一种调光器、调光系统和调光方法
技术领域
本发明涉及照明领域,尤其是涉及一种调光器、调光系统和调光方法。
背景技术
在照明领域,很多情况下都需要根据调光信号对光源的亮度进行调节。而调光器就是一种用来输出能够改变光源的光通量、调节照度水平的调光信号的照明配件。
图1为一种常见的调光系统,该调光系统包括调光器、交流电压以及光源驱动器,该调光器包括双向晶闸管S1,以及由双向触发二极管D1、可调电阻R1和电容C1构成的触发电路。该调光器的工作原理为:电容C1通过可调电阻R1充电,当电容C1上的电压上升到双向触发二极管D1的导通门槛电压时,双向触发二极管D1被触发导通,从而双向晶闸管S1被触发导通。并且,通过可调电阻R1阻值的变化可以引起电容C1的充电速度的变化,而该充电速度的变化引起双向触发二极管D1导通角的变化,体现在调光器的输出电压V1上,则形成例如图2所示的前沿式斩波电压。该前沿式斩波电压输出给后级用于驱动光源的光源驱动器,从而光源驱动器根据前沿式斩波电压的斩波角对光源的亮度进行调节。
然而,目前并没有一种能够输出半波形式的调光信号的调光器。其次,由于图1中的调光器输出前沿式斩波电压形式的调光信号,而当后级的光源驱动器为容性负载时,会对图1中的调光器中的电容C1的电容值产生影响,从而影响了前沿式斩波电压的斩波角,导致图1中的调光器输出的调光信号的准确度降低。此外,图1中的调光器中由于双向晶闸管S1具有最小维持电流的限制,需要添加阻抗匹配电路消除该最小维持电流的限制,从而使得调光器的结构变得更加复杂,增加了成本。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种调光器、一种调光系统和调光方法,以实现能够输出半波形式的调光信号,使得后级的光源驱动器能够根据半波形式的调光信号对光源的亮度进行调节,其次,即使后级的光源驱动器为容性负载也不会对调光信号的准确度造成影响,并且不需要添加额外的附加电路以避免调光器结构更加复杂。
为此,本发明解决技术问题的技术方案是:
本发明提供了一种调光器,所述调光器串联在交流电源和光源驱动器之间,所述调光器包括第一支路和第二支路;所述第一支路和第二支路并联,所述第一支路包括第一开关,所述第二支路包括第一单向整流器。
其中,所述调光器处于调光状态时,所述第一开关断开且所述调光器输出第一半波信号。
优选地,所述第一支路还包括与所述第一开关串联的第二单向整流器;所述第二单向整流器与所述第一单向整流器的电流导通方向相反。
优选地,所述调光器还包括第三支路和第四支路;所述第三支路与第四支路并联后与所述第一支路和第二支路的并联电路串联;所述第三支路包括第二开关,所述第四支路包括第三单向整流器;所述第三单向整流器与所述第一单向整流器的电流导通方向相反。
其中,所述调光器处于调光状态时,所述第一开关和所述第二开关中的一个开关断开,另一个开关闭合;所述第一开关断开且第二开关闭合时,所述调光器输出第一半波信号;所述第二开关断开且第一开关闭合时,所述调光器输出第二半波信号;所述第一半波信号与所述第二半波信号的极性方向相反。
优选地,所述第一开关为第一MOS管;所述第一单向整流器为所述第一MOS管的寄生二极管;所述第二开关为第二MOS管;所述第三单向整流器为所述第二MOS管的寄生二极管;所述第一MOS管断开时第一MOS管的寄生二极管的电流导通方向与所述第二MOS管断开时第二MOS管的寄生二极管的电流导通方向相反。
优选地,所述第一支路还包括与所述第一开关串联的第四单向整流器;所述第二支路还包括与所述第一单向整流器串联的第三开关;所述第四单向整流器与所述第一单向整流器的电流导通方向相反。
其中,所述调光器处于调光状态时,所述第一开关和所述第三开关中的一个开关断开,另一个开关闭合;所述第一开关断开且第三开关闭合时,所述调光器输出第一半波信号;所述第三开关断开且第一开关闭合时,所述调光器输出第二半波信号,所述第一半波信号与所述第二半波信号的极性方向相反。
优选地,所述第一开关为机械开关、继电器或双向晶闸管中的任意一种;所述第二开关为机械开关、继电器或双向晶闸管中的任意一种;所述第三开关为机械开关、继电器或双向晶闸管中的任意一种。
优选地,所述第一开关、第二开关或第三开关为单向开关。
所述第一开关为单向开关时,所述第一开关导通时流过第一开关的电流方向与所述第一单向整流器的电流导通方向相反;所述第二开关为单向开关时,所述第二开关导通时流过第二开关的电流方向与所述第三单向整流器的电流导通方向相反;所述第三开关为单向开关时,所述第三开关导通时流过第三开关的电流方向与所述第四单向整流器的电流导通方向相反。
优选地,所述第一单向整流器为二极管、处于饱和状态的三极管、处于饱和状态的I GBT或处于导通状态的单向晶闸管中的任意一种。
所述第二单向整流器为二极管、处于饱和状态的三极管、处于饱和状态的I GBT或处于导通状态的单向晶闸管中的任意一种。
所述第三单向整流器为二极管、处于饱和状态的三极管、处于饱和状态的I GBT或处于导通状态的单向晶闸管中的任意一种。
所述第四单向整流器为二极管、处于饱和状态的三极管、处于饱和状态的I GBT或处于导通状态的单向晶闸管中的任意一种。
本发明还提供了一种调光系统,所述系统包括:交流电源、调光器和光源驱动电路。
所述交流电源用于向所述调光器发送交流信号。
所述调光器包括第一支路和第二支路,所述第一支路和第二支路并联,所述第一支路包括第一开关,所述第二支路包括第一单向整流器;其中,所述调光器处于调光状态时,所述第一开关断开且所述调光器输出第一半波信号。
所述光源驱动器用于根据处于调光状态的调光器输出的第一半波信号对光源驱动器的输出电流进行调节。
优选地,所述调光器的第一支路还包括与所述第一开关串联的第二单向整流器;所述第二单向整流器与所述第一单向整流器的电流导通方向相反。
优选地,所述调光系统还包括控制单元;所述控制单元用于向所述调光器发送第一控制信号;所述第一控制信号控制所述调光器的第一开关断开调节时间后闭合。
优选地,所述调光器还包括第三支路和第四支路。
所述第三支路与第四支路并联后与所述第一支路和第二支路的并联电路串联。
所述第三支路包括第二开关,所述第四支路包括第三单向整流器。
所述第三单向整流器与所述第一单向整流器的电流导通方向相反。
其中,所述调光器处于调光状态时,所述第一开关和所述第二开关中的一个开关断开,另一个开关闭合。
所述第一开关断开时,所述调光器输出第一半波信号包括:所述第一开关断开且第二开关闭合时,所述调光器输出第一半波信号。
其中,所述第二开关断开且第一开关闭合时,所述调光器输出第二半波信号;所述第一半波信号与所述第二半波信号的极性方向相反。
所述光源驱动器用于根据处于调光状态的调光器输出的第一半波信号对光源驱动器的输出电流进行调节包括:所述光源驱动器用于根据处于调光状态的调光器输出的第一半波信号和/或第二半波信号对光源驱动器的输出电流进行调节。
优选地,所述第一支路还包括与所述第一开关串联的第四单向整流器。
所述第二支路还包括与所述第一单向整流器串联的第三开关。
所述第四单向整流器与所述第一单向整流器的电流导通方向相反。
其中,所述调光器处于调光状态时,所述第一开关和所述第三开关中的一个开关断开,另一个开关闭合。
所述第一开关断开时,所述调光器输出第一半波信号包括:所述第一开关断开且第三开关闭合时,所述调光器输出第一半波信号。
其中,所述第三开关断开且第一开关闭合时,所述调光器输出第二半波信号,所述第一半波信号与所述第二半波信号的极性方向相反。
所述光源驱动器用于根据处于调光状态的调光器输出的第一半波信号对光源驱动器的输出电流进行调节包括:所述光源驱动器用于根据处于调光状态的调光器输出的第一半波信号和/或第二半波信号对光源驱动器的输出电流进行调节。
优选地,其特征在于,所述调光系统还包括控制单元;所述控制单元用于向所述调光器发送第一控制信号或第二控制信号。
所述第一控制信号控制所述调光器的第一开关断开、并且所述第二开关或第三开关闭合调节时间后,控制所述第一开关闭合,并且第二开关或第三开关闭合。
