118确定发光负载108当前是否正被控制为接通。如果是，则在步骤1222中由控制器1118每半周期停止驱动三端双向可控硅元件110以断开发光负载108。如果在步骤1220中发光负载108当前为断开的，在步骤1224中控制器1118则在每半周期适当的时间开始驱动三端双向可控硅元件114以接通发光负载108。

图13为由控制器1118响应于接收来自零交叉检测器826的零交叉指示周期性地执行的零交叉处理1300的简化流程图，所述周期性地执行即交流电源106的交流线电压的每半周期执行一次。在步骤1310中接收零交叉的指示之后，在步骤1312中控制器1118确定三端双向可控硅元件110是否应该被控制从而使得发光负载108接通。如果在步骤1312中发光负载108为断开的，程序1300则简单地退出。否则，在步骤1314中由控制器1118在适当的启动时间t_FIRE驱动三端双向可控硅元件110。

在步骤1314驱动三端双向可控硅元件110之后，控制器1118在步骤1316等待200μs。在步骤1316中的采用时间t_SAMPLE之后，在步骤1318中控制器1118检查由栅极电流检测电路142提供的栅极电流控制信号以确定是否栅极电流正在流过。如果在步骤1320中栅极电流没有流过，控制器1118则执行ON程序700，并且如果在12个连续半周期没有栅极电流流过，那么最终确定发光负载108为接通的(即，发光负载运作正常)。如果在步骤1320中栅极电流正流过，那么控制器1118执行OFF程序750，并且，如果栅极电流在12个连续半周期流过，则最终确定发光负载108断开。如果在步骤1322中发光负载108为断开的(即，三端双向可控硅元件在应该传导时不传导)，那么控制器1118确定没有发光负载108或发光负载有故障。因此，在步骤1324中控制器1118在用户界面128的视频显示器上显示错误提示。作为一种选择，在步骤1324中控制器1118可通过通信电路132传送表示错误提示的数字消息。最后，在步骤1326中控制器停止驱动三端双向可控硅元件110。

图14为根据本发明第四实施方式包括多个负载控制装置1402的照明控制系统1400的简化结构图。多个负载控制装置1402可操作以独立地控制传送到如图14所示的两个发光负载108、109的电量。多个负载控制装置1402包括两个三端双向可控硅元件1410、1414，这两个三端双向可控硅元件分别串联在热端H和两个调光热端DH1、DH2之间。如果简单提供与三端双向可控硅元件1410、1414并联的另外的三端双向可控硅元件，多个负载控制装置1402则可控制另外的发光负载的强度。多个负载控制装置1402可包括例如创艺眼(GRAFIK

)控制元件，其由本申请的受让人制造并且在1999年9月7日授权的、名称为“WALL MOUNTABLE CONTROL SYSTEM WITHVIRTUALLY UNLIMITED ZONE CAPACITY(具有几乎无限区域容量的挂墙式控制系统)”、第5,949,200号美国专利中有更详尽的说明，该专利文件的全部公开内容通过引用而并入本文。

控制器1418可操作以控制栅极驱动电路1412、1416的触发电路1440、1450以使三端双向可控硅元件1410、1414每半周期传导。响应于栅极驱动电路1412、1416的栅极电流检测电路1442、1452，控制器1418可操作以确定发光负载108、109中每一个是否不存在或有故障。两个电阻器1460、1470分别耦接在调光热端DH1、DH2和中性连接N之间，以使如果发光负载108、109的任何一个不存在或有故障，就会有栅极电流流过。如果发光负载108、109的任何一个不存在或有故障，控制器1418则可提供用户界面128的视频显示器的错误提示。响应于确定发光负载108、109中任何一个不存在或有故障，控制器1418可以启用或禁止多个负载控制装置1402的功能，或可决定照亮或不照亮视频显示器的部分。

