用於利用系統控制器進行調光控制的系統和方法

2023-04-25 20:14:31

用於利用系統控制器進行調光控制的系統和方法
【專利摘要】本發明公開了用於利用系統控制器進行調光控制的系統和方法。該系統包括系統控制器、電晶體和電阻器。系統控制器包括第一控制器端子和第二控制器端子。電晶體包括第一電晶體端子、第二電晶體端子和第三電晶體端子。電阻器包括第一電阻器端子和第二電阻器端子。第一電晶體端子直接地或者間接地耦合到第二控制器端子。第一電阻器端子耦合到第二電晶體端子。第二電阻器端子耦合到第三電晶體端子。系統控制器被配置為在第一控制器端子處接收輸入信號並且在第二控制器端子處生成輸出信號。電晶體被配置為在第一電晶體端子處接收輸出信號並且在第一狀況和第二狀況之間改變。
【專利說明】用於利用系統控制器進行調光控制的系統和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及集成電路。更具體地，本發明提供了用於利用系統控制器進行調光控制(dimming control)的系統和方法。僅僅作為示例，本發明已應用於發光二極體(LED)驅動系統。但是將認識到，本發明具有更廣泛的應用範圍。
【背景技術】
[0002]因為發光二極體(LED)相對於其他發光源(例如，白熾燈)居於諸如高效率和長壽命之類的明顯優點，因此LED已廣泛地用在各種發光應用中。LED發光系統經常使用包括交流三極體(TRIAC)的傳統調光器來調節LED的亮度。這種傳統調光器通常被設計為驅動純電阻性負載(例如，白熾燈)，並且在連接到諸如LED之類的電容性負載和/或關聯電路時還不能適當地工作。
[0003]當傳統的調光器開始導通時，調光器和電容性負載的內部電感可能導致低頻振蕩。因而，傳統調光器的交流(AC)波形經常變得不穩定和/或失真，從而導致閃爍、不希望出現的可聽噪聲和/或甚至對其他系統組件的損壞。圖1示出了連接到電容性負載的傳統調光器的簡化信號波形。波形104表不從傳統調光器生成的電壓信號的，並且波形102表示從電壓信號生成的經整流信號。
[0004]在將傳統調光器與諸如LED之類的電容性負載和/或關聯電路一起使用時，可以採取某些措施來解決上述問題。例如，功率電阻器(例如，具有幾百歐姆的電阻)可以串聯連接在AC環路中以抑制當調光器開始導通時的初始電流浪湧(surge)。
[0005]圖2是示出傳統的調光器系統的簡化示圖。調光器系統200包括調光器204、整流器206、電容性負載208和功率電阻器210。如圖2所示，調光器204接收AC輸入202，並且生成被整流器206整流的信號212。整流器206向電容性負載208輸出信號214。功率電阻器210用來抑制當調光器204開始導通時的初始電流浪湧。
[0006]圖3不出了調光器系統200的簡化傳統信號波形。如圖2和3所不,波形304表示信號212，並且波形302表示經整流信號214。如圖3的波形所示(與圖1中的波形相比較)，在調光器系統200中使用電阻器210可以減少低頻振蕩，並且另外經整流信號214不會表現出任何明顯的失真。但是，對於調光器系統200，即時在正常工作條件下電流也會流經電阻器210，從而導致電阻器和其他系統組件過熱。這種發熱經常導致效率降低和能耗變聞。
[0007]某些傳統技術能在調光器導通預定時間段之後AC輸入被穩定時通過外圍電路短路功率電阻器。圖4是示出用於調光控制的傳統系統的簡化示圖。系統400包括AC輸入404、調光器402、衰減(damping)控制電路406、功率轉換系統(power train) 408和一個或多個LED 488。衰減控制電路406包括功率電晶體460、電容器462、以及電阻器472，474，476，478和480。例如，電阻器480與電阻器210相同。在另一示例中，功率電晶體460是N型MOS開關。
[0008]如圖4所示，當調光器402 (例如，TRIAC)被關斷時，電晶體460被包括電阻器472、474和476的分壓器截止。當TRIAC調光器402開始導通時，包括電阻器472和474與電容器462的延遲電路使得電晶體460保持截止，同時電阻器480抑制初始浪湧電流。在一延遲之後，電晶體460被再次導通，因而電阻器480被短路。
[0009]儘管系統400與系統200相比通常具有較好的效率，但是系統400仍然有明顯的缺陷。例如，系統400通常需要許多外圍器件以適當地操作。另外，系統400的成本通常很聞。
[0010]因而，改善調光控制的技術變得非常重要。

【發明內容】

[0011]本發明涉及集成電路。更具體地，本發明提供了用於利用系統控制器進行調光控制的系統和方法。僅僅作為示例，本發明已應用於發光二極體(LED)驅動系統。但是將認識到，本發明具有更廣泛的應用範圍。
[0012]根據一個實施例，一種用於調光控制的系統包括系統控制器、電晶體和第一電阻器。系統控制器包括第一控制器端子和第二控制器端子。電晶體包括第一電晶體端子、第二電晶體端子和第三電晶體端子。第一電阻器包括第一電阻器端子和第二電阻器端子。第一電晶體端子直接地或者間接地耦合到第二控制器端子。第一電阻器端子耦合到第二電晶體端子。第二電阻器端子耦合到第三電晶體端子。系統控制器被配置為在第一控制器端子處接收輸入信號並且至少基於與輸入信號相關聯的信息在第二控制器端子處生成輸出信號。電晶體被配置為在第一電晶體端子處接收輸出信號並且至少基於與輸出信號相關聯的信息在第一狀況和第二狀況之間改變。系統控制器還被配置為如果輸入信號變得高於一閾值，則在一延遲之後改變輸出信號以將電晶體從第一狀況改變為第二狀況。
[0013]根據另一實施例，一種用於調光控制的系統控制器包括第一控制器端子和第二控制器端子。該系統控制器被配置為在第一控制器端子處接收輸入信號並且至少基於與輸入信號相關聯的信息生成調光信號，至少基於與調光信號相關聯的信息生成同步信號，以及至少基於與同步信號相關聯的信息在第二控制器端子處輸出柵極驅動信號。該系統控制器還被配置為響應於調光信號的第一上升沿生成同步信號的第一脈衝，第一脈衝包括第一下降沿並且與第一脈寬相關聯，以及在脈衝的第一下降沿處開始將柵極驅動信號在第一邏輯電平和第二邏輯電平之間改變達第一間歇時段。
