專利名稱：用于開關(guān)電源的調(diào)光電路的相角測(cè)量的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及電源，并且更具體地，涉及和調(diào)光器電路一起使用的電源。
背景技術(shù)：
電子設(shè)備使用電力來運(yùn)行。開關(guān)模式電源由于其效率高、尺寸小和重量輕，被普遍用來為許多現(xiàn)在的電子裝置提供動(dòng)力。常規(guī)的壁式插座提供高電壓交流電。在開關(guān)電源中， 高電壓交流(ac)輸入通過能量傳遞元件(energy transfer element)被轉(zhuǎn)換，以提供適當(dāng)調(diào)節(jié)的直流(dc)輸出。開關(guān)模式電源控制電路通常通過檢測(cè)代表一個(gè)或多個(gè)輸出量的一個(gè)或多個(gè)輸入并且控制閉環(huán)中的輸出來提供輸出調(diào)節(jié)。在運(yùn)行中，在開關(guān)模式電源中通過改變開關(guān)的占空比(通常是開關(guān)的接通時(shí)間與總開關(guān)周期之比)、改變開關(guān)的開關(guān)頻率或改變開關(guān)的每單位時(shí)間的脈沖數(shù)，利用開關(guān)提供期望的輸出。在用于照明應(yīng)用的一種調(diào)光中，三端雙向可控硅(triac)調(diào)光器電路通常去除ac 輸入電壓的一部分以限制提供給白熾燈的電壓和電流的量。這被稱為相位調(diào)光，因?yàn)橛靡远葹閱挝粶y(cè)量的ac輸入電壓周期的一部分指定缺失電壓的位置通常是便利的。一般而言， ac輸入電壓是正弦波形，并且ac輸入電壓的周期被稱為全線循環(huán)(linecycle)。這樣，ac 輸入電壓的周期的一半被稱為半線循環(huán)。一個(gè)完整的周期具有360度，半線循環(huán)具有180 度。通常，相角是對(duì)調(diào)光器電路去除每一個(gè)半線循環(huán)多少度(相對(duì)于零度參考)的測(cè)量。這樣，三端雙向可控硅調(diào)光器電路在半線循環(huán)中去除ac輸入電壓的一半對(duì)應(yīng)于90度的相角。 在另一個(gè)實(shí)施例中，在半線循環(huán)中去除ac輸入電壓的四分之一對(duì)應(yīng)于45度的相角。雖然相角調(diào)光對(duì)直接接收變化的ac輸入電壓的白熾燈很有效，但是對(duì)于發(fā)光二極管(LED)燈它通常會(huì)導(dǎo)致問題。LED燈需要一個(gè)穩(wěn)定電源從ac電力線提供調(diào)節(jié)的電流和電壓。常規(guī)的穩(wěn)定電源控制器通常不會(huì)如期望地對(duì)三端雙向可控硅調(diào)光器電路去除ac輸入電壓的一部分做出響應(yīng)。穩(wěn)定電源通常被設(shè)計(jì)成忽略ac輸入電壓的失真。它們的目的是傳送一個(gè)恒定的調(diào)節(jié)的輸出，直到低輸入電壓導(dǎo)致它們完全關(guān)掉。這樣，常規(guī)的穩(wěn)定電源將不會(huì)對(duì)LED燈調(diào)光。除非用于LED燈的電源被特別地設(shè)計(jì)成以一種期望的方式對(duì)來自三端雙向可控硅調(diào)光器電路的電壓進(jìn)行識(shí)別和反應(yīng)，否則三端雙向可控硅調(diào)光器可能會(huì)引起不可接受的結(jié)果，例如LED燈的閃爍，大相角下LED燈的閃光以及LED燈的色移。因此，電源可以包括一個(gè)改進(jìn)的常規(guī)電源控制器，該改進(jìn)的常規(guī)電源控制器被設(shè)計(jì)成通過如下方式響應(yīng)三端雙向可控硅調(diào)光器電路直接檢測(cè)調(diào)光器電路輸出的平均值(換句話說，在三端雙向可控硅調(diào)光器電路已經(jīng)去除ac輸入電壓的一部分之后的ac輸入電壓的平均值)，以確定所要求調(diào)光的量。一般而言，調(diào)光器電路輸出的較小平均值會(huì)對(duì)應(yīng)于去除ac輸入電壓的較大部分，因而對(duì)應(yīng)于較大的相角。這樣，改進(jìn)的常規(guī)電源控制器利用這種關(guān)系來間接地確定相角并改變電源的輸出被調(diào)節(jié)到的量。然而，通過以此方式間接測(cè)量相角，探測(cè)到的調(diào)光的量(并且因此電源的輸出被調(diào)節(jié)到的量)受ac輸入電壓變化的影響。換句話說，通過調(diào)光器電路輸出的平均值測(cè)得的相角的準(zhǔn)確性取決于ac輸入電壓的變化。


根據(jù)結(jié)合以下附圖給出的對(duì)本發(fā)明的以下更具體描述，本發(fā)明的一些實(shí)施方案的上述以及其他方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將更明顯。圖1是示出了帶有利用根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方案的控制器的調(diào)光器電路的示例性開關(guān)電源的功能方塊圖。圖2A是示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方案的圖1的開關(guān)電源的示例性整流輸入電壓波形的圖。圖2B是示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方案的圖2A的示例性整流輸入電壓的一段 (section)和對(duì)應(yīng)的零交叉信號(hào)的圖。圖3A是示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方案的開關(guān)電源的另一示例性整流輸入電壓波形的圖。圖;3B是示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方案的圖3A的示例性整流輸入電壓的一段和對(duì)應(yīng)的零交叉信號(hào)的圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方案的控制器的功能方塊圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方案的圖4的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的功能方塊圖。圖6是示出了圖4的計(jì)數(shù)器的示例性計(jì)數(shù)的表。圖7是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方案的圖4的示例性線同步振蕩器的功能方塊圖。在附圖的所有若干視圖中，對(duì)應(yīng)的參考字符指示對(duì)應(yīng)的部件。技術(shù)人員應(yīng)理解，圖中的元件是為了簡(jiǎn)化和清楚的目的而示出的，并且未必按比例繪制。例如，圖中一些元件的尺寸可以相對(duì)于其他元件被夸大，以幫助提高對(duì)本發(fā)明不同實(shí)施方案的理解。此外，為了便于較少受妨礙地觀察本發(fā)明這些不同實(shí)施方案，在商業(yè)可行的實(shí)施方案中有用或必需的常見但是眾所周知的元件通常未被示出。
具體實(shí)施例方式本文中描述了用于調(diào)光電路的相角測(cè)量的控制器和電源的實(shí)施方案。在下文的描述中，闡明了多個(gè)具體細(xì)節(jié)，以提供對(duì)所述實(shí)施方案的透徹理解。然而，相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，在沒有所述具體細(xì)節(jié)中的一個(gè)或多個(gè)的情況下，或者使用其他方法、部件、材料等等，可實(shí)施本文中描述的技術(shù)。在其他情況下，為了避免使某些方面模糊，沒有示出或詳細(xì)描述眾所周知的結(jié)構(gòu)、材料或操作。在該說明書全文中提到“一個(gè)實(shí)施方案”、“一實(shí)施方案”、“一個(gè)實(shí)施例”或“一實(shí)施例”意指關(guān)于該實(shí)施方案或?qū)嵤├枋龅奶囟ㄌ卣?、結(jié)構(gòu)或特性被包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方案中。因此，在該說明書全文中各個(gè)地方出現(xiàn)的短語“在一個(gè)實(shí)施方案中”、“在一實(shí)施方案中”、“一個(gè)實(shí)施例”或“一實(shí)施例”未必全都指相同的實(shí)施方案或?qū)嵤├Ｔ僬?，所述特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可以在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案或?qū)嵤├幸匀魏魏线m的組合和/或子組合結(jié)合。此外，應(yīng)理解，本文中提供的圖是出于向本領(lǐng)域普通技術(shù)人員解釋的目的，并且附圖未必按比例繪制。對(duì)于相位調(diào)光應(yīng)用，包括用于發(fā)光二極管(LED)的相位調(diào)光應(yīng)用，相位調(diào)光器電路通常在每個(gè)半線循環(huán)去除ac輸入電壓的一部分，以限制提供給LED的電壓和電流的量。 如上文提到的，相角通常是對(duì)調(diào)光器電路去除每個(gè)半線循環(huán)多少度的測(cè)量。例如，ac輸入電壓的半線循環(huán)可以具有180度的總度數(shù)。這樣，調(diào)光器電路在半線循環(huán)中去除ac輸入電壓的一半對(duì)應(yīng)于90度的相角。在另一個(gè)實(shí)施例中，在半線循環(huán)中去除ac輸入電壓的四分之一可對(duì)應(yīng)于45度的相角。對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方案，通過ac輸入電壓的零交叉直接測(cè)量相角，以進(jìn)行更精確的測(cè)量。零交叉一般指的是當(dāng)ac輸入電壓與零電壓交叉時(shí)?；蛘邠Q句話說，零交叉指的是當(dāng)ac輸入電壓的幅度從正數(shù)變成負(fù)數(shù)或者從負(fù)數(shù)變成正數(shù)時(shí)。然而，零交叉一般也可以指當(dāng)信號(hào)基本接近零電壓時(shí)。確定調(diào)光器電路輸出(換句話說，在調(diào)光器電路已經(jīng)去除ac輸入電壓的一部分之后的ac輸入電壓)的零交叉持續(xù)時(shí)間會(huì)向電源控制器發(fā)信號(hào)表明除了施加的調(diào)光的量之外，調(diào)光器電路正在被利用。