CN105309045B - 用于学习调光器特性的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

用于学习调光器特性的系统和方法在操作照明设备时提供了有所改进的效率。在一个实施例中，一种装置包括灯控制器，其被配置为对与系统的一个或多个灯或调光器相关联的电压信息进行监视，依据该电压信息对接合电流轮廓的一个或多个参数进行调节以达到所选择的接合电流轮廓，并且在该系统内应用所选择的接合电流轮廓。

Description

用于学习调光器特性的系统和方法
技术领域
本公开总体上涉及照明、照明电路和照明控制器。更具体地，本公开涉及用于学习调光器特性，尤其由于操作LED灯的系统和方法，但是本公开并不局限于此。
背景技术
根据基于晶闸管调光器进行操作的照明控制电路被设计为提供对调光器以及可替换照明器件—即发光二极管—的适当操作。
期望对被设计为根据如以下更为详细公开的调光器进行操作的照明控制电路的效率、兼容性和其他特性提供改进。
发明内容
学习调光器的特性的电路和方法监视与系统中的一个或多个灯或调光器相关联的电压信息，依据该电压信息调节接合电流轮廓(attach current profile)的一个或多个参数以达到所选择的接合电流轮廓，并且在该系统内应用该所选择的接合电流轮廓。
本公开的若干代表性实施例在下文和所附权利要求中进行描述。例如，权利要求中的要素概括了各个实施例的组件和/或方法步骤。注意到，不同实施例可以以任意的组合、顺序等对那些组件或方法步骤加以利用。例如，从属权利要求中的任意组件或方法步骤可以在适当的独立权利要求中被采用。以组合方式描述的组件或步骤可以被单独使用，而被单独描述的那些组件或步骤则可以以任意组合来使用。
附图说明
图1是连接至基于三端双向交流开关(triac)的调光器电路的照明器件的示图。
图2是描绘图1的电路中的电压波形的图形示图。
图3A是示例照明控制电路的简化示意图。
图3B是图3A的示例照明控制电路中的电压波形的图形示图。
图4是图示出示例照明控制电路的特征的框图。
图5A-5E是示出图4的电路内的电压和电流的波形图。
图6是描绘图5A-5E内的波形的细节的波形图。
图7是图示出另一种示例照明控制电路的特征的框图。
图8是图示出图7的示例照明控制电路的细节的示意图。
图9是描绘图7的电路内的波形的波形图。
图10是描绘示例性照明电路的框图。
图11是描绘图1中的开关功率转换器电路12的细节的框图。
图12是图示出这里所描述的照明电路的各个操作阶段的信号波形图。
图13是图示针对不同接合电流轮廓的不同阻尼阻抗的图12的示图中的阻尼阶段的细节的波形图。
图14是图示针对不同接合电流轮廓的图12的示图中的活动和保持阶段的细节的波形图。
图15是另一种示例性照明电路的简化示意图。
图16是图示可以在图10-11和图15的电路中应用的不同接合电流轮廓的应用的信号波形图。
具体实施方式
虽然现有的调光器兼容性技术在提供允许对许多类型的调光器的适当操作的负载时可能是有效的，但是仍然有改进的空间。例如，存在着更好地解决调光器之间的差异的需求，上述调光器例如可能需要50mA的保持电流，而另一个则例如仅需要25mA的保持电流。该保持电流对于三端双向交流开关(triac)而被定义为一旦三端双向交流开关被激活就必须通过调光器进行传导以将该调光器内的三端双向交流开关保持在开启状态，并且通常由该三端双向交流开关中的电阻损失所确定的电流。灯应当汲取充足的电流以将三端双向交流开关在一段时间内保持导通，并且该保持电流可以通过一个灯或者通过并联的多个灯进行传导。照明系统的效率应当针对给定的调光器和灯的配置进行类似地优化。美国专利申请号US20120049752具有优先权日为2010年8月24，其全部内容被并入本文作为参考，并且其示出了用于从AC供电线路向LED照明电路提供功率的电路。
在以上所描述的部署形式中，如果所要求的保持电流为50mA，并且事先已知在调光器输出上将至少有两个灯，则每个灯仅要求保持25mA(或更低)的电流汲取，这允许灯的成本更低且效率更高。然而，设计这样的灯会牺牲在单个灯电路中进行正常操作的能力。
在一个实施例中，为了实现高效率以及大范围的兼容性，灯可以被配置为例如自适应地学习所要求的保持电流。灯所汲取的保持电流可以有所减小直至调光器断开连接，并且随后增大至“刚好够用”的水平(例如，处于或稍高于确保接合、满意操作和/或与该调光器兼容的水平)。该调解能够自动进行并且可以例如对调光器保持电流和灯多样性进行补偿。
