應急照明轉換器制造技術

技術編號:23090030 閱讀:48 留言:0更新日期:2020-01-11 02:55
根據本發明專利技術的一種應急轉換器在照明應用中用于在市電故障的情況下依靠儲能裝置操作。轉換器裝置包括配置成對所述儲能裝置充電的充電器電路以及配置成控制所述充電器電路的微控制器電路。驅動器電路優選地以耦合電感器升壓電路拓撲結構實施。所述微控制器電路還配置成基于所測量電感器電流的過零來控制開關。

Emergency lighting converter

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】應急照明轉換器本專利技術涉及切換模式電源領域,具體地說涉及適于依靠能量存儲件操作并且用在照明應用中的轉換器,例如應急轉換器。具體地說,本專利技術提出一種使用微控制器的轉換器中的快速閉合回路系統。建筑物的應急照明依賴于電池支持的照明裝置,所述照明裝置在檢測到斷電時在應急操作模式下自動接通。應急照明系統包含例如電池——尤其是用于存儲電能的可充電電池——的儲能裝置、用于將所述儲能裝置維持在預定充電電平的電池充電器。微控制器通常用于控制電池充電器。應急照明系統還使用LED驅動器等燈驅動器、鎮流器或轉換器,以在斷電的情況下依靠儲能裝置以預定電流在預定時間中驅動照明構件。此類應急轉換器通常包含依靠儲能裝置供應的DC電壓操作的切換模式電源(SMPS),并且生成用于驅動例如應急燈的LED的所需DC輸出電壓。應急轉換器可例如以升壓轉換器或類似電路拓撲結構的形式實施,并且包含儲能元件以及受控開關。應急轉換器還需要驅動器集成電路(LED驅動器IC)以用于控制應急轉換器,具體地說,在應急操作模式的情況下控制其開關。歸因于當代SMP中使用的高切換頻率,關于定時的要求很高,超出具有成本效益的微處理器的能力,并且通常通過用作控制LED驅動器的LED驅動器IC的專用應用指定電路來滿足。本專利技術解決了為應急照明應用提供具成本效益的轉換器的問題。根據權利要求1的轉換器裝置解決了所述技術問題。一種轉換器裝置,具體地說,用于依靠儲能裝置操作的LED應急轉換器裝置,包括以邊界傳導模式操作的驅動器電路,并且特征在于,所述驅動器電路以包含至少一個開關的耦合電感器升壓電路拓撲結構實施。此外,與使用常規升壓轉換器拓撲結構相反,針對驅動電路使用耦合電感器升壓拓撲結構能實現在低占空比下以高電壓額定值驅動作為轉換器負載的照明構件,例如LED模塊的LED。當相比于常規升壓轉換器拓撲結構時,耦合電感器升壓轉換器的切換頻率相應較高。這會產生具有較小尺寸的導體(“升壓扼流器”)和較小的相關聯電路元件,這在空間和成本上提供了進一步的優勢。附屬權利要求項中要求保護所述電子儲能裝置的其它實施例。實施例的轉換器裝置還包括配置成對儲能裝置充電的充電器電路以及配置成控制所述充電器電路的微控制器電路。所述微控制器電路還配置成基于所測量電感器電流的過零來控制開關。以耦合電感器升壓拓撲結構實施燈驅動器電路以及以邊界傳導模式操作耦合電感器升壓轉換器能實現使用微控制器電路等電部件而非專用燈驅動器電路IC來控制驅動器電路。這是可能的,因為通過開關的電流的過零或開關電流的極性倒轉等事件可提供到微控制器電路以觸發開關控制,例如通過微控制器生成的開關驅動信號來斷開和/或接通開關。優選的轉換器裝置具有在開關與儲能裝置的接地電勢之間具有分流電阻器的驅動器電路。電池放電電流通過監測分流電阻器上的電壓來測量,而電感器電流通過監測開關上的電壓來測量。使用耦合電感器升壓拓撲結構能實現基于可生成用于實施控制以在邊界傳導模式中驅動燈驅動器電路的哪些觸發事件來獲取關于所測量值的信息以及將所述信息提供給微控制器電路。根據另一實施例的轉換器裝置包括比較器,所述比較器配置成尤其是在檢測到的電感器電流的符號反轉時確定所測量電感器電流是否達到零。另一有利的轉換器裝置包括模擬比較器,所述模擬比較器配置成通過比較檢測到的電感器電流與參考信號來確定檢測到的電感器電流是否達到零。使用微控制器電路中可用的模擬比較器結合使用關于通過感測開關上的電流而獲取的電感器電流的極性反轉的信息能實現實施快速和高效的控制算法,所述控制算法一方面適于在微控制器電路上實施,另一方面能夠以高切換頻率來控制驅動電路。轉換器裝置的另一實施例使微控制器電路配置成以循環逐循環為基礎控制電感器電流。轉換器裝置的另一實施例使微控制器電路配置成控制燈驅動電路,所述燈驅動電路適于驅動具有范圍從10V到50V或50V到200V的限定輸出電壓范圍的LED負載。