双级的节拍电子能量转换器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明从一种用于传输电功率的双级的节拍电子能量转换器出发，具有用于连接电源的第一接头、用于连接耗电器和中间回路电容器的第二接头，其中，双级节拍电子能量转换器的第一级具有升压运行状态下的第一转换器，它将第一接头上的电压转换为中间回路电容器上的中间回路电压，并且其中，中间回路电容器为双级节拍电子能量转换器的第二级供电，第二级功率可控地为耗电器供应电能。此外，本发明还涉及一种具有发光元件和用于将发光装置连接到电源上的电接头。最后，本发明涉及一种用于运行具有中间回路电容器的双级节拍电子能量转换器的方法，用于将电功率从连接在能量转换器上的电源传输到同样也连接在能量转换器上的耗电器上，其中，双级的节拍电子能量转换器的第一级使用升压运行状态下的第一转换器，将电源的输入侧的电压转换为中间回路电容器上的中间回路电压，该中间回路电容器为双级的节拍电子能量转换器的第二级供应电能，该第二级功率可控地为耗电器供应电能。
【背景技术】
[0002]本发明从至少双级的电子镇流器出发，它具有输入端上的升压功率因数控制(PFC)级和中间回路电解电容器。在电解电容器中，除了电容量以外还有一个重要的参数是等效串联电阻(ESR)，利用它来总结性地获取在符合规定的运行状态下的电解电容器的损耗，如欧姆线路损耗、电介质极性转换损耗和/或诸如此类。ESR能够显著影响电解电容器的正常运行。
[0003]尤其是在低温下，ESR的值很大。由此在镇流器冷启动时产生功能问题。在现有技术中，尝试着借助材料使用来解决这些问题。这不仅在研发合适的镇流器时耗费很大，并且还在镇流器中带来附加的成本和材料消耗。
【发明内容】
[0004]因此，本发明的任务是，实现给定的双级节拍电子能量转换器在低温下的运行，而不必干预能量转换器的调节功率的构件。
[0005]作为解决方案提出了一种具有权利要求1所述特征的、双级的节拍电子能量转换器。此外还提出了一种按照另一个独立权利要求5所述的发光装置。就方法而言提出了一种按照独立权利要求6所述的、具有中间回路电容器的双级节拍电子能量转换器的运行方式。本发明的其他有利构造方案由从属权利要求所述特征中得出。
[0006]本发明基于以下理念，S卩，使用中间回路电容器的ESR使中间回路电容器尽可能迅速地升温。为了这个目的，符合规定的运行状态下的中间回路电压上的纹波应该尽可能大，从而通过该ESR引起尽可能大的电流通量，它导致相应的热功率。纹波是中间回路电压的通常高频的电压波动，并且由于因为能量转换的两个级的节拍运行形成在中间回路电压上。与此同时，纹波就其振幅而言如下地受到限定，即，尽可能地避免对能量转换器的部分或整体的不希望的影响。尤其需要考虑的是，低于最小的中间回路电压可能导致转换器的其他组件或者连接其上的耗电器关断，并且/或者在绕过第一级的升压运行状态的情况下可能实现从能量源到中间回路电容器中的直接电流通量。
[0007]为了这个目的在能量转换器一侧提出，设置控制单元，该控制单元被设置用于如下地调节由第二级从中间回路电容器获取的功率，即，使得中间回路电压的由于功率提取引起的瞬时最小值大于预设的电压比较值。通过合适地选择预设的电压比较值可以实现的是，能够避免在不允许的情况下低于中间回路电压。前述问题于是可以通过合适地选择电压比较值尽可能得以避免。
[0008]需要传输的功率通常是能量转换器从能量源提取的、并且提供给耗电器的功率。能量转换器的第二级可以由一个降压调节器构成，但是也可以由谐振变流器、它们的组合、多个这种电路和/或诸如此类构成。中间回路电容器可以由电子电容器构成，例如薄膜电容器、陶瓷电容器、然而尤其是还可以由电解电容器构成。恰恰在电解电容器用作中间回路电容器时，本发明被证明特别有利。
[0009]为了能够影响通常主要通过纹波连同确定的中间回路电压的瞬时最小值，可以调整从中间回路电容器的第二级提取的功率，也就是说，借此只为耗电器提供实际借助中间回路电容器的第二级提取的功率。于是，第二级就提取的功率方面优选地可以借助控制单元控制。与此同时，电压比较值同样也可以借助控制单元提供。此外还存在以下可行性，即，控制单元还提供将中间回路电压与电压比较值进行比较的比较功能，并且对于能量转换器的第二级起到相应的控制或调节作用。此外，控制单元优选地被设置用于监控中间回路电压到达瞬时最小值，也就是说，优选地测定中间回路电压的各个最小值，尤其是就电压值而言。这个最小值也可以作为进一步控制的基础。
[0010]在一个具体的构造方案中，在电子镇流器中可以借助微控制器作为控制单元获取中间回路电解电容器上的电压区间。然后依据获取的电压区间调整输出电流或输出功率。只要电压区间在不关键的范围内，例如+/-50V，这相当于一个小的ESR，那么开始启动理想的输出功率。
[0011]借助本发明可以避免使用明显更贵的、具有更大电容量的电解电容器。此外还可以使用在低温时具有高ESR的电解电容器。这甚至可以是有利的，因为此时可以实现电解电容器的尽可能迅速的升温。
[0012]此外，在电解电容器老化时，ESR通常会提升。通过本发明于是进一步减少了在使用寿命结束时的故障，因为利用较小的电流或较小的电压就可以启动。于是，电子镇流器的质量提升。例如在这种情况下还可以确保较长的使用寿命，因为在计算使用寿命时不必考虑这么大的容差范围。此外，在选择电解电容器的情况下可以实现更大的独立性。一个重要的有利方面是，能够实现在直到-30到-40°C的低温下使用电子镇流器。
[0013]本发明基本上是两个措施的组合，以便实现根据本发明的优点。本发明的一个重要方面是，以如下方式限定第二级2的提取的功率，S卩，使得通常构造成电解电容器的中间回路电容器上的中间回路电压不是极限值。于是以如下方式限定功率，即中间回路的最小电压不降到特定的预设的比较值以下，也就是说，大于这个比较值。对于这个电压比较值的适宜的值例如略微低于符合规定的运行状态下的最小中间回路电压。于是可以避免电解电容器上的最大中间回路电压过大。
[0014]在本公开文件中，“Boost”级是这类双级的节拍电子能量转换器的一个级，它在升压运行状态下运行。“Boost”这个概念据此表示的是升压运行。相应地。“Buck”表示的是降压运行。
[0015]本发明的一种改进方案提出，在考虑到依据第一接头上的电压的对应时间的瞬时值测定的瞬时电压比较值的情况下构成所述电压比较值，并且以如下方式设定功率提取量，即，使得中间回路电压的瞬时最小值基本上达到所述瞬时电压比较值。这种构造方式考虑的是，第一接头上的输入电压可能是非恒定的电压，尤其是交流电压。在这种情况下可能有利的是，将电压比较值构造成瞬时电压比较值，依据瞬时接通在第一接头上的电压可以跟踪这个瞬时电压比较值，从而以这种方式让发明效果即使在第一接头上的电压不恒定的情况下也能进一步提高。尤其可以设计的是，让瞬时电压比较值等于第一接头上的电压，或者它超过一定的量，这个量例如可以通过因数和/或固定的补充值来确定。
[0016]本发明的另一种构造方案设计的是，双级的节拍电子能量转换器的第二级具有降压运行状态下的第二转换器或谐振转换器。当然也可以有多个转换器的组合连接在中间回路电容器上，它优选地能够相应地受控。由此使得本发明能够很好地应用在现有技术的电子镇流器上，所以也能够用本发明改装已经存在的电子镇流器。
[0017]根据本发明的另一个方面，中间回路电容器具有一个温度传感器。这个温度传感器例如可以由热电偶、NTC电阻、红外线测量装置或者诸如此类构成。优选地，这个温度传感器被安放在中间回路电容器的表面上或者与之接触。此外，这个温度传感器当然也可以集成到中间回路电容器中。例如该温度传感器可以是通过粘贴或夹持固定在中间回路电容器上的。这种构造方式允许为了进行控制利用中间回路电容器的温度。尤其是当然可以设计的是，根据低于比较温度激活根据本发明的流程。以这种方式可以实现的是，只有当根据本发明的流程基于环境条件、尤其是基于环境温度是必须的是，才激活这个流程。
[0018]如果额外地还在启动例如电子镇流器之间获取了环境温度，那么久可以相应地预设输出