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CN1381089A - 开关装置 - Google Patents

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Publication number
CN1381089A
CN1381089A CN01801382A CN01801382A CN1381089A CN 1381089 A CN1381089 A CN 1381089A CN 01801382 A CN01801382 A CN 01801382A CN 01801382 A CN01801382 A CN 01801382A CN 1381089 A CN1381089 A CN 1381089A
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CN
China
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secondary winding
circuit
switching device
switching
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN01801382A
Other languages
English (en)
Inventor
H·J·兹维弗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
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Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of CN1381089A publication Critical patent/CN1381089A/zh
Pending legal-status Critical Current

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    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/22—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC
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    • H02M3/28—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC
    • H02M3/325—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

一种开关装置,包括:用于连接电源的输入端(1),用于连接负载的输出端(4),逆向变换器,其包括半导体开关元件(T1)和变压器(TR),所述变压器的一次绕组和一个输入端电气相连,并且二次绕组(SW)和一个输出端(4)电气相连,控制电路,用于产生用于控制所述半导体开关元件的开关信号,以及装置(M),用于产生用于控制电路(S)的控制信号,其中所述装置(M)包括用于独立于二次绕组电压产生信号S1的检测电路(II)和用于检测通过二次绕组的电流的电流检测电路(III)。

Description

开关装置
本发明涉及一种用于点燃和操作高压放电灯的开关装置，所述开关装置包括：
用于连接电源的输入端，
用于连接要被操作的灯的输出端，
逆向变换器，其包括半导体开关元件和变压器，所述变压器的一次绕组和一个输入端电气相连，并且具有二次绕组电压的二次绕组和一个输出端电气相连，
控制电路，用于产生用于控制所述半导体开关元件成为导通和非导通状态的开关信号。
在开头一节所述的那种类型的开关装置从EP0746186中公知了。已知的开关元件适用于点燃和操作汽车头灯。所述的灯可以直接和输出端相连。不过，所述的灯通常被包括在整流网络中，所述整流网络例如呈桥路的形式，所述桥路和所述输出端相连。
所述开关装置包括用于检测灯电流和灯电压的装置。所述灯的功率消耗借助于被这样检测到的信号确定，并且然后被用作控制信号，用于控制逆向变换器的半导体开关元件。因而，所述的灯是功率可控的。
已知的开关装置的缺点在于，关于通过变压器一次绕组的电流的信息是借助于和半导体开关元件串联的单独的测量电阻获得的。这导致大的损耗。检测通过一次绕组的电流的另一种方式是使用电流互感器。其缺点在于，所述互感器相当大，因而阻止开关装置的小型化。
本发明的目的在于提供一种能够消除上述缺点的测量方法。
按照本发明，在开头一节所述的那种开关装置的特征在于，其包括装置M，用于根据二次绕组的电压以及通过二次绕组的电流产生用于所述控制电路的控制信号S。
按照本发明的开关装置具有惊人的优点，即，可以不需要利用一次绕组进行直接的电流测量。在所述开关装置的一个优选实施例中，装置M包括检测电路，用于根据二次绕组电压产生信号S1。装置M最好还包括电流检测电路，用于检测通过二次绕组的电流。此时，如果电流检测电路借助于采样和保持开关电路和检测电路的输出相连则是有利的。这样可以相当容易地校正用于产生二次绕组两端的直流电压的信号S1。在一个优选实施例中，这是这样实现的：所述开关装置包括借助于所述控制电路的反向开关信号被交替地切换为导通状态和截止状态的开关元件。
所述检测电路的一个优选实施例由借助于阻抗和二次绕组相连的电容检测元件构成。所述开关元件的主电极最好被连接在所述电容检测元件和所述阻抗之间。用这种方式，借助于所述装置M的相当简单的结构形成所需的控制信号。这能帮助实现开关装置的小型化。
在按照本发明的开关装置的一个优选实施例中，用于产生用于控制半导体开关元件的控制信号的控制电路包括用于相对于时间使半导体开关元件的开关状态最大化的装置。借以使得所述半导体开关元件处于导通或截止状态的时间间隔例如在非常低的灯电压或相当低的电源电压的情况下被限制。
本发明的这些和其它的方面参看下面说明的实施例会看得更加清楚。
在附图中：
图1是按照本发明的开关装置的电路图；
图2详细表示图1所示的装置的逆向变换器；以及
图3详细表示装置M。
在图1中，标号1，2表示用于连接电源的输入端，34表示用于连接被操作的灯L的输出端。标号I表示在图2中详细表示的逆向变换器。开关装置还包括控制电路CC和用于产生用于控制电路CC的控制信号的装置M。在所述的实施例中，所述的灯被包括在和输出端3，4相连的桥路BC中。
在图2中，TR表示逆向变换器I的变压器，其一次绕组PW和一个输入端1电气相连，其具有二次绕组电压的二次绕组SW和一个输出端4电气相连。
逆向变换器I的半导体开关元件由T表示。借助于在控制电路CC中产生的开关信号SS，半导体开关元件T1在导通状态和截止状态之间转换。逆向变换器还包括二极管D和缓冲电容器C。
在图2和图3中，详细示出了装置M。它们包括检测电路II，用于独立于二次绕组电压在输出端5产生信号S1，和电流检测电路III，用于检测通过二次绕组SW的电流。在点B，检测电路II和二次绕组的一端相连。在点E，电流检测电路III和二次绕组的另一端相连，并通过由开关元件T2构成的采样和保持开关电路和检测电路相连。采样和保持开关元件T2的电极g2通过逆变器电路IV和控制电路CC的开关信号SS相连，以便借助于控制电路的反向开关信号 S  S在导通状态和截止状态之间交替地转换。
在所述实施例中，检测电路II包括电容检测元件，其呈电容器CS的形式，并借助于一个呈电阻RS形式的阻抗和二次绕组SW相连。电阻RS和电容CS因而形成串联电路。电阻RS的值确定加于电容CS的电压值。由于在电容器CS上的电压和二次绕组电压之间的好的线性关系，电容器上的电压相当小，最好不大于二次绕组电压的10％。点A构成电阻RS和电容器CS之间的节点，也是输出5的节点。点A也和开关元件T2的主电极d2相连，所述开关元件T2的功能是作为采样和保持电路，并形成检测电路YIN的一部分。电流检测电路还包括和二次绕组SW串联连接的测量阻抗RIS。电容器CS两端的电压的相当低的值还使得在测量阻抗RIS中产生小的消耗。可以使用例如呈R1，C1的组合的RC形式的高频滤波器。
在图3所示的装置M的实施例中，开关元件T3被设置在检测电路II的点A和输出5之间，所述开关元件具有和控制电路CC的开关信号SS相连的栅极g3，用于使开关元件T3在导通状态和截止状态之间交替地转换。输出5还借助于电阻R2和地相连。使用开关元件T3和电阻R2的优点在于，在输出5形成的信号能够真实地反应通过变压器TR的一次绕组PW的电流的改变。为了减少损耗，电阻R2可以利用开关元件T4代替(如图中虚线所示的连接)，其利用控制电路的反向开关信号 S  S控制。
控制电路CC还包括呈两个定时器形式的装置，利用所述装置把半导体开关元件处于导通的时间间隔和处于截止的时间间隔限制到最大值。
开关元件T2，T3，和T4可以和控制电路CC的的部分连接，从而形成集成电路。
所述实施例的实际实施适用于点燃和操作汽车头灯，包括由非力普公司制造的额定功率为35W的D2R和D2S型的高压放电灯。

