用于检测负载类型的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请主张2019年12月13日提交的第62/947899号美国临时专利申请和2020年1月15日提交的第62/961396号美国临时专利申请的优先权和利益，其中每一个在此通过引用全部并入本文中。

技术领域

本发明一般涉及电调光器，更具体地，涉及检测负载类型并相应地调光负载的调光器。

背景技术

有些灯，特别是低压LED，可以调暗到非常低的亮度水平；但如果从冷启动(在灯/灯泡关闭相当长的时间后)打开或在低亮度水平下关闭和重新打开，则不会始终亮起。或者，如果它们确实亮起，在被调光器打开之后，在照明发生之前可能会有明显的时间延迟。此外，即使调光器在低PWM下感应到负载电流，也不能保证驱动器或灯泡产生光输出。调光器无法感应光线，并且在低PWM下检测负载电流不一定指示光线。

调光器可以通过实现“脉冲通电”算法来解决这个问题，即在足够高的电压下打开灯泡，使其亮起，然后将负载电压降低到用户设定的低亮度水平。换一种说法：当调光单元从关闭状态切换到打开状态时，如果用户将调光器设置为低调光水平(即，低电压LED灯泡不会亮起的调光水平)，调光器输出将下降到接近中间范围，然后向下降到用户设置。如果调光水平高于定义的低设置区域，则无需升压，并且调光器正常上升至所选水平。升压仅用于确保驱动器/灯泡在降到低调光器设置之前完全打开(灯泡亮起，处于预定义的升压水平)并且可以工作，而不会出现灯光闪烁或无法打开的情况。升压模式允许用户可靠地从上电获得最小的调光水平，无论负载是刚刚打开还是已经关闭了很长时间。

在一个示例中，当感应到负载时，调光器首先检查当前调光水平设置，并且如果低于，例如32VAC(2毫秒的相位控制时间)(尽管可以使用其他电压和定时)，则采用升压模式。升压模式从低水平开始变暗，并逐渐上升到升压调光水平，并保持在该水平足够长的时间，以确保驱动器/灯泡被初始化，然后逐渐下降到当前调光器水平设置。根据这个示例实现，升压调光似乎是故意的，并且不会导致闪烁或闪光。同样，升压仅在某些驱动器/灯泡无法打开的低调光水平下使用。

在示例中，负载电流可以一直被监测，并且如果负载跳开(即，电流停止流动)，这个过程会重复。如果定时/PWM值不理想，这种重新启动的能力被证明是有帮助的。如果第一次尝试未能保持在所需的低水平，负载将自动重新尝试打开。这通常是在驱动器完全放电且调光器处于或低于驱动器最低规格的冷启动情况下。在一个示例中，对于重复该过程有限制(例如，三次)，以避免在升压太低时无休止的重新启动循环。在又一示例中，在三次尝试在升压水平打开灯泡失败后，该过程将重复，但处于增加的升压水平，并根据需要重复并增加，直到灯泡成功亮起。

然而，除了低电压LED灯泡外的许多灯泡不需要这种脉冲通电启动。例如，钨灯泡将在无法照亮低电压LED灯泡的相同低电压处立即亮起。对钨灯泡或在低电压亮起的其他灯泡施加脉冲通电，将不必要地导致不希望的、明显的、明亮的初始照明，然后下降到变暗的水平。

因此，只有当调光器驱动需要它的灯泡(即具有容性电抗特征的灯泡)时，才希望激活该脉冲通电功能。通常，了解连接到调光器的负载电抗类型，允许调光器为所述负载提供兼容的电源。一方面，如果负载具有容性电抗，则在接通时会有涌流。调光器通过以下方式提供兼容的功率：(1)使用软启动斜坡管理该涌流；或(2)当所需的稳态功率水平较低时，采用脉冲通电功率，以确保全范围负载运行(光输出)。

另一方面，如果负载具有感应电抗，那么由于储存的电感器能量，在半导体关断处会逐周期地存在反EMF电压瞬变。本领域技术人员将了解到：正向相位控制适用于传统白炽照明、磁低压(MLV)照明设备、采用电子镇流器(EFL)的传统荧光照明设备和卤素照明。反向相位控制通常适用于电子低压(ELV)照明。设计为更高效的120V白炽灯替代品、包括LED灯泡和紧凑型荧光灯(CFL)的灯泡通常在正向相位控制下表现更好。调光器通过使储存的电感器能量在中断来自电源的能量的同时继续流动来提供兼容的功率。当调光器向无功负载提供兼容的功率时，调光器和负载在适当的工作条件下工作，这反过来又促进了两个电路组件的长寿命。

