Компоновка схемы

Компоновка схемы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к осветительным системам и, в частности, к компоновке схемы для управления осветительным устройством с подачей питания с отсечкой по фазе, СИДной лампой, осветительной системой и к способу управления осветительным устройством.

Уровень техники

В настоящее время осветительные устройства на основе СИДов используются для большого числа применений. Низкое потребление энергии и длительный срок службы СИДов делают их успешной альтернативой обычным источникам света, таким как светильники с лампами накаливания или вакуумными безэлектродными лампами. Поэтому СИДы используются не только во вновь разработанном осветительном оборудовании, но на многих рынках СИДные изделия используются для замены других источников света, например, таких как лампы накаливания или галогенные источники света. Эти так называемые усовершенствованные изделия должны быть совместимы с существующими системами освещения/подачи питания.

В топологии многих осветительных систем требуется затенение освещения. В этом случае источник питания с отсечкой напряжения по определенной фазе/диммер его обычно помещают между лампой и сетью. Здесь изменение во времени результирующего напряжения представляет собой синусоидальную волну с отсечкой по фазе (создаваемую диммером).

Могут быть применены два типа диммеров с отсечкой по фазе: диммеры с отсечкой по фазе по заднему фронту и диммеры с отсечкой по фазе по переднему фронту. В обоих типах диммеров часть синусоидального сетевого напряжения отсекается либо от передней части (диммер с отсечкой по переднему фронту), либо от задней части (диммер с отсечкой по заднему фронту) цикла половины синусоиды для снижения мощности, подаваемой на нагрузку лампы. В зависимости от нужной степени затемнения, синхронизация с фронтом отсечки по фазе может быть отрегулирована таким образом, чтобы была отсечена меньшая или большая часть импульса сетевого напряжения.

Диммеры с отсечкой по фазе по заднему фронту обычно основаны на полевых транзисторах с МОП-структурой затвора и содержат внутреннюю схему питания, которая обеспечивает питание схемы синхронизации и схему обнаружения пересечения нулевого уровня. Диммеры с отсечкой по фазе по переднему фронту обычно основаны на симисторе или на двух соединенных антипараллельно тиристорах, причем нагрузка обычно должна быть достаточно большой, чтобы поддерживать ток в симисторе выше тока удержания.

Хотя современные диммеры специально разработаны и хорошо работают с обычными осветительными средствами, такими как лампы накаливания и галогенные лампы, возникает проблема с тем, что СИДные лампы потребляют приблизительно только 1/5 мощности этих обычных ламп, чтобы генерировать аналогичный поток света. Значительно сниженная мощность, хотя это предпочтительно для сбережения энергии, приводит к различным проблемам в разных типах диммеров, таким как видимое мерцание света на выходе, в частности, при управлении несколькими СИДными лампами, присоединенными к одному диммеру. Кроме того, в диммере с отсечкой по переднему фронту недостаточная нагрузка может снизить ток в симисторе ниже тока удержания. Это вызывает установку симистора в непроводящее или "отсоединенное" состояние, также называемое "преждевременным отсоединением".

Целью настоящего изобретения является обеспечение компоновки схемы для улучшения управления СИДной лампой при присоединении к источнику питания с отсечкой по фазе и, в частности, в случае присоединения нескольких ламп к одному и тому же источнику питания с отсечкой по фазе, чтобы универсальное использование СИДной лампы было возможно независимо от компоновки осветительной системы.

В публикации WO 2012/016197 A1 предлагается схема питания последовательностей светоиспускающих диодов, укомплектованных для замены ламп накаливания, в которой подаваемая энергия регулируется диммером с тиристорным управлением. Напряжение выпрямляется, и СИДами управляет импульсный преобразователь. Чтобы предотвратить ошибочный запуск диммера, схема управления динамическим полным сопротивлением обнаруживает нарастание выпрямленного выходного напряжения диммера и прикладывает уменьшенный уровень полного сопротивления, достаточный для предотвращения повторного запуска, пока не пройдет заранее определенный период времени. После диссипации или сохранения энергии, связанной с событием включения, минимальное полное сопротивление удержания задается для сохранения симистора в проводящем состоянии. Схема определения пересечения нулевого уровня определяет положение пересечений нулевого уровня, после чего прикладывается полное сопротивление на уровне связующей ИС. Регулируемая нагрузка используется для отвода тока через выход диммера на основе симистора, и может быть регулируемая нагрузка по току или резистор с соединенным последовательно переключательным транзистором.

