適用于雙向可控硅開(kāi)關(guān)元件調(diào)光的控制方法及電源轉(zhuǎn)換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及一種雙向可控硅開(kāi)關(guān)元件(TRIAC)的電源控制方法與相關(guān)的裝置，尤指是產(chǎn)生TRIAC所需的維持電流的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]TRIAC調(diào)光器是針對(duì)電阻式負(fù)載(resistive load)，例如是白熾鎢絲燈(incandescent)或是鹵素?zé)?halogen)所設(shè)計(jì),而且在全世界各地已經(jīng)大量的被采用。很不幸的，這種相位控制的調(diào)光器并不一定適用于當(dāng)代的LED，因?yàn)長(zhǎng)ED表現(xiàn)的并非電阻式負(fù)載。因此，驅(qū)動(dòng)LED的電源供應(yīng)器，便需要有特別的規(guī)格，才可以支持TRIAC調(diào)光器。
[0003]TRIAC調(diào)光器通過(guò)阻擋或是切除掉部分的交流電波形，來(lái)達(dá)到降低所傳輸能量。所以TRIAC調(diào)光器也稱(chēng)為相位切除調(diào)光器(phase cut dimmer)。圖1與圖2分別顯示一種前緣觸發(fā)式(leading edge)以及后緣觸發(fā)式(trailing edge)TRIAC調(diào)光器所產(chǎn)生的波形。波形100表示市電的交流(alternative current,AC)電源的電壓波形，陰影部分110表示波形100中傳輸?shù)截?fù)載的部分。TRIAC調(diào)光器所切除掉的交流電波形100的時(shí)間，以下稱(chēng)為截止時(shí)間(cutoff time)T_3FF;其它時(shí)間，也就是AC電源的電壓幾乎完全通過(guò)TRIAC調(diào)光器的時(shí)間，則稱(chēng)為導(dǎo)通時(shí)間(conduct1n time)Tconduct1no
[0004]盡管在截止時(shí)間T_FF內(nèi)，負(fù)載上的跨壓幾乎是0V，但是，負(fù)載仍然需要汲取至少一定量的電流，來(lái)維持TRIAC調(diào)光器在截止時(shí)間Totiff內(nèi)的正常運(yùn)作。這樣的電流，業(yè)界稱(chēng)為維持電流(holding current),其會(huì)隨著不同的TRIAC調(diào)光器,而有不同的規(guī)格。
[0005]當(dāng)負(fù)載為L(zhǎng)ED照明時(shí)，如何在截止時(shí)間Tcutqff內(nèi)，穩(wěn)定的提供維持電流，讓TRIAC調(diào)光器可以正常操作，便成為業(yè)界所努力的目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種控制方法，適用于電源控制器，其可受操作電源供電。該電源控制器包含有高壓晶體管，電連接于該操作電源以及輸入電源之間。該控制方法包含有:檢測(cè)該操作電源的操作電壓；控制該高壓晶體管，以從該輸入電源汲取導(dǎo)通電流；當(dāng)該操作電壓低于第一預(yù)設(shè)值時(shí)，將該導(dǎo)通電流傳導(dǎo)至該操作電源，以對(duì)該操作電源充電；提供檢測(cè)電壓，其可代表該輸入電源的輸入電壓；比較該檢測(cè)電壓以及第二預(yù)設(shè)值；以及，當(dāng)該檢測(cè)電壓低于該第二預(yù)設(shè)值時(shí)，將該導(dǎo)通電流傳導(dǎo)至接地線，而不對(duì)該操作電源充電。
