CN109952813A - 通过操作变化进行功率因数校正和纹波补偿的操作装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于操作发光装置的方法，其中，所述发光装置通过至少一个驱动器电路操作，功率因数校正电路向能量存储部馈电，并且能量存储部向驱动器电路馈电，特征在于，监测能量存储部处的电压，并且输出到发光装置的电流的水平取决于检测到的能量存储部处的电压的纹波，其中，当检测到的能量存储部处的电压的纹波超过预定限制值时，增加驱动器电路对发光装置的操作。

Description

通过操作变化进行功率因数校正和纹波补偿的操作装置
本发明涉及根据专利权利要求1的前序部分所述的用于发光装置的操作装置和根据专利权利要求9的前序部分所述的方法。
技术领域
这种操作装置被用于照明系统，以便实现房间、路线或逃生路线的照明。通常在这种情况下，发光装置被致动，并且若需要的化，由操作装置激活。对于这样的照明，将气体放电灯或将发光二极管(LED)用作光源。
背景技术
根据现有技术，已经使用了具有功率因数校正的发光装置用操作装置，但是这些在输入端处仍然需要相对较大的滤波器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于发光装置的操作装置，该操作装置具有功率因数校正并且仅传输非常低水平的干扰。
该目的对于根据本发明的通用型装置来说，通过权利要求1的特征化部分来实现，而对于根据本发明的方法来说，通过权利要求9的特征化部分来实现。在从属权利要求中描述了本发明的特别有利的实施方式。
本发明涉及用于发光装置的操作装置(A)具有：用于操作至少一个发光装置的至少一个驱动器电路，向该驱动器电路馈电的能量存储部，功率因数校正电路，该功率因数校正电路优选采用升压变换器或反激变换器的形式并且向该能量存储部馈电，该功率因数校正电路具有存储电感器、有源时钟控制开关以及整流二极管，特征在于，监测所述能量存储部处的电压，并且如果所述能量存储部处的电压的纹波超过预定限制值，则改变所述操作装置的操作。改变所述驱动器电路的操作并且增加所述驱动器电路的输出电流。
所述操作装置优选地具有用于估计所述能量存储部的预期寿命的装置。这些用于估计预期寿命的装置优选地评估检测到的所述能量存储部处的电压的纹波。可选地，另外还可以在所述操作装置内评估进一步的测量或致动变量。
本发明还涉及一种用于操作发光装置的方法，其中，所述发光装置通过至少一个驱动器电路操作，功率因数校正电路向所述能量存储部馈电，并且能量存储部向所述驱动器电路馈电，其中，监测所述能量存储部处的电压，并且所述发光装置的操作根据检测到的所述能量存储部处的电压的纹波来执行。当检测到的所述能量存储部处的电压的纹波超过预定限制值时，可以优选地改变所述发光装置的操作。
附图说明
下面，参照附图对本发明进行更详细说明，其中：
图1示出了根据本发明的操作装置，
图2示出了根据本发明的操作装置的功率因数校正电路，以及
图3示出了采用降压转换器形式的驱动器电路(LED驱动器)的一个示例。
具体实施方式
下面将参照用于发光装置的操作装置的示例性实施方式来对本发明进行说明。
图1示出了用于发光装置的操作装置A。
这种用于发光装置的操作装置A通常具有：用于操作至少一个发光装置(负载)的驱动器电路(灯驱动器)；向该驱动器电路馈电的能量存储部；功率因数校正电路(PFC)，其可以采用升压变换器形式并且向该能量存储部馈电，该功率因数校正电路具有存储电感器、有源时钟控制开关和整流二极管。滤波器电路和整流器电路优选地连接在功率因数校正电路的上游。在该示例中，驱动器电路是用于致动灯负载的谐振半桥。另选地，该驱动器电路也可以由在输出端用于致动LED的具有电隔离和整流的谐振半桥形成。
图2示出了根据本发明的用于发光装置的操作装置的功率因数校正电路。
该功率因数校正电路采用升压变换器形式并且向能量存储部Cbulk馈电。该能量存储部Cbulk例如是电解电容器。它具有存储电感器Lb、有源时钟控制开关S和整流二极管D。
用于发光装置的操作装置(A)具有：用于操作至少一个发光装置的至少一个驱动器电路、向驱动器电路(LED驱动器)馈电的能量存储部(Cbulk)和功率因数校正电路，该功率因数校正电路优选采用升压变换器形式并且向该能量存储部(Cbulk)馈电，该功率因数校正电路具有存储电感器(Lb)、有源时钟控制开关(S)和整流二极管(D)。监测能量存储部(Cbulk)处的电压，并且如果能量存储部(Cbulk)处的电压的纹波超过预定限制值，则改变操作装置(A)的操作。
