用于驅(qū)動(dòng)光源的電路裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動(dòng)光源的電路裝置，該電路裝置具有：用于輸入電源電壓的輸入接頭；第一整流電路；具有輸出接頭的升壓轉(zhuǎn)換器；由兩個(gè)與升壓轉(zhuǎn)換器的輸出接頭連接的開(kāi)關(guān)構(gòu)成的半橋裝置；電感，該電感的第一接頭與半橋的中心點(diǎn)耦聯(lián)；第二整流電路，該第二整流電路的第一輸入接頭與電感的第二接頭耦聯(lián)，并且該第二整流電路的第二輸入端與升壓轉(zhuǎn)換器的輸出接頭中的至少一個(gè)耦聯(lián)；其中，第二整流電路的輸出接頭與電流補(bǔ)償?shù)亩罅魅Φ妮斎攵笋盥?lián)，其中，至少一個(gè)光源與電流補(bǔ)償?shù)亩罅魅Φ妮敵鼋宇^連接，并且電流補(bǔ)償?shù)亩罅魅Φ妮敵鼋宇^經(jīng)由濾波電容器與升壓轉(zhuǎn)換器的輸出接頭耦聯(lián)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
用于驅(qū)動(dòng)光源的電路裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明源于一種用于驅(qū)動(dòng)光源的電路裝置，其具有:用于輸入電源電壓的輸入接頭;第一整流電路;具有輸出接頭的升壓轉(zhuǎn)換器；由兩個(gè)與輸出接頭連接的開(kāi)關(guān)構(gòu)成的半橋裝置；電感，該電感的第一接頭與半橋裝置的中心點(diǎn)耦聯(lián);第二整流電路，該第二整流電路的第一輸入接頭與電感的第二接頭耦聯(lián)，并且第二整流電路的第二輸入端與輸出接頭中的至少一個(gè)耦聯(lián)。
【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明源于一種用于驅(qū)動(dòng)根據(jù)主要權(quán)利要求的種類(lèi)的光源的電路裝置。
[0003]圖1示出了具有諧振的輸出特性的已知的電路裝置。扼流圈L調(diào)節(jié)來(lái)自脈沖源Ue的電流。通過(guò)扼流圈限定的交流電流通過(guò)橋式整流器整流，并且通過(guò)電容器過(guò)濾。
[0004]實(shí)踐中，利用這樣的電路裝置具有在電磁兼容性方面的問(wèn)題。該問(wèn)題在將如LED的半導(dǎo)體光源的通常裝置作為負(fù)載時(shí)出現(xiàn)。該負(fù)載通常裝置在薄的電路板上，其又安裝在用于冷卻LED的金屬散熱片上。散熱片通常出于安全原因而接地。在此，在LED和接地的散熱片之間出現(xiàn)寄生電容Ofodui。寄生電容能夠相當(dāng)大地直到2nF。由于大的寄生電容，干擾電位也相應(yīng)地高。
[0005]圖2示出了類(lèi)似在圖1中描述的、基于諧振工作的用于熒光燈的驅(qū)動(dòng)設(shè)備的真實(shí)的測(cè)試構(gòu)造。抵靠在兩個(gè)輸入接頭處的電源電壓通過(guò)第一橋式整流器Dl整流，并且通過(guò)常常作為功率因數(shù)校正電路工作的升壓轉(zhuǎn)換器電路在中間電路電容器C5處變換為大約400V的中間電路電壓。借助于連接到升壓轉(zhuǎn)換器電路的輸出接頭的半橋裝置，從升壓的直流電壓中產(chǎn)生矩形電壓。半橋裝置由兩個(gè)串聯(lián)的晶體管Ql和Q2構(gòu)成。扼流圈LI和分隔電容器Cl形成諧振電路。通過(guò)分隔電容器Cl將信號(hào)的直流分量過(guò)濾。諧振電路的輸出電流通過(guò)第二橋式整流器D2整流，并且通過(guò)Pi過(guò)濾器由C3，L2和C4平整。與電容器C4并聯(lián)地裝置有半導(dǎo)體光源。寄生電容Otodui位于在LED模塊5和電網(wǎng)的地線(xiàn)PE之間。該電容簡(jiǎn)化地標(biāo)記在最低的半導(dǎo)體光源的陰極或者LED模塊的負(fù)極接頭56和地線(xiàn)PE之間。
