[發明專利]用于發光裝置負載電路、尤其帶有發光二極管的負載電路的自適應功率因數校正

有效

• 申請號: 200980146077.7
• 申請日: 2009-11-13
• 公開（公告）號: CN102217417A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發明（設計）人: 邁克爾·齊默爾曼;多米尼克·孔貝
• 申請（專利權）人: 特里多尼克有限兩合公司
• 主分類號: H05B33/08
• 分類號: H05B33/08
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王萍;周濤

本發明大體上涉及用于驅動發光裝置、譬如放電燈或者無機或有機LED的電路。

在許多用于發光裝置的驅動設備中常見的是，發光裝置以高頻方式(尤其在放電燈的情況下)或者通過PWM調制(例如尤其在LED的情況下)來驅動。為此設計所謂的驅動電路，其例如可以以如下形式來構建：PWM調制器、全橋電路或半橋電路等等。通常將DC供給電壓輸送給這些驅動電路，該供給電壓必要時可以疊加有所謂的紋波。

為了提供這種DC供給電壓，常常使用所謂的PFC電路(功率因數校正)作為有源功率因數校正電路。于是，該PFC電路基于通常整流過的電源供給電壓產生DC供給電壓。

在本發明的范圍中，其在此始終為所謂的有源時鐘控制的PFC電路、即為通過開關元件譬如晶體管的時鐘控制來預先給定PFC電路的功率消耗的電路。

在此，在開關元件閉合的情況下電感器被磁化，該電感器然后在開關斷開的情況下經由二極管放電到存儲電容器中(去磁化)。PFC電路例如可以構建為升壓轉換器、反激式轉換器(Sperrwandler)或者隔離的反激式轉換器(在該情況下電感器具有次級繞組，電感器通過該次級繞組經由二極管至存儲電容器中進行去磁化)。

當連接在PFC電路的輸出端上的(具有驅動電路和發光裝置的)負載電路的負載消耗可能強烈改變時，存在一定的問題，這尤其在所連接的發光裝置調光至非常低的調光值(例如額定功率的1％或者更少)時情況如此。尤其是，LED可以調光至遠遠在額定功率的1％以下的范圍。

在該強烈調光的驅動下，PFC電路自動地并且根據現有技術不受控制地切換至所謂的突發模式中，在突發模式中電路以相對低的頻率接通和關斷，以便避免PFC電路的輸出電壓的所不允許的過度上升。該突發模式(接通和關斷)具有非常低的頻率并且同時造成不同的問題，譬如用于所連接的驅動電路的DC供給電壓的不穩定性、聲學問題、(必要時)發光裝置的閃爍等等。

本發明的任務是：將有源時鐘控制的PFC電路關于該PFC電路在其輸出端上的不同的負載消耗情況下的特性方面予以改進。

本發明的另一任務是：針對不同的負載條件并且相對于輸入電壓的波動或改變來改進有源時鐘控制的PFC電路的穩定性并且由此改進整個驅動設備的穩定性。

根據本發明，該任務通過獨立權利要求的特征部分來解決。從屬權利要求以特別有利的方式進一步形成本發明的中心構思。

本發明的第一方面涉及一種用于驅動有源時鐘控制的PFC電路的方法，該PFC電路帶有直接或間接連接在PFC電路的輸出端上的負載電路。在此，負載電路具有發光裝置、尤其一個或多個LED。將至少一個反映負載電路的功率消耗的測量信號或者至少一個說明負載消耗的外部控制信號輸送給PFC電路。控制電路根據控制信號或測量信號連續地或者優選以兩個或更多個級來調節PFC電路的驅動方式。

在此，尤其在LED作為發光裝置的情況下可以設計有優選調光直至在額定功率的1％以下。

例如可以通過改變PFC電路的時間常數或者參考來改變PFC電路的驅動方式。

在此，時間常數可以是PFC電路的開關的時鐘控制的調整的時間常數。在此，優選地在負載電路的低功率消耗的情況下減慢該調整。

在負載電路的低功率消耗的情況下，PFC電路的開關的時鐘控制可以借助于脈沖間隔來實現(“斷續模式”或者有隙的(lückender)電流驅動)。

可以基于電源電壓來驅動PFC電路。在負載電路的低功率消耗的情況下有針對性地僅僅在如下持續時間期間驅動PFC電路，該這些持續時間中電源電壓的幅度高并且優選地大于直接或間接給定的閾值。

當基于電源電壓來驅動PFC電路時，可以在負載電路的低功率消耗的情況下借助于脈沖序列對PFC電路進行時鐘控制，脈沖序列隨時間在電源電壓峰值的范圍中起動。

在此，例如在達到電源電壓的過零之前可以停止脈沖序列，其中插入間隔直至下一個脈沖序列。

PFC電路的時鐘控制可以與電源電壓同步。優選地，可以根據從電源電壓導出或者與電源電壓同步的信號(作為預給定的期望值)來進行PFC電路的時鐘控制。

可以通過改變預給定的期望值來改變PFC電路的驅動方式，該預給定的期望值用于通過PFC電路的時鐘控制作為調節量來調整的PFC電路的輸出電壓。

當測量信號或者控制信號反映負載電路功率消耗在預給定的閾值以下時，可以以離散的步驟改變PFC電路的驅動方式。

負載電路可以具有被時鐘控制的驅動電路，其時鐘控制可以與PFC電路的時鐘控制同步。