[发明专利]用于功率开关晶体管的电流吸收功能的功率耗散监视器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求来自共同待决的于2012年3月13日递交的美国临时专利申请No.61/610,377的权益，该申请通过引用被整体结合于此。

技术领域

本文公开的实施方式大体涉及开关功率变换器，并且更具体地涉及对于开关功率变换器的开关晶体管的不安全的操作状态的监视。

背景技术

LED灯系统一般包括与传统调光器开关一同使用的传统的LED灯。传统调光器开关使用TRIAC电路调节灯输入电压。TRIAC是当其被触发时(即，导通)在任一方向传导电流的双向设备。一旦被触发，TRIAC继续传导直到电流下降到低于特定阈值，该阈值被称为维持电流阈值。为了让TRIAC调光器内部定时正确工作，必须在确定时间内从调光器汲取电流。不幸地，传统LED灯不能够以允许调光器的内部电路正确工作的方式从调光器开关汲取电流。

发明内容

本文公开的实施方式描述了功率控制器用于对开关模式功率变换器的开关晶体管的不安全的操作状态进行监视的方法。在一个实施例中，诸如双极结式晶体管(BJT)的激励晶体管以有源模式操作时，开关功率变换器可以用线性模式操作。在有源模式期间，BJT操作为电流吸收器，在其中汲取电流至BJT因而从LED灯系统的调光器开关汲取电流。从调光器开关汲取电流允许调光器开关的内部电路正确工作。

由于在线性模式期间BJT耗散功率，BJT的温度上升(即，BJT加热)，如果BJT达到与BJT的不安全的操作状态相关的温度，该温度上升将对开关功率变换器造成危险。在一个实施例中，在线性模式期间，功率控制器持续地观测由BJT耗散的功率的数字仿真，该数字仿真描述了是否BJT操作在有源模式中持续一段时间将造成BJT达到不安全操作温度。响应于达到耗散能量阈值，功率控制器将关断BJT允许BJT冷却至安全的操作温度。

说明书中描述的特点和优势并不是全部包含的，特别是，鉴于图和说明书，很多另外的特点和优势对于本领域的技术人员将是显而易见的。此外，应当指出的是在说明书中使用的语言主要为了可读性和指导的目的所选择的，并且可以不是为划定界限或限制本发明的主题而选择的。

附图说明

通过结合附图考虑以下详细描述的说明书，本文公开的实施例的理论将会很容易理解。

图1图示了根据一个实施例的LED灯系统。

图2A、2B、和2C图示了根据一个实施例的灯的输入电压波形和电流使能波形。

图3图示了根据一个实施例的功率控制器的详细视图。

图4图示了根据一个实施例的仿真模块的电路图。

图5图示了根据一个实施例的仿真模块的替代电路图。

图6图示了根据一个实施例的替代LED灯系统。

具体实施方式

图以及下列描述涉及仅作为说明的各种实施例。应当指出的是从下列讨论中，将容易地认识到本文公开的结构和方法的可替代的实施例是可以不用偏离于此讨论的原则采用的可用的替代。

将详细参考多个实施例，其中在附图中图示出实施例的示例。需指出，无论什么地方可用的相似或相同的附图标记可以在图中使用，并且可以指示相似或相同的功能。这些图仅为了说明的目的而描绘各种实施例。本领域的技术人员将容易从下列说明书中容易地认识到，可以在不偏离本文描述的原则下采用本文描述的结构和方法的可替代实施例。

本文公开的实施例描述了功率控制器的用于对开关功率变换器的激励晶体管的不安全操作状态进行监视的方法。通过基于对经过激励晶体管的程序电流的了解和对跨激励晶体管的电压的持续观测而预测功率耗散，功率控制器监视开关功率变换器中的激励晶体管的功率耗散。

在一个实施例中，在LED灯系统的开关功率变换器中使用BJT作为开关设备(即，激励晶体管)。BJT操作在不同的操作模式，不同的操作模式包括截止模式、饱和模式、或有源模式。BJT被配置为基于BJT的操作模式而用作为断开电路、闭合电路、或持续电流吸收器。