CN102474953B - 发光装置的调光器 - Google Patents

发光装置的调光器 Download PDF

Info

Publication number
CN102474953B
CN102474953B CN201080034321.3A CN201080034321A CN102474953B CN 102474953 B CN102474953 B CN 102474953B CN 201080034321 A CN201080034321 A CN 201080034321A CN 102474953 B CN102474953 B CN 102474953B
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
current
switch
control signal
operational amplifier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201080034321.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102474953A (zh
Inventor
姜玄九
金度亨
李相旼
李伦硕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seoul Semiconductor Co Ltd
Original Assignee
Seoul Semiconductor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seoul Semiconductor Co Ltd filed Critical Seoul Semiconductor Co Ltd
Publication of CN102474953A publication Critical patent/CN102474953A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102474953B publication Critical patent/CN102474953B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10Controlling the intensity of the light
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30Driver circuits
    • H05B45/37Converter circuits

Abstract

本发明的示例性实施例涉及一种使用交流(AC)电压源的发光装置的调光器。所述调光器包括:开关,开关响应于切换控制信号进行切换,并将交流电压源的交流电压传递到发光装置;电流检测器,电流检测器检测将被提供到发光装置的电流,并输出电流检测信号;控制器,控制器响应于调光控制信号和电流检测信号来输出切换控制信号。