Claims (8)

1.一种用于点燃和操作高压放电灯的开关装置，所述开关装置包括：
用于连接电源的输入端，
用于连接要被操作的灯的输出端，
逆向变换器，其包括半导体开关元件和变压器，所述变压器的一次绕组和一个输入端电气相连，并且具有二次绕组电压的二次绕组和一个输出端电气相连，
控制电路，用于产生用于控制所述半导体开关元件成为导通和非导通状态的开关信号，
装置M，用于根据二次绕组的电压以及通过二次绕组的电流产生用于控制电路的控制信号S。
2.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于所述装置M包括用于根据二次绕组电压产生信号S1的检测电路。
3.如权利要求1或2所述的开关装置，其特征在于所述装置M包括用于检测通过二次绕组的电流的电流检测电路。
4.如权利要求3所述的开关装置，其特征在于所述电流检测电路借助于采样和保持开关电路与检测电路的输出相连。
5.如权利要求4所述的开关装置，其特征在于所述采样和保持电路包括借助于所述控制电路的反向开关信号被交替地在导通状态和截止状态之间切换的开关元件。
6.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于所述检测电路包括通过一个阻抗和二次绕组相连的电容检测元件。
7.如权利要求5和6所述的开关装置，其特征在于所述开关元件的主电极被连接在所述电容检测元件和所述阻抗之间。
8.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，所述用于产生用于控制所述半导体开关元件的开关信号的控制电路包括用于相对于时间最大化半导体开关元件的开关状态的装置。
CN01801382A 2000-05-24 2001-05-02 开关装置 Pending CN1381089A (zh)

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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication