用于螺纹紧凑荧光灯的两线调光器电路的制作方法

专利名称：用于螺纹紧凑荧光灯的两线调光器电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于控制从电源传送到电负载的功率的量的负载控制设备。具体而 言，本发明涉及用于控制可调光螺纹(screw-in)紧凑荧光灯亮度的两线调光器电路。
背景技术：
如图1所示，传统的两线调光器电路10具有两个端子用于连接到交流(AC)电源 12(例如120Vac@60Hz)的“火线”端子H以及用于连接到诸如白炽灯的发光负载14的“调 光火线”端子DH。调光器电路10通常使用双向半导体开关(未示出)，例如以三端双向可 控硅开关为例，用来控制传送到发光负载14的电流并且因而控制发光负载的状态(即，开 或者关)以及发光负载位于高端亮度设置(即，最大值)与低端亮度设置(即，最小值)之 间的亮度。双向半导体开关通常耦合在调光器电路10的火线端子H与调光火线端子DH之 间，并且因而串联在AC电源12与发光负载14之间。每半个周期将双向半导体开关控制为 导通和非导通以控制传送到发光负载14的功率的量。图2A是在调光器电路10将发光负载的亮度控制到高端亮度设置时从AC电源 12 (由虚线示出)接收的火线电SVh以及提供到发光负载14的调光火线电压Vdh的简化 图。图2B是在调光器电路10将发光负载14的亮度控制到低端亮度设置时火线电压Vh以 及调光火线电压Vdh的简化图。使用前向相位控制(或者“相位舍弃(phase-cut)”)调光 技术，在断开时间Ttw期间的AC电源12的每一个半周期开始处，调光器电路10将半导体开 关控制为非导通。然后，在断开时间Ttw之后的导通间隔Tra( S卩，接通时间)期间，调光器 电路10使半导体开关导通。调光器电路10在导通间隔ΤωΝ期间使半导体开关保持导通， 直到该半周期结束。发光负载14的亮度取决于每一个半周期半导体开关导通多久。在高 端亮度设置时，断开时间Ttw大致是1. 4毫秒，使得导通间隔Tra大致是6. 9毫秒(假设在 120-Vac,60-Hz的电源12上，每个半周期大致是8.3毫秒)。在低端亮度设置时，断开时间 Toff大致是6. 8毫秒，使得导通间隔Tra大致是1. 5毫秒。通常使用前向相位控制调光来控 制白炽以及磁低压(MLV)发光负载。为了正确照明，必须通过镇流器驱动诸如荧光灯的气体放电灯。图3是包括用于 驱动两线荧光负载24的荧光Tu-Wire 调光器电路20的发光系统的简化方框图。荧光负载 24仅需要两个连接，即到荧光Tu-Wire 调光器电路20的调光火线端子DH的连接以及到AC 电源12的中线的连接。荧光负载24包括两线镇流器26(例如产品号为2W-T418-120-2-S并 且由LutronElectronics公司制造的Tu_Wire 电调光镇流器或者由Advance Transformer 公司制造的Mark X 电调光镇流器)和荧光灯28。由于镇流器26的尺寸，镇流器通常位于 荧光灯28的发光结构外部的接线盒中。镇流器26包括用于接收来自调光器电路20的调 光火线电压的全波整流器以及用于生成基本上是直流“DC”总线电压的诸如升压转换器的 有源前端。镇流器26的后端将该DC总线电压转换为用于驱动荧光灯28的高频AC电压。专门设计该Tu-Wire 调光器电路20以驱动荧光负载24并且该Tu-Wire 调光 器电路20可以包括均由Lutron Electronics公司制造的产品号NTFTU-5A或者产品号SFTU-5A3P。镇流器26响应于调光器电路20的半导体开关在每一个半周期导通的时间的 量来控制灯28的亮度。镇流器26要求比白炽灯或者MLV负载的最小输入电压更大的最小 输入电压，使得Tu-Wire 调光器电路20的低端亮度设置高于图1的调光器电路10的低端 亮度设置，并且如果将导通间隔Tra控制得太短灯也不会灭掉(S卩，弧光灯不熄灭)。此外， 由于镇流器26不与白炽灯或者MLV负载汲入相同多的电流，Tu-Wire 调光器电路20包括 的双向半导体开关与图1的白炽灯调光器电路10的三端双向可控硅开关相比具有更低的 保持额定电流。理想的是，Tu-Wire 调光器电路20的三端双向可控硅开关具有大致15mA 的保持额定电流，而白炽灯调光器电路10的三端双向可控硅开关具有大致50mA的保持额 定电流。图4A是在Tu-Wire 调光器电路20将荧光灯28的亮度控制到高端亮度设置时提 供到荧光负载24的火线电压Vh以及调光火线电压Vdh的简化图。图4B是在Tu-Wire 调光 器电路20将荧光灯28的亮度控制到低端亮度设置时火线电压Vh以及调光火线电压Vdh的 简化图。如图4A所示，该高端亮度设置与图1的白炽调光器电路10的高端亮度设置相同 (即，断开时间Ttw大致是1. 4毫秒)。降低Tu-Wire 调光器电路20的高端亮度设置将不 必要地限制荧光灯28的最大光输出。然而，Tu-Wire 调光器电路20的低端亮度设置比由 图1的调光器电路10提供的要高。具体而言，Tu-Wire 调光器电路20提供大致5. 6毫秒 的最大断开时间Ttw,使得该半导体开关在每一个半周期导通大致2. 75毫秒，即，每一个半 周期的至少大致33%。在调光器电路20将荧光灯28的亮度控制到低端亮度设置时，最大 断开时间Ttw的范围在大致5. 4到5. 7毫秒之间(即，每一个半周期的大致31% -35% )， 导致调光火线电压Vdh具有大致50到58Vms的幅度。近来，包括用于附接到标准螺口插座的螺纹基座的紧凑荧光灯已经广泛代替标准 螺纹白炽灯泡。这些螺纹紧凑荧光灯比白炽灯泡消耗更少的功率并且在降低发光系统功耗 方面提供简单的方案。螺纹紧凑荧光灯具有容纳在灯的基座中的集成镇流器电路并且经常 将该螺纹紧凑荧光灯制造得看起来与诸如BR30灯和PAR38灯的白炽灯类似。由于螺纹紧 凑荧光灯具有与白炽灯不同的工作特性，用于螺纹白炽灯的调光器电路(如图1所示)不 能正确地控制螺纹紧凑荧光灯。具体而言，在Tu-Wire 调光器电路20试图将可调光螺纹紧凑荧光灯的亮度 控制到高端亮度设置时，经常会出现问题。图5是控制可调光螺纹紧凑荧光灯34(例如 Phi lips Marathon 可调光螺纹紧凑荧光灯)的Tu-Wire 调光器电路20的简化方框图， 该可调光螺纹紧凑荧光灯34包括位于基座部分中的镇流器电路36以及线圈灯管38。图 6是在Tu-Wire 调光器电路20试图将荧光灯的亮度控制到高端亮度设置时提供到螺纹荧 光灯34的火线电压Vh以及调光火线电压Vdh的简化图。当调光器电路20在火线电压VhW 然相对小时的半周期开始附近试图点火三端双向可控硅开关时，螺纹荧光灯34不会汲入 足够的电流以超出Tu-Wire 调光器电路20中的三端双向可控硅开关的闭锁额定电流和/ 或保持额定电流。因此，Tu-Wire 调光器电路20试图多次点火半导体开关(如图6中的 多个电压峰值40所示)直到该半导体开关最终导通。这些半导体开关的多次点火能够导 致光输出中的闪烁、听觉噪声、增加的电磁干扰(EMI)以及作用于调光器电路20的部件以 及螺纹荧光灯的镇流器电路36上的过度应力。结果，紧凑荧光灯的调光在商业上一直不成功，因而降低了利用这些期望替代浪费能量的白炽而进一步节约能量的可能性。因此，需要一种能够对螺纹紧凑荧光灯提供平滑调光并且能够避免半导体开关多 次点火问题的调光器电路。

发明内容
根据本发明，一种用于可调光螺纹紧凑荧光灯负载的两线调光器控制电路包括可 控导通切换设备、相位舍弃AC驱动电路以及高端亮度调节电路。所述可控导通切换设备具 有控制电极并且适于以串联电连接的方式耦合在AC电源与所述螺纹荧光灯负载的镇流器 电路之间。所述相位舍弃AC驱动电路连接到所述可控导通切换设备的所述控制电极，用于 在所述AC电源每一个半周期的导通间隔内使所述可控导通切换设备导通。所述相位舍弃 AC驱动电路用于控制每一个半周期所述可控导通切换设备的所述导通间隔的长度。所述高 端亮度调节电路将所述可控导通切换设备的所述导通间隔的所述长度限制到小于每一个 半周期的大致75%，从而防止所述可控导通切换设备的多次点火。本发明还提供一种用于控制从AC电源传送到白炽灯的功率的量的相位舍弃电 路。修改所述相位舍弃电路以驱动用于荧光灯的荧光镇流器。所述相位舍弃电路包括具有 比用于所述白炽灯的保持电流更低的保持电流并且提供比用于所述白炽灯的高端亮度设 置更低的高端亮度设置。根据本发明的另一实施例，一种用于荧光灯负载的两线调光器电路包括双向半导 体开关、定时电路和用于在每一个半周期的导通间隔内使所述双向半导体开关导通的触发 器电路，其中，所述改善包括所述定时电路适于将所述导通间隔限制到小于每一个半周期 的大致75%。所述双向半导体开关适于以串联电连接的方式耦合在所述AC电源与所述荧 光灯的镇流器电路之间用于控制传送到所述镇流器电路的功率的量。所述定时电路以并联 电连接的方式可操作地与所述双向半导体开关耦合，并且具有用于生成代表所述荧光灯的 期望亮度的定时电压的输出端。所述触发器电路可操作地耦合在所述定时电路的所述输出 端与所述双向半导体开关的控制输入端之间。所述触发器电路用于响应于所述定时电压 而使所述双向半导体开关导通，使得在每一个半周期的导通间隔内所述双向半导体开关导