В публикации US 2011/234115 A1 предлагается схема управления СИДом, присоединенная к источнику питания переменного тока и диммеру с регулировкой по фазе. Выпрямитель с диодным мостиком и схема управления для СИДного модуля соединены последовательно. Схема экстракции сигнала тока соединена параллельно с последовательной схемой, состоящей из СИДного модуля и схемы управления. Когда схема обнаружения фронта обнаруживает фронт напряжения, переключатель выбирает опорное напряжение, чтобы в течение заранее определенного времени после обнаружения фронта, которое соответствующим образом компенсирует переходный процесс в виде затухающих колебаний выходного напряжения диммера с регулировкой по фазе, ток удержания симистора поддерживается посредством тока экстракции. Катушка может быть расположена последовательно, чтобы путем передачи формы импульса току экстракции, энергия могла быть сохранена в катушке. В одном варианте осуществления предусмотрена схема задержки для задержки выхода схемы обнаружения фронта, включая переключатель для предотвращения активации СИДа сразу после фронта.

В публикации US 2010/225251 предлагается схема управления СИДом для использования с контроллером для регулировки света по фазе. Схема включает диодный мостик, цепь ограничения тока, схему регулировки синхронизации и схему шунтирования. Схема шунтирования экстрагирует ток из линии подачи тока. Схема регулировки синхронизации регулирует синхронизацию запуска схемы шунтирования для экстракции тока и период, в течение которого схема шунтирования удерживает экстрагированный ток. Схема регулировки синхронизации регулирует длительность экстракции тока таким образом, чтобы ток, проходящий через симистор, не стал ниже, чем ток удержания, в течение периода, соответствующего нескольким циклам резонансной длины волны. Схема шунтирования должна быть запущена для экстракции тока сразу же после запуска симистора.

Целью настоящего изобретения является обеспечение компоновки схемы для улучшения управления СИДной лампой при присоединении к источнику питания с отсечкой по фазе и, в частности, в случае присоединения нескольких ламп к одному и тому же источнику питания с отсечкой по фазе, чтобы универсальное использование СИДной лампы было возможно независимо от компоновки осветительной системы.

Раскрытие предмета изобретения

В настоящем изобретении цель достигается за счет компоновки схемы, схемы обнаружения и схемы управления СИДом по независимым пунктам формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения относятся к предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения.

Основная идея настоящего изобретения состоит, в частности, в компоновке, в которой несколько ламп присоединены параллельно к источнику питания с отсечкой по фазе, т.е. содержащему диммер с отсечкой по фазе, стабильность управления может быть повышена при получении импульса тока от источника питания в пределах времени задержки 200-700 мкс после операции отсечки по фазе. Соответственно, в частности, видимое мерцание света на выходе может быть значительно сокращено.

Основная идея основана на понимании авторами того, что в некоторых типах имеющихся в настоящее время СИДных ламп, далее называемых "первым типом ламп", обычно используется принцип потребления энергии во время узкого интервала проводимости. Отрицательное dI/dt, которое создается лампами с узким интервалом проводимости, индуцирует колебания в LC-контуре присоединенного диммера с отсечкой по фазе и/или в фильтрах электромагнитных помех ламп. В свою очередь эти колебания могут вызвать "преждевременное отсоединение" симистора, когда используется диммер с отсечкой по фазе для обеспечения рабочей мощности для ламп. В контексте диммеров и, в частности, диммеров LE-типа (с отсечкой по переднему фронту), термин "преждевременное" или "непредусмотренное" отсоединение относится к переключающему устройству LE-диммера, например симистора, установленного в непроводящее состояние в неподходящий момент времени, т.е. до пересечения нулевого уровня входного напряжения переменного тока.

