CN102577606A - 提供固态照明系统的深度调光的方法和装置 - Google Patents

Abstract

公开了用于通过包括相位检测器、处理单元和开关的功率转换器特别在最小光级最优地延伸固态光源的光输出范围的设备和相关方法。相位检测器被配置成接收电压信号并且检测电压信号的波形的上升沿。处理单元被配置成响应于每个检测到的上升沿启动预定关停时段。开关被配置成提供在关停时段期间去激活功率转换器的控制信号，从而防止功率转换器在关停时段期间向固态光单元提供功率。

Description

提供固态照明系统的深度调光的方法和装置

技术领域

本发明一般地涉及用于固态照明灯具的调光器的控制。更具体而言，这里公开的各种发明方法和装置涉及特别在最小光级延伸固态照明系统的光输出范围。

背景技术

数字或者固态照明技术(即，基于半导体光源(比如发光二极管(LED)和有机发光二极管(OLED))的照明)赋予传统荧光、高强度放电(HID)和白炽灯的可行替代物。LED的功能优点和益处包括高能量转换和光学效率、耐用性、更低操作成本以及其他优点和益处。LED技术的近来发展已经提供在诸多应用中实现多种照明效果的高效和稳健全谱照明源。例如如在通过引用而结合于此的第6,016,038、6,211,626和7,014,336号美国专利中具体讨论的那样，体现这些源的一些灯具以照明模块为特征，该照明模块包括能够产生白光和/或不同颜色的光(例如，红、绿和蓝色)的一个或者多个LED以及用于独立控制LED的输出以便生成多种颜色和变色照明效果的控制器或者处理器。

诸多照明应用利用调光器。尽管常规调光器与白炽灯一起良好工作，但是当这些调光器与其他类型的电子灯(包括紧凑荧光灯(CFL)、使用电子变压器的低电压卤素灯和固态照明(SSL)灯(比如LED和OLED))一起使用时经常出现问题。具体而言，可以使用与在输入具有功率因子校正(PFC)电路的负载一起充分工作的特殊调光器(比如电动低电压(ELV)型调光器或者电阻-电容(RC)调光器)对使用电子变压器的低电压卤素灯进行调光。

调光器典型具有电子开关。当闭合(接通)开关时，向输出施加电压，而当打开(关断)开关时，不向输出施加电压。可以在常规调光器中使用不同类型的电子开关。例如，可以使用要求最小电流保持接通的三端双向可控硅开关。这是所谓的保持电流。低瓦特灯(比如LED灯)经常无法在低调光级汲取该最小电流，从而使三端双向可控硅开关不正确地切换使得引起闪烁。其他调光器使用金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或者绝缘栅双极晶体管(IGBT)作为电子开关。这些开关无最小电流要求，因此LED灯典型与这些基于非三端双向可控硅开关的调光器一起更好地工作。

常规调光器典型地对市电电压信号的每个波形的一部分斩波而向照明灯具传递波形的其余部分。前沿或前向相位调光器对电压信号波形的前沿斩波。后沿或者反向相位调光器对电压信号波形的后沿斩波。电子负载(比如LED驱动器)典型地与后沿调光器一起更好地工作。

常规调光器具有固定最小、相对高RMS输出电压，这些RMS输出电压限制可以实现的最小光级。此外，调光器可以影响最大光输出，其中使用调光器的最大光输出低于无调光器的最大光输出。例如，使用典型常规调光器，LED电流根据调光器和灯仅能在无调光器的总电流的约百分之二十与约百分之九十之间变化。对于一些常规灯，最小光级可以高达百分之三十。需要范围为百分之五或者更低的最小光级以及更接近百分之百的最大光级。

发明内容

本公开内容一般地涉及用于特别在最小光级最优地延伸固态光源的光输出范围(称为“深度调光”)的发明方法和设备。

一般而言，在一个方面中，提供一种用于通过功率转换器实现固态照明单元的深度调光的设备。该设备包括相位检测器、处理单元和开关。相位检测器被配置成接收电压信号并且检测电压信号的波形的上升沿。处理单元被配置成响应于每个检测到的上升沿启动预定关停时段。开关被配置成提供在关停时段期间去激活功率转换器的控制信号，从而防止功率转换器在关停时段期间向固态光单元提供功率。

