CN104247565A - 操作发光装置、转换器和led变换器的llc谐振转换器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于发光装置(5)的谐振转换器(19)，该谐振转换器具有初级侧电路(19)和与之电隔离的次级侧电路(30)。在该LLC谐振转换器(19)工作时，连接有所述初级侧电路(19)的LLC谐振电路(25-27)的半桥电路的第一开关(21)和第二开关(22)被以时钟控制方式进行切换。在所述初级侧电路(19)中获取电压(V_sns)。处理所述在初级侧电路(19)中获取的电压(V_sns)以便获得有关所述次级电路(30)的输出电压的信息。

Description

操作发光装置、转换器和LED变换器的LLC谐振转换器的方法
本发明涉及一种用于为发光装置供电的转换器，一种LED变换器以及操作这类转换器的方法。本发明尤其涉及这样的装置和方法，其中，利用所谓的SELV(“安全特低压”或“安全特低电压”)装置为一个尤其是包含一个或多个发光二极管的发光装置供应电能。
具有电位隔离功能的转换器用于从输入侧向输出侧以电隔离的方式传输电能。这样的转换器被用于各种应用场合来供应电流或供应电压，例如像用在时钟控制化开关电源件中那样。在时钟控制转换器中，采用了可以呈功率开关形式的可控开关，并进行时钟控制驱动，以将电能传输到输出侧。电隔离式的能量传输可以通过使用变压器或者其它转换器来实现。在用于发光装置的操作装置中要求这样的电流隔断或者电位隔离是出于安全考虑，以便通过所谓的电位势垒或SELV势垒使ELV(特低压)区与具有较高供应电压且尤其是电网电压的区域隔离开。
为了操作发光装置可以采用转换器，它以具有谐振电路的所谓共振转换器的形式构成。该谐振电路可以是串联谐振电路或者并联谐振电路。在设计转换器时具有用于保持低损耗的目标。对于需要适用于操作可调光的发光装置尤其是操作发光二极管(LED)如无机二极管或有机二极管(OLED)的转换器来说，存在以下要求，即，实现大范围的调光能力。
包括具有两个电感器和一个电容器的谐振电路的谐振转换器可在初级侧以谐振方式或准谐振方式进行控制。这样的转换器具有以下优点，即：能够节能工作并实现相对较少的开关损耗。
出于安全方面的考虑，应允许对转换器的工作情况，至少是某些工作状态(例如：出现在SELV区域的输出端的空载运行或者短路)进行检测。此外还希望获取输出电压以便对连接到转换器输出端的负载进行检测。在此，传统的方法采取直接测量输出电压的方法，该测量将在次级侧电路中执行。因此在次级侧所获取的电压可以通过绝缘体返回到初级侧。桥接SELV势垒需要相应部件，这些部件将增大操作装置的构造空间并且/或者提高操作装置的成本。
美国文献2012/0033453 A1就描述了一个谐振转换器的示例，该转换器包括半桥和LLC电路，并且在该转换器中设置有绝缘体，以便将在输出侧所测量的数值返回到输入侧。
需要一种装置和方法，其针对上述目标加以改进。尤其需要一种装置和方法，其中能够降低或免除电路技术方面的费用和/或成本，这些费用和/或成本在传统装置中是结合用于桥接SELV势垒的。还需要这样一种装置和方法，其使得有效地进行能量传输并且能够在另一个区域上调光。
根据本发明提供一种具有在独立权利要求中给出的特征的方法、转换器和LED变换器。从属权利要求限定具体实施方式。
根据本发明如此操作一种包括初级侧时钟控制驱动的半桥电路以及LLC谐振电路的LLC谐振转换器，即在初级侧获取电压，该电压与所述LLC谐振转换器的次级侧电路的输出电压相关。所述获取的电压可以是通过变压器初级侧线圈的峰值电压，该电压出现在切换所述半桥电路的开关之后。所述获取的电压可以是所述LLC谐振电路的电容器上的峰值电压，该峰值电压出现在切换所述半桥电路的开关时。所述转换器还可以具有供电电路来为电子控制装置，尤其是集成式半导体电路供电。所述供电电路可以与所述变压器上的金属线圈和/或线圈相连且在所述初级侧电路与所述次级侧电路之间传输电能。在所述初级侧获取的电压与所述LLC谐振转换器的次级侧电路的输出电压相关，可以是在所述供电电路中获取的电压的峰值，该峰值出现在接通所述半桥电路的开关之后。
根据实施方式可以因此对在所述LLC谐振转换器的初级侧电路中获取的电压加以处理，以便获得有关输出电压的信息和/或有关所述负载的信息。在所述次级侧电路中获取所述输出电压的过程和经由所述SELV势垒的反馈过程已不再是必需的。可以根据所述初级侧获取的电压来实现对例如所述输出电压的调节，而不必在所述次级侧电路中获取输出电压。