При приложении указанного выше импульса тока колебания сокращаются, так что диммер остается в присоединенном состоянии и функционирует предусмотренным образом. Помимо упомянутого выше сокращения видимого мерцания настоящее изобретение особенно полезно в компоновке со "смешанной нагрузкой", т.е. в компоновке, когда лампы с узким интервалом проводимости скомбинированы с лампами, в которых использован принцип потребления энергии во время широкого интервала проводимости, далее называемых "лампами с улучшенным коэффициентом мощности" или "лампами второго типа", например, соединенными параллельно с лампой первого типа. Для правильной работы лампы второго типа обычно требуют рабочей мощности во время всего широкого интервала проводимости. В этом случае преждевременное прерывание подачи энергии на лампу с (предусмотренным) широким интервалом проводимости может вызвать одну из следующих неисправностей, приводящих к неприемлемому световому выходу и/или оптическому мерцанию: "преждевременное отсоединение" диммера (особенно произвольное или неидентичное для всех ламп и/или при каждой половине цикла), флуктуации плавающего (рабочего) напряжения, дрожание положения фронта, отказ механизма обнаружения пересечения нулевого уровня и исчезновение плавающего (рабочего) напряжения на лампах.

В этом контексте термины "узкий интервал проводимости" и "широкий интервал проводимости" относятся к процентной доле времени, за которое к соответствующей лампе подводится достаточный ток (выше тока удержания источника питания с отсечкой по фазе/диммера) для удержания диммера с проводимостью, сравнимой с номинальным временем включения диммера. Время включения для диммера LE-типа (с отсечкой по переднему фронту) соответствует времени между фронтом (моментом отсечки по фазе), инициируемой диммером, и следующим пересечением нулевого уровня рабочего (сетевого) напряжения с отсечкой по фазе. Лампа первого типа с узким интервалом проводимости обычно показывает фазу отсоединения диммера, т.е. симистор диммера отключается перед следующим пересечением нулевого уровня. Фаза отсоединения лампы первого типа обычно составляет более 0,5 мс, предпочтительно 1 мс и наиболее предпочтительно 1,5 мс на половину цикла рабочего напряжения переменного тока, что, безусловно, может зависеть от уровня затемнения. Лампа первого типа (узкий интервал проводимости) характеризуется процентной долей менее 95%, предпочтительно менее 80% и наиболее предпочтительно менее 50% протяженности времени включения тока выше тока удержания диммера.

Лампа с узким интервалом проводимости обычно содержит пиковый детектор на входе. Однако интервал проводимости также может быть сужен непреднамеренно за счет принудительного вызова "преждевременного отсоединения", чтобы минимизировать потребление энергии. В альтернативном варианте или дополнительно лампа первого типа может быть охарактеризована повторяющимся пиковым током (RPC) на переднем фронте (за счет дополнительного пикового детектора) со значительным задним фронтом, т.е. сильно отрицательным dI/dt.

Лампа второго типа, обнаруживающая "широкий интервал проводимости", скомпонована для предотвращения отсоединения диммера, т.е. удержания симистора по существу в состоянии проводимости до пересечения нулевого уровня входного напряжения переменного тока. Это обычно достигается подводом достаточного тока (выше тока удержания) соответствующей лампы в каждый период или половину цикла напряжения с отсечкой по фазе переменного тока.

Обычно лампы второго типа функционируют как нелинейная резистивная нагрузка, например, соответствующая лампе накаливания. Кроме того, СИДные лампы, содержащие линейное управляющее устройство, также могут обнаруживать широкий интервал проводимости. Процентная доля времени, когда лампа проводит ток выше тока удержания диммера, обычно составляет более 90%, предпочтительно более 95% или наиболее предпочтительно более 98% от соответствующего времени включения диммера.

Также существуют лампы смешанных типов, т.е. характеризующиеся узким интервалом проводимости в первой половине цикла и характеризующиеся широким интервалом проводимости в другой половине цикла. Может быть неравное число половин циклов, в которых лампа обнаруживает узкий и/или широкий интервал проводимости. Однако соответствующая лампа может быть сконструирована для применения широкого интервала проводимости не в каждой половине цикла, но по меньшей мере каждые 10 половин циклов или более часто. Упомянутая выше работа также называется "преднамеренной работой с широким интервалом проводимости". В контексте настоящего изобретения такие лампы являются лампами второго типа.

Чтобы справиться с упомянутым выше явлением, по первому аспекту настоящего изобретения предлагается компоновка схемы и СИДная лампа, которая обеспечивает дополнительный импульс тока или "пик при нарастании" входного тока/напряжения приблизительно в момент, когда возникает отрицательный наклон тока другой лампы в той же группе с узким интервалом проводимости.

Авторы изобретения наблюдали, что если дополнительный пик при нарастании предусмотрен от 200 до 700 мкс и предпочтительно примерно при 230 мкс после нарастающего фронта импульса LE-диммера, достигается наиболее активное подавление упомянутых выше колебания и, следовательно, стабильные условия света на выходе. Этот дополнительный ток при нарастании, в частности, необходим, если по меньшей мере одна лампа первого типа скомбинирована на одном диммере по меньшей мере с одной лампой второго типа, т.е. в компоновке со "смешанной нагрузкой".

Дополнительный импульс тока временно меняет отрицательное dI/dt в диммере, вызванное лампой(ами) первого типа на положительное или по меньшей мере значительное менее отрицательное dI/dt в наиболее критической фазе, которая является "заключительной фазой" RPC ламп первого типа. Тем самым, предотвращаются или по меньшей мере ослабляются случайные колебания, так что можно предпочтительно избежать непреднамеренного отсоединения диммера.

Одной из сильных сторон настоящего изобретения является то, что оно может быть осуществлено в одной (отдельной) компоновке схемы для присоединения к диммеру, СИДной лампе с соответствующей схемой управления или даже в программном обеспечении существующего электронного устройства, т.е. микропроцессора, микроконтроллера или вычислительного блока.

Компоновка схемы по настоящему изобретению может быть использована для управления по меньшей мере одним осветительным устройством с подачей питания с отсечкой по фазе, и, в частности, осветительного устройства с низким энергопотреблением.

В этом контексте термин "осветительное устройство с низким энергопотреблением" предпочтительно, но необязательно, относится к осветительному устройству, содержащему твердотельный источник света, например, СИДный блок, такой как неорганический СИД, органический СИД, твердотельный лазер или т.п. Осветительное устройство, безусловно, может содержать более одного из упомянутых выше компонентов, соединенных последовательно и/или параллельно. Термин "с низким энергопотреблением" относится к потреблению энергии осветительным устройством по сравнению с энергопотреблением обычных осветительных средств, таких как лампа накаливания. Энергопотребление по меньшей мере одного осветительного устройства предпочтительно составляет 20 Вт, более предпочтительно менее 15 Вт, наиболее предпочтительно менее 10 Вт. В частности, низкие значения применимы, если используется один СИД (или лишь несколько СИДов). Однако настоящее изобретение не ограничивается использованием одного СИДа.

Источник питания с отсечкой по фазе обеспечивает рабочее напряжение с отсечкой по фазе, которое в основном является синусоидальным напряжением, в котором часть каждой волны/цикла (или обычно каждая полуволна/половина цикла) отрезается или отсекается. Начиная с пересечения нулевого уровня напряжения переменного тока, это может быть часть переднего фронта или часть заднего фронта.

Хотя источник питания с отсечкой по фазе в этом контексте обычно содержит "диммер", например диммер с отсечкой по фазе, иногда также называемый "контроллером срабатывания по фазе", в том смысле, что часть волны (или огибающей, соответственно) которая отрезается - что соответствует синхронизации отсечки по фазе - может быть отрегулирована оператором, также понятно, что эта часть является постоянной. В любом случае, изменение напряжения во времени (или огибающей, соответственно) обнаруживает сравнимый пошаговый спад или подъем при каждой операции отсечки по фазе. В контексте настоящего изобретения может быть использована любая технология отсечки по фазе, известная в этой области.

Компоновка схемы по настоящему изобретению содержит вход для приема рабочего напряжения с отсечкой по фазе и, таким образом, может быть приспособлена для присоединения к источнику питания.