在另一方面中，提供一种由定时和控制电路实施的方法，用于通过功率转换器实现固态照明单元的深度调光。该方法包括：接收整流电压信号；检测整流电压信号的波形的上升沿；以及响应于检测到每个检测到的上升沿去激活功率转换器持续预定关停时段，以防止功率转换器在关停时段期间向固态光灯具提供功率。

在另一方面中，提供一种用于存储可由计算机处理器执行的程序的计算机可读介质，用于通过功率转换器实现固态照明单元的深度调光。该计算机可读介质包括：检测代码段，用于检测接收的整流电压信号的波形的上升沿；以及去激活代码段，用于响应于每个检测到的上升沿去激活功率转换器持续预定关停时段，从而防止功率转换器在关停时段期间向固态光单元提供功率。

如这里出于本公开内容的目的而使用的那样，术语“LED”应当理解为包括能够响应于电信号生成辐射的任何电致发光二极管或者其他类型的基于载流子注入/结的系统。因此，术语LED包括但不限于响应于电流发光的各种基于半导体的结构、发光聚合物、有机发光二极管(OLED)、电致发光带等。特别地，术语LED指代可以配置成在红外光谱、紫外光谱和可见光谱的各种部分(一般包括从近似400纳米到近似700纳米的辐射波长)中的一个或者多个光谱中生成辐射的所有类型的发光二极管(包括半导体和有机发光二极管)。LED的一些例子包括但不限于各种类型的红外LED、紫外LED、红色LED、蓝色LED、绿色LED、黄色LED、琥珀色LED、橙色LED和白色LED(下文进一步讨论)。也应当理解LED可以被配置和/或控制成生成针对给定光谱具有各种带宽(例如，半高全宽或者FWHM)(例如，窄带宽、宽带宽)和在给定的通用颜色分类内多种主导波长的辐射。

例如，配置成生成实质上白光的LED的一种实施方式(例如，LED白色照明灯具)可以包括分别发射不同电致发光光谱的多个管芯，这些光谱组合混合形成实质上白光。在另一实施方式中，LED白光灯具可以与将具有第一光谱的电致发光转换成不同第二光谱的磷光体材料关联。在这一实施方式的一个例子中，具有相对短波长和窄带宽光谱的电致发光“泵浦(pump)”磷光体材料，该材料进而辐射具有有些更宽光谱的更长波长辐射。

也应当理解术语LED并未限制LED的物理和/或电气封装类型。例如，如上文讨论的那样，LED可以指代具有多个管芯的单个发光器件，这些管芯被配置成分别发射不同辐射光谱(例如，可以个别可控或者可以不这样)。LED也可以与视为LED(例如，一些类型的白光LED)的整体部分的磷光体相关联。一般而言，术语LED可以指代封装LED、非封装LED、表面装配LED、板上芯片LED、T封装装配LED、径向封装LED、功率封装LED、包括某类包装和/或光学元件(例如，扩散透镜)的LED等。

术语“光源”应当理解为指代多种辐射源中的任何一个或者多个，多种辐射源包括但不限于：基于LED的源(包括如上文定义的一个或者多个LED)、白炽源(例如，白炽灯、卤素灯)、荧光源、磷光源、高强度放电源(例如，钠蒸汽、汞蒸气和金属卤素灯)、激光器、其他类型的电致发光源、火致发光源(例如，火焰)、烛致发光源(例如，气灯罩、碳电弧辐射源)、光致发光源(例如，气态放电源)、使用电子饱和的阴极发光源、电流发光源、晶体发光源、动致发光源、热致发光源、摩擦发光源、声致发光源、放射发光源和发光聚合物。

给定光源可以被配置成在可见光谱内或者在可见光谱外或者二者的组合生成电磁辐射。因此，这里可互换使用术语“光”和“辐射”。此外，光源可以包括一个或者多个滤波器(例如，滤色器)、透镜或者其他光学部件作为整体部件。还应当理解光源可以被配置用于包括但不限于指示、显示和/或照明的各种应用。“照明源”是特别配置成生成辐射的光源，该辐射具有用于有效照射内部或者外部空间的充分强度。在本文中，“充分强度”指代在空间或者环境中生成的用于提供环境照明(即，可以直接感知并且可以例如在被整体或者部分感知之前从多个居间表面中的一个或者多个反射的光)的在可见光谱中的充分辐射功率(单位“流明”常用来表示在辐射功率或者“发光通量”方面在所有方向上从光源的总光输出)。