根据一个实施方式将提供一种驱动用于发光装置的LLC谐振转换器的方法。所述谐振转换器具有初级侧电路和与之电隔离的次级侧电路。在连接至所述初级侧电路的LLC谐振电路的半桥电路中时钟控制切换第一开关和第二开关。在所述初级侧电路中获取电压。处理在所述初级侧电路中获取的电压以便检测所述次级侧电路的输出电压。
所述方法采取的是，在所述LLC谐振转换器中在初级侧获取的电压能够提供有关所述输出电压的信息。这使得即使不在所述次级侧电路中进行测量也能获得有关所述输出电压的信息以及因此得出的有关所述负载的信息。能够检测到所述次级侧电路输出端的开路和/或输出端的短路。
所述转换器可以构成为FCC装置(“固定恒定电流”)或者构成为FCV装置(“固定恒定电压”)。所述转换器可被构造成具有在所述SELV区域与所述非SELV区域之间的电隔离的装置。
能够如此处理所述在初级侧获取的电压，即：根据在所述初级侧电路中获取的电压来检测所述次级侧电路输出端的开路和/或所述次级侧电路输出端的短路。能够在检测到在所述次级侧电路输出端出现开路和/或短路时进行故障管理。例如能够执行安全切断并且/或者发送显示存在短路或其它故障状态的信号。能够当峰值电压不处于在初级侧更可靠获取的电压的预定区域内时识别出故障状态。
能够如此处理所述在初级侧获取的电压，即：根据在所述初级侧电路中获取的电压检测与所述次级侧电路的输出端相连的负载。可以在调节所述输出电压时考虑有关所述负载的信息。由此能够补偿所述输出电压的负载依赖性。
对所述负载的检测可以包括：识别LED的数量，这些LED与次级侧电路的输出端相连。可以根据在所述初级侧电路中获取的电压识别LED的数量。
可以根据所述识别出的负载执行时钟控制切换所述半桥电路的开关的过程。能够基于在所述初级侧电路中获取的电压来调节所述次级侧电路的输出电压。假如根据所述在初级侧获取的电压来实现电压调节过程的话，则可以将所述频率用作所述调节电路的调整参数，利用该频率来切换所述半桥电路的开关。
对所述在初级侧获取的电压的处理过程可以包括确定峰值电压，该峰值电压随时间变化配合所述时钟控制开关而出现。可以确定在切换所述半桥电路的开关之后或者之时，所述在初级侧获取的电压的最大值或最小值。根据所述峰值可以推到出有关输出端处所述输出电压或者所述负载的信息。
LLC谐振转换器可以包括控制装置，该控制装置处理在所述初级侧电路中获取的所述电压。用于驱动所述控制装置的电能可由变压器来提供，该变压器也在所述初级侧电路与所述次级侧电路之间传输电能。可以在所述变压器与所述控制装置之间插接供电电路。所述供电电路能够与所述变压器的变压器铁芯上的至少一个线圈连接以便产生用于控制装置的供电电压，该供电电压小于所述初级侧电路的供电电压。所述控制装置可被构造成集成式半导体电路。能够在所述供电电路中在所述转换器的初级侧上获取与所述LLC谐振转换器的输出电压相关的所述电压。可以将相应的电压如此移动一个电压偏移单位，即：出现在所述半桥的切换过程之后的所述峰值电压对应于正电压值。由此能够轻易地对所述峰值电压进行准确测量。为了要产生电压偏移可以使用恒定电源和电阻。可由所述控制装置的接口来提供所述恒定电流。也可由外部电路来产生所述恒定电流，即：由被所述控制装置移动的恒定电源来提供所述恒定电流。
在所述初级侧电路中获取的所述电压可以在变压器的初级线圈处获取。在所述初级侧电路中获取的所述电压可以在所述LLC谐振电路的电容器处获取。
根据另一个实施方式提供一种用于发光装置的转换器。所述转换器包括具有半桥电路以及具有LLC谐振电路的初级侧电路，该半桥电路具有两个相互时钟控制的开关，该LLC谐振电路与所述两个开关间的节点相连。所述转换器包括输出端为所述发光装置供电的次级侧电路。将所述初级侧电路设置成以便将在所述初级侧电路中获取的电压提供给控制装置，该电压取决于所述次级侧电路的输出电压。所述初级侧电路可以具有相应的接口以测取电压，该电压与所述次级侧电路相关。
所述转换器可以包括控制装置，该控制装置与所述初级侧电路相连并设置成用来处理在所述初级侧电路中获取的所述电压，进而来检测所述次级侧电路的输出电压。
根据有利的或者优选的实施例以及因此分别达到的效果的所述转换器的实施方式对应于参照所述方法来描述的实施方式。
根据本发明的另一个方面提供一种用于发光装置的转换器，其中由变压器向控制装置，尤其可以构造成集成式半导体电路供电，该变压器在输入侧与输出侧之间进行电隔离式输电。所述转换器包括用于在输入侧与输出侧之间输送电能的所述变压器、用于控制所述转换器的控制装置以及设置成将电能从所述变压器输送到所述控制装置以便向所述控制装置供电的供电电路。
所述变压器可具有初级线圈、次级线圈以及位于变压器铁芯上的至少一个供电线圈。所述至少一个供电线圈可以与所述供电电路相连接。
因此，当在初级侧没有获取到电压时也可以使用这样的转换器，以获得有关所述转换器输出电压的以及有关所述转换器输出端的负载的信息。
相比传统的方法，即：为用于发光装置的转换器的控制装置所提供的供电电压例如通过分压器由初级侧电路的供电电压中产生，根据本发明该方面的转换器的实施方式允许以极低的功率损耗向所述控制装置供电。
所述转换器的输入侧可以包括LLC谐振电路和具有两个相互时钟控制的开关的半桥。可以由所述控制装置来控制所述半桥。
根据另一个实施方式提供了一种LED变换器，该LED变换器包括根据一个实施方式的所述转换器。
根据另一个实施方式提供了一种照明系统，该照明系统包括所述LED变换器和与该LED变换器连接的发光装置。所述发光装置可以包括一个或者多个发光二极管(LED)。所述LED可以包括无机的和/或有机的LED。所述LED可被集成在一个LED模块中，该LED模块被与所述LED变换器分隔开。所述照明系统还可以包括中央控制器，该控制器被设置成用于发送调光指令到所述LED变换器。
以下将参照附图并结合优选实施方式来详述本发明。
图1示出了包括根据一个实施方式的LED变换器的照明系统的示意图。
图2示出了根据一个实施方式的转换器的电路图。
图3示出了在初级侧获取电压以便取得有关该转换器输出端的输出电压的信息的过程。
图4示出了根据另一个实施方式的转换器的电路图。
图5示出了根据一个实施方式的方法的流程图。
图6示出了根据另一个实施方式的转换器的电路图。
图7示出了在初级侧获取图6的转换器中的电压以便取得有关该转换器输出端的输出电压的信息的过程。
图8示出了根据另一个实施方式的转换器的电路图。
图9示出了在初级侧获取图8的转换器中的电压以便取得有关该转换器输出端的输出电压的信息的过程。
图10示出了根据另一个实施方式的转换器的电路图。
以下所述的各不同实施方式的特征能够相互组合，只要在下列说明中没有明确将其排除。
图1示出了照明系统1，在该照明系统中，根据一个实施方式的操作装置2为LED3供应电能。操作装置2能够以LED变换器的形式构成。LED变换器2能够以FCC装置或FCV装置的形式构成。LED变换器2可如此构成，即：LED 3的亮度可通过例如经由总线4传输或无线传输的指令来调整。LED变换器2可以包括用于与中央控制器通讯的相应接口并设置成用于经由该接口接收调光指令以及通过该接口输出关于LED变换器2和/或LED 3的工作状态的信息。
LED变换器2能够以SELV装置的形式构成，其中初级侧电路(例如非SELV侧)和次级侧电路(例如SELV侧)是电隔离的。LED变换器2可以包括AC/DC转换器10。
AC/DC转换器10可设置成用于在输入侧与电网电压相连。AC/DC转换器10可以呈所谓的整流电路或功率因数修正电路(PFC)的形式。AC/DC转换器10向如下转换器提供一个总线电压Vbus以作为供电电压，该转换器具有输入侧电路或者说初级侧电路11和与之电隔离的输出侧电路或者说次级侧电路13。电隔离将由转换器12或其它变换器来实现。LED变换器2能够以FCC装置或FCV装置的形式构成。
LED变换器2将如下构成，即：基于在初级侧电路11中所获取的电压来检测LED变换器2输出端的输出电压。以此方式，能够检测出故障状态，例如输出端的开路或短路。替代或补充地，也可以检测由LED转换器2供应电能的负载。
为了要根据在初级侧电路获取的电压检测输出电压，相应地将控制装置14与初级侧电路11连接，以便接收随时间变化的电压曲线或者在初级侧电路中获取的电压的峰值。控制装置14可以基于在开关切换后在初级侧电路11的半桥电路中出现的电压峰值来取得有关输出电压的信息。这样控制装置14就可以实现自动故障检测，以便检测开路输出和/或短路。控制装置14可以在开关切换后出现在半桥电路中的峰值电压没有处于使LED转换器2持续工作的可接受电压值的区间内时启动相应的安全关闭过程。控制装置14可以替代或补充地实现其它功能，例如根据在初级侧电路中获取的电压来对输出电压进行电压调整。控制装置14还可以实现控制LED变换器的传统功能，例如转换调光指令。
