用于具有高电流需求的小型耗电器的电容器电源部分的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的用于将电源电压变换成针对控制器和小型耗电器的较低供电电压的电容器电源部分。
【背景技术】
[0002]电容器电源部分构成简单构造的电源部分，以便直接从电源电压导出电子设备所需的运行电压，而不需要变压器或电流隔离。由电源电容器、串联电阻和整流二极管构成的串联电路直接处于电源电压，其中例如通过齐纳二极管一并且优选地平滑电容器一来分接所期望的用于运行控制器和/或小型耗电器的运行电压。在此，应将从电源电压导出的运行电压与小型耗电器的允许运行电压相匹配。
[0003]这样的电容器电源部分的缺点在于，电源部分的最大输出电流是由电容器电源部分的具体构件预先给定的。在电容器电源部分中所使用的电源电容器、例如所谓的X2电容器由于其高的电抗而仅允许电源部分的小输出电流，使得例如除了控制器或这一类的微处理器之外在电容器电源部分处不能容易地运行具有较高电流需求的附加的小型耗电器。这样的小型耗电器可以是光学显示器、例如LED形式的光学显示器。如果LED的运行电流太低，则该LED不发光或仅仅非常微弱地发光，使得光学显示器尤其是在日光下对于用户而言是几乎不可辨认的。
【发明内容】
[0004]本发明所基于的任务是，改进构成前序部分的类型的电容器电源部分，使得为小型耗电器提供供电电压，其中也可以可靠地给具有较大电流消耗的小型耗电器供应该供电电压。
[0005]根据本发明，该任务按照权利要求1的特征部分的特征来解决。
[0006]由电容器电源部分提供的针对小型耗电器的供电电压被设计为大于小型耗电器的允许运行电压，并且因此不能容易地施加到小型耗电器上。根据本发明，供电电压通过降压转换器连接到小型耗电器上，其中降压转换器由控制器作为具有可变运行频率的电流源来控制。因此，可以以简单的方式来设定小型耗电器的允许运行电流。
[0007]本发明的核心在于组合导致所提出的任务的解决的多个特征。首先，从电容器电源部分导出的供电电压被提高，被选择为至少明显大于要连接的小型耗电器的允许运行电压。为了现在将小型耗电器连接到一太高的一供电电压上，使用降压转换器，该降压转换器优选地自由振荡。该降压转换器由控制器接通和关断，其中设定这样的运行频率，使得可以可靠地借助于太高的供电电压无损地运行小型耗电器。在此，降压转换器可以作为小型耗电器的电流源由控制器来运行。
[0008]根据本发明，运行具有这样的供电电压的电压源，使得由其提供的能量足以给所有所连接的小型耗电器供电。供电电压的提高一即使在电流保持不变的情况下一结果也导致更高的可用的功率(P=U.I)，使得对于所有连接到电压源上的小型耗电器而言能量足够可供用于按规定的运行。各个耗电器的运行电流的提高通过借助于开关电源部分一在该实施例中借助于降压转换器一的转换变为可能。
[0009]尤其是降压转换器作为针对小型耗电器被匹配的恒流源运行，也就是说，电流被设定到小型耗电器的适宜的允许运行电流。为此，流过小型耗电器的电流以简单的方式被检测和分析。适宜地，流过小型耗电器的电流被检测并且通过比较器与参考电流比较。在超过参考电流的情况下，比较器将断开布置在小型耗电器的电路中的电子开关；在低于参考电流的情况下，闭合开关。因此根据所检测的实际流动的电流，由比较器断开和闭合小型耗电器的电路中的电子开关，使得出现与小型耗电器的允许运行电流相对应的平均电流。降压转换器与比较器组合作为一种调节回路被切换。
[0010]由于电容器电源部分被用于运行控制器，因此可以利用存在于控制器中的比较器来切换降压转换器。用于运行小型耗电器的电子费用因此可以被保持为低的。
[0011]为了衰减所出现的电流变化，在小型耗电器的电路中布置有线圈。该线圈与小型耗电器电气串联。
[0012]为了检测小型耗电器的电路中的电流，适宜地设置用于电流测量的分流电阻。分流电阻的电势通过比较器与参考电压比较，该参考电压与小型耗电器的允许运行电流成比例。
[0013]降压转换器可以作为由控制器控制的用于接通或关断小型耗电器的开关来运行。由于为了调节运行电流总归接通和关断降压转换器，因此也可以通过设定参考值(例如参考值零)来进行小型耗电器的持久切断。因此不需要用于小型耗电器的附加开关。
[0014]小型耗电器适宜地是光学显示器、尤其是LED。LED利用恒定电流来运行，由此可以简单地设定每个所期望的亮度。通过比较器，LED不仅可以被切换为持久发光，而且可以闪烁地运行。为了闪烁，例如可以延迟比较器的用于接通电子开关的输出信号。
[0015]与电源电容器串联地在第二齐纳二极管处分接针对控制器的运行电压，其中该运行电压与控制器的结构形式、尤其是控制器的允许运行电压相匹配。
【附图说明】
[0016]本发明的另外的特征从权利要求书、说明书和附图中得出，在附图中示出了随后详细描述的本发明的实施例。
[0017]图1示出用于运行电驱动电动机的电路的示意图，
图2以示意图示出电容器电源部分的电路原理图，
图3以示意图示出由比较器控制的用于运行光学显示器的降压转换器的电路原理图。
【具体实施方式】
[0018]图1中所示的电驱动电动机I是所谓的通用电动机、优选地单相串联电动机。电驱动电动机I与功率输出级2串联，该功率输出级包含用于使通用电动机开始使用的开关元件、如三端双向交流开关(Triac’ s)等等。由电驱动电动机I和功率输出级2构成的串联电路处于电源电压U。
[0019]功率输出级2的电子开关元件、在该实施例中三端双向交流开关由控制装置3来运行，该控制装置为了触发三端双向交流开关而外加负的触发电流。触发功率输出级2的三端双向交流开关的时间顺序由控制器1、例如由微处理器来监视。
[0020]一方面为了提供控制器10的运行电压并且另一方面为了提供用于功率输出级2的三端双向交流开关的控制装置3的供电电压，设置有电容器电源部分4。电容器电源部分4为被设置为微处理器的控制器10提供一尤其是正的一运行电压V1，并且为功率输出级2的控制装置3提供一尤其是负的一供电电压V2。
[0021]在图2中以原理构造示出了这样的电容器电源部分4。该电容器电源部分主要由电源电容器31和齐纳二极管32的串联电路构成，该串联电路施加在形成交变电压的电源电压U上。与电源电容器31串联地补充有欧姆负载电阻30以及针对电源电压U的半波的整流二极管34。与齐纳二极管32并联的是电容器35。根据整流二极管34、齐纳二极管32和电容器35的布置，并行地设置有另一电支路，该电支路由与第一整流二极管34反并联的整流二极管36构成，该整流二极管经由另一齐纳二极管33和与齐纳二极管33并联的电容器37经由电源电容器31处于电源电压U。
[0022]电容器35和37优选地是电解质电容器或陶瓷电容器，并且既用于平滑电压1或V2，又用于存储用于桥接截止半波的能量。在电容器35处分接正运行电压V1;在电容器37处分接负供电电压V2。齐纳二极管32和33是根据所期望的电压V1S V 2设计的。在该实施例中，齐纳二极管32具有高度为运行电压V1、例如5伏的击穿电压。在该实施例中，齐纳二极管33具有高度为供电电压V2、例如16伏的击穿电压。
[0023]运行电压￥:是正电压V ;供电电压乂2是负电压-V。
[0024]由结构形式决定地，利用如图2中示意性示出的电容器电源部分只能在相应电压源处提供有限的输出电流、例如大约1mA的输出电流。
[0025]如果利用这样的电容器电源部分4除了控制器10的电压供应之外还应当控制光学显示器5(图1)、例如LED 6，则电容器电源部分4迅速达到其功率极限。因此，为了运行LED 6在3伏时需要大约20mA，使得电容器电源部分4只能不充分地满足小型耗电器8、在该实施例中LED 6的能量供应，因为在3伏时所提供的功率仅仅为30mW，但是对于LED 6的按规定的运行而言需