專利名稱：升壓型功率因數(shù)校正電路(升壓型pfc)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及所謂的升壓型功率因數(shù)修正電路(升壓型PFCs)、 操作此類電路的方法，以及用于具有此類電路的照明裝置的操作設(shè)備。
背景技術(shù)：
此類電路用于對(duì)饋入該類電路的直流(DC)或者交流(AC)電壓 進(jìn)行升壓。同時(shí)，可以將此類電路布置為形成功率因數(shù)接近1的消耗裝 置(功率因數(shù)校正)。
舉例來(lái)說(shuō)，此類電路用于照明裝置的操作設(shè)備，例如氣體放電燈的 電子控制裝置(ECG)。如果要在高頻下操作該照明裝置，則通過(guò)逆變器 將來(lái)自升壓型PFC的DC輸出電壓(通常也稱為"總線電壓")升壓為高頻 AC電壓。
因?yàn)樯龎盒蚉FC通常沒(méi)有短路保護(hù)，所以對(duì)此類電路的操作是由控 制和調(diào)節(jié)電路來(lái)控制的，由供電電壓、升壓型PFC電路和/或(包含照明 裝置的)負(fù)載電路向該控制和調(diào)節(jié)電路供應(yīng)參數(shù)。
在現(xiàn)有技術(shù)中，向控制和調(diào)節(jié)電路供應(yīng)這些測(cè)量參數(shù)造成了例如用 作控制和調(diào)節(jié)電路的ASIC的很多管腳被占用的結(jié)果。
圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中已知的升壓型PFC電路。向該電路饋入AC 或者DC電壓V1N。充電線圈Ll串聯(lián)至續(xù)流二極管Dl?？梢酝ㄟ^(guò)開(kāi)關(guān) Ml選擇性地將續(xù)流二極管和充電線圈Ll之間的連接點(diǎn)接地?？梢酝ㄟ^(guò) 續(xù)流二極管Dl對(duì)充電電容器CI進(jìn)行充電。這樣，隨著開(kāi)關(guān)Ml的切換， 通常高于饋入的電壓的振幅的輸出電壓Vbus自身形成在充電電容器 CI的高壓側(cè)。
己經(jīng)知道通過(guò)例如位于ASIC的管腳PVh處的分壓器R5、 R6來(lái)檢 測(cè)所施加的供電電壓VIN。還已知的是檢測(cè)經(jīng)過(guò)充電線圈(管腳PVU)的電流的零交義。
還可以利用位于管腳PVM1或者PI一M1處的測(cè)量分路Rl來(lái)檢測(cè)在開(kāi) 關(guān)M1閉合的條件下經(jīng)過(guò)該開(kāi)關(guān)M1的電流。
最后，還可以利用分壓器R7、 R8在管腳PVbus處檢測(cè)輸出電壓Vbus。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是降低此類電路的電路系統(tǒng)的復(fù)雜性。
本發(fā)明所建議的是僅將ASIC電路的單個(gè)管腳用于兩個(gè)測(cè)量信號(hào)。 這種在相同的測(cè)量點(diǎn)而不同的時(shí)間點(diǎn)對(duì)多個(gè)參數(shù)的合并檢測(cè)是利用基準(zhǔn) 來(lái)進(jìn)行的。將該基準(zhǔn)包括在測(cè)量中，并且無(wú)需將使用耦合元件來(lái)電絕緣。
上述目的是根據(jù)本發(fā)明通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的特點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。從屬權(quán) 利要求以特別有利的方式進(jìn)一步拓展了本發(fā)明的中心概念。
本發(fā)明的第一方面提供了一種操作升壓型功率因數(shù)校正電路(升)—1;: 型PFC)的方法，其中該電路具有與續(xù)流二極管串聯(lián)的充電線圈，該充 電線圈的放電電流通過(guò)受控的開(kāi)關(guān)對(duì)電容器進(jìn)行充電。在這種結(jié)構(gòu)中， 幵關(guān)是通過(guò)電子控制和/或調(diào)節(jié)單元來(lái)閉合和打開(kāi)的，該電子控制和/或調(diào) 節(jié)單元在單個(gè)輸入處在該開(kāi)關(guān)閉合期間直接或者間接地檢測(cè)經(jīng)過(guò)該開(kāi)
關(guān)的電流，并且在該開(kāi)關(guān)打開(kāi)期間檢測(cè)升壓型PFC電路的另一操作參數(shù)。 因此，這種檢測(cè)現(xiàn)在只占用了集成評(píng)估電路的一個(gè)管腳。在檢測(cè)經(jīng)
過(guò)開(kāi)關(guān)的電流的過(guò)程中，將輸入電壓V,N或者輸出電壓V。ut在那一時(shí)刻的