能够在初级侧电路中的不同位置上测取该初级侧电路中相应的电压(如参照图2至图9详细描述的那样)，该电压与次级侧输出电压直接相关并且可以从有关转换器输出电压的信息推导出。
如在图1中示意性描述出的那样，能够在LED变换器2中检测输出电压，且不必为此执行对SELV侧的测量以及/或者不必返回有关SELV势垒的相应测量结果。控制装置14因此被如下设置，即其根据在初级侧所测量的有关LED变换器2的输出电压的电压信息来进行推导。
图2是根据一个实施方式的转换器的电路图。转换器19包括一个初级侧电路20和一个次级侧电路30。在初级侧电路20与次级侧电路30之间存在电势分离。可以设置一个具有初级线圈28和次级线圈29的变压器来进行隔离。该变压器具有主电感器，该主电感器还可以起到LLC谐振电路的其中一个电感器的作用。这在图2中被象征性地描述为第二电感器26。转换器19能被用在LED变换器2中或者用在另一个操作LED的操作装置中，以便实现图1中描述的初级侧电路11的功能、电隔离12的功能以及次级侧电路13的功能。转换器19起到DC/DC转换器的作用。次级侧电路30可以是SELV区域，该区域通过SELV势垒39从初级侧区域分离。初级侧电路20可以包含所有不属于SELV区域的部件。
初级侧电路20包括构造成串联谐振电路的LLC谐振电路。LLC谐振电路具有在一个串联电路中的第一电感器25、电容器27和第二电感器26。根据本技术领域中的一般术语，这里将如此使用概念“LLC谐振电路”以及“谐振转换器”，即由此示出具有两个电感器和一个电容器的谐振电路以及一个相应的转换器，其中是否像图2中那样在电感器25与26之间插接电容器27或者是否如图4中那样在电感器25与电容器27之间插接电感器26是没有关系的。第二电感元件26表示所述的变压器的初级线圈28的主电感。第二电感元件26可以是谐振电路的主电感器，该主电感器的电感率大于第一电感器25的电感率。同样第一电感器25可以是集成在变压器中的并且例如是漏电感。另选除了变压器的初级线圈28之外也可以设置另外的电感器并且其也作为两个LLC谐振电路的两个电感器中的一个来起作用。LLC谐振电路的其它构造也是可行的。例如，电容器27不必被插接在第一电感器25与第二电感器26之间。
初级侧电路20包括具有一个可以是功率开关的第一开关21以及一个可以是功率开关的第二开关22的半桥电路。第一开关21和第二开关22可以是相同的，并且半桥电路可以构造成对称的半桥电路。将谐振电路与第一开关21与第二开关22之间的节点相连接。将谐振电路与两个开关21与22之间的半桥电路的中点相连接。谐振电路的第一电感器25的第一接口可以与半桥电路的第一开关21与第二开关22之间的节点相连接。第一电感器25的第二接口可以与电容器27的第一接口相连接。电容器27的第二接口可以与谐振电路的第二电感器的第一接口相连接。
在转换器19工作时，控制装置14控制第一开关21和第二开关22。其中可以利用相同预定的频率来分别切换和断开每个开关。控制装置14如此控制第一开关21和第二开关22，即始终只引导切换两个开关中的一个。第一开关21和第二开关22是由控制装置14相互时钟控制驱动的。断开一个开关与切换其它各开关之间的停止工作时间可以是很小的，尤其是很大程度上小于开关频率的倒数。
初级侧电路20被如此构造，即可以获取经由初级线圈28而降低的电压。初级侧电路20可以具有相应的导体以及接口，借此能够向控制装置14提供该电压。
次级侧电路30具有插设在次级线圈29下游的整流器，该整流器例如可以由第一二极管31和第二二极管32来形成。次级线圈29的中心可以与次级侧电路的输出端相连。次级线圈29的末端通过二极管31和32与输出端35相连。能够可选地设置电感元件33(例如线圈)，通过该电感元件向输出端35输送电流。当转换器19应作为FCC装置被驱动时，尤其可以设置该电感元件33。可以在整流器的输出端插接一个电容器34。
一个与次级侧电路30的或者转换器的输出端35相连的负载5可以具有一个LED、一个LED部分、多个LED或者多个LED部分。LED可被集成在LED模块中。
有关转换器输出端35上的输出电压的信息将基于在初级侧电路中获取的电压V_sns来推导。相应的电压可以例如为经由初级线圈28而降低的电压。在初级侧电路中获取的电压V_sns将被输送给控制装置14。在初级侧电路中获取的电压V_sns可在将其输送给控制装置14之前被A/D转换。