[0007]本發(fā)明提供一種電源轉(zhuǎn)換器，用于將輸入電源，轉(zhuǎn)換為輸出電源，該電源轉(zhuǎn)換器包含有電源控制器，受操作電源所供電。該電源控制器包含有高壓接腳、高壓晶體管、高壓?jiǎn)?dòng)控制電路、以及截止時(shí)間檢測(cè)電路。該高壓晶體管，可從該輸入電源，通過(guò)該高壓接腳，汲取導(dǎo)通電流。該高壓?jiǎn)?dòng)控制電路檢測(cè)該操作電壓，并且當(dāng)該操作電壓低于第一預(yù)設(shè)值時(shí)，將該導(dǎo)通電流傳導(dǎo)至該操作電源，以對(duì)該操作電源充電。該截止時(shí)間檢測(cè)電路檢測(cè)該輸入電源的輸入電壓，并且當(dāng)該輸入電壓低于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，將該導(dǎo)通電流傳導(dǎo)至接地線，而不對(duì)該操作電源充電。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1與圖2分別顯示一種前緣觸發(fā)式以及后緣觸發(fā)式TRIAC調(diào)光器所產(chǎn)生的波形。
[0009]圖3顯示依據(jù)本發(fā)明所實(shí)施的電源轉(zhuǎn)換器900。
[0010]圖4顯示一些相關(guān)于高壓接腳HV的電路。
[0011]圖5顯示依據(jù)本發(fā)明所實(shí)施的另一個(gè)電源轉(zhuǎn)換器600。
[0012]附圖符號(hào)說(shuō)明
[0013]100波形
[0014]110陰影部分
[0015]600電源轉(zhuǎn)換器
[0016]602TRIAC 調(diào)光器
[0017]604橋式整流器
[0018]606變壓器
[0019]608電源控制器
[0020]610功率開(kāi)關(guān)
[0021]612負(fù)載
[0022]614限流電阻
[0023]616放電電路
[0024]618BJT 晶體管
[0025]619電阻
[0026]620電阻
[0027]621電阻
[0028]802高壓調(diào)節(jié)器
[0029]804高壓晶體管
[0030]806電阻檢測(cè)器
[0031]807分壓電阻
[0032]808相位檢測(cè)器
[0033]809分壓電阻
[0034]810傳輸開(kāi)關(guān)
[0035]900電源轉(zhuǎn)換器
[0036]AUX輔助繞組
[0037]DRV驅(qū)動(dòng)接腳
[0038]EN致能信號(hào)
[0039]HV高壓接腳
[0040]Ic集電極電流
[0041]Icon導(dǎo)通電流
[0042]Iprm主繞組電流
[0043]LINE電源線
[0044]PRM主繞組
[0045]SEC二次繞組
[0046]TCOnduct1n 導(dǎo)通時(shí)間
[0047]Tcutoff截止時(shí)間
[0048]Vac交流市電
[0049]Vcc操作電源
[0050]VdrvPffM 信號(hào)
[0051]Vjoint接點(diǎn)電壓
[0052]Vline直流線電源
[0053]Vset設(shè)定信號(hào)
[0054]V-TRIAC交流輸入電源
[0055]Vtriac PEAK 峰值
[0056]Z⑶零電流檢測(cè)接腳
【具體實(shí)施方式】
[0057]在本說(shuō)明書(shū)中，有一些相同的符號(hào)，其表示具有相同或是類(lèi)似的結(jié)構(gòu)、功能、原理的元件，并且為本領(lǐng)域技術(shù)人員可以依據(jù)本說(shuō)明書(shū)的教導(dǎo)而推知。為說(shuō)明書(shū)的簡(jiǎn)潔度考慮，相同的符號(hào)的元件將不再重述。
