專利名稱：用于調(diào)光器系統(tǒng)的電路、調(diào)光器系統(tǒng)及操作調(diào)光器系統(tǒng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及調(diào)光器系統(tǒng)以及操作調(diào)光器系統(tǒng)的方法。
背景技術(shù)：
切相調(diào)光器廣泛用在多種應(yīng)用中，包括但不限于照明應(yīng)用。傳統(tǒng)的切相調(diào)光器使用開關(guān)來關(guān)斷或“切割”主周期的一部分，或更具體地關(guān)斷或“切割”二分之一周期。根據(jù)所使用的開關(guān)類型，可以切割相位的前沿、后沿或二者皆可。通常，使用晶體管或使用三端雙向可控硅元件(triac)。盡管這對于傳統(tǒng)的白熾照明是有效的，然而切相調(diào)光器對于較節(jié)能類型的照明而言是有問題的，所述較節(jié)能類型的照明例如是緊湊型熒光燈(CFL，compact fluorescent light)、管照明(TL, tube lighting)或固態(tài)照明(SSL, solid-state lighting)，這些照明并不很適于應(yīng)對主周期的“丟失”部分。通常，利用開關(guān)模式電源來控制這種節(jié)能型照明， 所述開關(guān)模式電源在遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于50Hz或60Hz主周期(典型地，幾個kHz到幾個MHz)的頻率下切換。為了使切相調(diào)光器與這種類型的照明兼容，需要將相位切割功率處理為可以由照明電路使用。然而，重要的是，在這種處理中，切相信號中包含的與期望的調(diào)光電平有關(guān)的信息并沒有丟失，而是被恢復(fù)為調(diào)光控制電平信號。傳統(tǒng)上，通過根據(jù)調(diào)光器輸出信號產(chǎn)生積分信號，來產(chǎn)生對期望的調(diào)光電平加以指示的控制電壓。該信號將具有按照調(diào)光器輸出電壓-時間曲線而與面積成比例的電平， 從而不僅與調(diào)光器相位角有關(guān)，還與主電壓電平有關(guān)。因此，主電壓的波動影響控制電平， 從而影響明顯的調(diào)光設(shè)置。此外，積分器需要以秒量級的時間常數(shù)以使信號具有最小的波紋，而這與用戶改變調(diào)光器電平時的立即響應(yīng)不兼容。例如，在專利申請公開號W02008/112，735中提出了一種備選方案，其中從調(diào)光器的輸出產(chǎn)生占空比信號。占空比信號可以采用脈沖調(diào)制信號的形式，表示開關(guān)接通時間占主周期的比例。然而由于所提供的電壓和電流的正弦特性，占空比信號并不表示在周期的這個比例期間提供的主功率的部分。此外，人眼對調(diào)光后的光電平的響應(yīng)通常是近似對數(shù)的而不是線性的，因此如果可以向照明提供功率并將該功率調(diào)節(jié)為與調(diào)光器的相位角成非線性(理想地，對數(shù)或近似對數(shù))的關(guān)系，則是優(yōu)選的。在W02008/112，375中提出了通過使用查找表對調(diào)光控制電平信號進(jìn)行后處理。 然而這種方案難以在模擬電路中實(shí)現(xiàn)，并且需要復(fù)雜的電路和大量的處理功率來實(shí)現(xiàn)。因此希望具有一種電路，其中從占空比信號直接得到非線性響應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電路，其中，從占空比信號直接得到針對調(diào)光器控制電
4平信號的非線性響應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于調(diào)光系統(tǒng)的電路，所述電路包括輸入， 用于接收切相調(diào)光器輸出信號，所述切相調(diào)光器輸出信號具有時間段以及互補(bǔ)的切割和非切割部分；輸出，用于輸出調(diào)光控制電平信號；比較器，連接至輸入，并且被配置為根據(jù)切相調(diào)光器輸出信號來產(chǎn)生脈沖調(diào)制信號，所述脈沖調(diào)制信號具有根據(jù)非切割部分的持續(xù)時間而變化的接通時間；以及轉(zhuǎn)換器，被配置為直接根據(jù)脈沖調(diào)制信號來確定調(diào)光電平控制信號，使得調(diào)光電平控制信號在非切割部分具有非線性關(guān)系。在實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換器被配置為利用變頻時鐘來確定調(diào)光電平控制信號，以及根據(jù)計數(shù)器來確定調(diào)光電平控制信號，其中所述變頻時鐘在接通時間期間在每個時鐘周期處使計數(shù)器遞增或遞減。