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_3

文档序号:9439736阅读:来源:国知局
探测装置220包括比较器222和控制器230。控制器230包括处理器224、 模拟-数字(A/D)转换器(ADC) 226W及存储器设备228。控制器230可W包括其他设备, 诸如未特别示出在图2中的数字逻辑电路、缓冲器、驱动器、可编程逻辑设备等。处理器224 可W配置为响应于可W例如存储在存储器设备228中的处理器指令代码来执行一个或多 个方法、操作或算法,包括例如参照图6在此所描述的方法。存储器设备228可W包括易 失性存储器(例如,随机存取存储器)W及/或非易失性存储器,诸如ROM、PROM、EEPR0M、 FLA甜存储器等。存储器设备228可W在其中存储一个或多个由处理器224执行的计算机 程序。
[0052] 基于L邸的照明设备230包括一个或多个L邸光源。在一些实施例中,基于L邸的 照明设备230还可W包括用于正确地对功率进行格式化并将其提供用W驱动并且照亮LED 源的驱动器电路W及/或者用于对运种L邸源的光输出进行调光的电路。例如,通常是经 由受控的电流源驱动L邸源,并且基于LED的照明设备230可W包括一个或多个运种受控 的电流源。
[0053] 应当理解的是图2图示了各种功能性组件之间的关系并且应当被解释为图示了 组件的任何特定的物理布置。特别地,在一些实施例中,相切角探测装置220可W与基于 LED的照明单元215的其余部分为分立的并且/或物理隔离的。进一步,在一些实施例中, 调光角探测装置220的一个或多个功能W及基于LED的照明设备230的一个或多个功能 (例如,L邸驱动器和/或L邸调光功能)可W通过在基于LED的照明单元215中的一个或 多个共享的组件来执行。
[0054] 现在参照图3-图6图示照明系统200W及特别地相切角探测装置220的操作。 阳化5] 在操作中,模拟相切调光器210向基于LED的照明单元215的输入102输出模拟 相切调光信号105 (例如,反向相切调光信号)。相切角探测装置220接收模拟相切调光信 号105并且响应于此配置为输出一个或多个调光控制信号225用于根据由模拟相切调光信 号105的相切角107所指示的调光量来控制基于L邸的照明单元215的LED光源的光输出 水平。
[0056] 特别地,响应于模拟相切调光信号105,相切角探测装置220产生数字相切调光信 号305。更具体地,比较器222接收模拟相切调光信号105,对模拟相切调光信号105和阔 值(例如,10伏特)进行比较并且响应于比较,输出数字相切调光信号305。当模拟相切调 光信号105大于阔值时数字相切调光信号305具有第一状态、电压或逻辑值(例如"1"), 并且当模拟相切调光信号105小于阔值时其具有第二状态、电压或逻辑值(例如"0")。
[0057] 图3图示了模拟相切调光信号105W及由此可W通过相切角探测装置,特别是相 切角探测装置220产生的相对应的数字相切调光信号305的例子。图3图示了针对=个不 同相切角107的S个不同情况。
[0058] 在最左侧图示了其中相切角107为180度的情况,即,没有调光。在那种情况下, 模拟相切调光信号105与在运个例子中具有120伏特的峰值电压水平109的整流后的AC 线电压301相同。在中间图示的是其中相切角107为130度的情况,并且在右侧图示了其 中相切角107为80度的情况。在每一个情况下,相切角探测装置220从相切调光信号105 产生相对应的数字相切调光信号305,其仅具有两个值:当模拟相切调光信号105超过阔值 时的第一值(例如"1"),W及当模拟相切调光信号105没有超过阔值时的第二值(例如 "0")。
[0059] 正如可W从图3中所看见的,数字相切信号305为脉冲的信号,其具有等于整流后 的AC线电压301的半波长的周期,W及脉冲宽度307,所述脉冲宽度307根据相切角107从 当相切角107接近零度时(光输出完全OF巧为零或接近零的最小值到当相切角107为180 度时(光输出完全〇脚的最大值309变化。相应地,上面的等式(1)可W重写为通过数字 相切信号脉冲宽度307来计算模拟相切调光信号105的相切角107如下:
[0060]
[0061] 具有益处地,控制器223W及特别地处理器224可W轻易地测量数字相切调光信 号305的数字相切信号脉冲宽度307。进一步,对于给定的阔值电压,数字相切调光信号305 的脉冲宽度的最大值309 (即,当相切角107为180度时的脉冲宽度)为AC线电压15的峰 值电压水平109 (Vac),并且AC线电压15频率Fac的函数:
[0062] (3)maximum_value_digital_phase_cut_signal_pulse_width=f(Vac,Fac)
