專利名稱：用于驅(qū)動至少兩個半導(dǎo)體光源的電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動至少兩個半導(dǎo)體光源的電路裝置。在此，半導(dǎo)體光源處于不同的驅(qū)動支路中并且以相同的電流驅(qū)動。
背景技術(shù)：
本發(fā)明基于根據(jù)獨立權(quán)利要求的類型的用于驅(qū)動至少兩個半導(dǎo)體光源的電路裝置。
經(jīng)由電流補償?shù)亩罅魅M行的電流平衡在現(xiàn)有技術(shù)中已知，例如參見申請人的EP1788850B1。在那里，公開一種電路裝置，在所述電路裝置中，多個電流補償?shù)亩罅魅ζ俨夹蔚叵嗷ミB接。對于η個驅(qū)動支路而言需要η-l個電流補償?shù)亩罅魅Α?br> 從US7408308B2中同樣已知一種電路裝置，所述電路裝置借助于瀑布形連接的電流補償?shù)亩罅魅崿F(xiàn)連接到電流補償?shù)亩罅魅μ幍尿?qū)動支路的電流平衡。
從ΕΡ1286572Α2中同樣已知一種用于對熒光燈中的電流進行平衡的電路裝置，所述電路裝置為此使用電流補償?shù)亩罅魅?。然而，所述已知的電流具有下述缺點:將電流平衡措施集成到現(xiàn)有的電路中，使得產(chǎn)生附加的組件成本。這使得產(chǎn)品由于附加的組件而變得更大并且引起高的成本。
從參考文獻Baddela,S.Μ.；Zinger, D.S.的“Parallel connected LEDs operatedat high frequency to improve current sharing (高頻驅(qū)動以用于改進電流分配的并聯(lián)LED)”，IEEE Industry Applications Conference (IEEE 工業(yè)應(yīng)用會議)的會議記錄，第39屆IAS年會，2004，2004年10月3_7日，第三卷，第1677-1681頁中，已知借助于與整流器串聯(lián)的電容器對LED電流進行平衡。然而，在此使用電容器的電容性的盲電阻，所述電容性的盲電阻是頻率相關(guān)的。就此而言這是不利的，因為在不同的應(yīng)用中由于特定的邊界條件而不能夠確定半導(dǎo)體光源的工作頻率。
在全部這些應(yīng)用中，所應(yīng)用的電壓轉(zhuǎn)換器或者硬開關(guān)地驅(qū)動或者以簡單的ZVS(Zero Voltage switching零電壓開關(guān))來驅(qū)動。這具有效率更差的缺點。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種用于驅(qū)動至少兩個半導(dǎo)體光源的電路裝置，所述電路裝置不再具有上述缺點。
根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明的目的借助用于驅(qū)動至少兩個半導(dǎo)體光源的電路裝置來實現(xiàn)，所述電路裝置具有:
-電能轉(zhuǎn)換器,所述電能轉(zhuǎn)換器具有至少一個開關(guān),其中電能轉(zhuǎn)換器輸出脈動的直流電壓或者交流電壓，
-至少兩個驅(qū)動支路，所述驅(qū)動支路中的每一個具有單向截止的或者短路的整流器，所述整流器具有輸入端子、輸出端子和參考電勢，其中驅(qū)動支路與電能轉(zhuǎn)換器耦合；
-至少一個電流補償?shù)亩罅魅?，其中電流補償?shù)亩罅魅B接在開關(guān)和至少兩個整流器之間，
-至少兩個半導(dǎo)體光源，所述半導(dǎo)體光源各自連接在所屬的整流器的輸出端子和所述整流器的參考電勢之間，其中電能轉(zhuǎn)換器設(shè)計為具有諧振單元的諧振轉(zhuǎn)換器，并且電流補償?shù)亩罅魅Φ穆╇姼杏米鳛橹C振單元的諧振電感。通過所述措施能夠節(jié)省組件成本和結(jié)構(gòu)體積，并且轉(zhuǎn)換器以高的效率運行，以便能夠進一步降低結(jié)構(gòu)體積。
