[发明专利]PFC模块及其操作方法、系统及其操作方法以及照明装置

说明书

本发明涉及PFC模块及其操作方法、系统及其操作方法以及照明装置，该PFC模块具有有源时钟PFC电路和控制单元，该控制单元以断续导电模式控制该有源时钟PFC电路。本发明还涉及一种具有这种智能PFC模块和用于操作LED段的至少一个变换器级的系统、具有这种PFC模块的照明装置、以及用于操作这种PFC模块和系统的系统和方法。

技术领域

本发明涉及PFC模块，该PFC模块具有有源时钟PFC电路和控制单元，该控制单元以断续导电模式(Discontinous conduction mode)控制该有源时钟PFC电路，还涉及具有这种智能PFC模块和用于操作例如LED段的至少一个变换器级的系统、具有这种PFC模块的照明装置以及用于操作这种PFC模块和系统的系统和方法。

背景技术

从现有技术中已知具有至少一个有源时钟开关的有源时钟PFC电路(功率因数修正电路)和通过控制单元来控制或调整这种PFC电路。

这样的电路在用于灯具(例如具有一个或更多个LED的LED段)的操作装置中用于将供应的直流电压(DC电压)或交流电压(AC电压)转换至一定电压水平。同时，有源时钟PFC电路被用来当AC电压(例如电网交流电压)被供给PFC电路时以近似为1的功率因数(PowerFactor)呈现给用户。

为了做到这一点，有源时钟PFC电路且尤其是有源时钟PFC电路的至少一个开关如此通过控制单元被控制或调整，即，所耗电流就像AC电压那样具有正弦时间曲线。由此可以减小供电网中的谐波电流，该谐波电流在PFC电路所耗用的电流的非正弦时间曲线情况下将会出现。就是说，控制单元控制或时钟控制所述有源时钟PFC 电路的至少一个开关，从而使PFC电路所耗用的电流适应于正弦包络曲线，以便电流呈现与提供给PFC电路的AC电压的正弦时间曲线相对应的正弦时间曲线。

存在各种不同的已知操作模式，控制单元可以以这些操作模式来操作PFC电路，例如非断续电流模式或非断续导电模式(CCM)、断续电流模式或断续导电模式 (DCM)以及临界模式(Borderline Mode)。

临界模式的特点是，当流过有源时钟PFC电路的线圈的电流降到零安培(0A) 时，有源时钟PFC电路的至少一个开关被接通。这有以下缺点，必须测量流经线圈的电流的过零并将其提供给控制单元。与此不同，在断续导电模式下，以固定频率控制所述至少一个开关，即在固定周期或时间段之后接通所述至少一个开关，其中，在每个开关周期中存在无电流流经线圈的无用时间。

关于有源时钟PFC电路和利用这种电路的功率因数修正的现有技术例如可以从以下出版物中得到：

-美国专利5,777,866，

-美国专利申请US2009/0141524A1，以及

-国际专利申请WO2011/009717A2和WO2007/121944A2。

PFC电路在用于灯具(例如LED)的操作装置中通常只形成第一变换器级。因此，通常将PFC电路与用于操作灯具的至少一个另外的变换器级相连接，其利用PFC 电路的输出电压V_BUS进行供电。所述至少一个变换器级于是是恒定电流源或恒定电压源，其在LED负载的情况下产生用于操作LED负载的相应的LED电流或相应的电压。所述至少一个变换器级可以是有源时钟电流源或线性电流源，其由自身的控制单元进行控制。

为了保证适应于变化的输入电压条件或负载条件地操作PFC电路和至少一个变换器级，控制单元必须使这两个电路相互协调。