电源控制制造技术

一种用于驱动诸如气体放电灯或者发光二极管（ＬＥＤ）灯之类的电压电源的装置，所述装置用一个电源升压器接收通过一个电感地配置周期性地开启或者关闭的ＡＣ电压电源，以对调光控制信号或者变压器开启一个新的周期做出反应，以调节低压ＡＣ信号。所述的升压器控制电路主要根据一个单一比较器的感应电流来调节输入确定的目标升压的电流，所述比较器比较任何一个（但不限于）ａ）输出升压，ｂ）灯泡电流，或者ｃ）电感输入电流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电源控制系统，特别涉及但不限于一种低功率光源的电源控 制。
技术介绍
在相当长的一段时间内，墙壁调光器被用于为光源提供可控的光输出。交流电 源调光器的种类繁多，尽管如此，目前最受欢迎的是前缘和后缘调光器。这项技术发展 于20世纪初并在很大程度上依赖于负载，通常情况下为白炽灯泡，为正确地触发和关闭 调光器提供充足的负载。前缘和后缘调光器通常是可通过击穿电压或者超出阴极和阳极 之间的电压临界上升率关闭的硅可控整流器(SCR)固态元件，例如肖特基二极管。前缘 调光器可以砍掉正弦波的前缘，而后缘调光器可以砍掉正弦波的后缘。流经调光器电路的电流，在控制可控硅整流器的同时也通过RC网络控制触发机 构，其中的电阻是实际的负载(灯泡)本身，这就意味着，如果阻抗过高或者负载为电容 性的或电感应性的，RC网络/触发电平就无法显著地使阈值相位移，在某些情形下甚至 会变得不稳定，从而导致光闪烁(因此这就是为什么大多数现存的节能灯泡不能用现有 的结构进行有效调光的原因)。全球市场上的低压(12v)20W-50W双色卤素筒灯的迅速扩散，促使调光器和变压 器(采用240VAC总输电线并将其转换为12VAC)的制造成本低到它们只为筒灯提供“劣 质”电源的地步。在商业、工业和住宅场所安装此种系统，需要谨慎地选择变压器和调 光器，因为不正确的配置将会损坏调光器、变压器和筒灯。节能光源为调光器和变压器都提供了过小的负载(通常< 10W)使得调光器和变 压器在规范外运行。其所导致的不稳定性包括1.低负载电流使得调光器低于规定的最低限度运行，导致了较差的调光范围和 在触发边界中的潜在波动，这从灯泡上就可以看见(闪烁)。2.前缘和后缘的不稳定性可引起此磁变压器产生灾难性电感功率峰值，这将会 同时损毁变压器和光源。3.许多电子变压器都需要输出端具有低阻抗负载(20W-50W)，以抑制设备的开 关模式输出并保持稳定。4.对于多数的电子变压器来说，最重要的是为他们提供低阻抗负载，因为 它们会通过“检测”输出电流负载以保证自身在设计的规范范围内(通常但不限于 20W-50W)。现有的三个相关的独立
为冷阴极荧光灯(CCFLs)，发光二极管 (LEDs)以及卤素筒灯系统。冷阴极荧光灯(CCFLs)在不需要普通的荧光灯或者白炽灯的加热元件或灯丝的 情况下就可以产生特定波长(如红光、绿光、蓝光，紫外线等)或者一定频宽的光(暖白 光、热白光、蓝白光)。或许紧凑型荧光灯(CFLs)的前身，只是通过简单地将传统的荧光灯折叠或者 弯曲成紧凑型而得到。该技术比球形白炽灯泡效率更高——主要是因为紧凑型荧光灯 (CFLs)不需要需加热到3000开氏度的灯丝。热灯丝的存在是过热的重要起因，并且随 着时间的推移，灯丝会因为蒸发或者由于灯的开关使得其因为被重复地加热和冷却引起 的机械应力而失灵。与紧凑型荧光灯(CFLs)不同，冷阴极荧光灯(CCFLs)没有灯丝，而是依赖于荧 光粉涂层的激发。冷阴极荧光灯(CCFLs)根据配置不同可提供超过100流明每瓦的光电 转换效率，并且由于没有加热丝疲劳而可持续照明2万小时或者以上。交流(AC)电源 需要足够的幅度和频率激发充足的离子以产生所需的光。冷阴极荧光灯(CCFLs)的电流 通常很小，一般低于6mA，它在源频率高于IOKHz时，可以达到最佳效率。冷阴极荧光灯(CCFLs)商用了近20年，常用于平板电视和笔记本电脑之类的液 晶显示屏上。