用于运行灯具线路的同步反激式转换器电路的制作方法

用于运行灯具线路的同步反激式转换器电路
1.技术领域
[0001]
本发明涉及：用于运行灯具线路的同步反激式转换器电路，具有至少一个灯具，特别地具有至少一个发光二极管；一种发光体，具有根据本发明的此类同步反激式转换器电路和灯具线路，该灯具线路具有至少一个灯具，特别地具有至少一个发光二极管；以及用于在每种情况下运行根据本发明的此类同步反激式转换器电路的方法。
2.

背景技术：

[0002]
反激式转换器，也称为升降压转换器(英文：flyback converter)，是一种输入侧主动脉冲式直流转换器或初级脉冲式直流转换器，该转换器借助于变压器在输入侧或初级侧与输出侧或次级侧之间电脱耦或者说隔离地(即电位隔离地)传输电能。利用反激式转换器可将输入端处输送的直流电压转换为具有另一电压等级或电压水平的直流电压。
[0003]
因此，用于运行具有至少一个灯具的灯具线路的反激式转换器电路包括初级侧的可控开关和具有初级线圈和次级线圈的变压器，该初级线圈与开关电连接。反激式转换器电路的输出端通过二极管与次级线圈电连接，其中次级侧二极管用于单向整流。
[0004]
从现有技术中已知的是，将次级侧二极管更换为次级侧的可控开关，从而可达到更高的效率(更低的电功率损耗)。具有次级侧开关而不是二极管来进行次级侧整流的反激式转换器或者说反激式转换器电路也被称为同步反激式转换器(英文：synchronous flyback converter)或者说同步反激式转换器电路。因此，在同步反激式转换器或者说同步反激式转换器电路中，变压器的次级线圈通过次级侧开关与反激式转换器电路的输出端电连接。
[0005]
下面将初级侧开关称为第一开关，将次级侧开关称为第二开关。
[0006]
为产生用于运行灯具线路的输出侧电流，在同步反激式转换器电路中通过对应的控制单元交替地以导电状态运行第一开关和第二开关。特别地，为达到通过调光信号预定的调光等级或调光水平，根据调光信号交替地以导电状态运行第一开关和第二开关。
[0007]
在第一开关的接通持续时间期间第一开关为导电状态且第二开关为非导电状态时，在此时在同步反激式转换器电路的初级侧，电流流过变压器的初级线圈和导电的第一开关，通过输入端处输送的电源电压供应该电流，并且将电能储存在初级线圈中。将第一开关切换为非导电状态并且将第二开关切换为导电状态时，在此时将储存在初级线圈中的电能传输至变压器的次级线圈处。因此，在第二开关的接通持续时间期间(第一开关不导电且第二开关导电)，在此时电流在次级侧从次级线圈出发流经导电的第二开关至连接至输出端处的灯具线路。该电流在此时因此对应于通过同步反激式转换器电路在输出侧提供的，用于运行灯具线路的电流。
[0008]
为进行灯具线路的调光，必须使通过同步反激式转换器电路在输出侧输送给灯具线路的电流的时间平均值变小。调光等级或调光水平越低或越小，通过灯具线路发出的光的亮度就越低或越小。
[0009]
为获得非常低的调光等级，即非常低的亮度，必须获得输送给灯具线路的电流的
对应的设定得非常小的时间平均值。由于输送给灯具线路的电流对应于流过同步反激式转换器电路的变压器的次级线圈的电流，因此必须将流过次级线圈的电流或通过同步反激式转换器电路的变压器在输出侧提供的电流的时间平均值设置得对应地小。
[0010]
为此，在交替地脉冲控制第一开关和第二开关时可如此设定第二开关的接通持续时间的大小，使得在第二开关的接通持续时间期间流过次级线圈和第二开关的电流的极性从正极性切换为负极性并且因此次级线圈处的电压反转，也就是说，例如从正极性变为负极性或者参考另一参考电压，例如总线电压。这意味着，一直以导电状态运行第二开关，直至流过次级线圈的电流的方向倒转。在随后接通第一开关时，流过第一开关的开关电流在此时具有负分量和正分量。
[0011]
通过流过次级线圈的电流至少暂时地具有负极性这种方式，可获得流过次级线圈的电流的特别小的时间平均值。由此同步反激式转换器电路可在输出侧输出用于灯具线路的设定得小的电流。由此可针对灯具线路的对应的调光信号获得由灯具线路发出的光的对应低的亮度。
[0012]
为控制由同步反激式转换器电路在输出端处提供的电能或在输出端处提供的用于运行具有至少一个灯具的连接至同步反激式转换器电路的输出端处的灯具线路的电流，典型地必须测得关于在次级侧流过连接至输出端处的灯具线路的电流(灯具线路电流)的时间平均值的信息并且将其输送给对应的控制单元，该控制单元设置用于脉冲控制第一开关和第二开关。
[0013]
在次级侧直接测量灯具线路电流是不利的，因为次级侧的电位和初级侧的电位彼此电隔离并且因此必须电位隔离地将测量结果从次级侧到初级侧回传到控制单元。这要求额外的元器件，例如光电耦合器，由此使同步反激式转换器电路变大，也就是说其所需的空间更大。这一点特别地在同步反激式转换器电路的集成方面是不利的。
[0014]
具有重要意义的还有，同步反激式转换器电路由于额外的元器件在生产期间更复杂，成本更高。
[0015]
此外在如上所述运行同步反激式转换器电路时，为实现非常低的调光等级需要非常费时费力且成本高昂的检测电路来检测通过同步反激式转换器电路在输出侧提供给灯具线路的电流的时间平均值，因为通过在输出侧提供的电流的非常小的时间平均值实现非常低的调光等级。因此，该时间平均值的检测可轻易地被噪音所干扰。
[0016]
因此本发明的任务在于，提供一种用于运行具有至少一个灯具的灯具线路的同步反激式转换器电路，其中能够以节省空间和成本低廉的方式检测关于次级侧电流的时间平均值的信息，该次级侧电流在灯具线路连接至同步反激式转换器电路的输出端处时流过灯具线路。特别地，本发明的另一任务在于，在此类同步反激式转换器电路中，即使在灯具线路的调光等级非常低的情况下也能进行较简单(或者说较节省空间)且成本低廉的检测。
[0017]
这些任务以及阅读以下说明书时还会提及的、或者专业人士能够认识到的其他任务，均通过独立权利要求的内容予以解决。从属权利要求以特别有利的方式改进本发明的中心思想。
[0018]
独立权利要求1的同步反激式转换器电路解决了上述任务，因为当灯具线路连接至同步反激式转换器电路处时，可通过在初级侧检测流过第一开关的开关电流的时间平均值和通过基于该检测的在初级侧单独测得流过第一开关的开关电流的正分量的时间平均
值和流过第一开关的开关电流的负分量的时间平均值，以节省空间且成本低廉的方式检测关于在次级侧流动的电流和由此灯具线路电流的时间平均值的信息。因为通过开关电流的正分量的时间平均值和开关电流的负分量的时间平均值的组合可测得开关电流的实际时间平均值，该实际时间平均值允许推断出次级侧电流的实际时间平均值。
[0019]
同样的内容适用于根据独立权利要求15的对应的根据本发明的方法。
[0020]
独立权利要求6的同步反激式转换器电路同样解决了上述任务，因为当灯具线路连接至同步反激式转换器电路处时，可通过在初级侧单独检测流过第一开关的开关电流的正分量的时间平均值和流过第一开关的负分量的时间平均值，以节省空间且成本低廉的方式检测关于在次级侧流动的电流和由此灯具线路电流的时间平均值的信息。因为通过开关电流的正分量的时间平均值和开关电流的负分量的时间平均值的组合可测得开关电流的实际时间平均值，该实际时间平均值允许推断出次级侧电流的实际时间平均值。
[0021]
同样的内容适用于根据独立权利要求16的对应的根据本发明的方法。
[0022]
3.本发明的详细说明
[0023]
根据本发明的第一实施方式，提供一种用于运行灯具线路的同步反激式转换器电路，具有至少一个灯具，特别地具有至少一个发光二极管；其中该同步反激式转换器电路包括：
[0024]-变压器，具有：初级线圈，该初级线圈与第一开关电连接；次级线圈，该次级线圈通过第二开关与同步反激式转换器电路的输出端电连接，其中该灯具线路能够连接至所述输出端处，
[0025]-控制单元，该控制单元被适配为用于触发第一开关和第二开关，以及
[0026]-检测电路，该检测电路被适配为用于检测流过第一开关的开关电流的时间平均值以及用于将至少一个描述时间平均值的信号输送给控制单元；
[0027]-其中该变压器将同步反激式转换器电路的初级侧与同步反激式转换器电路的次级侧电隔离，在初级侧布置有初级线圈、第一开关、控制单元和检测电路，在次级侧布置有次级线圈、第二开关和输出端；并且
[0028]-其中该控制单元为此被适配为，基于从检测电路出发输送的信号单独测得流过第一开关的开关电流的正分量的时间平均值和流过第一开关的开关电流的负分量的时间平均值。
