CN110536510B - 可控硅调光稳定系统及控制器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可控硅调光稳定系统，包括一交流电源、一硅控制调光回路、一相角侦测模块、以及一电流补偿模块。该硅控制调光回路设置于该交流电源与负载之间，用以调整输出至该负载的功率。该相角侦测模块依据设定的触发相角输出周期工作时间至一泄放电流源的回路。该电流补偿模块经由该负载的输入或输出获得该负载电流，依据该负载电流传送一补偿控制讯号至该泄放电流源，以控制该泄放电流源与该负载电流的总和趋于一预设定值并大于该硅控制调光回路中硅控制整流器的维持电流。

Description

可控硅调光稳定系统及控制器

技术领域

本发明系有关于一种调光稳定系统及控制器，尤指一种用于硅控制调光回路的调光稳定系统及控制器。

背景技术

传统的TRIAC调光器，主要包括可变电阻、固定电阻、电容、二端交流开关(DIAC)、三端双向可控硅组件(TRIAC)。RC网络是由可变电阻、固定电阻和电容组成。当接通市电后，电流将通过可变电阻和固定电阻后流入电容对其充电，当电容电压达到DIAC的触发电压后，DIAC导通，然后TRIAC被触发导通，并开始向灯泡供电。

可变电阻的阻值调大时，流过电容的电流减小，电容上的电压将较慢达到DIAC的触发电压，TRIAC也将较慢被触发导通，其结果是输入的正弦波电压被切掉一部分，导致向灯泡提供的能量减少(亮度降低)。可变电阻阻值越大，灯泡亮度越低。

对于TRIAC调光LED灯泡，目前最大的问题在于调光器的兼容性。传统TRIAC调光器的原始设计是要处理数百瓦白炽灯泡消耗的功率。消耗功率小于20W的LED灯泡，会和采用由大功率开关器件构成的调光器产生相互影响。如果调光器和LED灯泡的相互影响不稳定，会出现可见闪烁。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种可控硅调光稳定系统，包括一交流电源、一硅控制调光回路、一相角侦测模块、以及一电流补偿模块。该交流电源输出一交流电讯号。该硅控制调光回路设置于该交流电源与负载之间，用以调整输出至该负载的功率。该相角侦测模块依据设定的触发相角输出周期工作时间至一泄放电流源的回路。该电流补偿模块连接至该负载的输入或输出，该电流补偿模块经由该负载的输入或输出获得该负载电流，依据该负载电流传送一补偿控制讯号至该泄放电流源，以控制该泄放电流源与该负载电流的总和趋于一预设定值并大于该硅控制调光回路中硅控制整流器的维持电流。

本发明的另一目的，在于提供一种控制器，系配合交流电源以及硅控制调光回路设置。该控制器包括一相角侦测模块、以及一电流补偿模块。该相角侦测模块依据设定的触发相角输出周期工作时间至一泄放电流源的回路。该电流补偿模块连接至该负载的输入或输出，该电流补偿模块经由该负载的输入或输出获得该负载电流，依据该负载电流传送一补偿控制讯号至该泄放电流源，以控制该泄放电流源与该负载电流的总和趋于定值并大于该硅控制调光回路中硅控制整流器的维持电流。

是以，本发明系比起习知技术具有以下的优势功效：

1.本发明可以有效的解决传统TRIAC调光器闪频的问题。

2.本发明所造成之消耗电流仅在硅控制调光回路需要电流时补足而非全角度供应，有效的减少电源浪费。

附图说明

图1，本发明可控硅调光稳定系统的示意图。

图2，本发明可控硅调光稳定系统的电路示意图。

图3，本发明中硅控制调光回路的一实施例示意图。

100可控硅调光稳定系统；10交流电源；11整流器；20硅控制调光回路；21可变电阻；22固定电阻；23电容；24二端交流开关；25三端双向可控硅组件；30负载转换回路；40相角侦测模块；50电流补偿模块；51电压随耦器；511可控电阻；512电容；52误差放大器；CP控制器；TC泄放电流源；RT测试电阻

具体实施方式

有关本发明之详细说明及技术内容，现就配合图式说明如下。再者，本发明中之图式，为说明方便，其比例未必照实际比例绘制，该等图式及其比例并非用以限制本发明之范围，在此先行叙明。

请一并参阅「图1」及「图2」，系为本发明可控硅调光稳定系统的示意图、以及电路示意图，如图所示：

本发明的可控硅调光稳定系统100，主要系配合LED电源驱动电路设置。该可控硅调光稳定系统100主要包括一交流电源10、一硅控制调光回路20、一负载转换回路30、一相角侦测模块40、以及一电流补偿模块50。