[0014]根據又一實施例,一種用於調光控制的系統控制器包括第一控制器端子和第二控制器端子。該系統控制器被配置為在第一控制器端子處接收輸入信號並且至少基於與輸入信號相關聯的信息生成調光信號，該調光信號與一調光周期相關聯，以及至少基於與調光信號相關聯的信息在第二控制器端子處輸出柵極驅動信號，柵極驅動信號與多個開關周期有關，多個開關周期被包括在調光周期內。多個開關周期分別包括多個接通時間段。該系統控制器還被配置為隨時間逐漸增大多個接通時間段的持續時間。
[0015]在一個實施例中，一種用於至少利用包括第一控制器端子和第二控制器端子的系統控制器進行調光控制的方法包括:在第一控制器端子處接收輸入信號，處理與輸入信號相關聯的信息，以及至少基於與輸入信號相關聯的信息在第二控制器端子處生成輸出信號以在第一狀況和第二狀況之間改變一電晶體，該電晶體包括第一電晶體端子、第二電晶體端子和第三電晶體端子，第一電晶體端子直接地或者間接地耦合到第二控制器端子。另外，該方法包括:如果輸入信號變得高於一閾值，則在一延遲之後改變輸出信號以將電晶體從第一狀況改變為第二狀況；並且通過第二狀況中的電晶體短路一電阻器，該電阻器包括第一電阻器端子和第二電阻器端子，第一電阻器端子耦合到第二電晶體端子，第二電阻器端子耦合到第三電晶體端子。
[0016]在另一實施例中，一種用於至少利用包括第一控制器端子和第二控制器端子的系統控制器進行調光控制的方法包括:在第一控制器端子處接收輸入信號，處理與輸入信號相關聯的信息，以及至少基於與輸入信號相關聯的信息生成調光信號。另外，該方法包括:處理與調光信號相關聯的信息，至少基於與調光信號相關聯的信息生成同步信號，處理與同步信號相關聯的信息，以及至少基於與同步信號相關聯的信息在第二控制器端子處輸出柵極驅動信號。用於至少基於與調光信號相關聯的信息生成同步信號的處理包括響應於調光信號的第一上升沿生成同步信號的第一脈衝，第一脈衝包括第一下降沿並且與第一脈寬相關聯。用於至少基於與同步信號相關聯的信息在第二控制器端子處輸出柵極驅動信號的處理包括在脈衝的第一下降沿處開始在第一邏輯電平和第二邏輯電平之間改變柵極驅動信號達第一間歇時段。
[0017]在又一實施例中，一種用於至少利用包括第一控制器端子和第二控制器端子的系統控制器進行調光控制的方法包括:在第一控制器端子處接收輸入信號，處理與輸入信號相關聯的信息，以及至少基於與輸入信號相關聯的信息生成調光信號，調光信號與一調光周期相關聯。另外，該方法包括:處理與調光信號相關聯的信息，以及至少基於與調光信號相關聯的信息在第二控制器端子處輸出柵極驅動信號，柵極驅動信號與包括在調光周期內的多個開關周期有關。多個開關周期分別包括多個接通時間段。多個接通時間段的持續時間隨時間逐漸增大。
[0018]通過本發明獲得了相對傳統技術的許多益處。例如，本發明的某些實施例實現了一種系統控制器和其外圍電路以檢測輸入信號的改變並且生成信號以驅動開關連接或短路用於主動衰減控制的功率電阻器。在另一示例中，本發明的某些實施例將到開關的柵極驅動信號輸出與指示調光器何時被接通的調光信號相同步以調整傳遞到LED的功率，從而將LED電流近似恆定地保持在預定水平。在又一示例中，本發明的某些實施例採用採用軟開通控制方案來逐漸地增大到開關的柵極驅動信號的佔空因數，以逐漸地增大流經開關的電流，從而減少當調光器被接通時對開關的即時電流衝擊。
[0019]取決於實施例，可以獲得一個或多個益處。參考下面的詳細描述和附圖可以全面地理解本發明的這些益處以及各個另外的目的、特徵和優點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1示出了連接到電容性負載的傳統調光器的簡化信號波形。
[0021]圖2是示出傳統的調光器系統的簡化示圖。
[0022]圖3示出了圖2中所示的調光器系統的簡化傳統信號波形。
[0023]圖4是示出用於調光控制的傳統系統的簡化示圖。
[0024]圖5是示出根據本發明實施例的用於調光控制的系統的簡化示圖。
[0025]圖6是示出根據本發明實施例的作為圖5中所示的系統的一部分的系統控制器的簡化示圖。[0026]圖7示出了根據本發明實施例的作為圖5中所示的系統的一部分的系統控制器的簡化時序圖。
[0027]圖8示出了根據本發明另一實施例的作為圖5中所示的系統的一部分的系統控制器的簡化時序圖。
[0028]圖9是示出根據本發明另一實施例的用於調光控制的系統的簡化示圖。
[0029]圖10是示出根據本發明實施例的作為圖9中所示的系統的一部分的系統控制器的簡化示圖。
[0030]圖11是示出根據本發明又一實施例的用於調光控制的系統的簡化示圖。
【具體實施方式】
[0031]本發明涉及集成電路。更具體地，本發明提供了用於利用系統控制器進行調光控制的系統和方法。僅僅作為示例，本發明已應用於發光二極體(LED)驅動系統。但是將認識到，本發明具有更廣泛的應用範圍。
[0032]圖5是示出根據本發明實施例的用於調光控制的系統的簡化示圖。該示圖僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。系統500包括調光器511、輸入端子512和514、系統控制器502、電阻器501，506，560，562，564、電容器508，551，566和570、開關504和530、變壓器520、整流二極體568以及LED598。例如，系統控制器502包括端子540、542、544、546、548、550、552和554。在另一示例中，開關504是電晶體。在又一示例中，開關530是電晶體。如圖5所示,作為示例實現了反激式結構。
[0033]根據一個實施例，當調光器511 (例如，TRIAC)被接通時，AC輸入510 (例如，VAC)被提供給輸入端子512和514。例如，在端子552 (例如，VIN)處，系統控制器502從包括電阻器560和562的分壓器接收與AC輸入510有關的輸入信號596。在另一不例中，作為響應，系統控制器502生成一個或多個控制信號(例如，來自端子550的控制信號594)以影響開關504和電阻器501的操作狀態。在又一示例中，開關504和電阻器501並聯連結。在又一示例中，響應於來自端子550 (例如，端子TRIAC)的控制信號594，開關504斷開(例如，關斷)，從而允許電阻器501抑制到一個或多個電容性負載的初始電流浪湧。在又一示例中，在調光器511導通預定時間段之後，開關504響應於來自端子550 (例如，端子TRIAC)的控制信號594而閉合(例如，接通)，從而短路電阻器501以提高系統效率。在又一示例中，當開關504被接通或關斷時，電阻器506和電容器508減少對開關504的電流衝擊。在又一不例中，系統控制器502向開關530輸出柵極驅動信號592 (GATE)。在又一不例中，作為響應，開關530被接通或關斷以影響流經變壓器520的初級繞組522的電流590，從而調整流經LED 598的電流588。
[0034]圖6是示出根據本發明實施例的作為系統500的一部分的系統控制器502的簡化示圖。該示圖僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。系統控制器502包括比較器602和612、信號生成器604、軟開通控制組件606、同步組件608、乘法器610、柵極驅動器614、誤差放大器616、電流感測組件618和退磁檢測器620。
[0035]在一個實施例中，系統控制器502接收輸入信號596以檢測AC輸入510的改變。例如，比較器602接收輸入信號596和閾值信號622，並且生成調光信號624 (Dimming)。在另一示例中，信號生成器604接收調光信號624並且生成控制信號594以驅動開關504。在又一示例中，同步組件608也接收調光信號624並且向柵極驅動器614輸出同步信號626，柵極驅動器614生成柵極驅動信號592以驅動開關530。在又一示例中，軟開通控制組件606接收調光信號624並且生成信號628，信號628被乘法器610接收。
[0036]在另一不例中，乘法器610還接收輸入信號596和來自誤差放大器616的經放大信號630並且輸出信號632。例如，比較器612接收信號632和指示流經初級繞組522的電流590的電流感測信號634，並且向柵極驅動器614輸出比較信號636以影響開關530的狀態。
[0037]在又一示例中，退磁組件620接收反饋信號638以檢測與變壓器520的次級側相關聯的退磁過程何時結束，並且向電流感測組件618輸出退磁信號636以影響電流感測信號634的採樣和/或保持。例如，誤差放大器616從電流感測組件618接收信號640，並且誤差放大器616的輸出端子通過端子554(例如，C0MP)連接到電容器551以保持系統500穩定。
[0038]圖7示出了根據本發明實施例的作為系統500的一部分的系統控制器502的簡化時序圖。這些示圖僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。波形702表示作為時間的函數的輸入信號596，波形704表示作為時間的函數的調光信號624，並且波形706表示作為時間的函數的控制信號594。另夕卜，波形708表示作為時間的函數的同步信號626，並且波形710表示作為時間的函數的柵極驅動信號592。
[0039]返回參考圖5，在某些實施例中，系統控制器502輸出柵極驅動信號592以驅動開關530，從而調整流經LED 598的電流588。例如，當調光器511被接通時，系統500接收不為零的AC輸入510，並且系統控制器502生成柵極驅動信號592以驅動開關530，從而將功率傳遞到LED 598。在另一示例中，當調光器511被關斷時，AC輸入510具有非常低的大小(例如，零)，並且很少的功率會被傳送到LED 598。
[0040]儘管調光器511可以調節調光器511接通時的時間段和調光器511關斷時的時間段之間的比率，但是根據某些實施例，調光器511不能調整在調光器511接通時的時間段期間傳遞到LED 598的功率。例如，如果傳遞到LED 598的功率隨時間並不近似恆定，則輸出電流588將會波動，這可能導致LED 598閃爍，尤其是當接通時間段相對較短時。因而，在某些實施例中，系統控制器502被用來調整在調光器511接通時的時間段期間的輸出功率。
[0041]在一個實施例中，如圖6所不，比較器602基於輸入信號596和閾值信號622生成調光信號624，並且調光信號624與一調光周期相關聯。在另一示例中，如果調光信號624為邏輯高電平，則其指示調光器511接通。在又一示例中，如果調光信號624為邏輯低電平，則其指示調光器511關斷。因而，根據某些實施例，調光信號624的上升沿對應於調光器511被接通的時刻(例如，如波形702和704所示)。例如，與調光信號624相關聯的調光周期(例如，Tdiffl)對應於與輸入信號596相關聯的時段。在另一示例中，調光周期(例如，Tdiffl)包括接通時間段(例如，Ton)和關斷時間段(例如，Toff)，如波形704所示。
