驅(qū)動器裝置和用于驅(qū)動負(fù)載的驅(qū)動方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及驅(qū)動器裝置和對應(yīng)的用于驅(qū)動負(fù)載的驅(qū)動方法。此外，本發(fā)明涉及照明設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在用于離線應(yīng)用的LED驅(qū)動器的領(lǐng)域，需要以高可靠性在大功率范圍上驅(qū)動LED的解決方案，特別是具有對外部干擾和噪聲的低靈敏度并且在非常低的功率精確地驅(qū)動LED的解決方案。
[0003]在LED驅(qū)動器的領(lǐng)域，LLC轉(zhuǎn)換器普遍已知被用來驅(qū)動LED。LLC轉(zhuǎn)換器通過對兩個可控制開關(guān)進(jìn)行開關(guān)并且通過向電磁變壓器提供交變輸入電壓而控制向負(fù)載提供的輸出功率。由LLC轉(zhuǎn)換器傳遞的能量與兩個開關(guān)狀態(tài)之間的電容器的能量變化有關(guān)。向負(fù)載提供的能量通過對可控制開關(guān)進(jìn)行開關(guān)而被控制。
[0004]US 2011/0164437 Al公開了一種LLC轉(zhuǎn)換器，其中輸出功率通過改變可控制開關(guān)的占空比而被控制?？商娲?，LLC轉(zhuǎn)換器的輸出功率通過改變可控制開關(guān)的開關(guān)頻率而被控制，如US 7，313，004 BI所公開的。
[0005]控制LLC轉(zhuǎn)換器的進(jìn)一步的方法是基于變壓器電壓而觸發(fā)可控制開關(guān)的開關(guān)動作。當(dāng)變壓器電壓超過閾值電壓時該開關(guān)動作被觸發(fā)，并且當(dāng)變壓器電壓降低至低于第二閾值電壓時導(dǎo)致該開關(guān)倒轉(zhuǎn)。由閾值控制的LLC轉(zhuǎn)換器提供的輸出功率可以通過改變向可控制開關(guān)提供的輸入電壓并且通過改變閾值電壓而被控制。輸入電壓的改變導(dǎo)致可控制開關(guān)的頻率的改變并且隨輸入電壓中的改變線性地調(diào)節(jié)閾值電壓可導(dǎo)致大致恒定的輸出功率。LLC轉(zhuǎn)換器的電壓閾值控制允許比頻率控制更好的線性度并且提供了用于向負(fù)載提供功率的恒定輸出功率。
[0006]閾值控制的LLC轉(zhuǎn)換器的缺點在于它們是復(fù)雜的，并且不提供具有魯棒性的低功率操作。因為閾值電平被設(shè)置為高于輸入電壓以用于向負(fù)載提供低功率，變壓器電壓超過閾值非常短的時間導(dǎo)致可控制開關(guān)的高開關(guān)頻率。閾值電平的噪聲或變化可以略微改變可控制開關(guān)的開關(guān)點，使得沒有功率將被遞送至負(fù)載，其可導(dǎo)致輸出功率的隨機中斷。由噪聲導(dǎo)致的中斷還可導(dǎo)致造成不一致的輸出功率的振蕩。此外，已知的LLC轉(zhuǎn)換器提供了降低的輸出控制線性度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的一個目的是提供改進(jìn)的驅(qū)動器裝置以及對應(yīng)的驅(qū)動方法以用于驅(qū)動以低技術(shù)努力具有改進(jìn)的輸出控制線性度并且提供可靠的低功率操作的負(fù)載，特別是諸如LED單元之類的電流控制的負(fù)載。此外，本發(fā)明的一個目的是提供對應(yīng)的照明設(shè)備。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于驅(qū)動負(fù)載的驅(qū)動器裝置，其包括:
[0009]-輸入端子，用于將該驅(qū)動器裝置連接至電壓供給并且用于從該電壓供給接收輸入電壓，
[0010]-至少一個輸出端子，用于將該驅(qū)動器裝置連接至該負(fù)載，
