AT14557U1 - Getaktete Sperrwandlerschaltung - Google Patents

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AT14557U1
AT14557U1 ATGM326/2014U AT3262014U AT14557U1 AT 14557 U1 AT14557 U1 AT 14557U1 AT 3262014 U AT3262014 U AT 3262014U AT 14557 U1 AT14557 U1 AT 14557U1
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switch
flyback converter
control unit
power
voltage
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ATGM326/2014U
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Florian Dipl Ing Fh Moosmann
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Tridonic Gmbh & Co Kg
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Abstract

Es wird eine getaktete Sperrwandlerschaltung, vorzugsweise zur Versorgung einer Leuchtdiode, bereitgestellt, wobei einen Transformator mit einer Primärwicklung (1), welche mit einer Primärseite des Sperrwandlers verbunden ist, und einer Sekundärwicklung (2), welche mit einer Sekundärseite des Sperrwandlers verbunden ist, um elektrische Energie von der Primärseite zu der Sekundärseite zu übertragen, einen mit der Primärseite gekoppelten steuerbaren Schalter (3), und eine Steuereinheit (7) zum Ansteuern des Schalters (3), wobei die Steuereinheit (7) derart ausgestaltet ist, dass sie einen Strom (IS) durch den Schalter (3) und eine Spannung (US) über den Schalter (3) überwacht, wobei die Steuereinheit (7) derart ausgestaltet ist, dass sie eine Leistung (PS) durch das Produkt von Strom (IS) und Spannung (US) bestimmt, wobei die Steuereinheit (7) derart ausgestaltet ist,dass eine Bestimmung der Leistung (PS) zu unterschiedlichen Zeitpunkten eines Schaltvorganges des Schalters (3) stattfindet.

Description

Beschreibung
GETAKTETE SPERRWANDLERSCHALTUNG
[0001] Die Erfindung betrifft eine getaktete Sperrwandlerschaltung gemäß dem Oberbegriff desAnspruchs 1 und ein Verfahren zum Schalten einer getakteten Sperrwandlerschaltung gemäßdem Oberbegriff des Anspruchs 7.
TECHNISCHES GEBIET
[0002] Halbleiterlichtquellen wie beispielsweise Leuchtdioden sind während der letzten Jahrefür Beleuchtungsanwendungen zunehmend interessant geworden. Der Grund dafür liegt unteranderem darin, dass entscheidende technische Innovationen und große Fortschritte sowohl beider Helligkeit als auch bei der Lichteffizienz (Lichtleistung pro Watt) dieser Lichtquellen erzieltwerden konnten.
[0003] Nicht zuletzt durch die vergleichsweise lange Lebensdauer konnten sich Leuchtdiodenzu einer attraktiven Alternative zu herkömmlichen Lichtquellen wie Glüh- oder Gasentladungs¬lampen entwickeln.
STAND DER TECHNIK
[0004] Halbleiterlichtquellen sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt und werdenim Folgenden als LED (light-emitting-diode) abgekürzt. Dieser Begriff soll im Folgenden sowohlLeuchtdioden aus anorganischen Materialien als auch Leuchtdioden aus organischen Materia¬lien umfassen. Es ist bekannt, dass die Lichtabstrahlung von LEDs mit dem Stromfluss durchdie LEDs korreliert.
[0005] Zur Helligkeitsregelung werden LEDs daher grundsätzlich in einem Modus betrieben, indem der Stromfluss durch die LED geregelt wird.
[0006] In der Praxis werden zur Ansteuerung einer Anordnung von einer oder mehrerer LEDsvorzugsweise Schaltregler, beispielsweise Tiefsetzsteller (Step-Down, Sperrwandler oder BuckConverter) verwendet.
[0007] Der Schaltregler muss dabei vor Überhitzung bzw. Überlastung geschützt werden.
[0008] Bei hohen Temperaturen können vor allem die Halbleiterbauteile beschädigt oder zer¬stört werden.