諧振單元優(yōu)選具有由電路補償?shù)亩罅魅Φ穆╇姼泻椭辽僖粋€電容組成的串聯(lián)電路。在此，電容優(yōu)選與參考電勢連接。通過該措施能夠?qū)崿F(xiàn)多重諧振的工作方式。
在一個實施形式中，電能轉(zhuǎn)換器是E級轉(zhuǎn)換器。這是簡單有效的用于高頻的轉(zhuǎn)換器拓撲結(jié)構(gòu)。
在一個優(yōu)選的實施形式中，電能轉(zhuǎn)換器是半橋轉(zhuǎn)換器。所述轉(zhuǎn)換器拓撲結(jié)構(gòu)也能夠用于低頻并且以良好的效率工作。但是需要兩個開關(guān)，所述兩個開關(guān)中的一個是所謂的高端開關(guān)，所述高端開關(guān)的參考電勢在時間上能夠顯著不同于所述第二開關(guān)的參考電勢。
在另一優(yōu)選的實施形式中，電能轉(zhuǎn)換器是多重諧振的單元轉(zhuǎn)換器，所述多重諧振的單元轉(zhuǎn)換器類似于上述E級轉(zhuǎn)換器而特征在于，所述單元轉(zhuǎn)換器僅在其輸入側(cè)具有單獨的有源開關(guān)。除E級轉(zhuǎn)換器之外，每個這種轉(zhuǎn)換器也稱作為單開關(guān)直流電壓轉(zhuǎn)換器。所述單元轉(zhuǎn)換器通過諧振的工作方式而極其有效地工作。單元轉(zhuǎn)換器在實施形式中作為降壓型的(Buck)、升壓型的(Boost)或升降壓型的實施形式(buck-boost或者扼流圈逆轉(zhuǎn)換器、Cuk、Zeta、SEPIC)存在。
優(yōu)選地，諧振電容器與被轉(zhuǎn)換器拓撲結(jié)構(gòu)所包括的功率半導(dǎo)體中的每個并聯(lián)。這引起顯著的電路負載，使得功率半導(dǎo)體能夠在ZVS模式中工作，即在無電壓的情況下連接。這種轉(zhuǎn)換器通常稱作為多重諧振的轉(zhuǎn)換器，所述多重諧振的轉(zhuǎn)換器在雙ZVS模式中工作。
相對于非諧振的或者硬開關(guān)的單開關(guān)直流電壓轉(zhuǎn)換器，多重諧振的單元轉(zhuǎn)換器需要通過特殊的、與狀態(tài)相關(guān)的并且頻率可變的PWM (脈沖寬度調(diào)制)來激勵所述單元轉(zhuǎn)換器的有源開關(guān)，其中所述非諧振的或者硬開關(guān)的單開關(guān)直流電壓轉(zhuǎn)換器的有源半導(dǎo)體開關(guān)通常借助固定頻率的或者基于導(dǎo)通時間的PWM (on-time-orientierter PWM)來激勵。觀察經(jīng)過有源開關(guān)的電壓，并且首先當所述有源開關(guān)的電壓在最后的切斷過程之后首次變?yōu)榱慊蛘呤状尉哂凶钚≈禃r，才再次接通所述有源開關(guān)。
第一，與在單元轉(zhuǎn)換器的輸出側(cè)上的二極管并聯(lián)的諧振二極管可靠地限制所述二極管的截止電壓，第二，限制所述二極管的接通電流，并且第三，限制所述二極管的切斷和接通電壓斜率。不需要對這樣連接的二極管進行分開地監(jiān)控，因為所述二極管在“自然的ZVS”中工作。每個多重諧振的單元轉(zhuǎn)換器也在不調(diào)節(jié)的情況下產(chǎn)生限定的并且穩(wěn)定的空轉(zhuǎn)輸出電壓。第四，與沒有所述諧振電容的在其他方面相同的單元轉(zhuǎn)換器相比，并聯(lián)于轉(zhuǎn)換器輸出二極管的所述諧振電容擴大了使有源開關(guān)能夠在正確的ZVS中接通的工作范圍。
提出借助于共同的電能轉(zhuǎn)換器來準并聯(lián)地驅(qū)動多個發(fā)光二極管和/或多個發(fā)光二極管支路，其中所述共同的電能轉(zhuǎn)換器在每個發(fā)光二極管支路具有一個單向截止或者短路的整流器，其中流過發(fā)光二極管的電流的電流強度近似相同。僅必須對于在發(fā)光二極管的一個支路中或者在一個發(fā)光二極管中的電流進行調(diào)節(jié)。為此，應(yīng)用輸出脈動的直流電壓或者交流電壓的轉(zhuǎn)換器。