在本發(fā)明的實(shí)施方案中，確定輸出調(diào)光器電路的零交叉持續(xù)時(shí)間會(huì)直接測(cè)量相角。這樣，測(cè)得的相角和探測(cè)到的調(diào)光的量將較少受ac 輸入電壓的變化影響。首先參考圖1，示出了示例性開關(guān)電源100的功能方塊圖，包括ac輸入電壓 VAC102、調(diào)光器電路104、調(diào)光器輸出電壓VDQ106、整流器108、整流電壓VKKT110、帶有初級(jí)繞組114和次級(jí)繞組116的能量傳遞元件Tl 112、開關(guān)SPl 18、輸入回路(return) 120、箝位電路122、濾波電容器Cf 124、整流器D1126、輸出電容器C1128、輸出量U。、輸出電壓V。、輸出電流Itj、反饋電路132、反饋信號(hào)Ufb 134、控制器136、驅(qū)動(dòng)信號(hào)138、電流檢測(cè)輸入信號(hào)140、 電壓檢測(cè)輸入信號(hào)142和開關(guān)電流Id 144。在圖1中還示出了耦合到開關(guān)電源100的輸出的負(fù)載130。圖1中示出的示例性開關(guān)電源100總體被構(gòu)造為回掃調(diào)節(jié)器，回掃調(diào)節(jié)器是可以得益于本發(fā)明的教導(dǎo)的開關(guān)電源拓?fù)涞囊粋€(gè)實(shí)施例。然而，應(yīng)理解，開關(guān)電源調(diào)節(jié)器的其他已知拓?fù)浜蜆?gòu)造也可以得益于本發(fā)明的教導(dǎo)。開關(guān)電源100從未調(diào)節(jié)的輸入電壓向負(fù)載130提供輸出功率。在一個(gè)實(shí)施方案中，輸入電壓是ac輸入電壓VAe 102。在另一個(gè)實(shí)施方案中，輸入電壓是經(jīng)整流的ac輸入電壓，例如整流電壓Vkect 110。如所示出的，調(diào)光器電路104接收ac輸入電壓VAe 102并且產(chǎn)生調(diào)光器輸出電壓Vdq 106。在一個(gè)實(shí)施方案中，調(diào)光器電路104可以是相位調(diào)光電路， 例如三端雙向可控硅相位調(diào)光器。調(diào)光器電路104還耦合到整流器108，并且調(diào)光器輸出電壓Vdq 106由整流器108接收。整流器108輸出整流電壓Vkect 110。在一個(gè)實(shí)施方案中， 整流器108可以是橋式整流器。整流器108還耦合到能量傳遞元件Tl 112。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，能量傳遞元件Tl 112可以是耦合電感(coupled inductor) 0在一些實(shí)施方案中，能量傳遞元件Tl 112可以是變壓器。在圖1的實(shí)施例中，能量傳遞元件Tl 112 包括兩個(gè)繞組，即初級(jí)繞組114和次級(jí)繞組116。然而，應(yīng)理解，能量傳遞元件Tl 112可以具有不止兩個(gè)繞組。初級(jí)繞組114還耦合到開關(guān)SP 118，開關(guān)SP 118然后耦合到輸入回路 120。在一個(gè)實(shí)施方案中，開關(guān)SP 118可以是晶體管，例如金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (MOSFET)。在另一個(gè)實(shí)施例中，控制器136可以被實(shí)現(xiàn)為單片集成電路，或者可以用分立電氣部件或者用分立和集成部件的組合實(shí)現(xiàn)?？刂破?36和開關(guān)SP118可形成集成電路146 的一部分，集成電路146被制造為混合集成電路或單片集成電路。此外，在圖1的實(shí)施方案中箝位電路122被示為并聯(lián)耦合在能量傳遞元件Tl 112 的初級(jí)繞組114的兩端。濾波電容器Cf IM可以與初級(jí)繞組114和開關(guān)SP118并聯(lián)耦合。 換句話說，濾波電容器(；IM可以耦合到整流器108和輸入回路120。能量傳遞元件Tl 112 的次級(jí)繞組116耦合到整流器Dl 126。在圖1的實(shí)施例中，整流器Dl 1 被例示為二極
6管。然而，在一些實(shí)施方案中，整流器Dl 1 可以是用作同步整流器的晶體管。在圖1中輸出電容器Cl 1 和負(fù)載130均被示為耦合到整流器Dl 126。提供給負(fù)載130—輸出，并且所述輸出可以調(diào)節(jié)的輸出電壓％、調(diào)節(jié)的輸出電流Itj或二者的組合的形式提供。在一個(gè)實(shí)施方案中，負(fù)載130可以是發(fā)光二極管(LED)陣列。開關(guān)模式電源100還包括電路，以調(diào)節(jié)被例示為輸出量^的輸出。一般來說，輸出量U0是輸出電壓Vtj、輸出電流Itj或二者的組合。反饋電路132被耦合，以從開關(guān)模式電源 100的輸出檢測(cè)輸出量^，并且產(chǎn)生反饋信號(hào)Ufb 134。在另外的實(shí)施方案中，可以通過在變壓器的輸入側(cè)檢測(cè)代表輸出量U0的一個(gè)或多個(gè)量來獲得反饋信號(hào)Ufbo反饋電路132還耦合到控制器136的一端子，以使得控制器136接收反饋信號(hào)Ufb 134?？刂破?36還包括用于接收電流檢測(cè)輸入信號(hào)140的端子。電流檢測(cè)輸入信號(hào)140代表開關(guān)SP 118中的開關(guān)電流Id 144。此外，開關(guān)SP 118從控制器136接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)138。此外，控制器136還可以包括用于接收電壓檢測(cè)輸入信號(hào)142的端子。在圖1的實(shí)施例中，電壓檢測(cè)輸入信號(hào)142 代表整流電壓Vkect 110。然而，在另外的實(shí)施方案中，電壓檢測(cè)信號(hào)142可以代表調(diào)光器輸出電壓Vm 106。在運(yùn)行中，圖1的開關(guān)電源100從未調(diào)節(jié)的輸入一例如ac輸入電壓VAe 102—提供輸出功率到負(fù)載130?？梢栽陂_關(guān)電源100的負(fù)載130是LED陣列時(shí)，利用調(diào)光器電路 104來限制傳送到電源的功率的量。結(jié)果，傳送到LED陣列負(fù)載的電流被限制，并且LED陣列變暗。如上文提到的，調(diào)光器電路104可以是相位調(diào)光器電路，例如三端雙向可控硅調(diào)光器電路。當(dāng)ac輸入電壓Vac 102與零電壓交叉時(shí)，調(diào)光器電路104將ac輸入電壓Vac 102 斷開。在給定量的時(shí)間之后，調(diào)光器電路104將ac輸入電壓Vac 102與電源100重新連接。 換句話說，調(diào)光器電路104可以中斷ac輸入電壓Vac 102的相位。根據(jù)希望的調(diào)光的量， 調(diào)光器電路104控制ac輸入電壓Vac 102從電源斷開的時(shí)間的量。一般來說，較多的希望的調(diào)光對(duì)應(yīng)于這樣的較長(zhǎng)的時(shí)間段在該時(shí)間段內(nèi)調(diào)光電路104將ac輸入電壓\c 102斷開。如將會(huì)進(jìn)一步討論的，可以通過測(cè)量這樣的時(shí)間段確定相角在所述時(shí)間段內(nèi)調(diào)光電路 104將ac輸入電壓Vac 102斷開。調(diào)光器電路104產(chǎn)生由整流器108接收的調(diào)光器輸出電壓VDQ106。整流器108產(chǎn)生整流電壓Vkect 110。濾波電容器Cf IM過濾來自開關(guān)SP 118的高頻電流。對(duì)于另外的應(yīng)用，濾波電容器Cf IM可以足夠大，以使得大體dc電壓被施加到能量傳遞元件T1112。然而，對(duì)于帶有功率因數(shù)校正(PFC)的電源，可以利用小濾波電容器Cf 124，以允許施加到能量傳遞元件T1112的電壓基本跟隨整流電壓VKECT110。這樣，可以選擇濾波電容器Cf IM的值，以使得濾波電容器Cf IM上的電壓在ac輸入電壓Vac 102的每個(gè)半線循環(huán)期間基本達(dá)到零?；蛘邠Q句話說，濾波電容器Cf IM上的電壓基本跟隨調(diào)光器輸出電壓Vdq 106的正幅度。這樣，通過檢測(cè)濾波電容器(；IM上的電壓(或者換句話說，整流電壓Vkect 110)，控制器136可以探測(cè)調(diào)光器電路104何時(shí)將ac輸入電壓VAe 102從電源100斷開。在另一個(gè)實(shí)施方案中，通過檢測(cè)開關(guān)電流Id 144，控制器136可以探測(cè)調(diào)光器電路104何時(shí)將ac輸入電壓\c 102從電源100斷開。開關(guān)電源100利用能量傳遞元件T1112在初級(jí)繞組114和次級(jí)繞組116之間傳遞電壓。箝位電路122耦合到初級(jí)繞組114，以限制開關(guān)SP118上的最大電壓。響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)138，開關(guān)SP118打開和閉合。一般地應(yīng)理解，閉合的開關(guān)可以傳導(dǎo)電流，并且被認(rèn)為是導(dǎo)通的，而打開的開關(guān)不能傳導(dǎo)電流，并且被認(rèn)為是斷開的。在一些實(shí)施方案中，開關(guān)SP118 可以是晶體管，并且開關(guān)SP118和控制器136可以形成集成電路146的一部分。在運(yùn)行中， 開關(guān)SP118的開關(guān)在整流器Dl 1 處產(chǎn)生脈沖電流。整流器Dl 1 中的電流由輸出電容器Cl 128濾波，以在負(fù)載130處產(chǎn)生基本恒定的輸出電壓V。、輸出電流Iq或者二者的組合。反饋電路132檢測(cè)電源100的輸出量隊(duì)，以向控制器136提供反饋信號(hào)Ufb 134。 反饋信號(hào)Ufb 134可以是電壓信號(hào)或電流信號(hào)，并且向控制器136提供關(guān)于輸出量U0的信息。此外，控制器136接收傳達(dá)(relay)開關(guān)SP118中的開關(guān)電流Id 144的電流檢測(cè)輸入信號(hào)140。開關(guān)電流Id 144可以以多種方式檢測(cè)，例如像分立電阻器兩端的電壓或當(dāng)晶體管正導(dǎo)通時(shí)該晶體管上的電壓。此外，控制器136可接收傳達(dá)整流電壓Vkect 110的值的電壓檢測(cè)輸入信號(hào)142。