CN102404907A - 一种三线调光器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种三线调光器，包括过零检测电路，用于检测交流电的过零电压，检测到过零电压时发送过零检测信号到斩波开关控制电路；斩波开关控制电路，用于接收控制器发送的调节信号，输出对应的控制信号到斩波开关，使斩波开关设定个数的交流电周期内工作在斩波状态，在其它交流电周期内工作在全导通状态；接收过零检测信号，在斩波状态下，控制所述斩波开关关断或导通，经设定时间后，再控制斩波开关改变当前工作状态，直到交流电进入下一个过零电压。本发明使斩波角度的大小不受交流电电压变化的影响，这样后级驱动器通过检测斩波角度调光，调光亮度不受交流电电压变化的影响。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路领域，特别涉及一种三线调光器。
背景技术
目前，相位控制的调光器有主要有前沿调光器和后沿调光器，前沿调光器通常是采用可控硅相角斩波进行调光，后沿调光器主要利用可控关断器件(如MOSFET，IGBT等)作为斩波开关进行后沿相角斩波调光。
参见图1，示出现有的前沿调光器的结构，调光器包括双向可控硅Q1及其触发电路。在交流电每个周期电压过零附近，可控硅Q1电流自然过零而关断，可调电阻R1对电容C1充电，当电容C1的充电电压上升至双向触发二极管DB3触发电压时，触发双向可控硅Q1导通。通过改变可调电阻R1的阻值，改变电容C1的充电时间，从而改变双向可控硅Q1的导通角，使调光器的输出电压V1上的斩波电压的前沿斩波角度变化。图2示出理想的前沿调光器输出的相角斩波电压波形。
前沿调光器广泛应用于白炽灯的调光，是一种低成本调光方案。但该前沿调光器输出接开关电源负载时，双向可控硅Q1触发导通后，如果开关电源交流输入侧电流小于双向可控硅Q1最小导通维持电流时，双向可控硅Q1将关断，造成调光器工作异常。
常用的传统后沿调光器方案为三线制结构，见美国专利US5038081(LutronElectronic，“REVERSE PHASE-CONTROLLED DIMMER”)中三线制后沿调光器。如图3所示，示出该后沿调光器的结构，二极管D1、电容C2、二极管D4、电阻R5构成的辅助源，为斩波开关(MOS管Q1和MOS管Q2)提供导通驱动电压，交流电经调光电阻R6对电容C5充电，达到双向触发二极管D2触发电压时，驱动光电耦合器IC1导通，MOS管Q1和MOS管Q2栅极也随之被拉低，触发MOS管Q1和MOS管Q2关断。MOS管Q1和MOS管Q2关断后其两端承受电网电压令三极管Q3导通，维持MOS管Q1和MOS管Q2关断直至电网电压过零。由于电路中的触发二极管D2和光电耦合器IC1都采用双向式的，使电网电压的正负半周输入下调光器都能正常工作。该方案中调光通过电阻R6和电容C2延时实现。图4是理想的沿调光器输出的相角斩波电压波形。
上述两种对交流电的前沿和后沿斩波方式，斩波开关长期工作在斩波模式下，斩波角度的大小受输入电压变化的影响，斩波角度越大调光器输入侧的功率因数越低，降低电能的使用效率，并且斩波电压的突变会引起较大的电磁干扰。
发明内容
本发明的目的提供一种三线调光器，本发明可使斩波角度的大小不受交流电电压变化的影响，这样后级驱动器通过检测斩波角度调光，调光亮度不受交流电电压变化的影响。
本发明一种三线调光器，设置在交流电两个输入端之间的过零检测电路，设置在交流电一个输入端和调光器一个输出端之间的斩波开关，与所述过零检测电路和所述斩波开关相连接的斩波开关控制电路，以及为所述斩波开关控制电路供电的辅助供电电路：所述过零检测电路，用于检测交流电的过零电压，检测到过零电压时发送过零检测信号到所述斩波开关控制电路；所述斩波开关控制电路，用于接收调节信号和过零检测信号，输出对应的控制信号到所述斩波开关，使斩波开关在设定个数的交流电周期内工作在斩波状态，在其它交流电周期内工作在全导通状态；在斩波状态下，通过过零检测信号控制所述斩波开关关断或导通，经设定时间后，再控制所述斩波开关改变当前工作状态，直到交流电进入下一个过零电压，使调光器输出斩波电压，所述的设定时间由调节信号决定。
