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CN105917739A - 用于驱动光源的电路装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于驱动光源的电路装置，该电路装置具有：用于输入电源电压的输入接头；第一整流电路；具有输出接头的升压转换器；由两个与升压转换器的输出接头连接的开关构成的半桥装置；电感，该电感的第一接头与半桥的中心点耦联；第二整流电路，该第二整流电路的第一输入接头与电感的第二接头耦联，并且该第二整流电路的第二输入端与升压转换器的输出接头中的至少一个耦联；其中，第二整流电路的输出接头与电流补偿的扼流圈的输入端耦联，其中，至少一个光源与电流补偿的扼流圈的输出接头连接，并且电流补偿的扼流圈的输出接头经由滤波电容器与升压转换器的输出接头耦联。

Description

用于驱动光源的电路装置
技术领域
本发明源于一种用于驱动光源的电路装置，其具有：用于输入电源电压的输入接头；第一整流电路；具有输出接头的升压转换器；由两个与输出接头连接的开关构成的半桥装置；电感，该电感的第一接头与半桥装置的中心点耦联；第二整流电路，该第二整流电路的第一输入接头与电感的第二接头耦联，并且第二整流电路的第二输入端与输出接头中的至少一个耦联。
背景技术
本发明源于一种用于驱动根据主要权利要求的种类的光源的电路装置。
图1示出了具有谐振的输出特性的已知的电路装置。扼流圈L调节来自脉冲源Ue的电流。通过扼流圈限定的交流电流通过桥式整流器整流，并且通过电容器过滤。
实践中，利用这样的电路装置具有在电磁兼容性方面的问题。该问题在将如LED的半导体光源的通常装置作为负载时出现。该负载通常装置在薄的电路板上，其又安装在用于冷却LED的金属散热片上。散热片通常出于安全原因而接地。在此，在LED和接地的散热片之间出现寄生电容CModul。寄生电容能够相当大地直到2nF。由于大的寄生电容，干扰电位也相应地高。
图2示出了类似在图1中描述的、基于谐振工作的用于荧光灯的驱动设备的真实的测试构造。抵靠在两个输入接头处的电源电压通过第一桥式整流器D1整流，并且通过常常作为功率因数校正电路工作的升压转换器电路在中间电路电容器C5处变换为大约400V的中间电路电压。借助于连接到升压转换器电路的输出接头的半桥装置，从升压的直流电压中产生矩形电压。半桥装置由两个串联的晶体管Q1和Q2构成。扼流圈L1和分隔电容器C1形成谐振电路。通过分隔电容器C1将信号的直流分量过滤。谐振电路的输出电流通过第二桥式整流器D2整流，并且通过Pi过滤器由C3，L2和C4平整。与电容器C4并联地装置有半导体光源。寄生电容CModul位于在LED模块5和电网的地线PE之间。该电容简化地标记在最低的半导体光源的阴极或者LED模块的负极接头56和地线PE之间。
实践中表明，在半导体光源和接地的散热片之间，经由寄生电容CModul能够流动超过100mA的高的接地电流。
图3示出了在波形图中的接地电流IPE。电流ILED是通过LED的运行电流。通过该高的接地电流产生强大的电磁干扰。该电流在多个相应有效的用于光照装置的标准的边界值之上，其中用于LED和LED模块的驱动设备局部地分隔。通过不被允许的高的接地电流和强烈的电磁干扰，该电路拓扑不能够用于上述应用。
图4示出了具有单向整流的在现有技术中已知的解决方案。替代第二桥式整流器，使用简单的二极管D3。由此最低的LED的阴极和因此的LED模块5的负极56总是接地的。通过该措施不会形成经由寄生电容CModul的大的干扰电流
通过单向整流，二极管D3却仅在由L1和C2构成的谐振电路的极性的情况下导通，因此相对于LED电流的高的无功电流是必要的，其导致高的损失和仅为80％到85％的电路装置的低效率。
图5示出了具有电压加倍电路的替代方案。该电路具有两个二极管D3和D4，由此提供了全波工作特性。在C2处的谐振电压的正极性的情况下电流流经D3，在负极性的情况下电流流经D4。电容器C3和C5供应电流到大地。相比根据图2的桥式整流器，到大地的高频电压偏差是很小的。该电路的优点和缺点与根据图4的具有单向整流器的电路相似。
发明内容
本发明的目的在于提出一种用于驱动光源的电路装置，其不再具有上述缺点。
