[发明专利]转换器装置

说明书

转换器装置。根据本发明的一种应急转换器在照明应用中用于在市电故障的情况下依靠储能装置操作。转换器装置包括配置成对所述储能装置充电的充电器电路以及配置成控制所述充电器电路的微控制器电路。驱动器电路优选地以耦合电感器升压电路拓扑结构实施。所述微控制器电路还配置成基于所测量电感器电流的过零来控制开关。

技术领域

本发明涉及切换模式电源领域，具体地说涉及适于依靠能量存储件操作并且用在照明应用中的转换器，例如应急转换器。具体地说，本发明提出一种使用微控制器的转换器中的快速闭合回路系统。

背景技术

建筑物的应急照明依赖于电池支持的照明装置，所述照明装置在检测到断电时在应急操作模式下自动接通。应急照明系统包含例如电池——尤其是用于存储电能的可充电电池——的储能装置、用于将所述储能装置维持在预定充电电平的电池充电器。微控制器通常用于控制电池充电器。应急照明系统还使用LED驱动器等灯驱动器、镇流器或转换器，以在断电的情况下依靠储能装置以预定电流在预定时间中驱动照明构件。此类应急转换器通常包含依靠储能装置供应的DC电压操作的切换模式电源(SMPS)，并且生成用于驱动例如应急灯的LED的所需DC输出电压。应急转换器可例如以升压转换器或类似电路拓扑结构的形式实施，并且包含储能元件以及受控开关。应急转换器还需要驱动器集成电路(LED驱动器IC)以用于控制应急转换器，具体地说，在应急操作模式的情况下控制其开关。归因于当代SMP中使用的高切换频率，关于定时的要求很高，超出具有成本效益的微处理器的能力，并且通常通过用作控制LED驱动器的LED驱动器IC的专用应用指定电路来满足。

本发明解决了为应急照明应用提供具成本效益的转换器的问题。

发明内容

一种转换器装置，具体地说，用于依靠储能装置操作的LED应急转换器装置，包括以边界传导模式操作的驱动器电路，并且特征在于，所述驱动器电路以包含至少一个开关的耦合电感器升压电路拓扑结构实施。

此外，与使用常规升压转换器拓扑结构相反，针对驱动电路使用耦合电感器升压拓扑结构能实现在低占空比下以高电压额定值驱动作为转换器负载的照明构件，例如LED模块的LED。当相比于常规升压转换器拓扑结构时，耦合电感器升压转换器的切换频率相应较高。这会产生具有较小尺寸的导体(“升压扼流器”)和较小的相关联电路元件，这在空间和成本上提供了进一步的优势。

实施例的转换器装置还包括配置成对储能装置充电的充电器电路以及配置成控制所述充电器电路的微控制器电路。所述微控制器电路还配置成基于所测量电感器电流的过零来控制开关。

以耦合电感器升压拓扑结构实施灯驱动器电路以及以边界传导模式操作耦合电感器升压转换器能实现使用微控制器电路等电部件而非专用灯驱动器电路IC来控制驱动器电路。这是可能的，因为通过开关的电流的过零或开关电流的极性倒转等事件可提供到微控制器电路以触发开关控制，例如通过微控制器生成的开关驱动信号来断开和/或接通开关。

优选的转换器装置具有在开关与储能装置的接地电势之间具有分流电阻器的驱动器电路。电池放电电流通过监测分流电阻器上的电压来测量，而电感器电流通过监测开关上的电压来测量。

使用耦合电感器升压拓扑结构能实现基于可生成用于实施控制以在边界传导模式中驱动灯驱动器电路的哪些触发事件来获取关于所测量值的信息以及将所述信息提供给微控制器电路。

根据另一实施例的转换器装置包括比较器，所述比较器配置成尤其是在检测到的电感器电流的符号反转时确定所测量电感器电流是否达到零。

另一有利的转换器装置包括模拟比较器，所述模拟比较器配置成通过比较检测到的电感器电流与参考信号来确定检测到的电感器电流是否达到零。

使用微控制器电路中可用的模拟比较器结合使用关于通过感测开关上的电流而获取的电感器电流的极性反转的信息能实现实施快速和高效的控制算法，所述控制算法一方面适于在微控制器电路上实施，另一方面能够以高切换频率来控制驱动电路。