Модульная светодиодная система освещения

Модульная светодиодная система освещения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится, в целом, к работе светодиодов, причем под ними следует понимать неорганические и органические светодиоды.

В принципе, уже известно снабжение электрической мощностью с помощью источника постоянного тока светодиодной цепи, которая может содержать один или несколько последовательно включенных светодиодов. Также известно применение для регулирования яркости ШИМ-модуляции, так что во время продолжительности включения последовательности ШИМ-импульсов осуществляется названное регулирование постоянного тока. Следовательно, при регулировании яркости изменяется скважность ШИМ-сигнала.

Для вырабатывания питающего напряжения источника постоянного тока можно использовать активно тактируемую PFC-схему (схема коррекции коэффициента мощности).

Наконец, следует также обратить внимание на другие требования при работе светодиодов, например на то, что обычно требуется гальваническая развязка светодиодной цепи и питающего напряжения корректора коэффициента мощности, обычно переменное напряжение сети.

Из описанного выше следует, что для надлежащей и предпочтительной работы светодиодной цепи функционально должны быть предусмотрены несколько схемных блоков (выпрямитель, корректор коэффициента мощности, гальваническая развязка, источник постоянного тока и т.д.). Это приводит к относительному усложнению схем.

В основу изобретения положена задача обеспечения работы светодиодной цепи особенно предпочтительным образом.

Эта задача решается посредством признаков независимых пунктов формулы. В зависимых пунктах особенно предпочтительным образом отображена центральная идея изобретения.

Согласно первому аспекту изобретения, предусмотрена модульная светодиодная система освещения, содержащая первый модуль, на который подается входное напряжение, предпочтительно питающее напряжение переменного тока, и который содержит второй субмодуль, предпочтительно изолирующий блок, на выходе которого вырабатывается гальванически развязанное от питающего напряжения напряжение постоянного тока, и блок управления; второй модуль, содержащий питаемый выходным напряжением постоянного тока первого модуля дополнительный субмодуль, предпочтительно тактируемый источник постоянного тока, управляемый блоком управления второго модуля, и светодиодный модуль, содержащий по меньшей мере одну светодиодную цепь и питаемый дополнительным субмодулем.

Блоки управления первого и второго модулей могут осуществлять связь через коммуникационный интерфейс.

Внутренний обмен данными между первым и вторым модулями может происходить стандартным образом, т.е. независимо от внешней шинной связи первого модуля.

Первый модуль может вырабатывать помимо питающего напряжения постоянного тока для дополнительного субмодуля также постоянное низкое питающее напряжение постоянного тока для второго модуля.

Второй и светодиодный модули могут быть размещены в общем корпусе.

С общим корпусом может быть соединено активное и/или пассивное охлаждающее средство.

Блок управления первого модуля, предпочтительно с разделением потенциалов, может срабатывать посредством интерфейсной схемы через внешнюю шину.

Второй модуль может быть изолированным, передающим энергию DC/DC-преобразователем.

Первый модуль может питать напряжением несколько вторых модулей.

Первый модуль может питать, по меньшей мере, двумя напряжениями постоянного тока разного уровня один или несколько подключенных вторых модулей параллельно.

Другие преимущества, признаки и свойства изобретения содержатся в нижеследующем описании предпочтительных примеров его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых изображают:

- фиг.1: строение предложенной модульной светодиодной системы освещения;

- фиг.2: пример выполнения изолированного DC/DC-преобразователя в виде инвертора с последующим резонансным контуром и трансформатором;

- фиг.3: схематично другие режимы управления DC/DC-преобразователем из фиг.2;

- фиг.4: предложенную связь между одним ведущим и несколькими подчиненными блоками модульной светодиодной системы освещения;

- фиг.5: предложенное вырабатывание низкого напряжения постоянного тока;

- фиг.6а, 6b: светодиодный модуль с несколькими независимыми друг от друга управляемыми каналами.

Общее строение модульной схемы

Ниже следует пояснить общее строение предложенной модульной схемы основанного на светодиодах освещения, например так называемого «Downlight» (встроенный в потолок светильник). Могут использоваться неорганические и/или органические светодиоды.