本專利技術的實施例的描述參考所附圖式,其中圖1提供根據實施例的轉換器裝置的主要元件的總覽,圖2是根據現有技術的轉換器裝置的主要元件的總覽,圖3提供替換用于控制耦合電感器升壓轉換器的專用控制器IC的微控制器電路的主要元件的概覽,圖4提供優選實施例的簡化示意電路圖,具有由微控制器電路控制的呈耦合電感器升壓拓撲結構的轉換器裝置,圖5A、5B、5C示出耦合電感器升壓轉換器的典型電路波形,圖6描繪根據本專利技術的通過微控制器電路控制耦合電感器升壓轉換器的信號波形,以及圖7示出根據實施例的執行對應急轉換器的控制的方法的流程圖。在圖中,相同編號表示相同或對應的元件。為簡潔起見,圖的描述省略了對不同圖的相同參考符號的重復描述。在基于圖1呈現本專利技術的實施例之前,基于圖2提供對用于依靠儲能裝置驅動應急燈的已知應急轉換器裝置的主要元件的總覽,所述儲能裝置例如電池,并且尤其是可充電電池。提供應急照明的常見方式使用安裝在現有照明器材內或附近的電池支持的應急轉換器裝置1'。在感測到市電電源故障后,應急轉換器裝置1'切換成應急模式,將現有照明轉為應急照明,以便在無需布線單獨的應急照明電路或額外壁掛件的情況下滿足應急照明的需求。所描繪的已知應急照明轉換器裝置1'包含用于介接市電電源的市電電源輸入端子,具體地說,中性線N、切換線L和接地線。應急照明轉換器1'是電池支持的照明裝置,其在主燈因市電中斷而變得不可用時自動切換。所示應急照明轉換器裝置1'的主要功能是對電池2充電以及監測市電電源。如果應急照明轉換器裝置1'檢測到市電電源故障,具體地說,如果市電電源電壓低于預定義閾值,則應急照明裝置1'以預定負載電流在預定時間中驅動發光負載,例如應急燈3,例如包含一個或多個LED的LED模塊3。應急燈轉換器1'通常具有集成測試開關,替代地或另外具有用于測試開關5(測試按鈕)的接口,其適于暫時超控標準照明轉換器6并且使應急照明轉換器1'即使在市電電源可用的情況下也依靠電池電力驅動LED模塊3。已知應急照明轉換器1'包含用于依靠反激式轉換器8提供的DC電壓和電流為儲能裝置2充電的電池充電器7。電池充電器電路7由微控制器電路9控制。微控制器電路9還包含用于測試開關5和指示器LED10的電接口。應急燈轉換器1'還包含輸出繼電器11。輸出繼電器11交替地將連接到LED驅動器12(應急LED驅動器12)的第一繼電器輸入或連接到標準LED轉換器6的第二繼電器輸入切換到連接到LED模塊3的繼電器輸出。在確定市電電源故障的情況下,LED驅動器12通過輸出繼電器10向LED模塊3提供預定義LED驅動電流。在確定市電電源會正確運作的情況下,標準LED轉換器6通過輸出繼電器11向LED模塊3提供用于驅動LED模塊3的LED電流。LED驅動器12'是切換模式電源,其從儲能裝置2接收DC電壓輸入,并且將應急LED負載電流提供給輸出繼電器11。LED驅動器12'以一般已知的升壓轉換器拓撲結構中的一種來實施。升壓轉換器,又稱為步升轉換器本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種轉換器裝置,具體地說,用于依靠儲能裝置(2)操作的LED應急轉換器裝置,包括/n燈驅動器電路(12),其以邊界傳導模式操作,且/n其特征在于/n所述燈驅動器電路(12)以包含至少一個開關(27)的耦合電感器升壓電路拓撲結構實施。/n

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】20170522 GB 1708460.91.一種轉換器裝置,具體地說,用于依靠儲能裝置(2)操作的LED應急轉換器裝置,包括
燈驅動器電路(12),其以邊界傳導模式操作,且
其特征在于
所述燈驅動器電路(12)以包含至少一個開關(27)的耦合電感器升壓電路拓撲結構實施。


2.根據權利要求1所述的轉換器裝置,其特征在于
所述轉換器裝置還包括配置成對所述儲能裝置(2)充電的充電器電路(7)以及配置成控制所述充電器電路(7)的微控制器電路(9),且
所述微控制器電路(9)還配置成基于所測量電感器電流的過零來控制所述開關(27)。


3.根據權利要求1或2所述的轉換器裝置,其特征在于
所述驅動器電路(12)包括所述開關(27)與所...

【專利技術屬性】
技術研發人員:D·馬克瓦納,J·舒克拉,
申請(專利權)人:赤多尼科兩合股份有限公司,
類型:發明
國別省市:奧地利;AT

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