所述的交流电源10输出交流电讯号，为了提供将负半波的电压转换为正半波(或将正半波的电压转换为负半波)，该交流电源10后端可以包括一整流器11(例如半波整流器或全波整流器)用以进行半波或全波整流。在此所述的交流电讯号可以是指未进行滤波具有固定周期的波讯号，不一定指未经过整流的波讯号，在此先行叙明。

所述的硅控制调光回路20设置于该交流电源10与整流器11之间，用以调整输出至负载(负载转换回路30)的功率。于一可行的实施例中，请参阅「图3」，系揭示本发明中硅控制调光回路的一实施例示意图，如图所示：该硅控制调光回路20主要包括可变电阻21、固定电阻22、电容23、二端交流开关24(DIAC)、三端双向可控硅组件25(TRIAC)。依据交流电源馈入电流的流向，电流将通过可变电阻21和固定电阻22后流入电容23对其充电，当电容23电压达到二端交流开关24的触发电压后，二端交流开关24导通，然后三端双向可控硅组件25被触发导通，并开始向灯泡供电。可变电阻21的阻值调大时，流过电容的电流减小，电容上的电压将较慢达到二端交流开关24的触发电压，三端双向可控硅组件25也将较慢被触发导通，其结果是输入的正弦波电压被切掉一部分，导致向负载转换回路30提供的能量减少(亮度降低)，随着可变电阻21阻值越大，灯泡亮度越低。于本实施例中，主要是以前沿调光的方式控制输出，但不排除可以透过变更电路配置而变更为后沿调光的方式调变输出，于本发明中不予以限制。上述的硅控制调光回路20仅为本发明其中一可行方案的例示而已，该硅控制调光回路20本身的电路配置非属本发明所欲限制的范围。

所述的负载转换回路30系配合负载(LED灯具)设置，用以将硅控制调光回路20的输出进行滤波后将功率馈入至负载(LED)。该负载转换回路30系连接至该负载的输入端及输出端，于一可行的实施例中，该负载转换回路30系可以包括配置于灯座上的连接器，经由连接器上的通讯端口电性连接至LED灯具。

该相角侦测模块40以及该电流补偿模块50系可以整合为单一控制器CP执行，惟实现该等电路所使用的控制器或芯片数量非属本发明所欲限制的范围，在此必须先行说明。该控制器例如可以是中央处理器可程序化之一般用途或特殊用途的微处理器(Microprocessor)、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、可程序化控制器、特殊应用集成电路(Application Specific Integrated Circuits,ASIC)、单芯片RF系统(RF-SoC)或其他类似装置或这些装置的组合，于本发明中不予以限制。该控制器30可以配合储存单元设置，利用该储存单元储存例如参数、或故障记录等。该储存单元例如可以为电子抹除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory,EEPROM)，于本发明中不予以限制。

以下针对相角侦测模块40以及该电流补偿模块50进行详细的说明：

所述的相角侦测模块40依据设定的触发相角输出周期工作时间至泄放电流源TC的回路。该相角侦测模块40主要经由侦测交流电源10的交流讯号用以控制后端电流补偿模块50的输出周期，使造成之消耗电流仅在硅控制调光回路20需要电流时补足。于一可行的实施态样中，该相角侦测模块40系直接连接至该泄放电流源TC(后面有详细的说明)回路上的开关。

所述的电流补偿模块50连接至该负载转换回路30的输入或输出，该电流补偿模块50经由该负载的输入或输出获得该负载电流，依据负载电流传送一补偿控制讯号至泄放电流源TC，以控制该泄放电流源TC的开关。为了确保总合电流大于三端双向可控硅组件25的维持电流，该电流补偿模块50以控制该泄放电流源TC的电流与该负载电流的总和趋于一预设定值并大于该硅控制调光回路20中三端双向可控硅组件25的维持电流。而当该电流补偿模块50于侦测到该负载电流大于该默认定值时，即可以确定该泄放电流源TC与该负载电流的总和电流足以达到启动三端双向可控硅组件25的电流时，该电流补偿模块50系关闭该泄放电流源TC的输出，以达到省电节能的效果。

