用于發(fā)光裝置的操作設(shè)備以及操作設(shè)備的操作方法
【專利摘要】一種用于發(fā)光裝置(3)的操作設(shè)備(2)包括：功率因數(shù)校正電路(20)；轉(zhuǎn)換器(30)，該轉(zhuǎn)換器與所述功率因數(shù)校正電路(20)相連并且具有為所述發(fā)光裝置(3)供電的輸出端(41)；以及控制裝置(14)，該控制裝置具有輸入端(51)，該輸入端用于感測由所述功率因數(shù)校正電路(20)提供給所述轉(zhuǎn)換器(30)的電壓(Vbus)。所述控制裝置(14)被設(shè)置成執(zhí)行對所述電壓(Vbus)中的電壓波紋(64)的評估，并且根據(jù)所述評估來確定與所述轉(zhuǎn)換器(30)的所述輸出端(41)相連的負(fù)載(3)和/或所述轉(zhuǎn)換器(30)的輸出功率。
【專利說明】用于發(fā)光裝置的操作設(shè)備w及操作設(shè)備的操作方法
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于發(fā)光裝置的操作設(shè)備。本發(fā)明尤其涉及該類具有功率因數(shù)校 正電路的操作設(shè)備。
[000引使用功率因數(shù)校正（"功率因數(shù)校正"PFC)來避免或者至少減少在輸入電流中出 現(xiàn)諧波電流。諧波電流可能尤其出現(xiàn)在非線性消耗器中，例如在電源中具有連續(xù)濾波的整 流器中，因?yàn)樵谠摌拥南钠鞯那闆r下，盡管輸入電壓為正弦形式，但輸入電流的相位發(fā)生 偏移并且發(fā)生非正弦形式的扭曲。此時(shí)出現(xiàn)的高頻諧波振蕩可W通過在各個(gè)裝置前方接通 的被激活的或者時(shí)鐘控制的功率因數(shù)校正電路來對抗。功率因數(shù)校正電路還可W用于照明 機(jī)構(gòu)的操作設(shè)備，例如英光照明機(jī)構(gòu)的電子鎮(zhèn)流器或者L邸轉(zhuǎn)換器。該種電路在用于操作 照明機(jī)構(gòu)的裝置是有意義的，該是因?yàn)橐?guī)范限制了被回送到供電網(wǎng)絡(luò)中的容許諧波。
[0003] 通常希望操作設(shè)備能被用于不同的發(fā)光裝置，例如用于具有不同數(shù)量LED的LED 模塊。所希望的是，提供能夠自動(dòng)檢測與轉(zhuǎn)換器的輸出端相連的負(fù)載的操作設(shè)備。該使得 必要時(shí)使操作設(shè)備的控制或調(diào)整與負(fù)載相適應(yīng)。為此操作設(shè)備能夠自動(dòng)借助測量過程將信 息確定為一個(gè)測量值并且根據(jù)該測量值來調(diào)整工作參數(shù)。
[0004] 文獻(xiàn)EP1881745A1利用螺旋電阻測量實(shí)現(xiàn)了對燈類型的檢測。引燃參數(shù)對應(yīng)于該 燈的類型檢測來設(shè)定，并且啟動(dòng)燈。由引燃電壓推導(dǎo)出功率并且由該功率重新推導(dǎo)出在校 正燈類型檢測過程中為該功率而設(shè)置的功率因數(shù)校正電路的參數(shù)。
[0005] 國際公開文件W02009/146934A2描述了方法和裝置，其中從一個(gè)參數(shù)出發(fā)而采用 有源功率因數(shù)校正電路（"PFC")尤其是測量出的PFC開關(guān)的接通時(shí)間，且采用操作設(shè)備的 至少一個(gè)工作參數(shù)。
[0006] 因此當(dāng)操作設(shè)備是所謂的SELV("單個(gè)特低電壓"或者"安全特低電壓"）設(shè)備時(shí)， 對操作設(shè)備輸出端的負(fù)載的檢測尤其能夠表達(dá)一個(gè)要求。在該樣的設(shè)備中出于安全原因在 具有低電壓的SELV側(cè)與非SELV側(cè)之間存在電勢隔離，該非SELV側(cè)與SELV側(cè)是電隔離開 的。在用于發(fā)光元件的操作設(shè)備中要求該樣的電流隔斷或者電位隔離是出于安全考慮，W 便通過所謂的電位勢壘或SELV勢壘使ELV (特低壓）區(qū)與具有較高供應(yīng)電壓且尤其是電網(wǎng) 電壓的區(qū)域隔離。
[0007] 傳統(tǒng)用于檢測轉(zhuǎn)換器輸出端，即SELV側(cè)的輸出端的負(fù)載的屬性的方法包括在 SELV側(cè)獲取測量值的過程。然而相應(yīng)的評估和控制需要在SELV側(cè)使用相應(yīng)的邏輯部件或 者返回經(jīng)由SELV勢壘的測量值。兩個(gè)過程都與附加的電路技術(shù)成本相關(guān)
