照明系统以及用于该照明系统的控制电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及照明系统，更具体地，涉及用于使用具有由调光装置控制的相位的电源发光并改善光源的发光状态的照明系统以及用于该照明系统的控制电路。
【背景技术】
[0002]照明系统已被开发成使用具有使用少量能量的高发光效率的光源，以减少能耗。用于照明系统中的代表性光源可为发光二极管(LED)。
[0003]LED的优点在于其在诸如能耗、使用寿命和光品质的各种因素上不同于其它光源。LED的特征在于，其由电流驱动。因此，使用LED作为光源的照明系统的问题在于其需要用于电流驱动的许多附加电路。
[0004]为了解决该问题，照明系统已被开发成以交流直接的方式为LED供给交流电力。交流直接型的照明系统配置成通过将交流电力转换成整流电压并使用整流电压执行电流驱动而使得LED发光。交流直接型的照明系统的特征在于，因为该照明系统使用整流电压而不使用电感器和电容器，所该照明系统具有优良的功率因数。整流电压是指通过由整流器的全波整流对交流电压执行全波整流而获得的电压。
[0005]另外，照明系统可包括电源电路和电力控制单元，其中，电源电路使用交流电源供给整流电压，电力控制单元响应于整流电压执行用于驱动光源的电流控制。通常，电力控制单元可制造成单芯片类型并且安装在照明系统上。
[0006]在照明系统中，电源电路可配置为具有调光功能。调光功能可通过适用于电源电路中的调光装置来实现。调光装置配置成确定交流电压的相位响应于内部充电电压的变化而被触发的位置。即，调光装置可输出具有经控制的相位的交流电压，并且光源发出具有与经相控的交流电压对应的光度的光。
[0007]调光装置可根据照明系统的性能，将照明系统的光度控制在光源的关断电平至最大的发光电平之间。如果调光装置具有滞后特性，那么该调光装置可具有20至80 %的电源效率。如果调光装置没有滞后特性，那么该调光装置可具有5至95%的电源效率。
[0008]通常，调光装置的问题在于，由于两端交流开关元件(diac)或三端双向交流开关元件(triac)的特性上的差异，导致了取决于负载的兼容性低。从调光装置的角度来看，用于执行电流控制以驱动光源的电力控制单元可充当负载。
[0009]如果具有电阻特性的负载被应用，那么调光装置可具有优良的特性。具有电阻特性的负载的示例可包括白炽灯，而白炽灯可定义为线性负载。
[0010]调光装置具有取决于负载(例如，具有电抗的电力控制单元或用于执行与交流直接型对应的电流调节的电力控制单元)而受限的兼容性。具有电抗的负载的示例可包括返驰(Flyback)型电力控制单元或降压(Buck)型电力控制单元。如上所述，具有电抗的电力控制单元或用于执行与交流直接型对应的电流调节的电力控制单元可定义为非线性负载。
[0011]调光装置根据非线性负载而在提供高品质的交流波形的方面是受限的。更具体地，调光装置可提供由于RC特性而已被不规则延迟的输出电压。另外，调光装置可提供具有变化的宽度(即，导通宽度)的输出电压，其中，在变化的宽度中通过三端双向交流开关元件的操作特性来保持导通。具体地，正输出电压和负输出电压可具有不同的导通宽度。另夕卜，调光装置可将输出电压提供成使得正输出和负输出具有不同大小(或振幅)。
[0012]因此，在适用调光装置并且使用非线性负载的照明系统中，由于调光装置的不稳定操作特性，光源可能不保持均匀的光度。尤其是，如果以交流直接的方式为光源供给交流电力，那么由于调光装置的具有不同的正输出大小和负输出大小的输出电压，可导致光源发光成使得光不规则地颤抖。发光强度在发光状态中不规则地变化且颤抖的现象被称为闪烁(shimmer)。尤其是，当光源发出具有低发光强度的光时，闪烁可能变得更糟糕。
[0013]因此，为了使用调光装置实现调光功能，具有非线性负载的照明系统需要稳定光源的发光状态。
【发明内容】
[0014]各种实施方式涉及提供能够根据非线性负载使用调光装置来实现调光功能的照明系统以及用于该照明系统的控制电路。
