AT15366U1 - Method and circuit arrangement for the operation of lamps - Google Patents

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AT15366U1
AT15366U1 ATGM78/2016U AT782016U AT15366U1 AT 15366 U1 AT15366 U1 AT 15366U1 AT 782016 U AT782016 U AT 782016U AT 15366 U1 AT15366 U1 AT 15366U1
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AT
Austria
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control
power factor
load
manipulated variable
factor correction
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Application number
ATGM78/2016U
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German (de)
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Lochmann Frank
Schertler Markus
Nesensohn Christian
Barth Alexander
Original Assignee
Tridonic Gmbh & Co Kg
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Abstract

Verfahren zum Betrieb von Leuchtmitteln (18), insbesondere LED-Strecken, wobei mittels aktiv getakteter Leistungsfaktor-Korrektur, eine geregelte Ausgangsspannung (UBUS) erzeugt wird, mittels der unmittelbar oder mittelbar die Leuchtmittel (18) versorgt werden, wobei die Regelung als Stellgröße (tON) die Taktung der Leistungsfaktor-Korrektur (11) nutzt, wobei abhängig vom aktuellen Wert der Eingangsspannung und / oder abhängig vom Zustand der Last, insbesondere vom Dimmlevel, mit einer Vorwärtssteuerung den Wert der Stellgröße (tON) angepasst wird, wobei durch die Vorwärtssteuerung eine zusätzliche Anpassung der sich aufgrund der Regelschleife ergebenden Stellgröße (tON) erfolgt.Method for operating light-emitting means (18), in particular LED circuits, wherein by means of actively clocked power factor correction, a regulated output voltage (UBUS) is generated, by means of directly or indirectly the lighting means (18) are supplied, the control as manipulated variable ( tON) uses the timing of the power factor correction (11), wherein, depending on the current value of the input voltage and / or depending on the state of the load, in particular the dimming level, with a forward control, the value of the manipulated variable (tON) is adjusted, wherein the forward control an additional adaptation of the resulting due to the control loop manipulated variable (tON) takes place.

Description

Beschreibungdescription

VERFAHREN UND SCHALTUNGSANORDNUNG ZUM BETRIEB VON LEUCHTMITTELNMETHOD AND CIRCUIT ARRANGEMENT FOR OPERATING LUMINAIRES

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum Betreiben von Leuchtmitteln, insbesondere einer Last.The invention relates to a method and a circuit arrangement for operating lamps, in particular a load.

[0002] Zum Betreiben von LED-Leuchten werden üblicherweise leistungsfaktorkorrigierte Netzteile eingesetzt. Da eine LED-Strecke, insbesondere eine dimmbare LED-Strecke, keine konstante Last darstellt, werden diese Netzteile üblicherweise geregelt. Hierzu wird häufig eine Überwachung der Ausgangsspannung des Netzteils durchgeführt. Diese Ausgangsspannung wird als Regelgröße genutzt. Um einen günstigen Leistungsfaktor sowie möglichst geringe harmonische Verzerrung (Total harmonic distortion, THD) und eine geringe Rückwirkung ins Stromnetz zu erreichen, weist diese Regelung üblicherweise eine sehr hohe Zeitkonstante auf. So arbeitet der Regler üblicherweise z.B. bei <20Hz. Eine Regelung, welche Änderungen des Leistungsfaktors während einer gesamten Schwingung der Netzspannung durchführt, würde zu einem ungünstigeren Leistungsfaktor sowie stärkeren harmonischen Verzerrung und damit zu einer größeren Rückwirkung ins Stromnetz führen.To operate LED lights usually power factor corrected power supplies are used. Since an LED track, in particular a dimmable LED track, is not a constant load, these power supplies are usually regulated. For this purpose, a monitoring of the output voltage of the power supply is often performed. This output voltage is used as a controlled variable. In order to achieve a favorable power factor and the lowest possible harmonic distortion (THD) and a low retroactive effect in the power grid, this control usually has a very high time constant. For example, the controller typically operates e.g. at <20Hz. A scheme which makes changes in the power factor during a whole oscillation of the mains voltage would lead to a less favorable power factor as well as greater harmonic distortion and thus to a greater effect on the grid.

[0003] Insbesondere bei größeren Lastbereichen, z. B. bei einem Dimmen einer LED-Strecke kann die herkömmliche langsame Regelung nicht gleichzeitig eine niedrige harmonische Verzerrung sicherstellen. Dies führt beispielsweise zu einer deutlichen Schwankung der Ausgangsspannung des Netzteils oder aber zu einer höheren harmonischen Verzerrung.Especially with larger load ranges, eg. For example, when dimming an LED track, the conventional slow control can not ensure low harmonic distortion at the same time. This leads for example to a significant fluctuation of the output voltage of the power supply or to a higher harmonic distortion.

[0004] Der gegenwärtigen Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zu schaffen, welche einen sicheren und störungsfreien Betrieb einer veränderlichen Last sicherstellen.The present invention is based on the object to provide a method and a circuit arrangement, which ensure a safe and trouble-free operation of a variable load.

[0005] Eine erfindungsgemäße Betriebsschaltung für Leuchtmittel, insbesondere eine LED-Strecke beinhaltet eine aktiv getaktete Leistungsfaktor-Korrekturschaltung, die eine geregelte Ausgangsspannung erzeugt, mittels der unmittelbar oder mittelbar über wenigstens eine weitere Konverterstufe die Leuchtmittel versorgt werden. Die Regelung ist dazu ausgelegt, als Stellgrösse die Taktung eines Schalters der Leistungsfaktor-Korrekturschaltung anzusteuern. Die Betriebsschaltung ist dazu ausgelegt, abhängig vom aktuellen Wert der Eingangsspannung und/oder abhängig vom Zustand der Last, insbesondere vom Dimmlevel, mit einer Vorwärtssteuerung den Wert der Stellgrösse anzupassen, wobei durch die Vorwärtssteuerung eine zusätzliche Anpassung der sich aufgrund der Regelschleife ergebenden Stellgrösse erfolgt.An operating circuit according to the invention for lighting means, in particular an LED track includes an actively clocked power factor correction circuit which generates a regulated output voltage, by means of which the lighting means are supplied directly or indirectly via at least one further converter stage. The control is designed to control the timing of a switch of the power factor correction circuit as a manipulated variable. The operating circuit is designed, depending on the current value of the input voltage and / or depending on the state of the load, in particular the dimming level, to adjust the value of the manipulated variable with a forward control, wherein the feedforward control results in an additional adaptation of the manipulated variable resulting from the control loop.

