CN103748753A - 三端双向可控硅应用中的保护电路 - Google Patents

三端双向可控硅应用中的保护电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开的电路包括被配置成控制从功率供应进入电路的能量的晶体管，与晶体管耦合以存储进入电路的能量的电容器，以及被配置成抵消晶体管的由功率供应中步进式电压改变引起的电压改变的保护电路。

Description

三端双向可控硅应用中的保护电路
通过引用的并入
本公开要求于2011年8月19日提交的名称为“Protection Circuitfor UHV Device in TRIAC Applications”的美国临时申请No.61/525,639的权益，该申请在此通过引用并入本文。
背景技术
在此所提供的背景技术描述仅用于总体展示本公开内容的目的。本申请的发明人的工作，在本背景技术中描述的工作范围内，以及在提交时可能并未取得现有技术资格的说明书的特征方面，均并未明确地或者隐含地承认作为对于本公开的现有技术。
调光器控制许多电气和电子器件以改变器件的输出特性。在示例中，调光器用于改变从发光器件输出的光。在其他示例中，调光器用于改变风扇的旋转速度。
发明内容
本公开的一些方面提供了一种电路。该电路包括被配置成控制从功率供应输入进入电路的能量的晶体管，与晶体管耦合以存储进入电路的能量的电容器，以及被配置成抵消由功率供应中步进式电压改变引起的晶体管的电压改变的保护电路。在一个实施例中，保护电路被配置成独立于电容器上存储的能量而操作。
此外，在一个示例中，电路包括被配置成基于电容器上存储的能量而控制晶体管的控制电路。
在一个实施例中，晶体管是耗尽型晶体管，诸如耗尽型金属-氧化物-半导体-场效应-晶体管(MOSFET)。继而，保护电路耦合至晶体管的栅极端子以抵消晶体管的栅极端子上的由功率供应中步进式电压改变引起的栅极电压改变。
根据本公开的一个方面，晶体管是第一晶体管，并且保护电路包括被配置成响应于功率供应中步进式电压改变而放电第一晶体管的栅极端子的第二晶体管。此外，保护电路包括限定待操作的保护电路的时间常数的电阻器。
本公开的一些方面提供了一种方法。该方法包括存储经由晶体管进入电路的能量，该晶体管控制从功率供应进入电路的能量并且接收功率供应中步进式电压改变。步进式电压改变引起晶体管上电压改变。该方法包括由保护电路抵消晶体管上电压改变。在一个实施例中，保护电路独立于存储的能量而操作。
本公开的一些方面提供了一种电子系统。电子系统包括整流器和电路。整流器被配置成接收并且整流AC功率供应，并且生成经整流的功率供应。电路包括配置为控制了从经整流的功率供应进入电路的能量的晶体管，与晶体管耦合以存储进入电路的能量的电容器，以及配置为抵消晶体管的由经整流功率供应中步进式电压改变引起的电压改变的保护电路。电子系统可以包括其他部件，诸如调光器、变压器等等。
附图说明
将参照以下附图详细描述作为示例提出的本公开的各个实施例，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1示出了根据本公开一个实施例的电子系统100；
图2示出了根据本公开一个实施例的功率供应的波形；
图3示出了根据本公开的一个实施例的展示了方法300的流程图；以及
图4A至图4B示出了根据本公开一个实施例的波形。
具体实施方式
图1示出了根据本公开一个实施例的耦合至能量源101的电子系统100。电子系统100包括如图1所示的耦合在一起的整流器103和电路110。
能量源101向电子系统100提供电能。在图1示例中，能量源101是交流(AC)电压源以提供AC电压VAC，诸如110V AC功率供应电压、220V AC功率供应电压等等。此外，能量源101提供合适的元件以调整所提供的电能。例如，能量源101包括调光器102以合适地调整提供至电子系统100的电能的量。
在一个实施例中，调光器102是基于相位角的调光器。在一个示例中，AC电压源具有正弦波形，并且调光器102是具有在[0，π]内可调调光角α的用于交流的正向型三极管(TRIAC)调光器102。每次AC电压VAC越过零点，正向型TRIAC调光器102停止针对调光角α的充电启动。因此，在每个[0，2π]周期中，当AC电压VAC的相位在[0，α]或[π，π+α]内时，从正向型TRIAC调光器102输出的TRIAC电压VTRIAC是零；并且当AC电压VAC的相位在[α，π]或[π+α，2π]内时，TRIAC电压VTRIAC跟随AC电压VAC。一般而言，[0，α]和[π，π+α]称作非导通角。类似地，[α，π]和[π+α，2π]称作导通角。