值考慮在內(nèi)。
可以將經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)的電流，或者表示該電流的變量與閾值進(jìn)行比較。 只要達(dá)到或者超過(guò)該閾值就再次打開(kāi)該開(kāi)關(guān)。
可以直接測(cè)量或者間接確定給定時(shí)刻的輸入電壓或者輸出電壓的值。
具體來(lái)講，檢測(cè)到的另一操作參數(shù)可以是流經(jīng)充電線圈(Ll)的電 流的零交叉。
可以利用電感耦合到充電線圈的檢測(cè)線圈來(lái)確定流經(jīng)該充電線圈的 電流的零交叉，其中檢測(cè)線圈處的電壓沿(flank)在零交叉時(shí)是明顯的。(這個(gè)沿是負(fù)還是正取決于檢測(cè)線圈相對(duì)于充電線圈的纏繞方向。)
另選的是，檢測(cè)的另一操作參數(shù)可以是升壓型PFC電路的輸出電壓
或者輸入電壓，或者是設(shè)置在該升壓型PFC電路的輸出處的半橋的卞-橋電流。
在通過(guò)充電線圈的電流出現(xiàn)零交叉的時(shí)刻，控制和調(diào)節(jié)單元可以將 之前打開(kāi)的開(kāi)關(guān)再次閉合。
本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種例如ASIC的控制和/或調(diào)節(jié)單元， 該控制和/或調(diào)節(jié)單元被構(gòu)造用于執(zhí)行上述類型的方法。
本發(fā)明還涉及一種用于控制氣體放電燈的具有此類電子控制和/或 調(diào)節(jié)單元的電子控制裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及一種升壓型功率因數(shù)校正電路(升壓型 PFC)。
最后，本發(fā)明還涉及一種用于具有此類升壓型PFC電路的氣體放電 燈的電子控制裝置。


現(xiàn)在將參照附圖對(duì)本發(fā)明的其它特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)和特性做更加詳細(xì)的說(shuō)明。
圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中已知的升壓型PFC電路，
圖2示出了出于例示目的與諸如氣體放電燈的電子控制裝置的、用 于照明裝置的操作設(shè)備一起示出的升壓型PFC電路，
圖3示出了其中能夠在電路的同一點(diǎn)(PVU，PIM1)上同時(shí)測(cè)量充電 線圈的電流的零交叉和開(kāi)關(guān)電流的升壓型PFC電路，
圖4示出了例如出現(xiàn)在圖3的升壓型PFC電路的限定點(diǎn)上的信號(hào)曲
線，
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的能夠在電路的同一點(diǎn)(PVU，PIMI)上同時(shí) 測(cè)量充電線圈的電流的零交叉和開(kāi)關(guān)電流的升壓型PFC電路，
圖6示出了例如出現(xiàn)在圖5的根據(jù)本發(fā)明的升壓型PFC電路的限定 點(diǎn)上的信號(hào)曲線，圖7示出了例如出現(xiàn)在圖5的根據(jù)本發(fā)明的升壓型PFC電路的限定 點(diǎn)上的信號(hào)曲線，
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的能夠在電路的同一點(diǎn)(PVBUS，PIM1)上測(cè)量 輸出電壓和開(kāi)關(guān)電流的升壓型PFC電路的另一實(shí)施方式，
圖9示出了例如出現(xiàn)在圖8的升壓型PFC電路的限定點(diǎn)上的信號(hào)曲
線，
圖IO示出了根據(jù)本發(fā)明的能夠在電路的同一點(diǎn)(PVjn，PIm,)上測(cè)量 輸入電壓和開(kāi)關(guān)電流的升壓型PFC電路的另一實(shí)施方式，
圖ll示出了根據(jù)本發(fā)明的能夠在電路的同一點(diǎn)(PIM3，PIM1)上測(cè)量 半橋電流和開(kāi)關(guān)電流的升壓型PFC電路的另一實(shí)施方式。
具體實(shí)施例方式
圖2示出了如何能夠?qū)FC升壓型電路與適當(dāng)?shù)目刂坪?或調(diào)節(jié)單元 一同使用來(lái)操作照明裝置。
如圖所示，可以從包括供電電壓、PFC升壓型電路和負(fù)載電路(照 明裝置是該負(fù)載電路的一部分)的區(qū)域在內(nèi)的電路的各個(gè)不同區(qū)域向根 據(jù)本發(fā)明的控制和/或調(diào)節(jié)單元饋入測(cè)量變量。