[0042]在另一實施例中，如圖7所示，同步組件608響應於調光信號624的上升沿712生成同步信號626的脈衝718，如波形704和708所示。例如，脈衝718包括下降沿716並且與一脈寬(例如，Tpulse)相關聯。在另一示例中，控制信號594的上升沿714出現在調光信號624的上升沿712之後的一延遲(例如，Td)處(例如，如波形704和706所示)。S卩，例如，在調光信號624的上升沿712之後的一延遲(例如，Td)處開關504閉合(例如，接通)。在又一示例中，柵極驅動器614在脈衝718的下降沿716處開始在邏輯高電平和邏輯低電平之間改變柵極驅動信號592達一間歇時段(例如，Tburet)(例如，如波形710所示)。在又一示例中，每個調光周期內的間歇時段在持續時間上近似相同。柵極驅動信號592的佔空因數和頻率在調光信號626的不同調光周期內保持近似相同。即，例如，柵極驅動信號592通過同步信號626與調光信號624同步。因此，根據某些實施例，在每個調光周期內，輸出功率保持近似相同，並且流經LED 598的電流588保持近似恆定。
[0043]如圖7所示，根據某些實施例，在接通時間段(例如，TtJ期間的輸入信號596(例如，VIN)的前導沿被去除，因為調光器511是前導沿調光器。例如，當調光器511被接通時，發生明顯的電壓改變，並且相應地輸出電流588的峰值明顯地改變。在另一示例中，開關530接收大的即時電流的衝擊，並且這種大的即時電流(例如，輸出負載的突然改變)可能扭曲輸入信號596的波形(例如，振蕩)。在某些實施例中，實現了軟開通控制方案來減少當調光器511被接通時對開關530的電流衝擊。
[0044]圖8示出了根據本發明另一實施例的作為系統500的一部分的系統控制器502的簡化時序圖。這些示圖僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。波形802表示作為時間的函數的輸入信號596，波形804表不作為時間的函數的調光信號624,並且波形806表不作為時間的函數的同步信號626。另外，波形807表示作為時間的函數的控制信號594，波形808表示作為時間的函數的柵極驅動信號592，並且波形810表示作為時間的函數的流經開關530的電流590。
[0045]根據某些實施例，如圖8所示，調光信號624的上升沿對應於調光器511被接通的時刻(例如，如波形802和804所示的。例如，同步組件608生成同步信號626中與調光信號624的上升沿相對應的脈衝(例如，如波形804和806所示)。在另一示例中，控制信號594的上升沿出現在調光信號624的上升沿之後的一延遲(例如，Td)處(例如，如波形804和807所示)。即，例如，開關504在時刻t2處閉合(例如，接通)。
[0046]參考圖6，在某些實施例中，軟開通控制組件606接收調光信號624並且向乘法器610輸出信號628。例如,乘法器610還接收輸入信號596和經放大信號630並且向比較器612輸出信號632，比較器612生成比較信號636。在另一示例中，柵極驅動器614接收比較信號636和同步信號626並且輸出柵極驅動信號592。
[0047]在另一實施例中，當調光器511被接通時，軟開通控制組件606改變信號628以影響柵極驅動信號592，從而使得柵極驅動信號592的佔空因數隨時間逐漸地增大(例如，如波形808所示)。例如，流經開關530的電流590的峰值逐漸地增大(例如，如波形810所示)。因而，根據某些實施例，當調光器511被接通時對開關530的即時電流衝擊減少。
[0048]如上面所討論並且這裡進一步強調的，圖5、6、7和8僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。例如，系統控制器可以以BUCK結構實現以實現如圖5、6、7和8所示的類似的方案。
[0049]圖9是示出根據本發明另一實施例的用於調光控制的系統的簡化示圖。該示圖僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。系統900包括調光器911、輸入端子912和914、系統控制器902、電阻器901，906，960,962和964、電容器908和924、開關904和930、電感器920、二極體922和LED 998。例如，系統控制器902包括端子940、944、946、948、950、952和954。在另一示例中，系統控制器902與系統控制器502相同。
[0050]根據一個實施例，當調光器911 (例如，TRIAC)被接通時，AC輸入910 (例如，VAC)被提供給輸入端子912和914。例如，在端子952(例如，VIN)處，系統控制器902接收來自包括電阻器960和962的分壓器的輸入信號996。在另一不例中，作為響應,系統控制器902生成一個或多個控制信號(例如,來自端子950的信號994)以影響開關904和電阻器901的操作狀態。在又一示例中，開關904和電阻器901並聯連接。在又一示例中，響應於來自端子950(例如，端子TRIAC)的信號994，開關904斷開(例如，關斷)，從而允許電阻器901抑制到一個或多個電容性負載的初始電流浪湧。在又一示例中，在調光器911導通預定時間段之後，開關904響應於來自端子950 (例如，端子TRIAC)的信號994而閉合(例如，接通)，從而短路電阻器901以提高系統效率。在又一示例中，系統控制器902向開關930輸出柵極驅動信號992。在又一示例中，作為響應，開關930被接通或關斷以調整流經LED 998 的電流 988。
[0051]圖10是根據本發明實施例的作為系統900的一部分的系統控制器902的簡化示圖。該示圖僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。系統控制器902包括比較器1002和1012、信號生成器1004、軟開通控制組件1006、同步組件1008、乘法器1010、柵極驅動器1014、誤差放大器1016、電流感測組件1018和退磁檢測器1020。
[0052]在一個實施例中，系統控制器902接收輸入信號996以檢測AC輸入910的改變。例如，比較器1002接收輸入信號996和閾值信號1022，並且生成調光信號1024。在另一示例中，信號生成器1004接收調光信號1024並且生成控制信號994以驅動開關904。在又一示例中，同步組件1008也接收調光信號1024並且向柵極驅動器1014輸出同步信號1026，柵極驅動器1014生成柵極驅動信號992以驅動開關930。在又一示例中，軟開通控制組件1006接收調光信號1024並且向乘法器1010輸出信號1028。