[0008] 任務(wù)在于給出裝置和方法且提供有關(guān)所述問題的改進(jìn)方案。任務(wù)在于，給出裝置 和方法，其中能夠?qū)Σ僮髟O(shè)備輸出端的負(fù)載和/或輸出功率進(jìn)行檢測。
[0009] 任務(wù)在于，給出裝置和方法，其中在具有勢壘的操作設(shè)備中不必一定要為負(fù)載檢 測而在次級側(cè)上獲取測量值。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明，提供一種具有在獨(dú)立權(quán)利要求中給出的特征的、用于發(fā)光裝置和方 法的操作設(shè)備。從屬權(quán)利要求限定本發(fā)明有利的且優(yōu)選的實(shí)施方式。
[0011] 在根據(jù)實(shí)施方式的方法和裝置中，操作設(shè)備具有向轉(zhuǎn)換器提供電壓的功率因數(shù)校 正電路。該轉(zhuǎn)換器可W是絕緣式或者非絕緣式諧振轉(zhuǎn)換器，例如是LLC諧振轉(zhuǎn)換器。該轉(zhuǎn) 換器的輸出端（也可w用作操作設(shè)備的輸出端）在工作時(shí)向發(fā)光裝置提供電能。功率因數(shù) 校正電路的控制裝置可W被實(shí)施和設(shè)置成使得其根據(jù)評估電壓波紋，尤其是功率因數(shù)校正 電路向轉(zhuǎn)換器提供的電壓中的峰值-峰值電壓的電壓波紋來確定與轉(zhuǎn)換器的輸出端相連 的負(fù)載和/或轉(zhuǎn)換器的輸出功率。
[0012] 根據(jù)實(shí)施方式的方法和裝置允許根據(jù)對電壓波紋，尤其是對由功率因數(shù)校正電路 提供的峰值-峰值電壓的電壓波紋的評估來檢測轉(zhuǎn)換器的負(fù)載和/或輸出功率。評估W用 于負(fù)載識別的測量值將在初級側(cè)獲取。并不一定要為負(fù)載檢測過程而在操作設(shè)備的SELV 側(cè)上獲取測量值。
[0013] 例如為了要檢測不同的負(fù)載，可W將控制裝置設(shè)置成用于檢測多個(gè)LED,該些LED 由轉(zhuǎn)換器的輸出端供電。根據(jù)在由功率因數(shù)校正電路提供的電壓中的電壓波紋的幅度，在 不必返回有關(guān)SELV勢壘的測量值的情況下，該個(gè)或者其它的負(fù)載檢測過程是可行的。
[0014] 該控制裝置能夠在使用特征曲線的情況下例如通過表格問詢的方式來確定。該控 制裝置能夠使用如此確定的負(fù)載W便根據(jù)另一個(gè)特征線，例如通過另一個(gè)表格問詢來確定 用于操作轉(zhuǎn)換器的參數(shù)，該表格問詢應(yīng)被用于檢測到的負(fù)載。該控制裝置能夠根據(jù)檢測到 的負(fù)載和/或輸出功率W不同的方式控制對操作設(shè)備的操作。
[0015] 在一個(gè)實(shí)施方式中，該控制裝置被設(shè)置成根據(jù)檢測到的負(fù)載將發(fā)光裝置的光強(qiáng)度 調(diào)整到額定值。作為替代或補(bǔ)充，該控制裝置可被設(shè)置成根據(jù)檢測到的負(fù)載來抑制色偏移。 作為替代或補(bǔ)充，該控制裝置可被設(shè)置成根據(jù)檢測到的負(fù)載來抑制閃爍。
[0016] 該控制裝置能夠W不同的方式作用于操作設(shè)備的操作W便根據(jù)檢測到的負(fù)載來 控制該操作。該控制裝置能夠根據(jù)檢測到的負(fù)載來選擇用于功率因數(shù)校正電路的工作模 式。該控制裝置能夠根據(jù)檢測到的負(fù)載來選擇，是否應(yīng)在DCM("非連續(xù)導(dǎo)電模式"）工作 時(shí)或者在連續(xù)的和通過電感器的連續(xù)電流，即；在BCM("臨界導(dǎo)電模式"或者"邊界導(dǎo)電模 式"）工作時(shí)操作功率因數(shù)校正電路。該控制裝置也能夠根據(jù)檢測到的負(fù)載來選擇用于功 率因數(shù)校正電路的工作參數(shù)。例如，該控制裝置能夠根據(jù)檢測出的負(fù)載調(diào)整在BCM工作時(shí) 的功率因數(shù)校正電路20的功率開關(guān)24的接通時(shí)間（"Ton"時(shí)間）。作為替代或補(bǔ)充，該控 制裝置能夠根據(jù)檢測到的負(fù)載來調(diào)整在DCM工作時(shí)功率因數(shù)校正電路的功率開關(guān)接通前 的等待時(shí)間或者最短等待時(shí)間。