术语“照明灯具”这里用来指代一个或者多个照明单元在特定形状因子、组件或者封装中的实施方式或者布置。术语“照明单元”这里用来指代包括相同或者不同类型的一个或者多个光源的装置。给定的照明单元可以具有多种用于一个或多个光源的装配布置、罩/壳布置和形状和/或电气和机械连接配置中的任一种。此外，给定的照明单元可选地可以与各种与一个或多个光源的操作有关的其他部件(例如，控制电路)关联(例如，包括耦合到这些部件和/或与这些部件一起封装)。“基于LED的照明单元”指代包括仅具有如上文讨论的一个或者多个基于LED的光源或者与其他非基于LED的光源组合的照明单元。“多通道”照明单元指代包括至少两个光源的基于LED或者非基于LED的照明单元，这些光源被配置成分别生成不同辐射光谱，其中每个不同源光谱可以称为多通道照明单元的“通道”。

术语“控制器”这里一般用来描述与一个或者多个光源的操作有关的各种装置。可以用多种方式(如，比如用专用硬件)实施控制器以执行这里讨论的各种功能。“处理器”是控制器的一个例子，该控制器运用可以使用软件(例如，微代码)来编程用于执行这里讨论的各种功能的一个或者多个微处理器。控制器可以运用或者不运用处理器来实施，并且也可以实施为用于执行一些功能的专用硬件与用于执行其他功能的处理器(例如，一个或者多个编程微处理器和关联电路)的组合。可以在本公开内容的各种实施例中运用的控制器部件的例子包括但不限于常规微处理器、专用集成电路(ASIC)和现场可编程门阵列(FPGA)。

在各种实施方式中，处理器和/或控制器可以与一个或者多个存储介质(这里通称为“存储器”，例如易失性和非易失性计算机存储器，比如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可编程只读储存器(PROM)、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除和可编程只读存储器(EEPROM)、通用串行总线(USB)驱动、软盘、紧致盘、光盘、磁带等)关联。在一些实施方式中，存储介质可以用一个或者多个程序编码，该程序在一个或者多个处理器和/或控制器上执行时至少执行这里讨论的功能中的一些功能。各种存储介质可以固定于处理器或者控制器内或者可以是可移植的，从而存储于其上的一个或者多个程序可以加载到处理器或者控制器中以便实施这里讨论的本发明的各种方面。术语“程序”或者“计算机程序”这里在通用意义上用来指代可以用来对一个或者多个处理器或者控制器编程的任何类型的计算机代码(例如，软件或者微代码)。

应当理解，预期下文更具体讨论的前述概念和附加概念的所有组合(假设这样的概念并非互不一致)作为这里公开的发明主题内容的部分。具体而言，预期在本公开内容中出现的要求保护的主题内容的所有组合作为这里公开的发明主题内容的部分。还应当理解，应当向在这里明确运用的、也可能在通过引用而结合的任何公开内容中出现的术语赋予与这里公开的特定概念最一致的含义。

附图说明

在附图中，相似参考标记一般指代所有不同图中的相同或者相似部分。此外，附图不一定按比例，代之以一般着重于图示本发明的原理。

图1是示出了根据一个代表实施例的调光器控制的固态照明系统的框图。

图2示出了根据一个代表实施例的调光器控制的固态照明系统的信号波形的采样迹线。

图3是示出了根据一个代表实施例的控制调光器控制的固态照明系统的过程的流程图。

图4是示出了根据一个代表实施例的图1的调光器控制的固态照明系统的定时和控制电路的框图。

图5是示出了根据一个代表实施例的图1的调光器控制的固态照明系统的定时和控制电路的电路图。

具体实施方式

在下文具体描述中，出于阐释而非限制的目的，阐述公开具体细节的代表实施例以便提供对本教导的透彻理解。然而，已经受益于本公开内容的本领域普通技术人员将清楚，脱离这里公开的具体细节的根据本教导的其他实施例仍然落在所附权利要求书的范围内。另外，可以省略对公知装置和方法的描述以免使得对代表实施例的描述难以理解。这样的方法和装置清楚地在本公开内容的范围和精神实质内。

