AT15533U1 - LED converter with improved EMI behavior - Google Patents
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Abstract
In einem Aspekt stellt die Erfindung eine Schaltungsanordnung, insbesondere Treiberschaltung für eine wenigstens eine LED, bereit, aufweisend: einen primärseitig mittels eines Schalters getakteten potentialgetrennten Wandler (FB), der eingangsseitig ausgehend von einer Netzspannung versorgbar ist und ausgehend von dessen Sekundärseite die wenigstens eine LED betreibbar ist, eine Steuereinheit (SE), die dazu ausgelegt ist, ein zugeführtes Referenzsignal mit einem zugeführten Rückführsignal zu vergleichen, und den Schalter des Wandlers (FB) basierend auf dem Vergleich anzusteuern, und eine Modulationsschaltung (MS), die dazu ausgelegt ist, in einem Feed-Forward-Betrieb ein der Steuereinheit zugeführtes, die Frequenz der Taktung des Schalters beeinflussendes Eingangssignal, insbesondere das Referenzsignal zyklisch zu modulieren.In one aspect, the invention provides a circuit arrangement, in particular a driver circuit for at least one LED, comprising: a potential-separated converter (FB) clocked on the primary side by means of a switch, which can be supplied on the input side from a mains voltage and, starting from its secondary side, the at least one LED operable, a control unit (SE) adapted to compare a supplied reference signal with a supplied feedback signal, and to drive the switch of the converter (FB) based on the comparison, and a modulation circuit (MS) adapted to in a feed-forward operation, an input signal supplied to the control unit and influencing the frequency of the clocking of the switch, in particular cyclically modulating the reference signal.
Description
Beschreibungdescription
LED-KONVERTER MIT VERBESSERTEM EMI-VERHALTENLED CONVERTER WITH IMPROVED EMI BEHAVIOR
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung, insbesondere eine Treiberschaltung für einen LED-Treiber/LED-Konverter und ein Verfahren für einen Betrieb der Schaltungsanordnung. Die Schaltung weist dabei einen Wandler auf (beispielsweise einen Flyback- Wandler), der vorzugsweise primärseitig getaktet ist.The present invention relates to a circuit arrangement, in particular a driver circuit for an LED driver / LED converter and a method for operation of the circuit arrangement. The circuit has a converter (for example, a flyback converter), which is preferably clocked on the primary side.
[0002] Dabei ist der Wandler primärseitig mittels eines Schalters getaktetet und eingangsseitig ausgehend von einer Netzspannung versorgbar. Die Primärseite ist hierbei von der Sekundärseite, an die wenigstens ein Leuchtmittel, bspw. wenigstens eine LED anschließbar und betreibbar ist, potentialgetrennt.In this case, the converter is clocked on the primary side by means of a switch and the input side starting supplied by a mains voltage. In this case, the primary side is electrically isolated from the secondary side, to which at least one light source, for example at least one LED, can be connected and operated.
[0003] Der Schalter kann durch eine Steuereinheit, beispielsweise ein Mikrocontroller, eine ASIC oder eine IC, gesteuert werden und entweder in der Steuereinheit vorgesehen sein, oder getrennt davon vorgesehen sein.The switch may be controlled by a control unit, such as a microcontroller, an ASIC or an IC, and may either be provided in the control unit or provided separately therefrom.
[0004] Aufgrund des getakteten Betriebs des Schalters besteht ein Problem dahingehend, dass bei einem schnellen Schalten des Schalters unerwünschte Nebeneffekte entstehen. So kann beispielsweise eine erhöhte elektromagnetische Interferenz (RFI, Radio Frequency Interference oder EMI, Electro Magnetic Interference) erzeugt werden.Due to the clocked operation of the switch, there is a problem that undesirable side effects arise when the switch is switched quickly. For example, increased electromagnetic interference (RFI, Radio Frequency Interference or EMI, Electro Magnetic Interference) can be generated.
[0005] Um dieses Problem zu lösen, schlägt die Erfindung vor, erzeugte Störenergie gezielt über unterschiedliche Frequenzen zu verschmieren. Dies wird im folgenden Frequenzmodulation, bzw. „(frequency) jittering" genannt.To solve this problem, the invention proposes to blur generated interference energy selectively over different frequencies. This is called frequency modulation in the following, or "(frequency) jittering".
[0006] Zu beachten ist dabei, dass bereits Steuereinheiten verfügbar sind, die es erlauben, dass eine Frequenz so moduliert wird, dass sich eine Frequenzmodulation (frequency jittering) ergibt. Diese Steuereinheiten sind jedoch verhältnismäßig teuer und ihr Platzbedarf ist verhältnismäßig hoch.It should be noted that already control units are available, which allow a frequency is modulated so as to give a frequency modulation (frequency jittering). However, these control units are relatively expensive and their space requirement is relatively high.
[0007] Andererseits weisen andere Steuereinheiten, die zwar sonst allen Anforderungen gerecht werden (z.B. günstiger und/oder kleiner als die Steuereinheiten mit eingebauter Frequenzmodulationsfunktionalität), gerade diese Funktion der Frequenzmodulation nicht auf.On the other hand, other control units which otherwise meet all requirements (e.g., more favorable and / or smaller than the control units with built-in frequency modulation functionality) just do not have this function of frequency modulation.
[0008] Es ist daher das Ziel der Erfindung, eine Schaltungsanordnung bereit zu stellen, die es erlaubt, Steuereinheiten ohne Frequenzmodulationsfunktionalität zu verwenden, die leicht und günstig am Markt verfügbar sind. Die Schaltungsanordnung stellt deshalb eine insbesondere separate Modulationsschaltung bereit, die eine Frequenzmodulationsfunktionalität (frequency jittering) bietet, um das Verhalten bzgl. der RFI/EMI zu verbessern, insbesondere dann, wenn die Schaltung an einer Gleichstromquelle (DC) betrieben wird.It is therefore the object of the invention to provide a circuit arrangement which allows to use control units without frequency modulation functionality, which are easily and cheaply available on the market. The circuit arrangement therefore provides a particularly separate modulation circuit which provides frequency jittering functionality to improve the performance with respect to RFI / EMI, particularly when the circuit is operated on a DC power source (DC).
[0009] Die stellt daher eine Schaltungsanordnung, insbesondere eine Treiberschaltung für ein Leuchtmittel, z.B. wenigstens eine LED, nach Anspruch 1 bereit. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weiter stellt die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Schaltungsanordnung gemäß dem unabhängigen Verfahrensanspruch bereit.The invention therefore provides a circuit arrangement, in particular a driver circuit for a lighting means, e.g. at least one LED according to claim 1 ready. Further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims. Furthermore, the invention provides a method for operating a circuit arrangement according to the independent method claim.
[0010] In einem Aspekt stellt die Erfindung eine Schaltungsanordnung, insbesondere Treiberschaltung für eine wenigstens eine LED, bereit, aufweisend: einen primärseitig mittels eines Schalters getakteten potentialgetrennten Wandler, der eingangsseitig ausgehend von einer durch einen Gleichrichter gleichgerichteten AC- Spannung, insbesondere einer Netzspannung, oder einer DC- Spannung versorgbar ist und ausgehend von dessen Sekundärseite die wenigstens eine LED betreibbar ist, eine Steuereinheit, die dazu ausgelegt ist, ein zugeführtes Referenzsignal mit einem zugeführten Rückführsignal zu vergleichen, und den Schalter des Wandlers basierend auf dem Vergleich anzusteuern, und eine Modulationsschaltung, die dazu ausgelegt ist, in einem Feed-Forward-Betrieb ein der Steuereinheit zugeführtes, die Frequenz der Taktung des Schalters beeinflussendes Eingangssignal, insbesondere das Referenzsignal zyklisch zu modulieren.[0010] In one aspect, the invention provides a circuit arrangement, in particular a driver circuit for at least one LED, comprising: a potential-separated converter clocked on the primary side by means of a switch, the input side starting from a rectified by a rectifier AC voltage, in particular a mains voltage, or a DC voltage is supplied and from the secondary side of which the at least one LED is operable, a control unit which is adapted to compare a supplied reference signal with a supplied feedback signal, and to control the switch of the converter based on the comparison, and a Modulation circuit which is adapted to in a feed-forward operation supplied to the control unit, the frequency of the clocking of the switch influencing input signal, in particular to cyclically modulate the reference signal.
[0011] Das Eingangssignal kann ein moduliertes Eingangssignal, insbesondere ein Leistungsfaktorkorrektursignal, sein.The input signal may be a modulated input signal, in particular a power factor correction signal.
[0012] Die Modulationsschaltung kann das modulierte Referenzsignal hochfrequent modulieren.The modulation circuit can modulate the modulated reference signal high frequency.
[0013] Die Steuereinheit kann dazu eingerichtet sein, den Schalter abhängig von einem Schwellenwert zu schalten, insbesondere den Schalter bei Erreichen des Schwellenwerts zu deaktivieren.The control unit may be configured to switch the switch depending on a threshold, in particular to deactivate the switch upon reaching the threshold.
[0014] Das Eingangssignal kann den Schwellenwert beeinflussen.The input signal may affect the threshold.
[0015] Der Steuereinheit kann das durch die Modulationsschaltung modulierte modulierte Eingangssignal als kombiniertes Signal zugeführt werden.The control unit, the modulated by the modulation circuit modulated input signal can be supplied as a combined signal.
[0016] Das Eingangssignal, insbesondere das kombinierte Signal kann der Steuereinheit über einen Ladungsspeicher zugeführt werden. Der Ladungsspeicher kann dazu eingerichtet sein, das Eingangssignal so zu mittein, dass das Referenzsignal im zeitlichen Mittel konstant ist.The input signal, in particular the combined signal can be supplied to the control unit via a charge storage. The charge storage device may be configured to mittein the input signal so that the reference signal is constant in the time average.
[0017] Die Schaltungsanordnung kann mit einem Gleichstrom/einer Gleichspannung betrieben sein.The circuit may be operated with a DC / DC voltage.
[0018] Die Schaltungsanordnung kann eine Notlichttreiberschaltung sein.The circuit arrangement may be an emergency light driver circuit.
[0019] In einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Schaltungsanordnung, insbesondere einer Treiberschaltung für wenigstens eine LED bereit, wobei ein primärseitig mittels eines Schalters getakteten potentialgetrennten Wandler, der eingangsseitig ausgehend von einer durch einen Gleichrichter gleichgerichteten AC-Spannung, insbesondere einer Netzspannung, oder einer DC-Spannung versorgt wird, ausgehend von seiner Sekundärseite die wenigstens eine LED betreibt, und wobei eine Steuereinheit ein zugeführtes Referenzsignal mit einem zugeführten Rückführsignal vergleicht, und den Schalter des Wandlers (FB) basierend auf dem Vergleich ansteuert, und wobei eine Modulationsschaltung in einem Feed-Forward-Betrieb ein der Steuereinheit zugeführtes, die Frequenz der Taktung des Schalters beeinflussendes Eingangssignal, insbesondere das Referenzsignal zyklisch moduliert.In a further aspect, the invention provides a method for operating a circuit arrangement, in particular a driver circuit for at least one LED, wherein a primary-side clocked by a switch electrically isolated converter, the input side starting rectified by a rectifier AC voltage, in particular a mains voltage, or a DC voltage is supplied, starting from its secondary side which operates at least one LED, and wherein a control unit compares a supplied reference signal with a supplied feedback signal, and controls the switch of the converter (FB) based on the comparison, and wherein a modulation circuit in a feed-forward operation supplied to the control unit, the frequency of the clocking of the switch influencing input signal, in particular the reference signal cyclically modulated.
[0020] In noch einem Aspekt stellt die Erfindung ein Notlichtbetriebsgerät mit einer Schaltungsanordnung, wie sie vorstehend Beschrieben ist, bereit.In yet another aspect, the invention provides an emergency light operating device having circuitry as described above.
[0021] In einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung eine Leuchte mit einem Notlichtbetriebsgerät, wie es vorstehend Beschrieben ist, bereit.In a further aspect, the invention provides a luminaire having an emergency lighting operating device as described above.
[0022] Die Erfindung wird nunmehr auch mit Blick auf die Figuren beschrieben.The invention will now be described with reference to the figures.
[0023] Dabei zeigen [0024] Fig. 1 einen schematischen Überblick über die erfindungsgemäße Schaltungsanord nung; [0025] Fig. 2 exemplarisch einen Schaltungsaufbau gemäß der Erfindung mit einer zu der[0024] FIG. 1 shows a schematic overview of the circuit arrangement according to the invention; Fig. 2 shows an example of a circuit structure according to the invention with a to the
Steuereinheit externen Modulationsschaltung, die eine Frequenzmodulation ermöglicht; [0026] Fig. 3 in Darstellung a) ein RFI/EMI-Spektrum ohne die erfindungsgemäße Frequenz modulation, und Darstellung b) ein RFI-Spektrum mit der erfindungsgemäßen Frequenzmodulation.Control unit external modulation circuit, which allows frequency modulation; Fig. 3 in representation a) an RFI / EMI spectrum without the inventive frequency modulation, and representation b) an RFI spectrum with the inventive frequency modulation.
[0027] Es ist dabei mit Blick auf die verwendbaren Bauteile sehr kostspielig, die Anforderungen hinsichtlich des RFI/EMI- Verhaltens kleiner Schaltnetzteile (switched-mode power supplies) einzuhalten. Passende Steuereinheiten, die von Haus aus bereits die Möglichkeit zur Frequenzmodulation bieten, benötigen wie bereits erwähnt, sehr viel Platz in der gesamten Schaltungsanordnung. Typischerweise werden 25-50% der Platine der Filterung der eingehenden und ausgehenden Signale der Schaltungsanordnung gewidmet.It is very costly in view of the usable components to comply with the requirements for the RFI / EMI behavior small switched-mode power supplies (switched-mode power supplies). Suitable control units, which already offer the possibility of frequency modulation by themselves, require, as already mentioned, a lot of space in the entire circuit arrangement. Typically, 25-50% of the board is dedicated to filtering the incoming and outgoing signals of the circuitry.
[0028] Viele Steuereinheiten sind dabei so ausgelegt, dass sie eine konstante Schaltfrequenz voraussetzen. Dazu werden Riffelwellen (Rippel) der Versorgungsspannung nach oben oder nach unten verändert.Many control units are designed so that they require a constant switching frequency. For this purpose, corrugation waves (ripples) of the supply voltage are changed upwards or downwards.
[0029] Der resultierende Effekt besteht darin, dass sich die Radiofrequenzenergie (RF energy) über einen Frequenzbereich verteilt und das Erzeugen von großen Spektralspitzen bei Harmonischen der Betriebsfrequenz vermieden wird.The resulting effect is that the radio frequency energy (RF energy) is distributed over a frequency range and the generation of large spectral peaks at harmonics of the operating frequency is avoided.
[0030] Hierdurch kann die Komplexität der Eingangsfilterschaltkreise stark reduziert werden, insbesondere bei Ausgestaltungen mit hohem Leistungsfaktor, bei denen gleichgerichtete Netzspannung typischerweise nicht geglättet ist. Die erzeugten großen Änderungen der Versorgungsspannung ergeben eine sehr effektive Modulation der Schaltfrequenz.As a result, the complexity of the input filter circuits can be greatly reduced, especially in high power factor designs where rectified mains voltage is typically not smoothed. The large changes in the supply voltage produced result in a very effective modulation of the switching frequency.
[0031] Beim Betrieb mit einer Gleichspannung/ einem Gleichstrom(DC) existiert dieser Modulationseffekt nicht, was zu einer Verschärfung der RFI/EMI-Probleme führt.When operating with a DC / DC (DC), this modulation effect does not exist, which leads to a tightening of the RFI / EMI problems.
[0032] Insbesondere im Bereich der Notlichtgerätetreiber ist das problematisch, da diese auf einen Batteriebetrieb ausgelegt sind. Aus diesem Grund bieten zwar manche Steuereinheiten, wie oben ausgeführt, bereits die Möglichkeit die Frequenz zu „jittern", die Frequenz also so zu modulieren, dass sich ein hochfrequentes Zittern ergibt.In particular, in the field of emergency light device drivers that is problematic, since they are designed for battery operation. For this reason, although some control units, as stated above, already offer the opportunity to "jitter" the frequency, so modulate the frequency so that there is a high-frequency tremors.
[0033] Wie bereits erwähnt gibt es jedoch eine Vielzahl von Steuereinheiten, die sich in jeder Hinsicht exzellent für den Einsatz beispielsweise in Notlichttreibern, wie sie z.B. in Notlichtbetriebsgeräten eingesetzt werden, geeignet sind, jedoch die Möglichkeit zur Frequenzmodulation nicht bieten.As already mentioned, however, there are a variety of control units which are excellent in all respects for use, for example, in emergency light drivers, as e.g. used in emergency lighting operating devices, are suitable, but do not offer the possibility for frequency modulation.
