專利名稱：控制電功率的調光電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及控制至負載的電功率(electrical p ower)。 更^r^地，本發明涉 及一種用于控制至負載的電功率的調光電路(dimming circuit )。
背景技術：
用于控制至負載(it^燈)的電功率的裝J^jO^斤周知的。 ^的^^ 許個人打開或關閉燈(或其它裝置)的開關。 一些開關包括允許個A^制供給 燈的功率量以實現期望照度的調光功能。例如， 一些開關含有允許個Ai^擇燈 亮度的手動調節器。
業ey請了^t調光器開關(dimmer switch )構造。 一些調光器用于控制 可通過常M^上插座(wallsocket)得到的功率。這類調光器開關的"HM吏用示 例是提供房間內的光控制，而無需在分離的電路上提供專用光源和開關。但是， 建it^有時會提供;I^r插入其中的可調^上插座，作為一種提供房間內可調 光的方式。這tb^f^離的照明電路和開關更便宜。
雖然這類裝置的樹配議已知的，但是^4頁域技權員一直努力做出改 進。期望 她的一個方面是期望I^f^i類裝置的花費和復雜性。許多這類設備 包括含有按已知方式配置的兩個MOSFET開關的反相控制電路。在整個AC 電流周期上控制MOSFET是困難的。業6^:出包括RC電路用來控制 口到 MOSFET開關的柵#源極的電壓。全波整流器的引入斷氐了整個電路的效 率。因而期望得到一種 口經濟的替齢式。

發明內容
一個示例性調光電路包^l棒f編^、到MOSFET開關的柵極和源極的 獨立DC電壓源，其中MOSFET開關控制對負載的供電。
在一個示例中，控制^^控制-^f關，所述開關選棒f編奪獨立DC電壓 源誄給到MOSFET開關的柵旨源極，以it誠制通過MOSFET開關供給負載的功率量。 _曰/
會變的顯而易見。如下將簡要描述伴隨詳細描述的附圖。


圖l是整個電功率控制系統的框圖。
圖2是才N居本發明一個實施例設計的調光器電路的示意圖。 M實施方式
圖l示出用于建筑物的照明控制電路20。多頓光器開關22A、 22B通過 無線連接與多頻道M器24通信。接收器24的一個例子,商用部件。 一個 例子是可從Enocean購得的產品RCM130C。無離收器和無線開關的^^)不 對本發明產生限制，只是怍為系統的一種可能類型而初C在開關22g收 器24之間的無線連接允i情關遠離接收器24定位。例如，接收器24可以位于 所i^"間內的插座(electrical outlet)處或附近，而開關可以位于該房間內或該 房間附近的^f可方便的^fWi置。
接收器24和微控制器26通信，孩t控制器26又與調光器電路28通信。調 光器電路28控制若干個燈30A、 30B的亮度。示出的調光器電路28包括定時 電路40、調光器部分42和傳動系(power train)部分44。示出的例子還包括 錄保護部#熱處理部分。
圖2中示出了調光器電路28的一個實施例。微控制器28提供定時控制信 號輸AJ'j定時部分40。該定時控制信號在一扭'j子中包括脈寬調制控制信號。 定時控制信號控制調光部分42何時'^t^M^系部分44的MOSFET開關46， 以控制供給負載50的功率量。微控制器26確定^f可基于用戶選^jiM (如 期望的調光水平)來設置定時控制信號。在一個實施例中，微控制器26使用現 有技^^供脈寬調制輸入以實現相應的期望調光量。
在示出的例子中，g系部分44包括MOSFET46，因為MOSFET"對 于特定功率值(例如，上至約600W)有效。另一示例對于更高功率值有效， 并且包括取代MOSFET 46的IGBT。
負載50的一^f列子是一個電燈泡。控制燈泡光強是^^所示裝置的一M'J子。扭匕例中，負載50插入壁上插座，壁上插座具有圖示為52和54的端子 (terminal )。
在一例中，MOSFET 46在每個MOSFET 46的 和源極誄^^到足以將 該MOSFET 46設置成工作狀態(例如導通)的電壓時才娥已知的反相控制策 略i^作，從而供給負載50來自源56的功率(例如線AC)。 ^ii個反相控制 的例子中，MOSFET 46在O伏導通而在高電壓下關斷。在另一例中偵月iL^目 控制策略，其中MOSFET 46在高電壓下導if^ 0伏關斷。另一^S列子包括 MOSFET 46在一非零電壓下導通而在另一非零電壓下關斷。
調光部分42在傳動系部分44導通的情況下進4誰制，并由》謹制提供給 負載50的功率量。^H"列來說，控制提供給電燈泡的功率量以控制燈泡的n強 度。
&匕例中，獨立DC電壓源60選棒J4i^直^^到MOSFET 46的柵旨 源極，以iM其引"!4^ll^負載的功率。獨立DC電壓源60具有浮動地62。開 關64響應于來自孩史控制器26的定時控制信號輸入，并JLi^工作狀態(例如 導通)以將獨立DC電壓源60 M^到MOSFET 46。在示出的例子中，開關64 包括i^給器部件。^例子還包括^^開關或者^器部件，用以將獨立DC 電壓源60選棒fiil^^^到MOSFET 46。
