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TWI448198B - System and method for dimming control under capacitive loads - Google Patents

System and method for dimming control under capacitive loads Download PDF

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TWI448198B
TWI448198B TW100119272A TW100119272A TWI448198B TW I448198 B TWI448198 B TW I448198B TW 100119272 A TW100119272 A TW 100119272A TW 100119272 A TW100119272 A TW 100119272A TW I448198 B TWI448198 B TW I448198B
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transistor
dimming control
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TW100119272A
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周俊
李淼
熊忠良
羅強
方烈義
Original Assignee
昂寶電子（上海）有限公司
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
    • H05B45/3725—Switched mode power supply [SMPS]
    • H05B45/375—Switched mode power supply [SMPS] using buck topology
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light

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  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Description

用於電容性負載下的調光控制的系統和方法
本發明涉及積體電路。更具體地，本發明提供了用於調光控制(dimming control)的系統和方法。僅僅作為示例，本發明已被應用於利用具有電容性負載之燈調光器(light dimmer)的調光控制。但是，將認識到，本發明具有更廣泛的應用範圍。
發光二極體(LED)已被廣泛用在各種電子應用中，例如建築照明、汽車照明以及液晶顯示器(LCD)的背光照明。LED已被認識到相比於諸如白熾燈之類的其它光源具有重要的優點，並且這些優點至少包括高效率和長壽命。然而，對於LED廣泛取代白熾燈仍然具有重大挑戰。需要使LED燈系統與傳統的燈調光器兼容，傳統的燈調光器常常利用諸如前緣調光或後緣調光之類的切相(phase-cut)調光方法來操作。
具體地，傳統的燈調光器通常包括雙向三極體(TRIAC)，並被用來驅動諸如白熾燈之類的純電阻負載。然而，這樣的傳統燈調光器在連接到諸如LED和/或關聯電路之類的電容性負載時可能不能適當地起作用。當燈調光器開始導通時，燈調光器的內部電感和電容性負載可能引起低頻振盪。因此，燈調光器的交流電流(AC)波形通常變得不穩定，從而導致閃爍和不希望的可聽噪聲，並且/或者甚至會損壞其它系統組件。圖1顯示連接到電容性負載的傳統燈調光器的簡化信號波形。波形120表示從燈調光器產生的信號，波形110表示該信號(VAC)經整流的波形。
在嘗試利用具有諸如LED和/或關聯電路的傳統燈調光器來解決以上問題時，功率電阻器(例如，具有數百歐姆的電阻)可被串聯連接在AC環路中以在燈調光器開始導電時抑制初始電流湧浪。
圖2是傳統燈調光器電路的簡化示圖。燈調光器電路200包括AC輸入210、燈調光器220、電容性負載230以及功率電阻器240。另外，圖3顯示燈調光器電路200的簡化傳統信號波形。如圖2和3所示，作為響應，燈調光器220產生由波形320表示並且由電容性負載230接收的輸出信號，波形310表示該信號(VAC)經整流的信號。比較圖3的波形與圖1的波形，在燈調光器電路200中使用電阻器240可以減少低頻振盪。但是，對於燈調光器電路200，即使在正常工作條件下電流也會流經電阻器240，從而使得電阻器和其它系統組件過熱。這樣的加熱通常帶來低效率和高能耗。
因此，一些傳統技術在燈調光器導電達預定時間段之後AC輸入被穩定時，通過外圍電路來使該功率電阻器短路。圖4顯示用於調光控制的系統的簡化傳統示圖。作為示例，TRIAC(未在圖4中示出)被用作燈調光器。系統400包括輸入端子422和424、電容器430、TRIAC調光控制電路440以及輸出端子452、454。TRIAC調光控制電路440包括功率電晶體460以及電阻器472、474、476和478。如圖4所示，TRIAC向輸入端子422和424發送輸入信號410。當TRIAC截止時，則沒有輸入信號410。作為響應，電晶體460通過包括電阻器472、474和476的分壓器而截止。當TRIAC導通時，電晶體460保持截止，但電阻器478可以抑制初始浪湧電流(surge current)。在預定時間段之後，電晶體460導通，因此電阻器478被短路。因此，上面提到的方法可以提高系統效率。