所述第二控制信号控制所述调光器的第一开关闭合、并且所述第二开关或第三开关断开调节时间后,控制所述第一开关闭合,并且第二开关或第三开关闭合。
本发明还提供了一种调光方法,所述调光方法包括:
光源驱动器接收处于调光状态的调光器输出的第一半波信号;
根据接收到的第一半波信号对所述光源驱动器的输出电流进行调节;
其中,所述调光器包括第一支路和第二支路,所述第一支路和第二支路并联,所述第一支路包括第一开关,所述第二支路包括第一单向整流器;其中,所述调光器处于调光状态时,所述第一开关断开且调光器输出第一半波信号。
优选地,所述方法还包括:
光源驱动器接收处于调光状态的调光器输出的第二半波信号;
则所述根据接收到的第一半波信号对所述光源驱动器的输出电流进行调节包括:根据接收到的第一半波信号和/或第二半波信号对所述光源驱动器的输出电流进行调节。
其中,所述调光器还包括第三支路和第四支路,所述第三支路与第四支路并联后与所述第一支路和第二支路的并联电路串联;所述第三支路包括第二开关,所述第四支路包括第三单向整流器;所述第三单向整流器与所述第一单向整流器的电流导通方向相反。
所述第一开关断开时,所述调光器输出第一半波信号包括:所述第一开关断开且第二开关闭合时,所述调光器输出第一半波信号;其中,所述第二开关断开且第一开关闭合时,所述调光器输出第二半波信号;所述第一半波信号与所述第二半波信号的极性方向相反。
优选地,所述方法还包括:
光源驱动器接收处于调光状态的调光器输出的第二半波信号;
则所述根据接收到的第一半波信号对所述光源驱动器的输出电流进行调节包括:根据接收到的第一半波信号和/或第二半波信号对所述光源驱动器的输出电流进行调节。
其中,所述调光器的所述第一支路还包括与所述第一开关串联的第四单向整流器;所述调光器的所述第二支路还包括与所述第一单向整流器串联的第三开关。
所述第四单向整流器与所述第一单向整流器的电流导通方向相反。
其中,所述调光器处于调光状态时,所述第一开关和所述第三开关中的一个开关断开,另一个开关闭合;所述第一开关断开且第三开关闭合时,所述调光器输出第一半波信号;所述第三开关断开且第一开关闭合时,所述调光器输出第二半波信号,所述第一半波信号与所述第二半波信号的极性方向相反。
由上述技术方案可以看出,调光器的第一开关导通时,调光器输出交流信号,此时光源驱动器不进行调光,调光器的第一开关断开时,调光器处于调光状态,此时调光器的单向整流器将交流信号单向导通成半波信号,即半波形式的调光信号,从而实现了能够输出半波形式的调光信号的调光器,并且后级光源驱动器根据半波形式的调光信号调节光源亮度。此外,本发明中的调光器使用的器件为开关和单向整流器,因此即使后级光源驱动器为容性负载,也不会对调光器发出的调光信号的准确性造成影响,并且不需要额外添加阻抗匹配电路,具有结构简单、成本低的优点。
附图说明
图1为现有技术的调光系统;
图2为前沿式斩波信号示意图;
图3为本发明提供的调光器的具体实施例的结构示意图;
图4为本发明提供的调光系统的具体实施例的结构示意图;
图5为只通过正半周信号的波形示意图;
图6为只通过负半周信号的波形示意图;
图7为本发明提供的调光系统的另一具体实施例的结构示意图;
图8为本发明提供的调光器的另一具体实施例的结构示意图;
图9为本发明提供的调光系统的另一具体实施例的结构示意图;
图10为本发明提供的调光系统的另一具体实施例的结构示意图;
图11为本发明提供的调光器的另一具体实施例的结构示意图;
图12为本发明提供的调光系统的另一具体实施例的结构示意图;
图13为本发明提供的调光方法的具体实施例的流程示意图;
图14为本发明提供的调光器的另一具体实施例的结构示意图;
图15为本发明提供的调光系统的另一具体实施例的结构示意图;
图16为本发明提供的调光系统的另一具体实施例的结构示意图;
图17为本发明提供的调光器的另一具体实施例的结构示意图;
图18为本发明提供的调光系统的另一具体实施例的结构示意图;
图19为本发明提供的调光器的另一具体实施例的结构示意图;
图20为本发明提供的调光系统的另一具体实施例的结构示意图;
图21为本发明提供的调光系统的另一具体实施例的结构示意图;
图22为本发明提供的调光方法的另一具体实施例的流程示意图;
图23为第一开关为N型IGBT时的调光器的结构示意图;
图24为第一开关为P型IGBT时的调光器的结构示意图;
图25为第一开关为NPN型三极管时的调光器的结构示意图;
图26为第一开关为PNP型三极管时的调光器的结构示意图;
图27为第一开关为单向晶闸管时的调光器的结构示意图;
图28为第一开关为双向晶闸管时的调光器的结构示意图;
图29为第一开关为继电器时的调光器的结构示意图;
图30为二极管为N型IGBT时的调光器的结构示意图;
图31为二极管为P型IGBT时的调光器的结构示意图;
图32为二极管为NPN型三极管时的调光器的结构示意图;
图33为二极管为PNP型三极管时的调光器的结构示意图;
图34为二极管为单向晶闸管时的调光器的结构示意图。
具体实施方式
实施例一
请参阅图3,本发明提供了一种调光器的具体实施例,该实施例中,调光器串联在交流电源和光源驱动器之间,所述调光器包括第一支路和第二支路;所述第一支路和第二支路并联,所述第一支路包括第一开关S1,所述第二支路包括二极管D1。
其中,所述调光器处于调光状态时,所述第一开关S1断开,且所述调光器输出第一半波信号。
在图3所示的实施例中,二极管D1也可以为任意一种单向整流器,例如,二极管D1可以为处于饱和状态的三极管、处于饱和状态的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)或者处于导通状态的单向晶闸管中的任意一种。
第一开关S1也可以为任意一种具有开关导通特性的器件,例如,第一开关S1可以为机械开关、双向晶闸管、继电器或者单向开关中的任意一种。其中,当第一开关S 1为机械开关时,优选的为常闭开关,触发该常闭开关会使其处于断开状态,调光器处于调光状态。单向开关为具有单向导通性质的开关器件,例如,三极管、IGBT、单向晶闸管等。当第一开关为单向开关时,第一开关导通时流过第一开关S1的电流方向与二极管D1的电流导通方向相反。
本申请的调光器通过输出半波形式的调光信号,并且后级光源驱动器根据半波形式的调光信号调节光源亮度。调光器使用的器件为开关和单向整流器,因此即使后级光源驱动器为容性负载,也不会对调光器发出的调光信号的准确性造成影响,并且不需要额外添加阻抗匹配电路,具有结构简单、成本低的优点。同时,相比于现有的ON-OFF调光方式,在接收调光信号时光源驱动器会出现输出电流为零情况,本申请的调光器在输出调光信号的时间内,光源驱动器仍然能够接收到交流电源供给的能量,因此,光源驱动器仍然可以正常工作,也就是说,光源驱动器在调光器输出调光信号的时间段内不会出现输出电流为零的情况。
下面介绍两种使用图3所示的调光器的调光系统。
实施例二
图4为本发明提供的一种调光系统的具体实施例,该调光系统包括交流电源401、光源驱动器402以及图3所示的实施例中提供的调光器403。调光器403串联在交流电源401与光源驱动器402之间。
交流电源401向调光器403输出交流信号。
调光器403包括第一支路和第二支路;所述第一支路和第二支路并联,所述第一支路包括第一开关S1,所述第二支路包括二极管D1。调光器403处于调光状态时,第一开关S1断开,并且调光器403输出第一半波信号。二极管D1使得流过二极管D1的电流方向由交流电源401向光源驱动器402单向导通。
光源驱动器402用于根据处于调光状态的调光器403输出的第一半波信号对光源驱动器的输出电流进行调节。通过对光源驱动器的输出电流的调节实现了对光源的亮度的调节。
