AT14758U1 - Treibermodul mit sekundärseitiger Erkennung einer primärseitigen elektrischen Versorgung - Google Patents

Abstract

Treibermodul für den Betrieb wenigstens eines Leuchtmittels (LA), vorzugsweise wenigstens einer LED, mit wenigstens einer elektrisch isolierenden Barriere (B) , die eine ausgehend von einer elektrischen Versorgung versorgbare Primärseite von einer Sekundärseite des Treibermoduls trennt, von der aus vorzugsweise das 10 wenigstens eine Leuchtmittel (LA) versorgbar ist. Es ist lediglich eine sekundärseitige Steuereinheit (SE, SE', SE'', SE''') vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, wenigstens einen eine Amplitude, einen Verlauf oder eine Art der elektrischen Versorgung wiedergebenden elektrischen Parameter sekundärseitig zu erfassen und auszuwerten, und basierend auf dem erfassten elektrischen Parameter die Amplitude, den Verlauf oder die Art der primärseitigen elektrischen Versorgung zu bestimmen.

Description

Beschreibung

TREIBERMODUL MIT SEKUNDÄRSEITIGER ERKENNUNG EINER PRIMÄRSEITIGEN ELEK¬TRISCHEN VERSORGUNG

[0001] Die Erfindung betrifft ein Treibermodul für den Betrieb eines Leuchtmittels, vorzugsweiseeiner LED, das insbesondere eine elektrisch isolierende Barriere zur galvanischen Trennungeiner Primärseite des Treibermoduls von einer Sekundärseite des Treibermoduls aufweist,wobei die Leuchtmittel ausgehend von der Sekundärseite des Treibermoduls versorgbar sind.„Primärseite" ist also der Bereich zwischen der elektrischen Versorgung und der elektrischisolierenden Barriere, während „Sekundärseite" der Bereich zwischen der Barriere und An¬schlüssen für Leuchtmittel ist.

[0002] Für den Einsatz des erfindungsgemäßen Treibermoduls, beispielsweise in Betriebsgerä¬ten für LEDs oder Gasentladungslampen, wie z.B. Notlichtgeräten, dimmbaren LED-Treibernoder anderen Typen von Vorschaltgeräten, ist es wichtig, den Typ einer das Treibermodulversorgenden elektrischen Versorgung zu erkennen. Eine solche Erkennung kann erfolgen, umbeispielsweise eine Änderung der elektrischen Versorgung zu detektieren und abhängig davoneine Betriebsweise des Treibermoduls zu verändern. Dies kann dazu dienen, um z.B. die vondem Treibermodul betriebenen Leuchtmittel von einem ersten Modus in einen zweiten Moduszu schalten, beispielsweise von einem Normalbetriebsmodus in einen Notlichtbetriebsmodusoder umgekehrt. Beispielsweise kann die Helligkeit der von dem Treibermodul betriebenenLeuchtmittel in dem Notlichtbetriebsmodus gegenüber dem Normalbetriebsmodus verringertwerden, beispielsweise durch Absenken der zugeführten Leistung oder des zugeführten Stro¬mes oder durch selektives Deaktivieren von Teilen des Leuchtmittels.

[0003] In bekannten Leuchtmittelbetriebsmodulen ist zur Erkennung der Versorgungsspannungprimärseitig eine Steuerschaltung vorgesehen, die eine elektrische Versorgung erfasst undauswertet. Die primärseitige Steuerschaltung erzeugt einen die Art der elektrischen Versorgungwiedergebenden Parameter und überträgt diesen als elektrisches Signal mittels eines Opto¬kopplers über die elektrisch isolierende Barriere zu einer sekundärseitigen Steuerschaltung.

[0004] Die sekundärseitige Steuerschaltung kann dann entsprechend eine Leistungsregulie-rung/Regelung auf der Sekundärseite durchführen, und insbesondere eine Ausgangsspannungeinstellen, von der ausgehend das Leuchtmittel elektrisch versorgbar ist.

[0005] Bei der elektrisch isolierenden Barriere kann es sich insbesondere um eine SELV-Barriere (Sicherheits-Kleinspannungsbarriere) handeln, die die mit der elektrischen Versorgungversorgte Primärseite (beispielsweise versorgt ausgehend von einem Netzanschluss mit einerNetzspannung/einem Netzstrom) von der Sekundärseite trennt, die vorzugsweise lediglich miteiner Sicherheitskleinspannung (Extra Low Voltage) versorgt ist. Die Versorgung der sekun-därseiter erfolgt durch einen getakteten potentialgetrennten Wandler, der die primärseitigeelektrische Versorgung zu einer für die Sekundärseite spezifizierte Versorgung umsetzt.

[0006] So sind beispielsweise Teile des Moduls, mit denen ein Benutzer direkt in Kontakt kom¬men kann (beispielsweise Anschlüsse für das wenigstens eine Leuchtmittel), mit einer unge¬fährlichen Niedervoltspannung versorgt, während andere Teile des Moduls mit der elektrischenVersorgung versorgt sein können.

[0007] In den bekannten Lösungen ist der Optokoppler vorgesehen, um die galvanische Tren¬nung zwischen der Sekundärseite und der Primärseite nicht zu durchbrechen.

[0008] Weiter ist es bekannt, dass ein die Art der elektrischen Versorgung wiedergebenderParameter primärseitig über ein Spannungsteilnetzwerk/Widerstandsnetzwerk erfasst wird, dasmit der elektrischen Versorgung verbunden ist. Dieses Widerstandsnetzwerk ist dabei in be¬kannten Lösungen insbesondere vor einem Gleichrichter verbunden zwischen Nullleiter undPhasenleiter, um einen direkten Rückschluss auf die Art der elektrischen Versorgung zu erlau¬ben. Mittels des Widerstandsnetzwerks wird dann ein elektrisches Signal erzeugt, das der primärseitigen Steuerschaltung zugeführt werden kann.

