專利名稱：切換式調(diào)暗鎮(zhèn)流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于使燈泡通電的開關(guān)裝置，它包含—被連接到電壓饋送源電極的輸入端子，—用于由電壓饋送源所提供的電源電壓產(chǎn)生頻率f的高頻燈泡電流的直流—交流(DC-AC)轉(zhuǎn)換器，該DC-AC轉(zhuǎn)換器含有—包括第一和第二個開關(guān)元件的串聯(lián)電路分支，元件有關(guān)的末端被耦合到輸入端子，—包括用于使第一和第二個開關(guān)元件交替變得導(dǎo)電和不導(dǎo)電的微處理器的控制電路，該控制電路配置有調(diào)暗電路，它具有—用于調(diào)節(jié)使第一個開關(guān)元件在其間導(dǎo)電的第一個時間間隔及用于調(diào)節(jié)使第二個開關(guān)元件在其間導(dǎo)電的第二個時間間隔的定時器。
本發(fā)明還涉及供這種開關(guān)裝置用的控制電路。
在開頭段落中所提到類型的開關(guān)裝置可從WO 99/0 1013了解到。因為控制電路包含微處理器，開關(guān)裝置的許多不同功能能在控制電路中被實現(xiàn)，盡管那樣，它能被裝置得比較小。例如，已知的開關(guān)裝置能通過影響開關(guān)元件的導(dǎo)電時間使燈泡的光通量被調(diào)節(jié)到期望值。為了實現(xiàn)這點，通過微處理器利用軟件可使數(shù)字被設(shè)置在定時器中，該數(shù)字的值是開關(guān)元件所期望的導(dǎo)電時間的量度或開關(guān)元件在其間都不導(dǎo)電的時間間隔的所期望長度的量度。接著，定時器的存數(shù)通過微處理器在與定時器中所設(shè)置的數(shù)字相等數(shù)目的步驟中被減低到零。當(dāng)定時器中數(shù)字的值已被軟件減低到零時，開關(guān)元件中的一個被致使導(dǎo)電或不導(dǎo)電。這種借助開關(guān)裝置使所通電的燈泡調(diào)暗的方法的缺點在于通過定時器所調(diào)節(jié)時間間隔的分辨率由微處理器執(zhí)行從軟件中發(fā)出的命令所需要的時間決定。除非使用非常昂貴的微處理器，這實際上意味分辨率相當(dāng)差。從而，能借助控制電路被調(diào)節(jié)的燈泡的光通量的級別數(shù)比較小。已知的開關(guān)裝置的另外的缺點在于，在穩(wěn)定運行期間，微處理器幾乎持續(xù)地決定開關(guān)元件的導(dǎo)電時間和/或其間兩個開關(guān)元件不導(dǎo)電的時間間隔。作為這個另外的缺點的結(jié)果，保留以執(zhí)行其他功能，例如控制功能等，的容量是非常有限的。
本發(fā)明目的是提供開關(guān)裝置，借助它使用該開關(guān)裝置通電的燈泡的光通量能被調(diào)節(jié)在相當(dāng)大數(shù)量的數(shù)值，但另一方面，除了控制開關(guān)元件的導(dǎo)電時間外，微處理器在穩(wěn)定運行期間還能實現(xiàn)大量的其他功能。
為了實現(xiàn)這點，在開頭段落中所提到類型的開關(guān)裝置的特征按照本發(fā)明在于定時器的輸入端被連接到用于產(chǎn)生頻率高于微處理器時鐘頻率的信號的信號發(fā)生器，以及在于定時器被配置用于使定時器以2*f頻率復(fù)位的復(fù)位電路，并且在于調(diào)暗電路另外包含—第一個比較器，其第一個輸入端被耦合到定時器的輸出端，而第二個輸入端被耦合到用于產(chǎn)生作為第一個時間間隔期望值量度信號的第一個參考電路的輸出端，并且該比較器的輸出端被耦合到第一個開關(guān)元件的控制電極，—第二個比較器，其第一個輸入端被耦合到定時器的輸出端，而第二個輸入端被耦合到用于產(chǎn)生作為第二個時間間隔期望值量度的信號的第二個參考電路的輸出端，并且該比較器的輸出端被耦合到第二個開關(guān)元件的控制電極。
在按照本發(fā)明的開關(guān)裝置中，定時器的存數(shù)隨信號發(fā)生器的頻率被改變。這個頻率不依賴于微處理器的時鐘頻率并且能被選定以致比該時鐘頻率高得多。來自信號發(fā)生器信號的這個比較高頻率導(dǎo)致借助定時器確定的時間間隔的比較高的分辨率。作為這個高分辨率的結(jié)果，燈泡的光通量能被設(shè)置到相當(dāng)大量的數(shù)值。