Description

发光装置的调光器
技术领域
本发明的示例性实施例涉及一种发光装置的调光器,更具体地讲,涉及这样一种发光装置的调光器,该调光器通过在脉冲宽度调制控制下高速切换交流(AC)输入电压来为发光装置提供调光功能以调节AC输入电压的均方根(RMS)值。
背景技术
通常,灯的调光功能允许用户控制灯的亮度,但是会在实践中受到使用上的限制。当前,考虑到电能耗费的不断增加,节能已经变为重要的关注事项。因此,灯调光功能已经变为一种有效的节能方式而不再仅是方便用户的可选的功能。此外,发光二极管(LED)作为可以增进节能的环境友好的光源而备受瞩目。
传统的具有代表性的调光器通过使用诸如交流三极管(Triac)的半导体装置控制AC电压的AC相位,来调节AC电压的均方根(RMS)值(Vrms),从而对来自AC LED的光进行调光。
图1是使用Triac的传统的调光器的框图。参照图1,调光器10包括Triac开关14和R/C(电阻器/电容器)相位控制器16。Triac开关14将AC电压从AC电压源12提供到灯或阻挡AC电压从AC电压源12提供到灯,即,AC LED18。R/C相位控制器16包括电阻器R和电容器C,以在AC输入电压是0V时通过产生相位控制信号(即,栅极导通信号)来驱动Triac开关14。相位控制信号是被延迟了由R/C相位控制器16确定的时间常数的AC电压信号。Triac开关14被来自R/C相位控制器16的栅极导通信号导通,以允许AC电压提供到AC LED 18。
因此,根据Triac开关14的驱动电压及R/C相位控制器16的电阻器和电容器的操作特性,Triac调光器的调光范围的上下限可能受到限制,因而导致AC LED闪烁。此外,在Triac调光器中,Triac开关14因从R/C相位控制器16输出的栅极导通信号而被突然切换,这可能导致在切换过程期间产生过多的谐波。
在Triac调光器的相位控制方案中,AC输入电压在确定输出电压中是非常重要的参数,且在实践中可能不是恒定值。商业AC电源系统产生各种形式的负载,这可能导致系统电压根据负载条件而改变10~20%。因此,虽然Triac调光器具有确定调光范围的固定的相位角,但是与AC电压对应的输出电压可能以恒定的比率改变。因此,输出电压的变化可能导致AC LED闪烁。
因此,需要一种用于AC电压源的新型的驱动电路和控制电路,以得到更宽的调光范围和线性的调光功能。
发明内容
本发明的示例性实施例提供一种AC发光装置的调光器,该调光器不具有根据Triac驱动电压及R/C相位控制器的电阻器和电容器的操作特性而受限的调光范围。
本发明的示例性实施例还提供一种发光装置的调光器。
本发明的另外的特征将在下面的描述中进行一定程度地阐述,并且通过描述在一定程度上变得明显,或者可以通过实施本发明而获知。
本发明的示例性实施例公开了一种发光装置的调光器,所述调光器包括:开关,开关响应于切换控制信号进行切换,并将交流(AC)电压源的AC电压传递到发光装置;电流检测器,电流检测器检测将被提供到发光装置的电流,并输出电流检测信号;控制器,控制器响应于调光控制信号和电流检测信号来输出切换控制信号。
本发明的示例性实施例还公开了一种发光装置(LED)的调光器,所述调光器包括:整流器,整流器接收来自交流(AC)电压源的AC电压,并将通过对AC电压进行全波整流而输出经整流的电压;开关,开关响应于切换控制信号进行切换,并将经整流的电压传递到LED;电流检测器,电流检测器检测并将被提供到LED的电流,并输出电流检测信号;控制器,控制器响应于调光控制信号和电流检测信号来输出切换控制信号。
应该理解的是,前面的总体描述和后面的详细描述均是示例性和说明性的,且意在提供对如权利要求要求保护的发明的进一步说明。
附图说明
被包括以对本发明进行进一步理解且被包括也构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例,并与描述一起用于说明本发明的原理。
图1是使用Triac的传统的调光器的框图。
图2是根据本发明的示例性实施例的AC LED调光器的框图。
图3是根据本发明的示例性实施例的AC LED调光器的开关的示例性电路图。
图4是根据本发明的示例性实施例的AC LED调光器的电压检测器的示例性电路图。
图5是根据本发明的示例性实施例的AC LED调光器的电压检测器的电路图。
图6是示出根据本发明的示例性实施例的检测从AC LED调光器的开关输出到AC LED的电流的电路图。
图7是示出根据本发明的示例性实施例的检测在AC LED调光器的开关中流动的电流的电路图。
图8是根据本发明的示例性实施例的AC LED调光器的控制器的示例性电路图。
图9是根据本发明的示例性实施例的AC LED调光器中的输入输出电压电流的波形曲线图。
图10是使用Triac的普通调光器中的输入和输出电压电流的波形曲线图。
图11是根据本发明的示例性实施例的AC LED调光器的控制器的电路图。
图12是根据本发明的示例性实施例的LED调光器的框图。
图13是根据本发明的示例性实施例的LED调光器的整流器的示例性电路图。
图14是根据本发明的示例性实施例的LED调光器的开关的示例性电路图。
图15是根据本发明的示例性实施例的LED调光器的电压检测器的示例性电路图。
图16是根据本发明的示例性实施例的LED调光器的电压检测器的示例性电路图。
图17是示出根据本发明的示例性实施例的检测从LED调光器的开关输出到LED的电流的电路图。
图18是示出根据本发明的示例性实施例的检测在LED调光器的开关中流动的电流的电路图。
图19是根据本发明的示例性实施例的LED调光器的控制器的电路图。
图20是根据本发明的示例性实施例的在LED调光器中的电流及输入和输出电压的波形曲线图。
图21是根据本发明的示例性实施例的LED调光器的控制器的电路图。
具体实施方式
在下文中参照附图对本发明进行了更充分地描述,在附图中示出了本发明的示例性实施例。然而,本发明可以以许多不同的形式来实施,且不应被解释为限于在此阐述的实施例。相反,提供这些示例性实施例以使本公开是彻底的,并将把本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。在附图中,为了清楚起见,可能夸大了层和区域的尺寸和相对尺寸。附图中的相同的标号指示相同的元件。
图2是根据本发明的示例性实施例的AC LED调光器的框图。
参照图2,AC LED调光器100包括电磁干扰(EMI)过滤器110、开关120、受控电源130、控制器140、电压检测器150和电流检测器160。
EMI过滤器110去除在AC电压源101的AC电压中包括的电磁干扰。即,EMI过滤器110去除因在调光器100内部或外部的电磁干扰导致的在AC电压源101和AC LED 170之间的电源线中产生的脉冲噪声(impulse noise)、谐波或类似物。EMI过滤器110是可选的,但是优选地,在调光器100中包括EMI过滤器110,以在改善功率因数的同时减小电磁干扰。
开关120响应于来自控制器140的切换控制信号SCS而导通/截止,以选择性地将AC电压源101的经过滤的AC电压传递到AC LED 170。
受控电源130执行整流和电压转换功能。受控电源130接收来自AC电压源101的AC电压,并输出通过将AC电压全波整流成DC电压并对该DC电压进行降压而产生的受控电压Vcc。这里,将AC电压示出为被从AC电压源101直接输入到受控电源130,但是本发明不限于这样的构造,且可以被构造为允许AC电压通过EMI过滤器110而被输入到受控电源130,以从AC电压源101的AC电压去除电磁干扰。
响应于来自外部设备的用于控制AC LED 170的调光功能的调光控制信号DSC、来自电压检测器150的电压检测信号VDS和来自电流检测器160的电流检测信号CDS,控制器140输出切换控制信号SCS。
从控制器140输出的切换控制信号SCS具有的占空比对应于调光控制信号DSC与电压检测信号VDS和电流检测信号CDS中的每个信号的差。具体地讲,当电压检测信号VDS和调光控制信号DSC之间的差具有正值(+)时,控制器140将切换控制信号SCS的脉冲宽度减小所述差,且也根据电流检测信号CDS来控制切换控制信号SCS的脉冲宽度。另一方面,当电压检测信号VDS和调光控制信号DSC之间的差具有负值(-)时,控制器140将切换控制信号SCS的脉冲宽度增加所述差,且也根据电流检测信号CDS来控制切换控制信号SCS的脉冲宽度。
根据示例性实施例,控制器140不限于这样的构造,且可以产生对应于电压检测信号VDS和电流检测信号CDS中的一个信号与调光控制信号DCS之间的差的切换控制信号SCS。换句话说,控制器140检测电压检测信号VDS和电流检测信号CDS,以与调光控制信号DCS对应地控制AC LED 170的调光程度。为了这一目的,控制器140可以包括比例积分(PI)模拟控制电路。控制器140可以例如为可以在扩展调光系统的操作范围的同时允许互连到外部装置(例如,遥控器或家庭网络系统)的可编程8比特微控制器。