[0006]實(shí)踐中表明，在半導(dǎo)體光源和接地的散熱片之間，經(jīng)由寄生電容Otodui能夠流動(dòng)超過(guò)10mA的高的接地電流。
[0007 ]圖3示出了在波形圖中的接地電流Ipe。電流I led是通過(guò)LED的運(yùn)行電流。通過(guò)該高的接地電流產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁干擾。該電流在多個(gè)相應(yīng)有效的用于光照裝置的標(biāo)準(zhǔn)的邊界值之上，其中用于LED和LED模塊的驅(qū)動(dòng)設(shè)備局部地分隔。通過(guò)不被允許的高的接地電流和強(qiáng)烈的電磁干擾，該電路拓?fù)洳荒軌蛴糜谏鲜鰬?yīng)用。
[0008]圖4示出了具有單向整流的在現(xiàn)有技術(shù)中已知的解決方案。替代第二橋式整流器，使用簡(jiǎn)單的二極管D3。由此最低的LED的陰極和因此的LED模塊5的負(fù)極56總是接地的。通過(guò)該措施不會(huì)形成經(jīng)由寄生電容Cltodul的大的干擾電流
[0009]通過(guò)單向整流，二極管D3卻僅在由LI和C2構(gòu)成的諧振電路的極性的情況下導(dǎo)通，因此相對(duì)于LED電流的高的無(wú)功電流是必要的，其導(dǎo)致高的損失和僅為80%到85%的電路裝置的低效率。
[0010]圖5示出了具有電壓加倍電路的替代方案。該電路具有兩個(gè)二極管D3和D4，由此提供了全波工作特性。在C2處的諧振電壓的正極性的情況下電流流經(jīng)D3，在負(fù)極性的情況下電流流經(jīng)D4 ο電容器C3和C5供應(yīng)電流到大地。相比根據(jù)圖2的橋式整流器，到大地的高頻電壓偏差是很小的。該電路的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)與根據(jù)圖4的具有單向整流器的電路相似。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于提出一種用于驅(qū)動(dòng)光源的電路裝置，其不再具有上述缺點(diǎn)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，該目的利用用于驅(qū)動(dòng)光源的電路裝置實(shí)現(xiàn)，該電路裝置具有:用于輸入電源電壓的輸入接頭;第一整流電路;具有輸出接頭的升壓轉(zhuǎn)換器；由兩個(gè)與升壓轉(zhuǎn)換器的輸出接頭連接的開(kāi)關(guān)構(gòu)成的半橋裝置;電感，該電感的第一接頭與半橋的中心點(diǎn)耦聯(lián);第二整流電路，該第二整流電路的第一輸入接頭與電感的第二接頭耦聯(lián)，并且該第二整流電路的第二輸入端與升壓轉(zhuǎn)換器的輸出接頭中的至少一個(gè)耦聯(lián)，其中第二整流電路的輸出接頭與電流補(bǔ)償?shù)亩罅魅Φ妮斎攵笋盥?lián)，其中至少一個(gè)光源與電流補(bǔ)償?shù)亩罅魅Φ妮敵鼋宇^連接，并且電流補(bǔ)償?shù)亩罅魅Φ妮敵鼋宇^經(jīng)由濾波電容器與升壓轉(zhuǎn)換器的輸出接頭耦聯(lián)。通過(guò)該措施可靠地禁止了接地電流，因?yàn)橥ㄟ^(guò)濾波電容器到升壓轉(zhuǎn)換器的反饋對(duì)相對(duì)于地的電位進(jìn)行調(diào)適。在此，電流補(bǔ)償?shù)亩罅魅箯纳龎恨D(zhuǎn)換器經(jīng)由橋式整流器的短路。
[0013]優(yōu)選地，在電感和第二整流電路之間接入耦合電容器。該耦合電容器禁止整流電流中的直流分量。
