【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及驱动装置，特别地涉及基于高频开关模式功率转换器的驱动装置。
技术介绍
1、ac/dc转换器电路被用于从市电(mains)输入功率提供功率转换，以产生用于负载的dc功率。
2、在由市电功率(或其他ac功率)供电的功率转换器内实现的一个功能是功率因数校正(pfc)。ac电力系统的功率因数被定义为流向负载的真实功率与电路中的视在功率之比。小于1的功率因数意指电压和电流波形不同相和/或不具有相同的形状。例如，相移会减小两个波形的瞬时乘积，并且会减小在市电周期上递送的平均功率。真实功率是电路在特定时间内执行工作的能力。视在功率是电路的电流和电压的乘积。由于能量被存储在负载中并且返回到源，或者由于非线性负载使从源汲取的电流波形失真，视在功率将大于真实功率。
3、如果电源以低功率因数操作，则与较高的功率因数相比，针对相同的有用功率传输量，负载将汲取更多的电流。
4、使用功率因数校正可以增加功率因数。对于线性负载，这可以涉及对电容器或电感器的无源网络的使用。非线性负载通常需要有源功率因数校正，来抵消失真和提高功率因数。功率因数校正使ac功率电路的功率因数接近1，例如通过提供相反符号的无功功率、添加用于消除负载的电感或电容效应的电容器或电感器。
5、有源pfc利用功率电子器件来改变由负载汲取的电流的波形，以改进功率因数。有源pfc电路最通常是基于升压开关模式转换器拓扑。还可以使用非隔离式反激式或隔离式反激式转换器拓扑。有源功率因数校正可以是单级或多级的。
6、在开关模式电源
7、开关模式pfc电路在100hz或120hz(取决于市电频率)下将具有低频纹波。如果被用于led照明应用中，这意味着到led的电流在100hz或120hz下会具有低频纹波，并且这可能引起光输出中的纹波。尽管这对裸露人眼可以不可见，但经由数字相机/摄影仍然是可见的。因此，对于涉及图像或视频数字化的应用，诸如体育赛事、舞台表演、演播室广播、或者甚至实况个人主持人等，这是有问题的。
8、为了解决该问题，可以使用诸如dc/dc转换器的低功率转换器，来补偿由pfc转换器产生的低频纹波。这里，术语“低功率”意指低功率转换器只需要补偿pfc转换器的输出的纹波部分，该纹波部分不是pfc转换器的全部输出，而只是全部输出的一定比例。dc/dc拓扑可以是降压转换器、降压-升压转换器或全桥电路。到dc/dc转换器的输入功率可以是pfc转换器的次级输出，或者可以由辅助次级绕组生成。us2018/0248472公开了使用串联纹波消除电路来消除市电纹波。
9、图1以简化形式示出了在us2018/0248472中公开的基本架构。该电路包括整流器10、pfc转换器20和dc/dc纹波消除转换器30。该两个转换器在相应的存储电容器cpfc和crcc两端提供其输出，存储电容器cpfc和crcc串联，并且与诸如led装置的负载40并联。
10、dc/dc转换器30生成要与pfc转换器的电压(或电流)叠加的电压(或电流)。当pfc转换器在100hz或120hz下输出纹波的峰值时，dc/dc转换器被控制为输出谷值。相反，当pfc级输出纹波的谷值时，dc/dc转换器输出峰值。因此，总和更加平均。
11、cn112055448a还公开了一种反激式pfc转换器和纹波抑制单元，两者的输出被串联连接以用于抑制ac市电纹波。其中纹波抑制单元在反激式pfc转换器的续流阶段中提供输出。
12、在该类型的电路拓扑中，使用较小的存储电容器cpfc(通常，e-cap)是有益的，因为dc/dc转换器对纹波进行抵消。然而，较小的e-cap会引起问题，即它可以解决低频纹波，但它太小而不能滤除由pfc开关模式转换器的高开关频率引起的高频纹波。高开关纹波的存在已通过实验得到验证，并且它还可以引起光输出中的纹波，该纹波经由数字摄影仍然可以是可见的。
技术实现思路
1、因此，需要一种驱动装置，该驱动装置能够消除由开关模式功率转换器的换向开关引起的高频纹波、以及上述拓扑的上下文中的低频纹波。本专利技术由权利要求限定。
2、本专利技术的一个目的是提供一种驱动装置和驱动方案来减小高频开关纹波，特别地，在平滑电容器(e-cap)做得更小或者甚至被去除的情况下可能出现的高频开关纹波。这是基于使用pfc转换器(诸如，ac/dc pfc转换器)和(较小的)调节器(诸如，dc/dc转换器)，两者具有串联的输出。本专利技术的构思是在pfc转换器和调节器之间具有相同的同步高频开关，以抵消由pfc转换器的高频开关引起的纹波。更具体地，两个转换器中的一个转换器的上升输出(在高频下)可以与另一个转换器的下降输出(在高频下)同步；反之亦然。高频同步是对现有低频同步的补充，用于抵消pfc输出的低频100hz或120hz ac市电纹波。因此，即使利用较小的pfc输出电容器，也可以抵消pfc 100hz或120hz ac市电纹波和高频开关纹波两者，并且使输出平滑。
3、根据本专利技术的一个方面的示例，提供了一种用于驱动负载的驱动装置，包括：
4、驱动器输入，用于接收输入功率；
5、驱动器输出，被耦合到负载；
6、高频开关模式pfc转换器，适于将输入功率转换为在pfc输出处的pfc转换器功率；
7、高频开关模式调节器，具有调节器输出，调节器输出与pfc输出串联连接，其中调节器适于提供调节功率，调节功率将与pfc转换器功率叠加，以提供叠加功率，叠加功率被施加在驱动器输出上，
8、其中pfc转换器和调节器的高频开关被同步，其特征在于，在高频开关方面，pfc转换器具有pfc转换器功率增加的第一阶段、以及pfc转换器功率减小的第二阶段，其中第一阶段是续流阶段并且第二阶段是充电阶段，并且在高频开关方面，调节器具有调节功率增加的第一阶段、以及调节功率减小的第二阶段，并且pfc转换器的充电阶段与调节器的第一阶段至少部分重叠。