在一些实施例中，灯所汲取到的电流能够有所减小直至跨线路周期的整个可用部分汲取到所需电流。该方法可以使得波纹电流最小化，减少闪烁，并且提高系统的功率因数。
在一些实施例中，可以对照明环境或照明系统内更为一般化的接合电流轮廓(attach current profile)的一个或多个参数进行调节(例如，以反复的方式)，而使得与一个或多个灯相关联的保持电流或其它参数可以被选择并应用。在代表性的实施例中，接合电流轮廓一般可以涉及到电流波形的时序、振幅、斜率或其它参数。接合电流轮廓可以与调光器的前沿相关联。与接合电流轮廓相关联的代表性的非限制性参数可以包括有关起始电流、稳态保持电流、时序(例如，电流起始和稳态保持电流之间的持续时间，每个均相对于调光器前沿而言)等相关的信息。该轮廓中所包括的附加参数之所以是所期望的是因为许多调光器在前沿(三端双向交流开关开始导通的时间)之后的前数百微秒期间需要的电流比该周期中的后续所需的电流更大。此外，正和负的半线周期可以导致三端双向交流开关中不同的表现，并且针对正和负的半线周期可能需要不同的接合电流轮廓。
在操作中，一旦接合电流轮廓中的一个或多个参数的调节(例如，反复调节)导致选择了适当的接合电流轮廓(例如，其中保持电流或其它参数可以被调节为“刚好够用”的水平的电流轮廓)，则所选择的适当轮廓能够被应用以对一个或多个灯进行供电。所选择的接合电流轮廓可以考虑到多种因素，诸如但并不局限于系统中是否连接有并联灯。
在一个实施例中，给定灯可以通过监视例如从线路汲取到充分功率之后的输入电压的表现而感应到环境或系统中其它灯的存在。如果另一个灯利用探测周期来确定过零的位置，则能够通过监视线路电压而观察到该效果。如果存在白炽灯或类似负载，则输入电压在不借助于探测周期的情况下将对接合之后且接近于过零的输入正弦波进行持续追踪。如果调光器是FET类型的调光器，则没有所要求的最低保持电流，并且仅需要附着电流(gluecurrent)。这同样可以提高功率因数和效率。
在一些实施例中，更为一般地，可以使用电压信息来确定例如并联灯是否连接至调光器，并且该信息可以进而被用来调节(例如，反复地)接合电流轮廓的一个或多个参数直至适当轮廓被选择且应用于环境或系统内适当的一个或多个灯。
典型地，当灯被开启时，系统配置与先前的操作状态将是相同或基本上相同的。先前的操作状态可以被记住并且立即进入适当操作。
图1中示出了典型的调光器电路模型。EMI电容器LE和时序电容器CT减少了高频发射并且允许更为安静的操作。EMI电容器LE和时序电容器CT还存储能量，这要求能量被负载所阻尼从而避免三端双向交流开关在前沿启动时断开连接。
图2示出在调光器的输入电压VLINE上的振荡Vring。如果EMI电容器LE和时序电容器CT的数值很大，则灯必须汲取相当的电流以便阻尼振荡。在其它调光器中，具有很少或没有滤波。振荡效应能够针对每个灯进行表征，并且仅有充分的电流被汲取以阻尼EMI电容器LE和时序电容器CT所形成的实际LC电路。该阻尼在存在多个并联灯的情况下也需要较小的电流。
一个或多个并联灯可以利用不同形式的调光器兼容性电路进行构造。在一些设施中，一个灯所进行的探测操作可能中断未被设计用于探测操作的灯的操作。
在一个实施例中，对线路电压源的中断可能通过合成市电处的线路电压并且使得相同电压在灯的输入处进行复制而被最小化。该合成将外加于调光器两端的电压保持为零直至线路电压的下一个过零，这会使得调光器的兼容性最大化，尤其是在大量灯互连时。图3A图示了一种开关电源电路，其包括连接至输入线路电压LINE的输入桥整流器BR1、电容器C3、开关晶体管N1、变压器T1，以及执行以上所描述的操作的控制电路，其也被图3B所图示，后者从时间t1至时间t2示出了通过输入桥整流器BR1汲取的电流，并且从时间t2至时间t3示出了所汲取的用于仿真正弦波形的电流。
期望尽可能多地将信息从灯的一项操作送至下一项操作。例如，如果灯每个晚上被激活，并且在早晨被关闭，则优选地信息被保留在该灯中，这可以以多种方式来实现。
在一个实施例中，灯可以包含非易失性存储器。该存储器可以在节电(powerdown)时进行编程。
如果在关闭阶段需要电流的智能调光器上，则灯可能使用少量电流以利用信息对随机访问存储器(RAM)或其它类型的存储进行维护。
在一个实施例中，灯可以针对配置进行编程。例如，信息可以被承载于功率线路上以允许灯被提供以与配置有关的信息。例如，四(4)个快速开/关周期(或另一种指示器)可以被用来以信号通知灯其将始终处于多灯配置之中。该配置信息可以被存储在内部存储器中。可以使用例如X10的其它功率线路通信协议。也可以使用光学或无线电通信。
在其它实施例中，调光曲线可以使用调光器和/或配置信息进行改变。
