AT16734U1 - Real-time determination of switching delays - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Betriebsgerät (1) zum Betreiben einer Leuchtmittelstrecke (4) mit wenigstens einem Leuchtmittel, vorzugsweise einer Leuchtdiodenstrecke mit wenigstens einer Leuchtdiode, wobei die Steuereinheit (6) zur Steuerung des wenigstens einen Schalters (ST1) dazu eingerichtet ist, an den wenigstens einen Schalter (ST1) Steuersignale (SSteuer, S1, S2) auszugeben, wobei jedes Steuersignal (SSteuer, S1, S2) einen Schaltvorgang des wenigstens einen Schalters (ST1) verursacht, wobei die Steuereinheit (6) dazu eingerichtet ist, bei wenigstens einer Ausgabe eines Steuersignals (S1, S2) an den wenigstens einen Schalter (ST1) die zeitliche Verzögerung (ton_del, toff_del) zwischen dem Zeitpunkt (T1, T3, T5) der Ausgabe des jeweiligen Steuersignals (SSteuer, S1, S2) und dem tatsächlichen Zeitpunkt (T2, T4, T6) des durch das jeweiligen Steuersignal (SSteuer, S1, S2) verursachten Schaltvorgangs des wenigstens einen Schalters (ST1) zu bestimmen und bei wenigstens einem folgenden Schaltvorgang die zeitliche Verzögerung (ton_del, toff_del) zwischen dem Zeitpunkt (T1, T3, T5) der Ausgabe des jeweiligen Steuersignals (SSteuer, S1, S2) und dem tatsächlichen Zeitpunkt (T2, T4, T6) des durch das jeweiligen Steuersignal (SSteuer, S1, S2) verursachten Schaltvorgangs durch eine Kompensation zu berücksichtigen.The invention relates to an operating device (1) for operating an illuminant path (4) with at least one illuminant, preferably a light-emitting diode path with at least one light-emitting diode, the control unit (6) being set up to control the at least one switch (ST1) to which at least one a switch (ST1) to output control signals (SSsteuer, S1, S2), each control signal (SSteuer, S1, S2) causing a switching operation of the at least one switch (ST1), the control unit (6) being set up to provide at least one output of a control signal (S1, S2) to the at least one switch (ST1) the time delay (ton_del, toff_del) between the time (T1, T3, T5) of the output of the respective control signal (SSsteuer, S1, S2) and the actual time ( T2, T4, T6) of the switching process of the at least one switch (ST1) caused by the respective control signal (SSsteuer, S1, S2) and at least one subsequent switch old process the time delay (ton_del, toff_del) between the time (T1, T3, T5) of the output of the respective control signal (SSteuer, S1, S2) and the actual time (T2, T4, T6) of the by the respective control signal (SSteuer, S1, S2) caused by switching compensation.
Description
ECHTZEITBESTIMMUNG VON SCHALTVERZÖGERUNGEN REAL-TIME DETERMINATION OF DELAYS
1. GEBIET DER ERFINDUNG 1. FIELD OF THE INVENTION
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein erfindungsgemäßes Betriebsgerät mit wenigstens einer Konverterstufe aufweisend wenigstens einen Schalter und wenigstens einen Energiespeicher zum Betreiben einer Leuchtmittelstrecke mit wenigstens einem Leuchtmittel, vorzugsweise einer Leuchtdiodenstrecke mit wenigstens einer Leuchtdiode, wobei das Betriebsgerät dazu eingerichtet ist, die zeitliche Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt der Ausgabe eines Steuersignals zum Verursachen eines Schaltvorgangs des wenigstens einen Schalters und dem tatsächlichen Zeitpunkt des Schaltvorgangs zu bestimmen sowie bei wenigstens einem folgenden Schaltvorgang diese zeitliche Verzögerung durch eine Kompensation zu berücksichtigen. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein erfindungsgemäßes Beleuchtungsgerät umfassend das erfindungsgemäße Betriebsgerät und eine Leuchtmittelstrecke; sowie ein erfindungsgemäBes Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Betriebsgeräts. The present invention relates to an operating device according to the invention with at least one converter stage having at least one switch and at least one energy store for operating a lamp path with at least one lamp, preferably a light-emitting diode path with at least one light-emitting diode, the operating device being set up to delay the time between to determine the time of the output of a control signal for causing a switching operation of the at least one switch and the actual time of the switching operation and to take this time delay into account by means of compensation in at least one subsequent switching operation. Furthermore, the present invention relates to a lighting device according to the invention comprising the operating device according to the invention and a lamp path; as well as a method according to the invention for operating an operating device according to the invention.
2. HINTERGRUND 2. BACKGROUND
[0002] Aus dem Stand der Technik sind Betriebsgeräte bekannt, die zum Betreiben von Leuchtmittelstrecken mit wenigstens einem Leuchtmittel, wie z.B. eine Leuchtdiodenstrecke mit wenigstens einer Leuchtdiode, wenigstens eine Konverterstufe mit wenigstens einem Schalter und wenigstens einem Energiespeicher umfassen, um durch zyklisches Ein- und Ausschalten des wenigstens einen Schalters den wenigstens einen Energiespeicher zyklisch zu laden und entladen. Durch die Steuerung des wenigstens einen Schalters und folglich des Ladens und Entladens des wenigstens einen Energiespeichers kann die elektrische Energie bzw. der Strom gesteuert werden, die bzw. der durch das Betriebsgerät der Leuchtmittelstrecke bereitgestellt wird. Die durch das wenigstens eine Leuchtmittel der Leuchtmittelstrecke emittierte Lichtmenge hängt von der elektrischen Energie bzw. dem Strom ab, die bzw. der der Leuchtmittelstrecke durch das Betriebsgerät zugeführt wird. Operating devices are known from the prior art which are used to operate lamp sections with at least one lamp, such as e.g. comprise a light-emitting diode path with at least one light-emitting diode, at least one converter stage with at least one switch and at least one energy store in order to charge and discharge the at least one energy store cyclically by switching the at least one switch on and off. The control of the at least one switch and consequently the charging and discharging of the at least one energy store can control the electrical energy or the current which is provided by the operating device of the illuminant path. The amount of light emitted by the at least one illuminant of the illuminant path depends on the electrical energy or current that is supplied to the illuminant path by the operating device.
[0003] Zur Steuerung des wenigstens einen Schalters, gibt die Steuereinheit des Betriebsgerätes Steuersignale an den wenigstens einen Schalter aus. Ublicherweise werden ausgehend von der Steuereinheit die Steuersignale über einen Treiber dem wenigstens einen Schalter ausgegeben. To control the at least one switch, the control unit of the operating device outputs control signals to the at least one switch. Usually, starting from the control unit, the control signals are output to the at least one switch via a driver.
[0004] Zwischen dem Zeitpunkt der Ausgabe eines Steuersignals durch die Steuereinheit an den wenigstens einen Schalter und dem durch das Steuersignal verursachten Schaltvorgang (Einschalten oder Ausschalten) des wenigstens einen Schalters kommt es zu einer zeitlichen Verzögerung. Mit anderen Worten, schaltet der wenigstens eine Schalter nicht sofort zu dem Zeitpunkt, zu dem die Steuereinheit ein Steuersignal ausgibt, um einen Schaltvorgang des wenigstens einen Schalters zu verursachen. Between the time of the output of a control signal by the control unit to the at least one switch and the switching process caused by the control signal (switching on or off) of the at least one switch, there is a time delay. In other words, the at least one switch does not switch immediately when the control unit issues a control signal to cause the at least one switch to switch.
[0005] Dies ist beispielhaft in Figur 10 gezeigt. Figur 10 zeigt nämlich beispielhaft das Schalten eines Schalters ST einer Konverterstufe zum Laden und Entladen des Energiespeichers der Konverterstufe. Der Schalter ST ist im geschlossenen Zustand leitend und im offenen Zustand nichtleitend. Der Schalter ST wird derart gesteuert, dass dieser bei Erreichen eines vorbestimmten Maximalstroms Ipea« des Stroms I durch den Energiespeicher geöffnet bzw. nichtleitend geschaltet wird und beim Nulldurchgang des Stroms Iı durch den Energiespeicher geschlossen bzw. leitend geschaltet wird. Diese Betriebsart ist als Grenzbetrieb („Borderline Conduction Mode/BCM*“) bekannt. This is shown by way of example in FIG. 10. 10 shows an example of the switching of a switch ST of a converter stage for charging and discharging the energy store of the converter stage. The switch ST is conductive in the closed state and non-conductive in the open state. The switch ST is controlled in such a way that it is opened or switched non-conductive when the current I through the energy store reaches a predetermined maximum current Ipea, and is closed or switched on when the current I 1 passes through the energy store. This operating mode is known as border mode (“Borderline Conduction Mode / BCM *”).
[0006] Auf der linken Seite der Figur 10 ist in dem oberen Graphen durch die gestrichelte Linie angedeutet, dass zu dem Zeitpunkt des Erreichens des vorbestimmten Maximalstroms Ipeak der Schalter ST geöffnet werden sollte. Aufgrund einer zeitlichen Verzögerung tor des Öffnet der Schalter ST aber nicht sofort sondern erst zu dem Zeitpunkt torr_reaı. Folglich ist der Schalter ST On the left side of Figure 10 is indicated in the upper graph by the dashed line that at the time of reaching the predetermined maximum current Ipeak the switch ST should be opened. Due to a time delay, the switch ST does not open immediately but only at the time torr_reaı. Consequently, the switch is ST
während der Zeitdauer torr_aeı Noch geschlossen, wodurch der Energiespeicher weiter geladen wird und der Strom Iı durch den Energiespeicher bis auf den Stromwert lpeakneu ANSteigt, der höher ist als der vorbestimmte Maximalstrom Ipeak, Zu dem der Schalter ausgeschaltet werden sollte. D.h. die Ausschaltverzögerung torr_aeı führt zu einem höheren Strom lpeakneu IN dem Energiespeicher, welches zu einer Sättigung oder Erhitzung des Energiespeichers führen kann. during the period torr_aeı still closed, whereby the energy store is further charged and the current Iı through the energy store rises to the current value lpeaknew, which is higher than the predetermined maximum current Ipeak, at which the switch should be switched off. I.e. the switch-off delay torr_aeı leads to a higher current lpeakneu IN the energy store, which can lead to saturation or heating of the energy store.
[0007] Auf der rechten Seite der Figur 10 ist in dem oberen Graphen durch die gestrichelte Linie angedeutet, dass beim Grenzbetrieb zu dem Zeitpunkt des Nulldurchgangs des Stroms Iı durch den Energiespeicher der Schalter ST geschlossen werden sollte. Aufgrund einer zeitlichen Verzögerung ton aeı Schließt der Schalter ST aber nicht sofort sondern erst zu dem Zeitpunkt ton reaı. Folglich ist der Schalter ST während der Zeitdauer ton de: Noch offen, wodurch der Strom I_ durch den Energiespeicher für die Zeitdauer ton deı auf Null (0 A) bleibt. D.h. die Einschaltverzögerung ton deı führt dazu, dass aus einem Grenzbetrieb (Borderline Conduction Mode/BCM“) ein lückender Betrieb bzw. Lückbetrieb („Discontinuous Conduction Mode/DCM') wird, wodurch die Schaltverluste erhöht werden und es zu einer Schwankung im Ausgangsstrombereich der Konverterstufe kommen kann. On the right side of Figure 10 is indicated in the upper graph by the dashed line that during limit operation at the time of the zero crossing of the current Iı through the energy store, the switch ST should be closed. Due to a time delay ton aeı, the switch ST does not close immediately but only at the time ton reaı. Consequently, the switch ST is still open during the time period ton de: As a result, the current I_ through the energy store remains at zero (0 A) for the time period ton deı. I.e. the switch-on delay ton deı leads to a border operation (Borderline Conduction Mode / BCM ") becoming a gap operation or gap operation (" Discontinuous Conduction Mode / DCM '), whereby the switching losses are increased and there is a fluctuation in the output current range of the converter stage can come.
[0008] Bei Betriebsgeräten mit wenigstens einem Hochpotential („High-Side“-Schalter, wie es zum Beispiel der Fall ist, wenn die wenigstens eine Konverterstufe eine invertierende Wandlerstufe (Buck-Boost-Konverterstufe) oder eine Abwärtswandlerstufe (Buck-Konverterstufe) ist, werden die vorstehend beschriebenen zeitlichen Verzögerungen unter anderem durch eine parasitäre Induktivität des Transformators, der typischerweise zur galvanischen Trennung in einem Hochpotential („High-Side“)-Treiber zum Betreiben des High-Side-Schalters vorgesehen ist, sowie der Eingangskapazität des High-Side-Schalters verursacht. In operating devices with at least one high potential ("high-side" switch, as is the case, for example, when the at least one converter stage is an inverting converter stage (buck-boost converter stage) or a step-down converter stage (buck converter stage) , the above-described time delays are caused, among other things, by a parasitic inductance of the transformer, which is typically provided for electrical isolation in a high potential (“high-side”) driver for operating the high-side switch, and the input capacitance of the high- Side switch caused.
[0009] Unter einem High-Side-Schalter einer Konverterstufe wird ein Schalter verstanden, der den wenigstens einen Energiespeicher der Konverterstufe gegen die Versorgungsspannung bzw. Eingangsspannung der Konverterstufe schaltet und nicht gegen Masse, bzw. gegen das höhere Potential der Eingangsspannung schaltet und nicht gegen das niedrigere Potential der Eingangsspannung. A high-side switch of a converter stage is understood to mean a switch that switches the at least one energy store of the converter stage against the supply voltage or input voltage of the converter stage and not against ground or against the higher potential of the input voltage and not against the lower potential of the input voltage.
[0010] Für den Fall, dass der High-Side-Schalter durch einen Feldeffekttransistor, wie z.B. einem Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) realisiert wird, ergibt sich die Eingangskapazität Ciss des High-Side-Schalters im Wesentlichen wie folgt: In the event that the high-side switch by a field effect transistor, such as a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) is realized, the input capacitance Ciss of the high-side switch essentially results as follows:
Ciss = Ccs + Cap Ciss = Ccs + Cap
[0011] Hierbei stellt Cys die Gate-Source-Kapazität dar, welche durch die Überlappung des Source- und Kanalbereichs durch die Gate-Elektrode gebildet wird und als konstant angenommen werden kann. Ce stellt die Gate-Drain-Kapazität dar, welche eine Funktion der DrainSource Spannung Vos ist, wobei diese Abhängigkeit durch folgende Formel im Wesentlichen dargestellt werden kann: Here, Cys represents the gate-source capacitance, which is formed by the overlap of the source and channel region by the gate electrode and can be assumed to be constant. Ce represents the gate-drain capacitance, which is a function of the DrainSource voltage Vos, whereby this dependence can essentially be represented by the following formula:
Cap,o Cap, o
Cep = —D0___ DAL +Kıx/Vos Cep = —D0 ___ DAL + Kıx / Vos
[0012] Gemäß dem Stand der Technik werden die zeitliche Verzögerung ton aeı ZWischen dem Zeitpunkt der Ausgabe des Steuersignals zum Verursachen eines Einschaltens des Schalters und dem tatsächliche Zeitpunkt des Einschaltens des Schalters und die zeitliche Verzögerung tort_deı ZWiSschen dem Zeitpunkt der Ausgabe des Steuersignals zum Verursachen eines Ausschaltens des Schalters und dem tatsächliche Zeitpunkt des Ausschaltens des Schalters als konstant angenommen und es wird ein gemeinsamer Verzögerungswert für die beiden zeitlichen Verzögerung typischerweise während der Herstellung für die Steuerung festgelegt. According to the prior art, the time delay ton aeı ZWischen between the time of the output of the control signal for causing the switch to be switched on and the actual time for switching on the switch and the time delay tort_deı ZWiSschen the time of the output of the control signal for causing a Turning off the switch and the actual time of turning off the switch are assumed to be constant and a common delay value for the two time delays is typically set for the controller during manufacture.
[0013] Dies ist nachteilig, da, wie vorstehend gezeigt, die zeitlichen Verzögerungen nicht konstant sind und auch für verschiedene Lasten sich ändern können. Ferner unterscheiden sich üblicherweise die zeitliche Verzögerung ton aeı ZWischen dem Zeitpunkt der Ausgabe des Steuersignals zum Verursachen eines Einschaltens des Schalters und dem tatsächliche Zeitpunkt des Einschaltens des Schalters und die zeitliche Verzögerung tor deı ZWischen dem Zeitpunkt This is disadvantageous because, as shown above, the time delays are not constant and can also change for different loads. Furthermore, the time delay ton a between the time of the output of the control signal for causing the switch to be switched on and the actual time at which the switch is switched on and the time delay between the time usually differ
der Ausgabe des Steuersignals zum Verursachen eines Ausschaltens des Schalters und dem tatsächliche Zeitpunkt des Ausschaltens des Schalters voneinander. the output of the control signal to cause the switch to turn off and the actual time the switch is turned off from each other.
[0014] Um die vorstehenden Nachteile des Stands der Technik auszuräumen, ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Betriebsgerät zum Betreiben einer Leuchtmittelstrecke mit wenigstens einem Leuchtmittel bereitzustellen. In order to overcome the above disadvantages of the prior art, it is the object of the present invention to provide an operating device for operating a lamp path with at least one lamp.
[0015] Diese und andere Aufgaben, die beim Lesen der folgenden Beschreibung noch genannt werden oder vom Fachmann erkannt werden können, werden durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der vorliegenden Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter. [0015] These and other objects, which will be mentioned when reading the following description or which can be recognized by a person skilled in the art, are solved by the subject matter of the independent claims. The dependent claims develop the central idea of the present invention in a particularly advantageous manner.
3. AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG 3. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0016] Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Betriebsgerät zum Betreiben einer Leuchtmittelstrecke mit wenigstens einem Leuchtmittel, vorzugsweise einer Leuchtdiodenstrecke mit wenigstens einer Leuchtdiode bereitgestellt, wobei das Betriebsgerät umfasst: [0016] According to the present invention, an operating device for operating an illuminant path with at least one illuminant, preferably a light-emitting diode path with at least one light-emitting diode, is provided, the operating device comprising:
[0017] - wenigstens eine Konverterstufe mit wenigstens einem Schalter und wenigstens einem Energiespeicher, und - At least one converter stage with at least one switch and at least one energy store, and
[0018] - eine Steuereinheit, die dazu eingerichtet ist, den wenigstens einen Schalter zum Betreiben der Leuchtmittelstrecke derart zu steuern, dass der wenigstens eine Energiespeicher zyklisch geladen und entladen wird, um eine elektrische Energie für den Betrieb der Leuchtmittelstrecke bereitzustellen. - A control unit, which is set up to control the at least one switch for operating the lamp section such that the at least one energy store is cyclically charged and discharged in order to provide electrical energy for the operation of the lamp section.