图1是示出了根据一个代表实施例的调光器控制的固态照明系统的框图。参照图1，调光器系统100包括调光器110、功率转换器120以及定时和控制电路140。调光器系统100从市电105接收未整流电压并且基于调光器110的设置向SSL负载130供电。调光器系统100可以例如是两线或者三线电子低电压(ELV)调光器，比如可从Lutron Electronics有限公司获得的Lutron Diva DVELV-300调光器。SSL负载130可以例如是LED或者OLED照明单元或者照明系统。图1中所示各种部件可以布置于可以与所示分组不同的不同预封装配置中。例如，功率转换器120、定时和控制电路140以及SSL负载130可以一起封装于一个产品(比如可从Philips ColorKinetics(马萨诸塞州伯灵顿)获得的EssentialWhiteTM系列的基于LED的照明灯具之一)中。各种实施例可以包括调光器、照明系统和/或封装的任何类型，而未脱离本发明的范围。

调光器110通过热线102和中性线104从市电105所示电源接收未整流电压。一般而言，未整流电压是具有例如在约90VAC与约277VAC之间的电压值和对应基本上正弦波形的AC线电压信号。调光器110包括使调光级能够例如由用户人工或者自动由处理器或者其他设置选择系统可变选择的调节器(未示出)。在一个实施例中，调节器实现范围从SSL负载130的最大光级(即，如果未用调光器来操作)的约百分之零至百分之百的设置。此外，在各种实施例中，调光器110是相位斩波(或者相位切割)调光器，该调光器对输入电压波形的前沿或者后沿斩波，由此减少到达SSL负载130的功率量。出于阐释的目的，假设调光器110是后沿调光器，该调光器如例如图2的迹线(1)中所示切割未整流正弦波形的后沿的可变量，其中竖轴表示AC电压，水平轴表示时间，而T_N是每个波形的周期。

调光器110通过调光热线112和中性线114向功率转换器120提供调光未整流电压(例如，具有斩波波形)。功率转换器120可以包括例如于2007年8月14日向Lys授权的第7,256,554号美国专利中描述的结构和功能，该专利的主题通过引用结合于此。功率转换器120包括用于对未整流电压信号整流的电压整流器和例如响应于用于停止功率转换的高输入信号的关停开关。图2的迹线(2)示出了调光AC整流电压信号(例如，具有斩波波形)的例子。

功率转换器120可以由硬件、固件或者软件架构的任何组合构造，而未脱离本教导的范围。例如，在各种实施例中，功率转换器120可以实施为微处理器、ASIC、FPGA和/或微控制器，比如可从ST Microelectronics获得的L6562PFC控制器。当使用L6562PFC控制器时，例如可以在过零检测器(ZCD)管脚或者乘法器(MULT)管脚提供关停开关。

一般而言，在调光器110的接通时间(整流电压信号在零以上的时间)期间，功率转换器120响应于整流电压信号向SSL负载130传送电流。因此，最短调光器接通时间是通常确定最小光输出的时间。在各种实施例中，在调光器110的每个接通时间段期间初始地抑制电流传送(例如，持续约1.0ms至约2.5ms)。这可以通过在称为关停时段的初始抑制时间期间暂时关断或者去激活功率控制器120来实现。在无各种实施例的深度调光电路时，理想电流跟随调光器输出电压。在有深度调光电路时，向SSL负载130输入的电流在关停时段期间保持为零。当调光器110设置为高(轻度斩波波形)时，向SSL负载130输入的平均电流不由于关停时段而明显改变。当调光器110设置为低(重度斩波波形)时，平均电流有效变为零。

更具体而言，在一个实施例中，定时和控制电路140在输入线122上从功率转换器120接收调光整流电压，并且在控制线144上向功率转换器120输出功率控制信号。功率控制信号关停或者以别的方式暂时去激活功率转换器120，因此防止功率转换器120向SSL负载130提供功率持续预定关停时段，从而使SSL负载130能够在很低调光值工作。在各种实施例中，关停时段可以例如约为1.0ms至约为2.5ms，尽管关停时段可以如本领域技术人员将清楚的那样变化以针对任何具体情形提供独特益处或者满足各种实施方式的专用设计要求。