例如，可以利用帶有兩個(gè)均由控制和/或調(diào)節(jié)單元觸發(fā)的開(kāi)關(guān)M2、 M3的逆變器將PFC升壓型電路的輸出電壓PVbus轉(zhuǎn)換為用于負(fù)載電路的 高頻操作電壓vac。照明裝置是負(fù)載電路的一部分。
控制和/或調(diào)節(jié)單元因而能夠?qū)ω?fù)載電路(開(kāi)關(guān)M2、 M3)和PFC升 壓型電路(開(kāi)關(guān)M1)執(zhí)行控制動(dòng)作。
在圖2中所示的根據(jù)本發(fā)明的示例中，利用檢測(cè)線圈L2和電阻器 R2以電感方式檢測(cè)通過(guò)PFC升壓型電路的充電線圈L1的電流。順便提 及，這種通過(guò)檢測(cè)線圈L2對(duì)經(jīng)過(guò)充電線圈L1的電流的電感檢測(cè)體現(xiàn)了 本發(fā)明可以獨(dú)立于對(duì)充電線圈電流和開(kāi)關(guān)電流的檢測(cè)而應(yīng)用的這一本身 具有優(yōu)勢(shì)的方面。
可以將這種對(duì)經(jīng)過(guò)充電線圈L2的電流的電感式檢測(cè)與圖3或者圖5 中所示的電路進(jìn)行組合，這是具有優(yōu)勢(shì)的，但并不是必需的。說(shuō)明
在電路上的單個(gè)點(diǎn)(PVU,PIMI)處檢測(cè)經(jīng)過(guò)閉合的開(kāi)關(guān)Ml的電流 IM1和經(jīng)過(guò)充電線圈LI的電流的零交叉。圖3中的該點(diǎn)PVU，PIM1可以例 如表示ASIC電路的管腳或者可以連接至這類管腳。
通過(guò)諸如所示的二極管D2的解耦元件將線圈電流L1的電感式檢測(cè) L2與檢測(cè)管腳PVU,PIM1分離開(kāi)。
因此，在開(kāi)關(guān)Ml打開(kāi)(open)期間，可在該點(diǎn)PVU，PIM1處檢測(cè)線 圈電流Ivn的零交叉。
具體來(lái)講，該檢測(cè)可以包括與閾值進(jìn)行比較或者確實(shí)在那一時(shí)刻對(duì) 電流的值的實(shí)際檢測(cè)。
在開(kāi)關(guān)M1例如被控制和/或調(diào)節(jié)單元觸發(fā)而閉合期間，特別為了避 免過(guò)量的高電流，可以在該點(diǎn)利用測(cè)量電阻器R1來(lái)測(cè)量經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)M1的
電流IM,(也就是說(shuō)，高于限定的閾值的電流IM,)。
因此，諸如所示的二極管D2的解耦元件用于將這兩個(gè)功能(對(duì)開(kāi)關(guān) 電流的測(cè)量和對(duì)線圈電流的零交叉的測(cè)量)分開(kāi)。
圖4示出了圖3的電路中出現(xiàn)的各種不同電壓和電流的曲線。 這里，Iu表示經(jīng)過(guò)充電線圈Ll的電流。
V(GSVn表示由控制和/或調(diào)節(jié)單元輸出的用于觸發(fā)開(kāi)關(guān)Ml的觸發(fā) 電壓。
VusEc表示檢測(cè)線圈L2處的電壓的曲線。V^n表示第一閾仍。
VRefCs表示第二閾值。
VM1表示代表開(kāi)關(guān)電流的值，該值可以與閾值Vrwx和V^cs相比較。
時(shí)段T1是開(kāi)關(guān)M1被連接從而線圈電流Iu增大的時(shí)段。
時(shí)段T2表示開(kāi)關(guān)打開(kāi)從而存儲(chǔ)在線圈Ll中的磁場(chǎng)的能量通過(guò)二極
管Dl釋放到充電電容器Cl的時(shí)間段。
當(dāng)經(jīng)過(guò)阻抗Ll的電流Iu增大時(shí)，經(jīng)過(guò)的電流IM1或者代表該電流的
變量V^也同時(shí)增大。
作為保護(hù)功能，將該開(kāi)關(guān)電流VM,與閾值V^fcs進(jìn)行比較。如果超
過(guò)了該基準(zhǔn)VRefcs，則(臨時(shí))將開(kāi)關(guān)M1打開(kāi)。圖4中不發(fā)生此類情況。 更準(zhǔn)確地說(shuō)，在該情況下以規(guī)則間隔來(lái)打開(kāi)開(kāi)關(guān)M1。在時(shí)段T1中，也就是開(kāi)關(guān)閉合的時(shí)段中，由于檢測(cè)線圈L2的電壓 Vu—sEc為負(fù)，所以二極管D1提供了阻斷。