整流電壓VkectIIO可以以多種方式檢測(cè)，例如像通過電阻分壓器檢測(cè)。通過利用電流檢測(cè)輸入信號(hào)140所提供的開關(guān)電流Id 144，或者電壓檢測(cè)輸入信號(hào)142所提供的整流電壓Vkect 110或者二者的組合，控制器136可以確定相角。例如，控制器136測(cè)量其間調(diào)光器電路104將ac輸入電壓Vac 102從電源100斷開的時(shí)間的長(zhǎng)度。換句話說，控制器136測(cè)量其間調(diào)光器輸出電壓Vdq 106和整流電壓Vkect 110基本等于零電壓的時(shí)間的長(zhǎng)度。為了測(cè)量相角，控制器136用半線循環(huán)的時(shí)間長(zhǎng)度除其間調(diào)光器輸出電壓 Vdo 106和整流電壓Vkect 110基本等于零電壓的時(shí)間的長(zhǎng)度。如將會(huì)進(jìn)一步討論的，通過確定整流電壓VKEeT 110何時(shí)小于閾值電壓Vth，控制器136確定調(diào)光器輸出電壓Vdq 106和整流電壓Vkect 110何時(shí)基本等于零電壓。此外，控制器136可以利用計(jì)數(shù)器測(cè)量其間整流電壓Vkect HO小于閾值電壓Vth的時(shí)間的長(zhǎng)度?？刂破?36輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)138，以響應(yīng)于各個(gè)系統(tǒng)輸入操作開關(guān)SP118，從而將輸出量U()基本調(diào)節(jié)到期望值。在一個(gè)實(shí)施方案中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)138可以是帶有變化長(zhǎng)度的邏輯高段和邏輯低段的矩形脈沖波形，其中邏輯高值對(duì)應(yīng)于閉合的開關(guān)，并且邏輯低對(duì)應(yīng)于打開的開關(guān)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)可以由基本固定長(zhǎng)度的邏輯高(或?qū)?ON)) 脈沖組成，并且通過改變每振蕩器循環(huán)數(shù)量的導(dǎo)通脈沖數(shù)量來調(diào)節(jié)。接下來參考圖2A，示出了開關(guān)電源100的整流電壓Vkect 110的示例性波形的圖， 包括半線循環(huán)THl 202、閾值電壓Vth 204、峰值電壓Vp 206和段210。圖2B示出了段210和對(duì)應(yīng)的零交叉信號(hào)212。控制器利用零交叉信號(hào)212測(cè)量相角，并隨后改變電源的輸出被調(diào)節(jié)到的量。一般來說，ac輸入電壓Vac 102是正弦波形，其中ac輸入電壓Vac 102的周期被稱為全線循環(huán)。數(shù)學(xué)上VAC = VpSinQ3IfLt)。其中Vp 206是ac輸入電壓Vac 102的峰值電壓，并且&是線輸入電壓的頻率?；蛘邠Q句話說，&是ac輸入電壓Vac 102的頻率。應(yīng)理解，全線循環(huán)是線頻率&的倒數(shù)，或者數(shù)學(xué)上全線循環(huán)=1/4。再者，半線循環(huán)Tm 202是
線頻率的兩倍的倒數(shù)，或者數(shù)學(xué)上7^ 整流電壓VkectIIO是整流器108和調(diào)光電路
104的合成輸出。對(duì)于圖2A的實(shí)施例，整流電壓Vkect 110的每一個(gè)半線循環(huán)Tm 202的開始基本等于零電壓，對(duì)應(yīng)于當(dāng)調(diào)光器電路104將ac輸入電壓Vac 102從電源斷開時(shí)。當(dāng)調(diào)光器電路104將ac輸入電壓VAe 102重新連接到電源時(shí)，整流電SVkect 110基本跟隨ac輸入電壓Vac 102的正幅度。或者數(shù)學(xué)上VKECT = |VDQ|。對(duì)于一些實(shí)施方案，閾值電壓Vth 204基本等于零。對(duì)于一些實(shí)施方案，閾值電壓Vth 204基本是整流電SVkkt 110的峰值電壓Vp 206的五分之一。在一個(gè)實(shí)施例中，如果整流電壓Vkect 110的峰值電壓Vp 206基本等于125V，則閾值電壓Vth 204基本等于25V。在另一個(gè)實(shí)施方案中，閾值電壓Vth 204基本是整流電SVkect 110的峰值電壓Vp 206的四分之一。應(yīng)理解，隨著閾值電壓Vth 204的值更接近零電壓，零交叉信號(hào)212指示整流電壓Vkect 110基本等于零這一點(diǎn)越精確。然而，整流電壓Vkect 110的值越接近零電壓，控制器136的實(shí)施方案檢測(cè)整流電壓Vkect 110的值可能越難。特別地，當(dāng)整流電壓Vkect 110處于零電壓或接近零電壓時(shí)，控制器136通過電流檢測(cè)信號(hào)140所提供的開關(guān)電流Id 144檢測(cè)整流電壓Vkect 110的值可能會(huì)有一些困難。這樣，當(dāng)整流電壓Vkect 110的值處于零電壓或接近零電壓時(shí)，控制器136的實(shí)施方案可具有非零閾值電壓Vth 204，以允許進(jìn)行零電壓狀況的檢測(cè)。此外，整流電壓Vkect 110可能部分地因?yàn)闉V波電容器Cf IM的選擇值而不達(dá)到零。圖2B示出了整流電壓Vkect 110的段210和對(duì)應(yīng)的零交叉信號(hào)212。本發(fā)明的實(shí)施方案利用零交叉信號(hào)212確定相角以及隨后確定針對(duì)電源100的調(diào)光的量。當(dāng)整流電壓 Veect 110小于閾值電壓Vth 204時(shí)，零交叉信號(hào)212處在指示整流電壓Vkect 110小于閾值電壓Vth 204的狀態(tài)。零交叉信號(hào)212是帶有邏輯高段和邏輯低段的矩形脈沖波形。對(duì)于圖 2B中示出的實(shí)施例，當(dāng)整流電壓Vkect 110小于閾值電壓Vth204時(shí)，零交叉信號(hào)212的值是邏輯高。當(dāng)整流電壓VkectIIO大于閾值電壓Vth 204時(shí)，零交叉信號(hào)212的值是邏輯低。如上文提到的，一旦調(diào)光器電路104將ac輸入電壓VAe 102重新連接到電源100，整流電壓Vkect 110跟隨ac輸入電壓VAe 102的正幅度。這樣，確定整流電壓VKEeT 110何時(shí)接近零電壓將對(duì)應(yīng)于探測(cè)ac輸入電壓Vac 102何時(shí)與零電壓交叉，因此有術(shù)語“零交叉”。然而，因?yàn)檎{(diào)光器電路104將ac輸入電壓VAe 102從電源斷開，整流電壓VKEeT 110 隨后的部分基本等于零。這樣，零交叉信號(hào)212處在指示整流電壓Vkect 110小于閾值電壓 Vth 204的狀態(tài)。對(duì)于圖2B中示出的實(shí)施例，零交叉信號(hào)212會(huì)是邏輯高值。相角是對(duì)調(diào)光器電路從ac輸入電壓Vac 102去除每個(gè)半線循環(huán)Tm 202多少度的測(cè)量。因此，通過測(cè)量其間零交叉信號(hào)212處在指示整流電壓Vkect 110小于閾值電壓Vth 204的狀態(tài)(即實(shí)施例中的邏輯高)的時(shí)間的長(zhǎng)度，控制器136可以測(cè)量相角。對(duì)于圖2B，其間零交叉信號(hào)處在邏輯高值的時(shí)間的長(zhǎng)度由Tz 218表示，該Tz 218在本文中稱為零交叉脈沖寬度Tz 218。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，可以通過把零交叉脈沖寬度Tz 218除以半線循環(huán)Tm202來計(jì)算相
角(以度為單位表示)，或者數(shù)學(xué)上相角(以度為單位表示)=f (I8O)。如
上文提到的，典型的調(diào)光系統(tǒng)通過測(cè)量在調(diào)光器電路已經(jīng)去除ac輸入電壓的一部分之后的ac輸入電壓的平均值來確定調(diào)光的量。調(diào)光器電路輸出的較小的平均值將對(duì)應(yīng)于較大的相角。這樣，典型的控制器利用這一關(guān)系間接確定相角，并且改變電源的輸出被調(diào)節(jié)到的量。然而，通過以此方式間接測(cè)量相角，探測(cè)到的調(diào)光的量(并且因此電源的輸出被調(diào)節(jié)到的量)會(huì)受ac輸入電壓的變化影響。換句話說，通過調(diào)光器電路輸出的平均值測(cè)得的相角的精確性將依賴于ac輸入電壓的變化。通過對(duì)零交叉脈沖寬度Tz 218的長(zhǎng)度計(jì)數(shù)并將該長(zhǎng)度與半線循環(huán)Tm 202比較，控制器136可以無關(guān)于ac輸入電壓Vac 102的形狀并無關(guān)于 ac輸入電壓V&102的變化，計(jì)算調(diào)光器電路104的相角以及確定所需的調(diào)光的量。這樣， 控制器136可以更精確地確定相角和調(diào)光的量，并且測(cè)得的相角將較少受ac輸入電壓的變化影響。