一些调光器要求一个灯比其它灯损耗明显更多的电力。高的保持电流和大型滤波器组件是示例性的原因。在这些灯中。总的照明输出可以有所减少以简化热管理，而在其它情况下则允许完全输出。调光曲线的形状也可以变化；一种示例将是在对应于90度相切时增大光输出。类似地，当灯确定需要较少的损耗时，多个并联灯可以以更大亮度进行操作。
其它实施例涉及到双(2)线对比三(3)线调光器。许多智能调光器(包括用于微控制器的电源的那些调光器)可以被连线为3线或2线。图4图示了其中智能控制102将电流通过电路路径106A返回至输入电压源的电路配置。在3线配置中，调光器智能电流通过直接的中性线路返回。在2线配置中，如电路路径106B所示的所有电流通过灯返回至中性。通常，3线配置更为稳定，而且并不要求附着电流(在该阶段的“调光器关闭”部分期间的电流)。该配置可以由灯所确定，并且3线配置可以经常导致更高的灯效率。
其它实施例涉及到用于检测系统配置的技术。如果灯处的电压具有如图5A所示的波形，则当灯的电流轮廓表现为如图5B所示时，保持电流可以被安全地降低。图5E中示出了一种示例的可接受电流。如果相反，当尝试汲取如图5B所示电流时，该波形如图5C所示出现坍塌，或者该电流无法被减小至如图5D所示的所期望水平(在给定示例中为10mA)。
电流的减小可以以缓慢的步骤来进行，例如从50ma、45ma、40ma等，直至确定了最小的可接受水平。
其它实施例涉及接合或保持电流的优化。以类似于以上所描述的方式，接合电流(例如，由灯所汲取以阻尼LC调光器电路的电流)可以被减小以使得损耗最小化。这可以通过测量振荡的下冲并且恰当地调节来实现。
其它实施例涉及到对损耗进行阻尼的优化。为了优化接合电流损耗，如图6A-6C中所示，可以使用诸如图7中所示的控制系统。图6B示出了经优化的电压轮廓60B，并且图6C示出了线路电流ILINE。图7的控制系统包括输入桥整流器BR2、电流源(槽)I1、EMI滤波器110、LED驱动器112、控制电路114和存储器116。一种用于使得损耗最小化的技术是在灯电压(在调光之后)大于线路电压时才从线路汲取电流。通常，线路电压是未知的直至在振荡稳定(settling)之后。
另一个实施例涉及到根据先前的周期信息计算接合时的线路电压。该信息可以是简单地存储例如在接合之后的250μs处的电压并且使用该电压来确定在后续周期何时汲取电流。另一种方法是使用锁相技术对到来波形的估计进行合成。该方法在相切中的动态变化被预计是有规律时可能是有利的。对输入波形的学习有助于接合电流轮廓的优化；示例性轮廓将仅在针对灯的输入电压的大小大于从市电针对调光器的输入电压时才汲取额外电流。
在一些实施例中，更为一般地，在给定系统或环境内从一个周期到另一个周期的电压信息可以被用来调节接合电流轮廓的一个或多个参数以产生该环境或系统内的一个或多个灯的更为有效或令人满意的操作。
图8示出了一种用于实施图7的电流源/槽I1的可能电路。所描绘的电路包括电阻器Rs、晶体管Ns以及电容器Cs，后者对晶体管Q2的源极电压进行滤波以产生供电电压VDD。在所描绘的示例中，所使用电流的大部分被转化为用于控制IC的供电VDD。通过妥善设置电流损耗的时序，可以实现辅助电源的简化。
电流损耗的起始可以由比较器以及固定的时序进行设置，其具有从先前周期所计算的数值而设置的阈值。可替换地，第二电源阈值可以发起释放。
由于EMI滤波器所导致的延时，接合模块能够在大多数或全部EMI滤波器电路之前进行配置。这允许更快的响应时间。
图9图示了与接合电流轮廓相关联的示例参数。图示了起始电流(t0处的电流)、峰值电流Ipeak、稳态保持电流Iss以及各种时序信息。例如，时间t0是起始电流的时间，并且t1是电流采用稳态保持电流Iss的数值的时间周期的起始。如所图示的，时序信息可以对应于或与调光器的前沿有关，后者总体上以电流曲线下方的电压曲线所示出。本领域技术人员借助于本公开将会意识到，许多参数可以构成接合电流轮廓并且针对其进行调节，而使得灯环境或系统的性能可以有所提高或优化。
应当理解的是，这里所描述的各种操作和技术可以由处理电路或其它硬件组件来实施。给定方法中的每个操作被执行的顺序可以有所变化，并且这里所图示的系统的各个部件可以被添加、重新排序、组合、省略、修改等。本公开意在包含所有这样的修改和变化，并且因此以上描述应当以说明性而非限制性的含义来看待。
本公开揭示了用于对照明器件进行供电和控制的电路和方法。在特定实施例中，发光二极管(LED)的串被封装以替换白炽灯，并且提供至该LED串的能量依据从晶闸管控制的调光器的操作所确定的调光数值而变化，从而实现经调光的操作，其中晶闸管控制的调光器向替换照明器件进行供电。这里所公开的设备获得并存储与晶闸管控制的调光器的输出处的负载条件相关的信息并且依据所存储的信息来控制该设备的操作。