图15为根据本发明第五实施方式包括双负载控制装置1502的照明控制系统1500的简化结构图。双负载控制装置1502可操作以独立控制传送到两个照明负载108、109的功率量。双负载控制装置1502不包括中性端。响应于对栅极驱动电路1412、1416的栅极电流检测电路1442、1452，控制器1518可操作以使得三端双向可控硅元件1410、1414在每半周期传导并且确定照明负载108、109中之一是否不存在或有故障。电阻器1560耦接在调光热端DH1、DH2之间，以使得如果照明负载108、109中之一不存在或有故障，则有栅极电流流过。在2006年11月12日提交的、名称为“WALL-MOUNTABLE SMARTDUAL LOAD CONTROL DEVICE(挂墙式智能双重负载控制装置)”的、申请号为11/598,460的美国专利申请中，对双负载控制有更详尽的说明，其全部公开内容通过引用而并入本文。

尽管使用了单词″device″(装置)和″unit″(元件)被用来描述本发明的照明控制系统的组件，应该注意本文中描述的每个″device″(装置)和″unit″(元件)无须全部包含在单一的机箱或结构中。例如，图1的调光器102可包括壁挂式机箱中的多个按钮和包含在分离位置中的控制器。并且，一个″device″(装置)可包含在另外的″device″装置中。例如，半导体开关(即，可控传导装置)为本发明的调光器的一部分。

本申请与共同转让的、未决的、代理人案号为P/10-979CIP(05-12150-P2CP3)、与本申请同一天递交的、名称为“LOAD CONTROLDEVICE FOR USE WITH LIGHTING CIRCUITS HAVINGTHREE-WAY SWITCHES(用于使用具有三向开关的照明电路的负载控制装置)”的美国专利申请相关，其全部公开内容通过引用而并入本文。

尽管本发明已经对其具体实施方式进行了说明，但许多其它的变更、修改以及其它用法对本领域技术人员都将变得清晰可见。因此，优选地，本发明不受本文中具体公开的内容所限制，而仅受附加的权利要求书的限制。

Claims

1.一种负载控制电路，控制从产生交流线电压的交流电源传输到电负载的功率量，所述负载控制电路包括：

可控传导装置，适于电串联于所述电源和所述电负载之间，所述可控传导装置具有传导状态和非传导状态，所述可控传导装置具有控制输入端，并且操作为响应于传导通过所述控制输入端的栅极电流进入传导状态；以及

控制器，操作为在所述交流线电压的每半周期驱动所述可控传导装置以使所述可控传导装置由非传导状态变为传导状态，所述控制器能够操作为响应于通过所述可控传导装置的所述控制输入端的所述栅极电流的强度确定所述可控传导装置是否正在向所述负载传导电流。

2.如权利要求1所述的负载控制电路，还包括：

检测电路，具有可操作地耦接于所述可控传导装置的所述控制输入端的输入端、和可操作地耦接到所述控制器的输出端，所述检测电路可操作为向所述控制器提供表示所述栅极电流的强度的控制信号。

3.如权利要求2所述的负载控制电路，还包括：

适于耦接于所述交流电源的热侧的线路端；

适于耦接于所述电负载的负载端；以及

适于耦接于所述交流电源的中性侧的中性端；

其中，栅极电流通过所述中性端传导。

4.如权利要求2所述的负载控制电路，其中，所述控制器可操作以确定：如果所述栅极电流具有基本为0安培的强度，所述可控传导装置则正在向所述负载传导负载电流。

5.如权利要求4所述的负载控制电路，其中，所述控制器可操作以确定：如果所述栅极电流具有基本大于0安培的强度，所述可控传导装置则未向所述负载传导负载电流。

6.如权利要求5所述的负载控制电路，其中，所述控制器可操作以确定：如果所述栅极电流大于大约1毫安，所述可控传导装置则未向所述负载传导负载电流。

7.如权利要求3所述的负载控制电路，还包括：

适于耦接于第二电负载的第二负载端；以及

适于电串联在所述电源和所述第二电负载之间的第二可控传导装置，所述第二可控传导装置具有传导状态和非传导状态，所述第二可控传导装置具有控制输入端并且可操作以响应于第二栅极电流传导通过该控制输入端而进入传导状态；

