對連接至切相調光器的洩流器進行控制的方法和裝置的製作方法

2023-07-04 02:11:46

專利名稱：：對連接至切相調光器的洩流器進行控制的方法和裝置的製作方法
技術領域：
：本申請涉及照明領域，尤其涉及對連接至切相調光器的洩流器進行控制的方法和對連接至切相調光器的洩流器進行控制的裝置。
背景技術：
：隨著照明技術的發展，調光器的應用越來越廣泛。圖1示出了典型調光系統的結構框圖。如圖1所示，該典型的調光器系統包括照明裝置、驅動器和調光器。其中，驅動器中設置有調光控制電路。調光器可以切斷輸入電壓的相位。理想的波形和所檢測到的正確波形如圖3所示。調光控制電路如微控制器(microcontroller，簡稱MCU)的可以具有比較器，比較器對相位檢測信號和固定電壓VMf進行比較並生成比較結果。例如，當相位檢測信號高於固定電壓時，比較結果為1，而當相位檢測信號低於固定電壓時，比較結果為0。基於該結果，MCU可以測量相位檢測信號的高電平電壓的持續時間，並計算切掉的相位。圖4中的(1)示出了在調光器進行後切相(trail)的情況下的理想相位檢測信號，圖4中的(3)示出了在調光器進行前切相(triac)的情況下的理想相位檢測信號，相位檢測信號的高電平電壓持續時間還代表該循環中的調光器相位。這些也是期望得到的目標波形。利用這些波形，可以精確地測量調光器的相位。然而，在調光器中包括輸出電容器，該輸出電容器會防止電壓突然改變。因此，當給該驅動器的電流沒有大到足以使該電容器迅速放電時，後切相波形會劣化。在大多數驅動器的電路中，存在輸入電容器，該輸入電容器平滑了電橋之後的電壓。該電容器會弓I起這樣的問題，當輸入電壓低於電容器的電壓時，電容器不能被充電，從而在該時間內輸入電流比較小。因此，調光器中的電容器不能迅速放電。圖4中的(2)示出了在調光器進行後切相的情況下的劣化的相位檢測信號，圖4中的(4)示出了在調光器進行前切相的情況下的劣化的相位檢測信號。可見，在圖4(和(4)所示的情況下所檢測到的相位比理想情況中的相位長，這會導致調光範圍的改變。因此，需避免這種情況的出現。通常，洩流電阻器用於對調光器中的電容器進行放電，如圖2所示。當相位檢測信號低於固定電壓VMf時，MCU將作為控制信號的高電壓輸入至洩流器(bleeder)以打開(Open)MOS洩流器(簡稱「打開洩流器」)。該電流使電容器迅速放電。包括該洩流器電路的調光系統具有如圖5(1)和(2)所示的波形。接下來，可以看到在前切相的情況下的問題被解決，但是在後切相的情況下的問題還未被解決。我們必須使洩流器控制信號高電平提前(圖5(3)中的點1所示)，從而調光器中的電容器可被迅速放電，使得相位檢測信號類似於理想情況下的相位檢測信號。因此需要找到需要打開洩流器的時刻(即，使洩流器控制器信號為高電平的時刻)。在傳統的方法中，首先，確定調光類型是前切相還是後切相。如果電壓突然上升，則可以確定調光類型是前切相。如果電壓突然下降，則可以確定調光類型是後切相。可以通過計算輸入電壓Vin的斜率來進行所述判斷。然後，在後切相的情況下，當突然改變的點到來時，如圖5中的點1所示，則打開洩流器。該方法具有缺點。首先，處理過程複雜。需要確定調光類型是前切相還是後切相，並有區別地打開洩流器。需要做大量計算來得到斜率。所有這些都將增大MCU的代碼區域要求和速度要求以減小採樣時間間隔。這將增大選擇適當的MCU的難度並增加MCU的成本。其次，MCU不能在所有的時間對電壓進行採樣。MCU還需要時間來運行代碼，即，在採樣時間間隔期間運行代碼。因此，採樣時間間隔不可太短。一般地，代碼運行時間是200μs到300μS。因此，採樣時間間隔將比該代碼運行時間長，這將對採樣精度造成限制。洩流器可能稍微晚點打開，從而所檢測到的相位較長，從而影響了調光精度。可以看出，在上述的技術中，存在處理過程複雜、計算量大和精度較低的技術問題。
