CN104770064A - 利用具有附接状态控制的受控电容充电的功率转换 - Google Patents

Abstract

一种电子系统包括控制器，该控制器主动控制储能电容器的充电和放电速率以保持与调光器的兼容性。该控制器在开关功率转换器中主动控制电容器电路的充电直至在该电容器电路两端达到第一电压电平。该控制器进一步允许电容器放电，以在该电容器电路两端获得第二电压电平。该第二电压电平足以汲取通过切相调光器的电流以防止调光器过早地重置，并且在线路电压的各个周期中，第一电压足以允许电容器放电至第二电压电平。

Description

利用具有附接状态控制的受控电容充电的功率转换

相关申请的交叉引用

根据35 U.S.C.§119(e)和37 C.F.R.§1.78，本申请要求于2012年8月27日提交的题为“Single Stage and Stage and a Half LED LampController”的美国临时申请第61/693,351号的权益，通过引用将其全文并入本文中。根据35 U.S.C.§120和37 C.F.R.§1.78，本申请还要求于2013年3月15日提交的的美国专利申请第13/836,423号的权益，通过引用将其全文并入本文中。

技术领域

本发明总体上涉及电子学的领域，并且更具体地，涉及利用对包括调光器附接状态控制的受控电容进行充电的功率转换。

背景技术

很多电子系统利用开关功率转换器(switching power converter)将来自一个源的功率转换成负载可用的功率。此外，很多电子系统还使用调光器，该调光器促使开关功率转换器的控制器根据调光等级修改传输给负载的输出功率。例如，在照明系统中，调光器将输入信号提供给照明系统，并且负载包括一个或多个光源，例如，一个或多个发光二极管(LED)或一个或多个荧光光源。来自调光器的调光等级促使照明系统调整传输给灯具的功率，因此，根据调光等级来增大或减小灯具的亮度。存在多种不同类型的调光器。很多常见的基于模拟的调光器利用用于交流电装置的三极管(“三端双向可控硅开关(triac)”)来对交流电(“AC”)电源电压的各个周期的相位角进行调制。调制电源电压的相位角通常还被称为“斩波(chopping)”或“相位切割(phase cutting)”电源电压。相位切割电源电压促使提供给照明系统的电压快速地“接通”和“断开”，从而控制传输给照明系统的平均功率。

图1描述了一种照明系统100，该系统包括切相调光器(phase cutdimmer)102。切相调光器102可以是任何类型的调光器，例如，前沿(leading edge)、后沿(trailing edge)或中心切割调光器。在于2010年8月17日提交的并且发明人为John L.Melanson的题为“Dimmer OutputEmulation”的美国专利申请第12/858,164号的背景技术部分中描述了基于三端双向可控硅开关的前沿调光器。照明系统100从电压电源104接收AC电源电压V_SUPPLY。由电压波形202表示的电源电压V_SUPPLY例如在美国标称为60Hz/120V线路电压，或者在欧洲标称为50Hz/230V线路电压。切相调光器102对输入电压V_IN进行相位切割，以生成相位切割输入电压V_{Φ_IN}，并且全桥二极管整流器106对相位切割输入电压V_{Φ_IN}进行整流，以生成相位切割的、整流后的线路输入电压V_{Φ_DIM}。

照明系统100还包括控制器112，该控制器生成控制信号CS₀以通过开关功率转换器108将电压V_{Φ_DIM}控制为输出电压V_LED。开关功率转换器108可以是任何类型的开关功率转换器。存在多种类型的开关功率转换器。通常，开关功率转换器包括电容器114或在开关功率转换器的输入处的多个额外的电容器(未显示)、在开关功率转换器内的电容器116、和/或在开关功率转换器的输出处的电容器118。例如，两级开关功率转换器的第一级通常是升压开关功率转换器，但是还可以是降压或变压器耦合级。第二级例如是回扫、降压或其他拓扑，例如，谐振拓扑。两级开关功率转换器通常包括在开关功率转换器的输入处的高频电磁干涉电容器以及在第一级之后的链路电容器。电容器储存能量以使至负载110的功率传输平滑，并且平滑化的程度通常取决于电容器尺寸和开关功率转换器拓扑。两级开关功率转换器具有灵活性，但是通常包括比单级开关功率转换器更多的元件。因此，两级开关功率转换器通常更昂贵。