[0019] Hierbei ist die Steuereinheit zur Steuerung des wenigstens einen Schalters dazu eingerichtet, an den wenigstens einen Schalter Steuersignale auszugeben, wobei jedes Steuersignal einen Schaltvorgang des wenigstens einen Schalters verursacht. Die Steuereinheit ist ferner dazu eingerichtet, bei wenigstens einer Ausgabe eines Steuersignals an den wenigstens einen Schalter die zeitliche Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt der Ausgabe des jeweiligen Steuersignals und dem tatsächlichen Zeitpunkt des durch das jeweiligen Steuersignal verursachten Schaltvorgangs des wenigstens einen Schalters zu bestimmen und bei wenigstens einem folgenden Schaltvorgang die zeitliche Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt der Ausgabe des jeweiligen Steuersignals und dem tatsächlichen Zeitpunkt des durch das jeweiligen Steuersignal verursachten Schaltvorgangs durch eine Kompensation zu berücksichtigen. Here, the control unit for controlling the at least one switch is set up to output control signals to the at least one switch, each control signal causing a switching operation of the at least one switch. The control unit is further configured to determine the time delay between the point in time at which the respective control signal is output and the actual point in time of the switching operation of the at least one switch caused by the respective control signal when at least one control signal is output to the at least one switch and at least one following switching operation to take into account the time delay between the time of the output of the respective control signal and the actual time of the switching operation caused by the respective control signal by means of compensation.
[0020] Mit anderen Worten ist das erfindungsgemäße Betriebsgerät, insbesondere die Steuereinheit des erfindungsgemäßen Betriebsgerätes, dazu eingerichtet, während der Steuerung des wenigstens einen Schalters, d.h. während dem Betrieb des erfindungsgemäßen Betriebsgerätes zur Steuerung des Betriebs der Leuchtmittelstrecke, die zeitliche Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt der Ausgabe eines Steuersignals an den wenigstens einen Schalter und dem tatsächlichen Zeitpunkt zu bestimmen, zu dem der wenigstens eine Schalter aufgrund des Steuersignals bzw. durch das Steuersignal verursacht schaltet, und eine Kompensation der zeitverzögerten Steuerung bzw. Ansteuerung des wenigstens einen Schalters bei einem in der Zukunft folgenden bzw. zeitlich nachfolgenden Schaltvorgang des wenigstens einen Schalters abhängig von dieser zeitlichen Verzögerung durchzuführen. D.h. die Kompensation der zeitverzögerten Steuerung des wenigstens einen Schalters durch das erfindungsgemäße Betriebsgerät, insbesondere durch die Steuereinheit des erfindungsgemäßen Betriebsgerätes, bei einem in der Zukunft folgendem Schaltvorgang erfolgt abhängig von einer tatsächlichen Bestimmung, insbesondere tatsächlichen Erfassung, der zeitlichen Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt der Ausgabe eines Steuersignals durch die Steuereinheit und dem tatsächlichen Zeitpunkt des dadurch verursachten Schaltvorgangs. In other words, the operating device according to the invention, in particular the control unit of the operating device according to the invention, is set up to control the at least one switch, i. during the operation of the operating device according to the invention for controlling the operation of the lighting means, to determine the time delay between the time at which a control signal is output to the at least one switch and the actual time at which the at least one switch is caused on the basis of the control signal or by the control signal switches, and to perform a compensation of the time-delayed control or activation of the at least one switch in a switching operation of the at least one switch that follows or follows in the future depending on this time delay. I.e. The compensation of the time-delayed control of the at least one switch by the operating device according to the invention, in particular by the control unit of the operating device according to the invention, during a switching operation that follows in the future takes place depending on an actual determination, in particular actual detection, of the time delay between the time of the output of a control signal by the control unit and the actual time of the switching process caused thereby.
[0021] Vorzugsweise umfasst die Leuchtmittelstrecke als Leuchtmittel (Lichtquelle) eine oder mehrere Leuchtdioden. Der Begriff „Leuchtdiode (LED)“ umfasst Leuchtdioden mit Primäranregung, Leuchtdioden mit Sekundäranregung, anorganische Leuchtdioden, organische Leuchtdioden (OLEDs) sowie alle weiteren bekannten Arten von Leuchtdioden. Die Leuchtmittelstrecke kann aber zusätzlich oder alternativ auch andere bekannte Leuchtmittel, wie z.B. Leuchtstoff-[0021] The illuminant path preferably comprises one or more light-emitting diodes as the illuminant (light source). The term “light emitting diode (LED)” includes light emitting diodes with primary excitation, light emitting diodes with secondary excitation, inorganic light emitting diodes, organic light emitting diodes (OLEDs) and all other known types of light emitting diodes. The illuminant path can additionally or alternatively also other known illuminants, such as Fluorescent
röhren oder Gasentladungslampen usw., umfassen, die dazu eingerichtet sind, Licht zu emittieren. tubes or gas discharge lamps, etc., which are designed to emit light.
[0022] Vorzugsweise umfasst oder entspricht die wenigstens eine Konverterstufe einem aktiv getakteten DC/DC-Wandler bzw. Gleichspannungswandler, der dazu eingerichtet ist an seinem Ausgang elektrische Energie bzw. einen Strom zum Betreiben einer Leuchtmittelstrecke mit wenigstens einem Leuchtmittel bereitzustellen. Hierbei hängt die Lichtemission des wenigstens einen Leuchtmittels der Leuchtmittelstrecke von der zugeführten elektrischen Energie bzw. dem zugeführten Strom ab und folglich kann die Lichtemission durch Steuern bzw. Einstellen der zugeführten elektrischen Energie bzw. des zugeführten Stroms gesteuert werden. Preferably, the at least one converter stage comprises or corresponds to an actively clocked DC / DC converter or DC / DC converter which is set up at its output to provide electrical energy or a current for operating a lamp path with at least one lamp. Here, the light emission of the at least one illuminant of the illuminant path depends on the supplied electrical energy or the supplied current and consequently the light emission can be controlled by controlling or adjusting the supplied electrical energy or the supplied current.
[0023] Die wenigstens eine Konverterstufe kann zum Beispiel einen potentialgetrennten getakteten DC/DC-Wandler (getakteter DC/DC-Wandler mit galvanischer Trennung zwischen Eingang und Ausgang), wie z.B. einen Sperrwandler (Flyback-Konverter), Gegentaktwandler (Push-Pull-Konverter) oder einen Resonanzwandler (Resonanz-Konverter), oder einen nichtisolierten bzw. nicht-potentialgetrennten getakteten DC/DC-Wandler (getakteter DC/DCWandler ohne galvanische Trennung zwischen Eingang und Ausgang) darstellen, wie z.B. einen Abwärtswandler (Buck-Konverter, Step-Down-Konverter), Aufwärtswandler (BoostKonverter, Step-Up-Konverter) oder einen invertierender Wandler (Buck-Boost-Konverter). The at least one converter stage can, for example, a potential-isolated clocked DC / DC converter (clocked DC / DC converter with electrical isolation between input and output), such as a flyback converter, push-pull converter or a resonance converter (resonance converter), or a non-isolated or non-isolated clocked DC / DC converter (clocked DC / DC converter without electrical isolation between input and Output), such as a step-down converter (buck converter, step-down converter), step-up converter (boost converter, step-up converter) or an inverting converter (buck boost converter).
[0024] Besonders bevorzugt entspricht die wenigstens eine Konverterstufe einer Konverterstufe mit wenigstens einem High-Side-Schalter, wie z.B. einem Abwärtswandler (Buck-Konverter, Step-Down-Konverter) oder einem invertierenden Wandler (Buck-Boost-Konverter). Particularly preferably, the at least one converter stage corresponds to a converter stage with at least one high-side switch, such as e.g. a step-down converter (buck converter, step-down converter) or an inverting converter (buck boost converter).
[0025] Der wenigstens einen Konverterstufe können im Betriebsgerät noch eine oder mehrere Konverterstufen vorgeschaltet und/oder nachgeschaltet sein, sodass die wenigstens eine Konverterstufe vorzugsweise eine Stufe in einer Kette von Konverterstufen darstellt. One or more converter stages can be connected upstream and / or downstream of the at least one converter stage, so that the at least one converter stage preferably represents a stage in a chain of converter stages.
[0026] Der wenigstens eine Schalter der wenigstens einen Konverterstufe entspricht vorzugsweise einem Transistor. Besonders vorzugsweise entspricht der wenigstens eine Schalter einem Feldeffekttransistor (FET), insbesondere einem Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET). Der wenigstens eine Schalter kann aber auch jedem anderen dem Fachmann bekannten Schalter entsprechen, der durch Steuersignale ausgehend von einer Steuereinheit eingeschaltet (leitend geschaltet) und ausgeschaltet (nichtleitend geschaltet) werden kann. Zum Beispiel kann der wenigstens eine Schalter auch einem Bipolartransistor entsprechen. [0026] The at least one switch of the at least one converter stage preferably corresponds to a transistor. The at least one switch particularly preferably corresponds to a field effect transistor (FET), in particular a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET). However, the at least one switch can also correspond to any other switch known to those skilled in the art, which can be switched on (switched on) and switched off (switched off) by control signals from a control unit. For example, the at least one switch can also correspond to a bipolar transistor.
[0027] Vorzugsweise sind der wenigstens eine Schalter und der wenigstens eine Energiespeicher derart in der wenigstens einen Konverterstufe verschaltet, dass der wenigstens eine Energiespeicher ausgehend von der dem erfindungsgemäßen Betriebsgerät, insbesondere der wenigstens einen Konverterstufe, zugeführten elektrischen Energie bzw. Versorgungsspannung durch Schalten des wenigstens einen Schalters, d.h. durch Einschalten (leitend Schalten) und Ausschalten (nichtleitend Schalten) des wenigstens einen Schalters, geladen und entladen werden kann, um am Ausgang der wenigstens einen Konverterstufe eine elektrische Energie, Spannung oder Strom bereitzustellen. Hierbei kann die am Ausgang der wenigstens einen Konverterstufe bereitgestellte elektrische Energie, Spannung oder Strom durch Steuerung des wenigstens einen Schalters bzw. durch Steuerung des Schaltens des wenigstens einen Schalters gesteuert bzw. eingestellt werden. Preferably, the at least one switch and the at least one energy store are connected in the at least one converter stage in such a way that the at least one energy store, based on the electrical energy or supply voltage supplied to the operating device according to the invention, in particular the at least one converter stage, by switching the at least one a switch, ie by switching on (switching on) and switching off (switching off) the at least one switch, can be charged and discharged in order to provide electrical energy, voltage or current at the output of the at least one converter stage. The electrical energy, voltage or current provided at the output of the at least one converter stage can be controlled or set by controlling the at least one switch or by controlling the switching of the at least one switch.
[0028] Der wenigstens eine Schalter der wenigstens einen Konverterstufe entspricht vorzugsweise einem High-Side-Schalter. Unter einem „High-Side-Schalter“, einer Konverterstufe wird ein Schalter verstanden, der den wenigstens einen Energiespeicher der Konverterstufe gegen die Versorgungsspannung bzw. Eingangsspannung der Konverterstufe schaltet und nicht gegen Masse, oder gegen das höhere Potential der Eingangsspannung schaltet und nicht gegen das niedrigere Potential der Eingangsspannung. [0028] The at least one switch of the at least one converter stage preferably corresponds to a high-side switch. A “high-side switch”, a converter stage, is a switch that switches the at least one energy store of the converter stage against the supply voltage or input voltage of the converter stage and not against ground, or against the higher potential of the input voltage and not against that lower potential of the input voltage.
[0029] Der wenigstens eine Energiespeicher ist vorzugsweise eine Induktivität bzw. eine Spule. Im eingeschalteten bzw. leitenden Zustand des wenigstens einen Schalters wird der wenigstens eine Energiespeicher geladen, d.h. die im Energiespeicher gespeicherte elektrische Energie [0029] The at least one energy store is preferably an inductor or a coil. When the at least one switch is switched on or conductive, the at least one energy store is charged, i.e. the electrical energy stored in the energy store
erhöht sich bzw. der durch den Energiespeicher fließende Strom (Ladestrom) steigt an. Im ausgeschalteten bzw. nicht-leitenden Zustand des wenigstens einen Schalters wird der wenigstens eine Energiespeicher entladen, d.h. die im Energiespeicher gespeicherte elektrische Energie verringert sich bzw. der durch den Energiespeicher fließende Strom (Entladestrom) sinkt, um am Ausgang der wenigstens einen Konverterstufe eine elektrische Energie bzw. einen elektrischen Strom zum Betreiben der Leuchtmittelstrecke bereitzustellen. increases or the current flowing through the energy store (charging current) increases. When the at least one switch is switched off or non-conductive, the at least one energy store is discharged, i.e. the electrical energy stored in the energy store is reduced or the current (discharge current) flowing through the energy store decreases in order to provide electrical energy or an electrical current for operating the lamp path at the output of the at least one converter stage.
[0030] Das erfindungsgemäße Betriebsgerät kann ferner wenigstens eine Gleichrichterschaltung und/oder wenigstens eine Filterschaltung umfassen, die der wenigsten einen Konverterstufe vorangeschaltet sind, um eine dem Betriebsgerät als Eingangsspannung zugeführte Wechselspannung gleichzurichten und/oder zu filtern. Folglich kann das erfindungsgemäße Betriebsgerät sowohl mit einer Wechselspannung, wie z.B. Netzwechselspannung, wie auch mit einer Gleichspannung, wie z.B. einer Batteriespannung, als Eingangsspannung versorgt werden. The operating device according to the invention can further comprise at least one rectifier circuit and / or at least one filter circuit which are connected upstream of the at least one converter stage in order to rectify and / or filter an AC voltage supplied to the operating device as an input voltage. Consequently, the operating device according to the invention can be operated with an alternating voltage, e.g. Mains AC voltage, as well as with a DC voltage, e.g. a battery voltage, are supplied as input voltage.
[0031] Die Steuereinheit des erfindungsgemäßen Betriebsgerätes ist vorzugsweise ein Mikrokontroller, ein ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung) oder ein Hybrid daraus, welche zur Steuerung des wenigstens einen Schalters dazu eingerichtet ist, Steuersignale an den wenigstens einen Schalter auszugeben. The control unit of the operating device according to the invention is preferably a microcontroller, an ASIC (application-specific integrated circuit) or a hybrid thereof, which is set up to control the at least one switch to output control signals to the at least one switch.
[0032] Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Betriebsgerät wenigstens einen Treiber bzw. wenigstens eine Treiberschaltung, über den bzw. die die Steuereinheit die Steuersignale an den wenigstens einen Schalter zur Steuerung dieses ausgibt. Unter einem „Treiber“ bzw. einer „Treiberschaltung“ wird eine Schaltung verstanden, die unteranderem den Pegel eines durch die Steuereinheit ausgegebenen Steuersignals auf einen niedrigeren oder vorzugsweise höheren Pegel umsetzt und/oder das Signal verstärkt. Mit anderen Worten wird vorzugsweise durch den wenigstens einen Treiber ein durch die Steuereinheit ausgegebenes Steuersignal eines geringen Pegels, wie z.B. ein geringer Strom von einem Digitalausgang der Steuereinheit, auf ein Steuersignal eines höheren Pegels umgesetzt und/oder verstärkt, um ein korrektes Schaltverhalten des wenigstens einen Schalters zu ermöglichen. Ein solcher Treiber ist auch als „Gate-Treiber“ oder „Low-Side-Treiber“ bekannt. [0032] The operating device according to the invention preferably comprises at least one driver or at least one driver circuit, via which the control unit outputs the control signals to the at least one switch for controlling it. A “driver” or a “driver circuit” is understood to mean a circuit which, among other things, converts the level of a control signal output by the control unit to a lower or preferably higher level and / or amplifies the signal. In other words, a control signal of a low level, such as e.g. a low current from a digital output of the control unit, converted to a control signal of a higher level and / or amplified in order to enable correct switching behavior of the at least one switch. Such a driver is also known as a "gate driver" or "low-side driver".
[0033] Für den Fall, dass der wenigstens eine Schalter ein High-Side-Schalter ist, umfasst das erfindungsgemäße Betriebsgerät vorzugsweise ferner einen weiteren Treiber der eine galvanische Trennung z.B. in Form eines Transformators, aufweist, um eine potentialfreie bzw. galvanisch-getrennte Steuerung des wenigstens einen Schalters zu ermöglichen. Ein solcher Treiber ist auch als „High-Side-Treiber“ bekannt. In the event that the at least one switch is a high-side switch, the operating device according to the invention preferably further comprises a further driver which provides electrical isolation e.g. in the form of a transformer, in order to enable potential-free or galvanically isolated control of the at least one switch. Such a driver is also known as a "high-side driver".
[0034] Folglich kann das erfindungsgemäße Betriebsgerät einen Low-Side-Treiber für eine Pegelumsetzung und/oder Verstärkung der Steuersignale der Steuereinheit sowie einen dem Low-Side-Treiber nachgeschalteten High-Side-Treiber zur galvanischen Trennung aufweisen, wobei dann die Steuereinheit vorzugsweise Steuersignale über den Low-Side-Treiber und den High-Side-Treiber an den wenigstens einen Schalter ausgibt. Der Low-Side-Treiber und der nachgeschaltete High-Side-Treiber können zusammen einen Treiber bzw. Treiberschaltung bilden, über die die Steuereinheit Steuersignale an den wenigstens einen Schalter ausgeben kann. Consequently, the operating device according to the invention can have a low-side driver for level conversion and / or amplification of the control signals of the control unit and a high-side driver connected downstream of the low-side driver for electrical isolation, the control unit then preferably having control signals outputs to the at least one switch via the low-side driver and the high-side driver. The low-side driver and the downstream high-side driver can together form a driver or driver circuit via which the control unit can output control signals to the at least one switch.
[0035] Die Steuereinheit des erfindungsgemäßen Betriebsgerätes ist dazu eingerichtet, durch Steuerung des wenigstens einen Schalters der wenigstens einen Konverterstufe die am Ausgang der wenigstens einen Konverterstufe bereitgestellte elektrische Energie bzw. elektrischen Strom für den Betrieb der Leuchtmittelstrecke zu steuern bzw. einzustellen. The control unit of the operating device according to the invention is set up to control or adjust the electrical energy or electric current provided at the output of the at least one converter stage for the operation of the lamp path by controlling the at least one switch of the at least one converter stage.
[0036] Vorzugsweise ist die Steuereinheit auch dazu eingerichtet, durch Steuerung des wenigstens einen Schalters eine Leistungsfaktorkorrektur-Funktion (PFC-Funktion) auszuführen, um einen Leistungsfaktor nahezu 1 bzw. gemäß gesetzlichen Vorgaben zu gewährleisten. Preferably, the control unit is also set up to perform a power factor correction function (PFC function) by controlling the at least one switch in order to ensure a power factor of almost 1 or in accordance with legal requirements.
[0037] Unter einem „Schaltvorgang des wenigstens einen Schalters“ wird ein Einschalten oder Ausschalten des wenigstens einen Schalters verstanden, das durch ein von der Steuereinheit ausgegebenes Steuersignal verursacht wird. Wenn der wenigstens eine Schalter eingeschaltet wird, wird er leitend und, wenn der wenigstens eine Schalter ausgeschaltet wird, wird er nichtlei-A “switching operation of the at least one switch” is understood to mean switching the at least one switch on or off, which is caused by a control signal output by the control unit. When the at least one switch is turned on, it becomes conductive and when the at least one switch is turned off, it becomes non-conductive.
tend. Mit anderen Worten wird bei jedem Schaltvorgang des Schalters der Zustand des Schalters entweder von leitend zu nichtleitend oder von nichtleitend zu leitend verändert. tend. In other words, the state of the switch is changed either from conductive to non-conductive or from non-conductive to conductive each time the switch is switched.
[0038] Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, den zeitlichen Stromverlauf durch den wenigstens einen Energiespeicher zu erfassen und bei der wenigstens einen Ausgabe eines Steuersignals die zeitliche Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt der Ausgabe des jeweiligen Steuersignals und dem tatsächlichen Zeitpunkt des durch das jeweilige Steuersignal verursachten Schaltvorgangs auf Basis des zeitlichen Stromverlaufs durch den wenigstens einen Energiespeicher zu bestimmen. Preferably, the control unit is set up to detect the temporal current profile through the at least one energy store and, in the at least one output of a control signal, the time delay between the time of the output of the respective control signal and the actual time of the switching process caused by the respective control signal to be determined on the basis of the current profile through the at least one energy store.
[0039] Mit anderen Worten ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, auf Basis des zeitlichen Verlaufs des durch den wenigstens einen Energiespeicher der wenigstens einen Konverterstufe fließenden Stroms die zeitliche Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die Steuereinheit zum Verursachen eines Schaltvorgangs des wenigstens einen Schalters ein Steuersignal an den wenigstens einen Schalter ausgibt, und dem tatsächlichen Zeitpunkt des Schaltvorgangs des wenigstens einen Schalters zu bestimmen. In other words, the control unit is set up, on the basis of the time profile of the current flowing through the at least one energy store of the at least one converter stage, the time delay between the time at which the control unit causes a switching operation of the at least one switch a control signal outputs to the at least one switch, and to determine the actual time of the switching operation of the at least one switch.
[0040] Im Folgenden sind die Begriffe „der durch den wenigstens einen Energiespeicher flieBende Strom“ und „der Strom durch den wenigstens einen Energiespeicher“ als Synonyme anzusehen. In the following, the terms “the current flowing through the at least one energy store” and “the current through the at least one energy store” are to be regarded as synonyms.
[0041] Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Betriebsgerät eine Erfassungseinheit, die dazu eingerichtet ist den zeitlichen Verlauf des durch den wenigstens einen Energiespeicher fließenden Stroms zu erfassen, wobei die Erfassungseinheit vorzugsweise Bestandteil der wenigstens einen Konverterstufe ist. Zum Beispiel kann zu dem Energiespeicher ein ShuntWiderstand seriell geschaltet sein, sodass über die an dem Shunt-Widerstand abfallende Spannung der durch den wenigstens einen Energiespeicher fließende Strom erfasst werden kann und somit der zeitliche Verlauf des durch den Energiespeicher fließenden Stroms durch die Steuereinheit erfasst werden kann. Preferably, the operating device according to the invention comprises a detection unit which is set up to detect the time profile of the current flowing through the at least one energy store, the detection unit preferably being part of the at least one converter stage. For example, a shunt resistor can be connected in series with the energy store, so that the current flowing through the at least one energy store can be detected via the voltage drop across the shunt resistor and thus the time course of the current flowing through the energy store can be detected by the control unit .
[0042] Bevorzugt weist die wenigstens eine Konverterstufe eine Messwicklung bzw. Messinduktivität auf, die mit dem wenigstens einen Energiespeicher elektromagnetisch gekoppelte ist, der vorzugsweise eine Induktivität bzw. Spule darstellt. Uber diese Messwicklung kann dann die Messung des durch den wenigsten einen Energiespeicher fließenden Stroms erfolgen und folglich der zeitliche Verlauf des durch den Energiespeicher fließenden Stroms durch die Steuereinheit erfasst werden. The at least one converter stage preferably has a measuring winding or measuring inductance which is electromagnetically coupled to the at least one energy store, which preferably represents an inductor or coil. The measurement of the current flowing through the least one energy store can then be carried out via this measuring winding and consequently the time course of the current flowing through the energy store can be recorded by the control unit.
[0043] Ferner ist die Steuereinheit zur Steuerung des Betriebs der Leuchtmittelstrecke vorzugsweise dazu eingerichtet, als Steuersignale abwechselnd ein erstes Steuersignal und ein zweites Steuersignal auszugeben, wobei die Steuereinheit vorzugsweise dazu eingerichtet ist, das erste Steuersignal als Steuersignal auszugeben, um ein Einschalten des wenigstens einen Schalters als Schaltvorgang zu verursachen, und wobei die Steuereinheit vorzugsweise dazu eingerichtet ist, das zweite Steuersignal als Steuersignal auszugeben, um ein Ausschalten des wenigstens einen Schalters als Schaltvorgang zu verursachen. Furthermore, the control unit for controlling the operation of the lighting means is preferably set up to alternately output a first control signal and a second control signal as control signals, the control unit preferably being set up to output the first control signal as a control signal in order to switch on the at least one Cause switch as a switching process, and wherein the control unit is preferably configured to output the second control signal as a control signal in order to cause the at least one switch to be switched off as a switching process.
[0044] Vorzugsweise entspricht das erste Steuersignal einem Signal eines ersten Pegels und das zweite Steuersignal einem Signal eines zweiten Pegels, der niedriger als der erste Pegel ist. Besonders bevorzugt entspricht der zweite Pegel einem Null-Pegel, sodass bei der Ausgabe des ersten Steuersignals ein Signal ausgegeben wird und bei der Ausgabe des zweiten Steuersignals kein Signal ausgegeben wird. Preferably, the first control signal corresponds to a signal of a first level and the second control signal to a signal of a second level that is lower than the first level. The second level particularly preferably corresponds to a zero level, so that a signal is output when the first control signal is output and no signal is output when the second control signal is output.
[0045] Des Weiteren ist die Steuereinheit vorzugsweise dazu eingerichtet, das erste Steuersignal als Steuersignal auszugeben, wenn der Strom durch den wenigstens einen Energiespeicher den Nullwert erreicht, eine vorbestimmte Zeitdauer nach Erreichen des Nullwertes abgelaufen ist, oder eine vorbestimmte erste Zeitdauer nach der vorhergehenden Ausgabe des zweiten Steuersignals abgelaufen ist. Furthermore, the control unit is preferably set up to output the first control signal as a control signal when the current through the at least one energy store reaches the zero value, a predetermined time period after reaching the zero value, or a predetermined first time period after the previous output of the second control signal has expired.
[0046] Mit anderen Worten ist die Steuereinheit vorzugsweise dazu eingerichtet, ein Einschalten des wenigstens einen Schalters sowohl abhängig von einem Ereignis und/oder abhängig In other words, the control unit is preferably set up to switch on the at least one switch both depending on an event and / or depending
von einer Zeitdauer bzw. einem Zeitablauf zu steuern. Das Ereignis kann zum Beispiel ein Nulldurchgang des durch den Energiespeicher fließenden Stroms oder ein Erreichen eines vorbestimmten unteren Stromwertes bzw. Minimalstromwertes sein. to be controlled by a period of time. The event can be, for example, a zero crossing of the current flowing through the energy store or reaching a predetermined lower current value or minimum current value.
[0047] Die Betriebsart, bei der die Steuereinheit ein erstes Steuersignal ausgibt, wenn der Strom durch den wenigstens einen Energiespeicher den Nullwert (Nulldurchgang) erreicht, um ein Einschalten des Schalters zu verursachen, ist als Grenzbetrieb („Borderline Conduction Mode“) bekannt. The operating mode in which the control unit outputs a first control signal when the current through the at least one energy store reaches the zero value (zero crossing) in order to cause the switch to be switched on is known as border mode (“borderline conduction mode”).
[0048] Die Betriebsart, bei der die Steuereinheit ein erstes Steuersignal ausgibt, wenn eine vorbestimmte Zeitdauer abgelaufen ist, nachdem der Strom durch den wenigstens einen Energiespeicher den Nullwert (Nulldurchgang) erreicht hat, um ein Einschalten des Schalters zu verursachen, ist als lückender Betrieb oder Lückbetrieb („Discontinuous Conduction Mode“) bekannt. The operating mode in which the control unit outputs a first control signal when a predetermined period of time has elapsed after the current through the at least one energy store has reached zero value (zero crossing) in order to cause the switch to be switched on is considered to be intermittent operation or discontinuous conduction mode.
[0049] Die Betriebsart, bei der die Steuereinheit ein erstes Steuersignal ausgibt, wenn der Strom durch den wenigstens einen Energiespeicher einen vorbestimmten unteren Stromwert bzw. Minimalstromwert (der ungleiche dem Nullwert ist) erreicht, um ein Einschalten des Schalters zu verursachen, ist als nicht-Iückender Betrieb oder Nichtlückbetrieb („Continuous Conduction Mode“) bekannt. The operating mode in which the control unit outputs a first control signal when the current through the at least one energy store reaches a predetermined lower current value or minimum current value (which is not equal to the zero value) in order to cause the switch to be switched on is not - Known operation or continuous operation ("Continuous Conduction Mode") known.
[0050] Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, das zweite Steuersignal als Steuersignal auszugeben, wenn der Strom durch den wenigstens einen Energiespeicher einen vorbestimmten Maximalwert erreicht, oder eine vorbestimmte zweite Zeitdauer nach der vorhergehenden Ausgabe des ersten Steuersignals abgelaufen ist. Preferably, the control unit is set up to output the second control signal as a control signal when the current through the at least one energy store reaches a predetermined maximum value, or a predetermined second time period has elapsed after the previous output of the first control signal.
[0051] Mit anderen Worten ist die Steuereinheit vorzugsweise dazu eingerichtet, ein Ausschalten des wenigstens einen Schalters sowohl abhängig von einem Ereignis und/oder abhängig von einer Zeitdauer bzw. einem Zeitablauf zu steuern. Das Ereignis kann zum Beispiel ein Erreichen eines vorbestimmten oberen Stromwertes bzw. Maximalstromwertes sein. In allen drei oben genannten Betriebsarten kann die Steuereinheit das Ausschalten abhängig von einem Ereignis in Form eines Erreichens eines vorbestimmten oberen Stromwertes und/oder einer Zeitdauer steuern. In other words, the control unit is preferably set up to control switching off of the at least one switch both as a function of an event and / or as a function of a time period or a time lapse. The event can be, for example, reaching a predetermined upper current value or maximum current value. In all three operating modes mentioned above, the control unit can control the switching off depending on an event in the form of reaching a predetermined upper current value and / or a period of time.
[0052] Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, den vorbestimmten Minimalstromwert für den Strom durch den wenigstens einen Energiespeicher, die vorbestimmte Zeitdauer nach Erreichen des Nullwertes, den vorbestimmten Maximalstromwert für den Strom durch den wenigstens einen Energiespeicher, die vorbestimmte erste Zeitdauer und/oder die vorbestimmte zweite Zeitdauer einzustellen, um die durch die wenigstens eine Konverterstufe bereitgestellte elektrische Energie bzw. den durch die wenigstens eine Konverterstufe bereitgestellten Strom zum Betreiben der Leuchtmittelstrecke zu steuern bzw. einzustellen. Preferably, the control unit is set up to determine the predetermined minimum current value for the current through the at least one energy store, the predetermined time period after reaching the zero value, the predetermined maximum current value for the current through the at least one energy store, the predetermined first time period and / or the to set a predetermined second time period in order to control or adjust the electrical energy provided by the at least one converter stage or the current provided by the at least one converter stage for operating the lamp path.
[0053] Ferner ist die Steuereinheit vorzugsweise dazu eingerichtet, den Zeitpunkt zu bestimmen, zu dem der Strom durch den wenigstens einen Energiespeicher den vorbestimmten Maximalwert erreicht. [0053] Furthermore, the control unit is preferably set up to determine the point in time at which the current through the at least one energy store reaches the predetermined maximum value.
[0054] Folglich ist die Steuereinheit dann vorzugsweise dazu eingerichtet, ein zweites Steuersignal an den wenigstens einen Schalter zu dem Zeitpunkt auszugeben, zu dem der Strom durch den wenigstens einen Energiespeicher den vorbestimmten Maximalwert erreicht, um zu diesem Zeitpunkt ein Ausschalten des wenigstens einen Schalter zu verursachen, wodurch ein Ansteigen des Stroms im eingeschalteten Zustand des wenigstens eine Schalters gestoppt bzw. beendet wird und ein Abfallen bzw. Verringern des Strom im ausgeschalteten Zustand des wenigstens einen Schalters gestartet bzw. verursacht wird. Consequently, the control unit is then preferably set up to output a second control signal to the at least one switch at the point in time at which the current through the at least one energy store reaches the predetermined maximum value in order to switch the at least one switch off at this point in time cause, whereby an increase in the current in the switched-on state of the at least one switch is stopped or ended and a decrease or decrease in the current in the switched-off state of the at least one switch is started or caused.
[0055] Des Weiteren ist die Steuereinheit vorzugsweise dazu eingerichtet, den Zeitpunkt zu bestimmen, zu dem der Strom durch den wenigstens einen Energiespeicher den Nullwert erreicht, und/oder den Zeitpunkt zu bestimmen, zu dem der Strom durch den wenigstens einen Energiespeicher den Nullwert verlässt. Furthermore, the control unit is preferably set up to determine the point in time at which the current through the at least one energy store reaches the zero value and / or the point in time at which the current through the at least one energy store leaves the zero value .
[0056] Folglich ist die Steuereinheit dann dazu eingerichtet, bei einem Grenzbetrieb ein erstes Steuersignal an den wenigstens einen Schalter zu dem Zeitpunkt auszugeben, zu dem der Strom durch den wenigstens einen Energiespeicher den Nullwert (Nulldurchgang) erreicht, um zu diesem Zeitpunkt ein Einschalten des wenigstens einen Schalter zu verursachen, wodurch ein Abfallen bzw. Verringern des Stroms im ausgeschalteten Zustand des wenigstens eine Schalters gestoppt wird und ein Ansteigen des Strom im eingeschalteten Zustand des wenigstens einen Schalters gestartet wird. Consequently, the control unit is then set up to output a first control signal to the at least one switch at a point in time when the current through the at least one energy store reaches the zero value (zero crossing) in order to switch on the to cause at least one switch, whereby a drop or decrease in the current in the switched-off state of the at least one switch is stopped and an increase in the current in the switched-on state of the at least one switch is started.
[0057] Ferner ist die Steuereinheit dann dazu eingerichtet, bei einem Lückbetrieb ein erstes Steuersignal an den wenigstens einen Schalter auszugeben, nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer nach Erreichen des Nullwertes (Nulldurchgangs) des Stroms durch den wenigstens einen Energiespeicher abgelaufen ist, um zu diesem Zeitpunkt ein Einschalten des wenigstens einen Schalter zu verursachen, wodurch ein Ansteigen des Strom im eingeschalteten Zustand des wenigstens einen Schalters gestartet wird. Furthermore, the control unit is then set up to output a first control signal to the at least one switch in the event of a gap operation after a predetermined period of time has elapsed after the zero value (zero crossing) of the current through the at least one energy store has expired, at this point in time To cause switching on of the at least one switch, whereby an increase in the current in the switched-on state of the at least one switch is started.
[0058] Vorzugsweise ist die Steuereinheit ferner dazu eingerichtet, den Zeitpunkt zu bestimmen, zu dem der Strom durch den wenigstens einen Energiespeicher einen vorbestimmten Minimalwert (der ungleich dem Nullwert ist) erreicht. Preferably, the control unit is further configured to determine the point in time at which the current through the at least one energy store reaches a predetermined minimum value (which is not equal to the zero value).
[0059] Folglich ist die Steuereinheit dann dazu eingerichtet, bei einem Nichtlückbetrieb ein erstes Steuersignal an den wenigstens einen Schalter zu dem Zeitpunkt auszugeben, zu dem der Strom durch den wenigstens einen Energiespeicher den vorbestimmten Minimalwert erreicht, um zu diesem Zeitpunkt ein Einschalten des wenigstens einen Schalter zu verursachen, wodurch ein Abfallen bzw. Verringern des Stroms im ausgeschalteten Zustand des wenigstens eine Schalters gestoppt wird und ein Ansteigen des Strom im eingeschalteten Zustand des wenigstens einen Schalters gestartet wird. Consequently, the control unit is then set up to output a first control signal to the at least one switch at the time at which the current through the at least one energy store reaches the predetermined minimum value in order to switch on the at least one at this time in the event of non-latching operation To cause switches, whereby a drop or decrease in the current in the switched-off state of the at least one switch is stopped and an increase in the current is started in the switched-on state of the at least one switch.
[0060] Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, die zeitliche Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt der Ausgabe des ersten Steuersignals und dem tatsächlichen Zeitpunkt des durch das erste Steuersignal verursachten Schaltvorgangs des wenigstens einen Schalters auf Basis des Zeitpunktes zu bestimmen, zu dem der zeitliche Stromverlauf durch den wenigstens einen Energiespeicher nach dem Zeitpunkt der Ausgabe des ersten Steuersignals einen ansteigenden Strom darstellt. Preferably, the control unit is set up to determine the time delay between the time of the output of the first control signal and the actual time of the switching operation of the at least one switch caused by the first control signal on the basis of the time at which the current flow through the at least one energy storage device represents an increasing current after the time of the output of the first control signal.
[0061] Mit anderen Worten ist die Steuervorrichtung dazu eingerichtet, die zeitliche Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt der Ausgabe des ersten Steuersignals und dem tatsächlichen Zeitpunkt des durch das erste Steuersignal verursachten Einschaltens des wenigstens einen Schalters auf Basis des Zeitpunktes zu bestimmen, zu dem der Strom durch den wenigstens einen Energiespeicher anzusteigen beginnt. Der Zeitpunkt, zu dem der Strom durch den wenigstens einen Energiespeicher zu steigen beginnt, entspricht nämlich dem tatsächlichen Zeitpunkt, zu dem der wenigstens eine Schalter aufgrund des ersten Steuersignals eingeschaltet wird. In other words, the control device is set up to determine the time delay between the time at which the first control signal is output and the actual time at which the at least one switch is switched on, which is caused by the first control signal, on the basis of the time at which the current flows through the at least one energy store begins to rise. The time at which the current through the at least one energy store begins to increase corresponds to the actual time at which the at least one switch is switched on on the basis of the first control signal.
[0062] Vorzugsweise wir also die zeitliche Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt der Ausgabe des ersten Steuersignals und dem tatsächlichen Zeitpunkt des durch das erste Steuersignal verursachten Einschaltens des wenigstens einen Schalters auf Basis des Zeitpunktes bestimmt, zu dem sich der zeitliche Verlauf des durch den wenigstens einen Energiespeicher fließenden Stroms dahingehend verändert, dass der während dem ausgeschalteten Zustand des Schalters konstante oder fallende Strom durch den wenigstens einen Energiespeicher zu steigen beginnt. Hierbei kann der im ausgeschalteten Zustand des Schalters konstante Strom durch den wenigstens einen Energiespeicher auch einem Strom mit einem Stromwert von Null entsprechen, d.h. keinem Stromfluss in dem wenigstens einem Energiespeicher entsprechen. Preferably, we determine the time delay between the time of the output of the first control signal and the actual time of switching on the at least one switch caused by the first control signal on the basis of the time at which the time course of the at least one energy store changes flowing current changed such that the constant or falling current through the at least one energy storage device begins to rise during the switched-off state of the switch. Here, the constant current through the at least one energy store when the switch is switched off can also correspond to a current with a current value of zero, i.e. do not correspond to a current flow in the at least one energy store.
