[发明专利]开关功率变换器和基于交流三极管的调光器的输入电压感应

说明书

相关申请的交叉参考

本美国专利申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2011年6月30日提交的美国临时专利申请第61/503,357号的优先权，该申请通过引用结合于此。本申请还根据35U.S.C.§120和37C.F.R.§1.78要求于2012年6月29日提交的美国专利申请第13/539,004号并且题为“Input Voltage Sensing For A Switching Power Converter And A Triac-Based Dimmer”的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

本美国专利申请是以下专利申请的部分继续并根据35U.S.C.§120要求以下专利申请的优先权：

1.于2011年7月29日提交的，题为“POWERING HIGH-EFFICIENCY LIGHTING DEVICES FROM A TRIAC-BASED DIMMER”的美国专利申请第13/194,531号；

2.于2011年8月24日提交的，题为“MULTI-MODE DIMMER INTERFACING INCLUDING ATTACH STATE CONTROL”，发明人：Eric J.King和John L.Melanson的美国专利申请第13/217,174号；

3.于2011年11月2日提交的，公开为美国专利申请第20120112651号的，题为“DUTY FACTOR PROBING OF A TRIAC-BASED DIMMER”的美国专利申请第13/287,257号；以及

4.于2011年11月4日提交的，题为“SWITCHING POWER CONVERTER INPUT VOLTAGE APPROXIMATE ZERO CROSSING DETERMINATION”的美国专利申请第13/290,032号（在本文中称作“King I”），发明人：Eric J.King和John L.Melanson。

每个前述专利申请和临时专利申请与本美国专利申请具有至少一个共同发明人并且被受让给同一个受让者。前述专利申请和临时专利申请中的每个的公开的全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明一般涉及电子系统，并且更具体地涉及与开关功率变换器和基于交流三极管的调光器的输入电压感应相关的系统和方法。

背景技术

如发光二极管（LED）和紧凑型荧光灯（CFL）的电子照明设备与白炽灯泡相比提供更多的高效节能光。因此，更高效的电子照明设备不断地取代照明系统中的白炽灯泡。

用于对白炽灯泡调光的常规调光器通常包括用于交流电的三极管（“交流三极管”）。基于交流三极管的调光器通过将在特定相位角的交流（AC）输入电压舍相来设置调光水平从而减少供应到负载（如灯）的平均功率量。白炽灯泡通过减少其光输出来实质地响应舍相输入电压。诸如LED和CFL的许多电子照明设备是恒流设备，其表示电子照明设备对于特定的电流值具有特定的亮度。因此，包含电子照明设备的照明系统通常利用控制器将输入电压转换为电子照明设备可用的电压和电流。

为响应由舍相输入电压的相位角设置的调光水平，在理想情况下，控制器正确检测舍相电压的相位角并与调光水平相符地调节电子照明设备的电压和电流。然而，尤其在试图保持电子照明设备的能效的情况下，确定输入电压的舍相角被证明是具有挑战性的。

在理想情况下，基于交流三极管的调光器在每个输入电压半周期期间使负载连接并断开输入电压一次。然而，在没有干涉的情况下，基于交流三极管的调光器在一个输入电压半周期期间往往不正确地使电子照明设备连接或断开输入电压多次。发生这种振荡是因为一旦交流三极管开始操作，交流三极管将持续操作直到流过交流三极管的电流下降到小于保持电流值。电子照明设备中通常仅消耗由白炽灯泡消耗电流的10%，同时产生等量的光。因此，在没有干涉的情况下，电子照明设备的消耗可少于保持电流，导致交流三极管在其应保持不导电的舍相期间使负载过早地连接并断开输入电压。另外，有些电路能够导致交流三极管在输入电压的舍相之后过早地断开。

基于交流三极管的调光器运作不当可导致难以检测输入电压过零。不当检测或未检测到输入电压过零会扰乱控制器控制电子照明设备的正常操作。

发明内容