[0006] So ist es möglich die Betriebsspannung bei geringer harmonischer Verzerrung konstant zu halten und so einen sicheren Betrieb zu gewährleisten.Thus, it is possible to keep the operating voltage constant with low harmonic distortion and thus to ensure safe operation.

[0007] Bevorzugt erfolgt die zusätzliche Anpassung anhand einer Wertetabelle (LUT) oder Berechnung anhand einer Funktion. Vorteilhafterweise erfolgt die zusätzliche Anpassung nur bei einem vorgegebenen Bereich der Eingangsspannung und/oder vorgegebenen Zustand der Last, insbesondere insbesondere vorgegebenen Bereich von Dimmleveln. Vorzugsweise erfolgt die zusätzliche Anpassung nur bei hohen Dimmleveln, insbesondere bei Dimmleveln über 50%.Preferably, the additional adjustment using a value table (LUT) or calculation based on a function. Advantageously, the additional adaptation takes place only at a predetermined range of the input voltage and / or predetermined state of the load, in particular in particular predetermined range of dimming levels. Preferably, the additional adjustment takes place only at high dimming levels, in particular at dimming levels over 50%.

[0008] So kann noch einfacher ermittelt werden, wann Anpassung der Stellgröße zusätzlich zur herkömmlichen Regelung notwendig ist.This makes it even easier to determine when adaptation of the manipulated variable in addition to the conventional control is necessary.

[0009] Die Betriebsschaltung ist vorzugsweise dazu ausgelegt, die zusätzliche Anpassung der sich aufgrund der Regelschleife ergebenden Stellgrösse ohne Änderung der Zeitkonstanten oder Regelparamater der Regelschleife durchzuführen.The operating circuit is preferably designed to perform the additional adjustment of the result of the control loop resulting control value without changing the time constant or Regelparamater the control loop.

[0010] Die zusätzliche Anpassung kann mit steigendem Dimmlevel erhöht werden. Die zusätzliche Anpassung der sich aufgrund der Regelschleife ergebenden Stellgrösse (t0N) kann ohne Änderung der Zeitkonstanten oder Regelparamater der Regelschleife durchgeführt werden. So kann mit geringem Speicherbedarf oder mit geringer Rechenlast der Eingriff in die Ansteuerung der Leistungsfaktor-Korrekturschaltung durchgeführt werden.The additional adjustment can be increased with increasing dimming level. The additional adaptation of the control variable (t0N) resulting from the control loop can be carried out without changing the time constants or control parameters of the control loop. Thus, the intervention in the control of the power factor correction circuit can be carried out with a small memory requirement or with a low computing load.

[0011] Die Regelschleife kann eine Steuereinheit aufweisen, wobei die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, den Schalter der Leistungsfaktor-Korrekturschaltung anzusteuern. Es kann also die Regelschleife ganz oder teilweise in einer Steuereinheit implementiert werden.The control loop may have a control unit, wherein the control unit is adapted to control the switch of the power factor correction circuit. Thus, the control loop can be implemented in whole or in part in a control unit.

[0012] Die Erfindung betrifft auch ein System mit einer erfindungsgemäßen Betriebsschaltung und einem Leuchtmittel, insbesondere einem LED-Modul.The invention also relates to a system with an operating circuit according to the invention and a lighting means, in particular an LED module.

[0013] Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient dem Betrieb von Leuchtmitteln, insbesondere LED-Strecken. Mittels aktiv getakteter Leistungsfaktor-Korrektur wird eine geregelte Ausgangsspannung erzeugt. Mittels dieser werden unmittelbar oder mittelbar die Leuchtmittel versorgt. Die Regelung nutzt als Stellgrösse die Taktung der Leistungsfaktor-Korrektur. Abhängig vom aktuellen Wert der Eingangsspannung und/oder abhängig vom Zustand der Last, insbesondere vom Dimmlevel, kann mit einer Vorwärtssteuerung der Wert der Stellgrösse angepasst werden, wobei durch die Vorwärtssteuerung eine zusätzliche Anpassung der sich aufgrund der Regelschleife ergebenden Stellgrösse erfolgen kann. So ist es möglich die Betriebsspannung konstant zu halten und so einen sicheren Betrieb zu gewährleisten.An inventive method is used to operate bulbs, especially LED routes. By means of actively clocked power factor correction, a regulated output voltage is generated. By means of this, the bulbs are supplied directly or indirectly. The control utilizes the timing of the power factor correction as a manipulated variable. Depending on the current value of the input voltage and / or depending on the state of the load, in particular the dimming level, the value of the manipulated variable can be adjusted with a forward control, wherein the feedforward control can be used to adjust the manipulated variable resulting from the control loop. So it is possible to keep the operating voltage constant and thus to ensure safe operation.

[0014] Die Erfindung betrifft auch eine Integrierte Schaltung, insbesondere ASIC und/oder Mikrokontroller, die analog oder digital ausgelegt sein kann und weiterhin dazu ausgelegt sein kann, ein oben genanntes Verfahren zu unterstützen.The invention also relates to an integrated circuit, in particular ASIC and / or microcontroller, which may be designed analog or digital and may further be designed to support an above-mentioned method.