在该实施例中,当第一开关S1闭合时,二极管D1被短路,调光器403相当于导线的作用,调光器403输出信号即为交流电源输出的交流信号。由于二极管D1的正极与交流电源相连,二极管D1的负极与光源驱动器相连,因此当第一开关S1断开时,二极管D1使得流过二极管D1的电流方向由交流电源401向光源驱动器402单向导通,此时调光器的输出信号为交流电源的交流信号中正半周信号,即第一半波信号。请参阅图5,当交流电源输出的交流信号为正弦波时,该实施例中调光器403的第一开关S1处于断开状态时,调光器403输出的第一半波信号V1的波形图为正弦波中的正半周信号。
在该实施例中,二极管D1使得流过二极管D1的电流方向由交流电源401向光源驱动器402单向导通,在其它实施例中,二极管D1也可以使得流过二极管D1的电流方向由光源驱动器402向交流电源401单向导通,此时二极管D1的正极与光源驱动器402相连,负极与交流电源401相连,并且此时第一半波信号为交流电源的交流信号中负半周信号,当交流电源的交流信号为正弦波信号时,调光器403输出的第一半波信号V1的波形图如图6所示。
在该实施例中,当第一开关S1为机械开关时,可以手动使得调光器403的第一开关S1断开,从而调光器403处于调光状态。下面的实施例介绍了一种通过控制单元,以使得调光器处于调光状态的调光系统。
实施例三
图7为本发明提供的一种调光系统的具体实施例,该调光系统包括交流电源701、光源驱动器702、图3所示的实施例中提供的调光器703以及控制单元704。调光器703串联在交流电源701与光源驱动器702之间。
交流电源701向调光器703输出交流信号。
调光器703包括第一支路和第二支路;所述第一支路和第二支路并联,所述第一支路包括第一开关S1,所述第二支路包括二极管D1。调光器703处于调光状态时,第一开关S1断开,并且调光器703输出第一半波信号。二极管D1使得流过二极管D1的电流方向由交流电源701向光源驱动器702单向导通。
控制单元704用于向所述调光器703发送第一控制信号,所述第一控制信号控制所述调光器703的第一开关S1断开调节时间后闭合。
光源驱动器702用于根据处于调光状态的调光器703输出的第一半波信号对光源驱动器的输出电流进行调节。通过对光源驱动器的输出电流的调节实现了对光源的亮度的调节。
在其它实施例中,二极管D1也可以使得流过二极管D1的电流方向由光源驱动器702向交流电源701单向导通,此时二极管D1的正极与光源驱动器702相连,负极与交流电源701相连,并且此时第一半波信号为交流电源的交流信号中负半周信号。
可以看出,该实施例中,通过增加控制单元使得调光器处于调光状态调节时间,此时调光器输出第一半波信号,光源驱动器根据第一半波信号进行调光。
本申请中所述的调节时间决定输出的第一半波信号的属性,例如,当调节时间变长时,调光器输出的第一半波信号的个数就会变多,第一半波信号的持续时间会变长,后级的光源驱动器根据第一半波信号的不同属性,控制器输出电流的大小;同理,当调光器中的第一开关S1为机械开关时,通过手动的方式改变第一开关S1的断开时间,从而改变调光器处于调光状态的时间,进而改变调光器输出第一半波信号的属性,通过光源驱动器改变输出电流的大小。
可以看出,图3所示的调光器处于调光状态时输出第一半波信号,下面分别介绍另外两种能够输出第一半波信号的调光器及其对应的调光系统。
实施例四
请参阅图8,本发明还提供了一种调光器的具体实施例,该实施例中,调光器串联在交流电源和光源驱动器之间,所述调光器包括第一支路和第二支路;所述第一支路和第二支路并联,所述第一支路包括第一开关S1和二极管D2,所述第二支路包括二极管D1。第一开关S1和二极管D2串联。二极管D1和二极管D2的电流导通方向相反。
其中,所述调光器处于调光状态时,所述第一开关S1断开,且所述调光器输出第一半波信号。
在图8所示的实施例中,二极管D1和D2均可以为任意一种单向整流器,例如,二极管D1、二极管D2均可以为处于饱和状态的三极管、处于饱和状态的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)或者处于导通状态的单向晶闸管中的任意一种。
第一开关S1也可以为任意一种具有开关导通特性的器件,例如,第一开关S1可以为机械开关、双向晶闸管、继电器或者单向开关中的任意一种。其中,当第一开关S1为机械开关时,优选的为常闭开关,触发该常闭开关会使其处于断开状态,调光器处于调光状态。单向开关为具有单向导通性质的开关器件,例如,三极管、IGBT、单向晶闸管等。当第一开关为单向开关时,第一开关导通时流过第一开关S1的电流方向与二极管D1导通时的电流方向相反,也即第一开关导通时流过第一开关S1的电流方向与二极管D2导通时的电流方向相同。
下面介绍两种使用图8所示的调光器的调光系统。
实施例五
图9为本发明提供的一种调光系统的具体实施例,该调光系统包括交流电源901、光源驱动器902以及图8所示的实施例中提供的调光器903。调光器903串联在交流电源901与光源驱动器902之间。
交流电源901向调光器903输出交流信号。
调光器903包括第一支路和第二支路;所述第一支路和第二支路并联,所述第一支路包括第一开关S1和二极管D2,所述第二支路包括二极管D1。其中,二极管D2与第一开关S1串联。二极管D1使得流过二极管D1的电流方向由交流电源901向光源驱动器902单向导通。二极管D1和二极管D2导通时的电流方向相反。
调光器903处于调光状态时,第一开关S1断开且调光器903输出第一半波信号。
光源驱动器902用于根据处于调光状态的调光器903输出的第一半波信号对光源驱动器的输出电流进行调节。通过对光源驱动器的输出电流的调节实现了对光源的亮度的调节。
在该实施例中,当第一开关S1闭合时,二极管D1和二极管D2均导通,再加上二极管D1正极与交流电源相连,二极管D1的负极与光源驱动器相连,二极管D2负极与交流电源相连,二极管D2的正极与光源驱动器相连,因此交流电源的输出信号为正半周交流信号时,该正半周交流信号通过二极管D1输出,当交流电源的输出信号为负半周交流信号时,该负半周交流信号通过二极管D2输出,因此调光器903输出信号即为交流电源输出的交流信号。当第一开关S1断开时,二极管D1使得流过二极管D1的电流由交流电源901向光源驱动器902单向导通,此时调光器的输出信号为交流电源的交流信号中正半周信号,即第一半波信号。
在该实施例中,二极管D1使得流过二极管D1的电流方向由交流电源901向光源驱动器902单向导通,在其它实施例中,二极管D1也可以使得流过二极管D1的电流方向由光源驱动器902向交流电源901单向导通,此时二极管D2使得流过二极管D2的电流方向由交流电源向光源驱动器单向导通,并且此时第一半波信号为交流电源输出的交流信号中的负半周信号。
在该实施例中,当第一开关S1为机械开关时,可以手动使得调光器903的第一开关S1断开,从而调光器903处于调光状态。下面的实施例介绍了一种通过控制单元,以使得调光器处于调光状态的调光系统。
实施例六
图10为本发明提供的一种调光系统的具体实施例,该调光系统包括交流电源1001、光源驱动器1002、图8所示的实施例中提供的调光器1003以及控制单元1004。调光器1003串联在交流电源1001与光源驱动器1002之间。
交流电源1001向调光器1003输出交流信号。
调光器1003包括第一支路和第二支路;所述第一支路和第二支路并联,所述第一支路包括第一开关S1和二极管D2,所述第二支路包括二极管D1。其中,二极管D2与第一开关S1串联。二极管D1使得流过二极管D1的电流方向由交流电源1001向光源驱动器1002单向导通。二极管D1和二极管D2的电流导通方向相反。
调光器1003处于调光状态时,第一开关S1断开且调光器1003输出第一半波信号。
控制单元1004用于向调光器1003发送第一控制信号,所述第一控制信号控制所述调光器的第一开关S1断开调节时间后闭合。
光源驱动器1002用于根据处于调光状态的调光器1003输出的第一半波信号对光源驱动器的输出电流进行调节。通过对光源驱动器的输出电流的调节实现了对光源的亮度的调节。
