专利名称：寄生电容补偿系统和方法
寄生电糊尝系繊方法5 狱领域本发明一般而言涉激丁调爐制，更具体地涉OT于灯调光以W尝寄生电容 的系统和方法。
背景技术：
10 荧光灯的电^^^已经变得M^精密并t泛用于多种应用中。 一种，问题的应用是可调光的电T^流器。例如，招氐调光电平处，可顿率的电雅流器工作在较高的频率，例如70至90kHz，并且灯电阻增加灯电流可以小于 10mA。来自电TM箭器的电流的大部分^Mi接灯和镇流器的电线之间的寄生电 容而没有^1灯。如果调光电平P雖碟脇输出的5%，电线长度的设计限审腿常 15为6英尺。为了樹期;f需的具有更长电线的调光电平，电子镇^^必须产生更多的电流以弥补寄生电^t员失的电流。图1是灯和布线的等效电路的示意图。灯电压Vlamp 由产生输出电流lout的电^lfe^l产生。输出电流lout在灯电流Hamp和寄生电 流Icap之间浙，其中灯电流Hamp纟劍具有电灯电阻RL的灯，寄生电流leap20横穿连接电^^流器到灯的电叙间的寄生电容CP。在一个示例中，在连接至ij灯 的一个灯丝的两条AWG18电线和连接到灯的另一个l:丁丝的两条AWG18电^t 间的寄生电容是约每英尺13pF。对于10英尺长的电线，寄生电容CP是130pF。 对于以70kHz工作并且^^温下提供约395伏的\%^的电， ，寄生电流 Icap是27rfCP'Vlamp，或22.6mA。对于以2.5%调光电平工作的T5 35W的灯，25 灯电流Hamp为约4.5mA，因此寄生电流Icap大于灯电流Hamp。因此，为了将灯 电流Ilamp保持在约4.5mA，电:^1^^必须^(共电灯电流Damp的平方和寄生电 流Icap之和的平对艮，或23mA。需^Mf共^llbt缺点的寄生电斜M尝系统和方法。30 发明内容本发明的一个方面衝共一种用于电^m織的寄生电斜hf尝鹏，包括响 应于电灯腿信号和输出电流信号产生相^M言号的相位检观蜷，响应于相健 信号产生调光舰信号的滤波器，种向应于调光信号和调光^IE信号产生调节的 调光信号的调节器。5 本发明的另一方面樹共一种用于电^S^^的寄生电群M尝方法，包搖测量灯电压和输出电流t间的相位差，根据该相^确定寄生电 :，以及将输出 电涼赠加寄生电^S。本发明的另一方面^lf共一种寄生电斜M尝系统，包括用于测量灯腿和输出电流之间的相位差的装置，用于根据该相位差确定寄生电流量的装置，以及10用于将输出电流增加寄生电流量的装置。
从下面本发明 实施例的详细描述并且结合附图，纟絵更力嗨楚本发明的前述和其他特tES优点。详细描述和附图仅仅是本发明示例性描述而非限制性的， 15本发明的范围由所附的权利要求及其Wr^限定。图1是灯和布线的争效电路的示意图；图2是根据本发明制造的具有寄生电斜hj尝的照明系统的方块图； 图3和4分别是根据本发明帝腊的用于调光电TM流器的寄生电斜hi尝电路 的示意图和电ffiM。20具体实驗式图2是根据本发明帝腊的具有寄生电斜M尝的照明系统的方块图。寄生禾M尝电路测量灯电压和镇流器输出电流之间的相位差，根据该相，确定寄生电流的 量，以及将输出电流增加寄生电驢以允许寄生电容。这5射呆了灯电流保持在调25光信号所要求的调光电平下，即使对于几个百分比的调光电平以及^W1器和 灯的长的灯电线也^^样。电^FM流器20在电源22处接收电源电力，例如120伏或277伏的电源线电 力。可操作iik3^接到整流器26的EMI ii 波器24去除了由预处理器28和逆变器 30产生的高频微。整臓26整流来自腦繊器24的微AC电压并且为预30处理器28掛共DC电压，其增加DC电压荆吏其平滑，并且将输入功率因子M到大于0.9。逆变器30响应于来自驱动控帝幡34的驱鹏号32，将平滑的DC电 压转滅高频彌腿。该高频方波^EiM鹏电容器C24鄉给包括电麟 L3和电織C23附皆振回路电路。