本發(fā)明涉及一種用于操作照明裝置的開關(guān)調(diào)節(jié)器和用于控制這種開關(guān)調(diào)節(jié)器的方法。本發(fā)明尤其涉及一種被用在用于為一個或更多個發(fā)光二極管供電的操作裝置中的開關(guān)調(diào)節(jié)器。

由wo2013/152368a1公開了一種用于為一個或更多個發(fā)光二極管供電的操作裝置。這樣的操作裝置主要用于為照明裝置(例如，發(fā)光二極管(led)或多個串聯(lián)和/或并聯(lián)的發(fā)光二極管)提供期望的電能供應?？梢栽诓僮餮b置中設定附加功能，如照明裝置的調(diào)光、光色的改變/調(diào)整或者輸入電壓的波動補償。

發(fā)光二極管的發(fā)光取決于流過發(fā)光二極管的電流。因此為了亮度控制或亮度調(diào)節(jié)，發(fā)光二極管通常以下述模式進行操作，其中流過發(fā)光二極管的電流通過所述操作裝置來控制或調(diào)節(jié)。

為了控制發(fā)光二極管，可以采用開關(guān)調(diào)節(jié)器，例如升壓式變換器或降壓式變換器，其在現(xiàn)有技術(shù)中也被稱為升壓轉(zhuǎn)換器或降壓轉(zhuǎn)換器。在這樣的開關(guān)調(diào)節(jié)器中，控制設備控制速動開關(guān)(schnellenschalter)，該速動開關(guān)在接通狀態(tài)下影響流過線圈(在降壓轉(zhuǎn)換器的情況下也流過發(fā)光二極管)的電流。在斷開之后，線圈(在降壓轉(zhuǎn)換器的情況下)驅(qū)動電流繼續(xù)流過發(fā)光二極管。

為了進行控制或調(diào)節(jié)，由開關(guān)控制器的控制電路檢測許多測量參數(shù)，以便能夠抵消與預定操作參數(shù)(如光色和亮度)的偏差或在不同調(diào)光級的情況下光譜中的漂移。

為了檢測測量參數(shù)并產(chǎn)生可被供給控制電路或由其處理的相應信號，需要附加的元件/電路，這使得開關(guān)調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)總體復雜且昂貴。

開關(guān)調(diào)節(jié)器根據(jù)應用的不同在連續(xù)操作模式下進行操作，此時在流過線圈的電流降至零之前開關(guān)被再次接通，或者在限制操作模式下進行操作，此時一旦線圈電流降至零或達到具有上升沿的零線則開關(guān)被再次接通，或者在間歇操作模式下進行操作，此時就算線圈電流降為零或達到具有上升沿的零線開關(guān)也不會馬上被再次接通。

在連續(xù)操作模式(非間歇操作)和限制操作下，發(fā)光二極管的調(diào)光或開關(guān)調(diào)節(jié)器的輸出功率的改變可以很容易通過線圈電流閾值的改變(此時開關(guān)被斷開)來實現(xiàn)。但在低調(diào)光電平時或在輸出至發(fā)光二極管的電流較低時可能會出現(xiàn)問題。

因此，在限制操作下的切斷閾值降低通常無法任意進行，這是因為在閾值小時會出現(xiàn)小電流值的檢測和處理方面的問題。此外對于低輸出電流，連續(xù)操作模式需要大線圈，這使得轉(zhuǎn)換器昂貴并且增大了其尺寸。

shengliu等人的"anadaptiveon-timecontrolledboostleddriverwithhighdimmingratio"(iecon2012-ieee工業(yè)電子協(xié)會第38屆年會，第210和214頁，2012年10月25-28日)描述了一種用于發(fā)光二極管的操作裝置，其中升壓轉(zhuǎn)換器在高負載要求或低調(diào)光情況下在連續(xù)操作模式下工作并在低負載要求或高調(diào)光情況下在間歇操作模式下利用脈頻調(diào)制來工作。利用該操作裝置或升壓轉(zhuǎn)換器，亮度的準確控制/調(diào)節(jié)即使在低負載要求時也能夠?qū)崿F(xiàn)。對于低輸出電流，也不需要大線圈。

但是，對于操作模式之間的切換的控制以及在所述操作裝置情況下的脈頻調(diào)制的實現(xiàn)，需要附加的元件/電路，這使得操作裝置的結(jié)構(gòu)總體復雜且昂貴。

本發(fā)明基于以下任務，給出減輕所述問題的設備和方法。任務尤其是提供一種開關(guān)調(diào)節(jié)器、一種操作裝置和一種用于控制用于操作一個或更多個照明裝置的開關(guān)調(diào)節(jié)器的方法，它們使得能夠以簡單且低成本的結(jié)構(gòu)進行精確的控制調(diào)節(jié)。

該任務根據(jù)獨立權(quán)利要求的特征來完成。本發(fā)明通過從屬權(quán)利要求的特征來改進。

根據(jù)本發(fā)明，一種用于操作一個或更多個照明裝置的開關(guān)調(diào)節(jié)器(尤其是例如降壓變換器)具有：控制電路，該控制電路控制該開關(guān)調(diào)節(jié)器的與線圈耦合的開關(guān)；用于直接或間接檢測流過線圈的電流并且將表示該電流的信號提供至控制電路的裝置。在此，當該信號表明電流已達到切斷閾值時，開關(guān)被斷開?？刂齐娐繁辉O計成通過控制所述開關(guān)在由照明裝置構(gòu)成的負載高到所出現(xiàn)的切斷閾值高于切斷閾值的預定最小值時，在限制操作模式下操作開關(guān)調(diào)節(jié)器，并且在由照明裝置構(gòu)成的負載低到在限制操作模式下所出現(xiàn)的切斷閾值小于切斷閾值的預定最小值時，在間歇操作模式下以切斷閾值的最小值操作開關(guān)調(diào)節(jié)器，在此，該信號不僅在限制操作模式情況下、也在間歇操作模式情況下被提供至控制電路，而無需在外部求平均值。即，如此布置控制電路，使得該控制電路不僅在限制操作模式下、也在間歇模式下根據(jù)所提供的表示電流的信號來控制所述開關(guān)。