其中，所述控制器可操作以在所述交流线电压的每半周期驱动所述第二可控传导装置以使所述第二可控传导装置由非传导状态变为传导状态，所述控制器可操作以响应于通过所述第二可控传导装置的控制输入端的所述第二栅极电流的强度确定所述第二可控传导装置是否正在传导电流到负载。

8.如权利要求7所述的负载控制电路，其中，所述控制器可操作以独立地控制传输到所述电负载的功率量。

9.如权利要求7所述的负载控制电路，还包括：

耦接在所述第一负载端和所述中性端之间的第一电阻器；

耦接在所述第二负载端和所述中性端之间的第二电阻器；

其中，所述第一和第二电阻器具有的电阻的大小能够防止所述第一和第二栅极电流超过所述可控传导装置的额定闭锁电流。

10.如权利要求7所述的负载控制电路，还包括：

耦接在所述第一和第二负载端之间的电阻器，所述电阻器具有的电阻大小能够防止所述第一和第二栅极电流超过所述可控传导装置的额定闭锁电流。

11.如权利要求3所述的负载控制电路，还包括：

耦接在所述负载端和所述中性端之间的电阻器，所述电阻器具有的电阻大小能够防止所述栅极电流超过所述可控传导装置的额定闭锁电流。

12.如权利要求2所述的负载控制电路，其中，所述检测电路包括电流检测电路。

13.如权利要求12所述的负载控制电路，还包括：

与所述可控传导装置的控制输入端和所述检测电路的输入端电串联的触发电路，所述触发电路响应于所述控制器的控制。

14.如权利要求2所述的负载控制电路，其中，当所述控制器驱动所述可控传导装置时，所述控制器可操作以确定：如果在交流线电压的峰值附近时所述栅极电流未流过，所述可控传导装置则正在将负载电流传导到所述负载。

15.如权利要求14所述的负载控制电路，其中，当所述控制器驱动所述可控传导装置时，所述控制器可操作以确定：如果在交流线电压的峰值附近时所述第一栅极电流流过，所述可控传导装置则未将负载电流传导到所述负载。

16.如权利要求2所述的负载控制电路，其中，所述控制器可操作以在交流线电压的每半周期的预定时间驱动所述可控传导装置，并且在所述可控传导装置由所述控制器驱动后经过了预设的时间量之后对来自所述检测电路的所述控制信号进行监控。

17.如权利要求2所述的负载控制电路，其中，所述控制器可操作以基本在所述交流线电压的半周期的开始时驱动所述可控传导装置，并且在该半周期内对应于所述交流线电压的峰值电压的时间附近对来自所述检测电路的所述控制信号进行监控。

18.如权利要求1所述的负载控制电路，其中，所述可控传导装置包括双向半导体开关。

19.如权利要求18所述的负载控制电路，其中，所述双向半导体开关包括三端双向可控硅元件。

20.如权利要求1所述的负载控制电路，还包括：

适于传送数字消息的通信电路，

其中，响应于对所述可控传导装置当前未传导电流到所述负载的确定，所述控制器可操作以通过所述通信电路传送所述数字消息。

21.如权利要求1所述的负载控制电路，还包括：

用于为所述负载控制装置的用户提供反馈的视频显示器；

其中，响应于对所述可控传导装置当前未传导电流到所述负载的确定，所述控制器可操作以使所述视频显示器提供所述反馈。

22.一种适于耦接到双向半导体开关的控制输入端的栅极驱动电路，所述双向半导体开关可操作为响应于通过所述控制输入端传导的栅极电流从非传导状态变为传导状态，所述栅极驱动电路包括：