单级开关功率转换器将功率直接从相位切割的整流电压V_{Φ_DIM}转换成用于一个或多个LED 100的直流(DC)电压。单级开关功率转换器例如是回扫、降压或升压-降压型开关功率转换器。单级开关功率转换器在位置118处通常包括一个大型储能电容器，并且在高效率的一个或多个LED 100的动态阻抗造成一个或多个LED 100的效率增大时，电容器的尺寸通常增大。峰值整流型开关功率转换器包括在开关功率转换器的输入处的大型电容器，该电容器针对整流电压V_{Φ_DIM}的各个周期储存能量。峰值整流的开关功率转换器通常比较便宜。然而，峰值整流的开关功率转换器的功率因数通常比其他单级和两级换功率转换器更差，并且在储能电容器上的脉动(ripple，纹波)压力常常较高。此外，在使用传统的峰值整流的开关功率转换器时，还损害了在开关功率转换器108和/或效率之间的兼容性。

发明内容

在本发明的一个实施方式中，提供了一种方法，该方法包括：在开关功率转换器中主动(actively)控制电容器电路的充电速率直至电容器电路两端达到第一电压电平。该方法还包括允许电容器放电以在电容器电路两端获得第二电压电平，其中，第二电压电平足以汲取通过切相调光器的电流以防止调光器过早地重置，并且在线路电压的各个周期中，所述第一电压足以允许所述电容器放电至所述第二电压电平。

在本发明的另一个实施方式中，提供了一种设备，该设备包括控制器，并且控制器被配置为在开关功率转换器中主动控制电容器电路的充电速率直至电容器电路两端达到第一电压电平。控制器还被配置为允许电容器放电以在电容器电路两端获得第二电压电平，其中，第二电压电平足以汲取通过切相调光器的电流以防止调光器过早地重置，并且在线路电压的各个周期中，第一电压足以允许电容器放电至第二电压电平。

在本发明的进一步的实施方式中，提供了一种设备，该设备包括：具有开关的开关功率转换器，并且开关的导通性控制通过开关功率转换器进行的功率转换；负载，耦接至开关功率转换器；电容器电路，耦接至开关功率转换器；以及控制器，耦接至开关功率转换器的开关和电容器电路，其中，控制器被配置为：在开关功率转换器中主动控制电容器电路的充电速率直至电容器电路两端达到第一电压电平；以及允许电容器放电以在电容器电路两端获得第二电压电平，其中，第二电压电平足以汲取通过切相调光器的电流以防止调光器过早地重置，并且在线路电压的各个周期中，第一电压足以允许电容器放电至第二电压电平。

附图说明

通过参照附图可以更好地理解本发明，并且对于本领域的技术人员，本发明的多个目标、特征以及优点显而易见。贯穿多个附图使用相同的参考数字表示同样的或相似的部件。

图1(标记为现有技术)描述了具有单级或多级开关功率转换器的照明系统。

图2示出了包括主动控制储能电容器电路的充电和放电的控制器的电子系统。

图3示出了表示图2的电子系统的一个实施方式的电子系统。

图4示出了与图2的电子系统相关联的示例性波形。

图5示出了一个示例性电容器电路。

具体实施方式

在至少一个实施方式中，一种系统和方法包括电子系统，该电子系统具有控制器，该控制器主动控制储能电容器的充电和放电速率以保持与调光器的兼容性，并且在至少一个实施方式中，该控制器提供比传统的峰值整流型开关功率转换器更好的功率因数。在至少一个实施方式中，控制器将在开关功率转换器中的电容器电路的充电主动控制为在该电容器电路两端的第一电压电平。在至少一个实施方式中，开关功率转换器是变型后的峰值整流的设计，该设计在电容器电路两端具有第一电压电平，该电压电平的值小于提供给开关功率转换器的输入线路电压的峰值。在至少一个实施方式中，该控制器进一步允许电容器放电，以在该电容器电路两端获得第二电压电平。该第二电压电平足以汲取在前沿调光器的触发变换(firing transition)时的电流。在至少一个实施方式中，该电流足以防止调光器的三端双向可控硅开关过早地重置。在线路电压的各个周期中，第一电压足以允许电容器放电至第二电压电平。