由此，多個借助于轉(zhuǎn)換器驅(qū)動的LED能夠被置于相同的參考電勢，這實現(xiàn)更好的冷卻，因為例如全部的發(fā)光二極管能夠直接地焊接在銅上，并且能夠借助轉(zhuǎn)換器驅(qū)動多個發(fā)光二極管支路。在應(yīng)用發(fā)光二極管支路時，發(fā)光二極管的數(shù)量能夠選擇成，使得最佳地利用所應(yīng)用的隔離強度(Isolationsfestigkeit)。根據(jù)本發(fā)明，也能夠并聯(lián)具有不同數(shù)量的發(fā)光二極管。在此，僅需要一個直流電壓轉(zhuǎn)換器來驅(qū)動全部發(fā)光二極管。另一優(yōu)點是，與至今為止對于每個發(fā)光二極管或者每個發(fā)光二極管支路而言需要自身的轉(zhuǎn)換器的現(xiàn)有技術(shù)相比，連接方面的耗費顯著更小。
該設(shè)計能夠傳遞到任意的直流電壓轉(zhuǎn)換器拓撲結(jié)構(gòu)上(升壓型的和/或降壓型的轉(zhuǎn)換器拓撲結(jié)構(gòu))。各個發(fā)光二極管的調(diào)光可以分別借助于與發(fā)光二極管并聯(lián)的晶體管來進行，所述晶體管借助脈沖寬度調(diào)制信號來激勵。轉(zhuǎn)換器的全部輸出端由于電流調(diào)節(jié)和電流平衡而是抗短路的。電路能容忍在發(fā)光二極管的正向電壓中的偏差。在此，該接線原理能夠用于任意的輸入電壓，并且例如能夠應(yīng)用6Vdc (手電筒)、12Vdc (機動車)、24Vdc (載重汽車)直至277Vac的輸入電壓。電路必須相應(yīng)地進行匹配，并且可能包含的晶體管也用于電壓匹配，并且可能地也用于隔離，以便遵守相應(yīng)的安全要求。
用于驅(qū)動至少兩個半導(dǎo)體光源的根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的其他有利的改進形式和設(shè)計方案從其他的從屬權(quán)利要求中和從下面的描述中得出。


本發(fā)明的其他的優(yōu)點、特征和細節(jié)根據(jù)實施例的下面的描述以及根據(jù)附圖來得出，在所述附圖中相同的或功能相同的元件設(shè)有相同的附圖標記。在此示出:
圖1示出用于對兩個LED電流1l和12進行平衡的電流補償?shù)亩罅魅cm的應(yīng)用原理，
圖2示出與LED正向電壓Vol和Vo2無關(guān)地在大的范圍內(nèi)對經(jīng)過電流補償?shù)亩罅魅cm的兩個輸出電流1l和12進行平衡，
圖3示出盡管負載非常不同但還對兩個輸出電路1l和12進行平衡，
圖4示出在電路開路的故障情況下對D2進行自動的橋接，
圖5示出與經(jīng)過Rl和R2的負載無關(guān)地在大的范圍內(nèi)對經(jīng)過電流補償?shù)亩罅魅cm的兩個輸出電流1l和12進行平衡，
圖6示出取消整流和在電流源的負載不平衡的情況下經(jīng)過發(fā)光二極管的電流的不連續(xù)的流動，
圖7示出棄用整流和經(jīng)過發(fā)光二極管的、在電流源的負載平衡的情況下電流的不連續(xù)的流動，
圖8a示出借助于根據(jù)電路變型形式A (樹形結(jié)構(gòu))的多個連接的電流補償?shù)亩罅魅Χ鄠€發(fā)光二極管或發(fā)光二極管支路進行平衡，
圖Sb示出借助于根據(jù)電路變型形式B (環(huán)形結(jié)構(gòu))的多個連接的電流補償?shù)亩罅魅Χ鄠€發(fā)光二極管或發(fā)光二極管支路進行平衡，
圖Sc示出沒有Lcm5的電路變型形式B的一個實施形式，
圖8d示出具有作為整流器的不平衡的倍加電路和用于實現(xiàn)交流電流源的ZVS半橋電路的沒有Lcm5的電路變型形式B的一個實施形式，
圖Se示出具有作為整流器的不平衡的倍加電路和用于實現(xiàn)交流電流源的E級轉(zhuǎn)換器的沒有Lcm5的電路變型形式B的一個實施形式，所述E級轉(zhuǎn)換器此外將電流補償?shù)亩罅魅Φ穆╇姼杏米鳛橹C振電感，
圖8f示出借助于根據(jù)電路變型形式C (串并聯(lián)結(jié)構(gòu))的多個連接的電流補償?shù)亩罅魅Χ鄠€發(fā)光二極管和發(fā)光二極管支路進行平衡，