此外,控制器140接收斜坡信号,以产生具有至少一个脉冲的切换控制信号SCS。切换控制信号SCS可以是频率为20~100kHz或更高的方波,可以在1~100%的范围内控制脉冲宽度调制。切换控制信号SCS电平可以根据可以导通构成开关120的晶体管的电压的幅值而变化,且可以根据可截止晶体管的在晶体管的栅极和源极之间的电压的幅值而变化。可变电阻器可以用于控制切换控制信号SCS的占空比。可变电阻器可以直接或间接结合到用于对AC LED 170进行调光的操纵器(未示出),并可以在需要时受操纵器的调节,因而实现AC LED 170的调光功能。将参照图8和图11来更详细地描述控制器140。
电压检测器150检测AC电压源101的电压,以输出电压检测信号VDS。电压检测信号VDS用于确定AC电压源101的电压波动。这里,将AC电压Vac示出为被从AC电压源101直接输入到电压检测器150,但是本发明不限于这样的构造,且可以被构造为允许AC电压Vac通过EMI过滤器110而被输入到电压检测器150,以从AC电压源101的AC电压Vac去除电磁干扰。
电流检测器160检测AC LED 170中的电流,以输出电流检测信号CDS。电流检测器160可以是连接到开关120的电流传感器或电阻器,并可以检测从开关120流动到AC LED 170的电流。
图3是根据示例性实施例的AC LED调光器的开关的电路图。
参照图3,开关120可以为单相桥式开关。单相桥式开关是被构造为具有可以控制AC电压的AC斩波功能的电源电路。
开关120可以包括切换晶体管Q1、过压保护二极管Qd和第一至第四整流二极管(power diode)D1、D2、D3、D4。
切换晶体管Q1分别通过其漏极和源极连接到过压保护二极管Qd的阴极和阳极。切换晶体管Q1的漏极连接到第一整流二极管D1和第三整流二极管D3之间的节点,切换晶体管Q1的源极连接到第二整流二极管D2和第四整流二极管D4之间的节点。切换晶体管Q1的栅极接收从控制器140施加的作为脉冲宽度调制信号的切换控制信号SCS。切换控制信号SCS用作栅极导通信号。因此,切换晶体管Q1响应于来自控制器140的切换控制信号SCS而导通/截止,以调节提供到AC LED 170的电流,因而执行调光功能。
过压保护二极管Qd用于保护切换晶体管Q1不受过电压影响。
整流二极管D1、D2、D3和D4构成单相桥式电路,从而即使当AC电压在正电压和负电压之间交变时也允许切换晶体管Q1总是被正向偏置。
在如上所述构造的开关120中,切换晶体管Q1响应于从控制器140传送通过栅电极的切换控制信号SCS而导通/截止。
因为开关120的导通/截止时间段根据从控制器140输出的脉冲宽度调制信号的占空比而被包括在脉冲宽度调制信号的周期内,所以AC LED 170的输入电压和电流根据脉冲宽度调制信号而改变。因此,在AC LED 170的输入电压根据脉冲宽度调制信号而改变所处的时间段中的内部周期(internalcycle)和出现输入电流所处的时间段中的内部周期可以与从控制器140输出的脉冲宽度调制信号的周期相同。
这里,将N型MOSFET用作切换晶体管Q1。然而,本发明不限于此,且切换晶体管Q1可以为P型MOSFET。另外,可以采用任意类型的切换晶体管,只要它可以因脉冲宽度调制信号而快速地进行切换以将AC功率施加到AC LED 170即可。
开关120可以以两种不同的电流路径进行操作。即,当AC电压以节点A为基准被施加时,按照D1→Q1→D4的顺序使对应的半导体二极管正向偏置。当AC电压以节点B为基准被施加时,按照D3→Q1→D2的顺序使对应的半导体二极管正向偏置。
因此,当沿节点A的方向(与AC电压源输入对应的正电压)和节点B的方向(与AC电压源输入对应的负电压)交变地施加AC电压时,切换晶体管Q1总是被正向偏置。
图4和图5是根据本发明的示例性实施例的在图2中示出的电压检测器150的电路图。
参照图4,电压检测器150可以是包括运算放大器151的用于检测AC电压的差分放大电路。
AC电压源101的第一端Vac_L通过电阻器R1连接到运算放大器151的反相端(-),AC电压源101的第二端Vac_N通过电阻R3连接到运算放大器151的非反相端(+)。这里,通过由电阻器R1和R2构成的电路的电阻比和由电阻器R3和R4构成的电路的电阻比来确定输出电压的增益。另外,电阻器R1和R3的电阻应高于电阻器R2和R4的阻抗。
例如,当使用220V的AC电压Vac时,在通过AC电压源101的第一端Vac_L输入的L-相电压与通过AC电压源101的第二端Vac_N输入的N-相电压之间保持220V的压差。在这样的情况下,因为运算放大器151根据电阻器R1和R2的阻抗比和电阻器R3和R4的阻抗比来调节输出电压的增益,所以可以从运算放大器151输出例如1V的电压检测信号VDS。
在设置为在220V的AC电压Vac下正常操作的电路中,由AC电压源101中的变化而得到的210V或230V的AC电压的输入导致运算放大器151输出与1V的电压检测信号VDS不同的信号。因此,将电压检测信号VDS用于确定AC电压源101的电压的变化。
当从运算放大器151输出电压检测信号VDS时,电压检测器150将电压检测信号VDS提供到控制器140。基于来自电压检测器150的电压检测信号VDS,控制器140产生用于控制开关120的切换控制信号SCS。
图5是根据示例性实施例的AC LED调光器的电压检测器的电路图。
参照图5,在图2中示出的电压检测器150可以为包括光电耦合器152和桥式整流器(D1)153并可以通过将AC电压转换为单相DC电压来检测双向AC电压的电路。这里,通过光电耦合器152,电压检测器150可以通过与AC电压源101电绝缘来检测AC电压的幅值。
在电压检测器150的操作中,桥式整流器(D1)153将双向AC电压转换为单相DC电压,以通过电阻器R1将电流Id提供到光电耦合器152的主二极管(primary diode)。然后,当与电流Id成比例的信号施加到光电耦合器152的副二极管(secondary diode)的基极时,与电流Id成比例的电流Ice被提供到光电耦合器152的副二极管的集电极和发射极。这里,电阻器R2和R3确定所述信号和电流Ice的幅值。电阻器R2代表相对于输入的反相输出,电阻器R3代表相对于输入的非反相输出。因此,当电流Ice流过电阻器R3时,作为AC电压源101的电压检测信号VDS,施加到电阻器R3的电压被传递到控制器140。
图6和图7是根据本发明的示例性实施例的图2中示出的电流检测器160的电路图。在图6和图7中,电流检测器160在连接到开关120的电路时操作。
参照图6,根据示例性实施例的电流检测器160可以包括电阻器R1,并连接到图3中示出的开关120的电路,以检测在开关120中流动的电流。即,示例性实施例的电流检测器160可以在节点Isen处检测流过电阻器R1的电流,以通过将构成电流检测器160的电阻器R1的一侧连接到图3中示出的开关120的切换晶体管Q1的源极并将电阻器R1的连接到切换晶体管Q1的源极的所述一侧连接到控制器140,来允许将该电流施加到控制器140。
在电流检测器160的操作中,如在图3中所示的开关120中,当AC电压以节点A为基准被施加时,电流按D1→Q1→R1→D4的顺序流动,当AC电压以节点B为基准被施加时,电流按D3→Q1→R1→D2的顺序流动。
因此,当AC电压沿双向(正向和负向)时,流过切换晶体管Q1的输出电流总是沿正向在构成电流检测器160的电阻器R1中流动,流过电阻器R1的电流通过节点Isen施加到控制器140,从而电流检测器可以检测在开关中流动的电流。
参照图7,根据示例性实施例的电流检测器160可以为连接到图3中的开关120的电路的电流传感器,以检测流过开关120的电流。电流传感器可以包括电流互感器或RF互感器。即,示例性实施例的电流检测器160可以通过将构成电流检测器160的电流传感器的一侧连接到图3中示出的开关120的切换晶体管Q1的源极,来检测从开关120输出到AC LED 170的电流。电流检测器160的电流传感器检测的电流被提供到控制器140。根据示例性实施例的电流检测器的操作与在图6中示出的示例性实施例相同。电流检测器160的两个示例性实施例之间的区别在于在图7中示出的电路可以使用包括电流互感器或RF互感器的电流传感器来检测几十安培的相对高的电流。在图6中示出的示例性实施例的电路中,因为用于电流检测的电阻器R1可能导致功率损耗(IO 2×R),所以电阻器R1的使用在检测几十安培或更大的电流时受到限制。
图8是根据本发明的示例性实施例的AC LED调光器的控制器的电路图。
参照图8,控制器140可以是使用两个参数(即,电压和电流)来控制平均电压和平均电流的模拟控制电路。控制器140可以包括第一运算放大器141、第二运算放大器142和比较器143。
第一运算放大器141的非反相端接收从外部装置(例如,用户遥控器)发送的调光控制信号DCS,并确定调光范围。调光控制信号DCS用作用于输出调光控制信号DCS和电压检测信号VDS之差的参考信号Vref。第一运算放大器141的反相端接收由电压检测器150检测得的电压检测信号VDS。