当切换半桥电路中的开关时，整流器二极管31、32在次级侧上将次级线圈处的电压锁定在施加于负载5上的输出电压上。相应地，可以由在切换半桥电路中的开关时出现在初级线圈处的电压推导出有关输出端35的输出电压的信息。将根据具体实施方式来使用该原理，以便通过测量费SELV区域20中的电压来检测出现在SELV区域30中的输出电压。不必直接在SELV区域30内测量输出电压并且不必反馈通过SELV势垒39的已测电压。
图3示意性地示出了控制装置14接在开关21或者22上的栅电压41，利用该栅电压来切换相应的开关。另一个开关被相应地反向切换。切换开关的频率可以例如调节用于调整转换器的输出功率和/或输出电压。
图3还示出了例如在初级侧电路20中的初级线圈28处获取的电压V_sns。电压曲线43具有(正或负)峰值电压，该峰值电压随时间变化与半桥电路的开关的切换过程42相关地出现。可以将峰值电压44转换成输出电压以便检测该输出电压。替代或者补充地，可以将控制装置14的峰值电压44自动与预定电压值作比较，以便识别出输出端35的开路电路、输出端35的短路或者与输出端35相连的负载5。
在输出电压改变时，例如在初级侧电路20中的初级线圈28处获取的电压V_sns的曲线也发生改变。将在其它负载中获得的电压曲线45具有(正或负)峰值电压46，该峰值电压在时间上与半桥电路的开关的切换过程42相关。可以将峰值电压46转换成输出电压以便检测该输出电压。替代或者补充地，可以将控制装置14的峰值电压46自动与预定电压值作比较，以便识别出输出端35的开路状态、输出端35的短路或者与输出端35相连的负载5。其中为了负载检测可以使用的是，例如自身在FCV装置中，真实的系统中的输出电压始终在一定程度上在LED或者负载的数量上发生变化。因此能够从该输出电压出发来重新确定LED或负载的数量。
控制装置14因此被设置成，其对在切换半桥电路的开关时出现的峰值电压进行检测。控制装置14可以例如在使用将初级线圈处的峰值电压V_sns换算成输出端35的输出电压的所存公式的情况下，通过比较阈值来识别故障状态和/或通过使用特征曲线对峰值电压适当地进行进一步处理，该特征曲线将在初级侧测出的电压值转换成输出电压值和/或负载值。对于该功能来说，控制装置14可以包括相应的逻辑部件和/或存储器。控制装置14可以构造成集成式半导体电路，该半导体电路可以是专用的特殊电路。控制装置14尤其可以构造成ASIC("专用集成电路")。控制装置14还可以构造成由固件或软件来编程的可编程电路，其进一步处理在初级侧获取的电压，以便由此获得有关输出电压的信息。
其它不同的转换器构造也能可行的，其中能够在初级侧电压中获取并且/或者计算其它电压，以便检测输出电压。
图4是根据另一实施方式的转换器49的电路图。用相同的附图标记表示与已参照图1至图3来描述的结构性或功能性元件或装置相适应的元件或装置。
转换器49具有带有时钟控制驱动的半桥电路和LLC谐振电路的初级侧电路50。LLC谐振电路被构造成串联谐振电路，其中切换LLC谐振电路的电感器25与电容器27之间的电感器26。
在转换器49中可以获取电压V_sns，该电压经由LLC谐振电路的电容器27在初级侧电路中降低。该电压的峰值适应于经由初级线圈28降低的电压的峰值，然而具有相反的符号或者具有相同的数值和符号，其中利用半个周期的相位移动来达到该峰值。与之相适应地，可以由在切换半桥电路的开关时在电容器27处出现的峰值电压重新确定输出电压。
图5是一种由控制装置14实现对转换器的控制的方法流程图。该转换器可以根据一个实施方式构成。该转换器具有带半桥控制的LLC谐振电路。该转换器具有初级侧电路和与其电分离的次级侧电路。该初级侧电路可以是例如转换器的非SELV区域并且次级侧电路可以是转换器的SELV区域。
在步骤61中获取初级侧电路中的电压。该电压可以是变压器初级线圈处的电压、LLC谐振电路的电感器处的电压或者LLC谐振电路的电容器处的电压。
在步骤62中确定峰值电压，该峰值电压出现在切换半桥的开关时。可以确定获取电压的最大值或者最小值，其随时间变化与半桥的开关的切换相关地出现。
在步骤63中，进一步处理该电压，以便获取有关转换器的次级侧电路的输出电压的信息。其中可以例如检查，是否在次级侧电路的输出端存在开路或者短路。其中可以检查，是否在初级侧获取的峰值电压位于可靠电压值的区间内。如果在次级侧电路的输出端既不存在开路也不存在短路时，则可以在步骤64中确定一个与该输出端连接的负载。其中可以例如预估与转换器相连并且由其供电的LED的数量。有关该负载的信息可以例如用于调整电压过程中。如果在步骤63中如下识别出，即在次级侧电路的输出端存在短路时，则可以在步骤65中进行故障管理。该故障管理过程可以包括相应显示故障的光学、电学或者电子信号的输出和/或安全切断过程。