[0053]在另一示例中，乘法器1010還接收輸入信號996和來自誤差放大器1016的經放大信號1030，並且輸出信號1032。例如，比較器1012接收信號1032和指示流經開關930的電流990的電流感測信號1034，並且向柵極驅動器1014輸出比較信號1036以影響開關930的狀態。
[0054]在又一示例中，退磁組件1020接收柵極驅動信號992並且利用與開關930相關聯的寄生電容來檢測電感器920的退磁過程何時結束。例如，退磁組件1020向電流感測組件1018輸出退磁信號1036以影響電流感測信號1034的採樣和/或保持。例如，誤差放大器1016接收來自電流感測組件1018的信號1040，並且誤差放大器1016的輸出端子通過端子954(例如，C0MP)連接到電容器951以保持系統900穩定。
[0055]如上面所討論並且這裡進一步強調的，圖9僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。例如，外圍電路(而不是與開關930相關聯的寄生電容)可以用於檢測電感器920的退磁過程何時結束，如圖11所
/Jn ο[0056]圖11是示出根據本發明又一實施例的用於調光控制的系統的簡化示圖。該示圖僅僅是示例，其不應當不當地限制權利要求的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。系統1100包括調光器1111、輸入端子1112和1114、系統控制器1102、電阻器1101，1106，1160，1162，1164 和 1176、電容器 1108，1124 和 1178、開關 1104 和 1130、電感器1120、二極體1122和LED 1198。系統控制器1102包括比較器1202和1212、信號生成器1204、軟開通控制組件1206、同步組件1208、乘法器1210、柵極驅動器1214、誤差放大器1216、電流感測組件1218和退磁檢測器1220。另外，系統控制器1102包括端子1140、1142、1144、1146、1148、1150、1152和1154。例如，系統控制器1102與系統控制器502相同。
[0057]根據一個實施例，當調光器1111(例如，TRIAC)被接通時，AC輸入1110(例如，VAC)被提供給輸入端子1112和1114。例如，在端子1152(例如，VIN)處，系統控制器1102接收來自包括電阻器1160和1162的分壓器的輸入信號1196。在另一不例中，作為響應,系統控制器1102生成一個或多個控制信號(例如，來自端子1150的信號1194)以影響開關1104和電阻器1101的操作狀態。在又一示例中，開關1104和電阻器1101並聯連接。在又一示例中，響應於來自端子1150(例如，端子TRIAC)的信號1194，開關1104斷開(例如，關斷)，從而允許電阻器1101抑制到一個或多個電容性負載的初始電流浪湧。在又一示例中，在調光器導通預定時間段之後，開關1104響應於來自端子1150(例如，端子TRIAC)的控制信號1194而閉合(例如，接通)，從而短路電阻器1101以提高系統效率。在又一示例中，系統控制器1102輸出柵極驅動信號1192以驅動開關1130。在又一示例中，作為響應，開關1130被接通或關斷以調整流經LED 1198的電流1188。
[0058]根據另一實施例，系統控制器1102在端子1152 (例如，端子VIN)處接收輸入信號1196。例如，比較器1202接收輸入信號1196和閾值信號1222，並且生成調光信號1224。在另一示例中，信號生成器1204接收調光信號1224並且生成控制信號1194以驅動開關1104。在又一示例中，同步組件1208也接收調光信號1224並且向柵極驅動器1214輸出同步信號1226，柵極驅動器1214生成柵極驅動信號1192以驅動開關1130。在又一示例中，軟開通控制組件1206接收調光信號1224並且向乘法器1210生成信號1228。
[0059]根據又一實施例，乘法器1210還接收輸入信號1196和來自誤差放大器1216的經放大信號1230，並且輸出信號1232。例如，比較器1212接收信號1232和指示流經初級繞組1122的電流1190的電流感測信號1234，並且向柵極驅動器1214輸出比較信號1236以影響開關1130的狀態。
[0060]在某些實施例中，包括電阻器1176和電容器1178的退磁檢測電路被用於檢測電感器1120的退磁過程何時結束，而不是使用與開關1130相關聯的寄生電容。例如，當電感器1120的退磁過程結束時，電感器1120的電壓改變通過至少電容器1178耦合到端子1142(例如，端子DEM)。在另一示例中，退磁組件1220檢測電感器1120的電壓改變並且向電流感測組件1218輸出退磁信號1236以影響指示流經開關1130的電流1190的電流感測信號1234的採樣和/或保持。在又一示例中，誤差放大器1216接收來自電流感測組件1218的信號1240，並且誤差放大器1216的輸出端子通過端子1154(例如，C0MP)連接到電容器1151以保持系統1100穩定。
[0061]在某些實施例中，圖7和/或圖8中所示的方案應用於作為系統900的一部分的系統控制器902和/或作為系統1100的一部分的系統控制器1102。例如，作為系統900的一部分的系統控制器902具有與圖7和/或圖8中所示類似的時序圖。在另一示例中，作為系統1100的一部分的系統控制器1102具有與圖7和/或圖8中所示類似的時序圖。