В дополнительном или альтернативном варианте схема также может содержать выход для присоединение по меньшей мере к одному осветительному устройству. Каждый из входа и выхода может быть сформирован постоянным электрическим соединением, например, пайкой, или разъемным соединением, например, штепсельным соединением. Безусловно, каждое из упомянутых выше соединений может быть переключаемым. Кроме того, соединения могут быть непрямыми, но предпочтительно прямыми. В любом случае соединения должны обладать электрической проводимостью по меньшей мере в рабочем состоянии.

Компоновка схемы по настоящему изобретению дополнительно содержит схему инжекции импульсов, предназначенную для определения операции отсечки по фазе источника питания и подачи импульса тока от источника питания в пределах временной задержки от 200 до 700 мкс после операции отсечки по фазе. В контексте настоящего изобретения термин "время задержки" относится к времени между операцией отсечки по фазе, например, по переднему фронту, и максимумом или пиком импульса тока. Передний фронт предпочтительно соответствует моменту времени, когда напряжение возрастает по существу от нуля вольт до соответствующего напряжения цикла сетевого питания. В зависимости от диммера, длительность фронта может меняться от нескольких единиц до нескольких десятков микросекунд.

Время задержки может быть определено заранее или, как указано далее, может зависеть от одного или более параметров, таких как время включения LE-диммера.

Импульс тока может быть обеспечен любыми подходящими средствами для подвода дополнительного тока от источника питания. Это может быть обеспечено, например, путем присоединения элемента с низким сопротивлением к источнику питания или путем снижения сопротивления постоянно присоединенного элемента. В альтернативном или дополнительном варианте импульс тока может подводиться источником тока и/или импульсным преобразователем. Источник тока предпочтительно может составлять часть линейного устройства управления, наиболее предпочтительно часть линейного устройства управления с отводами, также называемого "прямым сетевым устройством управления", которое может быть предназначено для обеспечения пика тока по настоящему изобретению.

Схема инжекции импульсов может содержать любое подходящее средство для обеспечения по меньшей мере одного импульса тока. Предпочтительно схема инжекции импульсов содержит детектор синхронизации отсечки по фазе, соединенный с входом и предназначенный для определения операции отсечки по фазе источника питания, и регулируемый блок задержки, соединенный с детектором синхронизации отсечки по фазе и предназначенный для обеспечения пускового сигнала после задержки в ответ на операцию отсечки по фазе, и инжектор импульсов тока, присоединенный к блоку задержки и входу для подведения по меньшей мере одного импульса тока от блока питания с отсечкой по фазе при приеме пускового сигнала, в пределах времени задержки от 200 до 700 мкс.

Детектор синхронизации отсечки по фазе может быть любого подходящего типа для определения операции отсечки по фазе, например, вышеупомянутый тип отсечки по переднему фронту. Блок задержки является регулируемым, т.е. предназначен для инициации задержки при определении операции отсечки по фазе. Безусловно, блок задержки дополнительно может быть предназначен для регулировки с точки зрения переменной задержки, предусмотренной на соответствующем входе, регистрируемого уровня затемнения и/или присутствия других ламп и т.д. Предпочтительно детектор синхронизации отсечки по фазе предназначен для использования с источником питания/диммером с отсечкой по фазе по переднему фронту (LE-диммер), причем операция отсечки по фазе соответствует переднему фронту.

Инжектор импульсов тока может быть любого подходящего типа для обеспечения импульса тока и, например, может быть предназначен для обеспечения импульсной нагрузки для источника питания с отсечкой по фазе. Например, инжектор импульсов может содержать цепь переключаемой нагрузки, которая присоединена к входу и предназначена для обеспечения электрической нагрузки по меньшей мере временно источника питания с отсечкой по фазе во время использования.

Настоящий вариант осуществления обеспечивает, чтобы помимо нагрузки осветительного устройства, например, присоединенной к выходу компоновки схемы во время использования, присутствовала переключаемая, дополнительная электрическая нагрузка. Предпочтительно, таким образом, можно обеспечивать повышение нагрузки, независимой от осветительного устройства.