[0014]在另外的設(shè)計(jì)方案中，在第二整流電路的第二輸入端和半橋裝置的基準(zhǔn)電位或供電電位之間各接入一個(gè)耦合電容器。通過(guò)該措施，電路更加對(duì)稱(chēng)地也在部件負(fù)載上起作用。
[0015]優(yōu)選地，濾波電容器的電容量的比大于1:10。因此濾波電容器中的一個(gè)是非常小的，并且能夠與電流補(bǔ)償?shù)亩罅魅Φ碾s布電感共同起作用。因此根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的輸出端具有電流源特性。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的用于驅(qū)動(dòng)光源的電路裝置的另外有利的改進(jìn)方案和設(shè)計(jì)方案由另外的從屬權(quán)利要求和接下來(lái)的描述得出。
【附圖說(shuō)明】
[0017]本發(fā)明的另外的優(yōu)點(diǎn)、特征和細(xì)節(jié)根據(jù)實(shí)施例的以下描述及根據(jù)附圖得出，在附圖中相同或功能一樣的元件具有相同的參考標(biāo)號(hào)。在此示出:
[0018]圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)已知的電路的示意圖，
[0019]圖2示出了具有所有相關(guān)功能的部件的上述電路的真實(shí)的電路圖，
[0020]圖3示出了在運(yùn)行根據(jù)圖2的上述電路時(shí)出現(xiàn)的、接地導(dǎo)線(xiàn)電流的和LED電流的曲線(xiàn)圖，
[0021]圖4示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)具有半波整流器的可替換的實(shí)施方式的電路圖，
[0022]圖5示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)具有電壓加倍電路的另外可替換的實(shí)施方式的電路圖，
[0023]圖6示出了具有電流補(bǔ)償?shù)亩罅魅Φ母鶕?jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的電路圖，
[0024]圖7示出了具有電流補(bǔ)償?shù)亩罅魅Φ母鶕?jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]圖6示出了具有電流補(bǔ)償?shù)亩罅魅Φ挠糜隍?qū)動(dòng)光源的電路裝置的根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的電路圖。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的電路裝置具有兩個(gè)用于輸入電源電壓的輸入端L，N。該輸入端與第一整流電路、例如橋式整流器Dl耦聯(lián)，其輸出端與升壓轉(zhuǎn)換器電路I的輸入端耦聯(lián)。升壓轉(zhuǎn)換器電路I常常實(shí)施為功率因數(shù)校正電路，以便提高電路裝置的電源功率因數(shù)。升壓轉(zhuǎn)換器電路基于儲(chǔ)存電容器C5工作，其常常也稱(chēng)為中間電路電容器。與中間電路電容器C5并聯(lián)連接有半橋裝置2。半橋裝置2由兩個(gè)串聯(lián)的晶體管Ql和Q2構(gòu)成，其半橋中心點(diǎn)稱(chēng)為M。扼流圈LI的第一接頭與半橋中心點(diǎn)M耦聯(lián)，其第二接頭與分隔電容器Cl的第一接頭耦聯(lián)。其第二接頭與第二整流電路、例如第二橋式整流器D2的第一輸入端以及與諧振電容器C2的第一接頭耦聯(lián)。分隔電容器Cl對(duì)于電路裝置的正確功能而言當(dāng)然不是強(qiáng)制必要的。其僅僅保證，經(jīng)過(guò)扼流圈LI的電流不具有直流分量。橋式整流器D2的第二輸入端與半橋裝置的基準(zhǔn)電位耦聯(lián)。諧振電容器C2的第二接頭與半橋裝置的基準(zhǔn)電位連接。第二橋式整流器D2的輸出端相應(yīng)與電流補(bǔ)償?shù)亩罅魅Φ木€(xiàn)圈的第一接頭耦聯(lián)。第二橋式整流器D2的輸出端與電容器C3連接。具有至少有一個(gè)LED的LED模塊5相應(yīng)與電流補(bǔ)償?shù)亩罅魅3的線(xiàn)圈的第二接頭耦聯(lián)。與橋式整流器的正輸出端耦聯(lián)的、電流補(bǔ)償?shù)亩罅魅3的線(xiàn)圈的第二接頭與濾波電容器C7并且與LED模塊5的正輸入端55耦聯(lián)。與橋式整流器D2的負(fù)輸出端耦聯(lián)的、電流補(bǔ)償?shù)亩罅魅3的線(xiàn)圈的第二接頭與濾波電容器C6并且與LED模塊5的負(fù)輸入端56耦聯(lián)。濾波電容器C6和C7的另外的接頭形成中心點(diǎn)57。該中心點(diǎn)57與半橋裝置的基準(zhǔn)電位耦聯(lián)。寄生電容CModui存在作為在LED模塊和地線(xiàn)PE之間分布的電容。
[0027]扼流圈LI和諧振電容器C2共同構(gòu)成諧振電路，其給該裝置帶來(lái)諧振的輸出特性。經(jīng)由扼流圈LI的參數(shù)來(lái)設(shè)置輸出電流。直到耦合電容器Cl，電路符合用于低壓放電燈的用于驅(qū)動(dòng)設(shè)備的已知的電路。特別經(jīng)常地，該電路類(lèi)型使用在用于熒光燈的驅(qū)動(dòng)設(shè)備中。其能夠僅借助于用于驅(qū)動(dòng)LED模塊的根據(jù)本發(fā)明的修改操作。
[0028]根據(jù)本發(fā)明，濾波電容器C6和C7與電流補(bǔ)償?shù)亩罅魅3共同遏止通過(guò)Otodul的接地電流。因?yàn)樵摻拥仉娏鲗?duì)稱(chēng)地流經(jīng)電流補(bǔ)償?shù)亩罅魅3并被衰減。通過(guò)C6和C7直接與諧振電路的接地連接并因此經(jīng)由第一橋式整流器Dl與電源連接，其能夠通過(guò)Qtodul將高頻干擾短路。
[0029]與此同時(shí)，組件C3、C6、C7和L3過(guò)濾通過(guò)LED模塊5的LED電流的高頻的波紋。
[0030]LED電流自身相反地不會(huì)被衰減，因?yàn)槠鋵?duì)于電流補(bǔ)償?shù)亩罅魅3代表具有高的直流分量的推挽電流。
[0031 ]濾波電容器C6和C7也能夠不對(duì)稱(chēng)的配置，使得更大的電容器也對(duì)通過(guò)LED模塊5的電流的高頻波紋進(jìn)行衰減，更小的電容器然而僅衰減通過(guò)CmckIuI的接地電流。更大的電容器在此應(yīng)該具有20nF和200nF之間的電容量，更小的電容器在此應(yīng)該具有InF和1nF之間的電容量。在本實(shí)施方式中，在C6和C7之間的電容差異應(yīng)至少為1:10。在此不重要的是，兩個(gè)中的哪一個(gè)具有更大的電容量以及哪一個(gè)具有更小的電容量。
[0032]借助于根據(jù)本發(fā)明的電路裝置，接地電流通過(guò)Otodul約減少20倍。由此根據(jù)本發(fā)明的電路裝置基本射出更少的電磁干擾，并且合適的邊界值能夠容易地保持。
[0033]圖7示出了具有電流補(bǔ)償?shù)亩罅魅Φ挠糜隍?qū)動(dòng)光源的電路裝置的根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的電路圖。第二實(shí)施方式與第一實(shí)施方式非常相似，因此僅闡述與第一實(shí)施方式的差別。