[0063] Hierfür umfasst die Steuereinheit vorzugsweise einen Zähler, wobei die Steuereinheit zum Bestimmen der zeitlichen Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt der Ausgabe des ersten Steuersignals und dem tatsächlichen Zeitpunkt des durch das erste Steuersignal verursachten Schaltvorgangs des wenigstens einen Schalters vorzugsweise dazu eingerichtet ist, For this purpose, the control unit preferably comprises a counter, the control unit being preferably set up to determine the time delay between the time at which the first control signal is output and the actual time at which the at least one switch has been switched by the first control signal,
[0064] - den Zähler zum Zeitpunkt der Ausgabe des ersten Steuersignals zu starten, To start the counter at the time of output of the first control signal,
[0065] - den Zähler zum Zeitpunkt zu stoppen, zu dem der zeitliche Stromverlauf durch den wenigstens einen Energiespeicher nach dem Zeitpunkt der Ausgabe des ersten Steuersignals einen ansteigenden Strom darstellt, und To stop the counter at the point in time at which the temporal current profile through the at least one energy store represents an increasing current after the point in time at which the first control signal is output, and
[0066] - auf Basis des Zählwertes des Zählers die zeitliche Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt der Ausgabe des ersten Steuersignals und dem tatsächlichen Zeitpunkt des durch das erste Steuersignal verursachten Schaltvorgangs des wenigstens einen Schalters zu bestimmen. - to determine the time delay between the time of the output of the first control signal and the actual time of the switching process of the at least one switch caused by the first control signal on the basis of the count value of the counter.
[0067] Unter einem „Zähler“ wird eine Einrichtung verstanden, die dazu eingerichtet ist, nach einem Start-Signal solange mit einem konstanten Zählintervall hochzuzählen bis ein StoppSignal empfangen wird und vorzugsweise den Zählwert dann abzuspeichern. Folglich kann dann durch einen Zähler die Zeitdauer erfasst werden, die zwischen dem Start-Signal und dem Stopp-Signal vergangen ist, wenn das konstante Zählintervall bekannt ist. A “counter” is understood to mean a device which is set up to count up after a start signal with a constant counting interval until a stop signal is received and then preferably to save the count value. Consequently, the length of time that has passed between the start signal and the stop signal can then be recorded by a counter if the constant counting interval is known.
[0068] Ferner ist die Steuereinheit vorzugsweise dazu eingerichtet, die zeitliche Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt der Ausgabe des zweiten Steuersignals und dem tatsächlichen Zeitpunkt des durch das zweite Steuersignal verursachten Schaltvorgangs des wenigstens einen Schalters auf Basis des Zeitpunktes zu bestimmen, zu dem der zeitliche Stromverlauf durch den wenigstens einen Energiespeicher nach dem Zeitpunkt der Ausgabe des zweiten Steuersignals einen fallenden Strom darstellt. Furthermore, the control unit is preferably set up to determine the time delay between the time of the output of the second control signal and the actual time of the switching process caused by the second control signal of the at least one switch on the basis of the time at which the current flow through the at least one energy store represents a falling current after the time of the output of the second control signal.
[0069] Mit anderen Worten ist die Steuervorrichtung dazu eingerichtet, die zeitliche Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt der Ausgabe des zweiten Steuersignals und dem tatsächlichen Zeitpunkt des durch das zweite Steuersignal verursachten Ausschaltens des wenigstens einen Schalters auf Basis des Zeitpunktes zu bestimmen, zu dem der Strom durch den wenigstens einen Energiespeicher zu fallen bzw. sinken beginnt. Der Zeitpunkt, zu dem der Strom durch den wenigstens einen Energiespeicher zu fallen beginnt, entspricht nämlich dem tatsächlichen Zeitpunkt, zu dem der wenigstens eine Schalter aufgrund des zweiten Steuersignals ausgeschaltet wird. In other words, the control device is set up to determine the time delay between the time at which the second control signal is output and the actual time at which the at least one switch is switched off, which is caused by the second control signal, on the basis of the time at which the current flows through the at least one energy storage device begins to fall or sink. The point in time at which the current through the at least one energy store begins to fall corresponds to the actual point in time at which the at least one switch is switched off on the basis of the second control signal.
[0070] Vorzugsweise wir also die zeitliche Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt der Ausgabe des zweiten Steuersignals und dem tatsächlichen Zeitpunkt des durch das zweite Steuersignal verursachten Ausschaltens des wenigstens einen Steuersignals auf Basis des Zeitpunktes bestimmt, zu dem sich der zeitliche Verlauf des durch den wenigstens einen Energiespeicher fließenden Stroms dahingehend verändert, dass der während dem eingeschalteten Zustand des Schalters steigende Strom durch den wenigstens einen Energiespeicher zu fallen beginnt. Preferably, we determine the time delay between the time of the output of the second control signal and the actual time of the switching off of the at least one control signal caused by the second control signal on the basis of the time at which the time course of the at least one energy store changes flowing current changed in such a way that the current rising during the switched-on state of the switch begins to fall through the at least one energy store.
[0071] Hierfür umfasst die Steuereinheit vorzugsweise einen Zähler, wobei die Steuereinheit zum Bestimmen der zeitlichen Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt der Ausgabe des zweiten Steuersignals und dem tatsächlichen Zeitpunkt des durch das zweite Steuersignal verursachten Schaltvorgangs des wenigstens einen Schalters vorzugsweise dazu eingerichtet ist, For this purpose, the control unit preferably comprises a counter, the control unit being preferably set up to determine the time delay between the time at which the second control signal is output and the actual time at which the at least one switch has been switched by the second control signal,
[0072] - den Zähler zum Zeitpunkt der Ausgabe des zweiten Steuersignals zu starten, To start the counter at the time of output of the second control signal,
[0073] - den Zähler zum Zeitpunkt zu stoppen, zu dem der zeitliche Stromverlauf durch den wenigstens einen Energiespeicher nach dem Zeitpunkt der Ausgabe des zweiten Steuersignals einen fallenden Strom darstellt, und - stop the counter at the time at which the temporal current profile through the at least one energy store after the time of the output of the second control signal represents a falling current, and
[0074] - auf Basis des Zählwertes des Zählers die zeitliche Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt der Ausgabe des zweiten Steuersignals und dem tatsächlichen Zeitpunkt des durch das zweite Steuersignal verursachten Schaltvorgangs des wenigstens einen Schalters zu bestimmen. On the basis of the count value of the counter to determine the time delay between the time of the output of the second control signal and the actual time of the switching operation of the at least one switch caused by the second control signal.
[0075] Des Weiteren ist die Steuereinheit vorzugsweise dazu eingerichtet, bei jeder Ausgabe eines Steuersignals an den wenigstens einen Schalter die zeitliche Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt der Ausgabe des jeweiligen Steuersignals und dem tatsächlichen Zeitpunkt des durch das jeweilige Steuersignal verursachten Schaltvorgangs des wenigstens einen Schalters zu bestimmen. Furthermore, the control unit is preferably set up to determine the time delay between the time of the output of the respective control signal and the actual time of the switching operation of the at least one switch caused by the respective control signal each time a control signal is output to the at least one switch .
[0076] Mit anderen Worten ist die Steuereinheit vorzugsweise dazu eingerichtet, bei jedem Schaltzyklus bzw. Steuerzyklus der zyklischen Steuerung des Ein- und Ausschalten des we-[0076] In other words, the control unit is preferably set up to switch the on and off of the remote control during each switching cycle or control cycle of the cyclical control.
nigstens einen Schalter und folglich des zyklischen Ladens- und Entladens des wenigstens einen Energiespeichers die zeitliche Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt der Ausgabe des jeweiligen Steuersignals und dem tatsächlichen Zeitpunkt des durch das jeweilige Steuersignal verursachten Schaltvorgangs des wenigstens einen Schalters zu bestimmen. at least one switch and, consequently, the cyclical charging and discharging of the at least one energy store to determine the time delay between the time at which the respective control signal is output and the actual time at which the at least one switch has been switched by the respective control signal.
[0077] Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, periodisch die zeitliche Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt der Ausgabe des jeweiligen Steuersignals und dem tatsächlichen Zeitpunkt des durch das jeweilige Steuersignal verursachten Schaltvorgangs des wenigstens einen Schalters zu bestimmen. The control unit is preferably set up to periodically determine the time delay between the time at which the respective control signal is output and the actual time at which the at least one switch has been switched by the respective control signal.
[0078] Mit anderen Worten ist die Steuereinheit vorzugsweise dazu eingerichtet, bei jedem nten Schaltzyklus bzw. Steuerzyklus der zyklischen Steuerung des Ein- und Ausschalten des wenigstens einen Schalter und folglich des zyklischen Ladens- und Entladens des wenigstens einen Energiespeichers, wobei n größer gleich 1 ist, die zeitliche Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt der Ausgabe des jeweiligen Steuersignals und dem tatsächlichen Zeitpunkt des durch das jeweilige Steuersignal verursachten Schaltvorgangs des wenigstens einen Schalters zu bestimmen. In other words, the control unit is preferably set up for every nth switching cycle or control cycle of the cyclical control of the switching on and off of the at least one switch and consequently of the cyclical charging and discharging of the at least one energy store, n greater than or equal to 1 is to determine the time delay between the time of the output of the respective control signal and the actual time of the switching process of the at least one switch caused by the respective control signal.
[0079] Ferner umfasst die Steuereinheit vorzugsweise einen Komparator oder einen AnalogDigital-Wandler zum Bestimmen der zeitlichen Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt der Ausgabe des jeweiligen Steuersignals und dem tatsächlichen Zeitpunkt des durch das jeweilige Steuersignal verursachten Schaltvorgangs des wenigstens einen Schalters. Furthermore, the control unit preferably comprises a comparator or an analog-digital converter for determining the time delay between the time of the output of the respective control signal and the actual time of the switching operation of the at least one switch caused by the respective control signal.
[0080] Mit anderen Worten kann zum Bestimmen der zeitlichen Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt der Ausgabe des jeweiligen Steuersignals und dem tatsächlichen Zeitpunkt des durch das jeweilige Steuersignal verursachten Schaltvorgangs des wenigstens einen Schalters der zeitliche Verlauf des durch den wenigstens einen Energiespeicher fließenden Stroms als analoges Signal in der Steuereinheit durch einen Komparator ausgewertet werden oder in der Steuereinheit durch einen Analog-Digital-Wandler in ein digitales Signal gewandelt werden, um dann digital ausgewertet zu werden. In other words, in order to determine the time delay between the time of the output of the respective control signal and the actual time of the switching operation of the at least one switch caused by the respective control signal, the time profile of the current flowing through the at least one energy store can be used as an analog signal in the control unit can be evaluated by a comparator or converted into a digital signal in the control unit by an analog-digital converter in order to then be evaluated digitally.
[0081] Vorzugsweise ist die Steuereinheit des erfindungsgemäßen Betriebsgerätes dazu eingerichtet ist, ein Steuersignal in Abhängigkeit der zeitlichen Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt der Ausgabe des entsprechenden vorhergehenden Steuersignals und dem tatsächlichen Zeitpunkt des durch das entsprechende vorhergehende Steuersignal verursachten Schaltvorgang des wenigstens einen Schalters auszugeben, um eine Kompensation der zeitlichen Verzögerung zu erreichen. Preferably, the control unit of the operating device according to the invention is set up to output a control signal as a function of the time delay between the time of the output of the corresponding previous control signal and the actual time of the switching operation of the at least one switch caused by the corresponding previous control signal To achieve compensation for the time delay.
[0082] Das heißt, die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, in einem Schaltzyklus die zeitliche Verzögerung zwischen der Ausgabe des ersten Steuersignals und dem tatsächlichen Einschalten des wenigstens einen Schalters und/oder die zeitliche Verzögerung zwischen der Ausgabe des zweiten Steuersignals und dem tatsächlichen Ausschalten des wenigstens einen Schalters zu bestimmen, um dann in wenigstens einem nachfolgenden, vorzugsweise in dem direkt nachfolgenden, Schaltzyklus das erste Steuersignals abhängig von der im vorherigen Schaltzyklus bestimmten zeitlichen Verzögerung zwischen der Ausgabe des ersten Steuersignals und dem tatsächlichen Einschalten des wenigstens einen Schalters und/oder das zweite Steuersignals abhängig von der im vorherigen Schaltzyklus bestimmten zeitlichen Verzögerung zwischen der Ausgabe des zweiten Steuersignals und dem tatsächlichen Ausschalten des wenigstens einen Schalters auszugeben, um eine Kompensation der zeitlichen Verzögerung zwischen der Ausgabe des ersten Steuersignals und dem tatsächlichen Einschalten des wenigstens einen Schalters und/oder der zeitlichen Verzögerung zwischen der Ausgabe des zweiten Steuersignals und dem tatsächlichen Ausschalten des wenigstens einen Schalters zu erreichen. That is, the control unit is set up to, in a switching cycle, the time delay between the output of the first control signal and the actual switching on of the at least one switch and / or the time delay between the output of the second control signal and the actual switching off of the at least one to determine a switch in order then in at least one subsequent, preferably in the immediately following switching cycle, the first control signal depending on the time delay determined in the previous switching cycle between the output of the first control signal and the actual switching on of the at least one switch and / or the second Output control signal depending on the time delay determined in the previous switching cycle between the output of the second control signal and the actual switching off of the at least one switch in order to compensate for the time delay between the output of the e rsten control signal and the actual switching on of the at least one switch and / or the time delay between the output of the second control signal and the actual switching off of the at least one switch.
[0083] Die Kompensation der zeitlichen Verzögerung zwischen der Ausgabe des ersten Steuersignals und dem tatsächlichen Einschalten des wenigstens einen Schalters kann zum einen durch eine Anpassung der vorbestimmten ersten Zeitdauer erfolgen, insbesondere bei einer Steuerung des Einschaltens des wenigstens einen Schalters abhängig von einer Zeitdauer, wobei die Steuereinheit vorzugsweise dazu eingerichtet ist, das erste Steuersignal auszugeben, The compensation of the time delay between the output of the first control signal and the actual switching on of the at least one switch can be carried out on the one hand by adapting the predetermined first time period, in particular when controlling the switching on of the at least one switch depending on a time period, wherein the control unit is preferably set up to output the first control signal,
wenn die vorbestimmte erste Zeitdauer nach der vorhergehenden Ausgabe des zweiten Steuersignals abgelaufen ist. when the predetermined first time period has elapsed after the previous output of the second control signal.
[0084] Zum anderen kann die Kompensation der zeitlichen Verzögerung zwischen der Ausgabe des ersten Steuersignals und dem tatsächlichen Einschalten des wenigstens einen Schalters durch eine Anpassung des vorbestimmten unteren Stromwertes bzw. Minimalstromwertes (der beim Grenzbetrieb gleich dem Nullwert und beim Nichtlückbetrieb ungleich dem Nullwert ist) oder eine Anpassung der vorbestimmten Zeitdauer nach dem Nulldurchgang des Stroms durch den wenigstens einen Energiespeicher (beim Nichtlückbetrieb) erfolgen, insbesondere bei einer Steuerung des Einschaltens des wenigstens einen Schalter abhängig von einem Ereignis. Hierbei ist vorzugsweise die Steuereinheit dazu eingerichtet, das erste Steuersignal auszugeben, wenn der vorbestimmte Minimalstromwert erreicht wird oder wenn eine vorbestimmte Zeitdauer nach dem Nulldurchgang des Stroms durch den wenigstens einen Energiespeicher abgelaufen ist. On the other hand, the compensation of the time delay between the output of the first control signal and the actual switching on of the at least one switch can be done by adapting the predetermined lower current value or minimum current value (which is equal to the zero value in limit operation and not equal to zero value in non-latching operation) or an adaptation of the predetermined time period after the zero crossing of the current through the at least one energy store (in the event of non-latching operation), in particular when the switching on of the at least one switch is dependent on an event. In this case, the control unit is preferably set up to output the first control signal when the predetermined minimum current value is reached or when a predetermined time period has elapsed after the current has passed through the at least one energy store.
[0085] Die Kompensation der zeitlichen Verzögerung zwischen der Ausgabe des zweiten Steuersignals und dem tatsächlichen Ausschalten des wenigstens einen Schalters kann zum einen durch eine Anpassung der vorbestimmten zweiten Zeitdauer erfolgen, insbesondere bei einer Steuerung des Ausschaltens des wenigstens einen Schalters abhängig von einer Zeitdauer, wobei die Steuereinheit vorzugsweise dazu eingerichtet ist, das zweite Steuersignal auszugeben, wenn die zweite Zeitdauer nach der vorhergehenden Ausgabe des ersten Steuersignals abgelaufen ist. The compensation of the time delay between the output of the second control signal and the actual switching off of the at least one switch can be carried out on the one hand by adapting the predetermined second time period, in particular when controlling the switching off of the at least one switch depending on a time period, wherein the control unit is preferably set up to output the second control signal when the second time period has elapsed after the previous output of the first control signal.
[0086] Zum anderen kann die Kompensation der zeitlichen Verzögerung zwischen der Ausgabe des zweiten Steuersignals und dem tatsächlichen Ausschalten des wenigstens einen Schalters durch eine Anpassung des vorbestimmten oberen Stromwertes bzw. Maximalstromwertes erfolgen, insbesondere bei einer Steuerung des Ausschaltens des wenigstens einen Schalter abhängig von einem Ereignis. Hierbei ist vorzugsweise die Steuereinheit dazu eingerichtet, das zweite Steuersignal auszugeben, wenn der vorbestimmte Maximalstromwert erreicht wird. On the other hand, the compensation of the time delay between the output of the second control signal and the actual switching off of the at least one switch can be carried out by adapting the predetermined upper current value or maximum current value, in particular when the switching off of the at least one switch is dependent on one Event. In this case, the control unit is preferably set up to output the second control signal when the predetermined maximum current value is reached.
[0087] Folglich ist die Steuereinheit vorzugsweise zur Kompensation der beiden zeitlichen Verzögerungen dazu eingerichtet, den vorbestimmten Minimalstromwert für den Strom durch den wenigstens einen Energiespeicher, die vorbestimmte Zeitdauer nach Erreichen des Nullwertes, den vorbestimmten Maximalstromwert für den Strom durch den wenigstens einen Energiespeicher, die vorbestimmte erste Zeitdauer und/oder die vorbestimmte zweite Zeitdauer einzustellen bzw. zu ändern. Consequently, the control unit is preferably set up to compensate for the two time delays, the predetermined minimum current value for the current through the at least one energy store, the predetermined time period after reaching the zero value, the predetermined maximum current value for the current through the at least one energy store, the set or change predetermined first time period and / or the predetermined second time period.
[0088] Die vorstehend genannten optionalen Merkmale können gemäß der vorliegenden Erfindung beliebig kombiniert werden, um die erfindungsgemäße Vorrichtung zu ergeben. The above-mentioned optional features can be combined in any way according to the present invention to give the device according to the invention.
[0089] Ferner wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Beleuchtungsgerät bereitgestellt, das ein, wie vorstehend beschriebenes, erfindungsgemäßes Betriebsgerät und eine Leuchtmittelstrecke mit wenigstens einem Leuchtmittel, vorzugsweise eine Leuchtdiodenstrecke mit wenigstens einer Leuchtdiode, umfasst, wobei das Betriebsgerät dazu eingerichtet ist, die Leuchtmittelstrecke zu betreiben. Furthermore, according to the present invention, a lighting device is provided which comprises an operating device according to the invention as described above and an illuminant path with at least one illuminant, preferably a light-emitting diode path with at least one light-emitting diode, the operating device being set up to close the illuminant path operate.