希望的調(diào)光的量對(duì)應(yīng)于其間調(diào)光器電路104將ac輸入電壓VAC102從電源斷開的時(shí)間的長(zhǎng)度。應(yīng)理解，調(diào)光器電路104還包括一輸入(未示出)，該輸入為調(diào)光器電路104 提供與希望的調(diào)光的量相關(guān)的信息。調(diào)光器電路104將ac輸入電壓Vac 102從電源斷開的時(shí)間越長(zhǎng)，整流電壓Vkect 110基本等于零電壓的時(shí)間越長(zhǎng)。結(jié)果，零交叉脈沖寬度Tz 218 的長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于調(diào)光器電路104提供的調(diào)光的量以及對(duì)應(yīng)的相角。如將會(huì)進(jìn)一步討論的，控制器136使用計(jì)數(shù)器確定零交叉脈沖寬度Tz 218的長(zhǎng)度。當(dāng)零交叉信號(hào)212跳到邏輯高值時(shí)一在圖2B中由開始時(shí)刻tSTAKT 214指示一計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)。當(dāng)零交叉信號(hào)212跳到邏輯低值時(shí)一在圖2B中由停止時(shí)刻tSTOP 216指示一計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。在停止時(shí)刻tSTOP 216從計(jì)數(shù)器輸出的計(jì)數(shù)是對(duì)零交叉脈沖寬度Tz 218長(zhǎng)度的測(cè)量的一個(gè)實(shí)施例。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，計(jì)數(shù)器可以繼續(xù)對(duì)半線循環(huán)Tm 202 的長(zhǎng)度計(jì)數(shù)，并且控制器可以確定相角。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，控制器136對(duì)半線循環(huán)Tm 202使用固定計(jì)數(shù)。例如，控制器136可以將半線循環(huán)Tm 202的總計(jì)數(shù)固定為320 個(gè)計(jì)數(shù)。當(dāng)半線循環(huán)Tm 202的總計(jì)數(shù)固定時(shí)，相角的每個(gè)可能度數(shù)將被固定為零交叉脈沖寬度Tz 218的具體計(jì)數(shù)。可以選擇每半線循環(huán)Tm 202的總計(jì)數(shù)，以使得每計(jì)數(shù)的百分誤差在可接受的容限水平內(nèi)。每半線循環(huán)Tm 202的總計(jì)數(shù)越大，每計(jì)數(shù)的百分誤差越小，或
者數(shù)學(xué)上每計(jì)數(shù)的誤差(以百分?jǐn)?shù)的形式表示)=丄(100 )，其中M是半線
M
循環(huán)Tm 202的總計(jì)數(shù)。如果半線循環(huán)Tm 202的總計(jì)數(shù)等于100，每計(jì)數(shù)的百分誤差將是 1%。如果半線循環(huán)Tm 202的總計(jì)數(shù)等于320個(gè)計(jì)數(shù)，每計(jì)數(shù)的百分誤差將是0.31%。如將會(huì)進(jìn)一步討論的，圖4和圖5示出了控制器136如何確定相角并使用所確定的相角促進(jìn)調(diào)光。接下來參考圖3A，示出了整流電壓Vkect 310的另一個(gè)示例性波形，包括半線循環(huán) Thl 302、閾值電壓Vth 304、峰值電壓Vp 306和段311。圖示出了整流電壓Vkect 310的段 311以及對(duì)應(yīng)的零交叉信號(hào)312。半線循環(huán)、302、閾值電壓Vth 304和峰值電壓Vp 306可以是圖2A和2B中示出的半線循環(huán)、202、閾值電壓VTH204和峰值電壓Vp 206的另外的實(shí)施例。整流電壓Vkect 310的示例性波形類似于圖2A中示出的整流電壓VKEeT 110。在圖 2A的實(shí)施例中，整流電壓Vkect 110是調(diào)光器電路104例如三端雙向可控硅調(diào)光器在每一個(gè)半線循環(huán)Tm 202的開始將ac輸入電壓Vac 102斷開的結(jié)果。然而，圖3A和圖中示出的整流電壓VKEeT 310是調(diào)光器電路104在每一個(gè)半線循環(huán)Tm 302的結(jié)尾將ac輸入電壓Vac 102斷開的結(jié)果。結(jié)果，在半線循環(huán)Tm 302的結(jié)尾整流電壓Vkect 310基本等于零電壓。在半線循環(huán)Tm302的開始，整流電壓Vkect 310基本跟隨ac輸入電壓VAe 102的正幅度，直到調(diào)光器電路104將ac輸入電壓VAe 109從電源100斷開。然后整流電壓VKEeT 310的值落到大致零電壓，直到下一個(gè)半線循環(huán)的開始。圖:3B示出了整流電壓Vkect 310的段311和對(duì)應(yīng)的零交叉信號(hào)312。本發(fā)明的實(shí)施方案利用零交叉信號(hào)312確定相角以及隨后確定針對(duì)電源100的調(diào)光的量。當(dāng)整流電壓 Veect 310小于閾值電壓Vth304時(shí)零交叉信號(hào)312指示零交叉狀況存在。對(duì)于圖的實(shí)施例，當(dāng)整流電壓Vkect 310小于閾值電壓Vth 304時(shí)，零交叉信號(hào)312的值處在邏輯高值。當(dāng)整流電壓Vkect 310大于閾值電壓Vth304時(shí)，零交叉信號(hào)312的值處在邏輯低值。
如上文提到的，其間零交叉信號(hào)312處在指示零交叉狀況存在的邏輯高值的時(shí)間的長(zhǎng)度被稱為零交叉脈沖寬度Tz 318。零交叉脈沖寬度Tz 318的長(zhǎng)度被用來測(cè)量相角和調(diào)光器電路104所指示的調(diào)光的量。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，可通過比較零交叉脈沖寬度 Tz 318和半線循環(huán)THL 302來計(jì)算相角，或者數(shù)學(xué)上相角(以度為單位表示)=
JT- (180)。通過對(duì)零交叉脈沖寬度Tz 318的長(zhǎng)度計(jì)數(shù)并比較零交叉脈沖寬度Tz 318和
半線循環(huán)Tm 302的長(zhǎng)度，控制器136可以無關(guān)于ac輸入電壓\c 102的形狀并無關(guān)于ac 輸入電壓Vac 102的變化，計(jì)算調(diào)光器電路104的相角以及確定所需要的調(diào)光的量?？刂破?36可以使用計(jì)數(shù)器確定零交叉脈沖寬度Tz 318的長(zhǎng)度。當(dāng)零交叉信號(hào)312跳到邏輯高值時(shí)一在圖:3B中由開始時(shí)刻tSTAKT314指示一計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)。當(dāng)零交叉信號(hào)312跳到邏輯低值時(shí)一在圖:3B中由停止時(shí)刻tSTOP 316指示一計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。在停止時(shí)刻tSTOP 316從計(jì)數(shù)器輸出的計(jì)數(shù)是對(duì)零交叉脈沖寬度Tz 318的測(cè)量的一個(gè)實(shí)施例。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，計(jì)數(shù)器可以繼續(xù)對(duì)半線循環(huán)Tm 302的長(zhǎng)度計(jì)數(shù)，并且控制器可以比較零交叉脈沖寬度1 318的計(jì)數(shù)和半線循環(huán)Tm 302的計(jì)數(shù)，以確定相角。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，控制器136對(duì)半線循環(huán)Tm 302使用固定計(jì)數(shù)。例如，控制器136可以將半線循環(huán)Tm 302的總計(jì)數(shù)固定到320個(gè)計(jì)數(shù)。當(dāng)半線循環(huán)！^ 302的總計(jì)數(shù)固定時(shí)，相角的每個(gè)可能度數(shù)將被固定為零交叉脈沖寬度Tz 318的具體計(jì)數(shù)。可以選擇每半線循環(huán)Tm 302的總計(jì)數(shù)，以使得每計(jì)數(shù)的百分誤差在可接受的容限水平內(nèi)。每半線循環(huán)Tm 302的總計(jì)數(shù)越大，每計(jì)數(shù)的百分誤差越小，或者數(shù)學(xué)上每
計(jì)數(shù)的誤差(以百分?jǐn)?shù)的形式表示)=丄(100)，其中M是半線循環(huán)、302
M
的總計(jì)數(shù)。如果半線循環(huán)Tm 302的總計(jì)數(shù)等于100，每計(jì)數(shù)的百分誤差將是1%。如果半線循環(huán)Tm 302的總計(jì)數(shù)等于320個(gè)計(jì)數(shù)，每計(jì)數(shù)的百分誤差將是0. 31 %。如將會(huì)進(jìn)一步討論的，圖4和圖5示出了控制器136如何確定相角并使用所確定的相角促進(jìn)調(diào)光。接下來參考圖4，示出了控制器136的功能方塊圖，包括反饋信號(hào)Ufb 134、驅(qū)動(dòng)信號(hào)138、電流檢測(cè)輸入信號(hào)140、電壓檢測(cè)輸入信號(hào)142、零交叉探測(cè)器402、振蕩器404、系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)405、計(jì)數(shù)器406、可選的偏置部件407、數(shù)模轉(zhuǎn)換器408 (D/A轉(zhuǎn)換器408)、放大器 410、零交叉信號(hào)412、驅(qū)動(dòng)邏輯部件414 (即驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器)、零交叉參考416和參考電壓 418。零交叉信號(hào)412是圖2B和;3B中示出的零交叉信號(hào)的一個(gè)實(shí)施例。圖4示出了控制器136如何測(cè)量相角并利用相角改變參考電壓418，從而促進(jìn)電源100輸出的調(diào)光。反饋信號(hào)134、驅(qū)動(dòng)信號(hào)138、電流檢測(cè)輸入信號(hào)140和電壓檢測(cè)輸入信號(hào)142 如上文所述地耦合和起作用?？刂破?36還包括零交叉探測(cè)器402，該零交叉探測(cè)器402耦合到并接收電流檢測(cè)輸入信號(hào)140和零交叉參考416。零交叉探測(cè)器402還可以接收電壓檢測(cè)輸入信號(hào)142。零交叉參考416代表閾值電壓Vth(如以閾值電壓Vth 204和304的形式所討論的)，并且零交叉探測(cè)器402輸出零交叉信號(hào)412。如上文提到的，零交叉信號(hào)412 指示零交叉狀況何時(shí)存在，或者換句話說整流電壓Vkect 110何時(shí)落在閾值電壓Vth以下。零交叉信號(hào)412是帶有變化長(zhǎng)度的邏輯高段和邏輯低段的矩形脈沖波形。零交叉信號(hào)412的連續(xù)上升沿之間的長(zhǎng)度基本等于半線循環(huán)Tm。此外，邏輯高段的時(shí)間長(zhǎng)度基本等于零交叉脈沖寬度Tz。在一個(gè)實(shí)施方案中，零交叉探測(cè)器402從電壓檢測(cè)信號(hào)142接收關(guān)于整流電
