CN106714410B - 可调光式即时启动安定器调光控制装置 - Google Patents

Abstract

一种可调光式即时启动安定器，适用于多个发光二极管灯管及/或多个荧光灯管，包括：隔离式调光接口、工作周期控制装置、调光开关以及逆变电路。隔离式调光接口接收调光信号而产生调光电压。工作周期控制装置根据调光电压而产生启闭信号。调光开关根据启闭信号，周期性地将第一节点耦接至接地端。逆变电路接收整流电压且耦接至第一节点。当第一节点耦接至接地端时，逆变电路输出一灯管电流至发光二极管灯管及/或荧光灯管。

Description

可调光式即时启动安定器调光控制装置

技术领域

本发明涉及一种可调光式即时启动安定器，特别是涉及一种具有广域的调光幅度的可调光式即时启动安定器。

背景技术

目前大多适用于荧光灯管的可调光式即时启动安定器，调光幅度皆无法低于50％，主要的原因是灯丝的温度不足以维持正常工作。解决方案是提供灯丝额外的预热能量，因此目前可调光式安定器大多都是快速启动(rapid-start)或是程序启动(programmed-start)，以达到广域的调光幅度。

此外，由于目前发光二极管灯管能够直接替换荧光灯管，加上发光二极管灯管相较于荧光灯管具有节省能源的优点，因此我们需要一个能够同时驱动发光二极管灯管以及荧光灯管并且提供广域的调光幅度的即时启动(instant-start)安定器。

发明内容

本发明提出一种可调光式即时启动安定器，适用于多个发光二极管灯管及/或多个荧光灯管，包括：一隔离式调光接口、一工作周期控制装置、一调光开关以及一逆变电路。所述隔离式调光接口接收一调光信号而产生一调光电压。所述工作周期控制装置根据所述调光电压而产生一启闭信号。所述调光开关根据所述启闭信号，周期性地将一第一节点耦接至一接地端。所述逆变电路接收一整流电压且耦接至所述第一节点，其中当所述第一节点耦接至所述接地端时，所述逆变电路输出一灯管电流至所述发光二极管灯管及/或所述荧光灯管。

根据本发明的一实施例，所述调光开关根据所述启闭信号的一工作周期而周期性地操作于一导通状态以及一不导通状态，其中当所述调光开关操作于所述导通状态时，所述第一节点耦接至所述接地端且所述逆变电路输出所述灯管电流，当所述调光开关操作于所述不导通状态时，所述第一节点并未耦接至所述接地端且所述逆变电路并未输出所述灯管电流，其中所述灯管电流流经所述发光二极管灯管及/或所述荧光灯管产生一照明亮度，其中所述照明亮度与所述工作周期成正比关系。

根据本发明的一实施例，所述隔离式调光接口包括：二控制端子、一错误接线保护装置、一第一半波整流器以及一隔离式变压器。所述控制端子接收一外部调光装置所产生的所述调光信号。所述错误接线保护装置耦接至所述控制端子，用以提供一错误接线保护。所述第一半波整流器耦接至所述接线保护装置。所述隔离式变压器包括一初级侧以及一次级侧，其中所述初级侧接收一第一电流，所述次级侧耦接至所述第一半波整流器，其中所述隔离式变压器将所述初级侧的所述第一电流映射至所述次级侧，并且将所述次级侧的阻抗映射至所述初级侧，并于所述初级侧产生所述调光电压。

根据本发明的一实施例，所述外部调光装置为一直流电压源、一电阻性元件或一调光器，其中所述调光信号为所述直流电压源的直流电压值或所述电阻性元件的电阻值。

根据本发明的一实施例，所述工作周期控制装置包括：一电压稳压器、一工作周期控制信号产生器以及一开关驱动电路。所述电压稳压器根据所述整流电压产生一直流供应电压。所述工作周期控制信号产生器接收所述直流供应电压，包括：一三角波产生电路、一钳位电路以及一比较器。所述三角波产生电路用以产生一三角波信号。所述钳位电路将所述调光电压整流为一直流调光电压，并将所述直流调光电压以及一参考电压的最大者提供至一比较节点。所述比较器比较所述比较节点的电压以及所述三角波信号而产生一工作周期控制信号。所述开关驱动电路接收所述直流供应电压，且根据所述工作周期控制信号输出所述启闭信号。

根据本发明的一实施例，所述钳位电路更包括：一第二半波整流器以及一二极管。所述第二半波整流器将所述调光电压转换成所述直流调光电压，并将所述直流调光电压提供至所述比较节点。所述二极管接收所述参考电压，其中当所述参考电压大于所述直流调光电压时，所述二极管导通而将所述参考电压提供至所述比较节点，使得所述工作周期不小于一既定值，其中当所述参考电压不大于所述直流调光电压时，所述二极管不导通。

根据本发明的一实施例，所述隔离式调光接口更包括一压降元件。所述压降元件耦接于所述第一半波整流器以及所述次级侧之间，用以提高所述直流调光电压的电压位准，使得所述照明亮度与所述调光信号成正比关系。