9、pfc转换器用作市电功率转换器。然而，为了控制由功率因数校正引起的高频纹波(例如，对应于pfc转换器的高频开关)，附加的(较小的)开关模式调节器(已经用于抵消低频ac市电纹波)被复用，并且与pfc转换器的高频开关同步。以该方式，除了控制低频ac市电纹波之外，还可以通过叠加pfc转换器输出和调节器输出来控制高频纹波。这意味着电路中可以使用较小的电解电容器滤波器(甚至不用电解电容器)。高频开关例如处于100khz或120khz，通常为50khz或更高。注意，本专利技术是基于上述涉及的拓扑，其中pfc转换器的输出和调节器的输出被串联连接，以向负载供电，使得输出被加在一起，即被叠加。已知提供被并联连接(即输出被并联连接)并且以高开关频率同步的两个本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于驱动负载的驱动装置，包括：
2.根据权利要求1所述的驱动装置，其中在所述充电阶段中，所述PFC转换器的电感器被充电，并且在所述续流阶段中，所述电感器向所述负载放电，
3.根据权利要求2所述的驱动装置，其中所述PFC转换器是反激式转换器，所述反激式转换器的所述第一阶段是在所述反激式转换器的开关断开时的所述续流阶段，并且所述反激式转换器的所述第二阶段是在所述反激式转换器的所述开关导通时的所述充电阶段，或者
4.根据权利要求3所述的驱动装置，其中所述PFC转换器的所述高频开关的占空比和所述调节器的所述高频开关的占空比均是50％。
5.根据权利要求2所述的驱动装置，其中所述PFC转换器的所述高频开关的占空比和所述调节器的所述高频开关的占空比不是50％，并且所述PFC转换器(20)的所述第一阶段与所述调节器(30)的所述第二阶段部分重叠，和/或所述PFC转换器(20)的所述第二阶段与所述调节器(30)的所述第一阶段部分重叠。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的驱动装置，其中所述PFC转换器(20)用作主控制器，并且适
7.根据权利要求1至6中任一项所述的驱动装置，其中所述PFC转换器(20)包括AC/DC转换器，并且所述调节器(30)包括DC/DC转换器，并且所述高频是至少50kHz。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的驱动装置，其中所述PFC转换器(20)具有比所述调节器(30)高的输出功率，其中所述调节器适于将市电输入或所述PFC转换器的输出作为所述调节器的输入。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的驱动装置，其中：
10.根据权利要求1至9中任一项所述的驱动装置，其中所述调节器(20)的输出功率还用于补偿所述PFC转换器功率中的变化，所述变化由在市电输入功率的频率方面的输出纹波引起。
11.根据权利要求10所述的驱动装置，其中所述PFC转换器(20)具有用于接收市电输入功率的AC市电输入，并且提供具有与市电输入功率的频率相对应的低频纹波的所述PFC转换器功率，并且
12.一种照明设备，包括根据权利要求1至11中任一项所述的驱动装置以及连接到所述驱动器输出的光源。
13.一种向负载递送功率的方法，包括：
14.根据权利要求13所述的方法，包括从所述PFC转换器递送比所述调节器多的输出功率。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其中在所述高频开关方面，所述PFC转换器(20)具有所述PFC转换器功率增加的第一阶段和所述PFC转换器功率减小的第二阶段，并且在所述高频开关方面，所述调节器(30)具有所述调节功率增加的第一阶段和所述调节功率减小的第二阶段，
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于驱动负载的驱动装置，包括：
2.根据权利要求1所述的驱动装置，其中在所述充电阶段中，所述pfc转换器的电感器被充电，并且在所述续流阶段中，所述电感器向所述负载放电，
3.根据权利要求2所述的驱动装置，其中所述pfc转换器是反激式转换器，所述反激式转换器的所述第一阶段是在所述反激式转换器的开关断开时的所述续流阶段，并且所述反激式转换器的所述第二阶段是在所述反激式转换器的所述开关导通时的所述充电阶段，或者
4.根据权利要求3所述的驱动装置，其中所述pfc转换器的所述高频开关的占空比和所述调节器的所述高频开关的占空比均是50％。
5.根据权利要求2所述的驱动装置，其中所述pfc转换器的所述高频开关的占空比和所述调节器的所述高频开关的占空比不是50％，并且所述pfc转换器(20)的所述第一阶段与所述调节器(30)的所述第二阶段部分重叠，和/或所述pfc转换器(20)的所述第二阶段与所述调节器(30)的所述第一阶段部分重叠。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的驱动装置，其中所述pfc转换器(20)用作主控制器，并且适于设置所述调节器(30)的所述高频开关的频率和时序基准。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的驱动装置，其中所述pfc转换器(20)包括ac/dc转换器，并且所述调节器(30)包括dc/dc转换器，并且所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王钰，付洁，陈执权，王刚，
申请(专利权)人：昕诺飞控股有限公司，
类型：发明
国别省市：
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