發明內容在下文中給出關於本發明的簡要概述，以便提供關於本發明的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述並不是關於本發明的窮舉性概述。它並不是意圖確定本發明的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本發明的範圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍後論述的更詳細描述的前序。本發明的一個主要目的在於提供一種對連接至切相調光器的洩流器進行控制的方法和對連接至切相調光器的洩流器進行控制的裝置。根據本發明的一個方面，提供了一種對連接至切相調光器的洩流器進行控制的方法。以下將切相調光器的輸入電壓的波形變化周期稱為輸入電壓周期。該方法包括利用至少一個在前輸入電壓周期確定輸入電壓低於預定參考電壓的第一時段；在之後的輸入電壓周期中在第一時段期間打開洩流器；在第二時段期間關閉洩流器，其中第二時段等於輸入電壓周期減去更新的第一時段，其中更新的第一時段等於第一時段和預定的提前時段之和；以及利用更新的第一時段重複打開洩流器和關閉洩流器的步驟。根據本發明的另一個方面，還提供了一種對連接至切相調光器的洩流器進行控制的裝置。以下將輸入電壓的波形變化周期稱為輸入電壓周期。該裝置包括第一時段確定模塊，用於利用至少一個在前輸入電壓周期確定輸入電壓低於預定參考電壓的第一時段;第一洩流器控制模塊，用於在之後的輸入電壓周期中的第一時段期間打開洩流器；第二洩流器控制模塊，用於在第二時段期間關閉洩流器，其中第二時段等於輸入電壓周期減去更新的第一時段，其中更新的第一時段等於第一時段和預定的提前時段之和；以及第三洩流器控制模塊用於利用更新的第一時段重複打開洩流器和關閉洩流器的步驟。此外，本發明的實施例還提供了至少計算機可讀介質形式的電腦程式產品，其上記錄有用於實現上述對連接至切相調光器的洩流器進行控制的方法的電腦程式代碼。本發明能夠在不區分前切相調光和後切相調光的情況下對連接至切相調光器的洩流器進行控制，從而簡化處理過程和減小計算量。參照下面結合附圖對本發明實施例的說明，會更加容易地理解本發明的以上和其它目的、特點和優點。附圖中的部件只是為了示出本發明的原理。在附圖中，相同的或類似的技術特徵或部件將採用相同或類似的附圖標記來表示。圖1是示出典型的調光系統的框圖；圖2是示出典型的洩流器電路圖；圖3是示出前切相和後切相的理想的電壓波形圖；圖4是示出沒有使用洩流器進行洩流的電壓波形圖和相位檢測信號的波形圖；圖5是示出使用洩流器進行洩流的電壓波形圖和相位檢測信號的波形圖；圖6是示出根據本發明的一個實施例的對連接至切相調光器的洩流器進行控制的方法的流程圖；圖7是示出根據本發明的實施例的對連接至切相調光器的洩流器進行控制的方法的實例的流程圖；圖8是示出執行根據本發明的實施例的對連接至切相調光器的洩流器進行控制的方法時的電壓波形圖和相位檢測信號的波形圖；圖9是示出電壓波形達到穩定所需要的時間的示意圖；以及圖10是示出根據本發明的另一個實施例的對連接至切相調光器的洩流器進行控制的裝置的框圖。具體實施例方式下面參照附圖來說明本發明的實施例。在本發明的一個附圖或一種實施方式中描述的元素和特徵可以與一個或更多個其它附圖或實施方式中示出的元素和特徵相結合。應當注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本發明無關的、本領域普通技術人員已知的部件和處理的表示和描述。首先，參照圖6來描述根據本發明的一個實施例的對連接至切相調光器的洩流器進行控制的方法。其中，在切相調光器中設置有電容。以下將切相調光器的輸入電壓的波形變化周期稱為輸入電壓周期。如圖6所示，在步驟602中，利用至少一個在前輸入電壓周期確定輸入電壓低於預定參考電壓的第一時段。在步驟604中，在之後的輸入電壓周期中從輸入電壓變得低於預定參考電壓的時刻起的第一時段期間打開洩流器。在步驟606中，在從輸入電壓變得高於預定參考電壓的時刻起的第二時段期間關閉洩流器。其中，第二時段等於輸入電壓周期減去更新的第一時段，其中更新的第一時段等於第一時段和預定的提前時段之和。在步驟608中，利用更新的第一時段重複打開洩流器和關閉洩流器的步驟。其中，可以根據電容放電所需的時間來確定提前時段。其中，該電容可以是調光器中的輸出電容器或或驅動器電路中的輸入電容，或輸出電容和輸入電容兩者。輸出電容會防止電壓突然改變。輸入電容器平滑了電橋之後的電壓。但是，確定提前時段的方式不局限於此，也可以通過其他適當的方式來確定提前時段。