[0034]根據(jù)第二實(shí)施方式，電路裝置替代不對(duì)稱(chēng)的耦合電容器Cl地具有其兩個(gè)對(duì)稱(chēng)連接的耦合電容器Cl，C8。該耦合電容器在此與在扼流圈LI和第二橋式整流器D2之間的現(xiàn)有的位置分隔開(kāi)。扼流圈LI的第二接頭直接與橋式整流器D2的第一輸入端連接。橋式整流器D2的第二輸入端與第一親合電容器C I并與第二親合電容器C8親聯(lián)。第一親合電容器Cl的另外的接頭與半橋裝置2的基準(zhǔn)電位耦聯(lián)。第二耦合電容器CS的另外的接頭與半橋裝置2的供電電位耦聯(lián)。過(guò)濾電容器C6與電流補(bǔ)償?shù)亩罅魅3的線(xiàn)圈的輸出端連接，其輸入端與第二橋式整流器的負(fù)輸出端耦聯(lián)。濾波電容器C7與電流補(bǔ)償?shù)亩罅魅3的線(xiàn)圈的輸出端連接，其輸入端與第二橋式整流器的正輸出端耦聯(lián)。濾波電容器C6和C7的另外的接頭連接在一起，并且與半橋裝置2的基準(zhǔn)電位連接。其因此同樣與Cl耦聯(lián)。通過(guò)耦合電容器Cl和CS對(duì)稱(chēng)的配置，例如電容器C5的部件的負(fù)載變得更小。
[0035]附圖標(biāo)記列表
[0036]I升壓轉(zhuǎn)換器
[0037]2半橋裝置
[0038]5 LED 模塊
[0039]55 LED模塊的正接頭
[0040]56 LED模塊的負(fù)接頭
[0041]L，N 用于輸入電源電壓的輸入接頭
[0042]Dl 第一整流電路或者第一橋式整流器
[0043]D2 第二整流電路或者第二橋式整流器
[0044]C1，C8第一耦合電容器，第二耦合電容器
[0045]C2 諧振電容器
[0046]C6，C7濾波電容器
[0047]LI 扼流圈
[0048]L3 電流補(bǔ)償?shù)亩罅魅?br>[0049]CModui 寄生電容
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于驅(qū)動(dòng)光源的電路裝置，所述電路裝置具有: -用于輸入電源電壓的輸入接頭(L，N)， -第一整流電路(Dl)， -具有輸出接頭的升壓轉(zhuǎn)換器(I)， -由兩個(gè)開(kāi)關(guān)(Q1，Q2)構(gòu)成的半橋裝置(2)，所述開(kāi)關(guān)與所述升壓轉(zhuǎn)換器(2)的輸出接頭連接， -電感(LI)，所述電感的第一接頭與半橋的中心點(diǎn)耦聯(lián)， -第二整流電路，所述第二整流電路的第一輸入接頭與所述電感(LI)的第二接頭耦聯(lián)，并且所述第二整流電路的第二輸入端與所述升壓轉(zhuǎn)換器(I)的輸出接頭中的至少一個(gè)耦聯(lián)， 其特征在于， 所述第二整流電路的輸出接頭與電流補(bǔ)償?shù)亩罅魅Φ妮斎攵笋盥?lián)，其中，至少一個(gè)所述光源與所述電流補(bǔ)償?shù)亩罅魅Φ妮敵鼋宇^連接，并且所述電流補(bǔ)償?shù)亩罅魅Φ妮敵鼋宇^經(jīng)由濾波電容器(C6，C7)與所述升壓轉(zhuǎn)換器的輸出接頭耦聯(lián)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路裝置，其特征在于，在所述電感(LI)和所述第二整流電路(D2)之間接入耦合電容器(Cl)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路裝置，其特征在于，在所述第二整流電路(D2)的第二輸入端和所述半橋裝置(2)的基準(zhǔn)電位或供電電位之間各接入一個(gè)耦合電容器(Cl，C2)。4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電路裝置，其特征在于，所述濾波電容器(C6，C7)的電容量的比大于1:10。
【文檔編號(hào)】H05B33/08GK105917739SQ201480073262
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2014年11月5日
【發(fā)明人】馬庫(kù)斯·黑克曼, 約阿希姆·穆?tīng)柺├崭駹? 托馬斯·波利施安斯基, 哈拉爾德·施米特
【申請(qǐng)人】歐司朗有限公司