用于學(xué)習(xí)調(diào)光器特性的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本公開總體上涉及照明、照明電路和照明控制器。更具體地，本公開涉及用于學(xué)習(xí)調(diào)光器特性，尤其由于操作LED燈的系統(tǒng)和方法，但是本公開并不局限于此。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)基于晶閘管調(diào)光器進(jìn)行操作的照明控制電路被設(shè)計為提供對調(diào)光器以及可替換照明器件一即發(fā)光二極管一的適當(dāng)操作。
[0003]期望對被設(shè)計為根據(jù)如以下更為詳細(xì)公開的調(diào)光器進(jìn)行操作的照明控制電路的效率、兼容性和其他特性提供改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]學(xué)習(xí)調(diào)光器的特性的電路和方法監(jiān)視與系統(tǒng)中的一個或多個燈或調(diào)光器相關(guān)聯(lián)的電壓信息，依據(jù)該電壓信息調(diào)節(jié)接合電流輪廓(attach current profile)的一個或多個參數(shù)以達(dá)到所選擇的接合電流輪廓，并且在該系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)用該所選擇的接合電流輪廓。
[0005]本公開的若干代表性實施例在下文和所附權(quán)利要求中進(jìn)行描述。例如，權(quán)利要求中的要素概括了各個實施例的組件和/或方法步驟。注意到，不同實施例可以以任意的組合、順序等對那些組件或方法步驟加以利用。例如，從屬權(quán)利要求中的任意組件或方法步驟可以在適當(dāng)?shù)莫毩?quán)利要求中被采用。以組合方式描述的組件或步驟可以被單獨使用，而被單獨描述的那些組件或步驟則可以以任意組合來使用。
【附圖說明】
[0006]圖1是連接至基于三端雙向交流開關(guān)(triac)的調(diào)光器電路的照明器件的示圖。
[0007]圖2是描繪圖1的電路中的電壓波形的圖形示圖。
[0008]圖3A是示例照明控制電路的簡化示意圖。
[0009]圖3B是圖3A的示例照明控制電路中的電壓波形的圖形示圖。
[0010]圖4是圖示出示例照明控制電路的特征的框圖。
[0011 ]圖5A-5E是示出圖4的電路內(nèi)的電壓和電流的波形圖。
[0012]圖6是描繪圖5A-5E內(nèi)的波形的細(xì)節(jié)的波形圖。
[0013]圖7是圖示出另一種示例照明控制電路的特征的框圖。
[0014]圖8是圖示出圖7的示例照明控制電路的細(xì)節(jié)的示意圖。
[0015]圖9是描繪圖7的電路內(nèi)的波形的波形圖。
[0016]圖10是描繪示例性照明電路的框圖。
[0017]圖11是描繪圖1中的開關(guān)功率轉(zhuǎn)換器電路12的細(xì)節(jié)的框圖。
[0018]圖12是圖示出這里所描述的照明電路的各個操作階段的信號波形圖。
[0019]圖13是圖示針對不同接合電流輪廓的不同阻尼阻抗的圖12的示圖中的阻尼階段的細(xì)節(jié)的波形圖。
[0020]圖14是圖示針對不同接合電流輪廓的圖12的示圖中的活動和保持階段的細(xì)節(jié)的波形圖。
[0021]圖15是另一種示例性照明電路的簡化示意圖。
[0022]圖16是圖示可以在圖10-11和圖15的電路中應(yīng)用的不同接合電流輪廓的應(yīng)用的信號波形圖。
【具體實施方式】
