CN106256170A - 与电源适配器相关的改进 - Google Patents

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Abstract

一种电源适配器，包括：输入端，用于连接至AC电源；输出端，用于连接至负载；以及谐振电路(L1、C1、L2)，该谐振电路耦接至输入端，该谐振电路向输出端提供适合于驱动负载的功率。谐振电路具有两个或更多个谐振频率，所述两个或更多个谐振频率相互不是谐波。电源适配器包括控制器，在使用中该控制器适于以所述两个或更多个谐振频率中的每个或者在所述两个或更多个谐振频率中的每个附近来驱动谐振电路，以选择从AC电源汲取的电流的不同特性。

Description

与电源适配器相关的改进
本发明涉及电源适配器，具体地涉及在由交流(AC)电源供电的功率降低器件和负载(诸如光源)之间提供兼容性的电源适配器，所述负载具有比维持兼容性所需要的额定功率低得多的额定功率。
发光二极管(LED)为被开发用于取代传统照明系统(诸如荧光灯和白炽灯)的光源，以提供更高效节能的系统。由于白炽灯光源通常功耗为60-100W并且具有短的寿命，所以LED灯泡因为具有非常低的功耗和更长寿命将成为优异的替代品。因此，已对与三端双向可控硅(TRIAC)调光器兼容的LED灯泡的开发进行了大量研究，TRIAC调光器在照明系统是很常见的。
TRIAC可调光的LED灯泡的主要问题是调光器兼容性。常规TRIAC调光器被设计成处理由白炽灯泡引起的数百瓦特。消耗少得多的功率的LED灯泡将与那些由高功率器件构成的调光器相互作用。如果调光器与LED灯泡之间的相互作用不稳定，则会感知到可见闪烁。
为了防止可见闪烁，常规TRIAC调光器在激励(fire)时需要闭锁电流，且在激励之后的TRIAC接通期间需要保持电流。如果不满足这两种电流，则TRIAC调光器不奏效(misfire)并且LED光源闪烁。
闭锁电流和保持电流在不同调光器模式之间是不同的。闭锁电流和保持电流的典型范围为约5-50mA。当使用白炽灯泡时，因白炽灯泡的高功耗，这些操作要求并不会引起问题。然而，具有小得多的输出功率的LED灯泡在不具有附加电路的情况下不能在整个电网周期内维持此电流量。
常规电源适配器通常需要提供兼容性的第二级，但是这增加了成本。还已知的是调节LED本身，以试图在即便电源不稳定时也降低或消除闪烁。
现在已设计出改进的电源适配器，其克服或基本上缓解了与现有技术相关的上述和/或其他缺点。
根据本发明的第一方面，提供了一种电源适配器，其包括：输入端，用于连接至AC电源；输出端，用于连接至负载；以及谐振电路，该谐振电路耦接至所述输入端，所述谐振电路向所述输出端提供适合于驱动负载的功率，其中，该电源适配器包括控制器，在使用中该控制器适于在两个或更多个不同模式下驱动谐振电路，以选择从AC电源汲取的电流的不同特性。
根据本发明的另一方面，提供了用于电源适配器的控制器，该电源适配器包括：输入端，用于连接至AC电源；输出端，用于连接至负载；以及谐振电路，该谐振电路耦接至所述输入端，所述谐振电路向所述输出端提供适合于驱动负载的功率，在使用中该控制器适于在两个或更多个不同模式下驱动谐振电路，以选择从AC电源汲取的电流的不同特性。
根据本发明的另一方面，提供了一种电源适配器，其包括：输入端，用于连接至AC电源；输出端，用于连接至负载；以及谐振电路，该谐振电路耦接至所述输入端，所述谐振电路向所述输出端提供适合于驱动负载的功率，该谐振电路具有两个或更多个谐振频率，所述两个或更多个谐振频率相互不是谐波，其中，该电源适配器包括控制器，在使用中该控制器适于以两个或更多个谐振频率中每个或者在两个或更多个谐振频率中每个附近驱动该谐振电路，以选择从AC电源汲取的电流的不同特性。
根据本发明的另一方面，提供了用于电源适配器的控制器，该电源适配器包括：输入端，用于连接至AC电源；输出端，用于连接至负载；以及谐振电路，该谐振电路耦接至所述输入端，所述谐振电路向所述输出端提供适合于驱动负载的功率，该谐振电路具有两个或更多个谐振频率，所述两个或更多个谐振频率相互不是谐波，在使用中该控制器适于以两个或更多个谐振频率中的每个或者在两个或更多个谐振频率中的每个附近驱动谐振电路，以选择从AC电源汲取的电流的不同特性。