发明内容

应当理解，上述概念和下文更详细讨论的附加概念的所有组合(前提是这些概念不相互矛盾)被认为是本文所公开的创造性主题的一部分。特别地，在本公开末尾出现的所要求保护的主题的所有组合被认为是本文所公开的创造性主题的一部分。还应理解，本文中明确使用的术语(其也可能出现在通过引用并入的任何公开中)应被赋予与本文所公开的特定概念最一致的含义。

根据一个方面，一种调光器，包括：外壳组件，其包括至少部分设置在其中的多个端子，多个端子包括线路端子、中性端子和负载端子；至少一个可变控制机构，其耦合到外壳组件，至少一个可变控制机构被配置成可调节地选择用户可调节的负载设置，用户可调节的负载设置能够在最小设置和最大设置之间调节；串联元件，其串联设置在线路端子和负载端子上；传感器，其产生代表在负载端子处的负载电流的传感器输出；以及控制器，其被配置成根据负载电流的特性与度量的比较来确定连接到负载端子的负载是否为电容性负载，其中，所述控制器还被配置成在确定所述负载为电容性负载时向所述负载提供足够的功率，足以使得所述负载在降低所述用户调节的负载设置的功率之前亮起。

例如，该特性是由串联元件开启而产生的负载电流的峰值的振幅，其中，控制器被配置成将负载电流的振幅与阈值进行比较。

例如，阈值是固定阈值。

例如，阈值是可变阈值。

例如，控制器包括比较器，比较器与微控制器通信。

例如，该特性是负载电流的导数，其中，控制器被配置成将导数与阈值进行比较。

例如，负载电流的导数是在串联元件开启而产生的负载电流的峰值之后小于或等于2ms的点处获得的。

例如，负载电流的导数是在串联元件开启而产生的负载电流的峰值之后且在稳态之前超过2ms的点处获得的。

例如，控制器包括环形体和微控制器，环形体与微控制器通信。

例如，该特性是在串联元件开启而产生的负载电流的峰值之后的时间间隔内所获得的负载电流的积分，其中，控制器被配置成将积分与阈值进行比较。

例如，控制器包括环形体和微控制器，环形体与微控制器通信。

例如，负载端子是滑动器端子。

例如，控制器包括多个微控制器。

例如，串联元件包括多个MOSFET。

例如，控制器还被配置成根据负载电流的第二特性来确定连接到负载端子的负载是否为电感性负载，其中，控制器还被配置成在确定负载是电感性负载时，根据减少串联元件处的电压瞬变的调光序列驱动负载。

例如，负载电流的第二特性是由于串联元件关断而产生的峰值电流的振幅，其中，控制器被配置成将负载电流的振幅与阈值进行比较。

例如，阈值是固定阈值。

例如，阈值是可变阈值。

例如，控制器包括比较器，比较器与微控制器通信。

例如，该特性是由于串联元件关断而产生的负载电流的导数，其中，控制器被配置成将导数与阈值进行比较。

例如，控制器包括环形体和微控制器，环形体与微控制器通信。

根据另一方面，调光器包括：外壳组件，其包括至少部分设置在其中的多个端子，多个端子包括线路端子、中性端子和负载端子；至少一个可变控制机构，其耦合到外壳组件，至少一个可变控制机构被配置成可调节地选择用户可调节的负载设置，用户可调节的负载设置能够在最小设置和最大设置之间调节；串联元件，其串联设置在线路端子和负载端子上；传感器，其产生代表在负载端子处的负载电流的传感器输出；以及控制器，其被配置成根据负载电流的特性与度量的比较来确定连接到负载端子的负载是否为电感性负载，其中，控制器还被配置成在确定负载为电感性负载时，根据减少串联元件处的电压瞬变的调光序列驱动负载。

例如，负载电流的第二特性是由于串联元件关断而产生的峰值电流的振幅，其中，控制器被配置成将负载电流的振幅与阈值进行比较。

例如，阈值是固定阈值。

例如，阈值是可变阈值。

例如，控制器包括比较器，比较器与微控制器通信。

例如，该特性是由于串联元件被关闭而产生的负载电流的导数，其中，控制器被配置成将导数与阈值进行比较。

例如，控制器包括环形体和微控制器，环形体与微控制器通信。

本发明的这些和其他方面将从下文描述的一个或多个实施例中显而易见并参考下文描述的一个或多个实施例加以说明。

附图说明

通过结合附图阅读以下详细描述，将更全面地理解本发明。附图仅示出所公开主题的典型实施例，因此不应被视为限制其范围，因为所公开的主题可以允许其他同样有效的实施例。现简要参考附图，其中：