11壓Vkkt 110的信息，并且零交叉探測(cè)器402利用電壓檢測(cè)信號(hào)142和零交叉參考416產(chǎn)生零交叉信號(hào)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，零交叉探測(cè)器402從電流檢測(cè)信號(hào)140提供的開關(guān)電流 Id 144接收關(guān)于整流電壓Vkect 110的信息，并且零交叉探測(cè)器402利用電流檢測(cè)信號(hào)140 和零交叉參考416產(chǎn)生零交叉信號(hào)。在又一個(gè)實(shí)施方案中，零交叉探測(cè)器402從電壓檢測(cè)信號(hào)142和電流檢測(cè)信號(hào)140 二者接收關(guān)于整流電壓Vkect 110的信息，并且利用電流檢測(cè)信號(hào)140、電壓檢測(cè)信號(hào)142和零交叉參考416產(chǎn)生零交叉信號(hào)。當(dāng)開關(guān)SP 118導(dǎo)通時(shí)，開關(guān)SP 118的電壓和電流之間的關(guān)系可以表示為 m =、學(xué),其中Lp是初級(jí)繞組114的電感。對(duì)于在斷續(xù)傳導(dǎo)模式(DCM)下運(yùn)行的電源，
在任意開關(guān)循環(huán)期間，這一關(guān)系還可以表示為凡唭中Ipeak是開關(guān)電流Id 144
1on
的峰值，并且是開關(guān)SP 118的導(dǎo)通時(shí)間。然而，在一個(gè)開關(guān)循環(huán)內(nèi)，Vac的值可以被認(rèn)為是一個(gè)恒量，這是因?yàn)閷?dǎo)通時(shí)間相對(duì)于半線循環(huán)、是小的。對(duì)于圖1中示出的實(shí)施例，
vrect = lp ^f^，這樣零交叉探測(cè)器
1on402可以由開關(guān)電流Id 144確定整流電壓Vkect 110的值。在DCM下利用當(dāng)開關(guān)
SP 118導(dǎo)通時(shí)開關(guān)SP 118的電壓和電流之間的關(guān)系，或者數(shù)學(xué)上尸ra=、7^，控制器136
he
可以將零交叉電流閾值Izc和零交叉時(shí)間閾值tze固定為對(duì)應(yīng)于閾值電壓VthO04和304)。 通過確定開關(guān)電流Id 144的峰值何時(shí)小于零交叉電流閾值Izc，零交叉探測(cè)器402可以確定整流電壓VKEeT 110小于閾值電壓VthQ04和304)。對(duì)于一個(gè)實(shí)施方案，零交叉電流閾值Izc 是零交叉參考416的一個(gè)實(shí)施例。零交叉探測(cè)器402耦合到計(jì)數(shù)器406，并且計(jì)數(shù)器406接收零交叉信號(hào)412。此外，計(jì)數(shù)器406耦合到振蕩器404并且從振蕩器404接收系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)405。在一個(gè)實(shí)施方案中，振蕩器404是線同步振蕩器，在下文中關(guān)于圖7更詳細(xì)地描述線同步振蕩器的一實(shí)施例。在一個(gè)實(shí)施方案中，系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)405是帶有變化長(zhǎng)度的邏輯高段和邏輯低段的矩形脈沖波形。連續(xù)的上升沿之間的時(shí)間長(zhǎng)度基本等于振蕩器周期Τ·。振蕩器頻率可以被選擇為是半線頻率、的倍數(shù)，或者數(shù)學(xué)上:fosc = MfHL,M> 1，其中M是正整數(shù)。換句話說，半線循環(huán)Thl(THL = l/fHL)是振蕩器周期Tosc(Tosc = l/fosc)的倍數(shù)，或者數(shù)學(xué)上
tosc= ^7thl,1。如上文提到的，M的值也指每半線循環(huán)Tm的總計(jì)數(shù)。對(duì)于本發(fā)明的 m
一個(gè)實(shí)施方案，M的值是320。在一個(gè)實(shí)施方案中，振蕩器404還耦合到零交叉探測(cè)器402， 并接收零交叉信號(hào)412。如將會(huì)進(jìn)一步討論的，振蕩器404可利用零交叉信號(hào)412確定半線循環(huán)Tm，或者換句話說，半線頻率fm。當(dāng)振蕩器404是線同步振蕩器時(shí)，振蕩器404可調(diào)整振蕩器頻率fm，以使得M的值基本恒定。計(jì)數(shù)器406是二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，該二進(jìn)制計(jì)數(shù)器響應(yīng)于從振蕩器404接收的系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)405而增加?；蛘邠Q句話說，計(jì)數(shù)器406是二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，該二進(jìn)制計(jì)數(shù)器在振蕩器 404的每一個(gè)循環(huán)增加。計(jì)數(shù)器406在零交叉信號(hào)412的上升沿(對(duì)于圖2B和!3B，被示為開始時(shí)刻、TAKT 214和314)開始計(jì)數(shù)，并且計(jì)數(shù)器406繼續(xù)對(duì)零交叉脈沖寬度Tz的長(zhǎng)度計(jì)數(shù)。在一個(gè)實(shí)施方案中，計(jì)數(shù)器406隨后在零交叉信號(hào)的下一個(gè)下降沿(對(duì)于圖2B和;3B，被示為停止時(shí)刻tSTOP 216和316)停止計(jì)數(shù)。然后計(jì)數(shù)器406的內(nèi)部計(jì)數(shù)以位Bl到BN的形式被輸出到偏置部件407。在本文中位Bl到BN被稱為相位計(jì)數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，Bl 是最低有效位(LSB)并且BN是最高有效位(MSB)。在一個(gè)實(shí)施方案中，計(jì)數(shù)器406在零交叉信號(hào)412的下降沿復(fù)位回到零。在另一個(gè)實(shí)施方案中，計(jì)數(shù)器406在零交叉信號(hào)412的上升沿開始計(jì)數(shù)，并且計(jì)數(shù)器406繼續(xù)對(duì)零交叉脈沖寬度Tz的長(zhǎng)度計(jì)數(shù)。在下一個(gè)下降沿處，計(jì)數(shù)器406將內(nèi)部計(jì)數(shù)以位Bl到BN的形式發(fā)送到偏置部件407，在本文中位Bl到BN 被稱為相位計(jì)數(shù)。然而，直到零交叉信號(hào)412的下一個(gè)上升沿計(jì)數(shù)器406才將其內(nèi)部計(jì)數(shù)復(fù)位。在一個(gè)實(shí)施方案中，計(jì)數(shù)器406是被布置以形成異步計(jì)數(shù)器或同步計(jì)數(shù)器的多個(gè)觸發(fā)器。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，從計(jì)數(shù)器406輸出的相位計(jì)數(shù)(Bi到BN)表示相角。具體地，當(dāng)每一個(gè)半線循環(huán)Tm的總計(jì)數(shù)固定時(shí)，從計(jì)數(shù)器406輸出的相位計(jì)數(shù)(Bi到BN)表示
相角?；蛘邠Q句話說，當(dāng)Lsc=^jrffl并且M基本恒定時(shí)，從計(jì)數(shù)器406輸出的相位計(jì)數(shù)(Bi
M
到BN)表示相角。在一個(gè)實(shí)施方案中，每一個(gè)半線循環(huán)Tm的總計(jì)數(shù)被設(shè)置為320個(gè)計(jì)數(shù)。 或者換句話說，M等于320。在一個(gè)實(shí)施例中，90度相角一對(duì)應(yīng)于調(diào)光器電路104將ac輸入電壓VAC 102斷開半線循環(huán)Tm的一半一將對(duì)應(yīng)于計(jì)數(shù)器406計(jì)數(shù)到相位計(jì)數(shù)160。在另一個(gè)實(shí)施例中，45度相角一對(duì)應(yīng)于調(diào)光器電路104將ac輸入電壓VAC 102斷開半線循環(huán)Tm的四分之一一將對(duì)應(yīng)于計(jì)數(shù)器406計(jì)數(shù)到相位計(jì)數(shù)80。圖6是示出了計(jì)數(shù)器406的示例性計(jì)數(shù)的表600。如上文提到的，當(dāng)零交叉信號(hào) 412處在邏輯高值時(shí)，計(jì)數(shù)器406在系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)405的每個(gè)循環(huán)增加。對(duì)于內(nèi)部計(jì)數(shù)值 0，位B1、B2和B3是邏輯低值。對(duì)于內(nèi)部計(jì)數(shù)值1，位Bl處在邏輯高值而位B2和B3保持在邏輯低值。對(duì)于內(nèi)部計(jì)數(shù)值7，位B1、B2和B3處在邏輯高值。表600示出了 3位計(jì)數(shù)器， 然而應(yīng)理解，計(jì)數(shù)器406中可以包括任意數(shù)量的位。往回參考圖4，計(jì)數(shù)器406耦合到可選的偏置部件407，并且偏置部件407接收相位計(jì)數(shù)(Bi到BN)。偏置部件407提供偏置量，以使得當(dāng)相位計(jì)數(shù)(Bi到BN)小于偏置量時(shí)，控制器136不探測(cè)調(diào)光并且參考電壓Vkef 418保持在同一值。當(dāng)相位計(jì)數(shù)(Bi到BN)大于偏置量時(shí)，控制器探測(cè)調(diào)光并且參考電壓Vkef 418隨著相位計(jì)數(shù)(Bi到BN)的增加而減小。偏置部件407接收相位計(jì)數(shù)(Bi到BN)并且輸出偏置相位計(jì)數(shù)(BIT1到BITK)。當(dāng)相位計(jì)數(shù)(Bi到BN)小于偏置量時(shí)，偏置部件407輸出基本等于零的二進(jìn)制輸出?；蛘邠Q句話說，偏置相位計(jì)數(shù)(BIT1到BITK)基本等于零。當(dāng)相位計(jì)數(shù)(Bi到BN)大于偏置量時(shí)，偏置部件407的輸出是為相位計(jì)數(shù)(Bi到BN)減偏置量的二進(jìn)制值。換句話說，偏置相位計(jì)數(shù)(BIT1到BITK)基本等于相位計(jì)數(shù)(Bi到BN)減偏置量。