[0015] Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, beispielhaft beschrieben. In der Zeichnung zeigt: [0016] Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung; [0017] Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, und [0018] Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.The invention will be described by way of example with reference to the drawing, in which an advantageous embodiment of the invention is shown. In the drawing: FIG. 1 shows a first embodiment of the circuit arrangement according to the invention; FIG. 2 shows a first embodiment of the method according to the invention, and [0018] FIG. 3 shows a second embodiment of the method according to the invention.

[0019] Zunächst wird anhand der Fig. 1 auf den generellen Aufbau und die allgemeine Funktionsweise der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung anhand eines Ausführungsbeispiels eingegangen. Mittels Fig. 2 wird anschließend die detaillierte Funktion eines Reglers innerhalb eines weiteren Ausführungsbeispiels der gegenwärtigen Erfindung veranschaulicht. Abschließend wird anhand von Fig. 3 die Funktionsweise von Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht. Ähnliche Merkmale wurden in ähnlichen Abbildungen nicht wiederholt dargestellt und beschrieben.First, with reference to FIG. 1, the general structure and the general operation of the circuit arrangement according to the invention will be described with reference to an embodiment. 2, the detailed function of a controller within another embodiment of the present invention will now be illustrated. Finally, the mode of operation of exemplary embodiments of the method according to the invention will be illustrated with reference to FIG. Similar features have not been repeatedly shown and described in similar figures.

[0020] In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung gezeigt. Eine Betriebsschaltung 1 beinhaltet eine Leistungsfaktor- Korrekturschaltung 11, welche mit einem Netzanschluss 10 verbunden ist. Mit einem Ausgang der Leistungsfaktor-Korrekturschaltung 11 ist ein Glättungskondensator 12 verbunden. Der Ausgang der Leistungsfaktor-Korrekturschaltung 11 ist weiterhin mit einem Spannungsteiler 13 verbunden. Der Spannungsteiler 13 besteht dabei aus ohmschen Widerständen 14 und 15. Der ohmsche Widerstand 14 ist dabei mit dem Ausgang der Leistungsfaktor-Korrekturschaltung 11 und dem ohmschen Widerstand 15 verbunden. Der Ohm'sche Widerstand 15 ist an seinem abgewandten Ende weiterhin mit Masse verbunden. Der Ausgang der Leistungsfaktor-Korrekturschaltung 11 ist weiterhin mit einem LED-Konverter 17 verbunden. Ein Ausgang des LED-Konverters 17 ist mit einem LED-Modul 18 verbunden.In Fig. 1, a first embodiment of the circuit arrangement according to the invention is shown. An operation circuit 1 includes a power factor correction circuit 11 connected to a power terminal 10. Connected to an output of the power factor correction circuit 11 is a smoothing capacitor 12. The output of the power factor correction circuit 11 is further connected to a voltage divider 13. The voltage divider 13 consists of resistive resistors 14 and 15. The ohmic resistor 14 is connected to the output of the power factor correction circuit 11 and the ohmic resistor 15. The ohmic resistor 15 is further connected to ground at its opposite end. The output of the power factor correction circuit 11 is further connected to an LED converter 17. An output of the LED converter 17 is connected to an LED module 18.

[0021] Der Mittelpunkt des Spannungsteilers 13 ist darüber hinaus mit einer Steuereinheit 16 verbunden. Die Steuereinheit 16 wiederum ist mit der Leistungsfaktor-Korrekturschaltung 11 verbunden. Darüber hinaus beinhaltet die Betriebsschaltung 1 einen Mikrocontroller 21. Der Mikrocontroller 21 ist mit der Steuereinheit 16 und dem LED-Konverter 17 verbunden.The center of the voltage divider 13 is also connected to a control unit 16. The control unit 16 in turn is connected to the power factor correction circuit 11. In addition, the operating circuit 1 includes a microcontroller 21. The microcontroller 21 is connected to the control unit 16 and the LED converter 17.

[0022] Optional ist der Mikrocontroller 21 zusätzlich mit der Leistungsfaktor-Korrekturschaltung 11 verbunden. Der Mikrocontroller 21 kann beispielsweise auch in die Steuereinheit 16 integriert sein.Optionally, the microcontroller 21 is additionally connected to the power factor correction circuit 11. The microcontroller 21 can also be integrated in the control unit 16, for example.

[0023] Die Leistungsfaktor-Korrekturschaltung 11 führt eine aktiv getaktete Leistungsfaktor-Korrektur des Netzsignals, welches am Netzanschluss 10 anliegt, durch. D. h. die Leistungsfak tor-Korrekturschaltung 11 wählt einzelne Abschnitte jeder Schwingung des Netzsignals aus und gibt diese durch hochfrequente Taktung des Schalters der Leistungsfaktor-Korrekturschaltung 11 am Ausgang der Leistungsfaktor-Korrekturschaltung 11 aus. Der Glättungskondensator 12, welcher zusätzlich mit Masse verbunden ist, glättet das von der Leistungsfaktor- Korrekturschaltung 11 ausgegebene Signal. Es ergibt sich somit eine Gleichspannung UBus- Die Gleichspannung Ubus wird dem LED-Konverter 17 zugeführt. Dieser führt eine Pulsweitenmodulation der Gleichspannung UBUs durch und erzeugt so eine pulsweitenmodulierte Gleichspannung ULEd· Das Ausgangssignal ULed des LED-Konverters 17 wird an das LED-Modul 18 ausgegeben. Für die gegenwärtige Erfindung sind der LED-Konverter und das LED-Modul nicht entscheidend. Auch eine von dem LED-Modul abweichende Last kann eingesetzt werden. Eine Pulsweitenmodulation ist nicht zwingend notwendig. Alternativ kann beispielsweise auch eine Amplitudenmodulation der dem LED-Modul zugeführten Spannung bzw. des dem LED-Modul zugeführten Stromes erfolgen, beispielsweise eine Frequenzmodulation in dem LED-Konverter. Das Gleichspannungssignal UBus kann auch direkt zum Betrieb der Last eingesetzt werden.The power factor correction circuit 11 performs an active clocked power factor correction of the network signal, which is applied to the network port 10 by. Ie. the Leistungsfak tor correction circuit 11 selects and outputs individual sections of each oscillation of the network signal by high-frequency clocking of the switch of the power factor correction circuit 11 at the output of the power factor correction circuit 11. The smoothing capacitor 12, which is additionally connected to ground, smoothes the signal output from the power factor correction circuit 11. This results in a DC voltage UBus- The DC voltage Ubus is supplied to the LED converter 17. This performs a pulse width modulation of the DC voltage UBUs and thus generates a pulse width modulated DC voltage ULEd · The output signal ULed of the LED converter 17 is output to the LED module 18. For the present invention, the LED converter and the LED module are not critical. Also, a different from the LED module load can be used. Pulse width modulation is not mandatory. Alternatively, for example, an amplitude modulation of the voltage supplied to the LED module or the current supplied to the LED module, for example, a frequency modulation in the LED converter. The DC voltage signal UBus can also be used directly for operating the load.

[0024] Der Spannungsteiler 13 teilt die Ausgangsspannung UBUs der Leistungsfaktor-Korrekturschaltung 11 im Verhältnis der ohmschen Widerstände 14 und 15. Das resultierende Signal UM wird der Steuereinheit 16 als Regelgröße zugeführt. In Abhängigkeit der Regelgröße UM erzeugt die Steuereinheit eine Stellgröße t0N und überträgt diese an die Leistungsfaktor-Korrekturschaltung 11. Die Steuereinheit 16 regelt somit die Ausgangsspannung UBUs· Um einen möglichst guten Leistungsfaktor zu erzielen, arbeitet die Reglung 16 dabei mit einer Frequenz der Regelschleife welche deutlich kleiner ist als die Netzfrequenz am Netzanschluss 10. Bevorzugt arbeitet die Regelung mit einer Frequenz <50Hz, besonders bevorzugt <20Hz. Die Regelschleife der Leistungsfaktor-Korrekturschaltung 11 weist eine Steuereinheit 16 auf. Die Steuereinheit 16 dazu ist dazu ausgelegt, den Schalter der Leistungsfaktor-Korrekturschaltung 11 anzusteuern.The voltage divider 13 divides the output voltage UBUs of the power factor correction circuit 11 in the ratio of the ohmic resistors 14 and 15. The resulting signal UM is supplied to the control unit 16 as a control variable. As a function of the control variable UM, the control unit generates a control variable t0N and transmits it to the power factor correction circuit 11. The control unit 16 thus regulates the output voltage UBUs. In order to achieve the best possible power factor, the control 16 works with a frequency of the control loop which clearly is smaller than the mains frequency at the grid connection 10. Preferably, the scheme operates with a frequency <50Hz, more preferably <20Hz. The control loop of the power factor correction circuit 11 has a control unit 16. The control unit 16 for this purpose is designed to control the switch of the power factor correction circuit 11.

[0025] Der Mikrocontroller 21 empfängt Signale, welche eine Änderung der gegenwärtig von der LED-Strecke 18 verbrauchten Leistung initiieren und sendet ein entsprechendes Dimmsig-nal 19 an den LED-Konverter 17. Statt einem LED-Konverter 17 und einem LED-Modul 18 kann auch ein abweichendes einstellbares Leuchtmittel eingesetzt werden. Wichtig ist lediglich, dass der Mikrocontroller 21 die gegenwärtig verbrauchte Leistung einstellt. Der Mikrocontroller 21 verarbeitet dabei z.B. Signale nach dem DALI-Standard. Auch ist ein Anschluss mehrerer unabhängiger Lasten an die Leistungsfaktor-Korrekturschaltung denkbar. Der Mikrocontroller 21 steuert dann zumindest eine, bevorzugterweise den überwiegenden Teil, besonders bevorzugterweise alle angeschlossenen Lasten.The microcontroller 21 receives signals which initiate a change in the power currently consumed by the LED link 18 and transmits a corresponding dimming signal 19 to the LED converter 17. Instead of an LED converter 17 and an LED module 18 also a different adjustable light source can be used. It is only important that the microcontroller 21 sets the currently consumed power. The microcontroller 21 processes e.g. Signals according to the DALI standard. It is also conceivable to connect a plurality of independent loads to the power factor correction circuit. The microcontroller 21 then controls at least one, preferably the predominant part, particularly preferably all connected loads.

[0026] Zusätzlich oder alternativ kann aber beispielsweise auch der Mikrocontroller 21 durch eine Überwachung an dem LED-Konverter 17 und/oder an dem LED-Modul 18, beispielsweise durch eine Messung der übertragengen Leistung oder des übertragenen Stromes, die aktuelle Last ermitteln. Zusätzlich oder alternativ kann aber beispielsweise auch der Mikrocontroller 21 durch eine Überwachung an der Leistungsfaktor-Korrekturschaltung, beispielsweise durch eine Messung der übertragengen Leistung oder des übertragenen Stromes oder durch Auswertung der Stellgrösse tON, die aktuelle Last ermitteln.Additionally or alternatively, however, for example, the microcontroller 21 by monitoring the LED converter 17 and / or on the LED module 18, for example by measuring the transmitted power or the transmitted current, determine the current load. Additionally or alternatively, however, the microcontroller 21 can also determine the current load by monitoring the power factor correction circuit, for example by measuring the transmitted power or the transmitted current or by evaluating the manipulated variable tON.