在按照本發(fā)明的開關(guān)裝置的實例中，第一個參考電路的輸入端和第二個參考電路的輸入端被耦合到微處理器。在這個實例中，第一和第二個參考電路的輸出信號，并從而第一和第二個開關(guān)元件的導(dǎo)電時間能通過微處理器被調(diào)節(jié)。
滿意的結(jié)果還在按照本發(fā)明的開關(guān)裝置的實例中被獲得，在那里定時器的輸入端被耦合到復(fù)位電路的輸出端，而復(fù)位電路的輸入端被耦合到微處理器。在這種實例中，復(fù)位電路使定時器以頻率f復(fù)位，該頻率能通過微處理器被設(shè)置。
為了阻止兩個開關(guān)元件變得同時導(dǎo)電，按照本發(fā)明的開關(guān)裝置的控制電路最好被配置有耦合電路部件，它被用于—在具有持續(xù)時間1/(2*f)的第三個時間間隔期間，維持在第一個比較器的輸出端與第一個開關(guān)元件的控制電極之間的電連接，并用于中斷在第二個比較器的輸出端與第二個開關(guān)元件的控制電極之間的電連接，以及用于—在具有持續(xù)時間1/(2*f)的第四個時間間隔期間，維持在第二個比較器的輸出端與第二個開關(guān)元件的控制電極之間的電連接，并用于中斷在第一個比較器的輸出端與第一個開關(guān)元件的控制電極之間的電連接。該第一個時間間隔構(gòu)成第三個時間間隔的部分而該第二個時間間隔構(gòu)成第四個時間間隔的部分。在第三個時間間隔中，第一個開關(guān)元件在等于第一個時間間隔的時間間隔期間是導(dǎo)電的。在第三個時間間隔的剩余部分期間，第一個開關(guān)元件是不導(dǎo)電的。第二個開關(guān)元件在整個第三個時間間隔期間是不導(dǎo)電的。從而，在第四個時間間隔中，第二個開關(guān)元件在等于第二個時間間隔的時間間隔期間是導(dǎo)電的。在第四個時間間隔的剩余部分期間，第二個開關(guān)元件是不導(dǎo)電的。第一個開關(guān)元件在整個第四個時間間隔期間是不導(dǎo)電的。在這種耦合電路部件的有益的實施例中，耦合電路部件含有—雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，其輸入端被耦合到定時器的輸出端，—第一個“與”門，其第一個輸入端被耦合到雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的第一個輸出端，其第二個輸入端被耦合到第一個比較器的輸出端，而其輸出端被耦合到第一個開關(guān)元件的控制電極，以及—第二個“與”門，其第一個輸入端被耦合到雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的第二個輸出端，其第二個輸入端被耦合到第二個比較器的輸出端，而其輸出端被耦合到第二個開關(guān)元件的控制電極。
照這樣，耦合電路部件按比較簡單并且可靠的方式被構(gòu)成。
最好，按照本發(fā)明的開關(guān)裝置的微處理器、定時器、第一個參考電路、第二個參考電路及控制電路的耦合電路部件被綜合在集成電路(IC)中。結(jié)果，控制電路，并因而按照本發(fā)明的開關(guān)裝置能被配備得比較緊湊。
本發(fā)明的這些及其他方面將參照在下文中所描述的實施例變明白并被闡明。
在附圖中

圖1示出按照本發(fā)明的開關(guān)裝置的實例，燈泡La被與它相連接，以及圖2是被示出圖1中實例的控制電路的更詳細(xì)的視圖。
在圖1中，K5和K6是被連接到AC電壓源，例如干線電壓源的電極的端子。端子K5和K6各自被連接到用于使由AC電壓源提供的AC電壓整流器裝置GM的輸入端子。整流器裝置GM的第一個輸出端子通過線圈L2和開關(guān)元件S3的串聯(lián)電路被連接到整流器裝置GM的第二個輸出端子。開關(guān)元件S3被二極管D1和電容器C1的串聯(lián)電路分路。開關(guān)元件S3的控制電極被連接到電路部件SC2的輸出端。電路部件SC2的輸入端被連接到二極管D1和電容器C1的連接點。電路部件SC2是用于使開關(guān)元件S3導(dǎo)電和不導(dǎo)電的電路部件。線圈L2、二極管D1、開關(guān)元件S3、電路部件SC2及電容器C1共同構(gòu)成直流—直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換器。這個DC-DC轉(zhuǎn)換器在開關(guān)裝置運行期間由被整流的AC電壓產(chǎn)生基本上恒定的DC電壓。