[0017] 該控制裝置也能夠根據(jù)檢測到的負(fù)載選擇用于轉(zhuǎn)換器的工作模式。該控制裝置能 夠根據(jù)檢測出的負(fù)載來選擇，應(yīng)W脈沖工作狀態(tài)來操作轉(zhuǎn)換器（其中切斷轉(zhuǎn)換器的半橋或 全橋一定的時(shí)間段），還是應(yīng)W連續(xù)工作狀態(tài)來操作轉(zhuǎn)換器，例如用于幅度調(diào)光。該控制裝 置能夠根據(jù)檢測到的負(fù)載自動(dòng)地確定用于轉(zhuǎn)換器的工作參數(shù)，例如轉(zhuǎn)換器的半橋或全橋的 開關(guān)的接通頻度。
[0018] 該操作設(shè)備能夠被實(shí)施為L邸變換器的形式。該操作設(shè)備也能夠被實(shí)施為恒定電 壓源的形式。該操作設(shè)備能夠被實(shí)施為使得實(shí)現(xiàn)對操作設(shè)備輸出電壓的調(diào)整。
[0019] 該控制裝置能夠被實(shí)施為集成電路的形式，尤其被實(shí)施為專用特定電路（ASIC"專 用集成電路"）。
[0020] 根據(jù)不同的實(shí)施方式的方法和因此各自達(dá)到的效果與根據(jù)實(shí)施例的操作設(shè)備的 實(shí)施方式相對應(yīng)。
[0021] W下將參照附圖并結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方式來詳述本發(fā)明。
[0022] 圖1示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的具有功率因數(shù)校正電路的照明系統(tǒng)。
[0023] 圖2示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的操作設(shè)備的電路圖。
[0024] 圖3描述出了基于總線電壓的電壓波紋的峰值-峰值電壓的負(fù)載檢測過程，該峰 值-峰值電壓由根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式操作設(shè)備的控制裝置使用。
[0025] 圖4描述出了獲知電壓波紋的峰值-峰值電壓的過程，該峰值-峰值電壓由根據(jù) 一個(gè)實(shí)施方式的操作設(shè)備的控制裝置使用。
[0026] 圖5是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的操作設(shè)備的控制裝置的框圖。
[0027] 圖1示出了包括用于照明裝置3,例如用于LED的操作設(shè)備2的照明系統(tǒng)1的框 圖。操作設(shè)備2能夠與總線4或者無線連接系統(tǒng)連接，W便接收調(diào)光指令和/或發(fā)送狀態(tài) 報(bào)告。
[0028] 操作設(shè)備2能夠例如實(shí)施為用于氣體放電燈、發(fā)光材料燈或另一個(gè)英光發(fā)光裝置 或者實(shí)現(xiàn)為L邸變換器。操作設(shè)備2具有整流器10來對供電電壓、例如對電源電壓進(jìn)行整 流。操作電路2具有功率因數(shù)校正電路11。操作電路2具有控制裝置14。功率因數(shù)校正 電路11提供一個(gè)電壓Vbus，也被稱為總線電壓，W用于操作設(shè)備2的下游組件?？蒞通過 轉(zhuǎn)換器12達(dá)到另一電壓轉(zhuǎn)換和/或調(diào)光功能，該轉(zhuǎn)換器可被實(shí)施為諧振轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器12 可W具有變壓器或者其它換向器W便在操作設(shè)備的SELV側(cè)與非SELV側(cè)之間實(shí)現(xiàn)電隔離。
[0029] 整流器10可W盡可能經(jīng)由一個(gè)高頻過濾器連接至交流電壓，尤其連接至電源電 壓。功率因數(shù)校正電路11可W從整流器10中接收的一個(gè)整流的交流電壓W作為輸入電壓。 功率因數(shù)校正電路11實(shí)現(xiàn)了濾波的功能并且產(chǎn)生一個(gè)直流電壓Vbus W提供給轉(zhuǎn)換器12。 然而由功率因數(shù)校正電路11產(chǎn)生的用作轉(zhuǎn)換器12的供電電壓的電壓還具有電壓波紋，即： 具有一個(gè)紋波。
[0030] 操作設(shè)備2且尤其是控制裝置14的功能性將通過參照圖2至圖6詳細(xì)予W描述。 通常來說，控制裝置14可W根據(jù)轉(zhuǎn)換器12的輸出端的負(fù)載3和/或根據(jù)操作設(shè)備的輸出 功率來控制功率因數(shù)校正電路和/或轉(zhuǎn)換器12?？刂蒲b置14被設(shè)置成根據(jù)評估尤其是電 壓Vbus的電壓波紋的峰值-峰值電壓來檢測負(fù)載3,該峰值-峰值電壓是由功率因數(shù)校正 電路11提供給轉(zhuǎn)換器12的?？刂蒲b置14能夠根據(jù)檢測到的負(fù)載來控制對操作設(shè)備的操 作。例如為了要檢測負(fù)載將自動(dòng)檢測多個(gè)LED或者另一方面自動(dòng)檢測發(fā)光裝置3的屬性。