根据本发明的一实施例，所述逆变电路为一推挽式并联谐振转换器以及一半桥式并联谐振转换器的其中之一者。

根据本发明的一实施例，可调光式即时启动安定器更包括一整流器，其中所述整流器接收一交流电压而产生所述整流电压。

本发明更提出一种调光控制装置，用以控制一逆变电路周期性地输出一灯管电流至多个发光二极管灯管及/或多个荧光灯管，包括：一隔离式调光接口、一电压稳压器、一工作周期控制信号产生器、一开关驱动电路以及一调光开关。所述隔离式调光接口接收一调光信号而产生一调光电压。所述电压稳压器产生一直流供应电压。所述工作周期控制信号产生器接收所述直流供应电压，包括：一三角波产生电路、一钳位电路以及一比较器。所述三角波产生电路产生一三角波信号。所述钳位电路将所述调光电压整流为一直流调光电压，并将所述直流调光电压以及一参考电压的最大者提供至一比较节点。所述比较器比较所述比较节点的电压以及所述三角波信号而产生一工作周期控制信号。所述开关驱动电路接收所述直流供应电压，根据所述工作周期控制信号产生一启闭信号。所述调光开关根据所述启闭信号，周期性地导通而将所述逆变电路耦接至所述接地端，使得所述逆变电路周期性地输出所述灯管电流。

根据本发明的一实施例，所述调光开关根据所述启闭信号而周期性地操作于一导通状态以及一不导通状态，其中当所述调光开关操作于所述导通状态时，所述逆变电路输出所述灯管电流，当所述调光开关操作于一不导通状态时，所述逆变电路并未输出所述灯管电流，其中所述灯管电流流经所述发光二极管灯管及/或所述荧光灯管产生一照明亮度，其中所述照明亮度与所述启闭信号的一工作周期成正比关系。

根据本发明的一实施例，所述隔离式调光接口包括：二控制端子、一错误接线保护装置、一第一半波整流器以及一隔离式变压器。所述控制端子接收一外部调光装置所产生的所述调光信号。所述错误接线保护装置耦接至所述控制端子，用以提供一错误接线保护。所述第一半波整流器耦接至所述接线保护装置。所述隔离式变压器包括一初级侧以及一次级侧，其中所述初级侧接收一第一电流，所述次级侧耦接至所述第一半波整流器，其中所述隔离式变压器将所述初级侧的所述第一电流映射至所述次级侧，并且将所述次级侧的阻抗映射至所述初级侧，并于所述初级侧产生所述调光电压。

根据本发明的一实施例，所述外部调光装置为一直流电压源、一电阻性元件或一调光器，其中所述调光信号为所述直流电压源的直流电压值或所述电阻性元件的电阻值。

根据本发明的一实施例，所述钳位电路更包括：一第二半波整流器以及一二极管。所述第二半波整流器将所述调光电压转换成所述直流调光电压，并将所述直流调光电压提供至所述比较节点。所述二极管接收所述参考电压，其中当所述参考电压大于所述直流调光电压时，所述二极管导通而将所述参考电压提供至所述比较节点，使得所述工作周期不小于一既定值，其中当所述参考电压不大于所述直流调光电压时，所述二极管不导通。

根据本发明的一实施例，所述隔离式调光接口更包括一压降元件。所述压降元件耦接于所述第一半波整流器以及所述次级侧之间，用以提高所述直流调光电压的电压位准，使得所述照明亮度与所述调光信号成正比关系。

本发明的可调光式即时启动安定器具有广域的调光幅度，其调光幅度能够达到10％-100％，足以克服以往调光幅度无法低于50％的技术门坎。再者，本发明的调光控制装置使用了钳位电路330，用户能够藉由调整参考电压VREF的方式，调整调光可到达的最低幅度。