例如，参照图2，定时和控制电路140将迹线(2)所示调光AC整流电压转换成如迹线(3)所示对应DC电压信号(例如具有约5VDC的最大值)。定时和控制电路140然后将迹线(3)所示DC电压信号转换成如图2的迹线(4)所示功率控制定时信号，其中每个脉冲的时间段等效于关停时段。因而，由于在关停时段期间关停或者去激活功率转换器120，所以SSL负载130的控制所基于的所得调光AC整流电压如例如图2的迹线(5)所示具有在正弦波形的前沿出现的小斩波部分。因而，控制功率转换器120以向SSL负载130提供更少功率。

参照图3讨论定时和控制电路140的一般功能，该图是示出了根据一个代表实施例的控制调光器控制的固态照明系统的过程的流程图。

参照图3，定时和控制电路140在步骤310确定是否已经例如经由输入线122从功率转换器120接收整流电压信号。整流电压信号基于调光器110输出的未整流电压信号，并且通过斩波正弦波形表明SSL负载130的所需调光级。当未接收整流电压信号(S310：否)时，该过程返回到开始以继续校验。当接收整流电压信号(S310：是)时，在步骤S320轮询整流电压信号以检测波形的上升沿。例如，可以通过确定下文讨论的整流电压信号的“过零”来检测上升沿，该过零是整流电压信号从零电压电平离开(这表明上升沿的开始)的时间。

在一个实施例中，可以执行又一步骤(未示出)以在开始上升沿检测过程之前确定接收的整流电压是否实际上是调光整流电压(例如，具有后沿斩波波形)还是未调光整流电压(例如，具有完整正弦波形)。因此，将仅在调光整流电压信号的情况下实施关停时段。在一个实施例中，也可以对未整流电压信号(即，在整流器之前)执行对波形上升沿的检测，而未脱离本教导的范围。

在步骤S330确定是否已经检测到整流电压信号的上升沿。当尚未检测到它(S330：否)时，该过程返回到步骤S310以继续监视接收的整流电压信号。当已经检测到上升沿(S330：是)时，在步骤S340激活功率控制信号以关停或者去激活功率转换器120持续预定关停时段。在步骤S350，在关停时段已经过去之后，去激活功率控制信号，因此接通或者重新激活功率转换器210。在一个实施例中，功率控制信号可以如图2的迹线(4)中所示在持续关停时段的高电压电平(例如，5VDC)与低电压电平(例如，0VDC)之间转变。如上文讨论的那样，例如当使用L6562PFC控制器来实施功率转换器120时，可以在ZCD管脚输入功率控制信号，该信号使L6562PFC控制器响应于高电压电平“关断”而响应于低电压电平“接通”。更具体而言，高电压电平信号实际上激活晶体管，该晶体管下拉ZCD管脚以关停L6562PFC控制器，如下文参照图5讨论的。

图4是示出了根据一个代表实施例的图1的调光器控制的固态照明系统的定时和控制电路的框图。参照图4，所示代表实施例中的定时和控制电路140-1包括相位检测器450、处理单元460和开关470。相位检测器450例如从功率转换器120接收AC整流电压信号并且确定该信号的相位，以便识别整流电压信号波形的上升沿。例如，如上文讨论的那样，相位检测器450可以确定整流电压信号的“过零”，该过零表明整流电压信号的波形从零离开的时间。

处理单元460在已经检测到整流电压信号波形的上升沿时接收指示，并且作为响应，控制开关470向功率转换器120输出功率控制信号的适当电平(例如，高电平)持续预定关停时段。在一个实施例中，处理器单元可以包括处理器461和存储器462。处理器461被配置成执行一个或者多个逻辑或者数学算法(包括与存储器462结合通过这里描述的实施例的功率控制信号实现固态照明灯具(例如，SSL负载130)的深度调光)以及用于执行和/或控制SSL负载130的基本功能。处理器461可以由硬件、固件或者软件架构的任何组合构造，并且包括它自己的用于存储可执行软件/固件可执行代码的存储器(例如，非易失性存储器)，该代码允许它执行各种功能。备选地，可执行代码可以存储于下文讨论的存储器462内的指定存储器位置。在一个实施例中，处理器461可以例如是执行操作系统(比如可从Microsoft公司获得的Windows操作系统、可从Novell公司获得的NetWare操作系统或者可从Sun Microsystems公司获得的Unix操作系统)的中央处理单元(CPU)。操作系统也可以控制执行定时和控制电路140-1的其他程序的执行以及调光器110和功率转换器120。