由于这种灯泡的光输出非常高效，应注意保证稳定的电源以便获得持续的 光照。在施加电源在数微秒内，光源本身将会变热，越来越亮，因为击打后的负序阻抗 行为导致给定电压的更多的电流。诸如液晶电视之类的商业应用，通常具有包括光和/或电流传感器的复杂控制 系统，以确保光输出的稳定性和可控性。通常的冷阴极荧光灯(CCFL)管直径2到5mm，管长IOOmm到约500mm。通常，它需要一个具有将输入电压增至5V到25V之间的逆变器和一个将输出电 压增至400V到1200V的逆变器且灯泡的电流消耗为5.0to 6.0mA。这样根据不同的制造 商可以产生18,000 30,000cd/m2的亮度，寿命长约3万小时的产品。因此，冷阴极荧光灯(CCFL)亮度高，寿命长，可靠性高并且易于安装。发光二极管是非线性的硅基的PN结，施加电压后使电子跳跃一特定的能量带隙 而产生一定频率的光。结果是产生了完全可选的从红外线到紫外线的窄波长的光。尽管 如此，这也产生了一个问题，如果需要如白光或者暖白光之类的宽频光，就需要使用如 荧光粉涂层之类的转播发射机，但这也只能取得有限的成功。另一个问题是若要产生满 足卤素灯市场所需的大量的光，就需要较大数量的特别昂贵的发射器，并且需要进行大 量地散热以避免大电流欧姆损耗产生的热应力损坏设备。低功率照明的又一
为一般为12V的卤素筒灯，因为原有灯丝技术很难 用在主要电源(110到220V)之上。相较于传统的白炽灯，采用具有热反射器，紫外线过 滤器，以及卤素气体灯丝的复杂系统的卤素灯可以获得略高的光电转换效率和较长的预 期寿命。白炽灯家族的部分成员采用根据灯丝的物理温度来发射光的过热长丝。同时操 作简单，发射的电磁能频宽宽，频宽范围从红外线到紫外线。大多数能量被转换成为人 眼可见的光，导致光源异常低效。卤素灯可以达到15流明每瓦的光电转换效率，虽然由 于泄漏大多数卤素灯只能达到大约10流明每瓦的光电装换效率，且低效的灯丝往往具有 较长的寿命。按照规定，现如今的大多数卤素灯都是12VAC，因此需要电力变压器来降低电 源电压。最早的变压器本质上是磁性的，它包括缠绕在铁芯周围的不同比率的线圈绕 组。更近代，专利技术了电子式变压器。这些变压器与通常的变压器的操作完全不同(开关 模式)，通常来说更高效并具有了附加的安全装置如过载切出保护，以及软启动。本专利技术的一个目的在于提供一种为诸如低功率灯之类的物件低功率供电的电源。本专利技术的又一目的在于提供一种克服或者至少可以改善现有技术中的一个或多 个技术问题的手段和方法。
技术实现思路
近年来，各厂商尝试着生产各种节能卤素替代品，所有这些似乎都是以发光二 极管技术为基础进行的。目前的实现是用带有标准整流器的抵消电路实现，结果导致了 电源可见的电容性负载。这导致设备或者不能接收足够的电压以驱动逐步下降的负载或 者由于电源带来的高能量和或高频率峰值而引起突变失效。目前市场上大多数的产品仅 仅使用一个基本的散热器以及，有些甚至具有一个小型的内部风扇。由于成本的增加以 及实施复杂性，多数实现方式都不具有根据芯片温度限制LED功率的能力，而这对保证 额定功效和寿命却很关键。本专利技术提供了一种电源控制系统，包括提高和/或降低各种电压电源的电路， 所述电路由任意数量的反馈传感器控制并仅使用一个单一的比较点，这样做可以在低运 行期间为所述电源提供足够低的阻抗，以正确和全面地操作诸如卤素12V逆变器以及调 光电路之类的敏感源。所述的单一比较点可以为多个传感器之间的逻辑比较，包括电感电流与升压或 者灯泡电流之间的比较以在感知的最高电流达到参考阈值电压时触发或者关闭输入电流。本专利技术提供了 一种电源控制系统，包括一个在交流电输入电流过低时仅用单一 的比较器比较输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源控制系统，包括一个用于升高和／或降低各种电压电源的电路，所述电路由任意数量的反馈传感器控制且仅具有单一的比较点进行升压或者降压，并在低位运行期间为所述电压电源提供一个足够低的阻抗以确保正确和全面的操控诸如卤素１２Ｖ逆变器和调光电路之类的灵敏源。