KR20100037149A - 전압 트랜스포머를 포함하는 회로 어레인지먼트 및 연관된 방법 - Google Patents

전압 트랜스포머를 포함하는 회로 어레인지먼트 및 연관된 방법 Download PDF

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Abstract

회로 어레인지먼트는 전압 트랜스포머를 포함하고, 상기 전압 트랜스포머는 입력 단자(J1), 출력 단자(J2), 기준 전위 접속부, 상기 입력 단자(J1)와 상기 기준 전위 접속부 사이의 제 1 쵸크(L1) 및 전자 스위치(S1)의 직렬 접속부 ― 상기 직렬 접속부는 제 1 쵸크(L1)와 스위치(S1) 사이에 제 1 노드(N1)를 가짐 ―; 제 1 캐패시터(C1)와 제 2 쵸크(L2) 사이에 제 2 노드(N2)를 가지며, 전자 스위치(S1)에 병렬인 제 1 캐패시터(C1)와 제 2 쵸크(L2) 사이의 직렬 접속부; 제 1 노드(N1)와 출력 단자(J2) 사이에 있는 제 1 다이오드(D1)와 모드 스위치(S2) 사이의 직렬 접속부; 제 2 다이오드(D2), 및 모드 스위치(S2)의 제어 전극에 결합된 출력부(A1)를 가진 제어기(12)를 포함한다. 회로 출력부(J2,M) 상에는 다운스트림 하프 브리지(S3,S4)가 제공된다. 상기 하프 브리지의 중앙(HB)에는 피드백 신호가 결합되고, 제어기(12)에 공급된다. 상기 피드백 신호는 추가 제어 신호(E3)와 함께 모드 스위치(S2)를 제어한다.

Description

전압 트랜스포머를 포함하는 회로 어레인지먼트 및 연관된 방법{CIRCUIT ARRANGEMENT COMPRISING A VOLTAGE TRANSFORMER AND ASSOCIATED METHOD}
본 발명은 전압 컨버터를 가진 회로 어레인지먼트(arrangement)에 관한 것이고, 상기 전압 컨버터는: 입력 단자; 출력 단자; 기준 전위를 제공하기 위한 접속부; 상기 입력 단자와 상기 기준 전위를 제공하기 위한 접속부 사이에 결합된 제 1 인덕터와 전자 스위치의 직렬 접속부 ― 제 1 노드는 제 1 인덕터와 상기 전자 스위치 사이에 형성됨 ―; 상기 전자 스위치와 병렬로 접속된, 제 1 캐패시터와 제 2 인덕터의 직렬 접속부 ― 제 2 노드는 상기 제 1 캐패시터와 상기 제 2 인덕터 사이에 형성됨 ―; 상기 제 1 노드와 상기 출력 단자 사이에 결합된 제 1 다이오드와 모드 스위치(mode switch)의 직렬 접속부 ― 상기 제 1 다이오드는 제 1 노드로부터 출력 단자로 전류가 흐르게 하도록 극성화되고, 상기 모드 스위치는 동작 전극, 기준 전극 및 제어 전극을 가지며, 상기 모드 스위치의 기준 전극은 상기 출력 단자에 결합되고, 상기 모드 스위치의 동작 전극은 상기 제 1 다이오드에 결합됨 ―; 제 2 다이오드 ― 상기 제 2 다이오드의 애노드는 상기 제 2 노드에 결합되고, 상기 제 2 다이오드의 캐소드는 상기 출력 단자에 결합됨 ―; 및 상기 모드 스위치의 상기 제어 전극에 결합된 출력부를 가진 제어 장치를 포함하고, 상기 제어 장치는 제어 신호를 공급하기 위한 제 1 접속부를 가지며, 상기 회로 어레인지먼트는 상기 회로 어레인지먼트의 동작 동안 교류 신호를 제공하도록 설계된 접속부를 더 포함한다. 게다가, 본 발명은 회로 어레인지먼트를 동작시키기 위한 방법에 관한 것이다.
