本發明專利技術提出一種基于電源電壓（Ｖｉｎ）電位以隔離方式產生輸出電壓（Ｖｏｕｔ）的電路（３０、４０），該電路（３０、４０）包括：功率因數修正電路（３１），其具有由電源電壓（Ｖｉｎ）供電的電感（Ｌ３１）和控制該電感（Ｌ３１）充電和放電的可控開關（Ｔ３１）；以及至少一個電位隔離變壓器（Ｎ１－Ｎ２、Ｎ１’－Ｎ２’），其用于使所述輸出電壓（Ｖｏｕｔ）與所述電源電壓（Ｖｉｎ）電氣隔離，其中，在該電感（Ｌ３１）放電時，給該電位隔離變壓器（Ｎ１－Ｎ２、Ｎ１’－Ｎ２’）直接供應在充電過程中由該電感（Ｌ３１）存儲的電能的第一部分。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種具有主動功率因數修正(PFC)功能的發光器件控制裝置，尤其涉 及一種具有電氣隔離的功率因數修正功能的電路。本專利技術的技術應用領域是尤其借助這種 電路對光源供電及控制的領域。
技術介紹
通常，功率因數反映了電氣設備從供電源耗用電流的情況。眾所周知，電源交流電 壓具有正弦形時間曲線，因而在理想情況下，從電源獲得的電流也應該具有正弦形時間曲 線。可是，這個通過功率因數1表示的理想狀況不會總是出現，相反，電流甚至顯著偏離正 弦包絡曲線，因此，功率因數隨之降低。也就是說，在功率因數小于1時，所獲得的電流不是正弦形的，因此在電源電流中 產生諧波。根據所知道的，在供電源中這個不被期望的諧波電流借助功率因數修正電路被 減小。為了實現正弦形的且本身對于電源交流電壓是同相位的輸入電流，從現有技術中 例如公開了一種利用圖1所示的基于升壓逆變器布局技術的主動功率因數修正電路20。在 這里稱為主動是因為開關通過控制單元的控制信號被主動地開和關。此時，濾波電容器C21對經過整流的輸入交流電壓Vin進行濾波，該輸入交流電壓 Vin借助分壓器R21和R22被測量。輸入交流電壓Vin將被供應至電感L21，在這里，次級 繞組L22確定流過電感L21的電流的過零。此外，例如在晶體管T21的源極線路中與開關串聯的電流測量電阻(并聯電阻) R23實現了電感峰值電流的測定，以便可以確定可能有的過電流狀態。與輸出電容器C22并 聯地設有第二分壓器R24、R25，以用于測量總線直流電壓Vbus并且例如依據負載躍變來確 定過電壓狀態。這四種測量方式借助控制電路25的四個測量輸入21、22、23和24來完成，其中 這個控制電路25依賴于這些測量方式如此控制晶體管或者說開關T21，即總線電壓保持不 變，且功率因數被提高。在這種技術情形中不利的是，電路20無法提供電隔離的電壓。與此相關，US 2007040516 Al公開一種具有功率因數修正功能的電路，以用于將 交流電壓轉換成電隔離的直流電壓。在整流器將電源電壓轉換為經過整流的輸入交流電壓 之后，這個輸入交流電壓又被逆變器10轉換為適合控制燈的直流電壓。圖2中所示的用于產生輸出直流電壓的逆變器10是半橋逆變器，該半橋逆變器包 括推挽逆變器11和輸出級12，以用于存蓄電能和低通濾波。在逆變器10之前接有一個功率因數修正電路(未示出)，該功率因數修正電路作 為主動功率因數修正手段用于從電源獲得近似正弦形的電流。這個前置的功率因數修正電 路為逆變器10提供升壓的總線直流電壓Vin。所述推挽逆變器或者說半橋11包括兩個晶體管Tll和T12，例如兩個MOSFET晶體管，它們與兩個電容Cll和C12并聯。兩個串聯的晶體管Tll和T12的中間點如此與變壓 器的原級側nl相連接，即原級變壓器線圈的一側nl被交替接通至正電壓和負電壓。原級 變壓器線圈的另一側n2通過電容式分壓器Cll和C12被保持在一個固定不變的電壓。在變壓器的次級側π2，通過推挽逆變器11產生的斬波交流電壓被輸出級12整流 和平滑。隨后，最終的輸出電壓Vout在連續工作時為Vout = f(n2/nl*Vbus)