因此，開關(guān)調(diào)節(jié)器可在負載較高時在限制操作模式下進行操作，這使得能夠通過切斷閾值的改變來簡單且精確地控制流過照明裝置的電流。如果流過照明裝置的電流的最大值或者說切斷閾值因不同的負載要求(如調(diào)光)而降低到小到進一步減小就會導致該小電流值的檢測、處理等方面的問題的值，則切換至間歇操作模式，其中，則僅電流的死區(qū)時間是調(diào)節(jié)參數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明，一種用于操作一個或更多個照明裝置的開關(guān)調(diào)節(jié)器具有：控制電路，該控制電路控制開關(guān)調(diào)節(jié)器的與線圈耦合的開關(guān)；以及用于直接或間接檢測流過線圈的電流并將表示該電流的信號提供至控制電路的裝置，其中，當該信號表明電流已達到切斷閾值時，所述開關(guān)被斷開。控制電路被設計用于當由照明裝置構(gòu)成的負載高到所出現(xiàn)的切斷閾值高于預定最小值時，通過控制開關(guān)在限制操作模式下操作開關(guān)調(diào)節(jié)器，并且當由照明裝置構(gòu)成的負載低到在限制操作模式下產(chǎn)生的切斷閾值小于切斷閾值的預定最小值時，在間歇操作模式下以切斷閾值的最小值與在限制操作模式下交替地來操作開關(guān)調(diào)節(jié)器。表示電流的信號可以不僅在限制操作模式情況下、也在間歇操作模式情況下被提供至控制電路，而無需在外部求平均值。

在間歇操作模式下，當再次接通的時刻除了負載要求/調(diào)光電平預定之外也取決于開關(guān)上的電壓變化過程(過零或電壓最小值)時，出現(xiàn)延遲的再次接通，進而出現(xiàn)相比預期減小的電流平均值。通過間歇操作模式和限制操作模式的交替，這可以(尤其在過渡區(qū)內(nèi))通過提高后續(xù)的限制操作模式下的電流平均值來補償。

控制電路可以設計用于，當控制電路接收到第一控制信號時或當其間控制電路接通、斷開并且再次接通開關(guān)的時段tperiod處于最大值時，從其中開關(guān)調(diào)節(jié)器在間歇操作模式下以切斷閾值的最小值與在限制操作模式下交替地進行操作的操作切換至其中開關(guān)調(diào)節(jié)器在間歇操作模式下以切斷閾值的最小值并且不與在限制操作模式下交替地進行操作的操作。

控制電路可以設計用于，當控制電路接收到第二控制信號時或當其間控制電路接通、斷開并且再次接通開關(guān)的時段tperiod處于最小值時，從其中開關(guān)調(diào)節(jié)器在間歇操作模式下以切斷閾值的最小值并且不與在限制操作模式下交替地進行操作的操作切換至其中開關(guān)調(diào)節(jié)器在間歇操作模式下以切斷閾值的最小值與在限制操作模式下交替地進行操作的操作。

照明裝置可以是發(fā)光二極管。

控制電路可以具有用于將信號與代表最小值的信號進行比較的比較器。

控制電路可以布置用于在限制操作模式下按照所接收到的調(diào)光信號改變切斷閾值。

控制電路可以布置用于在間歇操作模式下針對其間控制電路接通、斷開并且再次接通開關(guān)的時段tperiod按照公式：iavg＝0.5·ipeak·tactive/tperiod求出電流平均值iavg，并且依據(jù)所求出的電流平均值iavg確定開關(guān)的再次接通時刻，其中，ipeak是切斷閾值的預定最小值，tactive是開關(guān)的接通持續(xù)時間ton和斷開持續(xù)時間toff之和。因此，無需用于確定電流平均值的附加電路以及控制電路上的用于輸入在外部確定的電流平均值的附加輸入端(pin)。

控制電路可以布置用于在間歇操作模式下連續(xù)求出在開關(guān)斷開持續(xù)時間toff之后直到開關(guān)再次接通時刻的電流平均值iavg并且將所求出的電流平均值iavg連續(xù)與對應于調(diào)光信號的值進行比較，以確定再次接通時刻。

控制電路可以布置用于檢測表示開關(guān)上的電壓變化過程的信號并且在間歇操作模式下依據(jù)所求出的電流平均值iavg確定再次接通時刻。

根據(jù)本發(fā)明，一種用于操作一個或更多個照明裝置的開關(guān)調(diào)節(jié)器具有：控制電路，該控制電路設計用于通過控制與線圈耦合的開關(guān)在間歇操作模式下操作開關(guān)調(diào)節(jié)器；用于直接或間接檢測流過線圈的電流并將表示該電流的第一信號提供至控制電路的裝置；以及用于直接或間接檢測由開關(guān)調(diào)節(jié)器輸出并且流過照明裝置的電流或輸出至照明裝置的電壓并將表示該電流或電壓的第二信號提供至控制電路的裝置，其中，控制電路被設計用于當?shù)谝恍盘柋砻麟娏饕堰_到切斷閾值時斷開開關(guān)，依據(jù)第二信號調(diào)節(jié)開關(guān)的再次接通時刻，并且在后續(xù)開關(guān)操作循環(huán)中遞增的、其間開關(guān)被斷開的時間段內(nèi)針對再次接通時刻提高調(diào)節(jié)回路的放大倍數(shù)。