如果之后控制和調(diào)節(jié)單元打開(kāi)了開(kāi)關(guān)M2 (時(shí)段T2)，則經(jīng)過(guò)阻抗 Ll的電流Iu跌落。檢測(cè)線圈L2處的電壓Vu—sEc變?yōu)檎⑶以诔霈F(xiàn)充 電線圈電流Iu的零交叉之前一直保持為正。當(dāng)經(jīng)過(guò)充電線圈Ll的電流 Iu出現(xiàn)零交叉時(shí)，經(jīng)過(guò)檢測(cè)線圈L2的電壓V^fzx的沿(在本例中為負(fù)) 是明顯的。
這可以例如通過(guò)確定這樣的事實(shí)來(lái)檢測(cè)在該時(shí)間點(diǎn)上，經(jīng)過(guò)檢測(cè) 線圈L2的電壓Vu—sEc下降到限定的基準(zhǔn)值VRdZX以下。在出現(xiàn)線圈電流 Iu的零交叉的時(shí)刻，控制和調(diào)節(jié)單元再次將開(kāi)關(guān)閉合，并且緊隨其后的 是幵關(guān)M1閉合的時(shí)段Tl,在時(shí)段T1中線圈電流再次繼續(xù)增大。
因此，例如二極管D2形式的解耦元件確保了例如通過(guò)由二極管D2 實(shí)施阻斷，將線圈電流的檢測(cè)與開(kāi)關(guān)M2解耦開(kāi)，從而能夠以隔離方式 來(lái)測(cè)量經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)的電流?？梢园凑湛膳c二極管D2相比較的方式設(shè)置晶體 管或者電容式解耦元件，于是這些元件在開(kāi)關(guān)M1閉合(switchon)的情 況下發(fā)生作用，以電的方式將開(kāi)關(guān)M1與檢測(cè)線圈L2分離開(kāi)。
如上所述，出于安全原因，如果是在開(kāi)關(guān)閉合的條件下監(jiān)控經(jīng)過(guò)該 開(kāi)關(guān)的電流，則對(duì)充電線圈電流的零交叉和經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)的電流的檢測(cè)需要 零交叉檢測(cè)的電斷開(kāi)。而根據(jù)本發(fā)明，對(duì)線圈電流的零交叉檢測(cè)是基于 對(duì)沿的檢測(cè)因此不需要絕對(duì)測(cè)量，這對(duì)于要與閾值進(jìn)行比較的開(kāi)關(guān)也流 是己知的，意味著必須測(cè)量開(kāi)關(guān)電流的絕對(duì)值。
圖5的實(shí)施方式示出了甚至在無(wú)需對(duì)線圈電流的零交叉檢測(cè)和開(kāi)關(guān) 電流的檢測(cè)之間進(jìn)行電斷開(kāi)的情況下也能進(jìn)行幵關(guān)電流的絕對(duì)測(cè)量的可 能性。
從圖5可以看出，在該情況下，沒(méi)有設(shè)置任何可與圖3的二極管D2 相比的解耦元件。
因而，為了檢測(cè)開(kāi)關(guān)電流， 一方面要測(cè)量實(shí)際的開(kāi)關(guān)電流，另一方 面也要測(cè)量經(jīng)檢測(cè)線圈變壓了的輸入電壓V^所造成的影響。
已經(jīng)知道該輸入電壓可以是DC電壓或者特別是以正弦方式變化的交流電壓。
根據(jù)本發(fā)明，如在下面所指出的，目前己經(jīng)接受了經(jīng)變壓的輸入電 壓V^對(duì)開(kāi)關(guān)電流測(cè)量有影響的事實(shí)，但是在以下的評(píng)估中考慮到了這種 影響
在開(kāi)關(guān)電流測(cè)量期間，比較器將施加在檢測(cè)點(diǎn)Pzxcs上的電壓與代表 了最大允許開(kāi)關(guān)電流的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較。
根據(jù)本發(fā)明，該基準(zhǔn)值(閾值)作為輸入電壓VjN在那一時(shí)刻的值 的函數(shù)而發(fā)生變化，結(jié)果，可以通過(guò)將基準(zhǔn)值改變?yōu)榻咏鼘?shí)時(shí)來(lái)模仿經(jīng) 變壓的輸入電壓V^對(duì)開(kāi)關(guān)電流測(cè)量的影響并由此對(duì)測(cè)量進(jìn)行補(bǔ)償。
因此，設(shè)置了一種比較器，其基準(zhǔn)值由控制和/或調(diào)節(jié)單元以例如數(shù) 字方式預(yù)先確定，之后從數(shù)字轉(zhuǎn)換到模擬。在這種情況下，基準(zhǔn)值在進(jìn) 行測(cè)量時(shí)發(fā)生變化。
例如可以如圖5所示那樣測(cè)量輸入電壓，或者確實(shí)可以間接地確定
輸入電壓。
通過(guò)從充電線圈L1到充電線圈L2的己知變壓比(例如，1: 10)知 道了輸入電壓在測(cè)量開(kāi)關(guān)電流中的貢獻(xiàn)，因而能夠在任何時(shí)候根據(jù)輸入 電壓Vw在那一時(shí)刻的值來(lái)計(jì)算。