[0031] 圖2是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的操作設(shè)備的電路圖。操作設(shè)備2通常具有功率因數(shù)校 正電路20、設(shè)于功率因數(shù)校正電路20下游的轉(zhuǎn)換器30 W及控制裝置14。轉(zhuǎn)換器30尤其 可W實(shí)現(xiàn)為諧振轉(zhuǎn)換器。可W將整流的交流電壓作為輸入電壓Vin輸送給功率因數(shù)校正電 路20的輸入端19。操作設(shè)備2的輸入電壓不一定是整流的交流電壓。例如可將整流器10 如下設(shè)置，使其對電源電壓整流并且將其作為輸入電壓Vin提供給功率因數(shù)校正電路20。
[0032] 該功率因數(shù)校正電路可W具有升壓變換器的拓?fù)洳贾谩?br> [0033] 整流的交流電壓Vin被輸往電感器或繞組21。將電感器21與功率因數(shù)校正電路 20的輸入接口與輸出端之間的二極管22串聯(lián)連接。將功率因數(shù)校正電路20的輸出端與轉(zhuǎn) 換器30的輸入端相連并且將由功率因數(shù)校正電路20產(chǎn)生的電壓Vbus作為供電電壓提供 給轉(zhuǎn)換器30。
[0034] 功率因數(shù)校正電路20具有在其輸出端的充電電容器23。將構(gòu)造成功率開關(guān)并且 可W例如構(gòu)造成場效晶體管（FET)，尤其是M0SFET的可控電開關(guān)24連接至電感器21與二 極管22之間的連線。開關(guān)24可通過（未示出的）分流器電阻接地。由操作設(shè)備2的控制 裝置14將開關(guān)24切換到接通狀態(tài)和切斷狀態(tài)?？刂蒲b置14具有相應(yīng)的輸出端52 W控制 PFC控制信號，借助該輸出端例如可W控制開關(guān)24的柵極電壓。
[00巧]在開關(guān)24接通的狀態(tài)下，電感器21通過開關(guān)24接地，其中阻斷二極管22,使得 為電感器21充電，并且將電能儲存在電感器21中。相反地，在切斷開關(guān)24時(shí)，即開關(guān)斷開 時(shí)，二極管22通電，使得電感器21能夠自身通過二極管22向充電電容器23放電并且將儲 存在電感器21中的電能傳輸?shù)匠潆婋娙萜?3中。
[0036] 由可W實(shí)施為集成電路，尤其是ASIC的控制裝置14來控制開關(guān)24。將通過反復(fù) 接通和切斷開關(guān)24來實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正過程，其中開關(guān)24的接通頻度遠(yuǎn)大于整流交流電 壓Vin的頻度。
[0037] 轉(zhuǎn)換器30接收由功率因數(shù)校正電路20在其輸出端提供的供電電壓Vbus。轉(zhuǎn)換器 30可W包含電解質(zhì)，W實(shí)現(xiàn)操作設(shè)備2的非SELV側(cè)與操作設(shè)備2的SELV側(cè)之間的電隔離。 相應(yīng)的電位勢壘49或者SELV勢壘49將操作設(shè)備2的非SELV側(cè)從操作設(shè)備2的SELV側(cè) 隔離。
[0038] 轉(zhuǎn)換器30具有帶初級繞組34和次級繞組36的變壓器。轉(zhuǎn)換器30可利用板橋控 制實(shí)施為包含LLC諧振電路的LLC諧振轉(zhuǎn)換器。該變壓器的初級繞組34也可W起到化C 諧振電路的電感器的作用。該LLC諧振電路包括另一個(gè)電感器33和電容器35。具有電感 器33、34和電容器35的LLC諧振電路可W實(shí)施為串聯(lián)諧振電路。該LLC諧振電路的較小 的電感器33也可被集成在變壓器中并且可W例如為初級繞組34的漏電感。
