在交流电力信号中存在。作为示例，交流电力信号的输入电压可波动高达10%，使得实际观察的输入电压是大约291.5伏。为了抵消这样的增加，电阻控制电路404可以配置成使由电阻器406提供的可变电阻增加。如上文论述的，使由电阻器406提供的可变电阻增加可以导致触发TRIAC 412所在的点火角更大，由此导致由设备负载416耗散的功率的量减小。
[0060]从而，通过使由电阻器406提供的可变电阻增加，可以调节或用别的方式抵消交流电力信号的输入电压中的增加使得通过设备负载416的均方根保持大致上等于较低的目标输入电压。同样，如果输入电压向下波动，电阻控制电路404可以使由电阻器406提供的可变电阻减小使得较早的点火角提供给TRIAC 412并且维持目标输入电压。
[0061]作为另一个示例，电阻控制电路404可以配置成基于与设备负载416关联的负载特性来调整由电阻器406提供的可变电阻。例如，如果设备负载416的负载特性在设备操作期间改变，则电阻控制电路404可以主动调整由电阻器406提供的可变电阻以便补偿这样的改变。
[0062]作为示例，如果设备负载416的负载特性在设备操作期间在特性上变得电感性更强，则电阻控制电路404可以配置成使由电阻器406提供的可变电阻增加。如上文论述的，使由电阻器406提供的可变电阻增加可以导致触发TRIAC 412所在的较迟的点火角，由此补偿滞后电流。同样，如果设备负载416的负载特性变得电容性更强，则电阻控制电路404可以配置成使由电阻器406提供的可变电阻减小，从而导致较早的点火角并且补偿超前电流。
[0063]在一些实现中，设备负载416的负载特性可以通过分析交流电力信号的电压与电流之间的相位差而确定。例如，如上文论述的，展现电感性负载特性的负载可以导致滞后电流，其中峰值电流值在峰值电压值之后出现。这样的滞后电流因此可以展现正的相位差。同样，电容性负载特性可以导致超前电流，其中峰值电流值在峰值电压值之前出现。这样的超前电流因此可以展现负的相位差。从而，通过分析交流电力信号的电压与电流之间的相位差，可以确定设备负载416的负载特性。
[0064]作为示例，在一些实现中，电阻控制电路404可以检测跨分流电阻器(其安置在电流路径中以有助于确定电压的相位角)的零交叉。此外，电阻控制电路404可以从电流互感器(其安置在电流路径周围以有助于确定电流的相位角)检测输出信号的零交叉。电阻控制电路404可以比较这两个相位角来获得相位差并且相应地调整可变电阻。特别地，如果相位差的值增加，则电阻控制电路404可以使可变电阻增加。同样，如果相位差的值减小，则电阻控制电路404可以使可变电阻减小。
[0065]在一些实现中，电阻控制电路404可以包括微处理器，其配置成接收描述各种操作特性的输入信号、计算目标电阻以基于这些输入信号实现目标点火角以及将可变电阻调整到目标电阻。
[0066]作为示例，在一些实现中，电阻控制电路404可以从设备接收输入信号，其指示设备当前正操作所采用的操作模式。例如，在其中设备是封装的终端空调器和封装的终端热泵的组合的情形中，设备可以采用仅风扇模式、待命模式、冷却模式、加热模式或其他适合的模式或模式范围操作。每个操作模式可以具有与之关联的已知负载特性。从而，在这样的实现中，电阻控制电路404可以查阅查找表来获得对与每个特定模式关联的负载特性被优化的预定电阻并且然后将可变电阻调整到这样的预定值。
[0067]图5描绘根据本公开的示范性实施例的示范性电压适配器系统502的示意图500。特别地，电压适配器系统502可以包括微控制器506，其配置成在交流电力信号达到特定相位角时向TRIAC 508提供选通信号。微控制器506可以是或包括一个或多个处理器、一个或多个集成电路或其他组件。电压适配器系统502可以选择性地能与设备负载504串联连接。
[0068]电压适配器系统502可以进一步包括零交叉检测电路510，其配置成检测交流电力信号的零交叉。例如，零交叉检测电路510可以分析跨分流电阻器的电压来检测零交叉。作为另一个示例，零交叉检测电路510可以包括电压互感器或其他测量仪器，用于分析交流电力信号。该零交叉检测电路可以在其中检测到交流电力信号的零交叉的每个情形处向微控制器506提供检测信号。
[0069]微控制器506可以包括延迟电路512或用别的方式连同延迟电路512 —起操作。在一些实现中，由延迟电路512提供的延迟的持续时间可以是能调整的。例如，微控制器506可以调整延迟的持续时间。
[0070]电压适配器系统502可以操作成通过选择性地触发TRIAC 508而使通过设备负载504的均方根减少来控制通过设备负载504的电流的流动。作为示例，电压适配器系统502可以操作成控制电流的流动，如在图2中示出的。