在其它实施例中,二极管D1也可以使得流过二极管D1的电流方向由光源驱动器1002向交流电源1001单向导通,此时二极管D2使得流过二极管D2的电流方向由交流电源向光源驱动器单向导通,并且此时第一半波信号为交流电源输出的交流信号中的负半周信号。
可以看出,该实施例中,通过增加控制单元使得调光器处于调光状态调节时间,此时调光器输出第一半波信号,光源驱动器根据第一半波信号进行调光。
实施例七
请参阅图11,本发明还提供了一种调光器,该调光器包括漏源极之间存在寄生二极管的NMOS管Q1,所述NMOS管Q1通过源、漏极串联在交流电源和光源驱动器之间。
调光器处于调光状态时,所述NMOS管Q1的源极和漏极之间断开,且调光器输出第一半波信号。这里,通过控制该NMOS管Q1的栅极使得NMOS管Q1的源、漏极之间导通或断开。
其中,当NMOS管Q1的源、漏极之间断开时,由于NMOS管Q1存在寄生二极管的作用,使得NMOS管Q1能够对交流电源的交流信号实现单向整流,从而使得调光器输出第一半波信号。
该实施例中的NMOS管也可以用PMOS管代替,则PMOS管的源、漏极串联在交流电源和光源驱动器之间。
下面介绍一种使用图11所示的调光器的调光系统。
实施例八
图12为本发明提供的一种调光系统的具体实施例,该调光系统包括交流电源1201、光源驱动器1202、图11所示的实施例中提供的调光器1203以及控制单元1204。调光器1203串联在交流电源1201与光源驱动器1202之间。
交流电源1201向调光器1203输出交流信号。
调光器1203包括NMOS管Q1,Q1的源极与交流电源1201相连,漏极与光源驱动器1202相连,栅极与控制单元1204相连。
控制NMOS管Q1的栅极电压使得NMOS管Q1的源极和漏极之间断开时,调光器1203处于调光状态,调光器1203输出第一半波信号。
控制单元1204用于向NMOS管发送第一控制信号。所述第一控制信号通过控制NMOS管Q1的栅极电压从而控制NMOS管的漏极和源极之间断开调节时间后闭合。
光源驱动器1202用于根据处于调光状态的调光器1203输出的第一半波信号对光源驱动器的输出电流进行调节。
当控制单元1204控制NMOS管Q1的栅极电压使得栅源极电压不小于NMOS管的导通门槛电压时,NMOS管Q1的源极和漏极导通,此时调光器的输出信号即为交流电源输出的交流信号。当控制单元1204控制NMOS管Q1的栅极电压使得栅源极电压小于NMOS管的导通门槛电压时,NMOS管Q1的源极和漏极断开,由于NMOS管Q1存在寄生二极管的作用,此时NMOS管Q1使得交流电压输出的交流信号的正半周信号通过NMOS管Q1,因此NMOS管Q1的输出信号为交流电源的交流信号的正半周信号,即第一半波信号。
在其它实施例中,NMOS管可以用PMOS管代替。
在该实施例中,NMOS管Q1的源极与交流电源相连,漏极与光源驱动器相连,在其它实施例中,也可以使得NMOS管Q1的源极与光源驱动器相连,漏极与交流电源相连,此时NMOS管Q1源极和漏极断开,调光器的输出信号为交流电源的交流信号的负半周信号。
实施例九
请参阅图13,本发明还提供了一种调光方法,包括:
S1301:光源驱动器接收处于调光状态的调光器输出的第一半波信号。
S1302:光源驱动器根据接收到的第一半波信号对所述光源驱动器的输出电流进行调节。
其中,S1301中的调光器可以为图3、图8以及图11所示的任意一种调光器。该调光方法可以用于图4、图7、图9、图10以及图12所示的任意一种调光系统。下面举例说明S1302中光源驱动器根据接收到的第一半波信号对所述光源驱动器的输出电流进行调节的具体调节方式。
S1302中光源驱动器根据第一半波信号对光源驱动器的输出电流进行调节具体可以为:光源驱动器根据第一半波信号的信号属性将所述光源驱动器的输出电流调节成与所述第一半波信号的信号属性对应的电流值、光源驱动器根据第一半波信号的信号属性使得所述光源驱动器的输出电流变化量为与所述第一半波信号的信号属性对应的电流值、光源驱动器根据第一半波信号的次数将所述光源驱动器的输出电流调节成与所述第一半波信号的次数对应的电流值、光源驱动器根据第一半波信号的次数使得所述光源驱动器的输出电流变化量为与所述第一半波信号的次数对应的电流值以及光源驱动器根据第一半波信号的次数属性将所述光源驱动器的输出电流调节成与所述第一半波信号的次数属性对应的电流值、光源驱动器根据第一半波信号的次数属性使得所述光源驱动器的输出电流变化量为与所述第一半波信号的次数属性对应的电流值以及几种调节方式中的任意一种方式。
这里,半波信号是指交流信号经半波整流后的信号,一个半波信号为一个交流信号周期内经半波整流后的信号。信号属性为表征半波信号特征的属性。例如,信号属性可以为半波信号的个数、半波信号的个数所在的区间、半波信号持续的时间以及半波信号持续的时间所在的区间中任意一种。次数属性可以为次数的奇偶性、次数的区间等。其中,半波信号的个数可以通过检测半波信号中非零电压(或半波电压)的个数,也可以通过检测零电压的个数,而得到半波信号的个数。
下面分别举例对这几种调节方式进行说明:
例如,当信号属性为半波的个数时,光源驱动器根据第一半波信号的信号属性对光源驱动器的输出电流进行调节具体为:预设不同的半波信号的个数对应不同的光源驱动器输出电流,例如6个半波信号对应12mA的光源驱动器输出电流,7个半波信号对应11mA的光源驱动器输出电流,8个半波信号对应10mA的光源驱动器输出电流。当调光器中的第一开关S 1断开6个周期T的时间时,其中周期T为交流电源的周期,调光器输出的第一半波信号中半波信号的个数为6,则将光源驱动器的输出电流调整为与6个半波信号对应的12mA,从而实现了对光源的亮度的调整。当第一半波信号中的半波信号的个数不为整数个时,可将持续时间多于1/4个周期T的半波信号记为1个半波信号,将持续时间少于1/4个周期T的半波信号记为0个半波信号。
电流变化量可以为矢量值,当电流变化量为正的电流值时,表示增加,当电流变化量为负的电流值时,表示减小。
例如,当信号属性为半波的个数所在的区间时,光源驱动器根据第一半波信号的信号属性使得所述光源驱动器的输出电流变化量为与所述第一半波信号的信号属性对应的电流值具体为:预设不同的半波信号的个数所在的区间对应不同的光源驱动器输出电流变化量,例如半波信号的个数在(0,10)区间内时,对应的光源驱动器输出电流变化量为2mA,半波信号的个数在[10,15)时,对应的光源驱动器输出电流变化量为4mA,则当调光器中的第一开关S 1断开12个周期T的时间时,其中周期T为交流电源的周期,调光器输出的第一半波信号中半波信号的个数为12时,将光源驱动器的输出电流增加与12个半波信号所在的区间[10,15)对应的2mA,从而实现了对光源的亮度的调节。
例如,光源驱动器根据第一半波信号的次数将所述光源驱动器的输出电流调节成与所述第一半波信号的次数对应的电流值具体为:调光器多次输出第一半波信号,预设光源驱动器每次接收到第一半波信号的次数对应不同的光源驱动器的输出电流。例如光源驱动器第一次接收到第一半波信号时对应8mA的光源驱动器输出电流,第二次接收到第一半波信号时对应9mA的光源驱动器输出电流,第三次接收到第一半波信号时对应10mA的光源驱动器输出电流。则当光源驱动器第二次接收到第一半波信号时,将光源驱动器的输出电流调节为与第二次对应的9mA,从而实现了对光源亮度的调节。
例如,光源驱动器根据第一半波信号的次数使得所述光源驱动器的输出电流变化量为与所述第一半波信号的次数对应的电流值具体为:调光器多次输出第一半波信号,预设光源驱动器每次接收到第一半波信号时光源驱动器输出电流对应减小1mA的电流,例如开始时光源驱动器输出电流为10mA,第一次检测到第一半波信号时光源驱动器输出电流减小至9mA,第二次检测到第一半波信号时光源驱动器输出电流减小至8mA,第三次检测到第一半波信号时光源驱动器输出电流减小至7mA,从而实现了对光源的亮度的调整。