根据本公开的其他一些实施例，电子系统100包括调光器(未示出)。电子系统100中的调光器可以类似地配置作为图1中的调光器102；以上已经提供了描述并且以下为了清楚目的将在此省略这些描述。
根据本公开的一个实施例，电子系统100与能量源101合适地耦合。在一个示例中，电子系统100包括可以手动插入电网上的墙壁插座(未示出)的电源线。在另一示例中，电子系统100经由开光(未示出)耦合至能量源101。当开关导通时，电子系统100耦合至能量源101，并且当开关截止时，电子系统100从能量源101解耦合。
整流器103将所接收到的AC电压整流至固定极性，诸如正极性。在图1示例中，整流器103是桥式整流器103。桥式整流器103接收AC电压，生成经整流的电压VRECT，并且将经整流的电压VRECT提供至电子系统100的其他部件，诸如电路110等等，以向电子系统100提供电能。
在一个实施例中，电路110实施在单片集成电路(IC)芯片上。在另一实施例中，电路110实施在多IC芯片上。电子系统100可以包括与电路110合适地耦合的其他合适的部件，诸如变压器(未示出)、电灯泡(未示出)、多个发光二极管(LED)(未示出)、风扇(未示出)、另一电路(未示出)等等。在一个示例中，电路110提供控制信号以控制其他部件的操作。在另一示例中，电路110从其他部件接收指示了其他部件的操作的反馈信号，并且提供控制信号以基于反馈信号而控制其他部件的操作。
根据本公开的一个实施例，电路110包括调节器电路120和控制电路130。配置调节器电路120以接收电能，存储并调节所接收的电能，以及向诸如控制电路130之类的其他电路提供电能以启用其他电路的操作。在一个示例中，调节器电路120接收经整流的电压VRECT，调节并且维持电压VOUT使其具有在所需范围内的相对恒定的电压，并且向诸如控制电路130的其他电路提供电压VOUT以启用其他电路的操作。控制电路130被配置成生成控制信号，例如以控制调节器电路120从而维持电压VOUT。
根据本公开的一个方面，调节器电路120也是用于初始地接收功率供应并且设置电压VOUT的启动电路。具体地，在一个实施例中，电路110具有初始功率接收阶段和正常操作阶段。在一个示例中，当电子系统100的电源线插入墙壁插座时，调节器电路120开始接收功率供应，并且电路110进入初始功率接收阶段。在另一示例中，当开关导通而使得电子系统100与能量源101耦合时，调节器电路120开始接收功率供应，并且电路110进入初始功率接收阶段。
在初始功率接收阶段期间，调节器电路120开始接收功率供应并且设置电压VOUT。在一个示例中，调节器电路120包括电容器123(C1)，并且电压VOUT是电容器123上的电压。在初始功率接收阶段期间，调节器电路120向电容器123充电。根据本公开的一个实施例，控制电路130要求供应电压比阈值更大。因此，在一个示例中，在电容器123上的电压VOUT充电至特定电平之前，诸如约15伏等等，控制电路130无法向调节器电路120提供合适的控制信号，并且调节器120处于自控制操作模式，其中调节器电路120不采用来自其他电路的控制而操作。
当电容器123上的电压VOUT充电至特定电平时，电压VOUT大到足以启用控制电路130的操作，并且电路110进入正常操作阶段。在正常操作阶段期间，控制电路130向调节器电路120提供合适的控制信号以控制调节器电路120的操作，以便维持电容器123上的电压VOUT。
根据本公开的另一方面，电路100包括单独的启动电路(未示出)以初始地接收功率供应并且设置电压VOUT。具体地，在一个实施例中，电路110具有初始功率接收阶段和正常操作阶段。在一个示例中，当电子系统100的电源线插入墙壁插座时，单独的启动电路开始接收功率供应，并且电路110进入初始功率接收阶段。在另一示例中，当开关导通使得电子系统100与能量源101耦合时，单独的启动电路开始接收电能，并且电路110进入初始功率接收阶段。
在初始功率接收阶段，单独的启动电路开始接收功率供应，并且设置电压VOUT。在初始功率接收阶段，单独的启动电路向电容器123充电。在一个示例中，单独的启动电路被配置处于自控制操作模式，该自控制操作模式在没有来自其他电路的控制信号的情形下操作以向电容器123充电。根据本公开的一个实施例，控制电路130要求功率供应电压要大于阈值。因此，在一个示例中，在电容器123上的电压VOUT充电至特定电平之前，控制电路130无法向调节器电路120提供合适的控制信号。在初始功率接收阶段期间，调节器电路120可能无法操作。