存储器462可以是任何数目、类型和组合的非易失性只读存储器(ROM)和易失性随机存取存储器(RAM)，并且存储例如用于控制SSL负载130的调光功率以及调光器系统100的基本功能的各种类型的信息(比如处理器461(和/或其他部件)可执行的信号和/或计算机程序和软件算法)。存储器462可以包括任何数目、类型和组合的有形计算机可读存储介质(比如盘驱动、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除和可编程只读存储器(EEPROM)、CD、DVD、通用串行总线(USB)驱动等)。另外，存储器462可以存储与如上文讨论的各种类型的调光器110、功率转换器120和/或SSL负载130对应的预定关停时段。

可以使用软件控制的微处理器(例如，处理器461)、硬接线逻辑电路、固件或者其组合在物理上实施定时和控制电路140-1中所示各种“部分”。另外，尽管出于阐释的目的而在定时和控制电路140-1中在功能上分割部分，但是可以在任何物理实施方式中不同地组合它们。

图5是示出了根据一个代表实施例的图1的调光器控制的固态照明系统的定时和控制电路的电路图。参照图5，定时和控制电路140-2的功能部分地由微控制器560(例如可从Microchip Technology公司获得的比如PIC10F200、PIC10F220或者PIC10F222)实施。在所示实施方式中，如上文讨论的那样，微控制器560具有多个输入/输出(I/0)管脚或者节点，包括实现检测整流电压信号的上升沿的数字输入节点561和用于在关停时段期间(例如，在整流电压信号的每个波形的上升沿开始时)触发功率转换器120的关停开关的数字输出节点562。

更具体而言，有代表性的定时和控制电路140-2经由输入线122从功率转换器120接收整流电压信号。定时和控制电路140-2的相位(上升沿)检测器电路包括由用于减少电压的电阻器R551和R552、用于限制电流的高值电阻器R533以及用于最小化扰动的低值电容器555构成的欧姆分压器。例如，电阻器R551和R552可以各自具有约750Ω的值，电阻器R553可以具有约4.7MΩ的值，而电容器555可以具有约10pF的值，尽管具体值可以如本领域技术人员将清楚的那样变化以针对任何具体应用提供独特益处或者满足各种实施方式的专用设计要求。

相位检测器电路还包括微控制器560的内部电路，该内部电路包括二极管563和564(例如可以是微控制器560的内部保护二极管)。二极管563和564连接于电压源Vcc与接地之间。在图5中所示配置中，二极管563和564响应于整流电压信号的上升沿快速变成饱和，从而提供与整流电压信号波形(图2的迹线3示出了它们的例子图示)的非零电压电平(电压脉冲)基本上对应的明显数字信号。一般而言，例如使用仅具有约100μs延迟的图5的配置来检测后沿调光器中的波形的开始或者上升沿。

(例如，微控制器560的内部处理器)控制微控制器560的输出节点562以响应于检测到整流电压信号的每个上升沿输出高电压电平持续与关停时段对应的预定时间，否则输出低电压电平。图2的迹线4示出了在输出节点562的电压电平的例子图示。在该实施例中，数字输出节点562通过电阻器R571连接到晶体管575的栅极，从而在关停时段期间接通晶体管575，因此通过控制线144触发功率转换器120的关停开关。例如，当使用L6562PFC控制器来实施功率转换器120时，晶体管575可以被配置成在接通时拉低L6562PFC控制器的ZCD管脚或者MULT管脚，因此去激活功率转换器120。当然，各种实施例可以包括其中在关停时段期间关断晶体管575的配置，从而使功率转换器120去激活，而未脱离本教导的范围。

在一个实施例中，例如晶体管575可以是MOSFET而电阻器R571可以具有约200Ω的值。另外，晶体管575可以具有连接到控制线144的第一源极/漏极和连接到接地的第二源极/漏极。如配置的那样，响应于从输出节点562接收的第一电压电平(例如，高电压电平)接通晶体管575，而响应于从输出节点562接收的第二电压电平(例如，低电压电平)关断晶体管575。