优选的，所述调节信号包含一个或多个调节类型，所述的调节类型包括调节亮度，调节颜色和调节色温；在同一个调节类型下，调节信号的不同状态决定调节类型值的状态，即决定亮度的大小，或颜色的深浅，或色温的高低。
优选的，所述的调节类型可以用斩波电压特征参数表示，所述的斩波电压特征参数包括斩波电压个数、斩波角度、斩波占空比、斩波导通时间和斩波关断时间；不同的调节类型可以对应相同或不同的斩波电压特征参数；在同一个调节类型下，斩波电压特征参数的状态对应调节类型值的状态，即对应亮度的大小，或颜色的深浅，或色温的高低。
优选的，斩波开关控制电路可采用数字控制方式。
优选的，当所述的斩波开关包括第一MOS管(Q1)和第二MOS管(Q2)，第一MOS管(Q1)和第二MOS管(Q2)的门极相连接作为斩波开关的第一控制极，其源极相连接作为斩波开关的第二控制极，其漏极分别连接交流电的一个输入端和调光器的一个输出端时；
或者，当所述的斩波开关包括第一IGBT(Q1)和第二IGBT(Q2)，第一IGBT(Q1)和第二IGBT(Q2)的门极相连接作为斩波开关的第一控制极，其发射极相连接作为斩波开关的第二控制极，其集电极分别连接交流电的一个输入端和调光器的一个输出端时；
斩波开关控制电路包括第一二极管(D1)，第一电容(C1)，稳压管(ZD1)，第一电阻(R1)，单片机和光电耦合器(OP1)，单片机的接收过零检测电路输出的过零检测信号，以及调节信号，输出的高或低电平信号到光电耦合器(OP1)的发送端，光电耦合器(OP1)的接收端连接在斩波开关的第一控制和第二控制极之间；所述的第一二极管(D1)和第一电容(C1)相串联，第一电容(C1)一端连接斩波开关的第二控制极，另一端连接第一二极管(D1)的阴极，第一二极管(D1)的阳极连接交流电另一输入端；稳压管(ZD1)与第一电阻(R1)串联，稳压管(ZD1)的阳极连接斩波开关的第二控制极，阴极连接第一电阻(R1)的一端和斩波开关的第一控制极，第一电阻(R1)的另一端连接第一二极管(D1)的阴极。
优选的，当所述的斩波开关包括第一MOS管(Q1)和第二MOS管(Q2)，第一MOS管(Q1)和第二MOS管(Q2)的门极相连接作为斩波开关的第一控制极，其源极相连接作为斩波开关的第二控制极，其漏极分别连接交流电的一个输入端和调光器的一个输出端时；
或者，当所述的斩波开关包括第一IGBT(Q1)和第二IGBT(Q2)，第一IGBT(Q1)和第二IGBT(Q2)的门极相连接作为斩波开关的第一控制极，其发射极相连接作为斩波开关的第二控制极，其集电极分别连接交流电的一个输入端和调光器的一个输出端时；
斩波开关控制电路包括第一二极管(D1)，第一电容(C1)，稳压管(ZD1)，第一电阻(R1)，第二电阻(R2)，单片机和光电耦合器(OP1)，单片机的接收过零检测电路输出的过零检测信号，以及调节信号，输出的高或低电平信号到光电耦合器OP1的发送端；光电耦合器(OP1)的接收端的第一端连接斩波开关的第一控制极，第二端通过第一电阻(R1)连接在第一二极管(D1)的阴极；第一二极管(D1)和第一电容(C1)串联连接，第一电容(C1)一端连接斩波开关的第二控制极，另一端连接第一二极管(D1)的阴极，第一二极管(D1)的阳极连接交流电另一输入端；稳压管(ZD1)的阳极连接在斩波开关的第二控制极，阴极连接在第一电阻(R1)的一端和光电耦合器(OP1)的接收端的第二端，第二电阻(R2)并联在斩波开关的第一控制极和第二控制极之间。
优选的，斩波开关包括整流桥(BD1)和第一MOS管(Q1)，整流桥(BD1)的负输入端和正输入端分别连接交流电的一输入端和调光器一输出端，整流桥(BD1)的负输出端和正输出端分别连接第一MOS管(Q1)的源极和漏极；
斩波开关控制电路包括第一电阻(R1)，单片机和光电耦合器(OP1)，单片机接收过零检测电路输出的过零检测信号，以及调节信号，输出的高或低电平信号到光电耦合器(OP1)的发送端；
光电耦合器(OP1)的接收端和电源(VS)串联连接在第一MOS管(Q1)的门极和源极之间，第一电阻并联在第一MOS管(Q1)的门极和源极之间。