如果針對(duì)正弦輸入電壓V 的每個(gè)半波檢測(cè)開(kāi)關(guān)電流例如至少100 次，則可以相應(yīng)地更改用于檢測(cè)開(kāi)關(guān)M1的過(guò)量電流的基準(zhǔn)閾值。
如已經(jīng)闡述的那樣，可以直接測(cè)量輸入電壓，但是也可以間接地計(jì) 算輸入電壓。例如可以根據(jù)FET開(kāi)關(guān)M1的閉合/打開(kāi)時(shí)段來(lái)進(jìn)行問(wèn)接計(jì) 算。
根據(jù)本發(fā)明，可以將例如用于控制和/或調(diào)節(jié)單元(例如，ASIC)的
供電電壓的低電壓施加在點(diǎn)Vdd上。電壓VDD因而產(chǎn)生了與檢測(cè)點(diǎn)Pzxcs
有關(guān)的恒定偏置，這樣避免了在測(cè)量過(guò)程中出現(xiàn)必須在零值區(qū)域以相應(yīng) 不穩(wěn)定的基準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行測(cè)量的情形。
圖6示出了線圈電流Vu、開(kāi)關(guān)電流lMt和開(kāi)關(guān)觸發(fā)電壓的測(cè)量的時(shí) 間曲線。
圖7示出了如何在圖5的實(shí)施方式中在點(diǎn)Pzxcs處測(cè)量電壓，該電壓的主要分量與輸入電壓V^的曲線同步。測(cè)量開(kāi)關(guān)電流VZS時(shí)，基準(zhǔn)值 必須因此持續(xù)地相應(yīng)變化。根據(jù)圖7顯見(jiàn)，測(cè)量開(kāi)關(guān)電源時(shí)，應(yīng)當(dāng)只測(cè) 量開(kāi)關(guān)電流的比輸入電流V!N的頻率更高的部分Vzs。應(yīng)當(dāng)注意的是，為 了在圖7中更好地例示，將實(shí)際上彼此重疊的兩條曲線各自的原點(diǎn)進(jìn)行 了移位。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的PFC升壓型電路的另一實(shí)施方式。
形成該實(shí)施方式的基礎(chǔ)的電路包括被饋入交流輸入電壓VIN的充電 線圈Ll。充電線圈Ll與續(xù)流二極管Dl的上游相串聯(lián)，在充電線圈Ll 和續(xù)流二極管Dl之間的連接點(diǎn)上連接有可控開(kāi)關(guān)Ml 。
當(dāng)開(kāi)關(guān)M1被閉合時(shí)，充電線圈L1對(duì)地短路并且續(xù)流二極管D1被 阻斷。于是充電線圈L1進(jìn)行充電，從而能量被存儲(chǔ)在充電線圈L1中。
另一方面，當(dāng)開(kāi)關(guān)M1被打開(kāi)時(shí)，續(xù)流二極管D1導(dǎo)電。于是充電線 圈通過(guò)續(xù)流二極管D1向充電電容器C1放電，充電電容器C1將續(xù)流—. 極管Dl接地并且在輸出電壓Vbus的作用下生效。
開(kāi)關(guān)M1的電源線中的電流測(cè)量分路R1使得能夠在開(kāi)關(guān)M1被閉合 的情況下檢測(cè)流經(jīng)該開(kāi)關(guān)Ml的電流，從而能夠例如識(shí)別任何過(guò)量電流 的情況。
為了在管腳PVbus,PlM,處測(cè)量直流輸出電壓Vbus并且相應(yīng)地能夠?qū)⑦^(guò)
壓情況識(shí)別為例如負(fù)載中步驟變化的結(jié)果，與充電電容C1并行地設(shè)置有 分壓器R7'、 R8'。分壓器R7'、 R8'設(shè)置在開(kāi)關(guān)M1的電源線與提供輸出電 壓Vt^的輸出點(diǎn)之間。
當(dāng)開(kāi)關(guān)Ml打開(kāi)時(shí)，可以通過(guò)管腳PVbus,PIM1利用擴(kuò)展的分壓器R7'、 R8鄰R1來(lái)測(cè)量輸出電壓Vbus。將測(cè)量值饋入控制和/或調(diào)節(jié)單元，于是 后者能夠通過(guò)閉合和打開(kāi)開(kāi)關(guān)Ml來(lái)適當(dāng)調(diào)節(jié)總線電壓。
當(dāng)開(kāi)關(guān)M1閉合時(shí)，控制和/或調(diào)節(jié)電路同樣使用檢測(cè)到的輸出電壓 或者總線電壓Vbus來(lái)檢測(cè)開(kāi)關(guān)電流lM,。實(shí)際上，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，是通 過(guò)將開(kāi)關(guān)電流與閾值或基準(zhǔn)值進(jìn)行比較來(lái)檢測(cè)過(guò)量電流的。在測(cè)量開(kāi)關(guān) 電流的過(guò)程中，比較器將施加在檢測(cè)點(diǎn)PVbus,PI^上的電壓與代表最大允 許開(kāi)關(guān)電流的該基準(zhǔn)值進(jìn)行比較。為了進(jìn)行這種開(kāi)關(guān)閉合情況下的測(cè)量，總線電壓Vbus為電流測(cè)量提 供了已知量，結(jié)果，該基準(zhǔn)值根據(jù)本發(fā)明作為總線電壓Vbus在該時(shí)刻的
