[发明专利]具有适配器的前沿相位调光器

说明书

技术领域

本发明涉及光源及灯具调光控制，特别涉及针对LED灯具用于传统调光环境下的技术问题。

背景技术

发光二极管已成功商品化，多方面技术难点渐得充份了解及有效解决，随着以发光二极管为光源的灯具广泛应用，发光二极管灯具以其在能源效益，寿命及稳定性方面在甚多应用上开始取代白炽灯光源，在取代过程中发现不少与调光系统有关的兼容性问题，常见的故障为调光范围狭窄，调光效果非线性，闪烁，异常声响，灯具损坏等等。

传统白炽灯光源在电器特性上极之简单，如图1所示，传统调光方法，调光器串联於电源与负载之间，通过相位控制技术，令调光器内置开关跟据交流电源相位成一固定相角关系导通及关断。

现有技术中的相位控制方法分两种：

第一种方法为前沿调节，调光器开关於交流电过零后保持关断，经过一段可调节的延时后开通，开关维持导通，直至交流电源下一过零点关断，开关次序每市电工频周期重覆两次，延时越短，导通时间越长，供给负载有效功率越大。仿真结果图如图2所示。

第二种方法为后沿调节，调光器开关由市电工频过零点开始导通，经过一段可调节的延时后关断，开关维持关断，直至交流电源下一过零点开通。仿真结果图如图3所示。

比较两种相位控制方法，前沿调节是首先被开发，因此方法与一系列的器件先天开关特性极之配合，真空管时代的气体放电管及半导体的晶闸管(SCR及TRIAC)触发后维持导通及过零时自关断特性与前沿相位控制完美匹配，因电路简单关系，同一功率规格下，此类器件制成的调光器价格会较为便宜。

前沿相位控制广泛应用在传统照明，电热控制及某几种类型电动机调节。照明应用主要针对白炽灯光源，理由是白炽灯光源是利用电功率令灯丝发热，高温下灯丝材料发光，电气特性上灯丝呈现电阻性，施加於白炽灯光源上的脉动相位调节波形会由灯丝的热容量加以平均，消除部份闪烁现象。

自照明工业引入电子化镇流器後，因电子镇流器具有输入电容量(如电磁兼容滤波器及整流滤波电路等)，前沿相位控制开关开通时会于负载端施加一高斜率电压上升沿，此上升沿会对电子镇流器电路制造一系列问题，仿真结构图如图4所示，结果如图5、6所示，发光二极管电源大部份属于电子变换电路，同样问题会在发光二极管灯具上出现。

本来后沿相位调节是基于电子变换器电路而开发的调节方法，调光器开关在过零时开始导通，避开高斜率电压上升沿，快速下降沿对电子变换器电路不会产生负面影响，理应可解决发光二极管灯具问题。但真正应用时，发光二极管光源还是要面对大量前沿调光系统兼容要求，理由总结如下：

-专业调光系统汲及建筑物管理及节能智能系统配合，不能轻易更换。

-后沿调光系统配置选择性较少，价格较高。

-其他项目管理因数。

前沿调光方法问题归纳如下：

-市场上现存在大量前沿调光系统，且其中大部份属专业系统，价格较高，不容许随便更换，照明设计者只容许把白炽灯换成发光二极管灯具。

-高斜率电压上升沿产生大电流尖峰。

-大电流尖峰加上电路上容性感性分布参数，引起电路电流振荡。

-若振荡幅度过大，令调光器电流在某些时间少於调光器最少维持导通电流，调光器电路会於工频过零前非正常提早关断，引起闪烁。

-若调光器开关因电流振荡提早关断，可以在同一工频半周期内重新开通，引起闪烁。

-异常电力开关令供电系统过载，引起供电系统跳闸。

-异常电流振荡产生电磁干扰。

-异常电流令调光器内开关器件应力增大，影响调光器可靠性及安全。

-白炽灯一般效率较低，所以电功率一般较同级LED灯具为大，调光器内置开关器件需要有最低维持导通电流，LED灯具正常工作电流常比维持导通电流值低，令调光器不能正常工作。

-调光器控制电路需通过串联负载取电，白炽灯为电阻性，取电容易，LED灯具电为非线性负载，不能保证导通特性，取电困难，令调光器不能正常工作。

发明内容

为了解决上述现有技术中的不足之处，本发明提供了一种灯具调光适配电路，用以串接于前沿调光系统及发光二极管电路之间，以解决前沿调光方式对发光二极管驱动电路的负面影响。

本发明的具有适配器的前沿相位调光器，包括

一前沿相位调光器，其具有一个输入端和一个输出端，以及

串联于前沿相位调光器的输出端的一个用于在所述前沿调光系统开关触发後保持开通最少电流，并加足够馀量的假负载电路，和一个用于限制调光器开关闭合时电源对灯具等效输入电容的最大容许充电电流的限流电路；