例如,次数属性为次数所在的区间时,光源驱动器根据第一半波信号的次数属性将所述光源驱动器的输出电流调节成与所述第一半波信号的次数属性对应的电流值具体为:调光器多次输出第一半波信号,预设光源驱动器每次接收到第一半波信号时的次数所在的区间对应不同的光源驱动器的输出电流。例如光源驱动器前5次接收到第一半波信号时对应8mA的光源驱动器输出电流,第6-10次接收到第一半波信号时对应9mA的光源驱动器输出电流,第11-15次接收到第一半波信号时对应10mA的光源驱动器输出电流。则当光源驱动器第8次接收到第一半波信号时,将光源驱动器的输出电流调节为第8次所在的区间[6,10]对应的9mA,从而实现了对光源亮度的调节。
例如,次数属性为次数的奇偶性时,光源驱动器根据第一半波信号的次数属性使得所述光源驱动器的输出电流变化量为与所述第一半波信号的次数属性对应的电流值具体为:调光器多次输出第一半波信号,光源驱动器第一次检测到第一半波信号时光源驱动器输出电流变化量为5mA,第二次检测到第一半波信号时光源驱动器输出电流变化量为-5mA,第三次检测到第一半波信号时对应增加5mA的光源驱动器输出电流,如此循环下去,同样可以实现对光源亮度的调整。
可以看出,图3、图8以及图11所示的调光器均只能输出一种半波信号,下面介绍一种能够输出两种不同的半波信号的调光器。
实施例十
请参阅图14,本发明还提供了一种调光器的具体实施例,该实施例中,调光器串联在交流电源和光源驱动器之间,所述调光器包括第一支路、第二支路、第三支路以及第四支路。
所述第一支路和第二支路并联,第三支路与第四支路并联,所述第一支路和第二支路的并联电路与第三支路与第四支路的并联电路串联。所述第一支路包括第一开关S1,所述第二支路包括二极管D1,所述第三支路包括第二开关S2,所述第四支路包括二极管D3。二极管D1和二极管D3导通时的电流方向相反。
所述调光器处于调光状态时,第一开关S1和第二开关S2中的一个开关导通,并且另一个开关断开。其中,所述第一开关S1断开并且第二开关S2导通时,所述调光器输出第一半波信号。所述第一开关S1导通并且第二开关S2断开时,所述调光器输出第二半波信号。
所述第一开关S1和第二开关S2都导通时,所述调光器输出交流信号。
在图14所示的实施例中,二极管D1和D3均可以为任意一种单向整流器,例如,二极管D1、二极管D3均可以为处于饱和状态的三极管、处于饱和状态的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)或者处于导通状态的单向晶闸管中的任意一种。
第一开关S1和第二开关S2均可以为任意一种具有开关导通特性的器件,例如,第一开关S1、第二开关S2均可以为机械开关、双向晶闸管、继电器或者单向开关中的任意一种。其中,当第一开关S1为机械开关时,优选的为常闭开关,触发该常闭开关会使其处于断开状态。当第二开关S2为机械开关时,优选的为常闭开关,触发该常闭开关会使其处于断开状态。
单向开关为具有单向导通性质的开关器件,例如,三极管、IGBT、单向晶闸管等。当第一开关S1为单向开关时,第一开关导通时流过第一开关S1的电流方向与二极管D1导通时的电流方向相反。当第二开关S2为单向开关时,第二开关导通时流过第二开关S2的电流方向与二极管D3导通时的电流方向相反。
下面介绍两种使用图14所示的调光器的调光系统。
实施例十一
图15为本发明提供的一种调光系统的具体实施例,该调光系统包括交流电源1501、光源驱动器1502以及图14所示的实施例中提供的调光器1503。调光器1503串联在交流电源1501与光源驱动器1502之间。
交流电源1501向调光器1503输出交流信号。
调光器1503包括第一支路、第二支路、第三支路以及第四支路。所述第一支路和第二支路并联,第三支路与第四支路并联,所述第一支路和第二支路的并联电路与第三支路与第四支路的并联电路串联。所述第一支路包括第一开关S1,所述第二支路包括二极管D1,所述第三支路包括第二开关S2,所述第四支路包括二极管D3。二极管D1使得流过二极管D1的电流方向由交流电源1501向光源驱动器1502单向导通。二极管D3和二极管D1导通时的电流方向相反。
调光器1503处于调光状态时,第一开关S1和第二开关S2中的一个开关导通并且另一个开关断开。其中,第一开关S1断开并且第二开关S2导通时,调光器1503输出第一半波信号。第一开关S1导通并且第二开关S2断开时,调光器1503输出第二半波信号。
光源驱动器1502用于根据处于调光状态的调光器1503输出的第一半波信号和/或第二半波信号对光源驱动器的输出电流进行调节。通过对光源驱动器的输出电流的调节实现了对光源的亮度的调节。
在该实施例中,当第一开关S1和第二开关S2均闭合时,调光器的输出信号为交流电源输出的交流信号。调光器不输出调光信号,光源驱动器不进行调光。
当第一开关S1断开并且第二开关S2闭合时,二极管D3被第二开关S2短路,二极管D1使得电流方向由交流电源1501向光源驱动器1502单向导通,因此调光器的输出为交流电压输出的交流信号的正半周信号,即第一半波信号。当第一开关S1闭合并且第二开关S2断开时,二极管D1被第一开关S1短路,二极管D3使得电流方向由光源驱动器1502向交流电源1501单向导通,因此调光器的输出为交流电压输出的交流信号的负半周信号,即第二半波信号。
值得注意的是,调光器在第一开关S1和第二开关S2同时断开的情况下,将会切断光源驱动器的输入回路,使光源驱动器没有电源输入而不工作。
在其它实施例中,二极管D1也可以使得流过二极管D1的电流方向由光源驱动器1502向交流电源1501单向导通,此时二极管D3使得流过二极管D3的电流方向由交流电源向光源驱动器单向导通,并且此时第一半波信号为交流电源输出的交流信号中的负半周信号,第二半波信号为交流电源输出的交流信号中的正半周信号。
在该实施例中,当第一开关S1和第二开关S2均为机械开关时,可以手动使得调光器1503的第一开关S1和第二开关S2中的一个开关断开,另一个开关闭合从而使得调光器1503处于调光状态。下面的实施例介绍了一种通过控制单元,以使得调光器处于调光状态的调光系统。
实施例十二
图16为本发明提供的一种调光系统的具体实施例,该调光系统包括交流电源1601、光源驱动器1602、图14所示的实施例中提供的调光器1603以及控制单元1604。调光器1603串联在交流电源1601与光源驱动器1602之间。
交流电源1601向调光器1603输出交流信号。
所述调光器1603包括第一支路、第二支路、第三支路以及第四支路。所述第一支路和第二支路并联,第三支路与第四支路并联,所述第一支路和第二支路的并联电路与第三支路与第四支路的并联电路串联。所述第一支路包括第一开关S1,所述第二支路包括二极管D1,所述第三支路包括第二开关S2,所述第四支路包括二极管D3。二极管D1使得流过二极管D1的电流方向由交流电源1601向光源驱动器1602单向导通。二极管D3和二极管D1导通时的电流方向相反。
调光器1603处于调光状态时,第一开关S1和第二开关S2中的一个开关断开并且另一个开关闭合。其中,第一开关S1断开并且第二开关S2导通时,调光器1603输出第一半波信号。第一开关S1导通并且第二开关S2断开时,调光器1603输出第一半波信号。
控制单元1604用于向调光器1603发送第一控制信号或第二控制信号。
光源驱动器1602用于根据处于调光状态的调光器1603输出的第一半波信号和/或第二半波信号对光源的亮度进行调节。通过对光源驱动器的输出电流的调节实现了对光源的亮度的调节。
所述第一控制信号控制所述调光器1603的第二开关S2闭合,并且第一开关S1断开调节时间后,控制所述第一开关S1和第二开关S2均闭合。所述第二控制信号控制所述调光器1603的第一开关S1闭合,并且第二开关S2断开调节时间后,控制所述第一开关S1和第二开关S2均闭合。