值的函數(shù)而變化。可以通過(guò)將基準(zhǔn)值改變?yōu)榻咏鼘?shí)時(shí)來(lái)相應(yīng)地模仿總線 電壓對(duì)開(kāi)關(guān)電流測(cè)量的影響并且可以針對(duì)開(kāi)關(guān)Ml閉合期間的測(cè)量來(lái)對(duì) 這種影響進(jìn)行相應(yīng)補(bǔ)償。
設(shè)置了一種比較器，該比較器的基準(zhǔn)電壓或基準(zhǔn)值由控制和/或調(diào)節(jié) 單元以例如數(shù)字方式預(yù)先確定，之后從數(shù)字轉(zhuǎn)換為模擬。
將上一次測(cè)量的總線電壓用作動(dòng)態(tài)基準(zhǔn)。
這里，基準(zhǔn)電壓是恒定的(while)。
這里，進(jìn)行總線電壓測(cè)量時(shí)基準(zhǔn)電壓優(yōu)選地發(fā)生變化使得不考慮流
經(jīng)開(kāi)關(guān)M1的電流的量。
優(yōu)選地通過(guò)相應(yīng)的"采樣Vbus"信號(hào)來(lái)控制基準(zhǔn)電壓的更新，并且從 圖9可見(jiàn)，優(yōu)選地在開(kāi)關(guān)Ml打開(kāi)的時(shí)段Toff中t=Tsample時(shí)進(jìn)行更新。 為了確保在M1的開(kāi)關(guān)打開(kāi)期間基準(zhǔn)值發(fā)生改變，在開(kāi)關(guān)M1被打開(kāi)后、'/: 刻進(jìn)行更新是有利的；參見(jiàn)圖9。
按照l(shuí)/200|is的典型掃描速率，對(duì)總線電壓Vbus的調(diào)節(jié)與開(kāi)關(guān)Ml 閉合的典型時(shí)段Ton (25ps)相比相對(duì)較慢。因此，也可以將閉合時(shí)段 Ton中的總線電壓視為恒定。在該時(shí)段Ton中盲目進(jìn)行總線電壓實(shí)際值的 檢測(cè)這種事實(shí)是不重要的。
圖9中示出了圖8的電路中出現(xiàn)的各種電壓和電流的曲線。
PFCout是由控制或調(diào)節(jié)單元輸出的用于觸發(fā)開(kāi)關(guān)Ml的切換的觸發(fā) 電壓。
另外，IL1表示經(jīng)過(guò)充電線圈L1的電流，該電流在開(kāi)關(guān)M1的閉合 時(shí)段Ton中增大而在打開(kāi)時(shí)段Toff中下降到零。
在管腳PVBUS,PIM1處測(cè)得的電壓是由基本恒定的電阻器R8'的電丄l;: Vw和電壓V^構(gòu)成的。后一電壓，即電阻器R1的電壓V^在開(kāi)關(guān)M1 閉合時(shí)立即增大，并且反映了流經(jīng)開(kāi)關(guān)M1的電流的增大。
圖IO示出了根據(jù)本發(fā)明的PFC升壓型電路的另一實(shí)施方式。
該電路與圖7中所示電路的區(qū)別在于，當(dāng)開(kāi)關(guān)Ml分別閉合和打開(kāi)時(shí)，在這種情況下能夠在單個(gè)管腳PVin，PIM1處交替地測(cè)量PFC升壓型電
路的輸入電壓Vin和開(kāi)關(guān)電流IM1。
利用分壓器R5'、R6 '對(duì)施加的輸出電壓或者供電電壓Vin進(jìn)行檢測(cè)。 這種對(duì)電壓的檢測(cè)是在升壓型開(kāi)關(guān)M1打開(kāi)的時(shí)段Toff中進(jìn)行的，這與 在圖8所示的PFC電路中檢測(cè)輸出電壓Vbus類似。
當(dāng)開(kāi)關(guān)Ml閉合時(shí)，通過(guò)將開(kāi)關(guān)電流與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較來(lái)檢測(cè)開(kāi)關(guān) 電流。如在圖8中所示的電路中的那樣，優(yōu)選地在開(kāi)關(guān)M1打開(kāi)期間的 每個(gè)切換循環(huán)中建立該基準(zhǔn)值，并且在出現(xiàn)輸出電壓Vbus時(shí)將其改變?yōu)?所建立的值。
在圖11所示的根據(jù)本發(fā)明的PFC升壓型電路的實(shí)施方式中，對(duì)流 經(jīng)升壓型開(kāi)關(guān)Ml的電流和經(jīng)過(guò)被饋入了輸出電壓Vbus的半橋(M2， M3)的電流進(jìn)行檢測(cè)。這些檢測(cè)過(guò)程按順序地在不同的時(shí)間在同一管腳 PI[vn，PlM3處進(jìn)行。