Как видно на фиг.1, модульная схема содержит первый модуль 1, питаемый преимущественно входным напряжением 9, в частности переменным напряжением сети. Это входное напряжение 9 подается к первому субмодулю A, который обычно выполняет выпрямление переменного напряжения, подаваемого в виде входного напряжения 9, причем тогда выпрямленное переменное напряжение подается к активно тактируемой PFC-схеме субмодуля A (в случае наличия). Выходное напряжение субмодуля A является напряжением постоянного тока, называется ниже шинным напряжением V_Bus и подается ко второму субмодулю B модуля 1. Субмодуль B выполняет, в основном, функцию гальванической развязки (изоляции) и может содержать для этого в качестве гальванического развязывающего элемента трансформатор. Дополнительно субмодуль B служит для вырабатывания стабилизированного постоянного напряжения - питающего напряжения 5 постоянного тока.

Субмодулем G обозначен блок управления модуля 1, который (блок управления) может быть выполнен, в частности, в виде интегральной схемы, например ASIC (специализированной интегральной схемы) или микропроцессора или их гибрида. Как схематично показано на фиг.1, блок G управляет активными коммутационными элементами субмодуля B, которые могут быть выполнены, например, в виде полумоста (например, полумостового возбудителя и двух последовательно включенных выключателей, фиг.2), который вырабатывает подаваемое к трансформатору 19 субмодуля B переменное напряжение. Блок управления G может располагать программируемыми входами, благодаря чему возможно программирование или калибровочное программирование блока управления G. Для этого выводы блока управления G могут быть выведены на плату субмодуля B, чтобы обеспечить его программирование и, тем самым, блока управления G также после поставки субмодуля B.

Субмодулем B модуля 1 обозначена гальваническая развязка, посредством которой блок управления G модуля 1 связан с субмодулем D в качестве интерфейсной схемы. Эта интерфейсная схема D может содержать интерфейс 11 данных, который может быть выполнен, в частности, для связи внешней аналоговой или цифровой шины 10, например по промышленному стандарту DALI (цифровой адресный интерфейс светорегулирования). В качестве альтернативы или дополнительно по другим стандартам этот интерфейс 11 данных или эта интерфейсная схема D может передавать также одно- или двунаправленные сигналы. Далее в качестве альтернативы или дополнительно этот интерфейс 11 данных или эта интерфейсная схема D может принимать сигналы, формируемые самим интерфейсом 11 данных или интерфейсной схемой D или питаемой извне (например, также входным напряжением 9), нажимаемой вручную клавишей или выключателем.

Основными функциями модуля 1 являются, тем самым, вырабатывание (на выходе субмодуля В) напряжения постоянного тока (за счет выпрямления выходного напряжения трансформатора 19 субмодуля B с помощью выпрямителя 22), исходя из подаваемого входного напряжения 9, и внешняя связь через интерфейс 11 данных или интерфейсную схему D.

В качестве коммутационного модуля предусмотрен преимущественно пространственно отделенный от модуля 1 второй модуль 2. Он выполняет, в основном, функцию так называемого «управления лампами», а это значит, что этот модуль 2, с одной стороны, питает постоянным током подключенные осветительные средства (здесь светодиодную цепь 8 с одним или несколькими светодиодами), а, с другой стороны, получает из зоны светодиодной цепи 8 величины обратной связи (схематично обозначены поз.13).

Таким образом, питающее напряжение 5 постоянного тока на выходе субмодуля B модуля 1 подается к дополнительному субмодулю C в качестве управляемого/регулируемого источника постоянного тока. Следовательно, субмодуль C питает через выход 7 светодиодную цепь 8 постоянным током. При этом модуль 2 может содержать несколько преобразовательных ступеней (несколько дополнительных субмодулей C в качестве источников постоянного тока), причем эти преобразовательные ступени (дополнительные субмодули C в качестве источников постоянного тока) могут управлять соответственно отделенными друг от друга (независимыми) светодиодными цепями 8.

Субмодуль C может быть выполнен в виде тактируемого источника постоянного тока (т.е., например, в виде понижающего преобразователя или в виде изолированного разделительного преобразователя, называемого также обратноходовый преобразователь) или в виде линейного регулятора (реализованного с транзисторами или интегральными схемами). Пример управления посредством линейных регуляторов схематично изображен на фиг.6а.

