用于相位控制负载的方法和装置制造方法

用于相位控制负载的方法和装置制造方法
【专利摘要】一种负载控制装置，适于利用在反向相位控制模式、中心相位控制模式和正向相位控制模式下运行的相位控制信号来控制提供给电负载的功率量。该负载控制装置被配置为经由正向相位控制模式下运行的相位控制信号确定电负载应该运行。在正向相位控制模式下经由相位控制信号确定运行电负载之后，该负载控制装置对于预定时段向电负载提供反向相位控制模式下的相位控制信号，例如对电负载的母线电容器充电。随后，该负载控制装置配置为将相位控制信号切换至正向相位控制模式，并且向电负载提供正向相位控制模式下的相位控制信号。
【专利说明】用于相位控制负载的方法和装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2012年3月28日提出申请的美国临时专利申请61/616，460的优先权。

【背景技术】
[0003]例如，负载控制装置可以配置为控制从交流(AC)电源提供给负载的功率量，其中负载控制装置例如是调光器开关和调光模块，负载例如是照明负载。这样的负载控制装置可以使用被耦合为串联地电连接在AC电源和负载之间的双向半导体开关。例如，双向半导体开关可以被控制为对于AC电源的半周期的一部分是导电的和不导电的，从而控制被传送给负载的功率量(例如使用相位控制调光技术)。例如，双向半导体开关可以包括一个半导体开关，例如但不限于全波整流桥中的三端双向可控硅开关或场效应晶体管(FET)；两个半导体开关，例如但不限于耦合为反向串联电连接的两个FET或两个绝缘栅双极性晶体管(IGBT)，或者耦合为反向并联电连接的两个可控硅整流器(SCR)。
[0004]例如，负载控制装置可以使用正向相位控制调光技术或反向相位控制调光技术，从而在双向半导体开关导电和不导电时控制被传送给负载的功率。在正向相位控制调光过程中，双向半导体开关可以在每个AC线路电压半周期内的某个点上被导通，并且保持导通直至下一个电压过零点。正向相位控制调光可以被用于控制被传送给电阻性或电感性负载的功率，其中电阻性或电感性负载例如分别可以包括白炽灯或磁性低压变压器。在反向相位控制调光过程中，双向半导体开关可以在AC线路电压的过零点被导通并且在AC线路电压的每个半周期内的某个点上被关断。反向相位控制调光可以被用于控制被传送给电容性负载的功率，其中电容性负载例如可以包括电子低压变压器。假定双向半导体开关可以在半周期的开始处导电，并且能够在该半周期内被关断，反向相位控制调光可以由包括反向串联连接的两个FET等等的调光器开关利用。
[0005]负载控制装置可以由用户在安装过程中编程以在运行过程中使用反向相位控制调光技术或正向相位控制调光技术。替换地，负载控制装置可以采用负载检测过程，在其中负载控制装置可以确定它所控制的负载类型并且使用最适合该负载类型的相位控制调光技术。例如，负载控制装置可以检测负载是电感性的，并且可以确定使用正向相位控制调光技术。例如，一旦起始功率增加，该负载控制装置可以开始使用反向相位控制调光技术(例如在反向相位控制模式下运行)，并且可以在负载检测过程中监测负载两端的电压。在负载控制装置检测到过压状态(例如电压尖峰)的情况下，负载控制装置可以接着确定负载具有电感特性，并且可以因此开始使用正向相位控制调光技术(例如在正向相位控制模式下运行)。在负载控制装置确定采用一种相位控制技术(例如正向相位控制调光技术)之后，例如，响应于负载检测过程、用户编程或作为在工厂的预先构造的结果，负载控制装置可以在运行过程中继续使用所确定的相位控制技术，并且可以不脱离使用所确定的相位控制技术。
[0006]然而，作为在一定条件下脱离相位控制技术(例如正向相位控制调光技术)以采用另一种相位控制技术(例如反向相位控制调光技术)的结果，负载控制装置可以实现改进的性能。因此，需要一种改进的负载控制装置，它可操作为在运行过程中采用一种相位控制技术(例如正向相位控制调光技术)并且在一定条件下采用另一种相位控制技术(例如反向相位控制调光技术)。
[0007]此外，一些电负载、例如小型荧光灯(CFL)或发光二极管(LED)灯可以包括电容器(例如母线电容器)。如果该电容器不被充电，则使用正向相位控制调光技术可能导致电流尖峰，这例如可能会发生在启动时当电容器被完全消散的时候。该电流尖峰可能是由于在给定时间电容器两端的电压(例如电容器两端的瞬时电压)中的相对大的变化。然而，耦合至负载控制装置的负载可以是最适合正向相位控制调光技术的。因此，需要一种改进的负载控制装置，它可操作为采用反向相位控制调光技术和/或中心相位控制技术以对电容器充电，并且采用正向相位控制调光技术以运行负载。
[0008]另外，例如发光二极管(LED)灯的电负载可以需要在其两端的固定最小电压从而导通(例如发光)。然而，一旦导通，负载能够以比开灯所需的更低的电压运行(并且因此提供较低的)光亮度。因此，负载控制装置可能被迫在以最低可能光输出运行负载和确保当施加固定最小电压时负载会导通之间进行选择。因此，需要一种改进的负载控制装置，例如它可操作为在单个操作中采用反向相位控制调光技术、中心相位控制技术或正向相位控制调光技术，从而对电容器充电，提供负载两端的充足电压以使其导通，以及运行负载同时允许负载达到它的最低可能光输出(低档)。


【发明内容】

[0009]一种负载控制装置可以利用在反向相位控制模式、中心相位控制模式和正向相位控制模式中的两种或更多种模式下运行的相位控制信号来控制提供给负载的功率量。例如，一种负载控制装置可以配置为控制从交流(AC)电源传送给电负载的功率量。负载控制装置可以包括双向半导体开关和控制器。双向半导体开关可以配置为耦合在AC电源和电负载之间。控制器可操作地耦合至双向半导体开关。控制器可以配置为确定电负载应该经由相位控制信号在正向相位控制模式下运行。在确定经由相位控制信号在正向相位控制模式下运行电负载之后，控制器可以对于预定时段向电负载提供反向相位控制模式下的相位控制信号。随后，控制器可以配置为将相位控制信号切换至正向相位控制模式，并且向电负载提供正向相位控制模式下的相位控制信号。反向相位控制模式下的相位控制信号可以被用于对负载的母线电容器充电。例如，预定时间量可以近似等于AC电源的AC线周期的长度。
[0010]一种包括控制器的负载控制装置可以配置为接收命令以导通。控制器可以向电负载提供使用反向相位控制技术的相位控制信号的第一线周期。控制器可以向电负载提供使用中心相位控制技术的相位控制信号的第二线周期。控制器可以向电负载提供使用正向相位控制技术的相位控制信号的第三线周期。第一线周期、第二线周期和第三线周期的导电时间可以是相同的。第一线周期、第二线周期和第三线周期的均方根(RMS)电压值可以是相同的。例如，控制器可以在向电负载提供使用正向相位控制技术的相位控制信号的第三线周期之前，向电负载提供使用中心相位控制技术的相位控制信号的多个线周期。

【专利附图】

【附图说明】
[0011]图1是示例性负载控制装置的简化方块图。
[0012]图2A是说明正向相位控制调光信号的示例性电压波形的图。
[0013]图2B是说明反向相位控制调光信号的示例性电压波形的图。
[0014]图2C是说明具有最小导电时间的反向相位控制调光信号的示例性电压波形的图。
[0015]图3是示例性启动程序的简化流程图。
[0016]图4是示例性相位控制模式确定程序的简化流程图。
[0017]图5是示例性导通程序的简化流程图。
[0018]图6是示例性负载控制装置的简化方块图。
[0019]图7是说明耦合至LED灯的调光器开关的示例的简化方块图。
[0020]图8是示例性负载控制装置的简化方块图。
[0021]图9是说明包括在反向相位控制模式和正向相位控制模式下运行的相位控制信号的调光程序的示例性电压波形的图。
[0022]图10A-10E是说明示例性调光程序的波形的图。

【具体实施方式】