附图说明

图1显示根据本发明的一实施例所述的可调光式即时启动安定器的方块图；

图2显示根据本发明的一实施例所述的可调光式即时启动安定器的电路图；

图3显示根据本发明的一实施例所述的调光控制装置的电路图；

图4显示根据本发明的一实施例所述的调光曲线图；

图5显示根据本发明的一实施例所述的三角波信号SST的示意图；以及

图6显示根据本发明图2的另一实施例所述的逆变电路的电路图。

其中，附图标记：

100、200 可调光式即时启动安定器

110、210 电磁干扰滤波器

120、220 整流器

130 功因校正器

140、240、310 隔离式调光界面

150、250 工作周期控制装置

160、260 逆变电路

170、270、370、610 调光开关

280 电路保护装置

241 第一控制端子

242 第二控制端子

243 错误接线保护装置

244 第一半波整流器

245 隔离式变压器

251 电压稳压器

252 钳位电路

253 三角波产生电路

254 比较器

255 开关驱动电路

300 调光控制装置

311 第一控制端子

312 第二控制端子

313 错误接线保护装置

3131 热敏电阻

3132 第二齐纳二极管

314 第一半波整流器

3141 第二二极管

3143 第六电容

3144 第七电阻

315 隔离式变压器

316 第一齐纳二极管

320 电压稳压器

3201 第八电阻

3202 第七电容

3203 第三二极管

3204 第四二极管

3205 第三齐纳二极管

3206 第八电容

330 钳位电路

331 第二半波整流器

3311 第六二极管

3312 第九电容

3313 第十二电阻

332 第九电阻

333 第五二极管

334 第十电阻

335 第十一电阻

340 三角波产生电路

350 比较器

360 开关驱动电路

361 第三双极性接面晶体管

362 第四双极性接面晶体管

363 第十三电阻

370 调光开关

400 调光曲线图

401 工作周期曲线

402 灯管电流曲线

501 电压曲线

600 半桥式并联谐振转换器

601 第一半桥二极管

602 第二半桥二极管

10 外部调光装置

20 接地端

L 火线

N 中性线

PE 保护性接地线

C1 第一电容

C2 第二电容

C3 第三电容

C4 第四电容

C5 第五电容

CB 隔离电容

CT 谐振电容

CX 稳压电容

CY 电容

CX1 第一稳压电容

CX2 第二稳压电容

IL 灯管电流

I1 第一电流

L1 第一灯管

L2 第二灯管

L3 第三灯管

L4 第四灯管

LS 驱动线圈

LS1 第一线圈

LS2 第二线圈

D1 第一二极管

GND 接地位准

VB 升压电压

VCM 比较电压

VD 调光电压

VR 整流电压

VREF 参考电压

VS 直流供应电压

SD 调光信号

SDC 工作周期控制信号

SO 启闭信号

SST 三角波信号

T1 第一变压器

TX1 第一线圈

TX2 第二线圈

TX3 第三线圈

R1 第一电阻

R2 第二电阻

R3 第三电阻

R4 第四电阻

R5 第五电阻

R6 第六电阻

M1 N型金属氧化物半导体场效晶体管

NCM 比较节点

N1 第一节点

NI 内部节点

Q1 第一双极性接面晶体管

Q2 第二双极性接面晶体管

Q5 第五双极性接面晶体管

Q6 第六双极性接面晶体管

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特例举一较佳实施例，并配合所附图式，来作详细说明如下：

以下将介绍根据本发明所述的较佳实施例。必须要说明的是，本发明提供了许多可应用的发明概念，在此所揭露的特定实施例，仅是用于说明达成与运用本发明的特定方式，而不可用以局限本发明的范围。

图1显示根据本发明的一实施例所述的可调光式即时启动安定器的方块图。如图1所示，可调光式即时启动安定器100包括电磁干扰滤波器110、整流器120、功因校正器130、隔离式调光接口140、工作周期控制装置150、逆变电路160、调光开关170、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3以及第四电容C4。

可调光式即时启动安定器100用以接收交流供应电源以及调光控制信号，并根据调光控制信号周期性的提供灯管电流IL至第一灯管L1、第二灯管L2、第三灯管L3以及第四灯管L4。上述四个灯管分别并联至可调光式即时启动安定器100的第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3以及第四电容C4。根据本发明的一实施例，可调光式即时启动安定器100接收的交流供应电源为市电120Vac或277Vac。

根据本发明的一实施例，第一灯管L1、第二灯管L2、第三灯管L3以及第四灯管L4皆为一荧光灯管。根据本发明的另一实施例，第一灯管L1、第二灯管L2、第三灯管L3以及第四灯管L4皆为一发光二极管灯管。根据本发明的又一实施例，第一灯管L1、第二灯管L2、第三灯管L3以及第四灯管L4为发光二极管灯管以及荧光灯管的任意组合。根据本发明的一实施例，在此第一灯管L1、第二灯管L2、第三灯管L3以及第四灯管L4仅用于说明解释的目的，并未以任何形式限定至该数量。

电磁干扰滤波器110接收交流供应电压，用以降低因可调光式即时启动安定器100所产生的电磁干扰，整流器120将电磁干扰滤波器110所接收的交流供应电压，转换为整流电压VR。功因校正器130耦接至整流器120，用以改善可调光式即时启动安定器100的功率因素并将所接收的整流电压VR产生升压电压VB。根据本发明的一实施例，功因校正器130为一升压电路，用以将整流电压VR升压至升压电压VB，并将升压电压VB储存于稳压电容CX。根据本发明的另一实施例，可调光式即时启动安定器100亦可省略功因校正器130。

隔离式调光接口140接收外部调光装置10的调光信号SD而产生调光电压VD，工作周期控制装置150根据调光电压VD而产生启闭信号SO。根据本发明的一实施例，逆变电路160接收升压电压VB且经由调光开关170耦接至接地端20，当调光开关170根据启闭信号SO周期性地将逆变电路160耦接至接地端20时，逆变电路160将升压电压VB，通过逆变电路160周期性地提供灯管电流IL至第一灯管L1、第二灯管L2、第三灯管L3以及第四灯管L4，以达到调光的目的。

根据本发明的另一实施例，可调光式即时启动安定器100并不具有功因校正器130。逆变电路160接收整流器120所产生的整流电压VR，并根据调光开关170周期性地导通而提供灯管电流IL至第一灯管L1、第二灯管L2、第三灯管L3以及第四灯管L4。根据本发明的一实施例，逆变电路160为一推挽式并联谐振转换器(push-pull parallel resonantconverter)；根据本发明的另一实施例，逆变电路160为一半桥式并联谐振转换器(half-bridge parallel resonant converter)。

