CN101715655B - 用于驱动光源尤其是led的驱动器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于驱动光源尤其是LED的驱动器，其具有：被供以供电电压的第一功率变换器级(P1)，其具有第一基准电势(Z1)；第二功率变换器级(P2)，其具有第二基准电势(Z2)，所述第二功率变换器级(P2)经由第一电势隔离单元(G1)与所述第一功率变换器级(P1)的次级侧连接；优选数字的控制单元(C1)，其经由第二电势隔离单元(G2)控制所述第一功率变换器级(P1)并且没有电势隔离地控制第二功率变换器级(P2)；至少一个功率开关(S2)，其时钟控制所述变换器级(P2)；以及照明设备(L)，其由所述第二变换器级(P2)供应能量。

Description

用于驱动光源尤其是LED的驱动器
技术领域
本发明总体涉及一种用于照明设备的驱动器的领域，所述照明设备例如是气体放电灯或者发光二极管(LED)。
背景技术
在照明技术的不同应用领域中，尤其是在LED、OLED和紧急照明的领域中，需要提供类似于电子变压器的电势隔离，以便不再强制性地要求由受过培训的专业人士执行安装。因此，照明设备和/或电子控制电路应该在与供电电压电势隔离的电位上工作。
采用两级式实现方式是已经公开的。在此，通过供电电压侧(电位隔离部的初级侧)的控制电路以电势隔离方式控制给照明设备供电的整流器。假如应该将反馈信号从电势隔离的次级侧(尤其是从照明设备区域)反馈至控制电路，那么也为这种反馈设置电势隔离。在电势隔离的次级侧上的控制通过另一控制电路来实现，所述另一控制电路与首次提到的位于供电电压电位上的控制电路是隔离的。
发明内容
本发明现在规定了一种改进技术，其用于在照明设备的驱动器中进行电势隔离。
该任务通过独立权利要求的特征来解决。从属权利要求以特别有利的方式进一步限定了本发明的中心思想。
本发明第一方面涉及一种用于驱动光源尤其是LED的驱动器，其具有：
第一功率变换器级，其被供以供电电压并且具有第一基准电势；
第二功率变换器级，其具有第二基准电势，所述第二功率变换器级经由第一电势隔离单元与所述第一功率变换器级的次级侧连接；
控制单元，其优选为数字式，所述控制单元经由第二电势隔离单元控制所述第一功率变换器级并且在无电势隔离的情况下控制所述第二功率变换器级；
至少一个功率开关，其时钟控制所述变换器级；以及
照明设备，其由所述第二变换器级供应能量。
所述第一变换器级可以具有由所述控制单元在电势隔离的情况下控制的至少一个功率开关。
第二变换器级可以具有由所述控制单元优选在无电势隔离的情况下控制的至少一个功率开关。
在一个简化实施方式中，第二变换器级可以被构造为没有功率开关的主动控制。
由优选为数字式的控制单元对第二功率变换器级的控制可以通过经由第二电势隔离单元控制第一功率变换器级来实现，并且可以通过将来自第二功率变换器级的信号以无电势隔离的方式反馈来实现。因而“控制”也可以理解为掌握来自相应功率变换器级的反馈信号。
所述第二电势隔离单元被整合在所述控制单元中例如借助于整合的空心线圈，或者所述第二电势隔离单元被构造为外置的变压器。
在所述第一电势隔离元件的次级侧上可以设置储能元件例如呈电容器或者电池的形式，在所述储能元件上提供稳定的中间电压以便为所述第二变换器级供电。
本发明的另一方面涉及一种用于驱动光源尤其是LED的驱动器，其具有：
第一功率变换器级，其被供以供电电压并且具有第一基准电势；
第二功率变换器级，其具有第二基准电势，所述第二功率变换器级经由第一电势隔离单元与所述第一功率变换器级的次级侧连接；
控制单元，其优选为数字式，所述控制单元以无电势隔离的方式控制所述第一功率变换器级并且经由第二电势隔离单元控制所述第二功率变换器级；
至少一个功率开关，其时钟控制所述变换器级；以及