优选的，斩波开关包括整流桥(BD1)和第一MOS管(Q1)，整流桥(BD1)的负输入端和正输入端分别连接交流电的一输入端和调光器一输出端，整流桥(BD1)的负输出端和正输出端分别连接第一MOS管(Q1)的源极和漏极；
斩波开关控制电路包括单片机和光电耦合器(OP1)，单片机接收过零检测电路输出的过零检测信号，以及调节信号，输出的高或低电平信号到光电耦合器OP1的发送端；
光电耦合器(OP1)的接收端连接在第一MOS管(Q1)的门极和源极之间，第一MOS管(Q1)的门极和源极之间连接有串联的第一电阻(R1)和电源(VS)。
优选的，过零检测电路包括运算放大器(ICI)，运算放大器(ICI)的正输入端连接交流电一输入端，运算放大器(ICI)的负输入端连接在第三电阻(R3)和第四电阻(R4)的公共端，第三电阻(R3)和第四电阻(R4)串联连接在交流电两个输入端之间，运算放大器(ICI)的输出端输出过零检测信号。
优选的，所述的辅助供电电路包括，连接在在交流电两个输入端之间的第二电容(C2)和第二二极管(D2)的串联支路，第二二极管(D2)的阳极连接交流电的一个输入端，阴极连接第二电容(C2)；第二二极管(D2)的阴极连接第三二极管(D3)的阳极，第三二极管(D3)的阴极连接线性稳压电路，第三二极管(D3)的阴极与交流电的一个输入端之间连接有向电容(C3)，有向电容(C3)正极连接第三二极管(D3)的阴极，负极连接交流电一个输入端，线性稳压电路输出电源VCC到斩波开关控制电路。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
一、调光器中斩波开关的导通和关断由检测交流电过零电压生成的过零检测信号，及斩波开关控制电路内由调节信号设定的时间共同作用，使斩波角度的大小不受交流电电压变化的影响，这样后级驱动器通过检测斩波角度调光，调光亮度不受交流电电压变化的影响；
二、在斩波控制电路的控制下，调光器只在交流电的部分周期内工作在斩波状态，在交流电其它周期内，调光器工作在全导通状态，对EMC和PF影响很小。
附图说明
图1为现有的前沿调光器的结构图；
图2为理想的前沿调光器输出的相角斩波电压波形图；
图3为现有的后沿调光器的结构图；
图4为理想的后沿调光器输出的相角斩波电压波形图；
图5为本发明三线调光器结构图；
图6为后沿斩波波形图；
图7为前沿斩波波形图；
图8为前后沿斩波波形图；
图9为部分周期是前沿斩波，部分周期是后沿斩波的波形图；
图10为第一实施例三线调光器电路结构；
图11为第二实施例三线调光器电路结构；
图12为第三实施例三线调光器电路结构；
图13为第四实施例三线调光器电路结构；
图14为第五实施例三线调光器电路结构；
图15为第六实施例三线调光器电路结构；
图16为第七实施例三线调光器电路结构。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参阅图5，示出本发明三线调光器结构，该调光器包括设置在交流电两个输入端之间的过零检测电路11，设置在交流电一输入端和调光器一输出端之间的斩波开关12，与过零检测电路11和斩波开关12相连接的斩波开关控制电路13，为斩波开关控制电路13提供电源的辅助供电电路14。
过零检测电路11检测交流电的过零电压，检测到过零电压时，发送过零检测信号到斩波开关控制电路13。
斩波开关控制电路13输出控制信号给斩波开关12，使斩波开关12只在有限的数个交流电周期内工作在斩波状态(前沿斩波、后沿斩波、和/或前后沿斩波)，发送调节指令给后级电路，而在其它交流电周期内工作在全导通状态。
斩波开关控制电路13接收到过零检测电路11的过零检测信号，和调节信号，如果进行前沿斩波，斩波开关控制电路13在交流电电压过零附近控制斩波开关12关断，第一预设时间后，控制斩波开关12导通，直到交流电电压进入下一个过零附近，从而实现前沿斩波，第一预设时间根据调节信号的大小设定；如果进行后沿斩波，斩波开关控制电路13从交流电电压过零附近控制斩波开关12导通，第二预设时间后，控制斩波开关12关断，直到交流电电压进入下一个过零附近，从而实现后沿斩波，第二预设时间根据调节信号的大小设定。