[0009] Die Situation verschärft sich zudem, wenn gleichzeitig eine hohe Umgebungstemperaturder Schaltung bzw. des Betriebsgerätes/Vorschaltgerätes zum Betrieb des Leuchtmittelsherrscht.
[0010] Die vorliegende Erfindung stellt daher eine Schaltung bereit, die dieser Situation Rech¬nung trägt und die einer Beschädigung oder Zerstörung der Halbleiterbauteile entgegenwirkt.
[0011] In der EP 2 312 912 A2 wird eine Schaltung gezeigt, welche für eine Temperaturrege¬lung einer LED, die eine Veränderung der Lichtstärke der LED abhängig von der Umgebungs¬temperatur erlaubt, ausgelegt ist. Dabei wird eine Temperaturinformation von einem Sensorbereitgestellt.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
[0012] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gegenüber dem Stand der Technikverbesserte getaktete Sperrwandlerschaltung und ein Verfahren das Schalten einer getaktetenSperrwandlerschaltung bereitzustellen, welche auf einfache Art und Weise eine kostengünstigeÜberlast- bzw. Temperaturschutzfunktion bereitstellt.
[0013] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüchegelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.
[0014] Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine getaktete Sperrwandlerschaltung,vorzugsweise zur Versorgung einer Leuchtdiode, umfassend einen Transformator mit einerPrimärwicklung, welche mit einer Primärseite des Sperrwandlers verbunden ist, und einer Se¬kundärwicklung, welche mit einer Sekundärseite des Sperrwandlers verbunden ist, um elektri¬sche Energie von der Primärseite zu der Sekundärseite zu übertragen, einen mit der Primärsei¬te gekoppelten steuerbaren Schalter, und eine Steuereinheit zum Ansteuern des Schalters,wobei die Steuereinheit derart ausgestaltet ist, dass sie einen Strom durch den Schalter undeine Spannung über den Schalter überwacht, wobei die Steuereinheit derart ausgestaltet ist,dass sie eine Leistung durch das Produkt von Strom und Spannung bestimmt, offenbart unddass eine Bestimmung der Leistung zu unterschiedlichen Zeitpunkten bzw. Schaltphasen einesSchaltvorganges des Schalters stattfindet.
[0015] Die Bestimmung der Leistung kann während einer Einschaltphase, einer leitenden Pha¬se und bei einer Ausschaltphase des Schalters erfolgen und die Summe der einzelnen Leistun¬gen eine Gesamtleistung eines Schaltvorganges darstellen.
[0016] Die Gehäusetemperatur des Schalters kann indirekt und/oder direkt bestimmt werden.
[0017] Alternativ kann die Gehäusetemperatur des Schalters mit Hilfe eines Temperatursensorsermittelt werden.
[0018] Die Steuereinheit kann die Sperrschichttemperatur des Schalters aus dem Produkt derGesamtleistung eines Schaltvorganges des Schalters und dem thermischen Widerstand undder Addition der Gehäusetemperatur ermitteln.
[0019] Es kann eine Begrenzung der Einschaltzeit des Schalters oder eine Abschaltung dergetakteten Sperrwandlerschaltung erfolgen, wenn ein Grenzwert der Leistung und/oder derSperrschichttemperatur am Schalter überschritten wird.
[0020] Des Weiteren wird ein Verfahren offenbart zum Schalten einer getakteten Sperrwandler¬schaltung vorzugsweise zur Versorgung einer Leuchtdiode, umfassend einen Transformator miteiner Primärwicklung, welche mit einer Primärseite des Sperrwandlers verbunden ist, und einerSekundärwicklung, welche mit einer Sekundärseite des Sperrwandlers verbunden ist, um elekt¬rische Energie von der Primärseite zu der Sekundärseite zu übertragen, einen mit der Primär¬seite gekoppelten steuerbaren Schalter, und eine Steuereinheit zum Ansteuern des Schalters,wobei die Steuereinheit derart ausgestaltet ist, dass sie einen Strom durch den Schalter undeine Spannung über den Schalter überwacht, wobei die Steuereinheit derart ausgestaltet ist,dass sie eine Leistung durch das Produkt von Strom und Spannung bestimmt und dass eineBestimmung der Leistung zu unterschiedlichen Zeitpunkten bzw. Schaltphasen eines Schalt¬vorganges des Schalters stattfindet.