[0023]雖然現(xiàn)有的調(diào)光器兼容性技術(shù)在提供允許對許多類型的調(diào)光器的適當(dāng)操作的負(fù)載時可能是有效的，但是仍然有改進(jìn)的空間。例如，存在著更好地解決調(diào)光器之間的差異的需求，上述調(diào)光器例如可能需要50mA的保持電流，而另一個則例如僅需要25mA的保持電流。該保持電流對于三端雙向交流開關(guān)(triac)而被定義為一旦三端雙向交流開關(guān)被激活就必須通過調(diào)光器進(jìn)行傳導(dǎo)以將該調(diào)光器內(nèi)的三端雙向交流開關(guān)保持在開啟狀態(tài)，并且通常由該三端雙向交流開關(guān)中的電阻損失所確定的電流。燈應(yīng)當(dāng)汲取充足的電流以將三端雙向交流開關(guān)在一段時間內(nèi)保持導(dǎo)通，并且該保持電流可以通過一個燈或者通過并聯(lián)的多個燈進(jìn)行傳導(dǎo)。照明系統(tǒng)的效率應(yīng)當(dāng)針對給定的調(diào)光器和燈的配置進(jìn)行類似地優(yōu)化。美國專利申請?zhí)朥S20120049752具有優(yōu)先權(quán)日為2010年8月24，其全部內(nèi)容被并入本文作為參考，并且其示出了用于從AC供電線路向LED照明電路提供功率的電路。
[0024]在以上所描述的部署形式中，如果所要求的保持電流為50mA，并且事先已知在調(diào)光器輸出上將至少有兩個燈，則每個燈僅要求保持25mA (或更低)的電流汲取，這允許燈的成本更低且效率更高。然而，設(shè)計這樣的燈會犧牲在單個燈電路中進(jìn)行正常操作的能力。
[0025]在一個實施例中，為了實現(xiàn)高效率以及大范圍的兼容性，燈可以被配置為例如自適應(yīng)地學(xué)習(xí)所要求的保持電流。燈所汲取的保持電流可以有所減小直至調(diào)光器斷開連接，并且隨后增大至“剛好夠用”的水平(例如，處于或稍高于確保接合、滿意操作和/或與該調(diào)光器兼容的水平)。該調(diào)解能夠自動進(jìn)行并且可以例如對調(diào)光器保持電流和燈多樣性進(jìn)行補償。
[0026]在一些實施例中，燈所汲取到的電流能夠有所減小直至跨線路周期的整個可用部分汲取到所需電流。該方法可以使得波紋電流最小化，減少閃爍，并且提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。
[0027]在一些實施例中，可以對照明環(huán)境或照明系統(tǒng)內(nèi)更為一般化的接合電流輪廓(attach current profile)的一個或多個參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)(例如，以反復(fù)的方式)，而使得與一個或多個燈相關(guān)聯(lián)的保持電流或其它參數(shù)可以被選擇并應(yīng)用。在代表性的實施例中，接合電流輪廓一般可以涉及到電流波形的時序、振幅、斜率或其它參數(shù)。接合電流輪廓可以與調(diào)光器的前沿相關(guān)聯(lián)。與接合電流輪廓相關(guān)聯(lián)的代表性的非限制性參數(shù)可以包括有關(guān)起始電流、穩(wěn)態(tài)保持電流、時序(例如，電流起始和穩(wěn)態(tài)保持電流之間的持續(xù)時間，每個均相對于調(diào)光器前沿而言)等相關(guān)的信息。該輪廓中所包括的附加參數(shù)之所以是所期望的是因為許多調(diào)光器在前沿(三端雙向交流開關(guān)開始導(dǎo)通的時間)之后的前數(shù)百微秒期間需要的電流比該周期中的后續(xù)所需的電流更大。此外，正和負(fù)的半線周期可以導(dǎo)致三端雙向交流開關(guān)中不同的表現(xiàn)，并且針對正和負(fù)的半線周期可能需要不同的接合電流輪廓。
