調(diào)光器的制作方法

專利名稱：調(diào)光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過相位控制對光源進行調(diào)光點亮的調(diào)光器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，已知有如下技術(shù)AC電源與用于 進行該AC電源的接通/斷開控制的三端雙向交流開關(guān)(triac)、即三端雙向可控娃開關(guān)元件電連接，并且通過該三端雙向交流開關(guān)的接通/斷開控制來使LED (發(fā)光二極管)燈點亮/熄滅(例如，參見日本特開平5-66718 (JP5-66718A))。JP5-66718A所公開的傳統(tǒng)示例包括二極管橋式電路，用于將從對AC電源進行接通/斷開控制的三端雙向交流開關(guān)所接收到的AC電力整流成DC電力；以及LED燈，其使用從該二極管橋式電路所輸出的DC電力來進行點亮。然而，當基于如上所述的三端雙向交流開關(guān)所進行的接通/斷開控制對從外部電源供給至光源的電源電壓的導(dǎo)通角進行相位控制時，需要針對每一預(yù)定周期向三端雙向交流開關(guān)的柵極端子輸入觸發(fā)信號以使三端雙向交流開關(guān)接通。此外，輸出觸發(fā)信號的周期需要與外部電源的電源電壓的周期相對應(yīng)。因此，對外部電源的電源電壓進行監(jiān)視，當該電源電壓達到預(yù)定電壓時驅(qū)動同步信號，并且基于該同步信號的上升時刻來輸出觸發(fā)信號。具體地，如圖3A所示，在同步信號的上升時刻之后已經(jīng)過了預(yù)定時間Tl時，輸出觸發(fā)信號。如上所述，當基于同步信號的上升時刻來輸出觸發(fā)信號時，輸出觸發(fā)信號的周期可以與外部電源的電源電壓的周期相對應(yīng)。然而，如圖3B所示，當外部電源的電源電壓由于瞬時停電而發(fā)生改變時，外部電源的電源電壓達到預(yù)定電壓的時刻相對于通常時刻發(fā)生改變，從而使得同步信號的上升時刻相對于通常時刻發(fā)生改變。在這種情況下，觸發(fā)信號的輸出時刻相對于其通常時刻也發(fā)生改變。此外，可能存在如下問題根據(jù)觸發(fā)信號的輸出時刻，即使當外部電源的電源電壓發(fā)生過零時三端雙向交流開關(guān)仍沒有切換成非導(dǎo)通狀態(tài)(斷開)，因此三端雙向交流開關(guān)在電源電壓隨后的半周期內(nèi)繼續(xù)處于接通。如上所述，當外部電源的電源電壓由于瞬時停電而發(fā)生改變時，觸發(fā)信號的輸出時刻相對于通常時刻發(fā)生改變。結(jié)果，沒有使三端雙向交流開關(guān)適當?shù)亟油ɑ驍嚅_并且可能進行了不期望的調(diào)光，這導(dǎo)致光源發(fā)生閃爍。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種能夠在外部電源的電源電壓由于瞬時停電而發(fā)生改變的情況下防止光源發(fā)生閃爍的調(diào)光器。根據(jù)本發(fā)明的方面，提供一種調(diào)光器，包括開關(guān)元件，其與使用固體發(fā)光元件作為光源的照明設(shè)備以及外部電源串聯(lián)連接；相位檢測電路，用于在所述外部光源的電源電壓達到預(yù)定電壓的情況下，輸出同步信號；以及控制電路，用于生成觸發(fā)信號，其中所述觸發(fā)信號用于以使所述開關(guān)元件接通或斷開的方式來改變從所述外部電源供給至所述照明設(shè)備的電源電壓的導(dǎo)通角。所述控制電路基于所述同步信號的上升來生成所述觸發(fā)信號，并且在所述同步信號的上升間隔在基準范圍外的情況下，所述控制電路停止生成所述觸發(fā)信號。所述基準范圍可以為所述外部電源的電源電壓的周期±2ms。本發(fā)明具有如下優(yōu)點在外部電源的電源電壓由于瞬時停電而發(fā)生改變的情況下，防止光源發(fā)生閃爍。



通過以下結(jié)合附圖對優(yōu)選實施例的說明，本發(fā)明的目的和特征將變得明顯，其中圖IA和IB是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的調(diào)光器的圖，其中圖IA是示意電路圖，并且圖IB是示出調(diào)光器的操作的波形圖；圖2是圖IA所示的照明設(shè)備的示意圖；以及圖3A和3B是示出傳統(tǒng)調(diào)光器的問題的操作波形圖，其中圖3A是示出通常情況的圖，并且圖3B是示出外部電源的電源電壓由于瞬時停電而發(fā)生改變的情況的圖。