[0039] 轉(zhuǎn)換器30在工作時(shí)，在初級側(cè)由半橋的開關(guān)31、32的時(shí)鐘開關(guān)來控制。開關(guān)31、 32可被實(shí)施為場效晶體管（FETs)，尤其實(shí)施為M0SFET?？刂蒲b置14能夠?qū)е麻_關(guān)31、32 的交替的時(shí)鐘方式接通。如下地實(shí)現(xiàn)對開關(guān)的控制，即總是最多導(dǎo)通開關(guān)31、32中的一個(gè)。 控制裝置14可W利用開關(guān)31、32在不同工作模式下控制半橋。在第一工作模式下，可W改 變開關(guān)31、32相對于LLC諧振電路的諧振頻率的接通頻率W便實(shí)現(xiàn)幅度調(diào)光。在第二工作 模式下可W如下控制半橋，即：導(dǎo)致轉(zhuǎn)換器30 W脈沖方式操作。其中可W在一定的持續(xù)時(shí) 間將兩個(gè)開關(guān)31、32切換至斷開狀態(tài)?？刂蒲b置14可W根據(jù)在輸出端41處檢測到的負(fù)載 3和/或根據(jù)在操作設(shè)備2的輸出端41處檢測到的輸出功率自動(dòng)采用相應(yīng)的工作模式和/ 或工作參數(shù)。如將更詳細(xì)描述的那樣，檢測過程例如根據(jù)電壓波紋的峰值-峰值電壓來實(shí) 現(xiàn)?？刂蒲b置14被設(shè)置成用于產(chǎn)生控制信號，該控制信號能夠經(jīng)由與第一開關(guān)31禪合的 第一輸出端53和與第二開關(guān)32禪合的第二輸出端54來控制。
[0040] 轉(zhuǎn)換器30具有帶變壓器次級繞組36的次級側(cè)。該次級側(cè)可W具有帶二極管37、 38的整流器和位于整流器輸出端的電容器39。此外可W在轉(zhuǎn)換器30的輸出端41上游插 接電感器40。該電感器40例如在轉(zhuǎn)換器30被操作成恒定電壓源時(shí)可被去除。
[0041] 可W將負(fù)載與轉(zhuǎn)換器的輸出端41禪合，尤其是通電連接。負(fù)載3可W包括多個(gè)發(fā) 光二極管（LED)。作為發(fā)光裝置的負(fù)載3可W包括無機(jī)的和/或有機(jī)的LED。該些L邸可 W如在圖2中示意性示出的那樣并聯(lián)接通。然而也可W串聯(lián)接通該些LED,或者可W使用串 聯(lián)電路和并聯(lián)電路的組合。
[0042] 控制裝置14被設(shè)置成自動(dòng)檢測負(fù)載3或經(jīng)由輸出端41輸出的輸出功率。此時(shí)將 對作為供電電壓而由功率因數(shù)校正電路20向轉(zhuǎn)換器30提供的隨時(shí)間變化的電壓Vbus進(jìn) 行評估，如參照圖3至圖6將更詳細(xì)描述的那樣。控制裝置14可W自動(dòng)根據(jù)檢測到的負(fù)載 來使得功率因數(shù)校正電路20和/轉(zhuǎn)換器30的工作與不同工作模式和/或工作參數(shù)相適應(yīng)。
[0043] 此時(shí)將向控制裝置14輸送一個(gè)測量值，控制裝置14能夠利用該測量值來獲取電 壓Vbus?？刂蒲b置14例如可W通過具有電阻26、27的分壓器W時(shí)間解析的方式來獲取電 壓Vbus，該電壓由功率因數(shù)校正電路20作為供電電壓提供給轉(zhuǎn)換器30。能夠在將相應(yīng)測 量值輸送到控制裝置14的輸入端之前實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換。
[0044] 由功率因數(shù)校正電路20提供的電壓Vbus中的波度W及電壓波紋能夠被表達(dá)成：
[004 引 FCl)=|/|fCf)A + FCfO). … C/日
[0046] 此處的i(t)為充點(diǎn)電容器的隨時(shí)間振蕩的充電電流并且C為該充電電容器的電 容。通過等式（1)右側(cè)的第一項(xiàng)引出的電壓波紋具有峰值-峰值電壓，同樣當(dāng)輸出端41與 測量點(diǎn)電隔離開時(shí)，根據(jù)轉(zhuǎn)換器30輸出端41處的負(fù)載3在用于控制裝置14的電壓Vbus 處獲取該峰值-峰值電壓。根據(jù)
[0047] P = VI = I'R = VVR 似
[004引輸出端41處的輸出功率取決于負(fù)載R。相應(yīng)地，例如輸出電流的減小例如會導(dǎo)致 電壓波紋的峰值-峰值電壓的減小。
[0049] 圖3為圖2中描述的電路明確示出了電壓波紋的峰值-峰值電壓與負(fù)載的依賴關(guān) 系。負(fù)載在所描述的依賴關(guān)系中變化十余倍。該樣的負(fù)載變化例如為L邸數(shù)量的變化，該 些LED由操作設(shè)備供電。LED數(shù)量的變化也出現(xiàn)在工作過程中，例如由于LED的中斷。
[0050] 負(fù)載的變化將導(dǎo)致由功率因數(shù)校正電路20提供的電壓Vbus中的電壓波紋的峰 值-峰值電壓的變化。圖3中所述峰值-峰值電壓70可W例如作為在一個(gè)周期中的電壓 的最大值與最小值之間的差值，即作為電壓差來獲取。