图1A描绘了根据示例的调光器的电路示意图。

图1B描绘了根据示例的调光器的电路示意图。

图1C描绘了根据示例的调光器的电路示意图。

图2描绘了根据示例的具有电容性负载的调光器的负载电流波形。

图3描绘了根据示例的具有电阻负载的调光器的负载电流波形。

图4描绘了电阻负载的示意图。

图5A描绘了根据示例的线电压波形。

图5B描绘了根据示例的具有电阻负载的调光器的负载电流波形。

图6描绘了电容性负载的示意模型。

图7A描绘了根据示例的线电压波形。

图7B描绘了根据示例的具有电容性负载的调光器的负载电流波形。

图8描绘了电感性负载的示意模型。

图9A描绘了根据示例的线电压波形。

图9B描绘了根据示例的具有电感性负载的调光器的负载电流波形。

图9C描绘了根据示例的调光器的串联元件处的电压波形。

图10A描绘了根据示例的线电压波形。

图10B描绘了根据示例的具有电感性负载的负载电流波形。

图10C描绘了根据示例的调光器的串联元件处的电压波形。

图11A是根据示例的用于检测负载类型的方法的流程图。

图11B是根据示例的用于检测负载类型的方法的流程图。

图11C是根据示例的用于检测负载类型的方法的流程图。

图11D是根据示例的用于检测负载类型的方法的流程图。

图11E是根据示例的用于检测负载类型的方法的流程图。

图11F是根据示例的用于检测负载类型的方法的流程图。

图11G是根据示例的用于检测负载类型的方法的流程图。

图11H是根据示例的用于检测负载类型和确定三向布线系统的状态的方法的流程图。

具体实施方式

下面参照附图中所示的非限制性示例，对本发明的各个方面及其某些特征、优点和细节进行更全面的解释。省略了对公知结构的描述，以免不必要地使本发明的细节变得模糊。然而，应当理解的是，在指示本发明的各个方面的同时，详细描述和具体的非限制性示例仅通过说明而不是通过限制来给出。根据本公开，本领域技术人员将清楚地看到在基本发明概念的精神和/或范围内的各种替换、修改、添加和/或安排。本文提供和引用的每个非影像附图包括带编号的线条图和为清晰起见而精确复制的彩色图(在同一页上)。

本文所述的各种示例针对检测负载是电容性负载还是电感性负载并相应地驱动负载的设备和方法。

图1A-1C描绘了能够识别由调光器电路驱动的负载类型的简化示例调光器100。在高电平，调光器100识别可能需要脉冲通电的低电压LED灯泡驱动器的电容输入特性。虽然提供了调光器100作为示例，但是可以使用任何包括控制器的调光器，该控制器被配置成执行根据本公开中描述的方法检测负载类型的方法以及根据检测到的负载类型控制提供给负载的电流。

将大体理解调光器100的操作；然而，为了完整起见，将提供简要说明。调光器100包括线路端子TP3、负载端子TP1和中性端子TP4。如图1A所示，线路端子TP3连接到来自AC电源的线路导体，以及回路端子28连接到返回到AC电源的中性导体或接地导体。换句话说，AC电源在端子TP3、TP4上连接。负载将在线路端子TP3和负载端子TP1上连接。在替代示例中，端子TP3可以包括一对滑动器端子，允许调光器100采用三向开关配置。

调光器100是通过电流传感器(这里是电阻器R10)和串联元件(这里是MOSFET Q2和Q7)将功率从线路端子TP3传导到负载端子TP1的调光器的示例。当电流通过负载传导时，电流传感器电感性负载电流并向控制器U3提供信号，控制器U3使用该信息识别负载。在所示的示例中，传感器是分流传感器，尽管在其他示例中，它可以实现为霍尔效应传感器、变压器或环形变压器。对于环形变压器，负载的导体通过其中心开口，形成一次绕组。串联元件根据来自控制器U3的控制信号限制提供给负载的功率。在各种示例中，串联元件包括固态器件，例如串联连接的一对MOSFET或SCR、整流二极管、晶闸管、三端双向可控硅元件或IGBT。

控制器U3通过脉冲宽度调制(PWM)信号控制调光器100。PWM信号在逻辑电平(+3.3V，GND)下传播，并控制串联元件的操作，该串联元件作为晶体管Q2和Q7实现。改变PWM脉冲的宽度以控制在负载端子TP1处提供给负载的电量。PWM信号通常包括AC线路周期中的至少一个脉冲。在一个示例中，PWM信号可在AC半周期内提供多个脉冲。通过使用脉冲宽度调制，调光器100可以用作通用调光器设备，其可以通过改变脉冲的占空比来控制任何类型的照明负载。在操作中，当PWM信号高时，控制器U3根据适当的定时打开晶体管Q2和Q7。注意，由于MOSFET技术中固有的内部体二极管，通常需要两个晶体管(Q2、Q7)以供操作；一个MOSFET阻挡了正AC半周期的一部分，另一个阻挡了到负载的负半周期的一部分。PWM脉冲的定时由控制器U3控制，并相对于AC周期的过零点定时。

调光器100可以封装在布线设备形状因数中，以便安装在壁装出线盒中。布线设备可以包括设备外壳内的一个或多个功率控制设备。例如，配备有风扇电机控制和照明控制功能的布线设备随处可见。布线设备的外部包括螺钉端子或导线端子，以用于AC电源和负载之间的后续连接。传统布线设备形状因数还提供用户可访问的界面，其包括一个或多个开关机构(例如按钮、控制杆、刻度盘、滑动开关)和连接到外壳的、允许用户改变负载功率(在最小值和最大值之间)或打开/关闭负载的其他此类输入控制机构。在图1C中，用户界面表示为按钮SW1、SW2和SW3，其作用以分别打开/关闭调光器、打开电源和关闭电源。

调光器100可以在正向相位或反向相位工作。调光是通过在AC半周期的过零点后的某一时间接通负载电流，并在AC波形的下一个过零点时关断，从而在正向相位完成的。相反，在反向相位控制中，负载电流在检测到过零点时开启，并且在检测到下一个过零点之前的某一时间关断。调光器100的工作原理在美国专利9130373中进一步描述，其标题为“通用功率控制设备”，其全部通过引用并入本文中。此外，以下专利中描述的调光器：标题为“功率控制设备”的美国专利10476368、标题为“具有校准功能的功率控制设备”的美国专利9996096，以及标题为“通用功率控制设备”的美国专利9184590，以及标题为“具有接线检测和校正的电气布线设备”的美国专利2020/0343722A1可与传感、布线配置确定和校正以及可以任何技术上可能的方式组合的其他功能结合使用，其在本公开中描述(本领域的普通技术人员将结合对本公开的审查来理解)，并通过引用将其全部并入。

在其他特性中，LED灯泡的容性电抗导致启动时的电流涌入不存在于其他类型的灯泡。这可以在图2中示出，图2描绘了连接到调光器100的低电压LED灯泡的电压(信号202)和电流(信号204)。如图所示，在每个半周期，一旦MOSFET打开，就会出现由LED灯泡的电容输入特性引起的电流206的尖峰(电流涌入)。在MOSFET每半周期打开后，电流以类似于灯泡电压的正弦波形流动。相比之下，如图3所示，钨灯泡的电压(信号302)和电流信号(信号304)在启动时没有这种电流涌入。

为了进一步证明发生在电感性负载中的涌流和反EMF电压瞬变，图4-10描绘了与各个负载相关联的模拟电压和电流图。更具体地说，图5A和5B描绘了电阻负载(例如钨灯泡)的电压和电流图，该负载在图4中模型化为R1。图5A描绘了线路电压502(即，施加在线路端子和中性端子处的AC波形)，并且图5B描绘了当连接到该电阻负载时的负载电流504。类似地，图7A示出了电容性负载(例如LED灯泡)的线路电压波形702和负载电压704，该电容性负载在图6中模型化为R1和C1的并联组合。图9A描绘了电感性负载的线路电压波形902和负载电流904，该电感性负载在图8中模型化为电感器L1。另外，图9C示出了反EMF瞬变906。图10A-10C描绘了与图9C相同的波形，但采用了MLV调光方案。

回到图1A，在本示例中，在电流检测电阻器R10处测量负载电流。具体来说，通过灯泡的电流流过R10，在绕接地网对称的I_FB网上产生电压。具体地说，当AC电流流过负载和FET时，它在I_FB节点上产生正电压或负电压。因此，当TP1为正且TP3为负时，I_FB产生负电压。当TP3为正且TP1为负时，I_FB产生正电压。然而，应理解的是，负载电流可以在任何位置以任何适当的方式测量，以用于检测涌流。

在本示例中，在3.3V电源范围下半部分的下面初始偏置的的I_FB信号被U1移位并放大到3.3V电源电压范围的中间。如下文所述的U3最终测量涌流的性质。如图1A所示，U1是快速运算放大器，以便快速适应检测到的涌流。所使用的放大器的性质(包括类型、增益和电压偏移)以及所使用的放大器的必要性取决于控制器U3的输入要求。因此，应当理解，在替代示例中，根据控制器U3的输入要求，可以使用不同的放大器或不使用放大器。

如图1A-1C所示，控制器U3使用其内部的模数转换器来监测U1的输出(在图1A中被指定为LOAD_CURRENT_SNS)，以便根据负载电流的特性检测低电压LED灯泡。应当理解，控制器U3可以是任何设备(例如，微控制器)，其具有适于根据本公开中描述的方法检测涌流的处理器。此外，控制器U3可以包括存储用于执行本公开中描述的方法的程序代码的非暂时性存储介质。另外，控制器U3可以实现为一个或多个协同工作的微控制器的组合，或者实现为一个或多个微控制器和相关硬件(例如，电阻器、电容器或配置或以其他方式帮助一个或多个微控制器的操作的其他电气组件)的组合，共同执行本公开中描述的功能。

图11A-11D描绘了用于检测调光器向其提供电流的负载类型并根据检测到的负载类型调整调光器的输出的方法1100的流程图。调光器可以是适合执行方法1100的步骤的任何类型的调光器，例如调光器100。更具体地说，方法1100的步骤可以由控制器(例如控制器U3)执行，控制器具有处理器和存储程序代码的非暂时性存储介质，程序代码当由处理器执行时，执行方法1100的步骤。结合控制器U3如上所述，控制器可以包括微控制器或多个微控制器以及任何相关联的硬件。

在步骤1102，向负载提供测试电流。该测试电流仅需足以检测所依靠的负载电流的特性，以确定负载类型。它不必足以使负载亮起；事实上，在某些示例中，提供给负载的电流可能很低，以至于大多数或所有类型的负载都无法感知地亮起。如结合调光器100所述，可以通过(从控制器)向串联元件发送脉冲宽度调制信号来向负载提供测试电流，尽管考虑了提供测试电流的其他方法。

在步骤1104，将负载电流的特性与度量相比较以确定负载类型。这一步可以以任何数量的合适的方式执行，并且可以使用任何数量的合适的特性和度量。一些示例特性包括负载电流的振幅(即，涌流峰值)、负载电流的导数和负载电流的积分。结合图11B-11D更详细地讨论了比较这些不同特性的方法。

这一步假设负载电流的特性已知，这需要传感器被定位以检测负载电流的相关特性。在某些示例中，传感器可以包括诸如图1A所示的电阻器R10的电阻器，其被定位以产生与负载电流成比例的电压。在替代示例中，视情况而定，传感器可以是环形传感器，其被定位以检测负载电流的导数，例如，在与负载端子TP1的环绕关系中。其他合适类型的传感器(例如，霍尔效应传感器)可以用于各种替代示例中。

转到图11B，示出了步骤1104的示例，其中负载电流的振幅被用作用于检测涌流存在的度量。以这种方式，可将串联元件开启产生的峰值电流与阈值进行比较，以确定峰值电流是否指示涌流，从而指示电容性负载。涌流尖峰的峰值通常高于其他负载类型的峰值电流，这通过比较图5B(约12A)、7B(约18A)和9B(约5A)中的电流峰值可以看出。因此，在该示例中，通过将电流阈值设置为高于12A且低于18A(这些值仅作为示例提供)，可以检测电容性负载。

比较可以通过控制器的微控制器内部的比较器来执行，控制器接收来自电流传感器(例如，电阻器R10)的输出；然而，在替代示例中，可以通过模拟比较器(例如，使用运算放大器拓扑)执行比较，模拟比较器的输出与微控制器通信。为了本公开的目的，“与……通信”意味着输出是直接或间接连接(通过一个或多个中间组件)到微控制器的输入。

测量电流振幅所依据的阈值可以是固定阈值(例如上述阈值)或在运行时确定的可变阈值。作为可变阈值的示例，阈值可以是大于测量的稳态电流或平均稳态电流(在多个循环或特定循环或循环的一部分上被平均分配)的某个预定值。

为了确定稳态，控制器U3可以测量相对于U1的输入的电流相对于时间的时间导数(即di/dt)。由于涌流相对于稳态的导数非常高，因此可以通过测量导数随时间变化的相对差异，将稳态与电流尖峰区分开(相比之下，钨灯泡的电流的时间导数在半个周期内将保持相对恒定，因为钨灯泡的负载电流通常遵循正弦曲线)。这可以以多种方式来实现，例如通过将电流的最高导数与电流在半个周期内的平均导数进行比较，或者通过将电流的最小导数与电流在半个周期内的最大导数进行比较。或者，由于涌流的位置可预测地位于相对于串联元件的操作的时间上，所以稳态电流可以被视为串联元件的操作后某个预定时间或间隔的一个或多个电流值。

在另一示例中，不是测量电流的导数，可以在半周期的预定部分期间假设电流的稳态。例如，可以根据半周期的后半部分中的最大电流来测量半周期的前半部分期间的最大电流。如果前半部分中的最大电流比后半部分中的最大电流大一些预定量或一些倍数，则可以确定负载具有电容输入特性。或者，取决于串联元件的操作的定时，如果后半部分中的最大电流比前半部分中的最大电流大一些预定量或一些倍数，则可以确定负载具有电容输入特性。

在另一示例中，可将周期中任何点处的信号与正弦波参考信号进行比较。例如，钨灯泡在串联元件接通后将跟随线路电压的正弦波。因此，通过将信号与正弦波参考信号相比较，当信号的幅度超过正弦波参考信号预定量时，可以检测到瞬变。这相当于将负载电流波形与多个阈值进行比较，每个阈值被设计成测量负载电流是否偏离半个周期中某个预定点处的预期值(如线路电压的正弦反射所示)。

在作为步骤1104C的图11C中所示的第二示例中，可以将电流的时间导数用作度量来确定电容性负载的存在。电流尖峰可通过其快速增加和快速减少而区分，如图7B中所示，其中峰值706的左右两侧的斜率非常陡峭。相比之下，虽然钨灯泡在串联元件接通后将类似地迅速增加，但在施加到其上的电压之后，它的下降速度将减慢(例如，参见图5B，其在峰值506之后的下降速度比紧接峰值706之后的下降速度慢)。电感性负载同样会在峰值电流之后下降得更慢。因此，将电流的导数与阈值进行比较，在初始增加之后，可以直接显示涌流的存在。这可以以多种可能的方式实现。

最直接的是，急剧下降的导数可以直接测量。这种下降将具有相对较高的负导数，并且可以与负阈值相比较。如果紧接着急剧增加(即，在电流峰值的2ms内)的一个或多个样本的导数超过了为捕获涌流尖峰的下降沿而设置的负阈值，则可以确定负载是电容性的。

或者，与电阻负载或电感性负载的电流相比，电容性负载中在涌流尖峰的急剧下降(通常在初始增加后超过2ms)后的点处的电流将缓慢下降。例如，从表示为708的图7B的点开始的斜率显示出不如图5B的峰值506或图9B的峰值908之后的斜率陡峭的斜率。因此可以将阈值设置为预定负值，其设置高于电阻负载中的预期降低值，但低于电容性负载中的预期降低值。

在步骤1104B或1104C中测量的电流的导数，例如可以使用控制器的微控制器，或通过相关联的硬件(例如用被配置成检测负载的电流的导数的环形体)来获得，环形体的输出与微控制器通信。

在作为步骤1104D的图11D中所示的第三示例中，可以从串联元件接通后的初始增加后的电流的积分中找到电容性负载。该步骤是步骤1104C的推论，并且建立在初始增加之后的电流波形的形状的性质上。在初始增加后，电容性负载的电流波形的曲线下的面积基本上小于电阻或电感性负载的曲线下的面积。这可以通过比较来自图7B中点708的电流波形下的面积与图5B的点506之后的曲线下的面积或图9B的点908之后的曲线下的面积来看出。因此，通过在初始峰值之后的间隔上对每个波形进行积分，并将该值与阈值进行比较，可以确定积分是否指示电容性负载或其他。在示例中，间隔是串联元件接通的持续时间，但是，可以使用更短或更长的间隔。

积分可以例如通过在控制器的微控制器内部执行积分，或通过相关联的硬件(例如积分电路(如本领域已知的))找到，积分电路的输出与微控制器通信。

如果在步骤1104检测到涌流，则在步骤1106，控制器可以根据脉冲通电算法驱动负载，即通过在将灯泡降到用户选择的调暗水平或某个默认值之前，首先以足以开始照明的电压打开灯泡。这假设用户选择的调光值或默认值低于初始照亮电容性负载所需的最小电压。但是，如果未检测到涌流，则控制器可以在低于打开低电压LED灯泡所需电压的电压下打开灯泡(如果用户已选择该电压的话)，或以某个默认值打开灯泡。

在某些示例中，为了检测电容性负载的存在，可以实现一种以上的用于检测涌流的方法。例如，可以将电流的振幅与阈值进行比较，并且可以将电流的导数与阈值进行比较。如果一个或两个(取决于所需的灵敏度水平)度量指示涌流，则可以确定负载是电容性的。

如上所述，当使用电感性负载时，当串联元件中断电流时，将形成反EMF瞬变(其示例如图9C所示，表示为910)。反EMF瞬变足以在半导体中引起过电压故障，这取决于负载的电感。为了解决这一瞬变，已经开发了在本文描述为“MLV模式”的关断序列，其中反向偏置半导体保持导通状态，允许不间断的电流流过电感性负载，直到存储的能量被消耗掉。明确指出，在图1的示例中，反向偏置半导体是正向电流中的线侧FET和反向电流中的负载侧FET。当调光器采用MLV模式时，瞬变因此被抑制到略高于峰值线路电压(max)，如图10C所示的瞬变1010。这种模式在美国专利10476368中有更详细的描述。