负载可以是光源，例如，固态光源。可以将控制器编程成在使用中以两个或更多个谐振频率中的每个或在两个或更多个谐振频率中的每个附近驱动谐振电路，以例如在没有用户输入的情况下选择从AC电源汲取的电流的不同特性。可以将控制器编程成根据所编程的动作和/或响应于一个或多个输入对谐振电路进行驱动。
控制器可以适于在AC周期例如在AC半周期内以两个或更多个谐振频率中的多个或者在两个或更多个谐振频率中的多个附近来对谐振电路进行驱动。控制器可以适于在所选择的控制器模式下在每个AC周期例如在每个AC半周期内以两个或更多个谐振频率中的多个或者在两个或更多个谐振频率中的多个附近来对谐振电路进行驱动。
控制器可以适于检测AC电源的功率降低器件并选择预定电流分布，以用于确定待要从AC电源汲取的电流的特性。
电源适配器可以具有例如用于稳定的前沿(例如TRIAC)调光器开关的、在调光器开关接通时间内或该时间的大部分内汲取电流的电流分布。
电源适配器可以具有例如用于不稳定的前沿(例如TRIAC)调光器开关的、在AC电源的半周期的中间部分期间在预定时间段汲取电流的电流分布。特别地，AC电源的半周期的中间部分可以与过零交叉分开，并且可以是在电压足够高使TRIAC稳定时的部分。所汲取的电流相较于在另一电流分布例如用于稳定的调光器开关的电流分布下所汲取的电流可以处于较高水平。这可以通过在预定时间段内利用谐振电路的第二谐振频率来实现，这使较大的电流被灯汲取。
期间汲取电流的预定时间段可以短于在另一电流分布例如稳定的调光器开关的电流分布下期间汲取电流的时间段，以将向LED的功率输出维持为足够低，以确保灯不过热。特别地，电流分布可以被调整，使得电流输出在整个半周期或全周期内基本上相同。
在检测到不稳定性时可以进入用于不稳定的前沿(例如TRIAC)调光器开关的电流分布。电源适配器可以适于监测谐振波形，从而检测该波形的变化。谐振波形的变化可以具有间隙、快速改变或其他变化的形式。谐振波形的变化的存在或不存在可以指示与电源适配器连接的功率降低器件的类型，例如，调光器开关。谐振波形的任何间隙、变化或快速改变的存在可以指示误触发和不稳定的前沿(例如TRIAC)调光器的存在。可以在1至3个干线半周期内检测到谐振波形的任何间隙、变化或快速改变，使得快速激活合适的电流分布，其结果是人眼感觉不到灯的闪烁。
对于前沿电流分布，当功率降低器件的开关例如调光器开关的TRIAC在预定时间段例如大约300μs内激励时，电源适配器可以创建负载条件，以便于调光器开关的TRIAC的闭锁。该负载条件可以通过使谐振电路的半桥驱动器的高侧开关的接通时间和低侧开关的接通时间重叠来实现。该负载条件期间汲取的电流可以比所述周期的其余部分内汲取的电流大，例如至少两倍的幅度。负载条件时段期间汲取的电流可以例如逐渐地降低。例如，电流最初可以为所述周期的其余部分中所汲取的电流的至少两倍幅度，并且该电流在负载条件时间段期间可以降低至所述周期的其余部分中所汲取的电流。
电源适配器可以具有例如用于恒定干线电源或后沿调光器开关的、在调光器开关接通时间内或该时间的大部分内汲取电流的电流分布。对于后沿调光器开关，可能需要在一旦所述调光器开关关断后汲取较大的电流，以在足够短的时间段内使所述调光器开关放电。这可以通过在预定时间段内利用谐振电路的第二谐振频率来实现，这使较大的电流被灯汲取。可替换地，例如可以通过使谐振电路的半桥驱动器的高侧开关的接通时间和低侧开关的接通时间重叠来创建负载条件。
电源适配器可以具有例如用于不稳定的前沿(例如TRIAC)调光器开关的如下电流分布：在调光器开关的TRIAC激励之后在初始时间段之后例如在一旦浪涌电流崩溃时，该电流分布停止汲取电流，从而关断调光器的TRIAC。初始时段可以为预定时间段，例如300μs。
浪涌电流可以对能量存储装置例如一个或多个电容器充电，所述能量存储装置在调光器的TRIAC已经关断时向输出端提供功率。
向输出端提供功率可以继续，直到调光器的TRIAC又接通，这可以通过检测输入电压的变化例如急剧上升来检测。电源适配器在调光器的TRIAC接通的时间段期间可以停止向输出端提供功率。
这允许具有非常高的闭锁和保持电流要求(例如1000W)的TRIAC调光器对非常低的功率的LED(例如5W)进行调光，而没有可见闪烁。特别地，这允许使用单级电源适配器，例如谐振电源适配器，其没有具有用以调节闪烁的第二级的电源适配器那么昂贵。
该电流分布被视为本身具有新颖性和创造性，因此，根据本发明的另一方面，提供了一种电源适配器，包括：输入端，用于连接至包括功率降低器件的AC电源；输出端，用于连接至负载；耦接至输入端的能量存储装置；以及谐振电路，该谐振电路耦接至输入端，该谐振电路向输出端提供适合于驱动负载的功率，其中，电源适配器包括控制器，该控制器适于检测AC电源的功率降低器件中的开关的启用并且降低从AC电源汲取的电流以停用所述开关，该能量存储装置在期间功率降低器件的开关被停用的时段期间向输出端提供功率。
该负载可以是光源，例如固态光源。
谐振电路可以具有一谐振频率，对于变化的输入电压，使用该谐振频率所述谐振电路能够维持基本恒定的电流输入。谐振电路因此可以为LCL串并联谐振电路。LCL串并联谐振电路包括串联的第一电感器L1和第一电容器C1，以及并联的负载支路，该负载支路包括第二电感器L2。第一电感器L1和第一电容器C1串联连接在谐振电路的两个输入端子之间，而负载支路并联地跨接在第一电容器C1上，其中负载支路包括串联连接的第二电感器L2和用于驱动负载的输出端。
利用LCL串并联谐振电路的电源适配器在WO 2008/120019、WO 2010/041067、WO2010/139992、WO2011/083336和WO 2012/010900中有所描述，上述每个申请的教导都整体通过引用方式被结合到本文中。
LCL串并联谐振电路的使用提供了适合于固态光源(诸如LED)的具有基本恒定的电流汲取和高效率的电源适配器。特别地，输出电流变得独立于输出电压，并且如果电源适配器由低频正弦电压输入供电且输出电压是恒定的，即LED负载，那么输入电流变成对于TRIAC调光器驱动而言理想的低频的基本方形波，因为其以尽可能低的功率维持保持电流，同时向LED提供随低频输入电压改变亮度的电流源，即，这使LED表现得像灯泡，并且使得能够由TRIAC调光器以相对于其他电源适配器技术极大减小的功率和较高的功率因数进行控制。
因此，负载可以为一个或多个LED，并且可以从TRIAC或SCR调光器汲取输入。
LCL串并联电路可以适于具有至少两个谐振频率，第一谐振频率在给定输入电压下提供独立于负载的恒定电流输出，而第二谐振频率在给定的输入电压下提供随着负载变化的电流。LCL串并联电路还将具有0Hz的第三谐振频率，即直流(DC)电流。
这些谐振频率可以通过选择第一电感器、第二电感器和第一电容器来实现，使得这些元件的电抗基本上相等。相对于第一谐振频率，第二谐振频率可以适于在输出端提供显著较大的功率。电源适配器的控制器因此可以适于在不同谐振频率之间切换，以利用它们不同的特性。
谐振电路可以由谐振驱动电路驱动，谐振驱动电路向谐振电路提供谐振驱动信号。谐振驱动信号优选地为交流信号，并且优选地由可以控制两个或四个电子开关例如场效应晶体管(FET)的振荡器提供。谐振驱动信号通常具有方形波的形式。驱动电路的目的在于利用交流电压激发谐振电路，交流电压通常由正电压和负电源的区块构成。电子开关通常以全桥逆变器(4个开关)或半桥逆变器(2个开关)的形式连接在一起。
电源适配器可以适于修改将会被谐振电路内部地汲取的电流的波形，并且特别是修改该波形的形状和/或大小。特别地，可以向谐振电路提供谐振驱动信号，其中，谐振驱动信号适于确定所需的输入电流波形。例如，电源适配器可以包括用于向谐振电路提供驱动信号的至少一个半桥驱动电路和用于半桥驱动电路的开关控制器，该半桥驱动电路具有高侧开关和低侧开关。开关控制器可以适于在至少一种模式下提供以下各项：i)提供具有不同持续期的接通时间的高侧开关和低侧开关；ii)提供具有重叠的接通时间的高侧开关和低侧开关以及iii)提供具有同步的接通时间的高侧开关和低侧开关。