触发电路，其适于与所述双向半导体开关的所述控制输入端电串联地耦接以传导所述栅极电流；

检测电路，其具有适于与所述双向半导体开关的所述控制输入端串联的输入端，并且可操作以产生表示所述栅极电流的强度的控制信号。

23.如权利要求22所述的栅极驱动电路，其中，所述控制信号包括以第一强度和第二强度提供的直流电压，所述第一强度在所述栅极电流具有基本为0安培的强度时提供，所述第二强度在所述栅极电流具有基本大于0安培的强度时提供。

24.如权利要求23所述的栅极驱动电路，其中，当所述栅极电流具有大于大约1毫安的强度时，所述控制信号被提供为所述第二强度。

25.如权利要求22所述的栅极驱动电路，其中，所述检测电路包括电流检测电路。

26.如权利要求25所述的栅极驱动电路，其中，所述电流检测电路包括光耦。

27.如权利要求22所述的栅极驱动电路，其中，所述触发电路包括光电可控硅。

28.一种控制从电源传输到电负载的功率量的方法，所述方法包括以下步骤：

将可控传导装置电串联地耦接于所述电源和所述电负载之间，所述可控传导装置具有传导状态和非传导状态；

将栅极电流传导通过所述控制输入端，以使所述可控传导装置进入传导状态；

监控所述栅极电流；以及

响应于监控所述栅极电流的步骤，确定所述可控传导装置是否正在传导电流到所述负载。

29.如权利要求28所述的方法，其中，所述确定步骤还包括：

如果所述栅极电流具有基本为0安培的强度，则确定所述可控传导装置正在将负载电流传导到所述负载。

30.如权利要求29所述的方法，还包括：

如果所述栅极电流具有大于基本0安培的强度，则确定所述可控传导装置当前未将所述负载电流传导到所述负载。

31.如权利要求30所述的方法，其中，确定所述可控传导装置未传导的步骤还包括：

如果所述栅极电流具有大于大约1毫安的强度，则确定所述可控传导装置当前未将所述负载电流传导到所述负载。

32.如权利要求28所述的方法，还包括以下步骤：

在交流线电压的每半周期的预设时间驱动所述可控传导装置；

其中，所述确定步骤包括，在驱动所述可控传导装置的步骤之后经过了预设时间之后，确定所述可控传导装置是否正在传导电流。

33.如权利要求28所述的方法，还包括以下步骤：

在交流线电压的半周期的基本开始时驱动所述可控传导装置；

其中，所述确定步骤包括：在该半周期内对应于交流线电压的峰值电压的时间附近确定所述可控传导装置是否正在传导电流。

34.一种适于耦接到电路的负载控制装置，所述电路包括交流电源、负载和单刀双掷三向开关，所述交流电源产生为所述负载供电的交流线电压，所述负载控制装置包括：

第一、第二和第三电负载端子；

具有传导状态和非传导状态的第一可控传导装置，所述第一可控传导装置电耦接在所述第一负载端子和所述第二负载端子之间，从而使得当所述第一可控传导装置在传导状态并且所述负载控制装置耦接到所述电路时，负载电流可操作以在所述第一负载端子和所述第二负载端子之间流动，所述第一可控传导装置具有第一控制输入端，并且可操作以响应于传导通过所述第一控制输入端的第一栅极电流进入传导状态；

具有传导状态和非传导状态的第二可控传导装置，所述第二可控传导装置电耦接在所述第一负载端子和所述第三负载端子之间，从而使得当所述第二可控传导装置在传导状态并且所述负载控制装置耦接到所述电路时，负载电流可操作以在所述第一负载端子和所述第三负载端子之间流动，所述第二可控传导装置具有第二控制输入端，并且可操作以响应于传导通过所述第二控制输入端的第二栅极电流进入传导状态；

控制器，可操作以控制所述第一和第二可控传导装置从而控制所述负载在接通状态和断开状态之间转换，所述控制器可操作以在交流线电压的每半周期驱动所述第一可控传导装置从非传导状态转变为传导状态，所述控制器可操作以响应于通过所述第一可控传导装置的所述第一控制输入端的所述第一栅极电流的强度确定所述第一可控传导装置是否正在将电流传导到所述负载。