控制電路可以設計用于根據(jù)所接收到的調(diào)光信號改變開關(guān)再次接通時刻和/或切斷閾值，其中，在調(diào)節(jié)回路中，所述第二信號作為調(diào)節(jié)參數(shù)與所接收到的調(diào)光信號進行比較，并且放大倍數(shù)可以針對時間段遞增時的調(diào)節(jié)偏差被增大。

根據(jù)本發(fā)明，一種用于操作一個或更多個照明裝置的開關(guān)調(diào)節(jié)器具有：控制電路，該控制電路設計用于通過控制與線圈耦合的開關(guān)在間歇操作模式下操作開關(guān)調(diào)節(jié)器；用于直接或間接檢測流過線圈的電流并將表示該電流的第一信號提供至控制電路的裝置；用于直接或間接檢測由開關(guān)調(diào)節(jié)器輸出并且流過照明裝置的電流或輸出至照明裝置的電壓并將表示該電流或電壓的第二信號提供至控制電路的裝置，其中，控制電路被設計用于當?shù)谝恍盘柋砻麟娏饕堰_到切斷閾值時斷開開關(guān)、根據(jù)接收到的調(diào)光信號改變切斷閾值并且依據(jù)第二信號調(diào)節(jié)開關(guān)的再次接通時刻。

控制電路可以設計用于按照為所接收到的調(diào)光信號的每個值分配一個切斷閾值的函數(shù)或表格來設定切斷閾值。

控制電路可設計用于根據(jù)所接收到的調(diào)光信號改變開關(guān)的再次接通時刻。

控制電路可設計用于當所接收到的調(diào)光信號改變時，以恒定的切斷閾值改變所述開關(guān)的所述再次接通時刻，直到所述接收到的調(diào)光信號的特定值，并且在低于所述特定值時，在所述開關(guān)的恒定斷開時間段內(nèi)或者在其間流過所述線圈的電流降至零并且所述開關(guān)再次被接通的恒定時段內(nèi)改變所述切斷閾值。

開關(guān)調(diào)節(jié)器可以是降壓式變換器或升壓式變換器。

根據(jù)本發(fā)明，一種用于發(fā)光二極管的操作裝置具有上述開關(guān)調(diào)節(jié)器中的一個。

根據(jù)本發(fā)明，一種用于控制用于操作一個或更多個照明裝置的開關(guān)調(diào)節(jié)器的方法具有以下步驟：控制開關(guān)調(diào)節(jié)器的與線圈耦合的開關(guān)；檢測流過線圈的電流并產(chǎn)生表示該電流的信號，其中當該信號表明該電流已達到切斷閾值時斷開開關(guān)。當由照明裝置構(gòu)成的負載高到所產(chǎn)生的切斷閾值高于切斷閾值的預定最小值時，通過控制所述開關(guān)使開關(guān)調(diào)節(jié)器在限制操作模式下進行操作，并且當由照明裝置構(gòu)成的負載小到在限制操作模式中所產(chǎn)生的切斷閾值小于切斷閾值的預定最小值時，使開關(guān)調(diào)節(jié)器在間歇操作模式下以切斷閾值的最小值與在限制操作模式下交替地進行操作。

根據(jù)本發(fā)明，一種用于控制用于操作一個或更多個照明裝置的開關(guān)調(diào)節(jié)器的方法具有以下步驟：在間歇操作模式下控制開關(guān)調(diào)節(jié)器的與線圈耦合的開關(guān)；檢測流過線圈的電流并產(chǎn)生表示該電流的第一信號；以及檢測由開關(guān)調(diào)節(jié)器輸出并且流過照明裝置的電流或輸出至照明裝置的電壓并產(chǎn)生表示該電流或電壓的第二信號，其中，當?shù)谝恍盘柋砻髟撾娏饕堰_到切斷閾值時斷開開關(guān)，依據(jù)第二信號調(diào)節(jié)開關(guān)的再次接通時刻并且在后續(xù)開關(guān)操作循環(huán)中遞增的、其間開關(guān)被斷開的時間段內(nèi)針對再次接通時刻提高調(diào)節(jié)回路的放大倍數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明，一種用于控制用于操作一個或更多個照明裝置的開關(guān)調(diào)節(jié)器的方法具有以下步驟：在間歇操作模式下控制開關(guān)調(diào)節(jié)器的與線圈耦合的開關(guān)；檢測流過線圈的電流并產(chǎn)生表示該電流的第一信號；以及檢測由開關(guān)調(diào)節(jié)器輸出并且流過照明裝置的電流或輸出至照明裝置的電壓并產(chǎn)生表示該電流或電壓的第二信號，其中，當?shù)谝恍盘柋砻麟娏饕堰_到切斷閾值時斷開開關(guān)，根據(jù)所接收到的調(diào)光信號改變切斷閾值并且依據(jù)第二信號調(diào)節(jié)開關(guān)的再次接通時刻。

以下，結(jié)合附圖來詳述本發(fā)明，其中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的用于發(fā)光二極管的操作裝置的電路，

圖2示出了包括根據(jù)本發(fā)明的實施方式的在限制操作模式下進行操作的開關(guān)調(diào)節(jié)器的信號曲線的曲線圖，

圖3示出了包括根據(jù)本發(fā)明的實施方式的在間歇操作模式下進行操作的開關(guān)調(diào)節(jié)器的信號曲線的曲線圖，

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的用于發(fā)光二極管的操作裝置的電路，

圖5以示意圖示出了具有根據(jù)本發(fā)明的實施方式的操作裝置的燈，

圖6示出了包括如圖5中所示并且在間歇操作模式下進行操作的操作裝置的信號曲線的曲線圖，

圖7示出了圖5中所示的燈的開關(guān)調(diào)節(jié)器的第一實施方式，以及

圖8示出了圖5中所示的燈的開關(guān)調(diào)節(jié)器的第二實施方式。

具有相同功能的部件在附圖中用相同的附圖標記表示。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的用于照明裝置2的操作裝置1的電路，該操作裝置包括具有控制電路4的開關(guān)調(diào)節(jié)器3和作為轉(zhuǎn)換器的降壓式變換器。照明裝置2可以包括一個發(fā)光二極管(led)或更多個led。所述led可以是無機led或有機led。所述更多個led可以是串聯(lián)或并聯(lián)連接。所述更多個led也可以按照更復雜的布置形式布線連接，例如以多個相互并聯(lián)的串聯(lián)電路形式。雖然舉例示出了三個led，但照明裝置也可以具有僅一個led、兩個led或多于三個的led。

