用于为次级电路馈电的初级谐振逆变器电路制造技术

技术编号:5457569 阅读:387 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种用于为次级电路馈电的初级电路(1),其包括:开关电路(10),其具有由控制电路(40)控制的开关,以便把所述初级电路(1)带到第一或第二模式下;谐振电路(20),其用于在所述第一模式下通过同相的谐振电路电压和电流提高从源到所述次级电路的能量供应,并且用于在所述第二模式下通过不同相的谐振电路电压和电流不提高到所述次级电路的能量供应;以及变换器电路(30),其用于把初级电路信号变换成用于所述控制电路(40)的控制信号,以便根据所述控制信号把所述初级电路(1)带到所述第一模式或所述第二模式下,其中依照零电流开关策略以便减少损耗和电磁干扰。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于为次级电路馈电的初级电路,并且还涉及一 种包括初级电路的电源电路、 一种包括电源电路的设备、 一种方法、 一种计算机程序产品以及一种介质。所述初级电路的例子有耦合到谐振电路的半桥逆变器和全桥逆变 器,但是也不排除其他初级电路。所述电源电路的例子有切换模式电 源,但是也不排除其他电源电路。所述设备的例子有消费产品和非消 费产品,但是也不排除其他产品。
技术介绍
US 5,719, 759公开了一种具有均等负载的开关的DC/AC变换器。
技术实现思路
本专利技术的一个目的特别是提供一种用于为次级电路馈电的初级电 路,所述初级电路包括不需要从所述次级电路到该初级电路的反馈环 路的控制。本专利技术的其他目的特别是提供一种包括初级电路的电源电路、一 种包括电源电路的设备、 一种方法、 一种计算机程序产品以及一种介 质,其包括不需要从所述次级电路到所述初级电路的反馈环路的控制。所述初级电路为所述次级电路馈电并且包括-开关电路,其包括由控制电路控制的开关,以便把所述初级电 路至少带到第一模式或者第二模式下;-谐振电路,其用于在所述第一模式下通过(借助于)所述谐振 电路两端本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于为次级电路(2)馈电的初级电路(1),该初级电路(1)包括: 开关电路(10),其包括由控制电路(40)控制的开关(11-14),以便把所述初级电路(1)至少带到第一模式或者第二模式下; 谐振电路(20),其用于在所述第一模 式下通过所述谐振电路(20)两端的第一电压和流经该谐振电路(20)的第一电流来提高从源(4)到所述次级电路(2)的能量供应,其中所述第一电压和第一电流彼此同相;并且用于在所述第二模式下通过所述谐振电路(20)两端的第二电压和流经该谐振电路(20)的第二电流不提高到所述次级电路(2)的能量供应,其中所述第二电压和第二电流彼此不同相;以及 变换器电路...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2006-10-13 06122241.02限定。在所述 第二模式下,根据第一选项,所述开关电路把所述谐振电路耦合到所 述源,其中使得所述谐振电路两端的第二电压和流经该谐振电路的第 二电流彼此反相(不同相的特殊情况)。结果,把能量从所述谐振电 路供应回所述源(不提高从所述源到所述次级电路的能量供应的特殊 情况)。在所述第二模式下,根据第二选项,所述开关电路把所述谐 振电路耦合到所述源,其中使得在所述谐振电路两端存在诸如零电压 的固定电压(与流经所述谐振电路的电流不同相的特殊情况)。结果, 从所述源到所述次级电路的能量供应以及/或者回到所述源的能量供 应被阻断(不提高从所述源到所述次级电路的能量供应的特殊情况)。为了优选地实现零电流开关策略以便减少损耗和电磁干扰,从所 述开关电路流到所述谐振电路的电流在所述开关电路的开关的开关时刻应当是零。此外,所述谐振电路两端的电压和流经所述谐振电路的 电流应当彼此同相,或者应当彼此反相,或者不应当具有任何相位关 系(这例如是通过为该电压给出诸如零值的固定值而实现的)。根据本发明的初级电路的一个实施例由权利要求3限定。所述开 关电路可以是全桥逆变器,所述第一模式可以是所述全桥逆变器的能 量供应状态,并且所述第二模式可以是所述全桥逆变器的空闲状态或 者是所述全桥逆变器的能量获取(retrieve)状态。根据本发明的初级电路的一个实施例由权利要求4限定。