CN1802783A - 高强度放电灯的镇流器电路 - Google Patents

Abstract

一种控制功率变换器的集成电路，包括单级降压－升压变换器和可用于驱动HID灯的开关全桥。单级降压－升压变换器降低功率变换器或者电子镇流器的复杂度和部件数量，同时使得能够在集成电路的控制下进行PFC和DC总线电压调节。该集成电路还提供所有操作开关全桥电路的驱动信号，以维持HID灯上的恒定电压。等待定时器为HID灯提供重启动作之间的间隔时间，以允许HID灯冷却，以避免出现高热重启电压。该集成电路结合单极降压－升压变换器，尤其简化了功率变换器和电子镇流器的设计，同时能够降低部件数量、复杂度和成本。

Description

高强度放电灯的镇流器电路

相关申请

本发明基于在2003年3月18日提交的、题为“高强度放电灯的镇流电路”的、第60/455,652号美国临时申请，以及在2003年7月14日提交的、题目为“高强度放电(HID)的镇流控制电路”的、第60/487,491号的美国临时申请，并要求它们的优先权。

本发明的背景

1.发明领域

本发明通常涉及电子灯的镇流器，尤其涉及一种用于高强度放电灯的电子式灯镇流器和控制。

2.相关技术描述

高强度放电灯HID已经在各种照明应用中使用了很多年。在实践中，典型地使用四种类型的HID灯，包括：汞汽灯、低压钠灯、高压钠灯和金属卤化物灯。HID灯具有很多优于白炽灯照明和荧光照明的优点，但是也具有一些相对的限制。例如，HID灯典型地不会迅速启动，而是需要一些预热时间来实现充分的照明。此外，HID灯典型地发射几种不同颜色的光，例如，汞汽灯趋于具有浅蓝色的(bluish)颜色，而钠灯趋于具有黄色的输出。金属卤化物灯典型地具有亮白色的输出，优选用于重点考虑光质的大量应用中。

荧光灯要比HID灯大许多，并具有几乎瞬时的启动和重启动时间。此外，荧光灯的性能对温度非常敏感，而HID灯能够在各种环境中运行而不会显著降低性能。

在过去，HID灯在照明设备市场占有统治地位，这是因为金属卤化物HID灯具有高强度的光输出、高效率和优良的光质。典型的金属卤化物HID灯以前通过磁镇流器驱动，磁镇流器在所有特殊应用中通常不是最优的。目前，人们研发出了在金属卤化物HID照明应用中使用的、提高HID灯的性能和效率的电子镇流器，其具有减少维护费用和能耗的有益效果。使用电子镇流器还可允许HID灯以降低亮度的模式运行。还可以使上述电子镇流器在HID灯的使用期限中适应于HID灯的状况改变，并因此补偿了在HID灯的使用期限中HID灯输出光的减少。通过补偿光输出的减少，电子镇流器能够在HID灯的使用期限持续时间内保持较高的、一致的照度。因此，电子镇流器减少了频繁更换灯的需要，同时提高了效率，并以此减少了需要来实现特殊应用的照明器材的总数。

在典型的HID灯中，使用点火器来启动HID灯，这提高了HID灯的使用寿命，并简化了HID灯的操作。在现有技术的HID灯中，需要大的开路电压来点亮HID灯，这导致了高的灯电流波峰因数，并由此缩减了HID灯的使用寿命。通过提供点火器，用于HID灯的电子镇流器能够以潜在较低的电压运行，这种潜在较低的电压具有很多益处。例如，典型优选的是，使用于HID灯的电子镇流器以给定的频率运行，从而避免与其它电子设备的相互干扰，并提高照明应用的效率。电子镇流器还能够在灯的全部使用期限中，将该灯的功率保持在其特殊的额定点。在灯的全部使用期限中保持灯的功率是重要的，这是因为灯弧管的固有电压随灯的使用年限而改变，并且电子镇流器应该适合于保持恒定的功率输出。

通常HID灯具有比荧光灯高的点火电压，在测量正负峰间电压时典型的电压范围为3Kv。HID灯通常也没有灯丝，这就避免了预热灯丝的需要，而荧光灯典型地需要对灯丝进行预热。虽然用于荧光灯的电子镇流器典型地以30到50kHz的频率运行，但是HID灯以与上述频率不同的频率范围运行，从而避免了能够对上述灯造成损坏和灾难性故障的共鸣问题。因此，HID灯通常在较低的频率(典型地为几百赫兹)范围中运行。在上述较低的频率范围中，使用全桥开关电路利用方波来驱动HID灯，而不用谐振输出电路。实现优质的HID电子镇流器的设计还包括需要在试图对热的HID灯进行点火时，处理高的点火电压这一设计挑战。在这种情况下，点火电压能够升高到相当于大约25kV数量级的电压，电子镇流器是难以处理这种电压的。

电子镇流器优选运用的其它设计标准是功率因数校正(PFC)。连接于线路输入的典型功率转换器应该理想地引出同相的电流和电压，从而使得该功率转换器负载对于上述功率线路输入呈现为纯电阻负载。高功率因数(例如，接近于整数)表示上述功率线路输入中的负载逼近电阻性负载的特征。理想的情况是功率因数为1，可以避免破坏功率线路输入(施加到连接于该功率线路的其它设备)的品质的电容性或电感性阻抗。因此，HID镇流器应该提供功率因数校正，以避免线路输入中过量的阻抗。

通常的情况是，被设计出来满足上述设计要求的电子镇流器使用大量的组件和集成电路，来控制该电子镇流器以提供正确的操作。例如，用来操作HID灯的全桥的每一侧典型地具有其自己的驱动集成电路IC，并使用其它的IC来控制功率因数校正。还经常需要其它的IC来实现用于电子镇流器的全部操作(包括驱动开关和获得反馈)的系统控制。因此期望得到一种具有简单结构和减少的组件数量，以提高镇流器效率以及降低成本的用于HID灯的电子镇流器。

发明内容

根据本发明优选实施方案，提供了单个集成电路以提供用于HID灯的电子镇流器中的所有控制信号。该控制IC提供了门控信号用于对输入级开关进行开关操作，以通过引出与输入电压同相的输入电流获得高功率因数。所述门控信号还可获得经过调节的DC总线，用于对所述电子镇流器提供功率。此外，所述控制IC还可提供用于对驱动标准HID灯的全桥进行操作的门控信号。所述全桥可由所述控制IC以约为200Hz的频率驱动，以避免共鸣。所述控制IC包含有系统控制装置，用于驱动所述全桥以调节灯的功率，以及用于检测电子镇流器或灯中的故障。

根据本发明的几个有益的特征，根据本发明的所述控制IC提供了600V的全桥驱动器、800V的升压降压驱动器和控制、以及保护装置，用于完全运行HID灯。根据由本发明的控制IC提供的特定的特征，提供了一种定时电路，允许产生多个点火脉冲用于以五分钟的点火间隔对灯进行点火。所述点火脉冲用来驱动所述点火器，以在例如故障状态(例如，低输入电压)的情况下，启动或重新启动所述灯。所述五分钟的等候周期允许所述HID灯冷却到特定的温度，以避免出现由于高电压的热再触发而点火的情况。所述控制IC还提供了可直接用来驱动外部点火器的点火器信号。

单级降压-升压变换器将线路输入功率转换为具有高功率因数的经过调节的DC总线功率。用于所述PFC电路的所述降压-升压驱动控制使用三个管脚控制来操作。一个管脚检测过零点的电流，第二个管脚提供用于所述降压-升压变换器的补偿，第三个管脚检测总线电压以获得规定的DC总线电压。

所述控制IC还可提供用于检测反馈值以调节所述灯上的电流和电压、以及调节具体操作范围之间的总线电压的特征。还可利用输入设置使用户选择输送到所述HID灯的功率。

下面将结合相应的附图对上述和其它特征进行详细描述。

附图简要说明

下面参照相应的附图对本发明进行更为详细的描述，其中：

图1是示出根据本发明的电路的完整结构的方框图；

图2是示出根据本发明的电子镇流器的、AC线路输入电压的半周期期间内的电感电流的图；

图3是根据本发明的电子镇流器的电路图；

图4是用于使用根据本发明的控制IC的HID灯的电子镇流器的电路图；以及

图5是示出传统电子镇流器的完整结构的方框图。

优选实施方案的详细描述

现在参照图1，框图15图示了本发明，其中电子镇流器包括两级，即降压-升压输入级10以及全桥输出级12。全桥输出级12包括四个开关M1-M4，它们以大约200Hz的频率切换以避免上述的共鸣。不同的级10和12中的参数由控制IC 14检测和控制。控制IC 14提供门控信号，用于控制对HID灯进行驱动的全桥输出级12中的开关M1-M4。控制IC14提供单片控制方案，用于驱动全桥输出级12中的HID灯，同时还用于控制降压-升压输入级10以获得高功率因数以及规定的DC总线。

