照明系统以及用于该照明系统的控制电路的制作方法_4

文档序号:8530914阅读:来源:国知局
和配置。因此,省略了对电源电路10、光源12和电力控制单元14的多余描述。
[0100]下面,对图10的实施方式的配置和操作进行描述。
[0101]滤波器18可配置成传输具有通过使用调光装置22对交流电力进行控制而获得的相位的整流电压,以供光源12发光。为此,滤波器18可包括充电电路30和电流控制电路32。充电电路30配置成执行与通过电源电路10供给的电力(即,整流电压)对应的充电,并且提供充电电压。另外,电流控制电路32配置成主要使用充电电压来控制供给至光源12的电流。
[0102]充电电路30可包括二极管D1、电阻器Ra和电容器Ca。充电电路30连同电源电路10形成了闭环。二极管Dl、电阻器Ra和电容器Ca串联连接以形成闭环。
[0103]在这种配置中,二极管Dl阻挡通过整流电压形成反向偏置路径。更具体地,充电电路30供给有具有电压电平变为零的区域的整流电压。因此,电容器Ca的充电电压可暂时高于电源电路10的整流电压。在这种情况下,可由于充电电压而形成反向偏置路径。然而,流经反向偏置路径的电流可被二极管Dl阻挡。
[0104]另外,电阻器Ra通过二极管Dl将整流电压传输至电容器Ca。电容器Ca执行充电并且提供充电电压。在这种配置中,电阻器Ra和二极管Dl充当用于将供给至电流控制电路32的整流电压供给给电容器Ca,以供充电的目的。
[0105]因此,充电电路30可用通过二极管Dl和电阻器Ra接收到的整流电压对电容器Ca充电,并且将电容器Ca的充电电压提供给电流控制电路32。
[0106]电流控制电路32控制供给至电力控制单元14的电流。电流控制可响应于通过充电电路30供给的充电电压来进行。另外,电流控制电路32可包括电阻器Rb和NPN双极型晶体管Qc,以用于电流控制。
[0107]NPN双极型晶体管Qc可配置成具有并联连接至充电电路30的二极管Dl的集电极、连接至光源12的发射极、以及经由电阻器Rb连接至电容器Ca与电阻器Ra之间的节点的基极。
[0108]因此,电容器Ca的充电电压通过电阻器Rb供给至NPN双极型晶体管Qc的基极。NPN双极型晶体管Qc响应于充电电压来限制从电源电路10传输至电力控制单元14的电流。
[0109]电阻器Rb可被配置成具有比电阻器Ra的电阻值高的电阻值。电阻器Rb可具有设置成提供用于导通NPN双极型晶体管Qc所必须的电流的电阻值。
[0110]下面,参照图11和图12对根据本发明的实施方式的图10的照明系统的操作进行描述。
[0111]图11示出了当通过电源电路10供给具有被控制成具有全角度的相位的整流电压时的波形。另外,图12示出了参照图11的波形在图10的电路中形成电压和电流的位置。在图11中,在位置P之前的状态意味着瞬态(transient state),而在位置P之后的状态意味着稳态(stable state)。
[0112]在图11中,Vl是由电源电路10输出的整流电压,Il是在电源电路10与滤波器18的充电电路30之间的节点中流动的电流,V2是电容器Ca的充电电压,并且V3是供给至光源12和电力控制单元14(S卩,负载)的电压。在单个波形中示出了供给至负载的电压V3和充电电压V2,以进行比较。在这种情况下,因为整流电压Vl作为由整流器24在交流上执行的全波整流的结果输出,因此整流电压Vl具有纹波。另外,充电电压V2形成为具有直流电平逐渐增大的波形。供给至负载的电压V3具有与整流电压Vl对应的纹波分量。
[0113]在图11中,12是供给至NPN双极型晶体管Qc的基极的电流,13是提供给NPN双极型晶体管Qc的集电极的电流,14是由NPN双极型晶体管Qc的发射极输出的电流,即,供给至作为负载的光源12和电力控制单元14的电流。
[0114]滤波器18供给有来自电源电路10的电流Il和整流电压VI。当电力被首次供给时,由电源电路10供给的电流Il可供给为瞬态。充电电路30的二极管Dl和电阻器Ra提供电流通路,以使得电流供给至电容器Ca。充电电路30的电容器Ca执行与整流电压Vl对应的充电。
[0115]存储在电容器Ca中的充电电压V2形成包络线,该包络线随时间逐渐增加,并且在瞬态期间增加。
