[发明专利]浪涌电流限制器设备和包括该设备的功率因数控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于限制针对可连接负载的浪涌电流的浪涌电流限制器设备，包括：至少一个可开关的基于IGBT(绝缘栅双极型晶体管)的限制器单元，用于选择性地限制浪涌电流，其具有至少一个限流导体元件，该限流导体元件用于有限引导电流，和至少一个基于IGBT的开关，其中基于IGBT(绝缘栅双极型晶体管)的开关(Q2)用作受控电流限制器和旁通元件，和至少一个控制设备，用于控制基于IGBT的开关，其中控制设备包括至少一个基于IGBT的开关电源和用于实现选定导体元件处的输出信号的平滑侧面的装置。

本发明进一步涉及一种功率因数控制电路，其可连接到主电源(main fed)和负载和/或连接在其之间，包括：具有电容缓冲单元的AC/DC转换器，和浪涌电流限制器设备。

背景技术

该公知的功率因数控制电路和浪涌电流限制器在广泛的应用领域中使用，其中在高的功率电平和/或电压下操作的负载需受到保护，防止浪涌电流引起损坏。现代负载被最优化，通过使电功率消耗最小获得最大的电效率。不幸的是，为了提高镇流器的效率而进行的改变减小了特定的外部电阻。这引出了新的问题：最初施加电功率时出现了大的浪涌关断电流。该浪涌电流随着主滤波器电容器而流动，并且镇流器充电到其稳定状态值。对于包含多个镇流器的照明电路，浪涌的组合幅度潜在地是足够大的，以使由拱起和接触焊接引起的开关设备的接触失效。

为了保护负载不受浪涌电流引起的损坏，使用具有浪涌电流限制器的功率因数控制电路。

用于负载的公知的功率因数控制电路通常包括AC/DC转换器，其跟随有浪涌电流限制器，该浪涌电流限制器包括由IGBT栅极电源供电的基于IGBT的开关。为了控制IGBT开关，特别是为了开关操作，使用复杂的集成电路。传统上，导通时的浪涌电流受到NTC(负温度系数)电阻器或功率电阻器的限制，在导通之后使用继电器或IGBT将其短接。NTC由于其功率损耗仅可用于约低于一百瓦的较低的功率电平，而继电器具有低的损耗但是其寿命受到限制。为了在数千瓦下使用时具有低的损耗并且具有长的寿命，使用基于IGBT的开关是良好的解决方案，但是其从关断状态切换到导通状态的瞬间和速度是非常关键的。如果这发生得过快或过于突然，则IGBT开关将由于导通瞬间的过度的电流和功率耗散而击穿。

某些非常复杂的电路和驱动器已被设计用于处理该开关操作，但是其在重复地导通和关断时仍可能失效。另一缺陷在于，用于控制IGBT的电路是非常复杂的并且易于损坏。

而且，现有技术中公知的功率因数控制电路由于缺乏负载和上游配置的缓冲器之间的同步，在负载的启动周期中突然工作并且产生脱落(drop out)。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种具有基于IGBT的开关的功率因数控制电路，其适用于实现基于IGBT的开关处的电流信号的平滑侧面(smooth flank)。而且，另一目的在于提供一种功率因数控制电路，其使负载和缓冲器之间的启动周期同步，其中用于控制基于IGBT的开关的设备具有不太难懂和不太复杂的设计。

该问题通过用于限制针对可连接负载的浪涌电流的浪涌电流限制器设备解决，该浪涌电流限制器设备包括：至少一个可开关的基于IGBT的限制器单元，用于选择性地限制浪涌电流，其具有至少一个限流导体元件，用于有限引导电流，和至少一个基于IGBT的开关，其中基于IGBT的开关用作受控电流限制器和旁通元件，和至少一个控制设备，用于控制基于IGBT的开关，其中控制设备包括至少一个基于IGBT的开关电源和用于实现选定导体元件处的输出信号的平滑侧面的装置。

优选地，该实现装置单独包括选自包括电阻器、电容器、二极管和/或无源部件等的组中的元件。这实现了简单的设计，其易于生产。因此不必使用有源IC部件。术语“单独”并未排除电缆布线或其他连接装置。

该实现装置还可以包括选自包含集成无源电路或者网络单独地或者与前面提及的非IC元件组合的组中的元件。

该元件和/或单元可以至少部分地以集成的方式设置到壳体中。该壳体可以进一步容纳如散热器等的单元。

更优选的是，该实现装置被设置为滤波器单元，其选自包括低通滤波器单元的组，并且耦合到基于IGBT的开关。通过该滤波器，阻止干扰信号到达基于IGBT的开关。由此防止了导体元件的输出端处的锋利和陡峭的侧面。该低通滤波器优选地是不具有有源IC元件的非IC低通滤波器。