具有Ｅ类转换器模块的转换器电路制造技术

本发明专利技术涉及一种具有Ｅ类转换器模块的串联电路的、用于优化单个转换器模块（例如Ｃ７、Ｃ１１、Ｚ１、Ｓ１、Ｌ１、Ｌ２）的直流电压供给的转换器电路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种转换器电路，特别地涉及一种具有这种转换器电路的电子镇流器，涉及相应的驱动方法，以及在优选的应用情况的范围内涉及一种灯系统以及这种灯系统的应用。
技术介绍
用于从整流过的网络馈电或直流供电中产生交流电功率的转换器电路本身以不同的结构形式被公开。特别是公开了所谓的E类转换器或闭锁转换器(Sperrwandler)。在E类转换器中，存储电感通过通向电源的端子来充电。在某一电流值时，流过与存储电感相串联的开关晶体管的电流被中断，并且由此产生的感应电压脉冲被用于为负载供电。特别是已知，使用这样的E类转换器为具有脉冲调制的高频供电电压的、介电阻碍的放电灯供电。参考EP 0 927 506 B1，它既阐明了E类转换器的工作原理，又阐明了这种应用情况。此外已知的是，为了保证从电源网络接收尽可能正弦形式的电流，亦即为了改善功率因数，采用功率因数校正电路。此外，这里考虑所谓的升压转换器，该升压转换器例如在C.H.Sturm，E.Klein“Betriebsgeraete und Schaltungen fuer elektrische Lampen”(第六版，1992，Siemens AG，第127页)中被说明。升压转换器具有以下优点，即在结构和驱动方面特别简单。
技术实现思路
本专利技术所基于的技术问题是，说明一种转换器电路，该转换器电路很好地适合用于前置的功率因数校正电路。本专利技术涉及一种具有多个E类转换器模块的转换器电路，这些E类转换器模块的开关晶体管和存储电感全部串联连接，并且这些E类转换器模块的开关晶体管能够经由共同的控制线路加以控制。此外，本专利技术涉及一种相应的镇流器，特别是一种具有功率因数校正电路的镇流器，在该镇流器中能够利用功率因数校正电路的不减小的输出电压来驱动转换器电路。此外，本专利技术还涉及按照权利要求12和13的相应的驱动方法，涉及按照权利要求14的灯系统，在优选的应用情况的范围内涉及按照权利要求15的灯系统的应用和按照权利要求16的显示装置。此外，本专利技术的优选的扩展方案在从属权利要求中加以说明，并且将在下面更详细地进行说明。在此，单个特征总是既涉及本专利技术的装置范畴又涉及本专利技术的方法范畴，并且涉及前面列举的本专利技术的不同方面。本专利技术的基本思想在于，不是将E类转换器理解为独立的转换器电路，而是将其理解为转换器电路的模块。根据本专利技术，这样的E类转换器模块以串联形式连接，以致它们的本来在模块内串联连接的存储电感和开关晶体管总体上构成串联电路。单个E类转换器模块的开关晶体管经由共同的控制信号来控制，以致单个模块能够同步地并且至少基本上同相位地工作。用于接通和关断存储电感的电流的开关晶体管也同时被接通，这在共同的控制信号的意义上通过控制单个开关晶体管的控制线路在信号技术上的耦合来实现。这具有以下优点，即在某种程度上可以说模块的串联电路能够被用作分压器开关，所述模块的串联电路将供电直流电压分配到单个模块上，并且由此将减小的供电直流电压施加到单个模块上。特别地，单个模块的直流电压电平被合计，这将根据实施例更详细地进行说明。由此，得到另一个自由度，即能够使用相对大的供电直流电压，而无须使单个E类转换器与之匹配。这既涉及开关晶体管的容许负荷又涉及其他元件的容许负荷，但是首先涉及在转换器输出端上的变压器的设计。更确切地说，利用本专利技术，一方面可以使用相对高的供电直流电压，另一方面可以不依赖于供电直流电压首先在效率方面在模块内部优化转换器拓扑。因此随后可以确定，可以采用多少个串联连接的模块来在总体上满足要求。本专利技术的一个重要方面在于，应经常使用功率因数校正电路，在该功率因数校正电路中输出电压的选择不总是自由的。例如在文章开头已经提及的升压转换器不能够产生低于电网电压峰值的输出电压，然而出于另外的原因是有利的。例如已经在这种升压转换器的输出端上使用另一个降压转换器，以便使本来已经存在的供电直流电压转换到对转换器有利的电压水平。利用本专利技术来取消这种花费。更确切地说，可以将根据本专利技术的转换器电路直接用在升压转换器的输出端上，其中“直接”意味着不必进行电压电平匹配。所提到的模块中开关晶体管的单个控制线路在信号技术上的耦合优选地通过电容器来实现。电容器的直流电压隔离具有以下优点，即模块的不同的电势水平不干扰，亦即替代单个的匹配于相应电势的驱动器电路，能够使用共同的驱动器电路。此外，优选地在每个模块内使用齐纳二极管，该齐纳二极管原则上处于开关晶体管的控制端子和参考电势端子之间，在共源电路中的FET的情况下也处于栅极端子和源极端子之间。在此情况下，应在串联电路的范围内理解概念“参考电势端子”，亦即可以表示提高了位于“其下”的模块的直流电压幅值的参考电势。在某种程度上可以说，这是从单个模块的角度来看的参考电势。该齐纳二极管限制控制端子上的电压电平，并且与所提及的控制线路的耦合电容器一起用于调整其直流电压电平。此外，在适当的设计的情况下，该齐纳二极管通过短接高于其导通电压的分量而具有有效的“滤波器作用”以滤出控制信号中的干扰分量。由此，并不意味着在低通意义上的滤波器作用。而是，如果高频分量的幅度处在高于齐纳二极管导通电压的信号分量中，则高频分量被短接。因而，高于导通电压的分量的“截止”也涉及高频分量。因此，栅极控制不依赖于供电电压调制和控制信号干扰。E类转换器经常具有在供电侧的用于稳定供电电压的电容器，通常为电解电容器。在本专利技术的一个实施形式中规定，每个模块具有自身的这样的供电电容器。然而，在本专利技术的另一实施形式中，这些供电电容器通过唯一的针对整个串联电路而设置的电容器来代替。在第三实施形式中混合地存在这两种情况，其中模块内部的供电电容器可以相应地更小并且可能也可以作为简单的薄膜电容器(Folienkondensator)来实施。为了阐明，参考实施例。此外，优选地也在模块中与各个开关晶体管的开关路径平行地设置电容器，该电容器用于电压成形。本专利技术的另一个扩展方案规定在各个开关晶体管和各个存储电感之间的每个模块的分接点的容性短路。这允许通过高频短路而使各个模块上的交流电压信号对称。由此避免由于次级电压分配而引起的问题和经由容性耦合的影响。也即在开关和存储电感上的初级电压不必一定相同。更确切地说，由于初级线圈和次级线圈之间的容性耦合以及由于次级侧的相互连接的影响，导致不对称。所提及的高频短路消除这样的不对称。优选地，各个模块的输出端具有变压器，其中该变压器的次级线圈不必一定串联连接，然而优选是这样，如在实施例中所描述的。本专利技术的优选的应用领域在于，驱动介电阻碍(dielektrischbehindert)的放电灯，即在这种灯的电子镇流器中使用所述转换器电路。此外，这种灯系统可以例如在计算机显示器或电视机的背景照明中或者在其他显示装置中得到应用。重要的还有UV辐射器，即这样的灯，在这些灯中利用来自放电的最初的UV射线，并且不使用荧光物质或借助于合适的荧光物质转换为波长更长的UV射线。这样的UV辐射器用于不同的技术任务，特别是用于材料处理、表面修整、水的净化和杀菌。附图说明下面借助实施例来更详细地说明本专利技术，其中已经阐明的特征应根据本专利技术的不同范畴和方面来理解，并且此外可以以其他组合成为本专利技术的本质。图1示出作为第一实施例的、根据本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有多个Ｅ类转换器模块的转换器电路，所述Ｅ类转换器模块的开关晶体管（Ｓ１－Ｓ４）和存储电感（Ｌ１、Ｌ３、Ｌ５、Ｌ７）全部串联连接，并且所述Ｅ类转换器模块的开关晶体管（Ｓ１－Ｓ４）能够经由共同的控制信号（ＳＥ）来加以控制。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：R莱歇勒，W索瓦，
申请(专利权)人：电灯专利信托有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]