图2示出了包括主动控制储能电容器电路204的充电和放电的控制器202的电子系统200。储能电容器电路204的特定配置是设计选择问题。在至少一个实施方式中，储能电容器电路204包括连接至开关206的至少一个电容器，并且在至少一个实施方式中，包括经由导电路径208连接至开关206或者连接至参考电压V_REF的一个或多个额外电容器。控制器202生成开关控制信号CS₁，以控制开关206的导通性。开关206可以是任何类型的开关，并且例如是场效应晶体管(FET)或双极结型晶体管(BJT)。开关206和电阻器218共同控制电容器电路204的充电。开关206、电阻器218以及电容器电路204的特定电路和装置实现方式是设计选择问题。在至少一个实施方式中，由控制器202控制的开关206、电阻器218以及电容器电路204相结合，以允许在电压V_{Φ_DIM}的前沿上具有受控的充电电流，并且允许在稍后的时间随后断开电容器电路204，以将能量提供给开关功率转换器210。

在切相调光器102包括三端双向可控硅开关212并且切相调光器102在电源电压V_IN的周期内初始接通(即，导电)时，在基于三端双向可控硅开关的调光器(未显示)中的电感器和电容器共同形成谐振电路214，例如，在于2011年8月24日提交的并且发明人为Eric J.King和John L.Melanson的题为“Multi-Mode Dimmer Interfacing Including Attach StateControl”的美国专利申请第13/217,174号中更详细地进行了说明，通过引用将其并入本文中。在三端双向可控硅开关212初始导通时，谐振电路214可以对开关功率转换器210造成在输入处的突变电压和电流变化。在至少一个实施方式中，如果由功率转换器系统216呈现给基于三端双向可控硅开关的切相调光器104的输入阻抗足够高以防止谐振电路214的过分衰减，那么通过三端双向可控硅开关212的电流i_DIM将减小为低于“保持电流(hold current)”值。该“保持电流”值是与三端双向可控硅开关212相关联的阈值。如果流过三端双向可控硅开关的电流i_DIM减小为低于保持电流值，那么在电源电压V_IN的周期中，三端双向可控硅开关212过早地重置，即，变得不导电。如果三端双向可控硅开关212过早地重置，那么功率转换器系统216的输入电压V_{Φ_IN}中断，这可以使由开关功率转换器210所提供的输出功率产生误差和中断。在输出功率不与切相调光器102的调光等级精确相关时，在输出功率中发生一个示例性误差。

在至少一个实施方式中，为了防止切相调光器102过早地重置，在感测输入电压V_{Φ_DIM}的前沿之后，控制器202主动控制电流i_{Φ_R}的更小变换，这控制了调光器电流i_DIM以防止三端双向可控硅开关212过早地重置。主动控制电流i_{Φ_R}的渐减变换以防止三端双向可控硅开关212过早地重置的处理在本文中被称为“附接调光器(attaching the dimmer)”。在至少一个实施方式中，通过主动控制电容器电路204的充电，控制器202主动控制电流i_{Φ_R}的渐减变换，以便在电容器电路204上的电压V_C达到预定的第一电压值V_{C_1}，例如，参照图3和图4更详细地进行了示出并且随后进行了讨论。

然而，在至少一个实施方式中，除了以足以附接调光器102的速率主动控制将电容器电路204充电至第一电压电平V_{C_1}，控制器202还主动确定第一电压电平V_{C_1}的值。控制器202确定第一电压电平V_{C_1}的值，使得在整流的线路输入电压V_{Φ_DIM}周期的一部分中，电容器电路204将充足的能量提供给开关功率转换器210，并且使得在电容器电路204上的电压V_C衰减为特定的第二电压电平V_{C_2}(例如，后面在图3和图4中更详细地进行了说明)。第二电压电平V_{C_2}允许控制器202重复附接调光器至功率转换器216并且将充足的能量提供给开关功率转换器210。因此，通过将电容器电路204充电至第一电压值V_{C_1}，控制器202连接切相调光器102，在输入电压V_{Φ_DIM}的一部分周期中，将能量提供给开关功率转换器210，并且建立第二电压电平V_{C_2}，该第二电压电平允许控制器202重复地附接调光器并且将充足的能量提供给开关功率转换器210。