调节信号包含一个或多个调节类型，调节类型包括调节亮度，调节颜色，和调节色温。
在同一个调节类型下，调节信号的不同状态决定调节类型值的状态，即决定亮度的大小，或颜色的深浅，或色温的高低。例如，调节信号可以是电平信号或具有一定占空比的脉冲信号，电平信号的高低或脉冲信号的占空比大小可决定调节类型值的状态。
调节信号可分别来自调节亮度旋钮，调节颜色旋钮，或调节色温旋钮，或分别来自遥控器的调节亮度旋钮按键，调节颜色旋钮按键，或调节色温按键，以及其它的调节装置产生的调节信号，或者DALI，DMX等调光系统的标准接口信号。
斩波开关控制电路13可采用数字控制方式控制斩波开关12的关断和导通。
辅助供电电路14给斩波开关控制电路13供电。
调节类型可以用斩波电压特征参数表示，所述的斩波电压特征参数包括斩波电压个数、斩波角度、斩波占空比、斩波导通时间和斩波关断时间；
斩波电压个数为，斩波开关工作在斩波状态时，发送一次调节指令的斩波电压个数，交流电源的半周期内斩波电压个数定义为一个；通常将交流电源的一个周期定为360度(半周期为180度)，斩波角度是指斩波开关在半个交流周期内关断(或导通)时间对应的角度；斩波占空比为半个交流周期内，斩波开关导通(或关断)时间与交流电源半周期的比值；斩波导通时间是指斩波开关在半个交流周期内导通的时间，斩波关断时间是指斩波开关在半个交流周期内关断的时间。
不同的调节类型可以对应相同或不同的斩波电压特征参数；在同一个调节类型下，斩波电压特征参数的状态对应调节类型值的状态，即对应亮度的大小，或颜色的深浅，或色温的高低。
例如，不同的斩波个数可作为亮度和颜色的调节类型的区分方式，连续斩波个数为3个，可作为亮度调节信号，不同斩波角度的大小对应不同的亮度；斩波个数为5个，可作为颜色调节信号，不同斩波角度的大小对应不同的颜色；又如，不同的斩波角度也可作为调光和调色的信号，如0-30度前沿斩波角度作为亮度调节信号，150-180度后沿斩波角度可作为颜色调节信号。后级电路(如LED驱动器电路)根据调光器输出的斩波电压特征参数，经过转换处理对LED负载进行亮度或颜色的调节。LED灯可以是一种颜色或至少两种颜色灯(如R，G，B，W等)；LED负载可以是单路或多路负载。
下面介绍几种典型的斩波控制方式：
1.后沿斩波方式
如图6所示，检测输入交流电的自然过零时刻，在过零时刻输出控制信号使斩波开关12导通；按照预先设定的规则(该规则为调节指令与斩波特征参数之间的对应关系)确定调节亮度指令对应的斩波角度，根据斩波角度和交流电的频率，确定斩波开关12过零导通后需要持续的第二预设时间t2；在持续时间t2后，斩波开关控制电路13输出控制信号，使斩波开关12关断，其中T/2＞t2(T为交流电的周期)，从而实现后沿斩波方式。斩波的特征参数向后级负载传递调节信号，调节信号包括亮度和/或者颜色的调节指令。图6中的斩波个数为两个交流电周期，需要说明的是，斩波个数可以为两个或两个以上。
2.前沿斩波方式，
如图7所示，与后沿斩波方式的控制时序相反，在过零时刻输出控制信号使斩波开关12关断，在持续时间t1(第一预设时间)后，斩波开关控制电路13输出控制信号，使斩波开关12导通，其中T/2＞t1(T为交流电的周期)，从而实现前沿斩波方式。图7中的斩波个数为两个交流电周期，需要说明的是，斩波个数可以为两个或两个以上。
3.前后沿斩波方式：
如图8所示，检测输入交流电的自然过零时刻，从过零时刻起定时第三预设时间t3后控制斩波开关12导通，并从过零时刻起经第四预设时间t4后控制斩波开关12关断，其中T/2＞t4＞t3(T为交流电的周期)，从而实现前后沿斩波方式。
需要说明的是，所述的前沿斩波方式，后沿斩波方式，前后沿斩波方式在发送调节指令时可以组合使用。例如图9，部分周期是前沿斩波，部分周期是后沿斩波。
和传统前沿和后沿调光器相比，本发明调光器具有多种优点，一是调光器中斩波开关12的导通和关断由检测交流电过零电压生成的过零检测信号，及斩波开关控制电路13内设定的预设时间共同作用，使斩波角度的大小不受交流电电压变化的影响，这样后级驱动器通过检测斩波角度调光，调光亮度不受交流电电压变化的影响；
二是在斩波控制电路13的控制下，调光器只在交流电的部分周期内工作在斩波状态，在交流电其它周期内，调光器工作在全导通状态，对EMC和PF影响很小；
三是由于引入了交流电未接斩波开关的输入端(如N线)，为斩波开关控制电路13的辅助供电电路14实现方便，电路简单；
下面介绍具体的电路实施方式。
第一实施例
参见图10，示出第一实施例三线调光器电路结构，调光器为后沿调光器，或前后沿调光器。斩波开关12包括MOS管Q1和MOS管Q2，MOS管Q1和MOS管Q2的门极和源极相连接，漏极分别连接交流电的一输入端和调光器的一输出端。
斩波开关控制电路13包括第一二极管D1，第一电容C1，稳压管ZD1，第一电阻R1，单片机MCU和光电耦合器OP1，单片机MCU的接收过零检测电路11输出的过零检测信号V1，以及调节信号V2，输出的控制信号到光电耦合器OP1的发送端，光电耦合器OP1的接收端连接在MOS管Q1和MOS管Q2的门极和源极之间。斩波开关控制电路13还包括由二极管D1和电容C1组成半波整流装置，二极管D1和电容C1串联连接，电容C1一端连接MOS管Q1和MOS管Q2的源极，另一端连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极连接交流电另一输入端；稳压管ZD1与电阻R1串联，稳压管ZD1的阳极连接MOS管Q1和MOS管Q2的源极，阴极连接电阻R1的一端和MOS管Q1和MOS管Q2的门极，电阻R1的另一端连接二极管D1的阴极。二极管D1和电容C1组成半波整流，经过稳压管ZD1之后输出一个恒定的电平，给MOS管Q1和MOS管Q2的门极提供供电电源。
需要说明的是，本实施例中的以斩波开关为两个MOS管为例，实际应用中，斩波开关可以为两个IGBT，其连接方式为：门极相连接，发射极相连接，其集电极对应MOS管的漏极，发射极对应MOS管的源极。
当斩波开关控制电路13为后延斩波方式，斩波开关12处于斩波状态时，斩波控制电路的原理为：输入交流电压Vin在自然过零时刻，过零检测电路11输出过零检测信号V1给单片机MCU，单片机MCU输出一个高电平的控制信号给光电耦合器OP1，使光电耦合器OP1的光敏三极管出于截止状态，MOS管Q1和MOS管Q2的门极由电容C1和稳压管ZD1提供一个恒定的电平，使MOS管Q1和MOS管Q2导通；当延迟第二预设时间t2后，单片机MCU输出一个低电平控制信号，并通过光电耦合器OP1使MOS管Q1和MOS管Q2的门极电平为低电平或零，使MOS管Q1和MOS管Q2出于截止状态，实现调光器输出为后沿斩波电压。第二预设时间t2由单片机MCU输入的调节信号设定。
当斩波开关控制电路13为前沿斩波方式，斩波开关12处于斩波状态时，斩波控制电路的原理为：输入交流电压Vin在自然过零时刻，过零检测电路11输出过零检测信号V1给单片机MCU，单片机MCU输出一个低电平的控制信号给光电耦合器OP1，使光电耦合器OP1的光敏三极管出于导通状态，MOS管Q1和MOS管Q2的门极为低电平，即MOS管Q1和MOS管Q2关断；当延迟第一预设时间t1后，单片机MCU输出一个高电平的控制信号给光电耦合器OP1，使光电耦合器OP1的光敏三极管出于截止状态，MOS管Q1和MOS管Q2的门极由电容C1和稳压管ZD1提供一个恒定的电平，使MOS管Q1和MOS管Q2导通，实现调光器输出为前沿斩波电压。第一预设时间t1由单片机MCU输入的调节信号设定。
当斩波开关控制电路13为前后沿斩波方式，斩波开关12处于斩波状态时，斩波控制电路13的原理为：输入交流电压Vin在自然过零时刻，过零检测电路11输出过零检测信号V1给单片机MCU，单片机MCU输出一个低电平的控制信号给光电耦合器OP1，使光电耦合器OP1的光敏三极管出于导通状态，MOS管Q1和MOS管Q2的门极为低电平，即MOS管Q1和MOS管Q2关断；当延迟第三时间t3后单片机MCU输出一个高电平的控制信号给光电耦合器OP1，使光电耦合器OP1的光敏三极管出于截止状态，MOS管Q1和MOS管Q2的门极由电容C1和稳压管ZD1提供一个恒定的电平，使MOS管Q1和MOS管Q2导通；当延迟第四预设时间t4后，单片机MCU输出一个低电平控制信号，并通过光电耦合器OP1使MOS管Q1和MOS管Q2的门极电平为低电平或零，使MOS管Q1和MOS管Q2出于截止状态。