[0011]-電磁轉(zhuǎn)換器單元，用于將驅(qū)動電壓轉(zhuǎn)換至輸出電壓以用于對該負(fù)載進(jìn)行供電，
[0012]-兩個可控制開關(guān)，被連接至輸入端子以用于將作為該驅(qū)動電壓的可變電壓提供至該電磁轉(zhuǎn)換器單元，以及
[0013]-控制單元，用于基于在該電磁轉(zhuǎn)換器單元的構(gòu)件處測量的電信號以及閾值電平而控制該可控制開關(guān)中的第一個開關(guān)，并且用于基于被設(shè)置為該可控制開關(guān)的接通時間具有獨立的持續(xù)期間(durat1n)的值的控制參數(shù)而控制該可控制開關(guān)中的第二個開關(guān)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于驅(qū)動負(fù)載的驅(qū)動器裝置，其包括:
[0015]-輸入端子，用于將該驅(qū)動器裝置連接至電壓供給并且用于接收輸入電壓，
[0016]-至少一個輸出端子，用于將該驅(qū)動器裝置連接至該負(fù)載，
[0017]-電磁轉(zhuǎn)換器單元，用于將驅(qū)動電壓轉(zhuǎn)換至輸出電壓以用于對該負(fù)載進(jìn)行供電，以及
[0018]-測量裝置，包括被耦合至該電磁轉(zhuǎn)換器單元的耦合件、具有連接至該耦合件的全橋整流器的并用于測量第一電壓的第一測量電路、以及具有連接至該耦合件的半橋整流器的并用于測量第二電壓的第二測量電路。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了一種用于驅(qū)動負(fù)載的驅(qū)動器裝置，其包括:
[0020]-輸入端子，用于將該驅(qū)動器裝置連接至電壓供給并且用于從該電壓供給接收輸入電壓，
[0021]-至少一個輸出端子，用于將該驅(qū)動器裝置連接至該負(fù)載，
[0022]-電磁轉(zhuǎn)換器單元，用于將驅(qū)動電壓轉(zhuǎn)換至輸出電壓以用于對該負(fù)載進(jìn)行供電，
[0023]-兩個可控制開關(guān)，被連接至輸入端子以用于將作為該驅(qū)動電壓的可變電壓提供至該電磁轉(zhuǎn)換器單元，以及
[0024]-單整流器單元，被連接至該電磁轉(zhuǎn)換器單元，其中該單整流器單元被適配為向該負(fù)載提供作為該輸出電壓的半波整流電壓。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于驅(qū)動負(fù)載的驅(qū)動方法，其中該驅(qū)動方法包括以下步驟:
[0026]-通過兩個可控制開關(guān)向電磁轉(zhuǎn)換器單元提供作為驅(qū)動電壓的可變電壓，
[0027]-通過該電磁轉(zhuǎn)換器單元將該驅(qū)動電壓轉(zhuǎn)換至輸出電壓以用于對該負(fù)載進(jìn)行供電，
[0028]-基于在該電磁轉(zhuǎn)換器單元的構(gòu)件處測量的電信號以及閾值電平而控制該可控制開關(guān)中的第一個開關(guān)，并且基于被設(shè)置為該可控制開關(guān)的接通時間具有獨立的持續(xù)期間的值的控制參數(shù)而控制該可控制開關(guān)中的第二個開關(guān)。
[0029]本發(fā)明的優(yōu)選實施例在從屬權(quán)利要求中被限定。應(yīng)當(dāng)理解的是，要求保護(hù)的方法與要求保護(hù)的裝置以及與在從屬權(quán)利要求中限定的具有相似和/或相同的優(yōu)選實施例。
[0030]本發(fā)明基于結(jié)合閾值控制將可控制開關(guān)的接通時間設(shè)置至不同持續(xù)期間以實現(xiàn)非常低的輸出功率的概念。由于轉(zhuǎn)換器基于針對可控制開關(guān)中的一個開關(guān)的初級電壓閾值控制而被控制，可以實現(xiàn)該控制的線性度并且可以達(dá)到恒定輸出功率或電流。由于可控制開關(guān)的獨立的接通時間持續(xù)期間，可以將精確的和可靠的輸出功率提供至具有大功率范圍的負(fù)載，并且可以將輸出功率減小至非常低的功率水平?？煽刂崎_關(guān)的非對稱接通時間持續(xù)期間可以實現(xiàn)深調(diào)光操作并且向負(fù)載提供穩(wěn)定且可靠的、對噪聲較不敏感的輸出功率。