圖Sg示出借助于根據(jù)具有尤其有利的電流測量電路的電路變型形式C的多個連接的電流補償?shù)亩罅魅Χ鄠€發(fā)光二極管和發(fā)光二極管支路進行平衡，
圖9示出通過相應(yīng)地連接分別具有1:1的線圈匝數(shù)比的三個電流補償?shù)亩罅魅cml……Lcm3來對發(fā)光二極管電流以3:5的比例進行不均勻的劃分，
圖1Oa示出具有電流平衡器和兩個輸出端并且具有發(fā)光二極管電流測量值的電感性耦合輸出的扼流圈降壓轉(zhuǎn)換器，其中所述輸出端分別具有不屬于自身的轉(zhuǎn)換器拓撲結(jié)構(gòu)的通量二極管(Flussdiode),
圖1Ob示出具有根據(jù)圖1Oa的兩個輸出端和電流平衡器以及用于識別在轉(zhuǎn)換器電感LI中的斷續(xù)電流的比較器Cmpl的扼流圈降壓轉(zhuǎn)換器，其中借助于LED電流測量數(shù)值確定電阻，
圖1Oc示出具有電流平衡器和三個輸出端的扼流圈降壓轉(zhuǎn)換器，
圖11示出借助于具有電流平衡器和兩個輸出端的扼流圈降壓轉(zhuǎn)換器的電流平衡，
圖12示出電流平衡的更加準確的視圖，
圖13示出具有電流平衡器和兩個輸出端的扼流圈降壓轉(zhuǎn)換器的一個特別有利的實施形式，所述扼流圈降壓轉(zhuǎn)換器將電流補償?shù)亩罅魅Φ穆╇姼杏米鳛檗D(zhuǎn)換器電感，
圖14對比地示出與具有電流平衡器和兩個輸出端的扼流圈降壓轉(zhuǎn)換器的其他測量，
圖15示出在具有電流平衡器和兩個輸出端的扼流圈降壓轉(zhuǎn)換器的尤其有利的實施形式中通過提高輸入電壓來提高輸出電流，
圖16a示出在變型形式Al中的、基于Cuk轉(zhuǎn)換器的、具有兩個輸出端的升降壓轉(zhuǎn)換器，
圖16b示出在變型形式A2中的、基于Cuk轉(zhuǎn)換器的、具有兩個輸出端的升降壓轉(zhuǎn)換器，其中電流補償?shù)亩罅魅Φ膬蓚€漏電感形成轉(zhuǎn)換器輸出端電感，
圖17a示出在變型形式BI中的、基于Cuk轉(zhuǎn)換器的、具有兩個輸出端的升降壓轉(zhuǎn)換器，所述輸出端具有僅一個轉(zhuǎn)換器輸出端電感，為此但是`每個輸出端具有不屬于自身的轉(zhuǎn)換器拓撲結(jié)構(gòu)的通量二極管，
圖17b示出在變型形式B2中的、基于Cuk轉(zhuǎn)換器的、具有兩個輸出端的升降壓轉(zhuǎn)換器，其中通過電流補償?shù)亩罅魅Φ穆╇姼行纬赊D(zhuǎn)換器輸出端電感，并且其中每個輸出端具有不屬于自身的轉(zhuǎn)換器拓撲結(jié)構(gòu)的通量二極管，
圖18a示出在第一變型形式中的、基于SEPIC轉(zhuǎn)換器的、具有兩個輸出端的升降壓轉(zhuǎn)換器，
圖18b示出在第二變型形式中的、基于SEPIC轉(zhuǎn)換器的、具有兩個輸出端的升降壓轉(zhuǎn)換器，其中通過電流補償?shù)亩罅魅Φ穆╇姼行纬赊D(zhuǎn)換器輸出端電感，
圖19示出具有由Lr、Crl和Cr2組成的諧振輸出回路的半橋逆變器實現(xiàn)以與圖8c中的沒有Lcm5的電路變型形式B類似的布置的交流電流源，
圖20a示出具有反向短路的整流器或者不平衡的倍壓器的半橋逆變器，(與圖8d相同!)，
圖20b示出具有反向短路的整流器的半橋逆變器的另一示圖，其中每個電流補償?shù)亩罅魅νㄟ^由變壓器和兩個漏電感Ls組成的替代電路來替代，并且其中漏電感與諧振電感Lr串聯(lián)地作用，
圖20c示出具有反向短路的整流器的半橋逆變器的一個有利的改進形式，其中漏電感Ls的整體完全地承擔諧振扼流圈Lr的功能，并且其中每個整流器輸入端表明一個諧振電容，以便改進用于多重諧振的半橋轉(zhuǎn)換器的電路，
圖21a示出具有三個反向截止的和三個正向截止的整流器的半橋逆變器，
圖21b示出圖21a中的半橋逆變器的另一視圖，其中每個電流補償?shù)亩罅魅νㄟ^由變壓器和兩個漏電·感Ls組成的替代電路來替代，并且其中漏電感與諧振電感Lr串聯(lián)地作用，
圖21c示出圖21b的半橋逆變器的一個有利的改進形式，其中漏電感Ls的整體完全地承擔諧振扼流圈Lr的功能，并且其中每個整流器輸入端表明一個諧振電容，以便改進用于多重諧振的半橋轉(zhuǎn)換器的電路，
