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CN104041182A - 通过操作变化来进行功率因数校正和波纹限制的操作装置 - Google Patents

通过操作变化来进行功率因数校正和波纹限制的操作装置 Download PDF

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Abstract

一种用于照明设备的操作装置(A)，该操作装置包括：至少一个驱动器电路，其用于操作至少一个照明设备(负载)；蓄电器(Cbulk)，其向驱动器电路馈电；功率因数校正电路，其被构造成升压转换器，并且为蓄电器(Cbulk)供电，该功率因数校正电路具有存储电感器(Lb)、有源定时开关(S)和整流二极管(D)，其中该存储电感器(Lb)具有次级线圈，该次级线圈被设置成与存储电感器(Lb)的初级线圈磁性耦合，并且与耦合电容器串联接通。

Description

通过操作变化来进行功率因数校正和波纹限制的操作装置
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的照明设备的操作装置，以及根据权利要求11前序部分的方法。
技术领域
本发明的操作装置在照明系统中使用，以便实现对空间、通道或者疏散通道的照明。其中，照明设备通常由操作装置来控制并且在必要时启用。气体放电灯或者发光二极管(LED)作为光源被用于这种类型的照明。
背景技术
根据现有技术，早已使用用于具有功率因数校正功能的照明设备的操作装置，然而其在输入端始终仍需要较大的滤波器。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于照明设备的操作装置，该操作装置具有功率因数校正功能并且仅发射出非常少的干扰。
该目的针对这种类型的装置，将根据本发明通过本发明权利要求1的特征性特征来解决，并且针对一种方法，将根据本发明通过本发明权利要求11的特征性特征来解决。本发明的特别有利的实施方式将被描述在从属权利要求中。
本发明涉及一种用于照明设备的操作装置，该操作装置包括：至少一个用于操作至少一个照明设备的驱动器电路；功率因数校正电路，该电路优选被构造为升压转换器，并且向蓄电器馈电，该功率因数校正电路具有存储电感器(storage inductor)、有源定时开关和整流二极管，其特征在于，当蓄电器上的电压纹波超过预定的阈值时，监测蓄电器上的电压，并且改变操作装置的操作。
该操作装置优选具有用于评测蓄电器希望达到的使用寿命的机构。用于评测蓄电器的希望达到的使用寿命的机构优选对在蓄电器上的电压的纹波进行计算。可选地还可以对操作装置内的其他测量或者控制参数进行计算。
本发明还涉及一种用于操作照明设备的方法，其中照明设备通过至少一个驱动器电路来操作，功率因数校正电路向蓄电器馈电，并且蓄电器向驱动器电路馈电，其中监测蓄电器上的电压并且根据所测定的蓄电器上的电压纹波来对照明设备进行操作。当所测定的蓄电器上的电压纹波超过预定的阈值时，则可以优先改变对操作装置的操作。
附图说明
下面将借助所提供的附图更加详细地对本发明进行描述。其示出了：
图1示出了根据本发明的操作装置；
图2示出了根据本发明的操作装置的功率因数校正电路。
具体实施方式
下面将借助用于照明设备的操作装置的实施方式来描述本发明。
在图1中示出了用于照明设备的操作装置A。
这种用于照明设备的操作装置A具有:驱动器电路(灯驱动器)，用于操作至少一个照明设备(负载)；蓄电器，该蓄电器为驱动器电路供电；功率因数校正电路(PFC)，其可以被构造成升压转换器，并且为蓄电器供电，该功率因数校正电路具有存储电感器、有源定时开关和整流二极管。功率因数校正电路优选在滤波电路和整流电路上游接通。驱动器电路在该示例中是用于控制灯负载的谐振的半桥。另选地，驱动器电路还可以通过在输出端具有电势分离和整流以用于控制LED的谐振的半桥构成。
在图2中示出了根据本发明的用于照明设备的操作装置的功率因数修正电路。
该功率因数修正电路被构造成升压变换器，并且向蓄电器馈电。蓄电器Cbulk例如是电解电容器。该电解电容器具有存储电感器Lb、有源定时开关S以及整流二极管D。
照明设备的操作装置(A)具有：至少一个驱动器电路，用于操作至少一个照明设备；蓄电器(Cbulk)，该蓄电器向驱动器电路(LED驱动器)馈电；功率因数校正电路(PFC)，其优选被构造成升压转换器，并且向蓄电器(Cbulk)馈电，该功率因数校正电路具有存储电感器(Lb)、有源定时开关(S)和整流二极管(D)。当蓄电器(Cbulk)上的电压纹波超过预定的阈值时，监测蓄电器(Cbulk)上的电压，并且改变操作装置(A)的操作。