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，術(shù)語“遞增”應(yīng)當(dāng)被廣義地解釋為兩個方向的步驟，這取決于計數(shù)器是遞增計數(shù)器還是遞減計數(shù)器，因此涵蓋了正遞增和負(fù)遞增， 即，遞減。在實(shí)施例中，時鐘被布置為在時間段的初始部分期間以初始速率運(yùn)行，并且當(dāng)計數(shù)器達(dá)到預(yù)定的數(shù)值時，終止初始部分，設(shè)置標(biāo)志，并將計數(shù)器復(fù)位，其中所述初始速率與基本速率成固定關(guān)系；所述電路還被配置為在沒有設(shè)置標(biāo)志的情況下將調(diào)光控制電平信號設(shè)置為完全變暗電平。因此，傳遞函數(shù)可以包括“零(null)”第一段，或者換言之，傳遞函數(shù)可以包括水平移位。這對于諸如CFL燈電路之類的應(yīng)用而言是尤為有用的，在CFL燈電路中，不能有用地施加全范圍的調(diào)光，因?yàn)閷τ诟哂诖蠹s120°相位角的調(diào)光電平而言，燈會變得不穩(wěn)定。在實(shí)施例中，時鐘被布置為在時間段的第一部分上以第一速率運(yùn)行，在時間段的第二部分上以第二速率運(yùn)行，其中第一速率與基本速率成固定關(guān)系，第二速率與第一速率成固定關(guān)系并且高于第一速率，在時間段中時間段的第二部分晚于時間段的第一部分。在實(shí)施例中，時鐘被布置為在時間段的初始部分期間以初始速率運(yùn)行，在時間段中初始部分在時間段的第一部分和第二部分二者之前，并且當(dāng)計數(shù)器達(dá)到預(yù)定的數(shù)值時， 終止初始部分，將標(biāo)志置1，并將計數(shù)器復(fù)位；所述電路還被配置為在標(biāo)志沒有置1的情況下將調(diào)光控制電平信號設(shè)置為完全變暗電平。因此，傳遞函數(shù)可以包括零第一段和具有不同速率的段。在實(shí)施例中，電路還被配制為進(jìn)行校準(zhǔn)階段，在校準(zhǔn)階段中，響應(yīng)于計數(shù)器沒有在時間段期間達(dá)到第二預(yù)定數(shù)值，逐個時間段地將至少一個基本速率向上調(diào)節(jié)，或響應(yīng)于計數(shù)器在時間段期間超過第二預(yù)定數(shù)值，逐個時間段地將基本速率向下調(diào)節(jié)。因此，本發(fā)明不需要使用精確的時鐘，而是可以使用主頻率來調(diào)諧時鐘，從而提供更簡單且更節(jié)約成本的方案。在示例實(shí)施例中，第二預(yù)定數(shù)值可以是2M或255，具體地，在任一比特計數(shù)器的情況下。在其他實(shí)施例中，電路還被配制為進(jìn)行校準(zhǔn)階段，在校準(zhǔn)階段中，分別響應(yīng)于計數(shù)器在時間段結(jié)束之前達(dá)到第二預(yù)定數(shù)值，逐個時間段地將至少一個基本速率向下調(diào)節(jié)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于可調(diào)光照明系統(tǒng)的控制器，包括切相調(diào)光器和上述電路。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種根據(jù)切相調(diào)光器輸出信號來確定調(diào)光控制電平的方法，所述切相調(diào)光器輸出信號具有時間段以及互補(bǔ)的切割和非切割部分，所述方法包括根據(jù)切相調(diào)光器輸出信號來確定脈沖調(diào)制信號，所述脈沖調(diào)制信號具有根據(jù)非切割部分的持續(xù)時間而變化的接通時間；以及直接根據(jù)脈沖調(diào)制信號來確定調(diào)光控制電平信號，使得調(diào)光控制電平在非切割部分具有分段線性關(guān)系。在實(shí)施例中，直接根據(jù)脈沖調(diào)制信號來確定調(diào)光控制電平信號包括在接通時間期間，在每個時鐘周期，使變頻時鐘的計數(shù)器遞增；以及根據(jù)計數(shù)器來確定調(diào)光電平控制信號。在實(shí)施例中，方法還包括在時間段的初始部分期間以初始速率運(yùn)行時鐘，其中所述初始速率與基本速率成固定關(guān)系；當(dāng)計數(shù)器達(dá)到預(yù)定的數(shù)值時，終止初始部分，將標(biāo)志置 1，并將計數(shù)器復(fù)位；以及在標(biāo)志沒有置1的情況下將調(diào)光控制電平信號設(shè)置為完全變暗電平。在實(shí)施例中，方法還包括在時間段的第一部分上以第一速率運(yùn)行時鐘，在時間段的第二部分上以第二速率運(yùn)行時鐘，其中第一速率與基本速率成固定關(guān)系，第二速率與第一速率成固定關(guān)系并且高于第一速率，在時間段中時間段的第二部分晚于時間段的第一部分。