当斩波开关12处于全导通状态时，斩波控制电路13输出控制信号使MOS管Q1和MOS管Q2处于导通状态。
这样，本发明用单片机MCU控制的三线后沿调光器带多个LED驱动器负载时，很容易实现调光状态下多个LED灯电流的高度一致和同时熄灭，单片机MCU控制的三线后沿调光器可以实现彩色照明(如RGB)系统同时调节亮度和颜色的需要。
第二实施例。
参见图11，示出第二实施例三线调光器电路结构，调光器为后沿调光器，或前后沿调光器。斩波开关12包括MOS管Q1和MOS管Q2，MOS管Q1和MOS管Q2的门极和源极相连接，漏极分别连接交流电的一输入端和调光器一输出端。
斩波开关控制电路13包括单片机MCU，单片机MCU的接收过零检测电路11输出的过零检测信号V1，以及调节信号V2，输出的控制信号到光电耦合器OP1的发送端，光电耦合器OP1的接收端一端连接在MOS管Q1和MOS管Q2的门极，另一端通过电阻R1连接在二极管D1的阴极。二极管D1和电容C1组成半波整流装置，二极管D1和电容C1串联连接，电容C1一端连接MOS管Q1和MOS管Q2的漏极，另一端连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极连接交流电另一输入端；稳压管ZD1的阳极连接在MOS管Q1和MOS管Q2的源极，阴极通过电阻R1连接在二极管D1的阴极。MOS管Q1和MOS管Q2的门极和源极之间连接电阻R2。
斩波开关控制电路13与图10所示实施例相比，由于光电耦合器OP1与图10所示实施例的连接方式不同，因此，在本实施例中，当单片机MCU输出一个高电平控制信号，光电耦合器OP1截止时，通过光电耦合器之后MOS管Q1和MOS管Q2的门极电平为低电平，MOS管Q1和MOS管Q2处于截止状态；当单片机MCU输出一个低电平控制信号时，MOS管Q1和MOS管Q2处于导通状态。
需要说明的是，本实施例中的以斩波开关为两个MOS管为例，实际应用中，斩波开关可以为两个IGBT，其连接方式为：门极相连接，发射极相连接，其集电极对应MOS管的漏极，发射极对应MOS管的源极。
第三实施例。
参见图12，示出第三实施例三线调光器电路结构，斩波开关12包括整流桥BD1和MOS管Q1，整流桥BD1的第一输入端和第二输入端分别连接交流电的一输入端和调光器一输出端，整流桥BD1的负输出端和正输出端分别连接MOS管Q1的源极和漏极；MOS管Q1的门极和源极之间串联光电耦合器OP1的接收端，MOS管Q1的门极和源极之间还连接有串联的电阻R1和电源VS。
第四实施例。
参见图13，示出第四实施例三线调光器电路结构，斩波开关12包括整流桥BD1和MOS管Q1，整流桥BD1的第一输入端和第二输入端分别连接交流电的一输入端和调光器一输出端，整流桥BD1的负输出端和正输出端分别连接MOS管Q1的源极和漏极；MOS管Q1的门极和源极之间连接串联的光电耦合器OP1接收端和电源VS，MOS管Q1的门极和源极之间连接还连接电阻R1。
需要特别说明的是，图10、图11、图12、图13所示实施例中，斩波开关12的MOS管均可以由IGBT替代。上述实施例中的单片机MCU的工作原理基本相同。
第五实施例。
参见图14，示出第五实施例三线调光器电路结构，斩波开关12为双向可控硅Q1，斩波开关控制电路13为单片机MCU，单片机MCU的接收过零检测电路11输出的过零检测信号V1，以及调节信号V2，输出控制信号到双向可控硅Q1，控制双向可控硅Q1动作。斩波开关控制电路13采用前沿斩波方式控制双向可控硅Q1。
第六实施例。
参见图15，示出第六实施例三线调光器电路结构，该实施例中，辅助供电电路14包括串联在交流电两个输入端之间的电容C2和二极管D2，二极管D2的阳极连接交流电一个输入端，阴极连接电容C2；二极管D2的阴极连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接线性稳压电路，二极管D3的阴极与交流电一个输入端之间连接有向电容C3，有向电容C3正极连接二极管D3的阴极，负极连接交流电一个输入端。线性稳压电路为斩波开关控制电路13提供电源VCC。