圖21d示出圖21c的半橋逆變器的一個有利的改進形式，其中漏電感Ls的整體完全地承擔諧振扼流圈Lr的功能，所述半橋逆變器具有附加的變壓器Tr，所述附加的變壓器用于電流分離和/或用于電壓匹配，
圖21e示出圖21d的、具有初級側(cè)電流測量的半橋逆變器的一個有利的改進形式，
圖21f示出具有純反向截止的整流器和附加的變壓器Tr的半橋逆變器的一個優(yōu)選的改進形式，所述附加的變壓器用于電流分離和/或用于電壓匹配，其中變壓器具有兩個次級繞組nsl和ns2，所述次級繞組反向地極化，
圖22示出具有固定頻率的脈沖寬度調(diào)制的脈沖寬度調(diào)制調(diào)節(jié)器，
圖23示出以在臨界導(dǎo)通模式工作的脈沖寬度調(diào)制調(diào)節(jié)器，其中開關(guān)頻率和接通或斷開持續(xù)時間都不是恒定的，
圖24示出基于電流模式控制原理的調(diào)節(jié)器，
圖25示出具有三個輸出端和電流方向及電流過零檢測的扼流圈降壓轉(zhuǎn)換器的另一實施方案，
圖26示出具有兩個輸出端的扼流圈升壓轉(zhuǎn)換器，其中電流補償?shù)亩罅魅Ρ仨氈糜谵D(zhuǎn)換器的不考慮用于電感的部位處，因此，需要與轉(zhuǎn)換器輸入端電感耦合的附加的電壓限制支路，
圖27示出具有對電路補償?shù)亩罅魅Φ耐舜胚M行相應(yīng)監(jiān)控的扼流圈逆轉(zhuǎn)換器，
圖28a示出在兩個反向短接的整流器與倍壓器(VVD電路類型)串聯(lián)的情況下，用于通過在電容器CO上出現(xiàn)的直流電壓VO對兩個負載電流Il和12進行平衡的電路裝置的原理圖，
圖28b示出在兩個反向短接的整流器與電流輸出端(⑶電路類型)串聯(lián)的情況下，用于通過在電容器CO上出現(xiàn)的直流電壓VO對兩個負載電流Il和12進行平衡的電路裝置的原理圖，
圖28c示出對于li>0的情況下，在VVD類型中的情況，
圖28d示出對于Ii=O的情況下，在VVD類型中的情況，
圖28e示出對于Ii〈O的情況下，在VVD類型中的情況，
圖28f示出根據(jù)圖28a的所選出的電流和電壓變化，
圖28g示出在反向截止的和正向截止的整流器與單一的電壓輸出端(VD電路類型)并聯(lián)的情況下，用于在電壓供應(yīng)路徑中通過在電容器CO上出現(xiàn)的直流電壓VO對兩個負載電流Il和12進行平衡的電路裝置的原理圖，
圖28h示出對于Ii>0的情況下，根據(jù)圖28k的類型VD中的情況，
圖28i示出對于Ii=O的情況下，根據(jù)圖28k的類型VD中的情況，
圖28j示出對于li〈0的情況下，根據(jù)圖28k的類型VD中的情況，
圖28k示出在反向截止的和正向截止的整流器與單一的電壓輸出端(VD電路類型)并聯(lián)的情況下，用于通過在電容器CO上出現(xiàn)的直流電壓VO對兩個負載電流Il和12進行平衡的電路裝置的原理圖，其中所述電容連接在電壓源和參考電勢之間，
圖29a示出用于盡管負載不同而對LED電流111、112、……、132進行平衡的電路裝置(電路類型VVDa)，
圖29b示出用于盡管負載不同而對LED電流111、112、……、132進行平衡的電路裝置(電路類型⑶a)，
圖29c示出用于盡管負載不同而對LED電流111、112、……、132進行平衡的電路裝置(電路類型VDa)，
圖29d示出用于盡管負載不同而借助不同的整流器對對LED電流111、112、……、132進行平衡的電路裝置(電路類型⑶VVDVDa)，
圖30a示出用于盡管負載不同而對LED電流111、112、……、132進行平衡的電路裝置(電路類型VVDb)，
圖30b示出用于盡管負載不同而對LED電流111、112、……、132進行平衡的電路裝置(電路類型⑶b)，
圖30c示出用于盡管負載不同而對LED電流111、112、……、132進行平衡的電路裝置(電路類型VDb)，
圖30d示出用于 盡管負載不同而借助不同的整流器對對LED電流111、112、……、132進行平衡的電路裝置(電路類型⑶VVDVDb )，
圖31示出用于盡管負載已接通并且不同而對LED電流I1、12、13和14進行平衡的電路裝置(電路類型VVDb )，
