本發(fā)明總體上涉及功率轉(zhuǎn)換器，并且更具體地涉及利用調(diào)光器電路的功率轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)：

電子設(shè)備使用電力運(yùn)行。一般使用開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器為許多當(dāng)今的電子產(chǎn)品提供電力，這是因?yàn)殚_關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器效率高、尺寸小且重量輕。傳統(tǒng)的墻壁插座提供高電壓交流電流。在開關(guān)式功率轉(zhuǎn)換器中，通過能量傳遞元件將高電壓交流電流(ac)輸入轉(zhuǎn)換以提供經(jīng)良好調(diào)節(jié)的直流電流(dc)輸出。開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器控制電路通常通過感測表示一個(gè)或多個(gè)輸出量的一個(gè)或多個(gè)輸入以及在閉合環(huán)路中控制輸出來提供輸出調(diào)節(jié)。在運(yùn)行中，利用開關(guān)以通過改變占空比(通常為開關(guān)的接通時(shí)間與總開關(guān)周期的比率)、改變開關(guān)頻率或者改變開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器中開關(guān)的每單位時(shí)間的脈沖數(shù)量來提供期望的輸出。

在一種用于照明應(yīng)用的調(diào)光中，TRIAC調(diào)光器電路通常通過在每一周期的一部分時(shí)間斷開交流輸入電壓來改變交流輸入電壓以限制供給到白熾燈的電壓量和電流量。這被稱為相位調(diào)光，因?yàn)橥ǔ７奖愕氖歉鶕?jù)以度為單位測量的交流輸入電壓周期的一部分來表明TRIAC調(diào)光器電路的位置和產(chǎn)生的缺失電壓量。通常，交流輸入電壓是正弦波形并且交流輸入電壓的周期被稱為全線路循環(huán)(full line cycle)。由此，交流輸入電壓的半個(gè)周期被稱為半線路循環(huán)(half line cycle)。整個(gè)周期有360度，并且半線路循環(huán)有180度。通常，相位角是每個(gè)半線路循環(huán)TRIAC調(diào)光器電路斷開交流輸入多少度(從零度參考開始)的度量。由此，在半線路循環(huán)中由TRIAC調(diào)光器電路移除一半交流輸入電壓對應(yīng)于90度相位角。在另一個(gè)實(shí)例中，在半線路循環(huán)中移除交流輸入電壓的四分之一對應(yīng)于45度相位角。另一方面，導(dǎo)通角是每個(gè)半線路循環(huán)未被TRIAC調(diào)光器電路斷開多少度(從零度參考開始)的度量。換句話說，導(dǎo)通角是每個(gè)半線路循環(huán)TRIAC調(diào)光器電路導(dǎo)通多少度的度量。在一個(gè)實(shí)例中，在半線路循環(huán)中移除交流輸入電壓的四分之一對應(yīng)于45度相位角和135度導(dǎo)通角。

盡管相位角調(diào)光對于直接接受改變的交流輸入電壓的白熾燈效果好，但是對于通常由經(jīng)調(diào)節(jié)的功率轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)的發(fā)光二極管(LED)燈，相位角調(diào)光通常產(chǎn)生一些問題。經(jīng)調(diào)節(jié)的功率轉(zhuǎn)換器用于為LED燈提供來自改變的交流電源線路的經(jīng)調(diào)節(jié)的電流和電壓。然而，當(dāng)與TRIAC調(diào)光器電路一起使用時(shí)，傳統(tǒng)的功率轉(zhuǎn)換器經(jīng)常產(chǎn)生非理想的結(jié)果。結(jié)果是，LED燈的抖動(dòng)或閃爍可能發(fā)生在大導(dǎo)通角處，并且LED燈的閃光可能發(fā)生在低導(dǎo)通角處。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明通過提供一種頻率確定電路、包括其的功率轉(zhuǎn)換器及相應(yīng)的測量輸入電壓的頻率的方法來實(shí)現(xiàn)上述目的至少之一。

一方面，本發(fā)明提供一種頻率確定電路，包括：

正交叉感測電路，所述正交叉感測電路被耦接以感測被耦接以從調(diào)光器電路接收的輸入電壓的正交叉，輸入電壓的正交叉的感測響應(yīng)于在所述輸入電壓的零交叉之后在已經(jīng)經(jīng)過第一閾值數(shù)量的循環(huán)之后所述輸入電壓大于第一閾值電壓而進(jìn)行，其中所述輸入電壓的零交叉是響應(yīng)于所述輸入電壓小于第二閾值電壓長達(dá)第二閾值數(shù)量的循環(huán)而檢測到的；

驗(yàn)證電路，所述驗(yàn)證電路被耦接到所述正交叉感測電路以在已經(jīng)出現(xiàn)所述輸入電壓的正交叉之后驗(yàn)證所述輸入電壓的先前的零交叉和所述正交叉，其中所述驗(yàn)證電路被耦接以響應(yīng)于在第三閾值數(shù)量的循環(huán)結(jié)束之前感測到所述輸入電壓的另一個(gè)零交叉而感測所述輸入電壓的無效的先前的零交叉和正交叉；以及

測量電路，所述測量電路被耦接到所述正交叉感測電路和所述驗(yàn)證電路以計(jì)算所述輸入電壓的正交叉脈沖之間的時(shí)間，其中所述測量電路包括被耦接到測量寄存器的測量計(jì)數(shù)器，其中所述測量計(jì)數(shù)器的測量計(jì)數(shù)被耦接以被保存在所述測量寄存器中，并且其中所述測量計(jì)數(shù)器被耦接以響應(yīng)于從所述正交叉感測電路接收的每個(gè)正交叉脈沖而被重置，其中所述測量寄存器的輸出信號表示所述輸入電壓的頻率。

另一方面，本發(fā)明提供一種測量輸入電壓的頻率的方法，包括：

檢測所述輸入電壓的正交叉；

將測量電路的內(nèi)部計(jì)數(shù)作為頻率信號輸出并保存；

在所述輸出并保存所述測量電路的內(nèi)部計(jì)數(shù)之后，重置所述測量電路的內(nèi)部計(jì)數(shù)；

響應(yīng)于檢測到在第二閾值數(shù)量的時(shí)鐘循環(huán)內(nèi)所述輸入電壓小于第二閾值電壓而檢測零交叉；

在所述檢測零交叉時(shí)，等待第一閾值數(shù)量的循環(huán)；

在檢測到所述輸入電壓的另一個(gè)正交叉之前，等待直到所述輸入電壓大于第一閾值電壓為止；

開啟用于第三閾值數(shù)量的循環(huán)的計(jì)時(shí)器；

響應(yīng)于在所述第三閾值數(shù)量的循環(huán)內(nèi)未檢測到所述輸入電壓的另外的零交叉而使零交叉有效；以及

響應(yīng)于在所述第三閾值數(shù)量的循環(huán)內(nèi)檢測到所述輸入電壓的另一個(gè)零交叉而使所述零交叉和先前檢測的所述正交叉無效，并且將保存的所述頻率信號的值增加到所述測量電路的內(nèi)部計(jì)數(shù)。

再一方面，本發(fā)明提供一種功率轉(zhuǎn)換器，包括：

整流器，所述整流器耦接到調(diào)光器電路，所述調(diào)光器電路被耦接以接收線路電壓；

能量傳遞元件，所述能量傳遞元件具有被耦接以從所述整流器接收輸入電壓的輸入端，其中所述能量傳遞元件的輸出端耦接到所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出端；

功率開關(guān)，所述功率開關(guān)耦接到所述功率轉(zhuǎn)換器的輸入端；以及

控制器，所述控制器被耦接以產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號，所述驅(qū)動(dòng)信號被耦接以控制所述功率開關(guān)的切換從而控制能量通過所述能量傳遞元件到所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出端的傳遞，其中所述控制器包括：

振蕩器電路，所述振蕩器電路被耦接以響應(yīng)于頻率信號而產(chǎn)生系統(tǒng)時(shí)鐘；

驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路被耦接以響應(yīng)于表示所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出的反饋信號、所述系統(tǒng)時(shí)鐘以及所述頻率信號而產(chǎn)生所述驅(qū)動(dòng)信號；以及

頻率確定電路，所述頻率確定電路被耦接以響應(yīng)于表示所述輸入電壓的電壓感測信號而產(chǎn)生所述頻率信號，其中，所述頻率確定電路包括：

正交叉感測電路，所述正交叉感測電路被耦接以響應(yīng)于在所述輸入電壓的零交叉之后在已經(jīng)經(jīng)過第一閾值數(shù)量的循環(huán)之后所述輸入電壓大于第一閾值電壓而感測所述輸入電壓的正交叉，其中響應(yīng)于在第二閾值數(shù)量的循環(huán)內(nèi)所述輸入電壓小于第二閾值電壓而檢測到所述輸入電壓的零交叉；