Модуль 2 содержит собственный блок управления E, который также может быть выполнен в виде микроконтроллера, ASIC или их гибрида. Блок управления E содержит, следовательно, величины обратной связи 13 из зоны светодиодной цепи 8. Блок E управляет одним или несколькими дополнительными субмодулями C в модуле 2. При этом регулируется ток через светодиодную цепь 8, а для правильной работы светодиодов и для обнаружения ошибок могут регистрироваться и контролироваться также другие величины обратной связи, например напряжение светодиодов и температура.

В одном предпочтительном варианте дополнительный субмодуль C выполнен в виде тактируемого источника постоянного тока, причем субмодуль C содержит, по меньшей мере, один активно тактируемый выключатель SW1 в качестве части тактируемого источника постоянного тока. Пример управления посредством тактируемого источника постоянного тока схематично изображен на фиг.6b. Здесь для наглядности не показана регистрация величин обратной связи, например тока и напряжения светодиодов или тока через выключатель SW1. В этом примере светодиоды светодиодных цепей 8, 8', 8” (которые расположены, например на светодиодном модуле F) питаются соответствующим понижающим преобразователем в качестве тактируемого источника постоянного тока через выходы 7, 7', 7”.

При этом активно тактируемым выключателем тактируемого источника постоянного тока непосредственно или косвенно (например, через задающий модуль) управляет блок Е. В отличие от линейного регулятора тактируемый источник постоянного тока обеспечивает гибкую работу различных светодиодных модулей F. Тактируемый источник постоянного тока может устанавливать и согласовывать как напряжение, так и ток через светодиодный модуль F. Тактируемый источник постоянного тока представляет собой активно тактируемый DC/DC-преобразователь, который воспринимает постоянное питающее напряжение 5 и питает светодиодный модуль F в соответствии с нужным током и/или напряжением светодиодов, преимущественно за счет управления блоком E на основе подаваемых к нему величин обратной связи.

Тактируемый источник постоянного тока дает также то преимущество, что режим работы субмодуля C можно согласовать с соответствующим текущим режимом эксплуатации. Так, можно согласовать вид тактирования тактируемого источника постоянного тока, например выключателем SW1 можно управлять с помощью ЧМ-, ШИМ-сигнала или их комбинации. Текущий режим эксплуатации может отличаться, например, от работы при высокой и низкой яркости светодиодной цепи 8.

Как показывает пример на фиг.6b, возможно наличие нескольких тактируемых источников постоянного тока для питания светодиодных цепей 8, 8', 8” через выходы 7, 7', 7”. Преимущественно выключатели SW1, SW1', SW1” отдельных тактируемых источников постоянного тока могут управляться независимо друг от друга блоком Е.

Таким образом, для светодиодных цепей 8, 8', 8” через выходы 7, 7', 7” могут подаваться соответственно индивидуально требуемые токи и напряжения светодиодов. При этом также возможно наличие соответственно отдельного блока управления Е, Е', Е” для каждого тактируемого источника постоянного тока с выключателями SW1, SW1', SW1”.

Как уже сказано, для правильной работы светодиодов и для обнаружения ошибок блок управления E может регистрировать различные величины обратной связи (например, напряжение, ток светодиодов или температуру) и преимущественно при обнаружении ошибки переключать тактируемый источник постоянного тока в ошибочный режим работы. Это может происходить, например, за счет переключения в пакетный режим или в режим с небольшим временем включения выключателя SW1.

Кроме того, блок управления Е через коммуникационный интерфейс 6, который может быть выполнен дополнительно к питающему напряжению 5 постоянного тока, может одно- или двунаправленно обмениваться данными с блоком управления G модуля 1. Коммуникационный интерфейс 6 может использоваться также для передачи низкого питающего напряжения (тогда происходят обмен данными и передача энергии). Коммуникационный интерфейс 6 может быть также интегрирован в питающее напряжение 5 постоянного тока, например можно переключать полярность питающего напряжения 5 или модулировать несущий сигнал до питающего напряжения 5.

Блок управления E через коммуникационный интерфейс 6, например также в случае обнаружения ошибки, может передавать посредством двунаправленного обмена данными извещение об ошибке и преимущественно также информацию о виде ошибки на блок управления G модуля 1.