圖32示出作為用于對根據(jù)圖31的電路進行饋電的源的E級轉(zhuǎn)換器，
圖33示出具有作為電流分配器網(wǎng)絡(luò)的電流補償?shù)亩罅魅cm的原則上的轉(zhuǎn)換器裝置，
圖34示出作為轉(zhuǎn)換器的“構(gòu)件塊”的可能性A)至C)，其中借助于兩個電容器防止直流電流經(jīng)過電流補償?shù)亩罅魅cm，
圖35示出將圖34中可能性A)至C)合成一個圖以用于擴展諧振單元，其中示出可選的諧振電容Cr (在此示例地接地)，
圖36示出根據(jù)圖35的組件的概括圖，
圖37示出具有繪出的諧振單元CCCl的根據(jù)圖2的電路，
圖38示出利用電流補償?shù)亩罅魅Φ穆╇姼械腪VS半橋轉(zhuǎn)換器，
圖39a示出具有用于實現(xiàn)ZVS的諧振元件的所表明的位置的降壓型變換器或者降壓轉(zhuǎn)換器的基本結(jié)構(gòu)，
圖39b示出具有用于實現(xiàn)ZVS的諧振元件的所表明的位置的升壓型變換器或者升壓轉(zhuǎn)換器的基本結(jié)構(gòu)，
圖39c示出具有用于實現(xiàn)ZVS的諧振元件的所表明的位置的Cuk轉(zhuǎn)換器的基本結(jié)構(gòu)，
圖40示出多重諧振的Cuk轉(zhuǎn)換器,所述Cuk轉(zhuǎn)換器應(yīng)用電流補償?shù)亩罅魅cml以用于對兩個LED電流1l和12進行平衡，并且所述Cuk轉(zhuǎn)換器利用Lcml的漏電感作為諧振電感，
圖41示出多重諧振的Cuk轉(zhuǎn)換器的電壓和電流形式，
圖42示出多重諧振的、固有電流平衡的SEPIC轉(zhuǎn)換器，
圖43示出多重諧振的、固有電流平衡的Zeta轉(zhuǎn)換器，
圖44示出具有用于硬開關(guān)的整流器二極管的用于固有電流平衡的E級轉(zhuǎn)換器，
圖45示出多重諧振的、固有電流平衡的E級轉(zhuǎn)換器，
圖46示出多重諧振的、固有電流平衡的降壓轉(zhuǎn)換器，
圖47示出多重諧振的、固有電流平衡的升壓轉(zhuǎn)換器，
圖48示出多重諧振的、固有電流平衡的扼流圈逆轉(zhuǎn)換器，
圖49示出通過以樹形連接的3個電流補償?shù)亩罅魅M成的、具有4個固有電流平衡的輸出端的多重諧振的Cuk轉(zhuǎn)換器，
圖50示出通過以對稱的環(huán)形連接的3個電流補償?shù)亩罅魅M成的、具有3個固有電流平衡的輸出端的多重諧振的Cuk轉(zhuǎn)換器，
圖51示出具有2個輸出端的多重諧振的Cuk轉(zhuǎn)換器，所述輸出端的電路通過3個電流補償?shù)亩罅魅逃械匾员舜碎g3:5的比例來調(diào)整，
圖52示出多重諧振的、固有電流平衡的回掃轉(zhuǎn)換器，
圖53a示出具有輸出端的共同的正極的、隔離形式的、多重諧振的、固有電流平衡的Cuk轉(zhuǎn)換器，
圖53b示出完全隔離形式的、多重諧振的、固有電流平衡的Cuk轉(zhuǎn)換器，
圖54a示出具有輸出的共同的負極的、隔離形式的、多重諧振的、固有電流平衡的Zeta轉(zhuǎn)換器，
圖54b示出完全隔離形式的、多重諧振的、固有電流平衡的Zeta轉(zhuǎn)換器，
圖55a示出具有分開的阻塞電容器的、完全隔離形式的、多重諧振的、固有電流平衡的SEPIC轉(zhuǎn)換器，
圖55a示出具有共同的阻塞電容器的、完全隔離形式的、多重諧振的、固有電流平衡的SEPIC轉(zhuǎn)換器。
具體實施方式
圖1示出借助于電流補償?shù)亩罅魅ED電流進行平衡的發(fā)明原理，如在電網(wǎng)濾波器中使用所述電流補償?shù)亩罅魅σ杂糜谒p共模干擾，即所謂的CommonMode StSrimgen。然而，與作為濾波器的這種應(yīng)用相反，在此，總是將電流補償?shù)亩罅魅Φ?個端子相互連接。交流電流源提供電流Ii，所述電流由電流補償?shù)亩罅魅cm分成兩個相同的電流Icml和I cm2。所述電流通過整流器Rel和Re2來整流。所得出的直流電流1l和12同樣具有相同的強度并且對發(fā)光二極管Dl和D2饋電。直流電流1l和12與所應(yīng)用的二極管的正向電壓Vol和Vo2無關(guān)地極其良好地接近。根據(jù)所注入的電流Ii和所應(yīng)用的整流器裝置連同也就是發(fā)光二極管的負載一起來調(diào)整在交流電流源Vi處的電壓。