跨接在电容器C23上的输出^ffi器T4在镇流 織出36 ^#1功率，该镇^M出可操作iH)l灯电线40连接到灯38。 5 驱动控帝幡34对反馈信号42和调节的调光信号44作出响应以产生驱劍言号32。反馈电路46响应于来自输出班器T4中A模头部分的灯电压信号48和 来自可操作iM^到衝^l输出36的电流^E器T5 (在电阻器R1处)的输出电 流信号50以产生反馈信号42。寄生W尝电路52响应于来自调光接口 56的调光 信号54、灯电压信号48禾口输出电流信号50以产生调节的调光信号44。调光信号10 54反映了用户所需的灯38的灯电平。寄生卒M尝电路52包括响应于灯电压信号48禾嚇出电流信号50产生相位 割言号62的相位检测器60，响应于相j^f言号62产生调光^IE信号66的滤波 器64，和响应于调光信号54和调光^IE信号66产生调节的调光信号44的调节 器68。寄生W尝电路52允许M31长的灯电线40调光，例如1至30艱，在更15低的调光电平，例如顿输出的百分之0.5至20。在一个示例中，百分^H的调 光电平可以通过20英尺的电^:度实现。在另一示例中，百分之一的调光电平可 以M6英尺的电线长度实现。在另一示例中，百分之五的调光电平可以ffl3130 英尺的电线长度实现。本领扭:^人员会 对寄生州尝电路52的^fOT并不局限 于Jd^例性的电TIS流器，而是如果需要调光，也可以与实际上的樹可镇流器20 —起4OT这些寄生卒M尝电路52。在一个实施例中，寄生补'尝电路52结合在驱动 控伟幡34中作为模拟电路、数字电路或微处理禾聘。图3是根据本发明制造的用于调光电^f^繊的寄生电斜M尝电路的示意 图，其中相同的元件用与附图2相同的附图1^ia^。寄生W尝电路52测慰丁电 压信号48禾嚇出电流信号50之间附目健，根据该相j體确定调光舰，以及25通过调光M调节调光信号54以产生调节的调光信号44。图4示出了图3的寄 生电辩M尝电路的f^E^。参考图3，寄生州尝电路52包括相位检测器60、滤波器64和调节器68。相 位检观螺60包括电压零交叉比较器80、电流零奴比较器82和鹏顿各84。相 位检测器60将灯电压转换成方波电压，将输出电流转 滅方波电流，并MM^30方波电压和方波电^iS行，作(ORmg) M或非操作(NORing)逻辑组合方波^ffi和方波电流以产生相員。电压零^X比较器80包括将灯^E信号48掛共给比较器U1A的正输入 端的电阻器R3，,到比较器U1A的负输入的接地，包括在比较器U1A的正和 负输入端之间的二极管Dl和D2的可选输入l^电路，禾叫每比较器U1A的输出 5端连接到参考feffi Vdd的电阻器R4。 ^E零^X比较器80响应于灯^E信号48 在比较器U1A的输出端处产生具有百分之五十占空比的方被腿信号86。电流零^X比较器82包括将输出电流信号50衝共给比较器U1B的正输 入端的电阻器R2，驗到比较器U1B的负输局的接地，禾口将比较器U1B的输 出端難至惨考腿Vdd的电阻器R5。在一个实施例中，电流9^X比较器82 10可以包括在比较器UlB的正和负输A^之间的可选输入f斜户电路，类似于在具有 二极管D1和D2的电压零交叉比较器80中j顿的。电流零效比较器82响应于 输出电流信号50在比较器U1B的输出端处产生具有百分之五十占空比的方波电 流信号88。逻辑电路84对方波电压信号86和:^波电流^f言号88进纟亍^^f^以产生相位15差信号62。相^M^言号62的宽度包括由于相，产生的可变部分，和来自百 分之五十的占空比的恒定部分，其与相，无关。逻辑顿各84包括二极管D3、 D4、电阻器R6、 R7、 R8、比较器U1C和电阻器R9。 二极管D3、 D4将方波电 压信号86和方波电t荒^言号88樹共到比较器U1C的正输A^，其也i!51电阻器 R7接地。比较器U1C的负输A^^至吩压器，其包fe^接在錄电压Vdd和20 ite间的电阻器R6、 R8。