在實(shí)施例中，方法還包括在時間段的初始部分期間以初始速率運(yùn)行時鐘，時間段中初始部分在時間段的第一部分和第二部分二者之前；當(dāng)計數(shù)器達(dá)到預(yù)定的數(shù)值時，終止初始部分，將標(biāo)志置1，并將計數(shù)器復(fù)位；以及在標(biāo)志沒有置1的情況下將調(diào)光控制電平信號設(shè)置為完全變暗電平。在實(shí)施例中，方法還包括進(jìn)行校準(zhǔn)階段，在校準(zhǔn)階段中，響應(yīng)于計數(shù)器沒有在時間段期間達(dá)到第二預(yù)定數(shù)值，逐個時間段地將至少一個基本速率向上調(diào)節(jié)，或響應(yīng)于計數(shù)器在時間段期間超過第二預(yù)定數(shù)值，逐個時間段地將基本速率向下調(diào)節(jié)。在其他實(shí)施例中，方法還包括進(jìn)行校準(zhǔn)階段，在校準(zhǔn)階段中，響應(yīng)于計數(shù)器在時間段結(jié)束之前達(dá)到第二預(yù)定數(shù)值，逐個時間段地將至少一個基本速率向下調(diào)節(jié)。參考以下描述的實(shí)施例，本發(fā)明的這些和其他方面將變得顯而易見并得以闡明。


參考附圖，通過示例來描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中圖1中圖1(a)示出了(前沿)切相曲線，圖1(b)示出了等效占空比曲線；圖2示出了根據(jù)積分信號和占空比信號而傳遞的功率的近似以及理想傳遞函數(shù)的曲線圖；圖3示出了用于根據(jù)切相信號來產(chǎn)生占空比信號的比較器；圖4示出了非線性、分段線性傳遞函數(shù)；圖5示出了具有初始零傳遞部分或水平移位(level shifting)的傳遞函數(shù)；圖6示出了另一非線性、分段線性傳遞函數(shù)；圖7是用于調(diào)諧時鐘信號的電路布置的示意性框圖；以及圖8是具有非線性、水平移位的分段線性的傳遞函數(shù)的電路的示意性框圖。應(yīng)注意，附圖是示意性的而不是按比例繪制的。圖中為了清楚和方便，以尺寸上放大或縮小的形式示出了這些圖的一部分的相關(guān)維度和比例。在修改后的不同實(shí)施例中，相同的參考標(biāo)記通常用于表示相應(yīng)或類似的特征。
具體實(shí)施例方式圖1(a)示出了(前沿)切相曲線1，例如來自傳統(tǒng)切相調(diào)光器的輸出。對于整個曲線(示為虛線曲線2)，切相曲線僅在主半周期的一部分期間傳遞功率，因此具有“切割” 部分3和“非切割”部分4。對于第一近似，傳遞的功率等于曲線的非切割部分下方的面積 5。圖1(b)示出了等效占空比曲線1的曲線圖。占空比采用脈沖調(diào)制信號6的形式， 其中接通時間Ton對應(yīng)于位置的非切割部分，關(guān)斷時間Toff對應(yīng)于切相曲線的切割部分。 顯然，脈沖調(diào)制信號的總周期時間等于主信號(二分之一的)總周期時間。脈沖調(diào)制信號 6下方的面積7顯然與Ton成線性關(guān)系。圖2示出了根據(jù)積分信號21而傳遞的功率的近似-占空比的切割比例的曲線圖。 按照曲線1的正弦特性，該信號的積分(即，曲線下方的面積5)遵循通常正弦平方(或等同地，sine(2x))形狀。圖2還示出了直線22，直線22對應(yīng)于根據(jù)脈沖調(diào)制信號而傳遞的功率(即，曲線6下方的面積7)。最后，圖2示出了指數(shù)曲線23。由于眼睛的指數(shù)響應(yīng)，對于調(diào)光應(yīng)用來說，該曲線對應(yīng)于功率傳遞曲線的“理想”形狀?？梢钥闯?，積分信號21 ( S卩，曲線1下方的面積5)和占空比響應(yīng)22(8卩，脈沖調(diào)制信號下方的面積7)均沒有提供對理想曲線23的良好近似。下文將進(jìn)一步考慮該這一點(diǎn)。圖3示出了用于根據(jù)切相信號產(chǎn)生占空比信號的比較器。切相調(diào)光器的輸出信號被電阻性分壓器(未示出)縮放，并作為第一輸入31被提供被比較器32。將接近零的基準(zhǔn)電平Refl作為另一輸入提供給比較器。比較器輸出對應(yīng)于主頻率的信號，所述主頻率的信號的占空比與調(diào)光器相位未切割信號成比例。應(yīng)理解，輸入可以圍繞切割位置而具有一些噪聲抖動，切割位置即為開關(guān)將調(diào)光器接通(對于前沿相位切割)或關(guān)斷(對于后沿相位切割)的時刻。因此在比較器上需要進(jìn)行一些消隱或?yàn)V波以確保圖3所示的干凈的占空比信號，由于這是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的，因此沒有示出以避免使附圖混亂?？梢砸阅M的方式或數(shù)字的方式來確定信號33的占空比，即，Ton/(Toff+Ton)。 如果具有已知頻率的精確時鐘可用，則可以通過對時鐘周期進(jìn)行計數(shù)來簡單地測量接通時間的長度。