[0021] Zusätzlich wird ein Verfahren offenbart, welches die Bestimmung der Leistung währendeiner Einschaltphase, einer leitenden Phase und bei einer Ausschaltphase des Schalters be¬schreibt und die Summe der einzelnen Leistungen eine Gesamtleistung eines Schaltvorgangesdarstellt.
[0022] Die Erfindung wird nunmehr auch mit Bezug auf die Figuren beschrieben. Dabei zeigen: [0023] Fig. 1 schematisch eine Betriebsschaltung für LEDs, [0024] Fig. 2 schematisch eine getaktete Sperrwandlerschaltung, [0025] Fig. 3 schematisch eine weitere getaktete Sperrwandlerschaltung, [0026] Fig. 4 schematisch eine weitere getaktete Sperrwandlerschaltung, [0027] Fig. 5 schematisch Strom- und Spannungsverläufe der Sperrwandlerschaltung.
[0028] Fig. 1 zeigt beispielhaft die Anbindung einer getakteten Sperrwandlerschaltung an einelektronisches Vorschaltgerät oder LED Konverter 100. Das elektronische Vorschaltgerät 100umfasst eine Gleichrichterschaltung 20, welche eine eingangsseitige Versorgungsspannung, beispielsweise Netzspannung, gleichrichtet. Die von der Gleichrichterschaltung 20 zur Verfü¬gung gestellte Spannung wird in einer Leistungsfaktorkorrekturschaltung ("Power Factor Cor¬rection") 30 einer Oberwellenfilterung unterzogen und somit geglättet. Mit der Leistungsfaktor¬korrekturschaltung 30 ist eine Wechselrichterschaltung 40 gekoppelt, welche die Zwischen¬kreisspannung oder Busspannung der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 30 in eine für denBetrieb des Leuchtmittels 50 geeignete Ausgangswechselspannung umsetzt. Die getakteteSperrwandlerschaltung kann ebenfalls mit der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 30 gekoppeltsein.
[0029] Alternativ kann die Sperrwandlerschaltung auch direkt nach dem Gleichrichter 20 ange¬ordnet werden und die Funktion der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 30 übernehmen. Beidieser Variante ist keine weitere Leistungsfaktorkorrekturschaltung 30 notwendig.
[0030] Die in Fig. 2 gezeigte getaktete Sperrwandlerschaltung umfasst einen Transformator miteiner Primärwicklung oder Primärspule 1 und einer Sekundärwicklung oder Sekundärspule 2,wobei der Transformator zur Übertragung von elektrischer Energie von einer mit einer Ein¬gangsspannung Vin versorgten Primärseite, welche mit der Primärwicklung 1 verbunden ist, zueiner mit der Sekundärwicklung 2 verbundenen Sekundärseite dient, um an Ausgangsan¬schlüssen eine Ausgangsspannung Vout für das Beheizen der Heizwendel 51 oder eine Be¬triebsspannung für eine LED (nicht gezeigt) zur Verfügung zu stellen. Die Primärseite weisteinen mit der Primärwicklung 1 in Serie geschalteten steuerbaren Leistungsschalter 3 auf,welcher durch einen MOS-Feldeffekttransistor (MOSFET) realisiert werden kann. Grundsätzlichsind jedoch auch andere Ausgestaltungen des Schalters 3 denkbar, wie beispielsweise Bipolar¬transistoren oder BJT-Transistoren. Die Sekundärwicklung 2 des Transformators ist in Serie miteiner Diode 4 geschaltet, welche wiederum mit einem Speicherkondensator 5 gekoppelt ist, derparallel zu den Ausgangsanschlüssen des Sperrwandlers angeordnet ist und die Ausgangs¬spannung Vout bereitstellt.
