用于相切调光信号的相切角的数字探测的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明大体上设及用于照明单元的调光器。更具体地，运里所公开的各种发明方 法和装置设及从模拟相切调光器输出的相切调光信号的相切角的数字探测。
【背景技术】
[0002] 数字照明技术，即基于诸如发光二级管（LED)的半导体光源的照明提供了对于传 统的巧光、HIDW及白识灯的可行的代替。L邸的功能性的优势和益处包括高能量转换和光 学效率、耐久性、较低的操作成本W及其他。L邸技术近来的发展提供了有效并且鲁棒的全 光谱照明源，其实现了在很多应用中的多种照明效果。一些采用了运些源的灯具特征在于 照明模块，包括一个或多个能够产生例如红色、绿色和蓝色的不同颜色的LEDW及用于独 立地控制LED的输出从而生成各种颜色和颜色改变的照明效果的处理器，例如，如同在通 过参考并入于此的美国专利Nos. 6, 016, 038和6, 211，626中所详细讨论的。
[0003] 通常希望借助于采用于白识光源的传统模拟调光器提供对照明单元进行可控制 地调光的能力，该照明单元包括一个或多个L邸光源。例如，通常希望当包括一个或多个白 识光源的一个或多个照明单元被包括L邸光源的照明单元所取代时，继续使用已经安装就 位用于控制该一个或多个包括一个或多个白识光源的照明单元的调光器，例如在通过参考 并入于此的美国专利No. 7, 038, 399中所详细讨论的。
[0004] 典型地，用于白识光源的模拟调光器将整流后的AC电压传递到照明单元。用于白 识光源的一个通常的模拟调光器是相切调光器，有时也称为晶闽管调光器，由于其典型地 采用诸如娃控整流器（SCR)或TRIAC的晶闽管。相切调光器对AC线电压进行整流并且在 一些代表了照明单元光输出的应当被调光的量的相切角（在0和180度之间）对整流后的 AC电压进行切削，并且将切削过的AC电压作为模拟相切调光信号提供到照明单元。由于不 同国家使用不同的AC线电压（典型地在90VAC和300VAC之间）和频率（典型地为50化 或60化），相切调光信号的属性将依据照明系统的现场而显著地变化。当相切调光器连接到 具有一个或多个白识光源的照明单元，其发送与相切调光信号底下的面积成比例的功率到 照明单元。面积越少意味着功率越少，并且越少的功率意味着越少的照明。 阳〇化]然而，非常具有挑战性的是将运些模拟相切调光器对接到具有L邸光源的照明单 元，并且特别地是对接到具有一个或多个L邸光源的数字控制的照明单元，其必须对模拟 相切调光信号进行数字地解释并且手动控制与白识光源完全不同地操作着的L邸光源所 输出的光。例如，白识光源的光输出水平可W通过改变施加到白识光源的电压而改变，而与 此相对比的是L邸光源的光输出水平响应于流经L邸光源（其还典型地在较之典型地施加 到白识光源的电压低得多的电压水平上进行操作）的电流。模拟相切调光器和L邸光源的 技术并没有设计为相兼容，但是在实际上其通常共同使用。
[0006] 图1描述了模拟相切调光信号，特别是反向相切调光信号105 (也称为后沿调光信 号）的例子，其中整流的AC线电压（峰值109 = 120V)在130度的相切角107处被切削， 直到每个半周期的结束（即，在波形的右侧切削）。如果相切调光信号105被施加到白识光 源，光输出将接近于其全部强度的72%。虽然图I描述了反向相切调光信号105的示例波 形，但是一些模拟相切调光器生成的相切调光信号中AC线电压被从波形的左侧切削（即， 从每个半周期的开始处一直到特定的相切角），其被称为前向相切调光信号（也被称为前 沿调光信号）。为了简单性和一致性，随后的描述将采用反向相切调光的例子。然而，应当 理解的是所设及的原理同样适用于前向相切调光。 阳007] 相切调光信号105的调光角107关于相切AC波形的脉冲宽度（即，对于反向相切 调光信号为每个半周期的开始和相切沿之间的相切调光信号的宽度）。利用运个信息，相切 角107可W利用下述的等式进行计算：
[0008] (1)phase_cut_angle(degrees) = (dimming_signal_pulse_width/dimming_ signal_period)*180
[0009] 然而，在实践中，模拟相切调光器通常并不提供非常"干净"的相切调光信号到照 明单元，相切调光信号可能变形或者依靠DC偏压。每个模拟相切调光器输出略微不同的波 形，其使得在包括一个或多个L邸光源的照明单元中的微控制器难W对相切角进行解译从 而生成用于W适当的量对L邸光源的光输出进行调光的信号。
