基于传导时间的可变反馈信号的制作方法_2

文档序号:8458893阅读:来源:国知局
于发光二极管(LED)的相位调光应用,相位调光器电 路通常对于每一个半线循环的一部分将ac输入电压断开,以限制供应给LED的电压和电流 的量。如上文提到的,相角通常是对调光器电路已经断开输入每个半线循环多少度的测量。 例如,ac输入电压的半线循环可以具有180度的总度数。这样,调光器电路在一个半线循 环中去除ac输入电压的一半对应于90度的相角。在另一个实施例中,在一个半线循环中 去除ac输入电压的四分之一可对应于45度的相角。
[0035] 替代地,传导角是对三端双向可控硅调光器电路不断开ac输入电压的每个半线 循环多少度(相对于零度参考)的测量。或换句话说,传导角是对其中三端双向可控硅调 光器电路传导的每个半线循环多少度的测量。在一个实施例中,在一个半线循环中去除ac 输入电压的四分之一可对应于45度的相角但对应于135度的传导角。这样,通过测量ac 输入电压被断开的时间的量(即调光器电路不传导的时间的量)或ac输入电压未被断开 的时间的量(即调光器电路传导的时间的量)可确定由调光器电路设定的调光量。
[0036] 在本发明的一个实施例中,从ac输入电压直接测量由调光器电路设定的调光量。 在一个实施例中,传导信号可从ac输入电压生成且代表调光器电路的位置。例如,传导信 号可以是带有变化长度的逻辑高段和逻辑低段的矩形脉冲波形。当调光器电路传导时(或 换句话说,当ac输入电压未从功率转换器断开时),传导信号可以是逻辑高,且当调光器电 路未传导时(或换句话说,当ac输入电压从功率转换器断开时),传导信号可以是辑低, 或反之亦然。逻辑高段或逻辑低段的长度可对应于调光器电路传导或不传导的时间的量。 这样,可以从ac输入电压直接测量传导角或相角。此外,本发明的实施例包括响应于调光 器电路生成可变反馈参考的可变参考发生器。可变参考发生器被耦合以响应于调光器电 路在输入信号的若干个全线周期内的传导生成一个参考值。在一个实施例中,可变参考发 生器生成调光器电路在输入信号的若干个全线循环内的传导时间的集中趋势值(central tendency value)。然后,当满足某些条件时,使可变反馈参考更新到大体上相等的集中趋 势值。首先参考图1,示出了示例功率转换器100的功能方块图,包括ac输入电压V A。102、 调光器电路104、调光器输出电压Vim 106、整流器108、整流电压Vkect 109、能量传递元件Tl 110、能量传递元件Tl 110的初级绕组112、能量传递元件Tl 110的次级绕组114、开关Sl 116、输入返回(input return) 117、箝位电路118、整流器Dl 120、输入电容器Cf 121、输出 电容器Cl 122、负载124、检测电路126、控制器128。控制器128还包括驱动电路单元130、 调光器传导探测电路132、振荡器134、可变参考发生器136、反馈参考电路138(被示为比 较器或运算放大器)。在一个实施例中,在控制器128中还可包括检测电路126。图1还示 出输出电压V。140、输出电流I。142、输出量U q 144、反馈信号Ufb 146、电压检测信号148、 开关电流Id 150、电流检测信号152、传导信号Ukmi 154、系统时钟156、反馈参考信号Ukef 158和驱动信号160。图1中示出的示例开关模式功率转换器100被以回扫配置(flyback configuration)耦合,回扫配置仅仅是可以得益于本发明的教导的开关模式功率转换器的 一个实施例。应理解,开关模式功率转换器的其他已知拓扑和配置也可以得益于本发明的 教导。另外,图1中示出的示例功率转换器是隔离式功率转换器。应理解,非隔离式功率转 换器也可以得益于本发明的教导。
[0037] 功率转换器100从未调节的输入电压向负载124提供输出功率。在一个实施方 案中,输入电压是ac输入电压V ac 102。在另一个实施方案中,输入电压是整流的ac输入 电压,例如整流电压Vkect 109。如所示出的,调光器电路104接收ac输入电压Vac 102并且 产生调光器输出电压Viw 106。调光器电路104可以用来限制传送到功率转换器100的电 压。在一个实施方案中,调光器电路104可以是相位调光电路,例如三端双向可控硅相位调 光器。调光器电路104还耦合到整流器108,并且调光器输出电压V dq 106由整流器108接 收。
