[发明专利]控制的E类DC－AC变换器

说明书

技术领域

本发明涉及如在权利要求1的前序中所描述的将直流(DC)输入电压转换为交流(AC)输出电压的方法，和如在权利要求4的前序中描述的E类型DC-AC变换器。

背景技术

US6008589，特别是参考它的图5a，公开了一种DC-AC转换方法和上述类型的E类DC-AC变换器。

该变换器的负载是灯。

为了控制提供给负载的功率，建议控制变换器的开关交替地接通和断开的频率和/或应用开关的电容器到该变换器的谐振电路。在两种情况中，该开关被接通和断开的频率必须大约是谐振电路的谐振频率。这限制了可提供的频率范围和由此限制了控制的输出功率的范围。然而，如果该灯是高压放电(HID)灯，那么频率范围可能大大超出所谓的声谐振自由窗口(acoustic resonance free window)，在该窗口之外由于在灯内的压力波而引起放电弧可能振动。由于压力波和E类DC-AC变换器的切换频率相关，所以光输出可能变得不稳定并且灯可能甚至爆炸。这样的窗口可能小如5kHz。在HID灯的正常工作期间，它的阻抗是电阻性的，但是它的阻抗值可以根据不同的条件(诸如它的温度和流经它的电流)而变化巨大。结果，通过E类DC-AC变换器的开关的切换频率来控制对于负载的输出功率是非常困难的。

发明内容

本发明的目的是解决如上所述的现有技术的缺陷。

通过提供如在权利要求1中所述的方法实现本发明的上述目的。

相应地，几乎不怎么费力就可以在宽的范围上控制提供给E类DC-AC变换器的谐振电路的平均DC电压并由此控制输出功率，在负载是HID灯的情况下保持处于声谐振自由窗口之内。

通过提供如在权利要求4中所述的E类DC-AC变换器也能实现本发明的上述的目的。

附图说明

从下面的结合附图的示范性描述，本发明将变得更加逐渐地清楚。在图中：

图1示出现有技术的E类DC-AC变换器的电路图；和

图2示出根据本发明的受控制的E类DC-AC变换器的电路图。

具体实施方式

在图1中示出的电路包括直流电压(DC)电源2，其连接到现有技术的E类DC-AC变换器4，该变换器4进而连接到负载6。在图1中示出的现有技术的E类DC-AC变换器4为基本类型，诸如由US6008589(它的图5a)公开的。然而，本发明不限于和这样的E类变换器一起使用。

注意到，由DC电源2提供的直流电压不改变极性并且它的幅度可能因为仅由一个二极管来整流交流电压而改变。

E类DC-AC变换器4包括串联的、且以下面的次序连接在DC电源2的一端(假定正极端)和负载6的一端之间的扼流线圈(或者更通常地，第一电感器8)、第二电感器10和第一电容器12。DC电源2的另一端(假定为负极端)和负载的另一端相互连接。半导体开关14(其可以是MOSFET)连接在DC电源2的负极端和在电感器8和电感器10之间的互连(interconnection)之间。第二电容器16和开关14并联。第三电容器18连接在DC电源2的负极端和在第二电感器10和第一电容器12之间的互连之间。

第二电感器10和三个电容器12、16、18组成谐振电路。

第一电感器8主要用于在开关14接通或者断开时保持流经在电感器8和电感器10之间的节点的电流。

在图1中示出的电路的正常工作期间，通过向开关14提供时钟信号来规律地接通和断开开关14。时钟信号的频率和谐振电路的谐振频率相匹配。结果，将由变换器4产生交流电流(AC)并且提供给负载6。

如果负载6是高压气体放电(HID)灯，那么在导电(conducting)时，该灯象电阻器一样运转。然而，该灯的阻抗可能由于不同的原因而变化巨大，这些原因中的一个是它的温度并因此是流经该灯的电流。如果该灯的阻抗的这种变化将被忽略，那么该灯输出也会变化巨大。为了避免灯输出的这种变化，需要功率控制。根据现有技术的功率控制器，测量在负载(灯)6的两端的输出电压和经过负载6的电流，将它们的乘积和参考值相比较以提供误差，且根据误差值，改变提供给开关14的时钟信号的频率，以便减小误差。使用一些现有技术的功率控制器，通过控制和额外的电容器串联的电子开关来将该额外的电容器并联连接到或者不连接到一个或者几个电容器12、16、18，谐振电路4的谐振频率被改变。