[0034] Ein Beispiel für eine solche Steuereinheit ist der Baustein HVLED815 von STMicro-electronics. Die erfindungsgemäß Lösung kann jedoch auch mit anderen Steuereinheiten (ICs) verwirklicht werden. Als ein weiteres Beispiel sei an dieser Stelle der NXP TDA4863 genannt.An example of such a control unit is the HVLED815 module from STMicro-electronics. However, the solution according to the invention can also be realized with other control units (ICs). Another example is the NXP TDA4863.
[0035] Gemäß der Erfindung wird dieses Verschmieren (jittern) dadurch erzielt, dass ein an der Steuereinheit angelegtes Eingangssignal, insbesondere ein Referenzsignal mit einem (rückgeführten) Signal, z.B. ein Signal das den Strom durch die Primärseite wiedergibt, verglichen wird, um das Schalten des Schalters auszulösen und damit eine gezielte Frequenzmodulation zu verursachen.According to the invention, this smearing (jitter) is achieved in that an input signal applied to the control unit, in particular a reference signal with a (returned) signal, e.g. a signal representing the current through the primary side is compared in order to trigger the switching of the switch and thus to cause a targeted frequency modulation.
[0036] Die Erfindung sieht zur Erzeugung der Frequenzmodulation daher eine von der Steuereinheit separate Modulationsschaltung vor. Aufgabe der Modulationsschaltung ist es, in einem Feed-Forward-Betrieb das der Steuereinheit zugeführtes, die Frequenz der Taktung des Schalters beeinflussendes Eingangssignal, insbesondere das Referenzsignal zyklisch zu modulieren.The invention therefore provides a modulation circuit separate from the control unit for generating the frequency modulation. The task of the modulation circuit is to cyclically modulate, in a feed-forward mode, the input signal supplied to the control unit and influencing the frequency of the clocking of the switch, in particular the reference signal.
[0037] Diese Frequenzmodulation kann dabei insbesondere durch einen Sägezahngenerator erfolgen. Als Frequenz kann der Sägezahngenerator beispielsweise mit einer Frequenz von 0,5kHz - 2kHz, vorzugsweise ca. 1kHz arbeiten.This frequency modulation can be done in particular by a sawtooth generator. As a frequency, the sawtooth generator, for example, with a frequency of 0.5kHz - 2kHz, preferably about 1kHz work.
[0038] Fig. 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Schaltung als Blockschaltbild.Fig. 1 shows schematically a circuit according to the invention as a block diagram.
[0039] Hier wird eine Wechslespannung/ein Wechselstrom durch den Gleichrichter 1 gleichgerichtet und einem Wandler FB, insbesondere einem Wandler mit Potentialtrennung und vorzugsweise einem Flayback-Konverter, zugeführt.Here, a Wechslespannung / AC is rectified by the rectifier 1 and a converter FB, in particular a converter with potential separation and preferably a Flayback converter supplied.
[0040] Der Wandler wird von der Steuereinheit SE gesteuert. Insbesondere wird ein zur Potentialtrennung primärseitiger, d.h. auf Seite der Netzspannungsversorgung und der Steuereinheit SE vorgesehene Schalter des Wandlers gesteuert. Der Schalter kann dabei als separater Transistor ausgeführt sein oder aber in der Steuereinheit SE vorgesehen sein.The converter is controlled by the control unit SE. In particular, a potential isolation primary side, i. Controlled on the side of the mains voltage supply and the control unit SE switch provided the converter. The switch can be designed as a separate transistor or be provided in the control unit SE.
[0041] Der Steuereinheit SE wird auch ein Signal, vorzugsweise von der Sekundärseite des Wandlers zugeführt.The control unit SE is also supplied with a signal, preferably from the secondary side of the converter.
[0042] Weiter ist eine Modulationsschaltung MS vorgesehen, der ein auf der gleichgerichteten Spannung/dem gleichgerichteten Strom basierendes Signal in einem Feed- Forward-Betrieb, d.h. in einem reinen Vorwärtsbetrieb, zugeführt ist. Dieses Signal ist z.B. ein Leistungsfaktorkorrektursignal, das bspw. mit einer Widerstandskombination erzeugt wird.Further, there is provided a modulation circuit MS having a rectified voltage / rectified current signal in a feed forward operation, i. in a pure forward operation, is supplied. This signal is e.g. a power factor correction signal generated, for example, with a resistor combination.
[0043] Die Modulationsschaltung MS moduliert nun die Frequenz des zugeführten Signals zyklisch hochfrequent, d.h. hochfrequent im Verhältnis zu der Modulation des ihr zugeführten Signals.The modulation circuit MS now modulates the frequency of the supplied signal cyclically high frequency, i. high frequency in relation to the modulation of the signal supplied to it.
[0044] Die Modulationsschaltung MS führt dann das Signal, das beide Modulationen aufweist der Steuereinheit SE als Eingangssignal zu. Die Zuführung erfolgt dabei insbesondere über einen Ladungsspeicher, der dafür sorgt, dass sich das Referenzsignal im zeitlichen Mittel nicht ändert. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Steuereinheit selbst eine entsprechende Mittelung durchführt.The modulation circuit MS then supplies the signal having both modulations to the control unit SE as an input signal. The supply takes place in particular via a charge storage, which ensures that the reference signal does not change in the time average. However, it can also be provided that the control unit itself carries out a corresponding averaging.
[0045] Eine erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Schaltungsanordnung mit einer solchen Modulationsschaltung ist in Fig. 2 gezeigt, wobei die Modulationsschaltung, hier ein Sägezahngenerator, mit einem Rahmen gekennzeichnet ist.An inventive embodiment of a circuit arrangement with such a modulation circuit is shown in Fig. 2, wherein the modulation circuit, here a sawtooth generator, is marked with a frame.
[0046] Die Modulationsschaltung kann gemäß der Erfindung über einen Pfad gespeist werden, der bereits für eine Leistungsfaktorkorrektur-Modulation (PFC-Modulation) verwendet wird. Für die PFC-Modulation kann dabei ein Frequenzbereich von 90 - 150Hz, vorzugsweise ca. 100Hz vorgesehen sein. Die Spannung kann beispielsweise 0,5V betragen.The modulation circuit according to the invention can be fed via a path already used for power factor correction modulation (PFC modulation). For the PFC modulation can be provided a frequency range of 90 - 150Hz, preferably about 100Hz. The voltage can be, for example, 0.5V.
[0047] Neben der in Fig. 2 umrahmt dargestellten Modulationsschaltung bilden die Widerstände R12, R13 und R14 einen Spannungsteiler, der das Leistungsfaktorkorrektursignal bereitstellt, auch dann wenn die gezeigte Treiberschaltung mit Wechselstrom betrieben wird.In addition to the modulation circuit framed in Fig. 2, the resistors R12, R13 and R14 form a voltage divider which provides the power factor correction signal, even when the driving circuit shown is operated with alternating current.
[0048] Die Spannung über den Widerstand R3 gibt die gleichgerichtete Netzspannung mit einer Amplitude von ca. 1 bis 3, vorzugsweise 2 Volt wieder. Selbstverständlich kann die Amplitude auch durch andere Werte aufweisen, bspw. Werte innerhalb eines Bereichs von 1 bis 12 Volt.The voltage across the resistor R3 are the rectified mains voltage with an amplitude of about 1 to 3, preferably 2 volts again. Of course, the amplitude may also have other values, for example values within a range of 1 to 12 volts.
[0049] Das von der der Modulationsschaltung erzeugte Signal wird mit der Leistungsfaktorkorrektur-Modulation kombiniert, vorzugsweise addiert, so dass letztlich ein der Steuereinheit zugeführtes Eingangssignal, bspw. eine Referenzspannung, zugeführt werden kann, das einerseits mit der Leistungsfaktorkorrektur-Modulation moduliert ist und dem andererseits die zu der Leistungsfaktorkorrektur- Modulation hochfrequente Frequenz aufmoduliert ist, die durch die Modulationsschaltung zyklisch erzeugt wird. Das Eingangssignal wird dabei der Steuereinheit so zugeführt, dass sichergestellt ist, dass die im zeitlichen Mittel das Referenzsignal unverändert bleibt.The signal generated by the modulation circuit is combined with the power factor correction modulation, preferably added, so that ultimately an input signal supplied to the control unit, for example. A reference voltage can be supplied, which is modulated on the one hand with the power factor correction modulation and the on the other hand modulated to the power factor correction modulation high-frequency frequency, which is generated cyclically by the modulation circuit. The input signal is supplied to the control unit in such a way that it is ensured that the reference signal remains unchanged in the time average.