[0038] 整流器108输出整流电压Vkect 109。在一个实施方案中,整流器108可以是桥式 整流器。整流器108还耦合到能量传递元件Tl 110。在本发明的一些实施方案中,能量传 递元件Tl 110可以是親合电感器(coupled inductor)。在一些实施方案中,能量传递元件 Tl 110可以是变压器。在另一个实施例中,能量传递元件Tl 110可以是电感器。在图1的 实施例中,能量传递元件Tl 110包括两个绕组,即初级绕组112和次级绕组114。然而,应 理解,能量传递元件Tl 110可以具有不止两个绕组。在图1的实施例中,初级绕组112可 以被认为是输入绕组,且次级绕组114可被认为是输出绕组。初级绕组112还被耦合到开 关Sl 116,开关Sl 116然后还被耦合到输入返回117。
[0039] 另外,在图1的实施例中,箝位电路118被示出为被耦合在能量传递元件Tl 110 的初级绕组112的两端。滤波电容器Cf 121可以并联耦合于初级绕组112和开关Sl 116。 换句话说,滤波电容器Cf 121可以耦合到整流器108和输入返回117。能量传递元件Tl 110的次级绕组114被耦合到整流器Dl 120。在图1的实施例中,整流器Dl 120被例示为 二极管。然而,在一些实施方案中,整流器D1120可以是用作同步整流器的晶体管。在图1 中输出电容器Cl 122和负载124二者都被示出为被耦合到整流器Dl 120。一个输出被提 供给负载124,并且可以被提供为调节的输出电压Vtj 140、调节的输出电流Itj 142或二者的 组合。在一个实施方案中,负载124可以是发光二极管(LED)、LED模块或LED阵列。
[0040] 功率转换器100还包括电路系统以调节被例示为输出量Uq 144的输出。一般来 说,输出量Uq 144是输出电压V。140、输出电流I。142或二者的组合。检测电路126被耦 合,以检测输出量Uq 144并提供代表输出量Uq 144的反馈信号Ufb 146。反馈信号Ufb 146 可以是电压信号或电流信号。在一个实施例中,检测电路126可以从被包括在能量传递元 件Tl 110内的附加绕组检测输出量Uq 144。在另一个实施例中,在控制器128和检测电路 126之间可以有电流隔离(未示出)。电流隔离可以通过使用器件诸如光耦合器、电容器或 磁親合实现。在另一个实施例中,检测电路126可以利用分压器(voltage divider)从功 率转换器100的输出检测输出量Utj 144。
[0041] 控制器128被耦合到检测电路126且从检测电路126接收反馈信号Ufb 146。控制 器128还包括用于接收电压检测信号148、电流检测信号152的端子和用于向功率开关Sl 116提供驱动信号160的端子。在图1的实施例中,电压检测信号148可代表整流电压Vkect 109。然而,在其他实施例中,电压检测信号148可代表调光器输出电SVm106。电压检测 信号148可以是电压信号或电流信号。电流检测信号152可代表功率开关Sl 116中的开 关电流Id 150。电流检测信号152可以是电压信号或电流信号。另外,控制器128向功率 开关Sl 116提供驱动信号160以控制多种不同的开关参数,以控制从功率转换器100的输 入到功率转换器100的输出的能量传递。这样的参数的例子可包括功率开关Sl 116的开 关频率、开关周期、占空比或相应的接通(ON)和断开(OFF)时间。
[0042] 如图1的实施例中所示出的,控制器128包括驱动电路130、调光器传导探测电路 132、可变参考发生器136和反馈参考电路138。驱动电路130被耦合为响应于反馈参考信 号U kef 158来控制开关116的开关(通过驱动信号160)。另外,驱动电路130也可被耦合 为响应于电流检测信号152。虽然在图1中示出了单个控制器,但应理解,功率转换器100 可利用多个控制器。此外,驱动电路130、调光器传导探测电路132、可变参考发生器136和 反馈参考电路138不需要在单个控制器内。例如,功率转换器100可具有耦合到功率转换 器100的输入侧的初级控制器和耦合到功率转换器100的输出侧的次级控制器。调光器传 导探测电路132、可变参考发生器136和反馈参考电路138可被包括在次级控制器中,而驱 动电路130可被包括在初级控制器中。反馈参考电路138的输出可通过通信链路,例如磁 耦合,被发送到驱动电路130。
[0043] 调光器传导探测电路132被耦合以生成代表调光器电路104的传导时间的传导信 号。在一个实施
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