驱动器装置和用于驱动负载的驱动方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及驱动器装置和对应的用于驱动负载的驱动方法。此外，本发明涉及照明设备。
【背景技术】
[0002]在用于离线应用的LED驱动器的领域，需要以高可靠性在大功率范围上驱动LED的解决方案，特别是具有对外部干扰和噪声的低灵敏度并且在非常低的功率精确地驱动LED的解决方案。
[0003]在LED驱动器的领域，LLC转换器普遍已知被用来驱动LED。LLC转换器通过对两个可控制开关进行开关并且通过向电磁变压器提供交变输入电压而控制向负载提供的输出功率。由LLC转换器传递的能量与两个开关状态之间的电容器的能量变化有关。向负载提供的能量通过对可控制开关进行开关而被控制。
[0004]US 2011/0164437 Al公开了一种LLC转换器，其中输出功率通过改变可控制开关的占空比而被控制。可替代地，LLC转换器的输出功率通过改变可控制开关的开关频率而被控制，如US 7，313，004 BI所公开的。
[0005]控制LLC转换器的进一步的方法是基于变压器电压而触发可控制开关的开关动作。当变压器电压超过阈值电压时该开关动作被触发，并且当变压器电压降低至低于第二阈值电压时导致该开关倒转。由阈值控制的LLC转换器提供的输出功率可以通过改变向可控制开关提供的输入电压并且通过改变阈值电压而被控制。输入电压的改变导致可控制开关的频率的改变并且随输入电压中的改变线性地调节阈值电压可导致大致恒定的输出功率。LLC转换器的电压阈值控制允许比频率控制更好的线性度并且提供了用于向负载提供功率的恒定输出功率。
[0006]阈值控制的LLC转换器的缺点在于它们是复杂的，并且不提供具有鲁棒性的低功率操作。因为阈值电平被设置为高于输入电压以用于向负载提供低功率，变压器电压超过阈值非常短的时间导致可控制开关的高开关频率。阈值电平的噪声或变化可以略微改变可控制开关的开关点，使得没有功率将被递送至负载，其可导致输出功率的随机中断。由噪声导致的中断还可导致造成不一致的输出功率的振荡。此外，已知的LLC转换器提供了降低的输出控制线性度。
【发明内容】
[0007]本发明的一个目的是提供改进的驱动器装置以及对应的驱动方法以用于驱动以低技术努力具有改进的输出控制线性度并且提供可靠的低功率操作的负载，特别是诸如LED单元之类的电流控制的负载。此外，本发明的一个目的是提供对应的照明设备。
[0008]根据本发明的一个方面，提供了一种用于驱动负载的驱动器装置，其包括:
[0009]-输入端子，用于将该驱动器装置连接至电压供给并且用于从该电压供给接收输入电压，
[0010]-至少一个输出端子，用于将该驱动器装置连接至该负载，
[0011]-电磁转换器单元，用于将驱动电压转换至输出电压以用于对该负载进行供电，
[0012]-两个可控制开关，被连接至输入端子以用于将作为该驱动电压的可变电压提供至该电磁转换器单元，以及
[0013]-控制单元，用于基于在该电磁转换器单元的构件处测量的电信号以及阈值电平而控制该可控制开关中的第一个开关，并且用于基于被设置为该可控制开关的接通时间具有独立的持续期间(durat1n)的值的控制参数而控制该可控制开关中的第二个开关。
[0014]根据本发明的另一个方面，提供了一种用于驱动负载的驱动器装置，其包括:
[0015]-输入端子，用于将该驱动器装置连接至电压供给并且用于接收输入电压，
[0016]-至少一个输出端子，用于将该驱动器装置连接至该负载，
[0017]-电磁转换器单元，用于将驱动电压转换至输出电压以用于对该负载进行供电，以及
[0018]-测量装置，包括被耦合至该电磁转换器单元的耦合件、具有连接至该耦合件的全桥整流器的并用于测量第一电压的第一测量电路、以及具有连接至该耦合件的半桥整流器的并用于测量第二电压的第二测量电路。
[0019]根据本发明的又一个方面，提供了一种用于驱动负载的驱动器装置，其包括:
[0020]-输入端子，用于将该驱动器装置连接至电压供给并且用于从该电压供给接收输入电压，
[0021]-至少一个输出端子，用于将该驱动器装置连接至该负载，
[0022]-电磁转换器单元，用于将驱动电压转换至输出电压以用于对该负载进行供电，
[0023]-两个可控制开关，被连接至输入端子以用于将作为该驱动电压的可变电压提供至该电磁转换器单元，以及
[0024]-单整流器单元，被连接至该电磁转换器单元，其中该单整流器单元被适配为向该负载提供作为该输出电压的半波整流电压。
[0025]根据本发明的另一个方面，提供了一种用于驱动负载的驱动方法，其中该驱动方法包括以下步骤:
[0026]-通过两个可控制开关向电磁转换器单元提供作为驱动电压的可变电压，
[0027]-通过该电磁转换器单元将该驱动电压转换至输出电压以用于对该负载进行供电，
[0028]-基于在该电磁转换器单元的构件处测量的电信号以及阈值电平而控制该可控制开关中的第一个开关，并且基于被设置为该可控制开关的接通时间具有独立的持续期间的值的控制参数而控制该可控制开关中的第二个开关。
[0029]本发明的优选实施例在从属权利要求中被限定。应当理解的是，要求保护的方法与要求保护的装置以及与在从属权利要求中限定的具有相似和/或相同的优选实施例。
[0030]本发明基于结合阈值控制将可控制开关的接通时间设置至不同持续期间以实现非常低的输出功率的概念。由于转换器基于针对可控制开关中的一个开关的初级电压阈值控制而被控制，可以实现该控制的线性度并且可以达到恒定输出功率或电流。由于可控制开关的独立的接通时间持续期间，可以将精确的和可靠的输出功率提供至具有大功率范围的负载，并且可以将输出功率减小至非常低的功率水平。可控制开关的非对称接通时间持续期间可以实现深调光操作并且向负载提供稳定且可靠的、对噪声较不敏感的输出功率。
[0031]本发明进一步基于针对输出电压的不同半波而精确地测量驱动器装置的输出电压的概念。因为输出功率在输出电压的半波中的一个半波期间仅由输出绕组中的一个绕组提供，测量装置必须在非对称触发的情况下针对不同的半波独立地测量输出电压。为了区分输出电压的彼此不同的半波，测量电路中的一个测量电路具有全桥整流器并且第二测量电路具有半桥整流器以精确地测量输出功率。
[0032]本发明进一步基于通过仅使用一个单整流器单元以减小特别是针对非对称操作的技术努力的概念，该单整流器单元被适配为向负载提供作为输出电压的半波整流的电压。通过向负载提供半波整流的电压，可以实现响应于操作输入变量的改变的高线性输出电流。此外，可以省略昂贵的电流反馈电路以实现更小和更便宜的转换器单元。
[0033]在优选的实施例中，该控制单元被适配为对该可控制开关交替地进行开关，其中该可控制开关的上开关被指派至高电压电平并且该可控制开关的下开关被指派至低电压电平，从而向该电磁转换器单元提供交变电压或低电压。这是向电磁转换器单元提供交变电压以用于以低技术努力控制输出功率的一种可能性。
[0034]在优选实施例中，该控制参数是第二阈值电压，其中该阈值电压被设置为不同的绝对值。这是实现可控制开关的非对称的接通时间持续期间并且在低功率稳定地操作驱动器装置的简单的可能性。
[0035]在进一步的实施例中，控制参数是第二可控制开关的接通时间持续期间，其优选被设置为预定义的值。由于可控制开关中的一个开关是时间控制的，噪声在可控制开关的开关上的影响以及对噪声的敏感度被减小。短的时间控制的时间段增大初级电压的大小，该初级电压与阈值相比较以生成第一开关信号，这进一步减小了敏感度。
[0036]根据进一步的实施例，第一阈值电压是用于控制上可控制开关的上阈值电平，并且其中下可控制开关的接通时间持续期间被控制并且被优选地设置为预定义的值。时间控制的下可控制开关可以避免下可控制开关过早进行开关。
[0037]在进一步的实施例中，第一阈值电压是用于控制下可控制开关的下阈值电平，并且其中上可控制开关的接通时间持续期间被控制并且被优选地设置为预定义的值。上可控制开关的时间控制的接通时间持续期间可以避免上可控制开关过早进行开关。
[0038]在进一步的实施例中，驱动器装置包括测量装置，该测量装置包括被耦合至该电磁转换器单元的耦合件、具有连接至该耦合件的全桥整流器的并用于测量第一电压的第一测量电路、以及在连接至该耦合件的半桥整流器的并用于测量第二电压的第二测量电路。这是精确地测量输出功率的一种可能性，因为输出功率在输出电压的一个半波期间仅被提供至负载，并且通过AC耦合的全波整流器和半波整流器在非对称模式中可以容易地检测输出功率。
[0039]在进一步的实施例中，耦合件包括被耦合至电磁转换器