比较器U1C的输出端iiii电阻器R9连接到参考电压 Vdd。本领J^fe术人员会理解逻辑电路84并不局限于示例性的或(OR)电路和其 ^g辑组合，例如可以《顿或非(NOR)电路。当逻辑电路84就方波顿信号 86和方波电流信号88迸行或非操作以产生相i^i言号62的或非电路时，相， 信号62的宽度仅仅取决于相錢。25 滤波器64包括接tt自逻辑电路84的相^Mt号62的电阻器RIO和接地的电容器C1。 i^波器64把方波相^Mi言号62转换成DC调光^IE信号66。 DC 调光^IE信号66的幅度包括来自方被相^M言号62的相,部分的可变DC部 分，和等于来自^波相^^言号62的百分之五十占空比的Vdd/2的恒定DC部分。 调节器68把调光^IE信号66 、添加到调光信号54以产生调节的调光信号44。30调节器68包Jg^接在共同节点处的电阻器R11、 R12、 R13以鄉调节的调光信号44。电阻器R11接收调光ME信号66，电阻器R12接地，并且电阻器R13接 收调光信号54。调节器68还包^^在滤波器64和电阻器R11之间的齐纳二极 管DZ1作为零相移校正以从DC调光^信号66中去除恒定的DC部分Vdd/2。 、当逻辑电路84 ^顿各时，弓l入恒定的DC部分。本领^t人员会,用作零 5相移舰的齐纳i:M管DZl对其他实施例是可选的。在一个实施例中，当逻辑电 路84誠非电路时，DC调光^IE信号66不包括来自方波相^ff号62百分之 五十的占空比部分的恒定DC部分，因此不需要零相移校正，并且可以省S^纳 二极管DZI。在另一实施例中，驱动控帝幡34可以设计成彬魏节的调光信号 44的百分;tS:十的占空比部分，当没有齐纳二极管DZ1时，其从DC调光M信10号66转至调节的调光信号44。参考图l，灯和布线的等效阻抗Vlamp/Iout等于Riy(l+j，W'RLCP)，其中RL 是灯电阻，j是虚数单位，W驟作频率，Vlamp是灯的电压，并且CP是寄生电 容。Vlamp和lout之间的才射錢等于-Atan (W-RL-CP)。相健a通常在0到80 度之间。图4A示出了灯电压信号48和具有相健a的输出电流信号50的 。15在操作过程中，寄生补偿电路的逻辑电離收方波电流信号88和方波电压信号 86，分别如图4B和4C所示。图4D示出了相^^f言号62，其具有等于T/2+Atan (W'RLCP)/W的脉冲宽度D，其中T是循环周期。脉冲宽度D的T/2部^嘴自 百分之五十的占空比，当逻辑电路84是或电路时其^:，而脉冲宽度D的Atan (W'RL'CP) /W部棘自相j腫a。图4D示出了在齐纳二极管DZ1处的调光校20 正信号66，并且具有等于Vdd. (l/2+Atan (W.RL'OP) / (2m))的方被电压，其 中Vdd是参考电压。本领微术人员将働军，可娜战部件和电路中的^M^测慰丁电压 禾口输出电流之间的相位差，根据相feM确定寄生电流量，并将输出电流增加寄生 电 驢。在一个实施例中，响应于灯电压信号48禾口输出电流信号50产生相健25信号62的相位检测器60可以是锁相环集成电路。在另一个实施例中，逻辑电路 84是或非电路并且相^i^t号62的宽度仅仅取决于相，。由于ffi^Mf言号62 不包括转为调光,信号66的来自百分之五十占空比的部分，因 调节器68 中不需鼓纳二极管DZ1。在另一实施例中，相位检测器60可以是零^X检测电 路，检测灯电压信号48与零交叉和输出电流信号50与零^Xt间的时间差。30 零交叉检测电路M检测输出电流的电流零交叉时间和检测灯电压的电压零^X时间来测量灯电压禾嚇出电流t间的相^^，然后根据电流^X时间和 电压零交叉时间之间的时间^^确定相健。电流零奴时间由监测输出电流信号50的电流零^X检测翻定。电压零 时间由监测灯电压信号48的电压零 ^X检测器确定。