[0062]根據另一實施例，一種用於調光控制的系統包括系統控制器、電晶體和第一電阻器。系統控制器包括第一控制器端子和第二控制器端子。電晶體包括第一電晶體端子、第二電晶體端子和第三電晶體端子。第一電阻器包括第一電阻器端子和第二電阻器端子。第一電晶體端子直接地或者間接地耦合到第二控制器端子。第一電阻器端子耦合到第二電晶體端子。第二電阻器端子耦合到第三電晶體端子。系統控制器被配置為在第一控制器端子處接收輸入信號並且至少基於與輸入信號相關聯的信息在第二控制器端子處生成輸出信號。電晶體被配置為在第一電晶體端子處接收輸出信號並且至少基於與輸出信號相關聯的信息在第一狀況和第二狀況之間改變。系統控制器還被配置為如果輸入信號變得高於一閾值，則在一延遲之後改變輸出信號以將電晶體從第一狀況改變為第二狀況。例如，該系統至少根據圖5、圖9和/或圖11來實現。
[0063]根據另一實施例，一種用於調光控制的系統控制器包括第一控制器端子和第二控制器端子。該系統控制器被配置為在第一控制器端子處接收輸入信號並且至少基於與輸入信號相關聯的信息生成調光信號，至少基於與調光信號相關聯的信息生成同步信號，以及至少基於與同步信號相關聯的信息在第二控制器端子處輸出柵極驅動信號。該系統控制器還被配置為響應於調光信號的第一上升沿生成同步信號的第一脈衝，第一脈衝包括第一下降沿並且與第一脈寬相關聯，以及在脈衝的第一下降沿處開始將柵極驅動信號在第一邏輯電平和第二邏輯電平之間改變達第一間歇時段。例如，該系統控制器根據圖5、圖6、圖7、圖
8、圖9、圖10和/或圖11來實現。
[0064]根據又一實施例,一種用於調光控制的系統控制器包括第一控制器端子和第二控制器端子。該系統控制器被配置為在第一控制器端子處接收輸入信號並且至少基於與輸入信號相關聯的信息生成調光信號，該調光信號與一調光周期相關聯，以及至少基於與調光信號相關聯的信息在第二控制器端子處輸出柵極驅動信號，柵極驅動信號與多個開關周期有關，多個開關周期被包括在調光周期內。多個開關周期分別包括多個接通時間段。該系統控制器還被配置為隨時間逐漸增大多個接通時間段的持續時間。例如，該系統控制器根據圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10和/或圖11來實現。
[0065]在另一實施例中，一種用於至少利用包括第一控制器端子和第二控制器端子的系統控制器進行調光控制的方法包括:在第一控制器端子處接收輸入信號，處理與輸入信號相關聯的信息，以及至少基於與輸入信號相關聯的信息在第二控制器端子處生成輸出信號以在第一狀況和第二狀況之間改變一電晶體，該電晶體包括第一電晶體端子、第二電晶體端子和第三電晶體端子，第一電晶體端子直接地或者間接地耦合到第二控制器端子。另外，該方法包括:如果輸入信號變得高於一閾值，則在一延遲之後改變輸出信號以將電晶體從第一狀況改變為第二狀況；並且通過第二狀況中的電晶體短路一電阻器，該電阻器包括第一電阻器端子和第二電阻器端子，第一電阻器端子耦合到第二電晶體端子，第二電阻器端子耦合到第三電晶體端子。例如，該方法至少根據圖5、圖9和/或圖11來實現。
[0066]在又一實施例中，一種用於至少利用包括第一控制器端子和第二控制器端子的系統控制器進行調光控制的方法包括:在第一控制器端子處接收輸入信號，處理與輸入信號相關聯的信息，以及至少基於與輸入信號相關聯的信息生成調光信號。另外，該方法包括:處理與調光信號相關聯的信息，至少基於與調光信號相關聯的信息生成同步信號，處理與同步信號相關聯的信息，以及至少基於與同步信號相關聯的信息在第二控制器端子處輸出柵極驅動信號。用於至少基於與調光信號相關聯的信息生成同步信號的處理包括響應於調光信號的第一上升沿生成同步信號的第一脈衝，第一脈衝包括第一下降沿並且與第一脈寬相關聯。用於至少基於與同步信號相關聯的信息在第二控制器端子處輸出柵極驅動信號的處理包括在脈衝的第一下降沿處開始在第一邏輯電平和第二邏輯電平之間改變柵極驅動信號達第一間歇時段。例如，該方法根據圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10和/或圖11來實現。
[0067]在又一實施例中，一種用於至少利用包括第一控制器端子和第二控制器端子的系統控制器進行調光控制的方法包括:在第一控制器端子處接收輸入信號，處理與輸入信號相關聯的信息，以及至少基於與輸入信號相關聯的信息生成調光信號，調光信號與一調光周期相關聯。另外，該方法包括:處理與調光信號相關聯的信息，以及至少基於與調光信號相關聯的信息在第二控制器端子處輸出柵極驅動信號，柵極驅動信號與包括在調光周期內的多個開關周期有關。多個開關周期分別包括多個接通時間段。多個接通時間段的持續時間隨時間逐漸增大。例如，該方法根據圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10和/或圖11來實現。
[0068]例如，本發明各個實施例中的一些或所有組件單獨地和/或與至少另一組件相組合地是利用一個或多個軟體組件、一個或多個硬體組件和/或軟體與硬體組件的一種或多種組合來實現的。在另一示例中，本發明各個實施例中的一些或所有組件單獨地和/或與至少另一組件相組合地在一個或多個電路中實現，例如在一個或多個模擬電路和/或一個或多個數字電路中實現。在又一示例中，本發明的各個實施例和/或示例可以相組合。
[0069]雖然已描述了本發明的具體實施例，然而本領域技術人員將明白，還存在於所述實施例等同的其它實施例。因此，將明白，本發明不受所示具體實施例的限制，而是僅由權利要求的範圍來限定。
【權利要求】