[0050] So wird im zeitlichen Mittel die Leistung eines durch die Schaltungsanordnung betriebenen Leuchtmittels, insbesondere die Leistung einer LED-Strecke nicht beeinflusst.Thus, the power of a light source operated by the circuit arrangement, in particular the power of an LED route is not influenced in the time average.
[0051] Die in Fig. 2 gezeigte Modulationsschaltung stellt zusätzlich eine Kapazität C16 an der potentialniedrigeren Seite des Spannungsteilers (R12, R13, R14) bereit. Die übrigen Komponenten der Modulationsschaltung erzeugen ein moduliertes Signal, im dargestellten Beispiel eine Sägezahnspannung (oder einen Sägezahnstrom) über der Kapazität C16 (d.h., eine Spannung, alternativ einen Strom, mit sägezahnförmigen Verlauf), die bspw. eine Amplitude von 0 bis 2, insbesondere ca. 0,5 Volt und eine Frequenz von 0,5 bis 2, insbesondere ca. 1 kHz aufweist.The modulation circuit shown in Fig. 2 additionally provides a capacitance C16 at the lower potential side of the voltage divider (R12, R13, R14). The remaining components of the modulation circuit generate a modulated signal, in the example shown a sawtooth voltage (or a sawtooth current) over the capacitance C16 (ie, a voltage, alternatively a current, with a sawtooth curve), for example, an amplitude of 0 to 2, in particular about 0.5 volts and a frequency of 0.5 to 2, in particular about 1 kHz.
[0052] Das Eingangssignal wird der Steuereinheit zugeführt, wobei dabei z.B. der Spitzen-stromwert/-spannungswert moduliert wird, bei dem die Steuereinheit während jedes Betriebszyklus den Schalter für den primärseitig getakteten Konverter deaktiviert.The input signal is fed to the control unit, whereby e.g. modulates the peak current value / voltage value at which the controller deactivates the switch for the primary-side switched converter during each operating cycle.
[0053] Dadurch wird die ton Zeit des Schalters zyklisch verändert und die Betriebsfrequenz des Schalters wird über einen Frequenzbereich mit Fortschreiten der Modulation durch die Modulationsschaltung verschmiert („gejittert").Characterized the tone time of the switch is cyclically changed and the operating frequency of the switch is smeared ("jittered") over a frequency range with the progression of the modulation by the modulation circuit.
[0054] Dies erfolgt unabhängig davon, ob die Schaltungsanordnung mit Wechselstrom/-spannung oder Gleichstrom/-spannung betrieben wird. Wird die Schaltungsanordnung jedoch mit Gleichstrom/-spannung betrieben, stellt die erfindungsgemäße Anordnung immer noch eine ausreichende Modulation der Schaltfrequenz des Schalters für den primärseitig getakteten Wandler bereit, so dass im Ergebnis das RFI/EMI-Verhalten der Schaltung stark verbessert wird und damit die Anforderungen hinsichtlich des RFI/EMI-Verhaltens, insbesondere bei Notlichttreibern, eingehalten werden können.This is done regardless of whether the circuit arrangement is operated with AC / voltage or DC / voltage. However, if the circuit arrangement is operated with DC / voltage, the arrangement according to the invention still provides sufficient modulation of the switching frequency of the switch for the primary side clocked converter, so that as a result, the RFI / EMI behavior of the circuit is greatly improved and thus the requirements with regard to RFI / EMI behavior, in particular for emergency light drivers.
[0055] Wie aus der Fig. 2 weiter ersichtlich ist, wird in der beispielhaften Schaltungsanordnung der Pfad zu den Pins 13 - 16 geschaltet.As further apparent from FIG. 2, in the exemplary circuitry, the path to pins 13-16 is switched.