照明设备，其由所述第二变换器级供应能量。
可以将反馈信号反馈给所述控制单元，所述反馈信号完全是在所述第一电势隔离元件的初级侧上采集的。
所述反馈信号是从所述第一电势隔离元件的初级侧上以电势隔离的方式反馈给所述控制单元的，或者是以光学方式反馈给所述控制单元的。
所述第一变换器级和所述第一电势隔离单元被整合在一个电路中。
所述第一变换器级和所述第一电势隔离单元能够以逆向变换器(Flyback-Konverter)或者正向变换器的形式实现，所述逆向变换器或者所述正向变换器优选不连续地工作。
所述第一变换器级和所述第一电势隔离单元能够以正向变换器的形式实现，所述正向变换器谐振不连续地工作。
可以将外部信息或者指令提供给所述驱动器。
根据本发明的另一方面，能够选择性地从能量存储器开始经由所述第二变换器级向所述照明设备供电，或者能够直接从电源电压尤其是供电电压开始经由所述第一变换器级向所述照明设备供电。
所述第一变换器级可以是组合的变换器级，所述组合的变换器级形成组合的逆向变换器和正向变换器，其中，所述逆向变换器和所述正向变换器中的一个直接向所述照明设备供电，而另一个为能量存储器充电。
本发明的另一方面涉及一种紧急照明灯，所述紧急照明灯具有照明设备尤其是一个或更多个LED以及上述方式的驱动器，在此检测供电电压供电的故障，以便由此立刻从独立的供电电源尤其是电池开始驱动该照明设备。
附图说明
现在结合附图根据纯粹示意性的实施例来说明本发明的其他特征、特点和优点。
图1示意示出用于照明设备尤其是LED的本发明驱动器；
图2示出一个构造方式，其中，第一电势隔离级被构造为正向变换器(Forward-Konverter)，所述正向变换器按照间歇工作方式工作；
图3示出图2的一种变型方式，所述正向变换器被设计为按照连续工作方式工作；
图4示出一个实施方式，其中，第一电势隔离级被构造为逆向变换器；
图5示出一个实施方式，其中，第二变换器级被构造为降压升压变换器；
图6示出一种实现方式，其中，数字集成控制电路与供电电压电位没有电势隔离，并且第一变换器级被构造为正向变换器；
图7示出图6的一个变型方式，其中，第二变换器级被构造为降压升压变换器；以及
图8示出具有组合的第一变换器级的一个实施例。
具体实施方式
本发明描述了这样一种系统。功率变换器级P1被供给交流电压并且具有基准电势Z1。通过开关(例如晶体管)S1对功率变换器级P1进行时钟控制。
控制单元C1(例如，如专用集成电路这样的集成电路，尤其被构造为数字电路)例如借助PWM信号通过电势隔离部G2控制开关S1。优选为数字式的控制单元C1可以具有内部驱动部。另选或者附加的是，在电势隔离部G2和开关S1之间也可以设有驱动部。在此，开关S1(例如MOSFET开关)的驱动部可以设置在电势隔离部G2的上游和/或下游。
反馈信号可以反馈至数字控制单元C1，对作为实际值的该反馈信号进行分析，以便控制照明设备的工作。在此，该反馈信号可以源自负载电路L的区域、另一开关S2的区域(例如在接通开关S2时的开关电流)或者多个功率变换器级(变换器)P1、P2之一，所述负载电路L具有照明设备例如一个或更多个发光二极管(LED)。
G1和G2可以是变压器。在此，变压器G1、G2可以卷绕在同一铁芯上。
数字控制单元C1具有用于开关S1和S2的脉宽调制驱动部(PWM)、时钟发生器(CLOCK)、模数转换器(ADC)、参考电压(REF)和逻辑电路(LOGIC)。
在控制单元C1内部优选设有用于反馈信号的多个模拟数字转换器ADC以及两个数字式工作的控制回路。在此，第控制回路负责控制功率变换器级P1的开关S1，而第二控制回路负责控制功率变换器级P2的开关S2。这两个数字式控制回路均具有逻辑电路，向该逻辑电路提供经过模数转换的至少一个信号，并且这两个数字控制回路各具有一个脉宽调制驱动部(PWM)，由所述脉宽调制驱动部分别控制相对应的开关。