但是系統400仍然具有重大缺陷。例如，在BUCK技術中，當TRIAC截止時，電容器430上的電壓可能不會變得比輸出端子452和454處的輸出電壓(例如VOUT)低。如果輸出電壓和/或電晶體460的閾值電壓改變，則不能使電晶體460適當地截止，因此電阻器478可能一直被短路。因此，系統400在這些狀況下將不能適當地操作。
因此，非常需要改進調光控制技術。
本發明涉及積體電路。更具體地，本發明提供了用於調光控制的系統和方法。僅僅作為示例，本發明已被應用於利用具有電容性負載之燈調光器的調光控制。但是，將認識到，本發明具有更廣泛的應用範圍。
根據一個實施例，一種用於調光控制的系統，包括：系統控制器，該系統控制器包括第一控制器端子和第二控制器端子；電晶體，該電晶體包括第一電晶體端子、第二電晶體端子和第三電晶體端子；以及電阻器，該電阻器包括第一電阻器端子和第二電阻器端子。該系統控制器被配置以至少基於與輸入信號相關聯的信息在第一控制器端子處產生第一信號，並且至少基於與第一信號相關聯的信息在第二控制器端子處產生第二信號。此外，第一電晶體端子直接地或間接地被耦合到第二控制器端子。第二電晶體端子被偏壓為第一電壓。另外，第一電阻器端子被耦合到第二電晶體端子，並且第二電阻器端子被耦合到第三電晶體端子。此外，電晶體被配置以在第一電晶體端子處接收第二信號，並且響應於第二信號在第一狀態和第二狀態之間改變。第一信號在第一時間段期間為第一邏輯位準並且在第二時間段期間在第一邏輯位準與第二邏輯位準之間改變，第二時間段包括第三時間段和第四時間段。另外，第二信號在第一時間段和第三時間段期間保持為第二邏輯位準，並且第二信號在第三時間段之後從第二邏輯位準改變為第一邏輯位準，並且在第四時間段期間保持為第一邏輯位準。
根據另一實施例，一種用於調光控制的系統，包括：系統控制器，該系統控制器包括第一控制器端子、第二控制器端子和第三控制器端子；第一電晶體，該第一電晶體包括第一電晶體端子、第二電晶體端子和第三電晶體端子；以及第一電阻器，該第一電阻器包括第一電阻器端子和第二電阻器端子。該系統控制器被配置以至少基於與輸入信號相關聯的信息在第一控制器端子處產生第一信號，並且至少基於與第一信號相關聯的信息在第二控制器端子處產生第二信號。此外，第一電晶體端子直接地或間接地被耦合到第二控制器端子。第二電晶體端子直接地或間接地被耦合到第三控制器端子，第三控制器端子被偏壓為第一電壓。另外，第一電阻器端子被耦合到第二電晶體端子，並且第二電阻器端子被耦合到第三電晶體端子。此外，第一電晶體被配置為在第一電晶體端子處接收第二信號，並且響應於第二信號在第一狀態和第二狀態之間改變。
根據又一實施例，一種用於調光控制的方法，包括：接收輸入信號；處理與輸入信號相關聯的信息；並且至少基於與輸入信號相關聯的信息產生第一信號。另外，該方法包括：處理與第一信號相關聯的信息；至少基於與第一信號相關聯的信息產生第二信號；在電晶體處接收第二信號；以及至少基於與第二信號相關聯的信息在第一狀態與第二狀態之間改變電晶體。第一信號在第一時間段期間為第一邏輯位準並且在第二時間段期間在第一邏輯位準與第二邏輯位準之間改變，第二時間段包括第三時間段和第四時間段。第二信號在第一時間段和第三時間段期間保持為第二邏輯位準。另外，第二信號在第三時間段之後從第二邏輯位準改變為第一邏輯位準，並且在第四時間段期間保持為第一邏輯位準。
根據又一實施例，一種用於調光控制的系統控制器，包括：第一控制器端子、第二控制器端子以及第三控制器端子。該系統控制器被配置以：在第一控制器端子處接收輸入信號；至少基於與輸入信號相關聯的信息在第二控制器端子處產生第一信號；以及處理與第一信號相關聯的信息。另外，該系統控制器被配置以至少基於與第一信號相關聯的信息產生第二信號；以及在第三控制器端子處輸出第二信號。第一信號在第一時間段期間為第一邏輯位準並且在第二時間段期間在第一邏輯位準與第二邏輯位準之間改變，第二時間段包括第三時間段和第四時間段。第二信號在第一時間段和第三時間段期間保持為第二邏輯位準。另外，第二信號在第三時間段之後從第二邏輯位準改變為第一邏輯位準，並且在第四時間段期間保持為第一邏輯位準。
根據又一實施例，一種用於調光控制的方法，包括：接收輸入信號；以及至少基於與輸入信號相關聯的信息產生第一信號，第一信號在第一時間段期間為第一邏輯位準並且在第二時間段期間在第一邏輯位準與第二邏輯位準之間改變，第二時間段包括第三時間段和第四時間段。另外，該方法包括：處理與第一信號相關聯的信息；至少基於與第一信號相關聯的信息產生第二信號；以及輸出第二信號，第二信號在第一時間段和第三時間段期間保持為第二邏輯位準，第二信號在第三時間段之後從第二邏輯位準改變為第一邏輯位準，並且在第四時間段期間保持為第一邏輯位準。
相比於傳統技術，通過本發明獲得了許多益處。例如，本發明的一些實施例提供了一種輸入信號，該輸入信號的每個週期包括第一部分和第二部分。作為示例，在第一部分期間，輸入信號的大小隨著時間改變，並且在第二部分期間，輸入信號的大小不隨著時間改變。在另一示例中，輸入信號由TRIAC產生。本發明的某些實施例提供了一種系統控制器，被配置以在第一時間段期間產生處於第一邏輯位準的第一信號，並且在第二時間段期間使得第一信號在第一邏輯位準和第二邏輯位準之間改變。本發明的一些實施例提供了一種系統控制器，該系統控制器包括：感測組件，被配置以接收第一信號並且至少基於與第一信號相關聯的信息產生邏輯信號；以及控制和驅動器組件，被配置以檢測邏輯信號並且至少基於與邏輯信號相關聯的信息產生第二信號。本發明的某些實施例提供了將被用於調光控制的一個或多個電晶體。例如，電晶體被配置以響應於一信號在第一狀態下導通，並且響應於該信號在第二狀態下截止。在又一示例中，兩個第一電晶體被配置以響應於一信號在第一狀態下導通，以便使第二電晶體截止。在另一示例中，這兩個第一電晶體被配置為以應於該信號在第二狀態下截止，以便使第二電晶體導通。