[0071]更特定地，对于其中交流电力信号越过零的每个情形，零交叉检测电路510可以向微控制器506提供检测信号。微控制器506可以操作延迟电路512来延迟特定的持续时间，并且然后在到达延迟期后向TRIAC 508的栅极提供选通信号。采用这样的方式，由设备负载504耗散的总功率可以减少到大致上等于如果允许具有较低输入电压的交流采用畅通的方式对负载供电则将出现的总功率耗散。
[0072]此外，微控制器506可以调整由延迟电路512提供的延迟期的持续时间来补偿或调整各种操作参数中的改变。特别地，通过调整延迟期的持续时间，微控制器506可以调整触发TRIAC 508以允许电流流动所在的点火角。作为示例，微控制器506可以基于交流电力信号的输入电压、设备负载504的负载特性或交流电力信号的电压与电流之间的相位差来调整延迟期的持续时间。
[0073]该书面描述使用示例来公开本发明，其包括最佳模式，并且还使本领域内任何技术人员能够实践本发明，包括制作和使用任何装置或系统和执行任何包含的方法。本发明的专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域内技术人员想到的其他示例。这样的其他示例如果它们包括不与权利要求的文字语言不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的文字语言无实质区别的等同结构元件则规定在权利要求的范围内。
【主权项】
1.一种电压适配器系统，用于在设备中使用，所述电压适配器系统包括:TRIAC ； 电压检测电路，其配置成在交流电力信号的输入电压大于阈值电压时使所述TRIAC与所述设备的负载串联连接；以及 点火角控制电路，其配置成在所述交流电力信号达到相位角时向所述TRIAC的栅极提供选通信号。
2.如权利要求1所述的电压适配器系统，其中，所述点火角控制电路包括: 提供电阻的电阻器； 提供电容的电容器，其中所述电容器与电阻器串联定位并且定位在关于所述电阻器的电流路径的下游；以及 DIAC，其连接在第一电阻器、第一电容器和所述TRIAC的栅极之间； 其中所述电阻器和所述电容器与所述TRIAC并联连接。
3.如权利要求2所述的电压适配器系统，其中，基于所述相位角和与所述DIAC关联的转折电压来确定电阻和电容。
4.如权利要求2所述的电压适配器系统，其中，提供电阻的所述电阻器包括提供可变电阻的一个或多个电阻器。
5.如权利要求4所述的电压适配器系统，其中，所述电压适配器系统进一步包括电阻控制电路，其配置成基于所述交流电力信号的输入电压来调整可变电阻。
6.如权利要求4所述的电压适配器系统，其中，所述电压适配器系统进一步包括电阻控制电路，其配置成基于与所述负载关联的总电感来调整可变电阻。
7.如权利要求6所述的电压适配器系统，其中，所述电阻控制电路配置成在与所述负载关联的总电感增加时使可变电阻增加。
8.如权利要求4所述的电压适配器系统，其中，所述电压适配器系统进一步包括电阻控制电路，其配置成基于所述设备的操作模式来调整可变电阻。
9.如权利要求1所述的电压适配器系统，其中，所述点火角控制电路包括: 零交叉检测电路，其配置成检测所述交流电力信号的零交叉；以及 微控制器，其配置成在所述零交叉检测电路检测到所述交流电力信号的零交叉后的延迟期后向所述TRIAC的栅极提供选通信号。
10.如权利要求9所述的电压适配器系统，其中，所述延迟期是能调整的。
【专利摘要】提供用于在设备中使用的电压适配器系统。示范性电压适配器系统可以包括TRIAC。该示范性电压适配器系统可以包括电压检测电路，其配置成检测交流电力信号的输入电压并且在输入电压大于阈值电压时使TRIAC与所述设备的负载串联连接。该示范性电压适配器系统可以包括点火角控制电路，其配置成在交流电力信号达到相位角时向TRIAC的栅极提供选通信号。示范性点火角控制电路可以包括电阻器、电容器和DIAC。该示范性点火角控制电路可以配置成在跨电容器的电压超过与DIAC关联的转折电压时触发TRIAC。
【IPC分类】H02M1-02, H02M5-22, H02M1-06, H02M1-08
【公开号】CN104600964
【申请号】CN201310527315
【发明人】B.A.鲍利, X.康, L.科勒格拉夫
【申请人】通用电气公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2013年10月31日
【公告号】US20150116026