图2显示根据本发明的一实施例所述的可调光式即时启动安定器的电路图。如图2所示，可调光式即时启动安定器200包括电磁干扰滤波器210、整流器220、隔离式调光接口240、工作周期控制装置250、逆变电路260、调光开关270以及电路保护装置280。与图1相比，可调光式即时启动安定器200与图1的可调光式即时启动安定器100相同，只是可调光式即时启动安定器200并不具有功因校正器。

如图2所示，电磁干扰滤波器210接收交流供应电源的火线L以及中性线N所提供的交流电压，并降低可调光式即时启动安定器200所产生的电磁干扰后，整流器220将电磁干扰滤波器210所接收的交流供应电压，转换为整流电压VR且储存于稳压电容CX中，其中稳压电容CX耦接至接地端20，接地端20以及保护性接地PE之间以隔离电容CB隔离。根据本发明的一实施例，整流电压VR可视为直流电压。

隔离式调光接口240包括第一控制端子241、第二控制端子242、错误接线保护装置243、第一半波整流器244以及隔离式变压器245，其中第一控制端子241以及第二控制端子242用以接收图1的外部调光装置10所产生的调光信号SD。根据本发明的一实施例，图1的外部调光装置10为一直流电压源，所产生的调光信号SD为直流电压0-10V。根据本发明的另一实施例，图1的外部调光装置10为具有可变电阻值的电阻性元件。根据本发明的另一实施例，图1的外部调光装置10为一调光器。

根据本发明的一实施例，错误接线保护装置243用以在第一控制端子241以及第二控制端子242耦接至交流供应电源时，提供错误接线保护，第一半波整流器244耦接至上述接线保护装置243。隔离式变压器245包括初级侧以及次级侧，隔离式变压器245的初级侧接收由第五电容C5以及第一电阻R1所产生的第一电流I1，隔离式变压器245的次级侧耦接至第一半波整流器244。隔离式变压器245将初级侧接收的第一电流I1映射至次级侧并经由第一半波整流器244整流为直流电流，隔离式变压器245更将次级侧的阻抗映射至初级侧，并产生调光电压VD。下文中将详细说明隔离式调光接口240的动作。

工作周期控制装置250包括电压稳压器251、钳位电路252、三角波产生电路253、比较器254、开关驱动电路255、第五电容C5、第一电阻R1以及第二电阻R2。电压稳压器251可将整流电压VR以及第一线圈TX1所产生的直流电压稳压，而为直流供应电压VS，其中直流供应电压VS用以供应钳位电路252、三角波产生电路253、比较器254以及开关驱动电路255。

根据本发明的一实施例，整流电压VR以及第二电阻R2产生直流供应电压VS的初始值，用以致能工作周期控制电路250。钳位电路252将调光电压VD整流为直流调光电压，且利用直流供应电压VS产生参考电压VREF(图2中并未显示)，且钳位电路252可将调光电压VD整流后的直流调光电压以及参考电压VREF的最大者提供至比较节点NCM。钳位电路252以及参考电压VREF的详细内容，将于下文中详细叙述。

三角波产生电路253用以产生三角波信号SST，比较器254用以比较比较节点NCM的比较电压VCM以及三角波信号SST而产生工作周期控制信号SDC，其中工作周期控制信号SDC具有工作周期D。根据本发明的一实施例，三角波产生电路253利用电容的充放电所产生的电压信号，作为三角波信号SST。

开关驱动电路255根据比较器254所产生的工作周期控制信号SDC产生启闭信号SO，其中启闭信号SO用以控制调光开关270周期性地操作于导通状态以及不导通状态。根据本发明的一实施例，工作周期控制信号SDC以及启闭信号SO皆具有相同的工作周期D。根据本发明的一实施例，工作周期控制信号SDC以及启闭信号SO的频率大于200Hz。

根据本发明的一实施例，逆变电路260为一推挽式并联谐振转换器。逆变电路260耦接至第一节点N1，且接收第一线圈TX1所产生的固定电流而通过第一变压器T1输出灯管电流IL至图1的第一灯管L1、第二灯管L2、第三灯管L3以及第四灯管L4，其中第一节点N1通过调光开关270耦接至接地端20。根据本发明的一实施例，当调光开关270根据启闭信号SO而操作于导通状态时，逆变电路260通过第一变压器T1输出灯管电流IL至图1的第一灯管L1、第二灯管L2、第三灯管L3以及第四灯管L4。

根据本发明的另一实施例，当调光开关270根据启闭信号SO而操作于不导通状态时，逆变电路260并未输出灯管电流IL。根据本发明的一实施例，灯管电流IL流经图1的第一灯管L1、第二灯管L2、第三灯管L3以及第四灯管L4时，第一灯管L1、第二灯管L2、第三灯管L3以及第四灯管L4的每一者产生一照明亮度，其中所产生的照明亮度与工作周期D成正比关系。根据本发明的一实施例，调光开关270导通截止交替切换时会有突波产生，电路保护装置280可以抑制突波大小，进而达到保护调光开关效果。根据本发明的一实施例，电路保护装置280为一突波吸收器(TVS)或一齐纳二极管。