Как схематично показано на фиг.1, модуль 2, здесь модуль управления лампами, размещен вместе с собственно светодиодным модулем F преимущественно в общем корпусе 12.

Как схематично показано на фиг.1, светодиодный модуль F может содержать собственную память 4, например в виде EPROM (стираемая программируемая память только для чтения). Поз. 3 схематично обозначено, что блок управления Е модуля 2 может иметь доступ к этой памяти 4 светодиодного модуля F.

В отношении модуля 1 следует указать на то, что PFC-схема является лишь факультативной.

Кроме того, следует указать на то, что изображенные функции субмодулей А, В, С схемотехнически могут быть также интегрированы, благодаря чему, если эти функции, в принципе, имеются, они необязательно должны быть отображены в соответствующем строении топологии схемы.

Преимущество модульного строения на фиг.1 состоит в том, что, например, модули 1 и 2 могут производиться разными изготовителями. Кроме того, к одному модулю 1 могут быть подключены также несколько модулей 2 в смысле режима «ведущий-подчиненный». При использовании тактируемых источников постоянного тока в качестве субмодуля С создается, тем самым, двухступенчатая система модульного строения, причем несколько модулей 2 могут быть подключены к одному модулю 1, а также обеспечивается работа разных светодиодных модулей F и/или разная работа одинаковых светодиодных модулей F в зависимости от происходящего через коммуникационный интерфейс 6 обмена данными.

Наконец, модульное строение позволяет также заменять соответствующие субмодули и, в частности, модуль 2 при сохранении остальных компонентов.

Если модуль 2 размещен в общем корпусе 12 с собственно светодиодным модулем F, то возникает то преимущество, что эта комбинация модулей 2 и F может юстироваться, так что ее характеристику излучения, количество света, цвет освещения и/или отклонение света можно параметризировать и, тем самым, настраивать. Модуль 1 и пользователь могут располагать, следовательно, одной или несколькими настроенными системами, которые тогда управляются одинаково и ведут себя соответственно. Эта внутренняя настройка комбинации модулей 2 и F может осуществляться, например, одним из следующих способов:

- настройка при изготовлении или пуске в эксплуатацию;

- замкнутая система регулирования внутри этой комбинации (например, посредством внутренней сенсорной системы);

- опорные значения;

- способ с охарактеризованием светодиодов;

- или комбинация названных способов.

Связь между модулями 1 и 2 через коммуникационный интерфейс 6 происходит в соответствии с этим преимущественно стандартным путем.

Команды или запросы, поступающие извне, например, по внешней шине 10 через интерфейс данных 11, подаются, как показано, только к модулю 1. Таким образом, это можно назвать также внешним обменом данных в противоположность внутреннему обмену данными через коммуникационный интерфейс 6 между модулями 1 и 2.

Это имеет то преимущество, что для согласования к разным внешним шинам 10 следует согласовать только модуль 1, тогда как строение и протокол данных для модуля 2 остаются незатронутыми.

Связь через внутренний коммуникационный интерфейс 6 является, тем самым, также стандартной, поскольку она не зависит от различных, прикладываемых к модулю 1 шинных протоколов или управляющих сигналов.

Связь через внутренний коммуникационный интерфейс 6 в комбинации с модульным строением системы дает то преимущество, что от модуля 2 могут передаваться эксплуатационные данные для его оптимального питания. Модуль 2 (преимущественно посредством блока управления Е) может передавать требуемые эксплуатационные данные через внутренний коммуникационный интерфейс 6 на модуль 1. Это дает то преимущество, что модуль 1 может комбинироваться с большим числом различных модулей 2, причем требуемые эксплуатационные данные могут при этом считываться из модуля 2.

Примерами величин 13 обратной связи от светодиодной цепи 8 являются непосредственно или косвенно измеренный ток светодиодов и/или напряжение над ней.

В памяти 4, приданной светодиодному модулю F, например у изготовителя, могут храниться эксплуатационные данные светодиодов светодиодной цепи 8. Этими данными в памяти 4 могут быть, например, параметры, допустимые максимальные значения тока и/или напряжения, температурная зависимость электрических или оптических (спектров) параметров светодиодов и т.д. Также эти эксплуатационные данные светодиодов (например, данные из памяти 4) могут передаваться через внутренний коммуникационный интерфейс 6 на модуль 1.

