[发明专利]使用TRIAC调光器的调光控制系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路，更具体地涉及使用TRIAC调光器(TRIAC dimmer)的调光控制系统和方法。

背景技术

包含发光二极管(LED)的照明系统常常使用包括交流三极管(TRIAC，Triode for Alternating Current)的传统灯调光器(例如，壁装式的)来调节LED的亮度。TRIAC是双向的并且电流可在任一方向流经TRIAC(例如，流进TRIAC或流出TRIAC)。TRIAC可由栅极电流(例如，在任一方向上流动)触发，栅极电流通常是通过向TRIAC的栅极施加电压(例如，正电压或负电压)生成的。一旦被触发，TRIAC就持续引导电流直到电流下降到某个阈值(例如，维持电流)之下为止。

图1是示出使用TRIAC调光器的传统LED照明系统的简化示图。例如，照明系统100实现初级侧调整方案和用于驱动一个或多个LED172的具有单级功率因数校正(PFC)的反激式结构。系统100包括控制器102、AC供应组件122、TRIAC调光器118、全波整流桥124、电容器126，136，140，150和170、电阻器128，130，134，138，146，148，154和156、电源开关132和152、二极管142，144和168、以及包括初级绕组162、次级绕组164和辅助绕组166的变压器。控制器102包括端子104、106、108、110、112、114、116和120。例如，电源开关132和152是晶体管。在另一示例中，TRIAC调光器118是包括交流三极管(TRIAC)的调光器。

如图1所示，TRIAC调光器118处理来自AC供应组件122的AC输入信号121，并且生成由全波整流桥124处理的电压信号123，以便生成电压信号174(例如，V_bulk)。TRIAC调光器118与包括接通时段和关断时段的调光周期相关联。在TRIAC调光器118的接通时段期间，电压信 号174的大小近似等于AC输入信号121。在TRIAC调光器118的关断时段期间，电压信号174具有低的大小(例如，近似为零)。电容器150(例如，C₁)响应于电压信号174(例如，V_bulk)通过电阻器138(例如，R₃)被充电，并在端子112(例如，端子VCC)处生成电压信号176。如果电压信号176超过欠压锁定(UVLO，under-voltage-lock-out)阈值电压，则控制器102被激活，并通过端子116(例如，端子GATE)输出调制信号178(例如，脉宽调制(PWM)信号)以闭合(例如，接通)或断开(例如，关断)用于系统100的常规操作的开关152(例如，M2)。包括电阻器130(例如，R₂)和电阻器134(例如，R₄)的分压器电路至少基于电压信号174(例如，V_bulk)生成电压信号179。控制器102检测端子106(例如，端子V_s)处的信号179，以影响功率因数并确定TRIAC调光器的状态。

当控制器102改变调制信号178以闭合(例如，接通)开关152(例如，M2)时，初级电流180流经初级绕组162，并且通过电阻器154(例如，R_s)生成电流感测信号188。控制器102检测端子120(例如，端子CS)处的电流感测信号188。例如，电流感测信号188的峰值影响信号178以在每个周期中断开(例如，关断)开关152。辅助电流182流经辅助绕组166以对电容器150(例如，C₁)充电，并在辅助绕组166处生成电压信号184。包括电阻器146(例如，R₅)和电阻器148(例如，R₆)的分压器电路至少基于电压信号184生成电压信号186。控制器102在端子114(例如，端子ZCD)处接收信号186，以检测与包括次级绕组164的变压器相关联的退磁过程的结束。另外，电容器170被用来维持输出电压以将稳定电流输出给LED172。在TRIAC调光器118的接通时段期间，电源开关132(例如，M1)断开(例如，关断)。在TRIAC调光器118的关断时段期间，电源开关132闭合(例如，接通)以提供维持电流(bleeding current)从而使TRIAC调光器118正常地操作。