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】AU 2008-4-24 20089020511.一种电源控制系统，包括一个用于升高和/或降低各种电压电源的电路，所述电路 由任意数量的反馈传感器控制且仅具有单一的比较点进行升压或者降压，并在低位运行 期间为所述电压电源提供一个足够低的阻抗以确保正确和全面的操控诸如卤素12V逆变 器和调光电路之类的灵敏源。2.如权利要求1所述的电源控制系统，其特征在于，所述的单一比较点能够是多个传 感器之间的逻辑比较，包括将电感电流与升压或者灯泡电流之类进行比较以在最大的感 应电流达到参考阈值电压时触发或者关闭输入电流。3.—种电源控制系统，包括一个限流控压升压器，所述的限流控压升压器仅使用一 个单一的比较器来比较目标升压器输出电压与输入电流；其特征在于，当AC输入电流过低时，升压器将被视为一个低阻抗并将电感接地为目标升压器提供 充足的电压，以正常操控调光器和电子变压器，以及当电源因变压器开启一个新的周期或者调光器触发而恢复时，电感充电周期重 新开始，以确保仅消耗所需的功率。4.一种驱动诸如气体放电灯或者发光二极管(LED)灯之类的电压电源的装置，包括一个电源升压器，用于接收通过电感器的配置周期性地开启或者关闭的AC电压电 源，对调光控制信号的占空比或者变压器开启一个新周期做出反应，以调节低压AC信 号；一个升压器控制电路，用于在确定的目标升压时为放电提供一个目标升压；其特征在于，所述升压器控制电路根据感应的输入电流，升压或者灯泡电流调节供 应给确定的目标升压的电流。5.如权利要求4所述的一种驱动诸如气体放电灯之类的电压电源的装置，其特征在 于，所述的升压器控制电路包括一个平衡阻抗变压器系统，所述的平衡阻抗变压器系统 包括两个同类型的无源元件，所述的两个无源元件位于所述变压器的输入或者输出端用 于将电源或者负载阻抗与所述变压器隔离，所述的无源元件能够是电阻，电容或者电感 并且每一个无源元件都与所给的变压器绕组串联并相互对称设置，且同型等值以使得负 载对称均衡，并通过预先调整所述无源元件的阻值以提供所需的负载均衡。6.如权利要求5所述的一种驱动诸如气体放电灯之类的电压电源的装置，其特征在 于，所述的气体放电灯为荧光灯，所述无源元件为电容器。7.如权利要求5所述的一种驱动诸如气体放电灯之类的电压电源的装置，其特征在 于，所述的升压器控制电路包括一个用于监控升压的比较器，在升压降至低于所确定的目标升压时，通过将电源升 压器的电感接地提供电流，并在达到目标电流时释放所述电感以增加目标升压，并且在 目标升压升至达到确定的目标升压时释放该目标升压；以及一个用于监控输入电压的比较器，在所述输入电压超过所确定的目标电压时将其与 升压器端断开连接，并在所述目标电压降至低于所述目标时将其与升压器端进行重新连 接。8.如权利要求4所述的一种驱动诸如气体放电灯之类的电压电源的装置，其特征在于，所述的升压器控制电路包括一个多端输入比较器，所述多端输入比较器通过比较一 个或多个(a)输出升压(b)灯泡电流(c)电感输入电流或者诸如此类的输入来调节目标电 流，其中，所述的多端输入比较器通过比较两个或者多个输入来调节目标电流，其中， 当两个或者多个输入超过或者达到预定条件时所述的多端输入比较器被触发，其中至少 达到一个触发条件时所述的比较器改变状态。9.如权利要求4所述的一种驱动诸如气体放电灯或者发光二极管(LED)灯之类的电 压电源的装置，其特征在于，所述升压器电路能够与一变频载体异步并连续地运行，用 于调整所述的目标升压以及将目标升压与所确定的目标升压进行比较。10.如权利要求4所述的一种驱动诸如气体放电灯或者发...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾伦博朗，詹姆斯哈蒙德，艾利克斯诺特，
申请(专利权)人：英迪斯私人有限公司，
类型：发明
国别省市：AU