ο此外，本发明提供一种用于荧光灯负载的两线调光器控制电路，所述控制电路包 括用于在AC电源的每一个半周期的导通间隔内将负载电流从所述AC电源传导至所述荧光 灯负载的镇流器电路。所述改善包括用于将所述导通间隔的长度限制到小于每一个半周期 的大致75%的模块。本发明还提供一种控制包括镇流器电路的荧光灯的方法。所述方法包括如下步 骤(1)在AC电源的每一个半周期的导通间隔内将负载电流从所述AC电源传导至所述镇 流器电路；(2)控制每一个半周期所述导通间隔的长度；以及(3)将所述导通间隔的所述长 度限制到小于每一个半周期的大致75%。根据本发明的另一方面，调光器开关适于耦合在生成AC线电压的AC电源与发光 负载之间用于将所述发光负载的亮度控制在高端亮度设置与低端亮度设置之间。所述调 光器开关包括适于以串联电连接的方式耦合在所述AC电源与所述发光负载之间用于控制 传送到所述发光负载的功率的量的可控导通切换设备、耦合到所述可控导通切换设备的控制输入端用于在所述AC电源的每一个半周期的导通间隔内将所述可控导通切换设备控制 为导通的驱动电路、以及用于接收在第一工作模式和第二工作模式之间改变所述调光器开 关的用户输入的用户接口。所述驱动电路用于在所述第一工作模式中将所述高端亮度设置 调节到第一高端亮度设置值并且将所述低端亮度设置调节到第一低端亮度设置值，并且所 述驱动电路用于在所述第二工作模式中将所述高端亮度设置调节到第二高端亮度设置值 并且将所述低端亮度设置调节到第二低端亮度设置值。优选地，所述第二高端亮度设置值 小于所述第一高端亮度设置值，并且所述第二低端亮度设置值大于所述第一低端亮度设置 值。根据本发明的另一实施例，用于将所述发光负载的亮度控制在高端亮度设置和低 端亮度设置之间的调光器开关包括用于在第一工作模式和第二工作模式之间改变所述调 光器开关的用户可访问的调节致动器。在所述第一工作模式中将所述高端亮度设置调节到 第一高端亮度设置值并且将所述低端亮度设置调节到第一低端亮度设置值，并且在所述第 二工作模式中将所述高端亮度设置调节到第二高端亮度设置值并且将所述低端亮度设置 调节到第二低端亮度设置值。根据本发明的另一实施例，用于将发光负载的亮度控制在高端亮度设置和低端亮 度设置之间的调光器开关包括可控导通切换设备、控制器和用户接口。所述可控导通切换 设备适于以串联电连接的方式耦合在AC电源与所述发光负载之间用于控制传送到所述发 光负载的功率的量。所述控制器耦合到所述可控导通切换设备的控制输入端用于在所述AC 电源的每一个半周期的导通间隔内将所述可控导通切换设备控制为导通。所述控制器用于 响应于由所述用户接口接收的用户输入而在第一工作模式和第二工作模式之间改变所述 调光器开关。在所述第一工作模式中将所述高端亮度设置调节到第一高端亮度设置值并且 将所述低端亮度设置调节到第一低端亮度设置值，并且在所述第二工作模式中将所述高端 亮度设置调节到第二高端亮度设置值并且将所述低端亮度设置调节到第二低端亮度设置 值。本发明还提供一种用于调光器开关的可控导通切换设备的驱动电路，所述调光器 开关用于在高端亮度设置和低端亮度设置之间控制所述发光负载的亮度，所述驱动电路包 括用于提供可变电阻的电位计、耦合到所述电位计的输出端用于生成定时电压的点火电 容器、以及用于在第一工作模式和第二工作模式之间改变所述调光器开关的机械开关。所 述点火电容器适于通过所述电位计充电，使得所述定时电压响应于所述电位计的可变电 阻。在所述第一工作模式中将所述高端亮度设置调节到第一高端亮度设置值并且将所述低 端亮度设置调节到第一低端亮度设置值，并且在所述第二工作模式中将所述高端亮度设置 调节到第二高端亮度设置值并且将所述低端亮度设置调节到第二低端亮度设置值。此外，本发明提供一种包括可控导通切换设备和用户接口的调光器开关，其中对 所述调光器开关的改善包括响应于所述用户接口以在第一和第二工作模式之间改变所述 调光器开关的驱动电路。所述驱动电路用于在所述第一工作模式中将所述调光器开关的高 端亮度设置调节到第一高端亮度设置值并且将所述调光器开关的所述低端亮度设置调节 到第一低端亮度设置值。所述驱动电路还用于在所述第二工作模式中将所述高端亮度设置 调节到第二高端亮度设置值并且将所述低端亮度设置调节到第二低端亮度设置值。根据本发明的另一方面，一种用于在高端亮度设置和低端亮度设置之间控制发光负载亮度的调光器开关用于自动在第一和第二工作模式之间调节。所述调光器开关包括适 于以串联电连接的方式耦合在AC线电压与所述发光负载之间用于控制传送到所述发光负 载的功率的量的可控导通切换设备。所述调光器开关还包括用于驱动所述可控导通切换设 备以在所述AC电源的每一个半周期内将所述可控导通切换设备从非导通状态改变到导通 状态的控制器。所述控制器用于在紧随所述AC线电压的过零的最小断开时间之后使所述 可控导通切换设备导通，并且用于随后确定所述可控导通切换设备是否将负载电流传导至 所述发光负载。所述控制器还用于响应于所述可控导通切换设备是否将电流传导至所述负 载而将所述调光器开关调节到第一工作模式和第二工作模式中的一个，所述控制器用于在 所述第一工作模式中将所述高端亮度设置调节到第一高端亮度设置值并且将所述低端亮 度设置调节到第一低端亮度设置值，并且在所述第二工作模式中将所述高端亮度设置调节 到第二高端亮度设置值并且将所述低端亮度设置调节到第二低端亮度设置值。优选地，所 述第二高端亮度设置值小于所述第一高端亮度设置值，并且所述第二低端亮度设置值大于 所述第一低端亮度设置值。根据本发明的另一实施例，一种调光器开关包括适于耦合到AC电源的第一负载 端子、适于耦合到发光负载的第二负载端子、适于以串联电连接的方式耦合在所述第一和 第二负载端子之间用于控制传送到所述发光负载的功率的量的可控导通切换设备、耦合到 所述可控导通切换设备的控制输入端用于在所述AC电源的每一个半周期的导通间隔内将 所述可控导通切换设备控制为导通的控制器；以及感测电路，耦合所述感测电路使得所述 感测电路用于感测所述第二负载端子的电特性。所述感测电路适于向所述控制器提供代表 所述电特性的控制信号，使得所述控制器用于响应于来自所述感测电路的所述控制信号在 第一工作模式和第二工作模式之间改变所述调光器开关。因此，在所述第一工作模式中将 所述调光器开关的高端亮度设置调节到第一高端亮度设置值并且将低端亮度设置调节到 第一低端亮度设置值，而在所述第二工作模式中将所述高端亮度设置调节到第二高端亮度 设置值并且将所述低端亮度设置调节到第二低端亮度设置值。根据本发明的另一实施例，一种调光器开关包括适于耦合到AC电源的第一负载 端子、适于耦合到发光负载的第二负载端子、可控导通切换设备以及用于将所述调光器开 关自动调节到第一工作模式和第二工作模式中的一个的控制器。所述可控导通设备适于以 串联电连接的方式耦合在所述第一负载端子和第二负载端子之间用于控制传送到所述发 光负载的功率的量，并且所述控制器耦合到所述可控导通切换设备的控制输入端用于在所 述AC电源的每一个半周期的导通间隔内将所述可控导通切换设备控制为导通。在所述第 一工作模式中将所述调光器开关的高端亮度设置调节到第一高端亮度设置值并且将低端 亮度设置调节到第一低端亮度设置值，而在所述第二工作模式中将所述高端亮度设置调节 到第二高端亮度设置值并且将所述低端亮度设置调节到第二低端亮度设置值。本发明还提供一种控制调光器开关的方法，所述调光器开关适于耦合在AC电源 与发光负载之间，其中所述调光器开关适于将所述发光负载的亮度控制在高端亮度设置与 低端亮度设置之间，所述方法包括以下步骤(1)在所述AC电源的每一个半周期的导通间 隔内将负载电流从所述AC电源传导至所述发光负载；(2)控制每一个半周期所述导通间隔 的长度；(3)将所述调光器开关自动改变到第一工作模式和第二工作模式中的一个；(4)在 工作在所述第一工作模式中时，将所述高端亮度设置调节到第一高端亮度设置值并且将所述低端亮度设置调节到第一低端亮度设置值；以及(5)在工作在所述第二工作模式中时， 将所述高端亮度设置调节到第二高端亮度设置值并且将所述低端亮度设置调节到第二低 端亮度设置值。所述第二高端亮度设置值小于所述第一高端亮度设置值，并且所述第二低 端亮度设置值大于所述第一低端亮度设置值。此外，本发明提供一种调光器开关，所述调光器开关包括用于在AC电源的每一个 半周期的导通间隔内将负载电流从所述AC电源传导至发光负载的模块，以及用于控制每 一个半周期所述导通间隔的长度的模块，其中对所述调光器开关的改善包括用于将所述 调光器开关自动改变到第一工作模式和第二工作模式中的一个的模块，用于在工作在所述 第一工作模式中时将高端亮度设置调节到第一高端亮度设置值并且将低端亮度设置调节 到第一低端亮度设置值的模块，以及用于在工作在所述第二工作模式中时将高端亮度设置 调节到第二高端亮度设置值并且将低端亮度设置调节到第二低端亮度设置值的模块，所述 第二高端亮度设置值小于所述第一高端亮度设置值，并且所述第二低端亮度设置值大于所 述第一低端亮度设置值。通过下面参照附图对本发明的详细描述，本发明的其它特征和优点将变得显而易 见。


图1是包括用于控制白炽灯亮度的现有技术调光器电路的发光系统的简化方框 图；图2A是为了将白炽灯的亮度控制到高端亮度设置由图1的调光器电路接收的火 线电压以及由调光器电路生成的调光火线电压的简化图；图2B是在图1的调光器电路将白炽灯的亮度控制到低端亮度设置时火线电压和 调光火线电压的简化图；图3是包括用于驱动荧光负载的现有技术荧光Tu-Wire 调光器电路的发光系统 的简化方框图；图4A是在图3的Tu-Wire 调光器电路将荧光灯的亮度控制到高端亮度设置时火 线电压和调光火线电压的简化图；图4B是在图3的Tu-Wire 调光器电路将荧光灯的亮度控制到低端亮度设置时火 线电压和调光火线电压的简化图；图5是控制可调光螺纹紧凑荧光灯的图3的Tu-Wire 调光器电路的简化方框图；图6是在Tu-Wire 调光器电路试图将图5的可调光螺纹紧凑荧光灯的亮度控制 到高端亮度设置时提供到该荧光灯的火线电压和调光火线电压的简化图；图7是根据本发明第一实施例用于控制传送到可调光螺纹紧凑荧光灯的功率的 量的调光器开关的简化图；图8A是在图7的调光器开关将可调光螺纹紧凑荧光灯的亮度控制到高端亮度设 置时火线电压和调光火线电压的简化图；图8B是在图7的调光器开关将可调光螺纹紧凑荧光灯的亮度控制到低端亮度设 置时火线电压和调光火线电压的简化图；图9是根据本发明第一实施例的图7的调光器开关的用户接口示例的透视图10是根据本发明第一实施例的图7的调光器开关的简化示意图；图11和图12是根据本发明第二实施例的调光器开关的用户接口的透视图；图13是图11和图12的调光器开关的简化示意图；图14是根据本发明第三实施例的“智能”调光器开关的用户接口的正视图；图15是图14的调光器开关的简化方框图；图16是由图15的调光器电路的控制器周期性执行的控制过程的简化流程图；图17是由图15的调光器开关的控制器执行的上电过程的简化流程图；图18是由图15的调光器开关的控制器执行的高级编程模式例程(advanced programming mode routine)的简化流禾呈图；图19是根据本发明第四实施例的智能调光器开关的简化方框图；图20是由图19的调光器开关的控制器执行的上电过程的简化流程图；图21是由图19的调光器开关的控制器执行的工作模式更新例程(routine)以自 动检测连接到该调光器开关的灯类型的简化流程图；以及图22是由图19的调光器开关的控制器周期性执行的控制过程的简化流程图。