当蓄电器(Cbulk)上的电压纹波超过预定的阈值时，照明设备的操作装置(A)可以改变驱动器电路(LED驱动器)和/或功率因数校正电路的操作。当蓄电器(Cbulk)上的电压纹波超过预定的阈值时，蓄电器(Cbulk)上的电压可被降低。在超出蓄电器(Cbulk)上的电压纹波阈值时，可以改变功率因数校正电路的控制回路或者控制参数。在超出蓄电器(Cbulk)上的电压纹波阈值时，由驱动器电路(LED驱动器)发出的功率可被减小。
还可行的是，由蓄电器(Cbulk)向多个驱动器电路(LED驱动器)直接或者间接地馈电，并且在超出蓄电器(Cbulk)上的电压纹波阈值时，至少一部分驱动器电路(LED驱动器)被断开。驱动器电路(LED驱动器)优选是高频定时电路，具有至少一个有源定时开关和一个电感线圈(L)，该电感线圈通过高频定时器充电和放电。通过高频定时驱动器电路可以以较高的有效系数来控制LED。驱动器电路(LED驱动器)例如是降压变换器、隔离的反激式变换器或者逆变电路。
图3示出了作为降压变换器构成的驱动器电路(LED驱动器)的一个示例。该LED线路的LED根据开关S的定时开启来控制。在该示例中，当超出蓄电器(Cbulk)上的电压纹波阈值时，由驱动器电路(LED驱动器)发出的功率可能会通过开关S的定时开启，随着占空比减少而减少。
照明设备可以是LED或者是气体放电灯。
在超出蓄电器(Cbulk)上的电压纹波阈值时，驱动装置(A)可以发出有关接口的故障通知或者可以进行关于照明设备的光学信号发送。
由此可以实现一种用于操作照明设备的方法，其中照明设备通过至少一个驱动器电路(LED驱动器)来操作。功率因数校正电路向蓄电器(Cbulk)馈电，并且蓄电器(Cbulk)向驱动器电路(LED驱动器)馈电。监测蓄电器(Cbulk)上的电压，并且照明设备的操作根据所测定的蓄电器(Cbulk)上的电压纹波来实现预定的阈值。可以在功率因数校正电路或者驱动器电路(LED驱动器)的蓄电器(Cbulk)上进行温度监测，并且由于超出预定的极限温度，可以实现在该照明设备上传递的功率降低或者对照明设备的操作的其他方面改变的结果，并且可以根据所测定的蓄电器(Cbulk)上的电压纹波来调节待被预先给出的极限温度。
由此可以构建一种照明单元，其包括具有本发明的功率因数校正电路的照明设备的驱动装置(A)。
通过对所测定的蓄电器(Cbulk)上的电压纹波进行计算，以及另外通过对所测定的，例如所接收的(或者所发出的)功率大小的控制信号的测量或计算，或者通过功率因数校正电路的有源定时开关(S)的接通时间，可以评测蓄电器(Cbulk)的希望达到的使用寿命并且由此评测整个操作装置(1)的希望达到的使用寿命。
通过这种方式可以对希望达到的使用寿命的上述评测进行修正。
操作装置(A)由此具有用于评测蓄电器(Cbulk)的所希望的使用寿命的机构。该机构优选对在蓄电器(Cbulk)上所测定的电压的纹波进行评价，可选地可以也对其他测量或者控制参数进行计算。该操作装置被设计用于借助所测定的蓄电器(Cbulk)上的电压纹波来评测蓄电器(Cbulk)的希望达到的使用寿命。
借助对功率因数校正电路的有源定时开启的接通时间的监测，在监测到关于一个或多个电源半波的大小时获知传递的功率路线，并且间接获知蓄电器(Cbulk)上的电压纹波和/或输入电压。
该操作装置(A)还可以具有其它依次接通的功率级别。其中在这些功率级之间各设置一个蓄电器，对该蓄电器的电压纹波进行监测以便对时效进行识别。
蓄电器(Cbulk)上的电压的纹波可以例如通过模数变换器来读取。该模数变换器可以是集成控制电路的一部分，该集成控制电路也可以影响操作装置的操作。因此该集成控制电路可以例如控制功率因数校正电路的有源定时开启的开关(S)，或者还控制驱动器电路(LED驱动器)的开关。
如果操作装置(A)具有接口，则可以通过该接口来读取希望达到的使用寿命。这种读取过程可以例如在超出针对该希望达到的使用寿命的预定值时自动地给出，或者可以基于外部要求而通过该端口给出针对使用寿命的当前值。在超出蓄电器(Cbulk)上的电压纹波的阈值时，该操作装置(A)可以发出关于接口的故障信息，这是因为如上所述，超出蓄电器(Cbulk)上的电压纹波的阈值的情况说明蓄电器(Cbulk)的确定的使用寿命的超出。

Claims (13)

1.一种用于照明设备的操作装置(A)，该操作装置具有：
-至少一个驱动器电路，该驱动器电路用于操作至少一个照明设备，
-蓄电器(Cbulk)，该蓄电器向所述驱动器电路(LED驱动器)馈电，
-功率因数校正电路，该功率因数校正电路优选被构造成升压转换器，并且向所述蓄电器(Cbulk)馈电，所述功率因数校正电路具有存储电感器(Lb)、有源定时开关(S)和整流二极管(D)，其特征在于，当所述蓄电器(Cbulk)上的电压纹波超出预定的阈值时，监测所述蓄电器(Cbulk)上的电压，并且改变对所述操作装置(A)的操作。
2.根据权利要求1所述的用于照明设备的操作装置(A)，其特征在于，当所述蓄电器(Cbulk)上的电压纹波超过预定的阈值时，改变对所述驱动器电路(LED驱动器)和/或所述功率因数校正电路的操作。
3.根据权利要求2所述的用于照明设备的操作装置(A)，其特征在于，当所述蓄电器(Cbulk)上的电压纹波超过预定的阈值时，所述蓄电器(Cbulk)上的电压将被降低。
4.根据权利要求2或3所述的用于照明设备的操作装置(A)，其特征在于，当所述蓄电器(Cbulk)上的电压纹波超过预定的阈值时，改变所述功率因数校正电路的控制回路或者控制参数。
5.根据权利要求2所述的用于照明设备的操作装置(A)，其特征在于，在超出所述蓄电器(Cbulk)上的电压纹波阈值时，由所述驱动器电路(LED驱动器)发出的功率减小。
6.根据权利要求2所述的用于照明设备的操作装置(A)，其中由所述蓄电器(Cbulk)向多个驱动器电路(LED驱动器)直接或者间接地馈电，
其特征在于，
在超出所述蓄电器(Cbulk)上的电压纹波阈值时，至少一部分所述驱动器电路(LED驱动器)被断开。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的用于照明设备的操作装置(A)，其特征在于，所述照明设备是LED。
8.根据权利要求1至6中的任一项所述的用于照明设备的操作装置(A)，其特征在于，所述照明设备是气体放电灯。
9.根据权利要求1至6中的任一项所述的用于照明设备的操作装置(A)，其特征在于，在超出所述蓄电器(Cbulk)上的电压纹波阈值时，所述驱动装置(A)发出有关接口的故障信息或者发送光学信号。
10.一种照明单元，该照明单元包括根据权利要求1至9中任一项所述的用于照明设备的操作装置(A)。
11.一种用于操作照明设备的方法，其中由至少一个驱动器电路(LED驱动器)来操作所述照明设备，功率因数校正电路向蓄电器(Cbulk)馈电，并且蓄电器(Cbulk)向所述驱动器电路(LED驱动器)馈电，其特征在于，
监测所述蓄电器(Cbulk)上的电压，并且对所述照明设备的操作根据所测定的所述蓄电器(Cbulk)上的电压纹波来实现。
12.根据权利要求11所述的方法，其中当所述所测定的所述蓄电器(Cbulk)上的电压纹波超出预定的阈值时，将由所述驱动器电路(LED驱动器)来改变对所述照明设备的操作。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中在功率因数校正电路或者驱动器电路(LED驱动器)的所述蓄电器(Cbulk)上进行温度监测，并且由于超出预定的极限温度而实现在所述照明设备上传递的功率的降低，其特征在于，根据所测定的所述蓄电器(Cbulk)上的电压纹波来调节预定的极限温度的数值。
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