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，偏置量可以是64。如上文討論的，在一個(gè)實(shí)施方案中，控制器136將半線循環(huán)Tm的總計(jì)數(shù)設(shè)置為等于320 (M = 320)。利用320作為總計(jì)數(shù)，以及偏置量64，對(duì)于小于36度的相角(相角=(64/320) (180度))，控制器136不探測(cè)調(diào)光。在一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)計(jì)數(shù)器406是二進(jìn)制計(jì)數(shù)器時(shí)，320可以被選為總計(jì)數(shù)，這是因?yàn)?4(偏置量)加上256等于320。在一個(gè)實(shí)施方案中，計(jì)數(shù)器406可利用8位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，8位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器可以計(jì)數(shù)到256 (因?yàn)?28 = 256)和 64 (因?yàn)?26 = 64)。偏置量部分地與當(dāng)閾值電壓Vth(在圖2B和;3B中被示為閾值電壓Vth 204和304) 是非零正值時(shí)發(fā)生的偏置相關(guān)。換句話說，由于閾值電壓Vth的值，零交叉脈沖寬度Tz 218具有最小長(zhǎng)度，并且這樣，直到調(diào)光器電路104將ac輸入電壓Vac 102斷開比零交叉脈沖寬度Tz的最小長(zhǎng)度更長(zhǎng)的時(shí)間長(zhǎng)度控制器136才探測(cè)一些調(diào)光。換句話說，偏置部件407中的偏置量部分地對(duì)應(yīng)于零交叉脈沖寬度Tz的最小長(zhǎng)度。在偏置是64的實(shí)施例中，零交叉脈沖寬度Tz的最小長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于計(jì)數(shù)器406計(jì)數(shù)到64。此外，偏置量可以被選擇為考慮到可能導(dǎo)致對(duì)調(diào)光的錯(cuò)誤探測(cè)的ac輸入電壓\c 102中的任何突然變化。偏置部件407耦合到D/A轉(zhuǎn)換器408，并且D/A轉(zhuǎn)換器408接收偏置相位計(jì)數(shù) (BIT1到BITK)。如將會(huì)進(jìn)一步說明的，D/A轉(zhuǎn)換器408將接收的偏置相位計(jì)數(shù)(BIT1到 BITK)轉(zhuǎn)換成參考電壓Vkef 418。在一個(gè)實(shí)施方案中，偏置相位計(jì)數(shù)(BIT1到BITK)越大， 參考電壓Vkef418越小。當(dāng)控制器136不利用偏置部件407時(shí)，D/A轉(zhuǎn)換器408將相位計(jì)數(shù) (Bi到BN)轉(zhuǎn)換成參考電壓Vkef 418。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，偏置部件407可以與計(jì)數(shù)器406結(jié)合。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，偏置部件407可以與D/A轉(zhuǎn)換器407結(jié)合。D/A轉(zhuǎn)換器408還耦合到反饋參考電路一也被稱作放大器410，以使得放大器410 接收參考電壓Vkef 418。放大器410還接收反饋信號(hào)Ufb 134。反饋信號(hào)Ufb 134為控制器 136提供關(guān)于電源100的輸出量Uq的信息。在一個(gè)實(shí)施方案中，參考電壓Vkef 418在放大器 410的反相輸入端處被接收，而反饋信號(hào)Ufb 134在放大器410的非反相輸入端處被接收。 放大器410(即反饋參考電路)的輸出還耦合到驅(qū)動(dòng)邏輯部件414。該驅(qū)動(dòng)邏輯部件還耦合到并接收電流檢測(cè)輸入信號(hào)140。如上文討論的，電流檢測(cè)輸入信號(hào)140代表開關(guān)電流Id 144。利用放大器410的輸出和多個(gè)其他參數(shù)，驅(qū)動(dòng)邏輯部件414輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)138，驅(qū)動(dòng)信號(hào)138操作開關(guān)SP 118，以將輸出量U。調(diào)節(jié)到期望值。在一個(gè)實(shí)施方案中，輸出量U。的期望值部分地由參考電壓Vkef 418確定。這樣，控制器136通過零交叉信號(hào)412測(cè)量相角，并隨后改變參考電壓Vkef 418，以促進(jìn)LED負(fù)載的調(diào)光。接下來參考圖5，示出了示例性數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D/A轉(zhuǎn)換器)408的功能方塊圖，包括參考電壓Vkef 418 ；電流源504、506、508和510 ；開關(guān)S1、S2、S3和SK ；電阻器Rl 512 ；參考地514 ；和，參考電流Ikef 516。在圖5中還將偏置部件407與相位計(jì)數(shù)(Bi到BN)和偏置相位計(jì)數(shù)(BIT1到BITK) 一同示出。D/A轉(zhuǎn)換器408從偏置部件407接收偏置相位計(jì)數(shù)(BIT1到BITK)。在一個(gè)實(shí)施方案中，偏置部件407提供如上文中關(guān)于圖4描述的偏置量。當(dāng)計(jì)數(shù)器406提供的相位計(jì)數(shù)(Bi到BN)小于偏置量時(shí)，控制器136不確定調(diào)光器電路104正在對(duì)電源100的輸出調(diào)光。這樣，偏置部件407的輸出是基本等于零的二進(jìn)制輸出?；蛘邠Q句話說，從偏置部件輸出的BITl到BITK全部處在邏輯低值。然而，一旦相位計(jì)數(shù)(Bi到BN)大于偏置部件407 提供的偏置量，控制器136確定應(yīng)該對(duì)電源100的輸出調(diào)光，并且D/A轉(zhuǎn)換器408會(huì)改變參考電壓Vkef 418，以使得較大的相位計(jì)數(shù)(Bi到BN)對(duì)應(yīng)于較小的參考電壓Vkef 418。然而， 當(dāng)相位計(jì)數(shù)(Bi到BN)大于偏置部件407提供的偏置量時(shí)，偏置部件407輸出的偏置相位計(jì)數(shù)(BIT1到BITK)是為相位計(jì)數(shù)(Bi到BN)減偏置量的二進(jìn)制值。在圖5中將偏置相位計(jì)數(shù)例示為位BITl到BITK。在一個(gè)實(shí)施例中，BITl是最低有效位(LSB)并且BITK是最高有效位(MSB)。D/A轉(zhuǎn)換器408還包括經(jīng)由開關(guān)Si、S2、S3 和SK耦合在一起的電流源504、506、508和510，以提供參考電壓Vkef 418。應(yīng)理解，D/A轉(zhuǎn)換器408可以包括K個(gè)電流源和開關(guān)，其中K是正整數(shù)。在圖5中示出的實(shí)施例中，將電流源504、506、508和510提供的電流的值根據(jù)偏置相位計(jì)數(shù)(BIT1到BITK)中與其相關(guān)聯(lián)的位加權(quán)。例如，BITl被耦合以啟用和禁用開關(guān)Sl提供來自電流源504的電流I1X。BIT2被耦合以啟用和禁用開關(guān)S2提供來自電流源506的電流I2X。對(duì)于BITK，BITK被耦合以啟用和禁用開關(guān)SK提供來自電流源510的電流Ι(2 Οχ。如圖5中示出的，來自電流源506的電流I2x是來自電流源504的電流Iix的值的2倍。在圖5的實(shí)施例中，來自電流源510的電流“!οχ是為來自電流源504的電流Iix的值的2~Κ倍的值。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于從偏置部件407輸出的位BITl到BITK中的任一位，邏輯高值(1)將對(duì)應(yīng)于打開的(或者換句話說，禁用的)開關(guān)，而對(duì)于從偏置部件407輸出的位BITl到BITK中的任一位，邏輯低值(0) 將對(duì)應(yīng)于閉合的(或者換句話說，啟用的)開關(guān)。如示出的，電流源504、506、508和510被耦合以使得電流流向參考地514。此外，電阻Rl 512耦合在開關(guān)Sl到SK和參考地514之間。電流源504、506、508或510中任何啟用的電流源所提供的電流被加在一起，以提供通過電阻器R1512的參考電流Ikef 516。電阻器R1512兩端的作為結(jié)果而產(chǎn)生的壓降是參考電壓Vkef 418。這樣，當(dāng)D/A轉(zhuǎn)換器408內(nèi)的所有開關(guān)(Si到SK)被啟用時(shí)，參考電壓Vkef 418處在其最高值?；蛘邠Q句話說，當(dāng)偏置部件407的偏置相位計(jì)數(shù)(ΒΙΤ1到ΒΙΤΚ)的二進(jìn)制值基本等于0時(shí)，參考電壓Vkef 418處在其最高值。盡管示出的D/A轉(zhuǎn)換器的實(shí)施方案包括二進(jìn)制加權(quán)電流源以將數(shù)字輸入轉(zhuǎn)換成模擬電壓輸出，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到， 可以使用任何眾所周知的用于將數(shù)字輸入轉(zhuǎn)換成變化的模擬輸出的結(jié)構(gòu)和技術(shù)代替所公開的特定DAC結(jié)構(gòu)，只要模擬輸出被以合適的形式提供來用作根據(jù)所公開的發(fā)明適當(dāng)?shù)匦薷姆答佇畔⒌膮⒖贾怠，F(xiàn)在參考圖7，示出了根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的線同步振蕩器700的一實(shí)施例的功能方塊圖。如示出的，線同步振蕩器700包括時(shí)鐘頻率發(fā)生器702、循環(huán)計(jì)數(shù)計(jì)算器704、時(shí)鐘頻率調(diào)節(jié)器705、系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)706、計(jì)數(shù)信號(hào)710、頻率半線循環(huán)信號(hào)(frequency half line cyclesignal)FHL 708和頻率調(diào)節(jié)信號(hào)Faw 712。