[0029]
换句话说，本发明提出，在根据本发明的同步反激式转换器电路的第一实施方式中检测流过第一开关的开关电流的时间平均值并将描述该时间平均值的信号输送给控制单元，该控制单元在此时可基于所输送的信号单独测得开关电流的正分量的时间平均值和开关电流的负分量的时间平均值。
[0030]
因此根据本发明的同步反激式转换器电路的第一实施方式是有利的，因为可通过在初级侧检测和分析流过第一开关的开关电流的时间平均值检测关于在次级侧流动的平均电流的信息，而无需为此进行从次级侧到初级侧的电位隔离的回传。
[0031]
此外，还可在调光等级非常低的情况下成本低廉地检测流过第一开关的开关电流的实际时间平均值，方式为将所测得的开关电流的正分量的时间平均值与所测得的开关电流的负分量的时间平均值互相组合。也就是说，在调光等级非常低时，开关电流的正分量的时间平均值和开关电流的负分量的时间平均值比总开关电流的时间平均值大得非常多，从
而使得描述开关电流的正分量的时间平均值的信号和描述开关电流的负分量的时间平均值的信号与通过检测电路检测到的描述总开关电流的时间平均值的信号相比，具有改善得非常多的信噪比(snr)。因此，由于成本低廉的检测中可能存在的噪声，通过检测电路检测到的开关电流的时间平均值(特别地在调光等级非常低并且因而开关电流的时间平均值非常小的情况下)可能与开关电流的实际时间平均值不同。
[0032]
但是，可基于单独测得的开关电流的正分量的时间平均值和开关电流的负分量的时间平均值测得，特别地确定开关电流的实际时间平均值，因为这两个单独测得的时间平均值不会因在成本低廉的检测中可能存在的噪音而失真。
[0033]“单独测得流过第一开关的开关电流的正分量的时间平均值和负分量的时间平均值”应理解为，可独立于开关电流的负分量或者说负份额的时间平均值测得开关电流的正分量或者说正份额的时间平均值，并且对应地可独立于开关电流的正分量的时间平均值测得开关电流的负分量的时间平均值。
[0034]“流过第一开关的开关电流”应理解为当第一开关处于导电状态或者说已接通时流过第一开关的电流。由于第一开关与初级线圈电连接，因此在第一开关导电状态下流过初级线圈的电流对应于开关电流。
[0035]
开关电流的正分量优选地对应于流过导电状态下的第一开关的正电流；并且开关电流的负分量优选地对应于流过导电状态下的第一开关的负电流。
[0036]
开关电流的负分量就正分量而言特别地对应于流过第一开关的电流回流。
[0037]
开关电流的正分量优选地对应于从同步反激式转换器电路的电位数值较高的输入端子流经变压器的初级线圈和导电状态下的第一开关流至电位数值较低的输入端子的电流。开关电流的负分量优选地对应于从同步反激式转换器电路的电位数值较低的输入端子流经导电状态下的第一开关和变压器的初级线圈流至电位数值较高的输入端子的电流。
[0038]
如上所述，变压器将同步反激式转换器电路的初级侧与同步反激式转换器电路的次级侧隔离或脱耦开来，从而使得同步反激式转换器电路的输入端与输出端之间存在电隔离。同步反激式转换器电路因而为此被适配为借助于变压器电位隔离地在其初级侧(也可称为输入侧)与其次级侧(也可称为输出侧)之间传输电能。
[0039]
如上所述，“同步反激式转换器电路”特别地应理解为一种“普通的”反激式转换器电路，其中用于整流的至少一个次级侧二极管被替换为至少一个可控的次级侧开关。
[0040]
控制单元优选地为此被适配为用于交替地触发或者说脉冲控制第一开关和第二开关。换句话说，第一开关被切换为导电状态时，第二开关在此时优选地被切换为非导电状态；并且第一开关被切换为非导电状态时，第二开关在此时优选地被切换为导电状态。
[0041]
为产生用于运行灯具线路的输出侧电流，根据本发明的同步反激式转换器电路的控制单元因而优选地为此被适配为，交替地以导电状态运行第一开关和第二开关。特别地，控制单元为此被适配为，交替地且周期性地以导电状态运行第一开关和第二开关。
[0042]
为达到通过调光信号预定的调光等级或调光水平，控制单元优选地为此被适配为，根据调光信号交替地以导电状态运行第一开关和第二开关。为达到通过调光信号预定的调光等级或调光水平，控制单元特别地为此被适配为，根据调光信号交替地并且周期性地以导电状态运行第一开关和第二开关。
[0043]
在第一开关的接通持续时间期间第一开关为导电状态或者说导电且第二开关为
非导电状态或者说不导电时，在此时在同步反激式转换器电路的初级侧，电流流过变压器的初级线圈和导电的第一开关，通过输入端处输送的电源电压供应该电流，并且将电能储存在初级线圈中。将第一开关切换为非导电状态并且将第二开关切换为导电状态时，在此时将储存在初级线圈中的电能传输至变压器的次级线圈处。因此，在第二开关的接通持续时间期间(第一开关不导电且第二开关导电)，在此时电流在次级侧从次级线圈出发流经导电的第二开关至连接至输出端处的灯具线路。该电流在此时因此对应于通过同步反激式转换器电路在输出侧提供的，用于运行灯具线路的电流。
[0044]
为进行灯具线路的调光，必须使通过同步反激式转换器电路在输出侧提供给灯具线路的电流的时间平均值变小。调光等级或调光水平越低或越小，通过灯具线路发出的光的亮度就越低或越小。
[0045]
为获得非常低的调光等级，即非常低的亮度，必须获得在输出侧提供给灯具线路的电流的对应的设定得非常小的时间平均值。由于在输出侧提供给灯具线路的电流对应于流过同步反激式转换器电路的变压器的次级线圈的电流，因此必须将流过次级线圈的电流或通过同步反激式转换器电路的变压器在输出侧提供的电流的时间平均值设置得对应地小。
[0046]
对此，控制单元可为此被适配为，如此控制第二开关的接通持续时间，使得流过次级线圈和第二开关的电流的极性从正极性切换为负极性并且因此次级线圈上的电压反转，也就是说，例如从正极性变为负极性或者参考另一参考电压，例如总线电压。这意味着，控制单元优选地为此被适配为，一直以导电状态运行第二开关，直至流过次级线圈的电流的方向倒转。在随后接通第一开关时，流过第一开关的开关电流在此时具有负分量和正分量。
[0047]
通过控制单元运行同步反激式转换器电路，特别地第一开关和第二开关，也可被称为同步运行方式或者说同步运行模式，在这种运行时在交替地，特别地交替地且周期性地触发第一开关和第二开关期间如此选择第二开关的接通持续时间，使得流过次级线圈和第二开关的电流的极性从正极性切换为负极性。
[0048]
通过流过次级线圈的电流至少暂时地具有负极性这种方式，可获得流过次级线圈的电流的特别小的时间平均值。由此，根据本发明的同步反激式转换器电路可在输出侧输出设定得小的用于灯具线路的电流并且由此可针对灯具线路的对应的调光信号获得由灯具线路发出的光的对应地低的亮度。
[0049]
第一开关和第二开关优选地为功率开关、场效应晶体管，例如金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)或双极晶体管。对于第一开关和第二开关，也可使用其他开关类型，特别地晶体管类型。第一开关和第二开关优选地为同一开关类型，特别地同一晶体管类型，例如两个都是fet(mosfet)或者双极晶体管。
[0050]
控制单元优选地为此被适配为，以高频，特别地以大于等于80khz、特别地大于等于100khz、完全特别地大于等于150khz的频率触发或者说脉冲控制第一开关和第二开关。
[0051]
通过交替地，特别地交替地且周期性地脉冲控制第一开关和第二开关，也就是说通过交替地，特别地交替地且周期性地接通和断开第一开关和第二开关和由此产生的变压器的充电和放电，控制单元优选地为此被适配为，从可连接至同步反激式转换器电路的输入端处的电源出发设置在同步反激式转换器电路的输出端处提供的电能、电流和/电压。
[0052]
控制单元优选地为此被适配为，基于单独测得的开关电流的正分量的时间平均值
和开关电流的负分量的时间平均值交替地，特别地交替地且周期性地触发第一开关和第二开关。特别地，控制单元优选地为此被适配为，基于开关电流的正分量的时间平均值和开关电流的负分量的时间平均值的组合交替地，特别地交替地且周期性地触发第一开关和第二开关。
[0053]
控制单元可为集成的半导体电路或包括集成的半导体电路。控制单元优选地为fpga、处理器、微处理器、控制器、微控制器或者专用集成电路(asic)或者上述元件的组合。
[0054]
同步反激式转换器电路可在输入侧连接至电源处，该电源在输入侧为同步反激式转换器电路提供直流电压或整流后的交流电压，该交流电压优选地经过平滑或者说滤波处理。