可以利用具有不同持续期的接通时间的高侧开关和低侧开关来控制从输入端汲取的电流。特别地，高侧开关和低侧开关可以具有不同持续期的接通时间，即不对称的接通时间，使得高侧开关与低侧开关之间的不对称程度确定从输入端汲取的电流。已经发现，高侧开关的接通时间与低侧开关的接通时间之间的不对称程度越大，从输入端汲取的电流越小。
例如如果高侧开关的接通时间与低侧开关的接通时间之间不存在重叠，则在输入端处汲取的电流可以基本上等于在输出端处提供的电流。这使得能够通过开关控制器来实现调光控制，而无需改变驱动谐振电路的频率，并因此没有任何必要改变谐振电路本身。特别地，为了减小从输入端汲取的电流和在输出端提供的电流，高侧开关的接通时间和低侧开关的接通时间可以相对于彼此变化，例如使得高侧开关的接通时间短于低侧开关的接通时间。
可以利用具有不同持续期的接通时间(即不对称的接通时间)的高侧开关和低侧开关来确定在输入端汲取的电流的波形，例如以提供调光器兼容性和/或降低谐波失真。特别地，这可以通过以下方式实现：开关控制器向高侧开关和低侧开关提供不同持续期的接通时间，即不对称的接通时间，并且在每个输入周期期间改变高侧开关与低侧开关之间的不对称程度以确定从输入端汲取的电流的波形。
可以利用开关的接通时间之间的重叠以在每个输入周期中的重叠时段创建负载条件，这可以在每个输入周期中的重叠时段相对于传送至输出端的电流增大在输入端处汲取的电流。这使得例如能够减小输出端处的电流，而不会减小在输入端处汲取的电流。另外，这使得能够在每个输入周期中在重叠时段汲取用于调光器开关的闭锁电流，并且能够在每个输入周期中随后汲取较低的保持电流，而无需改变驱动谐振电路的频率。由于相对于通常汲取数毫秒的保持电流(例如50mA)，用于干线电源中的常规调光器开关的闭锁电流(例如85mA)通常仅需要汲取数百微秒，未提供给输出端的附加电流(35mA)将导致230V干线电源上的可接受的小损失，例如100-200mW。此控制还可以有助于减少仅在常规调光器开关的TRIAC激励后可见的电压降低问题，并且因此可以取消对缓冲电路的需求以及与缓冲电路相关联的损失。
电源适配器还可以具有下述模式：其中，通过开关控制器向高侧开关和低侧开关提供同步的接通时间，不在输出端处提供功率，但电源适配器向输入端提供负载条件。
接通时间重叠的持续期或同步接通时间的持续期越长，所提供的负载的电阻或动态阻抗越低。这对固态光源(例如LED)特别有利。特别地，该负载条件可以提供DC路径，该DC路径防止误启动状况。这使得能够与调光器一起使用，并且还防止取能电源(pickupsupply)发生灼热。
开关控制器可以利用上述接通时间配置的任何组合，以提供在输入端处汲取的所期望的电流以及输出端处所要求的电流。
在电源适配器具有通过使开关的接通时间重叠或同步来生成负载条件的模式的情况下，控制器可以适于确定该负载条件的阻抗对于电源的电压是否是可接受的。因此，控制器优选地适于监测电源的电压。
电源适配器可以适于在两种或更多种模式之间进行切换，每种模式向高侧开关和低侧开关提供不同的接通时间配置。由于本发明使得能够在无需改变驱动谐振电路的频率的情况下实现不同模式，所以在每种模式下优选地以谐振电路的谐振频率或该谐振频率的子谐波或者在谐振电路的谐振频率或该谐振频率的子谐波附近驱动该谐振电路。
电源适配器可以适于监测输入电压，并且基于该输入电压来更改在输出端处提供的电流与跨接在输入端上的电阻之间的比率。特别地，可以基于输入电压成比例地更改该比率，使得在切换模式时不会造成电流和/或输入电阻的突变。在电源适配器适于与干线电源和固态光源一起使用的情况下，电流和/或输入电阻的这种突变会引起干线上的振铃或谐波、输出端处的可能闪烁，并且可导致调光器不兼容。可以通过改变高侧开关和低侧开关的接通时间的重叠量来更改该比率。
高侧开关和低侧开关优选地为双极结型晶体管(BJT)，这种BJT通常没有场效应晶体管(FET)那么昂贵。此外，因为BJT具有有限的增益，所以相对于具有无限增益并需要阻尼电路的FET而言，降低了由于浪涌电流使开关损坏的风险。
在目前优选的实施方案中，半桥驱动电路的高侧开关和低侧开关设置成使其相应的发射极或源极端子连接在半桥的中心。
在本实施方案中，由于施加至晶体管的基极或栅极端子的开关电压是相对于发射极或源极端子处的电压为参考的，这使得能够实现浮地(floating ground)形式的公共参考。这消除了任何对电平移位电路的需求，电平移位电路通常为昂贵的高压电路并且导致功率损耗，从而降低效率。因此，相对于现有技术，本发明降低了成本并且增加了效率。另外，本发明使驱动电路能够处于低电压，并且使同一驱动电路能够驱动高侧开关和低侧开关二者。
高侧开关优选地为NPN双极结型晶体管(BJT)或类似功能的晶体管。低侧开关优选地为PNP双极结型晶体管(BJT)或类似功能的晶体管。作为双极结型晶体管(BJT)的晶体管使开关控制器能够处于低电压，例如低于5V，例如2V。在提供集成电路的情况下，可以通过一个或多个二极管以及能量存储装置(诸如电容器)形成低压电源。
开关通常在基极或栅极端子处配置有开关电压，该开关电压是相对于发射极或源极端子处的电压确定的。高侧开关和低侧开关的发射极或源极端子之间的连接因此优选地向高侧开关和低侧开关的开关电压提供浮地形式的公共参考。高侧开关和低侧开关的集电极或漏极端子可以分别连接至电路的正供电电压和正常地，例如0V。
低侧开关优选地在该开关的基极/栅极具有负开关电压，该负开关电压是相对于浮地形式的公共参考确定的。负开关电压可以通过例如电荷泵生成。
开关控制器优选地采用集成电路的形式。开关控制器的地连接优选连接至高侧开关和低侧开关的发射极或源极端子，使得开关控制器的地连接具有与高侧开关和低侧开关共用的浮地形式的参考。
开关控制器优选地设置有本地源、或始于正常地的自举(bootstrap)，或者通常跨接在高侧开关和低侧开关上的电容器可以适于向开关控制器供电，这些本地源、自举或电容器可以给微处理器上的电荷泵二极管供电。
本发明的该实施方案在用于驱动LCL串并联谐振电路时特别有利。该布置使半桥驱动电路能够在无需任何反馈(例如从电感器到振荡驱动器的反馈)的情况下运行。该布置还消除了对任何反馈变压器的需求，反馈变压器体积大且昂贵。本发明还特别有利于LCL电路的原因在于其允许使用低压处理。
根据本发明的另一方面，提供了一种照明装置，其适合于直接连接至干线电源，该照明装置包括如上所述的电源适配器和一个或多个非固态光源。
调光器电路优选地包括一个或多个可控硅整流器(SCR)或TRIAC。
现在将参照附图仅通过说明性的方式详细地描述本发明的示例性实施方案，在附图中：
图1示出了根据本发明的电源适配器的一个实施方案的开关控制器和半桥驱动电路；
图2示出了根据本发明的电源适配器的一个实施方案的LCL串并联谐振电路和DC链路电容器(DC link capacitor)；
图3至图6示出了整个半周期内与根据本发明的电源适配器的第一、第二、第三以及第四模式相关联的电压和电流。
根据本发明的电源适配器的一个实施方案包括输入整流级(图中未示出)、开关控制器(RAIS-DH)和半桥驱动电路(HSD、LSD)(图1中示出)、以及LCL串并联谐振电路(L1、C1、L2)和输出整流级(图2中示出)。高侧开关Q1为NPN BJT晶体管，而低侧开关Q2为PNP BJT晶体管。Q1和Q2设置成使其发射极/源极连接至一公共点，该公共点形成用于Q1和Q2二者的浮地。该公共点还提供半桥驱动电路的输出，在此实施方案中，该输出被馈送至适合于驱动固态光源的LCL串并联谐振电路(其具有在GB 2449616 B8和WO 2010/041067 A1中详细描述的形式)。
Q1和Q2每个都是通过向各自的基极/栅极提供开关脉冲而被切换的，开关脉冲的电压以开关的发射极/源极为参考。当Q1接通时，浮地将处于正供电电压，例如330V，并且在Q1的基极/栅极处的电压相对于浮地并且从而相对于发射极/源极电压通常将为正。当Q2接通时，浮地将处于正常地，例如0V，并且在Q1的基极/栅极处的电压相对于浮地并且从而相对于发射极/源极电压将为负。
开关Q1和Q2由开关控制器驱动，该开关控制器是被标示为RAIS-DH的集成电路，其也以浮地为参考。由于开关控制器RAIS-DH驱动BJT晶体管，这需要+-0.7V，所以可以以2V向开关控制器供电。为了接通Q1，该开关控制器向Q1的基极/栅极提供相对于浮地(处于正供电电压，例如330V)并且因此相对于发射极/源极电压为正的脉冲。为了接通Q2，该开关控制器向Q2的基极/栅极提供相对于浮地(处于正常地，例如0V)并且因此相对于发射极/源极电压为负的脉冲。
Q1形成用于LCL串并联谐振电路(图2中示出)的高侧驱动器(HSD)，而Q2形成用于LCL串并联谐振电路(图2中示出)的低侧驱动器(LSD)，所述LCL串并联谐振电路提供适合于驱动固态光源的输出。开关控制器被配置成：通过控制高侧驱动器(HSD)和低侧驱动器(LSD)的接通时间，操纵在输入处汲取的电流、被传送至输出的电流、和/或电源适配器的阻抗。
谐振电路的输出使用二极管桥来进行整流，然后由电容器在整流器的输出进行平滑，以形成适合于驱动LED的输出。电容器C5和C6创建了用于谐振电路的第二端的连接点，基本上处于DC+和0V之间的电压的中间。
LCL串并联谐振电路被配置成使得其具有两个非零谐振频率。
图3至图6示出了整个半周期内与根据本发明的电源适配器的第一、第二、第三以及第四模式相关联的电压和电流。具体地，第一迹线(1)示出了在调光器开关之前看到的干线电源的电压，其通常为正弦形式。第二迹线(2)示出了来自调光器开关的电压输出，其为灯的输入电压。第三迹线(3)是由灯从干线电源汲取的电流。
在图3中，示出用于不稳定的前沿(例如TRIAC)调光器开关的第一模式。
在该模式下，在调光器开关的TRIAC激励之后在300μs的预定时间段之后，即在一旦浪涌电流已崩溃时，控制器使电源适配器停止汲取电流，从而关断调光器的TRIAC。电源适配器在该时期汲取的浪涌电流对DC链路电容器充电。在不向灯传送功率的预定时间段(由图3中附图标记4示出)之后，这足以使TRIAC关断，电源适配器向输出端和灯提供来自DC链路电容器的功率。特别地，一旦TRIAC已关断，灯汲取恒定的电流。继续向输出端提供功率，直到调光器开关的TRIAC又接通，这通过检测输入电压中的急剧上升来检测到。
这允许具有非常高的闭锁和保持电流要求(例如1000W)TRIAC调光器对非常低的功率的LED(例如5W)进行调光，而没有可见闪烁。特别地，这允许使用单级电源适配器，例如，谐振电源适配器，其比具有用以调节闪烁的第二级的电源适配器便宜。
在图4中，示出了用于不稳定的前沿(例如TRIAC)调光器开关的第二模式。
在此模式下，当电压足够高以使TRIAC稳定时，电源适配器和灯在半周期的预定时间段内汲取电流。所汲取的电流相较于稳定的调光器开关汲取的电流可以处于较高的水平。这可以通过在预定时间段内利用谐振电路的第二谐振频率来实现，使得灯汲取较大的电流。
期间汲取电流的所述预定时间段短于期间在稳定模式下汲取电流的时间段，以将向LED输出的功率维持在与其他模式下相同的水平，从而确保灯不过热。
在检测到不稳定性时，进入该模式。电源适配器适于监测谐振波形，以检测指示不稳定性的该波形的变化。谐振波形的变化可以具有间隙、快速改变或其他变化的形式，其指示误触发和不稳定的前沿(例如TRIAC)调光器的存在。该特征可以使得能够省略直接监测输入电压的电路。此外，谐振波形的任何间隙、变化或快速改变可以在1至3个干线半周期内检测到，使得快速激活合适的操作模式，其结果是人眼感知不到灯的闪烁。
此外，尽管图4中未示出，但是当TRIAC激励时电源适配器在预定时段例如大约300μs内还创建了负载条件，以便于调光器开关的TRIAC的闭锁。该负载条件通过使谐振电路的半桥驱动器的高侧开关(HSD)的接通时间和低侧开关(LSD)的接通时间重叠来实现。在该负载条件期间汲取的电流最初为在所述周期的其余部分中汲取的电流的幅度的2倍至3倍，并且该电流在负载条件的时段期间逐渐降低至在所述周期的其余部分中汲取的电流。