[0009] Nachteilig an den bekannten Lösungen ist jedoch, dass zur primärseitigen Erkennungder elektrischen Versorgung eine primärseitige Steuerschaltung vorgesehen sein muss,wodurch die Kosten des Moduls erhöht werden.

[0010] Auch sind für die Rückführung des elektrischen Parameters über die elektrisch isolieren¬de Barriere Optokoppler notwendig, die ebenfalls im Verhältnis zu anderen Schaltungsbauteilenteuer sind.

[0011] Ziel der Erfindung ist es daher, eine Lösung bereitzustellen, die es erlaubt, sowohl dieprimärseitige Steuerschaltung als auch aufwendige und teure Rückführelemente wie beispiels¬weise Optokoppler einzusparen und eine kostengünstige Alternative zu den bekannten Schal¬tungen bereitzustellen.

[0012] Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß den unabhängigenAnsprüchen bereitgestellt. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigenAnsprüche.

[0013] In einem ersten Aspekt wird ein Treibermodul für den Betrieb wenigstens eines Leucht¬mittels bereitgestellt, vorzugsweise wenigstens einer LED, mit wenigstens einer elektrisch isolie¬renden Barriere, die eine ausgehend von einer elektrischen Versorgung versorgbare Primärsei¬te von einer Sekundärseite des Treibermoduls trennt, von der aus vorzugsweise das wenigs¬tens eine Leuchtmittel versorgbar ist.

[0014] Es ist lediglich eine sekundärseitige Steuereinheit vorgesehen, die dazu eingerichtet ist,wenigstens einen eine Amplitude, einen Verlauf oder eine Art der elektrischen Versorgungwiedergebenden elektrischen Parameter sekundärseitig zu erfassen und auszuwerten, undbasierend auf dem erfassten elektrischen Parameter die Amplitude, den Verlauf oder die Art derprimärseitigen elektrischen Versorgung zu bestimmen.

[0015] Der elektrische Parameter kann der sekundärseitigen Steuereinheit über einen dieelektrisch isolierende Barriere überbrückenden Pfad von der Primärseite zuführbar sein, dervorzugsweise wenigstens einen Widerstand aufweist. Dieser überbrückende Pfad kann einpassiver Überbrückungspfad sein.

[0016] Der passive Überbrückungspfad kann der sekundärseitigen Steuereinheit wenigstenseinen eine Amplitude, einen Verlauf oder eine Art der elektrischen Versorgung wiedergebendenelektrischen Parameter zuführen, und weist vorzugsweise zumindest einen Widerstand auf.

[0017] Die sekundärseitige Steuereinheit kann eine/-n bipolare/-n Wechselspannung/Wechsel-strom, insbesondere eine/-n Netzspannung/Netzstrom, eine/-n gleichgerichtete/-n Wechsel-spannung/Wechselstrom oder eine/-n Gleichspannung/Gleichstrom als Art der elektrischenVersorgung bestimmen. Die Bestimmung beinhaltet dabei insbesondere ein Erfassen und Aus¬werten des elektrischen Parameters, bzw. eines elektrischen Signals.

[0018] Die sekundärseitige Steuereinheit kann das wenigstens eine Leuchtmittel abhängig vondem erfassten elektrischen Parameter ansteuern und insbesondre aktivieren und/oder zu deak¬tivieren und/oder in seiner Helligkeit ändern.

[0019] Die sekundärseitige Steuereinheit kann den elektrischen Parameter über den dieelektrisch isolierende Barriere überbrückenden Pfad an einem primärseitigen ersten Span¬nungsteiler erfassen. Der wenigstens eine Widerstand kann mit einem Mittenpunkt des erstenSpannungsteilers verbunden sein.

[0020] Der wenigstens eine Widerstand kann Teil eines Widerstandsnetzwerks, insbesondereTeil eines Spannungsteilernetzes sein.

[0021] Der erste Spannungsteiler kann in dem Treibermodul zwischen einem Phasenleiter undeinem Nullleiter verbunden sein.

[0022] Das Treibermodul kann einen die elektrische Versorgung gleichrichtenden Gleichrichter aufweisen, und der erste Spannungsteiler kann auf der Seite der elektrischen Versorgung desGleichrichters oder auf der Ausgabeseite des Gleichrichters angeordnet sein. Die elektrischeVersorgung kann eine/ein bipolare/-r Wechselspannung/Wechselstrom, insbesondere eine/einNetzspannung/Netzstrom, eine/ein gleichgerichtete/^ Wechselspannung/Wechselstrom odereine/ein Gleichspannung/Gleichstrom sein.

[0023] Der Widerstand kann mit einem zweiten Widerstand verbunden sein und mit diesemWiderstand einen zweiten Spannungsteiler bilden. Der Widerstand kann als potentialhöhererWiderstand einerseits mit dem Mittenpunkt des ersten Spannungsteilers und andererseits mitdem weiteren Widerstand verbunden sein.

[0024] Der weitere Widerstand kann andererseits mit Masse verbunden sein. Der weitere Wi¬derstand kann vorzugsweise die Barriere überbrücken und insbesondere primärseitig odersekundärseitig mit Masse verbunden sein.

[0025] Die sekundärseitige Steuereinheit kann den elektrischen Parameter an einem Mitten¬punkt des zweiten Spannungsteilers erfassen.

[0026] Der elektrische Parameter kann ein von der elektrischen Versorgung abgeleitetes elekt¬risches Signal sein.

[0027] Die elektrische Barriere kann eine Sicherheitskleinspannungsbarriere sein.