1.一種用於調光控制的系統，該系統包括: 包括第一控制器端子和第二控制器端子的系統控制器； 包括第一電晶體端子、第二電晶體端子和第三電晶體端子的電晶體；以及 包括第一電阻器端子和第二電阻器端子的第一電阻器； 其中: 所述第一電晶體端子直接地或者間接地耦合到所述第二控制器端子； 所述第一電阻器端子耦合到所述第二電晶體端子；並且 所述第二電阻器端子耦合到所述第三電晶體端子；· 其中: 所述系統控制器被配置為在所述第一控制器端子處接收輸入信號並且至少基於與所述輸入信號相關聯的信息在所述第二控制器端子處生成輸出信號；並且 所述電晶體被配置為在所述第一電晶體端子處接收所述輸出信號並且至少基於與所述輸出信號相關聯的信息在第一狀況和第二狀況之間改變； 其中所述系統控制器被配置為如果所述輸入信號變得高於一閾值，則在一延遲之後改變所述輸出信號以將所述電晶體從所述第一狀況改變為所述第二狀況。
2.如權利要求1所述的系統，其中所述電晶體被配置為在所述第一狀況下關斷並且在所述第二狀況下接通。
3.如權利要求1所述的系統，還包括: 包括第三電阻器端子和第四電阻器端子的第二電阻器； 其中: 所述第一電晶體端子耦合到所述第三電阻器端子；並且 所述第二控制器端子耦合到所述第四電阻器端子。
4.如權利要求1所述的系統，其中分壓器被配置為生成所述輸入信號。
5.如權利要求4所述的系統，其中所述分壓器包括第三電阻器和第四電阻器。
6.如權利要求1所述的系統，其中所述第三電晶體端子被偏置在第一電壓。
7.一種用於調光控制的系統控制器，該系統控制器包括: 第一控制器端子；和 第二控制器端子； 其中所述系統控制器被配置為: 在所述第一控制器端子處接收輸入信號並且至少基於與所述輸入信號相關聯的信息生成調光信號； 至少基於與所述調光信號相關聯的信息生成同步信號；以及 至少基於與所述同步信號相關聯的信息在所述第二控制器端子處輸出柵極驅動信號; 其中所述系統控制器還被配置為: 響應於所述調光信號的第一上升沿生成所述同步信號的第一脈衝，所述第一脈衝包括第一下降沿並且與第一脈寬相關聯；以及 在所述脈衝的第一下降沿處開始將所述柵極驅動信號在第一邏輯電平和第二邏輯電平之間改變達第一間歇時段。
8.如權利要求7所述的系統控制器，還被配置為: 響應於所述調光信號的第二上升沿生成所述同步信號的第二脈衝，所述第二脈衝包括第二下降沿並且與第二脈寬相關聯；以及 在所述脈衝的第二下降沿處開始將所述柵極驅動信號在所述第一邏輯電平和所述第二邏輯電平之間改變達第二間歇時段。
9.如權利要求8所述的系統控制器，其中所述第一脈寬和所述第二脈寬相同。
10.如權利要求7所述的系統控制器，還包括第一比較器，所述第一比較器被配置為至少接收所述輸入信號並且至少基於與所述輸入信號相關聯的信息生成所述調光信號。
11.如權利要求10所述的系統控制器，還包括同步組件，所述同步組件被配置為接收所述調光信號並且至少基於與所述調光信號相關聯的信息生成所述同步信號。
12.如權利要求11所述的系統控制器，還包括柵極驅動器，所述柵極驅動器被配置為至少接收所述同步信號並且至少基於與所述同步信號相關聯的信息生成所述柵極驅動信號。
13.如權利要求12所述的系統控制器，還包括: 軟開通控制組件，所述軟開通控制組件被配置為接收所述調光信號並且生成控制信號; 乘法器，所述乘法器被配置為至少接收所述輸入信號和所述控制信號並且至少基於與所述輸入信號和所述控制信 號相關聯的信息生成乘法信號；以及 第二比較器，所述第二比較器被配置為接收所述乘法信號和與流經一個或多個發光二極體的電流相關聯的電流感測信號，並且至少基於與所述乘法信號和所述電流感測信號相關聯的信息向所述柵極驅動器輸出調製信號。
14.如權利要求7所述的系統控制器，其中所述第二控制器端子直接地或者間接地耦合到與流經電源變換系統的初級繞組的初級電流相關聯的開關，所述電源變換系統被用於驅動一個或多個發光二極體。
15.如權利要求14所述的系統控制器，其中所述開關響應於所述柵極驅動信號被接通或關斷以調整所述初級電流。
16.如權利要求7所述的系統控制器，其中所述第二控制器端子直接地或者間接地耦合到與流經電感器的電流相關聯的開關，所述電感器直接地或者間接地耦合到一個或多個發光二極體。
17.如權利要求16所述的系統控制器，其中所述開關響應於所述柵極驅動信號被接通或關斷以調整流經所述電感器的電流。
18.如權利要求7所述的系統控制器，其中所述調光信號與一個或多個調光周期相關聯。
19.如權利要求18所述的系統控制器，還被配置為在每個調光周期期間將所述柵極驅動信號的佔空因數近似恆定地保持在一預定值。
20.如權利要求18所述的系統控制器，其中: 所述柵極驅動信號與多個開關周期有關，所述多個開關周期被包括在與所述調光信號相關聯的調光周期內； 所述多個開關周期分別包括多個接通時間段；並且所述系統控制器還被配置為隨時間逐漸增大所述多個接通時間段的持續時間。
21.一種用於調光控制的系統控制器，該系統控制器包括: 第一控制器端子；和 第二控制器端子； 其中所述系統控制器被配置為: 在所述第一控制器端子處接收輸入信號並且至少基於與所述輸入信號相關聯的信息生成調光信號，所述調光信號與一調光周期相關聯；以及 至少基於與所述調光信號相關聯的信息在所述第二控制器端子處輸出柵極驅動信號，所述柵極驅動信號與多個開關周期有關，所述多個開關周期被包括在所述調光周期內；其中: 所述多個開關周期分別包括多個接通時間段；並且 所述系統控制器還被配置為隨時間逐漸增大所述多個接通時間段的持續時間。
22.如權利要求21所述的系統控制器，其中所述多個開關周期位於所述調光周期的開始時段。
23.如權利要求21所述的系統控制器，還包括: 第一比較器，所述第一比較器被配置為至少接收所述輸入信號並且至少基於與所述輸入信號相關聯的信息生成所述調光信號；以及 軟開通控制組件，所述軟 開通控制組件被配置為接收所述調光信號並且生成控制信號以調節所述柵極驅動信號，從而隨時間逐漸增大所述多個接通時間段的持續時間。
24.如權利要求23所述的系統控制器，還包括: 乘法器，所述乘法器被配置為至少接收所述輸入信號並且至少基於與所述輸入信號和所述控制信號相關聯的信息生成乘法信號； 第二比較器，所述第二比較器被配置為接收所述乘法信號和與流經一個或多個發光二極體的電流相關聯的電流感測信號，並且至少基於與所述乘法信號和所述電流感測信號相關聯的信息生成調製信號；以及 柵極驅動器，所述柵極驅動器被配置為至少接收所述調製信號並且至少基於與所述調製信號相關聯的信息生成所述柵極驅動信號。