在控制器202检测电压V_{Φ_DIM}的前沿时，通过生成开关控制信号CS₁以接通开关206(即，导电)，控制器202主动控制电容器电路204的充电。在开关206接通时，电流i_C流过开关206和电阻器218，并且为电容器电路204充电。电阻器218的阻抗和电容器电路204的电容提供时间常数，该时间常数与开关206的导通性一起共同控制充电速率，因此，汲取电流i_{Φ_R}以便为电容器电路204充电。控制器202保持开关206接通，直到电容器电路电压V_C达到第一电压值V_{C_1}，然后，断开开关206。在电压V_{Φ_DIM}的低输入电压电平阶段，二极管220允许使用在电容器电路204内的能量，这使电容器电路204部分放电，以将能量提供给负载222。在电压V_{Φ_DIM}下降到低于电容器电路电压V_C时，电容器电路204通过电流i_{C_E}将能量提供给开关功率转换器210，直到发生V_{Φ_DIM}的下一个前沿。开关功率转换器210通过输出电压V_OUT和输出电流i_OUT将功率提供给负载222。开关功率转换器210可以是任何类型的开关功率转换器，例如，回扫、降压、升压-降压、升压或Cúk型开关功率转换器。负载222可以是任何类型的负载，例如，一个或多个LED。在于2011年3月31日提交的、发明人为Robert T.Grisamore、Firas S.Azrai、Mohit Sood、John L.Melanson以及EricJ.King并且受让人为Cirrus Logic公司的题为“Dimmer Detection”的美国专利申请第13/077,483号中；以及在发明人为John L.Melanson和John J.Paulos并且受让人为Cirrus Logic公司的题为“Multi-function Duty CycleModifier”的美国专利第8,018,171号中，描述了用于检测电压V_{Φ_DIM}的前沿的一个示例性系统和方法，通过引用将这两篇专利的全文并入本文中。如果控制器202未检测电压V_{Φ_DIM}的前沿，那么第一电压电平V_{C_1}和第二电压电平V_{C_2}进行控制器选择，以优化电子系统200的功率因数或效率。在未检测电压V_{Φ_DIM}的前沿时，第一电压电平V_{C_1}和第二电压电平V_{C_2}的特定值是设计选择问题，并且在至少一个实施方式中，例如，取决于负载222的输出电压V_OUT和负载222的功率要求。可以通过经验确定用于优化电子系统200的功率因数或效率的第一电压电平V_{C_1}和第二电压电平V_{C_2}的特殊值。

图3示出了表示电子系统200的一个实施方式的电子系统300。图4示出了与电子系统300相关联的示例性波形。参照图3和图4，在时间t₀，电压V_{Φ_DIM}在零交叉点(zero crossing)处，并且在至少一个实施方式中，控制器302通过路径304汲取粘合电流(glue current)i_GLUE，以允许三端双向可控硅开关212在由切相调光器102的内部定时机构表示的适当时间点燃，即，导电。通过引用将于2010年8月17日提交的并且发明人为JohnL.Melanson的题为“Dimmer Output Emulation”的美国专利申请号12/858,164以及于2011年11月4日提交的并且发明人为Eric J.King和John L.Melanson的题为“Switching Power Converter Input VoltageApproximate Zero Crossing Determination”的美国专利申请第13/290,032号并入本文中，并且描述了生成粘合电流的示例性实施方式。

在时间t₁，控制器302检测电压V_{Φ_DIM}的前沿402，并且生成控制信号CS₁的脉冲404以接通开关206。在电压V_{Φ_DIM}的前一个周期(未示出)结束时，在电容器306上的电压V_C处于第二电压电平V_{C_2}处。电容器306表示电容器电路204的一个实施方式。根据负载222的输出电压V_OUT、功率、脉动要求以及设计选择，电容器306的值通常是0.5uF至20uF。由于开关206导通，所以在时间t₁，在电容器306上的电压V_C从第二电压电平V_{C_2}提高为第一电压电平V_{C_1}。在时间t₁与t₂之间，流过开关206并且促使电容器306充电至第一电压电平V_{C_1}的电流i_C足以连接调光器。在时间t₂，在电容器306两端上的电压V_C达到第一电压电平V_{C_1}，并且控制器302生成控制信号CS₁以断开开关206。因此，在出现前沿402之后，在电压V_{Φ_DIM}的初始部分期间，电压V_C上升为第一电压电平V_{C_1}。然而，与传统的峰值整流系统不同，控制器202使用开关206和电阻器218主动控制电压V_C的上升速率，并且电压提高V_C为第一电压电平V_{C_1}，在至少一个实施方式中，该第一电压电平小于线路输入电压V_{Φ_DIM}的峰值V_{Φ_DIM_PEAK}。