第七实施例。
参见图16，示出第七实施例三线调光器电路结构，该实施例中，该实施例中，过零检测电路11包括与运算放大器ICI，运算放大器ICI的正输入端连接交流电一个输入端，运算放大器ICI的负输入端连接在电阻R3和电阻R4的公共端，电阻R3和电阻R4串联连接在交流电两个输入端之间，运算放大器ICI的输出端输出过零检测信号V1。
图15和图16所示的第六实施例和第七实施例中，斩波开关12可以串联在交流电的L线上，也可以串联在交流电N线上。
本发明中，斩波开关12可以是由可控关断器件(如MOSFET，IGBT)器件构成的双向导通开关，也可以是由可控关断器件及其他半导体器件(如二极管)共同构成的双向导通开关。
本发明斩波控制电路13可以是模拟电路，也可以是数字电路(包括单片机等)。
所述的开关电源类负载可以是LED一类固态照明光源的驱动器，也可以是气体放电光源的驱动器；LED灯可以是单个或多个LED灯，相同颜色或不同颜色的LED灯(如R，G，B等)。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种三线调光器，其特征在于，设置在交流电两个输入端之间的过零检测电路，设置在交流电一个输入端和调光器一个输出端之间的斩波开关，与所述过零检测电路和所述斩波开关相连接的斩波开关控制电路，以及为所述斩波开关控制电路供电的辅助供电电路：
所述过零检测电路，用于检测交流电的过零电压，检测到过零电压时发送过零检测信号到所述斩波开关控制电路；
所述斩波开关控制电路，用于接收调节信号和过零检测信号，输出对应的控制信号到所述斩波开关，使斩波开关在设定个数的交流电周期内工作在斩波状态，在其它交流电周期内工作在全导通状态；在斩波状态下，通过过零检测信号控制所述斩波开关关断或导通，经设定时间后，再控制所述斩波开关改变当前工作状态，直到交流电进入下一个过零电压，使调光器输出斩波电压，所述的设定时间由调节信号决定。
2.如权利要求1所述的三线调光器，其特征在于，所述调节信号包含一个或多个调节类型，所述的调节类型包括调节亮度，调节颜色和调节色温；
在同一个调节类型下，调节信号的不同状态决定调节类型值的状态，即决定亮度的大小，或颜色的深浅，或色温的高低。
3.如权利要求2所述的三线调光器，其特征在于，所述的调节类型可以用斩波电压特征参数表示，所述的斩波电压特征参数包括斩波电压个数、斩波角度、斩波占空比、斩波导通时间和斩波关断时间；
不同的调节类型可以对应相同或不同的斩波电压特征参数；在同一个调节类型下，斩波电压特征参数的状态对应调节类型值的状态，即对应亮度的大小，或颜色的深浅，或色温的高低。
4.如权利要求1，2，3所述的三线调光器，其特征在于，斩波开关控制电路可采用数字控制方式。
5.如权利要求1-4任一项所述的三线调光器，其特征在于，当所述的斩波开关包括第一MOS管(Q1)和第二MOS管(Q2)，第一MOS管(Q1)和第二MOS管(Q2)的门极相连接作为斩波开关的第一控制极，其源极相连接作为斩波开关的第二控制极，其漏极分别连接交流电的一个输入端和调光器的一个输出端时；
或者，当所述的斩波开关包括第一IGBT(Q1)和第二IGBT(Q2)，第一IGBT(Q1)和第二IGBT(Q2)的门极相连接作为斩波开关的第一控制极，其发射极相连接作为斩波开关的第二控制极，其集电极分别连接交流电的一个输入端和调光器的一个输出端时；
斩波开关控制电路包括第一二极管(D1)，第一电容(C1)，稳压管(ZD1)，第一电阻(R1)，单片机和光电耦合器(OP1)，单片机的接收过零检测电路输出的过零检测信号，以及调节信号，输出的高或低电平信号到光电耦合器(OP1)的发送端，光电耦合器(OP1)的接收端连接在斩波开关的第一控制和第二控制极之间；所述的第一二极管(D1)和第一电容(C1)相串联，第一电容(C1)一端连接斩波开关的第二控制极，另一端连接第一二极管(D1)的阴极，第一二极管(D1)的阳极连接交流电另一输入端；稳压管(ZD1)与第一电阻(R1)串联，稳压管(ZD1)的阳极连接斩波开关的第二控制极，阴极连接第一电阻(R1)的一端和斩波开关的第一控制极，第一电阻(R1)的另一端连接第一二极管(D1)的阴极。