35.如权利要求34所述的负载控制装置，其中，所述控制器还可操作以驱动所述第二可控传导装置，从而使得所述第二可控传导装置可操作以从非传导状态变为传导状态，所述控制器可操作以响应于通过所述第二可控传导装置的所述第二控制输入端的所述第二栅极电流的强度确定所述第二可控传导装置是否正在将电流传导到所述负载。

36.如权利要求35所述的负载控制装置，还包括：

第一检测电路，其具有可操作地耦接到所述第一可控传导装置的所述控制输入端的输入端、和可操作地耦接到所述控制器的输出端，所述第一检测电路可操作以将表示所述第一栅极电流的强度的第一控制信号提供至所述控制器；以及

第二监测电路，其具有可操作地耦接到所述第二可控传导装置的所述控制输入端的输入端、和可操作地耦接到所述控制器的输出端，所述第二检测电路可操作以将表示所述第二栅极电流的强度的第二控制信号提供至所述控制器。

37.如权利要求36所述的负载控制装置，其中，如果所述第一和第二栅极电流中之一具有基本为0安培的强度，所述控制器则可操作以确定所述负载处于接通状态。

38.如权利要求37所述的负载控制装置，其中，如果所述第一和第二栅极电流中之一具有基本大于0安培的强度，所述控制器则可操作以确定所述负载处于断开状态。

39.如权利要求38所述的负载控制装置，其中，所述控制器可操作为：

当所述控制器驱动所述第一可控传导装置时，如果所述第一栅极电流的大小基本大于0安培，则确定所述负载处于断开状态；以及

当所述控制器驱动所述第二可控传导装置时，如果所述第二栅极电流的大小基本大于0安培，则确定所述负载处于断开状态。

40.如权利要求39所述的负载控制装置，其中，所述控制器可操作以：

当所述控制器驱动所述第一可控传导装置时，如果所述第一栅极电流的大小基本大于1毫安，则确定所述负载处于断开状态；以及

当所述控制器驱动所述第二可控传导装置时，如果所述第二栅极电流的大小基本大于1毫安，则确定所述负载处于断开状态。

41.如权利要求37所述的负载控制装置，其中，所述控制器可操作以：

当所述控制器驱动所述第一可控传导装置时，如果所述第一栅极电流的大小基本为0安培，则确定所述负载处于接通状态；以及

当所述控制器驱动所述第二可控传导装置时，如果所述第二栅极电流的大小基本为0安培，则确定所述负载处于接通状态。

42.如权利要求36所述的负载控制装置，还包括：

线电压检测电路，其操作地耦接于所述第一端子，以检测交流线电压在所述第一端子处的存在。

43.如权利要求42所述的负载控制装置，其中，如果在所述第一端子处存在所述交流线电压，所述控制器则可操作以确定所述负载处于断开状态。

44.如权利要求43所述的负载控制装置，其中，如果所述第一和第二栅极电流的大小基本为0安培，所述控制器则可操作以确定所述负载处于接通状态。

45.如权利要求42所述的负载控制装置，还包括：

中性端，

其中，所述线电压检测电路耦接于所述第一端子和所述中性端之间。

46.如权利要求36所述的负载控制装置，其中，所述第一和第二检测电路包括第一和第二电流检测电路。

47.如权利要求46所述的负载控制装置，还包括：

第一触发电路，其与所述第一可控传导装置的所述第一控制输入端及所述第一检测电路的输入端电串联地耦接；以及

第二触发电路，其与所述第二可控传导装置的所述第二控制输入端及所述第二检测电路的输入端电串联地耦接；

其中，所述第一和第二触发电路响应于所述控制器。

48.如权利要求47所述的负载控制装置，其中，所述第一和第二触发电路包括光电可控硅。

49.如权利要求46所述的负载控制装置，其中，所述第一和第二电流检测电路包括光耦。