Безусловно, возможны другие варианты осуществления инжектора импульсов. Например, инжектор импульсов может содержать диссипативный и/или недиссипативный источник тока, регулируемый источник тока, регулируемую цепь утечки, понижающий преобразователь с отводами, линейный преобразователь, линейный преобразователь с отводами и/или устройство корректировки коэффициента мощности.

Предпочтительно регулируемая цепь утечки содержит по меньшей мере регулируемое переключающее устройство и резистивный элемент. В дополнительном или альтернативном варианте устройство корректировки коэффициента мощности может представлять собой повышающий, промежуточный вольтодобавочный или обратноходовый преобразователь.

Предпочтительно в недиссипативном примере инжектор импульсов может содержать буферное устройство, например, буферный конденсатор, для сохранения подводимого тока посредством импульса и обеспечения тока на СИДный блок. По этому варианту осуществления дополнительно повышается эффективность настройки. В примере устройства корректировки коэффициента мощности это устройство корректировки коэффициента мощности может содержать соответствующий накопитель энергии или буферный блок, который заряжается по меньшей мере посредством импульса тока и обеспечивает мощность по меньшей мере для одного осветительного устройства.

В отношении упомянутых выше соединений инжектора импульсов и компоновки схемы, предпочтительно, чтобы эти соединения были постоянными, и чтобы эти элементы были встроены и/или составляли часть интегральной схемы.

По предпочтительному варианту осуществления импульс тока и пик тока при нарастании приложены (максимум этого типа) в течение от 200 до 700 мкс, предпочтительно от 200 до 500 мкс, наиболее предпочтительно через 230 мкс после запуска операции отсечки по фазе (время задержки), т.е. за передним фронтом (упоминаемым далее, как "LE" источника питания/диммера). Может быть использована разная форма импульсов, например, экспоненциально спадающие импульсы.

Предпочтительно импульс тока обладает максимальной производной ниже заранее определенного значения крутизны импульса. Настоящий вариант осуществления обеспечивает особенно предпочтительное подавление колебаний, которые могут вызывать упомянутое выше непреднамеренное отсоединение диммера. Наиболее предпочтительно задний фронт импульса тока обладает максимальной производной, ниже заранее определенного значения крутизны. Общая идея настоящего варианта осуществления состоит в том, что фронт при нарастании импульса может быть крутым, но задний фронт импульса тока должен быть достаточно пологим, чтобы не индуцировать колебания, которые могут вызвать упомянутое отсоединение диммера. Предпочтительно заранее определенное значение крутизны составляет приблизительно 1-2 мА/мкс, чтобы задний фронт импульса тока обладал градиентом макс. 2 мА/мкс. Безусловно, точное значение зависит от LC комбинации диммера и эквивалентного LC любого возможного фильтра электромагнитных помех присоединенных ламп и амплитуды импульса тока (компенсация). Эти значения могут быть различны для US и EU типов конструкций.

По другому предпочтительному варианту осуществления пик тока при нарастании не обладает крутыми фронтами, т.е. сам по себе не имеет существенного dI/dt. Примерами являются формы типа гауссиана или кривой лоренца, которые обнаруживают форму зубчатого типа, с или без плато удержания.

Предпочтительно импульс тока значительно снижает общее dI/dt всех токов всех ламп, присоединенных к одному диммеру (т.е. измеренное у диммера) в диапазоне от 200 до 500 мкс за фронтом нарастания LE-диммера. Значительное снижение dI/dt в этом контексте означает, что настоящий вариант осуществления уменьшает амплитуду сильно отрицательного dI/dt до почти нейтрального или даже несколько положительного dI/dt в смешанной компоновке ламп первого типа и по меньшей мере одной лампы второго типа.

По предпочтительному варианту осуществления время, когда импульс тока прикладывается после задания переднего фронта в зависимости от времени включения диммера/источника питания. В этом варианте осуществления время задержки, таким образом, зависит от уровня затемнения диммера.

Как указано выше, термин "время включения" или время "t_on" относится к времени между операцией отсечки по фазе и последующим пересечением нулевого уровня, например, рабочего напряжения переменного тока, соответствующего фазе или интервалу проводимости диммера.