逆变电路260更包括第一双极性接面晶体管(Bipolar Junction Transistor，BJT)Q1、第二双极性接面晶体管(Bipolar Junction Transistor，BJT)Q2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、驱动线圈LS、第一二极管D1、谐振电容CT以及第一变压器T1。根据本发明的一实施例，第三电阻R3用以启动第一双极性接面晶体管Q1或第二双极性接面晶体管Q2。第四电阻R4、第五电阻R5、驱动线圈LS以及第一二极管D1用以交互驱动第一双极性接面晶体管Q1以及第二双极性接面晶体管Q2，通过交互切换第一双极性接面晶体管Q1以及第二双极性接面晶体管Q2，可使谐振电容CT以及第一变压器T1产生谐振，而产生灯管所需的电流。

调光开关270包括N型金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)M1以及第六电阻R6，第六电阻R6将N型金属氧化物半导体场效晶体管M1的闸极端耦接至接地端20。根据本发明的一实施例，当N型金属氧化物半导体场效晶体管M1的闸极端累积过多的电荷时，第六电阻R6提供电荷排除路径。根据本发明的另一实施例，第六电阻R6作为N型金属氧化物半导体场效晶体管M1的静电放电保护(Electrostatic Discharge,ESD)元件。隔离式调光接口240、工作周期控制电路250以及调光开关270的详细操作，将于下文中详细叙述。在本实施例中，虽以N型金属氧化物半导体场效晶体管为开关，但本发明不限于此。上述开关亦可为P型金属氧化物半导体场效晶体管、双极性接面晶体管(Bipolar Junction Transistor，BJT)或其他可作为开关的晶体管。

图3显示根据本发明的一实施例所述的调光控制装置的电路图。如图3所示，图3的调光控制装置300为图2的隔离式调光接口240、工作周期控制电路250以及调光开关270。根据本发明的一实施例，调光控制装置300包括隔离式调光接口310、电压稳压器320、钳位电路330、三角波产生电路340、比较器350、开关驱动电路360以及调光开关370。根据本发明的一实施例，钳位电路330、三角波产生电路340、比较器350以及开关驱动电路360形成一工作周期控制信号产生器。根据本发明的一实施例，电压稳压器320、钳位电路330、三角波产生电路340、比较器350、开关驱动电路360对应至图2的工作周期控制电路250。

隔离式调光接口310包括第一控制端子311、第二控制端子312、错误接线保护装置313、第一半波整流器314、隔离式变压器315以及第二齐纳二极管(Zener Diode)316，其中第一控制端子311以及第二控制端子312接收调光信号SD。根据本发明的一实施例，调光信号SD为0V-10V的直流电压；根据本发明的另一实施例，调光信号SD为电阻性元件的电阻值。以下将针对调光信号SD为0V-10V的直流电压的实施例，进行详细说明。

错误接线保护装置313包括热敏电阻3131以及第一齐纳二极管3132，其中热敏电阻3131为正温度系数，也就是当第一控制端子311以及第二控制端子312接收的电压过高时，热敏电阻3131的温度会增加而使得热敏电阻3131的电阻值随之增加，进而限制输入电流。

第一齐纳二极管3132用以将内部节点NI的电压值箝制于一既定电压值，也就是当内部节点NI的电压值高于既定电压值时，第一齐纳二极管3132随即导通，避免内部节点NI的电压值高于既定电压值。根据本发明的一实施例，第一齐纳二极管3132所箝制的既定电压值为15V。

第一半波整流器314包括第二二极管3141、第六电容3143以及第七电阻3144，用以将接收的交流电流转换为内部节点NI的直流电压。隔离式变压器315包括初级侧以及次级侧，初级侧耦接至钳位电路330，次级侧耦接至第一半波整流器314。隔离式变压器315用以将初级侧接收的交流电流映射至次级侧，并且将次级侧的阻抗映射至初级侧。第二齐纳二极管316耦接于第一半波整流器314以及隔离式变压器315之间，其中第二齐纳二极管316的用途将于下文中详细叙述。根据本发明的一实施例，隔离式变压器315用以将次级侧接收的调光信号SD以及第二齐纳二极管316的压降，转换至初级端的调光电压VD。

电压稳压器320包括第二线圈TX2、第八电阻3201、第七电容3202、第三二极管3203、第四二极管3204、第三齐纳二极管3205以及第八电容3206，其中第二线圈TX2用以感应第一线圈TX1的能量，并通过第八电阻3201、第七电容3202、第三二极管3203、第四二极管3204以及第八电容3206产生直流供应电压VS，其中第一线圈TX1、第八电阻3201、第七电容3202、第三二极管3203、第四二极管3204以及第八电容3206用以作为电荷泵。第三齐纳二极管3205用以限制直流供应电压VS不超过既定电压值。根据本发明的一实施例，第三齐纳二极管3205用以限制直流供应电压VS不超过15V。

钳位电路330包括第二半波整流器331、第九电阻332、第五二极管333、第十电阻334以及第十一电阻335，其中第九电阻332耦接至隔离式变压器315的初级端，第二半波整流器331包括第六二极管3311、第九电容3312以及第十二电阻3313，用以将隔离式变压器315的初级端的调光电压VD转换为直流调光电压而提供至比较节点NCM。