第一运算放大器141输出被输入到第一运算放大器141的两个输入端的两个值之差。因此,第一运算放大器141使用调光控制信号DCS作为参考信号Vref来输出从外部装置发送的调光控制信号DCS和由电压检测器150检测得的电压检测信号VDS之差。
第二运算放大器142的非反相端接收来自第一运算放大器141的输出。第二运算放大器142的反相端接收由电流检测器160检测的电流检测信号CDS。然后,第二运算放大器142输出被输入到第二运算放大器142的两个输入端的两个值之差。因此,第二运算放大器142输出由电流检测器160检测的电流检测信号CDS和来自第一运算放大器141的(反映由电压检测器150检测的电压检测信号VDS和从遥控器发送的调光控制信号DCS之差的)输出之差。
比较器143通过比较器143的反相端接收来自第二运算放大器142的输出,并通过比较器143的非反相端接收三角波(斜坡信号)。可以将三角波设置成适合的周期和幅值,以控制与来自第二运算放大器142的输出对应的脉冲宽度调制占空比。因此,基于三角波(斜坡信号),比较器143输出具有根据第二运算放大器142的输出而被调节的脉冲宽度调制占空比的脉冲宽度调制信号。
如此,图8的控制器140可以被构造为输出电压检测信号VDS和调光控制信号DCS之间的第一差,被构造为再次输出电流检测信号CDS和第一差之间的第二差,并被构造为产生并输出作为切换控制信号SCS的具有根据第二运算放大器142的输出而被调节的脉冲宽度调制占空比的脉冲宽度调制信号。因此,电流参数对控制器140的控制操作有显著的意义,从而控制器140可以允许更为快速且恒定的平均电流被提供到AC LED 170。构成控制器140的第一运算放大器141、第二运算放大器142和比较器143可以提供比例积分(PI)控制模拟电路。
接下来,将描述AC LED调光器的操作的示例性实施例。
如图2和图8中所示,控制器140在使用从外部装置输入的调光控制信号DCS基于由电压检测器150和电流检测器160检测的信号而产生了脉冲宽度调制信号之后,将脉冲宽度调制信号输入到如图3中所示的开关120的切换晶体管Q1的栅极,以控制AC LED 170的调光功能。
因此,当开关120中的切换晶体管Q1的栅极导通时,电流从切换晶体管Q1的漏极流到切换晶体管Q1的源极,从而将电流提供到AC LED 170,AC LED 170可以因此发光。
另一方面,当开关120中的切换晶体管Q1的栅极截止时,电流不能从切换晶体管Q1的漏极流到切换晶体管Q1的源极,从而没有将电流提供到AC LED 170。因此,AC LED 170不发光。
切换晶体管Q1可以结合着开关120的整流二极管D1、D2、D3和D4进行操作。当沿正向施加AC输入电压Vac时,第一整流二极管D1和第二整流二极管D4正向偏置,以允许电流流过切换晶体管Q1。当沿负向施加AC输入电压Vac时,第二整流二极管D2和第三整流二极管D3正向偏置,以允许电流流过切换晶体管Q1。
因此,AC输入电压Vac和电流可以总是从切换晶体管Q1的漏极流动到切换晶体管Q1的源极。开关120的整流二极管D1、D2、D3和D4确定AC输入电压Vac和电流的方向,同时,允许以单相形状来检测双向AC电流。
因为AC LED 170的光输出依赖于电压和电流的积,所以峰值随着脉冲宽度调制信号的占空比增加而增加,因此,AC LED 170的光输出也随着脉冲宽度调制信号的占空比增加而增加。
可以通过在例如1%至100%的预定范围内调节占空比来线性控制脉冲宽度调制信号。
可以通过从例如遥控器的外部装置发送的调光控制信号来调节占空比。调光控制信号可以用作用于调节占空比的参考信号Vref。
图9是根据本发明的示例性实施例的AC LED调光器中的输入输出电压电流的波形曲线图。
参照图9,图9中的(a)示出了AC输入电压和电流的波形,图9中的(b)示出了提供到AC LED 170的电压和电流的波形,图9中的(c)示出了通过在示例性实施例的AC LED调光器中的脉冲宽度调制而实现的施加到AC LED 170的平均电压和电流的波形。
在图9中,在示出施加到AC LED的平均电压和电流的波形的图9中的(c)中的电流的周期与AC LED 170的发光周期相同。
图10是在使用Triac的普通调光器中的输入输出电压电流的波形曲线图。
参照图10,图10中的(a)示出了AC输入电压和电流的波形,图10中的(b)示出了提供到AC LED的电压和电流的波形,图10中的(c)示出了在使用Triac的AC LED调光器中实现的施加到AC LED的平均电压和电流的波形。
在图10中,在示出施加到AC LED的平均电压和电流的波形的图10中的(c)中的电流的周期与AC LED的发光周期相同。
通过参照图9和图10中的(c)的电流波形来比较图9和图10中示出的AC LED的发光周期,可以确定的是,图9中示出的示例性实施例的AC LED调光器的脉冲宽度调制允许AC LED 170发光的周期长于图10中示出的调光器的周期。
因此,可以确定的是,基于示例性实施例的AC LED调光器的脉冲宽度调制的平均电压或电流控制比使用Triac的调光器的相位控制提供更稳定的光输出。
图11是根据本发明的示例性实施例的在图2中示出的控制器的电路图。参照图11,控制器140可以为仅使用两个参数(即,电压和电流)中的一个参数来控制平均电压或平均电流的模拟控制电路,并可以包括运算放大器144和比较器145。
运算放大器144的非反相端接收从外部装置(例如,用户遥控器)发送的调光控制信号DCS,并确定调光范围。调光控制信号DCS用作参考信号Vref,以输出调光控制信号DCS和AC电压源101的检测的电流检测信号CDS之差。运算放大器144的反相端接收(首先经过电阻器Z1的)由电压检测器150检测的AC电压源101的电压检测信号VDS或由电流检测器160检测的提供到AC LED 170的电流检测信号CDS。
运算放大器144输出被输入到运算放大器144的两个输入端的两个值之差。因此,运算放大器144使用调光控制信号DCS作为参考信号来输出调光控制信号DCS和电压检测信号VDS或电流检测信号CDS之差异。
比较器145通过比较器的反相端接收来自运算放大器144的输出,并通过比较器的非反相端接收三角波(斜坡信号)。可以将三角波设置成适合的周期和幅值,以控制与来自运算放大器144的输出对应的脉冲宽度调制占空比。因此,基于三角波(斜坡信号),比较器145输出具有根据运算放大器144的输出而被调节的脉冲宽度调制占空比的脉冲宽度调制信号。
根据在此描述的示例性实施例的LED被示出为直接使用AC电压源的AC发光装置的示例。然而,本发明不限于此,且也可以通过适当的修改而被应用于直接使用AC电压源来发光的诸如AC激光二极管(LD)的各种其他的发光装置。
另外,本发明可以针对平均电压控制技术而进行各种修改,平均电压控制技术检测AC电压源的AC电压,以将恒定的电压提供到直接使用AC电压源的灯。
另外,本发明可以针对平均电流控制技术而进行各种修改,平均电流控制技术检测AC电压源的AC电压,以将恒定的电流提供到直接使用AC电压源的灯。
另外,本发明可以针对单相桥式开关而进行各种修改,单相桥式开关允许通过脉冲宽度调制的AC电压的斩波控制,以驱动直接使用AC电压源的灯。
此外,本发明可以针对用于检测AC电压源的作为控制电路的控制参数而被施加的AC电压的电压检测器而进行各种修改,该控制电路以恒定电压控制或保护直接使用AC电压源的灯作为目的。
进一步讲,本发明可以针对作为控制电路的控制参数被施加的AC斩波的电流检测器而进行各种修改,该控制电路以恒定电流控制或保护直接使用AC电压源的灯作为目的。
更进一步讲,本发明可以针对使用可编程微控制器通过脉冲宽度调制的数字控制而进行各种修改。
图12是根据本发明的示例性实施例的LED调光器的框图。
参照图12,LED调光器200包括电磁干扰(EMI)过滤器210、整流器220、开关230、受控电源240、控制器250、电压检测器260和电流检测器270。EMI过滤器210去除在AC电压源201的AC电压Vac中包括的电磁干扰,以允许不具有电磁干扰的AC电压Vac被输出到整流器220。即,EMI过滤器210去除因在LED调光器200内部或外部的电磁干扰导致的在AC电压源201和LED 280之间的电源线中产生的脉冲噪声(impulse noise)、谐波或类似物。EMI过滤器210是可选的,但是优选地,在调光器200中包括EMI过滤器210,以在改善功率因数的同时减小电磁干扰。
整流器220接收从EMI过滤器201输出的AC电压源201的AC电压,并对AC电压Vac进行全波整流,以输出经整流的电压Vr。开关220响应于从控制器250输出的切换控制信号SCS而导通/截止,并选择性地将经整流的电压Vr传递到LED 280。在本示例性实施例中,LED 280可以为能够通过AC电压Vac的全波整流进行操作的包括多个LED的发光模块或单个LED。