当电容器123上的电压VOUT充电至特定电平时，电压VOUT大到足以启用控制电路130的操作，并且电路110进入正常操作阶段。在正常操作阶段期间，单独的启动电路被禁用。控制电路130向调节器电路120提供合适的控制信号以控制调节器电路120，以便合适地充电电容器123，从而维持电容器123上的电压VOUT。
根据本公开的另一方面，调节器电路120仅被配置作为启动电路以将电容器123从零伏初始地充电至特定电平，诸如15V，并且启用控制电路130以操作。在一个示例中，当控制电路130启用时，控制电路130控制耦合至变压器(未示出)的开关(未示出)以控制变压器，从而将来自经整流的电压VRECT的电能变压至合适的形式。控制电路130随后由已变压电能供电，并且调节器电路120合适地被禁用。
在图1示例中，调节器电路120包括与二极管122(D1)耦合的晶体管121(M1)用以向电容器123充电。在一个实施例中，晶体管121是耗尽型晶体管，诸如N-型耗尽型金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)，其具有负阈值电压(例如负3V)，被配置为当控制电压不使用时导通。例如，当调节器电路120在初始功率接收阶段期间用作启动电路时，因为N-型耗尽型MOSFET121的栅极至源极和栅极至漏极电压约为零并且大于负阈值电压，因此甚至在没有栅极控制电压时在N-型耗尽型MOSFET121的源极和漏极之间存在N-型导电通道。N-型耗尽型MOSFET121允许突入电流进入电路100并且在电路100进入初始功率接收阶段时向电容器123充电。此外，当电路100进入正常操作模式时，控制电路向N-型耗尽型MOSFET121提供控制信号以向电容器123充电并且维持电容器123上的电压。
在另一实施例中，晶体管121是增强型晶体管，诸如具有正阈值(例如正3V)的N-型增强型MOSFET121。随后，在初始功率接收阶段期间，单独的启动电路向电容器123充电；并且在正常操作阶段期间，单独的启动电路被禁用，并且控制电路130向调节器电路120提供控制信号，诸如向N-型增强型MOSFET121提供栅极控制电压，以控制电容器充电并且维持电容器123上的电压。
在图1示例中，控制电路130包括栅极控制电路131。在一个实施例中，栅极控制电路131耦合至晶体管121和电容器123以形成反馈回路从而检测电容器上的电压，并且基于检测到的电压控制晶体管121以维持电容器123上的电压。例如，当栅极控制电路131检测到电容器123上电压降低至所需范围的下限值时，栅极控制电路131开启晶体管121以向电容器123充电；当栅极控制电路131检测到电容器123上的电压增大至所需范围的上限值时，栅极控制电路131关断晶体管121以停止向电容器123充电。
此外，在图1示例中，调节器电路120包括保护电路140以保护调节器电路120以免受经整流的电压VRECT中步进式电压改变的负面效应。根据本公开的一个方面，因为晶体管121随着能量进入电路110而耦合至经整流的电压VRECT，不论调节器电路120启用或者禁用，经整流的电压VRECT中步进式电压改变影响晶体管121。
根据本公开的一个实施例，当调光器102的调光角非零时，当AC电压VAC从非导通角改变至导通角时经整流的电压VRECT具有步进式电压改变。
图2示出了根据本公开的一个实施例的用于能量源101的波形的曲线图200。曲线图200包括AC功率供应电压VAC的第一波形210，TRIAC电压VTRIAC的第二波形220，以及经整流的电压VRECT的第三波形230。
如图2所示，AC电压VAC具有正弦波形，并且具有50Hz的频率。当AC电压的相位是非导通角时，TRIAC电压VTRIAC是零，并且当AC电压的相位是导通角时跟随AC电压VAC的形状。经整流的电压VRECT从TRIAC电压VTRIAC整流至具有正极性。
