双级的节拍电子能量转换器的制造方法_2

文档序号:9713867阅读:来源:国知局
电流或输出功率,从而能够确保电子镇流器的安全启动。
[0019]本发明所建议的发光装置的特征在于,所述发光装置具有根据本发明的双级的节拍电子能量转换器,它作为耗电器功率可控制地为发光元件供应电能。由此也能够利用所述发光装置实现利用根据本发明的能量转换器实现的优点和特征。恰恰在这个发光装置中,它被证明是有利的,因为能够明显提升根据本发明的运行的可靠性,尤其是在低温时。就算不能完全避免,也可以显著减少由现有技术中公知的电子镇流器的问题,例如就闪光、闪烁或者诸如此类而言。优选地,发光装置的接头由能量转换器的第一接头构成。在能量转换器的第二接头上可以连接着发光元件作为耗电器。
[0020]就方法而言,本发明尤其设计的是如下地设定由第二级从中间回路电容器提取的功率,g卩,使得因为功率提取引起的中间回路电压的瞬时最小值超过预设的电压比较值。也就是说,中间回路电压的瞬时最小值不低于电压比较值。由此可以实现针对该装置所述的优点和特性。
[0021]根据另一个方面提出的是,作为电压比较值使用依据第一接头上的电压的对应时间的瞬时值查获的瞬时电压比较值,并且中间回路电压的瞬时最小值基本上达到了瞬时电压比较值。由此实现了让中间回路电容器被加载最大的可能电流,这个电流仍然允许能量转换器正常运行,从而可以通过中间回路电容器的ESR实现尽可能迅速的升温。参见已经在先前针对能量转换器提过的优点。
[0022]本发明的另一个方面设计的是,将第一级调节到中间回路电压的平均值。它允许进一步优化能量转换器的运行。于是可以设计的是,让控制单元具备一个相应的切换机制,利用这个切换机制能够设定向电压平均值的调节。
[0023]此外还可以设计的是,监控中间回路电压,并且在超过能量转换器的测定电压时关断这个第一级。测定电压时为能量转换器正常运行时设置的最大电压。测定电压也从标准中获取,因此作为定义的补充要参见标准。由此可以提供一种保护功能,它确保了执行本发明的方法不损坏能量转换器。由此可以进一步提升能量转换器的运行可靠性。
[0024]此外可以设计的是,在中间回路电压低于测定电压时,又自动地激活第一级。这个特征可以在能量转换器的自动关断部分看到,正如先前探讨过的那样,从而能够实现正常运行状态的自动恢复,只要中间回路电容器上的电压在此低于测定电压。由此可以很大程度上避免手动干涉,并且可以提升运行的工效。
[0025]这被证明特别有利的是,当能量转换器在输入端一侧使用交流电压并且如下地受控,即使得输入端一侧的功率因数最大化。由此可以减少联网反作用,尤其是,借此能够遵守通过标准设定的限定值,但是也可以在其运行方面优化更多的电装置。尤其是这个特征还包括一个所谓的功率因数调节或者说功率因数控制,也被称为Power Factor Control或PFC ο
[0026]本发明的改进方案建议,获取中间回路电容器区域的温度。这允许依据温度适配所述方法,并且实现相应的控制效果。此外由此还可以实现的是,只有在低于温度比较值时才执行本发明的所述方法。这能够提升能量转换器的、或者还有连接其上的耗电器的工效。
[0027]因此此外建议的是,将获取的温度与温度比较值进行比较,并且只有在低于比较值的时候调节第二级的功率。
[0028]—种改进方案提出的是,通过接通能量转换器自动地执行对温度的获取。以这种方式能够在接通时就已经决定,执行根据本发明的方法是否符合目的或者说是否有必要。
[0029]最后根据本发明可以设计的是,作为第二级使用降压运行状态的第二转换器或者谐振转换器。参见相应的转换器的优点和特性。
[0030]根据本发明的一个方面,以如下方式调节实现为Boost的第一级,S卩,使得满足PFC条件,并且调节输出电压的平均值。基于中间回路电容器的高ESR形成的高的输出电压可以很大程度上被忽略,因为它一开始对平均值不造成影响。为了能够可靠地保护转换器的构件,优选地采用过压关断,它在电压过高时短暂地停止向PFC的调节。由此可以可靠地保护能量转换器的两个级的构件不发生过压。与此同时需要注意的是,当在电压最大值时被简单地关断时,中间回路电容器,也就是电解电容器的充电量更低。于是可能造成最小的中间回路电压的下降,使得关断的危险提升。然而通过合适地调节第二级的功率可以减少这种情况。
[0031]即使事先就本发明的效果而言主要针对的是功率,但是本发明的这些理念还是能够同等地应用到相应的电流调节或电流传输上。尤其是可以在利用相同的电压的情况下以公知的方式在这些变量之间进行换算。
[0032]为了不在一开始启动时就以过大的功率启动,符合目的的是,以尽可能小的功率启动能量转换器。一种实现的方法是使用用于能量转换器的输出功率或输出电流的集成调节器。如果调节器相应低地初始化,那么功率从很小的值出发上升。
【附图说明】
[0033]更多的优点和特征可以从下面对实施例的描述中获取。其中,相同的附图标记描述的是本发明的相同特征。
[0034]下面借助实施例更详尽地阐述本发明。
[0035]图中示出:
[0036]图1示意性示出了用于电解电容器的电子等效电路图,
[0037]图2示意性示出了ESR的和按照图1所示的电解电容器的阻抗的温度和频率相关性的图表,
[0038]图3示意性示出了镇流器的所选构件的加热曲线的图表。
[0039]图4示意性示出了作为本发明的基础的双级的节拍电子能量转换器的电路图,
[0040]图5示意性示出了在根据图4所示的能量转换器的第一级中的电流通量的图表,
[0041]图6示意性示出了穿过根据图4所示的能量转换器的第二级的电子开关元件的电流通量的图表,
[0042]图7示意性示出了在根据图4所示的能量转换器的第一级中的电流通量的图表,
[0043]图8是用于阐述根据图4所示的第一级中的峰值电流的示意性原理电路图,
[0044]图9示意性示出了显示根据本发明的处于正常运行状态的双级的节拍电子能量转换器上的中间回路电压的图表,
[0045]图10不意性不出了在尚的ESR和最大功率下的、如图9中所不的图表,
[0046]图11不意性不出了在尚的ESR和小功率下的、如图9中所不的图表,
[0047]图12示意性示出了表示根据本发明的能量转换器的启动的图表。
【具体实施方式】
[0048]随着电解电容器的使用时间的提升,基本上它实际可用的电容量下降,相反地,ESR提高了其值。补充地,环境参数对ESR造成影响,例如在低温下,ESR的值增高。在图1中示出了用于电解电容器的等效电路图。总体上用附图标记10表示的电解电容器具有可用的电容12,与之串联地连接着ESR14。在图1中所示的电解电容器的等效电路图以在至少两级的电子镇流器中的这类应用为基础。在根据图4所示的双级的电子能量转换器20中,这种电解电容器被用作中间回路电容器28。
[0049]图2示出了具有在典型的电解电容器、如根据图1所述的电解电容器10的不同频率和温度条件下关于阻抗和ESR的测量记录的图表。在横坐标中用对数比例尺以赫兹为单位给出频率,相反地,在纵坐标上同样也以对数比例尺分别以欧姆为单位给出阻抗和ESR。在图表上方示出了一个表格,它将图表的不同曲线与电解电容器的温度值对应。
[0050]总的来说示出的是,在室温下,例如在25°C和低温下,例如_25°C,电解电容器的ESR明显高于在85°C时的情况,通常相差10到20范围内的因数。这当然也同样适用于以下中间回路电解电容器,如其在至少两级的电子能量转换器20中用作镇流器。在窗口-驱动器中,也就是在具有尤其是就电流和电压而言的很大的输出特征曲线范围的驱动器中,输出电流范围例如在250mA至大约1A。在此,覆盖大约0.9W到90W的输出功率范围。如果电子镇流器在最大功率下被启动,也就是说,在90W的最大输出功率时,在中间回路电解电容器28上造成大的电压区间,例如+/-80V。这可能导致连接在镇流器上的发光器的光闪烁,或者关断电子镇流器,从而避免不被允许的运行状态。
[0051]实践证明,基于镇流器的自升温,所以高ESR在低
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