降压-升压输入级10包括开关S1，用于将输出级12作为降压-升压变换器操作。控制IC 14提供用于控制开关S1和降压-升压输入级10的选通信号，以得到与输入电压同相的正弦输入电流，从而获得高功率因素。降压-升压输入级10运行在临界导电模式，以在调节DC总线电压的同时得到适当的输入电流，从而可维持灯的功率稳定。

控制IC 14从降压-升压输入级10和全桥输出级12接收多个反馈信号，以控制这些级并检测电子镇流器或灯中的故障。例如，控制IC 14检测全桥输出级12中的电流，以确定是否存在可能由灯的移除或故障而导致的过电流情况。控制IC 14还在例如欠电压运行的情况下、或者可能由于欠电压情况而使得灯意外熄灭之后必须重新点燃时，为电子式灯镇流器和HID灯提供保护。例如，控制IC 14提供定时电路，其例如在灯意外熄灭时将其重新点燃的点火脉冲之间优选地产生五分钟等待时间。五分钟的等待时间使灯能够冷却，从而避免了在高温情况下重新使灯发光所需的高电压。

控制IC 14还检测降压-升压输入级10的状态，以确定例如电感器中的电流和总线电压的过零点，使得总线电压可以调节。控制IC 14根据降压-升压输入级10中的电感器中的电流的过零点来切换开关S1，以提供PFC，使得电子镇流器接近用于线路输入的纯电阻负荷的形态。控制IC 14还包括灯功率输入，使得可以维持设计的灯功率。灯电流和电压由控制IC 14检测，使得总线电压能以额定总线电压值来调节，从而获得期望的灯功率。

控制IC 14与降压-升压功率变换器结合用于实现电子镇流器，这种方式具有许多优点。例如，控制IC 14中加入600V全桥驱动器的功能，以在大约200赫兹运行。控制IC 14还提供800V降压-升压驱动器，用于降压-升压输入级10的降压-升压变换器中的开关。控制IC 14具有反馈控制回路以提供PFC，同时调节总线电压以控制灯功率。控制IC 14中的定时电路使得在未点火的情况下或灯熄灭时的点火重试时序具有间隔，以使灯冷却。在由控制IC 14确定的设定的多次点火失败之后，电子镇流器与定时电路一起关闭。控制IC 14还提供可编程特征，用于启动电子镇流器，使得用户能够为电子镇流器设定启动顺序。控制IC 14还提供多个故障检测和保护特征，包括未能将灯点燃、灯遗失保护、灯寿命终止保护以及灯故障保护。IC 14还可利用内部发热限制电路来防止过热。控制IC 14还提供微功率启动，以在大功率切换之前启动电路操作。微功率特征也可用于故障情况，在这种情况下希望使得电路处于工作模式而不切换全桥中的开关。另外，控制IC 14具有防止闭锁的闭锁抗扰特征，以及防止被静电放电损坏的ESD保护。

现在参照如图5的框图50所示的传统的HID电子镇流器，其为三级方案。该传统的方案提供了升压输入级52、降压中间级54和全桥输出级56。如框图50中所示的传统电路包括升压输入级52中的电感器LPFC和开关SPFC、降压中间级54中的电感器LCC和开关SCC以及全桥输出级56中的四个开关M1-M4。另外，框图50中所示的电路包括另外的多个支撑组件，它们在级52、54和56的每一个中用于反馈和控制功能。升压输入级52提供线路输入处的PFC以及规定的DC总线电压。降压中间级54向全桥输出级56提供用于灯功率的电流控制。全桥输出级56为HID灯提供灯的预发光、发光和运行操作的控制。在框图50的传统方案中，独立的控制电路53、55和57分别控制各个级52、54和56。控制电路53检测升压输入级52中的状态，并按照维持高功率因数和规定的DC总线电压的方式来操作开关SPEC。控制电路55检测降压中间级54和全桥输出级56中的参数，并向开关SCC提供控制，用于降压中间级54中的电流控制。控制电路57检测全桥输出级56中的状态并操作开关M1-M4，以根据特定的设计目标(例如处于恒定的功率模式)来驱动HID灯。

再次参照图1，框图15中的电路包括降压-升压输入级10和全桥输出级12，其中降压-升压输入级10提供传统的电子镇流器中分立的升压和降压级的全部功能。另外，降压-升压输入级10和全桥输出级12可由实现为单个控制IC 14的单个控制电路控制。控制IC 14提供所有的检测和控制操作，用于对级10和12中的开关S1和开关M1-M4进行开关操作。在本发明的这种实现中，降压-升压输入级10包括单个电感器L1和单个开关S1以实现降压-升压输入级10的所有期望的功能。通过将传统的输入级合并到降压-升压输入级10中，本发明可更有效地实现电子镇流器，其具有较少的组件并相应地减少了用于检测和控制电子镇流器的附加组件。

现在参照图2，曲线图20表示输入电流的波形。电流峰值通常形成与输入电压波形有关的包络(envelope)，以获得高功率因数和低的总谐波失真。这个波形通过降压-升压输入级10的操作得到，下面将更详细地描述。

现在参照图3，实现按照本发明的HID电子镇流器中的降压-升压变换器的结构和控制电路被一般性地表示为电路30。为了示例的目的，电路30的粗线表示携带大功率，电阻RLOAD代替开关全桥和HID灯。检测和控制信号以细实线表示。电子镇流器电路为灯提供控制，用于灯的预发光、发光、运行、故障保护和寿命终止保护。按照本发明的降压-升压变换器为线路输入提供PFC，并向灯输出级提供规定的电压，在框图30中为了讨论的目的表示为电阻RLOAD。降压-升压级32包括连接在AC整流的线路输入的正节点和电感器L1之间的开关S1。电感器L1连接在开关S1和AC整流的线路输入的负节点之间。二极管D1安排在降压-升压级32中，其阴极连接到电感器，而阳极连接到DC总线电容器C1的负节点。DC总线电容器C1设置在降压-升压变换器级32中，其负节点连接到二极管D1的阳极，而正节点连接到AC整流的线路输出的负节点。

降压-升压变换器级32由开关S1操作，以在适当的时间为电感器L1充电，并且允许电感器L1A放电以向电阻RLOAD和电容器C1提供电能。当开关S1闭合或处于导通状态时，电感器L1A跨接于AC整流输入的正负节点之间，使得流过电感器L1A的电流开始线性增加。当开关S1闭合时，二极管D1阻止电流流到DC总线电容器C1中。当来自电感器L1A的电流到达给定值(由开关S1的接通时间确定)时，开关S1断开或者处于非导通状态，并且电感器L1A变为跨接于DC总线电容器C1两端。存储在电感器L1A中的电流呈线性地流出并流入DC总线电容器C1的正节点中，使得DC总线电容器C1上的电压增加。二极管D1允许在开关S1的断开期间在DC总线电容器C1和电感器L1A之间流过电流，使得DC总线电容器C1的正节点上的电压相对于DC总线电容器C1的负节点增加。开关S1的断开时间被通过电感器L1A放电到零的电流控制，这时开关S1闭合并且开关S1的新的循环开始。这个切换和能量转移周期通过开关S1上的操作而不断重复，以实现降压-升压变换器的设计目标。例如，DC总线电压水平确定了开关S1的接通时间，以获得规定的DC总线电压。如果DC总线电压降低为低于期望的水平，则开关S1的接通时间增加，以通过电感器L1A上的充电电流向DC总线电容器C1提供附加电流。提供给DC总线电容器C1的电流越多，则电荷量越大，DC总线电压水平也就越高。如果DC总线电压增加到超过期望的水平，则开关S1的接通时间缩短，以通过电感器L1A向DC总线电容器C1提供较少的电流，从而降低DC总线电压。

降压-升压变换器级32的操作的另一个重要方面是控制输出功率。输出功率控制对于处理HID灯在其不同操作模式下的操作很重要。例如，在预发光和发光过程中，DC总线被调节为确定的电压水平，使得点火电路可提供加载到灯上的足量电压，例如5kV，以使灯发光和形成灯弧。一旦灯发光，在灯的最初加热阶段，DC总线电压下降到大约20V(由灯电压确定)。另外，在开始发光的阶段灯的耗电大约为两安培。在几分钟后，随着灯被加热，DC总线电压到达大约100V的稳定值，并且灯消耗大约400安培电流。因为HID灯具有这些不同的操作模式，所以非常希望稳定的输出功率调节。

通过电阻RSENSE获得负载电流检测值，并通过由RB1和RB2组成的电阻分压网络获得的DC总线电压值，从而在降压-升压变换器级32中将输出功率调节到恒定水平。总线电压和负载电流由乘法器电路芯片34相乘，以获得功率值。所得到的反馈功率值通过运算放大器增益电路35中的10K和1K的电阻比率而放大(例如)10倍。运算放大器增益电路35的输出提供给包括运算放大器、电位计和电容器C2的标准配置的反馈运算放大器电路36。标准反馈运算放大器电路36参照固定的4V阈值37调节输出功率，以提供用于调节DC总线电压的补偿信号。因此，标准反馈运算放大器电路36的输出提供给控制IC 38的COMP引脚。当输出功率增加或减小到高于或低于4V阈值37时，运算放大器电路36适当修改COMP引脚上的信号，使得控制IC 38上的PFC输出引脚的接通时间增加或减小，以维持恒定的功率。例如，如果功率减小，则由PFC输出引脚上的信号提供的接通时间增加，使得通过电感器L1A提供给电阻RLOAD的电流增加。如果提供的功率想要减小，则开关S1的接通时间在供应给COMP引脚的值的基础上减小，使得提供给负载(以及因此到电容器C1)的电流减小。

对于降压-升压变换器的反馈和控制的简单配置使得能够以少量的组件和信号实现健壮地控制。降压-升压变换器级32实现高PFC，同时维持良好的DC总线电压调节。用于检测总线电压和调节开关接通时间的反馈回路优选地具有缩短的响应时间，使得电感器的充电和放电电流形成具有与AC输入线路电压基本相同形状的包迹。通过提供适当的反馈回路速度，可以维持高功率因数，同时获得低的总谐波失真(THD)。

通过次级绕组电感器L1B检测电感器电流以用于反馈。来自电感器L1B的电流耦合至ZX引脚，用于当在每个充电/放电周期中电感器电流放电到零时发出信号(signaling)。位于控制IC 38内部的PFC控制电路提供包括引脚ZX、COMP、VBUS和PFC上的信号的所有功能，以提供用于降压-升压变换器级32的PFC控制。因为降压-升压变换器级的简化操作，与用于升压型变换器基本相似的控制方法可应用于降压-升压变换器级32。

用于开关S1的信号提供到控制IC 38的引脚PFC上，以实现降压-升压变换器级32中的PFC和总线电压调节。但是开关S1优选地不参照控制IC 38的COM，从而利用信号电平的变化，基于引脚PFC上的信号而提供用于开关S1的选通信号。因此，电平变化IC 39用于将栅源控制电压的源(source)移动到开关S1的源。也就是说，电平变化IC 39以由控制IC 38的引脚PFC上的信号提供的开关控制将用于开关S1的门控信号升压到适当电平。

在框图30中，以电阻RLOAD模拟HID灯和全桥。电阻RLOAD在仿真中设置为低值以对点亮后处于初始加热阶段的HID灯进行模拟。RLOAD的值被调节为用于稳定状态情况的较高值，以模拟全桥电路中的HID灯的正常运行操作。框图30的电路在电阻RLOAD模拟HID灯的不同操作模式而变化时向其提供恒定功率。

再次参照图2，示出了曲线图20，其表示AC线路输入电压的1/2周期的电感器电流波形。当整流的AC线路输入电压在主输入电压的周期期间增加和减小时，开关S1被切换以使得电流对电感器L1A(图3)充电和放电。开关S1的每个周期形成电流波形，其基本为三角形并且其峰值根据AC输入电压水平而增加和减小。也就是说，AC输入电压水平形成了电感器电流波形中三角形的峰值的包迹。开关S1的接通时间在周期内保持相对稳定，而开关S1的断开时间由电感器L1A中的电流从峰值电流值降低到零所用时间来确定。因为峰值电流值随着输入电压水平而增加和减小，所以开关S1的断开时间在输入电压周期的过程中变化。根据这一配置，电感器电流的频率是可变的和自激的(free running)，且具有在输入电压半周期的峰值处获得的最低频率以及在输入电压的过零点附近出现的最高频率。电感器电流在每个电感器充电/放电周期被放电至零，使得降压-升压变换器级32在形成介于连续导电模式和间断导电模式之间的临界导电模式中运行。

现在参照图4，电路框图40表示用于控制具有输入降压-升压变换器44和全桥输出级46的电子镇流器的简化方案。根据框图40中的电路提供的方案，单个控制IC 42通过接收电子镇流器中的所有检测信号和传送所有控制信号来提供用于电子镇流器的控制。因此，降压-升压变换器44由在引脚ZX上提供的零交叉信号、在引脚COMP上提供的调节信号、在引脚VBUS上提供的总线电压值以及由引脚HOBB提供的门控信号来进行控制。这四个信号为降压-升压变换器44提供完整的控制配置，以向包括开关M1-M4和HID灯的全桥电路46提供规定的DC功率，并获得高功率因数和用于灯功率调节的电流控制。控制IC 42通过引脚VBBB和VSBB提供电平变化的门控信号，以驱动降压-升压变换器44中的开关S1，从而利用引脚HOBB上提供的门控信号操作开关S1而不需要附加电路。

控制IC 42包括引脚PLAMP上的灯功率输入，用于设计期望的灯功率。通过适当设置连接到引脚PLAMP的电阻，供应给HID灯的功率可调节至一恒定值。

用于操作HID灯的点火器的点火信号提供到引脚LOIGN上，以提供具有外部点火器的HID灯的功能。另外，控制IC 42基于电阻RCS上的电压值而获得引脚CS上的电流检测信号。例如，如果引脚CS上所接收的电阻RCS上的电压比预定的电压大，那么表示灯发生过电流故障(例如灯未能点亮(strike))。控制IC42还提供INT引脚，例如以在诸如放大信号调节的情况下允许整体地编程。控制IC 42提供所有的驱动信号，用于分别操作分别由开关M1和M2以及由开关M3和M4组成的两个半桥，以形成用于驱动HID灯的全桥。例如，控制IC42分别在引脚HO1和LO1上提供用于开关M1和M2的信号，以及分别在引脚HO2和LO4上提供用于开关M3和M4的信号。这些门控信号用于切换控制HID灯的开关M1-M4。相应地，控制IC 42的内部电路提供适当的电平变化、停滞时间、控制和驱动器电路，以操作开关M1-M4。两个单独的基准信号例如从引脚VS1和VS2连接到两个半桥的中点。

供给控制IC 42的功率通过电感器的次级绕组L1B、二极管D2和电容器CVCC而在引脚VCC上提供。因此，控制IC 42自身包含了实现框图40的电子镇流器中的PFC、总线电压调节、电流控制和灯功率控制所需的所有功能。降压-升压变换器44提供一种简化和新颖的方法用以获得供电电源、电压和电流控制，同时以简化结构和较少数量组件维持高功率因数。另外，电子镇流器包括故障保护，以处理各种故障，包括总线欠电压、灯的过电流、灯的寿命终止、灯未点亮以及短路保护。

虽然本发明已经参照具体的实施方案进行描述，但是许多其它变化和修改以及其它使用对本领域技术人员来说是显而易见的。因此本发明不应受本文的具体公开限制，而应仅由所附的权利要求来限定。

Claims (24)

1.一种用于对负载输送功率的功率变换器，包括：

单级降压-升压变换器，用于转换经过整流的输入信号；

开关输出级，用于将所述DC信号转换为输送到所述负载的开关信号；以及

控制器，与所述降压-升压变换器和所述输出级耦合，用于控制所述降压-升压变换器和所述输出级。

2.如权利要求1所述的功率变换器，其中，所述降压-升压变换器包括由所述控制器驱动的开关。

3.如权利要求2所述的功率变换器，还包括从所述控制器提供到所述开关的驱动信号，所述驱动信号可操作以对所述开关进行开关操作，以引出基本与输入电压同相的输入电流。

4.如权利要求2所述的功率变换器，还包括：

电感，与所述开关耦合，用于存储由所述开关供应的电流；以及

驱动信号，从所述控制器提供到所述开关，以在通过所述电感的电流基本为零时，将所述开关切换到导电状态。

5.如权利要求2所述的功率变换器，还包括：

电感，与所述开关耦合，用于存储由所述开关供应的电流；以及

驱动信号，从所述控制器提供到所述开关，以在选择的时间周期内将所述开关切换到导通状态，从而使得存储在所述电感中的电流根据所述开关处于导通状态下的所述选择的时间周期改变。