50.如权利要求36所述的负载控制装置，其中，所述控制器可操作以：

当所述控制器驱动所述第一可控传导装置时，如果在所述交流线电压的峰值附近时没有所述第一栅极电流流过，则确定所述负载处于接通状态；以及

当所述控制器驱动所述第一可控传导装置时，如果在所述交流线电压的峰值附近时没有所述第二栅极电流流过，则确定所述负载处于接通状态。

51.如权利要求50所述的负载控制装置，其中，所述控制器可操作以：

当所述控制器驱动所述第一可控传导装置时，如果在所述交流线电压的峰值附近时具有所述第一栅极电流，则确定所述负载处于断开状态；以及

当所述控制器驱动所述第二可控传导装置时，如果在所述交流线电压的峰值附近时具有所述第二栅极电流，则确定所述负载处于断开状态。

52.如权利要求36所述的负载控制装置，其中，所述控制器可操作以在每个半周期的预定时间驱动所述第一可控传导装置，以及在所述第一可控传导装置被所述控制器驱动后经过了预定时间之后对来自所述第一检测电路的所述第一控制信号进行监控。

53.如权利要求36所述的负载控制装置，其中，所述控制器可操作以基本在半周期的开端时驱动所述第一可控传导装置，以及在该半周期期间对应于所述交流线电压的峰值电压的时间附近对来自所述第一检测电路的所述第一控制信号进行监控。

54.如权利要求35所述的负载控制装置，还包括：

中性端，

其中，栅极电流流过所述中性端。

55.如权利要求54所述的负载控制装置，还包括：

第一零交叉检测器，耦接于所述第二端子和所述中性端之间；以及

第二零交叉检测器，耦接于所述第三端子和所述中性端之间，

其中，所述第一栅极电流通过所述第一零交叉检测器流到所述中性端，以及所述第二栅极电流通过所述第二零交叉检测器流到所述中性端。

56.如权利要求54所述的负载控制装置，还包括：

电源，耦接于所述第一端子和所述中性端之间，所述电源可操作以为所述控制器提供功率。

57.如权利要求55所述的负载控制装置，其中，所述第一和第二可控传导装置包括双向半导体开关。

58.如权利要求57所述的负载控制装置，其中所述双向半导体开关包括三端双向可控硅元件。

59.如权利要求35所述的负载控制装置，还包括：

通信电路，适于传输包括反馈信息的消息，所述反馈信息表示第一和第二可控传导装置的状态以及所述第一和第二检测装置的输出。

60.如权利要求35所述的负载控制装置，还包括：

用于为所述负载控制装置的用户提供反馈的可视显示器。

61.如权利要求35所述的负载控制装置，其中，所述控制器可操作以互补地驱动所述第一和第二可控传导装置，从而使得当所述第一可控传导装置传导时，所述第二可控传导装置为非传导的，以及当所述第二可控传导装置传导时，所述第一可控传导装置为非传导的。

62.一种用于控制电路中负载的方法，所述电路包括电源、负载、负载控制装置以及单刀双掷三路开关，所述方法包括：

在调光器开关上提供第一、第二和第三电负载端子；

将第一可控传导装置电耦接在所述第一负载端子和所述第二负载端子之间，所述第一可控传导装置具有传导状态和非传导状态，所述第一可控传导装置被设置为当所述第一可传导装置处于传导状态时使负载电流可操作地在所述第一负载端子和所述第二负载端子之间流过，所述第一可控传导装置具有第一控制输入端；

将第一栅极电流传导通过所述第一控制输入端，以使得所述第一可控传导装置进入传导状态；

将第二可控传导装置电耦接于所述第一负载端子和所述第三负载端子之间，所述第二可控传导装置具有传导状态和非传导状态，所述第二可控传导装置被设置为当所述第二可传导装置处于传导状态时使负载电流可操作地在所述第一负载端子和所述第三负载端子之间流过，所述第二可控传导装置具有第二控制输入端；