在该实施例中,当第一开关S1和第二开关S2均闭合时,调光器1603的输出信号为交流电源输出的交流信号。调光器不输出调光信号,光源驱动器不进行调光。
当第一开关S1断开并且第二开关S2闭合时,二极管D3被第二开关S2短路,二极管D1使得电流方向由交流电源1601向光源驱动器1602单向导通,因此调光器的输出为交流电压输出的交流信号的正半周信号,即第一半波信号。当第一开关S1闭合并且第二开关S2断开时,二极管D1被第一开关S1短路,二极管D3使得电流方向由光源驱动器1602向交流电源1601单向导通,因此调光器的输出为交流电压输出的交流信号的负半周信号,即第二半波信号。
值得注意的是,调光器在第一开关S1和第二开关S2同时断开的情况下,将会切断光源驱动器的输入回路,使光源驱动器没有电源输入而不工作。。
在其它实施例中,二极管D1也可以使得流过二极管D1的电流方向由光源驱动器1602向交流电源1601单向导通,此时二极管D3使得流过二极管D3的电流方向由交流电源向光源驱动器单向导通,并且此时第一半波信号为交流电源输出的交流信号中的负半周信号,第二半波信号为交流电源输出的交流信号中的正半周信号。
可以看出,图14提供的调光器能够输出两种不同的半波信号,即第一半波信号和第二半波信号,下面再提供两种能够实现输出两种不同的半波信号的调光器及其对应的调光系统。
实施例十三
请参阅图17,本发明还提供了一种调光器的具体实施例,该实施例中,调光器串联在交流电源和光源驱动器之间,所述调光器包括漏源极之间存在寄生二极管的第一NMOS管Q1和漏源极之间存在寄生二极管的第二NMOS管Q2。所述第一NMOS管Q1通过其源、漏极与所述第二NMOS管Q2的源、漏极串联。所述第一NMOS管Q1通过其源、漏极串联在交流电源和光源驱动器之间,所述第二NMOS管Q2通过其源、漏极串联在交流电源和光源驱动器之间。Q1和Q2的电流导通方向相反。
所述调光器处于调光状态时,第一NMOS管Q1和第二NMOS管Q2中的一个断开并且另一个导通。这里,通过控制第一NMOS管Q1的栅极使得第一NMOS管Q1的源、漏极之间导通或断开,通过控制第二NMOS管Q2的栅极使得第二NMOS管Q2的源、漏极之间导通或断开。
其中,当第一NMOS管Q1的源极和漏极之间断开并且第二NMOS管Q2的源极和漏极之间导通时,调光器输出第一半波信号。第一NMOS管Q1的源极和漏极之间导通并且第二NMOS管Q2的源极和漏极之间断开时,调光器输出第二半波信号。
当第一NMOS管Q1的源、漏极之间断开时,由于漏源极之间存在寄生二极管的作用,使得第一NMOS管Q1能够对交流电源的交流信号实现单向整流,从而使得调光器输出第一半波信号。当第二NMOS管Q2的源、漏极之间断开时,由于漏源极之间存在寄生二极管的作用,使得第二NMOS管Q2能够对交流电源的交流信号实现单向整流,从而使得调光器输出第二半波信号。
其中,该实施例中的NMOS管也可以用PMOS管代替,则PMOS管的源、漏极串联在交流电源和光源驱动器之间。
下面介绍一种使用图17所示的调光器的调光系统。
实施例十四
图18为本发明提供的一种调光系统的具体实施例,该调光系统包括交流电源1801、光源驱动器1802、图17所示的实施例中提供的调光器1803以及控制单元1804。调光器1803串联在交流电源1801与光源驱动器1802之间。
交流电源1801向调光器1803输出交流信号。
调光器1803包括第一NMOS管Q1和第二NMOS管O2,Q2的漏极与交流电源1301相连,Q2的栅极与控制单元1804相连,Q2的源极与Q1的源极相连,Q1的漏极与光源驱动器1802相连,Q1的栅极与控制单元1804相连。Q1和Q2的电流导通方向相反。
调光器1803处于调光状态时,第一NMOS管Q1和第二NMOS管Q2中的一个断开,另一个导通。其中,控制第一NMOS管Q1的栅极电压使得第一NMOS管Q1的源极和漏极之间断开并且控制第二NMOS管Q2的栅极电压使得第二NMOS管Q2的源极和漏极之间导通时,调光器1303输出第一半波信号。控制第一NMOS管Q1的栅极电压使得第一NMOS管Q1的源极和漏极之间导通并且时控制第二NMOS管Q2的栅极电压使得第二NMOS管Q2的源极和漏极之间断开时,调光器1303输出第二半波信号。
控制单元1804用于向第一NMOS管和第二NMOS管发送第一控制信号或第二控制信号。所述第一控制信号通过控制第一NMOS管Q1的栅极电压从而控制Q1的漏极和源极之间断开,并且通过控制第二NMOS管Q2的栅极电压从而控制Q2的漏极和源极之间闭合调节时间后,控制Q1漏极和源极之间以及Q2的漏极和源极之间均闭合。所述第二控制信号通过控制第一NMOS管Q1的栅极电压从而控制Q1的漏极和源极之间闭合,并且通过控制第二NMOS管Q2的栅极电压从而控制Q2的漏极和源极之间断开调节时间后,控制Q1漏极和源极之间以及Q2的漏极和源极之间均闭合。
光源驱动器1802用于根据调光器1803输出的第一半波信号和/或第二半波信号对光源驱动器的输出电流进行调节。
当控制单元1804控制第一NMOS管Q1的栅极电压使得Q1栅源极电压不小于第一NMOS管的导通门槛电压时,第一NMOS管Q1的源极和漏极导通,以及控制第二NMOS管Q2的栅极电压使得Q2栅源极电压不小于第二NMOS管的导通门槛电压时,第二NMOS管Q2的源极和漏极导通,此时调光器的输出信号即为交流电源输出的交流信号。当控制单元1804控制第一NMOS管Q1的栅极电压使得Q1栅源极电压小于第一NMOS管的导通门槛电压时,第一NMOS管Q1的源极和漏极断开,以及控制第二NMOS管Q2的栅极电压使得Q2栅源极电压不小于第二NMOS管的导通门槛电压时,第二NMOS管Q2的源极和漏极导通,此时NMOS管Q1的寄生二极管和导通的NMOS管Q2使得交流电压输出的交流信号的正半周信号通过NMOS管Q1,因此调光器的输出信号为交流电源的交流信号的正半周信号,即第一半波信号。当控制单元1804控制第一NMOS管Q1的栅极电压使得Q1栅源极电压不小于第一NMOS管的导通门槛电压时,第一NMOS管Q1导通,以及控制第二NMOS管Q2的栅极电压使得Q2栅源极电压小于第二NMOS管的导通门槛电压时,第二NMOS管Q2断开,此时NMOS管Q2的寄生二极管和导通的NMOS管Q1使得交流电压输出的交流信号的负半周信号通过NMOS管Q1,因此调光器的输出信号为交流电源的交流信号的负半周信号,即第二半波信号。
在其它实施例中,NMOS管可以用PMOS管代替。
在其它实施例中,也可以使得Q2的源极与交流电源相连,Q2的漏极与Q1的漏极相连,Q1的源极与光源驱动器相连。也可以使得Q1的漏极与交流电源相连,Q1的源极与Q2的源极相连,Q2的漏极与光源驱动器相连。也可以使得Q1的源极与交流电源相连,Q1的漏极与Q2的漏极相连,Q2的源极与光源驱动器相连。
该实施例中光源驱动器对输出电流的调节方式可以采用实施例十一中提供的几种调节方式中的任意一种。其中,第一开关S1即为该实施例中的NMOS管Q1。其中,第一开关S1即该实施例中的第一NMOS管Q1。第二开关S2即该实施例中的第二NMOS管Q2。
实施例十五
请参阅图19,本发明还提供了一种调光器的具体实施例,该实施例中,调光器串联在交流电源和光源驱动器之间,所述调光器包括第一支路和第二支路。
所述第一支路和第二支路并联。所述第一支路包括第一开关S1和二极管D4,所述第二支路包括第三开关S3和二极管D1。第一开关S1和二极管D4串联,第三开关S3和二极管D1串联。二极管D1和二极管D4的电流导通方向相反。
所述调光器处于调光状态时,第一开关S1和第三开关S3中的一个开关导通,并且另一个开关断开。其中,所述第一开关S1断开并且第三开关S3导通时,所述调光器输出第一半波信号。所述第一开关S1导通并且第三开关S3断开时,所述调光器输出第二半波信号。
所述第一开关S1和第三开关S3都导通时,所述调光器输出交流信号。