[0027] Die Regelschleife ist dazu ausgelegt, als Stellgrösse t0N die Taktung eines Schalters der Leistungsfaktor-Korrekturschaltung 11 anzusteuern. Abhängig vom aktuellen Wert der Eingangsspannung und/oder abhängig vom Zustand der Last, insbesondere vom Dimmlevel, wird mit einer Vorwärtssteuerung der Wert der Stellgrösse (tON) angepasst. Durch die Vorwärtssteuerung erfolgt eine zusätzliche Anpassung der sich aufgrund der Regelschleife ergebenden Stellgrösse toN- Die zusätzliche Anpassung kann anhand einer Wertetabelle (LUT, Look up table) oder Berechnung anhand einer Funktion erfolgen.The control loop is designed to control the timing of a switch of the power factor correction circuit 11 as a manipulated variable t0N. Depending on the current value of the input voltage and / or depending on the state of the load, in particular on the dimming level, the value of the manipulated variable (tON) is adjusted with a forward control. Due to the forward control, an additional adaptation of the control variable toN- resulting from the control loop takes place. The additional adaptation can take place on the basis of a value table (LUT, look up table) or calculation based on a function.

[0028] Die zusätzliche Anpassung kann nur bei einem vorgegebenen Bereich der Eingangsspannung und/oder vorgegebenen Zustand der Last, insbesondere insbesondere vorgegebenen Bereich von Dimmleveln, erfolgen. Beispielsweise kann die zusätzliche Anpassung nur bei hohen Dimmleveln, insbesondere bei Dimmleveln über 50%, erfolgen.The additional adjustment can be made only at a predetermined range of the input voltage and / or predetermined state of the load, in particular in particular predetermined range of dimming levels. For example, the additional adjustment can only be made at high dimming levels, in particular at dimming levels above 50%.

[0029] Die zusätzliche Anpassung der sich aufgrund der Regelschleife ergebenden Stellgrösse toN kann vorzugsweise ohne Änderung der Zeitkonstanten oder Regelparamater der Regelschleife durchgeführt werden. Die zusätzliche Anpassung kann mit steigendem Dimmlevel erhöht werden.The additional adaptation of the resulting due to the control loop manipulated variable toN can be preferably carried out without changing the time constant or Regelparamater the control loop. The additional adjustment can be increased with increasing dimming level.

[0030] Die Erfindung betrifft auch ein System mit einer Betriebsschaltung wie beschrieben und einem Leuchtmittel, insbesondere einem LED-Modul 18.The invention also relates to a system with an operating circuit as described and a lighting means, in particular an LED module 18th

[0031] Die Erfindung ermöglicht auch ein Verfahren zum Betrieb von Leuchtmitteln 18, insbesondere LED-Strecken. Mittels aktiv getakteter Leistungsfaktor-Korrektur wird eine geregelte Ausgangsspannung UBUS erzeugt, mittels der unmittelbar oder mittelbar die Leuchtmittel 18 versorgt werden. Die Regelung nutzt als Stellgrösse t0N die Taktung der Leistungsfaktor-Korrektur 11. Abhängig vom aktuellen Wert der Eingangs Spannung und/oder abhängig vom Zustand der Last, insbesondere vom Dimmlevel, wird mit einer Vorwärtssteuerung den Wert der Stellgrösse (toisi) angepasst. Durch die Vorwärtssteuerung erfolgt eine zusätzliche Anpassung der sich aufgrund der Regelschleife ergebenden Stellgrösse (t0N)· [0032] Die zusätzliche Anpassung kann beispielsweise nur bei einem vorgegebenen Bereich der Eingangsspannung und/oder vorgegebenen Zustand der Last, insbesondere insbesondere vorgegebenen Bereich von Dimmleveln, erfolgen. Die zusätzliche Anpassung kann nur bei einem vorgegebenen Bereich der Eingangsspannung und/oder vorgegebenen Zustand der Last, insbesondere vorgegebenen Bereich von Dimmleveln, erfolgen. Die zusätzliche Anpassung kann beispielsweise nur bei hohen Dimmleveln, insbesondere bei Dimmleveln über 50%, erfolgen.The invention also enables a method for operating bulbs 18, in particular LED strips. By means of actively clocked power factor correction, a regulated output voltage UBUS is generated, by means of which the lighting means 18 are supplied directly or indirectly. Depending on the current value of the input voltage and / or on the state of the load, in particular on the dimming level, the value of the manipulated variable (toisi) is adjusted with a feedforward control. The additional control can be carried out, for example, only at a predetermined range of the input voltage and / or predetermined state of the load, in particular in particular predetermined range of dimming levels. The additional adaptation can only take place at a predetermined range of the input voltage and / or predetermined state of the load, in particular predetermined range of dimming levels. The additional adaptation can be done, for example, only at high dimming levels, in particular at dimming levels above 50%.

[0033] Die zusätzliche Anpassung der sich aufgrund der Regelschleife ergebenden Stellgrösse t0N kann vorzugsweise ohne Änderung der Zeitkonstanten oder Regelparamater der Regelschleife durchgeführt werden. Die zusätzliche Anpassung kann mit steigendem Dimmlevel erhöht werden.The additional adjustment of the resulting due to the control loop manipulated variable t0N can be preferably carried out without changing the time constant or Regelparamater the control loop. The additional adjustment can be increased with increasing dimming level.

[0034] Die Erfindung betrifft auch eine Integrierte Schaltung, insbesondere ASIC und/oder Mikrokontroller, die analog oder digital ausgelegt ist und weiterhin dazu ausgelegt ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren zu unterstützen.The invention also relates to an integrated circuit, in particular ASIC and / or microcontroller, which is designed analog or digital and is further adapted to support a method according to the invention.

[0035] Der Mikrocontroller 21 kann zusätzlich den anstehenden Lastsprung über ein vorgegebenes Dimmlevel über ein Steuersignal 20 der Steuereinheit 16 mitteilen. Bevorzugt beinhaltet das Steuersignal 20 die Höhe und Richtung des anstehenden Lastwechsels. Alternativ teilt er stets den aktuellen Leistungsbedarf mit. Sobald der Mikrocontroller 21 der Steuereinheit 16 einen Lastwechsel ankündigt, wird die Regelung beeinflusst. Dadurch ergeben sich zwei alternative Betriebsweisen und somit Optionen für die Regelung der Leistungsfaktor-Korrekturschaltung 11.In addition, the microcontroller 21 can notify the pending load jump via a predetermined dimming level via a control signal 20 of the control unit 16. Preferably, the control signal 20 includes the height and direction of the upcoming load change. Alternatively, he always communicates the current power requirement. As soon as the microcontroller 21 of the control unit 16 announces a load change, the control is influenced. This results in two alternative modes of operation and thus options for the regulation of the power factor correction circuit 11.

[0036] Eine erste Option ist der Betrieb der Regelung ohne zusätzliche Vorwärtssteuerung. In diesem Fall bleibt die Regelung durch den Regler 16 unverändert, um das Stellsignal t0N an den veränderten Leistungsbedarf der LED-Strecke 18 anzupassen. Immer wenn die Ausgangsspannung von ihrem Sollwert abweicht, passt die Regelung Stellsignal tON an, um wieder auf den vorgegebenen Sollwert für die Ausgangsspannung zu regeln.A first option is the operation of the control without additional feedforward control. In this case, the control by the controller 16 remains unchanged in order to adapt the actuating signal t0N to the changed power requirement of the LED track 18. Whenever the output voltage deviates from its setpoint, the control adjusts the control signal tON to regain control of the preset setpoint for the output voltage.

[0037] Eine zweite Möglichkeit ist die zusätzliche Anpassung der sich aufgrund der Regelschleife ergebenden Stellgrösse t0N zusätzlich zu der herkömmlichen Regelung. In diesem Fall findet eine Vorwärtssteuerung zusätzlich zu der Regelung durch die Steuereinheit 16 statt. Auf die detaillierte Ausgestaltung dieser Option wird anhand von Fig. 2 näher eingegangen.A second possibility is the additional adaptation of the resulting due to the control loop manipulated variable t0N in addition to the conventional control. In this case, forward control takes place in addition to the control by the control unit 16. On the detailed design of this option will be discussed in more detail with reference to FIG. 2.

[0038] Wie bereits erläutert, kann der Regel-Betrieb jedoch bei großen Lastbereichen überforciert sein. Die Steuereinheit 16 ermittelt somit basierend auf den von dem Mikrocontroller 21 übermittelten Informationen bzgl. des Leistungsbedarfs ein Vorwärtskoppel-Auswahlsignal und überträgt es an eine Auswahleinrichtung. Es erfolgt somit zusätzlich zu dem dargestellten herkömmlichen Regel- Betrieb Leistungsfaktor-Korrekturschaltung 11 eine Vorwärtssteuerung. Zusätzlich ermittelt die Steuereinheit 16 ein Vorwärtskoppelsignal und führt es der Auswahleinrichtung zu. Das Vorwärtskoppelsignal entspricht einer Stellgröße, mit welcher die Regelung beaufschlagt wird. Sofern das Vorwärtskoppel-Auswahlsignal einen Vorwärtskoppel-Betrieb anzeigt, bewirkt die Auswahleinrichtung eine zusätzliche Anpassung der sich aufgrund der Regelschleife ergebenden Stellgrösse t0N. Die Steuereinheit 16 koppelt somit nicht länger nur das eigene Ausgangssignal zurück, sondern es erfolgt eine zusätzliche Anpassung der sich aufgrund der Regelschleife ergebenden Stellgrösse t0N- Der hier dargestellte Betrieb entspricht der zweiten Option, welche bereits anhand von Fig. 1 dargestellt wurde.As already explained, however, the control mode can be over-forced in the case of large load ranges. The control unit 16 thus determines, based on the information transmitted by the microcontroller 21 with respect to the power requirement, a feedforward selection signal and transmits it to a selection device. Thus, in addition to the illustrated conventional control operation power factor correction circuit 11, there is a feedforward control. In addition, the control unit 16 detects a feedforward signal and supplies it to the selector. The feedforward signal corresponds to a manipulated variable with which the control is applied. If the feedforward selection signal indicates a feedforward operation, the selector causes an additional adjustment of the resulting due to the control loop manipulated variable t0N. The control unit 16 thus no longer only returns its own output signal, but there is an additional adaptation of the control variable t0N- resulting from the control loop. The operation shown here corresponds to the second option, which has already been illustrated with reference to FIG.

[0039] Das Vorwärtskoppelsignal wird dabei entweder durch eine Berechnungsvorschrift berechnet oder aus einer gespeicherten Tabelle ausgelesen. Das Vorwärtskoppelsignal ist dabei beispielsweise von der Größe der Last, insbesondere dem Dimmlevel der Last, abhängig.The feedforward signal is either calculated by a calculation rule or read from a stored table. The feedforward signal is dependent, for example, on the size of the load, in particular the dimming level of the load.

[0040] In Fig. 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb einer Last dargestellt. In einem ersten Schritt 50 werden die sich aktuell aufgrund der Regelschleife ergebende Stellgrösse t0N ermittelt. Dies erfolgt bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung durch die Steuereinheit 16.2, a first embodiment of the method according to the invention for operating a load is shown. In a first step 50, the actual manipulated variable t0N resulting from the control loop is determined. This takes place in the circuit arrangement according to the invention by the control unit 16.

[0041] In einem zweiten Schritt 51 werden der gegenwärtige Zustand bzw. aktuelle Wert der Last mit dem Grenzwert für die Last verglichen. Ist der aktuelle Wert der Last größer als der vorgegebene Grenzwert für die Last, so wird Überschreiten des Grenzwertes für die Last detek-tiert. Es wird somit also geprüft, ob die Last sich in einem vorgegebenen Zustand befindet, insbesondere in einem vorgegebenen Bereich von Dimmleveln. In diesem Fall wird mit einem dritten Schritt 52 fortgefahren. Eine zusätzliche Anpassung der Stellgrösse t0N wird in diesem Schritt ermittelt. Dies kann wie bereits dargestellt durch eine Berechnungsvorschrift oder durch Auslesen einer Tabelle erfolgen. Dieser Schritt erfolgt bei der Schaltungsanordnung durch die Steuereinheit 16.In a second step 51, the current state or current value of the load is compared with the limit value for the load. If the current value of the load is greater than the specified limit value for the load, exceeding of the limit value for the load is detected. Thus, it is thus checked whether the load is in a predetermined state, in particular in a predetermined range of dimming levels. In this case, a third step 52 is continued. An additional adaptation of the manipulated variable t0N is determined in this step. This can be done as already shown by a calculation rule or by reading a table. This step takes place in the circuit arrangement by the control unit 16.

[0042] In einem vierten Schritt 53 wird die soeben ermittelte Stellgröße zusätzlich in der Reglung verarbeitet. D.h. die durch die zusätzliche Vorwärtsregelung ermittelte zusätzliche Anpassung wird mit dem durch die Regelung ermittelten Stellwert der Stellgrösse t0N addiert. In einem fünften Schritt 54 wird die Leistungsfaktor- Korrekturschaltung geregelt. Dabei wird die Stellgröße aus dem vierten Schritt 53 genutzt.In a fourth step 53, the manipulated variable just determined is additionally processed in the control. That the additional adaptation determined by the additional feedforward control is added to the control value of the manipulated variable t0N determined by the control. In a fifth step 54, the power factor correction circuit is regulated. In this case, the manipulated variable from the fourth step 53 is used.

[0043] Ist im zweiten Schritt 51 der aktuelle Wert der Last kleiner als vorgegebene Grenzwert für die Last, so wird keine hohe Last und kein Überschreiten des Grenzwertes für die Last de-tektiert. In diesem Fall wird direkt mit dem fünften Schritt 54 fortgefahren. Nach dem fünften Schritt 54 wird erneut mit dem ersten Schritt 50 begonnen. Das hier dargestellte Verfahren wird beliebig häufig wiederholt.If, in the second step 51, the current value of the load is smaller than the predetermined limit value for the load, then no high load and no exceeding of the limit value for the load is detected. In this case, proceed directly to the fifth step 54. After the fifth step 54, the first step 50 is started again. The method presented here is repeated as often as desired.

[0044] In Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Es entspricht weitgehend dem in Fig. 2 dargestellten Verfahren. Ist im zweiten Schritt 51 der aktuelle Wert der Last größer als der vorgegebene Grenzwert für die Last, wird in einem dritten Schritt 60 lediglich die eine fix vorgegebene Beaufschlagung Stellgrösse tON durchgeführt. Nach diesem Schritt 60 wird mit dem fünften Schritt 54 fortgefahren.In Fig. 3, a second embodiment of the method according to the invention is shown. It largely corresponds to the method illustrated in FIG. 2. If, in the second step 51, the current value of the load is greater than the predetermined limit value for the load, in a third step 60 only the fixedly applied manipulated variable t ON is performed. After this step 60, the fifth step 54 is continued.

[0045] Zusätzlich oder alternativ zur Abhängigkeit von der Last kann die zusätzliche Anpassung der sich aufgrund der Regelschleife ergebenden Stellgrösse t0N auch abhängig vom aktuellen Wert der Eingangsspannung erfolgen. Beispielsweise kann die zusätzliche Anpassung der sich aufgrund der Regelschleife ergebenden Stellgrösse tON nur beim Unterschreiten einer vorgegebenen mittleren Eingangsspannung von beispielsweise 210 V AC erfolgen.In addition or as an alternative to the dependence on the load, the additional adaptation of the control variable t0N resulting from the control loop can also be dependent on the current value of the input voltage. For example, the additional adaptation of the control variable t ON resulting from the control loop can only take place when the value falls below a predetermined mean input voltage of, for example, 210 V AC.

[0046] Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Wie bereits erwähnt, können unterschiedlichste Lasten oder auch mehrere Lasten eingesetzt werden. Auch ist ein Einsatz eines Netzteils, welches von einer Leistungsfaktor-Korrekturschaltung abweicht denkbar. Alle vorstehend beschriebenen Merkmale oder in den Figuren gezeigten Merkmale sind im Rahmen der Erfindung beliebig vorteilhaft miteinander kombinierbar.The invention is not limited to the illustrated embodiment. As already mentioned, a wide variety of loads or loads can be used. It is also conceivable to use a power supply which deviates from a power factor correction circuit. All features described above or features shown in the figures can be combined with each other in any advantageous manner within the scope of the invention.

Claims (15)

Ansprücheclaims 1. Betriebsschaltung für Leuchtmittel (18), insbesondere eine LED-Strecke, mit einer aktiv getakteten Leistungsfaktor-Korrekturschaltung (11), die eine mit einer Regelschleife geregelte Ausgangsspannung (UBus) erzeugt, mittels der unmittelbar oder mittelbar über wenigstens eine weitere Konverterstufe (17) die Leuchtmittel (18) versorgt werden, wobei die Regelschleife dazu ausgelegt ist, als Stellgrösse (ϊον) die Taktung eines Schalters der Leistungsfaktor-Korrekturschaltung (11) anzusteuern, wobei die Betriebsschaltung dazu ausgelegt ist, abhängig vom aktuellen Wert der Eingangsspannung und/oder abhängig vom Zustand der Last, insbesondere vom Dimmlevel, mit einer Vorwärtssteuerung den Wert der Stellgrösse (ϊον) anzupassen, wobei durch die Vorwärtssteuerung eine zusätzliche Anpassung der sich aufgrund der Regelschleife ergebenden Stellgrösse (t0N) erfolgt.1. operating circuit for lighting means (18), in particular an LED track, with an actively clocked power factor correction circuit (11) which generates a regulated loop with a control output voltage (UBus), by means of directly or indirectly via at least one further converter stage (17 ) are supplied with the lighting means (18), wherein the control loop is designed to control the timing of a switch of the power factor correction circuit (11) as a manipulated variable (ϊον), wherein the operating circuit is designed, depending on the current value of the input voltage and / or Depending on the state of the load, in particular the dimming level, with a forward control to adjust the value of the manipulated variable (ϊον), wherein the feedforward control additional adaptation of the resulting control variable (t0N) due to the control loop. 2. Betriebsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Anpassung anhand einer Wertetabelle (LUT) oder Berechnung anhand einer Funktion erfolgt.Second operating circuit according to claim 1, characterized in that the additional adaptation based on a value table (LUT) or calculation based on a function. 3. Betriebsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Anpassung nur bei einem vorgegebenen Bereich der Eingangsspannung und/oder vorgegebenen Zustand der Last, insbesondere insbesondere vorgegebenen Bereich von Dimmleveln, erfolgt.3. Operating circuit according to claim 1 or 2, characterized in that the additional adaptation only at a predetermined range of the input voltage and / or predetermined state of the load, in particular in particular predetermined range of dimming levels occurs. 4. Betriebsschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Anpassung nur bei hohen Dimmleveln, insbesondere bei Dimmleveln über 50%, erfolgt.4. Operating circuit according to claim 3, characterized in that the additional adjustment only at high dimming levels, in particular at dimming levels over 50% occurs. 5. Betriebsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsschaltung dazu ausgelegt ist, die zusätzliche Anpassung der sich aufgrund der Regelschleife ergebenden Stellgrösse (t0N) ohne Änderung der Zeitkonstanten oder Regelparamater der Regelschleife durchzuführen.5. Operating circuit according to one of claims 1 to 4, characterized in that the operating circuit is adapted to perform the additional adjustment of the result of the control loop resulting control value (t0N) without changing the time constant or Regelparamater the control loop. 6. Betriebsschaltung einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Anpassung mit steigendem Dimmlevel erhöht wird.6. Operating circuit one of claims 1 to 6, characterized in that the additional adjustment is increased with increasing dimming level. 7. Betriebsschaltung einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelschleife eine Steuereinheit (16) aufweist, wobei die Steuereinheit (16) dazu ausgelegt ist, den Schalter der Leistungsfaktor-Korrekturschaltung (11) anzusteuern.7. Operating circuit according to one of claims 1 to 6, characterized in that the control loop has a control unit (16), wherein the control unit (16) is adapted to control the switch of the power factor correction circuit (11). 8. System mit einer Betriebsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und einem Leuchtmittel, insbesondere einem LED-Modul (18).8. System with an operating circuit according to one of claims 1 to 7 and a lighting means, in particular an LED module (18). 9. Verfahren zum Betrieb von Leuchtmitteln (18), insbesondere LED-Strecken, wobei mittels aktiv getakteter Leistungsfaktor-Korrektur, eine geregelte Ausgangsspannung (UBus) erzeugt wird, mittels der unmittelbar oder mittelbar die Leuchtmittel (18) versorgt werden, wobei die Regelung als Stellgrösse (tON) die Taktung der Leistungsfaktor-Korrektur (11) nutzt, wobei abhängig vom aktuellen Wert der Eingangsspannung und /oder abhängig vom Zustand der Last, insbesondere vom Dimmlevel, mit einer Vorwärtssteuerung den Wert der Stellgrösse (t0N) angepasst wird, wobei durch die Vorwärtssteuerung eine zusätzliche Anpassung der sich aufgrund der Regelschleife ergebenden Stellgrösse (t0N) erfolgt.9. A method for operating light sources (18), in particular LED lines, wherein by means of actively clocked power factor correction, a regulated output voltage (UBus) is generated by means of directly or indirectly the bulbs (18) are supplied, the scheme as Manipulated variable (tON) uses the timing of the power factor correction (11), depending on the current value of the input voltage and / or depending on the state of the load, in particular the dimming level, with a forward control, the value of the manipulated variable (t0N) is adjusted by the forward control is an additional adaptation of the resulting due to the control loop manipulated variable (t0N). 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Anpassung nur bei einem vorgegebenen Bereich der Eingangsspannung und/oder vorgegebenen Zustand der Last, insbesondere insbesondere vorgegebenen Bereich von Dimmleveln, erfolgt.10. The method according to claim 9, characterized in that the additional adaptation takes place only at a predetermined range of the input voltage and / or predetermined state of the load, in particular in particular predetermined range of dimming levels. 11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Anpassung nur bei einem vorgegebenen Bereich der Eingangsspannung und/oder vorgegebenen Zustand der Last, insbesondere insbesondere vorgegebenen Bereich von Dimmleveln, erfolgt.11. The method according to claim 9 or 10, characterized in that the additional adaptation only at a predetermined range of the input voltage and / or predetermined state of the load, in particular in particular predetermined range of dimming levels occurs. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, die zusätzliche Anpassung nur bei hohen Dimmleveln, insbesondere bei Dimmleveln über 50%, erfolgt.12. The method according to any one of claims 9 to 11, characterized in that the additional adjustment only at high dimming levels, in particular at dimming levels over 50%, takes place. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Anpassung der sich aufgrund der Regelschleife ergebenden Stellgrösse (toisi) ohne Änderung der Zeitkonstanten oder Regelparamater der Regelschleife durchzuführen.13. The method according to any one of claims 9 to 12, characterized in that the additional adjustment of the resulting due to the control loop manipulated variable (toisi) without changing the time constants or Regelparamater perform the control loop. 14. Verfahren einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Anpassung mit steigendem Dimmlevel erhöht wird.14. A method according to any one of claims 9 to 13, characterized in that the additional adjustment is increased with increasing dimming level. 15. Integrierte Schaltung, insbesondere ASIC und/oder Mikrokontroller, die analog oder digital ausgelegt ist und weiterhin dazu ausgelegt ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14 zu unterstützen. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen15. Integrated circuit, in particular ASIC and / or microcontroller, which is designed analog or digital and is further adapted to support a method according to one of claims 9 to 14. For this 3 sheets of drawings
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