在电容器306两端上的电压V_C保持在第一电压电平V_{C_1}，直到在时间t₄，线路输入电压V_{Φ_DIM}降低为低于第一电压电平V_{C_1}。在时间t₅，出现电压V_{Φ_DIM}的下一个前沿406。在时间t₄与t₅之间，在线路输入电压V_{Φ_DIM}的波谷中，电压V_C高于线路输入电压V_{Φ_DIM}，并且电容器306通过电流i_{C_E}将能量提供给回扫型开关功率转换器308。由于电容器306将能量提供给开关功率转换器308，所以在电容器306上的电压减小，并且在时间t₂达到第二电压电平V_{C_2}。

等式1表示在时间段T₁期间从电容器306传输给开关功率转换器308的能量E_{C_TRANFERRED}的量：

等式1：E_{C_TRANFERRED}＝1/2·C·(V_{C_1} ²-V_{C_2} ²)，

其中，C是电容器306的电容值，V_{C_1}是在电容器306上的第一电平电压值，并且V_{C_2}是在电容器306上的第二电平电压值。在至少一个实施方式中，电压V_{C_2}的特殊值与线路输入电压V_{Φ_DIM}的相位角相关联，并且可以通过经验为诸如一个或多个LED 310的特定负载确定针对各个相位角的该特定值。

等式2表示针对线路输入电压V_{Φ_DIM}的给定的相位角提供给开关功率转换器308的能量E_SPC：

等式2：E_SPC＝T₁·P，

其中，T₁是在时间t₄与t₅之间的时间段，这表示电容器306将能量提供给开关功率转换器308的时间量。通过确定在控制器302促使开关206停止导通的时间与在控制器302检测电压V_{Φ_DIM}的下一个前沿的时间之间的时间，控制器302确定T₁的值。P是提供给开关功率转换器308的功率的量，用于转换和提供给一个或多个LED 310。在至少一个实施方式中，由于提供给一个或多个LED 310的功率的量直接与电压V_{Φ_DIM}的相位角以及一个或多个LED 310的相应功率利用相关联，所以针对每个相位角预先确定功率P的量的值。于2008年3月12日提交的受让人为Cirrus Logic公司的题为“Ballast for Light Emitting Diode Light Sources”的美国专利第7,852,017号描述了用于检测电压相位角的示例性系统和方法，通过引用将其并入本文中。

在至少一个实施方式中，控制器302确定第一电压电平V_{C_1}和时间T₁的值，使得对于电容器306的电容C的已知值、第二电压电平V_{C_2}以及提供给开关功率转换器308的功率P的量，等式1等于等式2。在至少一个实施方式中，控制器302在电压V_{Φ_DIM}连续周期之上进行迭代，以获得第一电压电平V_{C_1}和时间T₁的值，使得等式1等于等式2。在至少一个实施方式中，使用凭经验获得的数据，初始化在等式1和等式2中的变量的值，并且如果在电子系统300的操作期间使用初始化值，等式1不等于等式2，那么控制器302迭代这些值。换言之，如果在电压V_{Φ_DIM}的一个周期上，未满足第二电压电平V_{C_2}的期望值，那么为下一个周期调整第一电压电平V_{C_1}的值。在至少一个实施方式中，这个迭代处理尽可能地增大了电子系统200的效率以及在功率转换器216与切相调光器102之间的兼容性。

在变压器316的二次绕组314侧，控制器302使用回扫型开关功率转换器308将电压V_{Φ_DIM}转换成LED驱动电流i_LED和负载电压V_LED。控制器302将源控制提供给FET 312的电源，以控制回扫型开关功率转换器308，从而控制电流i_{C_E}、LED驱动电流i_LED以及负载电压V_LED。电流i_{C_E}、LED驱动电流i_LED以及负载电压V_LED的值与电压V_{Φ_DIM}的相位角相关联。一个或多个LED 310的亮度与LED驱动电流i_LED的值直接相关联。因此，一个或多个LED 310的亮度直接符合电压V_{Φ_DIM}的相位角。