以下针对该电流补偿模块50其中一可行的实施例进行说明。于一可行的实施例中，该电流补偿模块50包括一电压随耦器51、以及一误差放大器52。该电压随耦器51依据输入端可控电阻511的分压值输出一固定电压值至该误差放大器52，该固定电压值系对应至总和电流的该预设定值。为了使该固定电压值保持稳定，于一可行的实施例中，该电压随耦器51的输出与该误差放大器52的输入之间可以挂载有一电容512，藉由该电容512、该误差放大器52、以及该可控电阻511构成高输入阻抗、低输出阻抗的稳定电压源。该误差放大器52的输入端系分别连接至该电压随耦器51的输出以及该负载转换回路30的输入或输出以分别接收该固定电压值及该负载电流对应于一测试电阻RT的电压值，藉以连续比较来自该测试电阻RT的电压值和该固定电压值输出该控制讯号至该泄放电流源TC。藉此透过该可控电阻511设定硅控制调光回路20的维持电流(即也就是泄放电流源TC加上经过测试电阻RT上的电流)。

综上所述，本发明可以有效的解决传统TRIAC调光器闪频的问题。此外，本发明所造成之消耗电流仅在硅控制调光回路需要电流时补足而非全角度供应，有效的减少电源浪费。

以上已将本发明做一详细说明，惟以上所述者，仅惟本发明之一较佳实施例而已，当不能以此限定本创作实施之范围，即凡依本发明申请专利范围所作之均等变化与修饰，皆应仍属本发明之专利涵盖范围内。

Claims (9)

1.一种可控硅调光稳定系统，其特征在于，包括：

一交流电源，输出一交流电讯号；

一硅控制调光回路，设置于该交流电源与负载之间，用以调整输出至该负载的功率；

一相角侦测模块，依据设定的触发相角输出周期工作时间至一泄放电流源的回路；以及

一电流补偿模块，连接至该负载的输入或输出，该电流补偿模块经由该负载的输入或输出获得该负载电流，依据该负载电流传送一补偿控制讯号至该泄放电流源，以控制该泄放电流源与该负载电流的总和趋于一预设定值并大于该硅控制调光回路中硅控制整流器的维持电流。

2.根据权利要求1所述的可控硅调光稳定系统，其特征在于，其中该交流电源系包括一半波整流器或全波整流器用以进行半波或全波整流。

3.根据权利要求1所述的可控硅调光稳定系统，其特征在于，其中该电流补偿模块于侦测到该负载电流大于默认定值时，系关闭该泄放电流源的输出。

4.根据权利要求1所述的可控硅调光稳定系统，其特征在于，其中该电流补偿模块包括一电压随耦器、以及一误差放大器，该电压随耦器依据输入端可控电阻的分压值输出一固定电压值至该误差放大器，该固定电压值系对应至总和电流的该预设定值，该误差放大器的输入端系分别连接至该电压随耦器以及该负载的输入或输出以分别接收该固定电压值及该负载电流对应于一测试电阻的电压值，藉以连续比较来自该测试电阻的电压值和该固定电压值输出该控制讯号至该泄放电流源。

5.根据权利要求4所述的可控硅调光稳定系统，其特征在于，其中该电压随耦器的输出与该误差放大器的输入之间系挂载有一电容。

6.一种控制器，系配合交流电源以及硅控制调光回路设置，其特征在于，该控制器包括：

一相角侦测模块，依据设定的触发相角输出周期工作时间至一泄放电流源的回路；以及

一电流补偿模块，连接至负载的输入或输出，该电流补偿模块经由该负载的输入或输出获得该负载电流，依据该负载电流传送一补偿控制讯号至该泄放电流源，以控制该泄放电流源与该负载电流的总和趋于定值并大于该硅控制调光回路中硅控制整流器的维持电流。

7.根据权利要求6所述的控制器，其特征在于，其中该电流补偿模块于侦测到该负载电流大于默认定值时，系关闭该泄放电流源的输出。

8.根据权利要求6所述的控制器，其特征在于，其中该电流补偿模块包括一电压随耦器、以及一误差放大器，该电压随耦器依据输入端可控电阻的分压值输出一固定电压值至该误差放大器，该固定电压值系对应至总和电流的预设定值，该误差放大器的输入端系分别连接至该电压随耦器以及该负载的输入或输出以分别接收该固定电压值及该负载电流对应于一测试电阻的电压值，藉以连续比较来自该测试电阻的电压值和该固定电压值输出该控制讯号至该泄放电流源。

9.根据权利要求8所述的控制器，其特征在于，其中该电压随耦器的输出与该误差放大器的输入之间系挂载有一电容。

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