AT13478U1

AT13478U1 - Operating device for a light source

Info

Publication number: AT13478U1
Application number: ATGM233/2012U
Authority: AT
Original assignee: Tridonic Gmbh & Co Kg
Priority date: 2012-05-30
Filing date: 2012-05-30
Publication date: 2014-01-15

Abstract

Zur Leistungsfaktorkorrektur wird eine Induktivität (21) mit einer Eingangsspannung (Vin) versorgt, wobei ein mit der Induktivität (21) gekoppeltes steuerbares Schaltmittel (24) geöffnet und geschlossen wird, um die Induktivität (21) wahlweise zu laden und zu entladen. Eine Steuereinheit (30) ist zum Ansteuern des Schaltmittels (24) vorgesehen. Eine Verzögerungsschaltung (26-29) ist mit der Steuereinheit (30) gekoppelt und eingerichtet, um in wenigstens einem Betriebsmodus der Leistungsfaktorkorrekturschaltung (11) ein Schalten des Schaltmittels (24) in den Ein-Zustand zu verzögernFor power factor correction, an inductance (21) is supplied with an input voltage (Vin), wherein a controllable switching means (24) coupled to the inductance (21) is opened and closed to selectively charge and discharge the inductance (21). A control unit (30) is provided for driving the switching means (24). A delay circuit (26-29) is coupled to the control unit (30) and configured to delay switching of the switching means (24) to the on state in at least one operating mode of the power factor correction circuit (11)

Description

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Beschreibungdescription

BETRIEBSGERÄT FÜR EIN LEUCHTMITTELOPERATING DEVICE FOR A LAMP

[0001] Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Leistungsfaktorkorrektur und ein Verfahren zum Steuern einer solchen Schaltung. Insbesondere betrifft die Erfindung das technische Gebiet der Leistungsfaktorkorrektur für den Einsatz bei Betriebsgeräten für Leuchtmittel.The invention relates to a circuit for power factor correction and a method for controlling such a circuit. In particular, the invention relates to the technical field of power factor correction for use in lighting control gear.

[0002] Eine Leistungsfaktorkorrektur („Power Factor Correction", PFC) wird eingesetzt, um Oberwellenströme in einem Eingangsstrom zu beseitigen bzw. zumindest zu verringern. Oberwellenströme können insbesondere bei nicht-linearen Verbrauchern, wie es beispielsweise Gleichrichter mit nachfolgender Glättung in Netzteilen sind, auftreten, da bei derartigen Verbrauchern der Eingangsstrom trotz der sinusförmigen Eingangsspannung in seiner Phase verschoben und nicht-sinusförmig verzerrt wird. Den dabei auftretenden höherfrequenten Oberschwingungen kann durch eine dem jeweiligen Gerät vorgeschaltete aktive oder getaktete Leistungsfaktorkorrektur-Schaltung entgegengewirkt werden.Power Factor Correction (PFC) is used to eliminate or at least reduce harmonic currents in an input current. Harmonic currents can occur, in particular in the case of non-linear consumers, such as, for example, rectifiers with subsequent smoothing in power supplies, since in such consumers the input current is shifted in phase and distorted in a non-sinusoidal manner despite the sinusoidal input voltage. The occurring higher-frequency harmonics can be counteracted by an active or clocked power factor correction circuit upstream of the respective device.

[0003] Leistungsfaktorkorrekturschaltungen werden auch bei Betriebsgeräten für Leuchtmittel eingesetzt, beispielsweise bei elektronischen Vorschaltgeräten oder LED-Konvertern. Die Verwendung derartiger Schaltungen bei Geräten zum Betreiben von Leuchtmitteln ist wünschenswert oder erforderlich, da Normen die zulässige Rücksendung von Oberwellen in das Versorgungsnetz beschränken.Power factor correction circuits are also used in control gear for bulbs, such as electronic ballasts or LED converters. The use of such circuits in lighting devices is desirable or necessary because standards restrict the allowable return of harmonics to the utility grid.

[0004] Für Leistungsfaktorkorrekturschaltungen wird häufig eine Schaltungstopologie verwendet, die auf der Topologie eines Aufwärtswandlers beruht. Dabei wird eine mit einer gleichgerichteten Wechselspannung versorgte Induktivität oder Spule durch Einschalten und Ausschalten eines steuerbaren Schalters mit Energie geladen bzw. entladen. Der Entladestrom der Induktivität fließt über eine Diode zu einer Ausgangskapazität, so dass am Ausgang eine gegenüber der Eingangsspannung erhöhte Gleichspannung abgegriffen werden kann. Ebenso sind jedoch auch andere Konverterarten in Leistungsfaktorkorrektur-Schaltungen üblich, wie beispielsweise Flyback-Konverter oder Buck-Konverter.Power factor correction circuits often employ a circuit topology based on the topology of a boost converter. In this case, a supplied with a rectified AC voltage inductance or coil is charged or discharged by turning on and off a controllable switch with energy. The discharge current of the inductor flows via a diode to an output capacitance so that a DC voltage which is higher than the input voltage can be tapped at the output. However, other types of converters are also common in power factor correction circuits, such as flyback converters or buck converters.

[0005] Eine derartige Leistungsfaktorkorrekturschaltung kann in verschiedenen Betriebsmodi betrieben werden. Insbesondere ist ein Betrieb mit einem kontinuierlichen Strom durch die zuvor erwähnte Induktivität (so genannter "Continuous Conduction Mode"), ein Betrieb mit einem diskontinuierlichen Induktivitäts- oder Spulenstrom ("Discontinuous Conduction Mode", auch DCM-Betriebsmodus) oder ein Betrieb im Grenzbereich zwischen kontinuierlichem und diskontinuierlichem Strom durch die Induktivität bekannt. Der zuletzt erwähnte Betriebsmodus, der gerade an der Grenze zwischen kontinuierlichem und diskontinuierlichem Betrieb liegt, wird auch als so genannter „Critical Conduction Mode" (CCM-Betriebsmodus) oder "Boundary Conduction Mode" bezeichnet.Such power factor correction circuit can be operated in various modes of operation. In particular, operation with a continuous current through the aforementioned inductor (so-called "Continuous Conduction Mode"), operation with a discontinuous inductor or coil current ("Discontinuous Conduction Mode", also DCM operating mode) or operation in the Limit between continuous and discontinuous current through the inductance known. The last-mentioned mode of operation, which is currently at the border between continuous and discontinuous operation, is also referred to as the so-called "Critical Conduction Mode". (CCM mode of operation) or " Boundary Conduction Mode " designated.

[0006] U m eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung im CCM-Betriebsmodus zu betreiben, kann eine Steuereinheit eingesetzt werden, die an einem Eingang ein Eingangssignal empfängt, das von dem Strom in der Induktivität abhängt. Das Eingangssignal kann beispielsweise induktiv mit einer Detektionswindung erfasst und dem Eingang zugeführt werden. Die Steuereinheit kann so ausgestaltet sein, dass sie basierend auf dem Eingangssignal Nulldurchgänge des Stroms durch die Induktivität erkennt und als Antwort darauf ein Steuersignal aussteuert, um einen neuen Ladevorgang der Induktivität zu beginnen. Die Steuereinheit kann das Signal, das vom Strom durch die Induktivität abhängt, mit einem Schwellenwert vergleichen, um ein erneutes Schalten des Schalters in den Ein-Zustand abhängig von einem Ergebnis des Schwellenwertvergleichs einzuleiten. Entsprechend ausgestaltete Steuereinheiten können in Form von integrierten Halbleiterschaltungen ausgeführt sein.In order to operate a power factor correction circuit in the CCM operating mode, a control unit may be used which receives at an input an input signal which depends on the current in the inductance. The input signal can be detected, for example, inductively with a Detektionswindung and fed to the input. The controller may be configured to detect zero crossings of the current through the inductor based on the input signal and to responsively control a control signal to initiate a new charging of the inductor. The control unit may compare the signal, which depends on the current through the inductance, to a threshold value to initiate a re-switching of the switch to the on state, depending on a result of the threshold comparison. Correspondingly configured control units may be implemented in the form of semiconductor integrated circuits.

[0007] Um die Ausgangsleistung anpassen zu können, kann die Zeitdauer, in der der Schalter jeweils in den Ein-Zustand geschaltet wird und die auch als „Ton-Zeit" bezeichnet wird, angepasst werden. Betriebsgeräte für Leuchtmittel sollen für zunehmend größere Leistungsbereiche verwendbar sein. Bei herkömmlichen Leistungsfaktorkorrekturschaltungen, bei denen die Steu- 1/20 ästerreidBsd!« pitwiarot AT 13 478 U1 2014-01-15 ereinheit bei einem Nulldurchgang des Stroms durch die Induktivität den Schalter erneut schaltet, kann die Bereitstellung von Ausgangsleistungen, die klein im Vergleich zur maximalen Ausgangsleistung sind, mit Schwierigkeiten verbunden sein. Beispielsweise kann die Ton-Zeit nicht beliebig verkürzt werden. Es kann zu einem unerwünschten Übergang in einen so genannten „Burst"-Modus kommen, bei dem zur Vermeidung unzulässig hoher Ausgangsspannungen die Leistungsfaktorkorrekturschaltung vorübergehend ausgeschaltet bleibt. Die resultierenden Helligkeitsschwankungen in dem Licht, das von dem Leuchtmittel ausgegeben wird, werden als unangenehm empfunden.In order to be able to adjust the output power, the period of time in which the switch is switched to the on state and which is also referred to as "sound time" can be adjusted. is to be adapted. Control gear for lamps should be usable for increasingly larger power ranges. In conventional power factor correction circuits, where the control unit switches the switch again when the current through the inductor passes through zero, the provision of output powers that are small compared to maximum output are difficult. For example, the sound time can not be shortened arbitrarily. There may be an undesirable transition to a so-called "Burst" mode in which the PFC circuit is temporarily disabled to avoid excessively high output voltages. The resulting brightness variations in the light emitted by the light source are perceived as unpleasant.

[0008] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schaltung zur Leistungsfaktorkorrektur bereitzustellen, die das Risiko eines Übergangs in den „Burst"-Modus bei Abgabe kleinerer Leistungen verringert. Insbesondere besteht ein Bedarf an derartigen Vorrichtungen und Verfahren, bei denen eine integrierte Halbleiterschaltung, die zur Durchführung eines Schwellenwertvergleichs und zur Steuerung im CCM-Betriebsmodus eingerichtet ist, als Steuereinheit verwendet werden kann.It is therefore an object of the invention to provide a method and circuit for power factor correction which reduces the risk of transition to the burst mode with lower power output. In particular, there is a need for such devices and methods in which a semiconductor integrated circuit configured to perform threshold comparison and control in the CCM mode of operation may be used as the control unit.

[0009] Die Aufgabe wird durch eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung, ein Betriebsgerät und ein Verfahren mit den in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmalen gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren vorteilhafte und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.The object is achieved by a power factor correction circuit, an operating device and a method having the features specified in the independent claims. The dependent claims define advantageous and preferred embodiments of the invention.

[0010] Bei einer Leistungsfaktorkorrekturschaltung nach Ausführungsbeispielen ist eine Verzögerungsschaltung vorgesehen, die in wenigstens einem Betriebsmodus mit einem Eingang einer Steuereinheit der Leistungsfaktorkorrekturschaltung gekoppelt wird, um ein erneutes Schalten eines steuerbaren Schaltmittels für eine vorgegebene Zeitdauer zu verzögern. Insbesondere kann durch die Verzögerung eine Aus-Zeit des Schaltmittels (auch als „T0rZeit" bezeichnet) realisiert werden, die von einem Strom durch die Induktivität der Leistungsfaktorkorrekturschaltung unabhängig ist. Die Aus-Zeit kann konstant sein. Durch diese Maßnahme kann ein erneutes Laden der Induktivität mit Energie verzögert werden. Dies kann selektiv für kleine Ausgangsleistungen geschehen, beispielsweise wenn eine kleine Last mit einem Ausgang der Leistungsfaktorkorrekturschaltung verbunden ist und/oder wenn basierend auf einem Dimmbe-fehl die Ausgangsleistung eines Betriebsgeräts verringert wird.In a power factor correction circuit according to embodiments, a delay circuit is provided, which is coupled in at least one operating mode with an input of a control unit of the power factor correction circuit to delay a re-switching of a controllable switching means for a predetermined period of time. In particular, the delay may realize an off-time of the switching means (also referred to as "time") which is independent of a current through the inductance of the power factor correction circuit. The off-time can be constant. By this measure, recharging the inductance can be delayed with energy. This may be done selectively for small outputs, for example when a small load is connected to an output of the power factor correction circuit and / or when the output power of an operating device is reduced based on a dimming error.

[0011] Die Verwendung der Verzögerungsschaltung, die mit einem Gate-Knoten des steuerbaren Schaltmittels verbunden sein kann, erlaubt es, eine Steuereinheit, die für einen „Critical Conduction Mode" (CCM-Betriebsmodus) der Leistungsfaktorkorrekturschaltung ausgelegt ist, auch zu verwenden, um eine Steuerung mit konstanter Aus-Zeit des Schaltmittels der Leistungsfaktorkorrekturschaltung zu realisieren. Somit kann die Leistungsfaktorkorrekturschaltung in einem Betriebsmodus durch Verwendung der Verzögerungsschaltung auch mit einem diskontinuierlichen Induktivitäts- oder Spulenstrom ("Discontinuous Conduction Mode") betrieben werden, ohne die für einen CCM-Betriebsmodus ausgelegte Steuereinheit hierfür anpassen zu müssen.The use of the delay circuit, which may be connected to a gate node of the controllable switching means, allows a control unit to be used for a "Critical Conduction Mode". (CCM operating mode) of the power factor correction circuit is also designed to use to realize a constant-off-time control of the switching means of the power factor correction circuit. Thus, in one mode of operation, by using the delay circuit, the power factor correction circuit may also be operated with a discontinuous conduction mode (") current without having to adjust the control unit designed for a CCM mode of operation therefor.

[0012] Die Steuereinheit kann als integrierte Halbleiterschaltung, insbesondere als anwendungsspezifische integrierte Halbleiterschaltung (ASIC - „application specific integrated Circuit") ausgestaltet sein. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, um ein an einem Eingang empfangenes Eingangssignal einem Schwellenwertvergleich zu unterziehen. Die Steuereinheit kann einen entsprechenden Komparator umfassen. Die Steuereinheit kann so eingerichtet sein, dass sie abhängig von dem Schwellenwertvergleich ein Steuersignal zum Steuern des Schaltmittels aussteuert, um das Schaltmittel in den Ein-Zustand zu schalten. Die Steuereinheit kann auch so eingerichtet sein, dass sie eine Zeitdauer, während der das Schaltmittel im Ein-Zustand bleibt (Ton-Zeit), abhängig von einer Last am Ausgang der Leistungsfaktorkorrekturschaltung, einer Ausgangsleistung, dem Betriebszustand (z.B. Ruhemodus oder Betrieb) und/oder einem Dimm-level einstellt.The control unit can be designed as a semiconductor integrated circuit, in particular as an application-specific integrated circuit (ASIC). The control unit may be configured to threshold compare an input signal received at an input. The control unit may comprise a corresponding comparator. The control unit may be arranged to control a control signal for controlling the switching means in response to the threshold comparison to switch the switching means to the on state. The control unit may also be arranged to set a time period during which the switching means remains in the on state (tone time), depending on a load at the output of the power factor correction circuit, an output power, the operating state (eg sleep mode or operation) and / or or a dimming level.

[0013] Eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung nach einem Ausführungsbeispiel umfasst einen Eingangsanschluss zum Empfangen einer Eingangsspannung, eine mit dem Eingangsanschluss gekoppelte Induktivität, ein mit der Induktivität gekoppeltes Schaltmittel, das steuerbar 2/20A power factor correction circuit according to an embodiment comprises an input terminal for receiving an input voltage, an inductance coupled to the input terminal, a switching means coupled to the inductance controllably 2/20

AT13 478U1 2014-01-15 ist, um die Induktivität getaktet zu laden und zu entladen, eine Steuereinheit zum Ansteuern des Schaltmittels und eine Verzögerungsschaltung. Die Steuereinheit weist einen Eingang und einen mit dem Schaltmittel gekoppelten Ausgang zum Ansteuern des Schaltmittels auf und ist eingerichtet, um das Schaltmittel in Abhängigkeit von einem Eingangssignal an dem Eingang von einem Aus-Zustand in einen Ein-Zustand zu schalten. Die Verzögerungsschaltung ist mit der Steuereinheit gekoppelt und eingerichtet, um in wenigstens einem Betriebsmodus der Leistungsfaktorkorrekturschaltung ein Schalten des Schaltmittels in den Ein-Zustand zu verzögern.AT13 478U1 2014-01-15 is to charge and discharge the inductor clocked, a control unit for driving the switching means and a delay circuit. The control unit has an input and an output coupled to the switching means for driving the switching means, and is arranged to switch the switching means to an on state in response to an input signal at the input from an off state. The delay circuit is coupled to the control unit and configured to delay switching of the switching means to the on state in at least one operating mode of the power factor correction circuit.

[0014] Die Verzögerungsschaltung kann insbesondere so eingerichtet sein, dass sie ein erneutes Schalten des Schaltmittels in den Ein-Zustand über den Zeitpunkt hinaus verzögert, an dem ein durch die Induktivität fließender Strom einen Nulldurchgang aufweist. Die Zeitdauer, während der das Schaltmittel im Aus-Zustand bleibt, kann konstant, insbesondere unabhängig vom Strom durch die Induktivität sein, wenn die Verzögerungsschaltung das Eingangssignal der Steuereinheit liefert.In particular, the delay circuit may be arranged to delay re-switching of the switching means to the on state beyond the time at which a current flowing through the inductor has a zero crossing. The period of time during which the switching means remains in the off state may be constant, in particular independent of the current through the inductance, when the delay circuit supplies the input signal of the control unit.

[0015] Die Verzögerungsschaltung kann mit dem Ausgang der Steuereinheit gekoppelt und eingerichtet sein, um in dem wenigstens einen Betriebsmodus das Eingangssignal an den Eingang der Steuereinheit bereitzustellen.The delay circuit may be coupled to the output of the control unit and configured to provide the input signal to the input of the control unit in the at least one operating mode.

[0016] Die Verzögerungsschaltung kann ein RC-Glied oder ein LC-Glied umfassen. Die Verzögerungsschaltung kann mit einem Gate-Knoten des steuerbaren Schaltmittels gekoppelt sein. Eine Kapazität der Verzögerungsschaltung kann aufgeladen werden, während die Steuereinheit am Ausgang ein Steuersignal aussteuert, mit dem das Schaltmittel in den Ein-Zustand geschaltet wird.The delay circuit may comprise an RC element or an LC element. The delay circuit may be coupled to a gate node of the controllable switching means. A capacity of the delay circuit can be charged while the control unit at the output controls a control signal with which the switching means is switched to the on state.

[0017] Ein Verfahren zum Steuern einer Leistungsfaktorkorrekturschaltung nach einem Ausführungsbeispiel umfasst ein Überwachen eines Signals, um abhängig von einem Schwellenwertvergleich des Signals ein Schaltmittel der Leistungsfaktorkorrekturschaltung in den Ein-Zustand zu schalten. In wenigstens einem Betriebsmodus der Leistungsfaktorkorrekturschaltung ist das überwachte Signal ein von einer Verzögerungsschaltung bereitgestelltes Signal, um das Schaltmittel jeweils nach einer vorgegebenen Zeitdauer wieder in den Ein-Zustand zu schalten.A method of controlling a power factor correction circuit according to an embodiment comprises monitoring a signal to switch a switching means of the power factor correction circuit to the on state in response to a threshold comparison of the signal. In at least one mode of operation of the power factor correction circuit, the monitored signal is a signal provided by a delay circuit for switching the switching means back to the on state after a predetermined period of time.

[0018] Die Leistungsfaktorkorrekturschaltung und das Verfahren können so ausgestaltet sein, dass wahlweise ein Betrieb im CCM-Betriebsmodus oder ein Betrieb mit konstanter T0rZeit erfolgen kann. Ein Umschalten zwischen den beiden Betriebsmodi kann von einer weiteren Steuereinheit kontrolliert werden. Dazu kann die weitere Steuereinheit beispielsweise durch eines weiteren steuerbares Schaltmittel steuern. Das weitere steuerbare Schaltmittel kann zwischen die Verzögerungsschaltung und den Eingang der Steuereinheit geschaltet sein.The power factor correction circuit and the method may be configured such that either operation in the CCM operation mode or constant time operation can be performed. Switching between the two operating modes can be controlled by another control unit. For this purpose, the further control unit can control, for example, by a further controllable switching means. The further controllable switching means may be connected between the delay circuit and the input of the control unit.

[0019] Das weitere steuerbare Schaltmittel kann einen ersten Zustand aufweisen, in dem die Verzögerungsschaltung elektrisch leitend mit dem Eingang der Steuereinheit verbunden ist. In diesem ersten Zustand des weiteren steuerbaren Schaltmittels kann beispielsweise eine Spannung an einer Kapazität der Verzögerungsschaltung als Eingangssignal an dem Eingang der Steuereinheit anliegen.The further controllable switching means may have a first state in which the delay circuit is electrically connected to the input of the control unit. In this first state of the further controllable switching means, for example, a voltage applied to a capacitance of the delay circuit as an input signal to the input of the control unit.

[0020] Das weitere steuerbare Schaltmittel kann einen zweiten Zustand aufweisen, in dem über das weitere steuerbare Schaltmittel dem Eingang der Steuereinheit ein Signal zugeführt wird, das von einem durch die Induktivität fließenden Strom abhängt. Dieses Signal kann beispielsweise über eine mit der Induktivität der Leistungsfaktorkorrekturschaltung induktiv gekoppelte weitere Induktivität erfasst werden.The further controllable switching means may have a second state in which via the further controllable switching means, the input of the control unit, a signal is supplied, which depends on a current flowing through the inductor current. This signal can be detected, for example, via a further inductance inductively coupled to the inductance of the power factor correction circuit.

[0021] Die weitere Steuereinheit, die das weitere steuerbare Schaltmittel steuert, kann als integrierte Halbleiterschaltung ausgestaltete sein. Die weitere Steuereinheit kann ein von der Steuereinheit verschiedener ASIC sein.The further control unit which controls the further controllable switching means may be designed as a semiconductor integrated circuit. The further control unit may be an ASIC different from the control unit.

[0022] Die weitere Steuereinheit kann alternativ oder zusätzlich auch eingereichtet, um eine Zeitkonstante der Verzögerungsschaltung einzustellen. Die Verzögerungsschaltung kann ein einstellbares Element umfassen. Dabei kann es sich beispielsweise um einen auf mehrere Widerstandswerte einstellbaren Widerstand und/oder um eine auf mehrere Kapazitätswerte einstellbare Kapazität handeln. Die weitere Steuereinheit kann das einstellbare Element der 3/20 ästerreidBsd!« pitwiarot AT 13 478 U1 2014-01-15The further control unit may alternatively or additionally also be designed to set a time constant of the delay circuit. The delay circuit may comprise an adjustable element. This may be, for example, a resistor which can be set to a plurality of resistance values and / or a capacitance which can be set to a plurality of capacitance values. The further control unit can be the adjustable element of the 3/20 asterreidBsd! «Pitwiarot AT 13 478 U1 2014-01-15

Verzögerungsschaltung einstellen, um eine Dauer der TofrZeit einzustellen.Set the delay circuit to set a duration of TofrZeit.

[0023] Die weitere Steuereinheit kann eingerichtet sein, um das weitere Schaltmittel und/oder das einstellbare Element der Verzögerungsschaltung abhängig von einer Last am Ausgang der Leistungsfaktorkorrekturschaltung zu steuern. Die weitere Steuereinheit kann eingerichtet sein, um das weitere Schaltmittel und/oder das einstellbare Element der Verzögerungsschaltung abhängig von einer Ausgangsleistung der Leistungsfaktorkorrekturschaltung zu steuern. Die weitere Steuereinheit kann eingerichtet sein, um das weitere Schaltmittel und/oder das einstellbare Element der Verzögerungsschaltung abhängig von einem gewünschten Dimmlevel eines Leuchtmittels zu steuern.The further control unit may be configured to control the further switching means and / or the adjustable element of the delay circuit depending on a load at the output of the power factor correction circuit. The further control unit may be configured to control the further switching means and / or the adjustable element of the delay circuit in dependence on an output power of the power factor correction circuit. The further control unit may be configured to control the further switching means and / or the adjustable element of the delay circuit as a function of a desired dimming level of a lighting means.

[0024] Verfahren und Leistungsfaktorkorrekturschaltungen nach Ausführungsbeispielen können bei einem Betriebsgeräten für ein Leuchtmittel, beispielsweise bei einem elektronischen Vorschaltgerät für ein Fluoreszenzleuchtmittel oder einen LED-Konverter, verwendet werden. Bei dieser Verwendung ermöglichen Ausführungsbeispiele der Erfindung, dass das Risiko, dass eine Fehlerabschaltung erforderlich wird und/oder ein Übergang in einen „Burst"-Modus erfolgt, verringert werden kann.Methods and power factor correction circuits according to embodiments may be used in a lighting apparatus, such as an electronic ballast for a fluorescent lamp or an LED converter. In this use, embodiments of the invention allow the risk of requiring an error shutdown and / or a transition to a "Burst" mode to be reduced.

[0025] Nach weiteren Ausführungsbeispielen wird ein Betriebsgerät für ein Leuchtmittel angegeben, das die Leistungsfaktorkorrekturschaltung nach einem Ausführungsbeispiel umfasst. Das Betriebsgerät kann ein LED-Konverter sein. Das Betriebsgerät kann ein elektronisches Vorschaltgerät sein.According to further embodiments, an operating device for a light source is specified, which includes the power factor correction circuit according to an embodiment. The operating device can be an LED converter. The operating device may be an electronic ballast.

[0026] Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Beleuchtungssystem angegeben, das das Betriebsgerät und ein damit gekoppeltes Leuchtmittel umfasst. Das Leuchtmittel kann ein oder mehrere Leuchtdioden (LEDs) umfassen. Die LEDs können anorganische und/oder organische LEDs umfassen. Die LEDs können in ein LED-Modul integriert sein, das separat von dem Betriebsgerät ausgeführt ist. Das Beleuchtungssystem kann weiterhin eine zentrale Steuerung umfassen, die eingerichtet ist, um Dimmbefehle an das Betriebsgerät zu übermitteln oder vom Betriebsgerät übertragene Signale auszuwerten.According to a further embodiment, an illumination system is specified, which comprises the operating device and a light source coupled thereto. The lighting means may comprise one or more light-emitting diodes (LEDs). The LEDs may include inorganic and / or organic LEDs. The LEDs can be integrated in an LED module that is separate from the operating device. The lighting system may further comprise a central controller, which is configured to transmit dimming commands to the operating device or to evaluate signals transmitted by the operating device.

[0027] Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen erläutert.The invention will be explained below with reference to the drawings based on preferred embodiments.

[0028] FIG. 1 zeigt ein Beleuchtungssystem mit einer Leistungsfaktorkorrekturschaltung nach einem Ausführungsbeispiel.FIG. 1 shows a lighting system having a power factor correction circuit according to an embodiment.

[0029] FIG. 2 zeigt ein Schaltbild einer Leistungsfaktorkorrekturschaltung nach einem Ausfüh rungsbeispiel.FIG. 2 is a circuit diagram of a power factor correction circuit according to an embodiment.

[0030] FIG. 3 zeigt ein Ausgangssignal und Eingangssignal der Steuereinheit einer Leistungs faktorkorrekturschaltung sowie den resultierenden Strom in einem Betriebsmodus mit diskontinuierlichem Strom durch die Induktivität.FIG. 3 shows an output signal and input signal of the control unit of a power factor correction circuit and the resulting current in a discontinuous current mode of operation through the inductance.

[0031] FIG. 4 zeigt ein Schaltbild einer Leistungsfaktorkorrekturschaltung nach einem weite ren Ausführungsbeispiel.FIG. 4 shows a circuit diagram of a power factor correction circuit according to another embodiment.

[0032] FIG. 5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens nach einem Ausführungsbeispiel.FIG. 5 is a flowchart of a method according to an embodiment.

[0033] FIG. 6 zeigt ein Ausgangssignal und Eingangssignal der Steuereinheit einer Leistungs faktorkorrekturschaltung sowie den resultierenden Strom in einem CCM-Betriebsmodus.FIG. 6 shows an output signal and input signal of the control unit of a power factor correction circuit and the resulting current in a CCM operating mode.

[0034] FIG. 7 illustriert Komponenten einer Leistungsfaktorkorrekturschaltung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel.FIG. 7 illustrates components of a power factor correction circuit according to another embodiment.

[0035] FIG. 8 zeigt ein Schaltbild einer Leistungsfaktorkorrekturschaltung nach einem weite ren Ausführungsbeispiel.FIG. 8 shows a circuit diagram of a power factor correction circuit according to another embodiment.

[0036] FIG. 1 zeigt eine Blockdiagrammdarstellung eines Beleuchtungssystems 1, das ein Betriebsgerät 2 für ein Leuchtmittel 3 umfasst. Das Leuchtmittel 3 kann beispielsweise LEDs umfassen. Das Betriebsgerät 2 kann mit einem Bus 4 oder einem Drahtloskommunikationssys- 4/20 ästerreidBsd!« pitwiarot AT 13 478 U1 2014-01-15 tem verbunden sein, um Dimmbefehle zu empfangen und/oder Statusmeldungen auszugeben.FIG. 1 shows a block diagram representation of a lighting system 1, which comprises a lighting device 3 operating device 2. The light-emitting means 3 may comprise LEDs, for example. The operating device 2 can be connected to a bus 4 or a wireless communication system to receive dimming commands and / or to output status messages.

[0037] Das Betriebsgerät 2 kann beispielsweise als elektronisches Vorschaltgerät (EVG) für eine Gasentladungslampe, Leuchtstofflampe oder ein anderes Fluoreszenzleuchtmittel oder als LED-Konverter ausgestaltet sein. Das Betriebsgerät 2 weist einen Gleichrichter 10 zum Gleichrichten einer Versorgungsspannung, beispielsweise der Netzspannung auf. Das Betriebsgerät 2 weist eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung 11. Die Leistungsfaktorkorrekturschaltung 11 stellt eine Ausgangsspannung für nachgeschaltete Komponenten des Betriebsgeräts 2 bereit, die auch als Busspannung Vbus bezeichnet wird. Eine weitere Spannungsumsetzung und/oder Dimmfunktionen können beispielsweise über einen DC/DC-Wandler 12, der als LLC-Resonanz-wandler ausgestaltet sein kann, und/oder einen Ausgangstreiber 13 erreicht werden. Eine Steuereinrichtung 14 kann verschiedene Steuer- oder Regelfunktionen erfüllen, beispielsweise zur Umsetzung von Dimmbefehlen, die über den Bus 4 übertragen werden.The operating device 2 may be configured, for example, as an electronic ballast (ECG) for a gas discharge lamp, fluorescent lamp or other fluorescent illuminant or as an LED converter. The operating device 2 has a rectifier 10 for rectifying a supply voltage, for example the mains voltage. The operating device 2 has a power factor correction circuit 11. The power factor correction circuit 11 provides an output voltage for downstream components of the operating device 2, which is also referred to as bus voltage Vbus. Further voltage conversion and / or dimming functions can be achieved, for example, via a DC / DC converter 12, which may be designed as an LLC resonant converter, and / or an output driver 13. A control device 14 can fulfill various control or regulation functions, for example for the implementation of dimming commands, which are transmitted via the bus 4.

[0038] Die Funktionsweise der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 11 nach Ausführungsbeispielen wird unter Bezugnahme auf FIG. 2-8 ausführlicher beschrieben. Während in FIG. 1 schematisch ein Betriebsgerät dargestellt ist, bei dem die Leistungsfaktorkorrekturschaltung 11 eine Busspannung an andere Komponenten des Betriebsgeräts 2 bereitstellt, kann die Leistungsfaktorkorrekturschaltung nach Ausführungsbeispielen auch als isolierte Leistungsfaktorkorrekturschaltung mit nachgeschalteter Treiberstufe verwendet werden.The operation of the power factor correction circuit 11 according to embodiments will be described with reference to FIG. 2-8 described in more detail. While in FIG. 1 schematically shows an operating device in which the power factor correction circuit 11 provides a bus voltage to other components of the operating device 2, the power factor correction circuit according to embodiments can also be used as an isolated power factor correction circuit with a downstream driver stage.

[0039] FIG. 2 ist ein Schaltbild der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 11 nach einem Ausführungsbeispiel. Eine Versorgungs-Wechselspannung, beispielsweise die Netzspannung, wird von einem (in FIG. 2 nicht dargestellten) Gleichrichter in eine gleichgerichtete Wechselspannung umgesetzt, die als Eingangsspannung Vin zwischen einem Eingangsanschluss der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 11 und Masse anliegt.FIG. 2 is a circuit diagram of the power factor correction circuit 11 according to an embodiment. A supply AC voltage, for example the mains voltage, is converted by a rectifier (not shown in FIG.2) into a rectified AC voltage applied as an input voltage Vin between an input terminal of the power factor correction circuit 11 and ground.

[0040] Die Eingangs-Wechselspannung Vin wird von einem Glättungskondensator 20 gefiltert und einer Induktivität 21 zugeführt, die eine Spule umfassen kann. Die Induktivität 21 ist mit einer Diode 22 zwischen dem Eingangsanschluss und einem Ausgangsanschluss der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 11 in Serie geschaltet. An dem mit einem Ausgangskondensator 23 gekoppelten Ausgangsanschluss wird eine Ausgangs-Gleichspannung Vout bereitgestellt. Die Ausgangs-Gleichspannung Vout dient zur Versorgung einer Last, welcher die Leistungsfaktorkorrekturschaltung 11 vorgeschaltet ist. Bei der Last kann es sich beispielsweise um einen Gleichspannungs-Gleichspannungswandler mit damit verbundenem Leuchtmittel oder ein Betriebsgerät für ein Leuchtmittel handeln.The input AC voltage Vin is filtered by a smoothing capacitor 20 and supplied to an inductor 21, which may comprise a coil. The inductor 21 is connected in series with a diode 22 between the input terminal and an output terminal of the power factor correction circuit 11. At the output terminal coupled to an output capacitor 23, an output DC voltage Vout is provided. The output DC voltage Vout is used to supply a load which is preceded by the power factor correction circuit 11. The load may be, for example, a DC-to-DC converter with an associated lamp or a control gear for a lamp.

[0041] An die Verbindung zwischen der Induktivität 21 und der Diode 22 ist ein steuerbarer Schalter 24 angeschlossen, der als steuerbares Schaltmittel dient. Der steuerbare Schalter 24 kann über einen Shunt-Widerstand 25 mit Masse verbunden sein. Der Schalter 24 ist ein steuerbarer elektronischer Schalter, der ein Leistungsschalter sein kann und der beispielsweise als Feldeffekttransistor (FET), insbesondere als MOSFET, ausgebildet sein kann. Der Schalter 24 wird von einer Steuereinheit 30 der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 11 in den Ein-Zustand und den Aus-Zustand geschaltet. Die Steuereinheit 30 weist einen entsprechenden Ausgang 37 zum Aussteuern eines Steuersignals auf, mit dem beispielsweise die Gatespannung des Schalters 24 kontrolliert werden kann.To the connection between the inductance 21 and the diode 22, a controllable switch 24 is connected, which serves as a controllable switching means. The controllable switch 24 may be connected via a shunt resistor 25 to ground. The switch 24 is a controllable electronic switch, which may be a power switch and may be formed, for example, as a field effect transistor (FET), in particular as a MOSFET. The switch 24 is switched to the on state and the off state by a control unit 30 of the power factor correction circuit 11. The control unit 30 has a corresponding output 37 for controlling a control signal with which, for example, the gate voltage of the switch 24 can be controlled.

[0042] Im eingeschalteten Zustand des Schalters 24 ist die Induktivität 21 über den Schalter 24 mit Masse verbunden, wobei die Diode 22 sperrt, so dass die Induktivität 21 aufgeladen und Energie in der Induktivität 21 gespeichert wird. Ist hingegen der Schalter 24 ausgeschaltet, d.h. offen, ist die Diode 22 leitend, so dass sich die Induktivität 21 über die Diode 22 in den Ausgangskondensator 23 entladen kann und die in der Induktivität 21 gespeicherte Energie in den Ausgangskondensator 23 übertragen wird.In the on state of the switch 24, the inductance 21 is connected via the switch 24 to ground, wherein the diode 22 blocks so that the inductor 21 is charged and energy is stored in the inductor 21. On the other hand, if the switch 24 is turned off, i. open, the diode 22 is conductive, so that the inductor 21 can discharge via the diode 22 in the output capacitor 23 and the energy stored in the inductance 21 is transferred to the output capacitor 23.

[0043] Der Schalter 24 wird von der Steuereinheit 30 angesteuert, die in Form einer integrierten Schaltung, insbesondere als anwendungsspezifische Spezialschaltung (ASIC), ausgestaltet sein kann. Die Leistungsfaktorkorrektur wird durch wiederholtes Ein- und Ausschalten des Schalters 24 erzielt, wobei die Schaltfrequenz für den Schalter 24 viel größer als die Frequenz 5/20The switch 24 is controlled by the control unit 30, which may be configured in the form of an integrated circuit, in particular as an application-specific special circuit (ASIC). The power factor correction is achieved by repeatedly turning on and off the switch 24, the switching frequency for the switch 24 being much larger than the 5/20 frequency

MerrecsiiÄi föt« tarnt AT 13 478 U1 2014-01-15 der gleichgerichteten Eingangs-Wechselspannung Vin ist. Die Leistungsfaktorkorrekturschaltung 11 kann als Boost-Konverter arbeiten. Die Funktionsweise der Steuereinrichtung 30 wird unter Bezugnahme auf FIG. 3-8 noch ausführlich beschrieben.Merrecsiii fet camo AT 13 478 U1 2014-01-15 is the rectified input AC voltage Vin. The power factor correction circuit 11 can operate as a boost converter. The operation of the controller 30 will be described with reference to FIG. 3-8 described in detail.

[0044] Die Steuereinheit 30 weist einen Eingang 35 auf. Abhängig von einem an dem Eingang 35 empfangenen Eingangssignal kann die Steuereinheit 30 den Schalter 24 in den Ein-Zustand schalten. Das an dem Eingang 35 empfangene Eingangssignal bestimmt somit die Aus-Zeit („TorZeit"), d.h. die Zeitdauer, während der der Schalter 24 nach dem Schalten in den Aus-Zustand im Aus-Zustand bleibt, bevor er wieder in den Ein-Zustand geschaltet wird. Die Steuereinheit 30 kann das an dem Eingang 35 empfangene Eingangssignal einem Schwellenwertvergleich unterziehen. Dazu kann die Steuereinheit 30 beispielsweise einen entsprechenden Komparator umfassen. Abhängig von einem Ergebnis des Schwellenwertvergleichs kann die Steuereinheit 30 den Schalter 24 in den Ein-Zustand schalten. Beispielsweise kann die Steuereinheit 30 den Schalter 24 wieder in den Ein-Zustand schalten, wenn das an dem Eingang 35 empfangene Eingangssignal einen Schwellenwert unterschreitet. Die Steuereinheit 30 kann so ausgestaltet sein, dass eine Erkennung eines Nulldurchgangs für das an dem Eingang 35 empfangene Eingangssignal durchgeführt wird. Ein erkannter Nulldurchgang kann ein Schalten des Schalters 24 in den Ein-Zustand auslösen.The control unit 30 has an input 35. Depending on an input signal received at the input 35, the control unit 30 may switch the switch 24 to the on state. The input signal received at input 35 thus determines the off-time ("TorTime"), i. the amount of time the switch 24 remains off after switching to the off state before switching back to the on state. The controller 30 may threshold compare the input signal received at the input 35. For this purpose, the control unit 30 may comprise, for example, a corresponding comparator. Depending on a result of the threshold comparison, the control unit 30 may switch the switch 24 to the on state. For example, the control unit 30 can switch the switch 24 back to the on state when the input signal received at the input 35 falls below a threshold value. The control unit 30 may be configured to perform a zero crossing detection for the input signal received at the input 35. A detected zero crossing may trigger switching of the switch 24 to the on state.

[0045] Die Leistungsfaktorkorrekturschaltung 11 ist so ausgestaltet, dass in wenigstens einem Betriebsmodus ein Schalten des Schalters 24 über den Zeitpunkt hinaus verzögert wird, an dem ein Strom in der Induktivität 21 auf Null abfällt bzw. einen Nulldurchgang aufweist. Dazu kann die Leistungsfaktorkorrekturschaltung 11 eine Verzögerungsschaltung aufweisen, die in dem wenigstens einen Betriebsmodus das Eingangssignal für den Eingang 35 der Steuereinheit 30 bereitstellt. Die Verzögerungsschaltung kann so ausgestaltet sein, dass die Steuereinheit 30 in dem wenigstens einen Betriebsmodus den Schalter 24 jeweils nach einer Aus-Zeit, die vom Strom durch die Induktivität 21 unabhängig ist, wieder in den Ein-Zustand schaltet. Die Verzögerungsschaltung kann eine konstante Aus-Zeit verwirklichen. Diese kann so gewählt sein, dass sie länger als die Zeitdauer ist, bei der der Strom durch die Induktivität 21 in dem wenigstens einen Betriebsmodus auf Null abfällt, nachdem der Schalter 24 in den Aus-Zustand geschaltet wurde.The power factor correction circuit 11 is designed so that in at least one operating mode, switching of the switch 24 is delayed beyond the time at which a current in the inductance 21 drops to zero or has a zero crossing. For this purpose, the power factor correction circuit 11 may comprise a delay circuit which, in the at least one operating mode, provides the input signal to the input 35 of the control unit 30. The delay circuit may be configured so that the control unit 30 in the at least one operating mode switches the switch 24 back to the on state each time after an off-time, which is independent of the current through the inductance 21. The delay circuit can realize a constant off-time. This may be chosen to be longer than the time that the current through the inductor 21 drops to zero in the at least one mode of operation after the switch 24 is switched to the off state.

[0046] Die Verzögerungsschaltung kann ein RC-Glied mit einer Kapazität 28 und einem Widerstand 29 umfassen. Das RC-Glied kann mit einem Gate-Knoten des Schalters 24 und somit mit dem Ausgang 37 der Steuereinheit 30 gekoppelt sein. Die Steuereinheit 30 kann in dem wenigstens einen Betriebsmodus, in dem eine Steuerung des Schalters 24 mit konstanter Aus-Zeit erfolgt, die über die Kapazität 28 abfallende Spannung als Eingangssignal an dem Eingang 35 empfangen. Der Widerstand 29 und die Kapazität 28 sind so gewählt, dass die Zeitkonstante x=Raus'C des RC-Glieds so festgelegt ist, dass die Spannung an der Kapazität 28 in der gewünschten Aus-Zeit bis auf einen Schwellenwert abfällt, wenn sich die Kapazität 28 über den Widerstand 29 entlädt. Dabei ist RAUS der Widerstandswert des Widerstands 28, über den sich die Kapazität 28 entlädt, wenn der Schalter 24 in den Aus-Zustand geschaltet ist, und C die Kapazität des Kondensators 28. Insbesondere können der Widerstand 29 und die Kapazität 28 so gewählt sein, dass die Zeitkonstante x=RAus'C ausreichend groß ist, dass sich die Kapazität 28 erst dann bis auf den Schwellenwert entlädt, nachdem der Strom durch die Induktivität 21 einen Abfall bis auf im Wesentlichen einen Nullwert aufweist.The delay circuit may comprise an RC element having a capacitance 28 and a resistor 29. The RC element may be coupled to a gate node of the switch 24 and thus to the output 37 of the control unit 30. The control unit 30 may, in the at least one mode of operation in which control of the constant off-time switch 24 occurs, receive the voltage dropped across the capacitance 28 as an input to the input 35. The resistor 29 and the capacitor 28 are selected so that the time constant x = Raus'C of the RC element is set so that the voltage across the capacitor 28 in the desired off-time drops to a threshold value when the capacitance 28 via the resistor 29 discharges. Where RAUS is the resistance of resistor 28 over which capacitor 28 discharges when switch 24 is turned off and C is the capacitance of capacitor 28. In particular, resistor 29 and capacitor 28 may be selected to the time constant x = RAus'C is sufficiently high that the capacitor 28 does not discharge to the threshold value until the current through the inductance 21 has dropped substantially to a zero value.

[0047] Die Kapazität 28 des RC-Glieds kann über eine Diode 26 und einen weiteren Widerstand 27 mit dem Gate des Schalters 24 verbunden sein. Wenn die Steuereinheit 30 den Schalter 24 in den Ein-Zustand schaltet, wird die Kapazität 28 über die Diode 26 und den weiteren Widerstand 27 aufgeladen. Der weitere Widerstand 27 wird so gewählt, dass während der Zeitdauer, in der der Schalter 24 in den Ein-Zustand geschaltet ist, die Kapazität 28 geladen werden kann. Beispielsweise kann der weitere Widerstand 27 so gewählt sein, dass eine Zeitkonstante t'-Rein-C kleiner als die minimale Zeitdauer ist, für die die Steuereinheit 30 den Schalter 24 in den Ein-Zustand schaltet, d.h. kleiner als das Minimum der Ein-Zeit („Ton-Zeit"). Dabei ist Rein der Widerstandswert des Widerstands 27, über den die Kapazität 28 geladen wird, wenn der Schalter 24 in den Ein-Zustand geschaltet ist, und C die Kapazität des Kondensators 28. 6/20 feirrecsise-ts palsiSäsnt AT 13478 U1 2014-01-15 [0048] Die Steuereinheit 30 kann weitere Eingänge aufweisen. Beispielsweise kann ein weiterer Eingang 31 mit einem Spannungsteiler mit Widerständen 63, 64 gekoppelt sein, um die Ausgangsspannung zu erfassen. Ein weiterer Eingang 37 kann mit einem weiteren Spannungsteiler mit Widerständen 61, 62 gekoppelt sein, um die geglättete Eingangsspannung zu erfassen. Die Steuereinheit 30 kann die Dauer der Ein-Zeit („Ton-Zeit") abhängig von der Eingangsspannung und/oder der Ausgangsspannung setzen. Die Dauer der Ein-Zeit kann unabhängig von dem Eingangssignal, das an dem Eingang 35 empfangen wird, bestimmt werden. Das Eingangssignal, das von der Verzögerungsschaltung an dem Eingang 35 bereitgestellt wird, kann von der Steuereinheit 30 zur Bestimmung des Zeitpunkts verwendet werden, an dem der Schalte 24 wieder in den Ein-Zustand geschaltet wird und somit die Aus-Zeit („TofrZeit") festlegen.The capacitance 28 of the RC element may be connected via a diode 26 and a further resistor 27 to the gate of the switch 24. When the control unit 30 switches the switch 24 to the on state, the capacitor 28 is charged via the diode 26 and the further resistor 27. The further resistor 27 is chosen so that during the period in which the switch 24 is switched to the on state, the capacity 28 can be loaded. For example, the further resistor 27 may be selected such that a time constant t'-pure-C is less than the minimum time duration for which the control unit 30 switches the switch 24 to the on state, i. less than the minimum of on-time ("tone-time"). Here, Rein is the resistance of the resistor 27 through which the capacitor 28 is charged when the switch 24 is switched to the on state, and C is the capacitance of the capacitor 28. 6/20 feirrecsise-ts palsiSäsnt AT 13478 U1 2014-01 The control unit 30 may have further inputs. For example, another input 31 may be coupled to a voltage divider with resistors 63, 64 to detect the output voltage. Another input 37 may be coupled to another voltage divider with resistors 61, 62 to detect the smoothed input voltage. The control unit 30 may set the duration of the on-time ("tone-time") depending on the input voltage and / or the output voltage. The duration of the on-time may be determined independently of the input signal received at the input 35. The input signal provided by the delay circuit at the input 35 may be used by the control unit 30 to determine the timing at which the switch 24 is switched back to the on state and thus the off-time ("TofrTime"). establish.

[0049] Durch die Verwendung der Verzögerungsschaltung, die in wenigstens einem Betriebsmodus das Eingangssignal am Eingang 35 der Steuereinheit 30 bereitstellt, kann eine Steuereinheit 30, bei der ein Schwellenwertvergleich des Eingangssignals ein erneutes Schalten des Schalters 24 in den Ein-Zustand auslöst, auch zum Betrieb in einem diskontinuierlichen Betrieb (DCM-Betriebsmodus) verwendet werden. Eine spezifische Anpassung der Steuereinheit 30 zur Verwendung auf für einen DCM-Betriebsmodus ist nicht erforderlich.By the use of the delay circuit, which provides the input signal to the input 35 of the control unit 30 in at least one operating mode, a control unit 30, in which a threshold comparison of the input signal triggers a switch of the switch 24 in the on state, also for Operation in a discontinuous operation (DCM operating mode) can be used. A specific adaptation of the control unit 30 for use in for a DCM operating mode is not required.

[0050] FIG. 3 veranschaulicht die Wirkungsweise der Steuereinheit 30 bei der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 11, wenn die Verzögerungsschaltung das Eingangssignal an den Eingang 35 bereitstellt.FIG. FIG. 3 illustrates the operation of the control unit 30 in the power factor correction circuit 11 when the delay circuit provides the input signal to the input 35.

[0051] Die Steuereinheit 30 gibt über den Ausgang 37 ein Steuersignal Ctrl-S1 zum Steuern des Schalters 24 aus, das bei 71 dargestellt ist. Die Steuereinheit empfängt am Eingang 35 die Spannung an der Kapazität 28 als Eingangssignal 72.The control unit 30 outputs via the output 37 a control signal Ctrl-S1 for controlling the switch 24, which is shown at 71. The control unit receives the voltage at the capacitance 28 as an input signal 72 at the input 35.

[0052] Wenn der Schalter 24 in den Ein-Zustand geschaltet wird, wird die Kapazität 28 geladen. Der weitere Widerstand 27 kann so gewählt sein, dass die Zeitkonstante für den Ladevorgang kleiner ist als eine Ein-Zeit 76 bzw. kleiner als eine durch die Steuereinheit 30 realisierbare minimale Ein-Zeit. Wenn nach der Ein-Zeit 76 der Schalter 24 in den Aus-Zustand geschaltet wird, entlädt sich die Kapazität 28 über den Widerstand 29. Die Steuereinheit vergleicht das Eingangssignal am Eingang 35 mit einem Schwellenwert 74. Auf diese Weise wird ein Zeitpunkt ΤΖχ erkannt, an dem das Eingangssignal 72 den Schwellenwert 74 erreicht. Als Antwort darauf schaltet die Steuereinheit den Schalter 24 wieder in den Ein-Zustand. Die Aus-Zeit 77, d.h. die Zeitdauer, in der der Schalter 24 in den Aus-Zustand geschaltet bleibt, wird durch die Verzögerungsschaltung bestimmt.When the switch 24 is switched to the on state, the capacitance 28 is charged. The further resistor 27 may be chosen such that the time constant for the charging process is less than an on-time 76 or smaller than a minimum on-time that can be realized by the control unit 30. When the switch 24 is switched to the off state after the on-time 76, the capacitor 28 discharges via the resistor 29. The control unit compares the input signal at the input 35 with a threshold value 74. In this way, a time ΤΖχ is detected, where input signal 72 reaches threshold 74. In response, the control unit switches the switch 24 back to the on state. The off-time 77, i. the time period in which the switch 24 remains switched to the off state is determined by the delay circuit.

[0053] Der resultierende Spulenstrom 73 durch die Induktivität 21 steigt an, wenn der Schalter 24 in den Ein-Zustand geschaltet wird, um Energie in der Induktivität 21 zu speichern. Nach dem Ausschalten des Schalters 24 fällt der Spulenstrom bei einer Zeit 75 im Wesentlichen bis auf Null ab. Der Schalter 24 wird jedoch noch nicht unmittelbar bei der Zeit 75, sondern erst nach Ablauf der Aus-Zeit 77 wieder in den Ein-Zustand geschaltet. Das Risiko eines Übergangs in einen so genannten „Burst"-Modus und des Auftretens von unerwünschten Helligkeitsschwankungen kann so verringert werden.The resulting coil current 73 through the inductor 21 increases when the switch 24 is switched to the on state to store energy in the inductor 21. After turning off the switch 24, the coil current drops substantially to zero at a time 75. However, the switch 24 is not yet switched directly to the time 75, but only after expiry of the off-time 77 back to the on state. The risk of a transition into a so-called "Burst" mode and the occurrence of unwanted brightness fluctuations can be reduced.

[0054] Durch die Verzögerungsschaltung, die zur Realisierung eines DCM-Betriebsmodus das Eingangssignal an den Eingang 35 der Steuereinheit 30 bereitstellt, kann eine Aus-Zeit 77 realisiert werden, die vom Nulldurchgang des Spulenstroms unabhängig ist. Die Aus-Zeit 77 kann konstant sein. Die Aus-Zeit 77 kann abhängig von einem Dimmlevel und/oder einer Last eingestellt werden, wie noch ausführlicher beschrieben wird. Dazu kann die Kapazität und/oder der Widerstand des RC-Glieds der Verzögerungsschaltung eingestellt werden.By the delay circuit, which provides the implementation of a DCM operating mode, the input signal to the input 35 of the control unit 30, an off-time 77 can be realized, which is independent of the zero crossing of the coil current. The off-time 77 may be constant. The off-time 77 may be adjusted depending on a dimming level and / or load, as described in more detail below. For this purpose, the capacitance and / or the resistance of the RC element of the delay circuit can be set.

[0055] Eine Verzögerungsschaltung, die mit der Steuereinheit 30 gekoppelt ist, kann auch bei einer Leistungsfaktorkorrekturschaltung verwendet werden, die wahlweise in unterschiedlichen Betriebsmodi betrieben werden kann, wie unter Bezugnahme auf FIG. 4-8 noch näher beschrieben wird. Insbesondere kann ein steuerbares Schaltmittel zwischen der Verzögerungsschaltung und dem Eingang 35 vorgesehen sein, um zwischen unterschiedlichen Betriebsmodi 7/20A delay circuit coupled to the control unit 30 may also be used in a power factor correction circuit which may be selectively operated in different operating modes as described with reference to FIG. 4-8 is described in more detail. In particular, a controllable switching means between the delay circuit and the input 35 may be provided to 7/20 between different modes of operation

iisteirelcNseiei psttüteoit AT 13 478 U1 2014-01-15 umzuschalten.IisteirelcNseiei psttüteoit AT 13 478 U1 2014-01-15 switch.

[0056] FIG. 4 ist ein Schaltbild einer Leistungsfaktorkorrekturschaltung 11 nach einem Ausfüh-rungsbeispiel. Elemente und Einrichtungen, die in Funktion und Ausgestaltung Elementen und Einrichtungen entsprechen, die unter Bezugnahme auf FIG. 1-3 beschrieben wurden, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.FIG. 4 is a circuit diagram of a power factor correction circuit 11 according to an embodiment. Elements and devices corresponding in function and design to elements and devices described with reference to FIG. 1-3 have been described, are denoted by the same reference numerals.

[0057] Die Leistungsfaktorkorrekturschaltung 11 weist ein weiteres steuerbares Schaltmittel 51 auf. Das weitere steuerbare Schaltmittel 51 kann einen oder mehrere Leistungsschalter umfassen. Beispielsweise kann das weitere steuerbare Schaltmittel 51 zwei FETs, insbesondere zwei MOSFETs umfassen, um selektiv entweder die Verzögerungsschaltung oder eine weitere Induktivität 52 mit dem Eingang 35 zu verbinden.The power factor correction circuit 11 has another controllable switching means 51. The further controllable switching means 51 may comprise one or more power switches. For example, the further controllable switching means 51 may comprise two FETs, in particular two MOSFETs, to selectively connect either the delay circuit or a further inductor 52 to the input 35.

[0058] Das weitere steuerbare Schaltmittel 51 kann so gesteuert werden, dass in einem Betriebsmodus der Eingang 35 der Steuereinheit 30 mit der Verzögerungsschaltung elektrisch leitend verbunden ist, so dass die Spannung an der Kapazität 28 als Eingangssignal am Eingang 35 empfangen wird.The further controllable switching means 51 can be controlled so that in an operating mode, the input 35 of the control unit 30 is electrically connected to the delay circuit, so that the voltage at the capacitance 28 is received as an input signal at the input 35.

[0059] Das weitere steuerbare Schaltmittel 51 kann so gesteuert werden, dass in einem weiteren Betriebsmodus dem Eingang 35 ein anderes Signal als Eingangssignal zugeführt wird. Beispielsweise kann in dem weiteren Betriebsmodus dem Eingang 35 ein Signal zugeführt werden, das von dem Spulenstrom der Induktivität 21 abhängt. In dem weiteren Betriebsmodus kann dem Eingang 35 ein Signal zugeführt werden, das eine Ermittlung des Zeitpunkts erlaubt, an dem der Spulestrom einen Nulldurchgang aufweist. Dazu kann wenigstens eine Windung oder eine andere weitere Induktivität 52 verwendet werden, die induktiv mit der Induktivität 21 gekoppelt ist. Die weitere Induktivität 52 kann über einen Widerstand 53 mit dem weiteren steuerbaren Schaltmittel 51 verbunden sein. In dem weiteren Betriebsmodus kann über die weitere Induktivität 52, den Widerstand 53 und das weitere steuerbare Schaltmittel 51 an dem Eingang 35 eine Spannung anliegen, die von einer Zeitableitung des Spulenstroms in der Induktivität 21 abhängt. Ein derartiges Signal erlaubt die Erkennung eines Nulldurchgangs des Spulenstroms.The further controllable switching means 51 can be controlled so that the input 35, a different signal is supplied as an input signal in a further operating mode. For example, in the further operating mode, a signal can be supplied to the input 35, which signal depends on the coil current of the inductance 21. In the further operating mode, a signal can be supplied to the input 35, which allows a determination of the time at which the winding current has a zero crossing. For this purpose, at least one winding or another further inductance 52 can be used, which is inductively coupled to the inductance 21. The further inductor 52 may be connected via a resistor 53 to the further controllable switching means 51. In the further operating mode, a voltage which depends on a time derivation of the coil current in the inductance 21 can be present at the input 35 via the further inductor 52, the resistor 53 and the further controllable switching means 51. Such a signal allows the detection of a zero crossing of the coil current.

[0060] Das weitere steuerbare Schaltmittel 51 kann von einer weiteren Steuereinheit 40 gesteuert werden. Die weitere Steuereinheit 40 kann als integrierte Halbleiterschaltung ausgestaltet sein. Die weitere Steuereinheit 40 kann als weiterer ASIC ausgestaltet sein. Die weitere Steuereinheit 40 kann von der Steuereinheit 30 verschieden sein. Die weitere Steuereinheit 40 kann die Steuereinrichtung 14 des Betriebsgeräts sein, in dem die Leistungsfaktorkorrekturschaltung 11 verwendet wird.The further controllable switching means 51 can be controlled by a further control unit 40. The further control unit 40 can be designed as a semiconductor integrated circuit. The further control unit 40 can be configured as a further ASIC. The further control unit 40 may be different from the control unit 30. The further control unit 40 may be the control device 14 of the operating device in which the power factor correction circuit 11 is used.

[0061] Die weitere Steuereinheit 40 kann ein Auswahlsignal sei über einen Ausgang 41 ausgegeben, um das weitere steuerbare Schaltmittel 51 zu steuern. Beispielsweise kann das Schaltmittel 51 abhängig von einem gewünschten Betriebsmodus so gesteuert werden, dass wahlweise ein Signal, das von dem Spulenstrom durch die Induktivität 21 abhängt, oder ein Signal, das von der Spannung an der Kapazität 28 abhängt, als Eingangssignal am Eingang 35 der Steuereinheit 30 anliegt. Die Steuereinheit 30 kann das Eingangssignal am Eingang 35 jeweils auf dieselbe Weise verarbeiten, unabhängig davon, wie das weitere steuerbare Schaltmittel 51 gerade angesteuert wird. Insbesondere kann die Steuereinheit 30 das Eingangssignal am Eingang 35 einem Schwellenwertvergleich unterziehen und abhängig von dem Schwellenwertvergleich den Schalter 24 in den Ein-Zustand schalten, unabhängig davon, ob das Schaltmittel 51 die weitere Induktivität 52 oder die Kapazität 28 leitend mit dem Eingang 35 verbindet. Auf diese Weise kann durch Steuerung des weiteren steuerbaren Schaltmittels 51 zwischen einem CCM-Betriebsmodus und einem DCM-Betriebsmodus gewechselt werden, ohne dass dazu die Arbeitsweise der Steuereinheit 30 selbst modifiziert werden muss.The further control unit 40 may output a selection signal via an output 41 in order to control the further controllable switching means 51. For example, depending on a desired operating mode, the switching means 51 may be controlled so that either a signal dependent on the coil current through the inductor 21 or a signal dependent on the voltage on the capacitor 28 as an input to the input 35 of the control unit 30 is present. The control unit 30 can process the input signal at the input 35 in the same way, regardless of how the further controllable switching means 51 is currently being driven. In particular, the controller 30 may threshold compare the input signal at input 35 and switch the switch 24 to the on state, depending on the threshold comparison, regardless of whether the switching means 51 conductively couples the further inductor 52 or capacitance 28 to the input 35. In this way, by controlling the further controllable switching means 51, it is possible to switch between a CCM operating mode and a DCM operating mode, without the operation of the control unit 30 itself having to be modified.

[0062] Die weitere Steuereinheit 40 kann das weitere Schaltmittel 51 abhängig von unterschiedlichen Parametern steuern, beispielsweise abhängig von einer Last am Ausgang der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 11 und/oder abhängig von einem Dimmlevel. Ein Dimmlevel kann beispielsweise über einen Stellbefehl, der über den Bus 4 empfangen wird, vorgegeben 8/20 ä^rreldsscses pitwiteist AT13 478U1 2014-01-15 und/oder von dem Betriebsgerät selbst bestimmt werden, beispielsweise zur Realisierung einer Helligkeitsregelung. Die weitere Steuereinheit 40 kann zusätzlich oder alternativ auch ein Element der Verzögerungsschaltung abhängig von der Last und/oder abhängig von dem Dimmle-vel einstellen. Beispielsweise kann der Widerstand 29, über den sich die Kapazität 28 entlädt, einstellbar sein, und die weitere Steuereinheit 40 kann den Widerstand 29 abhängig von der Last am Ausgang der Leistungsfaktorkorrekturschaltung und/oder abhängig von dem Dimmlevel einstellen.The further control unit 40 may control the further switching means 51 depending on different parameters, for example, depending on a load at the output of the power factor correction circuit 11 and / or depending on a Dimmlevel. A dimming level can be determined, for example, by means of an actuating command which is received via the bus 4 and / or by the operating device itself, for example to implement a brightness control. The additional control unit 40 may additionally or alternatively also set an element of the delay circuit as a function of the load and / or depending on the dimming speed. For example, the resistor 29 through which the capacitor 28 discharges may be adjustable, and the further controller 40 may adjust the resistor 29 depending on the load at the output of the power factor correction circuit and / or depending on the dimming level.

[0063] FIG. 5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 80, das von der Leistungsfaktorkorrekturschaltung nach einem Ausführungsbeispiel durchgeführt werden kann.FIG. 5 is a flowchart of a method 80 that may be performed by the power factor correction circuit of one embodiment.

[0064] Bei Schritt 81 werden eine Last und/oder ein Dimmlevel bestimmt. Bei Schritt 82 wird abhängig von der Last am Ausgang der Leistungsfaktorkorrekturschaltung und/oder abhängig von dem Dimmlevel bestimmt, ob die Leistungsfaktorkorrekturschaltung in einem Betriebsmodus betrieben werden soll, bei dem die Aus-Zeit des Schalters 24 konstant sein soll.At step 81, a load and / or a dimming level are determined. At step 82, it is determined, depending on the load on the output of the power factor correction circuit and / or depending on the dimming level, whether the power factor correction circuit is to be operated in an operating mode in which the off-time of the switch 24 is to be constant.

[0065] Das Bestimmen bei Schritt 82 kann so durchgeführt werden, dass ein Betriebsmodus mit konstanter Aus-Zeit aktiviert wird, wenn die Last kleiner als ein Schwellenwert ist. Das Bestimmen bei Schritt 82 kann auch so durchgeführt werden, dass ein Betriebsmodus mit konstanter Aus-Zeit aktiviert wird, wenn der Dimmlevel kleiner als ein Schwellenwert ist.The determination at step 82 may be performed such that a constant-off-time operating mode is activated when the load is less than a threshold. The determination at step 82 may also be made such that a constant-off-time operating mode is activated when the dimming level is less than a threshold.

[0066] Falls bei Schritt 82 ermittelt wird, dass kein Betriebsmodus mit konstanter Aus-Zeit gewählt werden soll, fährt das Verfahren bei Schritt 83 fort. Bei Schritt 83 wird ein von dem Spulenstrom durch die Induktivität 21 abhängiges Eingangssignal an den Eingang 35 bereitgestellt. Es kann ein Betrieb beispielsweise in einem CCM-Betriebsmodus erfolgen. Die Steuereinheit 30 schaltet den Schalter 24 abhängig von dem Eingangssignal, das von dem Spulenstrom abhängt, in den Ein-Zustand.If it is determined at step 82 that no constant off-time mode of operation is to be selected, the method continues at step 83. At step 83, an input signal dependent on the coil current through the inductor 21 is provided to the input 35. For example, it may operate in a CCM mode of operation. The control unit 30 switches the switch 24 to the on state in accordance with the input signal that depends on the coil current.

[0067] Falls bei Schritt 82 ermittelt wird, dass ein Betriebsmodus mit konstanter Aus-Zeit des Schalters 24 gewählt werden soll, fährt das Verfahren bei Schritt 84 fort. Bei Schritt 84 kann ein Element der Verzögerungsschaltung abhängig von der bestimmten Last und/oder abhängig von dem bestimmten Dimmlevel eingestellt werden. Beispielsweise kann der Widerstand 29 und/oder die Kapazität 28 so eingestellt werden, dass eine von der Last und/oder dem Dimmlevel abhängige Zeitkonstante des RC-Glieds erreicht wird.If it is determined at step 82 that a constant off-time operating mode of the switch 24 is to be selected, the method continues at step 84. At step 84, an element of the delay circuit may be adjusted depending on the particular load and / or depending on the particular dimming level. For example, the resistor 29 and / or the capacitance 28 can be adjusted so that a time constant of the RC element which is dependent on the load and / or the dimming level is achieved.

[0068] Falls bei Schritt 82 ermittelt wird, dass ein Betriebsmodus mit konstanter Aus-Zeit des Schalters 24 gewählt werden soll, wird bei Schritt 85 ein Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung als Eingangssignal an den Eingang 35 der Steuereinheit bereitgestellt. Es kann ein Betrieb beispielsweise in einem DCM-Betriebsmodus erfolgen. Die Steuereinheit 30 schaltet den Schalter 24 unabhängig von dem Spulenstrom durch die Induktivität 21 wieder in den Ein-Zustand, nachdem eine durch die Verzögerungsschaltung festgelegte Zeit abgelaufen ist.If it is determined at step 82 that a constant off-time operating mode of the switch 24 is to be selected, at step 85 an output signal of the delay circuit is provided as an input to the input 35 of the control unit. For example, it may operate in a DCM mode of operation. The control unit 30 switches the switch 24 back to the on-state independently of the coil current through the inductance 21 after a time set by the delay circuit has elapsed.

[0069] Sowohl wenn das vom Spulenstrom abhängige Signal bei Schritt 83 der Steuereinheit 30 als Eingangssignal zugeführt wird als auch wenn das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung bei Schritt 85 der Steuereinheit 30 als Eingangssignal zugeführt wird, kann die Steuereinheit 30 das Eingangssignal einem Schwellenwertvergleich unterziehen. Abhängig von dem Schwellenwertvergleich kann der Schalter 24 wieder in den Ein-Zustand geschaltet werden. Der Schwellenwert kann bei Schritt 83 und bei Schritt 85 identisch sein, d.h., das Eingangssignal am Eingang 35 kann sowohl im CCM-Betriebsmodus als auch im DCM-Betriebsmodus mit demselben Schwellenwert verglichen werden, um zu bestimmen, wann der Schalter 24 wieder in den Ein-Zustand geschaltet werden soll.Both when the signal dependent on the coil current is supplied to the control unit 30 as an input signal at step 83 and when the output signal of the delay circuit is supplied as an input signal to the control unit 30 at step 85, the control unit 30 can threshold compare the input signal. Depending on the threshold comparison, the switch 24 may be switched back to the on state. The threshold may be identical at step 83 and at step 85, that is, the input signal at input 35 may be compared to the same threshold both in CCM mode of operation and in DCM mode of operation to determine when switch 24 is again in the on Status should be switched.

[0070] Das Verfahren kann wieder zu Schritt 81 zurückkehren. Bei einer Änderung der Last und/oder des Dimmlevels kann automatisch zwischen den unterschiedlichen Betriebsmodi gewechselt werden. Der Schritt 84 kann weggelassen werden, insbesondere wenn die Verzögerungsschaltung kein einstellbares Element aufweist.The process may return to step 81 again. When changing the load and / or the dimming level can be automatically switched between the different operating modes. Step 84 may be omitted, especially if the delay circuit has no adjustable element.

[0071] FIG. 6 veranschaulicht die Wirkungsweise der Steuereinheit 30 bei der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 11, wenn das Schaltmittel 51 so gesteuert wird, dass der Eingang 35 mit der weiteren Induktivität 52 gekoppelt ist. In diesem Fall ist das Eingangssignal abhängig vom 9/20FIG. 6 illustrates the operation of the control unit 30 in the power factor correction circuit 11 when the switching means 51 is controlled so that the input 35 is coupled to the further inductance 52. In this case, the input signal depends on 9/20

Sförreicfeises AT 13 478 U1 2014-01-15Sförreicfeises AT 13 478 U1 2014-01-15

Spulenstrom durch die Induktivität 21 und erlaubt die Detektion von Nulldurchgängen des Spulenstroms.Coil current through the inductor 21 and allows the detection of zero crossings of the coil current.

[0072] Die Steuereinheit 30 gibt über den Ausgang 37 ein Steuersignals Ctrl-S1 zum Steuern des Schalters 24 aus, das bei 91 dargestellt ist. Die Steuereinheit 30 empfängt am Eingang 35 ein Signal, das von dem Spulenstrom durch die Induktivität 21 abhängt und beispielsweise proportional zu einer Zeitableitung des Spulenstroms durch die Induktivität 21 ist.The control unit 30 outputs via the output 37 a control signal Ctrl-S1 for controlling the switch 24, which is shown at 91. The control unit 30 receives at the input 35 a signal which depends on the coil current through the inductance 21 and is for example proportional to a time derivative of the coil current through the inductance 21.

[0073] Wenn der Schalter 24 in den Ein-Zustand geschaltet wird, steigt der Spulenstrom 93 an. Entsprechend weist das Eingangssignal 92 am Eingang 35 der Steuereinheit 30 einen ersten Wert auf. Wenn nach der Ein-Zeit 96 der Schalter 24 wieder in den Aus-Zustand geschaltet wird, wird Energie aus der Induktivität 21 in den Ausgangskondensator 23 übertragen. Der Spulenstrom 93 sinkt entsprechend ab. Der Abfall des Spulenstroms 93 führt dazu, dass das Eingangssignal 92 am Eingang 35 der Steuereinheit 30 einen zweiten Wert aufweist. Ein Abfall des Spulenstroms auf Null oder einen anderen, kleinen Schwellenwert kann erkannt werden, indem das Eingangssignal 92 mit einem Schwellenwert 94 verglichen wird. Das Erreichen des Schwellenwerts 94 wird als Zeitpunkt Tzx für einen Nulldurchgang erkannt. Als Antwort darauf schaltet die Steuereinheit 30 den Schalter 24 wieder in den Ein-Zustand. Die Aus-Zeit 97, d.h. die Zeitdauer, in der der Schalter 24 in den Aus-Zustand geschaltet bleibt, ist so gewählt, dass ein Betrieb an der Grenze zwischen kontinuierlichem und diskontinuierlichem Stromfluss durch die Induktivität 21 erfolgt.When the switch 24 is switched to the on state, the coil current 93 rises. Accordingly, the input signal 92 at the input 35 of the control unit 30 has a first value. If, after the on-time 96, the switch 24 is again switched to the off state, energy is transferred from the inductance 21 into the output capacitor 23. The coil current 93 decreases accordingly. The drop in the coil current 93 causes the input signal 92 at the input 35 of the control unit 30 has a second value. A fall in coil current to zero or other small threshold can be detected by comparing the input signal 92 to a threshold 94. The reaching of the threshold value 94 is recognized as the time Zzx for a zero crossing. In response, the control unit 30 switches the switch 24 back to the on state. The off-time 97, i. the time period in which the switch 24 remains switched to the off state is selected so that an operation takes place at the boundary between continuous and discontinuous current flow through the inductance 21.

[0074] In dem weiteren Betriebsmodus, in dem die Steuereinheit 30 am Eingang 35 ein Signal empfängt, das von dem Spulenstrom durch die Induktivität 21 abhängt, kann der Betrieb der Leistungsfaktorkorrekturschaltung an unterschiedliche Lasten und/oder Dimmlevel beispielsweise durch Einstellen der Ein-Zeit 96 angepasst werden. Dabei kann bei kleiner werdenden Lasten und/oder kleineren Dimmleveln die Ein-Zeit 96 bis auf einen zulässigen Minimalwert verringert werden. Bei Erreichen des Minimalwerts kann ein Übergang in den DCM-Betriebsmodus eingeleitet werden, indem das weitere Schaltmittel 51 so gesteuert wird, dass die Spannung an der Kapazität 28 als Eingangssignal am Eingang 35 anliegt.In the further mode of operation, in which the control unit 30 at the input 35 receives a signal which depends on the coil current through the inductance 21, the operation of the power factor correction circuit to different loads and / or dimming level, for example by adjusting the on-time 96 be adjusted. In this case, with decreasing loads and / or smaller dimming levels, the on-time 96 can be reduced to a permissible minimum value. Upon reaching the minimum value, a transition to the DCM operating mode can be initiated by the further switching means 51 is controlled so that the voltage applied to the capacitance 28 as an input signal to the input 35.

[0075] In dem Betriebsmodus, in dem die Verzögerungsschaltung das Eingangssignal an den Eingang 35 bereitstellt, kann eine Anpassung an unterschiedliche Lasten und/oder Dimmlevel beispielsweise durch Einstellung eines Elements der Verzögerungsschaltung erfolgen. Beispielsweise kann der Widerstand 29 und/oder die Kapazität 28 eingestellt werden, um die Zeitkonstante des RC-Glieds zu ändern. Die Einstellung des einstellbaren Elements der Verzögerungsschaltung kann ebenfalls durch die weitere Steuereinheit 40 erfolgen, die auch das Schaltmittel 51 steuert.In the operating mode in which the delay circuit provides the input signal to the input 35, adaptation to different loads and / or dimming levels can be made, for example, by setting an element of the delay circuit. For example, the resistor 29 and / or the capacitance 28 can be adjusted to change the time constant of the RC element. The adjustment of the adjustable element of the delay circuit can also be done by the further control unit 40, which also controls the switching means 51.

[0076] FIG. 7 illustriert eine derartige Ausgestaltung von Komponenten der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 11 nach einem Ausführungsbeispiel. Der Widerstand 29 des RC-Glieds ist als einstellbarer Widerstand ausgestaltet. Der Widerstand 29 umfasst ein Widerstandselement 107 und wenigstens eine Reihenschaltung aus Leistungsschalter und Widerstandselement, die zu dem Widerstandselement 107 parallel geschaltet ist. Bei der dargestellten Ausgestaltung des Widerstands 29 sind mehrere über Leistungsschalter 101, 103 und 105 schaltbare Widerstandselemente 102, 104, 106 vorgesehen. Durch Steuern der Leistungsschalter 101, 103 und 105 kann der Widerstand 29 und somit die Zeitkonstante des RC-Glieds aus Kapazität 28 und Widerstand 29 eingestellt werden. Die Leistungsschalter 101, 103 und 105 können als FETs, insbesondere als MOSFETs, ausgestaltet sein.FIG. 7 illustrates such a configuration of components of the power factor correction circuit 11 according to an embodiment. The resistor 29 of the RC element is designed as an adjustable resistor. The resistor 29 comprises a resistance element 107 and at least one series circuit of the power switch and the resistance element, which is connected in parallel with the resistance element 107. In the illustrated embodiment of the resistor 29 a plurality of circuit breakers 101, 103 and 105 switchable resistive elements 102, 104, 106 are provided. By controlling the power switches 101, 103 and 105, the resistor 29 and thus the time constant of the RC element of capacitance 28 and resistor 29 can be adjusted. The power switches 101, 103 and 105 may be configured as FETs, in particular as MOSFETs.

[0077] Die weitere Steuereinheit 40 kann einen Ausgang 42 aufweisen, um die Leistungsschalter 101, 103 und 105 zu steuern. Beispielsweise kann über den Ausgang 42 ein Steuerwort ausgegeben werden, dessen Bitwerte die Zustände für die unterschiedlichen Leistungsschalter 101, 103, 105 angeben. Die weitere Steuereinheit 40 kann die Leistungsschalter 101, 103 und 105 abhängig von der Last am Ausgang der Leistungsfaktorkorrekturschaltung und/oder abhängig vom Dimmlevel steuern, um den Widerstand 29 einzustellen.The further control unit 40 may have an output 42 to control the power switches 101, 103 and 105. For example, a control word whose bit values indicate the states for the different power switches 101, 103, 105 can be output via the output 42. The further control unit 40 may control the power switches 101, 103 and 105 depending on the load at the output of the power factor correction circuit and / or depending on the dimming level to adjust the resistor 29.

[0078] Bei jedem der beschriebenen Ausführungsbeispiele kann die Steuereinheit weitere 10/20 isterreidiiscises jafsüfeMt AT 13 478 U1 2014-01-15In each of the described embodiments, the control unit may be further 10/20 isterreidiiscises jafsüfeMt AT 13 478 U1 2014-01-15

Anschlüsse aufweisen. Dies ist in FIG. 8 dargestellt.Have connections. This is shown in FIG. 8 is shown.

[0079] FIG. 8 ist ein Schaltbild einer Leistungsfaktorkorrekturschaltung 11 nach einem Ausführungsbeispiel. Elemente und Einrichtungen, die in Funktion und Ausgestaltung Elementen und Einrichtungen entsprechen, die unter Bezugnahme auf FIG. 1-7 beschrieben wurden, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.FIG. 8 is a circuit diagram of a power factor correction circuit 11 according to an embodiment. Elements and devices corresponding in function and design to elements and devices described with reference to FIG. 1-7 are denoted by the same reference numerals.

[0080] Die Steuereinheit 30 weist beispielsweise einen Anschluss 36 zur Kopplung an Masse und einen Anschluss 38 zur Kopplung an ein Referenzpotential V2 auf. Ein Kondensator 66 kann zwischen den Anschluss 38 und Masse geschaltet sein. Ein Eingang 34 ist mit einem Knoten zwischen dem Schalter 24 und dem Shunt-Widerstand 25 gekoppelt. Über einen Ausgang 32, der über eine Kapazität 65 mit dem Eingang 31 gekoppelt ist, kann ein Ausgangssignal eines Operationsverstärkers ausgegeben und an den Eingang 31 rückgeführt werden, um eine Integration durchzuführen.The control unit 30 has, for example, a connection 36 for coupling to ground and a connection 38 for coupling to a reference potential V2. A capacitor 66 may be connected between terminal 38 and ground. An input 34 is coupled to a node between the switch 24 and the shunt resistor 25. Via an output 32, which is coupled to the input 31 via a capacitance 65, an output signal of an operational amplifier can be output and fed back to the input 31 in order to perform an integration.

[0081] Die Steuereinheit 30 kann einen Regler umfassen, mit dem die Ein-Zeit des Schalters 24 in dem Betriebszustand, in dem der Eingang 35 mit der weiteren Induktivität 52 verbunden ist, abhängig von der gleichgerichteten Eingangsspannung, die über den Eingang 33 erfasst wird, und der Spannung am Ausgangskondensator 23, die über den Eingang 31 erfasst wird, eingestellt wird. In dem Betriebszustand, in dem das weitere Schaltmittel 51 so gesteuert wird, dass die Spannung an der Kapazität 28 als Eingangssignal am Eingang 35 erfasst wird, kann die Ein-Zeit einen vorgegebenen, festen Wert aufweisen.The control unit 30 may comprise a regulator, with which the on-time of the switch 24 in the operating state in which the input 35 is connected to the further inductance 52, depending on the rectified input voltage, which is detected via the input 33 , and the voltage at the output capacitor 23, which is detected via the input 31, is set. In the operating state in which the further switching means 51 is controlled such that the voltage on the capacitor 28 is detected as an input signal at the input 35, the on-time may have a predetermined, fixed value.

[0082] Während Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben wurden, können Abwandlungen bei weiteren Ausführungsbeispielen realisiert werden. Beispielsweise können die Funktionen der Steuereinheit 30 und der weiteren Steuereinheit 40 auch in einer einzigen integrierten Schaltung kombiniert sein.While embodiments have been described with reference to the figures, modifications may be made in other embodiments. For example, the functions of the control unit 30 and the further control unit 40 may also be combined in a single integrated circuit.

[0083] Während Ausführungsbeispiele beschrieben wurden, bei denen die Verzögerungsschaltung ein RC-Glied umfasst, das mit dem Gate des Schalters der Leistungsfaktorkorrekturschaltung gekoppelt ist, können auch andere Ausgestaltungen der Verzögerungsschaltung gewählt werden, die beispielsweise ein LR-Glied aufweisen. Während Ausführungsbeispiele beschrieben wurden, bei denen der Widerstand des RC-Glieds einstellbar ist, kann alternativ oder zusätzlich auch die Kapazität des RC-Glieds der Verzögerungsschaltung einstellbar sein. Dadurch kann eine Einsteilbarkeit der Aus-Zeit im DCM-Betriebsmodus erreicht werden.While embodiments have been described in which the delay circuit comprises an RC element which is coupled to the gate of the switch of the power factor correction circuit, other embodiments of the delay circuit can be selected, for example, have an LR element. While embodiments have been described in which the resistance of the RC element is adjustable, alternatively or additionally, the capacitance of the RC element of the delay circuit may be adjustable. This makes it possible to achieve an adjustability of the off-time in the DCM operating mode.

[0084] Während Ausführungsbeispiele beschrieben wurden, bei denen dem Eingang der Steuereinheit wahlweise unterschiedliche Signale zugeführt werden können, um ein Umschalten zwischen unterschiedlichen Betriebsmodi zu erlauben, kann eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung mit Verzögerungsschaltung auch ohne eine derartige Umschaltmöglichkeit realisiert werden. Die Verwendung der Verzögerungsschaltung erlaubt dabei einen Betrieb in einem DCM-Betriebsmodus, wobei weiterhin eine Steuereinheit verwendet werden kann, die für einen CCM-Betriebsmodus ausgelegt ist.While embodiments have been described in which the input of the control unit optionally different signals can be supplied to allow switching between different operating modes, a power factor correction circuit with delay circuit can be realized even without such a switching possibility. The use of the delay circuit thereby allows operation in a DCM operating mode, wherein furthermore a control unit designed for a CCM operating mode can be used.

[0085] Verfahren und Vorrichtungen nach Ausführungsbeispielen können bei Betriebsgeräten für Leuchtmittel, beispielsweise bei einem elektronischen Vorschaltgerät oder bei einem LED-Konverter, verwendet werden. 11/20Methods and devices according to embodiments can be used in operating devices for lighting, for example in an electronic ballast or an LED converter. 11/20

Claims

Claims 1. A power factor correction circuit comprising: an input terminal for receiving an input voltage (Vin), an inductor (21) coupled to the input terminal, a switching means (24) coupled to the inductor (21) is controllable to charge and discharge the inductance (21), a control unit (30) for driving the switching means (24), wherein the control unit (30) has an input (35) and an output coupled to the switching means (24) ( 37) for driving the switching means (24) and being arranged to switch the switching means (24) from an off state to an on state in response to an input signal at the input (35), and a delay circuit (26). 29) coupled to the control unit (30) and arranged to delay switching of the switching means (24) to the on state in at least one operating mode of the power factor correction circuit (11).

Power factor correction circuit according to claim 1, wherein the delay circuit (26-29) is coupled to the output (37) of the control unit (30) and is arranged to supply the input signal to the input (35) of the control unit (30) in the at least one operating mode. provide.

A power factor correction circuit according to claim 2, comprising further switching means (51) connected between the delay circuit (26-29) and the input (35) of the control unit (30).

The power factor correction circuit of claim 3, wherein the further switching means (51) is controllable to provide, in the at least one operating mode, an output signal of the delay circuit (26-29) as the input signal to the input (35) of the control unit (30).

A power factor correction circuit according to claim 4, wherein the further switching means (51) is arranged to selectively control, depending on a load on an output of the power factor correction circuit (11) and / or, depending on a dimming level, either the output signal of the delay circuit (26-29). or a signal which depends on a current flowing through the inductance (21), as the input signal to the input (35) of the control unit (30) to provide.

A power factor correction circuit according to any one of the preceding claims, wherein the delay circuit (26-29) comprises an RC element (28, 29).

The power factor correction circuit of claim 6, wherein the RC element (28, 29) comprises an adjustable element (29).

8. power factor correction circuit according to claim 7, wherein the power factor correction circuit (11) comprises a further control unit (40) which is adapted to the adjustable element (29) of the RC element (28, 29) - depending on a load at an output of Power factor correction circuit (11) and / or - set depending on a dimming level. 12/20

AT13 478U1 2014-01-15

The power factor correction circuit of any one of claims 6-8, wherein the switching means (24) comprises a power switch, and wherein the RC element (28, 29) is coupled via a diode (26) to a gate node of the power switch.

A power factor correction circuit according to any one of the preceding claims, wherein the control unit (30) is arranged to switch the switching means (24) to the on state in response to a threshold comparison of the input signal (72; 92).

11. Power factor correction circuit according to one of the preceding claims, wherein the control unit (30) is adapted to switch the switching means (24) in the at least one operating mode in each case after a constant off-time (77) back to the on state.

12. Power factor correction circuit according to one of the preceding claims, wherein the control unit (30) is designed as a semiconductor integrated circuit.

13. operating device for a lighting device, comprising a power factor correction circuit (11) according to one of the preceding claims.

14. Operating device according to claim 13, which is designed as an LED converter.

A method of controlling a power factor correction circuit (11) having an input terminal for receiving an input voltage (Vin), an inductor (21) coupled to the input terminal, and a switching means (24) coupled to the inductance controllable for inductance (21) optionally charging and discharging, wherein a signal (72; 92) is monitored to switch the switching means (24) to the on state in response to a threshold comparison of the signal (72; 92) at least one operating mode of the power factor correction circuit (11), the monitored signal is a signal (72) provided by a delay circuit (26-29) for switching the switching means (24) back to the on state after a predetermined time period (77), respectively.

16. The method of claim 15, wherein in at least one further mode of operation, the monitored signal depends on a current flowing through the inductor, and wherein in the at least one mode of operation, the predetermined period of time after which the switching means is 24) is switched to the on state, is independent of the current flowing through the inductance (21). For this 7 sheets drawings 13/20