在图19所示的实施例中,二极管D1和D4均可以为任意一种单向整流器,例如,二极管D1、二极管D4均可以为处于饱和状态的三极管、处于饱和状态的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)或者处于导通状态的单向晶闸管中的任意一种。
第一开关S1和第三开关S3均可以为任意一种具有开关导通特性的器件,例如,第一开关S1、第三开关S3均可以为机械开关、双向晶闸管、继电器或者单向开关中的任意一种。其中,当第一开关S1为机械开关时,优选的为常闭开关,触发该常闭开关会使其处于断开状态。当第三开关S3为机械开关时,优选的为常闭开关,触发该常闭开关会使其处于断开状态。
单向开关为具有单向导通性质的开关器件,例如,三极管、IGBT、单向晶闸管等。当第一开关S1为单向开关时,第一开关导通时流过第一开关S1的电流方向与二极管D1导通时的电流方向相反,也即第一开关导通时流过第一开关S1的电流方向与二极管D4导通时的电流方向相同。当第三开关S3为单向开关时,第三开关导通时流过第三开关S3的电流方向与二极管D4导通时的电流方向相反,也即第三开关导通时流过第三开关S3的电流方向与二极管D1导通时的电流方向相同。
下面介绍两种使用图19所示的调光器的调光系统。
实施例十六
图20为本发明提供的一种调光系统的具体实施例,该调光系统包括交流电源2001、光源驱动器2002以及图19所示的实施例中提供的调光器2003。调光器2003串联在交流电源2001与光源驱动器2002之间。
交流电源2001向调光器2003输出交流信号。
所述调光器包括第一支路和第二支路。所述第一支路和第二支路并联。所述第一支路包括第一开关S1和二极管D4,所述第二支路包括第三开关S3和二极管D1,第一开关S1和二极管D4串联,第三开关S3和二极管D1串联。二极管D1使得流过二极管D1的电流方向由交流电源2001向光源驱动器2002单向导通。二极管D1和二极管D4的电流导通方向相反。
调光器处于调光状态时,第一开关S1和第三开关S3中的一个开关导通并且另一个开关断开。第一开关S1断开并且第三开关S3导通时,调光器2003输出第一半波信号。第一开关S1导通并且第三开关S3断开时,调光器2003输出第二半波信号。
光源驱动器2002用于根据处于调光状态的调光器2003输出的第一半波信号和/或第二半波信号对光源的亮度进行调节。通过对光源驱动器的输出电流的调节实现了对光源的亮度的调节。
在该实施例中,当第一开关S1和第三开关S3均闭合时,调光器的输出信号为交流电源输出的交流信号。调光器不输出调光信号,光源驱动器不进行调光。
当第一开关S1断开并且第三开关S3闭合时,二极管D4没有连接入电路中,二极管D1使得电流方向由交流电源2001向光源驱动器2002单向导通,因此调光器的输出为交流电压输出的交流信号的正半周信号,即第一半波信号。当第一开关S1闭合并且第三开关S3断开时,二极管D1没有连接入电路中,二极管D4使得电流方向由光源驱动器2002向交流电源2001单向导通,因此调光器的输出为交流电压输出的交流信号的负半周信号,即第二半波信号。
值得注意的是,调光器在第一开关S1和第三开关S3同时断开的情况下,将会切断光源驱动器的输入回路,使光源驱动器没有电源输入而不工作。
在其它实施例中,二极管D1也可以使得流过二极管D1的电流方向由光源驱动器2002向交流电源2001单向导通,此时二极管D4使得流过二极管D4的电流方向由交流电源向光源驱动器单向导通,并且此时第一半波信号为交流电源输出的交流信号中的负半周信号,第二半波信号为交流电源输出的交流信号中的正半周信号。
该实施例中光源驱动器对输出电流的调节方式可以采用实施例十一中提供的几种调节方式中的任意一种。
在该实施例中,当第一开关S1和第三开关S3均为机械开关时,可以手动使得调光器2003的第一开关S1和第三开关S3中的一个开关断开,另一个开关闭合从而使得调光器2003处于调光状态。下面的实施例介绍了一种通过控制单元,以使得调光器处于调光状态的调光系统。
实施例十七
图21为本发明提供的一种调光系统的具体实施例,该调光系统包括交流电源2101、光源驱动器2102、图19所示的实施例中提供的调光器2103以及控制单元2104。调光器2103串联在交流电源2101与光源驱动器2102之间。
交流电源2101向调光器2103输出交流信号。
所述调光器包括第一支路和第二支路。所述第一支路和第二支路并联。所述第一支路包括第一开关S1和二极管D4,所述第二支路包括第三开关S3和二极管D1,第一开关S1和二极管D4串联,第三开关S3和二极管D1串联。二极管D1使得流过二极管D1的电流方向由交流电源2101向光源驱动器2102单向导通。二极管D1和二极管D4的电流导通方向相反。
调光器处于调光状态时,第一开关S1和第三开关S3中的一个开关导通并且另一个开关断开。第一开关S1断开并且第三开关S3导通时,调光器2103输出第一半波信号。第一开关S1导通并且第三开关S3断开时,调光器2103输出第二半波信号。
控制单元2104用于向调光器2103发送第一控制信号或第二控制信号。
光源驱动器2102用于根据处于调光状态的调光器2103输出的第一半波信号和/或第二半波信号对光源的亮度进行调节。通过对光源驱动器的输出电流的调节实现了对光源的亮度的调节。
所述第一控制信号控制所述调光器2103的第一开关断开,并且第二开关闭合调节时间后,控制所述第一开关和第三开关均闭合。所述第二控制信号控制所述调光器2103的第一开关闭合,并且第三开关断开调节时间后,控制所述第一开关和第三开关均闭合。
在该实施例中,当第一开关S1和第三开关S3均闭合时,调光器的输出信号为交流电源输出的交流信号。调光器不输出调光信号,光源驱动器不进行调光。
当第一开关S1断开并且第三开关S3闭合时,二极管D4没有连接入电路中,二极管D1使得电流方向由交流电源2101向光源驱动器2102单向导通,因此调光器的输出为交流电压输出的交流信号的正半周信号,即第一半波信号。当第一开关S1闭合并且第三开关S3断开时,二极管D1没有连接入电路中,二极管D4使得电流方向由光源驱动器2102向交流电源2101单向导通,因此调光器的输出为交流电压输出的交流信号的负半周信号,即第二半波信号。
值得注意的是,调光器在第一开关S1和第三开关S3同时断开的情况下,将会切断光源驱动器的输入回路,使光源驱动器没有电源输入而不工作。
在其它实施例中,二极管D1也可以使得流过二极管D1的电流方向由光源驱动器2102向交流电源2101单向导通,此时二极管D4使得流过二极管D4的电流方向由交流电源向光源驱动器单向导通,并且此时第一半波信号为交流电源输出的交流信号中的负半周信号,第二半波信号为交流电源输出的交流信号中的正半周信号。
在图4、图7、图9、图10以及图12所示的调光系统的实施例中,光源驱动器不需要对两种半波信号进行区别,也即光源驱动器响应半波信号而不限于哪种半波信号时,可以通过实施例九中提供的调光方法中的几种调节方式中的任意一种对光源驱动器的输出电流进行调节。而在图15、图16、图18、图20以及图21所示的调光系统中,当光源驱动器使其输出电流对于相同参数的两种半波信号的响应相同时,可以采用实施例九中提供的调光方法中的任意一种调节方式;当光源驱动器使其输出电流对于两种不同的半波信号的响应不同时,不能采用实施例九中提供的调节方式,下面介绍光源驱动器根据第一半波信号和/或第二半波信号对光源驱动器的输出电流进行调节的调光方法。
实施例十八
请参阅图22,本发明还提供了一种调光方法,该调光方法包括:
S2201:光源驱动器接收处于调光状态的调光器输出的第一半波信号或第二半波信号。
S2202:根据接收到的第一半波信号和/或第二半波信号对所述光源驱动器的输出电流进行调节。
其中,S2201中的调光器可以为图14、图17以及图19所示的任意一种调光器。该调光方法可以用于图15、图16、图18、图20以及图21所示的任意一种调光系统中。下面举例说明S2202中光源驱动器根据接收到的第一半波信号和/或第二半波信号对所述光源驱动器的输出电流进行调节的具体调节方式。