[0028]在操作中，一旦接合電流輪廓中的一個或多個參數(shù)的調(diào)節(jié)(例如，反復(fù)調(diào)節(jié))導(dǎo)致選擇了適當(dāng)?shù)慕雍想娏鬏喞?例如，其中保持電流或其它參數(shù)可以被調(diào)節(jié)為“剛好夠用”的水平的電流輪廓)，則所選擇的適當(dāng)輪廓能夠被應(yīng)用以對一個或多個燈進(jìn)行供電。所選擇的接合電流輪廓可以考慮到多種因素，諸如但并不局限于系統(tǒng)中是否連接有并聯(lián)燈。
[0029]在一個實施例中，給定燈可以通過監(jiān)視例如從線路汲取到充分功率之后的輸入電壓的表現(xiàn)而感應(yīng)到環(huán)境或系統(tǒng)中其它燈的存在。如果另一個燈利用探測周期來確定過零的位置，則能夠通過監(jiān)視線路電壓而觀察到該效果。如果存在白熾燈或類似負(fù)載，則輸入電壓在不借助于探測周期的情況下將對接合之后且接近于過零的輸入正弦波進(jìn)行持續(xù)追蹤。如果調(diào)光器是FET類型的調(diào)光器，則沒有所要求的最低保持電流，并且僅需要附著電流(gluecurrent)。這同樣可以提高功率因數(shù)和效率。
[0030]在一些實施例中，更為一般地，可以使用電壓信息來確定例如并聯(lián)燈是否連接至調(diào)光器，并且該信息可以進(jìn)而被用來調(diào)節(jié)(例如，反復(fù)地)接合電流輪廓的一個或多個參數(shù)直至適當(dāng)輪廓被選擇且應(yīng)用于環(huán)境或系統(tǒng)內(nèi)適當(dāng)?shù)囊粋€或多個燈。
[0031]典型地，當(dāng)燈被開啟時，系統(tǒng)配置與先前的操作狀態(tài)將是相同或基本上相同的。先前的操作狀態(tài)可以被記住并且立即進(jìn)入適當(dāng)操作。
[0032]圖1中示出了典型的調(diào)光器電路模型。EMI電容器LE和時序電容器(^減少了高頻發(fā)射并且允許更為安靜的操作。EMI電容器LE和時序電容器CT還存儲能量，這要求能量被負(fù)載所阻尼從而避免三端雙向交流開關(guān)在前沿啟動時斷開連接。
[0033]圖2示出在調(diào)光器的輸入電壓VUNE上的振蕩V ring0如果EMI電容器LjP時序電容器CT的數(shù)值很大，則燈必須汲取相當(dāng)?shù)碾娏饕员阕枘嵴袷帯Ｔ谄渌{(diào)光器中，具有很少或沒有濾波。振蕩效應(yīng)能夠針對每個燈進(jìn)行表征，并且僅有充分的電流被汲取以阻尼EMI電容器LE和時序電容器CT所形成的實際LC電路。該阻尼在存在多個并聯(lián)燈的情況下也需要較小的電流。
[0034]—個或多個并聯(lián)燈可以利用不同形式的調(diào)光器兼容性電路進(jìn)行構(gòu)造。在一些設(shè)施中，一個燈所進(jìn)行的探測操作可能中斷未被設(shè)計用于探測操作的燈的操作。
[0035]在一個實施例中，對線路電壓源的中斷可能通過合成市電處的線路電壓并且使得相同電壓在燈的輸入處進(jìn)行復(fù)制而被最小化。該合成將外加于調(diào)光器兩端的電壓保持為零直至線路電壓的下一個過零，這會使得調(diào)光器的兼容性最大化，尤其是在大量燈互連時。圖3A圖示了一種開關(guān)電源電路，其包括連接至輸入線路電壓LINE的輸入橋整流器BR1、電容器C3、開關(guān)晶體管N1、變壓器T1，以及執(zhí)行以上所描述的操作的控制電路，其也被圖3B所圖示，后者從時間h至?xí)r間t2示出了通過輸入橋整流器BR1汲取的電流，并且從時間t2至?xí)r間七3示出了所汲取的用于仿真正弦波形的電流。
[0036]期望盡可能多地將信息從燈的一項操作送至下一項操作。例如，如