這個基本恒定的DC電壓出現(xiàn)于電容器C1兩端。這種DC-DC轉(zhuǎn)換器的運行和大小在照明電子學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中是已知的。AC電壓源、整流器裝置GM和DC-DC轉(zhuǎn)換器共同構(gòu)成電壓饋送源。電壓饋送源提供由跨越電容器C1呈現(xiàn)基本恒定的DC電壓形成的電源電壓。電容器C1被開關(guān)元件S1和S2的串聯(lián)電路分路。在這個實例中，這個串聯(lián)電路的各個末端分別構(gòu)成輸入端子K1和K2，它們被連接到電壓饋送源。開關(guān)元件S1和S2的控制電極被連接到電路部件SC1的相應(yīng)的輸出端，該部件在這個實例中構(gòu)成用于使第一和第二個開關(guān)元件交替導(dǎo)電和不導(dǎo)電的控制電路。電路部件SC1和開關(guān)元件S1及S2共同形成用于由電源電壓產(chǎn)生頻率f的高頻燈泡電流的DC-AC轉(zhuǎn)換器。開關(guān)元件S2被線圈L1、燈泡端子K3、放電燈泡La、燈泡端子K4和電容器C2的串聯(lián)電路分路。燈泡端子K3和K4是由開關(guān)裝置調(diào)節(jié)燈泡通電的端子。燈泡端子K3和K4借助電容器C3互連。線圈L1、燈泡端子K3及K4、燈泡La和電容器C2及C3共同構(gòu)成DC-AC轉(zhuǎn)換器的負(fù)載分支。
在圖1中所示實例的運行如下。
如果端子K5和K6被連接到AC電壓源，整流器裝置GM使由AC電壓源提供的AC電壓整流，而電路部件SC2使開關(guān)元件S3交替地變得導(dǎo)電和不導(dǎo)電。以此方式，DC-DC轉(zhuǎn)換器由被整流的AC電壓生成基本上恒定的DC電壓，該DC電壓存在于電容器C1兩端。電路部件SC1使開關(guān)元件S1和S2以頻率f交替地變得導(dǎo)電和不導(dǎo)電。從而，頻率f的基本上方波的電壓被施加在負(fù)載分支的兩端。這個基本上方波的電壓造成頻率f的高頻電流在負(fù)載分支中流動，以便頻率f的高頻電流也流過燈泡La?？刂齐娐放渲糜杏糜谡{(diào)節(jié)燈泡La光通量的調(diào)暗電路。通過設(shè)置在其間第一個開關(guān)元件S1是導(dǎo)電的第一個時間間隔以及設(shè)置在其間第二個開關(guān)元件S2是導(dǎo)電的第二個時間間隔，光通量被調(diào)節(jié)。在其中第一個和第二個時間間隔被設(shè)置的方法將參考圖2被闡明。
在圖2中，μP是構(gòu)成控制電路部件的微處理器。微處理器μP的第一個輸出端被連接到電路部件Ref 1的輸入端。微處理器μP的第二個輸出端被連接到電路部件Ref 2的輸入端。電路部件Ref 1構(gòu)成用于生成作為第一個時間間隔期望值量度信號的第一個參考電路。電路部件Ref 2構(gòu)成用于生成作為第二個時間間隔期望值量度信號的第二個參考電路。電路部件Ref 1的輸出端被連接到比較器COMP 1的第一個輸入端。比較器COMP 1的第二個輸入端被連接到定時器T的第一個輸出端。比較器COMP 1的輸出端被連接到“與”門AND 1的第一個輸入端?！芭c”門AND 1的輸出端被連接到開關(guān)元件S1的控制電極。電路部件Ref 2的輸出端被連接到比較器COMP 2的第一個輸入端。比較器COMP 2的第二個輸入端被連接到定時器T的第一個輸出端。比較器COMP 2的輸出端被連接到“與”門AND 2的第一個輸入端?！芭c”門AND 2的輸出端被連接到開關(guān)元件S2的控制電極。定時器T的第一個輸入端被連接到用于生成具有比微處理器μP的時鐘頻率更高頻率的信號的信號發(fā)生器OSC的輸出端。雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器K的輸入端被連接到定時器T的第二個輸出端。定時器T的第二個輸出端也被連接到用于使定時器T以頻率2*f復(fù)位的復(fù)位電路R的第一個輸入端。復(fù)位電路R的第二個輸入端被連接到微處理器μP的第三個輸出端供用微處理器μP調(diào)節(jié)頻率f用。為了這個目的，復(fù)位電路R的輸出端被連接到定時器T的第二個輸入端。雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器K的第一個輸出端被連接到“與”門AND 1的第二個輸入端。雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器K第二個輸出端被連接到“與”門AND 2的第二個輸入端。在這個實例中，雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器K和第一及第二個“與”門共同構(gòu)成用于交替地維持和中斷，在(？)頻率f處，在比較器COMP 1與COMP2的輸出端之間以及第一個開關(guān)元件S1與第二個開關(guān)元件S2之間分別電連接的耦合電路部件。