圖2示出作為不平衡的倍壓器電路的整流器的具體的實施方案。代替不平衡的倍壓器電路，也能夠應(yīng)用例如半波整流器的其他的整流器電路、平衡的倍壓器或者也稱作級聯(lián)電路或者科克羅夫-瓦耳頓電路(Cockroft-Walton-Schaltung)的多級的倍壓器電路。
在此通常重要的是，兩個電流Icml和Icm2在每個周期應(yīng)當或者必須經(jīng)過零點，因此再次對電流補償?shù)亩罅魅Φ男具M行退磁。否則，在幾個周期之后，電流補償?shù)亩罅魅κテ溆糜谄胶獾淖饔茫驗樾居捎谥绷麟妷翰糠侄M入飽和，并且然后兩個不相互耦合的線圈被剩下，所述線圈分別具有與漏電感相符的電感。
圖3a示出圖2中示出的電路的另一實施方案，其中在兩個輸出端處存在極其不同的負載?，F(xiàn)在，相對于圖2，在一個輸出端處應(yīng)用由兩個發(fā)光二極管組成的發(fā)光二極管支路，相反，在第二輸出端處的單獨的發(fā)光二極管能夠間歇地借助于晶體管Ql來短路。借助于控制信號V能夠經(jīng)由脈沖寬度調(diào)制PWM實現(xiàn)發(fā)光二極管D2的調(diào)光。
在此，電流源將借助具有48kHz頻率和50歐姆串聯(lián)電阻的正弦發(fā)生器來實現(xiàn)。根據(jù)信號發(fā)生器的振幅列出如在下面示出的表格中的情況I至3。在情況I和2中，晶體管Ql斷開(0%占空度)，相反，在情況3中，晶體管接通(100%占空度)。盡管兩個輸出端的負載非常不同，仍識別出兩個輸出電流1l和12的極其良好的平衡。
權(quán)利要求
1.用于驅(qū)動至少兩個半導(dǎo)體光源的電路裝置，具有: -電能轉(zhuǎn)換器(LI，Ql, SI，D1)，所述電能轉(zhuǎn)換器具有至少一個開關(guān)(Q1，SI)，其中所述電能轉(zhuǎn)換器(LI，Ql, SI，Dl)輸出脈動的直流電壓或者交流電壓； -至少兩個驅(qū)動支路，所述驅(qū)動支路中的每一個具有單向截止的或者短路的整流器，所述整流器具有輸入端子、輸出端子和參考電勢，其中每個整流器包含正好一個整流器二極管(D10，D20)，其中所述驅(qū)動支路與所述電能轉(zhuǎn)換器(LI，Ql, SI，Dl)耦合； -至少一個電流補償?shù)亩罅魅?Lcml),其中所述電流補償?shù)亩罅魅?Lcml)連接在所述開關(guān)(SI)和所述至少兩個整流器之間， -至少兩個半導(dǎo)體光源(Dll，D21)，所述半導(dǎo)體光源各自連接在所屬的所述整流器的輸出端子和所述整流器的參考電勢之間， 其中所述電能轉(zhuǎn)換器(LI，QI，SI，DI)設(shè)計為具有諧振單元(CI，LsI，C11，Ls2，C21)的諧振轉(zhuǎn)換器，其中諧振電容器(Cl，Cll, C21，C31，C41)與轉(zhuǎn)換器拓撲結(jié)構(gòu)所包括的開關(guān)中的每個并聯(lián)并且與 所述轉(zhuǎn)換器拓撲結(jié)構(gòu)所包括的整流器二極管中的每個并聯(lián)，并且其中所述電流補償?shù)亩罅魅?Lcml)的漏電感(Lsl，Ls2)用作為所述諧振單元(Cl，Lsl, Cll, Ls2,C21)的諧振電感(Lsl，Ls2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路裝置，其特征在于，借助所述電流補償?shù)亩罅魅?Lcml)的漏電感(Lsl，Ls2)，所述諧振單元((:1，1^1，(:11，1^2，021):每當所述開關(guān)(01，51)不導(dǎo)通并且同時所述整流器二極管(D10，D20)中的至少一個導(dǎo)通時形成經(jīng)由所述整流器二極管閉合的串聯(lián)諧振回路；每當所述整流器二極管不導(dǎo)通并且同時所述開關(guān)導(dǎo)通時，從所述整流器的角度看形成并聯(lián)諧