驗(yàn)證電路，所述驗(yàn)證電路耦接到所述正交叉感測電路以在所述輸入電壓的正交叉已經(jīng)出現(xiàn)之后驗(yàn)證所述輸入電壓的先前的零交叉和所述正交叉，其中所述驗(yàn)證電路被耦接以響應(yīng)于在第三閾值數(shù)量的循環(huán)結(jié)束之前感測到所述輸入電壓的另一個(gè)零交叉而感測所述輸入電壓的無效的先前的零交叉和正交叉；以及

測量電路，所述測量電路耦接到所述正交叉感測電路和所述驗(yàn)證電路以計(jì)算所述輸入電壓的正交叉脈沖之間的時(shí)間，其中所述測量電路包括測量計(jì)數(shù)器，所述測量計(jì)數(shù)器耦接到測量寄存器，其中所述測量計(jì)數(shù)器的測量計(jì)數(shù)被耦接以保存在所述測量寄存器中，并且其中所述測量計(jì)數(shù)器被耦接以響應(yīng)于從所述正交叉感測電路接收的每個(gè)正交叉脈沖而被重置，其中所述測量寄存器的頻率信號表示所述輸入電壓的頻率。

又一方面，本發(fā)明提供一種頻率確定電路，包括：

正交叉感測電路，所述正交叉感測電路被耦接以接收輸入電壓從而感測輸入電壓的正交叉；

驗(yàn)證電路，所述驗(yàn)證電路耦接到所述正交叉感測電路以在已經(jīng)出現(xiàn)所述輸入電壓的正交叉之后驗(yàn)證所述輸入電壓的先前的零交叉和所述正交叉；以及

測量電路，所述測量電路耦接到所述正交叉感測電路和所述驗(yàn)證電路以計(jì)算所述輸入電壓的正交叉脈沖之間的時(shí)間，其中所述測量電路被耦接以響應(yīng)于所述輸入電壓的正交叉脈沖之間的時(shí)間而輸出表示所述輸入電壓的頻率的頻率信號。

附圖說明

參考以下附圖描述本發(fā)明的非限制性且非窮舉性的實(shí)施方案，其中，除非另有說明，貫穿各視圖中的相似的參考數(shù)字指代相似的部件。

圖1是例示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的采用控制器的具有調(diào)光器電路的示例功率轉(zhuǎn)換器的電路原理圖。

圖2是例示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖1的功率轉(zhuǎn)換器的調(diào)光器電路的交流輸入電壓、輸出電壓以及整流電路的輸出的示例波形的示意圖。

圖3是例示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例在調(diào)光器電路不啟動(dòng)的情況下調(diào)光器電路的輸出電壓的示例波形的示意圖。

圖4A是例示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖1的控制器的示例線路頻率確定電路的框圖。

圖4B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖4A的示例線路頻率確定電路的電路原理圖。

圖5是例示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖4A和圖4B的整流電路的輸出以及線路頻率測量電路的控制信號的示例波形的時(shí)序圖。

圖6是例示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖1的控制器的示例振蕩器的框圖。

圖7是例示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于確定頻率的示例方法的流程圖。

貫穿附圖的多個(gè)視圖，相應(yīng)的參考字符指示相應(yīng)的部件。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，附圖中的元件是為了簡潔和清楚而被例示的，并且附圖中的元件不一定按比例畫出。例如，附圖中一些元件的尺寸相對于其他元件可能被擴(kuò)大以便有助于改善對本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案的理解。并且，通常不描述在商業(yè)上可行的實(shí)施方案中有用或必要的一些常見但是公知的元件，以便于較少妨礙對本發(fā)明的這些不同實(shí)施方案的觀察。

具體實(shí)施方式

在以下描述中，為了提供對本發(fā)明的透徹理解闡述了許多具體細(xì)節(jié)。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將明了不必需使用所述具體細(xì)節(jié)來實(shí)踐本發(fā)明。在其他實(shí)例中，為了避免使本發(fā)明模糊不清，沒有詳細(xì)描述眾所周知的材料或方法。

整個(gè)說明書中引用的“一個(gè)(one)實(shí)施方案”、“一(an)實(shí)施方案”、“一個(gè)(one)實(shí)施例”或“一(an)實(shí)施例”意味著結(jié)合所述實(shí)施方案或?qū)嵤├枋龅木唧w的特征、結(jié)構(gòu)或性質(zhì)包含在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方案中。因此，整個(gè)說明書中多處出現(xiàn)的短語“在一個(gè)(one)實(shí)施方案中”、“在一(an)實(shí)施方案中”、“一個(gè)(one)實(shí)施例”或“一(an)實(shí)施例”不一定全都指的是相同的實(shí)施方案或?qū)嵤├?。而且，具體的特征、結(jié)構(gòu)或性質(zhì)能夠以任何合適的組合和/或子組合被組合在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案或?qū)嵤├小＞唧w的特征、結(jié)構(gòu)或性質(zhì)能夠包含于集成電路、電子電路、組合邏輯電路或提供所描述功能的其他合適的部件中。此外，認(rèn)識到，隨附提供的附圖是用于向本領(lǐng)域普通技術(shù)人員解釋的目的，并且附圖不一定按比例繪制。

對于包括那些用于發(fā)光二極管(LED)的相位調(diào)光應(yīng)用，相位調(diào)光器電路通常在每個(gè)半線路循環(huán)斷開交流輸入電壓的一部分以限制供給到LED的電壓量和電流量。通常相位角是每個(gè)半線路循環(huán)調(diào)光器電路已斷開輸入多少度的度量。或者，調(diào)光器電路不斷開的交流輸入電壓量可以被稱為導(dǎo)通角。

功率轉(zhuǎn)換器可以包括振蕩器，該振蕩器輸出具有時(shí)鐘頻率f_OSC和時(shí)鐘周期T_OSC的特征的系統(tǒng)時(shí)鐘?？梢酝ㄟ^確定調(diào)光器電路已連接或已斷開交流輸入電壓的系統(tǒng)時(shí)鐘循環(huán)數(shù)來測量導(dǎo)通角?？梢詫⑾到y(tǒng)時(shí)鐘的時(shí)鐘頻率f_OSC(以及因此時(shí)鐘周期T_OSC)與交流輸入電壓的半線路頻率f_HL同步。當(dāng)時(shí)鐘頻率f_OSC與交流輸入電壓的半線路頻率f_HL同步時(shí)，對導(dǎo)通角和/或相位角的測量可以大體上獨(dú)立于交流輸入電壓的全線路頻率和半線路頻率。

可以通過閾值檢測來測量交流輸入電壓的半線路頻率f_HL和全線路頻率f_FL，該閾值檢測可以是將輸入電壓與參考閾值相比較。半線路循環(huán)T_HL可以是輸入電壓的連續(xù)的正交叉之間的時(shí)間量，該正交叉被表示為當(dāng)輸入電壓穿過參考閾值并且大于參考閾值時(shí)的時(shí)刻。全線路循環(huán)T_HL可以是每隔一個(gè)正交叉之間的時(shí)間量。

然而，某些調(diào)光器電路(諸如TRIAC調(diào)光器電路)需要最小量的保持電流以保持調(diào)光器電路導(dǎo)通。當(dāng)調(diào)光器電路在每個(gè)半線路循環(huán)期間啟動(dòng)時(shí)急劇增加的輸入電壓可以導(dǎo)致浪涌輸入電流波動(dòng)，所述浪涌輸入電流在半線路循環(huán)期間可能反向若干次。在這些電流反向期間，調(diào)光器電路可能過早地關(guān)斷并且導(dǎo)致LED燈中的抖動(dòng)。另外，輸入電壓可能下降到參考閾值以下并且使用閾值檢測可能會(huì)錯(cuò)誤地測量半線路頻率f_HL和全線路頻率f_FL。

根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的實(shí)施例包括感測并驗(yàn)證輸入電壓正交叉的頻率確定電路。進(jìn)一步地，頻率確定電路根據(jù)感測的并且驗(yàn)證的正交叉來測量半線路頻率。頻率確定電路可以包括正交叉感測電路、驗(yàn)證電路以及測量電路。頻率確定電路可以進(jìn)一步包括零交叉感測電路和消隱電路。

當(dāng)感測到正交叉時(shí)，正交叉感測電路輸出一個(gè)脈沖。在已經(jīng)經(jīng)過第一時(shí)間量(消隱時(shí)間，X個(gè)循環(huán))且已經(jīng)感測到零交叉之后當(dāng)輸入電壓大于第一閾值時(shí)可以確定正交叉。當(dāng)在大體上等于第二時(shí)間量(Y個(gè)時(shí)鐘循環(huán))的最小時(shí)間長度內(nèi)輸入電壓小于第二閾值時(shí)，可以感測到零交叉。零交叉感測電路可以向正交叉感測電路輸出指示是否已經(jīng)感測到零交叉的信號。進(jìn)一步地，消隱電路可以輸出指示第一時(shí)間量(消隱時(shí)間)是否結(jié)束的信號。