[0031] Alternativ kann nach der Sperrwandlerschaltung direkt oder indirekt eine weitere Leis¬tungsstufe wie bspw. eine Buckstufe (Tiefsetzstellerstufe) folgen, welche dazu eingerichtet ist,eine LED bzw. einen LED Strang optimiert zu versorgen.
[0032] Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist lediglich eine Sekundärwicklung 2 zumHeizen einer Wendel 51 oder zur Versorgung einer LED bzw. LED Strang vorgesehen. Mit derPrimärwicklung 1 können jedoch auch zwei oder mehr Sekundärwicklungen mit entsprechen¬den sekundären Heizkreisen bzw. Versorgungskreisen vorgesehen sein, wobei jeder diesersekundären Heizkreise bzw. Versorgungskreise ähnlich zu dem in Fig. 2 gezeigten sekundärenHeizkreis ausgestaltet und mit einer entsprechenden Wendel oder LED verbunden sein kann,so dass die in Fig. 2 gezeigte Heizschaltung bzw. Versorgungsschaltung ohne weiteres zumHeizen oder betreiben von zwei oder mehr Wendeln oder LEDs bzw. LED Stränge erweitertwerden kann.
[0033] Die Eingangsspannung Vin für die in Fig. 2 gezeigte Sperrwandlerschaltung wird voneiner Spannungsquelle 11 geliefert, wobei diese repräsentativ sowohl für eine als separateKomponente vorgesehene Spannungsquelle als auch für einen Schaltungsabschnitt, aus demdie Spannung Vin abgeleitet ist, sein kann.
[0034] In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, wobei gemäß Fig. 3eine direkte Erfassung der Spannung US mit Hilfe eines parallel zu dem Schalter 3 angeordne¬ten Spannungsteilers erfolgt, welcher Widerstände 12 und 13 umfasst. Die an dem Verbin¬dungspunkt zwischen den Widerständen 12 und 13 auftretende Spannung wird von der Steuer¬einrichtung 7 bzw. Auswertungseinrichtung 8 ausgewertet. Die in Fig. 3 gezeigte direkte Erfas¬sung der Spannung US durch den Spannungsteiler, kann zusätzlich oder alternativ zu derindirekten Erfassung mit Hilfe des Shunt-Widerstands 6 vorgesehen sein.
[0035] Der steuerbare Schalter 3, welcher gemäß Fig. 2 und 3 zwischen die Primärspule 1 undeinen mit Masse verbundenen Shunt-Widerstand 6 geschaltet ist, wird von einer Steuereinheit 7mittels der Treiberschaltung 9 angesteuert, welche diesen durch entsprechende Einstellung der
Gate-Spannung VG des als MOSFET ausgestalteten Schalters 3 zur Taktung des Sperrwand¬lers selektiv mit einer bestimmten Frequenz und Einschaltdauer einschaltet und wieder aus¬schaltet. Ist der Schalter 3 eingeschaltet, fließt über die Primärwicklung 1 und den Schalter 3 einlinear ansteigender Strom IS, so dass elektrische Energie in der Primärwicklung 1 gespeichertwird. Beim Öffnen des Schalters 3 wird in der Sekundärwicklung 2 eine dieser in der Pri¬märwicklung 1 gespeicherten Energie entsprechende Spannung induziert, welche von derDiode 4 gleichgerichtet und von dem Kondensator 5 gefiltert wird, so dass schließlich die andem Kondensator 5 auftretende Spannung als Ausgangsspannung Vout des Sperrwandlersbereitgestellt wird. Die Auswertungseinrichtung 8 kann den Strom IS durch den Schalter 3 überden Shunt Widerstand 6 auswerten.
[0036] In Fig. 4 ist eine weitere schematische Darstellung einer getakteten Sperrwandlerschal¬tung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die in Fig. 4 gezeigtegetaktete Sperrwandlerschaltung umfasst einen Transformator mit einer Primärwicklung oderPrimärspule 1 und einer hier nicht dargestellten Sekundärwicklung oder Sekundärspule 2.