具体实施例方式结合附图将更好地理解前面的概述以及下面对优选实施例的详细描述。为了说明 本发明，附图中示出了当前优选的实施例，其中在附图中相同的附图标记代表相同的部件， 然而应该理解，本发明并非局限于所公开的具体方法和手段。图7是根据本发明第一实施例用于控制传送到可调光螺纹紧凑荧光灯34的功率 的量的调光器开关100(即，调光器电路)的简化图。具体而言，本发明的调光器开关100 在避免多次点火的同时能够将可调光螺纹紧凑荧光灯34的亮度控制到高端亮度设置。观 察发现，在调光器开关100的高端亮度设置附近将导通间隔Tra降低大致0. 6毫秒不会在 视觉上改变荧光灯38的光输出，但是会消除多次点火的问题。在控制白炽灯(例如利用现 有技术调光器电路10)或者两线镇流器(例如利用现有技术调光器电路20)时，期望最大 化导通间隔Tra以提供所连接的处于高端亮度设置的发光负载的最大可能光输出。相比而 言，本发明的调光器开关100在高端亮度设置处具有的导通间隔Tra在长度上比现有技术 调光器电路10、20的最大导通间隔要短。为了最小化镇流器电路的尺寸和成本，典型的可调光螺纹紧凑荧光灯的镇流器电 路不具有有源前端(即，升压转换器)。取而代之的是，典型的可调光螺纹紧凑荧光灯的镇 流器电路简单地包括具有耦合到AC电源12的AC输入端以及耦合到总线电容器的DC输出 端的整流器(例如，全波整流器二极管桥)。在现有技术Tu-Wire 调光器电路20试图将 可调光螺纹紧凑荧光灯34控制到高端亮度设置时，在AC线电压的瞬时幅度上升到高于镇 流器电路36的总线电容器两端的电压(加上整流器的压降)之前，点火三端双向可控硅 开关。因此，由镇流器电路36汲入的电流不会超出三端双向可控硅开关的闭锁电流(即， 15mA)并且该三端双向可控硅开关点火多次(如图6所示)。已经确定，在每一个半周期开始时，能够增加三端双向可控硅开关的断开时间 Toff(即，能够降低导通间隔ΤωΝ)，以防止该三端双向可控硅开关被点火，直到在AC线电压 的瞬时幅度超出总线电容器两端的电压之后。具体而言，在不降低可调光螺纹紧凑荧光灯34的最大光输出的情况下，可以将导通间隔Tra降低到小于每一个半周期的大致75%。图8A是在调光器开关100将可调光螺纹紧凑荧光灯34的亮度控制到高端亮度设 置时提供到该可调光螺纹紧凑荧光灯的火线电压Vh和调光火线电压Vdh的简化图。图8B 是在调光器开关100将可调光螺纹紧凑荧光灯34的亮度控制到低端亮度设置时提供到该 可调光螺纹紧凑荧光灯的火线电压Vh和调光火线电压Vdh的简化图。如图8A所示，已经降 低了高端亮度设置，使得断开时间Ttw大于大致2. 2毫秒并且优选为2. 5毫秒。所产生的 调光火线电压Vdh的幅度大致是108到114Vkms。因此，在高端亮度设置处，在小于每一个半 周期的大致75%并且优选地小于每一个半周期的大致70%的导通间隔ΤωΝ内，调光器开关 100将电流传导至荧光灯34。图8Β中所示的低端亮度设置保持为与现有技术的调光器电 路20相同(S卩，断开时间Tqff大致是5. 6毫秒)。图9是调光器开关100的用户接口示例的透视图。调光器开关100包括船形开关 102和亮度调节致动器104 (即，滑动致动器)。船形开关102允许开启和关闭螺纹紧凑荧 光灯34。亮度调节致动器104允许荧光灯34从低端亮度设置到高端亮度设置的发光亮度 调节。调光器开关100还包括附接到安装支架108的前表面106上的边框105以及安装在 调光器开关100内侧的印刷电路板(未示出)。边框105适于容纳在面板(未示出)的开 口中。图10是根据本发明的调光器开关100的简化示意图。调光器开关100包括串联 耦合在火线端子和调光火线端子之间用于控制传送到螺纹紧凑荧光灯34的功率的量的可 控导通切换设备。具体而言，如图10所示，将调光器开关100的可控导通切换设备实现为 三端双向可控硅开关Qi。该三端双向可控硅开关Q1包括用于在AC电源12的每一个半周 期的断开时间之后使该三端双向可控硅开关导通的控制输入端(即，栅极)。该三端双向可 控硅开关Q1具有低的保持额定电流，例如低于大致35mA但是优选地是大致15mA。调光器开关100还包括机械开关SM、滤波器电路110以及相位舍弃AC驱动电路， 该相位舍弃AC驱动电路包括电压补偿电路120、定时电路130和触发器电路140。电压补 偿电路120、定时电路130以及触发器电路140用于在AC电源12的每一个半周期的导通 间隔Tra内使三端双向可控硅开关导通。机械开关Sm例如包括单刀单掷(SPST)开关并且 以串联电连接的方式耦合在AC电源12与调光器开关100的剩余电路之间。将机械开关Sm 机械耦合到船形开关102，使得调光器开关100的用户能够致动船形开关以打开和闭合机 械开关并且因而分别将螺纹紧凑荧光灯34控制为开启和关闭。滤波器电路110包括串联耦合在火线端子H与调光火线端子DH之间的电阻器 Rf(例如具有220Ω的电阻)和电容器(；(例如具有0.047yF的电容)。滤波器电路110 还包括与三端双向可控硅开关Q1串联耦合并且优选地具有10到50μΗ电感的电感器Lf。 滤波器电路110的主要目的是降低火线端子H与调光火线端子DH处的EMI噪声。该EMI 噪声由AC电源12的每一个半周期内三端双向可控硅开关Q1的切换生成。然而，电阻器Rf 和电容器Cf还用于在三端双向可控硅开关Q1在每一个半周期内从非导通变化到导通时最 小化调光火线电压Vdh的振铃。电压补偿电路120和定时电路130的串联组合与三端双向可控硅开关Q1并联耦 合。电压补偿电路120补偿AC电源12的AC源电压的电压波动，使得三端双向可控硅开关 Q1的导通间隔长度不会不期望地从一个半周期变化到下一个半周期，这将在下面进行详细描述。定时电路130具有耦合到触发器电路140的输出端以提供代表螺纹紧凑荧光灯34的 期望光亮度的定时电压。触发器电路140优选地包括三端双向可控硅开关DTKre(例如由ST 微电子制造的产品号DB3)，该三端双向可控硅开关DTKre具有大致30V的导通(break-over) 电压并且串联耦合在定时电路130的输出端与三端双向可控硅开关Q1的栅极之间。定时电路130包括点火电容器Cfkie以及机械耦合到亮度调节致动器104的电位计 RroT。优选地，点火电容器Cfike具有0. 047 μ F的电容并且在每一个半周期内通过电位计Rpqt 充电。在点火电容器Cfike的两端产生定时电压并且随着点火电容器充电，该定时电压的幅 度相对于时间增加。电位计RroT提供可变电阻以使得用户可以调节该电位计以调节点火电 容器Cfike充电到这样设置的荧光灯34的期望亮度的速度。在每一个半周期期间，定时电压 以取决于电位计Rtot的当前电阻并且因而取决于灯的期望亮度的速度增加幅度。在定时电 压超出三端双向可控硅开关Dtkk的导通电压时，三端双向可控硅开关两端的电压幅度快速 降低到击穿(break back)电压。三端双向可控硅开关DTKre两端的电压变化使该三端双向 可控硅开关通过三端双向可控硅开关Q1的栅极导通栅极电流，因而使该三端双向可控硅开 关导通。定时电路130的电位计Rtot具有两个主要端子以及耦合到该两个主要端子之一的 滑动器(wiper)端子。电位计Rtot优选地具有300k Ω的最大电阻。电位计RroT的滑动器是 可移动的，使得电位计的两个主要端子之一之间的电阻从0到300kQ之间可变。校准电阻 器Ri耦合在电位计Rtot的两个主要端子之间并且用于建立调光器开关100的低端亮度设 置。校准电阻器Ri优选地具有大致IlOkQ的电阻，使得将位于电位计的两个主要端子之 间的电阻调整为在0Ω到大约SOkQ之间变化。定时电路130还包括高端亮度调节电路，例如与电位计Rtot和校准电阻器Ri的并 联组合串联耦合的高端限制电阻器Rhe。点火电容器Cfike用于通过电位计RroT、校准电阻器 Rcal和高端电阻器Rhe充电。点火电容器Cfike和高端电阻器Rhe的结点是到触发器电路140 的输出端。高端电阻器Rhe具有大于大致22k Ω的电阻，使得三端双向可控硅开关Q1的断 开时间Ttw至少是2. 2毫秒，并且将导通间隔Tra限制到每一个半周期的大致75%。该高 端电阻器Rhe电阻的增加会意外地使得能够实现可调光螺纹紧凑荧光灯的正确调光，该荧 光灯不能通过现有技术的调光器电路10、20进行可接受调光。优选地，高端电阻器Rhe的电 阻是44k Ω，使得三端双向可控硅开关Q1的断开时间Tqff大致是2. 5毫秒，并且将导通间隔 Tcon限制到每一个半周期的大致70%。电压补偿电路120包括电阻器Rtc(例如具有27kQ的电阻)和两个串联耦合的三 端双向可控硅开关Dva，DTC2(例如分别具有30V的导通电压)。由于三端双向可控硅开关 Dvci> Dvc2具有负的阻抗传递函数，通过这些三端双向可控硅开关的电流随着该三端双向可 控硅开关两端电压的增加而降低。因此，在AC电源12的AC源电压(并且因此电压补偿电 路120两端的电压)降低时，通过电阻器‘和三端双向可控硅开关Dra、DTC2的电流降低并 且该三端双向可控硅开关两端的电压增加。结果，流经电位计RroT、校准电阻器Ri和高端 电阻器Rhe并且进入点火电容器Cfike的电流增加，因此使定时电压在当前半周期期间更快 速地超出Dtkk的导通电压。因此当前半周期的导通间隔ΤωΝ更长，从而补偿了 AC电源12 降低的输出电压并且将灯34的光输出保持为基本恒定。在AC电源12的AC源电压增加并 且相应地将导通间隔Tra控制为更短时会发生类似的情形。