所述初 级电路信号可以是流经所述谐振电路的电流,所述控制信号的例如处 于第一阈值以下的第一组值可以导致所述能量供应状态,所述控制信 号的例如处于所述第一阈值与第二阈值之间的第二组值可以导致所述 空闲状态,并且所述控制信号的例如处于所述第二阈值以上的第三组 值可以导致所述能量获取状态。也不应当排除其他初级电路信号,比 如位于所述初级电路内或者位于其附近某处的电场和/或磁场。根据本发明的初级电路的一个实施例由权利要求5限定。所述开 关电路可以是半桥逆变器,所述第一模式可以是所述半桥逆变器的能 量供应状态,并且所述第二模式可以是所述半桥逆变器的能量获取状 态。根据本发明的初级电路的一个实施例由权利要求6限定。所述初 级电路信号可以是流经所述谐振电路的电流,所述控制信号的例如处 于第三阈值以下的第四组值可以导致所述能量供应状态,并且所述控 制信号的例如处于所述第三阈值以上的第五组值可以导致所述能量获 取状态。根据本发明的初级电路的一个实施例由权利要求7限定。优选地 (但非排他地),所述控制信号是流经所述谐振电路的电流的经过低通 滤波(可能还经过加权)的绝对值。所述电源电路由权利要求8限定。所述电源电路的一个实施例由 权利要求9限定。所述次级电路为负栽提供输出信号,并且所述平均 输出信号取决于第一状态的数目与第二状态的数目的对比关系 (versus )。所述设备由权利要求IO限定。所述负载例如包括一个或多个发光 二极管以及/或者一串或多串发光二极管。6所述方法由权利要求11限定。所述计算机程序产品由权利要求l2限定。所述介质(比如存储器、盘或棒)由权利要求13限定。所述电源电路、所述设备、所述方法、所述计算机程序产品以及 所述介质的实施例对应于所述初级电路的实施例。特别可以认识到,在用于为次级电路馈电的初级电路中,所述初 级电路内的一个信号可以被用于控制该初级电路并且用于避免通过从 所述次级电路到所述初级电路的反馈环路来控制所述初级电路。一个基本的想法特别在于,对于初级电路的不同模式可以有不同 的能量流经所述初级电路,并且将响应于来自所述初级电路的信号选 择所述不同的模式。特别针对提供一种用于为次级电路馈电的初级电路的问题得到了 解决,所述初级电路包括不需要从所述次级电路到该初级电路的反馈 环路的控制。参照下面描述的(多个)实施例,本发明的上述和其他方面将变 得显而易见。附图说明图1图示了根据本发明的设备,其包括根据本发明的电源电路, 所述电源电路包括根据本发明的初级电路和次级电路;图2更加详细地图示了根据本发明的初级电路,其包括开关电路、 谐振电路、变换器电路以及控制电路;图3更加详细地图示了开关电路和谐振电路;图4示出了所述谐振电路的各元件两端的电压和流经其中的电流;以及图5更加详细地图示了变换器电路。具体实施方式图1中示出的根据本发明的设备5包括源4,其例如是用于提供 DC电压的电池或者是用于把AC电压整流成经过整流的AC电压的整流 器。所述源4的输出端被耦合到初级电路1的输入端,以便为次级电 路2馈电。所述次级电路2的输出端耦合到负载3,所述负载比如是一 个或多个发光二极管以及/或者一串或多串发光二极管。能量例如是通过在图1中部分地示出并且在图2中部分地示出的变压器23、 24来输 送的。或者,可以把单一电感器用于该输送,其中例如整个所述电感 器形成所述初级电路1的一部分,并且仅有该电感器的位于该电感器 的一侧与该电感器的一个抽头之间的一部分形成所述次级电路2的一 部分。所述负载3可以直接耦合到所述变压器23、 24,或者通过一个或 多个整流二极管以及/或者通过一个或多个电阻器间接耦合到所述变 压器23、 24,以便允许单独地控制不同的发光二极管(串)。在图2中更加详细地示出的初级电路1包括开关电路10,其例如 是在图3中更加详细地示出的半桥逆变器或全桥逆变器。所述开关电 路10的输入端形成所述初级电路1的输入端,所述开关电路10的输 出端耦合到谐振电路20的输入端。所述谐振电路20例如包括电容器 22与电感器21、 23的串联电路。该电感器21、 23例如包括所述变压 器23、 24的杂散电感和可选的电感器21。所述初级电路1还包括变换 器电路30和控制电路40。所述变换器电路30通过两个连接55、 56的至少其中之一或者通 过连接57接收初级电路信号,其通过连接58接收参考值,并且通过 连接59向所述控制电路40供应控制信号。如果所述开关电路IO包括 4个开关(全桥),则所述控制电路40通过连接51-54向该开关电路 IO供应4个开关信号;或者如果所述开关电路10包括两个开关(半桥), 则所述控制电路40通过连接51在图3中更加详细地示出的开关电路10和谐振电路20包括例如 耦合到所述源4的正输出端的正电压轨以及例如耦合到所述源4的负 输出端的负电压轨。