부스트 컨버터(boost converter) 및 SEPIC(Single Ended Primary IndUctance Converter)의 토포로지들은 일반적으로 펄스형 전력 공급기들에 공지되어 있다. 특히 방전 램프들에 대한 2-스테이지 동작 장치들의 경우에, 이들 컨버터 타입들은 제 1 스테이지에 널리 사용된다. 제 1 스테이지가 역률 보정(power factor correction)을 달성하고 중간 회로 전압을 제공하는 반면, 일반적으로 제 2 스테이지가 방전 램프에 공급하기 위한 고주파 AC 전압을 생성한다. 2개의 펄스형 전력 공급기들에서 펄스는 라인 주파수(line frequency)에 비해 고주파수로 스위칭하는 전자 스위치들에 의해 달성된다.
WO 02/41480은 역률 보정을 위하여 제 1 스테이지에서 사용된 두 개의 컨버터 타입들의 각각의 장점들 및 단점들을 논의한다. 부스트 컨버터의 근본적인 장점은 높은 효율성에 있고, 입력 전압의 피크 값 아래로 출력 전압을 제한하는 것이 단점이다. SEPIC의 특성들은 그 반대인데: 상기 SEPIC 출력 전압은 바람직하게 입력 전압과 무관하게 선택될 수 있지만, 효율성은 부스트 컨버터의 경우보다 실제로 낮다.
WO 02/41480은 토포로지가 전환(switch over)될 수 있는 전압 컨버터를 기술한다. 전환 스위치의 위치에 따라, 개시된 전압 컨버터는 부스트 모드에서 부스트 컨버터로서 동작하거나, SEPIC 모드에서 SEPIC로서 동작한다. WO 02/41480에 개시된 전압 컨버터는 다음 단점들을 가진다: 3개의 극들을 가진 전환 스위치는 토포로지들 사이에서 전환되도록 요구된다. 비록 이것이 기계적 스위치들을 사용하여 구현될 수 있지만, 반도체 스위치들을 사용한 구현은 두 개의 스위치들이 요구되기 때문에 복잡하다. 게다가, 이들 두 개의 스위치들은 동기화될 필요가 있다. 추가의 단점은 SEPIC를 위해 요구된 인덕터가 부스트 모드에서 스위칭 오프된다는 사실이다. 리던던트 SEPIC 인덕터는 부스트 모드에서 기능하지 않는다. 이것은 SEPIC 모드 및 부스트 모드 둘 다에서 동작하는 인덕터가 전압 컨버터의 출력부에서 동일한 전력 출력을 가진 두 개의 모드들에서 상이한 부하들에 영향을 받는다는 결과를 가진다. 이런 인덕터는 부스트 모드에서 이 인덕터에 의해 저장될 수 있는 최대 에너지 양이 초과되지 않도록 크기가 설정될 필요가 있다. 따라서 SEPIC 모드의 경우에는 이 인덕터의 크기가 과도하게 설정된다. 이것은 스위칭 가능한 전압 컨버터가 현재 동작하는 전압 컨버터의 모드에서 스위칭 가능하지 않은 컨버터보다 비싼 것을 초래한다.
최종적으로 언급된 문제들은 EP 1 710 898에서 공지된 전압 컨버터에 의해 개시되고 도 1에 도시된다. 제 1 인덕터(L1)와 전자 스위치(S1)의 직렬 접속부는 입력 단자(J1) 및 기준 전위(M) 사이에 접속되고, 제 1 노드(N1)는 결합 포인트(tie point)에 형성된다. 전압 컨버터는 입력 전압(Ue)을 생성하는 입력 단자(J1)를 가진 에너지원 가까이에서 입력 단자(J1)와 기준 전위(M) 사이에 제공될 수 있다. 적절하다면, 무선 간섭을 감소시키거나 과전압을 상쇄시키기 위한 필터는 추가로 상기 입력 단자와 상기 기준 전위 사이에 접속될 수 있다.
제 1 캐패시터(C1)와 제 2 인덕터(L2)의 직렬 접속부는 전자 스위치(S1)와 병렬로 접속되고, 제 2 노드(N2)는 제 1 캐패시터(C1)와 제 2 인덕터(L2)의 결합 포인트에 형성된다. 게다가, 리플(ripple) 전류 보상은 인덕터들(L1 및 l2)의 자기 결합(magnetic coupling)에 의해 구현될 수 있다.