操作裝置1(操作電路)用于操作至少一個led2。給操作裝置1提供供電電壓vin，該供電電壓可以是直流電壓或整流后的交流電壓。操作裝置1可以包括提供供電電壓vin的功率因數(shù)修正電路(未示出)。

可控開關(guān)5和線圈6串聯(lián)連接在開關(guān)調(diào)節(jié)器3的輸入端與輸出端之間。當所述至少一個led2與開關(guān)調(diào)節(jié)器3相連時，可控開關(guān)5、線圈6以及至少一個led2串聯(lián)連接。二極管7與所述至少一個led2以及線圈6并聯(lián)連接。電容器8可以與輸出端子9、10并聯(lián)連接，使得該電容器8與所述至少一個led2并聯(lián)連接。電容器8是所示電路的可選元件。在其它實施方式中可以省掉電容器8。

可控開關(guān)5可以是功率開關(guān)?？煽亻_關(guān)5可以是場效晶體管或雙極性晶體管?？煽亻_關(guān)5可以是柵極絕緣的晶體管。

控制電路4可以在脈沖操作中操作開關(guān)調(diào)節(jié)器3的被設計為降壓式變換器的轉(zhuǎn)換器的開關(guān)5，使得總是提供呈脈沖包形式的輸出電流。例如可以在調(diào)光級較小時產(chǎn)生脈沖包，以便調(diào)節(jié)取平均值的電流強度并進而調(diào)節(jié)肉眼感知亮度。

控制電路4可以是集成半導體電路或包含集成半導體電路?？刂齐娐?能以處理器、微處理器、控制器、微控制器或?qū)Ｓ锰厥怆娐?asic，“專用集成電路”)或者上述單元的組合的形式構(gòu)成。

在可控開關(guān)5的接通狀態(tài)下，電流il流過led2和線圈6，線圈由此被磁化。線圈6由此被充入能量。二極管7在此狀態(tài)下截止。在可控開關(guān)5斷開之后，線圈6驅(qū)動流過它的電流il繼續(xù)流過led2和二極管7。在線圈5的磁場中存儲的能量被釋放。與此同時，可以在可控開關(guān)5的接通開始時給電容器8充電。在可控開關(guān)5的斷開階段(所謂的空載階段)期間，電容器8可以放電并促使電流流過led2。在適當設定電容器8尺寸的情況下，這可以實現(xiàn)對流過led2的電流的整流。

實際的線圈電流il可以在接通階段期間通過在測量電阻11處下降的電壓來檢測。實際的線圈電流il尤其可以在斷開階段期間利用與線圈6磁耦合的另一電感12被提供至控制電路4并加以監(jiān)測。另選地，也可以設有用于檢測實際線圈電流il的電流測量變壓器(未示出)，該電流測量變壓器被設置成與線圈6串聯(lián)。

控制電路4將實際的線圈電流il或表示線圈電流il的在電阻11處下降的電壓isns與上開關(guān)閾值ipeak進行比較，并且當線圈電流il達到上開關(guān)閾值ipeak(切斷閾值)時使開關(guān)5斷開。為了開關(guān)3的再次接通，控制電路4將實際的線圈電流il與下開關(guān)閾值ilow進行比較，并且當線圈電流il達到下開關(guān)閾值ilow時、尤其當上升的線圈電流il(線圈電流il的上升沿)達到下開關(guān)閾值ilow時(低/高過渡)使開關(guān)5接通。

上開關(guān)閾值ipeak和/或下開關(guān)閾值ilow可以在內(nèi)部通過控制電路4來產(chǎn)生或者可以通過外部信號源19來提供。

在一個可行的實施方式中，可以通過對另一電感12的監(jiān)測來確定線圈電流il在放電階段(斷開階段)期間何時降低至零(并進而使線圈6去磁化)。在此情況下，下開關(guān)閾值ilow將會等于零?？刂齐娐?可以輸出一個信號sw以控制可控開關(guān)5。

控制電路4可以在接口處接收確定調(diào)光級的指令ctrl。另選地或附加地，操作電路10可以布置用于根據(jù)至少一個傳感器信號確定調(diào)光級。例如可以針對亮度調(diào)節(jié)利用傳感器檢測實際亮度并根據(jù)實際亮度與額定亮度的比較來確定調(diào)光級。另選地或附加地，控制電路4可以布置用于根據(jù)操作元件(未示出)(例如按鈕、旋鈕或開關(guān))的操作求出調(diào)光級。

控制電路4被設計成當由led2構(gòu)成的負載高到所出現(xiàn)的切斷閾值高于切斷閾值的預定最小值時，通過控制開關(guān)5在限制操作模式下操作降壓式變換器，并且當由led2構(gòu)成的負載低到在限制操作模式下出現(xiàn)的切斷閾值低于切斷閾值的預定最小值時，在間歇操作模式下以切斷閾值的最小值操作降壓式變換器。

圖2示出了在限制操作模式下操作的開關(guān)調(diào)節(jié)器3的信號曲線。曲線圖a1示出了通斷循環(huán)的時間曲線或者其通過控制電路4的隨時間的檢測。曲線圖a2示出了由控制電路4產(chǎn)生的通斷脈沖和由控制電路4隨后輸出的用于控制可控開關(guān)5的信號sw。曲線圖a3示出了信號isns的時間曲線，該信號表示流過led的電流并且通過電阻11產(chǎn)生并被供給控制電路4。