[0037] Der Transformator dient zur Übertragung von elektrischer Energie von einer mit einerEingangsspannung Vin versorgten Primärseite, welche mit der Primärwicklung 1 verbunden ist,zu einer mit der Sekundärwicklung 2 verbundenen Sekundärseite, um an Ausgangsanschlüs¬sen eine Ausgangsspannung Vout beispielsweise für das Beheizen einer Heizwendel oder auchzur Speisung einer LED zur Verfügung zu stellen.
[0038] Die Primärseite weist einen mit der Primärwicklung 1 in Serie geschalteten steuerbarenLeistungsschalter 3 auf, welcher hier durch einen MOS-Feldeffekttransistor (MOSFET) realisiertist. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Ausgestaltungen des Schalters 3 denkbar, wiebeispielsweise Bipo-Iartransistoren oder BJT-Transistoren. Der steuerbare Schalter 3 wird voneiner Steuereinheit 7 angesteuert, welche diesen im Normalbetrieb durch entsprechende Ein¬stellung der Gate-Spannung VG des als MOSFET ausgestalteten Schalters 3 zur Taktung desSperrwandlers selektiv mit einer bestimmten Frequenz und Einschaltdauer einschaltet undwieder ausschaltet.
[0039] In Serie mit dem steuerbaren Schalter 3 ist auch gemäß Fig. 4 ein mit Masse verbunde¬ner Shunt-Widerstand 6 geschaltet. Weiterhin ist zur Messung der Spannung über dem Schalter3 auftretenden Spannung, welche im vorliegenden Beispiel der Drain-Source-Spannung US desals MOSFET ausgebildeten Schalters 3 entspricht, ein Widerstand R1 angeordnet. DieserWiderstand R1 ist mit einem Anschluss mit dem Anschlusspunkt des Schalters 3 an die Pri¬märwicklung 1 verbunden. Der andere Anschluss des Widerstands R1 ist mit einem Messein¬gang der Steuereinheit 7 bzw. der Auswertungseinrichtung 8 verbunden sowie mit einem weite¬ren Widerstand R2. Der weitere Widerstand R2 ist zum einen mit einem Anschluss des Wider¬stands R1 verbunden und zum anderen mit dem Verbindungspunkt von Shunt-Widerstand 6und Schalter 3. Die beiden Widerstände R1 und R2 sind im Vergleich zum Shunt-Widerstand 6relativ hochohmig ausgelegt. In diesem Beispiel erfolgt somit eine direkte Erfassung der Span¬nung US über dem Schalter 3.
[0040] Ist der Schalter 3 eingeschaltet, fließt über die Primärwicklung 1 und den Schalter 3 einlinear ansteigender Strom IS, so dass elektrische Energie in der Primärwicklung 1 gespeichertwird (sie wird aufmagnetisiert). Dieser Stromfluss kann durch Shunt- Widerstand 6 erfasst wer¬den. Der parallel angeordnete Widerstand R1 wird in dieser Phase durch den sehr niederohmi¬gen Schalter 3 überbrückt, solange der Schalter 3 eingeschaltet ist. Beim Öffnen des Schalters3 wird dieser sehr hochohmig, nun kann über den Widerstandsteiler R1, R2 und 6 die über demSchalter 3 abfallende Spannung mittels des Messeingangs Sense durch die Auswertungsein¬richtung 8 erfasst werden.
[0041] Der Vorteil der in der Fig. 4 gezeigten Ausführungsform liegt darin, dass gegenüber derAusführungsform der Fig. 3 statt zwei Pins nur ein Pin der Steuerschaltung 7 benötigt wird.
[0042] In Fig. 5 ist der Verlauf der am Messeingang Sense erfassten Spannung dargestellt. ImUnterschied zu dem in Fig. 3 gezeigten Beispiel ergeben sich während der Ausschaltphase des
Schalters 3 aufgrund der Widerstände R1 und R2 eine höhere Amplitude der Spannung. Beidem Beispiel gemäß Fig. 4 werden die Widerstände R1 und R2 als ohmscher Spannungsteilergenutzt.