受控电源240执行整流和电压转换功能。受控电源240接收来自AC电压源201的AC电压Vac,并输出受控电压Vcc,通过将AC电压全波整流成DC电压和DC电压的电压降。这里,将AC电压Vac示出为从AC电压源201直接输入到受控电源240,但是本发明不限于这样的构造,且可以被构造为允许AC电压Vac通过EMI过滤器210而被输入到受控电源240,以从AC电压源201的AC电压Vac去除电磁干扰。
响应于来自外部设备的用于控制LED 280的调光功能的调光控制信号DSC、来自电压检测器260的电压检测信号VDS和来自电流检测器270的电流检测信号CDS,控制器2500输出切换控制信号SCS。
从控制器250输出的切换控制信号SCS具有的占空比对应于调光控制信号DSC与电压检测信号VDS和电流检测信号CDS中的每个信号的差。具体地讲,当电压检测信号VDS和调光控制信号DSC之差具有正值(+)时,控制器250首先将切换控制信号SCS的脉冲宽度减小所述差,其次根据电流检测信号CDS来控制切换控制信号SCS的脉冲宽度。另一方面,当电压检测信号VDS和调光控制信号DSC之差具有负值(-)时,控制器250首先将切换控制信号SCS的脉冲宽度增加所述差,其次根据电流检测信号CDS来控制切换控制信号SCS的脉冲宽度。
根据本发明,控制器250不限于这样的构造,且可以产生对应于电压检测信号VDS和电流检测信号CDS中的一个信号与调光控制信号DCS之差的切换控制信号SCS。换句话说,控制器250检测电压检测信号VDS和电流检测信号CDS。换句话说,控制器250检测电压检测信号VDS和电流检测信号CDS,以对应于调光控制信号DCS来控制LED 280的调光程度。为了这一目的,控制器250可以包括比例积分(PI)模拟控制电路。控制器250可以例如为可以在扩展调光系统的操作范围的同时允许互连到外部装置(例如,遥控器或家庭网络系统)的可编程8比特微控制器。
此外,控制器250接收斜坡信号,以产生具有至少一个脉冲的切换控制信号(SCS)。切换控制信号(SCS)可以是频率为20~100kHz或更高的方波,可以在1~100%的宽度范围内控制脉冲宽度调制。切换控制信号(SCS)的电平可以根据可以导通构成开关230的晶体管的电压的幅值、并根据可截止构成开关23的在晶体管的栅极端和源极端之间的电压的幅值而变化。可变电阻器可以用于控制切换控制信号SCS的占空比。可变电阻器可以直接或间接结合到用于对LED 280进行调光的操纵器(未示出)以在需要时受操纵器的调节,因而能够执行AC LED 170的调光功能。将参照图19和图21来更详细地描述控制器250。
电压检测器260检测AC电压源201的电压Vac,以输出电压检测信号VDS。电压检测信号VDS用于确定AC电压源201的电压波动。这里,将AC电压Vac示出为从AC电压源201直接输入到电压检测器260,但是本发明不限于这样的构造,且可以被构造为允许AC电压Vac通过EMI过滤器210而被输入到电压检测器150,以从AC电压源201的AC电压Vac去除电磁干扰。电流检测器270检测LED 280中的电流,以输出电流检测信号CDS。电流检测器270可以例如是连接到开关230的电流传感器或电阻器,以检测从开关230流动到LED 280的电流。
图13是图12中示出的整流器220的电路图。
参照图13,整流器200包括:分压器221,以对AC电压源201的电压Vac进行分压;第一全波整流单元222,对由分压器221分压的电压进行全波整流;第一稳压器C32,对由第一全波整流单元222全波整流得的电压进行稳压。
分压器221包括:电容器C31,串联连接到AC电压源201(Vac);电阻器R31,串联连接到电容器C31;一对齐纳二极管ZD31和ZD32,串联连接到电阻器R31。跨齐纳二极管ZD31和ZD32的预定的齐纳电压VZD并联连接到第一全波整流单元222的输入端。
成对的齐纳二极管ZD31和ZD32反向串联,以在AC电压源201(Vac)的条件下提供预定的齐纳电压VZD和-VZD
现在将详细描述整流器220的操作。因为彼此串联连接的电容器C31、电阻器R31和成对的齐纳二极管ZD31和ZD32通过EMI过滤器210连接到AC电压源201,且成对的齐纳二极管ZD31和ZD32连接到第一全波整流单元222的输入端,所以成对的齐纳二极管ZD31和ZD32用于将第一全波整流单元222的输入电压限制为预定的齐纳电压VZD
跨电容器C31的电压可以根据第一稳压器的电容器C32的功耗而变化。在这样的情况下,对于彼此串联连接的电容器C31、电阻器R31和成对的齐纳二极管ZD31和ZD32,AC电压源201的电压Vac以预定的比例被分压,且包括二极管D31、D32、D33和D34的第一全波整流单元222的AC输入电压根据电容器C32的功耗而变化。
因此,可以在考虑到电容器C32的功耗的情况下设计电容器C31的电容。例如,电容器C31可以具有100~330nF的电容。
此外,可以根据是否在考虑到电容器C32的功耗的情况下最佳地设计了电容器C31,可以选择性地使用成对的齐纳二极管ZD31和ZD32。
电容器C32形成第一稳压器。第一稳压器将第一全波整流单元222整流的电压稳定为DC电压,并将经稳定的电压提供到开关230。
图14示出在图12中示出的开关230的一个实施例。参照图14,开关230可以包括晶体管Q1。开关230的晶体管Q1响应于来自控制器250的切换控制信号SCS(即,脉冲宽度调制信号)而导通/截止。
因为开关230的导通/截止时间段根据脉冲宽度调制信号的占空比而被包括在脉冲宽度调制信号的周期内,所以LED 280的输入电压和电流根据脉冲宽度调制信号而改变。因此,在LED 280的输入电压根据脉冲宽度调制信号而改变的时间段中的内部周期和出现输入电流的时间段中的内部周期可以与脉冲宽度调制信号的周期相同。
这里,将N型MOSFET用作晶体管Q1。然而,本发明不限于此,且晶体管Q1可以为P型MOSFET。另外,可以采用任意类型的切换晶体管,只要它可以因脉冲宽度调制信号而快速地进行切换以将经整流器220全波整流得的电压Vr施加到LED 280即可。
图15和图16是根据本发明的示例性实施例的在图12中示出的电压检测器260的电路图。
参照图15,电压检测器260可以为包括运算放大器261的差分放大电路,以检测AC电压。
AC电压源201的第一端Vac_L通过电阻器R1连接到运算放大器261的反相输入端(-),AC电压源201的第二端Vac_N通过电阻R3连接到运算放大器261的非反相输入端(+)。这里,通过由电阻器R1和R2构成的电路的电阻比和由电阻器R3和R4构成的电路的电阻比来确定输出电压的增益。电阻器R1和R2的电阻比应与电阻器R3和R4的电阻比相同。另外,电阻器R1和R3的电阻应高于电阻器R2和R4的电阻。
例如,当使用220V的AC电压Vac时,在通过AC电压源201的第一端Vac_L输入的L-相电压与通过AC电压源201的第二端Vac_N输入的N-相电压之间保持220V的差。在这样的情况下,因为运算放大器261根据电阻器R1和R2的电阻比和电阻器R3和R4的电阻比来调节输出电压的增益,所以例如可以从运算放大器261输出1V的电压检测信号VDS。
在设置为在220V的AC电压Vac下正常操作的电路中,由AC电压源201中的变化而引起的210V或230V的AC电压的输入导致运算放大器261输出与1V的电压检测信号VDS不同的信号。因此,将电压检测信号VDS用于确定AC电压源201的电压的变化。
当从运算放大器261输出电压检测信号VDS时,电压检测器260将电压检测信号VDS提供到控制器250。基于从电压检测器260提供的电压检测信号VDS,控制器250产生用于控制开关230的切换控制信号。
图16是根据示例性实施例的LED调光器的电压检测器的电路图。
参照图16,在图12中示出的电压检测器260可以被实施为包括光电耦合器262和桥式整流器(D1)263并可以通过将AC电压转换为单相DC电压来检测双向AC电压的电路。这里,通过光电耦合器262,电压检测器260可以通过与AC电压源201电绝缘来检测AC电压的幅值。
在电压检测器260的操作中,桥式整流器(D1)263将双向AC电压转换为单相DC电压,以通过电阻器R1将电流Id提供到光电耦合器262的主二极管(primary diode)。然后,当与电流Id成比例的信号施加到光电耦合器262的副二极管(secondary diode)的基极时,与电流Id成比例的电流Ice被提供到光电耦合器262的副二极管的集电极和发射极。这里,电阻器R2和R3确定所述信号和电流Ice的幅值。电阻器R2代表相对于输入的反相输出,电阻器R3代表相对于输入的非反相输出。因此,当电流Ice流过电阻器R3时,作为AC电压源201的电压检测信号VDS,施加到电阻器R3的电压被传递到控制器140。
图17和图18是根据本发明的示例性实施例的在图12中示出的电流检测器270的电路图。电流检测器270在连接到开关230的电路时操作。