如在圖2的曲線圖a2、a3中看到的，當上升的信號isns達到下開關(guān)閾值ilow(低/高過渡)時(時刻t1)，控制電路4產(chǎn)生接通脈沖。用于控制開關(guān)的信號sw從斷開信號切換至接通信號。如果信號isns的上升沿達到上開關(guān)閾值ipeak(時刻t2)，則控制電路4產(chǎn)生斷開脈沖，用于控制開關(guān)的信號sw從接通信號切換至斷開信號。信號isns的周期(tperiod)對應于開關(guān)5的接通持續(xù)時間ton和斷開持續(xù)時間toff之和(tactive，從t1至t3的時間段)。

在信號isns的鋸齒形時間曲線期間出現(xiàn)的電流平均值是要由控制電路4控制或求出的參數(shù)。電流平均值iavg可以按照公式：

iavg＝0.5·ipeak(1)

來求出。控制電路4通過改變上切斷閾值ipeak并依據(jù)預定理論平均值按照公式(1)控制流過led2的電流的期望平均值。

但上切斷閾值ipeak(斷開閾值)不可能任意降低，因為在小電流值的情況下會出現(xiàn)小電流值的檢測和處理方面的問題。

根據(jù)本發(fā)明，當在所要求的切斷閾值ipeak降低情況下其小于預定最小值時，控制電路4從限制操作模式切換至間歇操作模式。

圖3示出了在間歇操作模式下操作的開關(guān)調(diào)節(jié)器3的信號曲線。曲線圖b1示出了間歇操作的時間曲線或者其通過控制電路4的隨時間的檢測。曲線圖b2示出了由控制電路4產(chǎn)生的通斷脈沖和由控制電路4隨后輸出的用于控制可控開關(guān)5的信號sw。曲線圖b3描繪了信號isns的時間曲線，該信號表示流過led的電流，并且通過電阻11產(chǎn)生并被供給控制電路4。

曲線圖b3中的切斷閾值ipeak對應于預定最小值。控制電路4通過相應改變時間間隔t3至t4的長度來控制電流平均值iavg的改變。

待控的電流平均值iavg可以在間歇操作模式下按照公式：

iavg＝0.5·ipeak·tactive/tperiod(2)

來求出，其中，ipeak在這里是切斷閾值的預定最小值，tactive是開關(guān)5的接通持續(xù)時間ton和斷開持續(xù)時間toff之和(t1至t3的時間段)，tperiod是信號isns的周期(t1至t4的時間段)?？刂齐娐?通過改變時間段t3至t4的長度按照公式(2)控制流過led2的電流的期望平均值。

如圖3所示，控制電路4在時刻t1接通開關(guān)5并在信號isns達到上開關(guān)閾值ipeak的時刻t2斷開該開關(guān)5。在時刻t1，可以啟動計數(shù)器或各自一個計數(shù)器來確定tactive和tperiod。在時刻t3的電流平均值iavg可以由控制電路4通過公式(1)來確定。當信號isns的上升沿達到下開關(guān)閾值ilow(時刻t3)時，通過計數(shù)器的讀數(shù)來確定tactive。從時刻t3起，實際電流平均值iavg可以繼續(xù)利用公式(2)來確定，其中，公式(2)的項0.5·ipeak·tactive是已知的，并且tperiod通過計數(shù)器讀數(shù)來確定并被用到公式(2)中。如果達到預定電流平均值iavg(時刻t3)，則控制電路4再次接通開關(guān)5。所述循環(huán)重新開始。另選地，可以從時刻t3起利用公式(2)確定再次接通時刻t4(對應于tperiod)。

根據(jù)本發(fā)明，在所示實施方式中既不在限制操作模式下也不在間歇操作模式下進行外部求出電流平均值iavg。在控制電路4上只需要一個端子/輸入端(pin)用于檢測信號isns或用于檢測流過led2的電流。用于檢測測量參數(shù)的控制電路4的端子的數(shù)量可以減少。電流平均值iavg由控制電路4在限制操作模式下和間歇操作模式下都通過信號isns來確定。為此不需要附加的元件/電路，這使得降壓式變換器3的結(jié)構(gòu)變得簡單且成本更低。

如圖3所示，在斷開之后在時刻t3可能出現(xiàn)電流的振蕩，該振蕩通過由線圈6、電容器8和其它電容(未示出)所構(gòu)成的諧振回路決定。流過線圈5的電流的振蕩可以通過信號isns或通過與線圈6感應耦合的檢測線圈12來檢測并且被控制電路4檢測到。

為了避免開關(guān)5的切換損失，在選擇再次接通時刻時應該考慮這種振蕩，或者應該如此選擇再次接通時刻，使得在再次接通時刻在開關(guān)5處的電壓振蕩呈現(xiàn)電壓最小值。但這意味著，開關(guān)5的再次接通從時刻t3起無法在任意時刻實現(xiàn)，而是只能按照離散的時間間隔實現(xiàn)，即，總是當在開關(guān)5上的電壓振蕩呈現(xiàn)電壓最小值時實現(xiàn)。

如果開關(guān)5在由控制電路4根據(jù)公式(2)所求出的時刻因為開關(guān)5上的電壓振蕩而未被再次接通，而是延遲，則沒有準確達到預定的電流平均值iavg，其例如降得更低。

根據(jù)本發(fā)明，當由led構(gòu)成的負載低到在限制操作模式下所出現(xiàn)的切斷閾值ipeak低于切斷閾值ipeak的預定最小值時，實現(xiàn)間歇操作模式與限制操作模式的交替。

這種交替尤其可以在過渡區(qū)內(nèi)實現(xiàn)兩個周期tperiod上的更精確的電流平均值iavg，因為由間歇操作模式導致的過低的電流平均值iavg能利用在隨后的限制操作模式下過高的電流平均值iavg來補償。該間歇操作模式與限制操作模式的交替的方面本身就是本發(fā)明的一個有利方面。但是，信號isns不僅在限制操作模式情況下、也在間歇操作模式情況下被提供至控制電路，而無需在外部求平均值。

交替操作的結(jié)束或者說從交替操作向持續(xù)的間歇操作模式的轉(zhuǎn)變的結(jié)束可以通過接收到的控制信號來觸發(fā)，或者取決于時段t3至t4的長度或間歇操作模式的周期tperiod的長度，其中，當該長度處于最大值時，實現(xiàn)交替操作的結(jié)束或從交替操作轉(zhuǎn)變至持續(xù)的間歇操作模式的結(jié)束。在各自少量幾個開關(guān)操作循環(huán)之后實現(xiàn)切換至混合操作。

同樣，從持續(xù)的間歇操作模式向交替操作的轉(zhuǎn)變可以通過接收到的控制信號來觸發(fā)，或者取決于時段t3至t4的長度或間歇操作模式的周期tperiod的長度，其中，當該長度處于最小值時，實現(xiàn)交替操作的啟動或從持續(xù)的間歇操作模式向交替操作的轉(zhuǎn)變的啟動。所述最小值和最大值可以是相同的。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的用于照明裝置2的操作裝置1的電路，其包括具有控制電路4開關(guān)調(diào)節(jié)器3和作為轉(zhuǎn)換器的升壓式變換器。線圈6、開關(guān)5和測量電阻11串聯(lián)設置在開關(guān)調(diào)節(jié)器3的輸入端之間，以使得當開關(guān)5被控制電路4接通時電流流過線圈6、開關(guān)5和測量電阻11。實際線圈電流il在開關(guān)5的接通階段期間可以通過經(jīng)由測量電阻11降低的電壓由控制電路4來檢測?？刂齐娐?如上所述將實際線圈電流或表示線圈電流il的在電阻11上降低的電壓(信號isns)與上開關(guān)閾值ipeak進行比較，并且在上升的線圈電流il達到上開關(guān)閾值ipeak時(切斷閾值)將開關(guān)5斷開。

在開關(guān)12斷開之后，線圈此后驅(qū)動電流流過二極管7和由電容器8和發(fā)光二極管14構(gòu)成的并聯(lián)電路。為了再次接通開關(guān)3，控制電路4將也通過測量電阻11檢測到的實際線圈電流il與下開關(guān)閾值ilow進行比較，并且在線圈電流il達到下開關(guān)閾值ilow時、尤其在具有上升沿的再次上升的線圈電流il達到下開關(guān)閾值ilow時(低/高過渡)將開關(guān)5接通。

另選地或附加地，流過線圈6的電流在斷開階段期間降低至零的時刻可以由控制電路4通過由與線圈6耦合的電感12產(chǎn)生的信號/電壓來確定。

對圖4所示的處于限制操作模式下、間歇操作模式下以及交替操作模式下的操作裝置1的控制可以類似于對圖1所示的操作裝置1的控制來實現(xiàn)，其中，在計算流過led的電流的平均值時要注意，在圖4所示的操作裝置1中，負載的饋電或電流流過二極管7只在斷開階段(斷開持續(xù)時間toff)期間實現(xiàn)。

圖5以示意圖示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的具有照明裝置2和操作裝置1的燈13。

圖5所示的燈13的操作裝置1用于以交流電壓操作照明裝置2，該交流電壓可以通過輸入端子14、15被供給操作裝置1。在操作裝置1中，輸入電路16中的交流電壓被變換為直流電壓或整流后的交流電壓。輸入電路16可以包括用于改善功率因數(shù)的功率因數(shù)修正電路。如果燈13以直流電壓或直流電壓網(wǎng)來操作，則不需要整流，并且輸入電路6只能包含用于穩(wěn)定輸入電壓的裝置或者被省掉。

操作裝置1還包括由轉(zhuǎn)換器17和控制電路4構(gòu)成的開關(guān)調(diào)節(jié)器3。轉(zhuǎn)換器17從由輸入電路16輸出的電壓通過蓄電器和由控制電路4控制的定期工作的電子開關(guān)產(chǎn)生用于照明裝置2的操作電壓。該蓄電器可以是線圈，其電流在接通與線圈耦合的開關(guān)之后增大并在斷開之后減小。

控制電路4可以通過信號輸入端子20被供給用于調(diào)節(jié)照明裝置2的亮度的調(diào)光信號?？刂齐娐?從轉(zhuǎn)換器7接收表示流過照明裝置2的電流或輸出至照明裝置2的電壓的信號sis以及表示流過開關(guān)和/或蓄電器的電流的信號isns。信號sis或由操作裝置1輸出至照明裝置2的電流可以尤其在采用降壓式變換器時也由控制電路通過信號isns來確定。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，控制電路4被設計用于當信號isns表明流過開關(guān)的電流或流過蓄電器的電流已達到根據(jù)接收到的調(diào)光信號由控制電路4設定的切斷閾值時，在間歇操作模式下斷開與蓄電器相耦合的開關(guān)，并且依據(jù)該信號sis調(diào)節(jié)開關(guān)的再次接通時刻?？刂齐娐?可以被設計成僅在由接收到的調(diào)光信號顯示的每個調(diào)光級時以上述間歇操作模式來操作變換器7，或僅針對特定的調(diào)光范圍或輸出負載范圍。

圖6示出了兩個曲線圖，其包括流過蓄電器的電流il的、包含在間歇操作模式下工作的操作裝置的不同的死區(qū)時間tdead和恒定的切斷閾值ipeak的時間曲線。在曲線圖中，流過蓄電器的電流在接通開關(guān)后增大。當達到切斷閾值ipeak時開關(guān)被斷開，蓄電器放電并且電流降至零。在由控制電路4設定的死區(qū)時間tdead到期之后，開關(guān)再次被接通。時間段ton、toff、tactive、tdead是開關(guān)的接通持續(xù)時間、開關(guān)的斷開持續(xù)時間、流過蓄電器的電流持續(xù)時間以及開關(guān)操作循環(huán)持續(xù)時間。值iavg是所示的曲線中流過蓄電器的平均電流并且是由操作裝置1的轉(zhuǎn)換器輸出至照明裝置2的功率的衡量尺度。如從圖6的曲線圖中看到的，平均電流值iavg在恒定的切斷閾值ipeak和增大的死區(qū)時間tdead的情況下降低。

切斷閾值ipeak可以由控制電路8通過為所接收到的調(diào)光信號的每個值分配一個特定的閾值的表格或函數(shù)來設定。所述表格或函數(shù)可以由操作者和/或制造者例如按照待操作的負載和/或調(diào)光要求從許多存儲的表格/函數(shù)中選擇。如果控制電路4本身能夠確定負載要求(例如照明裝置的類型)，則所述表格或函數(shù)可以由控制電路4本身依據(jù)這種確定來自動選擇。

利用設定的切斷閾值ipeak，通過控制電路4在操作中通過調(diào)整死區(qū)時間tdead(即，在蓄電器未進一步放電的時刻與開關(guān)被再次接通或蓄電器再次被充電的時刻之間的時段)實現(xiàn)通過信號sis求出的轉(zhuǎn)換器17的輸出功率的穩(wěn)定/調(diào)節(jié)。

如果因為例如溫度波動或電壓波動而通過信號sis求出的輸出功率在恒定的調(diào)光信號/調(diào)光值情況下降低，則控制電路4縮短死區(qū)時間tdead以補償功率降低或抵消功率降低。

而當輸出功率隨著恒定的調(diào)光信號/調(diào)光值增大時，由控制電路4延長死區(qū)時間tdead。為了縮短或延長死區(qū)時間tdead，在早些時刻或晚些時刻實現(xiàn)開關(guān)的再次接通，由此，一個開關(guān)操作循環(huán)的持續(xù)時間/周期tperiod被縮短或延長。通過控制電路4改變/調(diào)整死區(qū)時間tdead類似于脈頻調(diào)制pfm，脈頻調(diào)制的實現(xiàn)通常需要附加元件/電路。

在間歇操作模式下，死區(qū)時間tdead的改變與輸出功率的改變之間的關(guān)系優(yōu)選地不是線性的。再次接通時刻在較短的死區(qū)時間tdead的情況下的延遲導致比在較長的死區(qū)時間tdead的情況下以相同的δt的延遲時更大的輸出功率的改變。即，如果在輸出功率調(diào)節(jié)時，死區(qū)時間tdead以等值步長改變，則在較長的死區(qū)時間tdead的情況下(低輸出功率)的調(diào)節(jié)響應特性變差，這是因為在較長的死區(qū)時間tdead的情況下的一個調(diào)整步長對輸出功率的改變的影響很小，并且需要很多調(diào)整步長/開關(guān)操作循環(huán)。

為了以簡單的方式改善響應特性，根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的控制電路4可以附加地設計用于在較長的死區(qū)時間tdead的情況下提高調(diào)節(jié)回路的放大倍數(shù)或者在后續(xù)開關(guān)操作循環(huán)中死區(qū)時間tdead遞增的情況下提高用于通過再次接通時刻的改變實現(xiàn)的輸出功率調(diào)節(jié)的放大倍數(shù)。放大倍數(shù)的減小在后續(xù)開關(guān)操作循環(huán)中死區(qū)時間tdead遞減的情況下實現(xiàn)。放大倍數(shù)根據(jù)死區(qū)時間tdead的改變可以在調(diào)節(jié)時可用的整個死區(qū)時間范圍內(nèi)或者只針對一個或更多個特定范圍實現(xiàn)。該放大倍數(shù)影響到針對下一開關(guān)操作循環(huán)要設定的死區(qū)時間tdead并且可如此選擇，使得在死區(qū)時間tdead的改變與輸出功率的改變之間的關(guān)系是線性的。附加地或另選地，可以在調(diào)節(jié)控制電路4時至少在某些待設定的死區(qū)時間tdead的情況下和/或在某些(強烈)負載波動的情況下完成切斷閾值ipeak的改變/調(diào)整。采用放大倍數(shù)的目的是防止在較長的死區(qū)時間tdead的情況下的瞬時性能的延緩。

實際的死區(qū)時間tdead可以從由控制電路4設定的開關(guān)操作循環(huán)或開關(guān)的斷開持續(xù)時間tdead求出并通過表格或函數(shù)分配特定的放大倍數(shù)。因為死區(qū)時間tdead影響到輸出功率，所以放大倍數(shù)也通過信號sis來確定，其中，通過一個或更多個表格或函數(shù)給具有設定的切斷閾值ipeak的每個信號值分配一個放大倍數(shù)。

在上述實施方式中，控制電路4通過函數(shù)或表格根據(jù)調(diào)光信號設定切斷閾值ipeak。但是，在幾種應用或轉(zhuǎn)換器中可能有利的是，除了切斷閾值ipeak外，也根據(jù)調(diào)光信號改變死區(qū)時間tdead或只改變死區(qū)時間tdead。

在根據(jù)本發(fā)明的操作裝置的一個實施方式中，在切斷閾值ipeak盡可能恒定的情況下根據(jù)調(diào)光信號實現(xiàn)死區(qū)時間tdead的改變，直至特定的調(diào)光值或直至特定的輸出功率，并且若低于該調(diào)光值或輸出功率，則由控制電路4在恒定的死區(qū)時間tdead的情況下根據(jù)調(diào)光信號實現(xiàn)切斷閾值ipeak的改變，或者如上所述，僅為了穩(wěn)定輸出功率，在調(diào)整或不調(diào)整調(diào)節(jié)回路的放大倍數(shù)的情況下，利用死區(qū)時間tdead的改變實現(xiàn)切斷閾值ipeak的改變。

圖7示出了圖5中所示的開關(guān)調(diào)節(jié)器3的第一實施方式，其中，轉(zhuǎn)換器17是降壓式變換器。可在端子21處為該轉(zhuǎn)換器17提供供電電壓，該供電電壓可以是直流電壓或經(jīng)整流的交流電壓。開關(guān)5、線圈6、發(fā)光二極管2和測量電阻11串聯(lián)連接在端子21與轉(zhuǎn)換器17的地之間。在圖7所示的開關(guān)調(diào)節(jié)器3中，要由開關(guān)調(diào)節(jié)器3操作的發(fā)光二極管14直接與轉(zhuǎn)換器17相連。另選地，開關(guān)調(diào)節(jié)器3可以具有輸出端子，一個或更多個發(fā)光二極管可連接至該輸出端子。

電容器8與發(fā)光二極管2并聯(lián)布置，并且與開關(guān)5和地相連的二極管7與線圈6、電容器8和測量電阻11并聯(lián)布置。

圖7中所示的開關(guān)調(diào)節(jié)器3的控制電路4具有開關(guān)操作循環(huán)控制設備22、輸出功率控制設備23、放大倍數(shù)輸出設備24、低通濾波器25和用于將表示實際輸出功率(實際值)的信號與加在信號輸入端子10并且表示輸出功率理論值的調(diào)光信號進行比較的比較器26。

如果開關(guān)5被開關(guān)操作循環(huán)控制設備22接通，則電流從端子21流過開關(guān)5、發(fā)光二極管2和測量電阻11。此時經(jīng)由測量電阻11下降的電壓被提供至開關(guān)操作循環(huán)控制設備22，作為表示流過開關(guān)5和蓄電器(線圈6)的電流的信號isns。

開關(guān)操作循環(huán)控制設備22將由信號isns表示的電流值與由輸出功率控制設備23設定的切斷閾值ipeak進行比較。如果電流達到閾值ipeak，則開關(guān)操作循環(huán)控制設備22斷開開關(guān)5。在開關(guān)5斷開之后，線圈6通過二極管7驅(qū)動電流繼續(xù)流過發(fā)光二極管2。

如果信號isns表明電流降至零，則開關(guān)操作循環(huán)控制設備22啟動時間測量并將經(jīng)過的時間與由輸出功率控制設備23設定的死區(qū)時間tdead進行比較。如果預定的死區(qū)時間tdead過期，則開關(guān)操作循環(huán)控制設備22再次接通開關(guān)5并且重新開始所述循環(huán)，同時進行監(jiān)測電流升高和切斷之后的時間測量。

在一個實施方式中，如上所述，輸出功率控制設備23按照例如函數(shù)或表格根據(jù)加在信號輸入端子10的調(diào)光信號設定切斷閾值ipeak，并且利用死區(qū)時間tdead的改變調(diào)節(jié)/穩(wěn)定輸出功率。為此，信號isns通過低通濾波器25被濾波且被提供至比較器26以與調(diào)光信號進行比較。放大倍數(shù)輸出裝置24依據(jù)經(jīng)低通濾波器25濾波的、表示實際輸出功率的信號sis將放大倍數(shù)k輸出至輸出功率控制設備23，輸出功率控制設備23根據(jù)調(diào)光信號、由比較器26求出的調(diào)節(jié)偏差和放大倍數(shù)k確定死區(qū)時間tdead和閾值ipeak，并且輸出至開關(guān)操作循環(huán)控制設備22。輸出只能在實際由開關(guān)操作循環(huán)控制設備22采用的死區(qū)時間tdead或?qū)嶋H采用的閾值ipeak為了控制開關(guān)操作循環(huán)需要改變時實現(xiàn)。通過開關(guān)操作循環(huán)控制設備22控制開關(guān)5或線圈電流是內(nèi)回路，通過輸出功率控制設備23調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器17的輸出功率是外回路。

圖8示出了圖5中所示的開關(guān)調(diào)節(jié)器3的第二實施方式，其中，轉(zhuǎn)換器17是升壓式變換器。在圖8所示的開關(guān)調(diào)節(jié)器3中，線圈6、測量電阻11和開關(guān)5串聯(lián)連接在端子21與轉(zhuǎn)換器17的地之間。設置用于信號isns產(chǎn)生的測量電阻11可以布置在開關(guān)5與轉(zhuǎn)換器17的地之間或者在端子21與線圈6之間。

用于產(chǎn)生表示流過發(fā)光二極管2的電流的信號sis的另一個測量電阻27與轉(zhuǎn)換器17的地以及發(fā)光二極管2相連。通過將測量電阻27定位在電容器8與發(fā)光二極管2之間，在該示例中可以省略掉低通濾波器25。該措施也可以被用到圖7中所示的開關(guān)調(diào)節(jié)器3。

輸出功率的調(diào)節(jié)通過輸出功率控制設備23依據(jù)調(diào)光信號、由比較器26求出的調(diào)節(jié)偏差以及放大倍數(shù)k按照上述方式來實現(xiàn)，并且對開關(guān)5的控制也通過開關(guān)操作循環(huán)控制設備22依據(jù)信號isns和由輸出功率控制設備23設定的參數(shù)(死區(qū)時間tdead和閾值ipeak)按照上述方式來實現(xiàn)。

在通過放大倍數(shù)k進行修正或不通過放大倍數(shù)k進行修正的情況下的輸出功率的調(diào)節(jié)/穩(wěn)定也可以被用在根據(jù)切斷閾值實現(xiàn)限制操作模式與間歇操作模式之間的切換的上述實施方式中。