在调光器开关100将螺纹紧凑荧光灯34控制到接近低端亮度设置的光亮度时，如 果开关Sm闭合(即从打开变化到闭合)，则电压补偿电路120还工作以允许镇流器电路36 启动(strike)该荧光灯。这在调节电位计RroT以将灯的亮度从低端亮度设置增加到灯能 够启动时，防止了灯“突然打开”的发生。因此，根据本发明的调光器开关100为可调光螺纹紧凑荧光灯提供了平滑调光。 由于与现有技术的调光器电路10、20相比，高端亮度设置明显较低，并且断开时间Tqff较 大，因此调光器开关100防止了可控导通切换设备Q1的不期望的多次点火，因而避免了荧 光灯的闪烁、灯中的听觉噪声、增加的EMI噪声以及作用于调光器开关的部件和灯的镇流 器电路的不需要的应力。图11和图12是根据本发明第二实施例的调光器开关200的用户接口的透视图。 调光器开关200包括用户可访问的工作模式调节致动器250，其允许用户在白炽负载工作 模式和螺纹紧凑荧光负载工作模式之间改变该调光器开关200。在工作模式调节致动器 250处于第一位置时，调光器开关200工作在白炽负载工作模式。因此，将调光器开关的高 端亮度设置调节到第一高端亮度设置值并且将低端亮度设置调节到第一低端亮度设置值。 在工作模式调节致动器250处于第二位置时，调光器开关200工作在螺纹紧凑荧光负载工 作模式，使得将高端亮度设置调节到第二高端亮度设置值并且将低端亮度设置调节到第二 低端亮度设置值。优选地，第二高端亮度设置值低于第一高端亮度设置值，并且第二低端亮 度设置值高于第一低端亮度设置值。参照图12，经由耦合部件264将工作模式调节致动器250耦合到安装在印刷电路 板262上的机械开关260。机械开关260包括容纳在耦合部件264的凹槽中的制动旋钮 266。工作模式调节致动器250设置在位于边框105和安装支架208的前表面206之间的开 口 268中，使得用户能够从调光器开关200的用户接口改变工作模式。支架208包括位于 工作模式调节致动器250附近的雕刻标记(即，词语“ INCANDESCENT”和“FLUORESCENT”) 以指定调光器开关200选择哪种工作模式(取决于工作模式调节致动器的位置)。优选地， 设置工作模式调节致动器250使得在将面板安装到调光器开关200时不能看见该调节致动 器，而在移开面板时能够访问该调节致动器。图13是耦合到发光负载202的调光器开关200的简化示意图，该发光负载202可 以包括白炽灯或者可调光螺纹紧凑荧光灯。耦合到负载调节致动器250的机械开关260优 选地包括单刀双掷(SPDT)开关并且被包括作为定时电路230的一部分。定时电路230包 括串联耦合并且优选地分别具有95k Ω和30k Ω电阻的两个校准电阻器RcAU、Rm2。校准电 阻器Rau、Rcal2的串联组合与电位计Rtot并联耦合(即，代替第一实施例的调光器开关100 的校准电阻器RqJ。定时电路230还包括串联耦合并且优选地分别具有22kQ和5. 6kΩ 电阻的两个高端电阻器RHE1、RHE2。高端电阻器RHE1、Rhe2的串联组合耦合在电位计Rtot和触 发器电路140之间(即，代替第一实施例的调光器开关100的高端电阻器Rhe)。机械开关260具有可移动触点和两个固定触点。可移动触点耦合到电位计RroT、第 二校准电阻器Ri2以及第一高端电阻器Rhei的结点。第一固定触点耦合到两个校准电阻器 Rcali > Rcal2的结点，而第二固定触点耦合到两个高端电阻器Rhei、RHE2的结点。当工作模式调节 致动器250处于第一位置并且机械开关260处于位置A (如图13所示)时，调光器开关200 处于白炽工作模式。此时，第一高端电阻器Rhei被短路并且只有第二高端电阻器Rhe2 (即，仅5. 6kQ)串联耦合在电位计Rpqt和触发器电路140之间。因此，将调光器开关200的高端亮 度设置调节到第一高端亮度设置值(例如，三端双向可控硅开关Q1的断开时间Ttw大致是 1.4毫秒)。此外，校准电阻器Rcau、IW2的串联组合(即，150kQ)与电位计Rpqt并联耦合， 使得将调光器开关200的低端亮度设置调节到第一低端亮度设置值(例如，三端双向可控 硅开关Q1的断开时间Ttw大致是6. 8毫秒)。当负载调节致动器250处于第二位置并且机械开关260处于位置B时，调光器开 关200处于螺纹紧凑荧光工作模式。第二校准电阻器Ri2被短路并且仅第一校准电阻器 Rcali (即，仅75k Ω )与电位计RroT并联耦合，使得将调光器开关200的低端亮度设置调节到 第二低端亮度设置值(例如，三端双向可控硅开关Q1的断开时间Ttw大致是5.6毫秒)。两 个高端电阻器RHE1、RHE2的串联组合(即，27.6kQ)串联耦合在电位计Rtot与触发器电路140 之间，并且将调光器开关200的高端亮度设置调节到第二高端亮度设置值(例如，三端双向 可控硅开关Q1的断开时间Ttw大致是2. 5毫秒)。优选地，螺纹紧凑荧光工作模式中高端亮度设置时的导通间隔ΤωΝ在长度上比白 炽工作模式中高端亮度设置时的导通间隔Tra要短。优选地，螺纹紧凑荧光工作模式中低端 亮度设置时的导通间隔Tra在长度上比白炽工作模式中低端亮度设置时的导通间隔Tra要 长。因此，在调光器开关从白炽工作模式变化到螺纹紧凑荧光工作模式时，调光器开关200 的动态范围(即，高端亮度设置时导通间隔Tra的值到低端亮度时导通间隔Tra的值的范 围)降低。图14是根据本发明第三实施例的“智能”调光器开关300的用户接口 301的正视 图。调光器开关300包括控制致动器302和亮度调节致动器304 (即，船形开关)。控制致 动器302的致动使调光器开关300在开和关之间切换发光负载202。亮度调节致动器304 的上部304Α的致动提高发光负载202的光亮度，而亮度调节致动器的下部304Β的致动降 低该光亮度。控制致动器302和亮度调节致动器304设置在容纳于面板306的开口中的边 框305的前表面上。气隙开关致动器309致动内部机械开关SAe(图15)以在AC电源12与 发光负载202之间提供实际的气隙中断。调光器开关300还包括多个可视指示器308，例如在边框305上线性阵列设置的发 光二极管(LED)。照亮可视指示器308以代表发光负载202的当前光亮度等级。通常将光 亮度等级表示为全亮度的百分比，即，光亮度等级可以在到大致100%的范围。当调光 器开关300将发光负载202的亮度控制到低端亮度设置时，照亮最低可视指示器308。当调 光器开关300将发光负载202的亮度控制到高端亮度设置时，照亮最高可视指示器308。根据本发明，用户可以从调光器开关300的用户接口 301，例如通过使用高级编 程模式，在白炽工作模式和螺纹紧凑荧光工作模式之间改变调光器开关300。例如可以在 例如通过致动气隙开关致动器309循环到调光器开关300的功率的同时，通过保持该控制 致动器302来进入该高级编程模式。高级编程模式还允许用户修改调光器开关300的其 它高级编程特征，例如保护的预置或者熄灭速度。在2007年3月13日授权的发明名称为 "PROGRAMMABLE WALLBOX DIMMER”并且专利号为7，190, 125的共同转让的美国专利中详细 描述了具有高级编程模式的调光器开关，这里引入该专利的全部内容作为参考。通常，可以将来自不同制造商的可调光螺纹紧凑荧光灯控制到不同的低端亮度设 置。因此，为了提供可调光螺纹紧凑荧光灯的最大调光范围，基于灯的制造商，本发明的调光器开关300允许用户调节调光器开关300的最小低端亮度设置以与所连接的可调光螺纹 紧凑荧光灯的最小低端亮度设置匹配。优选地，使用高级编程模式调节调光器开关300的 最小低端亮度设置以确保将调光器开关300的低端亮度设置调节到对于所具体连接的可 调光螺纹紧凑荧光灯的合适等级。图15是“智能”调光器开关300的简化方框图。调光器开关300包括以串联电连 接方式耦合在火线端子H和调光火线端子DH之间用于控制发光负载202的亮度的可控导 通切换设备312。可以将可控导通切换设备312实现为任何适当的切换设备，例如以三端双 向可控硅开关或者两个SCR为例。机械气隙开关SAe与可控导通切换设备312串联耦合以 响应于气隙开关致动器309的致动而在AC电源12与发光负载202之间提供实际的气隙断 开。调光器开关300还包括适于耦合到AC电源12的中线侧的中线端子N以及滤波器电路 310，该滤波器电路310包括用于最小化火线端子H和调光火线端子DH处的EMI噪声量的 电阻器Rf、电容器Cf和电感器Lf。控制器316经由栅驱动电路314耦合到可控导通切换设备312的控制输入端，用 于选择性地将可控导通切换设备312控制为导通和非导通。具体而言，控制器316驱动该可 控导通切换设备312以在AC电源12的AC线电压的每一个半周期的部分内使可控导通切 换设备导通。如这里所定义的，“驱动”是指向诸如三端双向可控硅开关或者可控硅整流器 (SCR)的半导体晶闸管的栅极施加控制信号，以使栅极电流流入半导体晶闸管的栅极，以使 该半导体晶闸管导通。当半导体晶闸管“导通”时，栅极电流流经该半导体晶闸管的栅极并 且该半导体晶闸管用于传导负载电流。将负载电流定义为幅度比半导体晶闸管的闭锁电流 幅度大的电流。如果通过半导体晶闸管的主要负载端子的电流超出该半导体晶闸管的闭锁 电流(在驱动该半导体晶闸管时)，则该半导体晶闸管传导该负载电流并且将该半导体晶 闸管定义为“导通”。控制器316可以是任何适当的控制器，例如微控制器、微处理器、可编程逻辑器件 (PLD)或者专用集成电路(ASIC)。控制器316从用户接口 301的控制致动器302和亮度调 节致动器304接收输入并且向用户接口输出亮度信息，使得可视指示器308用于显示发光 负载202的亮度。控制器316响应于控制致动器302和亮度调节致动器304以确定要将发 光负载202控制到的期望亮度。在处于螺纹紧凑荧光灯工作模式时，控制器316用于限制调 光器电路300的高端亮度设置，使得导通间隔Tra的长度不超过每一个半周期的至少75%， 并且优选地不超过每一个半周期的70%。控制器316耦合到存储器318，该存储器318用于存储发光负载302的期望亮度、 调光器开关300的工作模式以及诸如以灯的制造商为例的关于所连接的可调光螺纹紧凑 荧光灯的其它信息。可选地，存储器318可以集成到控制器316。电源320耦合在火线端子 H与中线端子N之间，使得该电源不会通过发光负载202汲入电流。电源320生成例如5VDC 的直流(DC)电压，用于为控制器316和调光器电路300的其它低电压电路供电。过零检测器322耦合在火线端子H与中线端子N之间用于确定由AC电源12提供 的AC源电压的过零点。将过零定义为在每一个半周期的开始处，AC源电压从正极性变换 到负极性或者从负极性变换到正极性的时刻。提供过零信息作为到控制器316的输入。控 制器316生成栅极控制信号以在相对于AC源电压的过零点的预定时刻使可控导通切换设 备312导通和非导通。