上述更新第一時段和利用更新的第一時段重複打開和關閉洩流器的步驟不一定針對連續的輸入電壓周期連續進行。相反，在第一時段的兩次更新之間，可以在至少一個周期中所述第一時段保持不變，並利用不變的第一時段來重複打開和關閉洩流器的步驟。也就是說，在第一時段的相繼兩次更新之間間隔N個輸入電壓周期，其中N為大於等於1的整數。其中，根據切相調光器的輸出電壓達到穩定所需的時間、輸入電壓的頻率、以及洩流器處於打開狀態的時間來確定N。以下參照圖7、圖8進行描述。其中，圖7示出了根據本發明的實施例的對連接至切相調光器的洩流器進行控制的方法的一個實例的流程圖，圖8示出了執行根據本發明的實施例的對連接至切相調光器的洩流器進行控制的方法時的電壓波形圖和相位檢測信號的波形圖。第一，當輸入電壓Vin低於參考電壓Vref時(在圖7的步驟718中，「相位檢測信號從1變為0」)，在步驟720中，調光控制電路(例如，MCU)正常打開洩流器，即，將洩流器控制信號設置為1。然後，調光控制電路可以記錄圖8(1)中的時間Tphasetl，如圖7中的步驟718-722。第二，當相位檢測信號變為高電平時，調光控制電路等待T。pmblMdCT的持續時間，該時間等於Tphase(1_TealiCT，然後打開洩流器，如圖7中的步驟712-716和圖8O)。Tphasel將相應改變，並小於Tphase(l。第三，可以等待若干循環。在這段時間內，洩流器僅在相位檢測信號為高電平時才打開，如圖7中的步驟702-710和圖50)。Tphase時間可能很難改變。因此等待若干循環可以使功率降低，這將在稍後進行描述。第四，重複步驟718-722和步驟712-716。Tphase將繼續變短，直到理想的調光器相位，如圖8(3)所示。現在，處於TphaseN等於Tphasd^1的平衡，即使當洩流器早些打開，Tphase也不會變短。現在，得到了希望的電壓波形，即，理想電壓波形。現在可以將Tph_用作圖4(1)中的理想的調光器相位。在圖8(4)中，可以看到當洩流器早打開Tealiw時，電壓將不會改變，這是因為調光器未對電壓進行切斷。因此該波形是穩定的，類似於圖4(3)中的理想波形。因此，利用前切相和後切相的方法得到了期望的目標波形。但是該方法仍存在問題。在圖8(3)和(4)中，Tphase不會改變，而是達到穩定。在部分A期間，洩流器控制信號沒有電壓，因此沒有電流流過洩流器Rbleeto，因此沒有洩流器消耗。在部分B期間，沒有輸入電壓Vin，因此沒有洩流器消耗。在部分C期間，輸入電壓Vin和洩流器控制信號都具有電壓。假設Vref為12V。在洩流器的瞬時功率Pblratoinstant、輸入電壓Vin和流過洩流器的電流IKblMdCT滿足以下關係的情況下打開洩流器則洩流器沒有消耗Pbleederinstant=(Vin-12V)*Iaieeder=(Vin-12)*12/Rbleeder(1)在後切相的情況下，輸入電壓Vin可能很高，因此消耗大。根據能量轉換得到該值，這是因為能量被用於對調光器中的電容器進行放電。假設對電容器放電時間是Tdis。toge。通過以下關係式1/2~kC~k(Vin-12V)2=Pbleederinstant女Tdischarge=(Vin-12)~k12/Rbleeder~kTdischarge可以得到Tdischarge=1/24*C*(Vin-12V)*Rbleeder(2)其中，C為調光器中的電容器的電容。當輸入電壓Vin接近於12V時，根據上述公式⑴，洩流器的瞬時功率P—instant較小。如圖8(4)所示。但是在後切相的情況下，洩流器消耗大。在後切相的情況下，典型的電容值為150nf。假設Vin為350V,Rbleeder為240Ω(Rbleeder的電流為50mA)。打開洩流器的頻率f。peningbleedCT為120Hz(模擬輸入電壓為60Hz)。因此在根據公式0)，在後切相的部分C期間，存在以下結果Tdischarge=1/24*150nf*(350—12V)*240Ω=507μs(3)Pbleederinstant=(350-12V)*12Υ/240Ω=16.9ff(4)Pbleeder=Pbleederinstant*Tdischarge*fopeningbleeder=16.9W*507μs*120Hz=1.028W⑶可以看到，如果按照循環打開洩流器，則洩流器的功率Pbleeto較大，這進一步降低了效率。