[发明专利]电路结构

说明书

本发明涉及一种用于向电灯提供直流电流或低频换向直流电流的电路结构，包含：

-用于连接到提供交流电的电源电压源的电极的电源输入端；

-与电源输入端相连、并具有一个第一输出端和一个第二输出端的用于对交流电整流的整流器装置；

-与整流器装置的输出端相连的缓冲电容；

-与缓冲电容相连的下变频器类型的DC-DC变换器，它具有：

-将互连输出端的第一链路，它包含串联连接的第一电

路元件和第一单向元件；

-与第一电路元件相连的第一控制电路，用于以频率f1

使第一电路元件高频导通和不导通；

-与第一单向元件并联的第二链路，它包含串联连接的

第一电感元件和第一电容。

这种电路结构是众所周知的。该已知电路结构能非常适合用于向例如高压放电电灯提供直流电。然而，该已知电路结构的缺点在于。当电源电压的幅值高时，电流几乎全部都是从电源电压源产生的。结果，该已知电路结构的功率因数较低。

本发明的目的是提供一种电路结构，它能适合向电灯提供直流电，所述电路结构的功率因数较高。

为此，按照本发明，如开篇段落中所述的电路结构的特征在于，该电路结构还具有：

-包含第二电路元件并与第一单向元件并联的第三链路；

-与第二电路元件的控制电极相连的第二控制电路，用于以频率f1使第二电路元件高频导通和不导通；

-与第一电路元件并联的第四链路，它包含串联连接的第二电容和第二单向元件，第二电容和第二单向元件的结合点是与整流器装置的的第一输出端相连的。

如果将按照本发明的电路结构的电源输入端连接电源电压源的电极，则所提供的交流电压被整流器装置整流，在缓冲电容两端出现一个第一直流电压。第一电路元件以频率f1被第一控制电路变得导通和不导通。结果，第一直流电压被转变成一个较低幅值的第二直流电压，出现在第一电容两端。可以区分出在电路结构运行期间以频率f1重复的一序列的4个连续工作状态。在第一工作状态中，第一电路元件是导通的，第二电路元件是不导通的，电流从缓冲电容经过第一电路元件和第一电感元件流到第一电容。在该第一工作状态中，电流的幅值增加。在第一工作状态的结尾，第一电路元件变得不导通，于是第二工作状态开始。在第二工作状态中，第一电路元件不导通，电流经第一电感元件流到第一电容。这个电流的幅值减少。这个电流的第一部分流经第一单向元件。这个电流的第二部分从整流器装置的第一输出端流到第二电容。第二电容被这个第二部分电流充电。在第二工作状态中的一定时刻，第二电路元件被第二控制电路变得导通。结果，电流从整流器装置的第一输出端流经第二电容和第二电路元件。这个电流也对第二电容充电。当流经第一电感元件的电流的幅值降低到零时，第三工作状态开始。在第三工作状态中，第一电路元件不导通，第二电路元件导通。在第一电容两端的直流电压的影响下，第一电感元件中的电流换向。在第三工作状态中，这个电流从第一电容流经第一电感元件并流经第二电路元件。在第三工作状态中，这个电流的幅值增加。在第三工作状态的结尾，第二电路元件被第二控制电路变得不导通，这标志第四工作状态的开始。在第四工作状态中，第一和第二电路元件两个都不导通。流经第一电感元件的电流，方向与第三工作状态中的相同，但是幅值减小。电流现在从第一电容开始，经过第一电感元件、第二电容和第二单向元件，流到缓冲电容。当电流的幅值降低到接近零时，第一电路元件变得导通，于是第一工作状态又重新开始。在这4个工作状态的每个序列中，第二电容被电源电压源充电。结果，电源从电源电压源产生，即使电源电源的瞬间幅值低于缓冲电容两端的电压时也是如此。结果，按照本发明的电路结构就以较简单的装置实现了较高的功率因数。尽管流经第一电感元件的电流在这4个工作状态的每个序列中都换向，流经第一电感元件的按顺序平均的(sequence-averaged)电流是直流电流。

第四链路最好还配置有一个第二电感元件。这个第二电感元件限制对第二电容充电的电流，以便使第二电容充电期间第二电路中的功率耗散得到限制。

也可以在整流器装置的第一输出端与第二单向元件之间连接一个第二电感元件。如果第二电感元件这样地连接，则它不仅限制第二电容的充电电流，也在第四工作状态开始时第二电路元件变得不导通后对缓冲电容充电。

有可能将第一单向元件合并在第二电路元件中。例如，如果将该电路元件具体化为场效应晶体管，这一点就实现。