振回路；每當所參與的所述開關(guān)和所述整流器二極管中的至少一個不導(dǎo)通時，形成所述串聯(lián)諧振回路和所述并聯(lián)諧振回路的混合；并且每當開關(guān)(Q1，SI)和整流器二極管(D10，D20)導(dǎo)通時，形成純的電流時間積分器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路裝置，其特征在于，所述諧振單元具有至少一個電容(Cl，Cll, C21)，所述至少一個電容與所述參考電勢連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的電路裝置，其特征在于，所述電能轉(zhuǎn)換器是E級轉(zhuǎn)換器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的電路裝置，其特征在于，所述電能轉(zhuǎn)換器是降壓型變換器、升壓型變換器、扼流圈逆轉(zhuǎn)換器、Cuk變換器、SEPIC變換器或Zeta變換器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的電路裝置，其特征在于，所述電能轉(zhuǎn)換器是扼流圈逆轉(zhuǎn)換器、SEPIC變換器或Zeta變換器，所述電能轉(zhuǎn)換器的相應(yīng)的內(nèi)部的轉(zhuǎn)換電感(LI，LlO,L20)通過變壓器(LI，L10, L20)來替代，并且所述電能轉(zhuǎn)換器的漏電感用作為諧振電感并且就其效果而言加到至少一個所述電流補償?shù)亩罅魅?Lcml)的所述漏電感上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的電路裝置，其特征在于，所述電能轉(zhuǎn)換器是Cuk變換器或者E級轉(zhuǎn)換器，所述電能轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部的轉(zhuǎn)換器串聯(lián)電容(C10，C20)通過串聯(lián)的附加的電容(C9)來擴展，并且所述電容之間的節(jié)點(C9-C’ 10，C9-C’ 20)被斷開，其中在斷開處裝入變壓器(Tl)，并且所述電能轉(zhuǎn)換器的漏電感用作為諧振電感并且就其效果而言加到至少一個所述電流補償?shù)亩罅魅?Lcml)的所述漏電感上。
8.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的電路裝置，其特征在于，所述變壓器(Tl，LI，L10,L20)具有與所述電路裝置所包含的驅(qū)動支路一樣多的次級繞組，使得各個所述驅(qū)動支路的所述參考電勢不相互連接，并且使得連帶地利用至少一個所述電流補償?shù)亩罅魅?Lcml)的在所述變壓器的繞組之間 的隔離效果。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動至少兩個半導(dǎo)體光源的電路裝置，其具有具有至少一個開關(guān)的電能轉(zhuǎn)換器，其中電能轉(zhuǎn)換器輸出脈動的直流電壓或者交流電壓；至少兩個驅(qū)動支路，所述驅(qū)動支路中的每一個具有單向截止的或者短路的整流器，其具有輸入端子、輸出端子和參考電勢，其中驅(qū)動支路與電能轉(zhuǎn)換器耦合；至少一個電流補償?shù)亩罅魅Γ渲须娏餮a償?shù)亩罅魅B接在開關(guān)和至少兩個整流器之間；至少兩個半導(dǎo)體光源，所述半導(dǎo)體光源各自連接在所屬的整流器的輸出端子和其參考電勢之間，其中電能轉(zhuǎn)換器設(shè)計為具有諧振單元的諧振轉(zhuǎn)換器，并且電流補償?shù)亩罅魅Φ穆╇姼杏米鳛樗鲋C振單元的諧振電感。
文檔編號H05B33/08GK103155703SQ201180047448
公開日2013年6月12日 申請日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者費利克斯·弗蘭克, 伯恩哈德·西塞格 申請人:歐司朗股份有限公司