控制器302控制FET 312的导通性，以控制电流i_{C_E}满足一个或多个LED 310的功率要求。对于n通道FET，FET 312利用固定的栅极电压V_G偏置，在电源电压V_SOURCE小于栅极电压V_G减去FET 606的阈值电压时导电(即，接通)，并且在电源电压V_SOURCE大于栅极电压V_G减去FET 312的固有阈值电压时不导电(即，断开)。在FET 312导电时，电流i_{C_E}通过变压器316的一次绕组320上升。在FET 312导电并且电流i_{C_E}流入一次绕组320内时，二极管322和变压器316的点规定(dot convention)防止LED电流i_LED流过二次绕组314。在控制器302关闭FET 312时，电流i_{C_E}降低为0，并且在一次绕组320两端上的电压反转一段时间，该时间段被称为“回扫时间”。在回扫时间中，二次电流i_S快速上升并且为电容器324充电。电容器324将输出电压V_LED和电流i_LED提供给一个或多个LED 310。二极管和电阻器-电容器滤波器电路326提供用于电压扰动的路径。

在于2012年12月14日提交的发明人为John L.Melanson、PrashanthDrakshapalli以及Siddharth Maru的题为“Isolation of Secondary TransformerWinding Current During Auxiliary Power Supply Generation”的美国专利申请第13/715,451号中，描述了一种示例性回扫型开关功率转换器以及相应的控制和辅助电源，通过引用将其全文并入本文中。将于2011年11月4日提交的并且发明人为John L.Melanson和Eric J.King的题为“ControlledPower Dissipation in a Switch Path in a Lighting System”美国专利申请第12/289,845号以及于2013年2月22日提交的并且发明人为Eric J.King、John L.Melanson以及Daniel J.Baker的题为“Mixed Load CurrentCompensation for LED Lighting”的美国专利申请第13/774,914号通过引用被并入本文中，并且描述了用于控制FET的电源的示例性系统和方法。控制器302的特定实现方式是设计选择问题。例如，控制器302可以(i)被实施为集成电路，例如包括用于执行储存在存储器内的软件或固件指令的处理器；(ii)使用离散元件来实施；或者(iii)使用上述的任何组合来实施。此外，在至少一个实施方式中，在灯具内包含除了电压电源104和切相调光器102之外的电子系统300内的所有元件。

图5示出了电容器电路500，该电容器电路表示电容器电路204的另一个实施方式。为了参考的目的，节点A和B与图2的节点A和B相对应。电容器电路500包括在开关206接通时进行充电的电容器502。在开关206断开时，电容器502和504通过二极管506、508以及510进行放电。通过利用两个电容器502和504，在电压V_{Φ_DIM}没有进行相位切割时与电压V_{Φ_DIM}同相地汲取更多的电流，这增大了电子系统200的功率因数。根据负载222的输出电压V_OUT、负载222使用的功率、脉动要求以及设计选择，电容器502和504的值通常是0.5uF至20uF。电容器502和504的两个值可以相同或者可以是不同的，并且电容器502通常具有比电容器504更大的电容。因此，电子系统包括控制器，该控制器主动控制储能电容器的充电和放电速率以保持与调光器的兼容性。该控制器将在开关功率转换器中主动控制电容器电路的充电至该电容器电路两端的第一电压电平。该控制器进一步允许电容器放电，以获得在该电容器电路两端的第二电压电平。该第二电压电平足以提供通过基于三端双向可控硅开关的调光器的电流的渐减变换，以防止调光器的三端双向可控硅开关过早地重置。在线路电压的各周期中，第一电压足以允许电容器放电至第二电压电平。

虽然详细地描述了实施方式，但是应理解的是，在不背离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行各种变化、替换以及变型。

Claims (23)

1.一种方法，包括：

在开关功率转换器中主动控制电容器电路的充电速率直至所述电容器电路两端达到第一电压电平；以及

允许电容器放电以在所述电容器电路两端获得第二电压电平，其中，所述第二电压电平足以汲取通过切相调光器的电流以防止所述调光器过早地重置，并且在线路电压的各个周期中，所述第一电压足以允许所述电容器放电至所述第二电压电平。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，主动控制所述电容器的充电包括：

以防止所述切相调光器的三端双向可控硅开关过早地重置并且允许所述电容器电路两端的电压达到所述第一电压电平的速率来控制通过所述电容器电路的电流。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，控制通过所述电容器电路的电流进一步包括：

控制耦接至所述电容器电路的开关的导通性。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述开关是由以下各项组成的组中的部件：双极结型晶体管和场效应晶体管。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，主动控制所述电容器电路的充电进一步包括：

设置所述第一电压电平和所述第二电压电平，使得电容器网络从所述第一电压电平到所述第二电压电平的放电向负载提供近似量的能量，所述负载耦接至所述开关功率转换器，其中，所述能量的量与提供给所述开关功率转换器的输入线路电压的相位角相关。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，