6.如权利要求1-4任一项所述的三线调光器，其特征在于，当所述的斩波开关包括第一MOS管(Q1)和第二MOS管(Q2)，第一MOS管(Q1)和第二MOS管(Q2)的门极相连接作为斩波开关的第一控制极，其源极相连接作为斩波开关的第二控制极，其漏极分别连接交流电的一个输入端和调光器的一个输出端时；
或者，当所述的斩波开关包括第一IGBT(Q1)和第二IGBT(Q2)，第一IGBT(Q1)和第二IGBT(Q2)的门极相连接作为斩波开关的第一控制极，其发射极相连接作为斩波开关的第二控制极，其集电极分别连接交流电的一个输入端和调光器的一个输出端时；
斩波开关控制电路包括第一二极管(D1)，第一电容(C1)，稳压管(ZD1)，第一电阻(R1)，第二电阻(R2)，单片机和光电耦合器(OP1)，单片机的接收过零检测电路输出的过零检测信号，以及调节信号，输出的高或低电平信号到光电耦合器OP1的发送端；光电耦合器(OP1)的接收端的第一端连接斩波开关的第一控制极，第二端通过第一电阻(R1)连接在第一二极管(D1)的阴极；第一二极管(D1)和第一电容(C1)串联连接，第一电容(C1)一端连接斩波开关的第二控制极，另一端连接第一二极管(D1)的阴极，第一二极管(D1)的阳极连接交流电另一输入端；稳压管(ZD1)的阳极连接在斩波开关的第二控制极，阴极连接在第一电阻(R1)的一端和光电耦合器(OP1)的接收端的第二端，第二电阻(R2)并联在斩波开关的第一控制极和第二控制极之间。
7.如权利要求1-4任一项所述的三线调光器，其特征在于，斩波开关包括整流桥(BD1)和第一MOS管(Q1)，整流桥(BD1)的负输入端和正输入端分别连接交流电的一输入端和调光器一输出端，整流桥(BD1)的负输出端和正输出端分别连接第一MOS管(Q1)的源极和漏极；
斩波开关控制电路包括第一电阻(R1)，单片机和光电耦合器(OP1)，单片机接收过零检测电路输出的过零检测信号，以及调节信号，输出的高或低电平信号到光电耦合器(OP1)的发送端；
光电耦合器(OP1)的接收端和电源(VS)串联连接在第一MOS管(Q1)的门极和源极之间，第一电阻并联在第一MOS管(Q1)的门极和源极之间。
8.如权利要求1-4任一项所述的三线调光器，其特征在于，斩波开关包括整流桥(BD1)和第一MOS管(Q1)，整流桥(BD1)的负输入端和正输入端分别连接交流电的一输入端和调光器一输出端，整流桥(BD1)的负输出端和正输出端分别连接第一MOS管(Q1)的源极和漏极；
斩波开关控制电路包括单片机和光电耦合器(OP1)，单片机接收过零检测电路输出的过零检测信号，以及调节信号，输出的高或低电平信号到光电耦合器OP1的发送端；
光电耦合器(OP1)的接收端连接在第一MOS管(Q1)的门极和源极之间，第一MOS管(Q1)的门极和源极之间连接有串联的第一电阻(R1)和电源(VS)。
9.如权利要求1-4、5、6、7、8任一项所述的三线调光器，其特征在于，过零检测电路包括运算放大器(ICI)，运算放大器(ICI)的正输入端连接交流电一输入端，运算放大器(ICI)的负输入端连接在第三电阻(R3)和第四电阻(R4)的公共端，第三电阻(R3)和第四电阻(R4)串联连接在交流电两个输入端之间，运算放大器(ICI)的输出端输出过零检测信号。
10.如权利要求9所述的三线调光器，其特征在于，所述的辅助供电电路包括，连接在在交流电两个输入端之间的第二电容(C2)和第二二极管(D2)的串联支路，第二二极管(D2)的阳极连接交流电的一个输入端，阴极连接第二电容(C2)；第二二极管(D2)的阴极连接第三二极管(D3)的阳极，第三二极管(D3)的阴极连接线性稳压电路，第三二极管(D3)的阴极与交流电的一个输入端之间连接有向电容(C3)，有向电容(C3)正极连接第三二极管(D3)的阴极，负极连接交流电一个输入端，线性稳压电路输出电源VCC到斩波开关控制电路。
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