本发明专利技术涉及一种用于向优选为LED的负载供给功率的电源设备，包
括：第一电路(12)，具有逆变器单元(24)以及谐振电路(30)，该
逆变器单元适于提供优选为矩形电压的AC电压，该谐振电路具有电容
(32)和电感(34)；第二电路(14)，具有整流器单元(42)、开关
(64)和所述负载(60)，所述开关适于接通和切断所述负载；控制器
单元(16)，适于控制所述开关(64)以便调整提供到所述负载(60)
的功率而不需要来自所述初级电路(12)的任何测量信号；和变压器
(18)，具有初级侧(20)和次级侧(22)，所述初级侧被连接到所述
第一电路(12)而所述次级侧(22)被连接到所述第二电路(14)，优
选地连接到所述整流器，这样所述第一和第二电路被电流隔离。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于将功率提供给负载(优选发光二极管(LED)) 的电源设备。
技术介绍
通常，固态照明对于住宅、汽车以及专业应用来说日益得到关注。 由于固态灯例如LED不能从电池或者交流电网(main)直接获得供给， 因此需要电子功率驱动器(也称为电源设备)来进行功率的有效功率。 由于效率的原因，LED驱动器必须以开关模式操作。该驱动器将可用的 DC或AC电压转换成DC电流提供给LED。电子驱动器不得不提供DC输 出电流，该DC输出电流独立于输入电压源的变化并且独立于LED的电 压降。在多数应用中，电流隔离(galvanic isolation)对于LED驱动器来说是另外一个重要的要求。用于供给LED和其他负载的电源，例如从US 2005/0225176 Al、 US 2003/0067791 Al、 US 2006/0077600 Al或WO 2005/036726中已知。通常，开关模式电源产生DC输出电压，其中在多数情况下，输出 电压通过脉冲宽度调制(PWM)控制。为了在LED照明系统内使用这个 驱动器概念，必须增加包括电流传感器的电流控制器单元。对于电流隔 离驱动器电路，电流必须在次级侧进行测量而P丽控制和晶体管设置在 初级侧。这就造成额外的工作，原因是次级侧上需要辅助电压并且在反 馈路径中必须预见电流隔离。如果电流测量是基于廉价简单的分流电阻 器，则会发生额外的损耗。这种已知概念的另外一个问题可以在通常与PWM开关布局相关的电 磁干扰(EMI )失真中见到。
技术实现思路
鉴于上文，本专利技术的一个目的是提供一种克服现有技术设备的不足 的电源设备。特别地，应当最小化EMI以及应当避免开关损耗。此外，4另外一个目的是提供一种节省成本的电源而不放弃电流隔离以及对负 载的功率控制。本专利技术的这一和其他目标通过一种用于向负栽供给功率的电源设备来解决，该电源设备包括第一电路，其具有逆变器单元以及谐振电 路，所述逆变器单元适于提供优选为矩形电压的AC电压，所述谐振电 路具有电容和电感；第二电路，其具有整流器单元、开关和所述负载， 所述开关适于接通和切断所述负载；和控制器单元，其适于控制所述开 关以便调整提供到所述负载的功率而不需要来自所述初级电路的任何 测量信号；和变压器，其具有初级侧和次级侧，所述初级侧被连接到所 述第一电路而所述次级侧被连接到所述第二电路，优选地连接到所述整 流器，这样所述第一和第二电路被电流隔离。本专利技术的电源设备提供一种用于供给负栽(优选LED)的新颖的谐 振操作电流隔离驱动器布局以及控制方案。该设备能够通过DC电压来 供给，该DC电压可以通过经整流和平滑的电网电压供给。本专利技术的设 备包括逆变器(优选高频逆变器)、变压器、串联电容器以及次级整流 器级。该变压器用作电流隔离以及把电压电平例如从初级的300伏特适 配到次级的30伏特。该谐振电路优选地由变压器的杂散电感和串联电 容器形成。这样，变压器的寄生漏电感为设备的一部分。对比已知的基 于PWM的转换器例如前进和回扫(forward and fly back)布局，不需 要对漏电感进行最小化。这对于隔离和线圏设计来说是有利的并且因此 保持了低成本。在变压器的次级低电压侧控制供给到负载的功率。在第二电路中开 关的打开状态数相对关闭状态数决定到负载的平均输出。本专利技术设备的一个优点是电流变成正弦的并且在开关情况下为零。 这避免了开关损耗并且最小化了 EMI。此外，提供给第二电路的标称输 出电压可以根据所需的负载特性由变压器的匝数比设定。此外，根据本 专利技术的电源设备非常适合于电网(mains)供给。此外，控制器单元不 需要任何来自初级电路的信号/反馈来调整功率，即供给到负载的电流。 初级电路和次级电路之间的信息传输不是必需的。本专利技术的电源设备的进一步优点是不需要附加的昂贵DC平滑电容 器来平滑负载电压。这提高了所期望的寿命，因为就寿命而言，緩冲电 容器常常是最差的元件。在优选实施例中，所述控制器适于在电路过零期间操作所述开关。 这种措施的优点是开关损耗被最小化或避免。在另 一 个优选实施例中，所述控制器包括提供在第二电路中的电流 测量元件。这种措施具有这样的好处，即电流控制在第二电路中完成并且因此 处于低电压电平。在进一步的优选实施例中，所述负栽包括在第一分支中串联连接的多个LED,其中所述开关处于第一分支中用于接通和切断所述多个LED。 这种措施的好处是多个LED可以通过一个开关来控制。 在优选实施例中，提供包括至少一个LED和至少一个用于开关所述LED的另外开关的至少一个另外分支，该另外分支与所述第一分支并联。 特别在LED的可控性方面，这种措施允许提高电源设备的灵活性。 在进一步的优选实施例中，每个分支包括与所述LED和所述开关串联的电阻器。这种措施具有这样的优点，即提供了过电流防护装置。 在优选实施例中，至少一个开关为晶体管开关(例如，双极晶体管 或M0SFET)，其优选地在线性区中被驱动以用于过电流保护。更优选地， 所述晶体管开关在线性区中被驱动以用于不同分支的同步操作LED之间 的电流平衡。这种措施在实践中证实具有优点。在优选实施例中，所述第一电路包括多个彼此并联连接的谐振电 路，每个谐振电路包括变压器的初级侧，其中每个变压器的次级侧与第 二电路的单个分支连接。换句话说，每个分支包括一个或多个LED和开关的串联连接，并被 分配一个变压器。这种措施具有这样的优点，即提高了电源的灵活性。特别地，通过 使用变压器的不同线圈匝数比，供给到分支的标称电压可以不同。在进一步的优选实施例中，所述第一电路包括用于感测电流并将感 测的电流信号传送到逆变器的电流感测元件。优选地，所述逆变器适于 提供均具有相同符号的AC电压和电流。这种措施具有这样的优点，即可以避免开关损耗并且可以最小化 EMI。结果，谐振频率能够很高，这样可以使用小型变压器。在优选实施例中，逆变器与变压器和谐振电路机械分离。 这种措施具有这样的优点，即设备可以用于可移动的电网供给的照 明产品。在进一步的优选实施例中，如果所述电流感测元件检测到过电流， 则逆变器单元适于切断输出，优选地达若干谐振周期。这种措施具有这样的优点，可以针对过负载来保护电路和变压器。根据进一步的实施例，所述电流测量元件适于检测在开关的打开状 态期间横跨该开关的电压。这种措施具有这样的优点，能够提供一种用于测量电流的简单的、 进而节省成本的元件。进一步的特征和优点可以从下面的说明和附图得出。要理解，上面提及的特征和下面将要解释的那些特征，在不背离本 专利技术的保护范围的情况下，不仅可以以指出的各种组合来使用，还可以 以其他组合或者单独使用。附图说明本专利技术的一个实施例在图中示出并且将参照附图在以下说明书中进行详细解释。在图中图1为根据本专利技术第一实施例的电源设备的框图2为示出了根据本专利技术笫二实施例的电源设备的框图；和图3a示出图1中设备的电流和电压包络的图3b示出图2中设备的电流和电压包络的图。具体实施例方式在图1和2中，电源设备的两个实施例以框图示出。电源设备用于向负载(优选灯)供给功率，其中该功率是可调节的。灯优选为发光二 极管(LED)或者例如以串联连接的多个这种LED。然而，应当注意到其他的电子负栽，优选其本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于向优选为ＬＥＤ的负载供给功率的电源设备，包括： 第一电路（１２），具有逆变器单元（２４）以及谐振电路（３０），该逆变器单元适于提供优选为矩形电压的ＡＣ电压，该谐振电路具有电容（３２）和电感（３４）， 第二电路（１４），具有整 流器单元（４２）、开关（６４）和所述负载（６０），所述开关适于接通和切断所述负载， 变压器（１８），具有初级侧（２０）和次级侧（２２），所述初级侧被连接到所述第一电路（１２）而所述次级侧（２２）被连接到所述第二电路（１４），优选地连接 到所述整流器，这样所述第一和第二电路被电流隔离，以及 控制器单元（１６），适于控制所述第二电路（１４）的所述开关（６４）以便调整提供到所述负载（６０）的功率，而不需要来自所述初级电路（１２）的任何测量信号。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.7 EP 06120243.81. 用于向优选为LED的负载供给功率的电源设备，包括第一电路(12)，具有逆变器单元(24)以及谐振电路(30)，该逆变器单元适于提供优选为矩形电压的AC电压，该谐振电路具有电容(32)和电感(34)，第二电路(14)，具有整流器单元(42)、开关(64)和所述负载(60)，所述开关适于接通和切断所述负载，变压器(18)，具有初级侧(20)和次级侧(22)，所述初级侧被连接到所述第一电路(12)而所述次级侧(22)被连接到所述第二电路(14)，优选地连接到所述整流器，这样所述第一和第二电路被电流隔离，以及控制器单元(16)，适于控制所述第二电路(14)的所述开关(64)以便调整提供到所述负载(60)的功率，而不需要来自所述初级电路(12)的任何测量信号。2. 如权利要求1所述的设备，其特征在于所述控制器单元(16 )适 于在电流过零期间操作所述开关(64)。3. 如权利要求2所述的设备，其特征在于所述控制器单元(16 )包 括提供在所述第二电路(14)中的电流测量元件(70)。4. 如上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于所述负载(60 ) 包括在第一分支(50)中串联连接的多个LED(60. l-60.n)，其中所述 开关(64)处于所述第一分支中用于接通和切断所述多个LED。5. 如上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于提供包括至少 一个LED ( 60. 1-60. n)和至少一个用于开关所述LED的另外开关(64) 的至少一个另外分支(52， 54)，该另外分支(52, 5...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·洛夫，M·温特，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL
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