如果能量存储部(Cbulk)处的电压的纹波超过预定限制值，则用于发光装置的操作装置(A)可以改变驱动器电路(LED驱动器)的操作和/或功率因数校正电路的操作。如果能量存储部(Cbulk)处的电压的纹波超过预定限制值，则可以降低能量存储部(Cbulk)处的电压。在能量存储部(Cbulk)处的电压的纹波超过限制值的情况下，改变功率因数校正电路的控制回路或控制参数。在超过了能量存储部(Cbulk)处的电压的纹波的限制值的情况下，可以增加驱动器电路(LED驱动器)的功率输出或输出电流。
对于能量存储部(Cbulk)的电压的纹波来说，可能存在几个限制值，由此，针对每个限制，可以规定发光装置的限定电流增加。通过规定几个限制，逐步补偿操作装置的老化，尤其是能量存储部(Cbulk)以及发光装置的老化可以得到补偿，并且发光装置的光强度可以保持恒定。
也可以直接或间接地从能量存储部(Cbulk)向多个驱动器电路(LED驱动器)馈电，并且在超过了能量存储部(Cbulk)处的电压的纹波的限制值的情况下，另外连接至少一些驱动器电路(LED驱动器)。驱动器电路(LED驱动器)优选为具有射频时钟控制的电路，该电路具有至少一个有源时钟控制开关和一个电感器(L)，该电感器通过射频时钟控制进行充电和放电。借助于具有射频时钟控制的驱动器电路，LED可以以高效率度被致动。该驱动器电路(LED驱动器)例如是降压转换器、隔离反激变换器或逆变器电路。
还可以直接或间接地从驱动器电路(LED驱动器)向多个发光装置馈电，并且在超过了能量存储部(Cbulk)处的电压的纹波的限制值的情况下，将至少一些附加发光装置与所述驱动器电路(LED驱动器)连接。例如，可以存在与一个或更多个发光装置并行设置的桥接开关，该桥接开关在操作开始时永久闭合。在超过了能量存储部(Cbulk)处的电压的纹波的限制值的情况下，该桥接开关可以永久地断开，并因此附加发光装置将由驱动器电路(LED驱动器)供电。
图3中示出了采用降压转换器形式的驱动器电路(LED驱动器)的一个示例。LED串中的LED根据开关S的时钟控制来致动。在该示例中，在超过了能量存储部(Cbulk)处的电压的纹波的限制值的情况下，通过以增加的占空因数时钟控制开关S来增加驱动器电路(LED驱动器)的功率输出或输出电流。
发光装置可以是LED或气体放电灯。
在超过了能量存储部(Cbulk)处的电压的纹波的限制值的情况下，操作装置(A)可以经由接口发送故障消息，或者可以经由发光装置以光的方式传达故障消息。
因此，还可以提供一种用于操作发光装置的方法，其中，该发光装置通过至少一个驱动器电路(LED驱动器)操作。功率因数校正电路向能量存储部(Cbulk)馈电，并且能量存储部(Cbulk)向驱动器电路(LED驱动器)馈电。
监测能量存储部(Cbulk)处的电压，并且发光装置的操作根据检测到的能量存储部处的电压的纹波和预定限制值来执行。
可以在能量存储部(Cbulk)、功率因数校正电路或驱动器电路(LED驱动器)处执行温度监测，并且作为超过了预定限制温度的结果，可以执行减小向发光装置传输的功率或电流，或可以执行针对发光装置的操作的另一改变，并且可以根据检测到的能量存储部(Cbulk)处的电压的纹波来设定将被要预定的限制温度的值。对在高温情况下向发光装置传输的电流或功率的这种限制可以防止损坏操作装置。
因此，可以构造具有根据本发明的包括功率因数校正电路的发光装置用操作装置A的照明单元。
通过评估检测到的能量存储部(Cbulk)处的电压的纹波、以及根据致动信号的测量或评估而检测到的另一些变量(举例来说，如所汲取的功率(或所发射的功率)，或评估功率因数校正电路的有源时钟控制开关(S)的导通时间，可以估计能量存储部(Cbulk)的预期寿命，进而估计整个操作装置(1)的预期寿命。
以这种方式，还可以校正对预期寿命的先前估计。
因此，操作装置(A)具有用于估计能量存储部(Cbulk)的预期寿命的装置。所述装置优选地评估检测到的能量存储部(Cbulk)处的电压的纹波，但是另外也可以可选地评估进一步的测量或致动变量。该操作装置被设计用于基于检测到的能量存储部(Cbulk)处的电压的纹波来估计能量存储部(Cbulk)的预期寿命。