参照图17,电流检测器270可以包括电阻器R1,并连接到图14中示出的开关230的电路,以检测在开关230中流动的电流。换句话说,电流检测器270可以通过将构成电流检测器270的电阻器R1的一侧连接到在图14中示出的开关230的切换晶体管Q1的源极并同时将电阻器R1的连接到切换晶体管Q1的源极的所述一侧连接到控制器250,来允许流过电阻器R1的电流被输出作为电流检测信号CDS。
参照图18,电流检测器270可以为连接到图14中示出的开关230的电路的电流传感器,以检测通过开关230流动到LED 280的电流。电流传感器可以包括电流互感器或RF互感器。即,电流检测器270可以通过将构成电流检测器270的电流传感器的一侧连接到图14中示出的开关230的切换晶体管Q1的源极,来检测从开关230输出到LED 280的电流。电流检测器270的电流传感器检测的电流被提供到控制器250。根据示例性实施例的电流检测器的操作与在图17中示出的示例性实施例相同。电流检测器270的两个示例性实施例之间的区别在于在图18中示出的电路可以使用包括电流互感器或RF互感器的电流传感器来检测几十安培的相对高的电流。在图17中示出的示例性实施例的电路中,因为用于电流检测的电阻器R1可能导致功率损耗(IO 2×R),所以电阻器R1的使用在检测几十安培或更大的电流时受到限制。
图19是根据本发明的示例性实施例的LED调光器的控制器的电路图。
参照图19,控制器250可以是使用两个参数(即,电压和电流)来控制平均电压和平均电流的模拟控制电路,且控制器250可以包括第一运算放大器251、第二运算放大器252和比较器253。
第一运算放大器251的非反相端接收从外部装置(例如,用户遥控器)发送的调光控制信号DCS,并确定调光范围。调光控制信号DCS用作参考信号Vref,以输出调光控制信号DCS和电压检测信号VDS之差。第一运算放大器251的反相端接收由电压检测器260检测得的电压检测信号VDS。
第一运算放大器251输出被输入到第一运算放大器251的两个输入端的两个值之间的差异。因此,第一运算放大器251使用从外部装置发送的调光控制信号DCS作为参考信号来输出调光控制信号DCS和由电压检测器150检测的电压检测信号VDS之差。
第二运算放大器252的非反相端接收来自第一运算放大器251的输出。第二运算放大器252的反相端接收由电流检测器270检测的电流检测信号CDS。然后,第二运算放大器252输出被输入到第二运算放大器252的两个输入端的两个值之差。因此,第二运算放大器252输出由电流检测器270检测的电流检测信号CDS和来自第一运算放大器251的(反映由电压检测器260检测的电压检测信号VDS和从遥控器发送的调光控制信号DCS之差)输出之间的差。
比较器253通过比较器253的反相端接收来自第二运算放大器252的输出,并通过比较器253的非反相端接收三角波(斜坡信号)。可以将三角波设置成适合的周期和幅值,以控制与来自第二运算放大器252的输出对应的脉冲宽度调制占空比。因此,基于三角波(斜坡信号),比较器253输出具有根据第二运算放大器252的输出而被调节的脉冲宽度调制占空比的脉冲宽度调制信号。
如此,图19的控制器250可以被构造为输出电压检测信号VDS和调光控制信号DCS之间的第一差,被构造为再次输出电流检测信号CDS和第一差异之间的第二差,并被构造为产生并输出作为切换控制信号SCS的具有根据第二差而被调节的脉冲宽度调制占空比的脉冲宽度调制信号。因此,电流参数对控制器250的控制操作有显著的意义,从而控制器250可以允许更为快速且恒定的平均电流被提供到LED 280。构成控制器250的第一运算放大器251、第二运算放大器252和比较器253可以提供比例积分(PI)控制模拟电路。
接下来,将描述LED调光器的操作的示例性实施例。
如图12和图19中所示,控制器250在使用从外部装置输入的调光控制信号DCS作为参考信号基于由电压检测器260和电流检测器270检测得的信号VDS、CDS而产生了脉冲宽度调制信号之后,将脉冲宽度调制信号输入到如图14中所示的开关230的切换晶体管Q1的栅极,以控制LED 280的调光功能。
因此,当开关230中的切换晶体管Q1的栅极导通时,电流从切换晶体管Q1的漏极流到切换晶体管Q1的源极,从而将电流提供到LED 280,LED280可以因此发光。
另一方面,当开关230中的切换晶体管Q1的栅极截止时,电流不能从切换晶体管Q1的漏极流到切换晶体管Q1的源极,从而没有将电流提供到LED 280。因此,LED 280不发光。
因为LED 280的光输出依赖于电压和电流的积,所以峰值随着脉冲宽度调制信号的占空比增加而增加,因此,LED 280的光输出也随着脉冲宽度调制信号的占空比增加而增加。
可以通过在例如1%至100%的预定范围内调节占空比来线性控制脉冲宽度调制信号。
可以通过从例如遥控器的外部装置发送的调光控制信号来调节占空比。调光控制信号可以用作用于调节占空比的参考信号Vref。
图20是根据本发明的示例性实施例的LED调光器中的输入输出电压电流的波形曲线图。
参照图20,图20中的(a)示出了AC输入电压和电流的波形,图20中的(b)示出了提供到LED 280的电压和电流的波形,图20中的(c)示出了通过在示例性实施例的LED调光器中的脉冲宽度调制而实现的施加到LED 280的平均电压和电流的波形。
如图20中所示,在示出LED 280的平均电压和电流的波形的图20中的(c)中的电流的周期与LED 280的发光周期相同。
图21是根据本发明的示例性实施例的在图12中示出的控制器的电路图。参照图21,控制器250可以为仅使用两个参数(即,电压和电流)中的一个参数来控制平均电压或平均电流的模拟控制电路,并可以包括运算放大器254和比较器255。
运算放大器254的非反相端接收从外部装置(例如,用户遥控器)发送的调光控制信号DCS,并确定调光范围。调光控制信号DCS用作参考信号Vref,以输出调光控制信号DCS和AC电压源201的检测的电流检测信号CDS之差。运算放大器254的反相端接收(首先经过电阻器Z1的)由电压检测器260检测得的AC电压源201的电压检测信号VDS或由电流检测器260检测得的提供到LED 280的电流检测信号CDS。
运算放大器254输出被输入到运算放大器254的两个输入端的两个值之间的差。因此,运算放大器254使用调光控制信号DCS作为参考信号Vref来输出从调光控制信号DCS和电压检测信号VDS或电流检测信号CDS之差。
比较器255通过比较器的反相端接收来自运算放大器254的输出,并通过比较器的非反相端接收三角波(斜坡信号)。可以将三角波设置成适合的周期和幅值,以控制与来自运算放大器254的输出对应的脉冲宽度调制占空比。因此,基于三角波(斜坡信号),比较器255输出具有根据运算放大器254的输出而被调节的脉冲宽度调制占空比的脉冲宽度调制信号。
根据在此描述的示例性实施例的LED被示出为使用AC电压源的发光装置的示例。然而,本发明不限于此,且也可以通过适当的修改而被应用于直接使用AC电压源发光的诸如DC激光二极管(LD)的各种其他的发光装置。
另外,本发明可以针对平均电压控制技术而进行各种修改,平均电压控制技术检测AC电压源的AC电压,以将恒定的电压提供到使用AC电压源的灯。
另外,本发明可以针对平均电流控制技术而进行各种修改,平均电流控制技术检测AC电压源的AC电压,以将恒定的电流提供到使用AC电压源的灯。
进一步讲,本发明可以针对用于检测AC电压源的作为控制电路的控制参数而被施加的AC电压的电压检测器而进行各种修改,该控制电路以恒定电压控制或保护使用AC电压源的灯作为目的。
更进一步讲,本发明可以针对使用可编程微控制器通过脉冲宽度调制的数字控制而进行各种修改。
如此,根据本发明的示例性实施例,调光器可以克服具有根据Triac的驱动电压及R/C相位控制器的电阻器和电容器的操作特性的受限的调光范围的传统的调光器的问题。
另外,根据本发明的示例性实施例的调光器可以最小化在导通切换操作时产生谐波以及AC LED的闪烁。
此外,根据本发明的示例性实施例的调光器可以通过计算更为精确的AC电压和电流的幅值来产生与调光控制信号成比例的脉冲宽度调制信号。此外,根据示例性实施例的调光器与模拟控制器相比可以更容易地与诸如家庭网络或遥控器的外部数字装置互连。
通常,包括电阻器和电容器的模拟电路的定时器可因无源元件的电容的差异而导致错误的输出。相反,根据示例性实施例,调光器与模拟控制器相比可以通过微控制器的数字控制使用调光器的内部定时器来更精确地计算时间,并可以输出更精确的脉冲宽度调制信号。
另外,在AC LED的功率增加时,根据示例性实施例的调光器可以为低功率变压器。
根据示例性实施例,响应于来自外部控制器的调光控制信号、来自电压检测器的电压检测信号和来自电流检测器的电流检测信号,调光器可以经通过脉冲宽度调制控制来输出切换信号来提供与调光控制信号成比例的更精确的切换控制信号,以控制发光装置的调光功能。
虽然为了示出本发明而提供了一些实施例,但是本发明不限于这些示例性实施例。对本领域技术人员来说明显的是,在不脱离本发明的精神或范围的情况下,可以对本发明进行各种修改和改变。因此,本发明意在覆盖对本发明的修改和改变,只要对本发明的修改和改变落入权利要求及其等同物的范围内即可。