[0055]
灯具线路优选地包括一个或多个灯具。如果灯具线路中布置有超过一个灯具，则这些灯具优选地串联和/或并联地互相电连接。
[0056]
作为灯具，可使用所有的专业人士已知的，其光辐射可通过向灯具输送的电能来控制的灯具。优选地，灯具线路的所述至少一个灯具对应于发光二极管(led)。灯具线路可包括各种类型的发光二极管，例如有机发光二极管、无机发光二极管、带次级激励的发光二极管等。优选地，灯具线路包括不同类型的灯具或仅一种类型的灯具。本发明不限于某种灯具。
[0057]
控制单元优选地为此被适配为，基于从检测电路出发输送的信号和开关电流的过零的时间点单独测得开关电流的正分量的时间平均值和开关电流的负分量的时间平均值。
[0058]
特别地，控制单元为此被适配为，在接通第一开关或者说将第一开关切换为导电状态后，测得，特别地分析所输送的信号截止到开关电流过零的时间点的时间曲线作为开关电流的负分量的时间平均值，以及所输送的信号从开关电流过零的时间点开始的时间曲线作为开关电流的正分量的时间平均值。
[0059]
控制单元也可模拟地或数字地处理由检测电路输送的信号。
[0060]
检测电路优选地具有电容器，该电容器与第一开关如此电连接，使得通过流过第一开关的开关电流为电容器充电，并且信号为由电容器输出的电压。
[0061]
换句话说，检测电路优选地包括用于形成流过第一开关的开关电流的时间平均值的电容器。
[0062]
优选地，该电容器为低通滤波器的组成部分。
[0063]
此外，可计算或通过实验测得一个系数，该系数描述或补偿了实际流过初级线圈和第一开关的平均电流的信号在信号产生期间所出现的偏差。控制单元可为此被适配为，借助于该预定的，表示流过第一开关的电流与电容器所输出的电压之间的关系的系数从由电容器输出的电压中测得电流。
[0064]
控制单元优选地为此被适配为，如此交替地接通第一开关和第二开关，使得在第二开关的接通持续时间期间流过第二开关的电流的极性从正极性切换为负极性，从而使得在第一开关的接下来的接通持续时间期间流过第一开关的开关电流具有负分量和正分量。
[0065]
这意味着，在通过控制单元交替地触发第一开关和第二开关时，可如此选择第二开关的接通持续时间，使得在第二开关的接通持续时间期间流过第二开关的电流的极性从正极性切换为负极性，从而使得在第一开关的接下来的接通持续时间期间流过第一开关的开关电流具有负分量和正分量。
[0066]
特别地，控制单元为此被适配为，如此交替地且周期性地接通第一开关和第二开关，使得在第二开关的接通持续时间期间流过第二开关的电流的极性从正极性切换为负极性，从而使得在第一开关的接下来的接通持续时间期间流过第一开关的开关电流具有负分量和正分量。
[0067]
此外，控制单元优选地为此被适配为，通过开关电流的正分量的时间平均值与开关电流的负分量的时间平均值的组合测得开关电流的实际时间平均值。
[0068]
特别地在调光等级特别低并且因而开关电流的时间平均值非常小的情况下，由于在检测时可能出现的噪声，通过检测电路检测到的开关电流的时间平均值可能与实际时间平均值不同。而如果控制单元通过开关电流的正分量的时间平均值与开关电流的负分量的时间平均值的组合测得开关电流的时间平均值，就不是这种情况了。因此，通过控制单元测得的开关电流的时间平均值对应于开关电流的实际时间平均值并且因此也被称为开关电流的实际时间平均值。
[0069]
开关电流的正分量的时间平均值特别地对应于正平均电流，该正平均电流在第一开关的接通持续时间期间流过第一开关。开关电流的负分量的时间平均值特别地对应于负平均电流，该负平均电流在第一开关的接通持续时间期间流过第一开关。开关电流的实际时间平均值特别地对应于在第一开关的接通持续时间期间实际流过第一开关的平均电流。
[0070]
控制单元优选地为此被适配为，基于所测得的开关电流的实际时间平均值，特别地基于开关电流的正分量的时间平均值和开关电流的负分量的时间平均值的组合交替地，特别地交替地且周期性地触发第一开关和第二开关。
[0071]
控制单元特别地为此被适配为，基于所测得的开关电流的实际时间平均值，特别地基于通过检测电路输送给控制单元的信号和由此所测得的开关电流的正分量的时间平均值和开关电流的负分量的时间平均值设置第一开关的接通和/或断开的时间点。通过设定第一开关的断开时间点和接通时间点，设置第一开关的接通持续时间或断开持续时间。
[0072]
也可间接地相对于第一开关的接通时间点通过设置接通持续时间规定第一开关的断开时间点。
[0073]
因而，在交替地触发第一开关和第二开关时，通过第一开关的接通和/或断开的时间点产生第二开关的接通和/或断开的时间点。
[0074]
替代性地或此外，控制单元可为此被适配为，基于所测得的开关电流的实际时间平均值，特别地基于通过检测电路输送给控制单元的信号和由此所测得的开关电流的正分量的时间平均值和开关电流的负分量的时间平均值设置第二开关的接通和/或断开的时间点。
[0075]
为控制由同步反激式转换器电路在输出侧提供的电能或由同步反激式转换器电路在输出侧提供的运行可在输出侧连接的灯具线路的电流，控制单元可为此被适配为，基于所测得的流过第一开关的开关电流的实际时间平均值与预定值的偏差，设置第一开关的断开和/或接通时间和/或第二开关的断开和/或接通时间。
[0076]
控制单元因而优选地为此被适配为，基于所测得的开关电流的正分量的时间平均值和所测得的开关电流的负分量的时间平均值的组合与预定值的偏差，设置第一开关的断开和/或接通的时间点和/或第二开关的断开和/或接通的时间点。
[0077]
根据所确定的偏差的大小而定，可或多或少地延迟第一开关的断开的时间点或者
说可提前第一开关的接通的时间点，以便例如修正在输出侧提供的过低的电能或提供的过低的电流。
[0078]
为实现根据本发明的同步反激式转换器电路的第一实施方式，可任意组合上述可选的特征。
[0079]
根据本发明的第二实施方式，提供一种用于运行灯具线路的同步反激式转换器电路，具有至少一个灯具，特别地具有至少一个发光二极管；其中该同步反激式转换器电路包括：
[0080]-变压器，具有：初级线圈，该初级线圈与第一开关电连接；次级线圈，该次级线圈通过第二开关与同步反激式转换器电路的输出端电连接，其中该灯具线路能够连接至所述输出端处，
[0081]-控制单元，该控制单元被适配为用于触发第一开关和第二开关，以及
[0082]-检测电路；
[0083]-其中该变压器将同步反激式转换器电路的初级侧与同步反激式转换器电路的次级侧电隔离，在初级侧布置有初级线圈、第一开关、控制单元和检测电路，在次级侧布置有次级线圈、第二开关和输出端；并且
[0084]-其中检测电路为此被适配为，单独检测流过第一开关的开关电流的正分量的时间平均值和流过第一开关的开关电流的负分量的时间平均值；以及向控制单元输送描述开关电流的负分量的时间平均值的第一信号和描述开关电流的正分量的时间平均值的第二信号。
[0085]
换句话说，本发明提出，在根据本发明的同步反激式转换器电路的第二实施方式中单独检测开关电流的正分量的时间平均值和开关电流的负分量的时间平均值并将这两个单独检测到的时间平均值作为两个单独的信号输送给控制单元。
[0086]
因此根据本发明的同步反激式转换器电路的第二实施方式是有利的，因为可通过在初级侧单独检测流过第一开关的开关电流的正分量的时间平均值和开关电流的负分量的时间平均值检测关于在次级侧流动的平均电流的信息，而无需为此进行从次级侧到初级侧的电位隔离的回传。
[0087]
此外，还可在调光等级非常低的情况下成本低廉地检测流过第一开关的开关电流的实际时间平均值，方式为将所检测到的开关电流的正分量的时间平均值与所检测到的开关电流的负分量的时间平均值互相组合。也就是说，在调光等级非常低时，开关电流的正分量的时间平均值和开关电流的负分量的时间平均值比总开关电流的时间平均值大得非常多，从而使得描述开关电流的正分量的时间平均值的信号和描述开关电流的负分量的时间平均值的信号具有好的信噪比(snr)并且因此不会因在成本低廉的检测中可能存在的噪声而失真。
[0088]
因此，可基于单独测得的开关电流的正分量的时间平均值和开关电流的负分量的时间平均值测得，特别地确定开关电流的实际时间平均值，因为这两个单独测得的时间平均值不会因在成本低廉的检测中可能存在的噪音而失真。
[0089]
控制单元优选地为此被适配为，分析第一信号和第二信号，以便获得开关电流的正分量的时间平均值和开关电流的负分量的时间平均值。
[0090]“单独检测流过第一开关的开关电流的正分量的时间平均值和负分量的时间平均
值”应理解为，可独立于开关电流的负分量或者说负份额的时间平均值测得开关电流的正分量或者说正份额的时间平均值，并且对应地可独立于开关电流的正分量的时间平均值测得开关电流的负分量的时间平均值。
[0091]“流过第一开关的开关电流”应理解为当第一开关处于导电状态或者说已接通时流过第一开关的电流。由于第一开关与初级线圈电连接，因此在第一开关导电状态下流过初级线圈的电流对应于开关电流。
[0092]
开关电流的正分量优选地对应于流过导电状态下的第一开关的正电流；并且开关电流的负分量优选地对应于流过导电状态下的第一开关的负电流。
[0093]
开关电流的负分量就正分量而言特别地对应于流过第一开关的电流回流。
[0094]
开关电流的正分量优选地对应于从同步反激式转换器电路的电位数值较高的输入端子流经变压器的初级线圈和导电状态下的第一开关流至电位数值较低的输入端子的电流。开关电流的负分量优选地对应于从同步反激式转换器电路的电位数值较低的输入端子流经导电状态下的第一开关和变压器的初级线圈流至电位数值较高的输入端子的电流。
[0095]
如上所述，变压器将同步反激式转换器电路的初级侧与同步反激式转换器电路的次级侧隔离或脱耦开来，从而使得同步反激式转换器电路的输入端与输出端之间存在电隔离。同步反激式转换器电路因而为此被适配为借助于变压器电位隔离地在其初级侧(也可称为输入侧)与其次级侧(也可称为输出侧)之间传输电能。
[0096]
如上所述，“同步反激式转换器电路”特别地应理解为一种“普通的”反激式转换器电路，其中用于整流的至少一个次级侧二极管被替换为至少一个可控的次级侧开关。
[0097]
控制单元优选地为此被适配为用于交替地触发或者说脉冲控制第一开关和第二开关。换句话说，第一开关被切换为导电状态时，第二开关在此时优选地被切换为非导电状态；并且第一开关被切换为非导电状态时，第二开关在此时优选地被切换为导电状态。
[0098]
为产生用于运行灯具线路的输出侧电流，根据本发明的同步反激式转换器电路的控制单元因而优选地为此被适配为，交替地以导电状态运行第一开关和第二开关。特别地，控制单元为此被适配为，交替地且周期性地以导电状态运行第一开关和第二开关。
[0099]
为达到通过调光信号预定的调光等级或调光水平，控制单元优选地为此被适配为，根据调光信号交替地以导电状态运行第一开关和第二开关。为达到通过调光信号预定的调光等级或调光水平，控制单元特别地为此被适配为，根据调光信号交替地并且周期性地以导电状态运行第一开关和第二开关。
[0100]
在第一开关的接通持续时间期间第一开关为导电状态或者说导电且第二开关为非导电状态或者说不导电时，在此时在同步反激式转换器电路的初级侧，电流流过变压器的初级线圈和导电的第一开关，通过输入端处输送的电源电压供应该电流，并且将电能储存在初级线圈中。将第一开关切换为非导电状态并且将第二开关切换为导电状态时，在此时将储存在初级线圈中的电能传输至变压器的次级线圈处。因此，在第二开关的接通持续时间期间(第一开关不导电且第二开关导电)，在此时电流在次级侧从次级线圈出发流经导电的第二开关至连接至输出端处的灯具线路。该电流在此时因此对应于通过同步反激式转换器电路在输出侧提供的，用于运行灯具线路的电流。
[0101]
为进行灯具线路的调光，必须使通过同步反激式转换器电路在输出侧提供给灯具线路的电流的时间平均值变小。调光等级或调光水平越低或越小，通过灯具线路发出的光
的亮度就越低或越小。
[0102]
为获得非常低的调光等级，即非常低的亮度，必须获得在输出侧提供给灯具线路的电流的对应的设定得非常小的时间平均值。由于在输出侧提供给灯具线路的电流对应于流过同步反激式转换器电路的变压器的次级线圈的电流，因此必须将流过次级线圈的电流或通过同步反激式转换器电路的变压器在输出侧提供的电流的时间平均值设置得对应地小。
[0103]
对此，控制单元可为此被适配为，如此控制第二开关的接通持续时间，使得流过次级线圈和第二开关的电流的极性从正极性切换为负极性并且因此次级线圈上的电压反转，也就是说，例如从正极性变为负极性或者参考另一参考电压，例如总线电压。这意味着，控制单元优选地为此被适配为，一直以导电状态运行第二开关，直至流过次级线圈的电流的方向倒转。在随后接通第一开关时，流过第一开关的开关电流在此时具有负分量和正分量。
[0104]
通过控制单元运行同步反激式转换器电路，特别地第一开关和第二开关，也可被称为同步运行方式或者说同步运行模式，在这种运行时在交替地，特别地交替地且周期性地触发第一开关和第二开关期间如此选择第二开关的接通持续时间，使得流过次级线圈和第二开关的电流的极性从正极性切换为负极性。
[0105]
通过流过次级线圈的电流至少暂时地具有负极性这种方式，可获得流过次级线圈的电流的特别小的时间平均值。由此，根据本发明的同步反激式转换器电路可在输出侧输出设定得小的用于灯具线路的电流并且由此可针对灯具线路的对应的调光信号获得由灯具线路发出的光的对应地低的亮度。
[0106]
第一开关和第二开关优选地为功率开关、场效应晶体管，例如金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)或双极晶体管。对于第一开关和第二开关，也可使用其他开关类型，特别地晶体管类型。第一开关和第二开关优选地为同一开关类型，特别地同一晶体管类型。
[0107]
控制单元优选地为此被适配为，以高频，特别地以大于等于80khz、特别地大于等于100khz、完全特别地大于等于150khz的频率触发或者说脉冲控制第一开关和第二开关。
[0108]
通过交替地，特别地交替地且周期性地脉冲控制第一开关和第二开关，也就是说通过交替地，特别地交替地且周期性地接通和断开第一开关和第二开关和由此产生的变压器的充电和放电，控制单元优选地为此被适配为，从可连接至同步反激式转换器电路的输入端处的电源出发设置在同步反激式转换器电路的输出端处提供的电能、电流和/电压。
[0109]
控制单元优选地为此被适配为，基于单独检测到的开关电流的正分量的时间平均值和开关电流的负分量的时间平均值交替地，特别地交替地且周期性地触发第一开关和第二开关。特别地，控制单元优选地为此被适配为，基于开关电流的正分量的时间平均值和开关电流的负分量的时间平均值的组合交替地，特别地交替地且周期性地触发第一开关和第二开关。
[0110]
控制单元可为集成的半导体电路或包括集成的半导体电路。控制单元优选地为fpga、处理器、微处理器、控制器、微控制器或者专用集成电路(asic)或者上述元件的组合。
[0111]
同步反激式转换器电路可在输入侧连接至电源处，该电源在输入侧为同步反激式转换器电路提供直流电压或整流后的交流电压，该交流电压优选地经过平滑或者说滤波处理。
[0112]
灯具线路优选地包括一个或多个灯具。如果灯具线路中布置有超过一个灯具，则
这些灯具优选地串联和/或并联地互相电连接。
[0113]
作为灯具，可使用所有的专业人士已知的，其光辐射可通过向灯具输送的电能来控制的灯具。优选地，灯具线路的所述至少一个灯具对应于发光二极管(led)。灯具线路可包括各种类型的发光二极管，例如有机发光二极管、无机发光二极管、带次级激励的发光二极管等。优选地，灯具线路包括不同类型的灯具或仅一种类型的灯具。本发明不限于某种灯具。
[0114]
优选地，检测电路具有两个检测支路；其中两个检测支路的第一检测支路为此被适配为，检测开关电流的负分量的时间平均值并且将描述该时间平均值的第一信号输送给控制单元；并且两个检测支路的第二检测支路为此被适配为，检测开关电流的正分量的时间平均值并且将描述该时间平均值的第二信号输送给控制单元。
[0115]
控制单元可模拟地或数字地处理由第一检测支路输送的第一信号和由第二检测支路输送的第二信号。
[0116]
特别地，在数字处理由检测电路输送的第一信号和第二信号时，在控制单元中可使用成本低廉的模拟-数字转换器，因为在这种模拟-数字转换器转换器中出现的噪声即使在调光等级低并且因而开关电流的时间平均值与开关电流的正分量的时间平均值和开关电流的负分量的时间平均值相比小的情况下也是小的，因此不会使这两个检测到的时间平均值失真。
[0117]
此外，第一检测支路优选地具有第一二极管，该第一二极管的阴极与第一开关如此电连接，使得仅流过第一开关的开关电流的负分量能够流过第一检测支路；并且第二检测支路优选地具有第二二极管，该第二二极管的阳极与开关如此电连接，使得仅流过第一开关的开关电流的正分量能够流过第二检测支路。
[0118]
另外，第一检测支路优选地具有第一电容器，该第一电容器与第一二极管的阳极如此电连接，使得由流过第一开关的开关电流的负分量为第一电容器充电；并且第二检测支路优选地具有第二电容器，该第二电容器与第二二极管的阴极如此电连接，使得由流过第一开关的开关电流的正分量为第二电容器充电；其中第一信号为由第一电容器输出的电压并且第二信号为由第二电容器输出的电压。
[0119]
换句话说，第一检测支路优选地包括用于形成流过第一开关的电流的负分量的时间平均值的第一电容器，并且第二检测支路优选地包括用于形成流过第一开关的电流的正分量的时间平均值的第二电容器。
[0120]
此外，可计算或通过实验测得第一系数，该第一系数描述或补偿了实际流过初级线圈和第一开关的电流的平均负分量的第一信号在信号产生期间所出现的偏差，以及第二系数，该第二系数描述或补偿了实际流过初级线圈和第一开关的电流的平均正分量的第二信号在信号产生期间所出现的偏差。在这种情况下，第一系数和第二系数优选地没有区别。
[0121]
控制单元可为此被适配为，借助于该预定的，表示流过第一开关的电流负分量与由第一电容器输出的电压之间的关系的第一系数从由第一电容器输出的电压中测得电流的负分量。控制单元可此外为此被适配为，借助于该预定的，表示流过第一开关的电流正分量与由第二电容器输出的电压之间的关系的第二系数从由第二电容器输出的电压中测得电流的正分量。
[0122]
第一电容器优选地为第一低通滤波器的组成部分并且第二电容器优选地为第二
低通滤波器的组成部分。
[0123]
优选地，第一二极管和第二二极管布置在同一个外壳中。
[0124]
这就意味着，第一检测支路的第一二极管和第二检测支路的第二二极管优选地安置在同一个外壳或封装中。
[0125]
这样是有利的，因为这样的话第一二极管和第二二极管表现出相同的温度依赖性，并且因此通过第一检测支路和第二检测支路单独检测流过第一开关的开关电流的负分量和正分量不会由于第一二极管和第二二极管的不同的温度依赖性而受到干扰，特别地失真。
[0126]
控制单元优选地为此被适配为，如此交替地接通第一开关和第二开关，使得在第二开关的接通持续时间期间流过第二开关的电流的极性从正极性切换为负极性，从而使得在第一开关的接下来的接通持续时间期间流过第一开关的开关电流具有负分量和正分量。
[0127]
这意味着，在通过控制单元交替地触发第一开关和第二开关时，可如此选择第二开关的接通持续时间，使得在第二开关的接通持续时间期间流过第二开关的电流的极性从正极性切换为负极性，从而使得在第一开关的接下来的接通持续时间期间流过第一开关的开关电流具有负分量和正分量。
[0128]
特别地，控制单元为此被适配为，如此交替地且周期性地接通第一开关和第二开关，使得在第二开关的接通持续时间期间流过第二开关的电流的极性从正极性切换为负极性，从而使得在第一开关的接下来的接通持续时间期间流过第一开关的开关电流具有负分量和正分量。
[0129]
此外，控制单元优选地为此被适配为，通过开关电流的正分量的时间平均值与开关电流的负分量的时间平均值的组合测得开关电流的实际时间平均值。
[0130]
如上所述，检测时可能会出现的噪声不会使单独检测的开关电流的正分量的时间平均值和开关电流的负分量的时间平均值失真。因此，通过控制单元测得的开关电流的时间平均值对应于开关电流的实际时间平均值并且因此也被称为开关电流的实际时间平均值，而通过控制单元测得的开关电流的时间平均值是通过所检测到的开关电流的正分量的时间平均值和所检测到的开关电流的负分量的时间平均值的组合测得的。
[0131]
开关电流的正分量的时间平均值特别地对应于正平均电流，该正平均电流在第一开关的接通持续时间期间流过第一开关。开关电流的负分量的时间平均值特别地对应于负平均电流，该负平均电流在第一开关的接通持续时间期间流过第一开关。开关电流的实际时间平均值特别地对应于在第一开关的接通持续时间期间实际流过第一开关的平均电流。
[0132]
控制单元优选地为此被适配为，基于所测得的开关电流的实际时间平均值，特别地基于所检测到的开关电流的正分量的时间平均值和所检测到的开关电流的负分量的时间平均值的组合交替地，特别地交替地且周期性地触发第一开关和第二开关。
[0133]
特别地，控制单元为此被适配为，基于所测得的开关电流的实际时间平均值，特别地基于所检测到的开关电流的正分量的时间平均值和开关电流的负分量的时间平均值设置第一开关的接通和/或断开的时间点。通过设定第一开关的断开时间点和接通时间点，设置第一开关的接通持续时间或断开持续时间。
[0134]
也可间接地相对于第一开关的接通时间点通过设置接通持续时间规定第一开关的断开时间点。
[0135]
因而，在交替地触发第一开关和第二开关时，通过第一开关的接通和/或断开的时间点产生第二开关的接通和/或断开的时间点。
[0136]
替代性地或此外，控制单元可为此被适配为，基于所测得的开关电流的实际时间平均值，特别地基于所检测到的开关电流的正分量的时间平均值和开关电流的负分量的时间平均值设置第二开关的接通和/或断开的时间点。
[0137]
为控制由同步反激式转换器电路在输出侧提供的电能或由同步反激式转换器电路在输出侧提供的运行可在输出侧连接的灯具线路的电流，控制单元可为此被适配为，基于所测得的流过第一开关的开关电流的实际时间平均值与预定值的偏差，设置第一开关的断开和/或接通时间和/或第二开关的断开和/或接通时间。
[0138]
控制单元因而优选地为此被适配为，基于所检测到的开关电流的正分量的时间平均值和所检测到的开关电流的负分量的时间平均值的组合与预定值的偏差，设置第一开关的断开和/或接通的时间点和/或第二开关的断开和/或接通的时间点。
[0139]
根据所确定的偏差的大小而定，可或多或少地延迟第一开关的断开的时间点或者说可提前第一开关的接通的时间点，以便例如修正在输出侧提供的过低的电能或提供的过低的电流。
[0140]
为实现根据本发明的同步反激式转换器电路的第二实施方式，可任意组合上述可选的特征。
[0141]
根据本发明，另外还提供一种发光体，具有根据本发明的根据上述实施方式的同步反激式转换器电路和具有至少一个灯具，特别地具有至少一个发光二极管的灯具线路；其中同步反激式转换器电路为此被适配为，从在输出侧输送的输出电压出发在输出侧提供用于灯具线路的运行的输出电压。
[0142]
换句话说，另外还提供一种根据本发明的发光体，该发光体除了具有至少一个灯具，特别地具有至少一个发光二极管的灯具线路之外还具有根据上述第一实施方式的根据本发明的同步反激式转换器电路或根据上述第二实施方式的根据本发明的同步反激式转换器电路。
[0143]
灯具线路特别地在输出侧连接至根据本发明的同步反激式转换器电路处。
[0144]
灯具线路优选地包括一个或多个灯具。如果灯具线路中布置有超过一个灯具，则这些灯具优选地串联和/或并联地互相电连接。
[0145]
作为灯具，可使用所有的专业人士已知的，其光辐射可通过向灯具输送的电能来控制的灯具。优选地，灯具线路的所述至少一个灯具对应于发光二极管(led)。灯具线路可包括各种类型的发光二极管，例如有机发光二极管、无机发光二极管、带次级激励的发光二极管等。优选地，灯具线路包括不同类型的灯具或仅一种类型的灯具。本发明不限于某种灯具。
[0146]
根据本发明，另外还提供一种方法，用于运行根据上述第一实施方式的根据本发明的同步反激式转换器电路；其中该方法包括以下步骤：利用控制单元基于从检测电路出发输送的信号单独测得流过第一开关的开关电流的正分量的时间平均值和流过第一开关的开关电流的负分量的时间平均值。
[0147]
根据本发明，另外还提供一种方法，用于运行根据上述第二实施方式的根据本发明的同步反激式转换器电路；其中该方法包括以下步骤：利用检测电路单独检测流过第一
开关的开关电流的正分量的时间平均值和流过第一开关的开关电流的负分量的时间平均值；以及利用检测电路向控制单元输送描述开关电流的负分量的时间平均值的第一信号和描述开关电流的正分量的时间平均值的第二信号。
[0148]
4.优选实施方式
[0149]
下面是对附图的详细描述。其中：
[0150]
图1示例性地示出根据本发明的同步反激式转换器电路的第一实施方式的示意性电路图；
[0151]
图2示例性地示出根据本发明的同步反激式转换器电路的第二实施方式的示意性电路图；以及
[0152]
图3示出在同步运行模式下触发根据本发明的反激式转换器电路的第一实施方式或第二实施方式的第一开关和第二开关以及由此产生的流过第一开关的开关电流和流过第二开关的电流的时间曲线的实施例。
[0153]
在附图中，用相同的附图标号标示对应的或类似的元件。
[0154]
图1示例性地示出根据本发明的同步反激式转换器电路的第一实施方式的示意性电路图。
[0155]
图1的同步反激式转换器电路1包括变压器t，该变压器在同步反激式转换器电路1的初级侧ps或输入侧与次级侧ss或输出侧之间提供电隔离gt。因此，同步反激式转换器电路1在其输入端e1、e1'与其输出端a1、a1'之间具有电隔离gt，该电隔离通过变压器t提供。
[0156]
在输入端，特别地在至少两个输入端接口e1和e1'处，可连接电源或者说供电网(图1中未示出)，该电源或者说供电网在连接状态中可在输入侧为同步反激式转换器电路1提供直流电压或整流后的交流电压，该交流电压优选地也经过平滑或者说滤波处理。
[0157]
在输出端，特别地在至少两个输出端接口a1和a1'处，可连接具有至少一个灯具5的灯具线路4。根据图1，灯具线路4包括三个灯具5，但是根据本发明，灯具线路4也可具有仅一个、两个或超过三个灯具5。
[0158]
如上所述，如果灯具线路中布置有超过一个灯具，则这些灯具5可串联和/或并联地互相电连接。作为灯具5，可使用所有的专业人士已知的，其光辐射可通过向灯具输送的电能来控制的灯具。优选地，灯具线路4的灯具5对应于发光二极管(led)。灯具线路4可包括各种类型的发光二极管，例如有机发光二极管、无机发光二极管、带次级激励的发光二极管等。优选地，灯具线路4包括不同类型的灯具或仅一种类型的灯具。
[0159]
同步反激式转换器电路1和灯具线路4共同形成根据本发明的发光体。
[0160]
在图1中所示的同步反激式转换器电路1的初级侧ps布置有：输入端，特别地输入端接口e1和e1'；变压器t的初级线圈np；检测线圈ne；第一开关s1；检测电路3以及控制单元2。
[0161]
第一开关s1与变压器t的初级线圈np串联地电连接。
[0162]
因此，在第一开关s1的导电状态下开关电流i
s1
流过初级线圈np和第一开关s1，其中通过开关电流i
s1
为初级线圈np充电。
[0163]
在图1中所示的同步反激式转换器电路1的次级侧ss布置有：输出端，特别地输出端接口a1和a1'；变压器t的次级线圈ns；第二开关s2和可选的电容器c2。
[0164]
变压器t的次级线圈ns通过第二开关s2与可选的电容器c2和同步反激式转换器电
路的输出端电连接。
[0165]
变压器t的次级线圈ns和第二开关s2在第一输出端接口a1与第二输出端接口a1'之间串联地电连接。
[0166]
可选的电容器c2特别地为去耦电容器或者说滤波电容器。可选的电容器c2因此优选地用于平滑或者说滤波处理。
[0167]
变压器t的初级线圈np和次级线圈ns优选地具有不同的极性/绕制方向。
[0168]
根据图1，第二开关s2连接在次级线圈ns的第二接口与第二输出端接口a1'之间。替代性地，第二开关s2但是也可连接在次级线圈ns的第一接口与第一输出端接口a1之间(图1中未示出)。在此时可优选地对应地调整变压器t的初级线圈np和次级线圈ns的极性/绕制方向以及可选地灯具线路4在输出端a1、a1'处的连接。
[0169]
在同步反激式转换器电路1的初级侧ps，第一开关s1和变压器t的初级线圈np被如此适配为，在第一开关s1的导电状态下从可连接至输入端e1、e1'处的电源出发，电流i
s1
(开关电流)流过变压器t的初级线圈np和第一开关s1，从而利用电能为变压器t的初级线圈np充电。当第一开关s1断开时，在此时将电能电位隔离地从初级线圈np传输至次级线圈ns，也就是从初级侧ps传输至次级侧ss。因而在第一开关s1的非导电状态下为次级线圈ns放电，特别地去磁。
[0170]
在这种情况下，优选地与第一开关s1互补地或者说交替地脉冲控制第二开关s2。这意味着，将第一开关s1切换为导电状态时，在此时将第二开关s2切换为非导电状态；并且将第一开关s1切换为非导电状态时，在此时将第二开关s2切换为导电状态。
[0171]
第一开关s1和第二开关s2优选地为功率开关、场效应晶体管，例如金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)或双极晶体管。
[0172]
控制单元2为此被适配为，控制在同步反激式转换器电路1的输出端a1、a1'处提供的电能、电流和/或电压并且由此控制连接至输出端处的灯具线路4的运行。
[0173]
初级侧的控制单元2被适配为用于控制第一开关s1和第二开关s2(这在图1中通过对应的箭头表示)。对此，初级侧的控制单元2为此被适配为，产生对应的控制信号st1和st2并且将其输送给第一开关s1和第二开关s2(将控制信号st1输送给第一开关s1并且将控制信号st2输送给第二开关s2)。在这种情况下，通过初级侧的控制单元2对第二开关s2的控制优选地电隔离或者说电位隔离地进行(未示出)。
[0174]
根据本发明的同步反激式转换器电路在图1中示出的第一实施方式的初级侧的控制单元2特别地为此被适配为，根据上述对根据本发明的同步反激式转换器电路的第一实施方式的实施，控制第一开关s1和第二开关s2。
[0175]
因此，控制单元2为此被适配为，在上述同步运行模式下运行同步反激式转换器电路1，特别地第一开关s1和第二开关s2。
[0176]
在这种情况下，控制单元2优选地为此被适配为，交替地以导电状态运行第一开关s1和第二开关s2。特别地，控制单元2为此被适配为，交替地且周期性地以导电状态运行第一开关s1和第二开关s2。对此参见图3，该图给出了在同步运行模式下在运行同步反激式转换器电路1时用于触发第一开关s1的控制信号st1的时间曲线和用于触发第二开关s2的控制信号st2的时间曲线的实施例。
[0177]
初级侧检测电路3包括：低欧姆测量电阻或分流电阻的形式的测量单元r2，用于流
过第一开关s1的开关电流i
s1
的测量；低通滤波器tp，用于通过测量单元r2测量的开关电流i
s1
的积分。因此，检测电路3为此被适配为，检测流过第一开关s1的开关电流i
s1
的时间平均值并且将描述该时间平均值的信号sg输送给控制单元2。
[0178]
也可将低欧姆测量电阻或分流电阻称为电流测量电阻。
[0179]
测量单元r2与第一开关s1如此串联地电连接，使得测量单元r2处降低的电压与流过第一开关s1的开关电流i
s1
成比例。变压器t的初级线圈np、第一开关s1和测量单元r2在第一输入端接口e1与第二输入端接口e1'之间串联地连接。
[0180]
低通滤波器tp与测量单元r2如此电连接，使得将测量单元r2处降低的电压输送给低通滤波器tp并且因此通过该低通滤波器滤除，该降低的电压为流过第一开关s1的开关电流i
s1
的大小或描述了该开关电流i
s1
。
[0181]
低通滤波器tp包括电容器c1和欧姆电阻r1，其中电阻r1连接至测量电阻r2处并且电容器c1接地。通过电阻r1由流过第一开关s1的开关电流i
s1
为电容器c1充电。描述开关电流i
s1
的时间平均值的信号sg为由电容器c1输出的电压u
c1
。
[0182]
控制单元2可为集成的半导体电路或包括集成的半导体电路。控制单元2优选地为fpga、处理器、微处理器、控制器、微控制器或者专用集成电路(asic)或者上述元件的组合。
[0183]
由检测电路3向控制单元2输送信号sg，该信号描述了流过第一开关s1的开关电流i
s1
的时间平均值。
[0184]
控制单元2因而为此被适配为，基于开关电流i
s1
的某一过零的时间点和由检测电路3输送的信号sg，单独测得，特别地确定开关电流i
s1
的正分量的时间平均值和开关电流i
s1
的负分量的时间平均值。
[0185]
控制单元2也可模拟地或数字地处理由检测电路3输送的信号sg。
[0186]
特别地，控制单元2为此被适配为，在接通第一开关s1或者说将第一开关切换为导电状态后，测得，特别地分析由检测电路3输送的信号sg截止到开关电流i
s1
过零的时间点的时间曲线作为开关电流i
s1
的负分量的时间平均值，以及由检测电路3输送的信号sg从开关电流i
s1
过零的时间点开始的时间曲线作为开关电流i
s1
的正分量的时间平均值。
[0187]
控制单元2因而为此被适配为，通过开关电流i
s1
的正分量的时间平均值与开关电流i
s1
的负分量的时间平均值的组合测得，特别地确定流过第一开关s1的开关电流i
s1
的实际时间平均值。
[0188]
控制单元2通过交替地，特别地交替地且周期性地脉冲控制第一开关s1和第二开关s2，也就是说通过交替地，特别地交替地且周期性地接通和断开第一开关s1和第二开关s2和由此产生的变压器t的充电和放电为此被适配为，从可连接至同步反激式转换器电路的输入端e1、e1'处的电源出发设置在同步反激式转换器电路1的输出端a1、a1'处提供的电能、电流和/电压。
[0189]
控制单元2此外为此被适配为，基于所测得的开关电流i
s1
的实际时间平均值交替地，特别地交替地且周期性地触发第一开关s1和第二开关s2。
[0190]
控制单元2因而为此被适配为，基于所输送的信号sg和sg'交替地，特别地交替地且周期性地触发第一开关s1和第二开关s2。
[0191]
控制单元2可为此被适配为，根据向控制单元2输送的信号sg和sg'设置第一开关s1的断开和/或接通时间点。
[0192]
特别地，控制单元2可为此被适配为，根据基于所输送的信号sg和sg'所测得的开关电流i
s1
的实际时间平均值设置第一开关s1的断开和/或接通时间点。
[0193]
也可间接地相对于第一开关s1的接通时间点通过设置接通持续时间规定第一开关s1的断开时间点。
[0194]
因而，在交替地触发第一开关和第二开关时，通过第一开关s1的接通和/或断开的时间点产生第二开关s2的接通和/或断开的时间点。
[0195]
替代性地或此外，控制单元2可为此被适配为，根据向控制单元2输送的信号sg和sg'设置第二开关s2的断开和/或接通时间点。
[0196]
特别地，控制单元2可替代性地或此外为此被适配为，根据基于所输送的信号sg和sg'所测得的开关电流i
s1
的实际时间平均值设置第二开关s2的断开和/或接通时间点。
[0197]
为控制由同步反激式转换器电路1在输出侧提供的电能或由同步反激式转换器电路1在输出侧提供的运行在输出侧连接的灯具线路4的电流i
s2
，控制单元2可为此被适配为，基于所测得的流过第一开关s1的开关电流i
s1
的实际时间平均值与预定值的偏差，设置第一开关s1的断开和/或接通时间和/或第二开关s2的断开和/或接通时间。
[0198]
控制单元2可因而为此被适配为，基于所测得的流过第一开关s1的开关电流i
s1
的正分量的时间平均值和所测得的开关电流i
s1
的负分量的时间平均值的组合与预定值的偏差，设置第一开关s1的断开和/或接通的时间点和/或第二开关s2的断开和/或接通的时间点。
[0199]
根据所确定的偏差的大小而定，可或多或少地延迟第一开关s1的断开的时间点或者说可提前第一开关s1的接通的时间点，以便例如修正在输出侧提供的过低的电能或提供的过低的电流i
s2
。
[0200]
图2示例性地示出根据本发明的同步反激式转换器电路的第二实施方式的示意性电路图。
[0201]
根据本发明的同步反激式转换器电路的图2中所示的第二实施方式特别地在检测电路3方面与根据本发明的同步反激式转换器电路的图1中所示的第一实施方式有所不同。上述对图1的同步反激式转换器电路的实施对应地适用于图2的同步反激式转换器电路。下面主要阐释图1的同步反激式转换器电路与图2的同步反激式转换器电路之间的区别。
[0202]
图2的同步反激式转换器电路1的检测电路3具有两个检测支路ez1和ez2，这两个检测支路各自与第一开关s1电连接。
[0203]
第一检测支路ez1包括第一二极管d1、第一低欧姆测量电阻形式的第一测量单元r2a和第一低通滤波器tp1。第二检测支路ez2包括第二二极管d2、第二低欧姆测量电阻形式的第二测量单元r2b和第二低通滤波器tp2。
[0204]
第一检测支路ez1和第二检测支路ez2优选地除了第一二极管d1和第二二极管d2的布置之外是一致的。
[0205]
第一二极管d1的阴极与第一开关s1如此电连接，使得仅流过第一开关s1的开关电流i
s1
的负分量能够流过第一检测支路ez1。第二二极管d2的阳极与第一开关s1如此电连接，使得仅流过第一开关s1的开关电流i
s1
的正分量能够流过第二检测支路ez2。
[0206]
第一二极管d1的阴极、第一开关s1的未与初级线圈np电连接的接口和第二二极管d2的阳极与同一节点电连接。
[0207]
检测电路3的第一检测支路ez1包括：低欧姆测量电阻或分流电阻的形式的第一测量单元r2a，用于流过第一开关s1的开关电流i
s1
的负分量的测量；第一低通滤波器tp1，用于通过测量单元r2a测量的开关电流i
s1
的负分量的积分。因此，检测电路3的第一检测支路ez1为此被适配为，检测开关电流i
s1
的负分量的时间平均值并且将描述该时间平均值的第一信号sg1输送给控制单元2。
[0208]
第一测量单元r2a与第一二极管d1的阳极如此串联地电连接，使得第一测量单元r2a处降低的电压与开关电流i
s1
的负分量成比例。
[0209]
第一低通滤波器tp1与第一测量单元r2a如此电连接，使得将测量单元r2a处降低的电压输送给第一低通滤波器tp1并且因此通过该第一低通滤波器滤除，该降低的电压为开关电流i
s1
的负分量的大小或描述了该开关电流i
s1
的负分量。
[0210]
第一低通滤波器tp1包括第一电容器c1a和第一电阻r1a，其中第一电阻r1a连接至第一测量电阻r2a处并且第一电容器c1a接地。通过第一电阻r1a由流过第一开关s1的开关电流i
s1
的负分量为第一电容器c1a充电。描述开关电流i
s1
的负分量的时间平均值的第一信号sg1为由第一电容器c1a输出的电压u
c1a
。
[0211]
检测电路3的第二检测支路ez2包括：低欧姆测量电阻或分流电阻的形式的第二测量单元r2b，用于流过第一开关s1的开关电流i
s1
的正分量的测量；第二低通滤波器tp2，用于通过测量单元r2b测量的开关电流i
s1
的正分量的积分。因此，检测电路3的第二检测支路ez2为此被适配为，检测开关电流i
s1
的正分量的时间平均值并且将描述该时间平均值的第二信号sg2输送给控制单元2。
[0212]
第二测量单元r2b与第二二极管d2的阴极如此串联地电连接，使得第二测量单元r2b处降低的电压与开关电流i
s1
的正分量成比例。
[0213]
第二低通滤波器tp2与第二测量单元r2b如此电连接，使得将第二测量单元r2b处降低的电压输送给第二低通滤波器tp2并且因此通过该第二低通滤波器滤除，该降低的电压为开关电流i
s1
的正分量的大小或描述了开关电流i
s1
的正分量。
[0214]
第二低通滤波器tp2包括第二电容器c1b和第二电阻r1b，其中第二电阻r1b连接至第二测量电阻r2b处并且第二电容器c1b接地。通过第二电阻r1b由流过第一开关s1的开关电流i
s1
的正分量为第二电容器c1b充电。描述开关电流i
s1
的正分量的时间平均值的第二信号sg2为由第二电容器c1b输出的电压u
c1b
。
[0215]
由检测电路3的第一检测支路ez1向控制单元2输送第一信号sg1，该信号描述了流过第一开关s1的开关电流i
s1
的负分量的时间平均值。此外，由检测电路3的第二检测支路ez2向控制单元2输送第二信号sg2，该信号描述了流过第一开关s1的开关电流i
s1
的正分量的时间平均值。
[0216]
控制单元可数字地或模拟地分析第一信号sg1和第二信号sg2。
[0217]
控制单元2因而为此被适配为，通过开关电流i
s1
的正分量的时间平均值与开关电流i
s1
的负分量的时间平均值的组合测得，特别地确定流过开关s1的开关电流i
s1
的实际时间平均值。
[0218]
根据本发明的同步反激式转换器电路的第二实施方式的初级侧的控制单元2特别地为此被适配为，根据上述对根据本发明的同步反激式转换器电路的第二实施方式的实施，控制第一开关s1和第二开关s2。
[0219]
因此，控制单元2为此被适配为，在上述同步运行模式下运行同步反激式转换器电路1，特别地第一开关s1和第二开关s2。
[0220]
在这种情况下，控制单元2优选地为此被适配为，交替地以导电状态运行第一开关s1和第二开关s2。特别地，控制单元2为此被适配为，交替地且周期性地以导电状态运行第一开关s1和第二开关s2。对此参见图3，该图给出了在同步运行模式下在运行同步反激式转换器电路1时用于触发第一开关s1的控制信号st1的时间曲线和用于触发第二开关s2的控制信号st2的时间曲线的实施例。
[0221]
控制单元2通过交替地，特别地交替地且周期性地脉冲控制第一开关s1和第二开关s2，也就是说通过交替地，特别地交替地且周期性地接通和断开第一开关s1和第二开关s2和由此产生的变压器t的充电和放电为此被适配为，从可连接至同步反激式转换器电路的输入端e1、e1'处的电源出发设置在同步反激式转换器电路1的输出端a1、a1'处提供的电能、电流和/电压。
[0222]
控制单元2此外为此被适配为，基于所测得的开关电流i
s1
的实际时间平均值交替地，特别地交替地且周期性地触发第一开关s1和第二开关s2。
[0223]
控制单元2因而被适配为，基于向控制单元2输送的第一信号sg1和第二sg2交替地，特别地交替地且周期性地触发第一开关s1和第二开关s2。
[0224]
控制单元2可为此被适配为，根据向控制单元2输送的第一信号sg1和第二信号sg2设置第一开关s1的断开和/或接通时间点。
[0225]
特别地，控制单元2可为此被适配为，根据基于所输送的第一信号sg1和第二信号sg2所测得的开关电流i
s1
的实际时间平均值设置第一开关s1的断开和/或接通时间点。
[0226]
也可间接地相对于第一开关s1的接通时间点通过设置接通持续时间规定第一开关s1的断开时间点。
[0227]
因而，在交替地触发第一开关和第二开关时，通过第一开关s1的接通和/或断开的时间点产生第二开关s2的接通和/或断开的时间点。
[0228]
替代性地或此外，控制单元2可为此被适配为，根据向控制单元2输送的第一信号sg1和第二信号sg2设置第二开关s2的断开和/或接通时间点。
[0229]
特别地，控制单元2可替代性地或此外为此被适配为，根据基于所输送的第一信号sg1和第二信号sg2所测得的开关电流i
s1
的实际时间平均值设置第二开关s2的断开和/或接通时间点。
[0230]
为控制由同步反激式转换器电路1在输出侧提供的电能或由同步反激式转换器电路1在输出侧提供的运行在输出侧连接的灯具线路4的电流，控制单元2可为此被适配为，基于所测得的流过第一开关s1的开关电流i
s1
的实际时间平均值与预定值的偏差，设置第一开关s1的断开和/或接通时间和/或第二开关s2的断开和/或接通时间。
[0231]
控制单元2可因而为此被适配为，基于所检测到的流过第一开关s1的开关电流i
s1
的正分量的时间平均值和所检测到的开关电流i
s1
的负分量的时间平均值的组合与预定值的偏差，设置第一开关s1的断开和/或接通的时间点和/或第二开关s2的断开和/或接通的时间点。
[0232]
根据所确定的偏差的大小而定，可或多或少地延迟第一开关s1的断开的时间点或者说可提前第一开关s1的接通的时间点，以便例如修正在输出侧提供的过低的电能或提供
的过低的电流i
s2
。
[0233]
图3示意性地示出在同步运行模式下触发根据本发明的反激式转换器电路的第一实施方式或第二实施方式的第一开关和第二开关以及由此产生的流过第一开关的开关电流和流过第二开关的电流的时间曲线的实施例。
[0234]
正如从图3中可看出的那样，通过控制单元2交替地并且周期性地控制第一开关s1和第二开关s2，从控制单元2出发将控制信号st1输送给该第一开关，从控制单元2出发将控制信号st2输送给该第二开关。这意味着，通过对应的控制信号st1以高电平接通第一开关s1或将其切换为导电状态时(第一开关s1的接通持续时间t1on)，通过对应的控制信号st2以低电平断开第二开关s2或将其切换为非导电状态(第二开关s2的断开持续时间t2off)。通过对应的控制信号st2以高电平接通第二开关s2或将其切换为导电状态时(第二开关s2的接通持续时间t2on)，通过对应的控制信号st1以低电平断开第一开关s1或将其切换为非导电状态(第一开关s1的断开持续时间t1off)。
[0235]
用于接通和断开第一开关s1和第一开关s2的第一控制信号st1和第二控制信号st2的电平也可与图3中所示的实施例互补。
[0236]
在同步运行模式下运行第一开关s1和第二开关s2时，第二开关s2的接通持续时间t2on如此选择，使得在第二开关s2的接通持续时间t2on期间流过第二开关s2的电流i
s2
的极性从正极性切换为负极性。因此，在第一开关s1的接下来的接通持续时间t1on期间流过第一开关s1的开关电流i
s1
具有正分量和负分量。
[0237]
特别地，在第一开关s1的接通持续时间t1on期间，负开关电流i
s1
首先流过，接着正开关电流i
s1
。负电流在正电流方面特别地对应于电流回流。开关电流i
s1
的极性从负极性(负电流)切换为正极性(正电流)的时间点对应于开关电流i
s1
过零的时间点t
nd
。
[0238]
在交替地且周期性地触发第一开关s1和第二开关s2时，在周期或者说周期持续时间tp期间首先以接通持续时间t1on接通第一开关s1并且接着以断开持续时间t1off再次将其断开，与此同时互补地触发第二开关s2。因此，在第一开关s1的接通持续时间t1on期间断开第二开关s2并且在第一开关s1的断开持续时间t1off期间再次将其接通。
[0239]
周期tp也可另选(图3中未示出)，从而使得在周期tp期间首先以断开持续时间t1off断开第一开关s1并且接着以接通持续时间t1on再次将其接通，与此同时互补地触发第二开关s2。因此，在第一开关s1的断开持续时间t1off期间接通第二开关s2并且在第一开关s1的接通持续时间t1on期间再次将其断开。
[0240]
图3仅示意性地示出了在同步运行模式下用于触发第一开关s1和第二开关s2的控制信号st1和st2的时间曲线，以及因触发产生的流过已接通或导电的第一开关s1的开关电流i
s1
和流过已接通或导电的第二开关s2的电流i
s2
，特别地未考虑寄生效应。
[0241]
此外，图3仅显示了控制信号st1和st2的时间曲线的片段以及以同步运行模式运行同步反激式转换器电路期间的电流i
s1
和i
s2
。图3中未示出第一开关s1和第二开关s2从同步反激式转换器电路的非运行状态下的首次接通。也就是说，在首次接通时开关电流i
s1
可能会不具有负分量。该负分量在以下情况下才会产生：第二开关s2的接通持续时间t2on选择得如此长，使得流过第二开关s2的电流i
s2
的极性从正极性切换为负极性。具有负极性的次级侧电流i
s2
或者说负次级侧电流i
s2
在这种情况下特别地对应于电流回流。
[0242]
由于同步运行模式，可实现次级侧电流i
s2
的非常小的时间平均值和因此还有初级
侧开关电流i
s1
的非常小的时间平均值，该次级测电流在第二开关s2的接通持续时间t2on期间流过第二开关s2，该初级侧开关电流在第一开关s1的接通持续时间t1on期间流过第一开关s1。
[0243]
这在图3的最下方的图表中示意性地示出，该图表仅示意性地示出初级侧开关电流i
s1
的时间曲线。由于同步运行模式，开关电流i
s1
具有负分量和正分量。开关电流i
s1
的时间平均值mt对应于开关电流i
s1
的负分量的时间平均值mn与开关电流i
s1
的正分量的时间平均值mp的组合。
[0244]
由于开关电流i
s1
的时间平均值mt因同步运行模式可能非常小，直接检测该时间平均值mt可能无法描述开关电流i
s1
的实际平均值或者仅当为此使用了昂贵且耗费大的检测电路时才能描述。否则检测时出现的噪声就会使直接检测到的开关电流i
s1
的时间平均值失真。
[0245]
不同于在同步运行模式下可通过开关电流i
s1
的负分量实现的，开关电流i
s1
的非常小的时间平均值mt，开关电流i
s1
的负分量的时间平均值mn和开关电流i
s1
的正分量的时间平均值mp是大的并且因此不会因检测时出现的噪声而失真。
[0246]
因此，根据本发明，单独测得(第一实施方式)或单独检测(第二实施方式)开关电流i
s1
的负分量的时间平均值mn和开关电流i
s1
的正分量的时间平均值mp，以便之后通过开关电流i
s1
的负分量的时间平均值mn和开关电流i
s1
的正分量的时间平均值mp的组合测得，特别地确定开关电流i
s1
的时间平均值mt。由于开关电流i
s1
的如此测得的时间平均值mt未因噪声而失真并且因此对应于开关电流i
s1
的实际时间平均值，因此将所测得的开关电流i
s1
的时间平均值称为开关电流i
s1
的实际时间平均值。
[0247]
正如从图3中可看出的那样，开关电流i
s1
的时间平均值mt特别地对应于在第一开关s1的接通持续时间t1on期间流过第一开关s1的时间平均形式的开关电流i
s1
。因此开关电流i
s1
的时间平均值mt特别地对应于在第一开关s1的接通持续时间t1on期间流过第一开关s1的平均电流。