此外设有工作状态控制块(“State machine”)，其例如在紧急照明工作时向控制回路的逻辑电路发送与照明设备或者驱动器的实际工作阶段(“State”)有关的工作状态信息。控制单元C1的所有组件通过中央时钟发生器(CLOCK)同步，该时钟发生器向这些组件发送相应的时钟信号。控制单元C1优选被构造为专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit：ASIC)，因而仅占用很小的空间。
下面阐述用于控制功率变换器级P1的第一控制回路的工作原理。为此检测前述的工作参数或者反馈参数(例如功率变换器级P1的输出电压)，并且借助于模数转换器ADC的帮助将所述工作参数或者反馈参数转换为精度至少为2比特优选为12比特的数字值。
对于所述第一控制回路而言，功率变换器级P1输出电压的由第一模数转换器ADC生成的数字值是特别重要的，该数字值首先被发送至逻辑电路(LOGIC)。根据该值，逻辑电路(LOGIC)计算呈存储在缓冲寄存器中的数字值形式的、开关S1的相应控制信息。所述值包含关于开关S1的所需接通时间或者占空因数的信息。
在此，该计算是在考虑到缓冲寄存器中的实际值和由工作状态控制块发送的工作状态信息的情况下实现的。由于考虑到了工作状态信息，所以保证了控制特性能够与照明设备或者驱动器的实际工作状态相匹配，这之所以重要，是因为在不同工作阶段要求不同的动态控制特性。这样例如在紧急照明工作期间希望尽可能选择节约能源的工作方式，以便在该阶段尽可能有效地利用现有的蓄电池电量。这例如可以通过所谓的突发工作模式(其中以伴有间歇的脉冲组进行控制)来实现。相反，在该驱动器正常工作期间应该提供这样一种动态控制特性，这种动态控制特性使得能够快速改变亮度。
最终，由控制回路的脉宽调制驱动部(PWM)将存储在缓冲寄存器中的值转换为相应的开关信息，该开关信息通过控制信号st1经由电势隔离部G2发送了相应的控制信号，用以驱动开关S1。
值得一提的是，在实践中控制单元C1与图1的示意图相反，优选仅具有唯一一个模数转换器，该模数转换器按照时分复用方式工作，并且该模数转换器将经由输入线路提供的工作参数相继转换为所需要的数字值。可以通过所述唯一一个模数转换器对由功率变换器级P2所掌握的、用于对功率变换器级P2进行下述调节的工作参数进行转换。
按照近似于功率变换器级P1的控制的方式，借助于第二控制回路的帮助来控制功率变换器级P2，其中，向逻辑电路(LOGIC)发送数字式的工作参数，该数字式的工作参数由例如以时分复用方式工作的共同使用的模数转换器生成，该逻辑电路据此计算相应的开关信息，并且将其发送至脉宽调制驱动部(PWM)。在此也借助于工作状态控制块的帮助在照明设备或者驱动器的各种工作阶段中实现不同的控制特性。
第一功率变换器级P1通过电势隔离部G1与第二功率变换器级P2连接，第二功率变换器级P2具有区别于第一基准电势的第二基准电势Z2。
功率变换器级P1、P2可以被构造为正向变换器、逆向变换器或者也可以构造为其他电势隔离的变换器电路。
开关S2也由控制单元C1的PWM单元(没有电势隔离地)进行控制，该开关S2时钟控制第二功率变换器级P2。
因而根据本发明，唯一的电路(特别是例如ASIC这样的唯一的IC)不仅可以电势隔离地将变换器P1控制在供电电压电位上，而且也可以没有电势隔离地控制与供电电压电势隔离的变换器P2。
第二功率变换器级P2向负载电路供电，该负载电路具有照明设备L或者仅由照明设备L构成，并且该负载电路具有同第二功率变换器级P2一样的基准电势。
本发明规定了一种驱动器，其用于驱动光源尤其是LED。所述驱动器可以具有：
第一功率变换器级P1，其具有基准电势Z1；
至少一个功率开关S1，其时钟控制变换器级P1；