[0063] 相切角探测装置220(W及特别地处理器224)可W在校准过程中针对Vac和Fac数 值的各种组合(例如,常规电压水平诸如11(^、12(^、22(^、23(^、50化、60化等)测量数字 相切调光信号305的脉冲宽度的最大值309,并且将最大值存储在存储器(例如,存储器设 备228)中的查找表中。于是,在操作中,处理器224可W(例如,利用计时器)测量数字相 切信号脉冲宽度307,确定峰值电压水平109和AC线电压15的操作频率Fa。,利用峰值电压 水平109和AC线电压15的操作频率Fa。来获取数字相切调光信号305的脉冲宽度的最大 值309,并且从等式(2)确定模拟调光信号105的相切角107。
[0064] 发明人进一步注意到数字相切信号脉冲宽度307与脉冲宽度的最大值309的比率 (即,数字相切调光信号305的占空比)并未随着AC线频率Fac改变并且不是其函数。也 就是说:
[0065] (4)maximum_value_di邑ital_phase_cut_si邑nal_duty_cylce=f(Vac)
[0066] 相应地,查找表可W简化为通过对占空比而不是绝对脉冲宽度进行作用来消除 Fac。在运种情况下,模拟相切调光信号105的相切角107可W计算为:
[0068] 相切角探测装置220(W及特别地处理器224)可W在校准过程中针对AC线电压 15的多个峰值电压水平109(例如包括诸如110V、120V、220V、230V等的常见电压水平)测 量数字相切调光信号305的占空比的最大值,并且将最大值的每一个存储在存储器(例如, 存储器设备228)中的查找表中的相对应条目,其中每一个条目对应于多个峰值电压水平 109中的一个。在一些实施例中,查找表可W通过AC线电压15的峰值电压水平109进行索 弓I。于是,在操作中,处理器224可W(例如,利用计时器)从数字相切调光信号305的占 空比来确定相切角,从查找表中获取占空比的最大值,并且利用数字相切调光信号305的 占空比和占空比的最大值通过采用等式(5)来确定模拟相切调光信号105的相切角107。 W例为了从查找表获取占空比的最大值,处理器224需要知道AC线电压15的峰值电 压水平109。
[0070] 然而相切角探测装置220并不接收AC线电压15。因此相切角探测装置220必须 从模拟相切调光信号105确定AC线电压15的峰值电压水平109。
[0071] 为了从模拟相切调光信号105确定AC线电压15的峰值电压水平109,有取决于相 切角107本身的两种可能情况。
[0072] 第一种情况是当相切角107为90度或者更大。在运种情况下,模拟相切调光信号 105的峰值电压水平与AC线电压15的峰值电压水平109相同。在运种情况下,AC线电压 15的峰值电压水平109可W通过寻找模拟相切调光信号105的峰值或最大值来确定。为了 运个目的,如图2所图示的,模拟相切调光信号105被提供到控制器23的ADC226的输入。 ADC226将取决于输入的模拟相切调光信号105的电压水平的数字字进行输出,并且处理器 224从ADC输出中寻找到模拟相切调光信号105的峰值或最大值,化及由此的AC线电压15 的峰值电压水平109。
[0073] 第二种情况是当相切角107小于90度时。 阳074] 图4图示了当相切角107小于90度并且特别地为80度时模拟后沿或反向相切调 光信号的例子。如图4中所图示的,当相切角107小于90度则AC线电压15的峰值电压水 平109被切削,并且模拟相切调光信号105从未到达AC线电压15的峰值电压水平109。相 应地,当在模拟相切调光信号105的当前周期中的相切角107小于90度时AC线电压15的 峰值电压水平109不能从模拟相切调光信号105的当前周期确定。在运种情况下,AC线电 压15的峰值电压水平109代之W从当相切角107等于90度或更大时的模拟相切调光信号 105的之前周期(例如,从存储在存储器设备228中的在当相切角107等于90度或更大时 的模拟相切调光信号105的较早周期期间的值)来得到确定。
[0075] 由此看到存在特定的明显惇论,为了确定相切角107,处理器224需要知道AC线电 压15的峰值电压水平109,但是为了正确地确定AC线电压15的峰值电压水平109,处理器 224需要知道相切角107至少为90度。
[0076] 虽然处理器224可能知道AC线电压15的峰值电压水平109,所知道的是AC线电 压15的波形为正弦波,并且模拟相切调光信号105的波形为切削过的整流后正弦波。进一 步,已知的是正弦波的峰值水平发生在该正弦波的导数为零(零交叉点)的地方。
[0077] 图5图示了模拟后沿或反向相切调光信号10
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