即使精確時鐘不可用，在已知占空比(典型地，對應(yīng)于50Hz或60Hz)的時間段的情況下，可以通過對多個完整的時間段的時鐘周期的數(shù)目計數(shù)來校準(zhǔn)時鐘，然后再通過對脈沖調(diào)制信號的接通時間進(jìn)行計數(shù)來確定占空比。即使不知道正在使用50Hz還是60Hz， 也仍然可以確定接通時間(例如，可以推斷出正在使用的兩個頻率中的較低的頻率或較高的頻率)。轉(zhuǎn)向圖4，直線41示出了時鐘計數(shù)(提供了調(diào)光器電平控制信號)和使用具有恒定頻率的時鐘或計數(shù)器的脈沖調(diào)制信號的接通時間之間的傳遞函數(shù)。時鐘可以是實(shí)現(xiàn)在 180°相位上的256個計數(shù)的精確時鐘，或者可以是被合適地校準(zhǔn)或調(diào)諧的不精確時鐘，以下將進(jìn)一步詳細(xì)描述。通過有關(guān)圖3的討論可以看出，響應(yīng)41并不是理想的。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，42處所示的分段線性響應(yīng)是優(yōu)選的。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，可以應(yīng)用變頻時鐘的構(gòu)思42分為兩段 第一段4 具有第一梯度，對應(yīng)于從0°到90°的前一半相位；第二段42b對應(yīng)于從90° 到180°的后一半相位。在圖中所示的示例情況下，第二段42b的梯度是第一段4 的梯度的三倍，使得90°處的時鐘計數(shù)是64，從而在180°處實(shí)現(xiàn)了時鐘計數(shù)256。當(dāng)然，對于50Hz的示例主頻率，半周期持續(xù)10ms，使得90°相位對應(yīng)于5ms。為了實(shí)現(xiàn)這種響應(yīng)，時鐘必需在前5ms實(shí)現(xiàn)計數(shù)64，在后5ms實(shí)現(xiàn)另外的計數(shù)192。因此，時鐘必需被設(shè)置為在第二段比在第一段運(yùn)行得快，在所示示例中是第一段的三倍。下面將進(jìn)一步討論這種時鐘的示例配置。圖5所示的傳遞函數(shù)是對理想指數(shù)響應(yīng)的另一近似。圖5示出了傳遞函數(shù)52，該傳遞函數(shù)52具有初始的零傳遞(null-transfer)部分或水平移位。同樣，曲線分為兩段 第一段5 和第二段52b。與圖4所示的方法不同，在這種情況下，時鐘以恒定速率運(yùn)行。 時鐘在時間段的起始處開始計數(shù)，如曲線51所示。當(dāng)時鐘達(dá)到預(yù)定的計數(shù)時，如在示例圖中的1 處所示的預(yù)定的計數(shù)并且對應(yīng)于60°相位，時鐘被復(fù)位并且計數(shù)從零重新開始， 如在曲線52b處所示的。為了確保傳遞函數(shù)沿著期望的曲線52，使得在接通時間小于示例 60° (或者對于50Hz主頻，小于3. 33ms)的情況下輸出為0，而不是段52b沿著段51，使用在時間段的起始處未設(shè)置的標(biāo)志，當(dāng)時鐘復(fù)位時設(shè)置該標(biāo)志。標(biāo)志可以采用閂鎖的形式。在操作中，計數(shù)在脈沖調(diào)制信號的上升沿開始，在下降沿停止。如果未設(shè)置標(biāo)志， 則對應(yīng)于未閂鎖的輸出，將輸出設(shè)置為0 ；相應(yīng)地，“設(shè)置”標(biāo)志表示響應(yīng)是曲線的第二部分的一部分，并將輸出設(shè)置為在下降沿處的計數(shù)值。圖6示出了另一非線性、分段線性傳遞函數(shù)。該傳遞函數(shù)62提供了對理想化指數(shù)輸出61的近似，近似程度比參考圖4和5描述的都高。傳遞函數(shù)62分為三段62a、62b和 62c,并且是圖4和5所示的傳遞函數(shù)的組合；因此，最初，為了產(chǎn)生傳遞函數(shù)的段62a，時鐘以第一速度運(yùn)行到計數(shù)64，此刻設(shè)置標(biāo)志并且計數(shù)器復(fù)位為零。然后計數(shù)器重新計數(shù)到計數(shù)64，從而產(chǎn)生傳遞函數(shù)的第二段62b。一旦計數(shù)器達(dá)到64，時鐘速度就提高(在這種情況下，提高到原來的3倍)，直到時間段結(jié)束，從而產(chǎn)生具有更陡峭梯度的第三段62c。因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通過使用變頻時鐘，可以產(chǎn)生分段傳遞函數(shù)，從而直接根據(jù)占空比信號產(chǎn)生線性調(diào)光控制電平信號。極大地簡化了電路需求，并且使得無需例如查找表之類的具有關(guān)聯(lián)的附加電路和功耗的數(shù)字處理。如上所述，本發(fā)明的實(shí)施例不需要具有精確時鐘。