在图5中，示出了用于稳定的前沿(例如TRIAC)调光器开关的第三模式。
在此模式下，电源适配器使灯能够在调光器开关接通的整个时间段期间汲取电流。
此外，尽管图4中未示出，但是当TRIAC激励时电源适配器在预定时段例如大约300μs内还创建了负载条件，以便于调光器开关的TRIAC的闭锁。该负载条件通过使谐振电路的半桥驱动器的高侧开关(HSD)的接通时间和低侧开关(LSD)的接通时间重叠来实现。在该负载条件期间汲取的电流最初为在所述周期的其余部分中汲取的电流的幅度的2倍至3倍，并且该电流在负载条件时段期间逐渐降低至在所述周期的其余部分中汲取的电流。
在图6中，示出了用于后沿调光器开关的第四模式。
在此模式下，电源适配器使灯能够在调光器开关接通的整个时间段期间汲取电流。
此外，电源适配器在一旦调光器开关关断后汲取较大的电流，以便在足够短的时间段内使调光器开关放电。这通过在预定时间段内利用谐振电路的第二谐振频率来实现，导致灯吸收较大的电流。然而，这还可以通过使谐振电路的半桥驱动器的高侧开关(HSD)的接通时间和低侧开关(LSD)的接通时间重叠来创建负载条件来实现。

Claims (32)

1.一种电源适配器，包括：输入端，所述输入端用于连接至AC电源；输出端，所述输出端用于连接至负载；以及谐振电路，所述谐振电路耦接至所述输入端，所述谐振电路向所述输出端提供适合于驱动所述负载的功率，所述谐振电路具有两个或更多个谐振频率，所述两个或更多个谐振频率相互不是谐波，其中，所述电源适配器包括控制器，在使用中所述控制器适于以所述两个或更多个谐振频率中的每个或在所述两个或更多个谐振频率中的每个附近驱动所述谐振电路，以选择从所述AC电源汲取的电流的不同特性。
2.根据权利要求1所述的电源适配器，其中，所述谐振电路的所述两个或更多个谐振频率在不改变所述谐振电路的元件的情况下实现，例如通过接通/关断另外的元件来实现。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的电源适配器，其中，所述谐振电路的元件被选择以提供两个或更多个谐振频率，所述两个或更多个谐振频率被控制器利用以这些谐振频率之一或在这些谐振频率之一附近选择性地驱动所述谐振电路，例如在不接通/关断另外的元件的情况下。
4.根据任一前述权利要求所述的电源适配器，其中，所述控制器适于在AC周期例如在AC半周期内以所述两个或更多个谐振频率中的多个或在所述两个或更多个谐振频率中的多个附近驱动所述谐振电路。
5.根据权利要求4所述的电源适配器，其中，所述控制器适于在每个AC周期例如在每个AC半周期内在所选择的控制器模式下以所述两个或更多个谐振频率中的多个或在所述两个或更多个谐振频率中的多个附近驱动所述谐振电路。
6.根据任一前述权利要求所述的电源适配器，其中，所述控制器适于检测所述AC电源的功率降低器件，并且选择预定电流分布，以用于确定要从所述AC电源汲取的电流的特性。
7.根据权利要求6所述的电源适配器，其中，所述电源适配器具有例如用于稳定的前沿例如TRIAC调光器开关的、在所述调光器开关接通的时间内或该时间的大部分内汲取电流的电流分布。
8.根据权利要求6或权利要求7所述的电源适配器，其中，所述电源适配器具有例如用于不稳定的前沿例如TRIAC调光器开关的、在AC电源的半周期的中间部分期间在预定时间段内汲取电流的电流分布。
9.根据权利要求8所述的电源适配器，其中，所述AC电源的所述半周期的所述中间部分与过零交叉分开，并且是在电压足够高而使所述功率降低器件的开关例如调光器开关的TRIAC稳定时的部分。
10.根据权利要求8或权利要求9所述的电源适配器，其中，所汲取的电流相较于在另一电流分布例如用于稳定的调光器开关的电流分布下所汲取的电流处于较高水平。
11.根据权利要求10所述的电源适配器，其中，所述控制器在预定时间段内利用所述谐振电路的第二谐振频率，这使较大的电流被灯汲取。