数字控制单元C1，其包括时钟发生器(“CLOCK”)、模数转换器(ADC)、参考电压、逻辑电路和脉宽调制驱动部(PWM)；
电势隔离部G1；
第二功率变换器级P2，其具有基准电势Z2；
至少一个功率开关S2，其时钟控制变换器级P2；
光源L，其具有基准电势Z2，其中，所述光源由变换器级P2供应能源；
第一开关S1的控制信号st1经由电势隔离部G2与控制单元C1连接。
根据本发明，全部的调节和控制逻辑电路可以位于电势隔离部的次级侧上。此外，电势隔离部的次级侧上的全部的调节和控制逻辑电路可以集成在集成电路中(也可以集成隔离的控制部，例如经由集成的空心线圈或者通过其他高频传输方案)。
现在，结合附图2进一步描述本发明的另一实施例。在本实施例中，第一变换器级P1和第一电势隔离部G1是以整合方式实施的。具体而言，在本实施例中被构造为正向变换器，其中，具有绕组N1、N2的变压器在初级侧通过开关S1被时钟控制。两个绕组N1和N2沿相同方向卷绕，从而每当由数字集成控制单元C1经由电势隔离级G2控制开关S1接通时，就进行能量传输。在正向变换器的初级侧上(也就是在绕组N1上)存在以Uin标识的供电电压，该供电电压在输出侧被转换为电压Uout。电流IFLB2流经二极管并给储能元件K1充电，在储能元件K1上存在电压UK1。储能元件K1例如可以是电容器或者电池。因而在储能元件K1上存在稳定的中间电压Uk1，可以从该中间电压Uk1开始，向第二变换器级P2和照明设备L供电。
如图2所示，数字集成控制单元C1可以被构造用于接收外部信号或者例如经由所连接的总线线路发送信号。这些信号例如可以是指令(例如接通或关闭的指令或者规定的调光值)，或者状态信息(尤其是在紧急照明的情况下应用本发明时，与供电电压的故障有关的信息)。
在图2的实施方式中，可以将反馈信号从第二变换器级P2、照明设备L或者第二变换器级P2的开关S2反馈给数字集成控制单元C1。这可以在没有电势隔离的情况下进行，这是因为根据图2的实施例，数字集成控制单元C1实际上通过电势隔离元件G2相对供电电压侧是断开的。
正向变换器的谐振不连续工作方式明显降低了开关损耗因而也减少了所需构件。如果电容器K2与线圈N1并联或者串联地设在正向变换器的初级侧上，则可以通过相应选择开关频率在线圈N1和电容器K2之间获得振荡。如果所述振荡处于控制开关S1的开关频率范围内，那么每当开关S1上的电压具有很小的值时，就可以接通开关S1。这样在接通的瞬间因开关造成的功率损耗是最低的。通过相应设计线圈N1和电容器K2，可以如此选择开关频率，即，在正向变换器以额定功率工作时能够达到这种谐振，进而达到损耗最优的工作。
相当于电容器K2的谐振元件也可以设置在正向变换器的次级侧上，或者作为寄生电容器集成在电路中例如集成在变压器中，所述谐振元件通过与线圈N1相关联地充分利用谐振电路使得谐振工作成为可能。
图3示出图2实施例的一个变型方式，即，现在将正向变换器设计用于连续工作(“continuous mode”)。为此主要是在初级侧设置第三绕组N3，与该第三线圈N3串联连接有二极管，并且其中，第三线圈N3相对第一线圈N1和N2是反向卷绕的。该线圈N3用于衰减初级侧线圈N1的磁性。
根据图3的实施例，该正向变换器的一个可能的扩展方式是，在二极管后方插入平滑扼流圈(电流IFLB2流过该平滑扼流圈)以及另一二极管，该另一二极管负极连接在所述二极管(D_IFLB2)和平滑扼流圈之间并且其正极连接在线圈N2的不与二极管(D_IFLB2)连接的端部上。通过添加这两个构件能够进一步平滑电压UK1。此外，在所有其他实施例中也可以添加这两个平滑元件。
