具有功率因數校正電路的用于照明用具的操作設備制造技術

為了實現照明用具的操作設備(3)的功率因數校正，為電感器(7)提供輸入電壓(Vin)，其中，接通以及斷開與所述電感器(7)耦合的可控型開關裝置(13)，以便選擇性地給所述電感器(7)充電以及放電。用于控制所述開關裝置(13)的控制單元(14)被設計為依據所述功率因數校正電路的輸出電壓(Vout)獲得用于接通所述開關裝置(13)的接通時間(Ton)并且選擇性地根據第一運行模式和第二運行模式中的至少一個來控制所述開關裝置(13)，其中，根據獲得的接通時間(Ton)的時長來進行第一運行模式下的運行以及第二運行模式下的運行。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】具有功率因數校正電路的用于照明用具的操作設備本專利技術涉及一種具有功率因數校正的用于照明用具的操作設備以及一種用于操作具有功率因數校正的用于照明用具的操作設備的方法。本專利技術尤其涉及具有借助交流電壓/直流電壓變壓器的功率因數校正的用于照明用具的操作設備的
，其中，本專利技術優選適用于照明用具、例如發光二極管或者氣體放電燈的操作設備或者電子鎮流器。照明用具的操作設備是非線性的，因為其具有由整流器和串接在后面的、被設計為逆整流器或者直流轉換器的激勵電路構成的組合，照明用具通過所述激勵電路運行。另夕卜，照明用具的特征曲線通常是非線性的，其中，例如對于發光二極管而言或者甚至對于氣體放電燈、尤其是熒光燈管而言，就是這種情況。據此，在這種電子鎮流器或者照明用具的其他操作設備中，也通常采用功率因數校正電路，其中，由于要通過規格標準來調控允許向供電網絡發回的高次諧波，因而這也是值得推薦的。功率因數校正(“Power Factor Correction”，PFC)被用來消除或者說至少減少輸入電流中的高次諧波電流。高次諧波電流尤其可能出現于例如在電源件內具有后續濾波的整流器的非線性的用電設備中，因為在這種用電設備中，盡管輸入電壓是正弦形的，但輸入電流的相位也發生了變位，而變成了非正弦形。可通過串接在每個設備之前的有源型或者定時型功率因數校正電路來抵抗其中出現的高頻率的諧波振蕩，因為功率因數校正消除了非線性的電流消耗并且形成這樣的輸入電流，使得其基本為正弦形。對于功率因數校正電路，通常使用基于也被稱作為升壓轉換器或者上變頻器的升壓型變換器的電路拓撲。其中，通過接通/斷開可控的開關使得被供以整流后的交流電壓的電感器或者線圈加載輸入電流或者釋放輸入電流。所述電感器的放電電流流經二極管，通向所述變換器的與輸出電容器耦合的輸出端口，從而可在該輸出端口上測量到比輸入電壓更高的直流電壓。然而，在功率因數校正電路中，同樣也常見其他變換器類型，例如反激變換器或者降壓型變換器。這種功率因數校正電路可以不同的運行模式運行，例如在《Control TechniquesFor Power Factor Correction Converters〉〉，L.Rossetto、G.Spiazz1、P.Tenti, Proc.0fPEMC94, Warsaw, Poland, pp.1310-1318，1994中借助升壓型變換器對這些不同的運行模式予以了說明。尤其是已知一種連續的電流通過此前提到的電感器的運行模式(即所謂的“Continuous Conduction Mode (連續導通模式)”，CCM), 一種不連續的電感器電流或者線圈電流的運行模式(“Discontinuous Conduction Mode (不連續導通模式)”，DCM)或者一種介于連續電流與不連續電流通過電感器(“Borderline Conduction Mode”或者“Boundary ConductionMode” (臨界導通模式),BCM)之間的界限區域中的運行模式。因此，例如在BCM運行模式中，將線圈放電階段過程中線圈電流每一次的下降至零作為啟動新的開關循環以及重新接通開關的時機，以便重新給線圈充電。在DCM運行模式中則反之，在線圈電流于放電階段過程中下降到零之后，先等待一段預先給定的額外的時間，直到開關重新被關斷。對于各種已知的運行模式的其他細節的完整內容，詳見上述出版物。各種運行模式具有不同的優點，因此，通常依據功率因數校正電路在運行過程中的運行條件而在各種運行模式之間轉換。其中主要面臨這樣的問題，即:要可靠地使用簡單的裝置來對各個運行模式之間的轉換進行控制。因此，本專利技術的根本目的在于，為照明用具的操作設備提供一種用于功率校正的電路和方法，其中，能夠在不同的運行模式之間簡單且可調節地進行轉換。尤其是需要能夠在DCM與BCM運行模式之間簡單地實現可調節的轉換。上述目的根據本專利技術通過一種具有根據權利要求1所述的功率因數校正電路的用于照明用具的操作設備以及一種根據權利要求14所述的、用于操控具有功率因數校正的且用于照明用具的操作設備的方法得以實現。附屬的權利要求限定了本專利技術的有利以及優選的實施方式。根據本專利技術的具有功率因數校正且用于照明用具的操作設備包括與輸入端口相耦合的電感器以及可控的開關裝置，其中，通過關斷和閉合所述開關裝置選擇性地給所述電感器充電或者放電。在電感器放電時出現的放電電流被導向所述電路的輸出端口。此外提供了控制單元，所述控制單元根據輸出電壓獲得用于閉合所述開關裝置的接通時間并且選擇性地根據第一運行模式和第二運行模式中的至少一個來控制所述開關裝置，其中，根據所獲得的接通時間的持續時長，根據第一運行模式或者第二運行模式來控制所述開關裝置。通過這種方式，就能夠用簡單的裝置實現不同運行模式之間的轉換。根據本專利技術的一種優選的實施方式，基于根據輸出電壓所確定的額定接通時間與最小接通時間之間的對比，得出所述開關裝置的接通時間，其中，為便于對第一運行模式與第二運行模式之間的轉換進行調整，尤其是最小接通時間是可變的。這就確保了，能夠以簡單的方式根據不同的運行條件、尤其是不同的負載條件來調整運行模式之間的轉換。所述第一運行模式尤其可指的是功率因數校正電路的一種具有不連續的電感器-電流的運行狀態(“不連續導通模式”，DCM)，所述第二運行模式涉及的是介于連續電流與不連續電流之間的一種運行狀態(“邊界導通模式”或者“臨界導通模式”，BCM)。原則上，本專利技術也可被應用到負載因數校正電路的其他運行模式。根據本專利技術的一種實施方式，如果額定接通時間大于最小接通時間，則所述控制單元則按照第一運行模式來控制所述開關裝置，否則即按照第二運行模式來控制所述開關>J-U ρ?α裝直。如果第二運行模式指的是BCM運行狀態，就可優選如此控制單元，使得其測量額定接通時間與最小接通時間之間的差值并且根據這個差值計算直到開始電感器的一個新的放電循環(即直到所述開關裝置重新關斷)的等待時間，其中，根據這個差值借助預先給定的、被寄存在所述控制單元內的特征曲線或者表來得出上述等待時間。根據本專利技術的電路尤其是用于交流電壓/直流電壓轉換器的功率因數校正，因此，在這種情況下，輸入電壓指的是已被整流的交流電壓，輸出電壓則指的是直流電壓。此外，優選根據升壓型變換器的拓撲來構建根據本專利技術的功率因數校正電路，因此，所述電感器的放電電流經由二極管被導向與輸出電感器相耦合的輸出端口。然而，本專利技術當然也可被應用于其他能夠在功率因數校正電路中應用的變換器拓撲。根據本專利技術的控制單元優選被設計成集成電路的形式、尤其是ASIC電路的形式，僅具有一個共同的用于識別與輸出電壓相對應的測量值以及與通過電感器的電流或者說該電流的過零相對應的測量值的測量輸入端口，其中，還存在一個控制單元的輸出端口，用于向優選被設計成FET開關形式的開關裝置輸出控制信號，所述控制單元由此可被設計為僅具有兩個接口類型。根據本專利技術的功率因數校正電路尤其是被設計為用于在照明用具的操作設備內運行或者在照明用具的電子鎮流器內運行，其中，所述照明用具指的是放電燈、熒光燈或者發光二極管管等等。在這種應用情況下，上面所述的本專利技術能夠以簡單的方式根據不同的功率水本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有功率因數校正電路(2)的用于照明用具的操作設備(3)，包括：?輸入端口(4)，用于接收輸入電壓(Vin)；?與所述輸入端口(4)耦合的電感器(7)；?可控型開關裝置(13)，所述可控型開關裝置被設計為與所述電感器(7)耦合，以便選擇性地通過斷開和接通所述開關裝置(13)來給所述電感器(7)充電以及放電；?輸出端口(5)，用于輸出輸出電壓(Vout)；以及?控制單元(14)，用于控制所述開關裝置(13)；其中，所述控制單元(14)被設計為根據輸出電壓(Vout)獲得接通所述開關裝置(13)的接通時間(Ton)并且選擇性地根據至少第一運行模式和第二運行模式來控制所述開關裝置(13)，其特征在于，所述控制單元(14)被設計為根據所獲得的接通時間(Ton)的時長選擇性地按照所述第一運行模式和所述第二運行模式來控制所述開關裝置(13)。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2011.04.29 DE 102011100012.01.一種具有功率因數校正電路(2)的用于照明用具的操作設備(3)，包括: -輸入端口(4)，用于接收輸入電壓(Vin)； -與所述輸入端口⑷耦合的電感器(7)； -可控型開關裝置(13)，所述可控型開關裝置被設計為與所述電感器(7)耦合，以便選擇性地通過斷開和接通所述開關裝置(13)來給所述電感器(7)充電以及放電； -輸出端口(5)，用于輸出輸出電壓(Vout);以及 -控制單元(14)，用于控制所述開關裝置(13)； 其中，所述控制單元(14)被設計為根據輸出電壓(Vout)獲得接通所述開關裝置(13)的接通時間(Ton)并且選擇性地根據至少第一運行模式和第二運行模式來控制所述開關裝置(13)，其特征在于，所述控制單元(14)被設計為根據所獲得的接通時間(Ton)的時長選擇性地按照所述第一運行模式和所述第二運行模式來控制所述開關裝置(13)。2.根據權利要求1所述的用于照明用具的操作設備(3)，其特征在于，所述控制單元(14)被設計為基于根據輸出電壓所確定的額定接通時間與最小接通時間(Tonmin)之間的比較獲得所述開關裝置(13)的接通時間(Ton)。3.根據權利要求2所述的用于照明用具的操作設備(3)，其特征在于，所述最小接通時間(Tonmin)是可變的，以適應所述第一運行模式與所述第二運行模式之間的轉變。4.根據權利要求2或3所 述的用于照明用具的操作設備(3)，其特征在于，所述控制單元(14)被設計為，如果額定接通時間大于最小接通時間(Tonmin)，則按照所述第一運行模式來控制所述開關裝置(13)，否則按照所述第二運行模式來控制所述開關裝置(13)。5.根據權利要求2至4中任一項所述的用于照明用具的操作設備(3)，其特征在于，所述控制單元(14)被設計為在所述第一運行模式下接通所述開關裝置(13)以持續所述額定接通時間的時長，并且然后斷開所述開關裝置(13)，并且只有當在所述電感器(7)放電時，通過所述電感器(7)的電流(IJ下降到特定的電流限值時，才重新接通所述開關裝置(13)。6.根據權利要求2至5中任一項所述的用于照明用具的操作設備(3)，其特征在于，所述控制單元(14)被設計為在所述第二運行模式下接通所述開關裝置(13)以持續最小接通時間(Tonmin)的時長，并且然后斷開所述開關裝置(13)，并且只有在經過等待時間(Twait)之...

【專利技術屬性】
技術研發人員：安德烈·米特巴切爾，
申請(專利權)人：赤多尼科兩合股份有限公司，
類型：
國別省市：