可选地，如果电源320能够通过发光负载202汲入充分的电流量以正确地生成DC 电压而不照亮发光负载202，则滤波器电路310、电源320以及过零检测器322能够耦合 在可控导通切换设备312的两端并且调光器开关200将不需要连接到AC电源12的中线侧 的中线端子N。图16是由控制器316周期性执行的控制过程330的简化流程图，例如在过零检 测器322在步骤332处检测到过零时，在AC电源12的每一个半周期执行一次。如果在步 骤334处控制器316确定控制致动器302致动，则在步骤336处确定发光负载202当前是 否打开。如果是，则在步骤338处控制器316将发光亮度在存储器318中存储为关闭(即， 0% )，并且在步骤340处正确地控制可控导通切换设备312 (即，在当前半周期期间不使该 可控导通切换设备导通)。如果在步骤336处发光负载202关闭，则在步骤342处控制器 316从存储器318中加载先前存储的光亮度，并且在步骤340处控制该可控导通切换设备以 开启到合适的光亮度(即，在当前半周期期间的适当时刻使该可控导通切换设备导通)。如果在步骤334处控制器316确定控制致动器302还没有被致动，则在步骤344处 确定是否致动了亮度调节致动器304的上部304A。如果在步骤344处致动了上部304A，则 在步骤346处发光负载202打开，并且在步骤348处发光亮度不处于高端亮度设置，则在步 骤350处控制器316将光亮度增加预定增量(例如1 % )，并且在步骤340处控制该可控导 通切换设备。如果在步骤348处发光负载202的亮度处于高端亮度设置，则控制器316不 改变该光亮度，使得将该光亮度限制到高端亮度设置。如果在步骤344处致动了上部304A 并且在步骤346处发光负载202没有接打开，则在步骤352处将该发光负载202的亮度调 节到低端亮度设置，并且在步骤340处正确地控制该可控导通切换设备(即，将发光负载打 开到低端亮度设置)。如果在步骤344处还没有致动亮度调节致动器304的上部304A，但是在步骤354 处致动了下部304B，则在步骤356处确定发光负载202是否打开。如果在步骤356处发光 负载202打开并且在步骤358处发光亮度不处于低端亮度设置，则在步骤360处将光亮度 降低预定的增量(例如)。如果在步骤358处光亮度处于低端亮度设置，则控制器316 不改变光亮度，使得该光亮度保持在低端亮度设置。如果在步骤356处发光负载202没有 打开，则不改变光亮度(即，发光负载202保持关闭)并且在步骤340处可控导通切换设备 312不导通。如果在步骤334处没有致动控制致动器302，在步骤344处没有致动亮度调节致 动器304的上部304A，并且在步骤354处没有致动亮度调节致动器的下部304B，则在步骤 340处正确地控制可控导通切换设备。在步骤340处在每一个半周期内正确控制可控导通 切换设备之后，控制过程330结束。在AC线电压的下一个过零处再次由控制器316执行控 制过程330。图17是使控制器316使用高级编程模式例程380 (图18)修改调光器开关300的 工作模式的上电过程370的简化流程图。当在步骤372处首先对控制器上电时，例如通过 致动气隙开关致动器309响应于到调光器开关300的用户循环功率，由控制器316执行上 电过程370。首先，在步骤374处控制器316读取存储器318以确定发光负载202的当前亮 度、调光器开关300的工作模式以及所连接的可调光螺纹紧凑荧光灯的制造商。如果在控 制器316上电时在步骤375处没有按压控制致动器302，则上电过程370简单结束并且调光器开关300进入正常工作。然而，如果在控制器316上电时在步骤375处按压了控制致动器302，则该过程 370循环直到在步骤376处释放了控制致动器302或者在步骤378处逝去了时间段Tapm (例 如，自从控制器316开始该上电过程370经过了大致五秒钟)。如果在时间段Tapm结束之 前在步骤376处释放了控制致动器306，则上电过程370简单结束。另一方面，如果在步骤 378处将控制致动器302保持时间段Tapm的长度，则控制器316执行高级编程模式例程380 并且然后退出到正常工作。图18是高级编程模式例程380的简化流程图。如果用户在步骤382处对调光器 开关300的工作模式做出改变，则在步骤384处确定是否将该模式改变到螺纹紧凑荧光工 作模式，或者在步骤385处确定是否将该模式改变到白炽工作模式。如果在步骤385处将 工作模式改变到白炽工作模式，则在步骤386处控制器316将高端亮度设置调节到第一高 端(HE)亮度值(例如，可控导通切换设备312的断开时间Ttw大致是1. 4毫秒)并且将该 低端亮度设置调节到第一低端(LE)亮度值(例如，可控导通切换设备312的断开时间Ttw 大致是6. 8毫秒)。如果在步骤384处将工作模式改变到螺纹荧光工作模式，则在步骤388处控制器 316将高端亮度设置调节到第二高端亮度设置值(例如，可控导通切换设备312的断开时间 Toff大致是2. 5毫秒)，并且然后确定所连接的可调光螺纹紧凑荧光灯的制造商(存储在存 储器318中)以将低端亮度设置调节到合适的亮度值。具体而言，如果在步骤390处荧光 灯是飞利浦 可调光螺纹紧凑荧光灯，则在步骤392处控制器316将低端亮度设置调节到第 二低端亮度设置值(例如，可控导通切换设备312的断开时间Ttw大致是5.6毫秒)。可选 地，如果在步骤394处控制器316确定该可调光螺纹紧凑荧光灯由通用电器(GE)制造，则 在步骤395处控制器将低端亮度设置调节到第三低端亮度设置值(例如，可控导通切换设 备312的断开时间Ttw大致是6. 2毫秒)。此外，控制器316可以允许用户从可调光螺纹紧 凑荧光灯的其它制造商选择。如果在步骤382处用户没有改变调光器开关300的工作模式，但是用户在步骤396 处改变了螺纹紧凑荧光灯的制造商，则分别响应于在步骤390和394处确定的制造商，在步 骤392和395处控制器316调节调光器开关的低端亮度设置。如果在步骤398处用户选择 退出该高级编程模式，或者如果在步骤399处超时(例如，自从控制致动器302和亮度调节 致动器304的致动过去了五秒钟)截止，则该高级编程模式例程380结束。否则，该高级编 程模式例程380循环以允许用户再次改变所连接的可调光螺纹紧凑荧光灯的工作模式或 者制造商。图19是根据本发明第四实施例的智能调光器开关400的简化方框图。智能调光 器400用于自动确定耦合到该调光器开关的灯类型(例如白炽灯或者可调光螺纹紧凑荧光 灯)，并且相应地在白炽工作模式和螺纹紧凑荧光工作模式之间改变。优选地，可控导通切 换设备312包括三端双向可控硅开关，并且控制器416用于检测该三端双向可控硅开关多 次点火的发生(如图6所示)以确定可调光螺纹紧凑荧光灯连接到调光器开关400。具体 而言，一旦开始上电，在紧随AC线电压的下一个过零的电源充电时刻Taffi之后，控制器416 用于使该三端双向可控硅开关导通。控制器416用于响应于通过电压检测电路424感测的 位于三端双向可控硅开关两端的电压，确定该三端双向可控硅开关是否闭锁和变得导通。