SS2202中光源驱动器根据第一半波信号和/或第二半波信号对光源驱动器的输出电流进行调节具体可以为:光源驱动器根据半波信号的类型确定对光源驱动器的输出电流进行变化的方向,根据半波信号的信号属性确定光源驱动器的输出电流变化量,也可以是光源驱动器多次接收到半波信号时,根据本次接收到的半波信号的类型确定对光源驱动器的输出电流进行变化的方向,根据本次接收到的第一半波信号或第二半波信号的次数或者次数属性确定光源驱动器的输出电流变化量,也可以为光源驱动器多次接收到半波信号时,根据本次接收到的半波信号的类型确定对光源驱动器的输出电流进行变化的方向,根据本次接收到的第一半波信号和第二半波信号的次数之和或者次数之和的属性确定光源驱动器的输出电流变化量。
这里,半波信号是指交流信号经半波整流后的信号,一个半波信号为一个交流信号周期内经半波整流后的信号。信号属性为表征半波信号特征的属性。例如,信号属性可以为半波信号的个数、半波信号的个数所在的区间、半波信号持续的时间以及半波信号持续的时间所在的区间中任意一种。次数属性可以为次数的奇偶性、次数的区间等。
下面分别举例对这几种调节方式进行说明:
例如,预设不同的半波信号类型对应不同的光源驱动器输出电流变化方向,例如,第一半波信号对应的变化方向为增加,第二半波信号对应的变化方向为减小。当信号属性为半波的个数时,预设不同的半波信号的个数对应光源驱动器输出电流变化量,例如6个半波信号对应2mA的光源驱动器输出电流变化量,7个半波信号对应3mA的光源驱动器输出电流变化量,8个半波信号对应4mA的光源驱动器输出电流变化量。当光源驱动器接收到第二半波信号,并且该接收到的第二半波信号的半波信号的个数为7时,将光源驱动器的输出电流减小7个半波信号对应的3mA。从而实现了对光源的亮度的调整。
例如,调光器多次输出第一半波信号和/或第二半波信号,预设不同的半波信号类型对应不同的光源驱动器输出电流变化方向,例如,第一半波信号对应的变化方向为增加,第二半波信号对应的变化方向为减小。预设光源驱动器每次接收到的第一半波信号的次数或第二半波信号的次数对应光源驱动器的输出电流变化量。例如光源驱动器第一次接收到第一半波信号对应2mA的电流变化量,第二次接收到第一半波信号时对应4mA的电流变化量,第一次接收到第二半波信号对应2mA的电流变化量,第二次接收到第二半波信号时对应4mA的电流变化量。则当光源驱动器第二次接收到第二半波信号时,则将光源驱动器的输出电流减小4mA。当光源驱动器第二次接收到第一半波信号时,则将光源驱动器的输出电流增大4mA。从而实现了对光源的亮度的调整。
例如,调光器多次输出第一半波信号和/或第二半波信号,预设不同的半波信号类型对应不同的光源驱动器输出电流变化方向,例如,第一半波信号对应的变化方向为增加,第二半波信号对应的变化方向为减小。预设光源驱动器每次接收到的第一半波信号和第二半波信号的次数之和对应不同的光源驱动器的输出电流变化量。例如第一半波信号和第二半波信号的次数之和为1时对应1mA,次数之和为2时对应2mA,次数之和为3时对应3mA,次数之和为4时对应4mA。例如光源驱动器分别接收到四次半波信号,分别为:第一半波信号、第一半波信号、第二半波信号和第一半波信号。而光源驱动器没有接收到半波信号时光源驱动器的输出电流为10mA。则第一次接收到半波信号时输出电流增大1mA,即增大至11mA,第二次接收到半波信号时输出电流增大2mA,即增大至13mA,第三次接收到半波信号时输出电流减小3mA,即减小至10mA,第四次接收到半波信号时输出电流增大4mA,即增大至14mA。从而实现了对光源的亮度的调整。
在图3、图8、图13和图18所示的调光器的实施例中以及图4、图7、图9、图10、图14、图15、图19和图20所示的调光系统的实施例中,二极管均可以为任意一种单向整流器,开关也均可以为任意一种具有开关导通特性的器件。下面分别举例进行说明。
下面说明可以替换图3、图8、图14和图19所示的调光器的实施例中以及图4、图7、图9、图10、图15、图16、图20和图21所示的调光系统的实施例中的第一开关的具有开关导通特性器件。
以图3所示的调光器为例,第一开关S1可以为IGBT、三极管、单向晶闸管、双向晶闸管或继电器中的任一种具体开关导通特性的器件。图23为第一开关S1为N型IGBT时的调光器结构图,IGBT的发射极和集电极作为第一开关S1的两端,IGBT的发射极和集电极导通时的电流方向与二极管D1的电流导通方向相反。当IGBT的集电极、发射极之间电压为正向电压时,通过控制IGBT的栅极从而使得IGBT的发射极和集电极之间导通或断开,当IGBT的漏集电极、发射极之间电压为负向时,IGBT截止,电流从二极管D1流过。图24为第一开关为P型IGBT时的调光器结构图,IGBT的发射极和集电极作为第一开关S1的两端,IGBT的发射极和集电极导通时的电流方向与二极管D1的电流导通方向相反。当IGBT的发射极、集电极之间电压为正向电压时,通过控制IGBT的栅极从而使得IGBT的发射极和集电极之间导通或断开,当IGBT的发射极、集电极之间电压为负向时,IGBT截止,电流从二极管D1流过。
图25为第一开关S1为NPN型三极管时的结构图,NPN三极管的集电极和发射极作为第一开关S1的两端,NPN三极管导通时的集电极和发射极之间的电流方向与二极管D1的电流导通方向相反。NPN三极管的集电极和发射极之间的电压为正向电压时,通过控制NPN三极管的基极从而使得集电极和发射极之间导通或断开,NPN三极管的集电极和发射极之间的电压为正向电压时,电流从二极管D1流过。图26为第一开关S1为PNP型的调光器的结构图,PNP三极管的集电极和发射极作为第一开关S1的两端,PNP型三极管导通时集电极和发射极之间的电流方向与二极管D1的电流导通方向相反。当PNP型三极管的发射极和集电极之间电压为正向电压时,通过控制PNP三极管的基极从而使得集电极和发射极之间导通或断开,当发射极和集电极之间电压为负向电压时,电流从二极管D1流过。
图27为第一开关S1为单向晶闸管的调光器,单向晶闸管的阳极和阴极作为第一开关S1的两端,单向晶闸管导通时阳极和阴极之间的电流方向与二极管D1的电流导通方向相反。当单向晶闸管阳极和阴极之间电压为正向电压时,通过控制单向晶闸管的门极实现单向晶闸管的阳极和阴极之间的导通或断开,当单向晶闸管阳极和阴极之间电压为负向电压时,电流从二极管D1流过。
图28为第一开关S1为双向晶闸管的调光器,第一开关S1的两端为双向晶闸管的阳极和阴极。通过控制双向晶闸管的控制极从而实现双向晶闸管的阳极和阴极之间的导通。图29为第一开关S1为继电器的调光器,通过控制继电器的线圈从而实现继电器的开关导通或断开。
下面说明可以替换图3、图8、图14和图19所示的调光器的实施例中以及图4、图7、图9、图10、图15、图16、图20和图21所示的调光系统的实施例中二极管的单向整流器件。
以图3所示的调光器为例,二极管D1可以替换成处于饱和状态的IGBT、处于饱和状态的三极管或处于导通状态的单向晶闸管中的任一种具有单向导通特性的器件。请参阅图30,二极管D1可以替换成N型IGBT,IGBT的发射极和集电极分别与第一开关S1的两端相连,并且IGBT处于饱和状态。图31为二极管D1替换成P型IGBT的调光器,IGBT的发射极和集电极分别与第一开关S1的两端相连,并且IGBT处于饱和状态。图32为二极管D1替换成NPN型三极管的调光器,三极管的发射极和集电极与第一开关S1的两端相连,三极管处于饱和状态。图33为二极管D1替换成PNP型三极管的调光器,三极管的发射极和集电极与第一开关S1的两端相连,三极管处于饱和状态。图34为二极管D1替换成单向晶闸管的调光器,单向晶闸管处于导通状态。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。