抗抖動相控調光器無頻閃控制方法技術

本發明專利技術提供一種抗抖動相控調光器無頻閃控制器：在低通濾波的輸出電壓和LED驅動電源內的電流控制信號之間設置無抖動直流分量處理功能電路，包括如下功能塊：瞬時低通濾波輸出信號提取功能塊、增量大小判定功能塊、步進輸出量改變功能塊和最小輸出量判定功能塊；上述功能塊依次信號相連，并帶有相應模塊之間的信號反饋。本發明專利技術還同時提供了利用上述控制器進行的抗抖動相控調光器無頻閃控制方法。本發明專利技術技術是在對相控調光器輸出的導通角整形為對應的脈寬PWM波形，并對這脈寬PWM波形進行對應的低通濾波直流分量Vin提取的基礎上，增加對應的無抖動直流分量處理功能電路來有效地提取相控調光器的輸出對應的無抖動直流分量。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種兼容相控調光器無頻閃控制方案。
技術介紹
在調光電源應用領域，有多種調光方法。其中相控調光方式是最為流行的。因為相控調光器它提供調光電源功率外還提供調光的信息。相對其他調光方案的實現成本要低的多。并且由于相控調光器已經流行十多年了，它與已有通用照明中使用的白炙燈能很好的兼容而占據了大部分的調光照明市場。相控調光器分前切和后切相控調光器。可控硅調光器是屬于前切相控調光器；由IGBT或MOSFET構成的相控調光器是屬于后切相控調光器。由相控調光器工作原理可知，當相控調光器不開通時，輸入功率為零；當相控調光器開通時，輸入功率是由LED驅動電源的輸出功率決定的。在市電半周期中，由于輸入功率是由相控調光器開通關斷控制，LED調光電源的輸出電流是帶有10Hz或120Hz紋波的；這使得LED發出的光帶有10Hz或120Hz的頻閃。這10Hz或120Hz的頻閃對人的身體健康是有影響的。為此希望相控調光電源的輸出是一直流而使得LED輸出光無頻閃。為了達到相控調光電源的輸出是一直流從而使得LED輸出光無頻閃，這需要將相控調光器輸出的導通角整形為對應的脈寬PWM波形，并對這脈寬PWM波形進行對應的直流分量提取。由于相控調光器內部控制電路中元件的非對稱性特點通常輸出都帶有一些抖動，對應的直流分量也會產生相應的抖動，因此不能僅僅經過低通濾波來獲取無抖動的直流分量。如何來有效地提取相控調光器的輸出對應的無抖動直流分量是人們期待解決的問題。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是提供一種抗抖動相控調光器無頻閃控制方法及相應的控制器。為了解決上述技術問題，本專利技術提供一種抗抖動相控調光器無頻閃控制器:在低通濾波的輸出電壓和LED驅動電源內的電流控制信號之間設置無抖動直流分量處理功能電路(如圖1所述)，所述無抖動直流分量處理功能電路包括如下功能塊:瞬時低通濾波輸出信號提取功能塊、增量大小判定功能塊、步進輸出量改變功能塊和最小輸出量判定功能塊；所述瞬時低通濾波輸出信號提取功能塊、增量大小判定功能塊、步進輸出量改變功能塊和最小輸出量判定功能塊依次信號相連(并帶有相應模塊之間的信號反饋)。本專利技術還同時提供了利用上述控制器進行的抗抖動相控調光器無頻閃控制方法:瞬時低通濾波輸出信號提取功能塊對低通濾波器輸出電壓Vin在其(瞬時低通濾波輸出信號提取功能塊I)使能信號Vsam為“I”電平條件下，在采樣脈沖Ft的規定時刻進行提取及采樣；在增量大小判定功能塊中將瞬時低通濾波輸出信號提取功能塊的輸出Va與輸出Vb(為實際當前的無抖動直流分量處理功能電路的輸出Vb)進行差值比較，即判定增量大小；如果這增量大于預定設定值(在增量大小判定功能塊中設置該“預定設定值”)，增量大小判定功能塊輸出啟動控制信號V0為“I”電平，從而啟動步進輸出量改變功能塊將實際當前無抖動直流分量處理功能電路的輸出Vb進行步進刷新；如果增量小于預定設定值，增量大小判定功能塊輸出啟動控制信號Vo為“O”電平，不需要啟動步進輸出量改變功能塊而維持實際當前無抖動直流分量處理功能電路的輸出Vb ;當增量大小判定功能塊輸出啟動控制信號Vo為“I”電平啟動步進輸出量改變功能塊時，步進輸出量改變功能塊根據這增量(即，Va與Vb的差值)的正負，將改變實際輸出量步進(為步進輸出量改變功能塊的輸出)的增加或減少，并且其增加和減少的斜率是按預定的斜率(在步進輸出量改變功能塊中設置該“預定的斜率”)變化；當這實際輸出量Vb步進刷新最終達到與瞬時低通濾波輸出信號提取功能塊輸出量Va的差值小于預定誤差值(在步進輸出量改變功能塊中設置該“預定誤差值”)內時，步進輸出量改變操作結束；在這步進輸出量改變操作過程中，步進輸出量改變功能塊輸出一一使能控制信號Vsam為“O”電平使得瞬時低通濾波輸出信號提取功能塊輸出量保持不變；瞬時低通濾波輸出信號提取功能塊輸出量Va只有當步進輸出量改變操作結束之后，步進輸出量改變功能塊輸出一一使能控制信號Vsam為“I”電平是在采樣脈沖Ft到來時會使瞬時低通濾波輸出信號提取功能塊輸出更新的前提條件之一(另一個前提條件是有采樣脈沖Ft，即，上述2個前提條件必須同時具備才能使瞬時低通濾波輸出信號提取功能塊輸出更新)；最小輸出量判定功能塊不斷地監視步進輸出量改變功能塊的輸出Vb ;當步進輸出量改變功能塊的輸出Vb小于最小輸出量判定功能塊中最小閥值(在最小輸出量判定功能塊中設置該“最小閥值”)時，最小輸出量判定功能塊輸出“O”電平；最小輸出量判定功能塊帶有回差功能以保證最小輸出量判定功能塊輸出電平VDr的確定。 作為本專利技術的抗抖動相控調光器無頻閃控制方法的改進:由于無抖動直流分量處理功能電路操作特點，步進輸出量改變功能塊輸出的實際直流控制量Vb只有當其與瞬時低通濾波輸出信號提取功能塊的輸出量Va的差距超過預定差距(預定設定值)時，步進輸出量改變功能塊輸出Vb才會刷新并以預定步進速度(預定的斜率)將實際輸出量Vb刷新到瞬時低通濾波輸出信號提取功能塊的輸出量Va ;顯然只要瞬時低通濾波輸出信號提取功能塊的輸出量Va與步進輸出量改變功能塊輸出量Vb的差值小于預定差距(預定設定值)，雖然低通濾波輸出信號提取功能塊的輸出量Va有變化，步進輸出量改變功能塊輸出量Vb保持不變；這樣可以保證步進輸出量改變功能塊輸出量Vb能有效的抑制由于相控調光器內部控制電路中元件的非對稱性特點而產生的一些抖動。作為本專利技術的抗抖動相控調光器無頻閃控制方法的進一步改進:所述瞬時低通濾波輸出信號提取功能塊包括邏輯與門、單穩觸發器和采樣保持器;采樣脈沖Ft和使能控制信號Vsam經邏輯與門的邏輯處理后的輸出產生采樣使能信號，該采樣使能信號經單穩觸發器產生采樣脈沖(1us脈寬)，該采樣脈沖控制采樣保持器進行采樣；采樣保持器對低通濾波器輸出電壓Vin采樣從而輸出電壓為Va0備注說明:采樣保持器可以模擬電路，也可以模擬+數字電路，此為常規技術。作為本專利技術的抗抖動相控調光器無頻閃控制方法的進一步改進:增量大小判定功能塊為窗口比較器，包括電阻分壓網絡、三電阻分壓網絡、比較器、輸出電阻；瞬時低通濾波輸出信號提取功能塊的輸出電壓Va經分壓電阻網絡分壓，得到Vaa ;步進輸出量改變功能塊的輸出電壓Vb經三電阻分壓網絡，得到兩個窗電壓Vch和V α，上述2個窗電壓Vch和V α在各自對應的比較器中與Vaa進行比較，2個比較器產生的輸出各自經過I個二極管合并后進入輸出電阻，輸出電阻上的電壓是窗口比較器的輸出電壓Vo ;當Vaa的值在兩個窗電壓VeH和V α之間時，增量大小判定功能塊的輸出電壓Vo為“O” ;反之，增量大小判定功能塊的輸出電壓Vo為“ I ”。備注說明:兩個窗電壓VCH和VCL的差值即為增量大小判定功能塊中設置的“預定設定值”。 作為本專利技術的抗抖動相控調光器無頻閃控制方法的進一步改進:步進輸出量改變功能塊包括正負增量判定器(為:比較器)、狀態寄存器(為:R_S觸發器)、加減計數器、數模變換器、步進脈沖源Fs和窗口比較器(35);備注說明:步進輸出量改變功能塊還包括邏輯反相器；該窗口比較器同增量大小判定功能塊所述的窗口比較器；分成如下兩種情況:情況一、增量大小判定功能塊的輸出電壓Vo為“ I”時，狀態寄存器置位本文檔來自技高網...

【技術保護點】
抗抖動相控調光器無頻閃控制器，其特征是：在低通濾波的輸出電壓和LED驅動電源內的電流控制信號之間設置無抖動直流分量處理功能電路，所述無抖動直流分量處理功能電路包括如下功能塊：瞬時低通濾波輸出信號提取功能塊(1)、增量大小判定功能塊(2)、步進輸出量改變功能塊(3)和最小輸出量判定功能塊(4)；所述瞬時低通濾波輸出信號提取功能塊(1)、增量大小判定功能塊(2)、步進輸出量改變功能塊(3)和最小輸出量判定功能塊(4)依次信號相連。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：翁大豐，孫建中，魏其萃，
申請(專利權)人：魏其萃，
類型：發明
國別省市：浙江;33