[0028] Es kann eine direkte Erfassung auf Basis des von der elektrischen Versorgung abgelei¬teten elektrischen Parameters erfolgen. Eine indirekte Erfassung kann auf Basis eines von einergleichgerichteten elektrischen Versorgung abgeleiteten elektrischen Parameters erfolgen.

[0029] Die sekundärseitige Steuereinheit kann zur indirekten Erfassung eine Taktung einesSchaltelements eines getakteten Wandlers, insbesondere eines Flyback-Wandlers, vorzugswei¬se eine Einschaltzeitdauer und/oder eine Ausschaltzeitdauer des Schaltelements, mittels einersekundärseitigen Detektionswicklung sekundärseitig erfassen.

[0030] In einem weiteren Aspekt wird ein Notlichtgerät mit einem Treibermodul bereitgestellt,wie es vorstehend beschrieben ist. In einem weiteren Aspekt wird ein Betriebsgerät mit einemTreibermodul bereitgestellt, welches in einen Notlichtbetriebsmodus wechseln kann, wie esvorstehend beschrieben ist.

[0031] In noch einem weiteren Aspekt wird eine Leuchte oder Lampe mit einem Treibermodulbereitgestellt, wie es vorstehend beschrieben ist, insbesondere mit einem Notlichtgerät odereinem Vorschaltgerät, welches in einen Notlichtbetriebsmodus wechseln kann, wie es vorste¬hend beschrieben ist.

[0032] In wiederum einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren bereitgestellt zur Bestimmungeines eine Amplitude, einen Verlauf oder eine Art der elektrischen Versorgung anzeigendenelektrischen Parameters in einem Treibermodul mit einer elektrisch isolierenden Barriere durcheine lediglich sekundärseitig angeordnete Steuereinheit, wobei die sekundärseitige Steuerein¬heit den wenigstens einen elektrischen Parameter sekundärseitig erfasst, und basierend aufdem erfassten Parameter eine Amplitude, einen Verlauf oder eine Art der elektrischen Versor¬gung bestimmt.

[0033] In noch einem weiteren Aspekt wird ein Treibermodul für den Betrieb wenigstens einesLeuchtmittels, vorzugsweise wenigstens einer LED, bereitgestellt, mit wenigstens einerelektrisch isolierenden Barriere, die eine ausgehend von einer elektrischen Versorgung ver¬sorgbare Primärseite von einer Sekundärseite des Treibermoduls trennt, von welcher Sekun¬därseite aus vorzugsweise das wenigstens eine Leuchtmittel versorgbar ist, wobei eine sekun¬därseitige Steuereinheit vorgesehen ist, die dazu eingerichtet ist, wenigstens einen eineAmplitude, einen Verlauf oder eine Art der elektrischen Versorgung wiedergebenden elektri¬schen Parameter sekundärseitig zu erfassen und auszuwerten, und basierend auf dem erfass¬ten elektrischen Parameter die Amplitude, den Verlauf oder die Art der primärseitigen elektri¬schen Versorgung zu bestimmen.

[0034] Der elektrische Parameter kann der Steuereinheit über einen die elektrisch isolierendenBarriere überbrückenden Pfad von der Primärseite zuführbar sein, der vorzugsweise wenigs¬tens einen Widerstand aufweist.

[0035] Das Treibermodul kann einen primärseitig mit einer Versorgungsspannung versorgtenpotentialgetrennten getakteten Konverter aufweisen, der an seiner Primärseite zumindest einengetakteten Schalter aufweist, der über die sekundärseitige Steuereinheit angesteuert wird.

[0036] Die Erfindung wird nunmehr auch mit Bezug auf die Figuren beschrieben. Dabei zeigt: [0037] Fig. 1 exemplarisch eine Schaltungsanordnung nach dem Stand der Technik.

[0038] Fig. 2 exemplarisch eine erste schematische Schaltungsanordnung.

[0039] Fig. 3 exemplarisch eine zweite schematische Schaltungsanordnung.

[0040] Fig. 4 exemplarisch eine dritte schematische Schaltungsanordnung.

[0041] Fig. 5 exemplarisch eine vierte schematische Schaltungsanordnung.

[0042] Der Erfindung zugrunde liegt das Erfordernis, dass ein die an der Primärseite anliegen¬de elektrische Versorgung wiedergebender Parameter auf die Sekundärseite übertragen wer¬den soll, um dort auf der von der elektrischen Versorgung abgewandten Seite durch eine Steu¬ereinheit, z.B. eine integrierte Schaltung (IC, ASIC) und/oder einen Mikrocontroller (pC), aus¬gewertet zu werden. Der elektrische Parameter ist dabei insbesondere ein von der elektrischenVersorgung abgeleitetes elektrisches Signal, das über die SELV-Barriere (galvanische Tren¬nung) geführt werden soll. Die Erfassung durch die Steuereinheit kann beispielsweise mit Hilfeeines Analog-Digital-Wandlers erfolgen.

[0043] Die Erfindung löst dieses Problem nun dadurch, dass der elektrische Parameter über dieSELV-Barriere mit entsprechend zugelassenen Ohm'schen Widerständen von der Primärseiteauf die Sekundärseite übertragen wird.

[0044] So kann eine Auswertung der Versorgungsspannung, beispielsweise hinsichtlich derErkennung einer anliegenden bipolaren Wechselspannung (AC) oder einer Gleichspannung(DC), auf der Sekundärseite des Treibermoduls erfolgen.

[0045] Eine auf der Sekundärseite vorgesehene Steuereinheit steuert dann abhängig von derAuswertung des elektrischen Parameters, also abhängig davon ob die Steuereinheit eine bipo-lare/unipolare Wechselspannung oder eine Gleichspannung erkennt, den Betrieb der ausge¬hend von der Sekundärseite des Treibermoduls versorgten Leuchtmittel und insbesondere einerverbundenen LED-Strecke mit wenigstens einer LED.