Claims (19)

1.一种发光装置的调光器,包括:
开关,开关响应于切换控制信号进行切换,并将交流电压源的交流电压传递到发光装置;
电流检测器,电流检测器检测将被提供到发光装置的电流,并输出电流检测信号;
控制器,控制器响应于来自外部装置的用于控制所述发光装置的调光功能的调光控制信号和电流检测信号来输出切换控制信号,
其中,开关包括:
切换晶体管,切换晶体管响应于切换控制信号而导通或截止,并开关提供到发光装置的交流电压源;
过电压保护二极管,过电压保护二极管连接到切换晶体管;
多个整流二极管,所述多个整流二极管包括桥式电路,以将正向电流提供到切换晶体管。
2.如权利要求1所述的调光器,其中,切换控制信号的占空比与电流检测信号和调光控制信号之间的差对应。
3.如权利要求1所述的调光器,其中,控制器进一步接收斜坡信号,且控制器包括第一运算放大器和比较器,第一运算放大器包括接收调光控制信号的非反相端和接收电流检测信号的反相端,比较器包括接收第一运算放大器的输出的反相端和接收斜坡信号的非反相端。
4.如权利要求1所述的调光器,所述调光器还包括:
电压检测器,电压检测器输出电压检测信号,电压检测信号用于确定交流电压源的电压变化。
5.如权利要求4所述的调光器,其中,切换控制信号的占空比与电流检测信号和第一差之间的差对应,其中,第一差包括调光控制信号和电压检测信号之间的差。
6.如权利要求4所述的调光器,其中,控制器包括:
第一运算放大器,第一运算放大器包括接收调光控制信号的非反相端和接收电压检测信号的反相端;
第二运算放大器,第二运算放大器包括接收第一运算放大器的输出的非反相端和接收电流检测信号的反相端;
比较器,比较器包括接收第二运算放大器的输出的反相端和接收斜坡信号的非反相端。
7.如权利要求1所述的调光器,其中,电流检测器包括连接到开关的电阻器,电流检测器作为电流检测信号输出流过电阻器的电流。
8.如权利要求1所述的调光器,其中,电流检测器包括连接到开关的电流传感器。
9.如权利要求1所述的调光器,所述调光器还包括:
电磁干扰滤波器,电磁干扰滤波器结合在开关和交流电压源之间。
10.一种发光装置的调光器,包括:
整流器,整流器接收来自交流电压源的交流电压,并将通过对交流电压进行全波整流而输出经整流的电压;
开关,开关响应于切换控制信号进行切换,并将经整流的电压传递到发光装置;
电流检测器,电流检测器检测将被提供到发光装置的电流,并输出电流检测信号;
控制器,控制器响应于来自外部装置的用于控制所述发光装置的调光功能的调光控制信号和电流检测信号来输出切换控制信号,
其中,开关包括:
切换晶体管,切换晶体管响应于切换控制信号而导通或截止,并开关提供到发光装置的交流电压源;
过电压保护二极管,过电压保护二极管连接到切换晶体管;
多个整流二极管,所述多个整流二极管包括桥式电路,以将正向电流提供到切换晶体管。
11.如权利要求10所述的调光器,其中,切换控制信号的占空比与电流检测信号和调光控制信号之间的差对应。
12.如权利要求10所述的调光器,其中,控制器包括:
第一运算放大器,第一运算放大器包括接收调光控制信号的非反相端和接收电流检测信号的反相端;
比较器,比较器包括接收第一运算放大器的输出的反相端和接收斜坡信号的非反相端。
13.如权利要求10所述的调光器,所述调光器还包括:
电压检测器,电压检测器输出电压检测信号,电压检测信号用于确定交流电压源的电压变化。
14.如权利要求13所述的调光器,其中,切换控制信号的占空比与电流检测信号和第一差之间的差对应,其中,第一差包括调光控制信号和电压检测信号之间的差。
15.如权利要求13所述的调光器,其中,控制器包括:
第一运算放大器,第一运算放大器包括接收调光控制信号的非反相端和接收电压检测信号的反相端;
第二运算放大器,第二运算放大器包括接收第一运算放大器的输出的非反相端和接收电流检测信号的反相端;
比较器,比较器包括接收第二运算放大器的输出的反相端和接收斜坡信号的非反相端。
16.如权利要求10所述的调光器,其中,电流检测器包括连接到开关的电阻器,电流检测器作为电流检测信号输出流过电阻器的电流。
17.如权利要求10所述的调光器,其中,电流检测器包括连接到开关的电流传感器。
18.如权利要求10所述的调光器,其中,整流器包括:
分压器,分压器对交流电压源的电压进行分压;
全波整流器,全波整流器对分压得的电压进行整流;
稳压器,对由全波整流器整流的电压进行稳压。
19.如权利要求10所述的调光器,所述调光器还包括:
电磁干扰滤波器,电磁干扰滤波器结合在开关和交流电压源之间。
CN201080034321.3A 2009-07-28 2010-06-24 发光装置的调光器 Active CN102474953B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20090068911 2009-07-28
KR10-2009-0068911 2009-07-28
KR10-2009-0093111 2009-09-30
KR20090093111 2009-09-30
PCT/KR2010/004102 WO2011013906A2 (ko) 2009-07-28 2010-06-24 발광 장치를 위한 조광 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102474953A CN102474953A (zh) 2012-05-23
CN102474953B true CN102474953B (zh) 2015-03-04