驗(yàn)證電路確定所感測的正交叉是否有效或無效并且當(dāng)先前感測的正交叉無效時(shí)輸出一個(gè)脈沖。如果在已經(jīng)經(jīng)過第三時(shí)間量(Z個(gè)循環(huán))之前感測到另一零交叉，則驗(yàn)證電路可以確定先前的正交叉是無效的(并且先前感測的零交叉是無效的)。當(dāng)確定先前的零交叉和正交叉是無效時(shí)，驗(yàn)證電路輸出一個(gè)脈沖。

測量塊響應(yīng)于正交叉感測電路和驗(yàn)證電路而測量線路頻率。測量塊可以測量正交叉之間的時(shí)間并且將該時(shí)間作為半線路頻率輸出。可以使用計(jì)數(shù)器測量正交叉之間的時(shí)間。當(dāng)計(jì)數(shù)器接收到來自正交叉電路的脈沖時(shí)，計(jì)數(shù)器將其內(nèi)部計(jì)數(shù)輸出并保存到一個(gè)寄存器并且計(jì)數(shù)器重置。該保存的內(nèi)部計(jì)數(shù)被作為半線路頻率輸出。但是，如果從驗(yàn)證電路接收到的脈沖指示來自正交叉電路的先前脈沖為無效的時(shí)，則將計(jì)數(shù)器先前保存的內(nèi)部計(jì)數(shù)加回到計(jì)數(shù)器。驗(yàn)證電路然后在不等待第一時(shí)間量(X個(gè)循環(huán))經(jīng)過的情況下(通過消隱電路)使正交叉感測電路能夠感測到正交叉。由此，使先前的正交叉無效并且測量電路可以繼續(xù)測量正交叉之間的時(shí)間。

為了例示，圖1是示例功率轉(zhuǎn)換器100的框圖，該功率轉(zhuǎn)換器包括交流輸入電壓V_AC102、調(diào)光器電路104、調(diào)光器輸出電壓V_DO 106、整流器108、經(jīng)整流的電壓V_RECT 109、能量傳遞元件T1 110、能量傳遞元件T1 110的初級繞組112、能量傳遞元件T1 110的次級繞組114、開關(guān)S1 116、輸入返回117、箝位電路118、整流器D1 120、輸入電容器C_F 121、輸出電容器C1 122、負(fù)載124、感測電路126以及控制器128?？刂破?28進(jìn)一步包括驅(qū)動(dòng)電路塊130、振蕩器134以及線路頻率測量電路132。在一個(gè)實(shí)施例中，還可以在控制器128中包括感測電路126。圖1進(jìn)一步例示了輸出電壓V_O136、輸出電流I_O 138、輸出量U_O 140、反饋信號U_FB 142、電壓感測信號144、開關(guān)電流I_D 146、電流感測信號147、系統(tǒng)時(shí)鐘149、線路頻率信號U_FQ 148以及驅(qū)動(dòng)信號150。圖1中例示的示例開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器100以反激式配置方式耦接，該示例開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器僅是可能得益于本發(fā)明的教導(dǎo)的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的一個(gè)實(shí)施例。認(rèn)識到的是，開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的其他已知的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和配置也可以得益于本發(fā)明的教導(dǎo)。另外，圖1中的示例功率轉(zhuǎn)換器是隔離的功率轉(zhuǎn)換器。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，非隔離的功率轉(zhuǎn)換器也可以得益于本發(fā)明的教導(dǎo)。

功率轉(zhuǎn)換器100從未經(jīng)調(diào)節(jié)的輸入電壓(諸如交流輸入電壓V_AC 102或經(jīng)整流的電壓V_RECT 109)向負(fù)載124提供輸出功率。如所示的，調(diào)光器電路104接收交流輸入電壓V_AC 102并產(chǎn)生調(diào)光器輸出電壓V_DO 106。可以利用調(diào)光器電路104限制傳遞到功率轉(zhuǎn)換器100的電壓，并且調(diào)光器電路可以是TRIAC相位調(diào)光器。調(diào)光器電路104進(jìn)一步耦接到整流器108，并且由整流器108接收調(diào)光器輸出電壓V_DO 106。

對于LED負(fù)載或LED陣列的負(fù)載的實(shí)施例，當(dāng)調(diào)光器電路104限制傳遞到功率轉(zhuǎn)換器的功率量時(shí)，傳遞到LED陣列的負(fù)載的最終電流通過控制器128也受到限制并且LED陣列變暗。如以上提到的，調(diào)光器電路104可以是相位調(diào)光電路，諸如TRIAC調(diào)光器電路或金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)調(diào)光器電路。對于前沿調(diào)光，當(dāng)交流輸入電壓V_AC 102穿過零電壓時(shí)，調(diào)光器電路104斷開交流輸入電壓V_AC 102。在給定的時(shí)間量之后，調(diào)光器電路104將交流輸入電壓V_AC 102和功率轉(zhuǎn)換器100重新連接。由用戶設(shè)置在調(diào)光器電路重新連接交流輸入電壓V_AC 102之前的時(shí)間量。對于后沿(trailing edge)調(diào)光，當(dāng)交流輸入電壓V_AC102穿過零電壓時(shí)，調(diào)光器電路104將輸入連接到功率轉(zhuǎn)換器。在用戶設(shè)置的給定時(shí)間量之后，調(diào)光器電路104隨后在半個(gè)循環(huán)的剩余時(shí)間內(nèi)斷開交流輸入電壓V_AC 102。根據(jù)期望的調(diào)光量，調(diào)光器電路104控制交流輸入電壓V_AC 102與功率轉(zhuǎn)換器100斷開的時(shí)間量。通常，想要的調(diào)光越多對應(yīng)于調(diào)光器電路104斷開交流輸入電壓V_AC 102越長的一段時(shí)期。

整流器108接收和整流調(diào)光器輸出電壓V_DO 106并且輸出經(jīng)整流的電壓V_RECT 109。整流器108被進(jìn)一步耦接到能量傳遞元件T1 110。在一些實(shí)施方案中，能量傳遞元件T1 110可以是耦接的電感器、變壓器或電感器。所示的能量傳遞元件T1 110包括兩個(gè)繞組，即初級繞組112和次級繞組114。然而，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，能量傳遞元件T1 110可以有多于兩個(gè)的繞組。功率轉(zhuǎn)換器100利用能量傳遞元件T1 110以在初級繞組113與次級繞組114之間傳遞能量。初級繞組112進(jìn)一步耦接到開關(guān)S1 116，該開關(guān)則進(jìn)一步耦接到輸入返回117。

另外，在圖1的實(shí)施例中箝位電路118例示為耦接在能量傳遞元件T1110的初級繞組112的兩端。濾波電容器C_F 121可以如所示被耦接到初級繞組112，并且從開關(guān)S1 116中過濾高頻電流。對于一些應(yīng)用，濾波電容器C_F 121的大小可以大到足以使得將大體上恒定的直流電壓施加到能量傳遞元件T1 110。然而對于其他應(yīng)用，濾波電容器C_F 121的大小可以小到足以使得施加到能量傳遞元件T1 110的電壓大體上跟隨經(jīng)整流的電壓V_RECT109。能量傳遞元件T1 110的次級繞組114耦接到整流器D1 120，在所示的實(shí)施例中該整流器被例示為二極管。然而，整流器D1 120可以是用作同步整流器的晶體管。輸出電容器C1 122和負(fù)載124二者都示為耦接到整流器D1 120和輸出返回123。將輸出提供到負(fù)載124，并且可以作為經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓V_O 136、經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電流I_O 138或者上述兩個(gè)的組合來提供該輸出。在一個(gè)實(shí)施方案中，負(fù)載124可以是發(fā)光二極管(LED)、LED模塊或LED陣列。

功率轉(zhuǎn)換器100進(jìn)一步包括用于調(diào)整輸出的電路，該輸出被例示為輸出量U_O 140。通常，輸出量U_O 140是輸出電壓V_O 136、輸出電流I_O 138或者上述兩個(gè)的組合。將感測電路126耦接以感測輸出量U_O 140并提供反饋信號U_FB 142，該反饋信號表示輸出量U_O 140。

控制器128耦接到感測電路126并且從感測電路126接收反饋信號U_FB142?？刂破?28進(jìn)一步包括用于接收電壓感測信號144、電流感測信號147的端子以及用于向功率開關(guān)S1 116提供驅(qū)動(dòng)信號150的端子。在圖1的實(shí)施例中，電壓感測信號144可以表示經(jīng)整流的電壓V_RECT 109。然而，在其他實(shí)施例中，電壓感測信號144可以表示調(diào)光器輸出電壓V_DO 106。電壓感測信號144可以是電壓信號或電流信號。電流感測信號147可以表示功率開關(guān)S1 116中的開關(guān)電流I_D 146。電流感測信號147也可以是電壓信號或電流信號。另外，控制器128向功率開關(guān)S1 116提供驅(qū)動(dòng)信號150以控制功率開關(guān)S1 116的各種切換參數(shù)，所述切換參數(shù)控制能量從功率轉(zhuǎn)換器100的輸入端到功率轉(zhuǎn)換器100的輸出端的傳遞。這樣的參數(shù)的示例可以包括功率開關(guān)S1 116的切換頻率、切換周期、占空比或分別的接通次數(shù)和斷開次數(shù)。