直流供应电压VS通过第十电阻334以及第十一电阻335的分压，而产生参考电压VREF，当比较电压VCM低于参考电压VREF时，第五二极管333随即导通而将参考电压VREF提供至比较节点NCM，使得比较电压VCM的最小值为参考电压VREF减去第五二极管333的导通电压。

比较器350用以比较比较电压VCM以及三角波产生电路340所产生的三角波信号SST而产生工作周期控制信号SDC，其中工作周期控制信号SDC具有工作周期D，用以控制调光开关370操作于导通状态以及不导通状态的时间。

开关驱动电路360包括第三双极性接面晶体管361、第四双极性接面晶体管362以及第十三电阻363，其中开关驱动电路360根据工作周期控制信号SDC而产生启闭信号SO。由于比较器350的驱动能力较低，开关驱动电路360用以准确地将调光开关370操作于导通状态或不导通状态。第十三电阻363用以限制第三双极性接面晶体管361以及第四双极性接面晶体管362的输出电流。

为了说明本发明的内容，以下将搭配本发明的第1-3图进行详细说明。当图3的隔离式调光接口310接收的调光信号SD为1V的直流电压，使得隔离式变压器315的次级侧最大跨压为调光信号SD、第二二极管3141以及第二齐纳二极管316之和。

根据本发明的一实施例，隔离式变压器315为一比一，第二二极管3141以及第六二极管3311的导通电压为0.7V，第二齐纳二极管316的导通电压为3.9V，因此当调光信号SD为1V时，所产生的比较电压VCM为4.9V。比较器350比较比较电压VCM以及三角波信号SST而产生工作周期控制信号SDC，用以控制调光开关370的N型金属氧化物半导体场效晶体管M1导通以及不导通。

根据本发明的一实施例，当N型金属氧化物半导体场效晶体管M1导通时，图2的逆变电路260则通过第一变压器T1输出灯管电流IL，用以点亮图1的第一灯管L1、第二灯管L2、第三灯管L3以及第四灯管L4而产生照明亮度，其中产生的照明亮度与调光信号SD的大小成正比关系。

图4显示根据本发明的一实施例所述的调光曲线图。如图4所示，调光曲线图400的横轴为调光信号SD的直流电压值，纵轴为百分比，工作周期曲线401代表工作周期控制信号SDC以及启闭信号SO的工作周期D，灯管电流曲线402代表平均的灯管电流IL。

根据本发明的一实施例，调光信号SD为0V-10V的直流电压，因此当调光信号SD为10V时，工作周期曲线401为100％，也就是图2的调光开关270为恒常地操作于导通状态，而灯管电流曲线402亦对应至100％，也就是灯管电流IL恒常地输出。

根据本发明的另一实施例，当调光信号SD为开路状态时，工作周期曲线401以及灯管电流曲线402皆对应至100％，代表图2的调光开关270恒常地导通，而灯管电流IL也恒常地输出。

根据本发明的另一实施例，当调光信号SD为1V时，工作周期曲线401以及灯管电流曲线402皆对应至10％，代表图2的调光开关270仅有10％的时间导通，也就是调光开关270周期性地操作于导通状态。因此，图2的逆变电路260在调光开关270被导通的10％的时间输出灯管电流IL，因此灯管电流曲线402所代表的平均灯管电流IL为恒常输出的灯管电流IL的10％。

根据本发明的又一实施例，当调光信号SD为0V时，图3的隔离式变压器315的次级侧的最大跨压为调光信号SD、第二二极管3141以及第二齐纳二极管316之和，也就是4.6V。根据本发明的一实施例，隔离式变压器315为一比一，因此映射的调光电压VD为4.6V。

根据本发明的一实施例，参考电压VREF为5.6V，因此钳位电路330根据第六二极管3311以及第五二极管333而选择较高电压值的参考电压VREF提供至比较节点NCM。根据本发明的一实施例，5.6V的参考电压VREF恰好是当调光信号SD为1V时的最大次级侧的跨压，因此当调光信号SD低于1V时，参考电压VREF能够将平均的灯管电流IL维持于10％。根据本发明的另一实施例，设计者可调整参考电压VREF的大小，用以设定所欲维持的最小照明亮度。

根据本发明的一实施例，图1的图1的第一灯管L1、第二灯管L2、第三灯管L3以及第四灯管L4所产生的照明亮度与平均的灯管电流IL成正比，因此照明亮度亦与工作周期控制信号SDC以及启闭信号SO的工作周期D成正比关系。

根据本发明的又一实施例，当图3的第一控制端子311以及第二控制端子312为短路状态时，代表调光信号SD为0V，也就是图1的图1的第一灯管L1、第二灯管L2、第三灯管L3以及第四灯管L4所产生的照明亮度为持最低亮度。

根据本发明的一实施例，调光信号SD为电阻性元件的电阻值，图1的图1的第一灯管L1、第二灯管L2、第三灯管L3以及第四灯管L4所产生的照明亮度同样的与电阻性元件的跨压成正比关系。

图5显示根据本发明的一实施例所述的三角波信号SST的示意图。根据本发明的一实施例，电压曲线501为利用电容充电的电压变化所产生的三角波信号SST，因此三角波信号SST的充电的最高电压位准为直流供应电压VS，放电的最低电压位准为接地端20的接地位准GND。