现在参考图10，示出了示例性的照明电路。AC供电线路源6通过基于三端双向交流开关的调光器8向替换照明器件10提供AC线路电压Vline，上述基于三端双向交流开关的调光器8例如针对随具有40W或更大功耗的白炽灯泡进行操作而设计。替换照明器件10使用LED LEDA、LEDB来提供光，如所示出的，它们是串联连接的LED的串。LED LEDA、LEDB从串选择器14接收它们的操作电流，该串选择器则接收开关功率转换器12的输出，开关功率转换器12传输来自电容器C1的能量，上述电容器C1从耦合至替换照明器件10的输入端子的桥整流器BR进行充电，上述输入端子连接至基于三端双向交流开关的调光器8的输出端子。智能控制器5也连接至基于三端双向交流开关的调光器8的输出端子并且可以如以下更为详细描述的与替换照明器件10中的电路进行通信。
在描绘基于三端双向交流开关的调光器8的模块中，示出了模型等效电路，其用于描述实际的基于三端双向交流开关的调光器内的三端双向交流开关和时序电路的操作。开关g图示了三端双向交流开关自身的操作，其实际上在AC供电线路源6和替换照明器件10之间交替地导通电流Iin。最初，当开关g打开时，EMI电容器CE以及由时序电阻器RT和时序电容器CT所形成的时序电路通过在基于三端双向交流开关的调光器8的输出端子8处所应用的负载进行充电，该负载在常规操作中通常是功耗为40W或更大的白炽灯泡。一旦电容器CT被充电至阈值电压大小，开关g就闭合(即，三端双向交流开关8的栅极被触发)并且AC线路电压Vline通过电感器LE而被提供至基于三端双向交流开关的调光器的输出，上述电感器LE被提供用于EMI滤波并且减少灯的蜂鸣声(白炽灯丝中的噪声)。一旦开关g被闭合，开关g就保持闭合(即，三端双向交流开关继续导通)直至通过基于三端双向交流开关的调光器8传导的电流Iin的大小低于三端双向交流开关的保持电流。然而，如果阻抗并不足够低的负载被连接至三端双向交流开关的输出，则已经被送入电感器LE之中的来自电容器CE的所存储能量将会在电容器CE和电感器LE的并联组合开始振荡时而返回至电容器CE。当通过电感器LE的电流低于三端双向交流开关的保持电流时，该三端双向交流开关将会关闭。
由于使用LED的等效于100W的高效替换灯泡仅消耗13W的功率，所以LED替换灯的输入电流要求一般将会小于通过最小指定瓦数的白炽灯泡进行导通的电流的1/3。由于LED效率的持续提高，输入电流会下降至最低指定瓦数的白炽灯泡所要求的电流的1/10的数值。因此，基于三端双向交流开关的调光器8中的三端双向交流开关可以由于通过三端双向交流开关传导的电流有所减小而提早打开，除非例如在连接至基于三端双向交流开关的调光器8的插座SK中安装了一个或多个其它照明器件，或者除非照明器件10被设计为汲取足够的电流而使得基于三端双向交流开关的调光器8正常操作。而且，触发基于三端双向交流开关的调光器8中的三端双向交流开关的时序电路会在错误的时间开启三端双向交流开关，除非从AC线路电压Vline的过零时间直至基于三端双向交流开关的调光器8中的三端双向交流开关被触发在基于三端双向交流开关的调光器8的输出都存在适当的条件。如果与连接至基于三端双向交流开关的调光器8的输出的任意其它设备相结合的开关功率转换器12在传输能量的整个激活周期并未从基于三端双向交流开关的调光器8的输出汲取到足够的电流，则基于三端双向交流开关的调光器8中的三端双向交流开关将会关闭并且该时序电路也会被中断。另外，如果包含开关功率转换器12的替换照明器件10的操作在某种程度上并未与经整流的调光器输出电压Vdim的截止正弦波形相协调，则开关功率转换器12可能不会接收到在该周期对LED LEDA、LEDB进行供电所需的所有能量。开关功率转换器12还会在低阻抗突然被引入到基于三端双向交流开关的调光器8的输出的情况下通过在基于三端双向交流开关的调光器8针对当前周期已经被关闭之后开始开关功率转换器12的另一个激活周期而不正确地重新触发基于三端双向交流开关的调光器8。
