适用于双向可控硅开关元件调光的控制方法及电源转换器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明主要涉及一种双向可控硅开关元件(TRIAC)的电源控制方法与相关的装置，尤指是产生TRIAC所需的维持电流的控制方法。
【背景技术】
[0002]TRIAC调光器是针对电阻式负载(resistive load)，例如是白炽钨丝灯(incandescent)或是卤素灯(halogen)所设计,而且在全世界各地已经大量的被采用。很不幸的，这种相位控制的调光器并不一定适用于当代的LED，因为LED表现的并非电阻式负载。因此，驱动LED的电源供应器，便需要有特别的规格，才可以支持TRIAC调光器。
[0003]TRIAC调光器通过阻挡或是切除掉部分的交流电波形，来达到降低所传输能量。所以TRIAC调光器也称为相位切除调光器(phase cut dimmer)。图1与图2分别显示一种前缘触发式(leading edge)以及后缘触发式(trailing edge)TRIAC调光器所产生的波形。波形100表示市电的交流(alternative current,AC)电源的电压波形，阴影部分110表示波形100中传输到负载的部分。TRIAC调光器所切除掉的交流电波形100的时间，以下称为截止时间(cutoff time)T_3FF;其它时间，也就是AC电源的电压几乎完全通过TRIAC调光器的时间，则称为导通时间(conduct1n time)Tconduct1no
[0004]尽管在截止时间T_FF内，负载上的跨压几乎是0V，但是，负载仍然需要汲取至少一定量的电流，来维持TRIAC调光器在截止时间Totiff内的正常运作。这样的电流，业界称为维持电流(holding current),其会随着不同的TRIAC调光器,而有不同的规格。
[0005]当负载为LED照明时，如何在截止时间Tcutqff内，稳定的提供维持电流，让TRIAC调光器可以正常操作，便成为业界所努力的目标。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种控制方法，适用于电源控制器，其可受操作电源供电。该电源控制器包含有高压晶体管，电连接于该操作电源以及输入电源之间。该控制方法包含有:检测该操作电源的操作电压；控制该高压晶体管，以从该输入电源汲取导通电流；当该操作电压低于第一预设值时，将该导通电流传导至该操作电源，以对该操作电源充电；提供检测电压，其可代表该输入电源的输入电压；比较该检测电压以及第二预设值；以及，当该检测电压低于该第二预设值时，将该导通电流传导至接地线，而不对该操作电源充电。
[0007]本发明提供一种电源转换器，用于将输入电源，转换为输出电源，该电源转换器包含有电源控制器，受操作电源所供电。该电源控制器包含有高压接脚、高压晶体管、高压启动控制电路、以及截止时间检测电路。该高压晶体管，可从该输入电源，通过该高压接脚，汲取导通电流。该高压启动控制电路检测该操作电压，并且当该操作电压低于第一预设值时，将该导通电流传导至该操作电源，以对该操作电源充电。该截止时间检测电路检测该输入电源的输入电压，并且当该输入电压低于第二预设值时，将该导通电流传导至接地线，而不对该操作电源充电。
【附图说明】
[0008]图1与图2分别显示一种前缘触发式以及后缘触发式TRIAC调光器所产生的波形。
[0009]图3显示依据本发明所实施的电源转换器900。
[0010]图4显示一些相关于高压接脚HV的电路。
[0011]图5显示依据本发明所实施的另一个电源转换器600。
[0012]附图符号说明
[0013]100波形
[0014]110阴影部分
[0015]600电源转换器
[0016]602TRIAC 调光器
[0017]604桥式整流器
[0018]606变压器
[0019]608电源控制器
[0020]610功率开关
[0021]612负载
[0022]614限流电阻
[0023]616放电电路
[0024]618BJT 晶体管
[0025]619电阻
[0026]620电阻
[0027]621电阻
[0028]802高压调节器
[0029]804高压晶体管
[0030]806电阻检测器
[0031]807分压电阻