[0031]本發(fā)明進(jìn)一步基于針對輸出電壓的不同半波而精確地測量驅(qū)動器裝置的輸出電壓的概念。因為輸出功率在輸出電壓的半波中的一個半波期間僅由輸出繞組中的一個繞組提供，測量裝置必須在非對稱觸發(fā)的情況下針對不同的半波獨立地測量輸出電壓。為了區(qū)分輸出電壓的彼此不同的半波，測量電路中的一個測量電路具有全橋整流器并且第二測量電路具有半橋整流器以精確地測量輸出功率。
[0032]本發(fā)明進(jìn)一步基于通過僅使用一個單整流器單元以減小特別是針對非對稱操作的技術(shù)努力的概念，該單整流器單元被適配為向負(fù)載提供作為輸出電壓的半波整流的電壓。通過向負(fù)載提供半波整流的電壓，可以實現(xiàn)響應(yīng)于操作輸入變量的改變的高線性輸出電流。此外，可以省略昂貴的電流反饋電路以實現(xiàn)更小和更便宜的轉(zhuǎn)換器單元。
[0033]在優(yōu)選的實施例中，該控制單元被適配為對該可控制開關(guān)交替地進(jìn)行開關(guān)，其中該可控制開關(guān)的上開關(guān)被指派至高電壓電平并且該可控制開關(guān)的下開關(guān)被指派至低電壓電平，從而向該電磁轉(zhuǎn)換器單元提供交變電壓或低電壓。這是向電磁轉(zhuǎn)換器單元提供交變電壓以用于以低技術(shù)努力控制輸出功率的一種可能性。
[0034]在優(yōu)選實施例中，該控制參數(shù)是第二閾值電壓，其中該閾值電壓被設(shè)置為不同的絕對值。這是實現(xiàn)可控制開關(guān)的非對稱的接通時間持續(xù)期間并且在低功率穩(wěn)定地操作驅(qū)動器裝置的簡單的可能性。
[0035]在進(jìn)一步的實施例中，控制參數(shù)是第二可控制開關(guān)的接通時間持續(xù)期間，其優(yōu)選被設(shè)置為預(yù)定義的值。由于可控制開關(guān)中的一個開關(guān)是時間控制的，噪聲在可控制開關(guān)的開關(guān)上的影響以及對噪聲的敏感度被減小。短的時間控制的時間段增大初級電壓的大小，該初級電壓與閾值相比較以生成第一開關(guān)信號，這進(jìn)一步減小了敏感度。
[0036]根據(jù)進(jìn)一步的實施例，第一閾值電壓是用于控制上可控制開關(guān)的上閾值電平，并且其中下可控制開關(guān)的接通時間持續(xù)期間被控制并且被優(yōu)選地設(shè)置為預(yù)定義的值。時間控制的下可控制開關(guān)可以避免下可控制開關(guān)過早進(jìn)行開關(guān)。
[0037]在進(jìn)一步的實施例中，第一閾值電壓是用于控制下可控制開關(guān)的下閾值電平，并且其中上可控制開關(guān)的接通時間持續(xù)期間被控制并且被優(yōu)選地設(shè)置為預(yù)定義的值。上可控制開關(guān)的時間控制的接通時間持續(xù)期間可以避免上可控制開關(guān)過早進(jìn)行開關(guān)。
[0038]在進(jìn)一步的實施例中，驅(qū)動器裝置包括測量裝置，該測量裝置包括被耦合至該電磁轉(zhuǎn)換器單元的耦合件、具有連接至該耦合件的全橋整流器的并用于測量第一電壓的第一測量電路、以及在連接至該耦合件的半橋整流器的并用于測量第二電壓的第二測量電路。這是精確地測量輸出功率的一種可能性，因為輸出功率在輸出電壓的一個半波期間僅被提供至負(fù)載，并且通過AC耦合的全波整流器和半波整流器在非對稱模式中可以容易地檢測輸出功率。
[0039]在進(jìn)一步的實施例中，耦合件包括被耦合至電磁轉(zhuǎn)換器