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调光器开关400包括电压检测电路424 (即，感测电路)，其耦合在可控导通切换设 备312两端并且向控制器416提供代表可控导通切换设备两端电压幅度的控制信号。优选 地，电压检测电路424简单地将三端双向可控硅开关两端的电压与预定电压阈值(例如大 致为2伏特)进行比较。如果三端双向可控硅开关两端的电压低于预定电压阈值，则该三 端双向可控硅开关闭锁并且将负载电流传导至发光负载202。该表明发光负载202是白炽 灯。此时，电压检测电路424优选地提供逻辑高电平的控制信号(例如大致是由电源320 产生的DC电压，即5Vdc)。当三端双向可控硅开关两端的电压大于预定电压阈值时，三端双 向可控硅开关不闭锁并且该三端双向可控硅开关不导通。这表明发光负载202是可调光螺 纹紧凑荧光灯。因此，优选地，电压检测电路424将控制信号驱动到逻辑低电平(例如，大 致是电路通用)。本发明的调光器开关400并非局限于包括耦合在可控导通切换设备312两端用于 确定该可控导通切换设备是否传导负载电流的电压检测电路。可选地，电压检测电路424 可以包括能够感测连接到发光负载202的负载端子(即，调光火线端子DH)的电特性的任 何类型的感测电路，其中该电特性代表连接到调光器开关400的发光负载的类型。例如，该 电特性可以包括调光火线端子DH(被称为火线端子H)处的负载电流或者电压。图20是由调光器开关400的控制器416执行的上电过程440的简化流程图。上 电过程440允许手动调节调光器开关400的工作模式，但是也提供工作模式的自动调节。 具体而言，如果在控制器416上电时发光负载202打开(根据存储器318确定)，则在上电 过程440期间，控制器416监视可控导通切换设备312两端的电压并且调节工作模式。然 而，如果在控制器416上电时发光负载202关闭，则控制器等待，直到灯下次打开以调节工 作模式。控制器416使用标记CHK_L0AD表明在发光负载接下来打开时应该调节(如果需 要)工作模式。在上电过程440的开始处，在步骤442处使标记CHK_L0AD清零。在步骤372处控制器416首先上电时，如果在步骤375处按压了控制致动器302， 但是在步骤378处时间段Tapm结束之前在步骤376处没有释放该控制致动器302，则控制器 416执行高级编程模式过程380以允许用户手动改变调光器开关400的工作模式以及所连 接的可调光螺纹紧凑荧光灯的制造商(如参照图18所述)。然而，如果在步骤375处没有按压控制致动器302或者在步骤378处时间段Tapm结 束之前释放了致动器，则在步骤444处确定发光负载202是否打开。如果是，则控制器416 执行工作模式更新例程450 (图21)以自动检测连接到调光器开关400的灯类型。如果在 步骤444处发光负载202没有打开，则在步骤446处设置标记CHK_L0AD，使得控制器416在 发光负载202下一次打开时执行工作模式更新例程450。图21是由416执行以自动检测连接到调光器开关400的灯类型的工作模式更新 例程450的简化流程图。首先，在步骤452处，控制器416等待下一个过零，并且然后在步 骤455处使可控导通切换设备312导通之前，在步骤454处等待第一时间段TW1。接下来， 在步骤456处控制器416等待第二时间段Tw2，即用于使可控导通切换设备312闭锁的适合 时间量(例如在使可控导通切换设备导通之后的400微秒)。在步骤458处在时间段Twait 结束时，控制器416读取由电压检测电路424提供的输入。如果在步骤460处由电压检测 电路424提供的控制信号表明可控导通切换设备312两端的电压低于预定电压阈值(即， 可控导通已经闭锁并且正在向发光负载202传导负载电流)，则控制器416确定发光负载202不是可调光螺纹紧凑荧光灯。因此，在步骤462处，通过将高端亮度设置调节到第一高 端亮度设置值并且将低端亮度设置调节到第一低端亮度设置值，控制器416将调光器开关 400的工作模式调节到白炽工作模式。如果在步骤460处来自电压检测电路424的控制信号表明可控导通切换设备312 两端的电压大于预定电压阈值(即，可控导通没有闭锁)，则在步骤464处，控制器416确定 发光负载202是可调光螺纹紧凑荧光灯，改变到荧光工作模式并且将高端亮度设置调节到 第二高端亮度设置值。如果在步骤466处灯的制造商(存储在存储器318中)是飞利浦， 则在步骤468处将低端亮度设置调节到第二低端亮度设置值。否则，在步骤470处将低端 亮度设置调节到第三低端亮度设置值。调光器400的用户也可以使用高级编程模式改变荧 光灯的制造商(如图18所示)。图22是由控制器416周期性执行的控制过程480的简化流程图，例如在步骤332 处响应于AC线电压的过零，AC电源12的每一个半周期执行一次。控制过程480与图16 的控制过程330类似。然而，在将发光负载202从关闭控制到打开(即，在步骤342和352 处)之后，在步骤482处控制器416确定是否设置标记CHK_L0AD。如果没有，则在步骤340 处过程480按照正常情况继续以正确控制可控导通切换设备。然而，如果在步骤482处设 置了标记CHK_L0AD，则控制器416执行工作模式更新例程450(图21)以自动检测连接到调 光器开关400的发光负载的类型。然后在步骤484处使标记CHK_L0AD清零，并且控制过程 480结束。可选地，控制器416能够在多个连续半周期内执行工作模式更新例程450，并且基 于由多个半周期的全部产生的数据调节调光器开关400的工作模式。尽管参照具体实施例描述了本发明，但是对于本领域的普通技术人员来讲，显然 存在许多其它变化和修改以及其它用途。因此，优选地，本发明并非由这里的具体公开限 定，而是由所附的权利要求限定。
权利要求
一种用于包括镇流器电路的荧光灯负载的两线调光器控制电路，所述两线调光器控制电路适于以串联电连接的方式耦合在AC电源与所述镇流器电路之间，所述两线调光器控制电路包括可控导通切换设备，适于以串联电连接的方式耦合在所述AC电源与所述镇流器电路之间并且具有控制电极；相位舍弃AC驱动电路，连接到所述可控导通切换设备的所述控制电极，用于在所述AC电源每一个半周期的导通间隔内使所述可控导通切换设备导通，所述相位舍弃AC驱动电路用于控制每一个半周期所述可控导通切换设备的所述导通间隔的长度；以及高端亮度调节电路，用于将所述可控导通切换设备的所述导通间隔的所述长度限制到小于每一个半周期的大致75％。
2.如权利要求1所述的电路，其中，所述可控导通切换设备是具有低保持额定电流的 三端双向可控硅开关。
3.如权利要求2所述的电路，其中，所述低保持额定电流小于大致35mA。
4.如权利要求3所述的电路，其中，所述两线控制电路还适于耦合在AC电源与白炽灯 之间用于调光所述白炽灯。
5.如权利要求4所述的电路，其中，所述荧光灯负载包括可调光螺纹紧凑荧光灯负载， 并且所述镇流器电路与所述荧光灯负载一体形成。
6.如权利要求1所述的电路，其中，所述高端亮度调节电路包含具有大于大致22kQ电 阻的高端电阻器。
7.如权利要求1所述的电路，其中，所述相位舍弃电路还包括用于调节所述荧光灯的亮度的电位计；与所述电位计并联耦合用于设置所述荧光灯的低端亮度设置的低端校准电阻器；以及用于调节所述AC电源的输出电压变化的输入电压补偿电路。
8.如权利要求1所述的电路，其中，所述高端亮度调节电路将所述可控导通切换设备 的所述导通间隔的长度限制到小于每一个半周期的大致70%。
9.一种用于控制从AC电源传送到白炽灯的功率的量的相位舍弃电路，修改所述相位 舍弃电路以驱动用于荧光灯的荧光镇流器，所述相位舍弃电路包括保持电流比用于所述白 炽灯的保持电流更低的三端双向可控硅开关并且提供比所述白炽灯的高端亮度设置更低 的高端亮度设置。
10.如权利要求9所述的修改的相位舍弃电路，其中，所述相位舍弃电路将所述三端双 向可控硅开关的导通时间限制到小于每一个半周期的大致75%。
11.如权利要求10所述的修改的相位舍弃电路，其中，所述荧光灯是可调光螺纹紧凑 荧光灯。
12.如权利要求10所述的修改的相位舍弃电路，其中，所述相位舍弃电路包括具有大 于大致22kQ电阻的高端电阻器。
13.—种控制包括镇流器电路的荧光灯的方法，所述方法包括以下步骤在AC电源的每一个半周期的导通间隔内从所述AC电源向所述镇流器电路传导负载电流；控制每一个半周期的所述导通间隔的长度；以及将所述导通间隔的所述长度限制到小于每一个半周期的大致75%。
14.一种用于包括镇流器电路的荧光灯负载的两线调光器控制电路，所述两线调光器 控制电路适于以串联电连接的方式耦合在AC电源与所述镇流器电路之间，所述两线调光 器控制电路包括用于在所述AC电源的每一个半周期的导通间隔内将来自所述AC电源的负载电流传导 至所述镇流器电路的模块；以及用于控制每一个半周期内所述导通间隔的长度的模块；其中，所述改善包括用于将所述导通间隔的所述长度限制到小于每一个半周期的大致 75%的模块。
15.一种用于包括镇流器电路的荧光灯负载的两线调光器电路，所述两线调光器电路 适于以串联电连接的方式耦合在AC电源与所述镇流器电路之间，所述两线调光器控制电 路包括双向半导体开关，适于以串联电连接的方式耦合在所述AC电源与所述镇流器电路之 间用于控制传送到所述镇流器电路的功率的量，所述双向半导体开关具有控制输入端；以并联电连接的方式可操作地与所述双向半导体开关耦合的定时电路，所述定时电路 具有用于生成代表所述荧光灯的期望亮度的定时电压的输出端；以及可操作地耦合在所述定时电路的所述输出端与所述双向半导体开关的所述控制输入 端之间的触发器电路，所述触发器电路响应于所述定时电压而使所述双向半导体开关导 通，使得在每一个半周期的导通间隔内所述双向半导体开关导通；其中，所述改善包括所述定时电路适于将所述导通间隔限制到小于每一个半周期的大 致 75%。
16.如权利要求15所述的调光器电路，其中，所述双向半导体开关包括具有小于35mA 的保持额定电流的三端双向可控硅开关。
17.如权利要求16所述的调光器电路，其中，所述定时电路适于将所述导通间隔限制 到大于每一个半周期的大致31 %。
18.如权利要求17所述的调光器电路，还包括以串联电连接的方式与所述定时电路耦合的电压补偿电路，使得所述定时电路与所述 电压补偿电路的串联组合以并联电连接的方式与所述双向半导体开关耦合，所述电压补偿 电路用于补偿所述AC电源的电压波动。
19.如权利要求17所述的调光器电路，还包括以并联电连接的方式与所述双向半导体开关耦合的滤波器电路，所述滤波器电路包括 与电容器串联的电阻器，所述滤波器电路用于最小化在所述荧光灯负载两端产生的调光火 线电压中的振铃。
20.如权利要求19所述的调光器电路，其中，所述定时电路包括具有两个主要端子以及耦合到所述主要端子中的一个的滑动器端子的电位计，使得所 述电位计在所述两个主要端子之间的电阻范围从大致0 Ω到300kQ ；以串联电连接的方式与所述电位计的所述主要端子耦合的高端电阻器，所述高端电阻 器具有大于大致22k Ω的电阻；以及耦合到所述定时电路的所述输出端用于生成所述定时电压的点火电容器，所述点火电容器适于通过所述电位计和所述高端电阻器充电。