能够规定其它的方法步骤。例如可以循环重复确定在切换半桥的开关时的峰值电压。能够调整输出电压，其中在初级侧获取的峰值电压被当作用于调整的输入信号来使用。可以将切换半桥的开关用频率当作调整电路的调节值加以改变以便调整。
转换器的非SELV区域中的电压的获取过程与SELV区域的输出电压相关，能被实现在另一电路元件处。例如参照图6至图9所描述的，可以在供电电路中获取提供有关转换器输出电压的信息的电压，该供电电路提供用于控制装置14的供电电压。
图6是根据另一实施方式的转换器69的电路图。用相同的附图标记表示与已参照图1至图5来描述的结构性或功能性元件或装置相适应的元件或装置。
转换器69具有带有时钟控制驱动的半桥电路和LLC谐振电路的初级侧电路70。另外设置供电电路71，以便提供用于控制装置14的供电电压。供电电路71被插接在具有初级线圈28和次级线圈29的变压器与控制装置14的供电接口之间。出现在供电电路71中的电压可以是小于初级侧电路的供电电压Vbus的，尤其是比初级侧电路的供电电压Vbus要小的多。供电电路71被设置在转换器的非SELV区域中，即：由次级侧电路30经由SELV势垒隔离开。
供电电路71具有至少一个供电线圈72或者具有多个线圈的供电线圈72，该供电线圈位于同一变压器铁芯上，在该电压器铁芯上还设有初级线圈28和次级线圈29。该至少一个供电线圈72或者供电线圈72可被如此构造，即由供电电路71所提供的、用于例如大小约在5伏特的低压区域内的控制装置17的供电电压。经由二极管74向充电电容器75充电。可以设置稳压二极管76，以便稳定和限制由供电电路71所提供的电压。
因为至少一个供电线圈72或者供电线圈72像次级线圈29一样位于同一变压器铁芯上，所以可以根据至少一个在切换半桥的开关时出现在供电线圈72处的电压或者供电线圈72来重新确定次级侧电路30的输出端35的输出电压。在非SELV区域获取的电压V_sns可以通过分压器73在至少一个供电线圈72或者供电线圈72处获取。可以将该电压V_sns输送给控制装置14。电压V_sns可在将其输送给控制装置14之前被A/D转换。控制装置14可以处理电压V_sns以便根据出现在切换半桥的开关时的峰值电压推导出有关次级侧电路30的输出电压的信息。
图7示意性地示出了在初级侧获取的电压V_sns的典型的时间变化曲线77，如它在图6的转换器69中获取的一样。出现在切换半桥的开关时的负的峰值电压78是与次级侧电路30的输出电压相关的。可以由控制装置14以计算的方式对峰值电压78做进一步处理。
因为对能够对应负电压的峰值电压78准确进行测量的过程会十分困难，所以可以将测量出的电压移动一个电压偏移单位。其中可以在供电电路中使用恒定电流和另外的电阻。
图8是根据另一实施方式的转换器79的电路图。用相同的附图标记表示与已参照图1至图7来描述的结构性或功能性元件或装置相适应的元件或装置。
转换器79具有带有时钟控制驱动的半桥电路和LLC谐振电路的初级侧电路80。另外设置供电电路81，以便提供用于控制装置14的供电电压。供电电路81基本上被构造成与图6所描述的相类似。
为了将探测到的电压V_sns移动一个电压偏移单位，该供电电路81具有另一个与分压器73相连的电阻82和恒定电流。示意性地示出了相应的恒定电源83。在实施方式中不必设有单独的恒定电源，而是可以由控制装置14的连接端子来提供恒定电流。因此，控制装置14也可以实现恒定电源的功能。
通过恒定电源83和电阻82将在转换器79的非SELV侧上探测到的电压V_sns以一个电压偏移单位移动到正值区域中。该电压偏移可以如此大地选择，即：将在切换半桥中的开关的过程中出现的电压移动到正电压区域。这可以通过相应选择由恒定电源83提供的电流和电阻82来达成。
图9示意性地示出了在初级侧获取的电压V_sns的典型的时间变化曲线87，像它在图8的转换器79中获取的一样。通过恒定电源83和电阻82将基准线85移动一个电压偏移单位86。通过电压偏移将出现在切换半桥的开关时的负的峰值电压移动到正电压。