[0046] Dabei ist zu verstehen, dass selbstverständlich auch auf der Primärseite eine Steuerein¬heit vorgesehen sein kann. Entscheidend ist jedoch, dass der elektrische Parameter für dieAuswertung dahingehend, ob die Versorgungsspannung eine bipolare/unipolare Wechselspan¬nung oder eine Gleichspannung ist, auf der Sekundärseite erfolgt und insbesondere zur Sekun¬därseite über die galvanische Trennung geführt wird.

[0047] Dabei kann vorgesehen sein, dass die sekundärseitige Steuereinheit den elektrischenParameter direkt oder indirekt erfasst. Unter indirekter Erfassung ist hier zu verstehen, dass derelektrische Parameter ein von der Versorgungsspannung abgeleitetes elektrisches Signal ist,das physisch über die elektrisch isolierende Barriere des Treibermoduls geführt ist.

[0048] Der elektrische Parameter wird hier vorzugsweise vor einem Gleichrichter des Treiber¬moduls erfasst.

[0049] Die Rückführung erfolgt hier beispielsweise über dafür vorgesehene Widerstände.

[0050] Unter indirekter Erfassung ist zu verstehen, dass eine Erfassung des elektrischen Para¬meters nach einem Gleichrichter, in Vorwärtsrichtung, des Treibermoduls erfolgt, das elektri¬sche Signal also nach dem Gleichrichter abgegriffen und ausgewertet wird. Auch hier ist esmöglich verschiedene Amplituden, Verläufe oder Arten der elektrischen Versorgung zu erken- nen. So kann beispielsweise unterschieden werden zwischen einer Gleichspannung, d.h. einerkonstanten Spannung, und einer gleichgerichteten Wechselspannung, d. h. einer unipolarenWechselspannung.

[0051] Somit kann auch hier zwischen verschiedenen Arten der elektrischen Versorgung desTreibermoduls unterschieden werden. Beispielsweise kann auch erkannt werden, ob einund/oder welches Phasenanschnittsignal anliegt. Es kann auch die momentane oder mittlereAmplitude der elektrischen Versorgung erfasst werden.

[0052] Andererseits kann beispielsweise auch eine Taktung eines Schalters eines potentialge¬trennten getakteten ersten Wandlers, insbesondere eines Flyback- Konverters, erfasst werdender primärseitig versorgt ausgehend von seiner Sekundärseite (der Sekundärwicklung einesTransformators) die Sekundärseite des Treibermoduls versorgt.

[0053] Zudem ist es möglich, die Erfassung der anliegenden elektrischen Versorgung desModuls oder eine Erfassung des Verhaltens des getakteten ersten Wandlers rein auf der Se¬kundärseite zu erfassen.

[0054] Hierfür kann beispielsweise eine zusätzliche Detektionswicklung auf der Sekundärseitedes getakteten Wandlers angeordnet sein, um beispielsweise die Taktung des primärseitigenSchalters über die sekundärseitige/übertragene Spannung auszuwerten. Dabei ändert sichwährend des Anliegens einer Wechselspannung an dem Treibermodul typischerweise über eineHalbwelle der elektrischen Versorgung die Einschaltzeitdauer des Schalters, während bei ei¬nem Anliegen einer Gleichspannung an dem Treibermodul die Einschaltzeitdauer des Schaltersdes getakteten Wandlers (die Ton-Zeit) konstant ist.

[0055] Unter der elektrischen Versorgung ist vorzugsweise eine Wechselspannung/ein Wech¬selstrom, insbesondere einen Netzspannung/ein Netzstrom, zu verstehen. Es kann jedoch auchvorgesehen sein, dass dem Treibermodul beispielsweise bereits eine gleichgerichtete, unipola¬re Wechselspannung oder, z.B. alternativ dazu, eine konstante Gleichspannung zugeführt wird.Somit muss eine Gleichrichtung durch das Treibermodul nicht mehr erfolgen und der Gleichrich¬ter kann somit optional entfallen.

[0056] Eine weitere Möglichkeit der Erfassung ist es, zusätzlich oder alternativ zu einer Erfas¬sung der Modulation der Einschaltzeitdauer Ton des Schalters des getakteten Wandlers, eineAusschaltzeitdauer (die TofrZeit) des Schalter bei Anliegen einer (gleichgerichteten) Wechsel¬spannung als elektrische Versorgung an dem Treibermodul zu erfassen. Entsprechend kannauch bei Treibermodulation der TofrZeit des getakteten Schalters eine entsprechende Span¬nung auf der Sekundärseite, z.B. mittels der Detektionswicklung, erfasst werden und somitebenfalls ein Rückschluss auf die primärseitige elektrische Versorgung des Treibermoduls aufder Sekundärseite erfolgen.

[0057] Erfolgt der Einsatz des Treibermoduls beispielsweise in einem Notlichtgerät oder ineinem Vorschaltgerät mit Erkennung eines Notbetriebslichtmodus, dem im Notlichtbetriebsfalleine gleichgerichtete, also unipolare, Wechselspannung zugeführt wird, während im Normalbe¬trieb eine bipolare Wechselspannung zugeführt wird, so ist eine indirekte Erfassung, wie sieoben beschrieben wurde, nicht sinnvoll. Insbesondere könnte hier nach Gleichrichtung derelektrischen Versorgung nicht mehr zwischen einer unipolaren Wechselspannung und einerbipolaren gleichgerichteten Wechselspannung unterschieden werden. In diesem Fall ist alsoeine direkte Erfassung, d. h. eine Erfassung des elektrischen Parameters vor der Gleichrich¬tung, d. h. vor dem Gleichrichter, notwendig.