21.如权利要求20所述的调光器电路，其中，所述定时电路还包括以并联电连接的方 式与所述电位计的所述两个主要端子耦合并且具有大致IlOkQ电阻的校准电阻器。
22.如权利要求21所述的调光器电路，其中，所述定时电路的所述点火电容器具有大 致0. 047 μ F的电容，并且所述触发器电路包括具有大致30V导通电压的三端双向可控硅开 关。
23.如权利要求22所述的调光器电路，其中，所述电压补偿电路包括以串联电连接 的方式与两个串联耦合的三端双向可控硅开关耦合的电阻器，所述电阻器具有大致27kQ 的电阻，并且所述两个三端双向可控硅开关都具有大致30V的导通电压，所述电阻器与所 述两个串联耦合的三端双向可控硅开关的结点连接到所述定时电路，并且其中，所述滤波 器电路的所述电阻器具有大致220kΩ的电阻，所述滤波器电路的所述电容器具有大致 0.047 μ F的电容。
24.如权利要求20所述的调光器电路，其中，所述高端电阻器具有大致44kQ的电阻。
25.如权利要求19所述的调光器电路，其中，所述低保持额定电流是大致15mA。
26.一种适于耦合在生成AC线电压的AC电源与发光负载之间用于将所述发光负载的 亮度控制在高端亮度设置与低端亮度设置之间的调光器开关，所述调光器开关包括可控导通切换设备，适于以串联电连接的方式耦合在所述AC电源与所述发光负载之 间，用于控制传送到所述发光负载的功率的量；驱动电路，耦合到所述可控导通切换设备的控制输入端，用于在所述AC电源的每一个 半周期的导通间隔内将所述可控导通切换设备控制为导通；以及用户接口，用于接收在第一工作模式和第二工作模式之间改变所述调光器开关的用户 输入，使得所述驱动电路用于在所述第一工作模式中将所述高端亮度设置调节到第一高端 亮度设置值并且将所述低端亮度设置调节到第一低端亮度设置值，并且所述驱动电路在所 述第二工作模式中将所述高端亮度设置调节到第二高端亮度设置值并且将所述低端亮度 设置调节到第二低端亮度设置值。
27.如权利要求26所述的调光器开关，其中，所述第二高端亮度设置值小于所述第一 高端亮度设置值，并且所述第二低端亮度设置值大于所述第一低端亮度设置值。
28.如权利要求27所述的调光器开关，其中，所述驱动电路包括可操作地耦合到所述 可控导通切换设备的所述控制输入端的控制器以及用于向所述控制器提供代表所述AC线 电压的过零的信号的过零检测器。
29.如权利要求28所述的调光器开关，其中，所述用户接口包括控制致动器以及亮度 调节致动器，所述控制器用于响应于所述控制致动器和所述亮度调节致动器的致动而在所 述第一工作模式和所述第二工作模式之间改变所述调光器开关。
30.如权利要求29所述的调光器开关，其中，所述控制器用于作为高级编程模式的一 部分在所述第一工作模式和所述第二工作模式之间改变所述调光器开关。
31.如权利要求27所述的调光器开关，其中，所述用户接口包括耦合到所述驱动器电 路的用户可访问的调节致动器，用于在所述第一工作模式和所述第二工作模式之间改变所 述调光器开关。
32.如权利要求27所述的调光器开关，其中，所述第一工作模式和所述第二工作模式分别包括白炽工作模式和螺纹紧凑荧光工作模式。
33.一种适于耦合在AC电源与发光负载之间用于将所述发光负载的亮度控制在高端 亮度设置和低端亮度设置之间的调光器开关，所述调光器开关包括用户可访问的调节致动器，用于在第一工作模式和第二工作模式之间改变所述调光器 开关，使得在所述第一工作模式中将所述高端亮度设置调节到第一高端亮度设置值并且将 所述低端亮度设置调节到第一低端亮度设置值，并且在所述第二工作模式中将所述高端亮 度设置调节到第二高端亮度设置值并且将所述低端亮度设置调节到第二低端亮度设置值。
34.如权利要求33所述的调光器开关，其中，所述第二高端亮度设置值小于所述第一 高端亮度设置值，并且所述第二低端亮度设置值大于所述第一低端亮度设置值。
35.如权利要求34所述的调光器开关，还包括可控导通切换设备，适于以串联电连接的方式耦合在所述AC电源与所述发光负载之 间，所述可控导通切换设备具有用于控制所述可控导通切换设备的控制输入端；触发器电路，耦合到所述可控导通切换设备的所述控制输入端，用于在所述AC电源的 每一个半周期内使所述可控导通切换设备导通；以及定时电路，可操作地以并联电连接的方式与所述可控导通切换设备耦合用于生成定时 电压；其中，所述触发器电路用于响应于所述定时电压而控制所述半导体开关。
36.如权利要求35所述的调光器开关，其中，所述定时电路包括 用于提供可变电阻的电位计；耦合到所述定时电路的所述输出端用于生成所述定时电压的点火电容器，所述点火电 容器适于通过所述电位计充电；以及机械耦合到所述用户可访问的调节致动器的机械开关，并且电耦合所述机械开关使得 在所述机械开关处于第一位置时所述调光器开关工作在所述第一工作模式，并且在所述机 械开关处于第二位置时所述调光器开关工作在所述第二工作模式。
37.如权利要求36所述的调光器开关，其中，所述定时电路还包括以串联电连接的方式与所述电位计耦合的高端电阻器，所述点火电容器适于通过所述 电位计和所述高端电阻器充电；其中，所述机械开关电耦合到所述高端电阻器，使得在所述机械开关处于第一位置时 以与所述电位计串联的方式提供第一电阻，并且在所述机械开关处于第二位置时以与所述 电位计串联的方式提供第二电阻。
38.如权利要求37所述的调光器开关，其中，所述定时电路还包括 以并联电连接的方式与所述电位计耦合的低端电阻器；其中，所述机械开关电耦合到所述低端电阻器，使得在所述机械开关处于所述第一位 置时以与所述电位计并联的方式提供第三电阻，并且在所述机械开关处于所述第二位置时 以与所述电位计并联的方式提供第四电阻。
39.如权利要求36所述的调光器开关，其中，所述定时电路还包括串联耦合的第一和第二高端电阻器，所述第一和第二高端电阻器的串联组合以串联的 方式与所述电位计耦合；以及串联耦合的第一和第二低端电阻器，所述第一和第二低端电阻器的串联组合以并联的方式与所述电位计耦合；其中，耦合所述机械开关使得在所述机械开关处于第一位置时所述第一和第二高端电 阻器中的一个被电短路，并且在所述机械开关处于第二位置时所述第一和第二低端电阻器 中的一个被电短路。
40.如权利要求39所述的调光器开关，其中，所述机械开关包括单刀双掷开关。
41.如权利要求34所述的调光器开关，还包括机械耦合到所述电位计的亮度调节致动器，使得所述电位计的所述可变电阻响应于所 述亮度调节致动器。
42.一种适于耦合在AC电源与发光负载之间用于将所述发光负载的亮度控制在高端 亮度设置和低端亮度设置之间的调光器开关，所述调光器开关包括可控导通切换设备，适于以串联电连接的方式耦合在所述AC电源与所述发光负载之 间，用于控制传送到所述发光负载的功率的量；耦合到所述可控导通切换设备的控制输入端的控制器，用于在所述AC电源的每一个 半周期的导通间隔内将所述可控导通切换设备控制为导通；以及用于接收用户输入的用户接口；其中，所述控制器用于响应于所述用户接口而在第一工作模式和第二工作模式之间改 变所述调光器开关，使得在所述第一工作模式中将所述高端亮度设置调节到第一高端亮度 设置值并且将所述低端亮度设置调节到第一低端亮度设置值，并且在所述第二工作模式中 将所述高端亮度设置调节到第二高端亮度设置值并且将所述低端亮度设置调节到第二低 端亮度设置值，所述第二高端亮度设置值小于所述第一高端亮度设置值并且所述第二低端 亮度设置值大于所述第一低端亮度设置值。
43.如权利要求42所述的调光器开关，其中，所述用户接口包括控制致动器和亮度调 节致动器，所述控制器用于响应于所述控制致动器和所述亮度调节致动器的致动而在所述 第一工作模式和第二工作模式之间改变所述调光器开关。
44.如权利要求43所述的调光器开关，其中，所述控制器用于作为高级编程模式的一 部分在所述第一工作模式和第二工作模式之间改变所述调光器开关。
45.如权利要求43所述的调光器开关，其中，所述控制器用于响应于所述控制致动器 和所述亮度调节致动器而将所述低端亮度设置调节到第三低端亮度设置值。
46.如权利要求42所述的调光器开关，还包括适于耦合到所述AC电源的火线侧的火线端子；适于耦合到所述电负载的调光火线端子；适于耦合到所述AC电源的中线侧的中线端子；耦合在所述火线端子和所述中线端子之间的电源，所述电源用于提供DC电压以对所 述控制器供电；以及用于向所述控制器提供代表所述AC电源的过零的信号的过零检测器，所述控制器用 于响应于所述过零检测器而控制所述可控导通切换设备。
47.一种用于调光器开关的可控导通切换设备的驱动电路，所述调光器开关适于耦合 在AC电源与发光负载之间用于在高端亮度设置和低端亮度设置之间控制所述发光负载的 亮度，所述驱动电路包括用于提供可变电阻的电位计；耦合到所述电位计的输出端用于生成定时电压的点火电容器，所述点火电容器适于通 过所述电位计充电使得所述定时电压响应于所述电位计的可变电阻；以及机械开关，用于在第一工作模式和第二工作模式之间改变所述调光器开关，使得在所 述第一工作模式中将所述高端亮度设置调节到第一高端亮度设置值并且将所述低端亮度 设置调节到第一低端亮度设置值，并且在所述第二工作模式中将所述高端亮度设置调节到 第二高端亮度设置值并且将所述低端亮度设置调节到第二低端亮度设置值，所述第二高端 亮度设置值小于所述第一高端亮度设置值，并且所述第二低端亮度设置值大于所述第一低 端亮度设置值。
48.如权利要求47所述的驱动电路，还包括串联耦合的第一和第二高端电阻器，使得所述第一和第二高端电阻器的串联组合以串 联的方式与所述电位计耦合；以及串联耦合的第一和第二低端电阻器，使得所述第一和第二低端电阻器的串联组合以并 联的方式与所述电位计耦合；其中，耦合所述机械开关使得在所述机械开关处于第一位置时所述第一和第二高端电 阻器中的一个被电短路，并且在所述机械开关处于第二位置时所述第一和第二低端电阻器 中的一个被电短路。
49.如权利要求48所述的驱动电路，其中，所述机械开关包括单刀双掷开关。
