[发明专利]切换功率转换器输入电压近似过零点确定

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年11月4日提交的美国临时申请第61/410,269号的优先权，将其全部内容通过引用结合于此。本申请还要求于2011年11月4日提交的美国专利申请第13/290,032号的优先权，将其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明总体上涉及电子领域，并且更具体地涉及用于利用切换功率转换器并确定切换功率转换器的输入电压的近似过零点的方法和系统。

背景技术

许多电子系统都包括例如与调光器相接的切换功率转换器的电路。该相接电路（interfacing circuit）根据由调光器设定的调光等级（dimming level）将功率传递至负载。例如，在照明系统中，调光器对照明系统提供输入信号。该输入信号表示使照明系统调节传递至灯的功率的调光等级，并且因此根据调光等级来提高或降低灯的亮度。存在许多不同种类的调光器。通常，调光器产生指示期望的调光等级的数字或模拟编码的调光信号（dimming signal）。例如，一些基于模拟的调光器利用用于交流电装置的三极管（“双向晶闸管”）来调制交流（“AC”）电源电压的各个周期的相位角。电源电压的“调制相位角”还通常称为“切相”电源电压，“切相（phase cutting）”电源电压降低了提供至诸如照明系统的负载的平均功率，并且从而控制提供至负载的能量。

一旦基于双向晶闸管的调光器在交流（“AC”）电源电压的周期期间开始导通，为了防止双向晶闸管不利地、过早地在电源电压的周期中间断开，切换功率转换器吸取称为“保持电流”的最小电流。只要切换功率转换器的输入电流大于或等于“保持电流”，基于双向晶闸管的调光器就应当不会过早地断开。对于上升沿调光器，当调光器开始导通并且在达到电源电压的过零点之前停止导通时，发生过早的断开。过早的断开可以导致照明系统的诸如闪烁和不稳定的问题。

图1示出了包括上升沿切相调光器102的照明系统100。图2示出了与照明系统100相关的的理想的示例性电压图200。参照图1和图2，照明系统100从电压源104接收AC电源电压V_IN。由波形202表示的电源电压V_IN例如为在美国的额定的60Hz/110V的线电压或在欧洲的额定的50Hz/220V的线电压。上升沿调光器102切相电源电压V_IN的各个半周期的上升沿（诸如上升沿204和206）。因为电源电压V_IN的各个半周期是电源电压V_IN的180度，所以上升沿调光器102以大于0度并且小于180度的角度来切相电源电压V_IN。通常，上升沿调光器102的电压切相范围是10度至170度。

照明系统100的输入信号电压V_{Ф_IN}表示使照明系统100调节传递至灯122的功率的调光等级，并且因此根据调光等级来提高或降低灯122的亮度。上升沿调光器102可以是任何类型的上升沿调光器，诸如可以从Lutron Electronics,Inc.of Coopersberg,PA（“Lutron”）获得的基于双向晶闸管的上升沿调光器。在于2010年8月17日提交的发明人为John L.Melanson的题为“Dimmer Output Emulation”的美国专利申请第12/858,164号的背景技术部分中描述了基于双向晶闸管的上升沿调光器。