将第二栅极电流传导通过所述第二控制输入端，以使得所述第二可控传导装置进入传导状态；

监控所述第一和第二栅极电流；以及

响应于监控所述第一和第二栅极电流的步骤，确定各可控传导装置是否正在向所述负载传导电流。

63.如权利要求62所述的方法，其中，所述监控步骤还包括：

监控所述第一和第二栅极电流的大小。

64.如权利要求63所述的方法，还包括：

如果所述栅极电流当前的大小基本为0安培，则确定所述负载处于接通状态。

65.如权利要求64所述的方法，还包括：

如果所述栅极电流当前的大小基本大于0安培，则确定所述负载处于断开状态。

66.如权利要求64所述的方法，还包括：

检测所述第一端子上线电压的存在；以及

响应于检测线电压的存在的步骤，确定所述负载处于断开状态。

67.如权利要求66所述的方法，还包括：

68.如权利要求62所述的方法，其中，传导第一栅极电流的步骤包括在半周期中的预定时间驱动所述第一可控传导装置，以及所述监控的步骤包括在驱动所述第一可控传导装置之后的预定时间之后对来自所述第一监测电路的第一控制信号进行监控。

69.如权利要求62所述的方法，其中，传导第一栅极电流的步骤包括基本在半周期的开端时驱动所述第一可控传导装置，以及所述监控步骤包括：

在该半周期期间对应于所述交流线电压的峰值电压的时间附近监控来自所述第一监测电路的第一控制信号。

70.如权利要求62所述的方法，还包括：

传输包括反馈信息的消息，所述反馈信息表示所述第一和第二可控传导装置的状态、检测到的第一电特性、以及检测到的第二电特性。

71.如权利要求62所述的方法，还包括：

通过可视显示器为所述调光器开关的用户提供反馈。

72.一种用于控制从产生交流线电压的交流电源传输到电负载的功率量的负载控制系统，包括：

单刀双掷(SPDT)三路开关，包括第一固定接触端、第二固定接触端、以及适于耦接到所述电源或所述负载的可移动的接触端，所述单刀双掷三路开关具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下所述可移动的接触端与所述第一固定接触端接触，在所述第二状态下所述可移动的接触端与所述第二固定接触端接触；以及

负载控制装置，包括：

第一负载端子，耦接到未与所述单刀双掷三路开关耦接的所述电源或所述负载；

第二负载端子，耦接到所述单刀双掷三路开关的所述第一固定接触端；

第三负载端子，耦接到所述单刀双掷三路开关的所述第二固定接触端；

第一可控传导装置，具有传导状态和非传导状态，所述第一可控传导装置具有第一控制输入端，并且可操作以响应于传导通过所述第一控制输入端的第一栅极电流而进入传导状态；

第二可控传导装置，具有传导状态和非传导状态，所述第二可控传导装置具有第二控制输入端，并且可操作以响应于传导通过所述第二控制输入端的第二栅极电流而进入传导状态；以及

控制器，可操作以控制所述第一可控传导装置和第二可控传导装置，所述控制器可操作以响应于通过所述第一可控传导装置的所述第一控制输入端的所述第一栅极电流的强度，确定所述第一可控传导装置是否正在传导电流到所述负载；

其中，当所述单刀双掷三路开关处于所述第一状态时，所述控制器可操作以当所述第一可控传导装置处于传导状态时，控制所述第一可控传导装置以使得负载电流可操作流过所述第二负载端子；以及当所述单刀双掷三路开关处于所述第二状态时，所述控制器可操作以当所述第一可控传导装置处于传导状态时，控制所述第一可控传导装置以使得负载电流可操作流过所述第三负载端子；以及

其中，所述控制器可操作以响应于通过所述第一可控传导装置的所述第一控制输入端的所述第一栅极电流的强度确定所述第一可控传导装置是否正在传导电流到负载，所述控制器进一步可操作以响应于通过所述第二可控传导装置的所述第二控制输入端的所述第二栅极电流的强度，确定所述第二可控传导装置是否正在传导电流到负载。