在圖2中所示控制電路的運行如下。
在開關(guān)裝置運行期間，信號發(fā)生器OSC生成具有比較高頻率的周期性信號，在復(fù)位期間，復(fù)位電路R使定時器的存數(shù)等于對應(yīng)于頻率2*f的預(yù)定值。從這個時刻起，定時器中數(shù)字的值在任何時刻都等于在1/(2*f)的時間間隔期間預(yù)定值減去在最后定時器復(fù)位以后周期信號的周期數(shù)。參考電路Ref 1生成作為第一個時間間隔期望值量度的信號。只要定時器的存數(shù)高于由參考電路Ref 1生成的信號，比較器COMP 1的輸出就是高的。定時器的存數(shù)一旦變成等于由參考電路Ref1生成的信號，比較器COMP 1的輸出就從高變到低。定時器的存數(shù)進一步減小并且比較器COMP 1的輸出保持低值直到時間間隔1/(2*f)在最后定時器復(fù)位以后已耗盡。在定時器的存數(shù)為零并且時間間隔1/(2*f)自最后的定時器復(fù)位已耗盡的時刻，復(fù)位電路R使定時器復(fù)位，這意味著定時器的存數(shù)被成為等于預(yù)定的數(shù)值。在使定時器復(fù)位之后，定時器的存數(shù)再次下降，而比較器COMP 1的輸出再次是高的。同樣地，比較器COMP 2的輸出在每個1/(2*f)時間間隔期間起初是高的，直到定時器的存數(shù)等于由參考電路Ref 2生成的信號。此后，比較器COMP 2的輸出從高變到低。在定時器每次復(fù)位時，脈沖被產(chǎn)生在定時器的第二個輸出端并因而產(chǎn)生在雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器K的輸入上。如果雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器K的第一個輸出是高的，然后第二個輸出是低的。在脈沖加在雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器K的輸入上以后，第一個輸出由高變到低而第二個輸出由低變到高。后繼的脈沖致使第一個輸出由低變到高，而第二個輸出由高變到低。結(jié)果，在1/(2*f)的相繼時間間隔期間，第一個開關(guān)元件S1和第二個開關(guān)元件S2交替地分別在其中比較器COMP 1的輸出是高的時間間隔和在其中比較器COMP 2的輸出是高的時間間隔期間被變得導(dǎo)電。通過微處理器μP，由第一個參考電路生成的信號的數(shù)值和/或由第二個參考電路生成的信號的數(shù)值能被調(diào)節(jié)。這些數(shù)值可被選擇是相等的或不同的。如果這些數(shù)值被選擇是不同的，則有可能調(diào)節(jié)燈泡的光通量在許多不同的級別。頻率2*f的數(shù)值也能通過微處理器μP借助調(diào)節(jié)預(yù)定值到定時器的存數(shù)在每次復(fù)位時變得相等而被調(diào)節(jié)。除了調(diào)節(jié)參考信號和頻率2*f的數(shù)值以外，微處理器μP在生成控制信號方面未起作用。因而，微處理器基本上完全適用于實現(xiàn)開關(guān)裝置的其他功能。當(dāng)由信號發(fā)生器OSC生成的信號的頻率比較高時，借助控制電路開關(guān)元件組的導(dǎo)電時間分辨率也比較高，以使燈泡的光通量能在許多不同的數(shù)值處被調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求