제 1 다이오드(D1)와 모드 스위치(S2)의 직렬 접속부는 제 1 노드(N1)와 출력 단자(J2) 사이에 접속되고, 상기 제 1 다이오드(D1)는 제 1 노드(N1)로부터 출력 단자(J2)로 전류 흐름을 허용하도록 극성화된다. 출력 전압(Ua)은 J2 및 기준 전위(M) 사이에 존재한다. 일반적으로, 상기 출력 전압은 부하, 특히 방전 램프가 에너지를 이끌어 내는 저장 캐패시터에 의해 버퍼링된다. 그 다음 소위 중간 회로 전압은 저장 캐패시터 양단에 존재한다. 전압 컨버터의 다운스트림에 접속된 인버터는 중간 회로 전압으로부터 방전 램프를 동작시키기 위해 사용하는 고주파수 AC 전압을 생성할 수 있다.
폐쇄 모드 스위치(S2)로 인해, 전압 컨버터는 부스트 컨버터로서 동작한다. 이것은 J1에 존재하는 것보다 높은 전압이 J2에 요구될 때 유리하다.
제 2 다이오드(D2)의 애노드는 제 2 노드(N2)와 접속되고, 제 2 다이오드의 캐소드는 출력 단자(J2)에 접속된다. 그러므로 전압 컨버터는 S2가 개방될 때 SEPIC로서 동작할 수 있다. 이것은 J1에 존재하는 것보다 낮은 전압이 J2에 요구될 때 유리하다. 이 경우, 모드 스위치(S2)의 제어는 제어 장치(12)에 의해 수행될 수 있다. 제어 장치(12)의 효과는 입력 단자(J1)에서의 전압이 정의된 전압 제한 값을 초과하면 모드 스위치(S2)가 개방되는 것이다.
방전 램프들의 동작 동안, 모드 스위치(S2)는 또한 출력부(J2)에서 동작될 램프에 의해 요구된 전압과 무관하게 제어될 수 있다. 만약 램프가 입력 단자(J1)에서의 전압과 비교하여 높은 전압을 요구하면, 모드 스위치(S2)는 폐쇄되고 전압 컨버터는 부스트 모드에서 동작한다. 비교적 낮은 전압들에서, 모드 스위치(S2)는 개방되고 전압 컨버터는 SEPIC 모드에서 동작한다.
EP 1 710 898의 도 2는 모드 스위치(S2)의 제어 장치(12)에 대한 예시적인 실시예를 도시한다. 여기에 제공된 제어 장치의 단점은 특히 이 경우 제어 신호를 전송하기 위해 여기서 S22로 표시된 고전압 스위치의 필요성인 것으로 생각되는데, 그 이유는 상기 고전압 스위치의 기준 전극이 프레임 전위에 결합되고, 상기 고전압 스위치의 제어 전극이 제어 신호에 결합되지만, 상기 고전압 스위치의 동작 전극이 중간 회로 전압에 결합되기 때문이다. 이것은 바람직하지 않게 높은 생산 비용들을 유발한다.
그러므로, 본 발명의 목적은 고전압 스위치들 없이 구현될 수 있도록 처음에 언급된 회로 어레인지먼트를 개발하는 것이다. 게다가, 상기 목적은 상기 회로 어레인지먼트를 동작시키기 위한 적당한 방법을 제공하는데 있다.
이들 목적들은 청구항 제 1 항의 특징들을 가진 회로 어레인지먼트, 및 청구항 제 12 항의 특징들을 가진 방법에 의해 달성된다.
본 발명은 모드 스위치의 전극들에 존재하는 전압들의 레벨이 출력 단자의 레벨, 즉 소위 중간 회로 전압의 고전압 레벨이 될 때 이들 목적들이 달성될 수 있다는 발견을 기반으로 하는데, 그 이유는 이것이 제어 신호의 저전압 레벨에 의해 스위칭 동작을 개시할 가능성을 제공하기 때문이다. 그러므로 본 발명은 이런 목적을 위한 고전압 스위치에 대한 어떠한 필요성도 없이 부스트 모드 및 SEPIC 모드 사이에서 전압 컨버터가 이리저리 스위칭되게 하는 회로 어레인지먼트를 제공하는 장점을 제공한다. 그러므로 부스트 모드와 SEPIC 모드 사이의 전환 동작은 디지털 마이크로제어기의 저전압 출력 신호로 직접 개시될 수 있다. 교류 신호를 제공하기 위한 접속부가 회로 어레인지먼트의 동작 동안, 기준 전위와 출력 단자에서의 레벨 사이에서 발진하는 레벨을 가진 교류 신호를 제공하도록 설계되는 것은 특히 바람직하다. 이에 따라 레벨을 적응시키는 것을 회피하는 것은 가능하다. 전술한 바와 같이 교류 신호의 레벨에 따른 레벨의 적응을 제공할 필요가 있지만, 임의의 원하는 교류 신호가 원칙적으로 본 발명의 목적에 충분하다.
교류 신호가 직사각형(rectangular) 신호인 것이 특히 바람직하다.
바람직한 실시예에서, 회로 어레인지먼트는 출력 단자 및 기준 전위에 대한 접속부 사이에 결합된, 제 1 인버터 스위치 및 제 2 인버터 스위치의 적어도 하나의 직렬 접속부를 가진 인버터를 더 포함하고, 제 3 노드, 특히 브리지 중앙 포인트는 제 1 인버터 스위치와 제 2 인버터 스위치 사이에 형성되고, 교류 신호를 제공하기 위한 접속부는 특히 그것에 상응하는 제 3 노드에 결합된다. 다른 말로, 기준 전위와 출력 단자 전위 사이에서 실질적으로 직사각형 방식으로 이리 저리 발진하는 브리지 중앙 포인트에서의 전위는 제어 신호와 함께 트리거 신호로서 모드 스위치에 대한 합산 신호를 제공하기 위해 사용된다.
게다가, 회로 어레인지먼트가 DC 공급 전압을 제공하는 출력을 가진 정류기를 더 포함할 때, 제 1 노드와 출력 단자가 정류기의 출력에 결합되는 것은 바람직하다.
특히 바람직한 실시예에서, 제어 장치는 제어 장치의 제 2 접속부에 결합된 입력부를 가진 전하 펌프(charge pump)를 포함한다. 전하 펌프는 바람직하게 제어 장치의 제 1 접속부에 결합된 추가 입력부를 포함한다. 마지막으로, 전하 펌프가 출력부를 가지며 상기 전하 펌프의 두 개의 입력부들에 결합된 신호들의 합산과 상관되는 신호를 상기 출력부에 제공하도록 설계될 때, 타이머가 전하 펌프의 출력부와 제어 장치의 출력부 사이에 결합되는 것은 바람직하다. 전하 펌프는 플로팅(floating)되지 않은 두 개의 전압들을 합산하는 것의 특히 편리한 가능성을 제공한다. 그러므로 이것은 원하지 않는 복잡성을 초래할, 전압 레벨을 변위시키기 위한 장치들을 필요로 하지 않는다.
타이머의 시간 상수는 바람직하게 인버터 스위치들이 트리거되는 신호의 주파수의 역수의 배수에 대응한다. 이런 결과는 교류 신호와 제어 신호로 구성된 모드 스위치의 제어 전극에 대한 트리거 신호가 이를테면 모드 스위치의 기준 전극에서의 레벨로부터 제어 신호의 레벨만큼 상이한 레벨을 가진 직류 전압 신호로서 제공되는 것이다. 결과적으로, 작은 제어 신호만이 모드 스위치의 제어 전극과 동작 전극들 사이에 존재하고, 스위칭 동작이 개시되게 한다.
타이머의 시간 상수는 바람직하게 모드 스위치의 트리거링에 적당한 모드 스위치의 제어 전극에 대한 트리거 신호로서 특히 제어 장치의 출력부에 펄스를 제공하도록 설계된다. 특히 모드 스위치가 사이리스터에 의해 구현될 때, 부적당한 점화는 높은 dU/dt 값들에 의해 회피되는데, 그 이유는 사이리스터의 제어 전극이 타이머에 의해 상기 사이리스터의 캐소드에 대해 차단되기 때문이다. 상기 크기 결정은 특정 양의 에너지가 모드 스위치의 스위칭 동작을 개시하기 위하여 요구되는 환경을 고려한다.
언급된 바와 같이, 모드 스위치는 바람직하게 사이리스터 또는 바이폴라 트랜지스터 또는 MOSFET이다. 특히 사이리스터에 의해 구현되는 것이 선호되는데, 그 이유는 사이리스터는 작은 트리거 전압 및 작은 트리거 전류만을 요구하여 낮은 트리거 전력을 요구하기 때문이다. 게다가, 사이리스터는 높은 HF 전류 진폭들의 경우 낮은 손실들을 제공하고, 제어 신호의 부재의 경우에 심지어 높은 dU/dt 동안 시동 전류를 차단하고, 그러므로 시동 전류를 제한하기 위해 사용한다. 게다가, 본 발명의 회로 어레인지먼트의 특히 경제적인 구현을 가능하게 한다.