[0090] Des Weiteren wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines, wie vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Betriebsgeräts bereitgestellt, wobei das Betriebsgerät zum Betreiben einer Leuchtmittelstrecke mit wenigstens einem Leuchtmittel, vorzugsweise einer Leuchtdiodenstrecke mit wenigstens einer Leuchtdiode, eingerichtet ist und das Betriebsgerät wenigstens eine Konverterstufe mit wenigstens einem Schalter und wenigstens einem Energiespeicher und eine Steuereinheit umfasst, die dazu eingerichtet ist, den wenigstens einen Schalter zum Betreiben der Leuchtmittelstrecke derart zu steuern, dass der wenigstens eine Energiespeicher zyklisch geladen und entladen wird, um eine Energie für den Betrieb der Leuchtmittelstrecke bereitzustellen. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren gibt die Steuereinheit zur Steuerung des wenigstens einen Schalters an den wenigstens einen Schalter Steuersignale aus, wobei jedes Steuersignal einen Schaltvorgang des wenigstens einen Schalters verursacht. Ferner bestimmt die Steuereinheit bei wenigstens einer Ausgabe Furthermore, according to the present invention, a method for operating an operating device according to the invention as described above is provided, the operating device being set up to operate a lamp path with at least one lamp, preferably a light-emitting diode path with at least one light-emitting diode, and the operating device at least comprises a converter stage with at least one switch and at least one energy store and a control unit which is set up to control the at least one switch for operating the lamp path in such a way that the at least one energy store is cyclically charged and discharged in order to generate energy for the operation of the lamp To provide illuminant range. According to the method according to the invention, the control unit for controlling the at least one switch outputs control signals to the at least one switch, each control signal causing a switching operation of the at least one switch. Furthermore, the control unit determines at least one output
eines Steuersignals an den wenigstens einen Schalter die zeitliche Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt der Ausgabe des jeweiligen Steuersignals und dem tatsächlichen Zeitpunkt des durch das jeweiligen Steuersignal verursachten Schaltvorgangs des wenigstens einen Schalters und berücksichtigt bei wenigstens einem folgenden Schaltvorgang die zeitliche Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt der Ausgabe des jeweiligen Steuersignals und dem tatsächlichen Zeitpunkt des durch das jeweiligen Steuersignal verursachten Schaltvorgangs durch eine Kompensation. of a control signal to the at least one switch, the time delay between the time of the output of the respective control signal and the actual time of the switching operation of the at least one switch caused by the respective control signal and takes into account the time delay between the time of output of the respective one in at least one subsequent switching operation Control signal and the actual time of the switching process caused by the respective control signal by compensation.
4. BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN 4. DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS
[0091] Nachfolgend wird eine detaillierte Beschreibung der Figuren gegeben. Darin zeigt: A detailed description of the figures is given below. It shows:
[0092] Figur 1 schematisch eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Beleuchtungsgerätes mit einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Betriebsgerätes; Figure 1 schematically shows a preferred embodiment of a lighting device according to the invention with a preferred embodiment of an operating device according to the invention;
[0093] Figur 2 schematisch eine bevorzugte Ausführungsform einer Gileichrichterund/oder Filterschaltung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Betriebsgerätes; FIG. 2 schematically shows a preferred embodiment of a rectifier and / or filter circuit of a preferred embodiment of an operating device according to the invention;
[0094] Figur 3 schematisch eine bevorzugte Ausführungsform eines High-Side-Treibers einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Betriebsgerätes; Figure 3 schematically shows a preferred embodiment of a high-side driver of a preferred embodiment of an operating device according to the invention;
[0095] Figur 4 schematisch ein Beispiel für den zeitlichen Verlauf von durch die Steuer-[0095] FIG. 4 schematically shows an example of the time profile of the control
einheit eines erfindungsgemäßen Betriebsgerätes ausgegebenen Steuersignalen, sowie von den tatsächlichen Schaltvorgängen des wenigstens einen Schalters der wenigstens einen Konverterstufe des erfindungsgemäßen Betriebsgerätes ohne eine Kompensation von zeitlichen Verzögerungen der Schaltvorgänge und den entsprechenden zeitlichen Verlauf des Stroms durch den wenigstens einen Energiespeicher der wenigstens einen Konverterstufe des erfindungsgemäßen Betriebsgerätes; Control signals output from an operating device according to the invention, as well as from the actual switching processes of the at least one switch of the at least one converter stage of the operating device according to the invention without compensation for time delays in the switching processes and the corresponding temporal course of the current through the at least one energy store of the at least one converter stage of the operating device according to the invention ;
[0096] Figur 5 schematisch ein weiteres Beispiel für den zeitlichen Verlauf von durch die Steuereinheit eines erfindungsgemäßen Betriebsgerätes ausgegebenen Steuersignalen, sowie von den tatsächlichen Schaltvorgängen des wenigstens einen Schalters der wenigstens einen Konverterstufe des erfindungsgemäßen Betriebsgerätes ohne eine Kompensation von zeitlichen Verzögerungen der Schaltvorgänge und den entsprechenden zeitlichen Verlauf des Stroms durch den wenigstens einen Energiespeicher der wenigstens einen Konverterstufe des erfindungsgemäßen Betriebsgerätes; Figure 5 schematically shows another example of the time course of control signals output by the control unit of an operating device according to the invention, as well as of the actual switching operations of the at least one switch of the at least one converter stage of the operating device according to the invention without compensation for time delays in the switching operations and the corresponding ones temporal course of the current through the at least one energy store of the at least one converter stage of the operating device according to the invention;
[0097] Figur 6 schematisch ein weiteres Beispiel für den zeitlichen Verlauf von durch die Steuereinheit eines erfindungsgemäßen Betriebsgerätes ausgegebenen Steuersignalen, sowie von den tatsächlichen Schaltvorgängen des wenigstens einen Schalters der wenigstens einen Konverterstufe des erfindungsgemäßen Betriebsgerätes ohne eine Kompensation von zeitlichen Verzögerungen der Schaltvorgänge und den entsprechenden zeitlichen Verlauf des Stroms durch den wenigstens einen Energiespeicher der wenigstens einen Konverterstufe des erfindungsgemäßen Betriebsgerätes; Figure 6 schematically shows another example of the temporal course of control signals output by the control unit of an operating device according to the invention, as well as of the actual switching processes of the at least one switch of the at least one converter stage of the operating device according to the invention without compensation for temporal delays in the switching processes and the corresponding ones temporal course of the current through the at least one energy store of the at least one converter stage of the operating device according to the invention;
[0098] Figur 7 schematisch eine bevorzugte Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Betriebsgeräts; Figure 7 schematically shows a preferred embodiment of a method for operating an operating device according to the invention;
[0099] Figur 8 schematisch eine bevorzugte Ausführungsform zum Erfassen der beim Einund Ausschalten auftretenden zeitlichen Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt der Ausgabe eines Steuersignals zum Schalten eines Schalters und dem Zeitpunkt des durch das Steuersignal verursachten Schaltvorgangs (Einschalten oder Ausschalten); Figure 8 schematically shows a preferred embodiment for detecting the time delay occurring when switching on and off between the time of the output of a control signal for switching a switch and the time of the switching process caused by the control signal (switching on or switching off);
[00100] Figur 9 schematisch eine bevorzugte Ausführungsform des Eingangs-Port der Steuerschaltung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Betriebsgerätes zum Erfassen des Stroms, insbesondere den Nulldurchgang des Stroms, durch den wenigstens einen Energiespeicher der wenigstens einen Konverterstufe der bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Betriebsgerätes sowie den zeitlichen Verlauf der Spannung und des Stroms des wenigstens einen Energiespeichers der wenigstens einen Konverterstufe der bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Betriebsgerätes zusammen mit einem Spannungssignal, dessen Flanken den Nulldurchgang sowie das Erreichen des Maximalwertes des Stroms durch den wenigstens einen Energiespeicher wiedergeben, und Figure 9 schematically shows a preferred embodiment of the input port of the control circuit of a preferred embodiment of an operating device according to the invention for detecting the current, in particular the zero crossing of the current through the at least one energy store of the at least one converter stage of the preferred embodiment of an operating device according to the invention and the temporal Curve of the voltage and the current of the at least one energy store of the at least one converter stage of the preferred embodiment of an operating device according to the invention together with a voltage signal, the edges of which represent the zero crossing and the reaching of the maximum value of the current through the at least one energy store, and
[00101] Figur 10 schematisch eine beim Ein- und Ausschalten auftretende zeitliche Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt der Ausgabe eines Steuersignals zum Schalten eines Schalters einer Konverterstufe und dem Zeitpunkt des durch das Steuersignal verursachten Schaltvorgangs (Einschalten oder Ausschalten). Figure 10 schematically shows a time delay occurring when switching on and off between the time of the output of a control signal for switching a switch of a converter stage and the time of the switching process caused by the control signal (switching on or off).
[00102] In den Figuren weisen sich entsprechende Elemente dieselben Bezugszeichen auf. In the figures, corresponding elements have the same reference numerals.
[00103] Die Figur 1 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Beleuchtungsgerätes mit einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Betriebsgerätes. Das erfindungsgemäße Betriebsgerät 1 bildet vorzugsweise zusammen mit der Leuchtmittelstrecke 4 aufweisend wenigstens ein Leuchtmittel ein Beleuchtungsgerät 7, wobei das Betriebsgerät 1 dazu eingerichtet ist, die Leuchtmittelstrecke 4, wie vorstehend beschrieben, zu betreiben. Figure 1 shows schematically a preferred embodiment of a lighting device according to the invention with a preferred embodiment of an operating device according to the invention. The operating device 1 according to the invention preferably forms, together with the illuminant path 4, having at least one illuminant, a lighting device 7, the operating device 1 being set up to operate the illuminant path 4, as described above.
[00104] Das Betriebsgerät 1 umfasst eine Steuereinheit 6 sowie wenigstens eine Konverterstufe 2 aufweisend wenigstens einen Schalter ST1 und wenigstens einen Energiespeicher L1, wobei die Steuereinheit 6 dazu eingerichtet ist, den wenigstens einen Schalter ST1 gemäß den vorstehenden Ausführungen zu steuern. Gemäß der Ausführungsform der Figur 1 umfasst das Betriebsgerät 1 eine Konverterstufe 2 mit einem Schalter ST1 und einem Energiespeicher L1. Dies dient lediglich der exemplarischen Beschreibung der vorliegenden Erfindungen, sodass das erfindungsmäße Betriebsgerät auch mehrere vorzugsweise in Form einer Konverterstufenkette hintereinandergeschaltete Konverterstufen umfassen kann, wobei jede Konverterstufe mehrere Schalter und/oder mehrere Energiespeicher umfassen kann. The operating device 1 comprises a control unit 6 and at least one converter stage 2 having at least one switch ST1 and at least one energy store L1, the control unit 6 being set up to control the at least one switch ST1 according to the above statements. According to the embodiment in FIG. 1, the operating device 1 comprises a converter stage 2 with a switch ST1 and an energy store L1. This only serves to describe the present invention by way of example, so that the operating device according to the invention can also comprise a plurality of converter stages, which are preferably connected in series in the form of a converter stage chain, wherein each converter stage can comprise a plurality of switches and / or a plurality of energy stores.
[00105] Die Konverterstufe 2 der Figur 1 entspricht einem invertierendem Wandler (BuckBoost-Konverter), sodass der Schalter ST1 einem High-Side-Schalter entspricht, der den Energiespeicher L1 gegen das höhere Potential der Eingangsspannung Vın der Konverterstufe 2 schaltet, wenn der Schalter ST1 eingeschaltet (geschlossen/leitend) ist. Der Energiespeicher L1 entspricht vorzugsweise einer Spule bzw. einer Induktivität. The converter stage 2 of Figure 1 corresponds to an inverting converter (BuckBoost converter), so that the switch ST1 corresponds to a high-side switch that switches the energy store L1 against the higher potential of the input voltage Vın the converter stage 2 when the switch ST1 is switched on (closed / conductive). The energy store L1 preferably corresponds to a coil or an inductance.
[00106] Wenn der Schalter ST1 eingeschaltet ist, d.h. leitend ist, dann fließt ein Strom vom höheren Potential der Eingangsspannung Vin durch den leitenden Schalter ST1, den Energiespeicher L1 und den Shunt-Widerstand R1 zu dem niedrigeren Potential der Eingangsspannung Vın. Wenn der Schalter ausgeschaltet ist, d.h. nicht leitend ist, fließt ausgehend von dem Energiespeicher L1 ein Strom durch die Diode D1, um die Ausgangskapazität C1 zu laden und somit am Ausgang der Konverterstufe 2 eine elektrische Energie, Strom bzw. Spannung bereitzustellen. Wie bereits vorstehend ausgeführt, kann die durch die Konverterstufe 2 bereitgestellte elektrische Energie bzw. der bereitgestellte Strom durch die Steuerung des Schalters ST1 gesteuert bzw. eingestellt werden. When the switch ST1 is turned on, i.e. is conductive, then a current flows from the higher potential of the input voltage Vin through the conductive switch ST1, the energy store L1 and the shunt resistor R1 to the lower potential of the input voltage Vin. When the switch is off, i.e. is not conductive, a current flows from the energy store L1 through the diode D1 to charge the output capacitance C1 and thus to provide electrical energy, current or voltage at the output of the converter stage 2. As already stated above, the electrical energy or the current provided by the converter stage 2 can be controlled or set by the control of the switch ST1.
[00107] Das Betriebsgerät 1 umfasst vorzugsweise wenigstens eine Treiberschaltung 5, welche zwischen die Steuereinheit 6 und den Schalter ST1 der Konverterstufe 2 geschaltet ist und die Steuersignale Ssteuer von der Steuereinheit 6 an den Schalter ST1 weiterleitet. Vorzugsweise dient die Treiberschaltung 5 der Pegelanpassung, sodass die durch die Steuereinheit 6 ausgegebenen Steuersignale Ssieuer Jeweils einen Schaltvorgang des Schalters ST1 verursachen The operating device 1 preferably comprises at least one driver circuit 5, which is connected between the control unit 6 and the switch ST1 of the converter stage 2 and forwards the control signals Ssteuer from the control unit 6 to the switch ST1. The driver circuit 5 is preferably used for level adjustment, so that the control signals S output by the control unit 6 each cause a switching operation of the switch ST1
können. Vorzugsweise umfasst die Treiberschaltung einen Low-Side-Treiber 5a und einem dem Low-Side-Treiber 5a nachgeschalteten High-Side-Treiber 5b. Die Funktionen dieser beiden Treiber ist wie vorstehend bereits ausgeführt. Die Treiberschaltung 5 kann vorzugsweise auch Bestandteil der Steuereinheit 6 sein (in Figur 1 nicht gezeigt). can. The driver circuit preferably comprises a low-side driver 5a and a high-side driver 5b connected downstream of the low-side driver 5a. The functions of these two drivers are as described above. The driver circuit 5 can preferably also be part of the control unit 6 (not shown in FIG. 1).
[00108] Ferner umfasst das Betriebsgerät 1 vorzugsweise wenigstens eine Gileichrichterund/oder Filterschaltung 3 zum Gleichrichten und/oder Filtern einer Eingangsspannung. Folglich kann dem Betriebsgerät 1 eine Wechselspannung Vac wie z.B. eine Netzwechselspannung, und eine Gleichspannung Voc, wie z.B. eine Batteriegleichspannung, als Eingangsspannung zugeführt werden. [00108] Furthermore, the operating device 1 preferably comprises at least one rectifier and / or filter circuit 3 for rectifying and / or filtering an input voltage. Consequently, the operating device 1 can receive an AC voltage Vac, e.g. AC line voltage, and DC voltage Voc, e.g. a DC battery voltage to be supplied as an input voltage.
[00109] In Figur 1 umfasst das Betriebsgerät 1, insbesondere die wenigstens eine Konverterstufe 2, einen Shunt-Widerstand zur Erfassung des Stroms Iı durch den Energiespeicher L1. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (in den Figuren nicht gezeigt) ist anstelle des Shunt-Widerstands R1 eine Messwicklung in der Konverterstufe 2 angeordnet und mit dem Energiespeicher L1 elektromagnetisch gekoppelt, sodass die Steuereinheit 6 den Strom Iı durch den Energiespeicher L1 galvanisch getrennt erfassen kann. In Figure 1, the operating device 1, in particular the at least one converter stage 2, comprises a shunt resistor for detecting the current Iı through the energy store L1. According to a further preferred embodiment (not shown in the figures), instead of the shunt resistor R1, a measuring winding is arranged in the converter stage 2 and is electromagnetically coupled to the energy store L1, so that the control unit 6 can detect the current Iı through the energy store L1 in an electrically isolated manner.
[00110] Die Bestimmung der zeitlichen Verzögerung zwischen der Ausgabe des ersten Steuersignals und dem tatsächlichen Einschalten des Schalters ST1 sowie der zeitlichen Verzögerung zwischen der Ausgabe des zweiten Steuersignals und dem tatsächlichen Ausschalten des Schalters ST1 und die Kompensation dieser zeitlichen Verzögerung in einem in der Zukunft nachfolgenden Schaltzyklus durch die Steuereinheit 6 ist wie vorstehend ausgeführt. The determination of the time delay between the output of the first control signal and the actual switching on of the switch ST1 and the time delay between the output of the second control signal and the actual switching off of the switch ST1 and the compensation of this time delay in a future in the future Switching cycle by the control unit 6 is carried out as above.
[00111] Die Figur 2 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform einer Gleichrichterund/oder Filterschaltung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Betriebsgerätes. Die Gleichrichter- und/oder Filterschaltung 3 umfasst vorzugsweise wenigstens einen Gleichrichter 3a und wenigstens einen Filter 3b. Der Gleichrichter bzw. die Gleichrichterschaltung 3a kann zum Beispiel ein Brückengleichrichter sein. Der Filter bzw. die Filterschaltung 3b ist vorzugsweise eine Valley-Fill-Schaltung, d.h. eine passive Leistungsfaktorkorrekturfilterschaltung. Figure 2 shows schematically a preferred embodiment of a rectifier and / or filter circuit of a preferred embodiment of an operating device according to the invention. The rectifier and / or filter circuit 3 preferably comprises at least one rectifier 3a and at least one filter 3b. The rectifier or the rectifier circuit 3a can be a bridge rectifier, for example. The filter or filter circuit 3b is preferably a valley fill circuit, i.e. a passive power factor correction filter circuit.
[00112] Die Figur 3 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform eines High-SideTreibers einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Betriebsgerätes. Die angegebenen Werte sind lediglich als exemplarisch anzusehen. Der High-Side-Treiber 5b umfasst einen Transformator TR1 mit einer Primärwicklung L2 und einer Sekundärwicklung L3 zur galvanischen Trennung des Eingangs des High-Side-Treibers, der direkt oder indirekt über einen weiteren Treiber mit der Steuereinheit 6 verbunden ist, von dem Ausgang des High-SideTreibers, der mit dem wenigstens einen Schalter ST1 verbunden ist, um an diesen Steuersignale auszugeben. In Figur 3 ist lediglich die Eingangskapazität Cygae des wenigstens einen Schalters ST1 gezeigt. Aufgrund der parasitären Induktivität des Transformators TR1 sowie der Eingangskapazität Cyae des Schalters ST1 kommt es bei der Ansteuerung des Schalters ST1 zu zeitlichen Verzögerungen zwischen dem Zeitpunkt der Ausgabe des jeweiligen Steuersignals durch die Steuereinheit 6 und dem tatsächlichen Zeitpunkt des Schaltvorgangs des Schalters ST1. FIG. 3 schematically shows a preferred embodiment of a high-side driver of a preferred embodiment of an operating device according to the invention. The specified values are only to be regarded as examples. The high-side driver 5b comprises a transformer TR1 with a primary winding L2 and a secondary winding L3 for the electrical isolation of the input of the high-side driver, which is connected directly or indirectly via a further driver to the control unit 6, from the output of the High-side driver, which is connected to the at least one switch ST1 in order to output control signals thereon. In Figure 3, only the input capacitance Cygae of the at least one switch ST1 is shown. Due to the parasitic inductance of the transformer TR1 and the input capacitance Cyae of the switch ST1, when the switch ST1 is actuated there are delays between the time at which the respective control signal is output by the control unit 6 and the actual time at which the switch ST1 is switched.
[00113] Figur 4 zeigt schematisch ein Beispiel für den zeitlichen Verlauf von durch die Steuereinheit eines erfindungsgemäßen Betriebsgerätes ausgegebenen Steuersignalen, sowie von den tatsächlichen Schaltvorgängen des wenigstens einen Schalters der wenigstens einen Konverterstufe des erfindungsgemäßen Betriebsgerätes ohne eine Kompensation von zeitlichen Verzögerungen der Schaltvorgänge und den entsprechenden zeitlichen Verlauf des Stroms durch den wenigstens einen Energiespeicher der wenigstens einen Konverterstufe des erfindungsgemäßen Betriebsgerätes. Figure 4 shows schematically an example of the timing of control signals output by the control unit of an operating device according to the invention, as well as of the actual switching operations of the at least one switch of the at least one converter stage of the operating device according to the invention without compensation for time delays of the switching operations and the corresponding Time course of the current through the at least one energy store of the at least one converter stage of the operating device according to the invention.
[00114] Der Signalverlauf Ssieuer Zeigt den zeitlichen Verlauf der durch die Steuereinheit 6 ausgegebenen Steuersignale, für den Fall, dass sowohl eine zeitliche Verzögerung ton deı beim Einschalten des wenigstens einen Schalter ST1 wie auch eine zeitliche Verzögerung torr_deı beim Ausschalten des wenigstens einen Schalters ST1 besteht. Die tatsächlichen durch die Steuer-The signal curve Ssieuer shows the time course of the control signals output by the control unit 6, in the event that there is both a time delay ton deı when switching on the at least one switch ST1 and a time delay torr_deı when the at least one switch ST1 is switched off . The actual through the tax
signale Ssieuer verursachten Schaltvorgänge des wenigstens einen Schalters ST1 sind durch den zeitlichen Verlauf der die Schaltvorgänge tatsächlich verursachenden Steuersignale Sreal dargestellt. Ferner wird der zeitliche Verlauf des Stroms I_ durch den wenigstens einen Energiespeicher L1 gezeigt, wobei die durchgezogene Linie den Verlauf des Stroms I_ aufgrund der zeitlichen Verzögerungen ton _deı UNd tor deı Zeigt. Der Signalverlauf Some Zeigt als Vergleich den zeitlichen Verlauf der durch die Steuereinheit 6 ausgegebenen Steuersignale, für den Fall, dass keine zeitliche Verzögerung zwischen der Ausgabe eines Steuersignals und dem tatsächlichen Schaltvorgang besteht, d.h. der wenigstens Schalter ST1 schaltet sofort ein oder aus, wenn das entsprechende Steuersignal von der Steuereinheit 6 an den wenigstens einen Schalter ST1 ausgegeben wird. Hierzu wird der zeitliche Verlauf des Stroms I_ als gestrichelte Linie angezeigt. Signals Ssieuer caused switching operations of the at least one switch ST1 are represented by the time course of the control signals Sreal actually causing the switching operations. Furthermore, the time course of the current I_ through the at least one energy store L1 is shown, the solid line showing the course of the current I_ due to the time delays ton _deı UNd tor deı. The signal curve Some shows as a comparison the time curve of the control signals output by the control unit 6, in the event that there is no time delay between the output of a control signal and the actual switching process, i.e. the at least switch ST1 switches on or off immediately when the corresponding control signal is output by the control unit 6 to the at least one switch ST1. For this purpose, the time course of the current I_ is shown as a dashed line.
[00115] In Figur 4 werden die durch die Steuereinheit 6 ausgegebenen Steuersignale Ssteuer während eines Grenzbetriebs gezeigt. D.h. die Steuereinheit gibt das erste Steuersignal S1 aus, um ein Einschalten des wenigstens einen Schalters ST1 zu verursachen, wenn der Strom IL durch den wenigstens einen Energiespeicher L1 den Nullwert (Nulldurchgang) erreicht. Gemäß der Figur 4 wird ein Ausschalten des wenigstens einen Schalters ST1 abhängig von einem Ereignis gesteuert. Die Steuereinheit 6 gibt nämlich das zweite Steuersignal S2 aus, um ein Ausschalten des wenigstens einen Schalters ST1 zu verursachen, wenn der Strom I_ durch den wenigstens einen Energiespeicher L1 den vorbestimmten Maximalstromwert Imax erreicht. Im Einzelnen: In Figure 4, the control signals output by the control unit 6 Ssteuer are shown during a limit operation. I.e. the control unit outputs the first control signal S1 in order to cause the at least one switch ST1 to be switched on when the current IL through the at least one energy store L1 reaches the zero value (zero crossing). According to FIG. 4, switching off the at least one switch ST1 is controlled as a function of an event. The control unit 6 namely outputs the second control signal S2 in order to cause the at least one switch ST1 to be switched off when the current I_ through the at least one energy store L1 reaches the predetermined maximum current value Imax. In detail:
[00116] Zu dem Zeitpunkt T1 gibt die Steuereinheit 6 das erste Steuersignal S1 aus, um ein Einschalten des wenigstens einen Schalters ST1 zu verursachen, da zu dem Zeitpunkt T1 der Strom Iı durch den wenigstens einen Energiespeicher L1 den Nullwert erreicht. Aufgrund einer z.B. durch die parasitäre Induktivität des Transformators eines High-Side-Treibers und/oder Eingangskapazität des wenigstens einen Schalters verursachten zeitlichen Verzögerung ton del wird der wenigstens eine Schalter ST1 aber erst zu dem Zeitpunkt T2 eingeschaltet. Der Strom I. bleibt also auf den Nullwert für eine Zeitdauer von dem Zeitpunkt T1 bis zum Zeitpunkt T2 aufgrund der zeitlichen Verzögerung ton deı ZWischen dem Zeitpunkt T1 der Ausgabe des ersten Steuersignals S1 und dem tatsächlichen Zeitpunkt T2, zu dem der wenigstens eine Schalter ST1 eingeschaltet wird. At the time T1, the control unit 6 outputs the first control signal S1 to cause the at least one switch ST1 to be switched on, since at the time T1 the current Iı through the at least one energy store L1 reaches the zero value. Due to e.g. the parasitic inductance of the transformer of a high-side driver and / or the input capacitance of the at least one switch caused by the time delay ton del, however, the at least one switch ST1 is only switched on at the time T2. The current I. thus remains at the zero value for a period of time from the time T1 to the time T2 due to the time delay ton deI between the time T1 of the output of the first control signal S1 and the actual time T2 at which the at least one switch ST1 is switched on becomes.
[00117] Zu dem Zeitpunkt T3 gibt die Steuereinheit 6 das zweite Steuersignal S2 aus, um ein Ausschalten des wenigstens einen Schalters ST1 zu verursachen, da zu dem Zeitpunkt T3 der Strom Iı durch den wenigstens einen Energiespeicher L1 den vorbestimmten Maximalstromwert Imax erreicht. Aufgrund einer z.B. durch die parasitäre Induktivität des Transformators eines High-Side-Treibers und/oder Eingangskapazität des wenigstens einen Schalters verursachten zeitlichen Verzögerung torr_deı Wird der wenigstens eine Schalter ST1 aber erst zu dem Zeitpunkt T4 ausgeschaltet. Der Strom I_ steigt also für eine Zeitdauer von dem Zeitpunkt T3 bis zum Zeitpunkt T4 aufgrund der zeitlichen Verzögerung torr_aeı ZWischen dem Zeitpunkt T3 der Ausgabe des zweiten Steuersignals S2 und dem tatsächlichen Zeitpunkt T4, zu dem der wenigstens eine Schalter ST1 ausgeschaltet wird, weiter an. Folglich ist der wenigstens eine Schalter für die Zeitdauer ton von dem Zeitpunkt T2 bis zu dem Zeitpunkt T4 eingeschaltet. Der Zeitpunkt T5 des nachfolgenden Schaltzyklus entspricht dem Zeitpunkt T1 und der Zeitpunkt T6 des nachfolgenden Schaltzyklus entspricht dem Zeitpunkt T2. Folglich ist der wenigstens eine Schalter für die Zeitdauer tor von dem Zeitpunkt T4 bis zu dem Zeitpunkt T6 ausgeschaltet. At the time T3, the control unit 6 outputs the second control signal S2 to cause the at least one switch ST1 to be switched off, since at the time T3 the current Iı through the at least one energy store L1 reaches the predetermined maximum current value Imax. Due to e.g. time delay caused by the parasitic inductance of the transformer of a high-side driver and / or input capacitance of the at least one switch torr_deı the at least one switch ST1 is only switched off at time T4. The current I_ thus continues to increase for a period of time from the time T3 to the time T4 due to the time delay torr_aeı Z between the time T3 of the output of the second control signal S2 and the actual time T4 at which the at least one switch ST1 is switched off. Consequently, the at least one switch is switched on for the time period ton from the time T2 to the time T4. The time T5 of the subsequent switching cycle corresponds to the time T1 and the time T6 of the subsequent switching cycle corresponds to the time T2. Consequently, the at least one switch is switched off for the time period tor from the time T4 to the time T6.
[00118] Figur 5 zeigt schematisch ein weiteres Beispiel für den zeitlichen Verlauf von durch die Steuereinheit eines erfindungsgemäßen Betriebsgerätes ausgegebenen Steuersignalen, sowie von den tatsächlichen Schaltvorgängen des wenigstens einen Schalters der wenigstens einen Konverterstufe des erfindungsgemäßen Betriebsgerätes ohne eine Kompensation von zeitlichen Verzögerungen der Schaltvorgänge und den entsprechenden zeitlichen Verlauf des Stroms durch den wenigstens einen Energiespeicher der wenigstens einen Konverterstufe des erfindungsgemäßen Betriebsgerätes. Figure 5 shows schematically another example of the time course of control signals output by the control unit of an operating device according to the invention, as well as of the actual switching operations of the at least one switch of the at least one converter stage of the operating device according to the invention without compensation for time delays in the switching operations and the Corresponding time profile of the current through the at least one energy store of the at least one converter stage of the operating device according to the invention.
[00119] Der Signalverlauf Ssieuer Zeigt den zeitlichen Verlauf der durch die Steuereinheit 6 [00119] The signal curve Ssieuer shows the time curve of the control unit 6
ausgegebenen Steuersignale, für den Fall, dass sowohl eine zeitliche Verzögerung ton deı beim Einschalten des wenigstens einen Schalter ST1 wie auch eine zeitliche Verzögerung torr_deı beim Ausschalten des wenigstens einen Schalters ST1 besteht. Die tatsächlichen durch die Steuersignale Ssieuer verursachten Schaltvorgänge des wenigstens einen Schalters ST1 sind durch den zeitlichen Verlauf der die Schaltvorgänge tatsächlich verursachenden Steuersignale Sreal dargestellt. Ferner wird der zeitliche Verlauf des Stroms I_ durch den wenigstens einen Energiespeicher L1 gezeigt, wobei die durchgezogene Linie den Verlauf des Stroms I_ aufgrund der zeitlichen Verzögerungen ton _deı UNd tor deı Zeigt. Der Signalverlauf Some Zeigt als Vergleich den zeitlichen Verlauf der durch die Steuereinheit 6 ausgegebenen Steuersignale, für den Fall, dass keine zeitliche Verzögerung zwischen der Ausgabe eines Steuersignals und dem tatsächlichen Schaltvorgang besteht, d.h. der wenigstens Schalter ST1 schaltet sofort ein oder aus, wenn das entsprechende Steuersignal von der Steuereinheit 6 an den wenigstens einen Schalter ST1 ausgegeben wird. Hierzu wird der zeitliche Verlauf des Stroms I_ als gestrichelte Linie angezeigt. output control signals, in the event that there is both a time delay ton deı when switching on the at least one switch ST1 and a time delay torr_deı when switching off the at least one switch ST1. The actual switching operations of the at least one switch ST1 caused by the control signals Ssueruer are represented by the time course of the control signals Sreal actually causing the switching operations. Furthermore, the time course of the current I_ through the at least one energy store L1 is shown, the solid line showing the course of the current I_ due to the time delays ton _deı UNd tor deı. The signal curve Some shows as a comparison the time curve of the control signals output by the control unit 6, in the event that there is no time delay between the output of a control signal and the actual switching process, i.e. the at least switch ST1 switches on or off immediately when the corresponding control signal is output by the control unit 6 to the at least one switch ST1. For this purpose, the time course of the current I_ is shown as a dashed line.
[00120] In Figur 5 werden die durch die Steuereinheit 6 ausgegebenen Steuersignale Ssteuer während eines Lückbetriebs gezeigt. D.h. die Steuereinheit 6 gibt das erste Steuersignal S1 aus, um ein Einschalten des wenigstens einen Schalters ST1 zu verursachen, wenn eine vorbestimmte Zeitdauer tascon Nach dem Erreichen des Nullwertes bzw. Nulldurchgang des Stroms Iı abgelaufen ist. Gemäß der Figur 5 wird ein Ausschalten des wenigstens einen Schalters ST1 abhängig von einem Ereignis gesteuert. Die Steuereinheit 6 gibt nämlich das zweite Steuersignal S2 aus, um ein Ausschalten des wenigstens einen Schalters ST1 zu verursachen, wenn der Strom Iı durch den wenigstens einen Energiespeicher L1 den vorbestimmten Maximalstromwert Imax erreicht. Im Einzelnen: In Figure 5, the control signals output by the control unit 6 Ssteuer are shown during a gap operation. I.e. the control unit 6 outputs the first control signal S1 in order to cause the at least one switch ST1 to be switched on when a predetermined period of time tascon has elapsed after the zero value or zero crossing of the current Iı has been reached. According to FIG. 5, switching off the at least one switch ST1 is controlled as a function of an event. The control unit 6 namely outputs the second control signal S2 in order to cause the at least one switch ST1 to be switched off when the current Iı through the at least one energy store L1 reaches the predetermined maximum current value Imax. In detail:
[00121] Zu dem Zeitpunkt T1 gibt die Steuereinheit 6 das erste Steuersignal S1 aus, um ein Einschalten des wenigstens einen Schalters ST1 zu verursachen, da zu dem Zeitpunkt T1 die vorbestimmte Zeitdauer taiscon Nach dem Erreichen des Nullwerts des Stroms Iı abgelaufen ist. Aufgrund einer z.B. durch die parasitäre Induktivität des Transformators eines High-SideTreibers und/oder Eingangskapazität des wenigstens einen Schalters verursachten zeitlichen Verzögerung ton de Wird der wenigstens eine Schalter ST1 aber erst zu dem Zeitpunkt T2 eingeschaltet. Der Strom Iı_ bleibt also auf den Nullwert für eine Zeitdauer von dem Zeitpunkt T1 bis zum Zeitpunkt T2 aufgrund der zeitlichen Verzögerung ton deı ZWischen dem Zeitpunkt T1 der Ausgabe des ersten Steuersignals S1 und dem tatsächlichen Zeitpunkt T2, zu dem der wenigstens eine Schalter ST1 eingeschaltet wird. At the time T1, the control unit 6 outputs the first control signal S1 to cause the at least one switch ST1 to be switched on, since at the time T1 the predetermined period of time taiscon has expired after the zero value of the current Iı has been reached. Due to e.g. time delay ton de caused by the parasitic inductance of the transformer of a high-side driver and / or input capacitance of the at least one switch, but the at least one switch ST1 is only switched on at time T2. The current Iı_ thus remains at the zero value for a period of time from the time T1 to the time T2 due to the time delay ton deI ZWischen between the time T1 of the output of the first control signal S1 and the actual time T2 at which the at least one switch ST1 is turned on .
[00122] Zu dem Zeitpunkt T3 gibt die Steuereinheit 6 das zweite Steuersignal S2 aus, um ein Ausschalten des wenigstens einen Schalters ST1 zu verursachen, da zu dem Zeitpunkt T3 der Strom Iı durch den wenigstens einen Energiespeicher L1 den vorbestimmten Maximalstromwert Imax erreicht. Aufgrund einer z.B. durch die parasitäre Induktivität des Transformators eines High-Side-Treibers und/oder Eingangskapazität des wenigstens einen Schalters verursachten zeitlichen Verzögerung torr_deı Wird der wenigstens eine Schalter ST1 aber erst zu dem Zeitpunkt T4 ausgeschaltet. Der Strom Iı steigt also für eine Zeitdauer von dem Zeitpunkt T3 bis zum Zeitpunkt T4 aufgrund der zeitlichen Verzögerung torr_aeı ZWischen dem Zeitpunkt T3 der Ausgabe des zweiten Steuersignals S2 und dem tatsächlichen Zeitpunkt T4, zu dem der wenigstens eine Schalter ST1 ausgeschaltet wird, weiter an. Folglich ist der wenigstens eine Schalter für die Zeitdauer ton von dem Zeitpunkt T2 bis zu dem Zeitpunkt T4 eingeschaltet. At the time T3, the control unit 6 outputs the second control signal S2 to cause the at least one switch ST1 to be switched off, since at the time T3 the current Iı through the at least one energy store L1 reaches the predetermined maximum current value Imax. Due to e.g. time delay caused by the parasitic inductance of the transformer of a high-side driver and / or input capacitance of the at least one switch torr_deı the at least one switch ST1 is only switched off at time T4. The current Iı therefore increases for a period of time from the time T3 to the time T4 due to the time delay torr_aeı Z between the time T3 of the output of the second control signal S2 and the actual time T4 at which the at least one switch ST1 is switched off. Consequently, the at least one switch is switched on for the time period ton from the time T2 to the time T4.
[00123] Zu dem Zeitpunkt T4a erreicht der Strom Iı den Nullwert. Die Steuereinheit gibt dann zu dem Zeitpunkt T5 des nachfolgenden Schaltzyklus das erste Steuersignal S1 wieder aus, damit der Strom I_ für die vorbestimmte Zeitdauer tascon ZWischen dem Zeitpunkt T4a und dem Zeitpunkt T5 auf dem Nullwert bleibt. Der Zeitpunkt T5 des nachfolgenden Schaltzyklus entspricht also dem Zeitpunkt T1 und der Zeitpunkt T6 des nachfolgenden Schaltzyklus entspricht dem Zeitpunkt T2. Der wenigstens eine Schalter ist für die Zeitdauer tor von dem Zeitpunkt T4 bis zu dem Zeitpunkt T6 ausgeschaltet. At time T4a, the current Iı reaches the zero value. The control unit then outputs the first control signal S1 again at the time T5 of the subsequent switching cycle, so that the current I_ remains at the zero value for the predetermined time period tascon between the time T4a and the time T5. The time T5 of the subsequent switching cycle thus corresponds to the time T1 and the time T6 of the subsequent switching cycle corresponds to the time T2. The at least one switch is turned off for the time period tor from the time T4 to the time T6.
[00124] Figur 6 zeigt schematisch ein weiteres Beispiel für den zeitlichen Verlauf von durch die Figure 6 shows schematically another example of the time course of the
Steuereinheit eines erfindungsgemäßen Betriebsgerätes ausgegebenen Steuersignalen, sowie von den tatsächlichen Schaltvorgängen des wenigstens einen Schalters der wenigstens einen Konverterstufe des erfindungsgemäßen Betriebsgerätes ohne eine Kompensation von zeitlichen Verzögerungen der Schaltvorgänge und den entsprechenden zeitlichen Verlauf des Stroms durch den wenigstens einen Energiespeicher der wenigstens einen Konverterstufe des erfindungsgemäßen Betriebsgerätes. Control unit of an operating device according to the invention output control signals, as well as from the actual switching processes of the at least one switch of the at least one converter stage of the operating device according to the invention without compensation for time delays of the switching processes and the corresponding time course of the current through the at least one energy store of the at least one converter stage of the operating device according to the invention .
[00125] Der Signalverlauf Ssieuer Zeigt den zeitlichen Verlauf der durch die Steuereinheit 6 ausgegebenen Steuersignale, für den Fall, dass sowohl eine zeitliche Verzögerung ton aeı beim Einschalten des wenigstens einen Schalter ST1 wie auch eine zeitliche Verzögerung torr_deı beim Ausschalten des wenigstens einen Schalters ST1 besteht. Die tatsächlichen durch die Steuersignale Ssieuer verursachten Schaltvorgänge des wenigstens einen Schalters ST1 sind durch den zeitlichen Verlauf der die Schaltvorgänge tatsächlich verursachenden Steuersignale Sriea dargestellt. Ferner wird der zeitliche Verlauf des Stroms Iı durch den wenigstens einen Energiespeicher Iı gezeigt, wobei die durchgezogene Linie den Verlauf des Stroms Iı_ aufgrund der zeitlichen Verzögerungen ton del UNd tor del ZEIgt. Der Signalverlauf Sonne Zeigt als Vergleich den zeitlichen Verlauf der durch die Steuereinheit 6 ausgegebenen Steuersignale, für den Fall, dass keine zeitliche Verzögerung zwischen der Ausgabe eines Steuersignals und dem tatsächlichen Schaltvorgang besteht, d.h. der wenigstens Schalter ST1 schaltet sofort ein oder aus, wenn das entsprechende Steuersignal von der Steuereinheit an den wenigstens einen Schalter ST1 ausgegeben wird. Hierzu wird der zeitliche Verlauf des Stroms I. als gestrichelte Linie angezeigt. The signal curve Ssieuer shows the time course of the control signals output by the control unit 6, in the event that both a time delay ton aeı when switching on the at least one switch ST1 and a time delay torr_deı when the at least one switch ST1 is switched off . The actual switching operations of the at least one switch ST1 caused by the control signals Ssueruer are represented by the time course of the control signals Sriea actually causing the switching operations. Furthermore, the temporal course of the current Iı through the at least one energy store Iı is shown, the solid line showing the course of the current Iı_ due to the time delays ton del UNd tor del ZEI. The signal curve sun shows as a comparison the time curve of the control signals output by the control unit 6, in the event that there is no time delay between the output of a control signal and the actual switching process, i.e. the at least switch ST1 switches on or off immediately when the corresponding control signal is output by the control unit to the at least one switch ST1. For this purpose, the time course of the current I is shown as a dashed line.
[00126] In Figur 6 werden die durch die Steuereinheit 6 ausgegebenen Steuersignale Ssteuer während eines Lückbetriebs gezeigt, wobei sowohl das Einschalten wie auch das Ausschalten des wenigstens einen Schalters ST1 abhängig von einer Zeitdauer gesteuert werden. Die Steuereinheit 6 gibt nämlich das erste Steuersignal S1 aus, wenn eine vorbestimmte erste Zeitdauer t, nach der Ausgabe des zweiten Steuersignals S2 abgelaufen ist, um ein Einschalten des wenigstens einen Schalters ST1 zu verursachen. Die Steuereinheit 6 gibt das zweite Steuersignal S2 aus, wenn eine vorbestimmte zweite Zeitdauer t2 nach der Ausgabe des ersten Steuersignals S1 abgelaufen ist, um ein Ausschalten des wenigstens einen Schalters ST1 zu verursachen. FIG. 6 shows the control signals S control output by the control unit 6 during a gap operation, with both the switching on and the switching off of the at least one switch ST1 being controlled as a function of a period of time. Namely, the control unit 6 outputs the first control signal S1 when a predetermined first time period t has expired after the second control signal S2 has been output in order to cause the at least one switch ST1 to be switched on. The control unit 6 outputs the second control signal S2 when a predetermined second time period t2 has elapsed after the output of the first control signal S1 in order to cause the at least one switch ST1 to be switched off.
[00127] Zu dem Zeitpunkt T1 gibt die Steuereinheit 6 das erste Steuersignal S1 aus, um ein Einschalten des wenigstens einen Schalters ST1 zu verursachen, da zu dem Zeitpunkt T1 die vorbestimmte erste Zeitdauer t1 nach der Ausgabe des zweiten Signals S2 abgelaufen ist. Aufgrund einer z.B. durch die parasitäre Induktivität des Transformators eines High-SideTreibers und/oder Eingangskapazität des wenigstens einen Schalters verursachten zeitlichen Verzögerung ton de Wird der wenigstens eine Schalter ST1 aber erst zu dem Zeitpunkt T2 eingeschaltet. Der Strom I_ sinkt also weiter für eine Zeitdauer von dem Zeitpunkt T1 bis zum Zeitpunkt T2 aufgrund der zeitlichen Verzögerung ton deı ZWischen dem Zeitpunkt T1 der Ausgabe des ersten Steuersignals S1 und dem tatsächlichen Zeitpunkt T2, zu dem der wenigstens eine Schalter ST1 eingeschaltet wird. At the time T1, the control unit 6 outputs the first control signal S1 to cause the at least one switch ST1 to be switched on, since at the time T1 the predetermined first time period t1 has elapsed after the output of the second signal S2. Due to e.g. time delay ton de caused by the parasitic inductance of the transformer of a high-side driver and / or input capacitance of the at least one switch, but the at least one switch ST1 is only switched on at time T2. The current I_ thus continues to decrease for a period of time from the time T1 to the time T2 due to the time delay ton deI between the time T1 of the output of the first control signal S1 and the actual time T2 at which the at least one switch ST1 is switched on.
[00128] Zu dem Zeitpunkt T3 gibt die Steuereinheit 6 das zweite Steuersignal S2 aus, um ein Ausschalten des wenigstens einen Schalters ST1 zu verursachen, da zu dem Zeitpunkt T3 die vorbestimmte zweite Zeitdauer t2 nach der Ausgabe des ersten Signals S1 abgelaufen ist. Aufgrund einer z.B. durch die parasitäre Induktivität des Transformators eines High-SideTreibers und/oder Eingangskapazität des wenigstens einen Schalters verursachten zeitlichen Verzögerung torr_aeı Wird der wenigstens eine Schalter ST1 aber erst zu dem Zeitpunkt T4 ausgeschaltet. Der Strom I_ steigt also für eine Zeitdauer von dem Zeitpunkt T3 bis zum Zeitpunkt T4 aufgrund der zeitlichen Verzögerung tor de: ZWischen dem Zeitpunkt T3 der Ausgabe des zweiten Steuersignals S2 und dem tatsächlichen Zeitpunkt T4, zu dem der wenigstens eine Schalter ST1 ausgeschaltet wird, weiter an. Folglich ist der wenigstens eine Schalter für die Zeitdauer ton von dem Zeitpunkt T2 bis zu dem Zeitpunkt T4 eingeschaltet. At the time T3, the control unit 6 outputs the second control signal S2 to cause the at least one switch ST1 to be switched off, since at the time T3 the predetermined second time period t2 has expired after the output of the first signal S1. Due to e.g. time delay caused by the parasitic inductance of the transformer of a high-side driver and / or input capacitance of the at least one switch torr_aeı but the at least one switch ST1 is only switched off at time T4. The current I_ therefore increases for a period of time from the time T3 to the time T4 due to the time delay tor de: Between the time T3 of the output of the second control signal S2 and the actual time T4 at which the at least one switch ST1 is switched off on. Consequently, the at least one switch is switched on for the time period ton from the time T2 to the time T4.
[00129] Der Zeitpunkt T5 des nachfolgenden Schaltzyklus entspricht dem Zeitpunkt T1 und der Zeitpunkt T6 des nachfolgenden Schaltzyklus entspricht dem Zeitpunkt T2. Folglich ist der The time T5 of the subsequent switching cycle corresponds to the time T1 and the time T6 of the subsequent switching cycle corresponds to the time T2. Hence the
wenigstens eine Schalter für die Zeitdauer tor von dem Zeitpunkt T4 bis zu dem Zeitpunkt T6 ausgeschaltet. at least one switch for the time period tor from the time T4 to the time T6 turned off.
[00130] Figur 7 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Betriebsgeräts. Das Verfahren 100 ist ein Verfahren zur Erfassung der zeitlichen Verzögerungen ton_aeı UNd torr_deı SOWIE Zur Kompensation dieser. Figure 7 shows schematically a preferred embodiment of a method for operating an operating device according to the invention. The method 100 is a method for detecting the time delays ton_aeı AND torr_deı AND to compensate for them.
[00131] In dem ersten Verfahrensschritt S101 des Verfahrens 100 erfasst die Steuereinheit 6 den zeitlichen Verlauf des Stroms I_ durch den wenigstens einen Energiespeicher L1. In the first method step S101 of the method 100, the control unit 6 detects the time profile of the current I_ through the at least one energy store L1.
[00132] In dem zweiten Verfahrensschritt S102 verursacht die Steuereinheit 6 einen Schaltvorgang des wenigstens einen Schalters ST1 und startet den Zähler. Hierbei entspricht der in Figur 7 gezeigt Schritt S102a dem zweiten Schritt, wenn die Steuereinheit 6 ein Einschalten des wenigstens einen Schalter ST1 als Schaltvorgang verursacht und der in Figur 7 gezeigt Schritt S102b entspricht dem zweiten Schritt, wenn die Steuereinheit ein Ausschalten des wenigstens einen Schalter ST1 als Schaltvorgang verursacht. In the second method step S102, the control unit 6 causes a switching operation of the at least one switch ST1 and starts the counter. Here, step S102a shown in FIG. 7 corresponds to the second step if the control unit 6 causes the at least one switch ST1 to be switched on as a switching operation, and step S102b shown in FIG. 7 corresponds to the second step if the control unit switches the at least one switch ST1 off caused as a switching operation.
[00133] Auf den zweiten Verfahrensschritt S102a folgt der dritte Verfahrensschritt S103a, in dem die Steuereinheit 6 bestimmt, ob der zeitliche Verlauf des Stroms Iı durch den wenigstens einen Energiespeicher L1 einen steigenden Strom darstellt bzw. ob der Strom Ir durch den wenigstens einen Energiespeicher L1 zu steigen beginnt. Wenn dies der Fall ist (JA) dann folgt der vierte Verfahrensschritt S104. The second method step S102a is followed by the third method step S103a, in which the control unit 6 determines whether the time profile of the current Iı through the at least one energy store L1 represents an increasing current or whether the current Ir through the at least one energy store L1 begins to rise. If this is the case (YES), then the fourth method step S104 follows.
[00134] Auf den zweiten Verfahrensschritt S102b folgt der dritte Verfahrensschritt S103b, in dem die Steuereinheit 6 bestimmt, ob der zeitliche Verlauf des Stroms Iı durch den wenigstens einen Energiespeicher L1 einen fallenden Strom darstellt bzw. ob der Strom Iı durch den wenigstens einen Energiespeicher L1 zu fallen beginnt. Wenn dies der Fall ist (JA) dann folgt der vierte Verfahrensschritt S104. The second method step S102b is followed by the third method step S103b, in which the control unit 6 determines whether the time profile of the current Iı through the at least one energy store L1 represents a falling current or whether the current Iı through the at least one energy store L1 begins to fall. If this is the case (YES), then the fourth method step S104 follows.
[00135] Im vierten Verfahrensschritt S104 stoppt die Steuereinheit den Zähler und wertet den Zählerstand aus. In the fourth method step S104, the control unit stops the counter and evaluates the counter reading.
[00136] Für den Fall, dass in dem ersten Verfahrensschritt S102a die Steuereinheit ein Einschalten des wenigstens einen Schalters ST1 verursacht hat, bestimmt die Steuereinheit dann im fünften Verfahrensschritt S105a auf Basis des Zählerstandes des Zählers die zeitliche Verzögerung bzw. Einschaltverzögerung (ton _aeı) ZWischen dem Zeitpunkt der Ausgabe des ersten Signals zum Verursachen des Einschaltens und dem tatsächlichen Zeitpunkt, zu dem der wenigstens eine Schalter ST1 eingeschaltet wird. In the event that in the first method step S102a the control unit has caused the at least one switch ST1 to be switched on, the control unit then determines in the fifth method step S105a on the basis of the counter reading of the counter the time delay or switch-on delay (ton _aeı) the time of output of the first signal to cause switching on and the actual time at which the at least one switch ST1 is switched on.
[00137] Für den Fall, dass in dem ersten Verfahrensschritt S102b die Steuereinheit ein Ausschalten des wenigstens einen Schalters ST1 verursacht hat, bestimmt die Steuereinheit dann im fünften Verfahrensschritt S105b auf Basis des Zählerstandes des Zählers die zeitliche Verzögerung bzw. Ausschaltverzögerung (torr_aeı) ZWischen dem Zeitpunkt der Ausgabe des zweiten Signals zum Verursachen des Ausschaltens und dem tatsächlichen Zeitpunkt, zu dem der wenigstens eine Schalter ST1 ausgeschaltet wird. In the event that in the first method step S102b the control unit has caused the at least one switch ST1 to be switched off, the control unit then determines in the fifth method step S105b, based on the counter reading of the counter, the time delay or switch-off delay (torr_aeı) between Time of output of the second signal to cause the switch-off and the actual time at which the at least one switch ST1 is switched off.
[00138] Im dem sechsten Verfahrensschritt S106 führt die Steuereinheit 6 dann eine Kompensierung der zeitlichen Einschaltverzögerung ton deı UNd/oder der zeitlichen Ausschaltverzögerung torr_aeı Dei wenigstens einem in der Zukunft nachfolgenden Schaltvorgang auf Basis der im Verfahrensschritt S105a bestimmten zeitlichen Einschaltverzögerung ton deı und/oder der im Verfahrensschritt S105b bestimmten zeitlichen Ausschaltverzögerung torr_aeı durch. In the sixth step S106, the control unit 6 then compensates for the time switch-on delay ton deı UNd / or the time switch-off delay torr_aeı Dei of at least one switching operation that will follow in the future on the basis of the time switch-on delay ton deı determined in method step S105a and / or determined in step S105b by the time switch-off delay torr_aeı.
[00139] Figur 8 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform zum Erfassen der beim Ein- und Ausschalten auftretenden zeitlichen Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt der Ausgabe eines Steuersignals zum Schalten eines Schalters und dem Zeitpunkt des durch das Steuersignal verursachten Schaltvorgangs (Einschalten oder Ausschalten). Figure 8 shows schematically a preferred embodiment for detecting the time delay occurring when switching on and off between the time of the output of a control signal for switching a switch and the time of the switching process caused by the control signal (switching on or switching off).
[00140] Gemäß der Figur 8 soll der Schalter ST einer Konverterstufe, wie z.B. der Schalter ST1 der in Figur 1 gezeigten Konverterstufe 2, gemäß dem Grenzbetrieb gesteuert werden. D.h. der Schalter ST1 soll geöffnet werden, d.h. nichtleitend geschaltet werden, wenn der Strom I_ durch den Energiespeicher der Konverterstufe einen vorbestimmten Maximalwert Ipeak erreicht hat, According to Figure 8, the switch ST of a converter stage, such as the switch ST1 of the converter stage 2 shown in FIG. 1 can be controlled in accordance with the limit operation. I.e. switch ST1 is to be opened, i.e. are switched non-conductive when the current I_ through the energy store of the converter stage has reached a predetermined maximum value Ipeak,
und geschlossen werden, d.h. leitend geschaltet werden, beim Nulldurchgang des Stroms I durch den Energiespeicher der Konverterstufe (vgl. STso in Figur 8). and be closed, i.e. are turned on when the current I passes through the energy store of the converter stage (cf. STso in FIG. 8).
[00141] Auf der linken Seite der Figur 8 ist der Ausschaltvorgang des Schalters ST gezeigt. Beim Erreichen des vorbestimmten Maximalstroms Ipea« durch den Energiespeicher soll der Schalter ST geöffnet werden (vgl. ST£o1 auf der linken Seite der Figur 8). D.h. zum Zeitpunkt des Erreichens des vorbestimmten Maximalstroms Ipeax Wird ein entsprechendes Steuersignal dem Schalter ST zugeführt. Das Offnen des Schalters ST erfolgt aber erste nach einer zeitlichen Verzögerung tort_deı (Vgl. STist auf der linken Seite der Figur 8). Folglich steigt der Strom Iı durch den Energiespeicher noch für die Zeitdauer tor deı an, Nachdem der vorbestimmte Maximalwert Ipeak erreicht wurde. On the left side of Figure 8, the switch-off process of the switch ST is shown. When the predetermined maximum current Ipea «through the energy store is reached, the switch ST should be opened (cf. ST £ o1 on the left side of FIG. 8). I.e. at the time the predetermined maximum current Ipeax is reached, a corresponding control signal is supplied to the switch ST. However, the switch ST is opened first after a time delay tort_deı (cf. STist on the left-hand side of FIG. 8). As a result, the current Iı through the energy store increases for the time period tor deı after the predetermined maximum value Ipeak has been reached.
[00142] Um die Ausschaltverzögerung torr_de: ZWischen dem Zeitpunkt, zu dem der Schalter ST ausgeschaltet, d.h. geöffnet werden soll, und dem Zeitpunkt, zu dem der Schalter ST tatsächlich geöffnet wird, zu bestimmen, wird ein Zähler zu dem Zeitpunkt gestartet, zu dem der Schalter ST geöffnet werden soll (vgl. zeitlichen Verlauf des Zähler links unten der Figur 8). Aufgrund der Ausschaltverzögerung tor de: Öffnet der Schalter aber nicht sofort, wodurch der Strom Iı durch den Energiespeicher weiter ansteigt. Sobald der Strom I_ durch den Energiespeicher zu sinken beginnt, weiß die Steuerschaltung, dass der Schalter tatsächlich geöffnet wurde, d.h. dass der Ausschaltvorgang tatsächlich getätigt wurde. Folglich stoppt die Steuerschaltung den Zähler zum Zeitpunkt, zu dem der Strom zu sinken beginnt (vgl. zeitlichen Verlauf des Zähler links unten der Figur 8). Der Wert des Zähler entspricht dann der Ausschaltverzögerung tor del. Around the switch-off delay torr_de: Between the time at which the switch ST is switched off, i.e. is to be opened and to determine the point in time at which the switch ST is actually opened, a counter is started at the point in time at which the switch ST is to be opened (cf. temporal course of the counter at the bottom left of FIG. 8). Due to the switch-off delay tor de: However, the switch does not open immediately, causing the current Iı through the energy store to increase further. As soon as the current I_ through the energy store begins to decrease, the control circuit knows that the switch has actually been opened, i.e. that the switch-off process was actually carried out. As a result, the control circuit stops the counter at the point in time at which the current begins to decrease (see the chronological course of the counter at the bottom left of FIG. 8). The value of the counter then corresponds to the switch-off delay tor del.
[00143] Auf der rechten Seite der Figur 8 ist der Einschaltvorgang des Schalters ST im Grenzbetrieb der Konverterstufe gezeigt. Beim Nulldurchgang des Stroms I_ durch den Energiespeicher soll der Schalter ST geschlossen werden (vgl. STsou auf der rechten Seite der Figur 8). D.h. beim Nulldurchgang des Stroms I_ durch den Energiespeicher wird ein entsprechendes Steuersignal dem Schalter ST zugeführt. Das Schließen des Schalters ST erfolgt aber erste nach einer zeitlichen Verzögerung ton aeı (vgl. STis: auf der rechten Seite der Figur 8). Folglich bleibt der Strom Iı_ durch den Energiespeicher noch für die Zeitdauer ton deı auf Null (0 A), nachdem der Nulldurchgang des Stroms Iı durch den Energiespeicher erfolgt ist. On the right side of Figure 8, the switching on of the switch ST is shown in the limit mode of the converter stage. When the current I_ passes through the energy store at zero, the switch ST is to be closed (cf. STsou on the right-hand side of FIG. 8). I.e. when the current I_ passes through the energy store, a corresponding control signal is supplied to the switch ST. However, the switch ST is closed first after a time delay ton aeı (cf. STis: on the right side of FIG. 8). Consequently, the current Iı_ through the energy store remains at zero (0 A) for the period of time ton deı after the current Iı through the energy store has passed through zero.
[00144] Um die Einschaltverzögerung ton de: ZWischen dem Zeitpunkt, zu dem der Schalter ST eingeschaltet, d.h. geschlossen, werden soll, und dem Zeitpunkt, zu dem der Schalter ST tatsächlich geschlossen wird, zu bestimmen, wird ein Zähler zu dem Zeitpunkt gestartet, zu dem der Schalter ST geschlossen werden soll (vgl. zeitlichen Verlauf des Zähler rechts unten der Figur 8). Aufgrund der Einschaltverzögerung ton_aeı Wird der Schalter aber nicht sofort geschlossen, wodurch der Strom I_ durch den Energiespeicher auf Null (0 A) bleibt. Sobald der Strom IL durch den Energiespeicher zu steigen beginnt, weiß die Steuerschaltung, dass der Schalter tatsächlich geschlossen wurde, d.h. dass der Einschaltvorgang tatsächlich getätigt wurde. Folglich stoppt die Steuerschaltung den Zähler zum Zeitpunkt, zu dem der Strom zu steigen beginnt (vgl. zeitlichen Verlauf des Zähler rechts unten der Figur 8). Der Wert des Zähler entspricht dann der Ausschaltverzögerung torr del. Around the switch-on delay ton de: Between the point in time at which the switch ST is switched on, i.e. is to be closed, and to determine the point in time at which the switch ST is actually closed, a counter is started at the point in time at which the switch ST is to be closed (cf. temporal course of the counter at the bottom right of FIG. 8) . Due to the switch-on delay ton_aeı, the switch is not closed immediately, as a result of which the current I_ through the energy store remains at zero (0 A). As soon as the current IL through the energy store begins to rise, the control circuit knows that the switch has actually been closed, i.e. that the switch-on process was actually carried out. As a result, the control circuit stops the counter at the point in time at which the current begins to rise (see the chronological course of the counter at the bottom right of FIG. 8). The value of the counter then corresponds to the switch-off delay torr del.
[00145] Figur 9 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform des Eingangs-Port der Steuerschaltung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Betriebsgerätes zum Erfassen des Stroms, insbesondere den Nulldurchgang des Stroms, durch den wenigstens einen Energiespeicher der wenigstens einen Konverterstufe der bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Betriebsgerätes. Figur 9 zeigt ferner den zeitlichen Verlauf der Spannung und des Stroms des wenigstens einen Energiespeichers der wenigstens einen Konverterstufe der bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Betriebsgerätes zusammen mit einem Spannungssignal, dessen Flanken den Nulldurchgang sowie das Erreichen des Maximalwertes des Stroms durch den wenigstens einen Energiespeicher wiedergeben. Figure 9 shows schematically a preferred embodiment of the input port of the control circuit of a preferred embodiment of an operating device according to the invention for detecting the current, in particular the zero crossing of the current, through the at least one energy store of the at least one converter stage of the preferred embodiment of an operating device according to the invention. FIG. 9 also shows the time course of the voltage and the current of the at least one energy store of the at least one converter stage of the preferred embodiment of an operating device according to the invention together with a voltage signal, the edges of which represent the zero crossing and the reaching of the maximum value of the current through the at least one energy store.
[00146] Die Spannungsquelle V1 und die Dioden D5 und D6 der in Figur 9 oben gezeigten Schaltung sind vorzugsweise in einer Steuereinheit bzw. Steuerschaltung WC integriert, wobei die Steuereinheit UC vorzugsweise ein Mikrokontroller ist. Die Steuereinheit uC entspricht vorzugsweise der Steuereinheit 6 des in Figur 1 gezeigten Betriebsgerätes 1. Die Nulldurch-The voltage source V1 and the diodes D5 and D6 of the circuit shown in FIG. 9 above are preferably integrated in a control unit or control circuit WC, the control unit UC preferably being a microcontroller. The control unit uC preferably corresponds to the control unit 6 of the operating device 1 shown in FIG. 1.
gangserfassungsspannung Vzx wird vorzugsweise über einen Analog-Digital-Umsetzer (ADC) von der Steuereinheit uC ausgewertet. Als Eingangsspannung der in Figur 9 oben gezeigten Schaltung dient die Spannung Vi über den wenigstens einen Energiespeicher L1 der in Figur 1 gezeigten Konverterstufe 2. Gear detection voltage Vzx is preferably evaluated by the control unit uC via an analog-to-digital converter (ADC). The voltage Vi across the at least one energy store L1 of the converter stage 2 shown in FIG. 1 serves as the input voltage of the circuit shown in FIG. 9 above.
[00147] Die in Figur 9 oben gezeigte Schaltung umfasst eine Spannungsquelle V1, drei Dioden D5, D6 und D7, zwei Widerstände R4 und R3, zwei Kapazitäten C5 und C6 sowie eine Eingangsspanungsquelle V3, die der Spannung V1 über den Energiespeicher L1 der in Figur 1 gezeigten Konverterstufe 2 entspricht. The circuit shown in Figure 9 above comprises a voltage source V1, three diodes D5, D6 and D7, two resistors R4 and R3, two capacitors C5 and C6 and an input voltage source V3, the voltage V1 across the energy storage L1 of the figure 1 corresponds to converter stage 2 shown.
[00148] Die beiden Dioden D5 und D6 sind in Serie geschaltet, wobei die Anode der Diode D6 mit der Kathode der Diode D5 verbunden ist. Die Serienschaltung aus den Dioden D5 und D6 ist parallel zu der Spannungsquelle V1 geschaltet, wobei die Kathode der Diode D6 mit dem höheren Potential der Spannungsquelle V1 und die Anode der Diode D5 mit dem niedrigeren Potential der Spannungsquelle V1 verbunden ist. Parallel zu der Diode D5 ist der Widerstand R4 geschaltet, wobei ein Anschluss des Widerstands R4 mit dem Knoten zwischen den Dioden D6 und D5 und der andere Anschluss des Widerstands R4 mit dem Knoten, der auf dem niedrigeren Potential der Spannungsquelle V1 liegt, verbunden ist. Parallel zu dem Widerstand R4 ist die Kapazität C5 geschaltet. Ein Anschluss der Kapazität C5 ist mit dem Knoten verbunden, der auf dem niedrigeren Potential der Spannungsquelle V1 liegt, und der andere Anschluss der Kapazität C5 ist mit einem Anschluss der Kapazität C6 verbunden, wobei der andere Anschluss der Kapazität C6 mit dem Knoten zwischen den Dioden D5 und D6 verbunden ist. Parallel zu der Kapazität C5 ist der Widerstand R3 geschaltet. Ein Anschluss des Widerstands R3 ist mit dem Knoten verbunden, der auf dem niedrigeren Potential der Spannungsquelle V1 liegt, und der andere Anschluss der Kapazität C5 ist mit dem Anschluss der Kapazität C6 verbunden, mit der auch die Kapazität C5 verbunden ist. Parallel zu dem Widerstand R3 ist die Eingangsspanungsquelle V3 geschaltet. Ein Anschluss der Eingangsspannungsquelle V3 ist mit dem Knoten verbunden, der auf dem niedrigeren Potential der Spannungsquelle V1 liegt, und der andere Anschluss der Eingangsspannungsquelle V3 ist mit der Kathode der Diode D7 verbunden. Die Anode der Diode 7 ist mit dem Knoten verbunden, mit dem auch jeweils ein Anschluss der Kapazitäten C5 und C6 sowie des Widerstands R3 verbunden ist. Das niedrigere Potential der Spannungsquelle V1 liegt vorzugsweise auf Masse (GND). The two diodes D5 and D6 are connected in series, the anode of the diode D6 being connected to the cathode of the diode D5. The series connection of the diodes D5 and D6 is connected in parallel to the voltage source V1, the cathode of the diode D6 being connected to the higher potential of the voltage source V1 and the anode of the diode D5 being connected to the lower potential of the voltage source V1. Resistor R4 is connected in parallel with diode D5, one connection of resistor R4 being connected to the node between diodes D6 and D5 and the other connection of resistor R4 being connected to the node which is at the lower potential of voltage source V1. The capacitor C5 is connected in parallel with the resistor R4. One terminal of capacitance C5 is connected to the node which is at the lower potential of voltage source V1 and the other terminal of capacitance C5 is connected to one terminal of capacitance C6, the other terminal of capacitance C6 being connected to the node between the diodes D5 and D6 is connected. Resistor R3 is connected in parallel with capacitance C5. One terminal of the resistor R3 is connected to the node which is at the lower potential of the voltage source V1, and the other terminal of the capacitance C5 is connected to the terminal of the capacitor C6, to which the capacitor C5 is also connected. The input voltage source V3 is connected in parallel with the resistor R3. One terminal of the input voltage source V3 is connected to the node which is at the lower potential of the voltage source V1, and the other terminal of the input voltage source V3 is connected to the cathode of the diode D7. The anode of the diode 7 is connected to the node to which a connection of the capacitors C5 and C6 and the resistor R3 is also connected. The lower potential of the voltage source V1 is preferably at ground (GND).
[00149] Die in der Schaltung und den beiden Graphen der Figur 9 angegebenen Werte sind lediglich als Beispiel angegeben. The values given in the circuit and the two graphs in FIG. 9 are given only as examples.
[00150] Während des Betriebs der in Figur 1 gezeigten Konverterstufe 1 im Grenzbetrieb, gibt es drei Zustände der in Figur 9 oben gezeigten Schaltung: During the operation of converter stage 1 shown in FIG. 1 in limit operation, there are three states of the circuit shown in FIG. 9 above:
[00151] 1. Zustand Pı: Der Schalter ST1 der in Figur 1 gezeigten Konverterstufe 2 ist geöffnet, d.h. nichtleitend, und der Strom Iı durch den Energiespeicher L1 der Konverterstufe 2 ist noch positiv. In diesem Zustand liegt über den Energiespeicher L1 eine negative Spannung Vi an und der Strom Iı durch den Energiespeicher L1 sinkt (vgl. Zustand P1 in dem oberen Graphen der Figur 9). Dadurch fließt in der in Figur 9 oben gezeigten Schaltung ein Strom über GND über den Widerstand R3 und die Diode D7. Zusätzlich fließt ein Strom über GND über den Widerstand R4 und lädt dadurch die Kapazität C6. Der Spannungsabfall Vzx über den Widerstand R4 ist sehr gering und deshalb fällt beinahe keine Spannung am Analog-Digital-Umsetzer (ADC) ab (vgl. Zustand P, in dem unteren Graphen der Figur 9). 1. State Pı: The switch ST1 of the converter stage 2 shown in Figure 1 is open, i.e. non-conductive, and the current Iı through the energy store L1 of the converter stage 2 is still positive. In this state, a negative voltage Vi is present across the energy store L1 and the current Iı through the energy store L1 decreases (cf. state P1 in the upper graph in FIG. 9). As a result, in the circuit shown in FIG. 9 above, a current flows via GND via the resistor R3 and the diode D7. In addition, a current flows through GND through resistor R4, thereby charging capacitance C6. The voltage drop Vzx across the resistor R4 is very small and therefore almost no voltage drops across the analog-to-digital converter (ADC) (cf. state P, in the lower graph in FIG. 9).
[00152] 2. Zustand Pı: Der Schalter ST1 der in Figur 1 gezeigten Konverterstufe 2 ist geöffnet, d.h. nichtleitend, und der Strom Iı durch den Energiespeicher L1 der Konverterstufe 2 ist negativ. Die Diode D1 der in Figur 1 gezeigten Konverterstufe 2 verhindert, dass ein negativer Strom fließen kann und klemmt somit den Strom Iı_ auf Null (0 A) (vgl. Zustand Pı in dem oberen Graphen der Figur 9). Dadurch fällt auch keine Spannung Vi über den Energiespeicher L1 der Konverterstufe L1 ab (vgl. Zustand Pı in dem oberen Graphen der Figur 9). Der Kathodenanschluss der Diode D7 besitzt nun ein höheres Potential wie der Anodenanschluss und somit kann kein Strom mehr durch die Diode D7 fließen. Die zuvor geladene Energie der Kapazität C6 wird nun über den Widerstand R4 und der Diode D6 abgebaut. Die Spannung Vzx über dem 2. State Pı: The switch ST1 of the converter stage 2 shown in Figure 1 is open, i.e. non-conductive, and the current Iı through the energy store L1 of the converter stage 2 is negative. The diode D1 of the converter stage 2 shown in FIG. 1 prevents a negative current from flowing and thus clamps the current Iı_ to zero (0 A) (cf. state Pı in the upper graph in FIG. 9). As a result, no voltage Vi drops across the energy store L1 of the converter stage L1 (cf. state Pi in the upper graph in FIG. 9). The cathode connection of the diode D7 now has a higher potential than the anode connection and thus no more current can flow through the diode D7. The previously charged energy of the capacitor C6 is now dissipated via the resistor R4 and the diode D6. The voltage Vzx across the
Widerstand R4 wird durch die interne Versorgungspannung V1 der Steuereinheit uC und der Schutzdiode D6 begrenzt (vgl. Zustand Pı in dem unteren Graphen der Figur 9). Resistor R4 is limited by the internal supply voltage V1 of the control unit uC and the protective diode D6 (cf. state Pi in the lower graph in FIG. 9).
[00153] 3. Zustand Pır Der Schalter ST1 der in Figur 1 gezeigten Konverterstufe 2 ist geschlossen, d.h. leitend, und der Strom Iı durch den Energiespeicher L1 der Konverterstufe 2 beginnt zu steigen. In diesem Zustand liegt die positive Eingangsspannung Vin der in Figur 1 gezeigten Konverterstufe 2 über dem Energiespeicher L1 der Konverterstufe 2 und somit an der Kathode der Diode D1 der Konverterstufe 2 an. Durch das höhere Potential der Kathode gegenüber der Anode der Diode D1, fließt wieder kein Strom durch die Diode D1 und somit wird die Spannung Vzx über dem Widerstand R4 wieder aus dem Strom der Kapazität C6 generiert. 3. State Pır The switch ST1 of the converter stage 2 shown in Figure 1 is closed, i.e. conductive, and the current Iı through the energy store L1 of the converter stage 2 begins to rise. In this state, the positive input voltage Vin of the converter stage 2 shown in FIG. 1 is present across the energy store L1 of the converter stage 2 and thus at the cathode of the diode D1 of the converter stage 2. Due to the higher potential of the cathode compared to the anode of the diode D1, again no current flows through the diode D1 and thus the voltage Vzx across the resistor R4 is generated again from the current of the capacitance C6.
[00154] Wie lange die Spannung Vzx über dem Analog-Digital-Umsetzer (ADC) im 3. Zustand Pır konstant auf dem HIGH-Level (3,3V + Diodenspannung D6) bleibt ist abhängig von der Kapazität C6 und dem Widerstands R3. Je höher der Wert der Kapazität C6, desto länger bleibt die Spannung Vzx auf dem HIGH-Level. Je höher der Wert des Widerstands R3, desto langsamer ist der Entladevorgang der Kapazität C6 und desto länger bleibt die Spannung Vzx auf dem HIGH-Level. Die gestrichelte Linie in dem unteren Graphen der Figur 9 zeigt den zeitlichen Verlauf der Spannung Vzx, wenn der Widerstand R3 =47 kQ ist, und die gestrichelte Linie mit Punkten zwischen den Strichen in dem unteren Graphen der Figur 9 zeigt den zeitlichen Verlauf der Spannung Vzx, wenn der Widerstand R3 =4,7 kQ ist. How long the voltage Vzx over the analog-to-digital converter (ADC) in the 3rd state Pır remains constant at the HIGH level (3.3V + diode voltage D6) depends on the capacitance C6 and the resistor R3. The higher the value of the capacitance C6, the longer the voltage Vzx remains at the HIGH level. The higher the value of the resistor R3, the slower the discharge of the capacitance C6 and the longer the voltage Vzx remains at the HIGH level. The dashed line in the lower graph in FIG. 9 shows the time profile of the voltage Vzx when the resistance R3 = 47 kQ, and the dashed line with dots between the lines in the lower graph in FIG. 9 shows the time profile of the voltage Vzx when the resistance R3 = 4.7 kQ.
[00155] Der zeitliche Verlauf der am Widerstand R4 abfallenden Spannung Vzx (vgl. gestichelte Linie in dem unteren Graphen der Figur 9) weist zwei Flanken auf. Die erste Flanke bzw. steigende Flanke gibt den Zeitpunkt an, zu dem der Nulldurchgang des Stroms Iı_ durch den Energiespeicher L1 der in Figur 1 gezeigten Konverterstufe 2 erfolgt. Die zweite Flanke bzw. fallende Flanke gibt den Zeitpunkt an, zu dem der Strom Iı durch den Energiespeicher L1 der in Figur 1 gezeigten Konverterstufe 2 seine Richtung umkehrt bzw. zu dem der Schalter ST1 der Konverterstufe 2 geöffnet wird. Die Zeitdauer zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der Schalter ST 1 Öffnet, und dem Zeitpunkt, zu dem die Spannung Vzx auf Null fällt, kann man bestimmen. Man kann gemäß den vorstehenden Ausführungen eine zeitliche Verzögerung des Offnens des Schalters ermitteln. The time course of the voltage Vzx dropping across the resistor R4 (cf. dashed line in the lower graph in FIG. 9) has two edges. The first flank or rising flank indicates the point in time at which the current Iı_ passes through the energy store L1 of the converter stage 2 shown in FIG. 1. The second edge or falling edge indicates the point in time at which the current I1 through the energy store L1 of the converter stage 2 shown in FIG. 1 reverses its direction or at which the switch ST1 of the converter stage 2 is opened. The time period between when the switch ST 1 opens and when the voltage Vzx drops to zero can be determined. According to the above, a time delay in opening the switch can be determined.
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