取決於實施例，可以獲得一個或多個益處。可以參考以下的詳細描述和附圖來全面地理解本發明的這些益處以及各種另外的目的、特徵和優點。
本發明涉及積體電路。更具體地，本發明提供了用於調光控制的系統和方法。僅僅作為示例，本發明已被應用於利用具有電容性負載的燈調光器的調光控制。但是，將認識到，本發明具有更廣泛的應用範圍。
圖5顯示根據本發明實施例的用於調光控制的系統的簡化示圖。該示圖僅僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍的範疇。該項領域具有通常知識者將認識到許多變化、替換和修改。系統500至少包括輸入端子512和514以及調光控制電路520。例如，調光控制電路520至少包括系統控制器530、電晶體540和電阻器550。
根據一實施例，燈調光器(例如，未在圖5中示出的TRIAC)向輸入端子512和514發送輸入信號510(例如，信號VAC)。作為響應，系統控制器530產生一個或多個控制信號以影響電晶體540和電阻器550的操作狀態。作為示例，電晶體540和電阻器550並聯連接，如圖5所示。根據另一實施例，控制信號使電晶體540截止，從而允許電阻器550抑制往一個或多個電容性負載的初始電流湧浪。當燈調光器導電達預定時間段之後，例如控制信號然後使電晶體540導通，由此使電阻器550短路以提高系統效率。在另一示例中，系統500在較寬的輸入和輸出範圍下操作，例如AC 90V~264V的輸入範圍，以及20V~50V/350mA的輸出範圍。
圖6是根據本發明實施例之系統控制器的簡化示圖。該示圖僅僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍的範疇。該項領域具有通常知識者將認識到許多變化、替換和修改。在一實施例中，系統控制器600與系統控制器530相同。在另一實施例中，系統控制器600的不同接腳用於不同目的。作為示例，表1顯示系統控制器600中的八個接腳的描述。
圖7是根據本發明實施例的調光控制電路的簡化示圖。該示圖僅僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍的範疇。該項領域具有通常知識者將認識到許多變化、替換和修改。
根據一實施例，調光控制電路700包括系統控制器720、電晶體730和電阻器740。例如，調光控制電路700被用作調光控制電路520。在另一示例中，系統控制器720、電晶體730和電阻器740分別與系統控制器530、電晶體540和電阻器550相同。在又一示例中，系統控制器720與系統控制器600相同。在又一示例中，電晶體730是場效應電晶體(FET)，例如N通道FET。在又一示例中，系統控制器720包括端子750(例如，GND端子)、端子752(例如，VDD端子)、端子754(例如，GATE端子)、端子756(例如，TRIAC端子)以及端子758(例如，VIN端子)。
根據另一實施例，電阻器740與電晶體730並聯耦合。電阻器740的端子742被偏壓到系統控制器720的晶片上接地。例如，端子742被連接到系統控制器720的端子750(例如，GND端子)。在另一示例中，系統控制器720的晶片上接地的電壓可以隨著時間改變。在另一示例中，電阻器740的另一端子744被偏壓到接地(例如，晶片外接地和/或外部接地)。
儘管上面顯示將所選的組件用於電路700，然而還可以存在許多替換、修改和變更。例如，組件中的一些可被擴展和/或組合。其它組件可被插入上面提到的那些組件中。例如，調光控制電路700還包括兩個另外的電晶體760和770。這些電晶體可以是雙極電晶體，例如N-P-N和/或P-N-P型雙極電晶體。
作為示例，電晶體760的端子762直接地或者通過電阻器780間接地耦合到系統控制器720的端子752(例如，VDD端子)。例如，端子752的內部電路電源電壓可以隨著時間改變。在另一示例中，電晶體760的端子764直接地或者經由電阻器782間接地耦合到系統控制器720的端子756(例如，TRIAC端子)。在又一示例中，電晶體760的端子766直接耦合到電晶體770的端子774。在又一示例中，電晶體770的端子772直接耦合到電晶體730的端子732。在又一示例中，端子776被偏壓到接地。在又一示例中，端子772通過電阻器784間接地耦合到端子776。在又一示例中，端子764通過電阻器786間接地耦合到端子762。在又一示例中，端子764通過電阻器782和電阻器788間接地耦合到端子732。
根據一實施例，在燈調光器(例如，未在圖7中示出的TRIAC)開始導電之前，系統控制器720在端子754(例如，GATE端子)處產生閘極控制信號790。閘極控制信號790處於邏輯高位準或邏輯低位準。另外，系統控制器720在端子756(例如，TRIAC端子)處產生調光控制信號792。調光控制信號792處於邏輯高位準或邏輯低位準。
在一實施例中，響應於端子758(例如，VIN端子)處的輸入信號，系統控制器720將閘極控制信號790從邏輯高位準改變為脈衝信號，該脈衝信號在邏輯高位準與邏輯低位準之間改變。同時，調光控制信號792保持為邏輯低位準以便使電晶體760和770導通。因此，根據一實施例，電晶體730保持截止並且電阻器740用來抑制往一個或多個電容性負載的任何初始湧浪電流。根據一個實施例，在預定時間段之後，系統控制器720將調光控制信號從邏輯低位準改變為邏輯高位準，從而使得電晶體760和770截止。作為響應，電晶體730導通並且電阻器740被短路以提高系統效率。例如，該預定時間段等於閘極控制信號790的脈衝信號的一個或多個週期(例如，4、6、8或10個週期)。