典型地，如果驅動器的功率為10W，則Pbleeto消耗10%的效率。但是我們可以通過降低提前打開洩流器(不正常打開洩流器)的頻繁程度來降低該值。這是我們上面討論的第三步驟。然而，通過以較低的頻繁程度來提前打開洩流器將導致波長達到穩定狀態直到相位固定需較長時間。假設達到穩定狀態所需的時間為T。hange，則截止相位最大，如圖9所7J\ο當切相調光器所切相位最大時，總的放電時間Tt。taldischarge接近於循環周期T。y。le，如圖9所示。假設每次打開洩流器的時間為Tdisctoge，因此，可以根據以下的關係式來確定一共需要提前打開洩流器的次數-^earlier^total-discharge/^discharge^cycle^^discharge其中，Ttotal_discharge表示電容的總共放電時間，以及T。y。le表示一個周期的時間。如前所述，我們每N個周期提前打開一次洩流器，那麼我們打開次洩流器的時間為Tstable=Nearlier*N*Tcycle=Tcycle*Tcycle/Tdischarge*NN=Tstable*Tdischarge/(Tcycle*Tcycle)由於LED驅動器在調光時需要時間來穩定，假定Tstable是1秒，那麼人們就感覺不出逐漸恢復相位的過程。典型的，當輸入電源為60HZ時，N=Tstable*Tdischarge/(Tcycle*Tcycle)=Is*507us/(8.3ms*8.3ms)=7.3，可以取N=8。以下參照圖10來描述根據本發明的另一個實施例的對連接至切相調光器的洩流器進行控制的裝置1000。如圖10所示，對連接至切相調光器的洩流器進行控制的裝置1000包括第一時段確定模塊1002，用於利用至少一個在前輸入電壓周期確定輸入電壓低於預定參考電壓的第一時段；第一洩流器控制模塊1004，用於在之後的輸入電壓周期中從輸入電壓變得低於預定參考電壓的時刻起的第一時段期間打開洩流器；第二洩流器控制模塊1006，用於在從輸入電壓變得高於預定參考電壓的時刻起的第二時段期間關閉洩流器，其中第二時段等於輸入電壓周期減去更新的第一時段，其中更新的第一時段等於第一時段和預定的提前時段之和；以及第三洩流器控制模塊1008，用於利用更新的第一時段重複打開洩流器和關閉洩流器的操作。裝置1000還可以包括提前時段確定模塊(未示出)，用於電容器放電所需的時間來確定提前時段。其中，第三洩流器控制模塊1008還可以被配置為在第一時段的相繼兩次更新之間間隔N個輸入電壓周期，其中N，為大於等於1的整數。裝置1000還可以包括次數確定模塊，次數確定模塊用於根據切相調光器的輸出電壓達到穩定所需的時間、輸入電壓的頻率、以及洩流器處於打開狀態的時間來確定N。根據本發明的實施例，不需要區別調光類型。同時，在選擇調光控制器時(例如，MCU)時，對代碼區域和速度沒有高要求，這降低了成本。不需要所有時間都進行計算。只需要3個時刻，如圖7所示。其中，這3個時刻分別是比較器相位檢測信號0到1的時刻，相位檢測信號1到0的時刻，以及提前打開洩流器的時刻。這些時刻由MCU的中斷(interrupt)7觸發，可以在該中斷期間立即運行相關代碼。根據本發明的實施例，將適用於前切相和後切相。並且通過本發明的實施例，可以簡化相位測量的過程，改善精確性，以及降低調光控制器電路(例如，MCU)的成本。基於上述理解，本發明的目的還可以通過在任何信息處理設備上運行一個程序或者一組程序來實現。所述信息處理設備可以是公知的通用設備。因此，本發明的目的也可以僅僅通過提供包含實現所述方法或者設備的程序代碼的程序產品來實現。也就是說，這樣的程序產品也構成本發明，並且存儲或者傳輸這樣的程序產品的介質也構成本發明。顯然，所述存儲或者傳輸介質可以是本領域技術人員已知的，或者將來所開發出來的任何類型的存儲或者傳輸介質，因此也沒有必要在此對各種存儲或者傳輸介質一一列舉。在本發明的設備和方法中，顯然，各部件或各步驟是可以分解、組合和/或分解後重新組合的。這些分解和/或重新組合應視為本發明的等效方案。還需要指出的是，執行上述系列處理的步驟可以自然地按照說明的順序按時間順序執行，但是並不需要一定按照時間順序執行。