[0056] Gemäß der Erfindung erfolgt also die Frequenzmodulation dadurch, dass das Eingangssignal, bzw. das Referenzsignal an einem Pin der Steuereinheit, im dargestellten Beispiel an Pin 5 (ILED), angelegt wird, und durch einen Vergleich mit einem Signal, z.B. einem Rückführsignal das den Strom/die Spannung durch die Primärseite wiedergibt, verglichen wird, um ein Schalten des - in der bspw. dargestellten Steuereinheit - internen Schalters zu steuern. Das Rückführsignal ist im dargestellten Beispiel von der Sekundärseite des potenialgetrennten getakteten Wandlers zurück geführt zu der Steuereinheit.According to the invention, therefore, the frequency modulation is effected in that the input signal or the reference signal is applied to a pin of the control unit, in the example shown at pin 5 (ILED), and by comparison with a signal, e.g. a feedback signal representing the current / voltage through the primary side, is compared to control a switching of the - in the example. Shown control unit - internal switch. The feedback signal is in the example shown from the secondary side of the potenialgetrennten clocked converter fed back to the control unit.
[0057] Die Modulation erfolgt wie bereits erwähnt mittels der Modulationsschaltung. Die Modulationsschaltung wird gespeist durch den Pfad über die Widerstände R12 und R13, die bereits für die PFC-Modulation (bspw. im Frequenzbereich von 100Hz) verwendet werden, und wobei das PFC-Modulierte Signal ebenfalls dem Pin 5 der Steuereinheit (ILED) beaufschlagt wird.As already mentioned, the modulation takes place by means of the modulation circuit. The modulation circuit is fed by the path across the resistors R12 and R13, which are already used for PFC modulation (eg in the frequency range of 100 Hz), and the PFC-modulated signal is also applied to the pin 5 of the control unit (ILED) ,
[0058] Der verwendete Pin 5 ist dabei originär dafür vorgesehen, über die Kapazität C5 auf Masse gelegt zu werden. Nunmehr wird also stattdessen die Kapazität C5 auf ein moduliertes Potential gelegt.The pin 5 used is originally intended to be grounded via the capacitance C5. Now, instead, the capacitance C5 is set to a modulated potential instead.
[0059] Das modulierte Signal der Modulationsschaltung wird also mit dem Leistungsfaktorkorrektur-Modulationssignal kombiniert, so dass letztlich die Referenzspannung an dem Pin 5 (ILED) der Steuereinheit mit der Leistungsfaktorkorrektur-Modulationsfrequenz einerseits und andererseits mit dem hochfrequenten Sägezahnfrequenzsignal moduliert ist. Durch den Anschluss über einen Ladungsspeicher, hier die Kapazität C5, wird sichergestellt, dass die beiden Modulationsarten im zeitlichen Mittel die Referenzspannung unverändert lassen.The modulated signal of the modulation circuit is thus combined with the power factor correction modulation signal, so that ultimately the reference voltage at the pin 5 (ILED) of the control unit with the power factor correction modulation frequency on the one hand and on the other hand with the high-frequency sawtooth frequency signal is modulated. By connecting via a charge storage, here the capacitance C5, it is ensured that the two types of modulation leave the reference voltage unchanged over time.
[0060] Fig. 3 zeigt exemplarisch RFI/EMI-Spektren. In Darstellung a) ist beispielhaft ein RFI/EMI-Spektrum dargestellt, wie es sich ergibt, wenn keine erfindungsgemäße zyklische Frequenzmodulation durch die Modulationsschaltung erfolgt. Unerwünschte Spitzenwerte der Störungen sind hervorgehoben.3 shows exemplary RFI / EMI spectra. In representation a), an RFI / EMI spectrum is shown by way of example, as is the case when no cyclic frequency modulation according to the invention is performed by the modulation circuit. Unwanted peaks of interference are highlighted.
[0061] In Darstellung b) wird hingegen eine Frequenzmodulation durch die Modulationsschaltung ausgeführt. Somit wird die Störungsenergie über einen Frequenzbereich verteilt und Störungsspitzen werden vermieden.In representation b), however, a frequency modulation is performed by the modulation circuit. Thus, the noise energy is distributed over a frequency range and noise spikes are avoided.
[0062] Durch die Versorgung der Modulationsschaltung ausgehend von der gleichgerichteten AC oder ausgehend von der DC- Spannung, kann die Modulationsschaltung ohne zusätzliche Spannungs-/Stromversorgung betrieben werden.By supplying the modulation circuit from the rectified AC or from the DC voltage, the modulation circuit can be operated without additional voltage / power supply.
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