[0058] Fig. 1 zeigt exemplarisch eine Schaltung nach dem Stand der Technik. Es ist ein Trei¬bermodul gezeigt, das ausgehend von einer elektrischen Versorgung durch einen PhasenleiterL und einen Nullleiter N versorgt werden kann. Die elektrische Versorgung wird einem Gleich¬richter Dl zugeführt, der die gleichgerichtete Versorgungsspannung einem potentialgetrenntenersten getakteten Wandler W1 zuführt, der eine elektrisch isolierende Barriere B (SELV-Barrie-re) überbrückt und die Sekundärseite des Treibermoduls versorgt.

[0059] Wie in Fig. 1 dargestellt, ist primärseitig eine erste Steuerschaltung IC1 vorgesehen, diemittels eines Widerstandsnetzwerks (Spannungsteilernetz/Widerstandsteilernetz) einen dieelektrische Versorgung wiedergebenden Parameter erfasst.

[0060] Insbesondere ist zwischen dem Phasenleiter L und dem Nullleiter N ein Spannungsteilerverbunden, bestehend einem potential höheren Widerstand R1 und einem potential niedrigerenWiderstand R2.

[0061] An einem Mittenpunkt dieses ersten Spannungsteilers ist ein weiterer Spannungsteileraus einem dritten Widerstand R3 und einem vierten Widerstand R4 verbunden. Der dritte Wi¬derstand R3 ist dabei einerseits mit dem Mittenpunkt des ersten Spannungsteilers verbundenund mit seiner anderen Seite mit dem vierten Widerstand R4.

[0062] An einem Mittenpunkt des zweiten Spannungsteilers aus den Widerständen R3 und R4erfasst nunmehr die primärseitige erste Steuerschaltung IC1 den elektrischen Parameter, wobeidieser elektrische Parameter ein elektrisches Signal ist, das insbesondere durch eine KapazitätC1, der in einem Querzweig zwischen dem zweiten Mittenpunkt und einem Erfassungseingangder primärseitigen Steuerschaltung IC1 verbunden ist, geglättet oder gefiltert werden kann.

[0063] Die Steuerschaltung IC1 ist dabei vorgesehen, um abhängig von dem erfassten elektri¬schen Parameter eine Taktung eines getakteten Schalters S1 des ersten getakteten WandlersW1 zu steuern. Aufgrund der Taktung eines getakteten Schalters S1 wird die Primärwicklungdes Transformators T1 wiederholt während der Einschaltzeit des Schalters S1 aufmagnetisiert,und während der Ausschaltzeit über die magnetisch gekoppelte Sekundärwicklung des Trans-formators T1 entmagnetisiert, wobei der Strom in weiterer Folge über die GleichrichterdiodeGR1 in den Kondensator C3 fließt. Der getaktete Wandler W1 überträgt dabei die die Primärsei¬te versorgende Leistung unter Beibehaltung der galvanischen Trennung. Der erste Wandler W1kann beispielsweise, wie in Fig. 1 dargestellt, durch einen isolierten Sperrwandler (Flyback-Konverter) gebildet werden. Es können jedoch auch andere potentialgetrennte Schaltreglerto¬pologien zum Einsatz kommen, wie beispielsweise eine isolierter Halbbrückenwandler oder einisolierter CUK-Konverter.

[0064] Auf der Sekundärseite ist eine sekundärseitige zweite Steuerschaltung IC2 vorgesehen,deren Aufgabe insbesondere darin besteht, einen zweiten getakteten Wandler W2 (bspw. einBuck-Konverter, auch Tiefsetzsteller genannt, oder ein Hochsetzsteller (Boost-Konverter) oderBuck-Boost Konverter) zu steuern. Auch diese Steuerung erfolgt abhängig von dem elektri¬schen Parameter. Dazu überträgt die primärseitige erste Steuerschaltung IC1 über einen Opto¬koppler O ein elektrisches Signal zu der sekundärseitigen zweiten Steuerschaltung IC2, diedann abhängig von diesem elektrischen Signal den zweiten getakteten Wandler W2, bzw. eingetaktetes Schaltelement des zweiten getakteten Wandlers W2 steuert. Oft können auch meh¬rere parallele Optokoppler erforderlich sein, um eine bidirektionale Kommunikation zwischenden beiden Steuerschaltungen IC1 und IC2 zu ermöglichen.

[0065] Um nun sowohl die primärseitige Steuerschaltung IC1 einzusparen als auch die Über¬führung des elektrischen Parameters von der Primärseite auf die Sekundärseite kostengünsti¬ger und einfacher zu gestalten ist in Fig. 2 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßenLösung gezeigt.

[0066] Dabei entspricht die schematische Schaltung in Bezug auf die Leistungsübertragungweitgehend der Schaltung aus Fig. 1. Jedoch ist hier der zweite Spannungsteiler bestehend auseinem dritten Widerstand R3' und einem vierten Widerstand R4' so gestaltet, dass der dritteWiderstand R3' die elektrisch isolierende Barriere B zwischen Primärseite und Sekundärseiteüberbrückt und der vierte Widerstand R4' auf der Sekundärseite angeordnet und dort mit Masseverbunden ist.

[0067] Der Widerstand R3' ist so dimensioniert, dass die SELV-Bestimmungen (Safety ExtraLow Voltage, Sicherheitskleinspannung: kleine elektrische Spannung, die aufgrund ihrer gerin¬gen Höhe und der Isolierung im Vergleich zu Stromkreisen höherer Spannung besonderenSchutz gegen einen elektrischen Schlag bietet und die so klein ist, dass elektrische Körper¬ ströme im Normalfall ohne Folgen bleiben; DIN EN 61140 (VDE 0140-1)), deren Einhaltung dasZiel der vorliegenden Schaltungsanordnung ist, eingehalten werden. Im Rahmen dieser SELV-Bestimmungen ist eine hochohmige nicht potentialgetrennte Verbindung ebenfalls zulässig.Dabei liegt der Widerstandswert des Widerstands RStartupl im Mega-Ohm (ΜΩ) Bereich oderzumindest Bereich von mehreren Hundert Kilo-Ohm (kQ), d.h. im Bereich von ca. einem halbenMega-Ohm oder größer.