Family

ID=43529799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080034321.3A Active CN102474953B (zh) 2009-07-28 2010-06-24 发光装置的调光器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8222825B2 (zh)
CN (1) CN102474953B (zh)
TW (1) TWI452932B (zh)
WO (1) WO2011013906A2 (zh)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101001241B1 (ko) * 2008-09-05 2010-12-17 서울반도체 주식회사 교류 led 조광장치 및 그에 의한 조광방법
US9060396B2 (en) * 2010-09-30 2015-06-16 Tsmc Solid State Lighting Ltd. Mechanisms for anti-flickering
US8497637B2 (en) * 2011-04-13 2013-07-30 Gang Gary Liu Constant voltage dimmable LED driver
CN102791054B (zh) 2011-04-22 2016-05-25 昂宝电子(上海)有限公司 用于电容性负载下的调光控制的系统和方法
CN102958218B (zh) * 2011-08-17 2015-01-14 浙江英飞特节能技术有限公司 光源控制方法、装置及系统
JP2013135509A (ja) * 2011-12-26 2013-07-08 Minebea Co Ltd スイッチング電源装置および発光ダイオード照明装置
JP5975375B2 (ja) * 2012-01-17 2016-08-23 パナソニックIpマネジメント株式会社 2線式調光スイッチ
CN202587479U (zh) * 2012-03-08 2012-12-05 厦门兴恒隆照明科技有限公司 一种智能led驱动电源
CN104768285B (zh) 2012-05-17 2017-06-13 昂宝电子(上海)有限公司 用于利用系统控制器进行调光控制的系统和方法
US8890427B2 (en) 2012-10-26 2014-11-18 Liteideas, Llc Apparatus and method of operation of a low-current LED lighting circuit
CN103024994B (zh) 2012-11-12 2016-06-01 昂宝电子(上海)有限公司 使用triac调光器的调光控制系统和方法
DE102013210581B4 (de) * 2013-06-06 2015-01-08 Osram Gmbh Schaltungsanordnung und Verfahren zum Betreiben und Dimmen mindestens einer LED
US9621268B2 (en) 2013-06-28 2017-04-11 Trustees Of Boston University Optical orthogonal frequency division multiplexing (O-OFDM) system with pulse-width modulation (PWM) dimming
CN104426402B (zh) * 2013-09-09 2018-04-20 南京博兰得电子科技有限公司 一种逆变器及其直流母线电压调节方法
CN103957634B (zh) 2014-04-25 2017-07-07 广州昂宝电子有限公司 照明系统及其控制方法
CN104066254B (zh) 2014-07-08 2017-01-04 昂宝电子(上海)有限公司 使用triac调光器进行智能调光控制的系统和方法
US9769909B2 (en) * 2014-12-05 2017-09-19 Xenio Corporation Current steering and dimming control of a light emitter
US9392658B2 (en) * 2014-12-09 2016-07-12 Acuity Brands Lighting, Inc. Skip-phase wireless dimmer for solid-state lighting
CN105208742A (zh) * 2015-10-23 2015-12-30 深圳迈睿智能科技有限公司 一种ac led的调光方法和感应调光控制器
CN105307332A (zh) * 2015-10-31 2016-02-03 广东新昇电业科技股份有限公司 无线led调光电源
CN106413189B (zh) 2016-10-17 2018-12-28 广州昂宝电子有限公司 使用调制信号的与triac调光器相关的智能控制系统和方法
DE102017203593A1 (de) * 2017-03-06 2018-09-06 Siemens Schweiz Ag Synchronisierung von Helligkeitsreglern
CN107135593B (zh) * 2017-06-07 2023-12-05 深圳市奥金瑞科技有限公司 智能开关检测和识别电路
CN107645804A (zh) 2017-07-10 2018-01-30 昂宝电子(上海)有限公司 用于led开关控制的系统
CN107682953A (zh) 2017-09-14 2018-02-09 昂宝电子(上海)有限公司 Led照明系统及其控制方法
CN107995730B (zh) 2017-11-30 2020-01-07 昂宝电子(上海)有限公司 用于与triac调光器有关的基于阶段的控制的系统和方法
CN108200685B (zh) 2017-12-28 2020-01-07 昂宝电子(上海)有限公司 用于可控硅开关控制的led照明系统
CN109922564B (zh) 2019-02-19 2023-08-29 昂宝电子(上海)有限公司 用于triac驱动的电压转换系统和方法
CN110493913B (zh) 2019-08-06 2022-02-01 昂宝电子(上海)有限公司 用于可控硅调光的led照明系统的控制系统和方法
CN110831295B (zh) 2019-11-20 2022-02-25 昂宝电子(上海)有限公司 用于可调光led照明系统的调光控制方法和系统
CN110831289B (zh) 2019-12-19 2022-02-15 昂宝电子(上海)有限公司 Led驱动电路及其操作方法和供电控制模块
CN111031635B (zh) 2019-12-27 2021-11-30 昂宝电子(上海)有限公司 用于led照明系统的调光系统及方法
CN111432526B (zh) 2020-04-13 2023-02-21 昂宝电子(上海)有限公司 用于led照明系统的功率因子优化的控制系统和方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010079315A (ko) * 2001-07-06 2001-08-22 이계선 엘이디 교통 신호등용 구동회로
JP2006074879A (ja) * 2004-09-01 2006-03-16 Muscle Corp 電力回生方法および電力回生装置
KR20070008106A (ko) * 2005-07-13 2007-01-17 삼성전기주식회사 Led 어레이 구동 장치
CN101199239A (zh) * 2005-03-22 2008-06-11 美国快捷半导体有限公司 用于驱动led的单级数字电源转换器
CN101489335A (zh) * 2008-01-18 2009-07-22 尼克森微电子股份有限公司 发光二极管驱动电路及其二次侧控制器

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3983695B2 (ja) * 2003-03-10 2007-09-26 三菱電機株式会社 コンバータ装置
KR101079693B1 (ko) * 2005-01-10 2011-11-04 엘지전자 주식회사 엘이디 구동 회로
KR100587022B1 (ko) * 2005-05-18 2006-06-08 삼성전기주식회사 디밍 회로를 갖는 led 구동회로
JP4992225B2 (ja) * 2005-11-04 2012-08-08 株式会社富士通ゼネラル 電源装置
JP4430084B2 (ja) * 2007-02-28 2010-03-10 シャープ株式会社 Led発光装置及びled発光装置を用いた機器及び灯具
JP2009200146A (ja) * 2008-02-20 2009-09-03 Sharp Corp Led駆動回路及びそれを用いたled照明機器
TWM349457U (en) * 2008-04-15 2009-01-21 Alliance Optotek Corp Lighting system having multiple sets of independent loops
TWI397348B (zh) * 2008-12-31 2013-05-21 Delta Electronics Inc 光源驅動電路

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010079315A (ko) * 2001-07-06 2001-08-22 이계선 엘이디 교통 신호등용 구동회로
JP2006074879A (ja) * 2004-09-01 2006-03-16 Muscle Corp 電力回生方法および電力回生装置
CN101199239A (zh) * 2005-03-22 2008-06-11 美国快捷半导体有限公司 用于驱动led的单级数字电源转换器
KR20070008106A (ko) * 2005-07-13 2007-01-17 삼성전기주식회사 Led 어레이 구동 장치
CN101489335A (zh) * 2008-01-18 2009-07-22 尼克森微电子股份有限公司 发光二极管驱动电路及其二次侧控制器

Also Published As

Publication number Publication date
US20110181196A1 (en) 2011-07-28
TWI452932B (zh) 2014-09-11
US8222825B2 (en) 2012-07-17
WO2011013906A2 (ko) 2011-02-03
TW201112876A (en) 2011-04-01
CN102474953A (zh) 2012-05-23
WO2011013906A3 (ko) 2011-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102474953B (zh) 发光装置的调光器
US9713213B2 (en) LED luminescence apparatus
Zhang et al. A primary-side control scheme for high-power-factor LED driver with TRIAC dimming capability
US10356857B2 (en) Lighting system with power factor correction control data determined from a phase modulated signal
US9220136B2 (en) Method and apparatus for controlling a lighting device
US9066392B2 (en) LED driving device and LED driving method using same
RU2504930C2 (ru) Усовершенствование систем освещения
US20100308738A1 (en) Apparatus, Method and System for Providing AC Line Power to Lighting Devices
CN102612224B (zh) 一种mr16led灯驱动电路、驱动方法以及应用其的mr16led灯照明系统
CN103582258B (zh) Led驱动装置及方法
US8558474B1 (en) Method and apparatus for dimming
US8471501B2 (en) Illumination brightness control apparatus and method
TWI475794B (zh) 將交流輸入電壓轉換為調整輸出電流的轉換器、電子裝置與方法
JP2012209103A (ja) Led調光回路
CN102299630A (zh) 含调节供至恒定负载的输出电流的补偿电路的功率转换器
CN202535592U (zh) 一种mr16led灯驱动电路以及应用其的mr16led灯照明系统
CN105723807A (zh) Led照明装置的控制电路
KR20120082912A (ko) 조도조절가능한 조명 시스템
KR101752444B1 (ko) 교류 발광 장치를 위한 조광 장치
CN203181303U (zh) 一种用于电压降幅调光灯具的调光器
WO2018024035A1 (zh) 一种开关电源用指示电路及其使用方法
CN103763825B (zh) Led恒流pwm驱动电路及三基色led混光驱动电路
KR101705831B1 (ko) 발광 장치를 위한 조광 장치
CN203072212U (zh) 一种led调光电源
CN203340372U (zh) 一种采用模拟调光的led灯驱动电源

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant