[发明专利]具有过电流检测功能的调光器电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种调光器电路，特别涉及一种能够检测过电流状态的调光器电路。

优先权

本发明申请的权利项要求以下专利申请的优先权：

-澳大利亚临时专利申请号为2007905110，名称为：“改进的调光器电路启动检测”，申请日为：2007年9月19日；

-澳大利亚临时专利申请号为2007905108，名称为：“带有过电流检测的调光器电路”，申请日为：2007年9月19日；

-澳大利亚临时专利申请号为2007905109，名称为：“在调光器电路中的过电流保护”，申请日为：2007年9月19日。

上述每个专利申请的全部内容在此以引用的方式并入本文中。

引用的并入专利申请

接下来的说明书中的描述引用以下专利申请：

PCT/AU03/00365名称为“改进的调光器电路启动检测”；

PCT/AU03/00366名称为“带有改进电感负荷的调光器电路”；

PCT/AU03/00364名称为“带有改进的脉动控制的调光器电路”；

PCT/AU2006/001883名称为：“调光器电路中的电流零交叉检测器”；

PCT/AU2006/001882名称为：“用于调光器的负载检测器”；

PCT/AU2006/001881名称为：“一种通用的调光器”；以及

共同未决的澳大利亚临时专利申请，其名称为“调光器电路中的过电流保护”。

上述每个专利申请的全部内容在此以引用的方式并入本文中。

背景技术

调光器电路用于控制电源(比如电力网供电)提供给一个负载(比如灯或电动马达)的功率。这种电路通常用到一种被称为相位控制调光的技术。这种技术通过改变连接负载与电源的开关在设定周期内的连接时间来控制提供给负载的功率。

例如，如果由电源提供的电压能够由正弦波来表示，那么当连接负载与电源的开关一直处于连接状态时，提供给负载的功率为最大功率。这样，电源的全部能量被传送给负载。如果上述开关在每个周期(正的和负的)中的一部分时间被关闭，那么所述正弦波中的一部分被有效地从负载分离，从而减少提供给负载的平均能量。例如，如果所述开关在每个周期一半时间开一半时间关，那么只有一半的功率被传送给负载；以照明灯作为举例，其总体效果将是：平稳的调光动作导致对灯的发光度的控制。

由于负载连接到高电压或电流源例如电力网供电，这种电路的故障(比如短路)可能导致突然的高强度电流电涌，这将损坏负载以及任何连接在负载上的电路元件。对于调光器电路来说，检测这种过电流或高电流情形发生的功能将是很有用处的，这样能够将负载或/和连接的电路元件从高电流源断开。

存在有许多用在调光器电路中进行过电流检测的技术，但是，这些技术存在各种各样的缺点，包括附加的电路复杂性、过度的功率耗损或者技术不够成熟。

一种基于相位调整调光器电路的典型的MOSFET或IGBT包含有在相反极性串联的两个装置，使得流经一个串联负载的交流电的传导变得容易。对于特定的线电压极性，只有一个装置是用于确定负载电流的流量的，而与另一装置连接的反并联二极管在此极性期间将是正向偏置的。

一种用于故障或过电流检测的常用技术采用图1所示的电阻连接方式。固定的电阻(R1和R2)串联在一个或两个开关装置(IGBT1和IGBT2，与一起封装的反并联二极管D1和D2相对应)的“通用”输出端。电压比较器(没有画出)被用于检测电阻两端由于负载电流而产生的电压。当超过预定的电流门限值时，对应的开关装置在此时被关闭。

上述技术的主要缺点在于：电流检测电阻器必须要能够抵挡高峰电流。在正常的调光操作期间，电阻本身也伴有功率损耗。

另一种现有技术是采用金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)来传导电压检测，如图2所示，在这个电路连接中，开关管(在此例中是MOSFET1和MOSFET2，与内部的反并联二极管D1和D2相对应)在其栅极驱动值完全达到时显示出一种有阻抗的V/I特性。MOSFET的导通电压(Vds)是与负载电流量成正比的(不考虑由于温度的改变)。所以这能够作为一种检测过大负载电流量的方法而进行监控。

然而这种技术的一个明显的不足在于：在MOSFET进行打开或关闭的状态转换期间---此时门电压横跨门阈值区间，该装置不会显示出有阻抗的V/I特征。所以监控导通电压(Vds)量的方法在此时不适用，使得没有能力检测相关的过电流事件。

发明内容