[发明专利]通用调节器

说明书

技术领域

本发明涉及调节器电路，并且具体来说，涉及能够作为前沿模式 (leading edge)和后沿模式(trailing edge)设备工作的调节器电路， 因此称为“通用调节器”。

优先权

本申请要求以下优先权：

2005年12月12日提交的名称为“A Universal Dimmer”的澳大利 亚临时专利申请No.2005906990；和

2005年12月12日提交的名称为“Load detector for a Dimmer”的 澳大利亚临时专利申请No.2005906949。

通过引用将这些申请的内容包括在此。

背景技术

调节器电路用于控制从例如干线的交流(AC)电源提供到例如 灯或电动机的负载的功率。这种电路经常使用一种被称作相位控制调 节的技术。这使得能够通过改变将负载连接到电源的开关在给定周期 中导通的时间量来控制提供到负载的功率。

例如，如果可以由正弦波表示由电源提供的电压，则在将负载连 接到电源的开关始终接通时提供到负载的功率最大。在此方式中，电 源的全部能量都传送到负载。如果每个周期(正周期和负周期)中将 开关关断一部分时间，则正弦波的成比例的量有效地与负载隔离，因 此减少了提供到负载的平均能量。例如，如果每个周期中将开关接通 和关断半程，则仅一半功率将传送到负载。因为这些类型的电路经常 与电阻负载而不是电感负载一起使用，所以重复地接通和关断电源的 影响将不明显，因为电阻负载对其具有固有的惯性。整体效果将会是， 例如在灯的情况下，在灯的亮度控制中产生平滑的调节动作。本领域 技术人员将很好地理解此技术。

现代调节电路通常以两种方式之一工作——前沿或后沿。

在前沿技术中，调节器电路在每个半周期的前端部分“切断”或阻 塞负载的导电(因此称为“前沿”)。

在后沿技术中，调节器电路在每个半周期的后端部分“切断”或阻 塞负载的导电。

图1A示出前沿调节器的功能表示，而图1B示出后沿电路的功能。

在图1A中，代表施加到负载的AC电源的正弦波的阴影区表示周 期中调节器电路允许电流到达负载的部分。在阴影区之前的空白区表 示周期中被调节器电路阻塞、阻止电源施加到调节器电路的部分。

在图1B中示出了相反的后沿情形。在此情况下，AC周期开始处 的阴影区表示周期中调节器电路允许电流到达负载的部分。阴影区之 后的空白区表示周期中被调节器电路阻塞、阻止电源施加到调节器电 路的部分。

对于具体应用使用两种技术中的哪一种取决于负载的类型。电感 负载类型(例如铁芯低压照明变压器和小风扇电动机)最适于前沿工 作模式，其中已建立的半周期负载电流终止在实质上很低的电平上， 因此避免了不想要的电压尖峰。电容负载类型最适于后沿工作模式， 其中半周期开始处施加的负载电压以相对慢的速度从零爬升，因此避 免了不想要的电流尖峰。

在实践中，必须为合适的负载选择合适的调节器。这需要每种类 型的调节器有多个库存，并且具有不正确的调节器被连接到给定负载 的风险。

在调节器电路的一个改进形式中，已经开发出已知为“适应性” 的或“通用”的调节器，其既可以工作在前沿模式下也可以工作在后沿 模式下。这缓解了为每种调节器类型准备多个调节器以用于不同负载 的需要，并且安装者不必特别关心负载类型。另外，从制造的立场来 看，仅需要一种安装类型的调节器。

通用调节器设计包括初始地确定哪种工作模式适合于所连接的 负载的装置，以及之后用于保存该工作模式的非易失性存储器元件。

有多种技术用于针对要控制的负载类型确定适当的稳定状态调 节器工作模式。典型的现有通用调节器设计在一次性地在工作开始时 确定“负载类别”的基础上工作，并且其后有效地作为标准调节器(或 者是前沿或者是后沿类型)。所选工作模式的表示存储在非易失性存 储器中，每次要操作负载时就可用于检索。

尽管对单模式调节器进行了改进，现有通用调节器存在这样的缺 点：一旦确定了工作模式，该设备就必须在该设备不工作时保存关于 选择了哪种工作模式的信息。

发明内容