具体地，在图2示例中，调光器102具有调光角α。在每个周期[0，2π]中，当AC电压VAC的相位在[0，α]或[π，π+α]内时，从正向型TRIAC调光器102输出的TRIAC电压VTRIAC约为零，并且经整流的电压VRECT约为零；当AC电压VAC的相位在[α，π]内时，AC电压VAC是正的，并且TRIAC电压VTRIAC跟随AC电压VAC，以及经整流的电压VRECT大约与TRIAC电压VTRIAC相同；以及当AC电压VAC的相位在[π+α，2π]内时，AC电压VAC是负的，TRIAC电压VTRIAC跟随AC电压VAC，并且经整流的电压VRECT大约是TRIAC电压VTRIAC的负值。
因此，在每个[0，2π]周期内，当AC电压VAC的相位在α或π+α时，经整流的电压VRECT具有步进式电压改变。步进式电压改变的幅度取决于调光角α。在一个示例中，当调光角是π/2时，经整流的电压VRECT具有最大的步进式电压改变。应该注意，步进式电压改变发生在短时间内，诸如在小于5μs内。
根据本公开的一个实施例，经整流的电压VRECT中步进式电压改变可以不利地影响调节器电路。例如，在没有保护电路140的情形下，当经整流的电压VRECT具有步进式电压改变时，步进式电压改变经由栅极-漏极电容Cgd耦合至晶体管121的栅极端子，并且因此增大晶体管121的栅极电压。当晶体管121的栅极电压大于阈值电压时，晶体管121导通，并且允许电能进入电路110。在一个示例中，当步进式电压改变相对大时，相对大的量的电流流过晶体管121。因为经整流的电压VRECT也大，因此短时间内大量电能进入电路110并且可以损害电路110，诸如晶体管121等等。
根据本公开的一个实施例，对于由晶体管121、电容器123和栅极控制电路131形成的反馈回路可以采取相对长的时间以做出对于步进式电压改变的反应。
根据本公开的一个实施例，保护电路140在相对短的时间(诸如200ns的量级等等)内响应于步进式电压改变，以抵消步进式电压改变对于晶体管121的影响，以便减小晶体管121的栅极电压，并且因此减小在步进式电压改变周期期间进入电路110的电能的量。
在图1示例中，保护电路140包括如图1所示耦合在一起的晶体管141(M2)、电容器142(C2)、和电阻器143(R1)。在示例中，晶体管141是具有正阈值电压的N-型增强型MOSFET。晶体管141的漏极端子耦合至晶体管121的栅极端子，晶体管141的栅极端子经由电容器142耦合至晶体管121的源极端子，并且晶体管141的源极端子连接至接地，电阻器143连接在晶体管141的栅极端子和接地之间。
在一个示例中，在操作期间，在经整流的电压VRECT具有步进式电压改变之前，晶体管141的栅极电压通过晶体管143接地，并且因此晶体管141关断，以及由栅极控制电路131控制晶体管121的栅极端子以维持电容器123上的电压。在另一示例中，在功率开启之前，电容器123上的电压为零，并且控制电路130无法操作，晶体管121的栅极电压和源极电压约为零。
当经整流的电压VRECT具有步进式电压改变时，步进式电压改变由于Cgd耦合而使得晶体管121的栅极电压增大。当晶体管121的栅极电压大于晶体管121的阈值电压时，晶体管121导通。当晶体管121导通时，晶体管121的源极电压VSOURCE上拉。源极电压VSOURCE的增大经由电容器142耦合至晶体管141的栅极端子，因此上拉晶体管141的栅极电压。随后，晶体管141导通以下拉晶体管121的栅极电压以抵消Cgd耦合的效应。
此外，电阻器143形成放电通路以对晶体管141的栅极端子放电并且将晶体管141的栅极端子重新接地。可以合适地确定电阻器143的电阻以设置用以对晶体管142的栅极端子放电和将晶体管142的栅极端子接地的时间常数。
根据本公开的一个方面，保护电路140是自供电的，并且不必依赖于存储在电容器123上的电能或者根据控制电路130的控制而转换的电能。因此，在一个示例中，当调节器电路120被禁用时，保护电路140仍然可以操作并且对电路110保护。另外，保护电路140无需来自其他电路的控制，并且以自控制方式响应于步进式电压改变。此外，保护电路140对步进式电压改变做出反应，并且在相对较短时间(诸如200ns的量级)内下拉晶体管121的栅极电压。
图3示出了根据本公开一个实施例的概述方法300的流程图。电路110根据方法300操作以保护电路110免受由于功率供应中步进式电压改变引起的损伤。方法开始于步骤S301，并且进至步骤S305。
在S305处，电路110中晶体管121作为能量入口进行控制，以控制来自功率供应VRECT的电能进入电路110以及存储在电容器123中。