[0043] Gemäß der Erfindung kann ein Strom IS durch den Schalter 3 und eine Spannung USüber den Schalter 3 überwacht werden, wie es in den Figuren 3 - 4 erläutert wurde, wobei dieSteuereinheit 7 derart ausgestaltet ist, dass sie eine Leistung PS durch das Produkt von StromIS und Spannung US bestimmt und dass eine Bestimmung der Leistung PS zu unterschiedli¬chen Zeitpunkten bzw. Schaltphasen eines Schaltvorganges des Schalters 3 stattfindet.
[0044] Die Überwachung von US und IS kann dabei gleichzeitig oder alternierend (nacheinan¬der) stattfinden.
[0045] Unter einem Schaltvorgang bzw. Schaltzyklus versteht man, dass Einschalten 500, dieleitende Phase 600 und eine Ausschaltphase 700 des Schalters 3. Nach einem Schaltvorgangbzw. Schaltzyklus erfolgt in der Regel ein weiterer Schaltvorgang bzw. Schaltzyklus, wobeijeder Schaltvorgang bzw. Schaltzyklus gemäß einer selektiven Frequenz und Einschaltdauereinschaltet und wieder ausschaltet.
[0046] Die einzelnen Leistungen der verschiedenen Phasen können aus den Durchschnittswer¬ten oder gemittelten Werten über einem bestimmten Zeitabschnitt von Spannung US und StromIS ermittelt werden.
[0047] Die Bestimmung der Leistung PS kann während einer Einschaltphase 500, einer leiten¬den Phase 600 und einer Ausschaltphase 700 des Schalters 3 erfolgen und die Summe dereinzelnen Leistungen eine Gesamtleistung PG eines Schaltvorganges darstellen. In der Fig. 5werden die einzelnen Phasen des Schalters 3 für eine ideale Schaltung, d.h. ohne parasitäreEffekte dargestellt.
[0048] In der leitenden Phase 600 ist die Spannung US über den Schalter 3 nur wenige Voltgroß, da der Schalter wie ein niederohmiger Widerstand, im Bereich von 1-10 Ohm, wirkt, eineErfassung der Spannung US ist aber durchaus möglich und dadurch auch eine Bestimmung derLeistung während dieser Phase.
[0049] In der Ausschaltphase 700 fließt ein parasitärer Strom IS (nicht dargestellt) durch denSchalter 3, da es beim Ausschalten des Schalters 3 im Stromverlauf IS zu Oszillationsschwin¬gungen, welche durch einen durch die Wickelkapazität und die Induktivität der Primärspule 1gebildeten Schwingkreis hervorgerufen werden, kommen kann. Zusätzlich kann ein sog.„avalanche effect", welcher ein Leiten des Schalters 3 während der Ausschaltphase 700 verur¬sacht, auftreten. Dieser parasitäre Strom und/oder ein möglicher „avalanche effect" erhöhenden Leistungsverbrauch des Schalters 3 und muss daher auch berücksichtigt werden.
[0050] Die Gehäusetemperatur Tc des Schalters 3 kann indirekt und/oder direkt bestimmt wird.Eine direkte Erfassung erfolgt vorzugsweise mit Hilfe eines Temperatursensors (nicht darge¬stellt), welcher sich direkt oder in unmittelbarer Nähe des Schalters 3 befindet.
[0051] Eine indirekte Erfassung der Gehäusetemperatur Tc des Schalters 3 kann durch einentemperaturwiedergebenden elektrischen Parameter ermittelt werden. Dazu kann die SpannungUS über den Schalter 3 dementsprechend ausgewertet werden, um auf die GehäusetemperaturTc rückzuschließen. Der Schalterwiderstand des, bzw. der Spannungsabfall US an dem Schal¬ter 3 ist temperaturabhängig und verändert sich bei ansteigender (und natürlich auch bei abfal¬lender) Temperatur Tc. Dieses Verhalten kann folglich durch die Steuereinrichtung 7 bzw. Aus¬wertungseinrichtung 8 erfasst werden. Der Schalterwiderstand des, bzw. der SpannungsabfallUS an dem Schalter 3, der die Temperatur/Temperaturveränderung an dem Schalter 3 wieder¬gibt, wird dann als ein elektrischer Parameter der Steuerschaltung 7 bzw. Auswertungseinrich¬tung 8 zugeführt und durch sie ausgewertet.
[0052] Des Weiteren kann die Steuereinheit 7 die Sperrschichttemperatur Tj des Schalters 3aus dem Produkt der Gesamtleistung PG eines Schaltvorganges des Schalters 3 und demthermischen Widerstand Rthjc, welcher abhängig vom Typ des Schalters 3 ist und als ein kon¬ stanter Wert in einem Speicher (nicht dargestellt) hinterlegt sein kann, und der Addition derGehäusetemperatur Tc ermitteln.
[0053] Tj = PG · Rthjc + Tc [0054] Wenn ein Grenzwert der Gesamtleistung PG und/oder der Sperrschichttemperatur amSchalter 3 überschritten wird, kann eine Begrenzung der Einschaltzeit des Schalters 3 oder eineAbschaltung der getakteten Sperrwandlerschaltung erfolgen, um eine weitere Erwärmung desSchalters 3 entgegenzuwirken.
[0055] Wenn die ermittelte Temperatur Tj oder die ermittelte Leistung PG einen vorgegebenenSchwellwert über- oder unterschreitet, kann die Steuereinrichtung 7 z.B. einen Dimmpegel derGasentladungslampe oder LED ändern, beispielsweise verringern. Eine Unterschreitung einesGrenzwertes kann beispielsweise bei einem defekten Schalter 3 erfolgen. Grundsätzlich wirddie Menge der vom Koppelelement übertragenen Energie verringert. Somit wird unter anderemerreicht, dass ein geringeres Zuheizen bzw. Versorgen der LED, also eine verminderte Übertra¬gung von Heizenergie bzw. Betriebsleistung von der Primärseite auf die Sekundärseite, erfor¬derlich sein kann. Durch das Verringern des Zuheizens bzw. Versorgen wird einer weiterenErwärmung der getakteten Sperrwandlerschaltung und insbesondere einerweiteren Erwärmungder Halbleiterbauteile entgegengewirkt.
[0056] Des Weiteren wird erfindungsgemäß ein Verfahren zum Schalten einer getaktetenSperrwandlerschaltung, vorzugsweise zur Versorgung einer Leuchtdiode, offenbart, welcheseinen Transformator mit einer Primärwicklung 1, welche mit einer Primärseite des Sperrwand¬lers verbunden ist, und einer Sekundärwicklung 2, welche mit einer Sekundärseite des Sperr¬wandlers verbunden ist, um elektrische Energie von der Primärseite zu der Sekundärseite zuübertragen, einen mit der Primärseite gekoppelten steuerbaren Schalter 3, und eine Steuerein¬heit 7 zum Ansteuern des Schalters 3, wobei die Steuereinheit 7 derart ausgestaltet ist, dass sieeinen Strom IS durch den Schalter 3 und eine Spannung US über den Schalter 3 überwacht,wobei die Steuereinheit 7 derart ausgestaltet ist, dass sie eine Leistung PS durch das Produktvon Strom IS und Spannung US bestimmt und dass eine Bestimmung der Leistung PS zu un¬terschiedlichen Zeitpunkten bzw. Schaltphasen eines Schaltvorganges des Schalters 3 stattfin¬det, aufweist.
[0057] Zusätzlich wird ein Verfahren offenbart, welches die Bestimmung der Leistung PS wäh¬rend einer Einschaltphase, einer leitenden Phase und bei einer Ausschaltphase des Schalters 3erfolgen kann und die Summe der einzelnen Leistungen eine Gesamtleistung PG eines Schalt¬vorganges darstellen kann.

