DE202008004910U1 - Eine Hochleistungs-Stromantriebseinrichtung für den seriellen Anschluss von LED-Leuchtdioden - Google Patents

Eine Hochleistungs-Stromantriebseinrichtung für den seriellen Anschluss von LED-Leuchtdioden Download PDF

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Abstract

Eine Hochleistungs-Stromantriebseinrichtung für den seriellen Anschluss von LED-Lampen, aufgebaut aus:
einem Stromquellen-Filterschaltkreis EMI/EMC, mit dem hauptsächlich die Rauschsignale vom elektrischen Strom von einem Wechselstrom J1 mit einer üblichen Betriebsart und einem passiven Tiefpaßnetzwerk bis zu einem Knotenpunkt, wo sie sich aufheben, und einem Erdbezugspotential, abgefangen werden;
einem WS/GS-Gleichrichter, mit dem der von einer Wechselstromquelle J1 gelieferte Wechselstrom in Gleichstrom für dessen Verwendung umgewandelt wird;
einem Blindleistungsverbesserungsschalter (PFC), mit dem die Spannung hauptsächlich auf einen passenden Bereich vergrößert wird, wenn die Eingangsspannung niedriger als die Spannungslast ist und die Eingangsspannung in den erforderlichen Ausgangsspannungswert umwandelt, damit die Hochleistungs-Stromantriebseinrichtung die Anforderungen an einen stabilen Leistungsfaktor für deren Verwendung erfüllt werden; mit einem L6561-Chip, der von einem Blindleistungsverbesserungsschalter angewendet wird, mit einem Design mit Hilfe der sogenannten Übergangsmodustechnik ausgeführt ist, u m die Spannung zu erreichen, die für die LED-Lampen für den seriellen Anschluss benötigt wird, wobei mit dem Stromregler...

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • (a) Umfeld der Erfindung
  • Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Hochleistungs-Stromantriebseinrichtung für den seriellen Anschluss von LED-Leuchtdioden (lichtemittierenden Dioden) daran, insbesondere eine Stromantriebseinrichtung, die weniger kostenaufwendig, energiesparend, eine lange Betriebslebensdauer und weitverbreitet angewendet werden kann, und die für die Beleuchtung zusammen mit einer Reihe von LED-Leuchtioden, die in einer Lampe installiert sind, verwendbar ist. Zum Abfangen von Rauschsignalen vom System während dem Betrieb mit einer üblichen Betriebsart nutzt die Stromantriebseinrichtung einen Stromquellen-Filterschaltkreis und ein passives Tiefpaßnetzwerk bis zu einem Knotenpunkt, wo sie sich aufheben, und ein Erdbezugspotential. Mit einem AC (Wechselstrom) zu DC(Direktstrom)-Gleichrichter in der vorliegenden Erfindung wird hauptsächlich der Wechselstrom in Gleichstrom umgewandelt, wonach ein Blindleistungsverbesserungsschalter mit einem L6561-Chip angewendet wird, um ein Design mit Hilfe der sogenannten Übergangsmodustechnik zu erhalten, welche zum Erreichen der Spannung angewendet wird, die für die LED-Lampen für den seriellen Anschluss benötigt wird, während mit der Stromregelung der Eingangsstrom in einer Sinuswellenform geliefert wird, und damit sich der Strom und die Spannung in einem gleichphasigen Zustand befinden. Dank einem Stromregelungs-IS 9910 entfällt eine Verarbeitung mit einem Mikroprozessor mit Hilfe eines extern eingestellten Widerstandes, um die Ausgabeimpulsbreite eines PWM's (Impulsbreiten-Modulation) präzise und direkt zu steuern, und um die Spezifikationsanforderung zum Betätigen der seriell angeschlossenen LED-Lampen mit einem Dauerstrom zu erfüllen, damit die Steuerung des Stromantriebs für die LED-Lampen funktionsfähig ist.
  • (b) Beschreibung der herkömmlichen Ausführungsart
  • Mit der schnellen Entwicklung beanspruchen auch die Leute eine zunehmend bessere Lebensqualität und der unaufhörlich zunehmende Fortschritt in der Forschung und Entwicklung hinsichtlich der Wirksamkeit, Funktionstüchtigkeit und Anwendung der LED-Lampen wurde bereits der Anwendung für die Beleuchtung mit Lampen angepaßt. Im Vergleich zu einer Reihe von herkömmlichen Lampen zeichnet sich eine Reihe der LED-Lampen nicht nur durch eine höhere Effizienz, sondern auch durch eine bessere Energiesparsamkeit aus. Außerdem beträgt die Betriebslebensdauer der herkömmlichen Quecksilberlampen ungefähr 10.000 Stunden, während die Betriebslebensdauer der LED-Lampe mehr als 100.000 Stunden beträgt, was deutlich zeigt, dass die Betriebslebensdauer der LED-Lampe drastisch länger ist.
  • Da daher das Netzgerät, das mit einer Reihe von LED-Lampen der herkömmlichen Ausführungsart verwendet wird, gegenwärtig als ein Schaltnetzgerät in einem üblichen Computer ausgeführt ist, beruht sich daher das Prinzip des Designs auf ein Gerät, das mit einer Dauerspannung und einem Dauerstrom betrieben wird.
  • Nach einem Betrieb auf die lange Dauer verändern sich jedoch die physikalischen Eingenschaften der LED-Lampen. Beispielsweise nimmt der Betriebsstrom der LED-Lampen allmählich mit der zunehmenden Anzahl der Betriebsstunden zu, was schließlich wegen einem unausreichenden Ausgangsstrom vom Schaltnetzgerät zu einem Flackerphänomen in den LED-Lampen führt, wobei ein solches Phänonem häufig in Verkehrsampeln an Straßenkreuzungen, die mit LED-Lampen betrieben werden, auftritt.
  • Da außerdem die Reihen der LED-Lampen auf dem gegenwärtigen Markt nur mit den Stromnetzgeräten verwendet werden können, die Niederspannungs-Hochstromabgabe liefern und daher die meisten Anordnungen der LED-Lampen mit einem parallelen Anschluss betrieben werden, wobei auch der vom parallelen Anschluss erzeugte durchlaufende Strom unbeständig ist und häufig eine ungleichmäßige Helligkeit in den LED-Lampen verursacht, was ebenfalls gleichzeitig zu einer ungleichen Betriebslebensdauer der angeordneten LED-Lampen führt.
  • Außerdem benötigen die in Computern eingebaute und benutzte Schaltnetzgeräte nicht nur zahlreiche Komponenten und sind sperrig ausgeführt, sondern können mit einer Höchsteffizienz von lediglich 85% betrieben werden. Da weiterhin die Temperatur der Betriebsumgebung im Innern des Computers während dem Betrieb meistens extrem hoch ist, wodurch die inneren Hardwareteile leicht beschädigt werden können, muss der Benutzer mit einem eher großen Kostenaufwand der Wartung und Reparatur rechnen, falls solche Schaltnetzgeräte für die Lampen verwendet werden.
  • Die durch den Kostenaufwands, die dürftige Effizienz und durch die kurze Betriebslebensdauer der Schaltnetzgeräte, die in üblichen Computern und in herkömmlichen Konfigurationen verwendet werden, aufgekommenen Bedenken stellen Probleme dar, die einer Aufhebung bedürfen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Angesichts der Nachteile der herkömmlichen Ausführungsart soll mit der vorliegenden Erfindung eine Hochleistungs-Stromantriebseinrichtung entwickelt werden, an die die LED-Lampen seriell angeschlossen werden können, um den Nachteil der herkömmlichen Ausführungsart zu beheben, wobei das Hauptziel darin besteht, die Nachteile der oben genannten Netzgeräte für Systemkonfigurationen zu vermeiden und um die praktische Anwendbarkeit zu verbessern, wobei nicht nur Energie gespart wird und die Höchsteffizienz mehr als 92% erreicht, sondern auch die Helligkeit der Leuchtstärke der LED-Lampen konsistent und die Betriebslebensdauer länger sind, um auf diese Weise ein wahrlich revolutionäres Produkt zu erzeugen, für welches vorallem in einem Zeitalter die Nachfrage nach Produkten mit einer hohen Effizienz, einem niedrigem Kostenaufwand, einer hohen Energiesparsamkeit, praktischen Anwendbarkeit und einer längeren Betriebslebensdauer besonders gross ist.
  • Ein weiteres Ziel der Hochleistungs-Stromantriebseinrichtung für den seriellen Anschluss von LED-Leuchtdioden nach der vorliegenden Erfindung besteht in der Anwendung von Mitteln für den seriellen Anschluss von LED-Lampen, und auch wenn die Spannung der seriell angeschlossenen LED-Lampen variiert, kann ein Stromregler-IS die Chip-Eigenschaften für die Funktionsfähigkeit des Dauerstroms und die Hocheffizienz mit Hilfe von Meßwiderständen noch immer anwenden, um so die Fehlerrate der Spannung des seriellen Anschlusses effektiv zu reduzieren.
  • Zum Erreichen der oben genannten sowie von anderen Zielen besteht die erfindungsgemäße Hochleistungs-Stromantriebseinrichtung für den seriellen Anschluss der LED-Lampen, die im Zusammenhang mit einer Reihe von für die Beleuchtung in einer Lampe installierten LED-Lampen angewendet werden können, aus mindestens einem Stromquellen-Filterschaltkreis, mit dem die Rauschsignale vom System beim Betrieb mit einer üblichen Betriebsart und einem passiven Tiefpaßnetzwerk bis zu einem Knotenpunkt abgefangen werden, wo sie sich aufheben, und ein Erdbezugspotential; einem WS-GS-Gleichrichter, dessen Hauptfunktion im Umwandeln des Wechselstroms in Gleichstrom besteht; einem Blindleistungsverbesserungsschalter (PFC), mit dem die Spannung auf einen Bereich vergrößert wird, der sich für den Betrieb der Stromantriebseinrichtung eignet, wenn die Eingangsspannung niedriger als die Spannungslast ist; einem LED-Dauerstrom-Antriebsschalter, der ein Schaltkreissystem ist, der hauptsächlich aus einem Stromsteuer-IS, einem IS-Stromsensor (CS), einem Metalloxid-Transistor mit Halbleiterfeldeffekt (MOSFET), einem Widerstand und aus einer Drosselspule aufgebaut ist.
  • Um die Anforderungen der Leistungsfaktoren von Stabilisatoren für Lampen mit einer Leistung von mehr als 30 W zu erfüllen wird innerhalb des PFC-Schaltkreises ein ST L6561-Chip verwendet.
  • Die Abblendmodi des LED-Dauerstrom-Antriebsschalters können für eine analoge Abblendsteuerung und eine digitale Abblendsteuerung eingestellt werden.
  • Weiterhin wendet die vorliegende Erfindung den PFC-Blindleistungsverbesserungsschalter an, der den ST L6561-Chip anwendet, um die sogenannte Übergangsmodustechnik zu erhalten, welche zum Erreichen der Spannung angewendet wird, die für die LED-Lampen zum seriellen Anschließen benötigt wird. Bei der vorliegenden Erfindung wird zudem die Stromregelung zum Bilden einer Sinuswellenform sowie zum Erzielen des Phasenausgleichs zwischen dem Strom und der Spannung angewendet. Mit einem Stromregelungs-IS mit der Seriennummer 9910 des LED-Dauerstrom-Antriebsschalters kann die Notwendigkeit eines Mikroprozessors zum Bearbeiten mit Hilfe eines extern eingestellten Widerstandes beseitigt werden, mit dem sonst die Ausgabe-Impulsbreite eines PWM's (Impulsbreiten-Modulation) präzise und direkt gesteuert wird, so dass die LED-Lampen mit Mitteln zum seriellen Anschließen angewendet werden können, was sich einerseits auf die Helligkeit der Leuchtstärke einer jeden LED-Glühbirne auswirkt und dabei auch die Betriebslebensdauer länger gehalten werden kann, und andererseits die Anforderung der Spezifikation zum Betätigen der seriell angeschlossenen LED-Lampen mit einem Dauerstrom erfüllt werden, damit die Steuerung des Stromantriebs für die LED-Lampen funktionsfähig ist.
  • Für ein besseres Verständnis der oben genannten Ziele und der technischen Methoden der vorliegenden Erfindung folgt der nachstehenden Kurzbeschreibung der beigelegten Zeichnungen eine detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsarten.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 stellt ein Anwendungs-Schaltdiagramm für die Übergangs-Blindleistungsverbesserung nach der vorliegenden Erfindung dar.
  • 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Wellenvergleichs des Induzierstroms T1 und eines Metalloxid-Transistors mit Halbleiterfeldeffekt (MOSFET) Q1 in Zeitintervallen nach der vorliegenden Erfindung.
  • 3 stellt ein Anwendungs-Schaltdiagramm eines ST L6561-Chips nach der vorliegenden Erfindung dar.
  • 4 stellt ein schematisches Schaltdiagramm eines Stromregler-IS 9910 nach der vorliegenden Erfindung dar.
  • 5 stellt ein schematisches Anwendungs-Schaltdiagramm einer erfindungsgemäßen Ausführungsart dar.
  • 6 stellt ein logisches Flußdiagramm des Schaltkreises der erfindungsgemäßen Ausführungsart dar.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSARTEN
  • Die 1, 3 und 4, 5 und 6 zeigen eine erfindungsgemäße Hochleistungs-Stromantriebseinrichtung für den seriellen Anschluss von LED-Lampen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stromantriebsschalter aus den folgenden Elementen aufgebaut ist:
    Mit einem Stromquellen-Filterschaltkreis EMI/EMC werden hauptsächlich die Rauschsignale vom elektrischen Strom von einem Wechselstrom J1 abgefangen, wobei dies mit einer üblichen Betriebsart und einem passiven Tiefpaßnetzwerk bis zu einem Knotenpunkt, wo sie sich aufheben, und ein Erdbezugspotential. Da der Stromquellen-Filterschaltkreis EMI/EMC mit einem Spannungsbereich betrieben wird, der mit den weltweiten Stromnetzen als Basis für dessen Spannungsbereich kompatibel ist, kann der Stromquellen-Filterschaltkreis EMI/EMC mit den Stromnetzen in allen Ländern benutzt werden. Ungeachtet des Betriebsortes müssen keine Modifizierungen vorgenommen werden.
  • Ein WS/GS-Gleichrichter wandelt den von der Wechselstromquelle J1 gelieferten Wechselstrom in Gleichstrom um, der dann mit einem Brückengleichrichter U4KB80R verwendet wird. Weiter können die Schaltkreise der vorliegenden Erfindung einer Gleichstrom-Hochspannung von 450 V widerstehen, so dass zum Reduzieren der Spannung kein Transformator benötigt wird und somit die Kosten für einen solchen Transformator eingespart werden, während die Funktionstüchtigkeit zum Antreiben mit der erforderlichen Hochspannungslast gleichzeitig gewährleistet ist.
  • Ein PFC-Schaltkreis (Blindleistungsverbesserung), mit der hauptsächlich die Spannung bis zu einem passenden Bereich erhöht wird, wenn die Eingangsspannung niedriger als die Spannungslast ist, und mit dem elektrischen Strom effektiv geregelt wird, damit die Stromantriebseinrichtung die Anforderung an einen stabilen Leistungsfaktor für deren Betrieb erfüllt.
  • Ein LED DRIVE (LED-Dauerstrom-Antriebsschalter) ist ein Schaltungssystem, das hauptsächlich aus einem Stromregler-IS 9910, einem Metalloxid-Transistor mit Halbleiterfeldeffekt (MOSFET) Q2, einem Widerstand RCS und einer Drosselspule L aufgebaut ist, wobei Abblendmodi für die analoge Abblendregelung und digitale Abblendregelung eingestellt werden können.
  • Wie dies weiter in der 2 im Zusammenhang mit den anderen Zeichnungen gezeigt ist, ist die vorliegende Erfindung zum Erfüllen der Anforderungen an den Leistungsfaktor der Lampen-Stabilisatoren von mehr als 30 W innerhalb des Systems mit einer PFC-Schaltung konfiguriert, wobei ein ST L6561-Chip, die in der PFC-Schaltung verwendet wird, die folgenden Eigenschaften aufweist:
    • 1. Mit der Hysterese mit der Funktionsfähigkeit der Spannungssperre versehen.
    • 2. Niedriger Anlaufstrom (typischer Wert: 50 uA; garantiert unterhalb 90 uA), um einen Leistungsverlust möglichst zu vermeiden.
    • 3. Die Fehlerrate der internen Bezugsspannung ist innerhalb 1% bei 25°C.
    • 4. Neben der Funktionsfähigkeit zum Deaktivieren kann das System ebenfalls bei Bedarf ausgeschaltet werden, um Schäden zu vermeiden.
    • 5. Zweistufiger Überspannungsschutz.
    • 6. Mit interner Aktivierung und Funktionsfähigkeit zum Erkennen des Nullstroms.
    • 7. Inwendig mit einem Vervielfacher ausgestattet, der einen bevorzugten THD-Wert (harmonische Gesamtverzerrung) für die Weitbereich-Eingangsspannung beeinflußt.
    • 8. Das Eingangsende für die Stromerkennung ist mit einem internen RC-Filter (Kondensatorblindwiderstand) versehen.
    • 9. Mit der Ausgangsstufe des Hochkapazitäts-Totempols kann ein Metalloxid-Transistor mit Halbleiterfeldeffekt (MOSFET) direkt aktiviert werden.
  • Die vorliegende Erfindung wendet eine PFC-Schaltung mit dem ST L6561-Chip an, der mit einer sogenannten Übergangsmodustechnik ausgeführt ist, um eine von den LED-Lampen beim seriellen Anschluss erforderlichen Spannung zu erreichen, wobei mit dem Spannungsregler der Eingagsstrom zum Bilden einer Sinuswellenform aktiviert wird, sowie um das Ziel des Phasenausgleichs zwischen dem Strom und der spannung zu erreichen.
  • Nachdem zuerst der Hauptwechselstrom von der Stromquelle durch den Brückengleichrichter U4KB80R passiert und zu einem Aufwärtsumrichter (siehe 1) geführt wurde, wird mit der Schalttechnik des Aufwärtsumrichters die Eingangsspannung in den erforderlichen Ausgangsspannungswert umgerichtet.
  • Wenn ein Fehlerverstärker einen Abtastspannungsausgang vom Aufwärtsumrichter mit der internen Bezugsspannung vergleicht, wird ein Signal erzeugt, welches in direkter Proportion zum Unterschied zwischen den beiden ist. Falls die Bandbreite des Fehlerverstärkers klein genug ist (unter 20 Hz), kann das Fehlersignal in einer Halbperiode als den Gleichstromwert betrachtet werden, wobei das Fehlersignal zum Vervielfacher gesendet und von der gleichgerichteten Eingangsabtastspannung multipliziert wird. Das Resultat der Vervielfachung ist eine gleichgerichtete Sinuswelle, deren Größe des Spitzenwertes im Zusammenhang mit dem Spitzenwert der Hauptspannung und der Fehlersignalamplitude steht.
  • Die Ausgabe des Vervielfachers wird an eine "+"-Anschlußklemme eines Stromvergleichers gesendet und ist dabei ein PWM-Sinuswellen-Bezugssignal (Impulsbreiten-Modulation). Wenn die Spannung (das Produkt des Induktorstroms und des Widerstandes) eines IS-Stromsensors (CS) Pin4 des ST L6561-Chips und die Spannung an der "+"-Anschlußklemme des Stromvergleichers gleichwertig sind, dann wird der Leitungsbetrieb eines MOSFET Q1 ausgeschaltet.
  • Aufgrund der oben genannten Folgerungen sind die Induktorstrompakete T1 gleichgerichtete Sinuswellen, wobei der Betriebsvorgang einer jeden Halbperiode beweist, dass eine festgelegte Leitungsdauer für das System durchaus möglich ist. Die Induktivität beeinflußt die Entladungsenergie, die zur Last von der Dauer freigelassen wird, wenn der MOSFET Q1 ausgeschaltet ist, wenn der Induktorstrom TI gleich Null ist. Wenn der elektrische Induktorstrom T1 gleich Null ist, verfügt der Induktorstrom T1 über keine gespeicherte Energie, wobei ein Kollektor D1 in einen Gleitstatus gesetzt wird, in dessen Moment das Gesamtfassungsvermögen des Induktorstroms T1 und der Kollektor D1 eine Resonanz erzeugen, wobei die Spannung des Kollektors D1 schnell unter eine Augenblicksleitungsspannung abfällt und d er MOSFET Q1 von einem Signal erneut zum Leiten ausgelöst wird, wonach eine Schaltdauer zusätzlich gestartet wird.
  • Beim Leiten können der Schaltverlust und der Energieverlust (Verlust innerhalb des MOSFET Q1) der im Kollektor D1 gespeicherten gleichwertigen Kapazitanz mit der Niedrigsspannung, die durch den MOSFET Q1 läuft, reduziert werden.
  • Zusätzlich kann anhand von geometrischen Verhältnissen (siehe 2) belegt werden, dass der Induktorstrom T1, der in einem Zeitintervall durch den MOSFET Q1 läuft, in einen durchschnittlichen Eingangsstrom resultiert, der vom Hauptschaltkreis erfaßt wird und genau die Hälfte des Spitzenwertes der Induktorstromwelle bildet, wobei der Systembetrieb beinahe zwischen einem kontinuierlichen und diskontinuierlichen kritischen Modus liegt.
  • Wie dies erneut in der 3 und im Zusammenhang mit den anderen Zeichnungen gezeigt ist, empfängt ein erster Pin1 des ST L6561-Chips nach dem Teilen der Ausgangsspannung des Brückengleichrichters U4KB80R durch die Widerstände R7, R8 eine Rückführungsspannung in direkter Proportion mit der Ausgangsspannung, wobei nach einem Vergleich mit einem internen 2,5-V-IS-Bezugspotential die Rückführungsspannung durch ein Kompensationsnetz an zwei Anschlußklemmen des ersten Pin1 des ST L6561-Chips und eines Pin2 des ST L6561-Chips läuft und ausgegeben wird, um danach als eine Eingangsspannung des internen Vervielfachers genutzt zu werden. Nach dem Teilen einer Versorgungsspannung von 60 Hz durch die Widerstände R9, R10 empfängt außerdem ein dritter Pin 3 des ST L6561-Chips eine Sinuswellenspannung Vs(t), die als eine weitere Eingangsquelle für den Vervielfacher dient. Die Multiplizierung dieser beiden Spannungen durch den Vervielfacher führt zu einer proportionalen Sinwuswellen-Bezugsspannung Vr(t), die als eine Basis für die Ausschaltdauer des Stromschalters dient. Wenn ein Betätigungssignal vom Gate des siebten Pin7 des ST L6561-Chips eine Leitung durch den MOSFET Q1 verursacht, steigt der Induktorstrom T1 in Übereinstimmung mit einer di/dt-Steigung an und fließt durch einen Meßwiderstand R6, während eine Spannung V4, die über den Widerstand R6 erhalten wurde, durch den IS-Stromsensor (CS) Pin4 des ST L6561-Chips mit der Bezugsspannung Vr(t) verglichen wird. Wenn V4 höher als Vr(t) ist, wird der siebte Pin7 des ST L6561-Chips zum Ausschalten des MOSFET Q1 betätigt.
  • Daneben, dass der ST L6561-Chip mit einer stabilisierten Stromquelle versorgt wird, besteht das Ziel einer anderen Gruppe von Hilfsspulen in der Regelung der Schaltungsleitung. Beim Ausschalten des MOSFET Q1 wird die Polarität der Hauptspule umgekehrt, wobei die Hilfsspule in diesem Augenblick in ein Positivpotential umgewandelt wird, welche dann eine Stromquelle für einen achten Pin8 (Vcc), den ST L6561-Chip sowie ein Bezugspotential für einen fünften Pin5 des ST L6561-Chips bildet.
  • Nach dem vollständigen Entladen der Energie aus der Hauptspule fällt auch das elektrische Potential der Hilfsspule ab, was zu einem Abfall des Bezugspotentials des fünften Pin5 des ST L6561-Chips führt. Da die interne Schaltung des ST L6561-Chips beim Pin5 ein negativer Flankenauslöser ist und daher die Spannung auf unter 1,8 V fällt, wird die interne Schaltung ausgelöst, so dass der MOSFET Q1 zum Leiten gebracht wird. Daher ist es offensichtlich, dass die Welle des vom aktiven PFC erhaltenen Durchschnittsstroms eine komplette Sinuswelle aufweist, deren Phase mit der WS-Stromquelle gleichphasig ist, so dass daher der vom aktiven PFC erhaltene PF-Wert (Leistungsfaktor) höher als 0,98 erreichen kann.
  • Wie dies in der 4 und in den anderen Zeichnungen gezeigt ist, ist der IC 9910 ein Stromregler-IS, und es bedarf daher einer Verarbeitung durch einen Mikroprozessor, solange der Strom durch den extern eingestellten Widerstand Rcs fließt, während die PWM-Ausgangsimpulsbreite präzise und genau geregelt wird, wodurch nicht nur ermöglicht wird, dass zum Verbinden von LED-Lampen nicht nur seriell angeschlossene Mittel verwendet werden können, sondern auch die Konsistenz der Helligkeit einer jeden LED-Glühlampe effektiver beibehalten wird, wodurch die Nutzungsdauer dieser LED-Lampen länger gehalten wird, und außerdem die Spezifikationsanforderung zum Betätigen der seriell angeschlossenen LED-Lampen mit dem Dauerstrom erfüllt wird. Selbst wenn die seriell angeschlossene Spannung der LED-Lampen variiert, können mit der IS-Stromregelung 9910 die Chip-Eigenschaften der Funktionsfähigkeit des Dauerstroms sowie die Hocheffizienz mit Hilfe der Meßwiderstände Rcs noch immer wirksam gemacht werden.
  • Weiterhin nutzt die vorliegende Erfindung die PFC-Schaltung mit Hilfe des ST L6561-Chips, welcher mit der sogenannten Übergangsmodustechnik ausgeführt ist, damit der Eingangsstrom so aktiviert wird, dass er eine Sinuswellenform aufweist, und damit der Strom und die Spannung gleichphasig sind. Außerdem ist ein Verarbeiten mit dem Mikroprozessor dank dem Stromregler-IS 9910 des LED-Dauerstrom-Antriebsschalters nicht mehr erforderlich, während die PWM-Ausgangsimpulsbreite mit Hilfe des extern eingestellten Widerstandes genau und direkt geregelt werden kann.
  • Der Stromregler-IS 9910 ist dadurch gekennzeichnet, dass:
    • 1. Direkte Unterstützung des Hochspannungseingangs und eines breiten Eingangsspannungsbereichs (DC 8 V~450 V).
    • 2. Hochleistungssystem mit hoher Effizienz, die üblicherweise über 90% ist, während die Schaltstromversorgung der herkömmlichen Ausführungsart lediglich 80% beträgt.
    • 3. Mit einer Dauerstrom-Rückführungssteuerschaltung.
    • 4. Mit einer zusätzlichen digitalen Abblendfunktionsfähigkeit, einer zusätzlichen analogen Abblendfunktionsfähigkeit und einer programmierbaren PWM-Schwingungsfrequenz.
  • Es ist selbstverständlich, dass die hier beschriebene Ausführungsart nur ein Beispiel der Prinzipien der vorliegenden Erfindung ist und dass eine Vielzahl von unterschiedlichen Modifizierungen von den Fachleuten auf diesem Gebiet vorgenommen werden können, ohne dabei vom Geist und Umfang der Erfindung, wie in den nachstehenden Schutzansprüchen dargelegt, abzuweichen.

Claims (7)

  1. Eine Hochleistungs-Stromantriebseinrichtung für den seriellen Anschluss von LED-Lampen, aufgebaut aus: einem Stromquellen-Filterschaltkreis EMI/EMC, mit dem hauptsächlich die Rauschsignale vom elektrischen Strom von einem Wechselstrom J1 mit einer üblichen Betriebsart und einem passiven Tiefpaßnetzwerk bis zu einem Knotenpunkt, wo sie sich aufheben, und einem Erdbezugspotential, abgefangen werden; einem WS/GS-Gleichrichter, mit dem der von einer Wechselstromquelle J1 gelieferte Wechselstrom in Gleichstrom für dessen Verwendung umgewandelt wird; einem Blindleistungsverbesserungsschalter (PFC), mit dem die Spannung hauptsächlich auf einen passenden Bereich vergrößert wird, wenn die Eingangsspannung niedriger als die Spannungslast ist und die Eingangsspannung in den erforderlichen Ausgangsspannungswert umwandelt, damit die Hochleistungs-Stromantriebseinrichtung die Anforderungen an einen stabilen Leistungsfaktor für deren Verwendung erfüllt werden; mit einem L6561-Chip, der von einem Blindleistungsverbesserungsschalter angewendet wird, mit einem Design mit Hilfe der sogenannten Übergangsmodustechnik ausgeführt ist, u m die Spannung zu erreichen, die für die LED-Lampen für den seriellen Anschluss benötigt wird, wobei mit dem Stromregler der Eingangsstrom so aktiviert wird, dass dieser eine Sinuswellenform aufweist, und damit der Strom und die Spannung phasengleich sind; einem LED-Dauerstrom-Antriebsschalter (lichtemittierende Diode), der aus einem Stromregler-IS (integrierte Schaltung) aufgebaut ist und zusammen mit einem extern eingestellten Widerstand funktioniert, um so die Spezifikationsanforderung zum Betätigen der LED-Lampen mit dem Dauerstrom zu erfüllen, ohne dass ein Verarbeiten mit Mikroprozessor erforderlich ist, und selbst wenn die Spannung der seriell angeschlossenen LED-Lampen variiert, kann ein Stromregler-IS die Chip-Eigenschaften für die Funktionsfähigkeit des Dauerstroms und die Hocheffizienz mit Hilfe von Meßwiderständen noch immer anwenden.
  2. Die Hochleistungs-Stromantriebseinrichtung für den seriellen Anschluss von LED-Lampen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fehlerverstärker innerhalb des Chips einen Abtastspannungsausgang von einem Aufwärtsumrichter mit der internen Bezugsspannung vergleicht und ein Signal erzeugt, welches in direkter Proportion zum Unterschied zwischen den beiden ist; falls die Bandbreite des Fehlerverstärkers klein genug ist (unter 20 Hz), das Fehlersignal in einer Halbperiode als den Gleichstromwert betrachtet werden kann, wobei das Fehlersignal zum Vervielfacher gesendet und von der gleichgerichteten Eingangsabtastspannung multipliziert wird; das Resultat der Vervielfachung eine gleichgerichtete Sinuswelle ist, deren Größe des Spitzenwertes im Zusammenhang mit dem Spitzenwert der Hauptspannung und der Fehlersignalamplitude steht.