1.用于使燈泡通電的開關(guān)裝置，它包含—被連接到電壓饋送源電極的輸入端子，—用于由電壓饋送源提供的電源電壓產(chǎn)生頻率f的高頻燈泡電流的DC-AC轉(zhuǎn)換器，該DC-AC轉(zhuǎn)換器含有—包括第一和第二個開關(guān)元件的串聯(lián)電路的分支，元件有關(guān)的末端被連接到輸入端子，—包括用于使第一和第二個開關(guān)元件交替變得導(dǎo)電和不導(dǎo)電的微處理器的控制電路，該控制電路配置有用于調(diào)節(jié)使第一個開關(guān)元件在其間導(dǎo)電的第一個時間間隔以及用于調(diào)節(jié)使第二個開關(guān)元件在其間導(dǎo)電的第二個時間間隔的定時器的調(diào)暗電路，其特征在于定時器的輸入端被連接到用于生成其頻率高于微處理器時鐘頻率的信號的信號發(fā)生器，并在于定時器配置有用于以頻率2*f使定時器復(fù)位的復(fù)位電路，以及在于調(diào)暗電路另外包含—第一個比較器，其第一個輸入端被連接到定時器的輸出端，而第二個輸入端被連接到用于生成作為第一個時間間隔期望值量度的信號的第一個參考電路的輸出端，并且該比較器的輸出端被連接到第一個開關(guān)元件的控制電極，—第二個比較器，其第一個輸入端被連接到定時器的輸出端，而第二個輸入端被連接到用于生成作為第二個時間間隔期望值量度的信號的第二個參考電路的輸出端，并且該比較器的輸出端被連接到第二個開關(guān)元件的控制電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的開關(guān)裝置，其中第一個參考電路的輸入端和第二個參考電路的輸入端都被耦合到微處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的開關(guān)裝置，其中定時器的輸入端被耦合到復(fù)位電路的輸出端，而復(fù)位電路的輸入端被耦合到微處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，2或3的開關(guān)裝置，其中控制電路包含耦合電路部件，它被用于—在具有持續(xù)時間1/2*f的第三個時間間隔期間維持在第一個比較器的輸出端與第一個開關(guān)元件的控制電極之間的電連接，并用于中斷在第二個比較器的輸出端與第二個開關(guān)元件的控制電極之間的電連接，以及用于—在具有持續(xù)時間1/2*f的第四個時間間隔期間維持在第二個比較器的輸出端與第二個開關(guān)元件的控制電極之間的電連接，并用于中斷在第一個比較器的輸出端與第一個開關(guān)元件之間的電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的開關(guān)裝置，其中耦合電路部件包含一雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，其輸入端被耦合到定時器的輸出端，—第一個“與”門，其第一個輸入端被耦合到雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的第一個輸出端，其第二個輸入端被耦合到第一個比較器的輸出端，并且其輸出端被耦合到第一個開關(guān)元件的控制電極，以及—第二個“與”門，其第一個輸入端被耦合到雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的第二個輸出端，其第二個輸入端被耦合到第二個比較器的輸出端，并且其輸出端被耦合到第二個開關(guān)元件的控制電極。
6.供在根據(jù)前面的任何一個權(quán)利要求的開關(guān)裝置中使用的控制電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的控制電路，其中微處理器、定時器、第一個參考電路、第二個參考電路及耦合電路部件都被集成在IC中。
全文摘要
在包含橋路及為控制橋路開關(guān)的控制電路的用于操縱燈泡的鎮(zhèn)流電路中,控制電路含有微處理器。用于控制開關(guān)的控制信號由獨立的電路產(chǎn)生,它包含信號發(fā)生器、定時器、兩個比較器及兩個參考信號發(fā)生器。微處理器僅被用于把參考信號設(shè)置到期望值從而使燈泡調(diào)暗。
文檔編號H05B41/282GK1366796SQ01800885
公開日2002年8月28日 申請日期2001年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月10日
發(fā)明者G·W·范德維恩, E·M·J·埃恩德凱克 申請人:皇家菲利浦電子有限公司