某些步驟可以並行或彼此獨立地執行。同時，在上面對本發明具體實施例的描述中，針對一種實施方式描述和/或示出的特徵可以以相同或類似的方式在一個或更多個其它實施方式中使用，與其它實施方式中的特徵相組合，或替代其它實施方式中的特徵。應該強調，術語「包括/包含」在本文使用時指特徵、要素、步驟或組件的存在，但並不排除一個或更多個其它特徵、要素、步驟或組件的存在或附加。雖然已經詳細說明了本發明及其優點，但是應當理解在不超出由所附的權利要求所限定的本發明的精神和範圍的情況下可以進行各種改變、替代和變換。而且，本申請的範圍不僅限於說明書所描述的過程、設備、手段、方法和步驟的具體實施例。本領域內的普通技術人員從本發明的公開內容將容易理解，根據本發明可以使用執行與在此所述的相應實施例基本相同的功能或者獲得與其基本相同的結果的、現有和將來要被開發的過程、設備、手段、方法或者步驟。因此，所附的權利要求旨在在它們的範圍內包括這樣的過程、設備、手段、方法或者步驟。權利要求1.一種對連接至切相調光器洩流器進行控制的方法，其中，所述切相調光器的輸入電壓的波形變化周期稱為輸入電壓周期，所述方法包括利用至少一個在前輸入電壓周期確定所述輸入電壓低於所述預定參考電壓的第一時段；在之後的輸入電壓周期中的所述第一時段期間打開所述洩流器；在第二時段期間關閉所述洩流器，其中所述第二時段等於所述輸入電壓周期減去更新的第一時段，其中更新的第一時段等於所述第一時段和預定的提前時段之和；以及利用所述更新的第一時段重複打開所述洩流器和關閉所述洩流器的步驟。2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述切相調光器中設置有阻止電流迅速變化的電容，該方法還包括所述提前時段大於等於所述電容放電所需的時間。3.根據權利要求1所述的方法，在所述第一時段的相繼兩次更新之間間隔N個輸入電壓周期，其中N為大於等於1的整數。4.根據權利要求3所述的方法，其中，根據所述切相調光器的輸出電壓達到穩定所需的時間、所述輸入電壓的頻率、以及洩流器處於打開狀態的時間來確定N。5.一種對連接至切相調光器的洩流器進行控制的裝置，其中，所述切相調光器的輸入電壓的波形變化周期稱為輸入電壓周期，所述裝置包括第一時段確定模塊，用於利用至少一個在前輸入電壓周期確定所述輸入電壓低於所述預定參考電壓的第一時段；第一洩流器控制模塊，用於在之後的輸入電壓周期中從所述輸入電壓變得低於所述預定參考電壓的時刻起的所述第一時段期間打開所述洩流器；第二洩流器控制模塊，用於在從所述輸入電壓變得高於所述預定參考電壓的時刻起的第二時段期間關閉所述洩流器，其中所述第二時段等於所述輸入電壓周期減去更新的第一時段，其中更新的第一時段等於所述第一時段和預定的提前時段之和；以及第三洩流器控制模塊，用於利用所述更新的第一時段重複打開所述洩流器和關閉所述洩流器的操作。6.根據權利要求5所述的裝置，其中，所述切相調光器中設置有阻止電流迅速變化的電容，所述提前時段大於等於所述電容放電所需的時間。7.根據權利要求5所述的裝置，所述第三洩流器控制模塊還被配置為在所述第一時段的相繼兩次更新之間間隔N個輸入電壓周期，其中N為大於等於1的整數。8.根據權利要求7所述的裝置，還包括次數確定模塊，用於根據所述切相調光器的輸出電壓達到穩定所需的時間、所述輸入電壓的頻率、以及洩流器處於打開狀態的時間來確定N。全文摘要本發明涉及對連接至切相調光器的洩流器進行控制的方法和裝置。其中，該方法包括利用至少一個在前輸入電壓周期確定輸入電壓低於預定參考電壓的第一時段；在之後的輸入電壓周期中在所述第一時段期間打開洩流器；在第二時段期間關閉洩流器，其中所述第二時段等於輸入電壓周期減去更新的第一時段，其中更新的第一時段等於第一時段和預定的提前時段之和；以及利用更新的第一時段重複打開洩流器和關閉洩流器的步驟。本發明能夠在不區分前切相調光和後切相調光的情況下對連接至切相調光器的洩流器進行控制，從而簡化處理過程和減小計算量。文檔編號H05B37/02GK102404899SQ201010280160公開日2012年4月4日申請日期2010年9月10日優先權日2010年9月10日發明者戴雪維申請人:奧斯蘭姆有限公司