25.如權利要求21所述的系統控制器，其中所述第二控制器端子直接地或者間接地耦合到與流經電源變換系統的初級繞組的初級電流相關聯的開關，所述電源變換系統被用於驅動一個或多個發光二極體。
26.如權利要求25所述的系統控制器，還包括: 退磁組件，所述退磁組件被配置為接收反饋信號並且至少基於與所述反饋信號相關聯的信息生成退磁信號，所述反饋信號與和所述一個或多個發光二極體有關的輸出信號相關聯； 電流感測組件，所述電流感測組件被配置為接收與流經所述一個或多個發光二極體的電流相關聯的電流感測信號和所述退磁信號，並且至少基於與所述電流感測信號和所述退磁信號相關聯的信息生成輸出信號；以及 誤差放大器，所述誤差放大器被配置為至少接收所述輸出信號並且輸出經放大信號。
27.如權利要求21所述的系統控制器，其中所述第二控制器端子直接地或者間接地耦合到與流經電感器的電流相關聯的開關，所述電感器直接地或者間接地耦合到一個或多個發光二極體。
28.如權利要求27所述的系統控制器，還包括: 退磁組件，所述退磁組件被配置為接收所述柵極驅動信號並且至少基於與所述柵極驅動信號相關聯的信息生成退磁信號； 電流感測組件，所述電流感測組件被配置為接收與流經所述電感器的電流相關聯的電流感測信號和所述退磁信號，並且至少基於與所述電流感測信號和所述退磁信號相關聯的信息生成輸出信號；以及 誤差放大器，所述誤差放大器被配置為至少接收所述輸出信號並且輸出經放大信號。
29.如權利要求27所述的系統控制器，還包括: 第三控制器端子； 其中所述第三控制器端子被配置為接收與所述電感器的退磁過程相關聯的檢測信號。
30.如權利要求29所述的系統控制器，還包括: 退磁組件，所述退磁組件被配置為接收所述檢測信號並且至少基於與所述檢測信號相關聯的信息生成退磁信號； 電流感測組件，所述電流感測組件被配置為接收與流經所述電感器的電流相關聯的電流感測信號和所述退磁信號，並且至少基於與所述電流感測信號和所述退磁信號相關聯的信息生成輸出信號；以及` 誤差放大器，所述誤差放大器被配置為至少接收所述輸出信號並且輸出經放大信號。
31.如權利要求29所述的系統控制器，其中所述第三控制器端子耦合到被配置為生成所述檢測信號的檢測電路。
32.如權利要求31所述的系統控制器，其中: 所述檢測電路包括電容器和電阻器，所述電容器包括第一電容器端子和第二電容器端子，所述電阻器包括第一電阻器端子和第二電阻器端子； 所述第一電容器端子直接地或者間接地耦合到所述電感器； 所述第二電容器端子耦合到所述第一電阻器端子； 所述第一電阻器端子耦合到所述第三控制器端子；並且 所述第二電阻器端子被偏置在第一電壓。
33.如權利要求21所述的系統控制器，還被配置為: 在所述調光周期期間響應於所述調光信號的上升沿生成同步信號的脈衝，所述脈衝包括下降沿並且與一脈寬相關聯；以及 在所述脈衝的下降沿處開始在第一邏輯電平和第二邏輯電平之間改變所述柵極驅動信號達一間歇時段，所述間歇時段被包括在所述調光周期內。
34.一種用於至少利用包括第一控制器端子和第二控制器端子的系統控制器進行調光控制的方法，該方法包括: 在所述第一控制器端子處接收輸入信號； 處理與所述輸入信號相關聯的信息； 至少基於與所述輸入信號相關聯的信息在所述第二控制器端子處生成輸出信號以在第一狀況和第二狀況之間改變一電晶體，所述電晶體包括第一電晶體端子、第二電晶體端子和第三電晶體端子，所述第一電晶體端子直接地或者間接地耦合到所述第二控制器端子；以及 如果所述輸入信號變得高於一閾值，則 在一延遲之後改變所述輸出信號以將所述電晶體從所述第一狀況改變為所述第二狀況；並且 通過所述第二狀況中的電晶體短路一電阻器，所述電阻器包括第一電阻器端子和第二電阻器端子，所述第一電阻器端子耦合到所述第二電晶體端子，所述第二電阻器端子耦合到所述第三電晶體端子。
35.一種用於至少利用包括第一控制器端子和第二控制器端子的系統控制器進行調光控制的方法，該方法包括: 在所述第一控制器端子處接收輸入信號； 處理與所述輸入信號相關聯的信息； 至少基於與所述輸入信號相關聯的信息生成調光信號； 處理與所述調光信號相關聯的信息； 至少基於與所述調光信號相關聯的信息生成同步信號； 處理與所述同步信號相關聯的信息；以及 至少基於與所述同步信號相關聯的信息在所述第二控制器端子處輸出柵極驅動信號; 其中: 用於至少基於與所述調光信號相關聯的信息生成同步信號的處理包括響應於所述調光信號的第一上升沿生成所述同步信號的第一脈衝，所述第一脈衝包括第一下降沿並且與第一脈寬相關聯；並且 用於至少基於與所述同步信號相關聯的信息在所述第二控制器端子處輸出柵極驅動信號的處理包括在所述脈衝的第一下降沿處開始在第一邏輯電平和第二邏輯電平之間改變所述柵極驅動信號達第一間歇時段。
36.一種用於至少利用包括第一控制器端子和第二控制器端子的系統控制器進行調光控制的方法，該方法包括: 在所述第一控制器端子處接收輸入信號； 處理與所述輸入信號相關聯的信息； 至少基於與所述輸入信號相關聯的信息生成調光信號，所述調光信號與一調光周期相關聯; 處理與所述調光信號相關聯的信息；以及 至少基於與所述調光信號相關聯的信息在所述第二控制器端子處輸出柵極驅動信號，所述柵極驅動信號與包括在所述調光周期內的多個開關周期有關； 其中: 所述多個開關周期位於所述調光周期的開始時的一時間段內； 所述多個開關周期分別包括多個接通時間段；並且 所述多個接通時間段的持續時間隨時間逐漸增大。
【文檔編號】H05B37/02GK103428953SQ201210166672
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2012年5月17日 優先權日:2012年5月17日
【發明者】朱力強, 周俊, 方烈義 申請人:昂寶電子（上海）有限公司