[0015]另外，各种实施方式涉及能够根据非线性负载使用调光装置来提供调光功能并且能够解决由调光装置的不规则输出电压引起的闪烁的照明系统以及用于该照明系统的控制电路。
[0016]另外，各种实施方式涉及能够根据非线性负载使用调光装置来提供调光功能、能够解决由调光装置的不规则输出电压引起的不稳定的发光状态、并且能够降低生产成本并具有改善的电效率的照明系统以及用于该照明系统的控制电路。
[0017]在实施方式中，照明系统可包括光源、电力控制单元和电流控制装置，其中，光源供给有通过使用调光装置对交流电力的相位进行控制而获得的整流电压，电力控制单元配置成根据整流电压的状态提供用于使光源发光的电流通路，电流控制装置配置成响应于通过调光装置的特性改变的、电流通路上的电流量执行充电或放电，并且电流控制装置配置成根据充电或放电来控制在电流通路中流动的、用于使光源发光的电流量。
[0018]在实施方式中，用于照明系统的控制电路可包括电流缓冲电路和电流控制电路，其中，电流缓冲电路连接至用于使光源发光的电流通路，其中光源使用通过使用调光装置对交流电力的相位进行控制而获得的整流电压，电流缓冲电路配置成响应于通过调光装置的特性改变的、电流通路中的电流量来执行充电或放电并且配置成供给充电电压，电流控制电路配置成响应于电流缓冲电路的充电电压来控制电流通路中流动的、用于使电源发光的电流量。
[0019]在实施方式中，用于照明系统的控制电路可包括滤波器，该滤波器配置成传输通过使用调光装置对交流电力的相位进行控制而获得的电力，以供光源发光。该滤波器可包括充电电路和电流控制电路，其中，充电电路配置成执行与该电力对应的充电并供给充电电压，电流控制电路配置成响应于充电电压而使用该电力来控制传输至光源的电流。
【附图说明】
[0020]图1是根据本发明的实施方式的照明系统的电路图。
[0021]图2是图1中所示的调光装置的详细电路图。
[0022]图3是示出了图2中所示的两端交流开关元件(diac)的电压与电流之间的关系的波形图。
[0023]图4是示出了交流电压与具有为调光控制而进行延迟的相位的交流电压之间的关系的波形图。
[0024]图5是示出了具有延迟的相位的整流电压的波形图。
[0025]图6是示出了根据图1的实施方式的模拟方法的框图。
[0026]图7是示出了图6中的模拟结果的波形图。
[0027]图8是示出了存在图1的滤波器的情况与不存在图1的滤波器的情况之间的对比的波形图。
[0028]图9示出了与全角度的整流电压对应的根据图1的实施方式的波形图。
[0029]图10是根据本发明的另一实施方式的照明系统的电路图。
[0030]图11示出了与全角度的整流电压对应的根据图10的实施方式的波形图。
[0031]图12是用于说明图11的波形图的根据图10的实施方式的电路图。
[0032]图13示出了与具有经控制的相位的整流电压对应的根据图10的实施方式波形图。
[0033]图14是根据本发明的又一实施方式的照明系统的电路图。
[0034]图15示出了与全角度的整流电压对应的根据图14的实施方式的波形图。
[0035]图16是用于说明图15的波形图的根据图14的实施方式的电路图。
【具体实施方式】
[0036]以下将参照附图对示例性实施方式进行更详细的描述。然而，本公开可实施成不同的形式，并且不应被解释为受限于本文所提出的实施方式。相反，提供这些实施方式，以使得本公开透彻并完整，并且对本领域技术人员全面传达本公开的范围。在整个公开中，在本公开的所有各个附图和实施方式中，相同的参考标号都将用于指代相同或相似的部件。
[0037]以下将参照附图对本发明的实施方式进行详细描述。在说明书和权利要求书中所使用的术语不应被解释为具有普通或字典含义，而是应被解释为具有符合本公开的技术领域的含义和概念。
[0038]本说明书中公开的实施方式和附图仅示出了本发明的示例性实施方式，并部代表本发明的全部技术精神。应理解的是，在提交本申请时，可存在能够替代这些实施方式的各种等同物和修改。
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