如果開(kāi)關(guān)Ml打開(kāi)，則可以通過(guò)管腳PIM1,PIM3直接檢測(cè)半橋電流
IM3。
如果開(kāi)關(guān)M1閉合，則可以在將半橋電流lM3考慮在內(nèi)的情況下檢測(cè)
經(jīng)過(guò)該開(kāi)關(guān)M1的電流。
為此，類似于上述實(shí)施方式，將在管腳PlM,，PlM3處測(cè)得的值與基準(zhǔn)
值(即，上一次檢測(cè)到的半橋電流IM3)進(jìn)行比較。
權(quán)利要求
1、一種操作升壓型功率因數(shù)校正電路的方法(升壓型PFC)，其中向該電路供應(yīng)輸入電壓Vin，該電路具有與續(xù)流二極管相串聯(lián)的充電線圈，該充電線圈的放電電流通過(guò)可控開(kāi)關(guān)對(duì)充電電容器進(jìn)行充電，其中通過(guò)電子控制和/或調(diào)節(jié)單元來(lái)閉合和打開(kāi)該開(kāi)關(guān)，該電子控制和/或調(diào)節(jié)單元在輸入處-在該開(kāi)關(guān)閉合期間直接或者間接地檢測(cè)經(jīng)過(guò)該開(kāi)關(guān)的電流，并且-在該開(kāi)關(guān)打開(kāi)期間檢測(cè)該升壓型PFC電路的另一操作參數(shù)，其中，在檢測(cè)經(jīng)過(guò)該開(kāi)關(guān)的電流的過(guò)程中，將該輸入電壓Vin或者輸出電壓Vout在那一時(shí)刻的值考慮在內(nèi)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將經(jīng)過(guò)該開(kāi)關(guān)的電流或者表示該電流的變量與閾值進(jìn)行比較， 該閾值是該輸入電壓或者輸出電壓在那一時(shí)刻時(shí)的值的函數(shù)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法， 其中只要達(dá)到或者超過(guò)該閾值就再次打開(kāi)該開(kāi)關(guān)。
4、 根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的方法，其中直接測(cè)量或者間接確定該輸入電壓或者輸出電壓在給定時(shí)刻的值。
5、 根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的方法，其中檢測(cè)的另一操作參數(shù)是流經(jīng)該充電線圈(Ll)的電流的零交叉。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中利用電感耦合到該充電線圈的檢測(cè)線圈來(lái)確定流經(jīng)該充電線圈 的電流的零交叉，其中在零交叉時(shí)電壓沿在該檢測(cè)線圈處是明顯的。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的方法， 其中檢測(cè)的另一操作參數(shù)是該升壓型PFC電路的輸出電壓。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的方法， 其中檢測(cè)的另一操作參數(shù)是該升壓型PFC電路的輸入電壓。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的方法，其中檢測(cè)的另一操作參數(shù)是設(shè)置在該升壓型PFC電路的輸出處的半橋的半橋電流。
10、 根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的方法，其中，在經(jīng)過(guò)該充電線圈的電流出現(xiàn)零交叉的時(shí)刻，該控制和調(diào)節(jié) 單元將該開(kāi)關(guān)再次閉合。
11、 一種控制和/或調(diào)節(jié)單元，該控制和/或調(diào)節(jié)單元被構(gòu)造為執(zhí)行根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的方法。
12、 一種用于氣體放電燈的電子控制裝置，該電子控制裝置具有根 據(jù)權(quán)利要求11所述的控制和/或調(diào)節(jié)單元。