6.如权利要求4所述的功率变换器，还包括：

二极管，与所述开关和所述电感耦合，用于将电流从所述开关导向所述电感。

7.如权利要求5所述的功率变换器，还包括：

二极管，与所述开关和所述电感耦合，用于将电流从所述开关导向所述电感。

8.如权利要求1所述的功率变换器，还包括：

在所述输出级中的开关全桥，用于对所述负载提供功率，所述开关全桥中的所述开关可由所述控制器控制。

9.如权利要求6所述的功率变换器，还包括：

电容，与所述二极管和所述电感耦合，用于存储在所述二极管导通时由所述电感提供的能量。

10.如权利要求7所述的功率变换器，还包括：

电容，与所述二极管和所述电感耦合，用于存储在所述二极管导通时由所述电感提供的能量。

11.如权利要求3所述的功率变换器，还包括：

从所述降压-升压变换器反馈到所述控制器的信号，用于确定所述开关在何时切换。

12.如权利要求4所述的功率变换器，还包括：

从所述电感反馈到所述控制器的信号，用于确定所述电感电流在何时基本为零。

13.如权利要求1所述的功率变换器，还包括：

从所述输出级到所述控制器的反馈信号，用于为所述控制器提供对电流通过所述输出级的指示。

14.一种用于驱动HID灯的电子镇流器，包括如权利要求1所述的功率变换器。

15.一种降压-升压变换器，用于从经过整流的AC输入提供规定的功率，包括：

开关，与所述经过整流的AC输入耦合，用于对其进行开关操作；

电感，与所述开关耦合，用于存储在所述开关处于导通状态时通过所述开关供应的电流；

二极管，与所述开关和所述电感耦合，在所述二极管不导通时，使电流从所述开关流向所述电感；以及

电容，与所述二极管和所述电感耦合，用于存储在所述二极管导通时由所述电感提供的能量，所述电容提供所述降压-升压变换器的输出。

16.如权利要求15所述的降压-升压变换器，还包括：

控制器，用于控制所述降压-升压变换器；以及

所述控制器的输出信号，与所述开关耦合，用于对所述开关进行开关操作。

17.如权利要求16所述的降压-升压变换器，其中，所述控制器可操作以对所述开关提供开关信号，以引出基本与输入电压同相的输入电流。

18.如权利要求16所述的降压-升压变换器，还包括：从所述电感反馈到所述控制器的信号，用以提供关于所述电感的电压或电流的指示。

19.如权利要求1所述的功率变换器，其中，所述控制器包括集成电路。

20.一种用于控制功率变换器的集成电路，包括：

功率因数校正电路，基于提供给所述集成电路的降压-升压变换器参数信号驱动降压-升压变换器中的开关；以及

驱动电路，用于驱动开关全桥电路，以控制输送至与所述开关全桥电路连接的负载的功率。

21.如权利要求20所述的集成电路，还包括电流检测电路，所述电流检测电路具有与开关全桥电路耦合的输入端，以获得关于电流流过所述开关全桥电路的指示。

22.如权利要求20所述的集成电路，还包括用于驱动HID灯的电子镇流器。

23.一种用于控制如权利要求1所述的功率变换器的方法，包括：

操作所述降压-升压变换器以引出与输入电压同相的输入电流；

操作所述降压-升压变换器以获得从所述降压-升压变换器提供到所述输出级的经过调节的DC总线电压；以及

操作所述输出级以对所述负载提供恒定的功率。

24.一种用于操作功率变换器的方法，所述功率变换器包括单级输入降压-升压变换器和开关输出级，所述方法包括：

操作所述单级输入降压-升压变换器，以引出与输入电压同相的正弦电流，并提供经过调节的DC总线输出；

操作所述开关输出级，以对负载提供恒定的功率。