[0116]当电容器Ca的充电电压V2的增大时,流动通过电阻器Rb的电流12逐渐增大。电流12的增大会影响NPN双极型晶体管Qc的操作。即,流动通过NPN双极型晶体管Qc的电流量根据电流12的增大而增大。即,输入至NPN双极型晶体管Qc的电流13以及通过NPN双极型晶体管Qc输出的电流14的逐渐增大。
[0117]流动通过晶体管Qc的电流受电力控制单元14的电流调节操作的影响。电力控制单元14根据电流调节执行电流控制,并由此控制在光源12中流动的电流以使得该电流具有根据整流电压Vl的上升和下降而周期性地增大或减小的阶梯状波形。
[0118]因此,电力控制单元14控制光源12,以使得施加至光源12的电压V3根据电流的增大而逐渐增大。
[0119]在电力供给为瞬态的期间,充电电压V2逐渐增大。当电力供给为稳态时,电力保持稳定电平。与瞬态对应的充电电压V2不具有足以使NPN双极型晶体管Qc旁路掉大部分电流的电平。因此,在瞬态中,NPN双极型晶体管Qc限制以最大电流或更小的电流传输的电流量。供给至NPN双极型晶体管Qc的基极的电流12进行箝位,从而跟随充电电压V2的增大。因此,输入至NPN双极型晶体管Qc的电流13以及通过NPN双极型晶体管Qc输出的电流14还具有跟随充电电压V2的增大的包络线。
[0120]即,在瞬态中,通过NPN双极型晶体管Qc执行电流控制,从而能够改善可能由于不稳定整流电压而发生的闪烁。
[0121]另外,与稳态对应的充电电压V2具有足以使NPN双极型晶体管Qc能够旁路掉大部分整流电压的电平。因此,NPN双极型晶体管Qc可传输供光源12能够具有足够的光度的电流。在这种情况下,由于NPN双极型晶体管Q3的操作特性,电压V3具有呈现已通过与阈值电压对应的电平切掉纹波波形的顶部的形状的波形。
[0122]结果,可期待通过与调光操作相同的操作来改善闪烁的效果。
[0123]图13示出了当通过电源电路10供给具有以半角度水平控制的相位的整流电压时的波形。
[0124]在图13中,与图11中的具有被控制成具有全角度的相位的整流电压相比,稳态中的充电电压V2的电平被降低。另外,充电电压V2在瞬态中相对平缓地增高。因此,与图11相比,状态从瞬态切换至稳态的点P可较晚。图13的实施方式的与瞬态和稳态对应的操作与图11的实施方式的与瞬态和稳态对应的操作相同,因此省略了多余描述。
[0125]如果整流电压的相位以半角度水平或更低的水平控制,那么虽然充电电压V2的电平处于稳态,但是NPN双极型晶体管Qc可能不旁路掉可使光源12具有足够光度的电流。在这种情况下,NPN双极型晶体管Qc可在稳态以及瞬态中继续执行电流控制。
[0126]在图10的照明系统中,如参照图11至图13所述,供给至光源12的电流可通过充电电路30的充电电压来控制,以根据瞬态而使得该电流被稳定化。因此,可期待通过与调光操作相同的操作来改善闪烁的效果。
[0127]在本发明的实施方式中,根据相位已将其相位控制成接近全角的、调光装置的操作,可减少NPN双极型晶体管Qc的集电极-发射极电压的下降。因此,可改善调光特性和能量效率。为此,本发明的实施方式可实施为如图14中所示。图14的滤波器18可还包括充电电压旁路电路34。
[0128]图14公开照明系统,与图10中的照明系统相比,该照明系统还在滤波器18中包括充电电压旁路电路34。另外,在图14中,电源电路10、光源12、电力控制单元14、充电电路30和电流控制电路32与图10中的那些相同,因而,省略了多余描述。
[0129]充电电压旁路电路34可控制PNP双极型晶体管Q2,以使得PNP双极型晶体管Q2响应于相位已控制成接近全角度的高电平的整流电压Vll而执行用于旁路掉充电电路30的操作。
[0130]为此,充电电压旁路电路34可包括充电电压检测电路40和旁路控制电路42。
[0131]充电电压检测电路40可包括电阻器R21和R22以及NPN双极型晶体管Q1。电阻器R21和R22串联连接,并且再与电容器Ca并联连接。另外,NPN双极型晶
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