所述正电压轨耦合到开关11、 13(比如晶体管) 的第一侧并且耦合到二极管15、 17的阴极。所述负电压轨在现有技术 的情况下耦合到开关12、 14 (比如晶体管)的第二侧并且耦合到二极 管16、 18的阳极。开关11的第二侧耦合到开关12的第一侧、二极管 15的阳极、二极管16的阴极以及串联电路21所述控制电路40控制所述开关电路10的开关118述初级电路1带到所述第一或第二模式下。在所述第一模式(所述全桥逆变器或所述半桥逆变器的能量供应状态)下,所述开关电路io把所述谐振电路20耦合到所述源4,其中使得所述谐振电路20两端的第 一电压和流经该谐振电路20的第一电流彼此同相。结果,提高了从所 述源4通过所述开关电路10和所述谐振电路20到所述次级电路2的 能量供应。在所述第二模式(所述全桥逆变器的空闲状态或者所述全 桥逆变器或所述半桥逆变器的能量获取状态)下,所述开关电路10把 所述谐振电路20耦合到所述源4,其中使得所述谐振电路20两端的第 二电压和流经该谐振电路20的第二电流彼此不同相。结果,没有提高 从所述源4通过所述开关电路10和所述谐振电路20到所述次级电路2 的能量供应。所述变换器电路30把所述初级电路信号变换成用于(设 置)所述控制电路40的控制信号。因此,所述初级电路1的一个内部信号(比如所述开关电路10中 的一个信号或者所述谐振电路20中的一个信号)被用于定义所述初级 电路1的模式,并且该初级电路1的模式定义流经该初级电路1的能 量。结果,从所述负载3到所述初级电路1的不利的反馈环路不再是 必要的,并且可以被避免。对于所述第二模式,下面的选项是可能的。根据第一选项(所述 全桥逆变器或所述半桥逆变器的能量获取状态),所述开关电路10把 所述谐振电路20耦合到所述源4,其中使得所述谐振电路20两端的第 二电压和流经该谐振电路20的第二电流彼此反相(不同相的特殊情 况)。结果,把能量从所述谐振电路20供应回所述源4 (不提高从所 述源4到所述次级电路2的能量供应的特殊情况)。根据第二选项(所 述全桥逆变器的空闲状态),所述开关电路10把所述谐振电路20耦 合到所述源4,其中使得在所述谐振电路20两端存在诸如零电压的固 定电压(与流经所述谐振电路20的电流不同相的特殊情况)。结果, 从所述源4到所述次级电路2的能量供应以及/或者回到所述源4的能 量供应被阻断(不提高从所述源4到所述次级电路2的能量供应的特 殊情况)。为了优选地实现零电流开关策略以便减少损耗和电磁干扰,从所 述开关电路10流到所述谐振电路20的电流在所述开关电路10的开关 119经所述谐振电路20的电流应当彼此同相,或者应当彼此反相,或者不 应当具有任何相位关系(这例如是通过为该电压给出诸如零值的固定 值而实现的)。所述初级电路信号例如是流经所述谐振电路20的电流。所述控制 信号例如可以是该电流的经过低通滤波的绝对值或者是该电流的经过 低通滤波的加权绝对值,但是也不排除其他可能性。例如把所述控制 信号的值与一个或多个阈值进行比较。在全桥逆变器的情况下,所述 控制信号的例如处于第一阈值以下的第一组值可以导致所述能量供应 状态,所述控制信号的例如处于所述第一阈值与第二阈值之间的第二 组值可以导致所述空闲状态,并且所述控制信号的例如处于所述第二 阈值以上的第三组值可以导致所述能量获取状态。在半桥逆变器的情 况下,所述控制信夸的例如处于第三阈值以下的第四组值可以导致所 述能量供应状态,并且所述控制信号的例如处于所述第三阈值以上的 第五组值可以导致所述能量获取状态。根据第一种可能性(全桥),为了从所述开关电路10导出所述电 流,将把所述负电压轨通过第一电阻器25耦合到开关12和二极管16, 并且通过第二电阻器26耦合到开关14和二极管18。所述第一电阻器 25与开关12和二极管16之间的所述耦合随后将被耦合到所述连接55, 并且所述第二电阻器26与开关14和二极管18之间的耦合随后将被耦 合到所述连接56。根据第二种可能性(半桥),仅仅将使用所述电阻 器25和26的其中之一以及所述连接55和56的其中之一。根据第三 种可能性,将通过耦合到所述连接57的测量环路27来测量在所述开 关电路10与谐振电路20之间流动的电流。不应当排除其他可能性。在图4中示出了所述谐振电路20的元件21在所述第一状态(...

【专利技术属性】
技术研发人员:C洛夫T希尔C哈特鲁普
申请(专利权)人:皇家飞利浦电子股份有限公司
类型:发明
国别省市:NL[荷兰]

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