一旦关停时段过去，设置输出节点562输出低电平，从而关断晶体管575，并因此去激活功率转换器120。因而，功率转换器120控制SSL负载130所依据的整流电压如例如图2的迹线(5)所示，除了与调光器110设置的所需调光量对应的斩波后沿之外，还具有与关停时段对应的斩波前沿。以这一方式，可以实现包括从全照明能力的约百分之九十下至约百分之零的调光的深度调光。

如上文所言，可以不使用微控制器(例如，使用ASIC、FPGA等)实施图1的定时和控制电路140的功能。例如，在其中定时和控制电路140包括标准门和比较器的一个实施例中，第一比较器比较经由输入线122接收的(欧姆分压)整流电压与理想为零的值。向用来产生高欧姆输入的AND门输入第一比较器的第一输出电压。向延迟电路中馈送AND门的输出电压，该延迟电路延迟AND门的输出电压的上升沿，但是不延迟下降沿。第二比较器比较延迟电路的输出电压与恒定参考电压，并且提供第二输出电压。可以在第一比较器和第二比较器中的每个比较器的反相输入与接地之间添加小电容器(例如，68pF)以获得更稳定操作并且减少扰动，并且可以在比较器输出包括上拉电阻器(例如，15kΩ)。

向XOR门分别馈送来自第一比较器和第二比较器的第一输出电压和第二输出电压，该XOR门的输出连接到控制线144以有选择地去激活功率控制器120持续关停时段，从而实现SSL负载130的深度调光。在该实施例中，XOR门的输出可以例如通过电阻器连接到MOSFET的栅极，从而在关停时段期间接通MOSFET，因此通过控制线144触发功率转换器120的关停开关。例如，当使用L6562PFC控制器来实施功率转换器120时，MOSFET可以被配置成在接通时拉低L6562PFC控制器的ZCD管脚或者MULT管脚，因此去激活功率转换器120。

尽管这里已经描述和图示多个发明实施例，但是本领域普通技术人员将容易设想用于执行这里描述的功能和/或获得这里描述的结果和/或者一个或者多个优点的多种其他装置和/或结构，并且每个这样的变化和/或修改视为在这里描述的发明实施例的范围内。

更一般而言，本领域技术人员将容易理解这里描述的所有参数、尺度、材料和配置旨在于示例并且实际参数、尺度、材料和/或配置将依赖于本发明教导所使用的具体应用。本领域技术人员将认识到或者能够仅使用例行实验来确立这里描述的具体发明实施例的诸多等效实施例。因此将理解仅通过例子呈现前述实施例并且在所附权利要求书及其等效含义的范围内可以用除了具体描述和要求保护的方式之外的方式实现发明实施例。本公开内容的发明实施例涉及这里描述的每个单个特征、系统、产品、材料、工具包和/或方法。此外，如果两个或者更多这样的特征、系统、产品、材料、工具包和/或方法并不互不一致，则在本公开内容的发明范围内包括这样的特征、系统、产品、材料、工具包和/或方法的任何组合。

如这里定义和使用的所有定义应当理解为支配词典定义、在通过引用而结合的文献中的定义和/或定义的术语的普通含义。

如这里在说明书中和在权利要求书中使用的不定冠词“一个/一种”除非另有明示则应当理解为意味着“至少一个/一种”。

如这里在说明书中和在权利要求书中使用的短语“和/或”应当理解为这样连结的要素中的“任一个或者两个要素”，即在一些情况下共同存在而在其他情况下分开存在的要素。应当以相同方式理解用“和/或”列举的多个要素，即这样连结的要素中的“一个或者多个要素”。可以可选地存在除了由“和/或”子句具体标识的要素之外的其他要素，无论是与具体标识的那些要素有关还是无关。

如这里在说明书中和在权利要求书中使用的短语“至少一个”在引用一个或者多个要素的列举时应当理解为意味着从要素列举中的任何一个或者多个要素中选择的至少一个要素，但是不一定包括在要素列表内具体列举的每一个要素中的至少一个要素，并且不排除要素列表中的要素的任何组合。这一定义也允许可以可选地存在除了在短语“至少一个”引用的要素列表内具体标识的要素之外的要素，无论是与具体标识的那些要素有关还是无关。因此，作为非限制例子，“A和B中的至少一个”(或者等效为“A或者B中的至少一个”或者等效为“A和/或B中的至少一个”)可以在一个实施例中指代至少一个(可选地包括多个)A而无B存在(并且可选地包括除了B之外的要素)；在另一实施例中指代至少一个(可选地包括多个)B而无A存在(并且可选地包括除了A之外的要素)；在又一实施例中指代至少一个(可选地包括多个)A和至少一个(可选地包括多个)B(并且可选地包括其他要素)；等等。