图4示出另一实施例，其与图2和图3实施例的不同之处在于，第一变换器级P1与电势隔离部G1一起构成逆向变换器(Sperrwandler)。在此仍然设有具有绕组N1和N2的变压器，该变压器在初级侧通过开关S1被时钟控制，开关S1仍然通过电势隔离部G2以电势隔离的方式由数字集成控制单元C1控制。然而在逆向变换器中规定，绕组N1和N2反向卷绕。因而当由数字集成控制单元C1控制的开关S1断开时，逆向变换器将能量传输至次级侧。
现在，图5示出第二变换器级的一个可行实施方式的细节，根据图5的第二变换器级P2可以与根据图2、图3或者图4的具有电势隔离部G1的第一变换器级P1的每个实施方式组合。
在根据图5的开关控制器中，照明设备L从储能元件K1上的稳定中间电压开始被供电，电压UL施加在照明设备L上，并且电流IL流过该照明设备L。
在这种情况下，数字集成控制单元C1没有电势隔离地控制第二变换器级P2的开关S2，开关S2与电感LP2串联。因而通过选择控制开关S2的频率和/或占空因数使得储能元件K1上的电压能够在比较大的范围内上升或者下降至适合照明设备L工作的电压。
现在，图6示出一个实施例，其与根据图2至图5实现的实施例的主要不同之处在于，此处数字集成控制单元C1不与供电电压侧隔离，也就是说在这种情况下，不与整合有电势隔离/变换器电路P/G1的初级侧隔离。数字集成控制单元C1没有电势隔离地控制第一变换器级P1，在该实施例中，更准确地说是：控制与正向变换器的初级侧绕组N1串联的开关S1。
不言而喻，来自数字集成控制电路C1的没有电势隔离的控制也可以与图4所示的逆向变换器一起应用，或者也可以与根据图3的设计用于连续工作模式的正向变换器一起应用。
图6的实施例同样适用于正向变换器的谐振不连续工作方式。如果电容器K2与线圈N1并联或者串联地设在正向变换器的初级侧上，则可以通过相应选择开关频率在线圈N1和电容器K2之间获得振荡。
也可以为了实现其他目的而应用电容器K2。如果电路以不连续模式工作，那么由所构造的振荡电路引起的振荡在开关期间中发挥作用。该振荡电路通过变压器电感以及开关电容和/或杂散电容形成。现在为了尽可能不产生开关损耗，当所述振荡过零时应该准确地执行电子开关元件的开关。为此必须对振荡频率进行干预。这通过采用附加的电容器例如电容器K2来实现。在该电容器K2参数合适的情况下，在过零或者接近过零时准确地进行开关。测量开关S1上的电压并且将其提供给控制电路C1。通过对接通时间点的掌握，得到工作频率。输出电压(或者所传输的能量)是由PWM开关信号的占空因数确定的。
可以检测开关S1上的电压和流经开关S1的电流以便识别：“是否存在谐振的工作、也就是是否存在正常的工作状态；或者是否存在例如过载这样的故障情况；或者是否存在无负载(no load)的情况”。在故障情况下，所连接的负载不再对应于额定功率。这就导致，线圈N1的“去磁(Entmagnetisierung)”不再出现在预定时间点，而是提前或者延迟或者不出现。可以在通过检测开关S1上的电压来检测去磁时间点的情况下，确定这种故障情况。由于控制单元C1的数字式实现方式能够在一个开关周期内在多个时间点对反馈信号(进而对开关S1上的电压)进行离散采样(Sampling)。反馈参数可以存储在缓冲寄存器中，并且可以通过逻辑电路对所掌握的当前故障情况的时间特性曲线进行分析。
如前已述，开关接通的持续时间决定所传输的能量的大小，进而决定了输出电压。在接通开关S1之后，通过对流经开关S1的电流进行与时间相关的采样，就可以检测电流特性曲线，进而检测线圈N1的励磁。可以通过逻辑电路分析斜率和电流特性曲线的相位，并且作为正向变换器的功率要求而反映出来。在接通之后出现反向电流的情况可以认定为欠载，这是因为由于负载较低在再次接通开关S1(根据预定的控制回路)时线圈N1上的电压已经接近负的最大值，因而得到反向的再次接通电流。通过将逻辑电路的控制信息和反馈参数存入缓冲寄存器，逻辑电路也可以通过分析在先前的开关周期中的时间特性曲线来确定对于控制开关S1必需的接通持续时间，并且将其发送给脉宽调制驱动部(PWM)。
通过相应选择开关S1的接通持续时间并且布置电容器K2作为谐振元件，正向变换器也能够承担主动式(即，设有受控的开关)功率因数校正电路(PFC)的功能。这种功率因数校正电路(PFC)的功能例如可以通过正向变换器的接通因数非常小的不连续工作来实现，或者在将电容器K2与次级侧上的二极管(续流二极管)并联地设置在次级侧上时通过正向变换器的连续工作来实现。如果控制单元C1将输入电压Uin检测作为反馈信号，那么可以如此控制开关S1的接通持续时间或者说接通因数，即，由线圈N1接收的电流平均起来跟随着正弦形输入电压Uin的特征曲线。
假如如图6所示，数字集成控制单元C1在初级侧不与供电电压电势隔离，那么优选如图7所示，从数字集成控制电路C1开始经由电势隔离元件G2执行对第二变换器级P2的控制(在所示情况下，执行对第二电位变换器级P2的开关S2的控制)。
在图8所示的实施方式中，逆向变换器具有用于为电池13充电的绕组2、6，该逆向变换器与正向变换器(绕组2、7)彼此耦合，以便驱动LED 14。此外，当没有供电电压时，也可以由电池13经由第二开关级(借助于开关S2)驱动LED 14。
初级侧的开关级P1由初级绕组2、具有续流二极管16的续流绕组15、和可选的分流器5(Stromshunt)构成。通过开关S1控制由P1接收的能量。集成电路C1经由电势隔离元件G2控制开关S1。该可选的分流器5可以经由电势隔离的路径G2′向集成电路C1发送反馈信号或故障信号，或者可以在故障情况下立即通过直接关断而使开关S1关断。
变压器以其初级绕组2、续流绕组15和次级绕组6和7构成电势隔离元件G1。
电容器10和11以及可再充电电池13构成能量存储器K1。
开关级P2由变压器次级侧6、7以及具有开关S2的、设置在可再充电电池13下游的降压升压变换器构成。然而开关级P2也可以由例如降压变换器或者由升压变换器构成。
通过开关S2控制在可再充电电池13下游的降压升压变换器，并且该降压升压变换器由扼流圈21和续流二极管22构成。如果开关S2接通，则扼流圈21励磁。如果开关S2断开，则扼流圈21经由返回路径(经由6和8)继续驱动电流流过二极管22、LED 14。基于电压情况以及电容器10的充电情况，在充电阶段(S2接通)电流也可以流过LED 14。
可再充电电池13的充电电路由次级侧6和二极管8以及平滑电容器11构成。根据分压器12，集成电路C1可以被连接至充电电压以及变压器初级侧上的电压，进而可以被连接至供电电压。
用于电网供电工作的LED驱动电路由次级侧7和二极管9和18、平滑扼流圈20以及平滑电容器10构成，它们构成正向变换器的次级侧。
线圈20可以设置在组合的正向变换器和逆向变换器的变压器的共用的铁芯上。因为仅在没有供电电压的情况下需要紧急照明工作，所以在紧急照明工作模式中线圈20工作时不会影响逆向变换器或者正向变换器。此外通过将绕组相应设置在共同使用的铁氧体磁芯的不同铁芯柱上能够将绕组相互间的影响降至最低。
在此各个绕组可以如此设置在共用的铁芯上，即，变压器绕组2、7、6相对扼流圈绕组21是不耦合的，或者倒过来说，扼流圈绕组21相对变压器绕组2、7、6是不耦合的。变压器绕组2、7、6和扼流圈绕组21能够如此安装在共用的铁芯上并且分开地设置在其上，即，由扼流圈绕组21生成的磁通量在变压器绕组2、7、6中感生出逆向的电流，并且由变压器绕组2、7、6生成的磁通量在扼流圈绕组旁经过并且在其内不感生出电流。例如可以采用所谓的E形芯作为该构件。这种公用的铁芯可以包括两个外柱和一个中间柱以及在两端桥接这三个柱的磁轭部分，扼流圈绕组21以二等分和同向卷绕方式分开地设置在共用铁芯的不同的柱上，以使变压器绕组2、7、6设置在第三铁芯上，并且第三柱具有气隙。
正向变换器和逆向变换器的组合实现了两个次级侧的彼此独立的控制。在逆向变换器的所传输的功率严重依赖于开关S1的接通因数的情况下，由于正向变换器的相应设计(主要是通过选择变压器铁芯)可以通过接通因数的广阔区间来传输恒定的功率。因而，在一个或更多个LED 14按照正常方式工作期间(即，亮度不变)，可再充电电池13可以根据其充电曲线(Ladekurve)被充电。
如果LED的亮度调节是重要的，而可再充电电池13的充电是次要的，那么也可以颠倒正向变换器和逆向变换器的从属对应关系。
在根据图8的实施例中，控制单元C1也可以设置在初级侧上(也就是说关于初级侧不是电势不耦合的)并且对开关S2的控制是通过电势隔离地实现的。通过检测初级侧上的反馈信号可以调节两个功率变换器级P1和P2，例如通过检测开关S1上的电压和流经开关S1的电流。对应于图6的实施例的相应说明，在这种情况下控制单元C1也可以基于初级侧检测到的反馈信号实施所述调节。在电源故障的情况下(这可以通过监控输入电压Uin来获知)，由控制单元C1经由电势隔离部对开关S2进行时钟控制，从而通过功率变换器级P2驱动照明设备。
在例如没有紧急照明功能的一个简化实施方式中，可以取消在紧急照明工作模式中用于驱动LED的可再充电电池13和充电电路以及降压升压变换器。在这种情况下，功率变换器级P2仅由用于驱动LED的正向变换器的次级侧元件构成。在功率变换器级P2中或者在照明设备上可以按照电势隔离的方式发送反馈信号，并且将其提供给控制单元C1。
这种变换器的典型应用是具有LED的紧急照明灯，例如用于所谓“EXIT”标识(逃生通道指示器)或者疏散路线灯。
根据图8的实施例，控制单元C1以电势隔离的方式控制组合的变换器级P1，变换器级P1一方面为能量存储器供电，另一方面并联地为照明设备供电。借助于能量存储器13，具有开关S2(控制单元C1不以电势隔离方式控制开关S2)的第二变换器级能够选择性地为照明设备14供电。

Claims (29)

1.一种用于驱动光源的驱动器，其具有：
第一功率变换器级(P1)，其被供以供电电压并且具有第一基准电势(Z1)；
第二功率变换器级(P2)，其具有第二基准电势(Z2)，所述第二功率变换器级(P2)经由第一电势隔离单元(G1)与所述第一功率变换器级(P1)的次级侧连接，并对所述光源供应能量；
控制单元(C1)，所述控制单元(C1)经由第二电势隔离单元(G2)控制所述第一功率变换器级(P1)的功率开关(S1)，并且所述控制单元(C1)在无电势隔离的情况下控制所述第二功率变换器级(P2)；
至少一个功率开关(S2)，其时钟控制所述第二变换器级(P2)。
2.根据权利要求1所述的驱动器，其中，所述第二变换器级(P2)具有由所述控制单元(C1)控制的至少一个功率开关(S2)。
3.根据权利要求1或2所述的驱动器，其中，所述第二电势隔离单元(G2)被整合在所述控制单元(C1)中，或者所述第二电势隔离单元(G2)被构造为外置的变压器。
4.根据权利要求1或2所述的驱动器，其中，在所述第一电势隔离单元(G1)的所述次级侧上设置储能元件(K1)，在所述储能元件(K1)上提供稳定的中间电压以便为所述第二变换器级(P2)供电。
5.根据权利要求1或2所述的驱动器，其中，从能量存储器(13)开始经由所述第二变换器级(P2)向所述光源供电，或者直接从电源电压开始经由所述第一变换器级(P1)向所述光源供电。
6.根据权利要求1或2所述的驱动器，其中，所述第一变换器级(P1)是组合的变换器级，所述组合的变换器级形成组合的逆向变换器和正向变换器，其中，所述逆向变换器和所述正向变换器中的一个直接向所述光源供电，而另一个为能量存储器充电。
7.根据权利要求1所述的驱动器，其中，所述光源是LED。
8.根据权利要求1所述的驱动器，其中，所述控制单元为数字式。
9.根据权利要求2所述的驱动器，其中，所述第二变换器级(P2)具有由所述控制单元(C1)在无电势隔离的情况下控制的至少一个功率开关(S2)。
10.根据权利要求3所述的驱动器，其中，借助于整合的空心线圈，所述第二电势隔离单元(G2)被整合在所述控制单元(C1)中。
11.根据权利要求4所述的驱动器，其中，所述储能元件(K1)呈电容器或者电池的形式。
12.根据权利要求5所述的驱动器，其中，所述电源电压是供电电压。
13.一种用于驱动光源的驱动器，其具有：
第一功率变换器级(P1)，其被供以供电电压并且具有第一基准电势(Z1)；
第二功率变换器级(P2)，其具有第二基准电势(Z2)，所述第二功率变换器级(P2)经由第一电势隔离单元(G1)与所述第一功率变换器级(P1)的次级侧连接，并对所述光源供应能量；
控制单元(C1)，所述控制单元(C1)以无电势隔离的方式控制所述第一功率变换器级(P1)的功率开关(S1)，并且所述控制单元(C1)经由第二电势隔离单元(G2)控制所述第二功率变换器级(P2)；
至少一个功率开关(S2)，其时钟控制所述第二变换器级(P2)。
14.根据权利要求13所述的驱动器，其中，将完全在所述第一电势隔离单元(G1)的初级侧上采集的信号反馈给所述控制单元(C1)。
15.根据权利要求13所述的驱动器，其中，信号从所述第一电势隔离单元(G1)的初级侧以电势隔离的方式或者以光学方式反馈给所述控制单元(C1)。
16.根据权利要求13所述的驱动器，其中，所述第一变换器级(P1)和所述第一电势隔离单元(G1)被整合在一个电路中。
17.根据权利要求15所述的驱动器，其中，所述第一变换器级(P1)和所述第一电势隔离单元(G1)按照正向变换器的形式实现。
18.根据权利要求15所述的驱动器，其中，所述第一变换器级(P1)和所述第一电势隔离单元(G1)按照正向变换器的形式实现，所述正向变换器谐振不连续地工作。
19.根据权利要求13-18之一所述的驱动器，将外部信息或者指令提供给所述驱动器。
20.根据权利要求13所述的驱动器，其中，所述光源是LED。
21.根据权利要求13所述的驱动器，其中，所述控制单元为数字式。
22.根据权利要求17所述的驱动器，其中，所述正向变换器不连续地工作。
23.一种用于驱动光源的驱动器，其具有：
第一功率变换器级(P1)，其具有第一基准电势(Z1)；
第二功率变换器级(P2)，其与所述第一功率变换器级(P1)连接，并对所述光源供应能量，所述光源与第二基准电势(Z2)相连接，所述第二基准电势(Z2)是通过第一电势隔离单元(G1)相对所述第一功率变换器级(P1)隔离的；
控制单元(C1)，所述控制单元(C1)在无电势隔离的情况下控制所述第一功率变换器级(P1)的功率开关(S1)，并且所述控制单元(C1)经由第二电势隔离单元(G2)控制至少一个功率开关(S2)，所述功率开关(S2)时钟控制所述功率变换器级(P2)。
24.根据权利要求23所述的驱动器，其中，所述第二电势隔离单元(G2)被整合在所述控制单元(C1)中，或者所述第二电势隔离单元(G2)被构造为外置的变压器。
25.根据权利要求23所述的驱动器，其中，来自所述第一电势隔离单元(G1)的次级侧、并且相应地与所述第二基准电势(Z2)相关的信号是以电势隔离的方式或者是以光学方式提供给所述控制单元(C1)的。
26.根据权利要求23所述的驱动器，其中，所述光源是LED。
27.根据权利要求23所述的驱动器，其中，所述控制单元为数字式。
28.根据权利要求24所述的驱动器，其中，借助于整合的空心线圈，所述第二电势隔离单元(G2)被整合在所述控制单元(C1)中。
29.一种紧急照明灯，其具有根据前述权利要求之一所述的驱动器。
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