控制装置14能够通过对在切换半桥的开关时检测到的电压88加以测量并且基于已知的电压偏移86来确定在供电线圈72处切换半桥的开关时检测到的负峰值电压。如上所述，该峰值电压与次级侧电路30的输出端35的输出电压直接相关。
参照图6至图9对转换器进行了描述，其中将通过供电电路71或81向控制装置14供应低电压的过程与在非SELV区域获取电压的过程相结合，以便获得有关次级侧电路30的输出端的输出电压的信息。然而，也可以在需要在非初级侧获取输出电压时使用这样用于控制装置14的供电电路。这样的供电电路可以相比于传统方法在功率损耗方面提供一定优势，在该供电电路中通过供电线圈72或者供电线圈72在变压器铁芯上产生用于控制装置14的供电电压。
图10示出了根据另一个实施方式的转换器89。用相同的附图标记表示与已参照图1至图9来描述的结构性或功能性元件或装置相适应的元件或装置。
转换器89具有带有时钟控制驱动的半桥电路和LLC谐振电路的初级侧电路90。设置供电电路91，以便提供用于控制装置14的供电电压。供电电路91被插接在具有初级线圈28和次级线圈29的变压器与控制装置14的供电接口之间。供电电路91的输出电压可以是很小的，尤其可以比初级侧电路的供电电压Vbus要小得多。供电电路91可被设置在转换器的非SELV区域中，即：通过SELV势垒与次级侧电路30隔离开。供电电路91具有至少一个供电线圈72或者具有多个线圈的供电绕组72，该供电线圈位于同一变压器铁芯上，在该电压器铁芯上还设有初级线圈28和次级线圈29。该至少一个供电线圈72或者供电线圈72可被如此构造，即由供电电路91所提供的、用于例如大小约在5伏特的低压区域内的控制装置17的供电电压。经由二极管74向充电电容器75充电。可以设置稳压二极管76，以便稳定和限制由供电电路91所提供的电压。
在图10的转换器89的情况下，可以在初级侧探测电压，该电压取决于次级侧电路35的输出电压，尽管这不是绝对必要的。在其它实施方式中，具有在变压器与控制装置14的供电接口之间接通的供电电路91的转换器89也可以包括其它谐振电路来作为LLC串联谐振电路，或者根本不设置谐振电路。如图10中所示的供电电路91基本可以被用在用于发光装置的转换器中，其中变压器实现了初级侧与次级侧的电隔离。
在参照上述附图所描述的实施方式中可以实现其它实施方式的转换过程。如果在切换半桥的开关时，出现在变压器的初级线圈处的峰值电压能够被用作次级侧电路的输出电压的指标的话，则也能够在初级侧电路的其它元件处实现对电压在初级侧的相应获取过程，该电压能够被当作次级侧电路的输出电压的指标来使用。
电感器和电容器能够分别通过相应的电感元件或电容元件，例如线圈或电容器来形成。然而也可行的是，将较小的电感器(例如较小的LLC谐振电路电感器)构成为漏电感。类似地，可以将较小的电容器构成为杂散电容器。
如果能够在并联电路中设置具有变压器初级线圈的LLC谐振电路的线圈，则变压器的初级线圈也能够在其它实施方式中起到LLC谐振电路的电感器的作用。
根据实施方式的转换器和方法尤其被用于为LED供电。

Claims (18)

1.一种用于驱动发光装置(3；5)的LLC谐振转换器(19；49；69；79)的方法，其中所述谐振转换器(19；49；69；79)具有初级侧电路(19；49；69；79)和与之电隔离的次级侧电路(30)，所述方法包括以下步骤：
以时钟控制方式切换半桥电路的第一开关(21)和第二开关(22)，所述初级侧电路(19；49；69；79)的LLC谐振电路(25-27)与该半桥电路相连；
在所述初级侧电路(19；49；69；79)中获取电压(V_sns；43-46；77，78；87，88)；以及
处理在所述初级侧电路(19；49；69；79)中获取的所述电压(V_sns；43-46；77，78；87，88)，以便获得关于所述次级侧电路(30)的输出电压的信息。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中所述处理过程包括：根据在所述初级侧电路(19；49；69；79)中获取的所述电压(V_sns；43-46；77，78；87，88)来检测所述次级侧电路(30)的输出端(35)处的开路和/或所述次级侧电路(30)的输出端(35)的短路。
3.根据权利要求2所述的方法，