Как уже вкратце упоминалось выше, модуль 1 в смысле «ведущего» может питать несколько модулей 2. Это значит, что единственный модуль 1 питает несколько модулей 2 не только питающим напряжением 5 постоянного тока, но и двунаправленно связан с ними в смысле внутреннего коммуникационного интерфейса 6.

Как уже вкратце пояснялось выше, блок управления G в модуле 1 может управлять субмодулем В, который выполнен преимущественно тактируемьм. Тот же блок управления G или преимущественно также дополнительный блок управления (не показан) может регулировать также работу корректора коэффициента мощности субмодуля А, т.е., например, управлять выключателем корректора коэффициента мощности субмодуля А и для сигналов из зоны корректора коэффициента мощности принимать, например, входное напряжение, ток через индуктивность корректора коэффициента мощности, ток через выключатель корректора коэффициента мощности, выходное напряжение корректора коэффициента мощности, как это схематично обозначено стрелками на фиг.1.

Корректор коэффициента мощности может представлять собой, например, повышающий преобразователь, разделительный преобразователь (понижающе-повышающий преобразователь), изолированный разделительный преобразователь (обратноходовый преобразователь) или преобразователь SEPIC (преобразователь с несимметрично нагруженной первичной индуктивностью).

При этом обычно выходное напряжение (шинное напряжение) Vnus корректора коэффициента мощности субмодуля А лежит в диапазоне в несколько сот вольт. За счет трансформатора 19 в субмодуле В это напряжение постоянного тока может быть, тем самым, понижено, например до напряжения в диапазоне 20-60 В, преимущественно 40-50 В постоянного тока. Таким образом, питающее напряжение 5 постоянного тока после выхода модуля 1 лежит на более низком уровне, чем господствующие внутри модуля 1 напряжения, что предъявляет более низкие требования, например, к изоляции питающего напряжения 5 модуля 2 и к самому модулю 2. Дополнительно в модуле 1 может опционально вырабатываться второе выходное напряжение, например низкое напряжение постоянного тока для модуля 2, и подаваться к нему.

Как описано выше, преимущество модульного строения с внутренним коммуникационным интерфейсом 6 состоит в том, что модуль 2 (или при наличии нескольких модулей 2, по меньшей мере, отдельные из них) может быть отключен, тогда как модуль 1 доступен для внутреннего коммуникационного интерфейса 6 или, при необходимости, может также передавать через него сообщения. Таким образом, модуль 1 может выполнять обнаружение аварийного освещения (переключение с питания переменным током на питание постоянным током или на питание выпрямленным переменным током). Кроме того, блок управления G, например в виде микроконтроллера, модуля 1 может снабжаться в этом состоянии покоя мощностью только по внешней шине 10, если ее состояние покоя (например, по стандарту DALI) неравно 0 В. Следовательно, передаваемая по внешней шине 10 энергия может использоваться для питания управляющей схемы G (в частности, в виде пусковой энергии для управляющей схемы G или низковольтной питающей схемы). Таким образом, в этом состоянии покоя может быть отключено собственно питание напряжением модуля 1. Возможна также передача по этой внешней шине 10 только будящего сигнала, который вырабатывает пусковую энергию в виде мощности для кратковременного питания управляющей схемы G или низковольтной питающей схемы. В этом случае модуль 1 может быть полностью приведен в состояние покоя без энергопотребления. Будящим сигналом может быть также передача данных или кратковременное подключение напряжения.

Если несколько модулей 2 питаются за счет одного модуля 1 (центральный модуль), то, разумеется, могут отключаться селективно выбранные из этих нескольких модулей 2. Также это приводит к экономии электрических потерь. Например, в случае аварийного освещения может быть предусмотрено, что для достижения меньшей основной яркости для режима аварийного освещения эксплуатируется только один модуль 2 или одна подгруппа из нескольких, питаемых модулем 1 модулей 2.

С общим корпусом 12 соединено пассивное или преимущественно активное, в частности, управляемое блоком управления G охлаждающее средство 40, например вентилятор или блок охлаждения.