[0051] 電壓Vbus中的電壓波紋的峰值-峰值電壓70的該種負(fù)載依賴關(guān)系使得對負(fù)載和 /輸出功率的檢測取決于對電壓波紋的評估，尤其取決于電壓Vbus的最小值與最大值之間 的電壓差。
[0052] 控制裝置14能夠使用如例如在圖3中所述的一條特征曲線檢測負(fù)載，所述特征曲 線表示負(fù)載與電壓波紋的峰值-峰值電壓相互關(guān)系。此時(shí)能夠例如使用相應(yīng)的特征曲線。
[0053] 圖4示出了確定電壓波紋的峰值-峰值電壓的過程。整流的交流電壓61被輸送 給功率因數(shù)校正電路20。未整流交流電壓的一個(gè)周期適應(yīng)于整流交流電壓61的兩個(gè)周期 62。當(dāng)處于其長度等于或大于整流交流電壓的周期62的時(shí)間窗時(shí)，功率因數(shù)校正電路20 所提供的電壓Vbus被采集?？蒞對采集值65、66、67、68的總和加W評估W便確定電壓波 紋64的峰值-峰值電壓70。
[0054] 可W采用不同的評估過程。在一個(gè)實(shí)施方式中，控制裝置14確定出現(xiàn)在周期62 中的采集值的一個(gè)最大值68和一個(gè)最小值67。該最大值68與該最小值67之間的差值可 被用作電壓波紋的峰值-峰值電壓的標(biāo)準(zhǔn)。
[00巧]完整的處理技術(shù)是可行的。例如控制裝置可W將正弦曲線擬合到采集值65、66、 67、68, W便確定作為兩個(gè)適應(yīng)參數(shù)中的一個(gè)的幅度。
[0056] W下示例明確示出了控制裝置14在負(fù)載檢測過程中的作用。一個(gè)表示電壓Vbus 的測量值將由控制裝置14在輸入端接收或者在測量點(diǎn)處獲取。可W采用A/D轉(zhuǎn)換的方式。 根據(jù)采集值，能夠自動(dòng)執(zhí)行幅度檢測。其中將確定電壓波紋的幅度?？蓋使用所確定的幅 度來檢測負(fù)載。該負(fù)載可W例如通過表格問詢的方式來確定。可W使用特征曲線根據(jù)該幅 度來確定負(fù)載和/或輸出功率。另選地，取代表格而例如借助算法來評估確定的過程也是 可行的。在評估確定或者表格問詢的過程中也可W考慮有關(guān)操作設(shè)備2的老化的補(bǔ)償?？?W例如為不同老化程度的操作設(shè)備2設(shè)置不同的表格值，其根據(jù)操作設(shè)備2的老化來使用。 另選地，也可W在評估中考慮到根據(jù)操作設(shè)備2的老化而改變的補(bǔ)償因數(shù)。在操作設(shè)備2 老化時(shí)，例如充電電容器23變化的電容能夠起作用，其中能夠?qū)υ撟兓覹補(bǔ)償。
[0057] 操作設(shè)備2的控制裝置14可W實(shí)現(xiàn)其它的功能。操作設(shè)備2的控制裝置尤其能 夠根據(jù)檢測到的負(fù)載，即根據(jù)確定的總線電壓Vbus的峰值-峰值電壓來自動(dòng)確定功率因數(shù) 校正電路20的工作模式、功率因數(shù)校正電路20的工作參數(shù)、轉(zhuǎn)換器30的工作模式和/或 轉(zhuǎn)換器30的工作參數(shù)。
[005引圖5 W功能框圖的方式示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的控制裝置14的功能。
[0059] 控制裝置14可W具有邏輯部件81來確定功率因數(shù)校正電路20所提供的電壓 Vbus中的電壓波紋的峰值-峰值電壓。該邏輯部件81可W使用特征曲線來確定負(fù)載。根 據(jù)轉(zhuǎn)換器輸出端的負(fù)載能夠適應(yīng)不同的功能。
[0060] 控制裝置14可W具有功能82來選擇功率因數(shù)校正電路的工作模式。功能82可 W根據(jù)檢測出的負(fù)載自動(dòng)選擇功率因數(shù)校正電路的工作模式。功能82可W根據(jù)檢測出的 負(fù)載選擇應(yīng)W DCM("非連續(xù)導(dǎo)電模式"）工作還是W連續(xù)的和通過電感器的連續(xù)電流，即W BCM("臨界導(dǎo)電模式"或者"邊界導(dǎo)電模式"）工作來操作功率因數(shù)校正電路。如果功率因數(shù) 校正電路20的其它工作模式可行，則功能82相應(yīng)地選擇其中一個(gè)工作模式，例如CCM("連 續(xù)導(dǎo)電模式"）工作模式。
[0061] 功能82也可W根據(jù)檢測出的負(fù)載來選擇功率因數(shù)校正電路的工作參數(shù)。例如，控 制裝置可W根據(jù)檢測出的負(fù)載來調(diào)整W BCM工作時(shí)的功率因數(shù)校正電路20的功率開關(guān)24 的接通時(shí)間（"Ton"時(shí)間）。作為替代或補(bǔ)充，控制裝置能夠根據(jù)檢測到的負(fù)載來調(diào)整W DCM工作時(shí)功率因數(shù)校正電路20的功率開關(guān)24接通前的等待時(shí)間或者最短等待時(shí)間。
[0062] 控制裝置14可W具有功能85來對轉(zhuǎn)換器30進(jìn)行半橋控制。功能85可W根據(jù)檢 測到的負(fù)載來選擇應(yīng)該W脈沖工作方式來操作轉(zhuǎn)換器30(其中切斷轉(zhuǎn)換器的半橋或全橋 一定的時(shí)間段）還是應(yīng)該W連續(xù)工作方式來操作轉(zhuǎn)換器30,例如幅度調(diào)光。功能85可W根 據(jù)檢測到的負(fù)載自動(dòng)為轉(zhuǎn)換器確定工作參數(shù)，例如轉(zhuǎn)換器30的半橋開關(guān)的接通頻度。
[0063] 控制裝置14可W具有其它功能，例如用來抑制與負(fù)載相關(guān)的色差的功能83和/ 或功能84、用于根據(jù)負(fù)載來調(diào)整由發(fā)光裝置3發(fā)出的光的強(qiáng)度控制或強(qiáng)度調(diào)整。能夠?qū)崿F(xiàn) 其它用于根據(jù)負(fù)載控制和/或調(diào)整功率因數(shù)校正電路20和/或轉(zhuǎn)換器30的功能。
[0064] 控制裝置14可被實(shí)施為用于根據(jù)特征曲線適應(yīng)不同的功能而將操作設(shè)備的操作 匹配于檢測到的負(fù)載和/或輸出功率。此時(shí)可W例如為操作設(shè)備2的操作設(shè)置其它特征曲 線、工作模式和/或工作參數(shù)作為負(fù)載的功能來提供。將電壓波紋的峰值-峰值電壓與負(fù) 載聯(lián)系起來的該特征曲線W及將負(fù)載與工作參數(shù)聯(lián)系起來的特征曲線也能夠進(jìn)行組合。
[0065] 在參照上述附圖所描述的實(shí)施方式中可W實(shí)現(xiàn)其它實(shí)施方式中的轉(zhuǎn)換過程。在例 如詳細(xì)描述作為恒定電流源來提供的操作設(shè)備的過程中也可W將該操作設(shè)備實(shí)施為恒定 電壓源。
[0066] 在通過差異圖來描述檢測電壓波紋的峰值-峰值電壓的過程時(shí)，也可W采用其它 技術(shù)，例如經(jīng)由適配或者通過評估電壓的幅度或者電壓波紋將電壓波紋的峰值-峰值電壓 確定成適配參數(shù)。
[0067] 作為使用特征曲線的替代或補(bǔ)充，可W由電壓波紋的峰值-峰值電壓也通過對函 數(shù)進(jìn)行計(jì)算評估來確定負(fù)載和/或輸出功率。
[006引功率因數(shù)校正電路和/或轉(zhuǎn)換器的電感器和電容器能夠被實(shí)施為單獨(dú)的電感元 件或電容元件。功率因數(shù)校正電路和/或轉(zhuǎn)換器的恰好較小的電感器和電容器也可W實(shí)施 為寄生電感器和寄生電容器。
[0069] 根據(jù)實(shí)施方式的方法和裝置可被用在用于發(fā)光裝置的操作設(shè)備中，例如用在電子 鎮(zhèn)流裝置或者用在L邸變換器中。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于發(fā)光裝置（3)的操作設(shè)備（2)，其包括 功率因數(shù)校正電路（20)， 轉(zhuǎn)換器（30)，其與所述功率因數(shù)校正電路（20)相連，并且具有為所述發(fā)光裝置（3)供 電的輸出端（41)，以及 控制裝置（14)，該控制裝置具有輸入端（51)，該輸入端用于獲取由所述功率因數(shù)校正 電路（20)提供給所述轉(zhuǎn)換器（30)的電壓（Vbus)，其中所述控制裝置（14)被設(shè)置成執(zhí)行對 所述電壓（Vbus)的電壓波紋￠4)的評估，并且根據(jù)所述評估來確定與所述轉(zhuǎn)換器（30)的 所述輸出端（41)相連的負(fù)載（3)和/或所述轉(zhuǎn)換器（30)的輸出功率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的操作設(shè)備（2)， 其中所述控制裝置（14)被設(shè)置成在時(shí)間段￠2)期間確定所述電壓（Vbus)的采集值 (65、66、68、69)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的操作設(shè)備（2)，其包括 整流器（10)，該整流器與所述功率因數(shù)校正電路（20)耦合并被設(shè)置用于整流交流電 壓，其中所述時(shí)間段包括所述交流電壓的至少一個(gè)周期（62)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的操作設(shè)備（2)， 其中所述控制裝置（14)被設(shè)置成，使得根據(jù)在所述時(shí)間段￠2)中獲取的最大采集值 (68)與在所述時(shí)間段（62)中獲取的最小采集值（67)之間的峰值-峰值電壓（70)來確定 所述評估。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的操作設(shè)備（2)， 其中所述控制裝置（14)被設(shè)置成通過表格問詢根據(jù)峰值-峰值電壓（70)來確定與所 述轉(zhuǎn)換器（30)的所述輸出端（41)相連的所述負(fù)載（3)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的操作設(shè)備（2)， 其中所述控制裝置（14)被設(shè)置成通過所述表格問詢來確定與所述轉(zhuǎn)換器（30)的所述 輸出端（41)相連的發(fā)光二極管的數(shù)量。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的操作設(shè)備（2)， 其中所述轉(zhuǎn)換器（30)的所述輸出端（41)與連接至所述功率因數(shù)校正電路（20)的、所 述轉(zhuǎn)換器（30)的輸入端電隔離。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的操作設(shè)備（2)， 其中所述轉(zhuǎn)換器（30)被實(shí)施為LLC諧振轉(zhuǎn)換器（30)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的操作設(shè)備（2)， 其中所述控制裝置（14)被設(shè)置成用于所述LLC諧振轉(zhuǎn)換器（30)的半橋控制， 其中所述控制裝置（14)被設(shè)置成根據(jù)所述負(fù)載（3)和/或所述輸出功率來調(diào)整所述 半橋控制。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的操作設(shè)備（2)， 其中所述控制裝置（14)被設(shè)置成根據(jù)所述確定的負(fù)載（3)和/或輸出功率來控制所 述功率因數(shù)校正電路（20)和/或所述轉(zhuǎn)換器（30)，以便將從所述發(fā)光裝置（3)中發(fā)出的光 電流調(diào)整到額定值。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的操作設(shè)備（2)，該設(shè)備被實(shí)施為LED變換器。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的操作設(shè)備（2)， 該操作設(shè)備被實(shí)施為用于放電燈的鎮(zhèn)流設(shè)備。
13. 用于發(fā)光裝置（3)的操作設(shè)備（2)的操作方法，其中所述操作設(shè)備（2)包括功率因 數(shù)校正電路（20)和轉(zhuǎn)換器（30)，該轉(zhuǎn)換器與所述功率因數(shù)校正電路（20)相連并且具有為 所述發(fā)光裝置（3)供電的輸出端（41)，其中所述方法包括： 獲取由所述功率因數(shù)校正電路（20)向所述轉(zhuǎn)換器（30)提供的電壓（Vbus)， 評估所述電壓（Vbus)的電壓波紋（64)，以及 根據(jù)對所述電壓波紋的評估來確定與所述轉(zhuǎn)換器（30)的所述輸出端（41)相連的負(fù)載 (3)和/或所述轉(zhuǎn)換器（30)的輸出功率。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法， 該方法借助權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的操作設(shè)備（2)來實(shí)施。
【文檔編號】H05B33/08GK104412707SQ201380019677
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月13日
【發(fā)明者】H·奧爾, C·瓦納切 申請人:赤多尼科兩合股份有限公司