應(yīng)理解，線同步振蕩器700和系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)706分別是關(guān)于圖4示出的振蕩器404和系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)405的一個(gè)實(shí)施例。如將會(huì)進(jìn)一步討論的，對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方案，線同步振蕩器700調(diào)節(jié)系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)706的頻率(或者換句話說，周期)，以使得對(duì)于ac輸入電壓\c 102的每一個(gè)半線循環(huán)Tm循環(huán)計(jì)數(shù)N基本恒定，而不論ac輸入電壓VA。102的頻率的變化。此外，線同步振蕩器700便于在具有不同ac線頻率的區(qū)域使用控制器136。例如，在英國(guó)，ac輸入電壓Vac 102的頻率是50赫茲 (HZ)，而在美國(guó)，ac輸入電壓Vac 102的頻率是60HZ?？刂破?36可以用于兩個(gè)國(guó)家，這是因?yàn)榫€同步振蕩器700提供基本恒定的循環(huán)計(jì)數(shù)N，而不論ac輸入電壓Vac102的頻率。在運(yùn)行中，響應(yīng)于頻率半線循環(huán)信號(hào)Fm 708，線同步振蕩器700輸出系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)706。在一個(gè)實(shí)施方案中，零交叉信號(hào)412可以用作頻率半線循環(huán)信號(hào)Fm 708。頻率半線循環(huán)信號(hào)？皿708為線同步振蕩器700提供關(guān)于ac輸入電壓Vac 102的頻率的信息?；蛘邠Q句話說，頻率半線循環(huán)信號(hào)Fm 708為線同步振蕩器700提供關(guān)于半線頻率和半線循環(huán) Thl (THL = l/U的長(zhǎng)度的信息。在運(yùn)行中，系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)706被同步，以在ac輸入電壓Vac 102的每一個(gè)半線循環(huán)Tm期間具有恒定的循環(huán)計(jì)數(shù)N。為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)706的頻率被調(diào)節(jié)，以使得系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)706的循環(huán)計(jì)數(shù)N與ac輸入電壓Vac 102保持同步。系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)706的頻率也可以被稱作振蕩器頻率fffi。。當(dāng)循環(huán)計(jì)數(shù)N不恒定時(shí)，半線頻率
的變化會(huì)改變循環(huán)計(jì)數(shù)N。如上文提到的，振蕩器頻率是半線頻率的倍數(shù)，或者數(shù)學(xué)上f。Sc = Mfm，M> 1，其中M是正整數(shù)。換句話說，半線循環(huán)Tm(Tm= l/fHJ是振蕩器周期
15Tosc(Tosc =l/fosc)的倍數(shù)，或者數(shù)學(xué)上Josc =^7Thl，M> 1。在一個(gè)實(shí)施方案中，M基本等于
M
期望的循環(huán)計(jì)數(shù)Ndes。當(dāng)ac輸入電壓Vac 102的頻率(由頻率半線循環(huán)信號(hào)F1JOS表示)減小時(shí)，或者換句話說，半線頻率減小時(shí)，如果系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)206的頻率(或者換句話說， 振蕩器頻率&。)保持不變，在整個(gè)半線循環(huán)、內(nèi)循環(huán)計(jì)數(shù)N可以增力Π。類似地，當(dāng)半線頻率增加時(shí)，如果系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)206的頻率(或者換句話說，振蕩器頻率&。)保持不變，在整個(gè)半線循環(huán)Tm內(nèi)循環(huán)計(jì)數(shù)N可以減小。在一個(gè)實(shí)施例中，在設(shè)計(jì)線同步振蕩器700期間，對(duì)于ac輸入電壓Vac 102的每一個(gè)半線循環(huán)Tm，可以將期望的循環(huán)計(jì)數(shù)Ndes預(yù)設(shè)為200。按照該實(shí)施例，線同步振蕩器700可以調(diào)節(jié)系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)706的頻率(或者換句話說，振蕩器頻率D，以使得對(duì)于ac輸入電壓Vac 102的半線循環(huán)Tm，循環(huán)計(jì)數(shù)N是200。在一個(gè)實(shí)施方案中，期望的循環(huán)計(jì)數(shù)Ndes可以是320，并且線同步振蕩器700可以調(diào)節(jié)系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)706的頻率(或者換句話說，振蕩器頻率fm)，以使得對(duì)于半線循環(huán)Tm，循環(huán)計(jì)數(shù)N基本等于320。 如上文提到的，選擇每半線循環(huán)Tm202的總計(jì)數(shù)(也可以被稱作期望的循環(huán)計(jì)數(shù)Ndes)，以使得每計(jì)數(shù)的百分誤差在可接受的容限水平內(nèi)。每半線循環(huán)Tm202的總計(jì)數(shù)越大，每計(jì)數(shù)
的百分誤差越小，或者數(shù)學(xué)上每計(jì)數(shù)的誤差(以百分?jǐn)?shù)的形式表示)=-J-
^DES
(100)。在一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)計(jì)數(shù)器406是二進(jìn)制計(jì)數(shù)器時(shí)，320可以被選為期望的循環(huán)計(jì)數(shù)Ndes，這是因?yàn)?4 (偏置量)加上256等于320。在一個(gè)實(shí)施方案中，計(jì)數(shù)器406可利用8位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，8位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器可以計(jì)數(shù)到256(因?yàn)?8 = 256)和64(因?yàn)?6 = 64)。如示出的，循環(huán)計(jì)數(shù)計(jì)算器704接收頻率半線循環(huán)信號(hào)Fm 708，并根據(jù)ac輸入電壓VA。102的頻率(或者換句話說，頻率半線循環(huán)信號(hào)Fm 708提供的半線頻率fm)，計(jì)算系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)706的循環(huán)的數(shù)量。在一個(gè)實(shí)施例中，下面的公式可以用在循環(huán)計(jì)數(shù)計(jì)算器704
中，以確定在當(dāng)前半線循環(huán)期間的循環(huán)計(jì)數(shù)，=f，其中N是對(duì)于ac輸入電壓\c 102的
JHL
目前半線頻率所計(jì)算的循環(huán)計(jì)數(shù)，并且C是常量。在運(yùn)行中，計(jì)數(shù)計(jì)算器704輸出計(jì)數(shù)信號(hào)710到時(shí)鐘頻率調(diào)節(jié)器706，計(jì)數(shù)信號(hào)710表示當(dāng)前循環(huán)計(jì)數(shù)N和期望的循環(huán)計(jì)數(shù)Ndes 之間的差。例如，如果循環(huán)計(jì)數(shù)N等于240并且期望的循環(huán)計(jì)數(shù)Ndes等于200，則計(jì)數(shù)信號(hào) 710可以表示值40。時(shí)鐘頻率調(diào)節(jié)器705耦合到循環(huán)計(jì)數(shù)計(jì)算器704并接收計(jì)數(shù)信號(hào)710。 利用計(jì)數(shù)信號(hào)710，時(shí)鐘頻率調(diào)節(jié)器705能夠確定為保持期望的循環(huán)計(jì)數(shù)Ndes系統(tǒng)時(shí)鐘702 所需的頻率變化。在運(yùn)行中，響應(yīng)于計(jì)數(shù)信號(hào)710，時(shí)鐘頻率調(diào)節(jié)器705輸出頻率調(diào)節(jié)信號(hào)Faw 712。 例如，當(dāng)期望的循環(huán)計(jì)數(shù)Ndes被設(shè)置為200時(shí)，時(shí)鐘頻率調(diào)節(jié)器706輸出頻率調(diào)節(jié)信號(hào)Faw 712，頻率調(diào)節(jié)信號(hào)Faw712指示增加或減小系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)706的頻率，以使得循環(huán)計(jì)數(shù)N基本等于期望的循環(huán)計(jì)數(shù)Ndes。在一個(gè)實(shí)施例中，時(shí)鐘頻率調(diào)節(jié)器705可以包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器 DAC,該數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC接收數(shù)字值形式的計(jì)數(shù)信號(hào)710，并且輸出模擬值形式的頻率調(diào)節(jié)信號(hào)Faw 712。在一個(gè)實(shí)施例中，頻率調(diào)節(jié)信號(hào)Faw信號(hào)712可以是具有響應(yīng)于計(jì)數(shù)信號(hào) 710而確定的值的電流。如示出的，時(shí)鐘頻率發(fā)生器702耦合到時(shí)鐘頻率調(diào)節(jié)器705并且接收頻率調(diào)節(jié)信號(hào)F胃712。