根据本发明的一实施例，图3的第二齐纳二极管316用以提高比较电压VCM的最低电压位准，并且比较电压VCM的最高电压位准亦小于直流供应电压VS，使得三角波信号SST位于电容充放电的电压信号的线性区，并且使得照明亮度与工作周期D成正比关系。

根据本发明的一实施例，当直流供应电压VS为15V、第二齐纳二极管316的压降为3.9V、调光信号SD的电压幅度为0-10V、参考电压VREF为5.6V以及第二二极管3141、第六二极管3311以及第五二极管333的压降皆为0.7V时，比较电压VCM的电压幅度为4.9V-13.9V，小于直流供应电压VS(15V)至接地位准GND(0V)的范围。

图6显示根据本发明图2的另一实施例所述的逆变电路的电路图。根据本发明的另一实施例，图2的逆变电路260为半桥式并联谐振转换器600，且半桥式并联谐振转换器600耦接至第一节点N1，其中调光开关610耦接于第一节点N1以及接地端20之间。如图6所示，当图2的逆变电路260置换为半桥式并联谐振转换器600时，图2的稳压电容CX替换为第一稳压电容CX1以及第二稳压电容CX2，且多了一个第三线圈TX3。

当调光开关610操作于导通状态时，半桥式并联谐振转换器600通过第一变压器T1输出灯管电流IL至第一灯管L1、第二灯管L2、第三灯管L3以及第四灯管L4；当调光开关610操作于不导通状态时，半桥式并联谐振转换器600则停止输出灯管电流IL。根据本发明的一实施例，使用者可藉由调整调光开关610的导通周期，进而达到调光的目的。

半桥式并联谐振转换器600包括第五双极性接面晶体管Q5、第六双极性接面晶体管Q6、电容CY、第一线圈LS1、第二线圈LS2、半桥电容CZ、谐振电容CT、第一变压器T1、第一半桥二极管601以及第二半桥二极管602。第一线圈LS1、第二线圈LS2以及半桥电容CZ用以交互驱动第五双极性接面晶体管Q5以及第六双极性接面晶体管Q6，通过交互切换第五双极性接面晶体管Q5以及第六双极性接面晶体管Q6，加上第一半桥二极管601以及第二半桥二极管602交互导通，可使谐振电容CT以及第一变压器T1产生谐振，而产生灯管所需的电流。

本发明提供了一种具有广域的调光幅度的可调光式即时启动安定器，其中调光幅度能够达到10％-100％，足以克服以往调光幅度无法低于50％的技术门坎。再者，本发明的调光控制装置使用了钳位电路330，用户能够藉由调整参考电压VREF的方式，调整调光可到达的最低幅度。

以上叙述许多实施例的特征，使所属技术领域中的相关技术人员能够清楚理解本说明书的形态。所属技术领域中的相关技术人员能够理解其可利用本发明揭示内容为基础以设计或更动其他制程及结构而完成相同于上述实施例的目的及/或达到相同于上述实施例的优点。所属技术领域中的相关技术人员亦能够理解不脱离本发明的精神和范围的等效构造可在不脱离本发明的精神和范围内作任意的更动、替代与润饰，但这些相应的更动、替代与润饰都应包含于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (15)

1.一种可调光式即时启动安定器，其特征在于，适用于多个发光二极管灯管及/或多个荧光灯管，包括：

一隔离式调光接口，接收一调光信号而产生一调光电压；

一工作周期控制装置，根据所述调光电压而产生一启闭信号，其中所述工作周期控制装置包括：

一工作周期控制信号产生器，将所述调光电压整流为一直流调光电压，并根据所述直流调光电压以及一参考电压中的最大者与三角波信号进行比较产生一工作周期控制信号；以及

一开关驱动电路，根据所述工作周期控制信号输出所述启闭信号；

一调光开关，根据所述启闭信号，周期性地将一第一节点耦接至一接地端；以及

一逆变电路，接收一整流电压且耦接至所述第一节点，其中当所述第一节点耦接至所述接地端时，所述逆变电路输出一灯管电流至所述发光二极管灯管及/或所述荧光灯管。

2.如权利要求1所述的可调光式即时启动安定器，其特征在于，所述调光开关根据所述启闭信号的一工作周期而周期性地操作于一导通状态以及一不导通状态，其中当所述调光开关操作于所述导通状态时，所述第一节点耦接至所述接地端且所述逆变电路输出所述灯管电流，当所述调光开关操作于所述不导通状态时，所述第一节点并未耦接至所述接地端且所述逆变电路并未输出所述灯管电流，其中所述灯管电流流经所述发光二极管灯管及/或所述荧光灯管产生一照明亮度，其中所述照明亮度与所述工作周期成正比关系。

3.如权利要求2所述的可调光式即时启动安定器，其特征在于，所述隔离式调光接口包括：

二控制端子，接收一外部调光装置所产生的所述调光信号；

一错误接线保护装置，耦接至所述控制端子，用以提供一错误接线保护；

一第一半波整流器，耦接至所述错误接线保护装置；以及

一隔离式变压器，包括一初级侧以及一次级侧，其中所述初级侧接收一第一电流，所述次级侧耦接至所述第一半波整流器，其中所述隔离式变压器将所述初级侧的所述第一电流映射至所述次级侧，并且将所述次级侧的阻抗映射至所述初级侧，并于所述初级侧产生所述调光电压。