根据本发明，该目的利用用于驱动光源的电路装置实现，该电路装置具有：用于输入电源电压的输入接头；第一整流电路；具有输出接头的升压转换器；由两个与升压转换器的输出接头连接的开关构成的半桥装置；电感，该电感的第一接头与半桥的中心点耦联；第二整流电路，该第二整流电路的第一输入接头与电感的第二接头耦联，并且该第二整流电路的第二输入端与升压转换器的输出接头中的至少一个耦联，其中第二整流电路的输出接头与电流补偿的扼流圈的输入端耦联，其中至少一个光源与电流补偿的扼流圈的输出接头连接，并且电流补偿的扼流圈的输出接头经由滤波电容器与升压转换器的输出接头耦联。通过该措施可靠地禁止了接地电流，因为通过滤波电容器到升压转换器的反馈对相对于地的电位进行调适。在此，电流补偿的扼流圈禁止从升压转换器经由桥式整流器的短路。
优选地，在电感和第二整流电路之间接入耦合电容器。该耦合电容器禁止整流电流中的直流分量。
在另外的设计方案中，在第二整流电路的第二输入端和半桥装置的基准电位或供电电位之间各接入一个耦合电容器。通过该措施，电路更加对称地也在部件负载上起作用。
优选地，滤波电容器的电容量的比大于1：10。因此滤波电容器中的一个是非常小的，并且能够与电流补偿的扼流圈的杂布电感共同起作用。因此根据本发明的电路装置的输出端具有电流源特性。
根据本发明的用于驱动光源的电路装置的另外有利的改进方案和设计方案由另外的从属权利要求和接下来的描述得出。
附图说明
本发明的另外的优点、特征和细节根据实施例的以下描述及根据附图得出，在附图中相同或功能一样的元件具有相同的参考标号。在此示出：
图1示出了根据现有技术已知的电路的示意图，
图2示出了具有所有相关功能的部件的上述电路的真实的电路图，
图3示出了在运行根据图2的上述电路时出现的、接地导线电流的和LED电流的曲线图，
图4示出了根据现有技术具有半波整流器的可替换的实施方式的电路图，
图5示出了根据现有技术具有电压加倍电路的另外可替换的实施方式的电路图，
图6示出了具有电流补偿的扼流圈的根据本发明的第一实施方式的电路图，
图7示出了具有电流补偿的扼流圈的根据本发明的第二实施方式的电路图。
具体实施方式
图6示出了具有电流补偿的扼流圈的用于驱动光源的电路装置的根据本发明的第一实施方式的电路图。
根据本发明的电路装置具有两个用于输入电源电压的输入端L，N。该输入端与第一整流电路、例如桥式整流器D1耦联，其输出端与升压转换器电路1的输入端耦联。升压转换器电路1常常实施为功率因数校正电路，以便提高电路装置的电源功率因数。升压转换器电路基于储存电容器C5工作，其常常也称为中间电路电容器。与中间电路电容器C5并联连接有半桥装置2。半桥装置2由两个串联的晶体管Q1和Q2构成，其半桥中心点称为M。扼流圈L1的第一接头与半桥中心点M耦联，其第二接头与分隔电容器C1的第一接头耦联。其第二接头与第二整流电路、例如第二桥式整流器D2的第一输入端以及与谐振电容器C2的第一接头耦联。分隔电容器C1对于电路装置的正确功能而言当然不是强制必要的。其仅仅保证，经过扼流圈L1的电流不具有直流分量。桥式整流器D2的第二输入端与半桥装置的基准电位耦联。谐振电容器C2的第二接头与半桥装置的基准电位连接。第二桥式整流器D2的输出端相应与电流补偿的扼流圈的线圈的第一接头耦联。第二桥式整流器D2的输出端与电容器C3连接。具有至少有一个LED的LED模块5相应与电流补偿的扼流圈L3的线圈的第二接头耦联。与桥式整流器的正输出端耦联的、电流补偿的扼流圈L3的线圈的第二接头与滤波电容器C7并且与LED模块5的正输入端55耦联。与桥式整流器D2的负输出端耦联的、电流补偿的扼流圈L3的线圈的第二接头与滤波电容器C6并且与LED模块5的负输入端56耦联。滤波电容器C6和C7的另外的接头形成中心点57。该中心点57与半桥装置的基准电位耦联。寄生电容CModul存在作为在LED模块和地线PE之间分布的电容。
扼流圈L1和谐振电容器C2共同构成谐振电路，其给该装置带来谐振的输出特性。经由扼流圈L1的参数来设置输出电流。直到耦合电容器C1，电路符合用于低压放电灯的用于驱动设备的已知的电路。特别经常地，该电路类型使用在用于荧光灯的驱动设备中。其能够仅借助于用于驱动LED模块的根据本发明的修改操作。
根据本发明，滤波电容器C6和C7与电流补偿的扼流圈L3共同遏止通过CModul的接地电流。因为该接地电流对称地流经电流补偿的扼流圈L3并被衰减。通过C6和C7直接与谐振电路的接地连接并因此经由第一桥式整流器D1与电源连接，其能够通过CModul将高频干扰短路。
与此同时，组件C3、C6、C7和L3过滤通过LED模块5的LED电流的高频的波纹。
LED电流自身相反地不会被衰减，因为其对于电流补偿的扼流圈L3代表具有高的直流分量的推挽电流。
滤波电容器C6和C7也能够不对称的配置，使得更大的电容器也对通过LED模块5的电流的高频波纹进行衰减，更小的电容器然而仅衰减通过CModul的接地电流。更大的电容器在此应该具有20nF和200nF之间的电容量，更小的电容器在此应该具有1nF和10nF之间的电容量。在本实施方式中，在C6和C7之间的电容差异应至少为1:10。在此不重要的是，两个中的哪一个具有更大的电容量以及哪一个具有更小的电容量。
借助于根据本发明的电路装置，接地电流通过CModul约减少20倍。由此根据本发明的电路装置基本射出更少的电磁干扰，并且合适的边界值能够容易地保持。
图7示出了具有电流补偿的扼流圈的用于驱动光源的电路装置的根据本发明的第二实施方式的电路图。第二实施方式与第一实施方式非常相似，因此仅阐述与第一实施方式的差别。
根据第二实施方式，电路装置替代不对称的耦合电容器C1地具有其两个对称连接的耦合电容器C1，C8。该耦合电容器在此与在扼流圈L1和第二桥式整流器D2之间的现有的位置分隔开。扼流圈L1的第二接头直接与桥式整流器D2的第一输入端连接。桥式整流器D2的第二输入端与第一耦合电容器C 1并与第二耦合电容器C8耦联。第一耦合电容器C1的另外的接头与半桥装置2的基准电位耦联。第二耦合电容器C8的另外的接头与半桥装置2的供电电位耦联。过滤电容器C6与电流补偿的扼流圈L3的线圈的输出端连接，其输入端与第二桥式整流器的负输出端耦联。滤波电容器C7与电流补偿的扼流圈L3的线圈的输出端连接，其输入端与第二桥式整流器的正输出端耦联。滤波电容器C6和C7的另外的接头连接在一起，并且与半桥装置2的基准电位连接。其因此同样与C1耦联。通过耦合电容器C1和C8对称的配置，例如电容器C5的部件的负载变得更小。
附图标记列表
1 升压转换器
2 半桥装置
5 LED模块
55 LED模块的正接头
56 LED模块的负接头
L，N 用于输入电源电压的输入接头
D1 第一整流电路或者第一桥式整流器
D2 第二整流电路或者第二桥式整流器
C1，C8 第一耦合电容器，第二耦合电容器
C2 谐振电容器
C6，C7 滤波电容器
L1 扼流圈
L3 电流补偿的扼流圈
CModul 寄生电容

Claims (4)

1.一种用于驱动光源的电路装置，所述电路装置具有：
-用于输入电源电压的输入接头(L，N)，
-第一整流电路(D1)，
-具有输出接头的升压转换器(1)，
-由两个开关(Q1，Q2)构成的半桥装置(2)，所述开关与所述升压转换器(2)的输出接头连接，
-电感(L1)，所述电感的第一接头与半桥的中心点耦联，
-第二整流电路，所述第二整流电路的第一输入接头与所述电感(L1)的第二接头耦联，并且所述第二整流电路的第二输入端与所述升压转换器(1)的输出接头中的至少一个耦联，
其特征在于，
所述第二整流电路的输出接头与电流补偿的扼流圈的输入端耦联，其中，至少一个所述光源与所述电流补偿的扼流圈的输出接头连接，并且所述电流补偿的扼流圈的输出接头经由滤波电容器(C6，C7)与所述升压转换器的输出接头耦联。
2.根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，在所述电感(L1)和所述第二整流电路(D2)之间接入耦合电容器(C1)。
3.根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，在所述第二整流电路(D2)的第二输入端和所述半桥装置(2)的基准电位或供电电位之间各接入一个耦合电容器(C1，C2)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电路装置，其特征在于，所述滤波电容器(C6,C7)的电容量的比大于1：10。
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