[0032]808相位检测器
[0033]809分压电阻
[0034]810传输开关
[0035]900电源转换器
[0036]AUX辅助绕组
[0037]DRV驱动接脚
[0038]EN致能信号
[0039]HV高压接脚
[0040]Ic集电极电流
[0041]Icon导通电流
[0042]Iprm主绕组电流
[0043]LINE电源线
[0044]PRM主绕组
[0045]SEC二次绕组
[0046]TCOnduct1n 导通时间
[0047]Tcutoff截止时间
[0048]Vac交流市电
[0049]Vcc操作电源
[0050]VdrvPffM 信号
[0051]Vjoint接点电压
[0052]Vline直流线电源
[0053]Vset设定信号
[0054]V-TRIAC交流输入电源
[0055]Vtriac PEAK 峰值
[0056]Z⑶零电流检测接脚
【具体实施方式】
[0057]在本说明书中，有一些相同的符号，其表示具有相同或是类似的结构、功能、原理的元件，并且为本领域技术人员可以依据本说明书的教导而推知。为说明书的简洁度考虑，相同的符号的元件将不再重述。
[0058]在本发明的实施例中提供电源转换器，其受控于电源控制器，用来转换输入电源，而产生输出电源。交流市电经过TRIAC调光器处理后，产生该输入电源。该电源控制器具有高压启动机制，可以用内建的高压晶体管，在开机时，直接从该输入电源，汲取导通电流，来建立操作电源，对该电源控制器供电。该电源控制器可以检测输入电源的输入电压。当该输入电压偏低时，可以判定TRIAC调光器阻挡了交流市电的波形，此时应为截止时间TeuTQFF，因此使该导通电流不再对操作电源充电，而是直接释放到接地线。该导通电流便可能可以作为截止时间Totiff内所需要的维持电流，让TRIAC调光器正常操作。
[0059]当TRIAC调光器所需的维持电流大于高压晶体管所能提供的导通电流时，本发明的实施例在该电源控制器之外另外提供了放电电路。当该导通电流出现时，该放电电路可以被触发，提供从该输入电源流到该接地线的放电电流。该导通电流与放电电流一起，可以作为截止时间TeuT(]FF内所需要的维持电流。
[0060]图3显示依据本发明所实施的电源转换器900。尽管电源转换器900具有返驰式架构，但本发明不限于此。举例来说，本发明也可以实施于降压转换器、升压转换器、升降压转换器等等。
[0061]在图3内的实施例中，室内插座来的交流市电Vac可以是100VACU10VAC或是220VAC，其频率可能是50Hz或是60Hz。TRIAC调光器602可以切除交流市电Vac中的部分波形，而产生交流输入电源VTRIAe。举例来说，交流市电VAe为图1与图2中的波形100，而交流输入电源Vtrm是阴影部分110所示的部分。桥式整流器604对交流输入电源Vtrim提供全波整流，而在电源线LINE上，提供直流线电源Vune，并提供接地线。
[0062]变压器606具有主绕组PRM、二次绕组SEC、以及辅助绕组AUX。在实施例中，电源控制器608是脉冲宽度调制(pulse-width modulat1n,PffM)控制器，由单芯片所构成。在正常供电程序中，电源控制器608可以在驱动接脚DRV上提供PffM信号VDRV，借助开关功率开关610，来控制流经主绕组PRM的主绕组电流IPRM。功率开关610可以控制变压器606的储能或是放能。在放能时，二次绕组SEC所释放的电流，可以建立输出电源V.，对负载612供电。同时，辅助绕组AUX所释放的电流，可以建立操作电源Vcc，对电源控制器608供电。
[0063]电源控制器608具有零电流检测接脚Z⑶。当功率开关610导通时，零电流检测接脚ZCD所流出到辅助绕组AUX的电流，可以大约与直流线电源Vune的线电压成比例。在实施例中，线电压大约是交流输入电源Vtrim的峰值Vtrm peak。因此，电源控制器608可通过零电流检测接脚ZCD，检测峰值Vtrm _。当辅助绕组AUX放能时，零电流检测接脚ZCD的电压大约与输出电源V.的输出电压成比例。在实施例中，电源控制器608通过零电流检测接脚ZCD，可检测输出电源V.的输出电压、和/或检测辅助绕组AUX的放能完毕。
[0064]电源控制器608具有高压接脚HV。串接于高压接脚HV与