4.如权利要求3所述的可调光式即时启动安定器，其特征在于，所述外部调光装置为一直流电压源、一电阻性元件或一调光器，其中所述调光信号为所述直流电压源的直流电压值或所述电阻性元件的电阻值。

5.如权利要求3所述的可调光式即时启动安定器，其特征在于，所述工作周期控制装置更包括：

一电压稳压器，根据所述整流电压产生一直流供应电压，其中所述工作周期控制信号产生器和所述开关驱动电路接收所述直流供应电压；

其中所述工作周期控制信号产生器包括：

一三角波产生电路，用以产生一三角波信号；

一钳位电路，将所述调光电压整流为所述直流调光电压，并将所述直流调光电压以及所述参考电压的最大者提供至一比较节点；以及

一比较器，比较所述比较节点的电压以及所述三角波信号而产生所述工作周期控制信号。

6.如权利要求5所述的可调光式即时启动安定器，其特征在于，所述钳位电路更包括：

一第二半波整流器，将所述调光电压转换成所述直流调光电压，并将所述直流调光电压提供至所述比较节点；以及

一二极管，接收所述参考电压，其中当所述参考电压大于所述直流调光电压时，所述二极管导通而将所述参考电压提供至所述比较节点，使得所述工作周期不小于一既定值，其中当所述参考电压不大于所述直流调光电压时，所述二极管不导通。

7.如权利要求5所述的可调光式即时启动安定器，其特征在于，所述隔离式调光接口更包括：

一压降元件，耦接于所述第一半波整流器以及所述次级侧之间，用以提高所述直流调光电压的电压位准，使得所述照明亮度与所述调光信号成正比关系。

8.如权利要求1所述的可调光式即时启动安定器，其特征在于，所述逆变电路为一推挽式并联谐振转换器以及一半桥式并联谐振转换器的其中之一者。

9.如权利要求1所述的可调光式即时启动安定器，其特征在于，更包括一整流器，其中所述整流器接收一交流电压而产生所述整流电压。

10.一种调光控制装置，其特征在于，用以控制一逆变电路周期性地输出一灯管电流至多个发光二极管灯管及/或多个荧光灯管，包括：

一隔离式调光接口，接收一调光信号而产生一调光电压；

一电压稳压器，产生一直流供应电压；

一工作周期控制信号产生器，接收所述直流供应电压，包括：

一三角波产生电路，产生一三角波信号；

一钳位电路，将所述调光电压整流为一直流调光电压，并将所述直流调光电压以及一参考电压的最大者提供至一比较节点；以及

一比较器，比较所述比较节点的电压以及所述三角波信号而产生一工作周期控制信号；

一开关驱动电路，接收所述直流供应电压，根据所述工作周期控制信号产生一启闭信号；以及

一调光开关，根据所述启闭信号，周期性地导通而将所述逆变电路耦接至一接地端，使得所述逆变电路周期性地输出所述灯管电流。

11.如权利要求10所述的调光控制装置，其特征在于，所述调光开关根据所述启闭信号而周期性地操作于一导通状态以及一不导通状态，其中当所述调光开关操作于所述导通状态时，所述逆变电路输出所述灯管电流，当所述调光开关操作于一不导通状态时，所述逆变电路并未输出所述灯管电流，其中所述灯管电流流经所述发光二极管灯管及/或所述荧光灯管产生一照明亮度，其中所述照明亮度与所述启闭信号的一工作周期成正比关系。

12.如权利要求11所述的调光控制装置，其特征在于，所述隔离式调光接口包括：

二控制端子，接收一外部调光装置所产生的所述调光信号；

一错误接线保护装置，耦接至所述控制端子，用以提供一错误接线保护；

一第一半波整流器，耦接至所述错误接线保护装置；以及

一隔离式变压器，包括一初级侧以及一次级侧，其中所述初级侧接收一第一电流，所述次级侧耦接至所述第一半波整流器，其中所述隔离式变压器将所述初级侧的所述第一电流映射至所述次级侧，并且将所述次级侧的阻抗映射至所述初级侧，并于所述初级侧产生所述调光电压。

13.如权利要求12所述的调光控制装置，其特征在于，所述外部调光装置为一直流电压源、一电阻性元件或一调光器，其中所述调光信号为所述直流电压源的直流电压值或所述电阻性元件的电阻值。

14.如权利要求12所述的调光控制装置，其特征在于，所述钳位电路更包括：

一第二半波整流器，将所述调光电压转换成所述直流调光电压，并将所述直流调光电压提供至所述比较节点；以及

一二极管，接收所述参考电压，其中当所述参考电压大于所述直流调光电压时，所述二极管导通而将所述参考电压提供至所述比较节点，使得所述工作周期不小于一既定值，其中当所述参考电压不大于所述直流调光电压时，所述二极管不导通。

15.如权利要求12所述的调光控制装置，其特征在于，所述隔离式调光接口更包括：

一压降元件，耦接于所述第一半波整流器以及所述次级侧之间，用以提高所述直流调光电压的电压位准，使得所述照明亮度与所述调光信号成正比关系。