13、 一種升壓型功率因數(shù)校正電路(升壓型PFC)，其中該電路具 有與續(xù)流二極管相串聯(lián)的充電線圈，該充電線圈的放電電流通過(guò)可控開(kāi) 關(guān)對(duì)充電電容器進(jìn)行充電，其中可通過(guò)電子控制和/或調(diào)節(jié)單元來(lái)閉合和打開(kāi)該開(kāi)關(guān)，該電子控制和/或調(diào)節(jié)單元在輸入處-在該開(kāi)關(guān)閉合期間直接或者間接地檢測(cè)經(jīng)過(guò)該開(kāi)關(guān)的電流，并且 -在該開(kāi)關(guān)打開(kāi)期間檢測(cè)該升壓型PFC電路的另一操作參數(shù)， 其中，在檢測(cè)流經(jīng)該開(kāi)關(guān)的電流的過(guò)程中，將輸入電壓Vw或者輸出電壓V。ut在那一時(shí)刻的值考慮在內(nèi)。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的電路，其中該控制和/或調(diào)節(jié)單元將經(jīng)過(guò)該開(kāi)關(guān)的電流或者表示該電流的 變量與閾值進(jìn)行比較，該閾值是該輸入電壓或者輸出電壓在那一時(shí)刻時(shí) 的值的函數(shù)。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的電路，其中該控制和/或調(diào)節(jié)單元被構(gòu)造為，只要達(dá)到或者超過(guò)該閾值就再 次打開(kāi)該開(kāi)關(guān)。
16、 根據(jù)權(quán)利要求13-15中任一項(xiàng)所述的電路，其中直接測(cè)量或者間接確定該輸入電壓在給定時(shí)刻的值。
17、 根據(jù)權(quán)利要求13-16中任一項(xiàng)所述的電路，其中檢測(cè)的另一操作參數(shù)是流經(jīng)該充電線圈(Ll)的電流的零交叉。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路，該電路具有用于電感檢測(cè)流經(jīng)該充電線圈的電流的零交叉的裝置。
19、 根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的電路，其中利用電感耦合到該充電線圈的檢測(cè)線圈來(lái)確定流經(jīng)該充電線圈 的電流的零交叉，其中在零交叉時(shí)電壓沿在該檢測(cè)線圈處是明顯的。
20、 根據(jù)權(quán)利要求13-16中任一項(xiàng)所述的電路， 其中檢測(cè)的另一操作參數(shù)是該升壓型PFC電路的輸出電壓。
21、 根據(jù)權(quán)利要求13-16中任一項(xiàng)所述的電路， 其中檢測(cè)的另一操作參數(shù)是該升壓型PFC電路的輸入電壓。
22、 根據(jù)權(quán)利要求13-16中任一項(xiàng)所述的電路， 其中檢測(cè)的另一操作參數(shù)是設(shè)置在該升壓型PFC電路的輸出處的半橋的半橋電流。
23、 根據(jù)權(quán)利要求13-22中任一項(xiàng)所述的電路， 其中在經(jīng)過(guò)該充電線圈的電流出現(xiàn)零交叉的時(shí)刻，該控制和調(diào)節(jié)單元將該開(kāi)關(guān)再次閉合。
24、 一種用于氣體放電燈的電子控制裝置，該電子控制裝置具有根 據(jù)權(quán)利要求13-23中任一項(xiàng)所述的電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及功率因數(shù)校正電路(PFC)，該功率因數(shù)校正電路包括充電線圈，該充電線圈的放電電流用于利用受控電路對(duì)存儲(chǔ)電容器進(jìn)行充電。利用電子控制和調(diào)節(jié)單元來(lái)閉合和打開(kāi)該開(kāi)關(guān)，在該開(kāi)關(guān)閉合期間在輸入處直接或者間接地檢測(cè)經(jīng)過(guò)該開(kāi)關(guān)的電流，而在該開(kāi)關(guān)打開(kāi)期間檢測(cè)該升壓型PFC電路的另一操作參數(shù)。在檢測(cè)流經(jīng)該開(kāi)關(guān)的電流時(shí)，將輸入電壓V_IN或者輸出電壓V_out的實(shí)際值考慮在內(nèi)。
文檔編號(hào)H02M1/00GK101427451SQ200780014339
公開(kāi)日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2007年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月21日
發(fā)明者于爾根·芬克 申請(qǐng)人:赤多尼科阿特可兩合股份有限公司