技術實現思路
本專利技術的任務是提出一種基于電源電壓電位以隔離方式產生輸出電壓的改進電路。本專利技術的基本思想是，來自主動功率因數修正電路的開關的電流的一部分直接被 供應至變壓器，而沒有先經受暫時存儲。因此，基于電源電壓電位以隔離方式產生輸出電壓的電路可以具有包括電感和主 動控制開關的功率因數修正電路，其中來自電感的或者經過開關(當合上開關時)的電流 總是部分被用于暫時存儲在電容器中，而電流的另一部分直接被供應至電位隔離變壓器。本專利技術的功率因數修正電路一方面具有這種電路的常規任務，但另一方面也擔負 7 US 2007040516 Al 的半橋功能。功率因數修正電路的控制尤其依據電源能級。當由此開始在次級側也就是說從輸 出電壓方面完成反饋時，這個反饋必須被電位隔離，以便進而也在輸入側(電源側)和輸出 側之間具有完全的電位隔離。原則上，當對電位隔離的輸出電壓有要求時，也可以有利的采用本專利技術。根據本專利技術，所提出的任務通過獨立權利要求的特征來完成。從屬權利要求在特 別有利的方式下改進本專利技術的中心思想。根據本專利技術的第一方面，一種基于電源電壓(統稱輸入電壓)電位以隔離方式產 生輸出電壓的電路包括功率因數修正電路，其具有由輸入電壓供電的電感和控制該電感充電和放電的可 控開關，以及至少一個電位隔離變壓器，其用于使該輸出電壓與該電源電壓電氣隔離。在該電 感放電時，給該電位隔離變壓器直接供應在充電過程中由該電感所存儲的電能的第一部 分。電路可以具有至少一個電容器，以用于暫時存儲在充電過程中由該電感存儲的電 能的第二部分。由電容器暫時存儲的電能可以最好在下一個充電/放電周期中被繼續傳導至電 位隔離變壓器。功率因數修正電路可以按照連續模式或間歇模式工作。電容器的蓄電能力可以小于電解電容器的蓄電能力。輸出電壓可以被低通濾波器濾波。根據本專利技術的另一第一方面，提出一種用于發光器件的控制裝置，如包括上述電 路的發光二極管逆變器。根據本專利技術的又一第一方面，提出一種基于電源電壓(統稱輸入電壓)電位以隔 離方式產生輸出電壓的方法，其中電源電壓向功率因數修正電路的電感供電，功率因數修正電路的可控開關控制該電感的充電和放電，以及電位隔離變壓器用于使該輸出電壓與該電源電壓電氣隔離。在該電感放電時，給 該電位隔離變壓器直接供應在充電過程中由該電感存儲的電能的第一部分。在充電過程中由該電感存儲的電能的第二部分可以被至少一個電容器暫時存儲。由該電容器暫時存儲的電能可以被繼續傳導至該電位隔離變壓器。根據本專利技術的另一第一方面，提出一種基于電源電壓電位以隔離方式產生輸出電 壓的電路，該電路尤其具有用于產生非電位隔離的總線電壓(內部穩定直流電壓)的功率因數修正電路，用于控制該功率因數修正電路的控制電路，其中這種控制所需要的該總線電壓的 識別從該輸出電壓的測定中被導出。根據本專利技術的另一第一方面，提出一種包括這類電路的發光二極管逆變器。根據本專利技術的又一第一方面，提出一種基于電源電壓電位以隔離方式產生輸出電 壓的方法，其中功率因數修正電路產生非電位隔離的總線電壓，以及控制電路控制該功率因數修正電路，其中這個控制所需要的該總線電壓的識別從該輸出電壓的測定中被導出。根據本專利技術的又一第一方面，提出一種集成電路，該集成電路被設計用來執行上 述的方法。本專利技術的其它特征和優點將從閱讀以下結合附圖的優選實施方式的說明中變得清楚明白。附圖說明圖1表示將直流電壓轉換為電氣隔離的直流電壓的已知的DC-DC逆變器，圖2表示已知的功率因數修正電路，圖3表示根據本專利技術的第一實施方式的電路，圖4表示根據本專利技術的第二實施方式的電路，以及圖5表示根據本專利技術的第三實施方式的電路。具體實施例方式在圖3中示出了根據本專利技術的功率因數修正電路30的一個實施方式。在功率因數修正電路30上輸入側施加輸入電壓Vin，該輸入電壓Vin給功率因數 修正電路31供電，功率因數修正電路31隨后產生DC總線電壓Vbus0關于“總線電壓”不應被理解為外部總線的電壓，而是指DC供電電壓。這個輸入交流電壓Vin最好是被整流器(未示出)整流的電源交流電壓。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于發光器件的控制裝置，所述控制裝置具有基于輸入電壓如電源電壓（Ｖｉｎ）的電位以隔離方式產生輸出電壓（Ｖｏｕｔ）的電路（３０、４０），所述電路（３０、４０）包括：主動功率因數修正電路（３１），其具有由該輸入電壓（Ｖｉｎ）供電的電感（Ｌ３１）和用于控制該電感（Ｌ３１）充電和放電的可控開關（Ｔ３１）；至少一個電位隔離變壓器（Ｎ１－Ｎ２、Ｎ１’－Ｎ２’），其用于使該輸出電壓（Ｖｏｕｔ）與該輸入電壓（Ｖｉｎ）電氣隔離，其中，在該電感（Ｌ３１）放電時，給該電位隔離變壓器（Ｎ１－Ｎ２、Ｎ１’－Ｎ２’）直接供應在充電過程中由該電感（Ｌ３１）存儲的電能的第一部分。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】DE 2007-11-28 102007057312.1一種用于發光器件的控制裝置，所述控制裝置具有基于輸入電壓如電源電壓(Vin)的電位以隔離方式產生輸出電壓(Vout)的電路(30、40)，所述電路(30、40)包括主動功率因數修正電路(31)，其具有由該輸入電壓(Vin)供電的電感(L31)和用于控制該電感(L31)充電和放電的可控開關(T31)；至少一個電位隔離變壓器(N1-N2、N1’-N2’)，其用于使該輸出電壓(Vout)與該輸入電壓(Vin)電氣隔離，其中，在該電感(L31)放電時，給該電位隔離變壓器(N1-N2、N1’-N2’)直接供應在充電過程中由該電感(L31)存儲的電能的第一部分。2.根據權利要求1所述的用于發光器件的控制裝置，所述控制裝置具有至少一個暫時 存儲元件尤其是電容器(C31)，以用于暫時存儲在充電過程中由該電感(L31)存儲的電能 的第二部分。3.根據權利要求2所述的用于發光器件的控制裝置，其中由該電容器(C31)暫時 存儲的能量最好在下一個充電/放電周期內被繼續傳導至該電位隔離變壓器(W-N2、 Ni，-N2，)。4.根據上述權利要求中任一項所述的用于發光器件的控制裝置，其中該功率因數修正 電路(31)按照連續模式或間歇模式工作。5.根據上述權利要求中任一項所述的用于發光器件的控制裝置，其中該電容器(C31) 的蓄電能力小于電解電容器的蓄電能力。6.根據上述權利要求中任一項所述的用于發光器件的控制裝置，其中該輸出電壓 (Vout)被低通濾波器(L32、C32)濾波。7.根據上述權利要求中任一項所述的用于發光器件的控制裝置，其特征是，所述控制 裝置是發光二極管逆變器。8.一種照明單元，所述照明單元具有至少一個發光器件和根據上述權利要求中任一項 所述的控制裝置。9.一種在用于發光器件的控制裝置中基于電源電壓(Vin)電位以隔離...
【專利技術屬性】
技術研發人員：邁克爾齊默爾曼，愛德華多佩雷拉，
申請(專利權)人：三多尼克愛特克瑞士有限公司，
類型：發明
國別省市：CH[瑞士]
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