具體實施例方式以下將參考構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖來說明本發(fā)明的調(diào)光器的實施例。如圖1A^2所示，根據(jù)本實施例的調(diào)光器2通過相位控制來改變從商用電源(外部電源)ACl供給至包括光源10的照明設(shè)備I的電源電壓的導(dǎo)通角。如圖2所示，照明設(shè)備I包括光源10，其具有串聯(lián)連接的發(fā)光二極管10A、即固體發(fā)光元件以及用于對電流進行限制的電阻Rl ;以及調(diào)光開關(guān)11，其與光源10串聯(lián)連接，并且用于進行接通或斷開以向光源10供電。照明設(shè)備I還包括整流器12，用于對從商用電源ACl所供給的AC電壓進行整流；平滑單元13，用于對來自整流器12的輸出進行平滑以將由此產(chǎn)生的電壓傳遞至光源10 ;以及電壓檢測器14，用于對從整流器12所輸出的電壓進行檢測。照明設(shè)備I還包括調(diào)光控制器15，其中調(diào)光控制器15基于電壓檢測器14檢測電壓的時間段來檢測導(dǎo)通角并且以基于該導(dǎo)通角的占空比來對調(diào)光開關(guān)11進行接通或斷開的切換，從而對光源10進行調(diào)光。整流器12包括二極管橋，其中該二極管橋?qū)纳逃秒娫碅Cl所供給的AC電壓進行全波整流。平滑單元13包括二極管Dl以及經(jīng)由二極管Dl連接在整流器12的輸出端子之間的平滑電容器Cl。電壓檢測器14構(gòu)成為具有連接在整流器12的輸出端子之間的阻抗R2和R3的串聯(lián)電路。因此，整流器12的輸出電壓由電壓檢測器14內(nèi)的阻抗R2和R3進行分壓，并且調(diào)光控制器15基于阻抗R2和R3之間的連接點處的電位來檢測導(dǎo)通角。如圖IA所示，調(diào)光器2包括電容器C2和電感器LI，其連接至調(diào)光器2的輸入端子以構(gòu)成用于防止噪聲的濾波器；以及三端雙向交流開關(guān)Ql (開關(guān)元件)，其用作具有自持功能(self-sustaining function)的雙向開關(guān)元件。當三端雙向交流開關(guān)Ql處于導(dǎo)通狀態(tài)(即，三端雙向交流開關(guān)Ql接通)時，從商用電源ACl向照明設(shè)備I供給AC電力。調(diào)光器I還包括平滑電容器C3，其中平滑電容器C3經(jīng)由二極管D2對從商用電源ACl所供給的AC電壓進行平滑。調(diào)光器2還包括電源IC(集成電路)20，其中電源IC20將從平滑電容器C3輸出的電壓轉(zhuǎn)換成正電壓。電源IC20是開關(guān)電源，并且二極管D3連接至電源IC20的接地端。電源IC20的輸出端子連接至包括電感器L2、電容器C4和二極管D4的閉合電路。該閉合電路利用流經(jīng)電感器L2的反激電流(flyback current)對電容器C4進行充電,并且使三端雙向交流開關(guān)Ql的柵極端子的電位低于其余兩個主端子的電位。即，電容器C4是對三端雙向交流開關(guān)Ql的導(dǎo)通和非導(dǎo)通進行控制所需的控制電源。三端雙向交流開關(guān)Ql的輸出端子經(jīng)由二極管D5連接至相位檢測電路21。相位檢測電路21基于從商用電源ACl所供給的電源電壓的相位來生成同步信號，并將所生成的同步信號輸出至后面將說明的控制電路22。在本實施例中，如圖IB所示，相位檢測電路21將商用電源ACl的電源電壓與預(yù)定電壓Vl進行比較，并且當商用電源ACl的電源電壓高于相應(yīng)的電壓Vl時，驅(qū)動同步信號。當商用電源ACl的電源電壓低于預(yù)定電壓Vl時，同步信號下降。此外，在圖IB中，實線表示商用電源ACl的電源電壓。 由于相位檢測電路21的輸入電壓是通過對商用電源ACl的電源電壓進行半波整流所獲得的，因此相位檢測電路21在商用電源ACl的電源電壓的每一周期內(nèi)檢測到一次電源電壓高于預(yù)定電壓VI。即，根據(jù)本實施例的相位檢測電路21在商用電源ACl的電源電壓的每一周期內(nèi)僅使同步信號輸出一次。三端雙向交流開關(guān)Ql的柵極端子與開關(guān)元件Q2相連接。開關(guān)元件Q2是NPN型晶體管，并且開關(guān)元件Q2的集電極端子與三端雙向交流開關(guān)Ql的柵極端子相連接。此外，開關(guān)元件Q2的發(fā)射極端子與電容器C4相連接，并且開關(guān)元件Q2的基極端子與控制電路22相連接?？刂齐娐?2基于從相位檢測電路21輸入的同步信號以及從調(diào)光器2的操作單元(未示出)輸入的調(diào)光信號來生成用于使開關(guān)元件Q2切換成接通或斷開的觸發(fā)信號(參見圖1B)。觸發(fā)信號生成時刻是基于同步信號的上升時刻所確定的。在本實施例中，在同步信號的上升時刻之后經(jīng)過了預(yù)定時間Tl時，生成第一個觸發(fā)信號并且使該觸發(fā)信號上升。此夕卜，在生成了第一個觸發(fā)信號然后經(jīng)過了商用電源ACl的電源電壓的半周期之后，生成第二個觸發(fā)信號并且使該觸發(fā)信號上升。即，在本實施例中，在商用電源ACl的電源電壓的每一周期內(nèi)，基于一個同步信號生成了兩個觸發(fā)信號。將觸發(fā)信號輸入至開關(guān)元件Q2的基極端子。當觸發(fā)信號處于高電平時，使切換元件Q2切換成接通，并且三端雙向交流開關(guān)Ql的柵極端子的電位低于其余兩個主端子的電位，因此電流流經(jīng)柵極端子并且三端雙向交流開關(guān)Ql進入導(dǎo)通狀態(tài)。此外，觸發(fā)信號上升時刻(B卩，預(yù)定時間Tl)響應(yīng)于從調(diào)光器2的操作單元發(fā)送來的調(diào)光信號而改變。例如，當調(diào)光率高時，預(yù)定時間Tl縮短，從而使得觸發(fā)信號的脈沖寬度增大。作為對比，當調(diào)光率低時，預(yù)定時間Tl延長，從而使得觸發(fā)信號的脈沖寬度減小。因此，施加至照明設(shè)備I的電源電壓的導(dǎo)通時間段發(fā)生改變，因而可以對光源10進行調(diào)光。此外，控制電路22監(jiān)視所輸入的同步信號的上升間隔。這里，同步信號的上升間隔是從同步信號的前一次上升到同步信號的當前上升之間的時間段。同步信號的上升間隔通常大致等于商用電源ACl的電源電壓的周期。在本實施例中，由于商用電源ACl的電源頻率為50Hz，因此將同步信號的上升間隔的基準值T2設(shè)置為作為電源電壓的周期的l/50=20ms。當同步信號的上升間隔不在預(yù)定基準范圍內(nèi)時，控制電路22停止生成觸發(fā)信號。在本實施例中，將基準范圍設(shè)置為“基準值T2±0. 8ms”。因此，當同步信號的上升間隔例如為21ms或19ms時，控制電路22停止生成觸發(fā)信號。以下將參考圖IA和IB來說明本實施例的操作。首先，相位檢測電路21檢測商用電源ACl的電源電壓，生成同步信號，并將該同步信號輸出至控制電路22。控制電路22基于所輸入的同步信號的上升來生成觸發(fā)信號，并將該觸發(fā)信號輸出至開關(guān)元件Q2的基極端子。因此，隨著觸發(fā)信號的上升，使開關(guān)元件Q2切換成接通，從而使得三端雙向交流開關(guān)Ql進入導(dǎo)通狀態(tài)(三端雙向交流開關(guān)Q l接通)。因此，將商用電源ACl的電源電壓施加至照明設(shè)備I。之后，當觸發(fā)信號下降時，使開關(guān)元件Q2切換成斷開，從而使得電流不流經(jīng)三端雙向交流開關(guān)Ql的柵極端子。當?shù)扔诨蚋哂陬A(yù)定電流(所謂的保持電流)的電流流經(jīng)三端雙向交流開關(guān)Ql時，三端雙向交流開關(guān)Ql維持導(dǎo)通狀態(tài)。因此，即使在觸發(fā)電壓已下降之后，商用電源ACl的電源電壓也施加至照明設(shè)備I并持續(xù)短暫時間。另外，當商用電源ACl的電源電壓達到過零時，流經(jīng)三端雙向交流開關(guān)Ql的電流等于或低于保持電流并且三端雙向交流開關(guān)Ql進入非導(dǎo)通狀態(tài)(三端雙向交流開關(guān)Ql斷開)。因此，停止從商用電源ACl向著照明設(shè)備I的電源電壓的施加。在照明設(shè)備I中，調(diào)光控制器15基于電壓檢測器14已檢測到電壓的時間段來檢測導(dǎo)通角。此外，調(diào)光控制器15以如下方式來對光源10進行調(diào)光以基于所檢測到的導(dǎo)通角的占空比，將調(diào)光開關(guān)11切換成接通或斷開。此外，如圖IB所示，假定商用電源ACl的電源電壓由于瞬時停電而發(fā)生改變并且商用電源ACl的輸出停止了預(yù)定時間段。在這種情況下，同步信號在同步信號通常的上升時刻并未上升，并且同步信號在商用電源ACl的輸出恢復(fù)的時刻上升。因此，同步信號在發(fā)生瞬時停電之后的上升時刻與同步信號通常的上升時刻不一致?？刂齐娐?2對同步信號在發(fā)生瞬時停電之前的上升與同步信號在發(fā)生瞬時停電之后的上升之間的間隔進行監(jiān)視，并且當判斷為相應(yīng)的間隔不在基準范圍內(nèi)時，停止生成觸發(fā)信號。在本實施例中，由于同步信號的上升偏差超過±0. 8ms,因此控制電路22停止生成觸發(fā)信號。即，當發(fā)生瞬時停電時，調(diào)光器2暫時停止對照明設(shè)備I進行調(diào)光。此外，當判斷為同步信號的上升間隔恢復(fù)至基準范圍內(nèi)時，控制電路22生成觸發(fā)信號并使調(diào)光器2重新開始對照明設(shè)備I進行調(diào)光。如上所述，在本實施例中，當商用電源ACl的電源電壓由于瞬時停電而發(fā)生改變并且同步信號的上升間隔不在基準范圍內(nèi)時，控制電路22停止生成觸發(fā)信號并使調(diào)光器2暫時停止對照明設(shè)備I進行調(diào)光。因此，在本實施例中，在已發(fā)生瞬時停電之后不進行不期望的調(diào)光，因而在商用電源ACl的電源電壓由于瞬時停電而發(fā)生改變的情況下，可以防止光源10發(fā)生閃爍。此外，在本實施例中，盡管如上所述將同步信號的上升間隔的基準范圍設(shè)置為基準值T2±0. 8ms，但并不局限于此，并且可以將該基準范圍設(shè)置為其它值。優(yōu)選地，可以將同步信號的上升間隔的基準范圍設(shè)置為“基準值T2±2ms”、S卩“基準值T2-2ms <基準范圍<基準值T2+2ms”。此外，在本實施例中，盡管使用三端雙向交流開關(guān)Ql作為用于使從外部電源供給至照明設(shè)備的電源電壓接入/斷開的開關(guān)元件，但也可以使用例如場效應(yīng)晶體管(FET)等的其它開關(guān)元件。盡管已經(jīng)針對這些實施例示出和說明了本發(fā)明，但本發(fā)明并不局限于此。本領(lǐng)域 技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以在沒有背離如所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的范圍的情況下進行各種改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)光器,包括 開關(guān)元件，其與使用固體發(fā)光元件作為光源的照明設(shè)備以及外部電源串聯(lián)連接；相位檢測電路，用于在所述外部光源的電源電壓達到預(yù)定電壓的情況下，輸出同步信號；以及 控制電路， 用于生成觸發(fā)信號，其中所述觸發(fā)信號用于以使所述開關(guān)元件接通或斷開的方式來改變從所述外部電源供給至所述照明設(shè)備的電源電壓的導(dǎo)通角， 其中，所述控制電路基于所述同步信號的上升來生成所述觸發(fā)信號，并且在所述同步信號的上升間隔在基準范圍外的情況下，所述控制電路停止生成所述觸發(fā)信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的調(diào)光器，其特征在于，所述基準范圍為所述外部電源的電源電壓的周期±2ms。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種調(diào)光器。所述調(diào)光器包括開關(guān)元件，其與使用固體發(fā)光元件作為光源的照明設(shè)備以及外部電源串聯(lián)連接；相位檢測電路，用于在所述外部光源的電源電壓達到預(yù)定電壓的情況下，輸出同步信號；以及控制電路，用于生成觸發(fā)信號，其中所述觸發(fā)信號用于以使所述開關(guān)元件接通或斷開的方式來改變從所述外部電源供給至所述照明設(shè)備的電源電壓的導(dǎo)通角，其中，所述控制電路基于所述同步信號的上升來生成所述觸發(fā)信號，并且在所述同步信號的上升間隔在基準范圍外的情況下，所述控制電路停止生成所述觸發(fā)信號。
文檔編號H05B37/02GK102883500SQ20121024171
公開日2013年1月16日 申請日期2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月12日
發(fā)明者村上善宣, 中川原光治 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社