Claims (8)

  1. Ansprüche 1. Getaktete Sperrwandlerschaltung, vorzugsweise zur Versorgung einer Leuchtdiode, um¬fassend einen Transformator mit einer Primärwicklung (1), welche mit einer Primärseite desSperrwandlers verbunden ist, und einer Sekundärwicklung (2), welche mit einer Sekundär¬seite des Sperrwandlers verbunden ist, um elektrische Energie von der Primärseite zu derSekundärseite zu übertragen, einen mit der Primärseite gekoppelten steuerbaren Schalter (3), undeine Steuereinheit (7) zum Ansteuern des Schalters (3), wobei die Steuereinheit (7) derart ausgestaltet ist, dass sie einen Strom (IS) durch den Schalter (3) und eine Spannung (US) über den Schalter (3) überwacht, wobei die Steuereinheit (7) derart ausgestaltet ist, dass sie eine Leistung (PS) durch das Produkt von Strom (IS) und Spannung (US) bestimmt, dadurch gekennzeichnet, wobei die Steuereinheit (7) derart ausgestaltet ist, dass eine Bestimmung der Leistung(PS) zu unterschiedlichen Zeitpunkten eines Schaltvorganges des Schalters (3) stattfindet.
  2. 2. Getaktete Sperrwandlerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Leistung (PS) während einer Ein¬schaltphase (500), einer leitenden Phase (600) und bei einer Ausschaltphase (700) desSchalters (3) erfolgt und die Summe der einzelnen Leistungen eine Gesamtleistung (PG)eines Schaltvorganges darstellt.
  3. 3. Getaktete Sperrwandlerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gehäusetemperatur (Tc) des Schalters (3) indirektund/oder direkt bestimmt wird.
  4. 4. Getaktete Sperrwandlerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusetemperatur (Tc) des Schalters (3) mit Hilfeeines Temperatursensors ermittelt wird.
  5. 5. Getaktete Sperrwandlerschaltung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (7) die Sperrschichttemperatur (Tj) desSchalters (3) aus dem Produkt der Gesamtleistung (PG) eines Schaltvorganges des Schal¬ters (3) und dem thermischen Widerstand (Rthjc) und der Addition der Gehäusetemperatur(Tc) ermittelt.
  6. 6. Getaktete Sperrwandlerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Begrenzung der Einschaltzeit des Schalters (3) odereine Abschaltung der getakteten Sperrwandlerschaltung erfolgt, wenn ein Grenzwert derLeistung (PG) und/oder der Sperrschichttemperatur am Schalter (3) überschritten wird.
  7. 7. Verfahren zum Schalten einer getakteten Sperrwandlerschaltung, vorzugsweise zur Ver¬sorgung einer Leuchtdiode, umfassend einen Transformator mit einer Primärwicklung (1), welche mit einer Primärseite des Sperr¬wandlers verbunden ist, und einer Sekundärwicklung (2), welche mit einer Sekundärseitedes Sperrwandlers verbunden ist, um elektrische Energie von der Primärseite zu der Se¬kundärseite zu übertragen, einen mit der Primärseite gekoppelten steuerbaren Schalter (3), und eine Steuereinheit (7)zum Ansteuern des Schalters (3), wobei die Steuereinheit (7) derart ausgestaltet ist, dass sie einen Strom (IS) durch den Schalter (3) und eine Spannung (US) über den Schalter (3) überwacht, wobei die Steuereinheit (7) derart ausgestaltet ist, dass sie eine Leistung (PS) durch das Produkt von Strom (IS) und Spannung (US) bestimmt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bestimmung der Leistung (PS) zu unterschiedlichen Zeitpunkten eines Schalt¬vorganges des Schalters (3) stattfindet.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Leistung(PS) während einer Einschaltphase, einer leitenden Phase und bei einer Ausschaltphasedes Schalters (3) erfolgt und die Summe der einzelnen Leistungen eine Gesamtleistung(PG) eines Schaltvorganges darstellt. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
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