当检测到在所述次级侧电路(30)的输出端出现开路和/或在所述次级侧电路(30)的输出端(35)出现短路时进行故障管理。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中所述处理过程包括：根据在所述初级侧电路(19；49；69；79)中获取的所述电压(V_sns；43-46；77，78；87，88)来检测与所述次级侧电路(30)的输出端(35)相连的负载(3；5)。
5.根据权利要求4所述的方法，
其中检测所述负载(3；5)的过程包括：根据在所述初级侧电路(19；49；69；79)中获取的所述电压(V_sns；43-46；77，78；87，88)来识别与所述次级侧电路(30)的输出端相连的LED数量。
6.根据权利要求4或5所述的方法，
其中，根据识别出的负载(3；5)来执行所述时钟控制切换过程。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中所述处理过程包括：确定峰值电压(44，46；78；88)，该峰值电压随时间变化配合所述时钟控制方式的切换而出现。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中所述次级侧电路(30)的输出电压被调整成额定值，其中在所述初级侧电路(19；49；69；79)中获取的所述电压(V_sns；43-46；77，78；87，88)被用作为调整参数。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中，控制装置(14)处理在所述初级侧电路(19；49；69；79)中获取的所述电压(V_sns；43-46；77，78；87，88)，其中所述控制装置(14)接收来自变压器(28，29，72)的电能来驱动所述控制装置(14)，所述电能在所述初级侧电路(19；49；69；79)与所述次级侧电路(30)之间传输。
10.根据权利要求9所述的方法，
其中，在供电电路(71；81)中获取所述电压(V_sns；43-46；77，78；87，88)，所述电能向所述控制装置(14)传输，以驱动所述控制装置(14)。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，
在变压器的初级线圈(28)处或者在所述LLC谐振电路(25-27)的电容器(27)处获取电压。
12.一种用于发光装置(3；5)的转换器，该转换器包括：
具有半桥电路以及LLC谐振电路(25-27)的初级侧电路(19；49；69；79)，其中该半桥电路具有两个被交替时钟控制的开关(21，22)，并且该LLC谐振电路与所述两个开关(21，22)之间的节点相连，以及
具有为所述发光装置(3；5)供电的输出端的次级侧电路(30)，
其中所述初级侧电路(19；49；69；79)被设置成用于将在所述初级侧电路(19；49；69；79)中获取的电压(V_sns；43-46；77，78；87，88)提供给控制装置(14)，该电压取决于所述次级侧电路(30)的输出电压。
13.根据权利要求12所述的转换器，该转换器包括：
控制装置(14)，该控制装置与所述初级侧电路(19；49；69；79)相连并设置成用于处理在所述初级侧电路(19；49；69；79)中获取的所述电压(V_sns；43-46；77，78；87，88)，以便获得有关所述次级侧电路(30)的输出电压的信息。
14.根据权利要求12或13所述的转换器，其被设置为用于实施根据权利要求2至11中任一项所述的方法。
15.一种用于发光装置的转换器，该转换器包括：
变压器(28，29，72)，该变压器用于在输入侧(70；80；90)与输出侧(30)之间进行电能输送；
控制装置(14)，其被用于控制所述转换器(69；79；89)；以及
供电电路(71；81；91)，其被设置成将电能从所述变压器(28，29，72)输送到所述控制装置(14)以便向所述控制装置(14)供电。
16.根据权利要求15所述的转换器，其中所述变压器具有初级线圈(28)、次级线圈(29)以及位于变压器铁芯上的至少一个供电线圈(72)，其中所述至少一个供电线圈(72)与所述供电电路(71；81；91)相连接。
17.根据权利要求15或16所述的转换器，其被设置为用于实施根据权利要求1至11中任一项所述的方法。
18.一种LED变换器，其包括：
根据权利要求12至17中任一项所述的转换器(19；49；69；79)。
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