  3. Die Hochleistungs-Stromantriebseinrichtung für den seriellen Anschluss von LED-Lampen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabe des Vervielfachers an eine "+"-Anschlußklemme eines Stromvergleichers gesendet wird und dabei ein PWM-Sinuswellen-Bezugssignal (Impulsbreiten-Modulation) ist; wenn die Spannung (das Produkt des Induktorstroms und des Widerstandes) eines IS-Stromsensors (CS) des ST L6561-Chips und die Spannung an der "+"-Anschlußklemme des Stromvergleichers gleichwertig sind, der Leitungsbetrieb eines Metalloxid-Transistor mit Halbleiterfeldeffekt MOSFET (Q1) ausgeschaltet wird.
  4. Die Hochleistungs-Stromantriebseinrichtung für den seriellen Anschluss von LED-Lampen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktorstrompakete gleichgerichtete Sinuswellen sind.
  5. Die Hochleistungs-Stromantriebseinrichtung für den seriellen Anschluss von LED-Lampen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktivität die Entladungsenergie beeinflußt, die zur Last von der Dauer freigelassen wird, wenn der MOSFET Q1 ausgeschaltet ist, wenn der Induktorstrom TI gleich Null ist, und wenn der elektrische Induktorstrom T1 gleich Null ist, der Induktorstrom T1 über keine gespeicherte Energie verfügt, wobei ein Kollektor D1 in einen Gleitstatus gesetzt wird; in dessen Moment das Gesamtfassungsvermögen des Induktorstroms T1 und der Kollektor D1 eine Resonanz erzeugen, wobei die Spannung des Kollektors D1 schnell unter eine Augenblicksleitungsspannung abfällt und der MOSFET Q1 von einem Signal erneut zum Leiten ausgelöst wird, wonach eine Schaltdauer zusätzlich gestartet wird.
  6. Die Hochleistungs-Stromantriebseinrichtung für den seriellen Anschluss von LED-Lampen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromquellen-Filterschaltkreis mit einem Spannungsbereich betrieben wird, der mit den weltweiten Stromnetzen als Basis für dessen Spannungsbereich kompatibel ist, kann der Stromquellen-Filterschaltkreis mit den Stromnetzen in allen Ländern benutzt werden. Ungeachtet des Betriebsortes müssen keine Modifizierungen vorgenommen werden.
  7. Die Hochleistungs-Stromantriebseinrichtung für den seriellen Anschluss von LED-Lampen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abblendmodi des LED-Dauerstrom-Antriebsschalters für eine analoge Abblendsteuerung und für eine digitale Abblendsteuerung eingestellt werden können.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012030496A1 (en) * 2010-09-02 2012-03-08 Osram Sylvania Inc. Solid state light source driving and dimming using an ac voltage source
WO2012137130A2 (en) 2011-04-04 2012-10-11 Sgm A/S Method for driving leds
CN107064785A (zh) * 2016-11-23 2017-08-18 国家电网公司 附加电源法低压交流开关通断试验功率因数测试系统方法
CN110646698A (zh) * 2019-10-10 2020-01-03 中车长春轨道客车股份有限公司 一种获取动车组牵引系统的电磁兼容性能的方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012030496A1 (en) * 2010-09-02 2012-03-08 Osram Sylvania Inc. Solid state light source driving and dimming using an ac voltage source
US8258710B2 (en) 2010-09-02 2012-09-04 Osram Sylvania Inc. Solid state light source driving and dimming using an AC voltage source
WO2012137130A2 (en) 2011-04-04 2012-10-11 Sgm A/S Method for driving leds
CN107064785A (zh) * 2016-11-23 2017-08-18 国家电网公司 附加电源法低压交流开关通断试验功率因数测试系统方法
CN107064785B (zh) * 2016-11-23 2023-08-04 国家电网公司 附加电源法低压交流开关通断试验功率因数测试系统方法
CN110646698A (zh) * 2019-10-10 2020-01-03 中车长春轨道客车股份有限公司 一种获取动车组牵引系统的电磁兼容性能的方法
CN110646698B (zh) * 2019-10-10 2021-09-28 中车长春轨道客车股份有限公司 一种获取动车组牵引系统的电磁兼容性能的方法

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