而是可以通過使用脈沖調(diào)制信號自身來調(diào)諧或校準(zhǔn)時鐘。圖4中利用曲線64和65示意性地示出了這一點(diǎn)。曲線64示出了在對時鐘頻率的校準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)諧之前的傳遞函數(shù)。構(gòu)成的形狀總體上與上述曲線62的形狀相同，然而在這種情況下，時鐘是緩慢運(yùn)行的。如果對于前沿切割調(diào)光器，在主半周期的開始處的第一下降沿開始計數(shù)，則主半周期的結(jié)束對應(yīng)于脈沖調(diào)制信號的下一個后續(xù)的下降沿。(當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在該校準(zhǔn)階段，既可以在上升沿開始計數(shù)，也可以在下降沿開始計數(shù)，這是因?yàn)閮H對整個時間段感興趣)。在主半周期的該結(jié)束處，計數(shù)尚未達(dá)到預(yù)期的最大值256，而是僅達(dá)到了較低的計數(shù)(如圖中64d所示)，據(jù)此可以得出，時鐘運(yùn)行得過慢。然后將時鐘速度提高較小的步長(下文中將更詳細(xì)描述這一點(diǎn))，檢驗(yàn)下一個后續(xù)時間段的計數(shù)處計數(shù)65的值65d。逐個時間段地重復(fù)上述操作，直到時間段的計數(shù)處的計數(shù)達(dá)到所需的數(shù)目(在該非限制性的8比特示例中，是256)。當(dāng)然有必要確保時鐘在該校準(zhǔn)階段的起始處運(yùn)行過慢，通過選擇合適的時鐘速度很容易實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。圖7是描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于調(diào)諧時鐘信號的電路布置的示意性電路框圖。圖7示出了時鐘70，時鐘70包括比較器，所示比較器將內(nèi)部電容器Cjnternal兩
8端的電壓與基準(zhǔn)電壓VrefC相比較。利用電流I對電容器充電，直到電容器的電壓超過 VrefC0然后，比較器71提供時鐘脈沖通過復(fù)位脈沖發(fā)生器72，復(fù)位脈沖發(fā)生器72還會將開關(guān)73關(guān)斷以對電容器C_internal放電，如所示的，比較器71可能會有一些滯后。因此， 時鐘速度與充電電流I成比例。充電電流I是由第一電流發(fā)生器和一系列二進(jìn)制電流發(fā)生器(binary-scaled current generator)組合產(chǎn)生的，第一電流發(fā)生器提供電流II，所述二進(jìn)制電流發(fā)生器提供I_diff/16、I_diff/8等，并且可以利用開關(guān)CLO、CLl等單獨(dú)切換所述二進(jìn)制電流發(fā)生器。因此，驅(qū)動時鐘的總電流可以根據(jù)小步進(jìn)I_diff/16變化，從11到 11+15. I_diff/16。 如所示的，時鐘輸出連接至一系列觸發(fā)器FFO，F(xiàn)Fl, ...，F(xiàn)F7，這一系列觸發(fā)器 FFO, FFl, ... , FF7被布置為8比特寄存器，因此能夠存儲從0到255的任何值。AND邏輯 75將來自8比特寄存器的輸出相組合，反相器76將來自邏輯75的輸出反相。將來自反相器的輸出O55_N0Tseen)與AND邏輯77相組合，并路由至鏈接的一系列觸發(fā)器78，這些觸發(fā)器78形成4比特寄存器。順序地向4比特寄存器發(fā)送脈沖使開關(guān)CLO、CLl等順序地閉合，直到計數(shù)器在主半周期中達(dá)到255。當(dāng)然，可以使用不同的數(shù)目來代替上述數(shù)目255。 例如，對于9比特計數(shù)器，可以使用512。此外，沒有必要使用寄存器(也可以被看作是計數(shù)器)可獲得的最高數(shù)目。例如，可以使用比從8比特計數(shù)器可獲得的最大值小1的數(shù)目 254，或者可以使用250或其他合適的數(shù)目。對于可以用作上述方法的備選或者可以與上述方法相結(jié)合的另一校準(zhǔn)方法而言，2M的情況尤為合適。在該校準(zhǔn)方法中，基本速率最初被設(shè)置為高，檢驗(yàn)計數(shù)器是否過早地達(dá)到了期望的校準(zhǔn)值。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可以以各種方式來執(zhí)行這一操作，例如，在計數(shù)器可以超過所需等級的情況下，可以檢驗(yàn)在時間段的結(jié)束處計數(shù)器是否超過所需的等級(例如，上述的邪4或250)，或者可以布置為一旦達(dá)到所需的等級就設(shè)置標(biāo)志，并檢驗(yàn)該標(biāo)志是否在時間段結(jié)束之前(或者更具體地，在時間段結(jié)束之前的至少固定時間間隔處)設(shè)置。