在步骤1108，通过测量关断串联元件引起的负载电流的特性与度量来确定提供给负载的电流中是否存在关断电流瞬变。步骤1108可以使用用于检测涌流、适于检测关断电流瞬变而不是导通电流瞬变(即，涌流)的一些方法来执行。

例如，如上所述，电感性负载在串联元件关闭时产生瞬变。因此，如在步骤1108B处图11E中所示，可以通过在关断之后(例如，在关断的2ms内)将电流与阈值直接相比较来测量关断电流瞬变。如果电流超过阈值，则确定关断电流瞬变。

如上面结合图1104B所述，测量振幅所依据的阈值可以是可变或固定阈值。此外，可以通过控制器的微控制器内部的比较器来执行比较，控制器接收来自电流传感器(例如，电阻器R10)的输出；然而，在替代示例中，可以通过模拟比较器(例如，使用运算放大器拓扑)执行比较，模拟比较器的输出与微控制器通信。

此外，如图11G所示，在步骤1108C，可以测量关断之后(例如，关断的2ms内)的电流的导数，并将其与阈值进行比较，以确定其是否低于预期的用于电感性负载的负导数值。在有电感性负载的情况下，关断时电流的导数将是比电阻负载或电容性负载的负值更低的负值(这两种负载在关断后具有较浅的向下斜率，并且在过零之后没有电流，如将图9B与图5B和图7B相比可以看到)。

如结合图1104C所述，例如，可以使用控制器的微控制器或通过相关联的硬件(例如，用被配置成检测负载的电流的导数的环形体)来获取所测量的电流的导数，环形体的输出与微控制器通信。

在某些示例中，可以实现一种以上的用于检测关断电流瞬变的方法，以检测电感性负载的存在。例如，可以将电流的振幅与阈值进行比较，并且可以将电流的导数与阈值进行比较。如果一个或两个(取决于所需的灵敏度水平)度量指示关断电流瞬变，则可以确定负载是感性的。

如果在步骤1110，根据步骤1108检测到电感性负载，则可以在MLV模式或与正常操作相比被设计成减少串联元件处的关断电流瞬变的任何其他调光序列中驱动负载，直到下一次功率循环。然而，如果没有检测到电感性负载，则可以根据如上所述的标准脉冲宽度调制序列来驱动负载。

虽然步骤1104-1110示出以单种方法实现，但应理解，如果负载被确定为电容性的，则没有理由继续到步骤1108和1110，并且该方法只是在脉冲通电之后的正常(非MLV)模式中驱动负载。此外，应当理解，在某些示例中，步骤1104-1106和1108-1110可以独立地实现。因此，可以实现检测电容性负载以确定是否使用脉冲通电的方法，而无需执行用于确定是否实施MLV模式调光的检测电感性负载的步骤。可替换地，用于检测电感性负载以用于MLV调光的步骤可以在不执行用于检测电容性负载以用于脉冲通电的步骤的情况下实现。

在方法1100的上述描述中，相对于AC电源电压的正半周期期间的电阻负载、电容性负载和电感性负载的典型值，描述了振幅值、导数值和积分值。这些值通常在负半周期内反转(例如，高正值变为低负值，反之亦然)。因此，本领域普通技术人员结合对本公开的审查，将理解如何针对AC线路电压的负半周期期间测量的特性实施方法1100的步骤。

此外，方法1100可以有利地与用于确定三向开关的状态的方法相结合。三向开关配置需要两个开关，其通过一对滑动器电线将给定的负载(例如光源)连接到电源电压，这样任何一个开关的操作都会断开，或者创建与电源的连接。通常，被配置成确定连接负载类型的调光器(例如调光器100)，如果在这种三向配置中使用，可以首先使用步骤1102处的测试电流来确定开关是否被定向以允许电流从电源流向负载。这在图11H的步骤1112中示出，其中由于应用用于产生测试电流的电压，确定测试电流是否流向负载。如果没有电流流动，则调光器的继电器(即三向配置的其中一个开关)被操作，以在另一条滑动器电线上提供电压。测试电流可以用任何合适的方法测量，包括用分流电阻或环形线圈。继电器也可以以任何合适的方式操作，例如使用螺线管。如果在步骤1112检测到测试电流流动，则不需要进一步的动作，并且方法进入步骤1104。检测三向开关的状态的方法在US 2020/0083008A1中进一步详细描述，在此通过引用将其全部并入。