圖8顯示根據本發明實施例作為系統500一部分的調光控制電路700的簡化時序圖。這些示圖僅僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍的範疇。該項領域具有通常知識者將認識到許多變化、替換和修改。
如圖8所示，曲線802、804、806和808分別表示輸出電流560(如圖5所示)、輸入信號510、閘極控制信號790和調光控制信號792的時序圖。
根據一實施例，在t0 與t1 之間，輸入信號510(對應於曲線804)的大小是恒定的。在此時間段期間，閘極控制信號790(對應於曲線806)保持為邏輯高位準，並且調光控制信號792(對應於曲線808)保持為邏輯低位準。
根據另一實施例，在t1 時，輸入信號510(對應於曲線804)的大小開始隨著時間改變。作為響應，閘極控制信號790(對應於曲線806)變為脈衝信號。在t1 與t2 之間的時間段期間，調光控制信號792(對應於曲線808)保持為邏輯低位準。例如，在該時間段期間，電晶體730截止並且電阻器740用來抑制任何初始湧浪電流。在另一示例中，t1 與t2 之間的時間段等於閘極控制信號790的脈衝信號的一個或多個週期(例如，4、6、8或10個週期)。根據一實施例，在t2 之後，調光控制信號792(對應於曲線808)從邏輯低位準上升為邏輯高位準，並且然後保持邏輯高位準達一時間段。作為響應，電晶體730導通並且因此電阻器740被短路。
圖9顯示根據本發明實施例作為系統500一部分的調光控制電路700的簡化時序圖。這些示圖僅僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍的範疇。該項領域具有通常知識者將認識到許多變化、替換和修改。例如，圖8是圖9的一部分的放大表示。在另一示例中，曲線802、804、806和808分別表示曲線902、904、906和908的一部分。
如圖9所示，曲線902、904、906和908分別表示輸出電流560、輸入信號510、閘極控制信號790和調光控制信號792的時序圖。
根據一實施例，當輸入信號510(對應於曲線904)的大小恒定時，輸出電流560(對應於曲線902)隨著時間下降。根據另一實施例，當輸入信號510(對應於曲線904)的大小隨著時間改變時，輸出電流560(對應於曲線902)增大到峰值並且隨後下降。
如圖9所示，閘極控制信號790(對應於曲線906)隨著時間在邏輯高位準與脈衝信號之間改變。作為響應，調光控制信號792(對應於曲線908)在一延遲後改變。具體地，根據一實施例，如圖8所示，調光控制信號792(對應於曲線908和808)在閘極控制信號790(對應於曲線906和806)已變為脈衝信號之後的第一延遲(例如，第一延遲等於從t1 到t2 的時間段)之後從邏輯低位準改變為邏輯高位準。根據另一實施例，閘極控制信號790(對應於曲線906)從脈衝信號變回邏輯高位準之後，調光控制信號792(對應於曲線908)在第二延遲後從邏輯高位準變為邏輯低位準。第一延遲和第二延遲的大小相同或不同。
圖10顯示根據本發明另一實施例之用於調光控制的系統的簡化示圖。該示圖僅僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍的範疇。該項領域具有通常知識者將認識到許多變化、替換和修改。系統1000至少包括輸入端子1012和1014、以及調光控制電路1020。例如，調光控制電路1020包括系統控制器1030、電晶體1040和電阻器1050。在另一示例中，系統控制器530與系統控制器1030相同。在又一示例中，系統1000的操作通過圖8和/或圖9來描述。
根據一實施例，燈調光器(例如，未在圖10中示出的TRIAC)向輸入端子1012和1014發送輸入信號1010(例如，信號VAC)。作為響應，系統控制器1030產生一個或多個控制信號以影響電晶體1040和電阻器1050的操作狀態。作為示例，電晶體1040和電阻器1050並聯連接，如圖10所示。控制信號使電晶體1040截止，從而允許電阻器1050抑制往一個或多個電容性負載的初始電流湧浪。當燈調光器導電達預定時間段之後，例如控制信號然後使電晶體1040導通，由此使電阻器1050短路以提高系統效率。
圖11顯示根據本發明實施例之系統控制器的某些組件的簡化示圖。該示圖僅僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍的範疇。該項領域具有通常知識者將認識到許多變化、替換和修改。系統控制器1100至少包括閘極控制感測模塊1110、控制模塊1120和驅動器模塊1130。例如，系統控制器1100與系統控制器530、系統控制器600、系統控制器720和/或系統控制器1030相同。
在一實施例中，閘極控制感測模塊1110接收閘極控制信號1131(例如，閘極控制信號790)，並且將閘極控制信號1131變換為內部邏輯信號1112(例如，GS信號)。例如，閘極控制信號1131由系統控制器1100內的一個或多個組件接收並使用。在另一實施例中，控制模塊1120檢測邏輯信號1112，並且作為響應產生信號1122(例如，Tri信號)。在又一實施例中，驅動器模塊1130接收信號1122並且輸出調光控制信號1132(例如，調光控制信號792)。