現(xiàn)在校準(zhǔn)階段完成，可以激活占空比計數(shù)。圖8是電路的示意性電路圖，該電路具有總體上非線性但是分段線性(具有水平移位)的傳遞函數(shù)。該電路包括與圖7所示的時鐘調(diào)諧電路相對應(yīng)的時鐘調(diào)諧電路80以及用于計數(shù)的8比特寄存器FFO，F(xiàn)Fl, FF7。示出了包括三個三極管并聯(lián)組86的交流電流源。86中的每個晶體管是對通過MOS 84的電流進(jìn)行鏡像反射的電流反射鏡。在校準(zhǔn)曲線的第一部分期間，MOS 84被布置為與一對相似的晶體管85并聯(lián)，其中可以利用開關(guān)86 來切換晶體管85，三個晶體管都與產(chǎn)生電流I的電流源85串聯(lián)。在時間段的第一部分期間，開關(guān)86閉合，因此在M0S84與其他兩個晶體管之間等同地共享來自電流源85的電流。 那么通過MOS 84的電流是1/3. 1，因此組86中的每個晶體管向時鐘調(diào)諧電路提供1/3. 1， 因此提供給時鐘調(diào)諧電路80的總量是I。然而，在校準(zhǔn)曲線的后面部分期間(一旦計數(shù)器兩次達(dá)到64)，開關(guān)87斷開，因此全部電流I流經(jīng)MOS 84。在每個晶體管84中將該電流I 鏡像反射，從而產(chǎn)生提供給時鐘調(diào)諧電路的電流3X1。當(dāng)然，將認(rèn)識到，如以上參考圖7示出但圖8中未示出的，利用提供附加量I_diff/16調(diào)整或調(diào)節(jié)電流源，可以將圖8所示的電流I調(diào)節(jié)為基本電流II。S卩，如上所述的，(I = Il+N/16XI_diff)，其中調(diào)整引入了 N個 I_diff/16。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，通過這種方式調(diào)節(jié)電流需要將圖7中調(diào)整電流源位于電路上部的布置修改為調(diào)整電流源與電流源88 —起位于電路的下部。附加電流源都處于上部的備選方法也是可以的，如現(xiàn)在將關(guān)于以下定義來描述的“斜率因子“，是1或3，取決于開關(guān)87 ；Il_imity是產(chǎn)生用于以均一的速度進(jìn)行計數(shù)的基本時鐘電流所需的Il的值；1_ diff_unity是精確調(diào)整用于以均一速度進(jìn)行計數(shù)的時鐘電流所需的I_diff的值。需要采用固定電流I，將該電流I乘以(得到的1_86)，然后產(chǎn)生與得到的電流1_86成比例的Il 和I_diff。然而在這種情況下，等式(I = Il+N/16XI_diff)不再有效，需要選擇單獨(dú)的比例常數(shù)A和B,使得I_1 = A*I_86并且I_diff = B氺1_86。附加的邏輯檢驗(yàn)FF6的輸出(指示是否達(dá)到計數(shù)64)，在首次達(dá)到64的情況下(在時間段中)，利用觸發(fā)器81在82處產(chǎn)生短脈沖以將計數(shù)器復(fù)位。當(dāng)?shù)诙斡|發(fā)觸發(fā)器81 時，第二閂鎖觸發(fā)器83產(chǎn)生信號，以利用開關(guān)84來接通電流13，從而提高時鐘速度，進(jìn)而改變傳遞函數(shù)的梯度，如以上參考圖6而討論的。參考圖8描述的邏輯適于為圖6所示的傳遞函數(shù)提供具有三個部分的分段線性， 然而本發(fā)明不限于這種特定的傳遞函數(shù)，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到，備選邏輯可以用于提供備選的分段線性函數(shù)，所述備選的分段線性函數(shù)包括但不限于具有四個部分或者具有計數(shù)速度之間的不同的比值。應(yīng)理解，術(shù)語分段線性在用于傳遞函數(shù)時是指整個傳遞函數(shù)，并且是指具有線性部分但是整體上非線性的傳遞函數(shù)。即，傳遞函數(shù)僅各個分段是線性的，而整體上不是線性的。那么從一個觀點(diǎn)來看，本文公開了一種用于調(diào)光器系統(tǒng)的電路，其中，將切相調(diào)光器輸出信號轉(zhuǎn)換成調(diào)光控制電平信號。使用切相調(diào)光器輸出信號來產(chǎn)生對切相調(diào)光器輸出信號的占空比加以表示的脈沖調(diào)制信號，并將脈沖調(diào)制信號直接轉(zhuǎn)換成分段線性的調(diào)光控制電平信號。通過將脈沖調(diào)制信號直接轉(zhuǎn)換成分段線性的調(diào)光控制電平信號，不需要其他的處理來產(chǎn)生與人眼的理想指數(shù)響應(yīng)極為相似的調(diào)光信號。還公開了一種針對調(diào)光器系統(tǒng)的相應(yīng)方法以及一種調(diào)光器系統(tǒng)。