12.根据权利要求11所述的电源适配器，其中，期间汲取电流的所述预定时间段短于在另一电流分布例如用于稳定的调光器开关的电流分布下期间汲取电流的时间段。
13.根据权利要求12所述的电源适配器，其中，所述电流分布被调整，使得功率输出在整个半周期或全周期内基本上相同。
14.根据权利要求6至13中的任一项所述的电源适配器，其中，所述电源适配器具有在检测到不稳定性时进入的、用于不稳定的前沿例如TRIAC调光器开关的电流分布。
15.根据权利要求14所述的电源适配器，其中，所述电源适配器适于监测谐振波形，从而检测该波形的变化。
16.根据权利要求6至15中任一项所述的电源适配器，其中，对于用于前沿调光器开关的电流分布，在所述功率降低器件的开关例如调光器开关的TRIAC在预定时间段内激励时，所述电源适配器创建负载条件，以便于所述调光器开关的TRIAC的闭锁。
17.根据权利要求16所述的电源适配器，其中，通过使所述谐振电路的半桥驱动器的高侧开关的接通时间和低侧开关的接通时间重叠来实现所述负载条件。
18.根据权利要求16或17所述的电源适配器，其中，在该负载条件期间汲取的电流比在所述周期的其余部分内汲取的电流大，例如是至少两倍的幅度。
19.根据权利要求18所述的电源适配器，其中，在所述负载条件时段期间汲取的电流在所述负载条件的时间段期间降低。
20.根据任一前述权利要求所述的电源适配器，其中，所述电源适配器具有在功率降低器件的开关接通的时间内或该时间的大部分内汲取电流的电流分布。
21.根据任一前述权利要求所述的电源适配器，其中，用于后沿调光器开关的电流分布在一旦所述调光器开关关断后汲取较大的电流，以在足够短的时间段内使所述调光器开关放电。
22.根据权利要求21所述的电源适配器，其中，当所述调光器开关关断时，所述谐振电路的第二谐振频率在预定时间段内被利用，这使较大的电流被负载汲取。
23.根据权利要求21所述的电源适配器，其中，在所述调光器开关关断时，例如通过使所述谐振电路的半桥驱动器的高侧开关的接通时间和低侧开关的接通时间重叠，创建负载条件。
24.根据权利要求6至23中任一项所述的电源适配器，其中，所述电源适配器具有例如用于不稳定的前沿例如TRIAC调光器开关的如下电流分布：在功率降低器件的开关例如调光器开关的TRIAC激励之后的初始时间段之后，所述电流分布停止汲取电流，从而关断所述调光器开关的TRIAC。
25.根据权利要求24所述的电源适配器，其中，浪涌电流对一个或多个能量存储装置例如一个或多个电容器充电，所述一个或多个能量存储装置在一旦调光器的TRIAC已经关断后向所述输出端提供功率。
26.根据权利要求25所述的电源适配器，其中，向所述输出端的功率提供继续，直到所述调光器的TRIAC重新接通，这通过检测输入电压的变化例如急剧上升来检测。
27.一种电源适配器，包括：输入端，用于连接至包括功率降低器件的AC电源；输出端，用于连接至负载；耦接至所述输入端的能量存储装置；以及谐振电路，所述谐振电路耦接至所述输入端，所述谐振电路向所述输出端提供适合于驱动所述负载的功率，其中，所述电源适配器包括控制器，所述控制器适于检测所述AC电源的功率降低器件中的开关的启用并且降低从所述AC电源汲取的电流以停用所述开关，所述能量存储装置在期间所述功率降低器件的所述开关被停用的时段内向所述输出端提供功率。
28.根据任一前述权利要求所述的电源适配器，其中，所述负载是光源。
29.根据任一前述权利要求所述的电源适配器，其中，所述负载是固态光源。
30.根据任一前述权利要求所述的电源适配器，其中，所述谐振电路具有一谐振频率，在所述一谐振频率下，对于变化的输入电压，所述谐振电路能够维持基本上恒定的电流输入。
31.根据任一前述权利要求所述的电源适配器，其中，所述谐振电路是LCL串并联谐振电路。
32.一种照明装置，适合于直接连接至干线电源，所述照明装置包括如上所述的电源适配器和一个或多个非固态光源。
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