추가 바람직한 실시예들은 종속항들에서 발견된다.
종속항들이 적용될 수 있는 범위까지, 본 발명의 회로 어레인지먼트를 참조하여 제공된 바람직한 실시예들, 및 상기 실시예들의 장점들은 마찬가지로 본 발명의 방법에 대해 유효하다.
본 발명의 회로 어레인지먼트의 예시적인 실시예는 지금 첨부된 도면들을 참조하여 하기에 보다 상세히 기술된다.
도 1은 부스트 모드와 SEPIC 모드 사이에서 전환될 수 있는 전압 컨버터를 가진 종래 기술로부터 공지된 회로 어레인지먼트의 개략도를 도시한다.
도 2는 스위칭 가능한 전압 컨버터를 가진 본 발명의 회로 어레인지먼트의 개략도를 도시한다.
도 1을 참조하여 도입된 참조 부호들은 동일한 컴포넌트들 및 동일하게 동작하는 컴포넌트들에 대하여 하기에 계속하여 사용된다.
도 2는 스위칭 가능한 전압 컨버터를 가진 본 발명의 회로 어레인지먼트의 예시적인 실시예의 개략도이다. 상기 회로 어레인지먼트는 다이오드들(D3, D4, D5 및 D6)을 포함하는 정류기(14)를 가지며, 정류기 입력부(E1, E2)에 AC 공급 전압(UN)을 적용하는 것은 가능하다. 전압 컨버터의 입력 단자(J1) 및 프레임 전위(M) 사이의 정류기(14)의 출력부에 제공된 전압(Ue)은 캐패시터(C2)에 의해 지원된다. 그 다음에 제 1 인덕터(L1) 및 전자 스위치(S1)의 직렬 접속부가 있고, 제 1 노드(N1)는 제 1 인덕터(L1)와 전자 스위치(S1) 사이에 형성된다. 캐패시터(C1)와 제 2 인덕터(L2)의 직렬 접속부는 전자 스위치(S1)와 병렬로 접속되고, 제 2 노드(N2)는 캐패시터(C1)와 제 2 인덕터(L2) 사이에 형성된다. 그 다음 제 1 다이오드 및 모드 스위치(S2)의 직렬 접속부가 있고, 상기 접속부는 제 1 노드(N1)와 출력 단자(J2) 사이에 결합된다. 여기서, 다이오드(D1)는 제 1 노드(N1)로부터 출력 단자(J2)로 전류 흐름을 허용하는 방식으로 극성화된다. 모드 스위치(S2)는 동작 전극, 기준 전극 및 제어 전극을 가지며, 상기 모드 스위치(S2)의 기준 전극은 출력 단자(J2)에 결합되고, 상기 모드 스위치(S2)의 동작 전극은 제 1 다이오드(D1)에 결합된다. 제 2 다이오드(D2)는 제 2 노드(N2)에 결합된 애노드, 및 출력 단자(J2)에 결합된 캐소드를 가진다.
게다가, 본 발명의 회로 어레인지먼트는 모드 스위치(S2)의 제어 전극에 결합된 출력부(A1)를 가진 제어 장치(12)를 가진다; 게다가, 상기 제어 장치(12)는 제어 신호를 공급하기 위하여 마이크로제어기(16)에 결합된 입력부(E3)를 가진다. 제어 장치(12)는 하프 브리지 인버터의 중앙 포인트(HB)에 결합된 입력부(E4)를 가진다. 상기 하프 브리지 인버터는 두 개의 전자 스위치들(S3 및 S4)의 직렬 접속부를 포함하고, 이런 직렬 접속부는 출력 단자(J2)에 존재하는 전압(Ua)으로부터 전압이 공급된다. 그러나 이런 전압(Ua)은 캐패시터(C3)에 의해 지원된다.
하프 브리지 중앙 포인트는 램프 인덕터(L3)를 통해 방전 램프(도시되지 않음)에 결합된다. 제어 장치(12)는 다이오드(D7), 다이오드(D8) 및 캐패시터(C4)를 가진 전하 펌프(20)를 포함한다. 오옴 저항기(R1) 및 다이오드(D7)를 통해, 입력부(E3)는 노드(N3)에 결합되고, 상기 노드(N3)는 다른 한편으로는 캐패시터(C4)를 통하여 제어 장치(12)의 입력부(E4)에 결합된다. 제어 장치(12)의 노드(N3)는 다이오드(D8) 및 오옴 저항기(R3)를 통하여 제어 장치(12)의 출력부(A1)에 결합된다. 모드 스위치(S2)의 제어 전극과 기준 전극 사이 경로와 병렬로 현재 캐패시터(C5) 및 오옴 저항기(R2)를 포함하는 타이머(18)가 결합된다. 출력 단자(J2)의 전위는 입력부(E5)를 통하여 제어 장치(12)에 공급된다.
저항기들(R1 및 R3)은 충전 전류들을 제한하기 위해 사용한다.
기능하기 위해: 제어 장치(12)에 제공된 전하 펌프(20)는 마이크로제어기(16)에 의해 입력부(E3)에 제공된 신호, 및 하프 브리지 중앙 포인트(HB)에 존재하고 입력부(E4)를 통하여 제어 장치(12)에 제공된 전위의 플로팅 합산(floating addition)을 가능하게 한다. 타이머(18)로 인해, 준-직류 신호(quasi-direct signal)는 입력부(A1)에 제공되고, 상기 준-직류 신호의 레벨은 출력 단자(J2)의 전위에 상응하는 모드 스위치(S2)의 기준 전극에서의 레벨과 대조하여 제어 신호의 전위만큼 증가된다.

Claims (12)

  1. 전압 컨버터를 가진 회로 어레인지먼트로서,
    상기 전압 컨버터는:
    입력 단자(J1);
    출력 단자(J2);
    기준 전위를 제공하기 위한 접속부(M);
    상기 입력 단자(J1)와 기준 전위를 제공하기 위한 상기 접속부(M) 사이에 결합된 제 1 인덕터(L1)와 전자 스위치(S1)의 직렬 접속부 ― 제 1 노드(N1)는 상기 제 1 인덕터(L1)와 상기 전자 스위치(S1) 사이에 형섬됨 ―;
    상기 전자 스위치(S1)와 병렬로 접속된 제 1 캐패시터(C1)와 제 2 인덕터(L2)의 직렬 접속부 ― 제 2 노드(N2)는 상기 제 1 캐패시터(C1)와 상기 제 2 인덕터(L2) 사이에 형성됨 ―;
    상기 제 1 노드(N1)와 상기 출력 단자(J2) 사이에 결합된 제 1 다이오드(D1)와 모드 스위치(S2)의 직렬 접속부 ― 상기 제 1 다이오드(D1)는 상기 제 1 노드(N1)로부터 상기 출력 단자(J2)로의 전류 흐름을 허용하는 방식으로 극성화되고, 상기 모드 스위치(S2)는 동작 전극, 기준 전극 및 제어 전극을 가지며, 상기 모드 스위치(S2)의 상기 기준 전극은 상기 출력 단자(J2)에 결합되고, 상기 모드 스위치의 상기 동작 전극은 상기 제 1 다이오드(D1)에 결합됨 ―;
    제 2 다이오드(D2) ― 상기 제 2 다이오드의 애노드는 상기 제 2 노드(N2)에 결합되고, 상기 제 2 다이오드의 캐소드는 상기 출력 단자(J2)에 결합됨 ―; 및
    상기 모드 스위치(S2)의 상기 제어 전극에 결합된 출력부(A1)를 가진 제어 장치(12) ― 상기 제어 장치(12)는 제어 신호를 공급하기 위한 제 1 접속부(E3)를 가짐 ― 를 포함하고,
    상기 회로 어레인지먼트는 상기 회로 어레인지먼트의 동작 동안 교류 신호를 제공하도록 설계된 접속부(HB)를 더 포함하고,
    상기 제어 장치(12)는 상기 회로 어레인지먼트의 동작 동안 교류 신호를 제공하는 상기 접속부(HB)에 결합된 제 2 접속부(E4)를 더 가지며,
    상기 제어 장치(12)는, 상기 모드 스위치(S2)의 제어 전극을 위해 의도되고 상기 회로 어레인지먼트의 동작 동안 교류 신호를 제공하기 위한 단자(HB)에 제공된 신호와 상기 제어 신호의 합과 상관되는 트리거 신호를 상기 제어 장치(12)의 출력부(A1)에 제공하도록 설계되는,
    회로 어레인지먼트.
  2. 제 1 항에 있어서, 교류 신호를 제공하기 위한 상기 접속부(HB)는 상기 회로 어레인지먼트의 동작 동안, 상기 기준 전위(M)와 상기 출력 단자(J2)에서의 레벨 사이에서 발진하는 레벨을 가진 교류 신호를 제공하도록 설계된,
    회로 어레인지먼트.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 교류 신호는 직사각형 신호인,
    회로 어레인지먼트.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회로 어레인지먼트는 상기 출력 단자(J2)와 기준 전위를 제공하기 위한 상기 접속부(M) 사이에 결합된, 제 1 인버터 스위치(S3) 및 제 2 인버터 스위치(S4)의 적어도 하나의 직렬 접속부를 가진 인버터를 포함하고, 제 3 노드(HB), 특히 브리지 중앙 포인트는 상기 제 1 인버터 스위치(S3)와 상기 제 2 인버터 스위치(S4) 사이에 형성되고, 상기 교류 신호를 제공하기 위한 접속부는 특히 그것에 상응하는 상기 제 3 노드에 결합되는,
    회로 어레인지먼트.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회로 어레인지먼트는 정류기(D3, D4, D5, D6)를 더 포함하고, 상기 정류기는 그것의 출력부에 DC 공급 전압(Ue)을 제공하고, 상기 제 1 노드(N1) 및 기준 전위를 제공하기 위한 상기 접속부(M)는 상기 정류기(D3, D4, D5, D6)의 상기 출력부에 결합되는,
    회로 어레인지먼트.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치(12)는 상기 제어 장치의 상기 제 2 접속부에 결합된 입력부(E4)를 가진 전하 펌프(20)를 포함하는,
    회로 어레인지먼트.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 전하 펌프(20)는 상기 제어 장치(12)의 상기 제 1 접속부(E3)에 결합된 추가 입력부를 가진,
    회로 어레인지먼트.
  8. 제 6 항 및 제 7 항에 있어서, 상기 전하 펌프는 출력부를 가지며 상기 전하 펌프의 두 개의 입력부들에 결합된 신호들의 합과 상관되는 신호를 상기 전하 펌프의 상기 출력부에 제공하도록 설계되고, 타이머(18)는 상기 전하 펌프(20)의 상기 출력부와 상기 제어 장치의 상기 출력부(A1) 사이에 결합되는,
    회로 어레인지먼트.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 타이머(18)의 시간 상수는 상기 인버터 스위치들(S3,S4)이 트리거되는 신호의 주파수의 역수의 배수에 상응하는,
    회로 어레인지먼트.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 타이머(18)의 시간 상수는 상기 모드 스위치(S2)를 트리거링 하기에 적당한 상기 모드 스위치(S2)의 제어 전극에 대한 트리거 신호로서 상기 제어 장치(12)의 상기 출력부에 펄스를 제공하도록 설계된,
    회로 어레인지먼트.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모드 스위치(S2)는 사이리스터(thyristor) 또는 바이폴라트랜지스터 또는 MOSFET인,
    회로 어레인지먼트.
  12. 전압 컨버터를 가진 회로 어레인지먼트를 동작시키기 위한 방법으로서,
    상기 전압 컨버터는:
    입력 단자(J1);
    출력 단자(J2);
    기준 전위를 제공하기 위한 접속부(M);
    상기 입력 단자(J1)와 기준 전위를 제공하기 위한 상기 접속부(M) 사이에 결합된 상기 제 1 인덕터(L1)와 상기 전자 스위치(S1)의 직렬 접속부 ― 제 1 노드(N1)는 상기 제 1 인덕터(L1)와 상기 전자 스위치(S1) 사이에 형성됨 ―; 및
    상기 전자 스위치(S1)와 병렬로 접속된, 제 1 캐패시터(C1) 및 제 2 인덕터(L2)의 직렬 접속부 ― 제 2 노드(N2)는 상기 제 1 캐패시터(C1)와 상기 제 2 인덕터(L2) 사이에 형성됨 ―; 그리고
    상기 제 1 노드(N1)와 상기 출력 단자(J2) 사이에 결합된 제 1 다이오드(D1)와 모드 스위치(S2)의 직렬 접속부 ― 상기 제 1 다이오드(D1)는 상기 제 1 노드(N1)로부터 상기 출력 단자(J2)로의 전류 흐름을 허용하는 방식으로 극성화되고, 상기 모드 스위치(S2)는 동작 전극, 기준 전극 및 제어 전극을 가지며, 상기 모드 스위치(S2)의 상기 기준 전극은 상기 출력 단자(J2)에 결합되고, 상기 모드 스위치(S2)의 상기 동작 전극은 상기 제 1 다이오드(D1)에 결합됨 ―;
    제 2 다이오드(D2) ― 상기 제 2 다이오드의 애노드는 상기 제 2 노드(N2)에 결합되고, 상기 제 2 다이오드의 캐소드는 상기 출력 단자(J2)에 결합됨 ―; 및
    상기 모드 스위치(S2)의 제어 전극에 결합된 출력부(A1)를 가진 제어 장치(12)를 포함하고,
    상기 제어 장치(12)는 제어 신호를 공급하기 위한 제 1 접속부(E3)를 가지며,
    상기 회로 어레인지먼트는 상기 회로 어레인지먼트의 동작 동안 교류 신호를 제공하도록 설계된 접속부(HB)를 더 포함하고,
    상기 회로 어레인지먼트를 동작시키기 위한 방법은,
    a) 상기 회로 어레인지먼트의 동작 동안 교류 신호를 제공하는 상기 접속부(HB)에 상기 제어 장치(12)의 제 2 접속부(E4)를 결합시키는 단계;
    b) 상기 제어 장치(12)에서, 교류 신호를 제공하기 위한 상기 접속부(E4)에서의 신호 및 상기 제어 신호의 합산 신호와 상관되는 상기 모드 스위치(S2)의 상기 제어 전극에 대한 트리거 신호를 생성하는 단계; 및
    c) 상기 제어 장치의 상기 출력부(A1)에서 상기 트리거 신호를 제공하는 단계를 포함하는,
    회로 어레인지먼트를 동작시키기 위한 방법.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101877534B (zh) * 2010-06-28 2012-05-23 浙江工业大学 双极型晶体管型自激式Sepic变换器
US9407171B2 (en) * 2012-09-03 2016-08-02 Dytech Energy Pte. Ltd. Apparatus and a method for enhancing power output in electrical circuits
TWI462451B (zh) * 2012-12-05 2014-11-21 Hep Tech Co Ltd AC / DC conversion device and its function correction method
CN104734302B (zh) * 2015-04-09 2017-03-15 北京京东方能源科技有限公司 电源供电电路及供电方法
CN112688535B (zh) * 2020-12-30 2022-07-05 上海联影医疗科技股份有限公司 上电控制系统
DE102021208417A1 (de) 2021-08-03 2023-02-09 Osram Gmbh VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINES GETAKTETEN ISOLIERENDEN LEISTUNGSWANDLERS MIT EINEM AUSGANGSLEISTUNGSBEREICH ZUM BETREIBEN EINER ANSCHLIEßBAREN LAST

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6181079B1 (en) 1999-12-20 2001-01-30 Philips Electronics North America Corporation High power electronic ballast with an integrated magnetic component
US6373725B1 (en) 2000-11-20 2002-04-16 Philips Electronics North America Corporation Reconfigurable converter for multiple-level input-line voltages
US6465991B1 (en) 2001-07-30 2002-10-15 Koninklijke Philips Electronics N.V. Switchable power converter with coupled inductor boost and coupled inductor SEPIC for multiple level input line power factor correction
JP2003180072A (ja) * 2001-08-07 2003-06-27 Seiko Instruments Inc 昇降圧スイッチングレギュレータ制御回路及び昇降圧スイッチングレギュレータ
JP4294459B2 (ja) * 2003-12-12 2009-07-15 富士通株式会社 光増幅器
DE102004001618A1 (de) * 2004-01-09 2005-08-11 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Schaltungsanordnung zum Betrieb von Lichtquellen
DE102005016047A1 (de) * 2005-04-07 2006-10-12 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Umschaltbarer Spannungswandler

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