在一個(gè)實(shí)施例中，時(shí)鐘頻率發(fā)生器702可以是可變頻率振蕩器、電流控制振蕩器、電壓控制振蕩器、數(shù)字控制振蕩器等等。在運(yùn)行中，時(shí)鐘頻率發(fā)生器702輸出系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)706，系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)706的頻率變化，以對(duì)于每一個(gè)半線循環(huán)Tm保持某一期望的循環(huán)計(jì)數(shù)Ndes。以此方式，線同步振蕩器700允許系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)706與ac輸入電壓VAe 102(表示頻率半線循環(huán)信號(hào)708)同步。換句話說，通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)706的頻率(或者換句話說，振蕩器頻率，對(duì)于每一個(gè)半線循環(huán)Tm將系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)706的循環(huán)計(jì)數(shù)N保持在恒定值，如上文所述。 雖然已經(jīng)借助于本文中公開的發(fā)明的特定實(shí)施方案、實(shí)施例和應(yīng)用描述了該發(fā)明，但是在不偏離權(quán)利要求中所闡明的本發(fā)明的范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明做出多種修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于開關(guān)模式電源的控制器，該控制器包括零交叉探測(cè)器，其被耦合以產(chǎn)生表示所述電源的輸入電壓的零交叉狀況存在的時(shí)間的長(zhǎng)度的零交叉信號(hào)；反饋參考電路，其被耦合以接收反饋信號(hào)和參考信號(hào)，其中，所述反饋信號(hào)表示所述電源的輸出，并且其中，所述控制器適于響應(yīng)于所述零交叉狀況存在的時(shí)間的長(zhǎng)度調(diào)節(jié)所述參考信號(hào)；以及驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器，其被耦合以響應(yīng)于所述反饋參考電路的輸出控制包括在所述電源中的開關(guān)的開關(guān)，以調(diào)節(jié)所述電源的輸出。
2.權(quán)利要求1的控制器，其中所述零交叉探測(cè)器響應(yīng)于將表示所述輸入電壓的電壓檢測(cè)信號(hào)與零交叉參考比較而產(chǎn)生所述零交叉信號(hào)。
3.權(quán)利要求1的控制器，其中當(dāng)所述電源的輸入電壓的幅度小于零交叉電壓閾值時(shí)， 所述零交叉信號(hào)指示零交叉狀況存在。
4.權(quán)利要求1的控制器，其中所述零交叉探測(cè)器響應(yīng)于將電流檢測(cè)信號(hào)與零交叉參考比較而產(chǎn)生所述零交叉信號(hào)，其中所述電流檢測(cè)信號(hào)表示流經(jīng)所述開關(guān)的開關(guān)電流。
5.權(quán)利要求1的控制器，其中所述輸入電壓是調(diào)光器輸出電壓，所述控制器還包括計(jì)數(shù)器，其被耦合以響應(yīng)于所述零交叉信號(hào)產(chǎn)生表示所述調(diào)光器輸出電壓的相角的相位計(jì)數(shù)；以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，其被耦合以響應(yīng)于所述相位計(jì)數(shù)產(chǎn)生所述參考信號(hào)。
6.權(quán)利要求5的控制器，其中所述DAC包括多個(gè)電流源；以及多個(gè)開關(guān)，其中每一個(gè)開關(guān)被耦合到相應(yīng)的電流源，并且被配置為響應(yīng)于所述相位計(jì)數(shù)的相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)位而耦合其相應(yīng)的電流源以提供電流到參考電流信號(hào)，其中所述參考信號(hào)表示所述參考電流信號(hào)。
7.權(quán)利要求6的控制器，其中所述多個(gè)電流源是二進(jìn)制加權(quán)電流源。
8.權(quán)利要求5的控制器，還包括偏置部件，該偏置部件耦合到所述DAC以提供非零偏置量，以使得當(dāng)所述相位計(jì)數(shù)小于所述偏置量時(shí)所述偏置部件的輸出為零。
9.權(quán)利要求5的控制器，還包括線同步振蕩器，該線同步振蕩器耦合到所述計(jì)數(shù)器以提供系統(tǒng)時(shí)鐘，其中對(duì)于所述輸入電壓的每一個(gè)半線循環(huán)，所述系統(tǒng)時(shí)鐘具有恒定的循環(huán)計(jì)數(shù)，而無關(guān)于所述輸入電壓的頻率。
10.權(quán)利要求9的控制器，其中所述線同步振蕩器響應(yīng)于所述零交叉信號(hào)調(diào)節(jié)所述時(shí)鐘信號(hào)的頻率。
11.權(quán)利要求1的控制器，其中所述控制器和所述開關(guān)被包括在集成電路中。
12.—種開關(guān)模式電源，包括開關(guān)；能量傳遞元件，其耦合到所述開關(guān)，并且被耦合以接收調(diào)光器輸出電壓；控制器，其耦合到所述開關(guān)以響應(yīng)于所述調(diào)光器輸出電壓調(diào)節(jié)所述電源的輸出，其中該控制器包括零交叉探測(cè)器，其被耦合以產(chǎn)生表示所述調(diào)光器輸出電壓的零交叉狀況存在的時(shí)間的長(zhǎng)度的零交叉信號(hào)；反饋參考電路，其被耦合以接收反饋信號(hào)和參考信號(hào)，其中，所述反饋信號(hào)表示所述電源的輸出，并且其中，所述控制器適于響應(yīng)于所述零交叉狀況存在的時(shí)間的長(zhǎng)度調(diào)節(jié)所述參考信號(hào)；以及驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器，其被耦合以響應(yīng)于所述反饋參考電路的輸出控制所述開關(guān)的開關(guān)， 以調(diào)節(jié)所述電源的輸出。
13.權(quán)利要求12的電源，還包括調(diào)光器電路，該調(diào)光器電路耦合到所述能量傳遞元件， 以提供具有相角的所述調(diào)光器輸出電壓。
14.權(quán)利要求13的電源，其中所述調(diào)光器電路是三端雙向可控硅調(diào)光器電路。
15.權(quán)利要求12的電源，其中所述電源的輸出待耦合到包括發(fā)光二極管陣列的負(fù)載。
16.權(quán)利要求12的電源，其中所述零交叉探測(cè)器響應(yīng)于將表示所述調(diào)光器輸出電壓的電壓檢測(cè)信號(hào)與零交叉參考比較而產(chǎn)生所述零交叉信號(hào)。
17.權(quán)利要求12的電源，其中當(dāng)所述調(diào)光器輸出電壓的幅度小于零交叉電壓閾值時(shí)， 所述零交叉信號(hào)指示零交叉狀況存在。
18.權(quán)利要求12的電源，其中所述控制器還包括計(jì)數(shù)器，其被耦合以響應(yīng)于所述零交叉信號(hào)產(chǎn)生表示所述調(diào)光器輸出電壓的相角的相位計(jì)數(shù)；以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，其被耦合以響應(yīng)于所述相位計(jì)數(shù)產(chǎn)生所述參考信號(hào)。
19.權(quán)利要求18的電源，還包括線同步振蕩器，該線同步振蕩器耦合到所述計(jì)數(shù)器以提供系統(tǒng)時(shí)鐘，其中，對(duì)于所述輸入電壓的每一個(gè)半線循環(huán)，所述系統(tǒng)時(shí)鐘具有恒定的循環(huán)計(jì)數(shù)，而無關(guān)于所述輸入電壓的頻率。
20.權(quán)利要求19的電源，其中所述線同步振蕩器響應(yīng)于所述零交叉信號(hào)調(diào)節(jié)所述時(shí)鐘信號(hào)的頻率。
21.權(quán)利要求18的電源，其中所述DAC包括多個(gè)電流源；以及多個(gè)開關(guān)，其中每一個(gè)開關(guān)耦合到相應(yīng)的電流源，并且被配置為響應(yīng)于所述相位計(jì)數(shù)的相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)位而耦合其相應(yīng)的電流源以提供電流到參考電流信號(hào)，其中所述參考信號(hào)表示所述參考電流信號(hào)。
22.權(quán)利要求21的電源，其中所述多個(gè)電流源是二進(jìn)制加權(quán)電流源。
23.權(quán)利要求21的電源，其中所述控制器還包括偏置部件，該偏置部件耦合到所述DAC 以提供非零偏置量，以使得當(dāng)所述相位計(jì)數(shù)小于所述偏置量時(shí)所述偏置部件的輸出為零。
24.權(quán)利要求12的電源，其中所述控制器和所述開關(guān)被包括在集成電路中。
全文摘要
一種用于開關(guān)模式電源的示例性控制器包括零交叉探測(cè)器、反饋參考電路和驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器。所述零交叉探測(cè)器被耦合以產(chǎn)生表示所述電源的輸入電壓的零交叉狀況存在的時(shí)間的長(zhǎng)度的零交叉信號(hào)。所述反饋參考電路被耦合以接收反饋信號(hào)和參考信號(hào)，其中所述反饋信號(hào)表示所述電源的輸出，并且其中所述控制器適于響應(yīng)于所述零交叉狀況存在的時(shí)間的長(zhǎng)度調(diào)節(jié)所述參考信號(hào)。所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器被耦合以響應(yīng)于所述反饋參考電路的輸出控制包括在所述電源中的開關(guān)的開關(guān)，以調(diào)節(jié)所述電源的輸出。
文檔編號(hào)G01R25/00GK102195496SQ20111003525
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月9日
發(fā)明者M·毛, T·帕斯通, Y·迦諾基 申請(qǐng)人:電力集成公司