[发明专利]升压转换器和用于驱动在升压转换器上的电负载的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种升压转换器，其具有：输入端，其具有第一输入端子和第二输入端子，用于施加输入电压；输出端，其具有第一输出端子和第二输出端子，用于提供输出电压；升压电感线圈；升压二极管，其中升压电感线圈和升压二极管串联地耦合在第一输入端子和第一输出端子之间；升压开关，其耦合在一方面为升压电感线圈和升压二极管的连接点与另一方面为第二输入端子之间；升压电容器，其耦合在第一输出端子和第二输出端子之间；控制装置，其设计为在其输出端上提供用于激励升压开关的激励信号，其中控制装置包括在其上耦合有与输出电压相关的信号的第一输入端，其中控制装置包括调节放大器，该调节放大器具有传递函数(Uebertragungsfunktion)，在传递函数在输出电压的期望值的范围中具有非线性。此外，本发明涉及一种用于驱动在这种升压转换器上的电负载的方法。

背景技术

这类升压转换器在EP 0256231B1中公开。这种升压转换器用作功率因数校正(PFC＝Power Factor Correction)的低廉的控制电路。在那里所使用的调节放大器包括具有内部参考电压的分路调节器，为此参见所述的出版物的图2的部件D6。该部件D6例如可以通过STM公司的部件TL 431来实现。一方面，这种部件昂贵，另一方面静态电流消耗相对高。此外，所提及的电路虽然包含对输出端上的过压的保护，然而该保护在几十毫秒的延迟之后才起作用，因为主调节时间常数必须借助C13相应地构建，以保证近似正弦状的电源电流消耗。这对于许多敏感部件而言过长。

最后，用于过压保护的反应阈限不够精确，因为施密特触发器反相器的切换阈限、更确切而言是施密特触发器反相器STb的切换阈限直接用于此。

发明内容

因此，本发明的任务在于，将这类升压转换器或者这类方法改进为使得避免了现有技术的上述缺点。

该任务通过具有权利要求1的特征的升压转换器以及通过具有权利要求8的特征的方法来解决。

本发明基于如下认识：当将电流反射镜用作调节放大器的基本结构时，上述任务得以解决。于是，调节放大器的所需要的功能可以通过电流反射镜的合适的布线来产生。这在于提供传递函数，其在输出电压的期望值的范围中具有非线性。当输出电压超过预给定的阈值时，通过该非线性可以将首先在预给定的接通持续时间中工作的升压开关较早地关断。由此，可以将输出电压保持在预给定的值上。

由此，调节升压转换器的接通持续时间，其必须在电源半波上近似恒定，用于实现功率因数校正。电流反射镜(尤其在双极实现形式的情况下)可以相对低廉地获得并且从几十微安起就已经可靠地工作。

控制装置优选地包括第一反相器、第二反相器和第三反相器，其中第一反相器的输入端与升压电感线圈和升压二极管的连接点耦合，其中第二反相器的输入端一方面与第一反相器的输出端耦合并且另一方面与调节放大器的输出端耦合，其中第三反相器的输入端与第二反相器的输出端耦合，其中第三反相器的输出端与控制装置的输出端耦合。该结构基本上在所提及的EP 0256231A2中公开，然而其在本发明的范围中(见下文)能够实现不同的有利改进方案。

优选地，电流反射镜包括输入晶体管和输出晶体管，其中在输出晶体管的参考电极和参考电势之间耦合有辅助晶体管，其中辅助晶体管的控制电极与分压器的抽头耦合，分压器耦合在第一输出端子和第二输出端子之间并且包括至少一个第一欧姆电阻器和第一齐纳二极管。通过该第一齐纳二极管在输出电压的期望值的范围中产生所希望的非线性。

可替选地或者附加地，电流反射镜可以具有与第一输出端子耦合的输入端，其中在第一输出端子和电流反射镜的输入端之间耦合有非线性元件(尤其为齐纳二极管)和至少一个欧姆电阻器的串联电路。在该变型方案中，非线性元件、在此尤其为齐纳二极管与以前提及的实施形式不同的方式和方法与电流反射镜连接。在首先提及的实施形式中齐纳二极管可以实施为按标准在1％以下的容差中获得的低电压二极管，而对于其次所提及的实施形式，需要高电压齐纳二极管，其必须可以在实践中承受直至400V的电压。此外，首先提及的实施形式与其次提及的实施形式相比特征在于较小的损耗。