Следовательно, меньшее время включения соответствует более низкому уровню затемнения или меньшей яркости присоединенного осветительного устройства, в то время как большее время включения соответствует более высокому уровню затемнения или большей яркости. Настоящий вариант осуществления позволяет повысить стабильность диммера.

Предпочтительно блок задержки предназначен для увеличения задержки (пошагово), когда время включения диммера возрастает. Наиболее предпочтительно блок задержки предназначен для увеличения задержки, чтобы время задержки составляло от 200 до 400 мкс при t_on=2 мс до примерно 500-600 мкс при t_on=5 мс. Время включения 5 мс соответствует углу проводимости 90 градусов, причем подразумевается сеть с напряжением 230 В и сетевой частотой 50 Гц.

По одному варианту осуществления импульс тока прикладывается ко всем уровням затемнения. Однако по предпочтительному варианту осуществления импульс тока прикладывается для уровней затемнения в диапазоне угла отсечки по фазе от 18 до 90 градусов, что соответствует времени включения от 1 до 5 мс, соответственно.

По другому варианту осуществления импульс тока при нарастании прикладывается для уровней затемнения в диапазоне угла отсечки по фазе от 36 до 71 градуса (что соответствует времени включения от 2 до 4 мс, соответственно).

Чтобы обеспечить указанное выше определение времени задержки в зависимости от уровня затемнения, может оказаться необходимым определить момент синхронизации фронта отсечки по фазе в соответствующей половине цикла рабочего напряжения переменного тока, т.е. между двумя последовательными пересечениями нулевого уровня рабочего напряжения. Существуют различные возможности получения информации о моменте синхронизации или уровне затемнения.

По предпочтительному варианту осуществления схема содержит детектор пересечения нулевого уровня, соединенный со схемой инжектора импульсов для обеспечения информации о синхронизации с пересечением нулевого уровня рабочего напряжения с отсечкой по фазе. Соответственно, детектор пересечения нулевого уровня вместе с детектором синхронизации с отсечкой по фазе позволяет определить время включения, т.е. время между операцией отсечки по фазе и последующим пересечением нулевого уровня, т.е. уровень затемнения.

Инжектор импульсов по настоящему изобретению может быть предназначен для обеспечения по меньшей мере одного импульса тока с заданной амплитудой и формой. По предпочтительному варианту осуществления импульс тока обладает типичной шириной (длительность импульса = ширина = FWHM = ширина на половине высоты)) от 100 до 500 мкс, предпочтительно от 150 до 300 мкс.

Амплитуда импульса может быть выбрана в соответствии с применением.

Предпочтительно импульс тока обладает типичной высотой, т.е. пиковым значением тока дополнительного импульса на верхней части кривой тока, подводимого осветительными устройствами, от 20 до 700 мА, предпочтительно от 25 до 400 мА и наиболее предпочтительно от 25 до 200 мА. По предпочтительному варианту осуществления импульс тока обеспечивает подводимую типичную среднюю мощность от 150 до 800 мВт, предпочтительно от 200 до 500 мВт.

Однако инжектор импульсов необязательно предназначен для подвода импульсов тока постоянной амплитуды или формы. Поэтому в другом предпочтительном варианте осуществления инжектор импульсов может быть предназначен для приспособления амплитуды и/или формы импульса тока в зависимости от времени включения. Здесь высота и/или ширина импульсов не фиксирована, но зависит от угла отсечки по фазе, т.е. уровня затемнения.

Например, для диммера с отсечкой по фазе по переднему фронту, угол отсечки по фазе 90° (соответствующий отсекаемой половине синусоидальной волны) может привести к относительно высоким импульсам, в то время как малый угол отсечки по фазе, например, 30°, (соответствующий малой части отсекаемой синусоидальной волны) приведет к более низким импульсам. В первом случае присоединенное осветительное устройство рассеивает меньше энергии, чем во втором случае. Поэтому инжектор импульсов может быть приспособлен для приложения большей дополнительной нагрузки в первом случае для обеспечения правильного функционирования источника питания с отсечкой по фазе. Во втором случае зависимость амплитуды импульса помогает снизить рассеянную энергию при высоком уровне затемнения (т.е. высокий выход света), когда мощность лампы (и тепловая нагрузка теплопоглощающего устройства) высокая, и важно рассеяние энергии.