也应当理解，除非另有明示，在这里要求保护的包括多个步骤或者动作的任何方法中，方法步骤或者动作的顺序不一定限于记载方法步骤或者动作的顺序。

在权利要求书中的括号之间出现的任何参考标号或者其他字符仅为了便利而加以提供，而并非旨在于以任何方式限制权利要求书。

Claims (20)

1.一种用于通过功率转换器实现固态照明单元的深度调光的设备，所述设备包括：

相位检测器，配置成接收电压信号并且检测所述电压信号的波形的上升沿；

处理单元，配置成响应于每个检测到的上升沿启动预定关停时段；以及

开关，配置成提供在所述关停时段期间去激活所述功率转换器的控制信号，从而防止所述功率转换器在所述关停时段期间向所述固态光单元提供功率。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述关停时段的范围为近似1.0ms至近似2.5ms。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述电压信号包括由所述相位检测器从所述功率转换器接收的整流电压信号，所述整流电压信号具有表明所选调光量的斩波波形。

4.根据权利要求3所述的设备，其中所述斩波波形包括后沿斩波波形。

5.根据权利要求3所述的设备，其中所述斩波波形包括前沿斩波波形。

6.根据权利要求1所述的设备，其中所述处理单元在每个波形的开始部分期间启动所述关停时段。

7.根据权利要求1所述的设备，其中所述相位检测器包括：

第一二极管，连接于输入节点与高电压源之间；以及

第二二极管，连接于所述输入节点与接地之间，

其中响应于所述相位检测器接收所述整流电压信号的所述波形的所述上升沿，所述第一二极管和第二二极管变成饱和。

8.根据权利要求7所述的设备，其中所述相位检测器还包括：

欧姆分压器，配置成减少所述整流电压信号的电压电平；以及

电阻器，配置成减少至所述输入节点的电流。

9.根据权利要求1所述的设备，其中所述开关包括晶体管，所述晶体管具有连接到所述处理器的输出的栅极、连接到所述功率转换器的关停开关的第一源极/漏极和连接到接地的第二源极/漏极。

10.根据权利要求9所述的设备，其中所述晶体管的所述栅极在所述关停时段期间从所述处理器接收第一电压电平信号，所述第一电压电平信号经由所述关停开关接通所述晶体管并且去激活所述功率转换器。

11.一种由定时和控制电路实施的方法，用于通过功率转换器实现固态照明单元的深度调光，所述方法包括：

接收整流电压信号；

检测所述整流电压信号的波形的上升沿；以及

响应于检测到每个检测到的上升沿去激活所述功率转换器持续预定关停时段，以防止所述功率转换器在所述关停时段期间向所述固态光单元提供功率。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述关停时段的范围为近似1.0ms至近似2.5ms。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述整流电压信号包括表明所选调光量的斩波波形。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述斩波波形包括后沿斩波波形。

15.根据权利要求13所述的方法，其中所述斩波波形包括前沿斩波波形。

16.根据权利要求11所述的方法，其中去激活所述功率转换器持续所述预定关停时段出现于每个波形的开始部分期间。

17.根据权利要求11所述的方法，其中检测所述整流电压信号的波形的上升沿包括响应于接收所述整流电压信号的所述波形的所述上升沿使至少一个二极管饱和。

18.一种用于存储可由计算机处理器执行的程序的计算机可读介质，用于通过功率转换器实现固态照明单元的深度调光，所述计算机可读介质包括：

检测代码段，用于检测接收的整流电压信号的波形的上升沿；以及

去激活代码段，用于响应于每个检测到的上升沿而提供信号以去激活所述功率转换器持续预定关停时段，从而防止所述功率转换器在所述关停时段期间向所述固态光单元提供功率。

19.根据权利要求18所述的计算机可读介质，其中所述整流电压信号包括表明所选调光量的斩波波形。

20.根据权利要求19所述的计算机可读介质，其中在每个波形的开始部分期间去激活所述功率转换器持续所述预定关停时段。

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