通過閱讀本公開，其他變型和修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是顯而易見的。這樣的變型和修改可以包括調(diào)光器電路技術(shù)中已知的等同特征和其他特征，這些等同特征和其他特征可以代替本文已經(jīng)描述的特征來使用或者與本文已經(jīng)描述的特征一起使用。盡管所附的權(quán)利要求針對特征的特定組合，然而應(yīng)理解，本發(fā)明公開的范圍還包括任何新特征、或本文明確地或隱含地公開的特征的任何新組合、或它們的概括，而不管其是否涉及與任何權(quán)利要求當(dāng)前要求保護(hù)的發(fā)明相同的發(fā)明，也不管其是否解決了與本發(fā)明解決的技術(shù)問題相同的任何或全部技術(shù)問題。以分離的實(shí)施例的形式而描述的特征也可以以組合的形式在單個實(shí)施例中提供。 相反，為了簡要而以單個實(shí)施例的形式描述的各個特征也可以分開地提供或以任何合適的子組合的形式提供。申請人:在此聲明，在本申請或得自于本申請的任何其他申請的進(jìn)行過程中，可以利用這樣的特征和/或這樣的特征的組合來組成新的權(quán)利要求。為了完整起見，還聲明術(shù)語“包括”并不排除其他元件或步驟，術(shù)語“一種”或“一” 并不排出多個，單個處理器或其他單元可以實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求中所列的若干裝置的功能，權(quán)利要求中的參考標(biāo)記不應(yīng)構(gòu)成對權(quán)利要求的范圍的限制。
權(quán)利要求
1.一種用于調(diào)光系統(tǒng)的電路，所述電路包括輸入，用于接收切相調(diào)光器輸出信號，所述切相調(diào)光器輸出信號具有時間段以及互補(bǔ)的切割和非切割部分；輸出，用于輸出調(diào)光控制電平信號；連接至輸入的比較器，所述比較器被配置為根據(jù)切相調(diào)光器輸出信號來產(chǎn)生脈沖調(diào)制信號，所述脈沖調(diào)制信號具有依賴于非切割部分的持續(xù)時間而變化的接通時間；以及轉(zhuǎn)換器，被配置為直接根據(jù)脈沖調(diào)制信號來確定調(diào)光電平控制信號，使得調(diào)光電平控制信號在非切割部分具有分段線性關(guān)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中，轉(zhuǎn)換器被配置為利用變頻時鐘來確定調(diào)光電平控制信號，以及根據(jù)計數(shù)器來確定調(diào)光電平控制信號，其中所述變頻時鐘在 接通時間期間在每個時鐘周期使計數(shù)器遞增或遞減。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其中，時鐘被布置為在時間段的初始部分期間以初始速率運(yùn)行，并且當(dāng)計數(shù)器達(dá)到預(yù)定的數(shù)值時，終止初始部分，設(shè)置標(biāo)志，并將計數(shù)器復(fù)位，其中所述初始速率與基本速率成固定關(guān)系；所述電路還被配置為在沒有設(shè)置標(biāo)志的情況下將調(diào)光控制電平信號設(shè)置為完全變暗電平。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其中，時鐘被布置為在時間段的第一部分上以第一速率運(yùn)行，在時間段的第二部分上以第二速率運(yùn)行，其中第一速率與基本速率成固定關(guān)系，第二速率與第一速率成固定關(guān)系并且高于第一速率，時間段的第二部分晚于時間段的第一部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路，其中，時鐘被布置為在時間段的初始部分期間以初始速率運(yùn)行，所述時間段的初始部分在時間段的第一部分和第二部分二者之前，并且當(dāng)計數(shù)器達(dá)到預(yù)定的數(shù)值時，終止初始部分，設(shè)置標(biāo)志，并將計數(shù)器復(fù)位；所述電路還被配置為在沒有設(shè)置標(biāo)志的情況下將調(diào)光控制電平信號設(shè)置為完全變暗電平。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的電路，還被配置為操作校準(zhǔn)階段，在校準(zhǔn)階段中，響應(yīng)于計數(shù)器在時間段期間沒有達(dá)到第二預(yù)定數(shù)值，逐個時間段地將至少一個基本速率向上調(diào)節(jié)，或響應(yīng)于計數(shù)器在時間段期間超過第二預(yù)定數(shù)值，逐個時間段地將基本速率向下調(diào)節(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的電路，還被配置為操作校準(zhǔn)階段，在校準(zhǔn)階段中，響應(yīng)于計數(shù)器在時間段結(jié)束之前達(dá)到第二預(yù)定數(shù)值，逐個時間段地將至少一個基本速率向下調(diào)節(jié)。