在S310处，电路110接收功率供应中的步进式电压改变。在一个示例中，调光器102的调光角是非零的。因此，当AC功率供应的相位对应于非导通角时经整流的电压VRECT约为零，并且当AC功率供应的相位对应于导通角时跟随AC电压VAC。因此，当AC电压VAC的相位从非导通角改变至导通角时，经整流的电压VRECT具有步进式电压改变。
在S320处，步进式电压改变引起晶体管121的电压改变。例如，步进式电压改变通过栅极-漏极电容Cgd耦合至晶体管121的栅极端子，并且增大晶体管121的栅极电压。
在S330处，不依赖于存储在电容器123上的电能的自供电的保护电路140抵消了晶体管121的电压改变。例如，栅极电压增大引起晶体管121导通，并且上拉在晶体管121的源极端子处的源极电压VSOURCE。在晶体管121的源极端子处的源极电压增大经由电容器142耦合至晶体管141的栅极端子。晶体管141的栅极电压的增大导通了晶体管141以形成放电通路，从而下拉晶体管121的栅极端子处的电压。在电阻器143所确定的持续时间之后，晶体管141关断并且放电通路被禁用。随后，方法进行至S399并且结束。
图4A至图4B示出了根据本公开一个实施例的波形。
图4A示出了当电路110包括保护电路140以避免在功率供应中步进式电压改变周期期间进入大量电能的波形的曲线图400A。曲线图400A包括经整流的电压VRECT的第一波形410A，晶体管121的漏极电流IDRAIN的第二波形420A，以及晶体管121的栅极电压VGATE的第三波形430A。
在图4A示例中，调光器102具有π/2的调光角，因此在约0.015秒时间处，经整流的电压VRECT具有步进式电压改变，例如在5μs内从零改变至150V。步进式电压改变引起晶体管121的栅极电压VGATE增大并且暂时导通了晶体管121以及允许漏极电流IDRAIN进入电路110。当晶体管121导通时，晶体管121的源极电压上拉。晶体管121的源极电压增大经由电容器142耦合至晶体管141的栅极端子，并且导通晶体管141。晶体管141用作放电通路以对晶体管121的栅极端子放电并且下拉晶体管121的栅极电压VGATE。由于保护电路140以自供电和自控制方式工作，并且因此以相对快的速度响应于步进式电压改变。随后，栅极电压VGATE增大相对小，诸如约1.6V，并且持续相对短的时间周期，诸如小于0.2μs。因此，在短的时间周期期间，相对小的量的漏极电流IDRAIN(诸如小于0.015A)进入电路110。因此，由于步进式电压改变而进入电路110的总电能已经减小。
图4B示出了当电路110不包括保护电路140时的波形的曲线图400B。曲线图400B包括经整流的电压VRECT的第一波形410B，晶体管121的漏极电流IDRAIN的第二波形420B，以及晶体管121的栅极电压VGATE的第三波形430B。
在图4B示例中，调光器102具有π/2的调光角，因此在约0.015秒时间处，经整流的电压VRECT具有步进式电压改变，例如在5μs内从零改变至150V。步进式电压改变引起晶体管121的栅极电压VGATE增大，并且导通晶体管121以及允许漏极电流IDRAIN进入电路110。因为栅极控制电路131并不足够快以响应于当步进电压改变发生时在时间周期(例如5μs)期间的步进式电压改变，所以栅极电压VGATE相对高，诸如在15V处，并且漏极电流IDRAIN也相对高，诸如在时间周期期间(例如5μs)在0.2A之上。因为经整流的电压VRECT也是高的，当步进式电压改变发生时在时间周期期间相对大的量的电能进入电路110，并且可以引起对于电路110的损害。
尽管已经结合具体实施例描述了本公开的一些方面，但是可以对所提出的示例、备选例、修改和变化做出改变。因此，在此所述的实施例意在为示意性的而并非限定性的。可以不脱离如下权利要求所述的范围做出这些改变。

Claims (23)

1.一种电路，包括：
晶体管，被配置成控制从功率供应进入所述电路的能量；
电容器，与所述晶体管耦合以存储进入所述电路的能量；以及
保护电路，被配置成抵消所述晶体管的由所述功率供应中的步进式电压改变引起的电压改变。
2.根据权利要求1所述的电路，进一步包括：
控制电路，被配置成基于存储在所述电容器上的能量来控制所述晶体管。
3.根据权利要求1所述的电路，其中，所述晶体管是耗尽型晶体管。
4.根据权利要求1所述的电路，其中，所述晶体管是金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)。
5.根据权利要求4所述的电路，其中，所述保护电路耦合至所述晶体管的栅极端子以抵消所述晶体管的所述栅极端子上的由所述功率供应中的所述步进式电压改变引起的栅极电压改变。