根據另一實施例，一種用於調光控制的系統包括：系統控制器，該系統控制器包括第一控制器端子和第二控制器端子；電晶體，該電晶體包括第一電晶體端子、第二電晶體端子和第三電晶體端子；以及電阻器，該電阻器包括第一電阻器端子和第二電阻器端子。該系統控制器被配置以至少基於與輸入信號相關聯的信息在第一控制器端子處產生第一信號，並且至少基於與第一信號相關聯的信息在第二控制器端子處產生第二信號。此外，第一電晶體端子直接地或間接地被耦合到第二控制器端子。第二電晶體端子被偏壓為第一電壓。另外，第一電阻器端子被耦合到第二電晶體端子，並且第二電阻器端子被耦合到第三電晶體端子。此外，電晶體被配置以在第一電晶體端子處接收第二信號，並且響應於第二信號在第一狀態和第二狀態之間改變。第一信號在第一時間段期間為第一邏輯位準並且在第二時間段期間在第一邏輯位準與第二邏輯位準之間改變，第二時間段包括第三時間段和第四時間段。另外，第二信號在第一時間段和第三時間段期間保持為第二邏輯位準，並且第二信號在第三時間段之後從第二邏輯位準改變為第一邏輯位準，並且在第四時間段期間保持為第一邏輯位準。例如，該系統至少根據圖5、圖7和/或圖10來實現。
根據另一實施例，一種用於調光控制的系統包括：系統控制器，該系統控制器包括第一控制器端子、第二控制器端子和第三控制器端子；第一電晶體，該第一電晶體包括第一電晶體端子、第二電晶體端子和第三電晶體端子；以及第一電阻器，該第一電阻器包括第一電阻器端子和第二電阻器端子。該系統控制器被配置以至少基於與輸入信號相關聯的信息在第一控制器端子處產生第一信號，並且至少基於與第一信號相關聯的信息在第二控制器端子處產生第二信號。此外，第一電晶體端子直接地或間接地被耦合到第二控制器端子。第二電晶體端子直接地或間接地被耦合到第三控制器端子，第三控制器端子被偏壓為第一電壓。另外，第一電阻器端子被耦合到第二電晶體端子，並且第二電阻器端子被耦合到第三電晶體端子。此外，第一電晶體被配置以在第一電晶體端子處接收第二信號，並且響應於第二信號在第一狀態和第二狀態之間改變。例如，該系統至少根據圖5、圖7和/或圖10來實現。
根據又一實施例，一種用於調光控制的方法包括：接收輸入信號；處理與輸入信號相關聯的信息；並且至少基於與輸入信號相關聯的信息產生第一信號。另外，該方法包括：處理與第一信號相關聯的信息；至少基於與第一信號相關聯的信息產生第二信號；在電晶體處接收第二信號；以及至少基於與第二信號相關聯的信息來在第一狀態與第二狀態之間改變電晶體。第一信號在第一時間段期間為第一邏輯位準並且在第二時間段期間在第一邏輯位準與第二邏輯位準之間改變，第二時間段包括第三時間段和第四時間段。第二信號在第一時間段和第三時間段期間保持為第二邏輯位準。另外，第二信號在第三時間段之後從第二邏輯位準改變為第一邏輯位準，並且在第四時間段期間保持為第一邏輯位準。例如，該方法至少根據圖5、圖7、圖8、圖9和/或圖10來執行。
根據又一實施例，一種用於調光控制的系統控制器包括：第一控制器端子、第二控制器端子以及第三控制器端子。該系統控制器被配置以：在第一控制器端子處接收輸入信號；至少基於與輸入信號相關聯的信息在第二控制器端子處產生第一信號；以及處理與第一信號相關聯的信息。另外，該系統控制器被配置以至少基於與第一信號相關聯的信息產生第二信號；以及在第三控制器端子處輸出第二信號。第一信號在第一時間段期間為第一邏輯位準並且在第二時間段期間在第一邏輯位準與第二邏輯位準之間改變，第二時間段包括第三時間段和第四時間段。第二信號在第一時間段和第三時間段期間保持為第二邏輯位準。另外，第二信號在第三時間段之後從第二邏輯位準改變為第一邏輯位準，並且在第四時間段期間保持為第一邏輯位準。例如，該系統控制器至少在圖5、圖6、圖7、圖10和/或圖11中實現。
根據又一實施例，一種用於調光控制的方法包括：接收輸入信號；以及至少基於與輸入信號相關聯的信息產生第一信號，第一信號在第一時間段期間為第一邏輯位準並且在第二時間段期間在第一邏輯位準與第二邏輯位準之間改變，第二時間段包括第三時間段和第四時間段。另外，該方法包括處理與第一信號相關聯的信息；至少基於與第一信號相關聯的信息產生第二信號；以及輸出第二信號，第二信號在第一時間段和第三時間段期間保持為第二邏輯位準，第二信號在第三時間段之後從第二邏輯位準改變為第一邏輯位準，並且在第四時間段期間保持為第一邏輯位準。例如，該方法至少在圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10和/或圖11中執行。
相比於傳統技術，通過本發明獲得了許多益處。例如，本發明的一些實施例提供了一種輸入信號，該輸入信號的每個週期包括第一部分和第二部分。作為示例，在第一部分期間，輸入信號的大小隨著時間改變，並且在第二部分期間，輸入信號的大小不隨著時間改變。在另一示例中，輸入信號由TRIAC產生。本發明的某些實施例提供了一種系統控制器，被配置以在第一時間段期間產生處於第一邏輯位準的第一信號，並且在第二時間段期間使得第一信號在第一邏輯位準和第二邏輯位準之間改變。本發明的一些實施例提供了一種系統控制器，該系統控制器包括：感測組件，被配置以接收第一信號並且至少基於與第一信號相關聯的信息產生邏輯信號；以及控制和驅動器組件，被配置以檢測邏輯信號並且至少基於與邏輯信號相關聯的信息產生第二信號。本發明的某些實施例提供了將用於調光控制的一個或多個電晶體。例如，電晶體被配置以響應於一信號在第一狀態下導通，並且響應於該信號在第二狀態下截止。在另一示例中，兩個第一電晶體被配置以響應於一信號在第一狀態下導通，以便使第二電晶體截止。在另一示例中，這兩個第一電晶體被配置以響應於該信號在第二狀態下截止，以便使第二電晶體導通。
例如，本發明各個實施例中的一些或所有組件單獨地和/或與至少另一組件相組合地是利用一個或多個軟體組件、一個或多個硬體組件和/或軟體與硬體組件的一種或多種組合來實現的。在另一示例中，本發明各個實施例中的一些或所有組件單獨地和/或與至少另一組件相組合地在一個或多個電路中實現，例如在一個或多個模擬電路和/或一個或多個數字電路中實現。