在一例中，獨立DC電壓源60提供12伏的電壓。在另一例中則使用更低 的電壓。選摔獨立DC電壓源60的電壓以使其足以將MOSFET 46導i!J^^ 區。
一個例子包"^f吏用獨立DC-DC轉換器以實現i亥獨立DC電壓源60。另一 種'J子則包括二階^H器。^it些描述中g的;^4頁域技^A員^i人識到在具 體實施例中什么部件^^^fi^于包^f蟲立DC電壓源。
示出的例子包括壓控部件，用于控制到達MOSFET 46的沖冊旨源極的電 壓。示出的例子包括電阻器66和68和齊納^^及管70。電阻器66i^i導iti^ 和導通MOSFET46需要的時間。電阻器66和68設置關斷ii^和關斷MOSFET 46需要的時間。在一例中，電阻器68的電阻要比電阻器66的電阻大很多，以 4吏電阻器68能夠有效iMMOSFET 46的關斷時間。i^擇關斷i^;l和導iW^, 以敏MOSFET 46的振蕩，并ili^由于MOSFET 46處于線型工作區妓 而產生熱量。例如，齊納^^^L管70提供itS保護以防止MOSFET免受電壓尖樂辦和噪 聲的影響。用已知方式將齊納^4 l管70 S己置為維^R^MOSFET 1^源 極輸入的電壓等于或者低于^4 l管的反向擊穿電壓。 一個例子則不包括齊納二 極管。
所/zHf示例的一扭點是MOSFET能夠在完整的AC周期內^^全控制， 而不需M流器。與依賴于RC電路和整流器控制MOSFET的，電i^目比， 所/^f的示例是一個^p有效的電糊己置。
以上描i^4^t上是示例性而非P艮制性的。本4頁^i支^pv員^i人識到不離 開本發明本質的對公開示例的某些修改。應學習所附似U要求，以確定本發明 真正的范圍和內容。
權利要求
1、一種調光器電路，包括被配置為放置在電源和負載之間的至少一個開關；和選擇性地耦合到所述至少一個開關用以設置所述開關將功率從源提供給負載的獨立DC電壓源。
2、 如權利要求1所述的調光器電路，其中所述至少一個開關包括兩個 MOSFET,并JL^斤述獨立DC電壓源it捧liilki^^到MOSFET的Wl^源札
3、 N5U'J^"求1所述的調光器電路，包拾位于獨立DC電壓源和所i^少一^f關之間的第二開關，所鄉二開關 具有其中獨立DC電壓源M^到所述至少一個開關的第一工作狀態以及其中獨 立DC電壓源^i^接到所紅少一錯關的第二工作狀態。
4、 dM5^，漆求3所述的調光器電路，其中第二開關包括;^給器。
5、 ^H5^，J^求3所述的調光器電路，包拾提供定時控制信號的控制器，該定時控制信號控制第二開關的工作狀態， 以將獨立DC電壓源選棒^fe^^到所ii^少一個開關。
6、 :^5U'決求5所述的調光器電路，其中定時控制信號包括脈寬調制信號， 該脈寬調制信號被配置為實現通it^斤述至少一個開關傳遞到負載的期望功率 量。
7、 H5U，J^求1所述的調光器電路，包括位于獨立DC電壓源和至少一個 開關之間的至少一個壓控部4牛，用于限制 口到所達1少一#關的電壓。
8、 H5U'虔求7所述的調光器電路，其中所ii^少一個壓控辦包括齊納 4管。
9、 力^U'J^求7所述的調光器電路，其中所述至少一個壓控耕包括可操 作用于控制所^少一^Hf關的導通時間的第一電阻器以及可操怍用于控制所 逸l少一^f關的關斷時間的第二電阻器。
10、 一種控制調光器電路的方法，包括以下步驟選棒f^^獨立DC電壓源^^到至少一錯關，其中通過該開關將功率 從源提供到負載。
11、 H5U，JJ^求10所述的方法，包拾選棒It^制位于獨立DC電壓源和所莊少一錯關之間的第二開關， 以4錄Jl開關控制獨立DC電壓源何時M^所ii^少一^Hf關。
12、 H5U，J^"求10所述的方法，包^:限制由獨立DC電壓源提^^所述至少一個開關的電壓，以保#^供的電壓等于和低于所選值'
13.J^U，j^求10所述的方法，其中所述至少一個開關包括兩個MOSFET。
14、 io^'jJ^求13所述的方法，包^f吏用兩個MOSFET用于反相控制。
全文摘要
一種包括獨立DC電壓源的調光電路，該獨立DC電壓源選擇性地耦合到一開關，功率通過該開關從源供給至負載。在公開的示例中，開關包括兩個MOSFET。獨立DC電壓源選擇性地直接耦合到MOSFET的柵極和源極，以使它們處于工作狀態，從而給負載供電。控制器控制另一個開關，該開關用于選擇性地控制獨立DC電壓源何時耦合到開關。
文檔編號H05B39/04GK101653044SQ200880007928
公開日2010年2月17日 申請日期2008年2月7日 優先權日2007年3月12日
發明者健 許 申請人:利伯蒂五金制造公司