计算親OT于根据电流零^X时间和电压1^叉时间之间的时 5间魏产生相4^t号62。在一个实施例中，电流f^X检测器、腿零^X检 测器和计算器可以实现在一^^电路上，例如微，器。本领:^i术人员将理 解，可以分别在相应的输出电流信号50和灯电压信号48的不同点处检测电流零 交叉时间和电压零交叉时间，如特定应用所要求的。在一个实施例中，电流敦 叉时间被检测为输出电流信号50从负至征纟S1零，^E零交叉时间被检测为灯电10压信号48从负到正^31零。在另一实施例中，电流零^X时间被检测为输出电流 信号50从负到正乡S1零，电压零奴时间被检测为灯电压信号48 AAIE到负乡劍 零。如所需要的，相縫a可以在一部分循环、 一个循环或多个循环上测量。虽然目前认为在这里公开的本发明的实施例^M的，但在不脱离本发明的 范围的情况下可以对本发明进行各种改变和5爐。本领:lt^:人员将aif，根据15图2和3描述的实施例^/示例性的，并且替代的电足飽括模拟和/微字电路可 根据需要用^#定应用。本发明的范围由所附的权利要求限定，在争效的含义和 范围内的所有改变都被认为包括在权利要求的范围内。
权利要求
1、一种用于电子镇流器的寄生电容补偿电路，包括响应于灯电压信号48和输出电流信号50产生相位差信号62的相位检测器60；响应于该相位差信号62产生调光校正信号66的滤波器64；和响应于调光信号54和调光校正信号66产生调节的调光信号44的调节器68。
11、如权利要求10戶舰的方法，其中测量包括 将灯顿转滅方波电压； 将输出电流转换M波电流；以及 逻辑组合方波电压和方波电流以产生相.
12、如权利要求11所述的方法，其中逻辑组誠自包括鹏作和蹈隙作的组。
13、利要求io所述的方法，其中观u動、;^^检顶撇出电流的电流零奴时间； 检测电灯电压的腿零效时间；以及 10 根据电流零^X时间和电压零^X时间之间的时间确定相^M。
14、 々財又利要求10所述的方法，其中确定包括根据相^M确定调光M; 增力咆 1调光舰调节调光信号。
15、 如权利要求14戶脱的方法，进一步包括在零相移处舰调光舰。
16、 一种寄生电斜hf尝系统，包括用于测量灯电压和输出电^t间的相^的，； 用于根据该相^确定寄生电^M的^S;禾口 用于将输出电淑曾加寄生电流量的装置。
17、 女嫩利要求16戶腿的系统，其中用于测量的^g包括用于将灯EfeH转 M;;^波电压的^g;用于将输出电》鹏换成方波电流的驢；禾口 用fif辑组合方波^il和方波电流以产生相^^的，。
18. 如权利要求17的系统，其中用于逻辑组合的體选自以下组，该组包括用于将方波电压禾昉波电tM!行纖作的體，和用于将方波电压和方波电 舰行或非操作的體。
19、 如权利要求16的系统，其中用于测量的錢飽括用于检测输出电流的电流零 时间的，； ，用于检测灯腿的电压零奴时间的驢；禾口用于根据电流零^X时间和电压零交叉时间之间的时间确定相位差的装置。 30 20、如权利要求16的系统，其中用于确定的^a包括根据相，确定调光校正的^a用于增加的驢包M31调光舰调节调光信号的體。
全文摘要
一种寄生电容补偿系统和方法，具有用于电子镇流器的寄生电容补偿电路，包括响应于灯电压信号48和输出电流信号50产生相位差信号62的相位检测器60，响应于相位差信号62产生调光校正信号66的滤波器64，和响应于调光信号54和调光校正信号66产生调节的调光信号44的调节器68。用于电子镇流器的寄生电容补偿方法包括测量灯电压和输出电流之间的相位差，根据该相位差确定寄生电流量，以及将输出电流增加寄生电流量。
文档编号H05B41/392GK101218857SQ200680024657
公开日2008年7月9日 申请日期2006年7月6日 优先权日2005年7月7日
发明者D·方 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司