50.一种适于耦合在生成AC线电压的AC电源与发光负载之间用于将所述发光负载的 亮度控制在高端亮度设置和低端亮度设置之间的调光器开关，所述调光器开关包括适于以 串联电连接的方式耦合在所述AC电源与所述发光负载之间用于控制传送到所述发光负载 的功率的量的可控导通切换设备，以及用于接收用户输入的用户接口，所述改善包括响应于所述用户接口以在第一工作模式和第二工作模式之间改变所述调光器开关的 驱动电路，所述驱动电路用于在所述第一工作模式中将所述高端亮度设置调节到第一高端 亮度设置值并且将所述低端亮度设置调节到第一低端亮度设置值，并且在所述第二工作模 式中将所述高端亮度设置调节到第二高端亮度设置值并且将所述低端亮度设置调节到第 二低端亮度设置值。
51.一种适于耦合在生成AC线电压的AC电源与发光负载之间用于将所述发光负载的 亮度控制在高端亮度设置与低端亮度设置之间的调光器开关，所述调光器开关包括适于以串联电连接的方式耦合在所述AC线电压与所述发光负载之间用于控制传送到 所述发光负载的功率的量的可控导通切换设备，所述可控导通切换设备具有导通状态和非 导通状态；用于驱动所述可控导通切换设备以在所述AC电源的每一个半周期将所述可控导通切 换设备从所述非导通状态改变到所述导通状态的控制器，所述控制器用于在紧随所述AC 线电压的过零的最小断开时间之后使所述可控导通切换设备导通，并且用于随后确定所述 可控导通切换设备是否将负载电流传导至所述发光负载；其中，所述控制器用于响应于所述可控导通切换设备是否将电流传导至所述负载而将 所述调光器开关调节到第一工作模式和第二工作模式中的一个，所述控制器用于在所述第 一工作模式中将所述高端亮度设置调节到第一高端亮度设置值并且将所述低端亮度设置调节到第一低端亮度设置值，并且在所述第二工作模式中将所述高端亮度设置调节到第二 高端亮度设置值并且将所述低端亮度设置调节到第二低端亮度设置值。
52.如权利要求51所述的调光器开关，其中，所述第二高端亮度设置值小于所述第一 高端亮度设置值，并且所述第二低端亮度设置值大于所述第一低端亮度设置值。
53.如权利要求52所述的调光器开关，还包括以并联电连接的方式与所述可控导通切换设备耦合的电压检测电路，所述电压检测电 路用于向所述控制器提供代表所述可控导通切换设备两端的电压的幅度的控制信号。
54.如权利要求53所述的调光器开关，其中，所述控制器用于在所述控制器使所述可 控导通切换设备导通之后的预定时间确定所述可控导通切换设备两端的所述电压的幅度。
55.如权利要求54所述的调光器开关，其中，在所述控制器使所述可控导通切换设备 导通之后的预定时间，如果所述可控导通切换设备两端的所述电压大于预定电压阈值，则 所述控制器用于将所述调光器开关调节到所述第二工作模式。
56.如权利要求55所述的调光器开关，其中，所述预定电压阈值包括大致2伏特。
57.如权利要求55所述的调光器开关，其中，所述第一和第二工作模式分别包括白炽 工作模式和螺纹紧凑荧光工作模式。
58.如权利要求54所述的调光器开关，其中，如果所述可控导通切换设备两端的所述 电压小于预定电压阈值，则所述控制器用于将所述调光器开关调节到所述第一工作模式。
59.如权利要求54所述的调光器开关，其中，所述预定时间包括400微秒。
60.如权利要求52所述的调光器开关，还包括用于感测代表所述负载电流的幅度的电特性的感测电路，所述控制器耦合到所述感测 电路，使得所述控制器用于响应于所述电特性而将所述调光器开关调节到所述第一工作模 式和所述第二工作模式中的一个。
61.如权利要求52所述的调光器开关，其中，所述控制器用于在所述控制器上电时将 所述调光器开关调节到所述第一工作模式和所述第二工作模式中的一个。
62.如权利要求61所述的调光器开关，还包括耦合到所述控制器用于存储所述发光负载的期望亮度的存储器；其中，所述控制器用于在所述控制器上电时从所述存储器确定所述期望亮度，并且用 于在上电时如果所述期望亮度大于零将所述调光器开关调节到所述第一工作模式和所述 第二工作模式中的一个。
63.如权利要求62所述的调光器开关，还包括耦合到所述控制器的控制致动器，所述控制器用于响应于所述控制致动器的致动而打 开所述发光负载；其中，如果在上电时确定所述期望亮度关闭，则所述控制器用于在所述发光负载打开 时将所述调光器开关调节到所述第一工作模式和所述第二工作模式中的一个。
64.如权利要求52所述的调光器开关，其中，所述可控导通切换设备包括双向半导体 开关。
65.如权利要求64所述的调光器开关，其中，所述双向半导体开关包括三端双向可控 硅开关。
66.一种适于耦合在AC电源和发光负载之间用于将所述发光负载的亮度控制在高端亮度设置和低端亮度设置之间的调光器开关，所述调光器开关包括 适于耦合到所述AC电源的第一负载端子； 适于耦合到所述发光负载的第二负载端子；适于以串联电连接的方式耦合在所述第一和第二负载端子之间用于控制传送到所述 发光负载的功率的量的可控导通切换设备；耦合到所述可控导通切换设备的控制输入端用于在所述AC电源的每一个半周期的导 通间隔内将所述可控导通切换设备控制为导通的控制器；以及感测电路，耦合所述感测电路使得所述感测电路用于感测所述第二负载端子的电特性 并且适于向所述控制器提供代表所述电特性的控制信号；其中，所述控制器用于响应于来自所述感测电路的所述控制信号而在第一工作模式和 第二工作模式之间改变所述调光器开关，使得在所述第一工作模式中将所述高端亮度设置 调节到第一高端亮度设置值并且将所述低端亮度设置调节到第一低端亮度设置值，并且在 所述第二工作模式中将所述高端亮度设置调节到第二高端亮度设置值并且将所述低端亮 度设置调节到第二低端亮度设置值。
67.如权利要求66所述的调光器开关，其中，所述第二高端亮度设置值小于所述第一 高端亮度设置值，并且所述第二低端亮度设置值大于所述第一低端亮度设置值。
68.如权利要求66所述的调光器开关，其中，所述感测电路包括以并联电连接的方式 与所述可控导通切换设备耦合的电压感测电路。
69.一种适于耦合在AC电源与发光负载之间用于将所述发光负载的亮度控制在高端 亮度设置和低端亮度设置之间的调光器开关，所述调光器开关包括适于耦合到所述AC电源的第一负载端子； 适于耦合到所述发光负载的第二负载端子；适于以串联电连接的方式耦合在所述第一负载端子和第二负载端子之间用于控制传 送到所述发光负载的功率的量的可控导通切换设备；耦合到所述可控导通切换设备的控制输入端用于在所述AC电源的每一个半周期的导 通间隔内将所述可控导通切换设备控制为导通的控制器，所述控制器用于将所述调光器开 关自动调节到第一工作模式和第二工作模式中的一个，使得在所述第一工作模式中将所述 高端亮度设置调节到第一高端亮度设置值并且将所述低端亮度设置调节到第一低端亮度 设置值，并且在所述第二工作模式中将所述高端亮度设置调节到第二高端亮度设置值并且 将所述低端亮度设置调节到第二低端亮度设置值。
70.如权利要求69所述的调光器开关，其中，所述第二高端亮度设置值小于所述第一 高端亮度设置值，并且所述第二低端亮度设置值大于所述第一低端亮度设置值。
71.如权利要求69所述的调光器开关，其中，所述控制器用于在上电时将所述调光器 开关自动调节到所述第一工作模式和所述第二工作模式中的一个。
72.—种控制调光器开关的方法，所述调光器开关适于耦合在AC电源与发光负载之 间，所述调光器开关适于将所述发光负载的亮度控制在高端亮度设置与低端亮度设置之 间，所述方法包括以下步骤在所述AC电源的每一个半周期的导通间隔内将负载电流从所述AC电源传导至所述发 光负载；控制每一个半周期所述导通间隔的长度；将所述调光器开关自动改变到第一工作模式和第二工作模式中的一个； 在工作在所述第一工作模式中时，将所述高端亮度设置调节到第一高端亮度设置值并 且将所述低端亮度设置调节到第一低端亮度设置值；以及在工作在所述第二工作模式中时，将所述高端亮度设置调节到第二高端亮度设置值并 且将所述低端亮度设置调节到第二低端亮度设置值；其中，所述第二高端亮度设置值小于所述第一高端亮度设置值，并且所述第二低端亮 度设置值大于所述第一低端亮度设置值。
73. —种适于耦合在AC电源与发光负载之间用于将所述发光负载的亮度控制在高端 亮度设置和低端亮度设置之间的调光器开关，所述调光器开关包括用于在所述AC电源的每一个半周期的导通间隔内将负载电流从所述AC电源传导至所 述发光负载的模块；以及用于控制每一个半周期所述导通间隔的长度的模块； 其中，所述改善包括用于将所述调光器开关自动改变到第一工作模式和第二工作模式中的一个的模块； 用于在工作在所述第一工作模式中时将所述高端亮度设置调节到第一高端亮度设置 值并且将所述低端亮度设置调节到第一低端亮度设置值的模块；以及用于在工作在所述第二工作模式中时将所述高端亮度设置调节到第二高端亮度设置 值并且将所述低端亮度设置调节到第二低端亮度设置值的模块，所述第二高端亮度设置值 小于所述第一高端亮度设置值，并且所述第二低端亮度设置值大于所述第一低端亮度设置
全文摘要
本发明提供一种用于控制可调光螺纹紧凑荧光灯亮度的调光器开关。所述调光器开关提供对所述荧光灯的平滑调光并且防止所述灯由于多次重击穿产生的闪烁。所述调光器开关通过限制所述荧光灯的高端光亮度避免所述调光器电路的可控导通切换设备的多次点火来防止多次重击穿。具体而言，所述调光器开关将所述可控导通切换设备的导通间隔的长度限制到小于每一个半周期的大致75％。所述调光器开关可以包括用于在白炽工作模式和螺纹紧凑荧光模式之间改变所述调光器开关的用户可访问调节致动器。所述调光器开关还可以用于通过检测所述可控导通切换设备的多次点火的发生而在所述白炽工作模式和所述螺纹紧凑荧光模式之间自动改变所述调光器开关。
文档编号H05B41/392GK101884251SQ200880118536
公开日2010年11月10日 申请日期2008年10月21日 优先权日2007年10月31日
发明者M·S·泰帕莱, R·韦特曼 申请人:路创电子公司