6.根据权利要求5所述的电路，其中，所述晶体管是第一晶体管，并且所述保护电路进一步包括：
第二晶体管，被配置成响应于所述功率供应中的所述步进式电压改变而对所述第一晶体管的所述栅极端子放电。
7.根据权利要求6所述的电路，其中，所述保护电路进一步包括：
电阻器，限定用于所述保护电路的操作的时间常数。
8.根据权利要求1所述的电路，其中，所述保护电路被配置成独立于所述电容器上的存储的能量而操作。
9.一种方法，包括：
存储经由晶体管进入电路的能量，所述晶体管控制从功率供应进入所述电路的能量；
接收所述功率供应中的步进式电压改变，所述步进式电压改变引起所述晶体管上的电压改变；以及
由保护电路抵消所述晶体管上的所述电压改变。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，存储经由控制从所述功率供应进入所述电路的能量的所述晶体管而进入所述电路的能量包括：
控制所述晶体管以向电容器充电，并且维持所述电容器上的电压。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，存储经由控制从所述功率供应进入所述电路的能量的所述晶体管而进入所述电路的能量包括：
存储经由耗尽型晶体管进入所述电路的能量。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，存储经由控制从所述功率供应进入所述电路的能量的所述晶体管而进入所述电路的能量包括：
存储经由金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)进入所述电路的能量。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述功率供应中的所述步进式电压改变引起所述晶体管的栅极端子上的栅极电压改变。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，由所述保护电路抵消所述晶体管上的所述电压改变包括：
响应于所述步进式电压改变而对所述晶体管的所述栅极端子放电。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，响应于所述步进式电压改变而对所述晶体管的所述栅极端子放电包括：
在基于电阻器限定的持续时间期间对所述晶体管的所述栅极端子放电。
16.根据权利要求9所述的方法，其中，由所述保护电路抵消所述晶体管上的所述电压改变包括：
由独立于所存储的能量而操作的所述保护电路抵消所述晶体管上的所述电压改变。
17.一种电子系统，包括：
整流器，被配置成接收并且整流AC功率供应并且生成经整流的功率供应；以及
电路，包括：
晶体管，被配置成控制从所述经整流的功率供应进入所述电路的能量；
电容器，与所述晶体管耦合以存储进入所述电路的能量；以及
保护电路，被配置成抵消所述晶体管的由所述经整流的功率供应中的步进式电压改变引起的电压改变。
18.根据权利要求17所述的电子系统，其中，所述电路进一步包括：
控制电路，被配置成基于所述电容器上存储的能量控制所述晶体管。
19.根据权利要求17所述的电子系统，进一步包括：
调光器，被配置成针对AC周期内的调光角而停止AC功率供应以引起所述步进式电压改变。
20.根据权利要求17所述的电子系统，其中，所述晶体管是金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)。
21.根据权利要求20所述的电子系统，其中，所述保护电路耦合至所述晶体管的栅极端子以抵消所述晶体管的所述栅极端子上的由所述功率供应中的所述步进式电压改变引起的栅极电压改变。
22.根据权利要求21所述的电子系统，其中，所述晶体管是第一晶体管，并且所述保护电路进一步包括：
第二晶体管，被配置成响应于所述功率供应中的所述步进式电压改变而对所述第一晶体管的所述栅极端子放电；以及
电阻器，限定用于所述保护电路的操作的时间常数。
23.根据权利要求17所述的电子系统，其中，所述保护电路被配置成独立于所述电容器上的存储的能量而操作。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10197297B2 (en) 2005-09-23 2019-02-05 II William B. Daniels Passive ventilation control system
CN106489303B (zh) * 2014-01-17 2018-10-30 侯经权 相位切割功率控制的装置和方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6469564B1 (en) * 1998-04-14 2002-10-22 Minebea Co., Ltd. Circuit simulating a diode
US6781502B1 (en) * 2003-05-06 2004-08-24 Semiconductor Components Industries, L.L.C. Method of forming a protection circuit and structure therefor
CN1836193A (zh) * 2003-06-10 2006-09-20 路创电子公司 高效离线式线性电源
US20070024213A1 (en) * 2005-07-28 2007-02-01 Synditec, Inc. Pulsed current averaging controller with amplitude modulation and time division multiplexing for arrays of independent pluralities of light emitting diodes
US20110140620A1 (en) * 2010-07-12 2011-06-16 Lin Yung Lin Circuits and methods for controlling dimming of a light source

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3506905A (en) 1968-03-11 1970-04-14 Robert M Thomas Transistor triac regulated power supply
DE2054858A1 (de) * 1970-11-07 1972-05-10 Krauss Maffei Ag Schaltungsanordnung für mit Transistoren geregelte Netzgeräte
US6583997B1 (en) * 2002-01-30 2003-06-24 Square D Company Ultra-wide input range switching power supply for circuit protection devices

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6469564B1 (en) * 1998-04-14 2002-10-22 Minebea Co., Ltd. Circuit simulating a diode
US6781502B1 (en) * 2003-05-06 2004-08-24 Semiconductor Components Industries, L.L.C. Method of forming a protection circuit and structure therefor
CN1836193A (zh) * 2003-06-10 2006-09-20 路创电子公司 高效离线式线性电源
US20070024213A1 (en) * 2005-07-28 2007-02-01 Synditec, Inc. Pulsed current averaging controller with amplitude modulation and time division multiplexing for arrays of independent pluralities of light emitting diodes
US20110140620A1 (en) * 2010-07-12 2011-06-16 Lin Yung Lin Circuits and methods for controlling dimming of a light source

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