[0068] Sekundärseitig ist nun eine sekundärseitige Steuereinheit SE angeordnet, die denelektrischen Parameter an einem Mittenpunkt zwischen dem dritten Widerstand R3' und demvierten Widerstand R4' erfasst. Die sekundärseitige Steuereinheit SE bestimmt den elektrischenParameter und steuert abhängig davon direkt oder indirekt den getakteten zweiten Wandler W2bzw. ein getaktetes Schaltelement des getakteten zweiten Wandlers W2. Weiterhin kann diesekundärseitige Steuereinheit SE über ein nicht dargestelltes Potentialtrennglied direkt oderindirekt die Taktung des Schalters S1 beeinflussen. Beispielsweise kann die sekundärseitigeSteuereinheit SE den Schalter S1 mittels einer Treiberstrecke, welche einen Transformator T1aufweist, ansteuern.

[0069] Der Widerstand R3' ist somit Teil eines die elektrisch isolierenden Barriere überbrücken¬den Pfades, über den der elektrische Parameter der Versorgungsspannung der sekundärseiti¬gen Steuereinheit SE von der Primärseite zuführbar ist. Dieser Pfad ist vorzugsweise ein passi¬ver Überbrückungspfad, der die elektrisch isolierende Barriere überbrückt. Der passive Über¬brückungspfad führt der sekundärseitigen Steuereinheit SE wenigstens einen eine Amplitude,einen Verlauf oder eine Art der elektrischen Versorgung wiedergebenden elektrischen Parame¬ter zu, und weist einen Widerstand R3' auf.

[0070] Die Fig. 3 zeigt nun eine zu der Fig. 2 nahezu identische schematische Schaltungsan¬ordnung, wobei jedoch ein vierter Widerstand R4" nicht auf der Sekundärseite mit Masse ver¬bunden ist, sondern die elektrisch isolierende Barriere B erneut zur primär Seite hin überbrückt,und dort mit Masse verbunden ist. Auch hier erfasst die sekundärseitige Steuereinheit SE denelektrischen Parameter an einem Mittenpunkt zwischen dem dritten Widerstand R3' und demvierten Widerstand R4", wertet ihn aus und steuert abhängig davon direkt oder indirekt dengetakteten zweiten Wandler W2 bzw. ein getaktetes Schaltelement des getakteten zweitenWandlers W2. In diesem Beispiel sind also die Widerstände R3' und R4" so dimensioniert, dassdie SELV-Bestimmungen eingehalten werden. Die die sekundärseitige Steuereinheit ist in Fig. 3mit SE' bezeichnet.

[0071] In Fig. 4 ist schließlich eine Alternative dargestellt, bei der rein auf der Sekundärseiteeines Transformators TT des ersten Wandlers eine Erfassungswicklung EW vorgesehen ist,mittels der die sekundärseitige Steuereinheit SE" einen elektrischen Parameter erfasst, der diedem Treibermodul zugeführte elektrische Versorgung wiedergibt.

[0072] So kann auch hier eine Diskriminierung verschiedener elektrischer Versorgungen, ins¬besondere Versorgungsspannungen und vorzugsweise verschiedene Netzspannungsartenerkannt werden, wie dies auch in den vorigen Ausführungsformen möglich ist. Nach der Alterna¬tive ist es insbesondere auch möglich, eine Unterscheidung zwischen einer gleichgerichtetenWechselspannung und einer Gleichspannung zu ermitteln, da die Schaltzeiten des getaktetenSchalters des ersten Wandlers W1 sich bei Anliegen einer gleichgerichteten Wechselspannungverändern, während die Einschaltzeitdauer/Ausschaltzeitdauer des getakteten Schalters desersten Wechselrichters im Falle des Anliegens einer Gleichspannung konstant sind.

[0073] Die sekundärseitige Steuereinheit SE" ist somit dazu eingerichtet, wenigstens einen eineAmplitude, einen Verlauf oder eine Art der elektrischen Versorgung wiedergebenden elektri¬schen Parameter sekundärseitig zu erfassen und auszuwerten. Die in den Figs. 2 bis 4 gezeig¬ten sekundärseitigen Steuereinheiten SE, SE', SE" entsprechen sich dabei im Wesentlichen.

[0074] Mittels der Überwachung der Netzspannung können auch durch die elektrische Versor¬gung übertragene Signale ausgewertet werden, beispielsweise ein Phasenanschnittsignal.Abhängig von der Auswertung der übertragenen Signale können der Wandler W1 und/oder der

Wandler W2 unterschiedlich angesteuert werden, beispielsweise um die Helligkeit des Leucht¬mittels LA entsprechend der Signale zu ändern.

[0075] In Fig. 5 ist eine weitere Alternative dargestellt. Der potentialgetrennte erste getakteteWandler W1 sowie der optionale zweite sekundärseitige Wandler W2 sind nur schematischdargestellt. Die mögliche Ansteuerung des getakteten Schalters S1 des ersten Wandlers W1über die elektrisch isolierende Barriere durch die sekundärseitige Steuereinheit SE'" ist nichtdargestellt. Die Steuereinheit SE'" entspricht vorzugsweise den in Figs. 2 bis 4 gezeigten se¬kundärseitigen Steuereinheiten SE, SE', SE".

[0076] In dem gezeigten Beispiel sind zwei parallele Spannungsteilerzwischen dem Phasenlei¬ter L und dem Nullleiter N angeordnet. Die zwei parallelen Spannungsteiler bilden gemeinsamden die elektrisch isolierende Barriere überbrückenden Pfad. Die Spannungsteiler werden durchzwei Widerstände R31'" bzw. R32'", welche so ausgelegt sind, dass sie die elektrisch isolieren¬de Barriere überbrücken können, sowie zwei weitere Widerständen R51'" bzw. R52'" und einemgemeinsamen Widerstand R4'" gebildet, der auch die elektrisch isolierende Barriere überbrü¬cken kann.

[0077] Auf der Sekundärseite weist die Steuereinheit SE'" zwei Eingänge auf, an denen jeweilsdie Spannung an einem der beiden parallelen Spannungsteiler mittels einer Erfassung derSpannung über dem Widerstand R51'" bzw. R52'" ausgewertet wird. Anhand der Differenz derbeiden ausgewerteten Spannungen kann auf die Amplitude, den Verlauf und die Art der Netz¬spannung geschlossen werden. Die Spannung über den Widerständen R51'" und R52'" kannbeispielsweise mittels zweier in der Steuereinheit SE'" enthaltenen Analog-Digital-WandlerADC1 und ADC2 erfasst und überwacht werden.

[0078] Die sekundärseitige Steuereinheit SE'" kann auch einen Eingang aufweisen, dem dieDifferenz der beiden Spannungen an den beiden parallelen Spannungsteilern zugeführt wird,indem beispielsweise die Differenz der beiden Spannungen über dem Widerstand R51'" bzw.über dem Widerstand R52'" ausgewertet wird, und dem einen Eingang der sekundärseitigenSteuereinheit SE'" zugeführt wird.

[0079] Die Schaltung des Beispiels der Fig. 5 bietet Vorteile in der Erkennung des Spannungs¬nulldurchganges der Versorgung und kann daher Vorteile bei der Auswertung des Verlaufes derprimärseitigen elektrischen Versorgung bieten. Dies kann beispielsweise bei der Auswertungeines Phasenanschnittssignals hilfreich sein.

[0080] Mittels der Überwachung der Netzspannung kann die Amplitude, den Verlauf oder dieArt der primärseitigen elektrischen Versorgung bestimmt werden oder es können auch mittelsder elektrischen Versorgung übertragene Signale ausgewertet werden, beispielsweise einPhasenanschnittsignal.

[0081] Wie Bereits erwähnt, kann das Treibermodul beispielsweise in Notlichtgeräten oder inVorschaltgeräten mit Erkennung eines Notlichtbetriebsmodus zum Einsatz kommen. Insgesamtkann das erfindungsgemäße Treibermodul und insbesondere die beschriebene Parameterzu¬führung über eine elektrisch isolierende Barriere immer zum Einsatz kommen, wenn in einerSchaltungsanordnung eine elektrisch isolierende Barriere bzw. eine galvanische Trennungvorhanden ist, beispielsweise in einer Lampe oder einer Leuchte, und wenn über diese Barriereein elektrisches Signal übermittelt werden soll. Wie durch die Erfindung gezeigt, kann diesdurch eine Überbrückung der Barriere mit wenigstens einem geeigneten Widerstand erfolgen.

[0082] Neben der Art der Versorgungsspannung können auch bspw. ein darüber übertragenesSignal oder weitere Informationen wie bspw. die Amplitude erfasst werden.

[0083] Ein Wandler (wie W1) weist typischerweise nicht nur passive Elemente wie beispielswei¬se den Transformator T1 auf, sondern auch aktiv getaktete Elemente (bspw. den Schalter S1).Die Wandler W1 und W2 können durch verschiedene Arten von Schaltreglern gebildet werdenund es ist zu verstehen, dass diese nicht auf die genannten Beispiele eigeschränkt sind. Derzweite Wandler W2 ist optional; bei einer derartigen Ausführung ist die Ansteuerung des ersten

Wandlers W1 (über die Potentialbarriere hinweg) eine wichtige Aufgabe des sekundärseitigenSteuereinheit SE.

Claims (19)