開關(guān)S1 116響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)信號150而被打開或閉合。在運(yùn)行中，開關(guān)S1116的切換在整流器D1 120上產(chǎn)生脈動(dòng)電流。電流被輸出電容器C1 122過濾以產(chǎn)生大體上恒定的輸出電壓V_O 136、輸出電流I_O 138或者上述兩個(gè)的組合。在一個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)S1 116可以是晶體管，諸如金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以將控制器128實(shí)現(xiàn)為單片集成電路或可以通過分立電氣部件或分立部件與集成部件的組合來實(shí)現(xiàn)控制器。控制器128和開關(guān)S1 116能夠形成被制造為混合集成電路或者單片集成電路的集成電路的一部分。

如圖1中所例示的，控制器128進(jìn)一步包括頻率確定電路132、振蕩器134和驅(qū)動(dòng)電路130。將驅(qū)動(dòng)電路130耦接以響應(yīng)于反饋參考信號U_REF 142而(經(jīng)由驅(qū)動(dòng)信號150)控制開關(guān)116的切換。另外，還可以將驅(qū)動(dòng)電路130耦接以對電流感測信號147、系統(tǒng)時(shí)鐘149以及頻率信號U_FQ 148響應(yīng)。盡管在圖1中例示了單個(gè)控制器，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，功率轉(zhuǎn)換器100可以使用多個(gè)控制器。另外，驅(qū)動(dòng)電路130、頻率確定電路132以及振蕩器134不需要在單個(gè)控制器內(nèi)。

頻率確定電路132被耦接以接收電壓感測信號144并產(chǎn)生頻率信號U_F148，該頻率信號表示電壓感測信號144的頻率。如以上所提到的，電壓感測信號144可以表示經(jīng)整流的電壓V_RECT 109或調(diào)光器輸出電壓V_O 106的頻率。交流輸入電壓V_AC 102的全線路頻率和半線路頻率可以根據(jù)經(jīng)整流的電壓V_RECT 109或調(diào)光器輸出電壓V_O 106獲得。換句話說，頻率信號U_FQ 148可以表示交流輸入電壓V_AC 102的全線路頻率或半線路頻率。

振蕩器134可被耦接以接收頻率信號U_FQ 148并輸出具有振蕩器頻率f_OSC的系統(tǒng)時(shí)鐘，該系統(tǒng)時(shí)鐘與頻率信號U_FQ 148同步。振蕩器頻率f_OSC比交流輸入電壓V_AC 102的全線路頻率和半線路頻率快得多。振蕩器134可以改變振蕩器頻率f_OSC，使得在頻率信號U_FQ 148的一個(gè)循環(huán)內(nèi)有固定數(shù)量的系統(tǒng)時(shí)鐘循環(huán)，該頻率信號表示電壓感測信號144的頻率。

頻率確定電路132可以通過感測正交叉并測量正交叉之間的時(shí)間來確定電壓感測信號144的頻率。自先前感測的正交叉起經(jīng)過第一時(shí)間量(諸如消隱時(shí)間，X個(gè)循環(huán))并且已經(jīng)感測到零交叉之后，當(dāng)輸入電壓(諸如經(jīng)整流的電壓V_RECT 109)大于第一閾值時(shí)，可以感測到正交叉。當(dāng)在大體上等于第二時(shí)間量(Y個(gè)時(shí)鐘循環(huán))的最小時(shí)間長度內(nèi)輸入電壓(諸如經(jīng)整流的電壓V_RECT 109)小于第二閾值時(shí)，可以感測到零交叉。

頻率確定電路132還驗(yàn)證正交叉。當(dāng)已經(jīng)驗(yàn)證正交叉無效時(shí)，這表明先前的在正交叉之間的測量可能已經(jīng)錯(cuò)誤。如果自先前感測的零交叉起已經(jīng)經(jīng)過第三時(shí)間量(Z個(gè)循環(huán))之前感測到另一個(gè)零交叉，則可以認(rèn)為先前的正交叉無效(并且可以認(rèn)為先前感測的零交叉無效)。

頻率確定電路132通過測量正交叉之間的時(shí)間來確定頻率。如將進(jìn)一步討論的，可以使用計(jì)數(shù)器測量正交叉之間的時(shí)間。當(dāng)感測到正脈沖時(shí)，計(jì)數(shù)器將其內(nèi)部計(jì)數(shù)輸出并保存到一個(gè)寄存器并且計(jì)數(shù)器重置。將該保存的內(nèi)部計(jì)數(shù)作為頻率信號U_FQ 148輸出。然而，如果確定了先前的正交叉無效，則將計(jì)數(shù)器先前保存的內(nèi)部計(jì)數(shù)(即頻率信號U_FQ 148)加回到計(jì)數(shù)器，并且計(jì)數(shù)器繼續(xù)計(jì)數(shù)直到下一個(gè)正交叉為止。

圖2例示了交流輸入電壓V_AC 202、調(diào)光器輸出電壓V_DO 206以及經(jīng)整流的電壓V_RECT209的示例波形。具體地，圖2例示了調(diào)光器輸出電壓V_DO206以及產(chǎn)生的用于前沿TRIAC調(diào)光的經(jīng)整流的電壓V_RECT 209。

通常，交流輸入電壓V_AC 202是具有被稱為全線路循環(huán)T_FL 211的交流輸入電壓V_AC202的周期的正弦波形。算術(shù)性地：V_AC＝V_Psin(2πf_Lt)，其中V_P 207是交流輸入電壓V_AC的峰值電壓，并且f_L是交流輸入電壓V_AC 202的頻率。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到的是，全線路循環(huán)T_FL 211是頻率f_L(也被稱為全線路頻率)的倒數(shù)，或者算術(shù)性地：如圖2中所示，交流輸入電壓V_AC202的全線路循環(huán)T_FL 211被表示為交流輸入電壓V_AC 202的每隔一個(gè)零交叉之間的時(shí)間長度。進(jìn)一步地，半線路循環(huán)T_HL 213是兩倍頻率f_L(也被稱為半線路頻率)的倒數(shù)，或者算術(shù)性地：如所示的，交流輸入電壓V_AC 202的半線路循環(huán)T_HL 213被表示為連續(xù)的零交叉之間的時(shí)間長度。

對于前沿調(diào)光，當(dāng)交流輸入電壓V_AC 202穿過零電壓時(shí)，調(diào)光器電路將交流輸入電壓V_AC 202與功率轉(zhuǎn)換器斷開。在給定的時(shí)間量之后，調(diào)光器電路將交流輸入電壓V_AC 202與功率轉(zhuǎn)換器重新連接并且調(diào)光器輸出電壓V_DO 206大體上跟隨交流輸入電壓V_AC 202。換句話說，調(diào)光器電路在半線路循環(huán)T_HL 213的一部分期間斷開交流輸入電壓202，這樣限制了供給到負(fù)載(諸如LED燈)的功率量。整流器電路將調(diào)光器輸出電壓V_DO 206整流，從而提供如所示的經(jīng)整流的電壓V_RECT 209。對于圖2中的實(shí)施例，經(jīng)整流的電壓V_RECT 209大體上等于對應(yīng)于當(dāng)調(diào)光器電路104將交流輸入電壓V_AC202與功率轉(zhuǎn)換器斷開時(shí)的零電壓。當(dāng)調(diào)光器電路將交流輸入電壓V_AC 202重新連接到功率轉(zhuǎn)換器時(shí)，經(jīng)整流的電壓V_RECT 209大體上跟隨調(diào)光器輸出電壓V_DO 206以及交流輸入電壓V_AC 202的正幅度?；蛘咚阈g(shù)性地：V_RECT＝|V_DO|。