[0010] 由于运个问题，许多用于包括一个或多个L邸光源的照明单元的控制器对相切角 进行估计，但是并不试图精确地测量相切角。结果是，照明单元可W从相切调光器到相切调 光器而不同地动作，运是不希望的。因此，本领域中需要一种用于对于相切调光信号的相切 角进行更为精确的探测的方法和装置。
【发明内容】
W11] 本公开设及一种用于探测相切调光信号的相切角的发明方法和装置。例如，提供 方法和设备用于数字探测相切调光信号的相切角从而可W生成用于W适当的量对L邸光 源的光输出进行调光的信号。
[0012] 大体上，在一个方面，本发明设及一种方法，包括：接收由AC线电压产生的相切调 光信号；将所述相切调光信号与阔值电压进行比较并且响应于此输出数字相切调光信号； 确定AC线电压的峰值电压水平；确定数字相切调光信号的占空比；采用AC线电压的峰值 电压水平来确定数字相切调光信号的占空比的最大值；从数字相切调光信号的占空比和数 字相切调光信号的占空比的最大值来确定相切调光信号的相切角；并且响应于相切调光信 号的相切角控制对基于LED的照明单元的调光。
[0013] 在一些实施例中，采用AC线电压的峰值电压水平来确定数字相切调光信号的占 空比的最大值包括从包括多个表格条目的查找表中获得与AC线电压的峰值电压水平相对 应的数字相切调光信号的占空比的最大值，其中每个表格条目对应于AC线电压的峰值电 压水平的特定值并且存储有标识着相切调光信号的占空比的相对应的特定最大值的数据。
[0014] 在一些实施例中，确定AC线电压的峰值电压水平包括：确定相切调光信号的导 数；确定相切调光信号的导数是否交叉零；并且当确定相切调光信号的导数交叉了零，寻 找AC线电压的峰值电压水平作为相切调光信号的峰值电压水平。
[0015] 在运些实施例的一些版本中，当确定相切调光信号的导数并没有交叉零时，从存 储器获取AC线电压的峰值电压水平。
[0016] 在一些实施例中，确定AC线电压的峰值电压水平包括：确定相切调光信号的导 数；确定相切调光信号的导数是否交叉零；并且当确定相切调光信号的导数交叉了零，寻 找AC线电压的峰值电压水平作为相切调光信号在相切调光信号的导数交叉零的时刻的电 压水平。
[0017] 在一些实施例中，响应于相切角控制对基于LED的照明单元的调光包括确定相切 调光信号的电压波形底下的面积与经过整流后的AC线电压的电压波形底下的面积的比 率，并且根据所述比率对基于LED的照明单元进行调光。
[0018] 在一些实施例中，响应于相切角控制对基于LED的照明单元的调光包括在查找表 中查找针对基于LED的照明单元的调光百分比，该查找表包括多个表格条目，每个表格条 目对应于相切角的不同值W及针对所述调光百分比的相对应的不同值。
[0019] 在一些实施例中，所述方法进一步包括：针对AC线电压的峰值电压水平的多个值 中的每一个，测量数字相切调光信号的占空比的相对应的最大值；并且针对峰值电压水平 的多个值中的每一个将数字相切调光信号的占空比的相对应的最大值存储在存储器设备 中的查找表的相对应的表格条目中。
[0020] 在另一方面，本发明设及一种装置，包括：配置用于接收由AC线电压产生的相切 调光信号的输入；配置用于将所述相切调光信号与阔值电压进行比较并且响应于此输出数 字相切调光信号的比较器；W及处理器。所述处理器配置为：确定AC线电压的峰值电压 水平；确定数字相切调光信号的占空比；采用AC线电压的峰值电压水平来确定数字相切调 光信号的占空比的最大值；从数字相切调光信号的占空比和数字相切调光信号的占空比的 最大值来确定相切调光信号的相切角；并且响应于相切角控制对基于LED的照明单元的调 光。
[0021] 在一些实施例中，一种存储器设备具有储存在其中的查找表，所述查找表包括多 个表格条目，其中每个表格条目对应于AC线电压的峰值电压水平的特定值并且存储有标 识着相切调光信号的占空比的相对应的特定最大值的数据。
[0022] 在一些实施例中，所述处理器配置为通过W下来确定AC线电压的峰值电压水平： 确定相切调光信号的导数；确定相切调光信号的导数是否交叉零；并且当确定相切调光信 号的导数交叉了零，寻找AC线电压的峰值电压水平作为相切调光信号的峰值电压水平。
[0023] 在运些实施例的一些版本中，所述处理器进一步配置为当其确定相切调光信号的 导数并没有交叉零时，所述处理器从存储器获取AC线电压的峰值电压水平。
[0024] 在一些实施例中，所述处理器配置为通过W下来确定AC线电压的峰值电压水平： 确定相切调光信号的导数；确定相切调光信号的导数是否交叉零；并且当确定相切调光信 号的导数交叉了零，寻找AC线电压的峰值电压水平作为相切调光信号在相切调光信号的 导数交叉零的时刻的电压水平。
[00巧]在一些实施例中，所述处理器通过确定相切调光信号的电压