1. Ansprüche 1. Treibermodul für den Betrieb wenigstens eines Leuchtmittels (LA), vorzugsweise wenigs¬tens einer LED, mit wenigstens einer elektrisch isolierenden Barriere (B), die eine ausgehend von einer elektri¬schen Versorgung versorgbare Primärseite von einer Sekundärseite des Treibermodulstrennt, von welcher Sekundärseite aus vorzugsweise das wenigstens eine Leuchtmittel(LA) versorgbar ist, wobei eine sekundärseitige Steuereinheit (SE, SE', SE", SE'") vorge¬sehen ist, die dazu eingerichtet ist, wenigstens einen eine Amplitude, einen Verlauf odereine Art der elektrischen Versorgung wiedergebenden elektrischen Parameter sekundär¬seitig zu erfassen und auszuwerten, und basierend auf dem erfassten elektrischen Para¬meter die Art der primärseitigen elektrischen Versorgung zu bestimmen.
2. 2. Treibermodul nach Anspruch 1, wobei der elektrische Parameter der sekundärseitigenSteuereinheit (SE, SE', SE", SE'") über einen die elektrisch isolierenden Barriere (B) über¬brückenden Pfad von der Primärseite zuführbar ist, der vorzugsweise wenigstens einenWiderstand aufweist.
3. 3. Treibermodul nach Anspruch 2, wobei der überbrückende Pfad ein passiver Überbrü¬ckungspfad ist, der insbesondere dazu eingerichtet ist, der sekundärseitigen Steuereinheit(SE, SE', SE", SE'") wenigstens einen eine Amplitude, einen Verlauf oder eine Art derelektrischen Versorgung wiedergebenden elektrischen Parameter zuzuführen, und der vor¬zugsweise zumindest einen Widerstand aufweist.
4. 4. Treibermodul nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei die sekundärseitige Steuer¬einheit (SE, SE', SE", SE'") dazu eingerichtet ist, eine primärseitige bipolare Wechselspan¬nung, eine gleichgerichtete Wechselspannung und/oder eine Gleichspannung als Art derelektrischen Versorgung zu bestimmen.
5. 5. Treibermodul nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei die sekundärseitige Steuer¬einheit (SE, SE', SE", SE'") dazu eingerichtet ist, das wenigstens eine Leuchtmittel (LA)abhängig von dem erfassten elektrischen Parameter anzusteuern und insbesondre zu akti¬vieren und/oder zu deaktivieren und/oder in seiner Helligkeit ändern.
6. 6. Treibermodul nach Anspruch 2, wobei die sekundärseitige Steuereinheit (SE, SE', SE",SE'") dazu eingerichtet ist, den elektrischen Parameter über den die elektrisch isolierendeBarriere (B) überbrückenden Pfad an einem primärseitigen ersten Spannungsteiler (R1,R2) zu erfassen, und wobei insbesondere der wenigstens eine Widerstand mit einem Mit¬tenpunkt des ersten Spannungsteilers (R1, R2) verbunden ist.
7. 7. Treibermodul nach Anspruch 6, wobei der wenigstens eine Widerstand Teil eines Wider¬standsnetzwerks, insbesondere eines Spannungsteilernetzwerkes ist.
8. 8. Treibermodul nach Anspruch 7, wobei der erste Spannungsteiler (R1, R2) in dem Treiber¬modul zwischen einem Phasenleiter (L) und einem Nullleiter (N) verbunden ist.
9. 9. Treibermodul nach Anspruch 8, wobei das Treibermodul einen die elektrische Versorgunggleichrichtenden Gleichrichter (Dl) aufweist, und der erste Spannungsteiler (R1, R2) aufder Seite der elektrischen Versorgung des Gleichrichters (Dl) oder auf der Ausgabeseitedes Gleichrichters (Dl) angeordnet ist und wobei die elektrische Versorgung eine bipolareWechselspannung, eine gleichgerichtete Wechselspannung oder eine Gleichspannung,insbesondere eine Netzspannung ist.
10. 10. Treibermodul nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Widerstand mit einem zweiten Wider¬stand verbunden ist, und mit diesem Widerstand einen zweiten Spannungsteiler bildet, wo¬bei der Widerstand als potentialhöherer Widerstand einerseits mit dem Mittenpunkt desersten Spannungsteilers (R1, R2) und andererseits mit dem weiteren Widerstand verbun¬den ist, wobei der weitere Widerstand andererseits mit Masse verbunden ist, und wobei derweitere Widerstand vorzugsweise die Barriere (B) überbrückt und insbesondere primärsei¬tig oder sekundärseitig mit Masse verbunden ist.
11. 11. Treibermodul nach Anspruch 10, wobei die sekundärseitige Steuereinheit (SE, SE', SE",SE'") dazu eingerichtet ist, den elektrischen Parameter an einem Mittenpunkt des zweitenSpannungsteilers zu erfassen.
12. 12. Treibermodul nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei der elektrische Parameterein von der elektrischen Versorgung abgeleitetes elektrisches Signal ist.
13. 13. Treibermodul nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei die elektrische Barriere (B)eine galvanische Trennung und insbesondere eine Sicherheitskleinspannungsbarriere ist.
14. 14. Treibermodul nach Anspruch 12, wobei das Treibermodul für eine direkte Erfassung aufBasis des von der elektrischen Versorgung abgeleiteten elektrischen Parameters ausgelegtist.
15. 15. Treibermodul nach Anspruch 14, wobei das Treibermodul für eine indirekte Erfassung, aufBasis eines von einer gleichgerichteten elektrischen Versorgung abgeleiteten elektrischenParameters ausgelegt ist.
16. 16. Treibermodul nach Anspruch 15, wobei die sekundärseitige Steuereinheit (SE, SE', SE",SE'") dazu eingerichtet ist, zur der indirekten Erfassung eine Taktung eines Schaltelements(S1) eines getakteten Wandlers, insbesondere eines Flyback-Wandlers, vorzugsweise eineEinschaltzeitdauer und/oder eine Ausschaltzeitdauer des Schaltelements (S1), insbeson¬dere mittels einer sekundärseitigen Detektionswicklung (EW) sekundärseitig zu erfassen.
17. 17. Notlichtgerät oder einem Vorschaltgerät, welches in einen Notlichtbetriebsmodus wechselnkann, mit einem Treibermodul nach einem der Vorgehenden Ansprüche.
18. 18. Leuchte mit einem Treibermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 16, insbesondere miteinem Notlichtgerät oder einem Vorschaltgerät, welches in einen Notlichtbetriebsmoduswechseln kann, nach Anspruch 17.
19. 19. Verfahren zur Bestimmung eines eine Amplitude, einen Verlauf oder eine Art der elektri¬schen Versorgung anzeigenden elektrischen Parameters in einem Treibermodul mit einerelektrisch isolierenden Barriere (B) durch eine lediglich sekundärseitig angeordnete Steu¬ereinheit (SE, SE', SE", SE'"), wobei die Steuereinheit (SE, SE', SE", SE'") den wenigstenseinen elektrischen Parameter sekundärseitig erfasst, und basierend auf dem erfassten Pa¬rameter eine Amplitude, einen Verlauf oder eine Art der elektrischen Versorgung bestimmt. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen