节拍电子能量转换器的制造方法_5

文档序号:9872832阅读:来源:国知局
也改变了输入电流Iin 的曲线形状,该输入电流因此在整个区域上不是正弦形的,运由图14给出。在图14中示出的 图表在横坐标上示出了 W秒为单位的时间t并且在纵坐标上示出了 W安培为单位的输入电 流Iin。不同的补充断开时间tDff_add相应于不同的功率。在断续模式中的输入电流Iin的走向 作为在时间t上的具有各一个用于补充断开时间tDff_add的固定参数的曲线簇给出,其中,用 于补充断开时间toff_add的参数值W时标数量给出。在toff_add = 0的特定情况中给出用于Iin 的正弦形走向,因为toff_add = 0表征过渡模式。
[0136] 已证明能够由接下来的原因实现该功能。一方面,PFC控制或者PFC调节器无论如 何都是缓慢的,从而在半波中缓慢变化的曲线形状不承受能检测到的影响。此外,由图14中 可见,曲线走向首先在小的输入电流的情况中明显与正弦形状偏离。运在一定程度上是不 关键的,即对在25W之下的谐波的要求不是如此严格。此外,在非常低的电流时无论如何都 会出现寄生效果,例如通常存在的X电容器不再完全放电,并且电流可W在电网电压过零之 后具有间隙。
[0137] 由此得出,即用于交流电压情况的计算在基础上并且在非常仔细的线性化时可W 使用如在直流电压的情况中一样的相同的简单的公式。运种情况允许,即该种类型的驱控 也在正常的8位微处理器上实施。
[0138] 综上给出,即在过渡模式中的功率范围向下通过寄生效果限制。从非常短的接通 时间开始,MOS阳T22无论如何都不再被接通,二极管24之前也已经没有接通。在M0SFET22的 栅极上经常也设置电阻,其相应地选择较大的,从而有意识地平缓切换边缘,从而能够更好 地适应于EMV要求。此外,在非常高的频率时效率会变差。在数字地实施时相应的级的分辨 率也能降低,因为MOSFETs的接通时长能仅仅为内部脉冲频率的多倍。
[0139] 运因此表现得是值得期待的,即利用简单的措施W足够的质量实现从过渡模式向 断续模式的过渡。
[0140] 对此来说重要的是:保持正常的断开时间,即固有的断开时间Uff,如在过渡模式 的情况中那样;接通时间Un_"in的最小长度,从而避免错误的触发;插入附加的补充断开时 间tDff_add;W及用于计算无缝过渡的附加的补充断开时间tDff_add的简单的1/X函数。
[0141] 该方法可 W应用到0Ti90DALI的PFC级中。实施的公式t〇ff_add(t〇n)=9250/t〇n-154 仅仅与上面计算的公式心:_333(心。)=8470八。。-141很少的偏离。该公式表现为适用所有被 要求的运行情况。在该边界条件的情况中,当前最大的附加断开时间由于硬件限制而被限 制到在48MHz时的大约4000个时标。利用更新的硬件也可W实现更长的补充断开时间。
[0142] 本发明也尤其可W在降压调节器上应用,从而例如在照明时能够进一步向下调 光。
[0143] 图15在一个图表中示出了在根据图10的电路中频率f和接通时间t。。相对于输入功 率P的示意性走向。在横坐标上给出了 W瓦特为单位的输入功率P,相反,在纵坐标上给出了 WkHz为单位的频率f和关于48MHz的W时标为单位的接通时间t。。。在该设计方案中,输入电 压为230V,输出电压为400V,并且能量存储器的电感,其再次是电感器,为1.6mH。
[0144] 该实施例仅仅用于阐述本发明并且对其不构成限制。
[0145] 因此,功能,尤其是电子组件和能量转换器当然能够任意地设计,而不会脱离本发 明的构思。
[0146] 对于根据本发明的方法描述的优点和特征W及设计方案W相同的方式适用于根 据本发明的能量转换器并且反之亦然。因此,相应的装置特征适可W设置用于方法特征并 且反之亦然。
【主权项】
1. 一种节拍电子能量转换器(10),具有 -电子开关元件(22), -至少两个电能存储器(20,26), -用于连接电源的第一接口(12,14), -用于连接电能接收器的第二接口( 16,18), -用于在开关运行中控制和运行所述电子开关元件(22)的节拍发生器(50), -用于产生对于所述节拍发生器(50)的第一信号(46)的接通时间单元(42),所述接通 时间单元(42)配置用于借助所述第一信号(46)在第一功率范围中调节所述能量转换器 (10)的待传输的功率并且在第二功率范围中生成对于所述节拍发生器(50)的代表了固定 预设的接通时间的第一信号(46),其中,在第二功率范围中功率能够调节成小于在第一功 率范围中的功率,以及 -断开时间单元(44),所述断开时间单元设置用于在所述第二功率范围中产生对于所 述节拍发生器(50)的第二信号(48),所述第二信号根据待传输的功率代表了补充断开时间 (toff-add ), 其特征在于, 所述电子能量转换器(10)配置用于借助唯一的第三信号(40)共同地控制所述接通时 间单元(42)和所述断开时间单元(44)。2. 根据权利要求1所述的能量转换器(10),其特征在于,所述断开时间单元(44)设计用 于使得对所述第二功率范围中的所述补充断开时间(U ff_add)的测定在考虑到施加在所述 第一接口(12,14)上的电压(Uin)和/或施加在所述第二接口(16,18)上的电压(Ucmt)的情况 下实施。3. 根据权利要求2所述的能量转换器(10),其特征在于,所述断开时间单元(44)设计用 于测定施加在所述第一接口(12,14)上的电压(U in)的电压形状并且根据测定的所述电压形 状实施对所述第二功率范围中的所述补充断开时间(toffjdd)的测定。4. 根据前述权利要求中任一项所述的能量转换器(10),其特征在于,所述能量转换器 (10)设计用于在所述能量转换器(10)从所述第一接口(12,14)处获取的功率最高为1W,优 选最高为500mW,尤其是最高为200mW时在所述第二功率范围中工作。5. 根据前述权利要求中任一项所述的能量转换器,其特征在于探测单元(28),所述探 测单元用于测定通过所述电子能量转换器(10)固有地给出的对于所述电子开关元件(22) 的断开时间(toff)。6. 根据前述权利要求中任一项所述的能量转换器,其特征在于能量探测器(28),所述 能量探测器用于检测至少在所述能量转换器(10)的所述电能存储器(20)的一个电能存储 器中存储的能量。7. -种发光装置,具有发光件和用于将所述发光装置连接至电源的电接口,其特征在 于,所述发光装置具有根据前述权利要求中任一项所述的节拍电子能量转换器(10),所述 节拍电子能量转换器作为耗电器功率上能受控地为所述发光件提供电能。8. -种用于借助节拍电子能量转换器(10)调节待传输的电功率的方法,为此目的,所 述电子能量转换器(10)的电子开关元件(22)在开关运行中运行,其中,在第一功率范围中, 功率根据用于所述电子开关元件(22)的能调节的接通时间(t〇 n)和通过所述电子能量转换 器(10)固有地给出的断开时间(Wf)来调节,所述断开时间跟随在所述接通时间之后,并且 其中,在第二功率范围中,所述接通时间(tern)基本上保持恒定并且对于所述电子开关元件 (22)的所述断开时间以能够根据待传输的功率来调节的补充断开时间(toffjdd)延长,在所 述第二功率范围中,功率小于在所述第一功率范围中的功率,其特征在于,在所述第二功率 范围中所述接通时间(t〇 n)和所述补充断开时间(toffjdd)根据唯一的第三信号(40)共同测 定。9. 根据权利要求8所述的方法,其特征在于,测定在所述第二功率范围中的所述补充断 开时间(Uff_add),使得所述待传输的功率以与以下相同的方式与所述第三信号(40)相关, 如所述待传输的功率在所述第二功率范围中类似于所述第一功率范围地受到控制那样。10. 根据权利要求8或9所述的方法,其特征在于,所述待传输的功率的改变在变换功率 范围时持续地进行。11. 根据权利要求8至10中任一项所述的方法,其特征在于,测定一个时间间隔作为所 述断开时间(tc^),所述能量转换器(10)的所述电能存储器(20)的一个电能存储器需要在 所述接通时间之后需要所述时间间隔,直至该电能存储器不再输出电能为止。12. 根据权利要求8至11中任一项所述的方法,其特征在于,所述补充断开时间(trfbdd) 根据所述第三信号(40)测定,其中该测定通过所述第三信号(40)的利用一个因素加权的倒 数值执行,从所述倒数值上减去偏置值。13. 根据权利要求8至12中任一项的方法,其特征在于,在考虑到对于连接在所述能量 转换器(10)处的电源的电压(Uin)的和通过所述能量转换器(10)提供的、用于连接到所述能 量转换器(10)的耗电器的电压0U t)的稳定情况下,测定所述补充断开时间(Wf_add),使得 所述补充断开时间(toffjdd)仅仅取决于希望的功率。14. 根据权利要求8至13中任一项所述的方法,其特征在于,所述能量转换器(10)在输 入侧使用交流电压并且受到控制,使得输入侧的功率因数是最大的。15. 根据权利要求14所述的方法,其特征在于,在有恒定的第三信号(40)时,在输出侧 使用的交流电压的半周期或者整周期内,所述补充断开时间(trfbdd)同样是恒定的。
【专利摘要】本发明涉及一种节拍电子能量转换器(10),具有电子开关元件(22),至少两个电能存储器(20,26),用于连接电源的接口(12,14),用于连接电能接收器的接口(16,18),用于在开关运行中控制和运行电子开关元件(22)的节拍发生器(50)以及用于产生对于节拍发生器(50)的第一信号(46)的接通时间单元(42),该接通时间单元(42)配置为通过第一信号调节在第一功率范围中的能量转换器(10)的待传输的功率。根据本发明,接通时间单元(42)配置为在第二功率范围中生成对于节拍发生器(50)的代表了固定预设的接通时间的第一信号(46),在第二功率范围中功率能够被调节为小于在第一功率范围的功率,并且节拍电子能量转换器(10)具有断开时间单元(44),其在第二功率范围中产生对于节拍发生器(50)的第二信号(48),该第二信号取决于待传输的功率代表了补充断开时间(toff_add)。
【IPC分类】H05B33/08, H02M3/00
【公开号】CN105637978
【申请号】CN201480046594
【发明人】西格弗里德·迈尔, 奥拉夫·布塞, 克里斯托夫·施瓦茨菲舍尔
【申请人】欧司朗有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年8月6日
【公告号】DE102013216877A1, EP3036971A2, US20160204700, WO2015024778A2, WO2015024778A3
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