主动控制所述电容器电路的充电进一步包括：

控制一个或多个开关以调节来自耦接至参考电压节点的所述电容器电路的端子的电流；以及

允许所述电容器放电以在所述电容器电路两端获得所述第二电压电平包括：

控制所述一个或多个开关以中止流过所述一个或多个开关的电流。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电容器电路由单个的电容器组成。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电容器电路包括多个电容器。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电容器电路两端的所述第一电压电平小于提供给所述开关功率转换器的输入线路电压的峰值。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述切相调光器是包括三端双向可控硅开关的基于三端双向可控硅开关的调光器，并且所述第二电压电平足以汲取通过所述基于三端双向可控硅开关的调光器的电流，以防止所述调光器的所述三端双向可控硅开关过早地重置，并且在所述线路电压的各个周期中，所述第一电压足以允许所述电容器放电至所述第二电压电平。

11.一种设备，包括：

控制器，其中，所述控制器被配置为：

在开关功率转换器中主动控制电容器电路的充电速率直至所述电容器电路两端达到第一电压电平；以及

允许电容器放电以在所述电容器电路两端获得第二电压电平，其中，所述第二电压电平足以汲取通过切相调光器的电流以防止所述调光器过早地重置，并且在线路电压的各个周期中，所述第一电压足以允许所述电容器放电至所述第二电压电平。

12.根据权利要求1所述的设备，其中，用于主动控制所述电容器的充电的所述控制器进一步被配置为：

以防止所述切相调光器的三端双向可控硅开关过早地重置并且允许所述电容器电路两端的电压达到所述第一电压电平的速率来控制通过所述电容器电路的电流。

13.根据权利要求2所述的设备，其中，用于控制通过所述电容器电路的电流的所述控制器进一步被配置为：

控制耦接至所述电容器电路的开关的导通性。

14.根据权利要求3所述的设备，其中，所述开关是由以下各项组成的组中的部件：双极结型晶体管和场效应晶体管。

15.根据权利要求1所述的设备，其中，用于主动控制所述电容器的充电的所述控制器进一步被配置为：

设置所述第一电压电平和所述第二电压电平，使得电容器网络从所述第一电压电平到所述第二电压电平的放电向负载提供近似量的能量，所述负载耦接至所述开关功率转换器，其中，所述能量的量与提供给所述开关功率转换器的输入线路电压的相位角相关。

16.根据权利要求1所述的设备，其中，

用于主动控制所述电容器的充电的所述控制器进一步被配置为：

控制一个或多个开关以调节来自耦接至参考电压节点的

所述电容器电路的端子的电流；以及

用于允许所述电容器放电以在所述电容器电路两端获得所述第二电压电平的所述控制器进一步被配置为：

控制所述一个或多个开关以中止流过所述一个或多个开关的电流。

17.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电容器电路由单个的电容器组成。

18.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电容器电路包括多个电容器。

19.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电容器电路两端的所述第一电压电平小于提供给所述开关功率转换器的输入线路电压的峰值。

20.根据权利要求1所述的设备，其中，所述切相调光器是包括三端双向可控硅开关的基于三端双向可控硅开关的调光器，并且所述第二电压电平足以汲取通过所述基于三端双向可控硅开关的调光器的电流，以防止所述调光器的所述三端双向可控硅开关过早地重置，并且在所述线路电压的各个周期中，所述第一电压足以允许所述电容器放电至所述第二电压电平。

21.根据权利要求11所述的设备，其中，所述控制器包括集成电路。

22.一种设备，包括：

具有开关的开关功率转换器，并且所述开关的导通性控制通过开关功率转换器进行的功率转换；

负载，耦接至所述开关功率转换器；

电容器电路，耦接至所述开关功率转换器；以及

控制器，耦接至所述开关功率转换器的所述开关和所述电容器电路，其中，所述控制器被配置为：

在所述开关功率转换器中主动控制所述电容器电路的充电速率直至所述电容器电路两端达到第一电压电平；以及

允许电容器放电以在所述电容器电路两端获得第二电压电平，其中，所述第二电压电平足以汲取通过切相调光器的电流以防止所述调光器过早地重置，并且在线路电压的各个周期中，所述第一电压足以允许所述电容器放电至所述第二电压电平。

23.根据权利要求21所述的设备，其中，所述负载包括一个或多个发光二极管。