雖然已描述了本發明的具體實施例，然而，該項領域具有通常知識者將明白，存在與所描述的實施例等同的其它實施例。因此，將明白，本發明不局限於具體示出的實施例，而是僅由申請專利範圍的範疇來限定。
110、120．．．波形
200．．．燈調光器電路
210．．．AC輸入
220．．．燈調光器
230．．．電容性負載
240．．．功率電阻器
310、320．．．波形
400．．．系統
410．．．輸入信號
422、424．．．輸入端子
430．．．電容器
440．．．TRIAC調光控制電路
452、454．．．輸出端子
460．．．電晶體
472、474、476、478．．．電阻器
500．．．系統
510．．．輸入信號
512、514．．．輸入端子
520．．．調光控制電路
530．．．系統控制器
540．．．電晶體
550．．．電阻器
560．．．輸出電流
600．．．系統控制器
700．．．調光控制電路
720．．．系統控制器
730．．．電晶體
732．．．端子
740．．．電阻器
742、744、750、752、754、756、758．．．端子
760．．．電晶體
762、764、766．．．端子
770．．．電晶體
772、774、776．．．端子
780、782、784、786、788．．．電阻器
790．．．閘極控制信號
792．．．調光控制信號
802、804、806、808、902、904、906、908．．．曲線
1000．．．系統
1010．．．輸入信號
1012、1014．．．輸入端子
1020．．．調光控制電路
1030．．．系統控制器
1040．．．電晶體
1050．．．電阻器
1100．．．系統控制器
1110．．．閘極控制感測模塊
1112．．．內部邏輯信號
1120．．．控制模塊
1122．．．信號
1130．．．驅動器模塊
1131．．．閘極控制信號
1132．．．調光控制信號
圖1顯示連接到電容性負載的傳統燈調光器的簡化信號波形；
圖2是傳統燈調光器電路的簡化示圖；
圖3顯示燈調光器電路的簡化傳統信號波形；
圖4顯示用於調光控制之系統的簡化傳統示圖；
圖5顯示根據本發明實施例之用於調光控制的系統的簡化示圖；
圖6是根據本發明實施例之系統控制器的簡化示圖；
圖7是根據本發明實施例之調光控制電路的簡化示圖；
圖8顯示根據本發明實施例之作為調光控制系統一部分的調光控制電路的簡化時序圖；
圖9顯示根據本發明實施例作為調光控制系統一部分的調光控制電路的簡化時序圖；
圖10顯示根據本發明另一實施例之用於調光控制的系統的簡化示圖；以及
圖11顯示根據本發明實施例之系統控制器的某些組件的簡化示圖。
500．．．系統
510．．．輸入信號
512、514．．．輸入端子
520．．．調光控制電路
530．．．系統控制器
540．．．電晶體
550．．．電阻器
560．．．輸出電流

Claims (46)

  1. 一種用於調光控制的系統，該系統包括：系統控制器，該系統控制器包括第一控制器端子和第二控制器端子；電晶體，該電晶體包括第一電晶體端子、第二電晶體端子和第三電晶體端子；以及電阻器，該電阻器包括第一電阻器端子和第二電阻器端子；其中：所述系統控制器被配置以至少基於與輸入信號相關聯的信息在所述第一控制器端子處產生第一信號，並且至少基於與所述第一信號相關聯的信息在所述第二控制器端子處產生第二信號；所述第一電晶體端子直接地或間接地被耦合到所述第二控制器端子；所述第二電晶體端子被偏壓為第一電壓；所述第一電阻器端子被耦合到所述第二電晶體端子；所述第二電阻器端子被耦合到所述第三電晶體端子；以及所述電晶體被配置以在所述第一電晶體端子處接收所述第二信號，並且響應於所述第二信號在第一狀態和第二狀態之間改變；其中：所述第一信號在第一時間段期間為第一邏輯位準並且在第二時間段期間在所述第一邏輯位準與第二邏輯位準之間改變，所述第二時間段包括第三時間段和第四時間段；所述第二信號在所述第一時間段和所述第三時間段期間保持為所述第二邏輯位準；以及所述第二信號在所述第三時間段之後從所述第二邏輯位準改變為所述第一邏輯位準，並且在所述第四時間段期間保持為所述第一邏輯位準。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之用於調光控制的系統，其中，所述第一電壓隨著時間改變。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之用於調光控制的系統，其中，所述第三電晶體端子被偏壓為第二電壓。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之用於調光控制的系統，其中，所述第一電壓與所述第二電壓不同。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之用於調光控制的系統，其中，所述第二電壓為預定電壓。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之用於調光控制的系統，其中，所述電晶體被配置以在所述第一狀態下導通並且在所述第二狀態下截止。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之用於調光控制的系統，其中，所述第一邏輯位準為邏輯高位準，並且所述第二邏輯位準為邏輯低位準。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之用於調光控制的系統，其中，所述第一時間段與所述第二時間段相鄰。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之用於調光控制的系統，其中：所述第一時間段與所述第三時間段相鄰；以及所述第三時間段與所述第四時間段相鄰。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之用於調光控制的系統，其中：所述第二時間段和所述第三時間段共享同一起始時間；以及所述第二時間段和所述第四時間段共享同一結束時間。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之用於調光控制的系統，其中：在所述第二時間段的結束時間時，所述第一信號在所述第一邏輯位準處的大小變得恒定；以及在經過延遲的時間時，所述第二信號在所述第二邏輯位準處的大小變得恒定，所述經過延遲的時間在所述結束時間之後。
  12. 一種用於調光控制的系統，該系統包括：系統控制器，該系統控制器包括第一控制器端子、第二控制器端子和第三控制器端子；第一電晶體，該第一電晶體包括第一電晶體端子、第二電晶體端子和第三電晶體端子；以及第一電阻器，該第一電阻器包括第一電阻器端子和第二電阻器端子；其中：所述系統控制器被配置以至少基於與輸入信號相關聯的信息在所述第一控制器端子處產生第一信號，並且至少基於與所述第一信號相關聯的信息在所述第二控制器端子處產生第二信號；所述第一電晶體端子直接地或間接地被耦合到所述第二控制器端子；所述第二電晶體端子直接地或間接地被耦合到所述第三控制器端子，所述第三控制器端子被偏壓為第一電壓；所述第一電阻器端子被耦合到所述第二電晶體端子；所述第二電阻器端子被耦合到所述第三電晶體端子；以及所述第一電晶體被配置以在所述第一電晶體端子處接收所述第二信號，並且響應於所述第二信號在第一狀態和第二狀態之間改變；其中：所述輸入信號的每個週期包括第一部分和第二部分，在所述第一部分期間，所述輸入信號的大小隨著時間改變，以及在所述第二部分期間，所述輸入信號的大小不隨著時間改變；所述輸入信號是由雙向三極體(TRIAC)產生的。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之用於調光控制的系統，其中，所述第一電晶體是N通道場效應電晶體。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之用於調光控制的系統，其中，所述第一電晶體端子是閘極控制端子。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之用於調光控制的系統，其中，所述第一電壓隨著時間改變。
  16. 如申請專利範圍第12項所述之用於調光控制的系統，其中，所述第三電晶體端子被偏壓為第二電壓。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之用於調光控制的系統，其中，所述第一電壓與所述第二電壓不同。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之用於調光控制的系統，其中，所述第二電壓是預定電壓。
  19. 如申請專利範圍第12項所述之用於調光控制的系統，其中，所述第一電晶體被配置為在所述第一狀態下導通並且在所述第二狀態下截止。
  20. 如申請專利範圍第12項所述之用於調光控制的系統，其中，所述系統控制器還被配置以在第一時間段期間產生處於第一邏輯位準的所述第一信號，並且在第二時間段期間在所述第一邏輯位準與第二邏輯位準之間改變所述第一信號，所述第二時間段包括第三時間段和第四時間段。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之用於調光控制的系統，其中，所述系統控制器還被配置以在所述第一時間段和所述第三時間段期間產生處於所述第二邏輯位準的所述第二信號。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之用於調光控制的系統，其中，所述第二信號在所述第三時間段之後從所述第二邏輯位準變為所述第一邏輯位準。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之用於調光控制的系統，其中，所述第二信號在所述第四時間段期間保持為所述第一邏輯位準。
  24. 如申請專利範圍第20項所述之用於調光控制的系統，其中，所述第一邏輯位準為邏輯高位準，並且所述第二邏輯位準為邏輯低位準。
  25. 如申請專利範圍第12項所述之用於調光控制的系統，其中，所述第一電晶體端子至少通過第二電阻器被間接地耦合到所述第二控制器端子。
  26. 如申請專利範圍第12項所述之用於調光控制的系統，還包括：第二電晶體，該第二電晶體包括第四電晶體端子、第五電晶體端子和第六電晶體端子；以及第三電晶體，該第三電晶體包括第七電晶體端子、第八電晶體端子和第九電晶體端子；其中：所述系統控制器還包括被偏壓為第三電壓的第四控制器端子；所述第四電晶體端子直接地或間接地耦合到所述第二控制器端子；所述第五電晶體端子直接地耦合到所述第七電晶體端子；所述第六電晶體端子直接地或間接地耦合到所述第四控制器端子；所述第八電晶體端子直接地耦合到所述第一電晶體端子；以及所述第九電晶體端子被偏壓為所述第二電壓。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之用於調光控制的系統，其中：所述第六電晶體端子至少通過第二電阻器被間接地耦合到所述第四控制器端子；所述第七電晶體端子至少通過第三電阻器被間接地耦合到所述第九電晶體端子；以及 所述第四電晶體端子至少通過第四電阻器被間接地耦合到所述第六電晶體端子，並且至少通過第五電阻器被間接地耦合到所述第一電晶體端子。
  28. 如申請專利範圍第26項所述之用於調光控制的系統，其中，所述第三電壓隨著時間改變。
  29. 如申請專利範圍第12項所述之用於調光控制的系統，其中，所述系統控制器還包括：感測組件，被配置以接收所述第一信號並且至少基於與所述第一信號相關聯的信息產生邏輯信號；以及控制和驅動器組件，被配置以檢測所述邏輯信號並且至少基於與所述邏輯信號相關聯的信息產生所述第二信號。
  30. 一種用於調光控制的方法，該方法包括：接收輸入信號；處理與所述輸入信號相關聯的信息；至少基於與所述輸入信號相關聯的信息產生第一信號；處理與所述第一信號相關聯的信息；至少基於與所述第一信號相關聯的信息產生第二信號；在電晶體處接收所述第二信號；以及至少基於與所述第二信號相關聯的信息來在第一狀態與第二狀態之間改變所述電晶體；其中：所述第一信號在第一時間段期間為第一邏輯位準並且在第二時間段期間在所述第一邏輯位準與第二邏輯位準之間改變，所述第二時間段包括第三時間段和第四時間段；所述第二信號在所述第一時間段和所述第三時間段期間保持為所述第二邏輯位準；以及所述第二信號在所述第三時間段之後從所述第二邏輯位準改變為所述第一邏輯位準，並且在所述第四時間段期間保持為所述第一邏輯位準。
  31. 如申請專利範圍第30項所述之用於調光控制的方法，其中，用於在第一狀態與第二狀態之間改變所述電晶體的處理包括：在所述第一狀態下使所述電晶體導通；以及在所述第二狀態下使所述電晶體截止。
  32. 如申請專利範圍第30項所述之用於調光控制的方法，其中，所述第一邏輯位準是邏輯高位準，並且所述第二邏輯位準是邏輯低位準。
  33. 如申請專利範圍第30項所述之用於調光控制的方法，其中，所述第一時間段與所述第二時間段相鄰。
  34. 如申請專利範圍第33項所述之用於調光控制的方法，其中：所述第一時間段與所述第三時間段相鄰；以及所述第三時間段與所述第四時間段相鄰。
  35. 如申請專利範圍第34項所述之用於調光控制的方法，其中：所述第二時間段和所述第三時間段共享同一起始時間；以及所述第二時間段和所述第四時間段共享同一結束時間。
  36. 如申請專利範圍第30項所述之用於調光控制的方法，其中：在所述第二時間段的結束時間時，所述第一信號在所述第一邏輯位準處的大小變得恒定；以及在經過延遲的時間時，所述第二信號在所述第二邏輯位準處的大小變得恒定，所述經過延遲的時間在所述結束時間之後。
  37. 一種用於調光控制的系統控制器，該系統控制器包括：第一控制器端子；第二控制器端子；以及第三控制器端子；其中，所述系統控制器被配置以：在所述第一控制器端子處接收輸入信號；至少基於與所述輸入信號相關聯的信息在所述第二控制器端子處產生第一信號；處理與所述第一信號相關聯的信息；至少基於與所述第一信號相關聯的信息產生第二信號；以及在所述第三控制器端子處輸出所述第二信號； 其中：所述第一信號在第一時間段期間為第一邏輯位準並且在第二時間段期間在所述第一邏輯位準與第二邏輯位準之間改變，所述第二時間段包括第三時間段和第四時間段；所述第二信號在所述第一時間段和所述第三時間段期間保持為所述第二邏輯位準；以及所述第二信號在所述第三時間段之後從所述第二邏輯位準改變為所述第一邏輯位準，並且在所述第四時間段期間保持為所述第一邏輯位準。
  38. 如申請專利範圍第37項所述之用於調光控制的系統控制器，其中，所述第一時間段與所述第二時間段相鄰。
  39. 如申請專利範圍第38項所述之用於調光控制的系統控制器，其中：所述第一時間段與所述第三時間段相鄰；以及所述第三時間段與所述第四時間段相鄰。
  40. 如申請專利範圍第39項所述之用於調光控制的系統控制器，其中：所述第二時間段和所述第三時間段共享同一起始時間；以及所述第二時間段和所述第四時間段共享同一結束時間。
  41. 如申請專利範圍第37項所述之用於調光控制的系統控制器，其中：在所述第二時間段的結束時間時，所述第一信號在所述第一邏輯位準處的大小變得恒定；以及在經過延遲的時間時，所述第二信號在所述第二邏輯位準處的大小變得恒定，所述經過延遲的時間在所述結束時間之後。
  42. 一種用於調光控制的方法，該方法包括：接收輸入信號；至少基於與所述輸入信號相關聯的信息產生第一信號，所述第一信號在第一時間段期間為第一邏輯位準並且在第二時間段期間在所述第一邏輯位準與第二邏輯位準之間改變，所述第二時間段包括第三時間段和第四時間段；處理與所述第一信號相關聯的信息；至少基於與所述第一信號相關聯的信息產生第二信號；以及 輸出所述第二信號，所述第二信號在所述第一時間段和所述第三時間段期間保持為所述第二邏輯位準，所述第二信號在所述第三時間段之後從所述第二邏輯位準改變為所述第一邏輯位準，並且在所述第四時間段期間保持為所述第一邏輯位準。
  43. 如申請專利範圍第42項所述之用於調光控制的方法，其中，所述第一時間段與所述第二時間段相鄰。
  44. 如申請專利範圍第43項所述之用於調光控制的方法，其中：所述第一時間段與所述第三時間段相鄰；以及所述第三時間段與所述第四時間段相鄰。
  45. 如申請專利範圍第44項所述之用於調光控制的方法，其中：所述第二時間段和所述第三時間段共享同一起始時間；以及所述第二時間段和所述第四時間段共享同一結束時間。
  46. 如申請專利範圍第42項所述之用於調光控制的方法，其中：在所述第二時間段的結束時間時，所述第一信號在所述第一邏輯位準處的大小變得恒定；以及在經過延遲的時間時，所述第二信號在所述第二邏輯位準處的大小變得恒定，所述經過延遲的時間在所述結束時間之後。
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