虽然参考某些示例性实施例在本文中描述和说明了几个创造性实施例，但是本领域的普通技术人员将容易地设想用于执行功能和/或获得结果和/或本文所述的一个或多个优点的各种其他手段和/或结构，并且这些变化和/或修改中的每个都被认为是在本文所描述的创造性实施例的范围内(并且本领域技术人员将理解，可以在不偏离由权利要求所定义的本发明的精神和范围的情况下实现各种细节上的改变，权利要求可以由书面说明书和附图支持)。更一般地，本领域技术人员将容易理解，本文所述的所有参数、尺寸、材料和配置意在作为示例，并且实际参数、尺寸、材料和/或配置将取决于使用本发明教导的一个或多个具体应用。本领域技术人员将认识到或能够使用不超过常规实验来确定本文所述的具体发明实施例的许多等效物。因此，应当理解的是，上述实施例仅通过示例呈现，并且在所附权利要求及其等效物的范围内，可以以不同于具体描述和要求的方式来实施创造性实施例。此外，在参考特定数量的元件描述示例性实施例的情况下，可以理解，可以使用少于或多于特定数量的元件来实施示例性实施例。

本文引用的所有参考文献(包括出版物、专利申请和专利)均以引用方式并入本文中，其程度与每一项引用均单独明确表示为通过引用合并，并在本文中完整阐述。

本文定义和使用的所有定义应理解为控制词典定义、通过引用并入的文件中的定义和/或定义术语的一般含义。

术语“a”和“an”和“The”以及类似的指称在描述本发明的上下文中(特别是在以下权利要求的上下文中)的使用应被解释为包括单数和复数，除非本文另有说明或上下文明确相矛盾。除非另有说明，否则术语“包含”、“具有”、“包括”和“含有”应解释为开放式术语(即，意指“包括但不限于”)。术语“连接”应解释为部分或全部包含在、附着于或连接在一起，即使不直接连接到存在干预的地方。

如说明书和权利要求书中使用的，短语“至少一个”参照一个或多个元件的列表，应理解为指从元件的列表中的任何一个或多个元件中选择的至少一个元件，但不一定包括元件的列表中具体列出的每个元件中的至少一个，并且不排除元件的列表中元件的任何组合。该定义还允许，除了在短语“至少一个”所指的元件的列表中具体标识的元件之外，可以任选地存在元件，无论与具体标识的那些元件相关还是无关。因此，作为非限制性示例，在一个实施例中，“A和B中的至少一个”(或等效地，“A或B中的至少一个”，或等效地“A和/或B中的至少一个”)可以指至少一个A，可选地包括一个以上，而不存在B(并且可选地包括B以外的元件)；在另一个实施例中，可以指至少一个B，可选地包括一个以上，不存在A(并且可选地包括除A以外的元件)；在另一个实施例中，可以指至少一个A，可选地包括一个以上，以及至少一个B，可选地包括一个以上(并且可选地包括其他元件)；等等。

还应理解，除非相反地明确指示，否则在本文所要求的包括一个以上步骤或动作的任何方法中，该方法的步骤或动作的顺序不一定局限于叙述该方法的步骤或动作的顺序。

在说明书和权利要求书中使用的近似语言可以用来修改任何可以可允许地变化的定量表示，而不会导致与之相关的基本功能的改变。因此，由一个或多个术语(例如“大约”和“基本上”)修改的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度。在本说明书和权利要求书中，范围限制可以组合和/或互换；除非上下文或语言另有说明，否则这些范围被标识并包括其中包含的所有子范围。

除非本文另有说明，否则本文中对数值范围的叙述仅仅是作为一种单独提及范围内的每个单独的数值的速记方法，并且每个单独的数值都被并入本说明书中，如同在本说明书中单独叙述一样。

除非本文另有说明或上下文另有明确矛盾，否则本文所述的所有方法均可按任何适当顺序执行。本文中提供的任何和所有示例或示例性语言(例如，“诸如”)的使用仅旨在更好地阐明本发明的实施例，并且除非另有要求，否则不会对本发明的范围施加限制。

说明书中的任何语言都不应被解释为表示对本发明的实施至关重要的任何非要求的元素。

在权利要求书以及上述说明书中，所有过渡性短语，例如“包含”、“包括”、“携带”、“具有”、“含有”、“涉及”、“持有”、“由……组成”等，都应理解为开放式的，即意味着包括但不限于。根据《美国专利局专利审查程序手册》第2111.03节的规定，只有过渡性短语“由……组成”和“基本上由……组成”应分别为封闭或半封闭过渡性短语。

对于本领域技术人员来说，显而易见的是，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行各种修改和变化。无意将本发明限定于所公开的一种或多种特定形式，相反，其目的在于涵盖在所附权利要求中定义的、属于本发明精神和范围内的所有修改、替代结构和等效物。因此，旨在本发明涵盖本发明的修改和变化，前提是它们在所附权利要求及其等效物的范围内。