[发明专利]相位控制调光器电路

说明书

用于控制到负载的交流(AC)电力的后沿相位控制调光器电路，该电路包括：开关电路，其用于通过在导通状态下向负载传导电力而在关断状态下不向负载传导电力来控制向负载输送AC电力；以及开关控制电路，其用于在AC的每个周期控制开关电路的切断和接通，以控制开关电路的导通和关断状态的切换，其中开关控制电路控制开关电路的切断包括控制开关电路在开关电路的导通状态和关断状态之间的切断过渡延伸达到所选择的切断过渡时间，以及其中开关控制电路还包括用于通过将由开关电路产生的至少一些dv/dt反馈电流返回到开关电路来控制切断过渡曲线的dv/dt反馈电路，切断过渡曲线指示切断过渡的开关电路的漏极电压和选择的切断过渡时间，由此dv/dt反馈电路被配置为在切断过渡期间控制所述至少一些dv/dt反馈电流，以便减小切断过渡曲线的至少初始区域的变化率，从而使由开关电路产生的谐波最小化。

技术领域

本发明涉及一种用于控制到负载的交流(AC)电力的相位控制调光器电路。

特别地，但非唯一地，本发明涉及一种用于控制电容性负载的具有MOSFET(场效应管)开关电路的后沿相位控制调光器电路，电容性负载诸如LED灯的驱动器。

背景技术

调光器电路通常用于控制到诸如光源的负载的电力，特别是交流(AC)电源电力(mains power)。在一种现有方法中，可以使用相位控制调光来调光光源，由此通过改变在AC的周期期间连接负载到电源电力的开关导通的时间量(即，改变占空时间)来控制提供给负载的电力。具体地，在交流的每半个周期期间将到负载的AC电源切换为导通(ON)和关断(OFF)，并且根据相对于每半个周期的关断时间的导通时间量来提供负载的调光量。

相位控制调光器电路通常操作为后沿或前沿调光器电路，并且这两个电路适合于不同的应用。在前沿电路中，在每半个周期开始时切断电力。在后沿电路中，在每半个周期后部(例如，朝向每半个周期的结束)切断电力。前沿调光器电路通常更好地适于控制到感应负载的电力，诸如小风扇电动机和铁芯低压照明变压器。另一方面，后沿调光器电路通常更好地适于控制到电容性负载的电力，电容性负载诸如用于发光二极管(LED)灯的驱动器。

然而，相位控制调光器电路可以在接通和切断到负载的电力时产生导致电磁干扰(EMI)发射的传导谐波(conducted harmonics)。相应地，现有的示例性相位控制调光器电路已被配置为在开关电路的导通和非导通状态之间产生更平缓的过渡，以使这些EMI发射最小化。例如，在现有的后沿调光器电路中，开关在每半个周期的切断过渡时间增加，使得到负载的电力更加平缓地切断，以减小所产生的引起EMI发射的相关联射频(RF)谐波的幅度，并从而最小化线路传导的EMI发射。在后沿调光器电路中，由于在AC的过零处执行切换接通，所以开关电路的切断提供比接通更大的EMI发射。而且，本领域的技术人员将理解的是，开关的切断是在切断过渡时间上执行的，并且开关的接通是在接通过渡时间上执行的。本领域的技术人员将理解的是，在理想的后沿调光器中，在AC的过零处的接通意指没有相关联的过渡时间。

实际上，具有上述后沿调光器电路的调光器目前已在许多国家销售，其符合电磁兼容性(EMC)和EMI的某些监管标准。尽管如此，上述在增加的切断过渡时间内将到负载的电力逐渐切断导致调光器电路开关器件的附加电力耗散。该附加电力通常由开关器件作为热量而耗散，其可能对采用这种调光器电路的调光器的操作和寿命有害。另外，增加的开关损耗降低了调光器的可实现的最大负载容量。

图1和图2中示出了现有技术的后沿相位控制调光器电路的示例。具体地，图1示出了现有技术的后沿相位控制调光器电路10，其具有用于控制AC电力到负载的输送(例如接通和切断)的开关电路12以及用于控制开关电路12的切换的开关控制电路14。图2示出了另一现有技术的后沿相位控制调光器电路16，其具有用于控制开关电路12的切换的开关控制电路18。图2的开关控制电路18还包括添加用于进一步控制开关电路12的切换的dv/dt反馈电路20。