Дополнительно к коммуникационному интерфейсу 6 модуль 2 (модуль управления лампами) может содержать также дополнительный интерфейс (не показан). Последний может быть выполнен, например, проводным или беспроводным. Через него из модуля 2 могут считываться, например, данные, в частности для обслуживания, например для замены модуля 2. Также через этот дополнительный интерфейс может осуществляться актуализация данных или управляющего программного обеспечения, в частности при беспроводной связи. Также может быть возможным считывание через этот дополнительный интерфейс даже при отсутствии постоянного питающего напряжения 5 (передача мощности) для модуля 2, в частности, данных из него. Преимущественно дополнительный интерфейс расположен на модуле 2, будучи пространственно отделен от коммуникационного интерфейса 6.

Адаптивное управления тактируемого РС/РС-преобразователя (субмодуль В) в виде энергопередающего преобразователя

Как уже пояснялось выше, модуль 1 содержит субмодуль B, выполняющий функцию изолирующего преобразователя. Субмодуль B, исходя, например, из корректора коэффициента мощности субмодуля A, питается напряжением постоянного тока (шинным напряжением) V_Bus.

Как поясняется ниже более подробно, субмодуль B содержит тактируемый изолирующий DC/DC-преобразователь. Он поясняется со ссылкой на фиг.2.

На фиг.2 показано, что выходное напряжение субмодуля A (например, корректора коэффициента мощности), а именно шинное напряжение V_Bus, подается к инвертору 14, который может быть выполнен, например, в виде полумостового инвертора с двумя выключателями S1, S2. Управляющие сигналы для тактирования выключателей S1, S2 могут формироваться блоком управления G модуля 1.

К средней точке 29 инвертора 14 подключен резонансный контур 15, здесь в виде последовательного резонансного контура, а именно LLC-резонансного контура. В данном примере резонансный контур 15 содержит первую индуктивность 16, связующий конденсатор 17 и трансформатор 19. К резонансному контуру 15 подключен трансформатор 19 с первичной 20 и вторичной 21 обмотками. Индуктивность 16 может быть интегрирована в трансформатор 19, что более подробно поясняется ниже.

В отношении данного примера следует отметить, что трансформатор 19 изображен в виде эквивалентной схемы. При этом первичная обмотка 20 содержит в действительности индуктивность 18 в виде интегрированной индуктивности рассеяния и главную индуктивность Lm, которая проводит намагничивающий ток.

За трансформатором 19 следует выпрямитель 22, на выходе которого вырабатывается пониженное питающее напряжение 5 постоянного тока для модуля 2 управления лампами. Следовательно, модуль 2 обеспечивает необходимую гальваническую развязку (изоляцию в отношении подаваемого к модулю 1 входного напряжения 9). Выпрямитель 22 может быть выполнен известным образом из двух или четырех диодов, однако вместо этого может быть предусмотрен так называемый «синхронный выпрямитель», содержащий два полевых МОП-транзистора. Этот синхронный выпрямитель выполняет известным образом с помощью обоих полевых МОП-транзисторов полномостовое выпрямление. Следовательно, выпрямитель 22 может быть выполнен активным (с активно включенными элементами, например полевыми МОП-транзисторами) или пассивным (с пассивно включенными элементами, например диодами). Может происходить двух или же только однополупериодное выпрямление. За выпрямителем следует накопительный конденсатор 23. На выходе могут быть предусмотрены также дополнительные фильтрующие элементы, например одна или несколько индуктивностей и/или дополнительные конденсаторы для сглаживания и стабилизации выходного напряжения (питающего напряжения 5 постоянного тока).

В отношении резонансного контура 15, выполненного в данном примере в виде LLC-резонансного контура, следует заметить, что индуктивность 16 необязательно должна быть отдельной деталью. Напротив, эту функцию может выполнять рассеяние первичной обмотки 20 реального трансформатора. Если, тем самым, индуктивность 16 должна быть образована рассеянием первичной обмотки 20 трансформатора 19, то следует обратить внимание на то, чтобы между первичной 20 и вторичной 21 обмотками трансформатора 19 отсутствовала связь. Например, за счет соответствующего расстояния между первичной 20 и вторичной 21 обмотками трансформатора 19 можно целенаправленно достичь эффекта рассеяния, который функционально позволяет достичь индуктивности 16. Если этого рассеивающего действия недостаточно, то индуктивность 16 предусматривается в виде отдельной детали.

Комбинация инвертора 14 с резонансным контуром 15 и последующим выпрямителем 22 образует, следовательно, изолированный трансформатором 19 DC/DC-преобразователь в виде энергопередающего преобразователя. При этом DC/DC-преобразователь питается стабилизированным постоянным напряжением (шинным напряжением V_Bus), и на его основе на выходе DC/DC-преобразователя вырабатывается питающее напряжение 5 постоянного тока, которое представляет собой также стабилизированное постоянное напряжение, причем оно изолировано от шинного напряжения V_Bus трансформатором 19 и имеет преимущественно другой потенциал.

Этот принцип применяется в других резонансных схемах, например параллельных резонансных схемах или комбинациях из последовательных и параллельных резонансных схем.

Преимущество применения резонансной схемы в таком энергопередающем DC/DC-преобразователе заключается в использовании превышения резонанса, чтобы при номинальной или высокой нагрузке с вторичной стороны обеспечить с как можно малыми потерями коммутацию выключателей S1, S2 инвертора 14. Для этого работают обычно вблизи резонансной частоты резонансного контура или вблизи гармонической составляющей резонанса выходного контура.

Таким образом, выходное напряжение (на накопительном конденсаторе 23) передающего преобразователя является функцией частоты управления выключателями S1, S2 инвертора 14, выполненного здесь, например, в виде полумостового инвертора.

Если на выходе схемы на фиг.2 имеется небольшая нагрузка (т.е. модуль 2 и светодиодные модули F на фиг.1 представляют собой небольшую электрическую нагрузку), то управляющая частота выключателей S1, S2 инвертора 14 становится выше резонансной частоты. С изменением управляющей частоты изменяется также фазовый угол между напряжением и переменным током в средней точке 29 инвертора 14.

При очень высокой нагрузке (например, большой ток через светодиоды) и, тем самым, при работе вблизи резонанса фазовый угол между током и напряжением в средней точке 29 очень маленький. Как уже сказано, при небольшой нагрузке и, тем самым, при работе вдали от резонанса, т.е. когда, например, через светодиодную цепь 8 течет малая мощность, и, тем самым, на вторичной стороне трансформатора 19 не снимается или снимается малая мощность, фазовый угол очень большой (фиг.3с) и может составлять, например, до 50°. В этом состоянии через инвертор 14 продолжают течь токи, приводящие к электрическим потерям, а в светодиодную цепь 8 не течет сколько-нибудь заметная мощность.

Может быть предусмотрено комбинированное регулирование. Оно состоит в том, что для регулируемой величины «выходное напряжение энергопередающего преобразователя» используются две управляющие величины, а именно помимо тактирования, по меньшей мере, одного выключателя S1, S2 инвертора 14 изменение его шинного напряжения V_Bus. Изменение шинного напряжения V_Bus может достигаться, например, за счет соответствующего управления корректором коэффициента мощности субмодуля А.

Дополнительно или в качестве альтернативы можно согласовывать не только шинного напряжения V_Bus за счет соответствующего управления корректором коэффициента мощности субмодуля A. В зависимости от состояния нагрузки или рабочего состояния корректор коэффициента мощности субмодуля A может изменять режим работы либо самостоятельно, либо за счет соответствующего управления, в частности посредством блока управления G. В частности, корректор коэффициента мощности субмодуля A при работе с высокой нагрузкой может работать либо в так называемом пограничном режиме между прерывистым и непрерывным токовыми режимами, либо в непрерывном токовом режиме, а при работе с небольшой нагрузкой или в режиме ожидания - в прерывистом токовом режиме. Однако возможно также, чтобы корректор коэффициента мощности субмодуля A при работе с небольшой нагрузкой или в режиме ожидания (т.е. в режиме работы «импульс-пауза», называемом также «импульсный режим») переходил в так называемый «пакетный режим». При этом питающее напряжение (шинное напряжение V_Bus) продолжает поддерживаться постоянным, однако после определенного числа управляющих импульсов для выключателя или выключателей корректора коэффициента мощности делается более длительная пауза, прежде чем будет приложен следующий «пакет» (импульс) в качестве управляющего сигнала для выключателей корректора коэффициента мощности. При этом пауза между последовательностями импульсов существенно длиннее, т.е., например, по меньшей мере, вдвое больше суммы продолжительностей включения выключателей корректора коэффициента мощности.

Следовательно, имеет место комбинированная концепция регулирования, при которой в зависимости от восприятия нагрузки сигналом обратной связи, который непосредственно или косвенно отражает это восприятие нагрузки, комбинируются названные управляющие величины.

Другая возможность заключается в том, чтобы в управляющей величине «частота выключателей» при неизменной частоте увеличить время запаздывания между продолжительностями включения выключателей S1, S2 инвертора 14. Следовательно, повышение частоты создания мощности можно повысить до максимально допустимой управляющей частоты выключателей S1, S2 инвертора 14. При этой максимально допустимой частоте (соответствующей максимально допустимому фазовому углу) вторая управляющая величина используется для дальнейшего уменьшения потребления мощности, а именно увеличение времени запаздывания между продолжительностями включения выключателей S1, S2.

Другая возможность заключается в том, чтобы при неизменной частоте изменить отношение продолжительности включения выключателей S1, S2 инвертора 14 к продолжительности их выключения (т.е. отношение включения). Преимущественно отношение включения уменьшается с уменьшением нагрузки. Следовательно, уменьшение частоты создания мощности можно повысить до максимально допустимой управляющей частоты выключателей S1, S2 инвертора 14. При этой максимально допустимой частоте (соответствующей максимально допустимому фазовому углу) вторая управляющая величина используется для дальнейшего уменьшения потребления мощности, а именно изменение продолжительности включения выключателей S1, S2 (при неизменной частоте).

Другой возможностью ввода дополнительной управляющей величины является ввод так называемого пакетного режима (называемого режимом работы «импульс-пауза» или также импульсным режимом) (фиг.3а). При этом питающее напряжение (шинное напряжение V_Bus) поддерживается постоянным, однако, по меньшей мере, тогда, когда управляющая частота достигает максимально допустимого значения, а для уменьшения создания нагрузки частота больше не повышается. Напротив, после определенного числа управляющих импульсов для обоих выключателей S1, S2 (при этом число больше 1) делается более длительная пауза, прежде чем будет приложен следующий «пакет» (импульс) в качестве управляющего сигнала для выключателей S1, S2. При этом пауза между последовательностями импульсов существенно длиннее, т.е., например, по меньшей мере, вдвое больше суммы продолжительностей включения выключателей S1, S2.

В этом пакетном режиме, в котором управляющая величина является длительностью времени запаздывания между двумя продолжительностями импульсов, возникнет, разумеется, определенная «пульсация» напряжения на выходной стороне, т.е. на накопительном конденсаторе 23 (фиг.3d). Согласно изобретению, может быть предусмотрено, что на заданное значение задан допустимый диапазон пульсации напряжения на накопительном конденсаторе 23. Если напряжение после определенного числа импульсов последовательности импульсов (пакета) достигает верхнего предельного значения диапазона пульсации, то делается более длительная пауза между ними. Во время этой паузы в пакетном режиме работы напряжение на накопительном конденсаторе 23 тогда падает, пока не достигнет нижнего предельного значения диапазона пульсации. По достижении нижнего предельного значения прикладывается следующая последовательность импульсов, так что это возрастание и падение напряжения (пульсация) на накопительном конденсаторе 23 циклически повторяется. Следовательно, имеет место гистерезисное регулирование. Пакеты (т.е. промежуток времени, в течение которого происходит кратковременное тактирование) могут поддерживаться при этом относительно короткими. Таким образом, можно противодействовать помехам и слышимым шумам. В качестве альтернативы пакеты могут создаваться также с изменяемой частотой повторения и/или продолжительностью. Если субмодуль C выполнен в виде тактируемого источника постоянного тока, то возникающая в пакетном режиме работы пульсация питающего напряжения 5 постоянного тока может компенсироваться за счет соответствующего управления источником постоянного тока. Это может осуществляться, например, посредством регулирующего контура для отре