圖2中進(jìn)一步例示了第一閾值V₁251和第二閾值V₂252，所述第一閾值和第二閾值可以用于感測正交叉和零交叉。如所例示的，正交叉可以對應(yīng)于當(dāng)經(jīng)整流的電壓V_RECT 209從零增大時(shí)的情況。如將討論的，可以通過自先前感測的正交叉起已經(jīng)經(jīng)過第一時(shí)間量(諸如消隱時(shí)間，X個(gè)循環(huán))以及已經(jīng)感測到零交叉之后，確定何時(shí)經(jīng)整流的電壓V_RECT 109大于第一閾值V₁251來感測正交叉。零交叉通常存在于當(dāng)經(jīng)整流的電壓V_RECT 209大體上等于零時(shí)，并且通過確定在大體上等于第二時(shí)間量(Y個(gè)時(shí)鐘循環(huán))的最小時(shí)間長度內(nèi)經(jīng)整流的電壓V_RECT 109小于第二閾值V₂252來感測零交叉。應(yīng)當(dāng)注意到，經(jīng)整流的電壓V_RECT 209的正交叉之間的持續(xù)時(shí)間大體上等于半線路循環(huán)T_HL 213。由此，可以利用感測到的正交叉來確定半線路循環(huán)T_HL 213和半線路頻率在一個(gè)實(shí)施例中，對于高線路設(shè)計(jì)(230VAC)，第一閾值V₁251可以大體上是109伏特(V)而第二閾值V₂252可以是80V。對于低線路設(shè)計(jì)(120VAC)，所述值可以被重新調(diào)整(例如，除以2)。當(dāng)與具有顯著的斷開狀態(tài)漏電流的調(diào)光器電路一起工作時(shí)，對這些閾值的選擇可以是檢測最寬的可能的導(dǎo)通時(shí)間之間的平衡。

圖3例示了當(dāng)在一個(gè)半線路循環(huán)T_HL內(nèi)調(diào)光器電路不啟動(dòng)時(shí)的經(jīng)整流的電壓V_RECT309的示例波形。在時(shí)刻t₁，當(dāng)經(jīng)整流的電壓V_RECT 309從零增大時(shí)發(fā)生正交叉。如所例示的，由于調(diào)光器電路未啟動(dòng)，可以在經(jīng)整流的電壓V_RECT 309的波形上看到多個(gè)反向。在時(shí)刻t₂，經(jīng)整流的電壓V_RECT 309下降到第二閾值V₂以下。在時(shí)刻t₃，經(jīng)整流的電壓V_RECT 309增大到第一閾值V₁和第二閾值V₂以上。如果使用閾值檢測，則在時(shí)刻t₃可能錯(cuò)誤地感測到正交叉和半線路頻率。

圖4A例示了示例頻率確定電路432，該頻率確定電路包括比較器453和454、正交叉感測電路455、零交叉感測電路456、消隱電路457、驗(yàn)證電路458以及測量電路459。在圖4A中進(jìn)一步例示了電壓感測信號444、頻率信號U_FQ 448、第一閾值V₁451、第二閾值V₂452、正交叉信號UPCS 460、零交叉信號U_ZC 461、消隱信號U_BLANK 462以及無效信號U_INVALID 463。

比較器453和454被耦接以接收電壓感測信號444，該電壓感測信號可表示經(jīng)整流的電壓V_RECT。還可以將比較器453耦接以接收第一閾值V₁451。具體地，在比較器453的非反相輸入端接收電壓感測信號444，而在比較器453的反相輸入端接收第一閾值V₁ 451。比較器453的輸出端耦接到正交叉感測電路455。在運(yùn)行中，當(dāng)電壓感測信號444(即，經(jīng)整流的電壓V_RECT)大于第一閾值V₁ 451時(shí)，比較器453的輸出為邏輯高。比較器454還被耦接以接收第二閾值V₂ 452。具體地，在比較器454的反相輸入端接收電壓感測信號444，而在比較器454的非反相輸入端接收第二閾值V₂ 452。比較器454的輸出端耦接到零交叉感測電路456以及驗(yàn)證電路458。在運(yùn)行中，當(dāng)電壓感測信號444(即，經(jīng)整流的電壓V_RECT)小于第二閾值V₂ 452時(shí)，比較器454的輸出為邏輯高。

零交叉感測電路456響應(yīng)于比較器454的輸出而輸出零交叉信號U_ZC461。零交叉信號U_ZC 461可以是變化長度的邏輯高段部和邏輯低段部的矩形脈沖波形。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)已經(jīng)感測到零交叉時(shí)，零交叉感測電路456輸出邏輯高值。在運(yùn)行中，當(dāng)在大體上等于第二時(shí)間量(Y個(gè)時(shí)鐘循環(huán))的最小持續(xù)時(shí)間內(nèi)電壓感測信號444小于第二閾值V₂ 452時(shí)，可以感測到零交叉?？梢詫⒌诙r(shí)間量(并且由此Y個(gè)數(shù)量的時(shí)鐘循環(huán))的值選擇為當(dāng)調(diào)光器電路處于全導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)電壓感測信號444小于第二閾值V₂ 452的時(shí)間量。在一個(gè)實(shí)施例中，第二時(shí)間量可以是35個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘循環(huán)?？梢杂烧徊娓袦y電路455和驗(yàn)證電路458接收零交叉信號U_ZC 461。

正交叉感測電路455被耦接以接收比較器453的輸出、零交叉信號U_ZC461以及消隱信號U_BLANK 462，并且正交叉感測電路輸出正交叉信號U_PCS460。在一個(gè)實(shí)施例中，正交叉感測信號U_PCS 460是當(dāng)感測到正交叉時(shí)跳動(dòng)到邏輯高值(并且快速下降到邏輯低值)的脈沖信號。自先前感測的正交叉起已經(jīng)經(jīng)過第一時(shí)間量(消隱時(shí)間，X個(gè)循環(huán))并且已經(jīng)感測到零交叉之后，當(dāng)電壓感測信號455大于第一閾值V₁ 451時(shí)，可以確定正交叉?？梢詫⒌谝粫r(shí)間量(X個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘循環(huán))選擇為小于期望的最短半線路周期的持續(xù)時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施例中，第一時(shí)間量可以是285個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘循環(huán)。

可以由消隱電路457提供消隱時(shí)間。消隱信號U_BLANK 462是具有變化長度的邏輯高段部和邏輯低段部的矩形脈沖波形。在一個(gè)實(shí)施例中，消隱信號U_BLANK 462阻止正交叉感測電路455響應(yīng)比較器453的輸出和/或零交叉信號U_ZC 461。在一個(gè)實(shí)施例中，響應(yīng)于正交叉信號U_PCS 460而輸出消隱信號U_BLANK 462。當(dāng)正交叉信號U_PCS 460指示已經(jīng)感測到脈沖時(shí)，消隱電路457輸出消隱信號U_BLANK 462以阻止正交叉感測電路455在第一時(shí)間量(消隱時(shí)間，X個(gè)循環(huán))中響應(yīng)比較器453。還可以將消隱電路457耦接以響應(yīng)無效信號U_INVALID 463。如將進(jìn)一步討論的，當(dāng)驗(yàn)證電路458確定正交叉為無效時(shí)，無效信號U_INVALID 463輸出一個(gè)脈沖。由此，消隱電路457重新使正交叉感測電路455能夠響應(yīng)于無效信號U_INVALID 463而感測正交叉。

驗(yàn)證電路458被耦接以接收零交叉信號U_ZC 461、消隱信號U_BLANK 462以及比較器454的輸出，并且驗(yàn)證電路輸出無效信號U_INVALID 463。類似于正交叉感測信號U_PCS 460，無效信號U_INVALID 463是當(dāng)驗(yàn)證電路458確定正交叉感測信號U_PCS 460中最新的脈沖為無效時(shí)跳動(dòng)到邏輯高值(并且快速下降到邏輯低值)的脈沖信號。當(dāng)在已經(jīng)經(jīng)過第三時(shí)間量(Z個(gè)循環(huán))之前已經(jīng)由零交叉感測電路456感測到另一個(gè)零交叉時(shí)，驗(yàn)證電路458確定正交叉感測信號U_PCS 460中最新的脈沖為無效。可以將第三時(shí)間量選擇為在最高可能的振蕩器頻率下大于兩個(gè)已驗(yàn)證的零交叉之間的持續(xù)時(shí)間。進(jìn)一步地，可以將第三時(shí)間量選擇為小于有效的零交叉與下一個(gè)半線路循環(huán)的零交叉之間的持續(xù)時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施例中，第三時(shí)間量可以大體上為80個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘循環(huán)。當(dāng)零交叉感測電路456指示已經(jīng)感測到零交叉時(shí)，驗(yàn)證電路458使計(jì)數(shù)器能夠開始計(jì)數(shù)器/計(jì)時(shí)器工作?？梢杂上[信號U_BLANK 462或比較器454的輸出來重置計(jì)數(shù)器/計(jì)時(shí)器。如果計(jì)數(shù)器/計(jì)時(shí)器達(dá)到第三時(shí)間量(Z個(gè)循環(huán))并且零交叉感測電路456沒有感測到另一個(gè)零交叉，則先前的零交叉和正交叉為有效。

測量電路459被耦接以接收正交叉信號U_PCS 460和無效信號U_INVALD463，并且測量電路輸出頻率信號U_FQ 448。頻率信號U_FQ 448可以表示電壓感測信號444的頻率。例如，當(dāng)電壓感測信號444表示經(jīng)整流的電壓V_RECT時(shí)，頻率信號U_FQ 448可以表示半線路頻率和半線路循環(huán)T_HL。在一個(gè)實(shí)施例中，頻率信號U_FQ 448是數(shù)字信號。在運(yùn)行中，測量電路459測量正交叉信號U_PCS 460中的脈沖之間的時(shí)間。當(dāng)接收到正交叉信號U_PCS 460中的脈沖時(shí)，測量電路459將所測量的值作為頻率信號U_FQ 448保存并輸出。然后測量電路459重置測量值。然而，無效信號U_INVALID 463中的脈沖指示先前的測量(即，頻率信號U_FQ 448)是錯(cuò)誤的。響應(yīng)于無效信號U_INVALID 463，測量電路459將頻率信號U_FQ的值增加到測量電路459的當(dāng)前測量值上。測量電路459繼續(xù)測量直到正交叉信號U_PCS 460的下一個(gè)脈沖為止。

圖4B以更詳細(xì)的方式進(jìn)一步例示了圖4A的一個(gè)示例頻率測量電路432。類似于圖4A，圖4B被示為包括比較器453和454、正交叉感測電路455、零交叉感測電路456、消隱電路457、驗(yàn)證電路458以及測量電路459。正交叉感測電路455被示為包括與(AND)門464以及單穩(wěn)多諧振蕩器465(也被稱為單觸發(fā)電路(one shot)465)。零交叉感測電路456包括計(jì)數(shù)器470、與門471、或(OR)門472、比較器473、鎖存器474以及單觸發(fā)電路475。消隱電路457被示為包括計(jì)數(shù)器466、比較器467、與門468以及加載電路469。驗(yàn)證電路458包括計(jì)數(shù)器476、比較器477、與門478和479、單觸發(fā)電路480以及與門481。測量電路459包括計(jì)數(shù)器482、寄存器483以及加載電路484。圖4B中進(jìn)一步例示了電壓感測信號444、第一閾值V₁451、第二閾值V₂452、正交叉信號U_PCS 460、零交叉信號U_ZC 461、消隱信號U_BLANK 462、無效信號U_INVALID 463、頻率信號U_FQ 448以及系統(tǒng)時(shí)鐘f_OSC 449。

正交叉感測電路455包括與門464，該與門被耦接以接收比較器453的輸出、消隱信號U_BLANK 462以及零交叉信號U_ZC 461。與門464的輸出耦接到單觸發(fā)電路465的輸入，并且單觸發(fā)電路465的輸出為正交叉信號U_PCS460。在運(yùn)行中，當(dāng)與門464的輸入全部為邏輯高值時(shí)，與門464輸出邏輯高值。換句話說，當(dāng)電壓感測信號444大于第一閾值V₁ 451、消隱信號U_BLANK462指示消隱時(shí)間(X個(gè)循環(huán))結(jié)束并且零交叉信號U_ZC 461指示已經(jīng)感測到零交叉時(shí)，與門464輸出邏輯高值。單觸發(fā)電路465響應(yīng)于其輸入(與門464的輸出)的上升沿而輸出一個(gè)脈沖。由此，當(dāng)電壓感測信號444大于第一閾值V₁ 451、消隱信號U_BLANK 462指示消隱時(shí)間(X個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘循環(huán))結(jié)束并且零交叉信號U_ZC 461指示已經(jīng)感測到零交叉時(shí)，正交叉信號U_PCS460跳動(dòng)到邏輯高值。

如以上提到的，消隱電路457輸出消隱信號U_BLANK 462以阻止正交叉感測電路455響應(yīng)比較器453的輸出。進(jìn)一步地，消隱信號U_BLANK 462阻止正交叉感測電路455在正交叉信號U_PCS 460的脈沖之后的X個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘循環(huán)內(nèi)響應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施例中，消隱信號U_BLANK 462的邏輯低值阻止正交叉感測電路455響應(yīng)。消隱信號U_BLANK 462為邏輯低的持續(xù)時(shí)間可以被稱為消隱時(shí)間。如所例示的，計(jì)數(shù)器466被耦接以在其重置輸入端接收正交叉信號U_PCS 460。計(jì)數(shù)器466還被耦接以在其時(shí)鐘輸入端接收與門468的輸出。計(jì)數(shù)器466還被耦接以響應(yīng)于無效信號U_INVALID 463而被加載電路469加載數(shù)值X。計(jì)數(shù)器466的內(nèi)部計(jì)數(shù)由比較器467接收并與數(shù)值X相比較。數(shù)值X表示第一時(shí)間段，或者消隱時(shí)間的X個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘循環(huán)。當(dāng)計(jì)數(shù)器466的內(nèi)部計(jì)數(shù)大于或等于X時(shí)，比較器467輸出邏輯高值。與門468被耦接以接收比較器467的反相輸出(如在與門468的輸入端用小圓圈所指示的)和系統(tǒng)時(shí)鐘449。與門468的輸出確定計(jì)數(shù)器466多快地增加或減少其內(nèi)部計(jì)數(shù)。

在運(yùn)行中，當(dāng)正交叉信號U_PCS 460跳動(dòng)到指示已經(jīng)感測到正脈沖的邏輯高值時(shí)，計(jì)數(shù)器的內(nèi)部計(jì)數(shù)重置為零。計(jì)數(shù)器隨著與門468的輸出的每個(gè)前沿而增加。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)時(shí)鐘f_OSC 449是具有大體上等于振蕩器周期T_OSC的前沿之間的時(shí)間的脈沖波形。由此，當(dāng)比較器467的輸出為邏輯低(即，計(jì)數(shù)器466的內(nèi)部計(jì)數(shù)小于X)時(shí)，計(jì)數(shù)器以系統(tǒng)時(shí)鐘f_OSC 449的速度增加。當(dāng)計(jì)數(shù)器466的內(nèi)部計(jì)數(shù)達(dá)到X時(shí)，計(jì)數(shù)器466停止計(jì)數(shù)。進(jìn)一步地，消隱信號U_BLANK 462轉(zhuǎn)變到指示消隱時(shí)間結(jié)束的邏輯高值。另外，加載電路469響應(yīng)于無效信號U_INVALID 463的前沿(或脈沖)而向計(jì)數(shù)器466加載數(shù)值X。由此，比較器467的輸出是邏輯高值，并且消隱信號U_BLANK 462不阻止正交叉感測信號455響應(yīng)比較器453的輸出。

當(dāng)在電壓感測信號444(經(jīng)整流的電壓V_RECT)中感測到零交叉時(shí)，零交叉感測電路456對于零交叉信號U_ZC 461輸出邏輯高值。如以上所提到的，當(dāng)在至少第二時(shí)間量(Y個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘循環(huán))內(nèi)電壓感測信號444(經(jīng)整流的電壓V_RECT)小于第二參考V₂ 454時(shí)，感測到零交叉。圖4B中所例示的，計(jì)數(shù)器470被耦接以在其時(shí)鐘輸入端接收與門471的輸出并且在其重置輸入端接收或門472的輸出。內(nèi)部計(jì)數(shù)是計(jì)數(shù)器470的輸出，該輸出被耦接到比較器473并且與數(shù)值Y相比較，數(shù)值Y表示Y個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘循環(huán)。計(jì)數(shù)器473的輸出端耦接以被鎖存器474(在設(shè)置輸入端)和單觸發(fā)電路475二者接收。如所例示的，鎖存器474的Q輸出端是零交叉信號U_ZC474。與門471被耦接以接收比較器454的輸出、反相的零交叉信號U_ZC 474(如在與門471的輸入端由小圓圈所示的)以及系統(tǒng)時(shí)鐘f_OSC 449。或門472被耦接以接收比較器454的反相輸出(如在或門472的輸入端用小圓圈所指示的)和單觸發(fā)電路475的輸出。進(jìn)一步地，由比較器454的反相輸出(如在鎖存器474的重置輸入端用小圓圈所指示的)來重置鎖存器474。

在運(yùn)行中，當(dāng)電壓感測信號444(經(jīng)整流的電壓V_RECT)小于第二閾值V₂ 452(比較器454的輸出為邏輯高)并且零交叉信號U_ZC 461指示還未感測到零交叉(零交叉信號U_ZC 461為邏輯低)時(shí)，計(jì)數(shù)器470隨著系統(tǒng)時(shí)鐘f_OSC 449的前沿而增加計(jì)數(shù)器的內(nèi)部計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)器470的內(nèi)部計(jì)數(shù)大于Y時(shí)或者當(dāng)電壓感測信號444(經(jīng)整流的電壓V_RECT)大于第二閾值V₂ 452(比較器454的輸出為邏輯低)時(shí)，可以重置計(jì)數(shù)器470的內(nèi)部計(jì)數(shù)。進(jìn)一步地，當(dāng)比較器473的輸出為邏輯高(表明計(jì)數(shù)器470的內(nèi)部計(jì)數(shù)大于Y)時(shí)，零交叉信號U_ZC 461轉(zhuǎn)變到邏輯高值。

如果還沒有感測到零交叉(零交叉信號U_ZC 461為邏輯低)，則當(dāng)電壓感測信號444(經(jīng)整流的電壓V_RECT)小于第二閾值V₂ 452時(shí)，計(jì)數(shù)器470增加其內(nèi)部計(jì)數(shù)。如果電壓感測信號444(經(jīng)整流的信號V_RECT)先于計(jì)數(shù)器470的內(nèi)部計(jì)數(shù)達(dá)到Y(jié)而超過第二閾值V₂ 452，則計(jì)數(shù)器470被重置到零并且不增加其內(nèi)部計(jì)數(shù)直到電壓感測信號444下降到第二閾值V₂ 452以下為止。然而，如果電壓感測信號444保持在第二閾值V₂ 452以下，使得計(jì)數(shù)器470的內(nèi)部計(jì)數(shù)超過Y，則設(shè)置鎖存器474并且零交叉信號U_ZC461轉(zhuǎn)變到邏輯高值。一旦計(jì)數(shù)器470的內(nèi)部計(jì)數(shù)超過Y，則比較器473觸發(fā)單觸發(fā)電路475并且計(jì)數(shù)器470被重置。另外，零交叉信號U_ZC461此時(shí)為邏輯高，并且與門471的輸出為邏輯低，并且計(jì)數(shù)器470不增加。如果電壓感測信號超過第二閾值V₂ 452，則重置鎖存器474，并且零交叉信號U_ZC 461轉(zhuǎn)變到邏輯低值。一旦零交叉信號U_ZC 461為邏輯低，則當(dāng)電壓感測信號下降到第二閾值V₂ 452以下時(shí)，計(jì)數(shù)器470可以增加。

驗(yàn)證電路458輸出指示最后感測的正交叉(即，正交叉信號U_PCS 460中最后的脈沖)和最后感測的零交叉是否有效的無效信號U_INVALID 463。如果確定為無效，則無效信號U_INVALID463跳動(dòng)到邏輯高值。當(dāng)自第一零交叉起在已經(jīng)過去Z個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘循環(huán)之前感測到第二零交叉(即，在Y個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘循環(huán)內(nèi)電壓感測信號444小于第二閾值V₂)時(shí)，驗(yàn)證電路458確定最后感測的正交叉為無效。計(jì)數(shù)器476被耦接以在其使能輸入端接收零交叉信號U_ZC 461、在其重置輸入端接收與門481的輸出并且在其時(shí)鐘輸入端接收與門478的輸出。計(jì)數(shù)器476的內(nèi)部計(jì)數(shù)被輸出到比較器477并且與數(shù)值Z比較，該數(shù)值Z表示Z個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘循環(huán)。與門478被耦接以接收比較器477的反相輸出(如在與門478的輸入端用小圓圈所指示的)和系統(tǒng)時(shí)鐘f_OSC449。與門481被耦接以接收比較器454的反相輸出和反相的消隱信號U_BLANK 462(如在與門482在兩個(gè)輸入端用圓圈所指示的)。比較器477的反相輸出還被與門479(如用小圓圈所指示的)接收。與門479還接收零交叉感測電路456的比較器473的輸出。比較器473的輸出還指示在Y個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘循環(huán)內(nèi)電壓感測信號444小于第二閾值V₂。單觸發(fā)電路480被耦接以接收與門479的輸出，并且單觸發(fā)電路輸出無效信號U_INVALID 463。

在運(yùn)行中，計(jì)數(shù)器476在零交叉信號U_ZC 461的前沿(即，當(dāng)零交叉信號U_ZC 461轉(zhuǎn)變到邏輯高值)開始增加計(jì)數(shù)器的內(nèi)部計(jì)數(shù)(即，被使能)。計(jì)數(shù)器476在與門478的輸出的前沿繼續(xù)增加。如所示的，當(dāng)計(jì)數(shù)器的內(nèi)部計(jì)數(shù)小于Z(比較器477的輸出為邏輯低)時(shí)，計(jì)數(shù)器476隨著系統(tǒng)時(shí)鐘f_OSC 449的前沿增加其內(nèi)部計(jì)數(shù)。當(dāng)消隱信號U_BLANK 462為邏輯低并且電壓感測信號444大于第二閾值V₂ 452時(shí)，可以重置計(jì)數(shù)器476。當(dāng)比較器473的輸出為邏輯高(計(jì)數(shù)器470的內(nèi)部計(jì)數(shù)大于Y)、并且比較器477的輸出為邏輯低(計(jì)數(shù)器476的內(nèi)部計(jì)數(shù)小于Z)表明自計(jì)數(shù)器476被使能起過去Z個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘循環(huán)之前感測到另一個(gè)零交叉時(shí)，單觸發(fā)電路480被觸發(fā)以輸出無效信號U_INVALID 463中的一個(gè)脈沖。

測量電路459測量正交叉信號U_PCS 460的脈沖之間的時(shí)間(具體地，前沿之間的時(shí)間)。計(jì)數(shù)器482被耦接以在其使能輸入端和重置輸入端接收正交叉信號U_PCS 460。計(jì)數(shù)器482的輸出端耦接到寄存器483的輸入端。如所示的，寄存器483的輸出為頻率信號U_FQ 448。加載電路484被耦接以接收頻率信號U_FQ 448和無效信號U_INVALID 463。加載電路484的輸出由計(jì)數(shù)器482接收。

在運(yùn)行中，當(dāng)計(jì)數(shù)器482接收到正交叉信號U_PCS 460的脈沖時(shí)，計(jì)數(shù)器482將其內(nèi)部計(jì)數(shù)輸出到寄存器483。寄存器483保存內(nèi)部計(jì)數(shù)并且將內(nèi)部計(jì)數(shù)作為頻率信號U_FQ 448輸出。頻率信號U_FQ 448還被保存到加載電路484。然后計(jì)數(shù)器482重置到零并且開始以系統(tǒng)時(shí)鐘f_OSC 449(未示出的時(shí)鐘輸入)的速度增加其內(nèi)部計(jì)數(shù)。然而，當(dāng)無效信號U_INVALID 463中有脈沖時(shí)，這指示正交叉信號U_PCS 460中先前的脈沖無效，并且由此頻率信號U_FQ448的當(dāng)前值也無效。如所例示的，加載電路484被耦接以接收無效信號U_INVALID 463，并且加載電路響應(yīng)于無效信號U_INVALID 463的脈沖而用頻率信號U_FQ 448的當(dāng)前值加載計(jì)數(shù)器482。計(jì)數(shù)器482將頻率信號U_FQ 448的當(dāng)前值增加到其內(nèi)部計(jì)數(shù)并繼續(xù)增加。由此，頻率確定電路432測量電壓感測信號444的頻率。

圖5例示了包括用于經(jīng)整流的電壓V_RECT 509、正交叉信號U_PCS 560、消隱信號U_BLANK562、零交叉信號U_ZC 561、無效信號U_INVALID 563以及系統(tǒng)時(shí)鐘549的示例波形的時(shí)序圖500。如所示的，經(jīng)整流的電壓V_RECT 509的半線路循環(huán)T_HL 513大體上等于所感測的正交叉(正交叉信號U_PCS 560的脈沖)之間的時(shí)間。進(jìn)一步地，系統(tǒng)時(shí)鐘549由比半線路循環(huán)T_HL 513短得多的振蕩周期T_OSC 584來表征。換句話說，系統(tǒng)時(shí)鐘549的頻率比經(jīng)整流的電壓V_RECT 509的半線路頻率快得多。

在左手側(cè)，經(jīng)整流的電壓V_RECT 509增大到第一閾值V₁ 551和第二閾值V₂ 552二者以上，并且正交叉信號U_PCS 560跳動(dòng)到邏輯高值指示已經(jīng)感測到正脈沖且消隱時(shí)間T_X(表示X個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘循環(huán))開始(如消隱信號U_BLANK 562中在時(shí)間T_X內(nèi)由邏輯低值所例示的)。

經(jīng)整流的電壓V_RECT 509在時(shí)刻t₅下降到第二閾值V₂ 552以下，并且在時(shí)刻t₆上升到第二閾值V₂ 552以上。這種下落可能是由于未啟動(dòng)的調(diào)光器電路。時(shí)刻t₆與時(shí)刻t₅之間的差被表示為時(shí)間段T₁。時(shí)間段T₁小于時(shí)間段T_Y(表示Y個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘循環(huán))，并且由此零交叉感測電路不感測零交叉且零交叉信號U_ZC 561保持邏輯低。由此正交叉感測電路不檢測正交叉。

經(jīng)整流的電壓V_RECT 509在時(shí)刻t₇下降到第二閾值V₂ 552以下并且在時(shí)刻t₈上升到第二閾值V₂ 552以上。這種下落可能是由于未啟動(dòng)的調(diào)光器電路。時(shí)刻t₈與時(shí)刻t₇之間的差被表示為時(shí)間段T₂。如所示的，在時(shí)刻t₇以前，用于消隱信號U_BLANK 562的消隱時(shí)間T_X已經(jīng)過去且消隱信號U_BLANK562為邏輯高。時(shí)間段T₂也大于時(shí)間段T_Y(表示Y個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘循環(huán))，并且由此零交叉感測電路感測零交叉且在時(shí)刻t₇之后經(jīng)過時(shí)間段T_Y零交叉信號U_ZC 561轉(zhuǎn)變到邏輯高值。在時(shí)刻t₈，經(jīng)整流的電壓V_RECT 509也增大到第一閾值V₁ 551以上。由此，正交叉信號U_PCS 560在時(shí)刻t₈轉(zhuǎn)變到邏輯高值。一旦正交叉信號U_PCS 560轉(zhuǎn)變到邏輯高值，消隱信號U_BLANK 562開始消隱時(shí)間并且轉(zhuǎn)變到邏輯低值。進(jìn)一步地，零交叉信號U_ZC 561重置并且下降到邏輯低值。

然而，如所例示的，在時(shí)刻t₈感測的正交叉不是正確的正交叉(正確的正交叉在時(shí)刻t₁₁處)。在時(shí)刻t₉，經(jīng)整流的電壓V_RECT 509下降到第二閾值V₂ 552以下。經(jīng)整流的電壓V_RECT509在時(shí)間段T_Y(示為時(shí)刻t₁₀與時(shí)刻t₉之間的差)內(nèi)保持在第二閾值V₂ 552以下并且零交叉信號U_ZC 561轉(zhuǎn)變到邏輯高值。從零交叉信號U_ZC 561的先前的前沿起經(jīng)過時(shí)間段T₃，零交叉信號U_ZC 561轉(zhuǎn)變到邏輯高值。如所示的，時(shí)間段T₃小于時(shí)間段T_Z(表示Z個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘循環(huán))，并且由此驗(yàn)證電路確定先前的在時(shí)刻t₇與t₈之間感測的零交叉為無效，并且由此在時(shí)刻t₈感測的正交叉也為無效。如所例示的，在時(shí)刻t₁₀無效信號U_INVALID 563產(chǎn)生脈沖。響應(yīng)于無效信號U_INVALID 563的脈沖，在消隱信號U_BLANK 562轉(zhuǎn)變到邏輯高值時(shí)用于消隱信號U_BLANK 562的消隱時(shí)間結(jié)束，這允許正交叉感測電路響應(yīng)經(jīng)整流的電壓V_RECT 509與第一閾值V₁ 551之間的比較。在時(shí)刻t₁₁，當(dāng)消隱信號U_BLANK 562和零交叉信號U_ZC 561都為邏輯高時(shí)經(jīng)整流的電壓V_RECT 509超過第一閾值V₁ 551，并且正交叉感測電路在正交叉信號U_PCS 560中輸出脈沖。響應(yīng)于正交叉信號U_PCS 560中的脈沖，消隱信號U_BLANK 562和零交叉信號U_ZC 561都下降到邏輯低值。

在右手側(cè)的下一個(gè)半線路循環(huán)T_HL 513例示了當(dāng)沒有不啟動(dòng)時(shí)的信號。在時(shí)刻t₁₁感測到正脈沖。在時(shí)刻t₁₂，當(dāng)消隱時(shí)間T_X結(jié)束(并且由此消隱信號U_BLANK 562為邏輯高)之后，經(jīng)整流的電壓V_RECT 509下降到第二閾值V₂ 552以下。進(jìn)一步地，經(jīng)整流的電壓V_RECT 509在至少時(shí)間段T_Y內(nèi)保持在第二閾值V₂ 552以下。由此在時(shí)刻t₁₃(其在時(shí)刻t₁₂之后經(jīng)過時(shí)間段T_Y)，零交叉信號U_ZC 561轉(zhuǎn)變到邏輯高值。在時(shí)刻t₁₄，時(shí)間段T_Z已經(jīng)過去而未感測到另一個(gè)零交叉，并且由此驗(yàn)證在時(shí)刻t₁₃感測的零交叉和在時(shí)刻t₁₁感測的正交叉。在時(shí)刻t₁₅，當(dāng)消隱信號U_BLANK 562和零交叉信號U_ZC 561都為邏輯高時(shí)，在經(jīng)整流的電壓V_RECT 509超過第一閾值V₁ 551時(shí)，感測到正交叉，并且正交叉感測電路在正交叉信號U_PCS 560中輸出脈沖。響應(yīng)于正交叉信號U_PCS 560的脈沖，消隱信號U_BLANK 562和零交叉信號U_ZC 561都下降到邏輯低值。

圖6是例示包括時(shí)鐘頻率調(diào)節(jié)器690和時(shí)鐘頻率發(fā)生器692的示例振蕩器734的框圖。在圖6中還例示了頻率信號U_FQ 648、頻率調(diào)節(jié)信號F_ADJ694以及系統(tǒng)時(shí)鐘649。振蕩器734可以是系統(tǒng)時(shí)鐘649的頻率和周期T_OSC684與頻率信號U_FQ 648同步的同步振蕩器的一個(gè)實(shí)施例。換句話說，不管頻率信號U_FQ 648的周期的持續(xù)時(shí)間是多少，都出現(xiàn)相同數(shù)量的系統(tǒng)時(shí)鐘649的振蕩器周期T_OSC 648。

如以上所提到的，頻率信號U_FQ 648可以表示經(jīng)整流的電壓V_RECT的半線路循環(huán)的周期和頻率。進(jìn)一步地，頻率信號U_FQ 648可以是指示經(jīng)整流的電壓V_RECT的半線路循環(huán)的長度的數(shù)字計(jì)數(shù)信號。時(shí)鐘頻率調(diào)節(jié)器690被耦接以接收頻率信號U_FQ 648并且可以將頻率調(diào)節(jié)信號F_ADJ 694輸出到時(shí)鐘頻率發(fā)生器692。時(shí)鐘頻率發(fā)生器692輸出系統(tǒng)時(shí)鐘649，并且利用頻率調(diào)節(jié)信號F_ADJ 694以確定振蕩器周期T_OSC 684的長度。

在一個(gè)實(shí)施例中，用于頻率信號U_FQ 648的較大的數(shù)字計(jì)數(shù)可指示振蕩器周期T_OSC684可能太短了。由此，頻率調(diào)節(jié)信號F_ADJ 694向時(shí)鐘頻率發(fā)生器692指示以增大系統(tǒng)時(shí)鐘的振蕩器周期T_OSC 684的持續(xù)時(shí)間，反之亦然。

圖7是例示用于測量輸入信號頻率的示例方法的流程圖600。在塊605，檢測到正交叉。在塊610，響應(yīng)于所檢測的正交叉，將測量電路的內(nèi)部計(jì)數(shù)保存為頻率信號。接著，方法行進(jìn)到塊615，在塊615測量電路的內(nèi)部計(jì)數(shù)在此被重置。在此時(shí)，方法行進(jìn)到塊620和塊625二者。在塊620，方法等待X個(gè)時(shí)鐘循環(huán)。在塊625，方法檢測經(jīng)整流的電壓V_RECT是否小于第二閾值V₂。在塊630，確定是否已經(jīng)過去Y個(gè)時(shí)鐘循環(huán)。如果還沒有過去Y個(gè)時(shí)鐘循環(huán)，方法返回到塊625。如果已經(jīng)過去Y個(gè)時(shí)鐘循環(huán)，則方法行進(jìn)到塊635并且檢測到零交叉。在塊640，如果在塊620、625、630和635中的方法已經(jīng)完成之后經(jīng)整流的電壓V_RECT大于第一閾值V₁，則方法返回到塊605并且檢測到正交叉。如果不是這樣，方法返回到塊640開始處。

進(jìn)一步地，在塊635之后，方法還繼續(xù)到塊645，在塊645啟動(dòng)用于Z個(gè)循環(huán)的計(jì)時(shí)器。在塊650，確定是否在Z個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘循環(huán)完成之前檢測到另一個(gè)零交叉。如果答案為否，方法行進(jìn)到塊655并且先前的零交叉為有效。如果答案為是，方法行進(jìn)到塊660并且先前的零交叉和正交叉為無效。在塊665，頻率信號的保存值被增加到測量電路的內(nèi)部計(jì)數(shù)。在塊670，該方法恢復(fù)正交叉信號的檢測且移除任何消隱時(shí)間，并且然后返回到塊640。

本發(fā)明的例示實(shí)施例的上述描述，包括摘要中所描述的內(nèi)容，不旨在是窮舉性的也不限于公開的確切形式。雖然為了例示的目的在此描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方案和實(shí)施例，但是在不背離本發(fā)明的較寬泛的精神和范圍下，能夠有各種等同的修改。實(shí)際上，認(rèn)識到，具體的示例電壓、電流、頻率、功率范圍值、時(shí)間等都是為解釋的目的而提供，以及也可以在根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的其他實(shí)施方案和實(shí)施例中使用其他值。