[0023]图1是示例性负载控制装置(例如负载控制装置100)的简化方块图。负载控制装置100可以分别经由火线端子106和调光火线端子108而耦合在交流(AC)电源102 (例如120V，60Hz)的火线基准和负载104之间。负载104可以耦合在108端子和AC电源102的零线基准之间。负载104可以是照明负载，例如白炽灯照明负载，包括磁性低压变压器、电子低压变压器的低压照明负载，荧光灯源，LED光源，或任何其他适合类型的照明负载。负载104可以包括电动机负载，例如风扇或电动窗设施。负载控制装置100可以包括零线基准110，该零线基准110可以耦合至AC电源102的零线基准。
[0024]负载控制装置100可以包括空气间隙开关(例如继电器112)，该空气间隙开关可以耦合至火线端子106并且可以向负载控制电路124提供切换的火线电压109。负载控制电路124可以耦合至调光火线端子并且可操作为控制提供给照明负载104的功率量和亮度。继电器112和/或负载控制电路124可以由微处理器114控制。微处理器114可以是任何适合的控制器，例如但不限于可编程逻辑器件(PLD)、微控制器或专用集成电路(ASIC)。微处理器114可以耦合至存储器115以用于存储与负载控制装置100的运行相关的数据。存储器115可以集成到微处理器114。
[0025]负载控制电路124可以包括双向半导体开关，例如耦合为反向串联电连接的两个场效应晶体管(FET) 126AU26B。双向半导体开关可以控制被传送给负载104的功率量。每个FET 126A、126B可以耦合至各自的驱动电路128A、128B,这些驱动电路128A、128B可以向每个FET提供栅极电压从而使每个FET导电。每个FET 126A、126B可以在AC电源102的每个半周期内被单独控制。使用相位控制调光技术，微处理器114可以控制驱动电路128A、128B,从而使FET 126A、126B对于每个半周期的一部分导电以向负载104提供功率，并且对于半周期的另一部分不导电。
[0026]例如，在正半周期中，驱动电路128A可以向FET 126A提供有效(例如高)栅极电压，从而使该FET在正半周期的一部分中导电，并且可以移除给FET 126A的有效栅极电压，从而使FET 126A在正半周期的剩余部分中不导电。在负半周期中，驱动电路128B可以向FET126B提供有效(例如高)栅极电压，从而使该FET在负半周期的一部分中导电，并且可以移除给FET 126B的有效栅极电压，从而使该FET在负半周期的剩余部分中不导电。每个FET 126AU26B可以对于完整线周期内的相同时间量导电(例如，对于给定的线周期，FET126A的导电时间等于FET 126B的导电时间)，从而向负载104提供对称的电压波形。
[0027]负载控制装置100可以包括过零点检测器120，其可以确定AC电源102的线路电压的过零点。过零点可以包括线路电压从正极性转变成负极性和/或从负极性转变成正极性的时刻，例如在每个半周期的开始时刻。过零点信息可以被提供为微处理器114的输入。微处理器114可以使用相位控制调光技术在与AC波形的过零点相关的预定时间处控制FET126A、126B导电和不导电。
[0028]例如，过零点检测器120可以包括用于接收来自AC电源102的线路电压的有源滤波器，以滤除由其它电气设备产生的任何噪声并用于恢复AC基波。被恢复的AC基波可能实质上没有噪声或变形，并且至少具有比可能在AC电源102的线路电压上存在的二次谐波大的频率成分，该二次谐波可能会导致故障的或错误的过零点检测。滤波器可以采取模拟或数字的(例如软件)形式，并且在共同受让的于2000年7月18日公布的美国专利N0.6，091, 205和共同受让的于2002年4月30日公布的美国专利N0.6，380, 692中被更详细地描述，这两份专利的名称都是“PHASE CONTROLLED DIMMING SYSTEM WITH ACTIVE FILTERFOR PREVENTING FLICKERING AND UNDESIRED INTENSITY CHANGES(具有用于防止闪烁和不期望的亮度变化的有源滤波器的相位控制调光系统)”。在此通过引用将两份专利公开的全部内容并入本文。
[0029]负载控制装置100可以包括电压补偿电路122。电压补偿电路122可以计算表示电AC波形的幅值的平方的信号的积分，以产生表示在给定半周期中被传送给负载104的能量的信号。电压补偿电路122可以将该信号提供给微处理器114。例如，如果正在使用反向相位控制调光技术，微处理器114可以使用由电压补偿电路122产生的该信号以响应于被传送给负载104的能量而控制负载控制电路124。电压补偿电路122可以在共同受让的于2007年8月21日公布的美国专利N0.7，259，524中被更详细地描述，该专利的名称是“APPARATUS AND METHODS FOR REGULATING DELIVERY OF ELECTRICAL ENERGY (用于调节电能的传送的设备和方法)”，在此通过引用将其公开的全部内容并入本文。
[0030]负载控制装置100可以包括通信电路116，该通信电路116可以耦合至微处理器114。微处理器114可操作为经由通信电路116发送和/或接收数字控制信号，通信电路116可以耦合至通信链路。通信链路可以包括低压有线链路或无线链路，例如但不限于射频(RF)或红外线(IR)通信链路。例如，多个远程控制装置(未示出)可以耦合至通信链路。远程控制装置(例如每个远程控制装置)可操作为将数字控制信号发送给负载控制装置100，从而提供负载104的控制。电源118可以耦合在火线端子106和零线端子110之间。电源118可以产生直流(DC)电压VCC(未示出)，用于为微处理器114、通信电路116和/或负载控制装置100的其他低压电路供电。例如，负载控制装置100可以不需要连接至AC电源102的零线侧，并且可以不包括零线端子N。电源118、电压补偿电路122和过零点检测器120可以以调光火线端子108、而不是零线端子为基准。例如，负载控制装置100可以包括耦合至微处理器114的用户界面(未示出)，例如使得负载控制装置可以由用户容易地控制和监测。
[0031 ] 负载控制装置100可以包括电压监测电路130和/或电流监测电路132，它们可以形成负载控制电路124的一部分。电压监测电路130可以耦合在FET 126AU26B两端，并且可以包括全波运算放大器整流电路(未示出)。电压监测电路130可以检测FET 126A、126B两端的电压，并且将表示该检测电压的输出信号提供给微处理器114。例如，如这里所述的，微处理器114可操作为使用来自电压监测电路130的该输出信号，以确定负载104是否是电感性的。微处理器114可以使用来自电压监测电路130的该输出信号，以核实FET126AU26B正在适当地运行(例如没有短路)。
[0032]电流监测电路132可以耦合为与FET 126AU26B串联电连接。电流监测电路132可以确定流经FET的电流的幅值，并且将表示该电流的输出信号提供给微处理器114。微处理器114可操作为使用来自电流监测电路132的该输出信号，以检测过电流状态。例如，这样的过电流状态可以由负载控制装置100的不适当的布线(例如将108端子错误地布线至AC电源102的零线基准)或者由在短路状态下故障的负载104引起。例如，微处理器114可操作为响应于检测到过电流状态而关断FET，从而保护FET 126AU26B免受可能由这些过电流状态产生的潜在损害(例如这样FET不会经受过电流)。
[0033]图2A是说明正向相位控制调光信号的示例性电压波形的图。图2B是说明反向相位控制调光信号的示例性电压波形的图。例如，负载控制装置(例如负载控制装置100)可以在调光火线端子上产生相位控制电压Vrc(例如调光火线电压)，从而控制负载(例如负载104)的亮度。相位控制电压Vrc可以包括正向相位控制波形，例如当负载控制装置正在使用正向相位控制调光技术时的前沿相位控制电压(例如图2A所示)。相位控制电压Vrc可以包括反向相位控制波形，例如当负载控制正在使用反向相位控制电压时的后沿相位控制电压(例如图2B所示)。
[0034]例如，如果负载控制装置正在使用正向相位控制调光技术，则负载控制装置的微处理器(例如微处理器114)可操作为将负载控制装置的双向半导体开关(例如FET 126A、126B)控制为在每个半周期的开始对于关断时段Ttw是不导电的，并且将双向半导体开关控制为对于例如可以持续每个半周期的剩余时间的导电时段Tra是导电的。如果负载控制装置正在使用反向相位控制调光技术，则微处理器可操作为将双向半导体开关控制为在每个半周期的开始对于导电时段Tra是导电的，并且将FET控制为对于关断时段Ttw是不导电的。例如，当负载控制装置使用相位控制调光技术时，其可以调节导电时段Tra。例如，如果负载控制装置增加导电时段TtonJIJWAC电源(例如AC电源102)提供给负载的功率量可能会增加，这可能会增加负载的发光亮度。相似地，如果负载控制装置减少导电时段TtonJIJ从AC电源(例如AC电源102)提供给负载的功率量可能会减少，这可能会降低负载的发光亮度。
[0035]图2C是说明具有最小导电时间的反向相位控制调光信号的示例性电压波形的图。例如，负载控制装置(例如负载控制装置100)的微处理器(例如微处理器114)可操作为经由电流监测电路(例如电流监测电路132)监测经过双向半导体开关(例如FET 126A、126B)的电流，并且检测过电流状态。尽管微处理器可操作为检测该过电流状态，电流监测电路可能要求双向半导体开关是导电的，从而监测从其中流经的电流。如果存在过电流状态，则对过电流的任何承受都可能损坏双向半导体开关，并且因此这样的承受应该被限制。在首先使负载(例如负载104)导通时，双向半导体开关可以在最初对于最小导电时段Tcon-MiN (例如大约Ims)是导电的。
[0036]通过使用最小导电时段1^--，任何可能的过电流的幅值可以与任何可能的过电流承受的持续时间一起被限制。结合正向相位控制调光技术使用最小导电时段Tra_MIN对于如果发生过电流状态时完全保护双向半导体开关免受永久损坏来说可能是不够的。例如，微处理器和电流监测电路可能不能足够迅速地响应检测的过电流状态以(例如通过关断双向半导体开关)充分地保护双向半导体开关。
[0037]例如图2C所示，最小导电时段Tkmin可以结合反向相位控制调光技术使用，从而使得例如当AC电源(例如AC电源102)的电压幅值是零伏或接近零伏时，双向半导体开关可以在每个半周期的一开始就导电。因此，任何过电流的幅值可以在其最低可能的幅值，并且电流监测电路可以检测过电流状态的指示，以限制双向半导体开关全部承受这样的过电流。
[0038]负载(例如具有冷钨丝的白炽负载)的冲击电流可能被电流监测电路检测为过电流状态。由冲击电流引起的过电流状态可能不被认为是故障状态。如果发生正常的冲击电流，负载控制装置的双向半导体开关可能不需要在发生由故障状态引起的过电流时所需的保护。例如，响应于冲击电流而提供双向半导体开关的该保护可能是不期望的，由于它可能会妨碍负载控制装置的运行。负载控制装置可以区分由故障状态引起的过电流状态和由冲击电流引起的过电流状态。例如，负载控制装置的微处理器可以例如通过监测流经双向半导体开关的电流的变化率以及总幅值而检测该区分。当使用正向相位控制调光技术时，电力布线的电感(例如线路电感)可能会起到限制流经双向半导体开关的电流的变化率的作用，这例如可能使得难以区分由故障状态引起的过电流状态和由冲击电流引起的过电流状态。当使用反向相位控制调光技术时，线路电感的影响可以被最小化。当使用反向相位控制调光技术代替正向相位控制调光技术以使双向半导体开关最初对于最小导电时段导电时，微处理器可以更可靠地进行该区分。
[0039]图3是由微处理器执行的示例性程序(例如启动程序)的简化流程图。当功率被首先提供给负载控制装置(例如负载控制装置100)时，启动程序200可以由微处理器(例如微处理器114)执行。例如，启动程序200可以由微处理器在重置事件之后执行。启动程序200可以规定负载控制装置对于预定时段TKrc使用反向相位控制(RPC)调光技术(例如以反向相位控制模式运行)。例如，预定时段可以是AC电源(例如AC电源102)的两个线周期时段。在对于预定时段TKrc使用反向相位控制调光技术之后，启动程序200可以规定负载控制装置使用正向相位控制(FPC)调光技术(例如以正向相位控制模式运行)。
[0040]参考图3，例如，在202中微处理器可以通过检查存储器(例如存储器115)的内容确定负载控制装置是否应该保持在导通状态下。如果确定负载控制装置应该导通，则微处理器可以在206中将定时器初始化为预定时段TKrc。如果确定负载控制装置不应该在导通状态下，则微处理器可以在204中等待导通命令，直至进行到206。
[0041]例如,在208中微处理器可以使用最小导电时段Tcmmin和反向相位控制调光技术，而使双向半导体开关(例如FET 126AU26B)导电。微处理器可以采样来自电流监测电路(例如电流监测电路132)的输出信号Ismp，例如它可以表示流经双向半导体开关的电流的幅值。例如，微处理器可以寻找过电流状态的迹象。例如，微处理器可以在对于最小导电时段Tkmin驱动双向半导体开关电导的同时继续采样输出信号ISMP，直至在214中达到预定时段TKrc或者在210中米样的输出信号Ismp达到或超过最大电流阈值Imx。如果微处理器确定米样的输出信号Ismp超过最大电流阈值IMX(例如56A),贝U微处理器可以在启动程序200退出之前在212中进入过电流保护模式。
[0042]在过电流保护模式212的过程中，微处理器可以(例如在最初)关断双向半导体开关，并且可以分析采样的输出信号Ismp的变化率以确定是否已经由正常的冲击电流或真正的故障状态引起了过电流状态。如果在过电流保护模式212的过程中微处理器确定采样的输出信号Ismp的变化率指示正常的冲击电流，则微处理器可以在经由电流监测电路持续监测电流的同时使双向半导体开关在接下来的线周期中导电。
[0043]例如，如果微处理器没有检测出过电流状态并且在214中超出预定时段TKrc，则微处理器可以执行相位控制模式确定过程(例如图4所示的相位控制模式确定过程300)，以确定负载控制装置是否应该使用反向相位控制调光技术或正向相位控制调光技术。在216中，微处理器可以检查负载控制装置是否应该在正向相位控制(FPC)模式下运行，并且如果是，贝1J在218中微处理器可以使用正向相位控制调光技术控制双向半导体开关。例如,微处理器可以调节双向半导体开关的导电时间ΤωΝ，以实现照明负载(例如照明负载104)的期望的预定发光亮度Lpke。微处理器可以采用衰减技术以将照明负载的发光亮度逐渐增加到预定亮度Lpke。如果在216中确定为微处理器不应该在正向相位控制模式下运行，则微处理器可以继续使用反向相位控制(RPC)调光技术，并且可以在220中控制双向半导体开关以实现照明负载的预定发光亮度Lpke。
[0044]图4是由微处理器执行的相位控制模式确定过程的简化流程图。例如，在302中微处理器(例如微处理器114)可以在负载控制装置(例如负载控制装置100)安装之后确定是否已经由用户编程或选择运行模式(例如反向相位控制模式或正向相位控制模式)。如果微处理器确定已经由用户选择了运行模式，则在304中微处理器可以检查是否已经选择反向相位控制模式。如果在304中已经选择反向相位控制模式，则在306中微处理器可以确定负载控制装置对于其随后的运行应该使用反向相位控制模式。微处理器可以将该模式信息保存在存储器中，例如在微处理器内部的本地存储器中或者在存储器(例如存储器115)中。如果在304中，还没有选择反向相位控制模式，则在308中微处理器可以确定负载控制装置对于其随后的运行应该使用正向相位控制模式。
[0045]如果在302中微处理器确定还没有由用户选择运行模式，则在310中，微处理器可以确定是否能够自动地检测与负载控制装置耦合的负载(例如负载104)的类型。如果微处理器能够检测负载类型，则在312中微处理器可以确定负载是否具有电感特性。如果微处理器确定负载具有电感特性，则在308中微处理器可以确定负载控制装置对于其随后的运行应该使用正向相位控制模式。如果微处理器确定负载不具有电感特性，则微处理器可以进行至步骤306以确定负载控制装置对于其随后的运行应该使用反向相位控制模式。
[0046]如果微处理器不能检测负载类型，则在314中微处理器可以确定负载控制装置是否已经被预先配置为(例如工厂编程为)在反向相位控制模式下运行。如果是，则在306中微处理器可以确定负载控制装置对于其随后的运行应该使用反向相位控制模式。否则，在308中微处理器可以确定负载控制装置对于其随后的运行应该使用正向相位控制模式。
[0047]图5是在正常运行过程中由微处理器执行的导通程序的简化流程图。例如，可以由负载控制装置(例如负载控制装置100)的微处理器(例如微处理器114)响应于接收命令以从电子关断状态(例如当微处理器被供电，但是负载关断时)转换为电子导通状态而执行导通程序400。导通程序400可以包括由启动程序200 (例如图3所示)使用的一个或多个决定。例如，导通程序400可以不包括启动程序200的202 (例如检查导通状态)和204(例如等待导通命令)，例如因为导通程序400可以响应于已经接收命令以导通负载(例如负载104)而被初始化。导通程序400可以不包括可能在启动程序200的过程中使用的相位控制模式确定程序300。微处理器可以不在每次从电子关断转换为导通时都重新确定相位控制模式。微处理器可以依靠在最初上电时在启动程序200的过程中被预先确定的模式。导通程序400可以包括相位控制模式确定程序300。在运行过程中每次从电子关断状态转换为导通状态的过程中，导通程序400的406-420可以规定负载控制装置100对于在使用正向相位控制调光技术(例如在正向相位控制模式下运行)之前的预定时段1^。使用反向相位控制调光技术(例如在反向相位控制模式下运行)。例如，预定时段TKrc可以是AC电源(例如AC电源102)的两个线周期时段。
[0048]图6是负载控制装置的简化方块图。例如，负载控制装置500可以包括一个或多个(例如四个)负载控制电路524，从而经由一个或多个(例如四个)调光火线端子DH1、DH2、DH3、DH4控制(例如单独地控制)一个或多个(例如四个)负载504。负载504可以是照明负载。微处理器514可操作为以与负载控制装置100的微处理器114相同的方式控制每个负载控制电路524。负载控制装置500的一个或多个功能块可以与负载控制装置100的功能块基本上相同。
[0049]在执行过电流检测时(例如这里所述的)，在这里描述的调光技术可以是有利的，但是该调光技术可以具有另外的应用。例如，在每次从电子关断状态转换为导通状态的过程中，负载控制装置(例如负载控制装置100或负载控制装置500)可以对于在使用正向相位控制调光技术之前的预定时段使用反向相位控制调光技术，从而改善某些照明负载类型的调光性能。例如，一些照明负载、例如但不限于小型荧光灯或发光二极管(LED)可以被照明制造商设计为以正向相位控制调光技术调光。因此，在对这样的负载调光时，负载控制装置可以在运行过程中使用正向相位控制调光技术。然而，这样的照明负载也可以具有电容性的前端，因此当负载从关断转换为导通时，对于预定时段使用反向相位控制调光技术可能是有利的。此外，当在这样的负载上使用反向相位控制调光技术时，使用大于最小导电时段Tra-MIN的导电时间Iton可能是有利的。例如，当负载从关断转换为导通时，使用线路导电时间Tra_PK的峰值(例如具有大约90度的相位角)可能是有利的，从而使得在对于预定时段TKrc使用反向相位控制调光技术时FET在AC线路电压的峰值附近不导电。之后，负载控制装置可以使用正向相位控制调光技术，并且可以随后使用最小导电时段ΤωΝ_ΜΙΝ然后逐渐增加FET在多个线周期上的导电时间，从而将照明负载的亮度平滑地调节至期望的预定照明亮度Lpke。这可以使得在负载控制装置开始控制照明负载的亮度之前(例如在使用正向相位控制调光技术时)，这些负载类型的电容性前端能够迅速充电(例如在使用反向相位控制调光技术时)。
[0050]图7说明了耦合至LED灯的调光器开关的示例。调光器开关710可以包括耦合至AC电源720的火线端子702，和耦合至负载(例如LED灯730)的调光火线端子704。LED灯730可以包括LED驱动器735和LED光源740。LED灯730可以耦合至调光火线端子704和AC电源720的零线连接。LED灯730的LED驱动器735可以进一步包括适合于耦合至调光器开关710的调光火线端子704和AC电源720的零线连接的母线电容器(未示出)。调光器开关710可操作为使用不同的相位控制类型、例如正向相位控制和反向相位控制而提供调光火线电压。另外，调光器开关710可操作为向LED灯730提供全导通电压。
[0051]调光器开关710可以包括用于打开和关闭LED光源740的分线开关714，和可以用于调节LED光源740的亮度的调光摇杆716 (例如分别通过敲击调光摇杆716的上部716A和下部716B而增加或减小亮度)。调光器开关710可以包括可控导电装置(例如一个或多个双向半导体开关)，其可操作为经由相位控制信号控制从AC电源720提供给LED灯730的功率量。例如，调光器开关710的双向半导体开关可以被实施为反向串联连接的两个场效应晶体管(FET)或者全波整流桥内部的单个FET。
[0052]图8是负载控制装置的简化方块图。负载控制装置800可以包括电源802、控制器804 (例如微处理器)、过零点检测器806、电压补偿电路808、控制致动器810、亮度调节致动器812、存储器818、双向半导体开关824、火线端子814和调光火线端子816。例如，负载控制装置800可以是两个电线调光器。负载控制装置800可以与调光器开关710相似。
[0053]负载控制装置800可以被用于控制传送给负载的功率量。负载可以是照明负载，例如白炽灯照明负载，包括磁性低压变压器、电子低压变压器的低压照明负载，荧光灯源，小型荧光灯(CFL)，LED灯，或任何其他适合类型的照明负载，或者它们的组合。负载104可以包括电动机负载，例如风扇或电动窗设施。
[0054]例如，双向半导体开关824可操作地耦合为在火线端子814和调光火线端子816之间串联电连接，从而控制传送给负载的功率。双向半导体开关824可以包括反向串联连接的两个场效应晶体管(FET) 826A、826B以及两个驱动电路828A、828B。双向半导体开关824可以实施为整流桥内部的单个FET。双向半导体开关824可以是与体二极管相对应的一组反向串联的IGBT。双向半导体开关824可以根据需要提供反向相位控制信号，中心相位控制信号，正向相位控制信号，或全导电信号。
[0055]控制器804可操作地耦合至双向半导体开关824。控制器804可以耦合至双向半导体开关824,以用于使双向半导体开关导电和不导电。控制器804可以配置为响应于过零点检测器806而控制双向半导体开关824。过零点检测器806可以配置为经由火线端子814确定来自AC电源的输入AC波形的过零点。过零点检测器806可以与在这里描述的过零点检测器120相似。同样地，电压补偿电路808可以与在这里描述的电压补偿电路122相似。
[0056]控制器804可以接收来自控制致动器810和/或亮度调节致动器812的输入。控制致动器810可操作为允许导通和关断负载。例如，控制致动器810可以是空气间隙开关、继电器等等。亮度调节致动器812可操作为允许用户调节正在被传送给负载的功率量。例如，亮度调节致动器812可操作为允许负载的发光亮度的调节，例如从低档亮度设定调节至高档亮度设定。亮度调节致动器812可以是滑动致动器、旋钮等等。
[0057]例如，控制器804可以是任何适当的控制器或微处理器，例如但不限于可编程逻辑器件(PLD)、微控制器或专用集成电路(ASIC)。控制器804可以耦合至存储器818以用于存储与负载控制装置800的运行相关的数据。存储器818可以集成到控制器804。
[0058]图9是说明调光程序的示例性电压波形的图。波形900可以包括在反向相位控制模式和正向相位控制模式下运行的相位控制信号。例如，电压波形900可以是在图3的调光程序200中使用的典型相位控制信号，其中启动程序200的预定时段TKrc被定义为AC电源的前两个半线周期时段(例如当预定时段TKrc等于大约0.017秒时)。
[0059]负载控制装置(例如负载控制装置800)可以确定使用在正向相位控制模式下的相位控制信号来运行负载。例如，在确定使用在正向相位控制模式下的相位控制信号来运行负载之后，负载控制装置可以响应于接收命令以导通负载而对于预定时段提供使用反向相位控制调光技术的相位控制信号。例如，预定时段可以是相位控制信号的前两个半线周期(例如0.017秒)。之后，负载控制装置可以对于跟随的半线周期提供使用正向相位控制调光技术的相位控制信号。使用反向相位控制调光技术的前两个半线周期可以被用于对负载(例如灯730的LED驱动器735)的电容器(例如母线电容器)充电。之后，例如，负载控制装置可以使用正向相位控制调光技术运行负载。
[0060]反向相位控制的第一个半线周期的导电时间！^㈣可以等于正向相位控制的第一个半线周期的导电时间ΤωΝ_η。然而，反向相位控制的第一个半线周期的导电时间！^.,可以或可以不等于正向相位控制的随后的半线周期的导电时间。例如，导电时间！^.,可以等于正向相位控制的第二个半线周期的导电时间Tra_F2。然而，导电时间可以不等于导电时间Tra_F2，例如在斜升启动程序中，其中Ta^n可以小于Tra_F2。
[0061]类似地，反向相位控制的第一个半线周期的均方根(RMS)电压VMS_K可以等于正向相位控制的第一个半线周期的RMS电压VKMS_F1。然而，反向相位控制的第一个半线周期的RMS电压VMS_K可以或可以不等于正向相位控制的随后的半线周期的RMS电压。例如，RMS电压VKMS-K可以等于正向相位控制的第二个正半线周期的RMS电压VMS_F2。然而，RMS电压VfflS-K可以不等于RMS电压V.F2，例如在斜升启动程序中，其中正向相位控制的第一个半线周期的RMS电压VKMS_F1可以小于正向相位控制的第二个正半线周期的RMS电压VKMS_F2。
[0062]图10A-10E是说明示例性调光程序的波形的图。图1OA是说明根据反向相位控制模式运行的相位控制电压Vt1的波形的图。图1OB是说明根据偏离中心相位控制模式运行的相位控制电压Vrc_2的波形的图。图1OC是说明根据在中心的相位控制模式运行的相位控制电压vrc_3的波形的图。图1OD是说明根据偏离中心相位控制模式运行的相位控制电压VpC_4的波形的图。图1OE是说明根据正向相位控制模式运行的相位控制电压Vrc_5的波形的图。
[0063]例如，以所期望的顺序，根据示例性调光程序的相位控制信号可以包括由图1OA的相位控制电压Vt1表示的第一个线周期，由图1OB的相位控制电压Vrc_2表示的第二个线周期，由图1OC的相位控制电压Vrc_3表示的第三个线周期，由图1OD的相位控制电压Vrc_4表示的第四个线周期，以及由图1OE的相位控制电压Vrc_5表示的第五个线周期。图10A-10E的示例性调光程序可以由负载控制装置(例如负载控制装置800)执行，并且可以响应于接收命令以从电子关断状态(例如当负载控制装置800被供电，但是负载关断时)转换为电子导通状态而被执行。相位控制信号可以不包括相位控制电压Vk1-Vi^5或者包括相位控制电压Vt1-VpM中的任意数量的信号。相位控制电压可以包括另外的相位控制电压。例如，在将相位控制电压VPC_5提供给负载之后，相位控制电压可以包括在正向相位控制模式下运行的多个AC线周期。
[0064]参考图10A，说明了在反向相位控制模式下运行的相位控制信号。图1OA的相位控制信号在这里可以以相位控制电压Vt1为特征。图1OA的相位控制信号在这里可以被称为相位控制电压Vrc_lt)相位控制电压Vrc_i可以以导通时间tml和关断时间Iffl为特征。导通时间(导通事件)tonl可以发生在或基本上发生在AC线路电压的正半线周期的过零点上。例如，当AC线路电压的半周期的低档(例如最低的1-5% )和/或高档部分(例如最高的1-5% )不被使用时，例如在用于调光照明负载的一些负载控制装置中，导通时间tml可以基本上在AC线路电压的正半线周期的过零点上。关断时间Iffl可以发生在AC线路电压的正半线周期中并且在AC线路电压的负的过零点之前。例如，相位控制电压V1^1的关断时间Iffl可以在AC线路电压的正半周期的中点1000之前(例如图1OA所示)、在该中点1000上或者在该中点1000之后。
[0065]相位控制电压Vrc_i可以以导电时间Tam为特征。导电时间T_可以与AC线路电压的正半周期内当负载控制装置提供电压给负载时的时间相对应。例如，导电时间Tam可以与当负载控制装置的双向半导体开关导电时的时间相对应。相位控制电压vrc_i可以以RMS电压值VfflH为特征。RMS电压值VfflH可以与在导电时间Tam过程中由AC线路电压的正半周期提供的RMS电压的幅值相对应。
[0066]参考图10B，说明了在偏离中心相位控制模式下运行的相位控制信号。图1OB的相位控制信号可以以相位控制电压Vrc_2为特征。图1OB的相位控制信号在这里可以被称为相位控制电压Vrc_2。图1OB的相位控制电压在这里可以具有相位控制电压Vrc_2为特征。相位控制电压Vrc_2可以以导通时间tm2和关断时间^ff2为特征。导通时间tm2可以发生在AC线路电压的正半线周期的过零点之后，并且在AC线路电压的正半线周期的中点1001之前(例如图1OB所示)或之后。关断时间^ff2可以发生在AC线路电压的正半线周期中并且在AC线路电压的负的过零点之前。例如，相位控制电压Vrc_2的关断时间^ff2可以发生在AC线路电压的正半周期的中点1001之前、在该中点1001上或者在该中点1001之后(例如图1OB所示)ο
[0067]对于AC线路电压的正半线周期，相位控制电压Vrc_2的关断时间Uf2可以发生在图1OA的相位控制电压Vrc_i的导通时间tml之后，但是可以发生在图1OA的相位控制电压Vrc_i的关断时间Iffl之前。因此，可以说图1OB的相位控制电压Vrc_2与图1OA的相位控制电压Vt1重叠，尽管它们发生在不同时间并且在AC线路电压的不同线周期中。然而，图1OB的相位控制电压VPC_2可以不与图1OA的相位控制电压Vn重叠。
[0068]相位控制电压Vrc_2可以以导电时间Tra2为特征。导电时间Tra2可以与AC线路电压的正半周期内当负载控制装置提供电压给负载时的时间相对应。例如，导电时间Tra2可以与当负载控制装置的双向半导体开关导电时的时间相对应。相位控制电压vrc_2可以以RMS电压值VKMS_2为特征。RMS电压值VKMS_2可以与在导电时间Tra2过程中由AC线路电压的正半周期提供的RMS电压的幅值相对应。
[0069]相位控制电压Vrc_2可以被表征为在偏离中心相位控制模式下运行的相位控制信号，这是因为相位控制电压Vrc_2可以包括AC线路电压的正半线周期的中点1001(例如与其重叠)，但是AC线路电压的正半线周期的中点1001可以不与导电时间Tra2的中途点基本上对应(例如参照图1OC所描述的，该距离可以被认为是在中心的相位控制信号)。然而，在偏离中心相位控制模式下运行的相位控制信号可以根本不包括AC线路电压的正半线周期的中点1001。例如，在偏离中心相位控制模式下运行的相位控制信号可以以在随着AC线路电压从正到负的AC线路电压的正半线周期的过零点之后的导通时间和在中点1001之前的关断时间为特征。在偏离中心相位控制模式下运行的相位控制信号可以以在随着AC线路电压从正到负的AC线路电压的过零点之后(例如和在反向相位控制信号的导通时间之后)的导通时间以及在随着AC线路电压从负到正的AC线路电压的下一个过零点之前的关断时间为特征。在偏离中心相位控制模式下运行的相位控制信号不是正向相位控制信号、反向相位控制信号或全导通控制信号。
[0070]参考图10C，说明了在中心的相位控制模式下运行的相位控制信号。图1OC的相位控制信号可以以相位控制电压vrc_3为特征。图1OC的相位控制信号在这里可以称为相位控制电压vrc_3。图1OC的相位控制电压在这里可以以相位控制电压vrc_3为特征。相位控制电压vrc_3可以以导通时间tm3和关断时间Iff3为特征。导通时间tm3可以发生在AC线路电压的正半线周期的过零点之后，但是在AC线路电压的正半线周期的中点1002之前。关断时间Iff3可以发生在AC线路电压的正半线周期的中点之前并且在该正半线周期中，但是在AC线路电压的负的过零点之前。
[0071]对于AC线路电压的正半线周期，相位控制电压Vrc_3的导通时间tm3可以发生在图1OB的相位控制电压Vrc_2的导通时间tm2之后，但是可以发生在图1OB的相位控制电压Vrc_2的关断时间Iff2之前。因此，可以说图1OC的相位控制电压Vrc_3与图1OB的相位控制电压Vrc_2重叠，尽管它们发生在不同时间并且在AC线路电压的不同线周期中。然而，图1OC的相位控制电压Vrc_3可以不与图1OB的相位控制电压Vrc_2重叠。
[0072]相位控制电压Vrc_3可以以导电时间Tra3为特征。导电时间T.可以与AC线路电压的正半周期内当负载控制装置提供电压给负载时的时间相对应。例如，导电时间Tra3可以与当负载控制装置的双向半导体开关导电时的时间相对应。相位控制电压vrc_3可以以RMS电压值VKMS_3为特征。RMS电压值VKMS_3可以与在导电时间T.过程中由AC线路电压的正半周期提供的RMS电压的幅值相对应。
[0073]图1OC的相位控制信号可以被表征为在中心的相位控制模式下运行，这是因为相位控制电压Vrc_3包括AC线路电压的正半线周期的中点1002 (例如与其重叠)，并且AC线路电压的正半线周期的中点1002与导电时间ΤωΝ3的中途点基本上对应。因此，导电时间Τ.的基本上相等部分发生在中点1002之前和发生在中点1002之后。在中心的相位控制模式下运行的相位控制信号可以以在随着AC线路电压从正到负的AC线路电压的正半线周期的过零点之后并且在AC线路电压的半线周期的中点之前的导通时间，和在AC线路电压的半线周期的中点之后并且在随着AC线路电压从负到正的AC线路电压的下一个过零点之前的关断时间为特征，并且其中中点与相位控制信号的导电时间的中途点基本上对应。在中心的相位控制模式下运行的相位控制信号不是正向相位控制信号、反向相位控制信号或全导通控制信号。
[0074]参考图10D，说明了在偏离中心相位控制模式下运行的相位控制信号。图1OD的相位控制信号可以以相位控制电压Vrc_4为特征。图1OD的相位控制电压在这里可以被称为相位控制电压Vrc_4。相位控制电压Vrc_4可以以导通时间tm4和关断时间、--4为特征。导通时间tm4可以发生在AC线路电压的正半线周期的过零点之后，并且在AC线路电压的正半线周期的中点1003之前(例如图1OD所示)或之后。关断时间^ff4可以发生在AC线路电压的正半线周期中并且在AC线路电压的负的过零点之前。例如，相位控制电压Vrc_4的关断时间Iff4可以发生在AC线路电压的正半周期的中点1003之前、在该中点1003上或者在该中点1003之后(例如图1OD所示)。
[0075]对于AC线路电压的正半线周期，相位控制电压Vrc_4的导通时间tm4可以发生在图1OC的相位控制电压Vrc_3的导通时间tm3之后，但是可以发生在图1OC的相位控制电压vrc_3的关断时间Iff3之前。因此，可以说图1OD的相位控制电压Vrc_4与图1OC的相位控制电压Vrc_3重叠，尽管它们发生在不同时间并且在AC线路电压的不同线周期中。然而，图1OD的相位控制电压Vrc_4可以不与图1OC的相位控制电压Vrc_3重叠。
[0076]相位控制电压Vrc_4可以以导电时间ΤωΝ4为特征。导电时间ΤωΝ4可以与AC线路电压的正半周期内当负载控制装置提供电压给负载时的时间相对应。例如，导电时间Ta?可以与当负载控制装置的双向半导体开关导电时的时间相对应。相位控制电压vrc_4可以以RMS电压值VMS_4为特征。RMS电压值VMS_4可以与由AC线路电压的正半周期提供的RMS电压的幅值相对应。
[0077]图1OD的相位控制信号可以被表征为在偏离中心相位控制模式下运行，这是因为相位控制电压Vrc_4包括AC线路电压的正半线周期的中点1003 (例如与其重叠)，但是AC线路电压的正半线周期的中点1003不与导电时间ΤωΝ4的中途点基本上对应。除了图1OD的相位控制信号的大部分导电时间Ta?在AC线路电压的正半线周期的中点1003之后，而图1OB的相位控制信号的大部分导电时间Tra2在AC线路电压的正半线周期的中点1001之前以外，图1OD的相位控制信号可以与图1OB的相位控制信号相似。
[0078]参考图10Ε，说明了在正向相位控制模式下运行的相位控制信号。图1OE的相位控制信号可以以相位控制电压Vrc_5为特征。图1OE的相位控制信号在这里可以被称为相位控制电压Vrc_5。相位控制电压Vrc_可以以导通时间tm5和关断时间、--5为特征。导通时间tm5可以发生在AC线路电压的正半线周期的过零点之后。导通时间tm5可以发生在AC线路电压的正半线周期的中点1004之前、在该中点1004上或在该中点1004之后(例如图1OE所示)。关断时间^ff5可以发生在或基本上发生在随着AC线路电压从正半线周期到负半线周期的AC线路电压的过零点上。例如，当AC线路电压的半周期的低档(例如最低的1-5% )和/或高档部分(例如最高的1-5% )不被使用时，例如在用于调光照明负载的一些负载控制装置中，关断时间Iff5可以基本上在AC线路电压的过零点上。
[0079]对于AC线路电压的正半线周期，相位控制电压VPC_5的导通时间ton5可以发生在图1OD的相位控制电压Vrc_4的导通时间tm4之后，但是可以发生在图1OD的相位控制电压Vrc_4的关断时间Iff4之前。因此，可以说图1OE的相位控制电压VPC_5与图1OD的相位控制电压Vrc_4重叠，尽管它们发生在不同时间并且在AC线路电压的不同线周期中。然而，图1OE的相位控制电压Vrc_5可以不与图1OD的相位控制电压Vrc_4重叠。
[0080]相位控制电压Vrc_5可以以导电时间Tra5为特征。导电时间Tra5可以与AC线路电压的正半周期内当负载控制装置提供电压给负载时的时间相对应。例如，导电时间Tra5可以与当负载控制装置的双向半导体开关导电时的时间相对应。相位控制电压vrc_5可以以RMS电压值VMS_5为特征。RMS电压值VMS_5可以与由AC线路电压的正半周期提供的RMS电压的幅值相对应。
[0081]导电时间T_、Tcon2, Tcon3> Tcon4和Tcw5中的两个或多个可以是相同的。例如，所有导电时间 Tcmn1、Tcon2、Tcon3、Tcon4 和 Tcon5 可以是相同的。导电时间 T_、Tcon2、Tcon3、Tcon4 和 Tcw5中的两个或多个可以是不同的。例如，所有导电时间T_、Tcon2, Tcon3> Tcon4和Tra5可以是不同的。
[0082]RMS电压值乂—^—^—^^^和乂^^中的两个或多个可以是相同的.^!^^有RMS电压值Vgm VRMS_2、和VRMS_5可以疋相冋的。RMS电压值
Vrms—1、Vrms-2、Vrms-3、
Vrms-4 和 Vrms-5 中的两个或多个可以是不同的。例如，所有RMS电压值
Vrms-1、Vrms-2、Vrms-3、Vrms-4
和VRMS-5可以是不同的。
[0083]每个接连的相位控制信号的线周期的导通事件(导通时间)可以等于或大于相位控制信号的先前的线周期的导通事件(例如比最近的过零点相关的时间更晚)。例如，如参照图10A-10E所述的，图1OB的相位控制信号的导通事件tm2可以大于图1OA的相位控制信号的导通事件tml。图1OC的相位控制信号的导通事件tm3可以大于图1OB的相位控制信号的导通事件U。图1OD的相位控制信号的导通事件tm4可以大于图1OC的相位控制信号的导通事件tm3。图1OE的相位控制信号的导通事件tm5可以大于图1OD的相位控制信号的导通事件tm4。
[0084]例如，在正向相位控制模式下运行的相位控制信号的点火角可以涉及导通事件。例如，在反向相位控制模式下运行的相位控制信号的点火角可以涉及关断事件。例如，在中心相位控制模式下运行的相位控制信号的点火角可以涉及导通事件和/或关断事件。
[0085]图10A-10E的相位控制信号可以包括与AC线路电压的正半线周期对称的AC线路电压的对应的负半线周期。因此，尽管参照AC线路电压的正半线周期进行描述，图10A-10E的相位控制信号的负半线周期的描述可以具有与正半线周期相似的特征。然而，图10A-10B的相位控制信号可以包括不与AC线路电压的正半线周期对称的AC线路电压的对应的负半线周期。
[0086]例如，使用在中心相位控制模式、诸如偏离中心相位控制模式或在中心的相位控制模式下运行的相位控制信号可以使得负载控制装置能够在稳定的运行条件下运行(例如调光)多个不同负载(例如白炽灯负载、LED灯、CFL负载等等)。例如，一些负载类型、诸如LED和CFL负载可能需要母线电容器被充电从而适当地运行。如果母线电容器不被充电，则电流尖峰可能发生，这例如可能会损坏负载的元件。可以使用相位控制信号的峰值电压对母线电容器充电。然而，例如，如果超过预值的RMS电压被提供给负载，则一些负载类型、诸如白炽灯可能在调光过程中呈现不稳定性。例如，如果超过预值的RMS电压被提供给负载，白炽灯可能会闪光。因此，使用在中心相位控制模式下运行的相位控制信号可以使得负载控制装置能够将峰值电压提供给负载，从而(例如尽可能迅速地)对负载的母线电容器充电，同时仍然限制提供给负载的总RMS电压。因此，例如，通过对负载的母线电容器充电并且限制提供给负载的总RMS电压，使用在中心相位控制模式下运行的相位控制信号可以使得负载控制装置能够在稳定的运行条件下运行(例如调光)多个不同负载。
[0087]例如，电负载、诸如LED灯可能需要其两端的一定的最小电压从而导通(例如发光)。一旦导通，负载可能能够以比开灯所需的更低的电压运行(例如因此提供更低的亮度)。例如，负载控制装置可以在单个操作中采用在反向相位控制模式、中心相位控制模式和正向相位控制模式下运行的相位控制信号，从而对负载的电容器充电，提供负载两端的充足电压以使其导通，以及运行负载同时允许负载达到它的最低可能光输出(低档)。
[0088]尽管已经关于【具体实施方式】而描述了本发明，本领域技术人员将会明白许多其他的变化和修改以及其他使用。因此，优选地本发明不由这里的具体公开限制，而仅由所附权利要求限制。
【权利要求】
1.一种负载控制装置，用于控制从交流(AC)电源传送给电负载的功率量，所述负载控制装置包括: 双向半导体开关，被配置为耦合在所述AC电源和所述电负载之间；和 控制器，可操作地耦合至所述双向半导体开关，所述控制器被配置为: 确定经由正向相位控制模式下的相位控制信号运行所述电负载； 在确定经由所述正向相位控制模式下的相位控制信号运行所述电负载之后，控制所述双向半导体开关从而对于预定时段向所述电负载提供反向相位控制模式下的所述相位控制信号； 将所述相位控制信号切换至所述正向相位控制模式；以及 控制所述双向开关从而向所述电负载提供所述正向相位控制模式下的相位控制信号。
2.根据权利要求1所述的负载控制装置，其中所述预定时段近似等于所述AC电源的AC线周期的长度。
3.根据权利要求1所述的负载控制装置，其中所述相位控制信号在所述反向相位控制模式下运行时的最后一个线周期与所述相位控制信号在所述正向相位控制模式下运行时的第一个线周期具有近似相同的导电时间。
4.根据权利要求1所述的负载控制装置，其中所述相位控制信号在所述反向相位控制模式下运行时的最后一个线周期与所述相位控制信号在所述正向相位控制模式下运行时的第一个线周期具有近似相同的RMS电压值。
5.根据权利要求1所述的负载控制装置，其中经由所述相位控制信号在所述反向相位控制模式下运行时的最后一个线周期传送给所述电负载的功率量基本上等于经由所述相位控制信号在所述正向相位控制模式下运行时的第一个线周期传送给所述电负载的功率量。
6.一种负载控制装置，用于控制从交流(AC)电源传送给电负载的功率量，所述负载控制装置包括: 双向半导体开关，被配置为耦合在所述AC电源和所述电负载之间；和 控制器，可操作地耦合至所述双向半导体开关，所述控制器被配置为: 接收命令以导通； 控制所述双向半导体开关从而向所述电负载提供使用反向相位控制技术的相位控制信号的第一线周期； 控制所述双向半导体开关从而向所述电负载提供使用中心相位控制技术的所述相位控制信号的第二线周期；以及 控制所述双向半导体开关从而向所述电负载提供使用正向相位控制技术的所述相位控制信号的第三线周期。
7.根据权利要求6所述的负载控制装置，其中所述第一线周期、所述第二线周期和所述第三线周期具有基本上相同的导电时间。
8.根据权利要求6所述的负载控制装置，其中所述第一线周期、所述第二线周期和所述第三线周期具有基本上相同的RMS电压值。
9.根据权利要求6所述的负载控制装置，其中使用所述中心相位控制技术的所述相位控制信号的第二线周期的导电时间不与所述第二线周期的半周期的中点重叠。
10.根据权利要求6所述的负载控制装置，其中使用所述中心相位控制技术的所述相位控制信号的第二线周期的导电时间与所述第二线周期的半周期的中点重叠。
11.根据权利要求10所述的负载控制装置，其中使用所述中心相位控制技术的所述相位控制信号的第二线周期的导电时间以所述第二线周期的半周期的中点为中心。
12.根据权利要求6所述的负载控制装置，其中所述控制器进一步被配置为: 在向所述电负载提供使用所述正向相位控制技术的所述相位控制信号的第三线周期之前，向所述电负载提供使用所述中心相位控制技术的所述相位控制信号的多个线周期。
13.根据权利要求12所述的负载控制装置，其中使用所述中心相位控制技术的所述相位控制信号的所述多个线周期中的每一个具有相同的导电时间。
14.根据权利要求12所述的负载控制装置，其中使用所述中心相位控制技术的所述相位控制信号的所述多个线周期中的每一个具有相同的RMS电压值。
15.根据权利要求12所述的负载控制装置，其中使用所述中心相位控制技术的所述相位控制信号的所述多个线周期中的每一个以导通事件为特征，使用所述中心相位控制技术的所述相位控制信号的所述多个线周期中的每一个的导通事件都不同。
16.根据权利要求15所述的负载控制装置，其中使用所述中心相位控制技术的所述相位控制信号的所述多个线周期中的每一个的导通事件大于所述相位控制信号的前一个线周期的导通事件。
17.一种负载控制装置，用于控制从交流(AC)电源传送给电负载的功率量，所述负载控制装置包括: 控制器，被配置为: 提供相位控制信号的第一线周期，所述第一线周期以第一导通事件和第一导电时间为特征； 提供相位控制信号的第二线周期，所述第二线周期以第二导通事件和第二导电时间为特征，所述第二导通事件大于所述第一导通事件； 提供相位控制信号的第三线周期，所述第三线周期以第三导通事件和第三导电时间为特征，所述第三导通事件大于所述第二导通事件； 其中所述第一导电时间、所述第二导电时间和所述第三导电时间基本上相同。
18.根据权利要求17所述的负载控制装置，其中所述控制器进一步被配置为: 在提供所述相位控制信号的第一线周期之前，确定使用正向相位控制信号运行所述电负载。
19.根据权利要求17所述的负载控制装置，其中所述第一相位控制信号对所述负载的母线电容器充电。
20.根据权利要求17所述的负载控制装置，其中所述第一相位控制信号是反向相位控制信号。
21.根据权利要求17所述的负载控制装置，其中所述第二相位控制信号是中心相位控制信号。
22.根据权利要求17所述的负载控制装置，其中所述第三相位控制信号是正向相位控制信号。
23.一种负载控制装置，用于控制从交流(AC)电源传送给电负载的功率量，所述负载控制装置包括: 控制器，被配置为: 提供相位控制信号的第一线周期，所述第一线周期以第一导通事件和第一 RMS电压值为特征； 提供所述相位控制信号的第二线周期，所述第二线周期以第二导通事件和第二 RMS电压值为特征，所述第二导通事件大于所述第一导通事件； 提供所述相位控制信号的第三线周期，所述第三线周期以第三导通事件和第三RMS电压值为特征，所述第三导通事件大于所述第二导通事件； 其中所述第一 RMS电压值、所述第二 RMS电压值和所述第三RMS电压值基本上相同。
24.根据权利要求23所述的负载控制装置，其中所述控制器进一步被配置为: 在提供所述相位控制信号的第一线周期之前，确定使用正向相位控制信号运行所述电负载。
25.根据权利要求23所述的负载控制装置，其中所述第一相位控制信号对所述负载的母线电容器充电。
26.根据权利要求23所述的负载控制装置，其中所述第一相位控制信号是反向相位控制信号。
27.根据权利要求23所述的负载控制装置，其中所述第二相位控制信号是中心相位控制信号。
28.根据权利要求23所述的负载控制装置，其中所述第三相位控制信号是正向相位控制信号。
29.一种用于通过负载控制装置控制从交流(AC)电源传送给电负载的功率量的方法，所述方法包括: 确定经由正向相位控制模式下的相位控制信号利用所述负载控制装置运行所述电负载； 在确定经由所述正向相位控制模式下的相位控制信号利用所述负载控制装置运行所述电负载之后，对于预定时段向所述电负载提供反向相位控制模式下的所述相位控制信号; 将所述相位控制信号切换至所述正向相位控制模式；以及 向所述电负载提供所述正向相位控制模式下的相位控制信号。
30.根据权利要求29所述的方法，其中所述预定时段近似等于所述AC电源的AC线周期的长度。
31.根据权利要求29所述的方法，其中所述相位控制信号在所述反向相位控制模式下运行时的最后一个线周期与所述相位控制信号在所述正向相位控制模式下运行时的第一个线周期具有近似相同的导电时间。
32.根据权利要求29所述的方法，其中所述相位控制信号在所述反向相位控制模式下运行时的最后一个线周期与所述相位控制信号在所述正向相位控制模式下运行时的第一个线周期具有近似相同的RMS电压值。
33.根据权利要求29所述的方法，其中经由所述相位控制信号在所述反向相位控制模式下运行时的最后一个线周期传送给所述电负载的功率量基本上等于经由所述相位控制信号在所述正向相位控制模式下运行时的第一个线周期传送给所述电负载的功率量。
34.一种用于通过负载控制装置控制提供给负载的功率量的方法，所述负载控制装置可操作为电耦合在交流(AC)电源和所述负载之间，所述方法包括: 接收命令以导通； 向所述电负载提供使用反向相位控制技术的相位控制信号的第一线周期； 向所述电负载提供使用中心相位控制技术的所述相位控制信号的第二线周期；以及向所述电负载提供使用正向相位控制技术的所述相位控制信号的第三线周期。
35.根据权利要求34所述的方法，其中所述第一线周期、所述第二线周期和所述第三线周期具有基本上相同的导电时间。
36.根据权利要求34所述的方法，其中所述第一线周期、所述第二线周期和所述第三线周期具有基本上相同的RMS电压值。
37.根据权利要求34所述的方法，其中使用所述中心相位控制技术的所述相位控制信号的第二线周期的导电时间不与所述第二线周期的半周期的中点重叠。
38.根据权利要求34所述的方法，其中使用所述中心相位控制技术的所述相位控制信号的第二线周期的导电时间与所述第二线周期的半周期的中点重叠。
39.根据权利要求38所述的方法，其中使用所述中心相位控制技术的所述相位控制信号的第二线周期的导电时间以所述第二线周期的半周期的中点为中心。
40.根据权利要求34所述的方法，进一步包括: 在向所述电负载提供使用所述正向相位控制技术的所述相位控制信号的第三线周期之前，向所述电负载提供使用所述中心相位控制技术的所述相位控制信号的多个线周期。
41.根据权利要求40所述的方法，其中使用所述中心相位控制技术的所述相位控制信号的所述多个线周期中的每一个具有相同的导电时间。
42.根据权利要求40所述的方法，其中使用所述中心相位控制技术的所述相位控制信号的所述多个线周期中的每一个具有相同的RMS电压值。
43.根据权利要求40所述的方法，其中使用所述中心相位控制技术的所述相位控制信号的所述多个线周期中的每一个以导通事件为特征，使用所述中心相位控制技术的所述相位控制信号的所述多个线周期中的每一个的导通事件都不同。
44.根据权利要求43所述的方法，其中使用所述中心相位控制技术的所述相位控制信号的所述多个线周期中的每一个的导通事件大于所述相位控制信号的前一个线周期的导通事件。
45.一种用于通过负载控制装置控制从交流(AC)电源传送给电负载的功率量的方法，所述方法包括: 提供相位控制信号的第一线周期，所述第一线周期以第一导通事件和第一导电时间为特征； 提供所述相位控制信号的第二线周期，所述第二线周期以第二导通事件和第二导电时间为特征，所述第二导通事件大于所述第一导通事件； 提供所述相位控制信号的第三线周期，所述第三线周期以第三导通事件和第三导电时间为特征，所述第三导通事件大于所述第二导通事件；其中所述第一导电时间、所述第二导电时间和所述第三导电时间基本上相同。
46.根据权利要求45所述的方法，进一步包括: 在提供所述相位控制信号的第一线周期之前，确定使用正向相位控制信号运行所述电负载。
47.根据权利要求45所述的方法，其中所述第一相位控制信号对所述负载的母线电容器充电。
48.根据权利要求45所述的方法，其中所述第一相位控制信号是反向相位控制信号。
49.根据权利要求45所述的方法，其中所述第二相位控制信号是中心相位控制信号。
50.根据权利要求45所述的方法，其中所述第三相位控制信号是正向相位控制信号。
51.一种用于通过负载控制装置控制从交流(AC)电源传送给电负载的功率量的方法，所述方法包括: 提供相位控制信号的第一线周期，所述第一线周期以第一导通事件和第一 RMS电压值为特征； 提供所述相位控制信号的第二线周期，所述第二线周期以第二导通事件和第二 RMS电压值为特征，所述第二导通事件大于所述第一导通事件； 提供所述相位控制信号的第三线周期，所述第三线周期以第三导通事件和第三RMS电压值为特征，所述第三导通事件大于所述第二导通事件； 其中所述第一 RMS电压值、所述第二 RMS电压值和所述第三RMS电压值基本上相同。
52.根据权利要求51所述的方法，进一步包括: 在提供所述相位控制信号的第一线周期之前，确定使用正向相位控制信号运行所述电负载。
53.根据权利要求51所述的方法，其中所述第一相位控制信号对所述负载的母线电容器充电。
54.根据权利要求51所述的方法，其中所述第一相位控制信号是反向相位控制信号。
55.根据权利要求51所述的方法，其中所述第二相位控制信号是中心相位控制信号。
56.根据权利要求51所述的方法，其中所述第三相位控制信号是正向相位控制信号。
57.一种负载控制装置，用于控制从交流(AC)电源传送给电负载的功率量，所述负载控制装置包括: 控制器，被配置为: 确定所述负载控制装置应当在正向相位控制模式下运行； 对于预定时段在反向相位控制模式下运行；以及 在所述预定时段期间检测过电流状态。
58.一种负载控制装置，可操作为控制从交流(AC)电源提供给电负载的功率量，所述电负载具有导通状态和关断状态，所述负载控制装置包括: 双向半导体开关，耦合在所述电负载和所述AC电源之间；和 微处理器，操作地耦合至所述双向半导体开关，并且被配置为使用相位控制调光技术控制所述双向半导体开关从而调节被提供给所述电负载的功率量； 其中当所述电负载处于关断状态时，所述微处理器可操作为首先对于预定时段使用反向相位控制调光技术以控制所述电负载处于所述导通状态，并且在所述预定时段之后，所述微处理器可操作为随后使用正向相位控制调光技术以将所述电负载继续维持在所述导 通状态。
【文档编号】H05B39/04GK104322151SQ201380026399
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2013年3月13日 优先权日:2012年3月28日
【发明者】小唐纳德·F·豪斯曼, 小罗伯特·C·纽曼, 克里斯多佛·J·萨尔韦斯特里尼 申请人:卢特龙电子公司