为了针对所有可能的亮度设置维持替换照明器件10的操作的各个阶段的正确操作，通常需要在某些条件下消耗基于三端双向交流开关的调光器8所提供的一些能量而不是将所有能量都传输至LED LEDA、LEDB，其中上述替换照明器件10的操作的各个阶段满足基于三端双向交流开关的调光器8的正确操作的上述标准中的每个标准。为了正确操作而必须从基于三端双向交流开关的调光器8的输出所汲取的电流的数量不仅取决于基于三端双向交流开关的调光器8自身的特性以及为LED LEDA、LEDB供电所需的能量，而且还取决于连接至相同电路的其它设备的数量和能耗。为了提供最为有效的操作，期望对替换照明器件所汲取的电流进行控制以使得基于三端双向交流开关的调光器8所提供的被有意作为热量消散的能量最小化。因此，在本公开中，在开关功率转换器12中实施了用于确定并应用接合电流轮廓的各种技术。接合电流轮廓可以是开关功率转换器12所遵循并且可以由输入电流IIN的一个或多个离散数值和/或一个周期期间输入电流IIN采用特定数值的次数所定义的电流波形。
现在参考图11，示出了开关功率转换器12的细节。为了防止以上所描述的激活周期、基于三端双向交流开关的调光器8的错误触发和/或提早终止，替换照明器件10包括输入电流控制电路16，当检测到基于三端双向交流开关的调光器8的开启事件所导致的经整流的调光器输出电压Vdim上升时，上述输入电流控制电路16对该周期应用接合电流轮廓。输入电流控制电路16控制开关控制电路17，后者根据控制信号active对能量从输入电容器C1向LED LEDA、LEDB的传输进行控制，并且还在必需从基于三端双向交流开关的调光器8的输出汲取电流但是能量并不被用于点亮LED LEDA、LEDB时，根据控制信号load控制可控负载15。晶体管N1、二极管D1和电感器L1提供向串选择器电路14提供能量的升压开关功率转换器级，串选择器电路14可以包括另一个开关功率级。开关功率转换器12的输出可以是如所示出的处于非隔离配置的升压转换器，处于非隔离配置的回扫、降压或降压-升压转换器级，或者可以是隔离或非隔离的变压器耦合输出级。接合电流轮廓可以完全或部分由存储在存储电路13中的数值所确定，该数值提供了被用于控制被替换照明器件10在AC线路电压Vline的给定半个周期中从基于三端双向交流开关的调光器8的输出端子所汲取的电流的一个或多个接合电流特性的指示。存储13可以是非易失性存储器，从而电路配置一旦被接收并确定就可以被保存直至该配置有所变化。接合电流数值可以从测量电路21所确定，后者观察调光器输出电压Vin(或者可替换地为经整流的调光器输出电压Vdim)在开关功率转换器所汲取的电流数值在各个操作阶段期间发生变化时的数值。或者，可替换地或相结合地，可以通过经由将替换照明器件10连接至基于三端双向交流开关的调光器8的供电线路电路的信令而从智能控制器5或其它照明器件接收信息。该通信例如可以通过线路电压的快速脉冲来进行，或者经由诸如X10协议所采用的信令之类的叠加在供电线路上的信号来进行。作为另一种替换形式，诸如光学、红外或射频之类的无线通信可以被用来独立于替换照明器件10的电气连接而与替换照明器件10进行通信。例如，智能控制器5可以将连接至基于三端双向交流开关的调光器8的照明器件的数量和类型传输至开关功率转换器12内的通信电路20，后者随后确定适当的接合电流轮廓并且将指示该接合电流轮廓的信息存储在存储器13中。例如，该接合电流轮廓例如可以从对应于连接至基于三端双向交流开关的调光器8的输出的照明器件的数量和类型的多种预先确定的接合电流轮廓中进行选择，和/或该接合电流轮廓可能由于针对AC线路电压Vline的每种极性的电流要求的差异而在交替的半个周期之间发生变化。
如将另外参考图12所描述的，输入电流控制电路16根据各个操作阶段而对替换照明器件10从基于三端双向交流开关的调光器8的输出端子所汲取到的电流进行管理。当调光器输出电压Vdim的前沿被前沿检测器18所检测时，控制信号dima就被断定，这使得输入电流控制电路16呈现阻尼阻抗水平，该阻尼阻抗水平足以通过阻尼电容器CE和电感器LE所形成的谐振电路而防止基于三端双向交流开关的调光器8中的三端双向交流开关的重新触发。替换照明器件10的输入处的阻抗通常被保持处于或低于必要的阻尼阻抗水平直至已经过去了预先确定的时间段。该必要阻尼阻抗水平由于连接至该电路的其它灯而随着特定的三端双向交流开关设计以及外部负载条件而变化，但是假如例如调光器输出电压Vdim在三端双向交流开关8开启时为120V，如果没有连接其它设备，该必要阻尼阻抗水平通常处于100ohm和110kOhm之间，这对应于大约120mA和1.2A之间的输入电流。例如，如果与替换照明器件10相同的另一个设备被连接至基于三端双向交流开关的调光器8的输出，则所要求的阻尼阻抗针对每个设备可能处于200Ohm至2k Ohm的范围内，并且如果白炽灯被连接至基于三端双向交流开关的调光器8的输出，则不需要阻尼阻抗并且因此不需要最低输入电流。所要求的初始(起始)电流水平、峰值电流水平或者阻尼期间所施加的最低阻抗的直接指示可以形成存储在存储器之中的接合电流轮廓的一部分，并且可以由通信电路20所接收的信息和/或测量电路21所进行的测量来确定。阻尼阻抗的至少一部分能够由开关功率转换器12的操作来提供，其在紧跟时间ton之后开始的时间段tactive期间进行操作。在所描绘的实施例中，被提供至开关功率转换器12的控制信号active用于向开关功率转换器12指示何时开始能量传输周期以及该周期可能持续多久，即激活周期的最大持续时间是控制信号active的高电平状态脉冲的持续时间。在预定时间段tdamp过去之后，替换照明器件10连同任意其它的所连接设备仅需要汲取足够的电流以在传输在该周期内对LED LEDA、LEDB进行供电所需的能量的同时将基于三端双向交流开关的调光器保持在导通状态。该预定时间段也可以是接合电流轮廓的一部分，因为时间段tdamp例如可以通过测量并优化调光器输出电压Vdim的电压波形上随着阻尼阻抗水平的下降的振荡而被确定。
在激活时间段tactive已经期满之后，即是在时间txfrc完成在该周期内对LED LEDA、LEDB进行供电所需的能量传输时，替换照明器件在空闲时间段tidle内进入高阻抗状态。在空闲时间段tidle期间，输入电流控制电路16使得可控负载15无效并且使得开关功率转换器12无效，而使得输入电流中由于开关功率转换器12的激活所导致的突然变化并不会触发基于三端双向交流开关的调光器8。否则，基于三端双向交流开关的调光器8可能重新触发，电容器CT在AC线路电压Vline的半周期的剩余部分期间被重新充电至触发阈值，而相对应的三端双向交流开关输出周期针对上述剩余部分已经终止。在预测或检测到AC线路电压Vline的过零时的时间tZ，在时间段tglue内跨替换照明器件10的输入端子应用如以上所描述的正常计时器操作所需的“附着(glue)”阻抗。随后，在预定时间段tdamp应用该阻尼阻抗，该时间段在基于三端双向交流开关的调光器8开启时开始。最后，在下一个激活时间段期间汲取等于或大于最低保持电流的电流。该保持电流是保持基于三端双向交流开关的调光器8的导通状态所需的最低电流，其通常处于25和70毫安之间。然而，如以上针对阻尼阻抗所提到的，如果另一个替换照明器件连接至基于三端双向交流开关的调光器8的输出端子，则所需的保持电流将成比例地减小，并且如果连接了白炽灯泡，则该保持电流要求可以被忽略。该保持电流数值也可以形成存储在存储器13之中的(多个)接合电流轮廓的一部分。
为了将基于三端双向交流开关的调光器8中的三端双向交流开关保持在导通状态，对于激活时间段tactive的整个持续时间，输入电流控制电路16确保由连接至基于三端双向交流开关的调光器8的输出的所有设备的并联组合从基于三端双向交流开关的调光器8的输出端子汲取到最低保持电流。在激活时间段tactive完成之后，输入电流控制电路16使得通过替换照明器件10的输入端子进行电流消耗的所有来源无效。当AC线路电压Vline的下一个过零在时间tZ出现时，为了确保基于三端双向交流开关的调光器8的输出的下一个前沿在正确的时间出现，必需提供电容器CT和电阻器RT所形成的计时器电路的正确操作。如以上所提到的，在AC线路电压Vline的下一个过零出现的时间tZ，，并且从时间tZ直至基于三端双向交流开关的调光器8在时间ton2再次开启，必须在替换照明器件的输入提供用于对时序电容器CT进行充电的输入电流Iin的路径，这通过跨基于三端双向交流开关的调光器8的输出端子提供小于或等于最大附着阻抗的阻抗而提供。该附着阻抗必须足够低而不会跨替换照明器件10的输入产生会实质性影响到三端双向交流开关的触发点的电压降，例如上述触发点即开关g闭合的时间。为了防止以上所描述的基于三端双向交流开关的调光器8的错误操作，替换照明器件10包括过零电路19，其通过观察调光器输出电压Vdim而预测或检测AC线路电压Vline的过零时间。过零电路19提供控制信号zero，其以信号通知输入电流控制电路16以确保从该过零时间直至前沿检测电路18检测到开启事件在替换照明器件10的输入端子处存在着充分低的“附着”阻抗。确保正确时序所需的附着阻抗通常是基本上等于100ohm或更小的阻抗，其也可以形成存储在存储器13中的接合电流轮廓的一部分，并且其连同以上所提到的其它阻抗，在其它设备连接至基于三端双向交流开关的调光器8的输出时针对替换照明器件10有所增大。例如，100W的白炽灯泡具有大约87Ohm的阻抗，并且因此在这样的灯泡被连接至基于三端双向交流开关的调光器8的输出的情况下将不需要向替换照明器件10提供另外的附着阻抗。