在监测功率因数校正电路的有源时钟控制开关(S)的导通时间的基础上，在一个或更多个系统半周期内监测该变量的情况下，可以得出关于传输功率特性的结论，也可以间接得出关于能量存储部(Cbulk)处的电压的纹波和/或输入电压的结论。
操作装置(A)还可以具有串联连接的另一些功率级。在这种情况下，可以在这些功率级之间按每种情况设置能量存储部，可以监测所述能量存储部的电压纹波以识别老化。
能量存储部(Cbulk)处的电压的纹波例如可以经由模数转换器来读取。该模数转换器可以是集成控制电路的一部分，其也可以影响操作装置的操作。因此，该集成控制电路例如可以致动功率因数校正电路的有源时钟控制开关(S)或驱动器电路(LED驱动器)的开关。
如果操作装置(A)具有接口，则也可以经由该接口读取预期寿命。例如，可在预期寿命超过预定值的情况下自动读取，或可以响应于经由接口的外部请求输出针对寿命的当前值。在超过了能量存储部(Cbulk)处的电压的纹波的限制值的情况下，操作装置(A)可以经由接口发送故障消息，因为如上所述，超过了能量存储部(Cbulk)处的电压的纹波的限制值的事实指示已经超过能量存储部(Cbulk)的特定寿命。
通过规定一个或几个限制，逐步补偿操作装置的老化，尤其是能量存储部(Cbulk)以及发光装置的老化可以得到补偿，并且发光装置的光强度可以保持恒定。

Claims (9)

1.一种用于发光装置的操作装置(A)，该操作装置包括：
-至少一个驱动器电路，该至少一个驱动器电路用于操作至少一个发光装置，
-能量存储部(Cbulk)，该能量存储部向所述驱动器电路(LED驱动器)馈电，
-功率因数校正电路，该功率因数校正电路优选采用升压变换器或反激变换器的形式并且向所述能量存储部(Cbulk)馈电，该功率因数校正电路具有存储电感器(Lb)、有源时钟控制开关(S)和整流二极管(D)，由此监测所述能量存储部(Cbulk)处的电压，并且如果所述能量存储部(Cbulk)处的电压的纹波超过预定限制值，则改变所述操作装置(A)的操作，
其特征在于，改变所述驱动器电路(LED驱动器)的操作并且增加所述驱动器电路(LED驱动器)的输出电流。
2.根据权利要求1所述的用于发光装置的操作装置(A)，
其特征在于，如果所述能量存储部(Cbulk)处的电压的纹波超过预定限制值，则改变所述功率因数校正电路的操作。
3.根据权利要求2所述的用于发光装置的操作装置(A)，
其特征在于，如果所述能量存储部(Cbulk)处的电压的纹波超过预定限制值，则降低所述能量存储部(Cbulk)处的电压。
4.根据权利要求2或3所述的用于发光装置的操作装置(A)，
其特征在于，在超过了所述能量存储部(Cbulk)处的电压的纹波的限制值的情况下，改变所述功率因数校正电路的控制回路或控制参数。
5.根据权利要求2所述的用于发光装置的操作装置(A)，
其特征在于，在超过了所述能量存储部(Cbulk)处的电压的纹波的限制值的情况下，将附加发光装置与所述驱动器电路(LED驱动器)连接。
6.根据权利要求1至5中的一项所述的用于发光装置的操作装置(A)，
其特征在于，所述发光装置是LED。
7.根据权利要求1至6中的一项所述的用于发光装置的操作装置(A)，
其特征在于，在超过了所述能量存储部(Cbulk)处的电压的纹波的限制值的情况下，所述操作装置(A)经由接口发送或以光的方式传达故障消息。
8.一种具有根据权利要求1至7中的一项所述的用于发光装置的操作装置(A)的照明单元。
9.一种用于操作发光装置的方法，其中，通过至少一个驱动器电路(LED驱动器)操作该发光装置，
功率因数校正电路向能量存储部(Cbulk)馈电，并且所述能量存储部(Cbulk)向所述驱动器电路(LED驱动器)馈电，
其特征在于，监测所述能量存储部(Cbulk)处的电压，并且输出到所述发光装置的电流的水平取决于检测到的所述能量存储部(Cbulk)处的电压的纹波，其中，当检测到的所述能量存储部(Cbulk)处的电压的纹波超过预定限制值时，增加所述驱动器电路(LED驱动器)对所述发光装置的操作。
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