8.一種用于可調(diào)光照明系統(tǒng)的控制器，包括切相調(diào)光器和根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電路。
9.一種根據(jù)切相調(diào)光器輸出信號來確定調(diào)光控制電平的方法，所述切相調(diào)光器輸出信號具有時間段以及互補(bǔ)的切割和非切割部分，所述方法包括-根據(jù)切相調(diào)光器輸出信號來確定脈沖調(diào)制信號，所述脈沖調(diào)制信號具有依賴于非切割部分的持續(xù)時間而變化的接通時間；以及-直接根據(jù)脈沖調(diào)制信號來確定調(diào)光控制電平信號，使得調(diào)光控制電平在非切割部分具有分段線性關(guān)系。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，直接根據(jù)脈沖調(diào)制信號來確定調(diào)光控制電平信號包括在接通時間期間，在每個時鐘周期使變頻時鐘的計數(shù)器遞增；以及根據(jù)計數(shù)器來確定調(diào)光電平控制信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括在時間段的初始部分期間以初始速率運(yùn)行時鐘，其中所述初始速率與基本速率成固定關(guān)系；當(dāng)計數(shù)器達(dá)到預(yù)定的數(shù)值時，終止初始部分，設(shè)置標(biāo)志，并將計數(shù)器復(fù)位；以及在沒有設(shè)置標(biāo)志的情況下將調(diào)光控制電平信號設(shè)置為完全變暗電平。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括在時間段的第一部分上以第一速率運(yùn)行時鐘，在時間段的第二部分上以第二速率運(yùn)行時鐘，其中第一速率與基本速率成固定關(guān)系，第二速率與第一速率成固定關(guān)系并且高于第一速率，時間段的第二部分晚于時間段的第一部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括在時間段的初始部分期間以初始速率運(yùn)行時鐘，時間段的初始部分在時間段的第一部分和第二部分二者之前，當(dāng)計數(shù)器達(dá)到預(yù)定的數(shù)值時，終止初始部分，設(shè)置標(biāo)志，并將計數(shù)器復(fù)位，以及在沒有設(shè)置標(biāo)志的情況下將調(diào)光控制電平信號設(shè)置為完全變暗電平。
14.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)所述的方法，還包括操作校準(zhǔn)階段，在校準(zhǔn)階段中， 響應(yīng)于計數(shù)器在時間段期間沒有達(dá)到第二預(yù)定數(shù)值，逐個時間段地將至少一個基本速率向上調(diào)節(jié)，或響應(yīng)于計數(shù)器在時間段期間超過第二預(yù)定數(shù)值，逐個時間段地將基本速率向下調(diào)節(jié)。
15.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)所述的方法，還被配置為操作校準(zhǔn)階段，在校準(zhǔn)階段中，響應(yīng)于計數(shù)器在時間段結(jié)束之前達(dá)到第二預(yù)定數(shù)值，逐個時間段地將至少一個基本速率向下調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于調(diào)光系統(tǒng)的電路，其中將切相調(diào)光器輸出信號轉(zhuǎn)換成調(diào)光控制電平信號。所述切相調(diào)光器輸出信號用于產(chǎn)生對切相調(diào)光器輸出信號的占空比加以指示的脈沖調(diào)制信號，所述脈沖調(diào)制信號被直接轉(zhuǎn)換成分段線性的調(diào)光控制電平信號。通過直接將脈沖調(diào)制信號轉(zhuǎn)化成分段線性的調(diào)光控制電平信號，不需要進(jìn)一步的處理來產(chǎn)生與人眼的理想指數(shù)相應(yīng)非常接近的調(diào)光信號。還提供了針對調(diào)光系統(tǒng)的相應(yīng)方法以及一種調(diào)光系統(tǒng)。
文檔編號H05B37/02GK102448227SQ20111030215
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月7日
發(fā)明者博比·雅各布·丹尼爾, 威廉默斯·朗厄塞格 申請人:Nxp股份有限公司