[0058]在本發(fā)明的實(shí)施例中提供電源轉(zhuǎn)換器，其受控于電源控制器，用來(lái)轉(zhuǎn)換輸入電源，而產(chǎn)生輸出電源。交流市電經(jīng)過(guò)TRIAC調(diào)光器處理后，產(chǎn)生該輸入電源。該電源控制器具有高壓?jiǎn)?dòng)機(jī)制，可以用內(nèi)建的高壓晶體管，在開(kāi)機(jī)時(shí)，直接從該輸入電源，汲取導(dǎo)通電流，來(lái)建立操作電源，對(duì)該電源控制器供電。該電源控制器可以檢測(cè)輸入電源的輸入電壓。當(dāng)該輸入電壓偏低時(shí)，可以判定TRIAC調(diào)光器阻擋了交流市電的波形，此時(shí)應(yīng)為截止時(shí)間TeuTQFF，因此使該導(dǎo)通電流不再對(duì)操作電源充電，而是直接釋放到接地線。該導(dǎo)通電流便可能可以作為截止時(shí)間Totiff內(nèi)所需要的維持電流，讓TRIAC調(diào)光器正常操作。
[0059]當(dāng)TRIAC調(diào)光器所需的維持電流大于高壓晶體管所能提供的導(dǎo)通電流時(shí)，本發(fā)明的實(shí)施例在該電源控制器之外另外提供了放電電路。當(dāng)該導(dǎo)通電流出現(xiàn)時(shí)，該放電電路可以被觸發(fā)，提供從該輸入電源流到該接地線的放電電流。該導(dǎo)通電流與放電電流一起，可以作為截止時(shí)間TeuT(]FF內(nèi)所需要的維持電流。
[0060]圖3顯示依據(jù)本發(fā)明所實(shí)施的電源轉(zhuǎn)換器900。盡管電源轉(zhuǎn)換器900具有返馳式架構(gòu)，但本發(fā)明不限于此。舉例來(lái)說(shuō)，本發(fā)明也可以實(shí)施于降壓轉(zhuǎn)換器、升壓轉(zhuǎn)換器、升降壓轉(zhuǎn)換器等等。
[0061]在圖3內(nèi)的實(shí)施例中，室內(nèi)插座來(lái)的交流市電Vac可以是100VACU10VAC或是220VAC，其頻率可能是50Hz或是60Hz。TRIAC調(diào)光器602可以切除交流市電Vac中的部分波形，而產(chǎn)生交流輸入電源VTRIAe。舉例來(lái)說(shuō)，交流市電VAe為圖1與圖2中的波形100，而交流輸入電源Vtrm是陰影部分110所示的部分。橋式整流器604對(duì)交流輸入電源Vtrim提供全波整流，而在電源線LINE上，提供直流線電源Vune，并提供接地線。
[0062]變壓器606具有主繞組PRM、二次繞組SEC、以及輔助繞組AUX。在實(shí)施例中，電源控制器608是脈沖寬度調(diào)制(pulse-width modulat1n,PffM)控制器，由單芯片所構(gòu)成。在正常供電程序中，電源控制器608可以在驅(qū)動(dòng)接腳DRV上提供PffM信號(hào)VDRV，借助開(kāi)關(guān)功率開(kāi)關(guān)610，來(lái)控制流經(jīng)主繞組PRM的主繞組電流IPRM。功率開(kāi)關(guān)610可以控制變壓器606的儲(chǔ)能或是放能。在放能時(shí)，二次繞組SEC所釋放的電流，可以建立輸出電源V.，對(duì)負(fù)載612供電。同時(shí)，輔助繞組AUX所釋放的電流，可以建立操作電源Vcc，對(duì)電源控制器608供電。
[0063]電源控制器608具有零電流檢測(cè)接腳Z⑶。當(dāng)功率開(kāi)關(guān)610導(dǎo)通時(shí)，零電流檢測(cè)接腳ZCD所流出到輔助繞組AUX的電流，可以大約與直流線電源Vune的線電壓成比例。在實(shí)施例中，線電壓大約是交流輸入電源Vtrim的峰值Vtrm peak。因此，電源控制器608可通過(guò)零電流檢測(cè)接腳ZCD，檢測(cè)峰值Vtrm _。當(dāng)輔助繞組AUX放能時(shí)，零電流檢測(cè)接腳ZCD的電壓大約與輸出電源V.的輸出電壓成比例。在實(shí)施例中，電源控制器608通過(guò)零電流檢測(cè)接腳ZCD，可檢測(cè)輸出電源V.的輸出電壓、和/或檢測(cè)輔助繞組AUX的放能完畢。
[0064]電源控制器608具有高壓接腳HV。串接于高壓接腳HV與