В приведенных выше примерах вариантов осуществления инжектор импульсов определяет амплитуду и/или форму импульса тока в зависимости от времени включения диммера. В дополнительном или альтернативном варианте и по другому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения компоновка схемы дополнительно содержит схему обнаружения напряжения, соединенную со схемой инжекции импульсов для обеспечения сигнала напряжения, указывающего напряжение на входе, схема инжекции импульсов предназначена для задания времени задержки и/или амплитуды импульса тока в зависимости от сигнала напряжения.

По настоящему варианту осуществления схема обнаружения напряжения предпочтительно обеспечивает сигнал напряжения, чтобы схема инжекции импульсов, например, инжектор импульса тока и/или регулируемый блок задержки могли приспосабливать момент синхронизации и/или амплитуду в зависимости от напряжения на входе.

Например, задержка в пределах времени задержки от 200 до 700 мкс и/или амплитуда импульса тока могут быть приспособлены в зависимости от обнаружения "преждевременного отсоединения" источника питания с отсечкой по фазе, т.е. перед пересечением нулевого уровня, чтобы задержка и амплитуда импульса могли быть оптимизированы для предотвращения "преждевременного отсоединения" наиболее эффективно.

Соответственно, предпочтительно, чтобы схема обнаружения напряжения "измеряла" напряжение на входных клеммах. dV/dt напряжения, т.е. его градиент, является условием для обнаружения отсоединения симистора диммера. Схема обнаружения напряжения, таким образом, может быть скомпонована для определения производной рабочего напряжения с отсечкой по фазе и сравнения этой производной с заранее определенной формой кривой градиента. Заранее определенная форма кривой градиента может, например, соответствовать градиенту типичной синусоидальной формы кривой сети. Как очевидно для специалиста в этой области, форма кривой градиента в этом случае соответствует косинусу синусоидальной формы волны.

Если dV/dt напряжения по существу не соответствует значению, которое ожидается в соответствии с заданным положением заранее определенной формы кривой градиента, произошло "преждевременное отсоединение" диммера. В данном контексте термин "по существу соответствует" следует понимать, как охватывающий незначительное отклонение ±10 В, чтобы "преждевременное отсоединение" было определено только в случае, когда dV/dt отклоняется от ожидаемого значения заранее определенной формы кривой градиента в упомянутом выше диапазоне. По настоящему варианту осуществления сигнал напряжения сравнивается с сохраненной ожидаемой формой напряжения для определения "преждевременного отсоединения", когда сигнал напряжения "искажен".

Безусловно, существуют различные альтернативные варианты для обнаружения "преждевременного отсоединения". Например, схема обнаружения может быть предназначена для применения фазы/события "тестовой нагрузки" путем подвода тока от диммера вплоть до пересечения нулевого уровня и наблюдения за напряжением. Во время подачи тестовой нагрузки компоновка схемы предназначена для подвода тока от источника питания, ток которого ниже, чем минимальный ток удержания диммера, так что одного этого тока недостаточно для удержания симистора диммера в проводящем состоянии. Когда лампа фактически может подвести этот ток, симистор должен находиться в проводящем состоянии, т.е. за счет протекающего тока на другую нагрузку. Когда ток тестовой нагрузки не может быть подведен, происходит "преждевременное отсоединение". Для обеспечения тестовой нагрузки компоновка схемы может включать регулируемую нагрузку по току. Нагрузка по току может обеспечивать сигнал обратной связи, указывающий, действительно ли протекает запрограммированный ток.

Предпочтительно при определении "преждевременного отсоединения" источника питания регулируемый блок задержки настроек по процедуре итераций для изменения времени задержки и последующего определения, произошло ли "преждевременное отсоединение". Способ завершается, когда не определено "предварительного отсоединения" после изменения времени задержки. Наиболее предпочтительно блок задержки настроен для изменения времени задержки с приращением, меньшим, чем общий диапазон задержки от 200 до 700 мкс, чтобы были возможны несколько приращений. Также предпочтительно, чтобы приращение было меньше, чем одна десятая общего диапазона задержки.

Соответствен