现在参考图13，图示了用于提供充分低的阻尼阻抗而对接合电流轮廓的优化。如波形30所示，基于三端双向交流开关的调光器8的输出电压Vdim将在阻尼电流水平过低时表现出振荡，这能够被电源测量电路21所检测到。如果阻尼电流水平不必要地高，则输出电压Vdim的前沿会采用波形32所示的波形。波形31图示了所期望的临界阻尼条件。调光器输出电压Vdim可以被测量并且替换照明器件10在时间段tdamp期间所呈现的阻抗水平在若干周期以反复方式进行调节以便获得波形31所示的波形。随后，阻尼电流或阻抗的数值可以被存储在存储器13中并且用于输入电流控制电路16的后续操作。可以被测量并存储的其它数值可以是输入电流Iin的峰值Ipeak以及输入电流Iin的后续稳态数值Iss。
现在参考图14，示出了用于在时间段tactive和tidle期间提供输入电流Iin的适当保持电流而优化接合电流轮廓的示例。波形33示出了可能高于必需的激活电流的水平，这将导致在时间txfrc和tZ之间的空闲周期期间经由可控负载15损耗能量。而且，在激活时间段tactive的结束出现的输入电流Iin的终止步骤将会导致基于三端双向交流开关的调光器8的输出端子上的瞬变，其会导致从基于三端双向交流开关的调光器8所提供的总电流低于最低保持电流的下冲，使得基于三端双向交流开关的调光器8中的三端双向交流开关关闭。因此，期望将激活时间段tactive延长至并不会导致输入电流Iin低于最低保持电流的最大持续时间，同时避免在可控负载15中消耗过多能量。经优化的接合电流轮廓以波形35示出，其中输入电流Iin恒定，其可以完全是因为开关功率转换器12所进行的传输或者是用于将可控负载15的数值在传输期间与开关功率转换器12所呈现的阻抗相匹配从而提供最低的保持电流水平。另一个波形34图示了不可能将保持电流减小至波形33所示的水平的条件，因为保持电流并不满足基于三端双向交流开关的调光器8的最低要求并且基于三端双向交流开关的调光器8中的三端双向交流开关已经在时间toff关闭。示出了输入电流Iin的另一个波形集合36-38，其中电流Iin以渐进方式进行优化以通过增大时间段tactive而降低输入在时间段tactive期间的电流Iin的恒定水平。通常，时间段tactive应当尽可能长，同时保持输入电流Iin>Ihold并且txfrc<过零时间tz。输入电流Iin的波形36具有过短的激活时间段tactive1并且就像输入电流Iin的波形37那样会导致以上所提到的瞬变，后者具有更长的激活时间段tactive2，但是仍然会导致瞬变表现。波形38具有延伸至下一个过零时间tz的激活时间段tactive3同时保持输入电流Iin的电流水平大于最低保持电流Ihold而且并未表现出瞬变表现。
现在参考图15，示出了另一个示例性照明电路50。调光器的输出被提供至桥整流器41，后者生成经整流的调光器输出电压Vdim。电容器CRECT对电感器L10、开关晶体管N10、二极管D10和电容器CLINK所实施的升压输入级生成的较高频率开关分量提供滤波。电阻器R1对通过晶体管N10所提供的主电流提供电流感应。集成电路40从第一级控制器44A提供晶体管N10的控制并且从第二级控制器44B控制回扫转换级，上述第二级控制器44B响应于从电流感应电路46所提供的反馈而通过变压器T1提供电流。第二级控制器44B向电流控制电路16提供有关能量要求的信息，后者向第一级控制器44A提供控制指示以对从桥整流器41所汲取的输入电流进行动态控制，由此控制呈现至三端双向交流开关-控制器的调光器8的输出的阻抗。过零预测器19和前沿检测器18如以上针对图10-11的电路所描述地进行操作。用于操作LED LEDA、LEDB的电流可以通过次级开关电路48所提供，后者在LED串之间交替应用次级电流，上述LED串可以为不同颜色以提供随调光数值dim变化或者在其它控制输入下变化的颜色轮廓。第一级控制器44A如以上参考图10-11所描述的由控制信号zero所激活。
现在参考图16，示出了可选择的接合电流轮廓的应用。如以上所提到的，存储器13可以存储多个接合电流轮廓，可以根据操作条件从中进行选择。如在波形72A、72B和72C中所示，针对其中没有其它设备连接至基于三端双向交流开关的调光器8的输出的条件，阻尼阶段期间的输入电流Iin应当更高，这由波形72A所图示。例如，如果一个其它相同的替换照明器件10连接至基于三端双向交流开关的调光器8的输出，则将从每个设备仅需要一半的阻尼电流，如波形72B所示，并且如果白炽灯泡或其它高电流负载连接至基于三端双向交流开关的调光器8的输出，则将不需要阻尼电流，如波形72C所示。底部的波形图示了仅在AC线路电压Vline的正半周期期间确定需要阻尼的条件，这可能是由于调光器的设计或者是由于连接至基于三端双向交流开关的调光器的输出的非对称负载。相对于AC线路电压的负半周期，针对AC线路电压Vline的正半周期所选择的接合电流轮廓不同，这导致输入电流Iin的波形74A中不同于输入电流Iin的波形74B中的阻尼电流。
虽然已经参考其优选实施例特别示出并描述了本发明，但是本领域技术人员将要理解的是，可以对形式和细节进行上述以及其它的改变而并不背离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于从晶闸管开关调光器电路的输出对一个或多个照明器件进行供电的照明电路，包括：
输入端子，用于将所述照明电路耦合至所述晶闸管开关调光器电路的所述输出，其中所述晶闸管开关调光器电路在所述输入端子处向所述照明电路提供输入电压和输入电流；
功率转换器，具有耦合至所述输入端子的输入以及用于向所述一个或多个照明器件提供能量的至少一个输出，其中所述功率转换器在激活时间段期间从所述输入端子向所述至少一个输出传输能量；
输入电流控制电路，用于至少在所述激活时间段期间控制所述输入电流；
感应电路，用于感应所述输入电压并且确定用于被提供到所述晶闸管开关调光器电路的输入的AC线路电压的正半周期的第一接合电流特性以及用于所述AC线路电压的负半周期的第二接合电流特性，所述第一接合电流特性和所述第二接合电流特性指示所述输入端子处的负载包括耦合至所述晶闸管开关调光器电路的所述输出的外部负载；和
存储电路，用于存储指示所述第一接合电流特性和所述第二接合电流特性的信息，并且其中所述输入电流控制电路以所述AC线路电压的交替的半周期在所述第一接合电流特性和所述第二接合电流特性之间交替地选择，并且依据所选择的接合电流特性控制所述输入电流。
2.根据权利要求1所述的照明电路，其中所述第一接合电流特性和所述第二接合电流特性包括以下数值中的一个或多个：所述输入电流的起始数值、所述输入电流的峰值数值、所述输入电流的稳态保持数值、或者指示所述输入电流等于预定数值的时间的至少一个时序数值。
3.根据权利要求2所述的照明电路，其中所述第一接合电流特性和所述第二接合电流特性包括所述至少一个时序数值，并且其中所述至少一个时序数值与所述输入电压的前沿的时间有关。
4.根据权利要求3所述的照明电路，其中所述至少一个时序数值包括在所述输入电流等于所述输入电流的所述起始数值、所述输入电流的所述峰值数值或者所述输入电流的所述稳态保持数值时的数值。
5.根据权利要求1所述的照明电路，其中所述感应电路依据所述输入电压的后续测量反复地调节所述第一接合电流特性和所述第二接合电流特性。
6.根据权利要求1所述的照明电路，其中所述感应电路从所述输入电压确定是否有其它的照明器件连接至所述晶闸管开关调光器电路的所述输出，并且其中所述感应电路依据是否有其它照明器件连接至所述晶闸管开关调光器电路的所述输出而从不同接合电流特性中进行选择。
7.根据权利要求1所述的照明电路，其中所述一个或多个照明器件是发光二极管(LED)器件。
8.一种用于从晶闸管开关调光器电路的输出对一个或多个照明器件进行供电的方法，所述方法使用根据权利要求1-7中任一项所述的照明电路。
9.一种用于操作从晶闸管开关调光器电路的输出对一个或多个照明器件进行供电的电路的集成电路，包括：
功率转换器控制电路，具有用于控制功率转换器的输出，以便从所述晶闸管开关调光器电路的所述输出向所述一个或多个照明器件提供电流，其中所述功率转换器在激活时间段期间传输能量；
输入电流控制电路，用于至少在所述激活时间段期间控制所述输入电流；
感应电路，用于感应输入电压并且确定用于被提供到所述晶闸管开关调光器电路的输入的AC线路电压的正半周期的第一接合电流特性以及用于所述AC线路电压的负半周期的第二接合电流特性，所述第一接合电流特性和所述第二接合电流特性指示输入端子处的负载包括耦合至所述晶闸管开关调光器电路的所述输出的外部负载；和
存储电路，用于存储指示所述第一接合电流特性和所述第二接合电流特性的信息，并且其中所述输入电流控制电路以所述AC线路电压的交替的半周期在所述第一接合电流特性和所述第二接合电流特性之间交替地选择并且依据所选择的接合电流特性控制所述输入电流。
10.根据权利要求9所述的集成电路，其中所述第一接合电流特性和所述第二接合电流特性包括以下数值中的一个或多个：所述输入电流的起始数值、所述输入电流的峰值数值、所述输入电流的稳态保持数值、或者指示所述输入电流等于预定数值的时间的至少一个时序数值。
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