AT16905U1 - Schaltwandler mit zyklischer Frequenzänderung - Google Patents

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AT16905U1
AT16905U1 ATGM399/2015U AT3992015U AT16905U1 AT 16905 U1 AT16905 U1 AT 16905U1 AT 3992015 U AT3992015 U AT 3992015U AT 16905 U1 AT16905 U1 AT 16905U1
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AT
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voltage
switch
load
driver circuit
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ATGM399/2015U
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Netzer Harald
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Tridonic Gmbh & Co Kg
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Treiberschaltung zum Betreiben einer Last (3), bevorzugt wenigstens eines Leuchtmittels, insbesondere einer LED, aufweisend: einen ersten getakteten Wandler (1) mit wenigstens einem von einer Steuereinheit (4) getakteten Schalter (S3), wobei der erste Wandler (1) an seinem Ausgang eine geregelte Gleichspannung (UBus) erzeugt; zumindest einen ausgehend von der geregelten Gleichspannung versorgten zweiten getakteten Wandler (2) ausgehend von dessen Ausgang die Last (3) versorgbar ist; wobei die Steuereinheit (4) dazu ausgelegt ist, die Taktung des Schalters (S3) des ersten Wandlers (1} derart zyklisch zu verändern, dass - auch wenn die Eingangsspannung des ersten Wandlers (1) und die Last (3) konstant sind - eine Restwelligkeit in der geregelten Gleichspannung (UBus) vorliegt; und wobei diese Restwelligkeit der geregelten Gleichspannung (UBus) mittels des zweiten Wandlers (2) verringerbar ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Betriebsgerät für Leuchtmittel und ein Verfahren zum Betreiben von Leuchtmitteln mittels der Treiberschaltung.

Description

Beschreibung
SCHALTWANDLER MIT ZYKLISCHER FREQUENZÄNDERUNG
[0001] Die Erfindung betrifft eine Treiberschaltung zum Betreiben einer Last, bevorzugt wenigstens eines Leuchtmittels, insbesondere einer LED. Die Erfindung betrifft zudem ein entsprechendes Betriebsgerät sowie ein Verfahren zum Betreiben der Last.
[0002] Insbesondere betrifft die Erfindung eine mehrstufige Treiberschaltung bestehend aus nacheinander geschalteten getakteten Wandlern, wobei die Taktung eines ersten getakteten Wandlers zyklisch verändert wird, um in einem darauffolgenden zweiten Schaltwandler eine varierende Taktung zu erzeugen.
[0003] Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung den Betrieb von Leuchtmitteln, beispielsweise LED oder OLED als Last.
[0004] Grundsätzlich ist bereits bekannt, eine LED-Strecke, die eine oder mehrere in Serie geschaltete LEDs aufweisen kann, ausgehend von einem Betriebsgerät mittels einer KonstantStromquelle mit elektrischer Leistung zu versorgen. Es ist ebenfalls bekannt, dass zur Erzeugung dieser elektrischen Leistung das Betriebsgerät einen Resonanzschaltwandler, beispielsweise in Form eines LLC- Wandlers, umfasst.
[0005] Problematisch ist es, dass eine geregelte Gleichspannung, beispielsweise eine Busspannung eines ersten getakteten Wandlers, insbesondere bei geringen Lasten an der Treiberschaltung des Betriebsgeräts sehr konstant ist. Daher ist auch die Betriebsfrequenz des nachgeschalteten zweiten Schaltwandlers sehr konstant. Insbesondere diese konstante Betriebsfrequenz des nachgeschalteten zweiten Wandlers ist problematisch hinsichtlich elektromagnetischer Verträglichkeit, kurz EMV. Dabei verhindern die konstante Betriebsfrequenz einer Halbbrückenschaltung des zweiten Schaltwandlers und deren Harmonischen dieser konstanten Betriebsfrequenz gegebenenfalls, dass das Betriebsgerät innerhalb zulässiger Normen für einen LED-Betrieb betrieben werden kann.
[0006] So ist beispielsweise aus der WO 2014/100844 A2 bekannt, die sich durch Regelung ergebenden Betriebsfrequenz eines Resonanzschaltwandlers gezielt zu stören. Dabei wird eine Taktänderung durch einen sogenannten Sweep-Modus im LLC-Resonanzkonverter angewendet.
[0007] Zur Verbesserung der EMV-Charakteristik derartiger Treiberschaltungen könnte dieser Sweep-Modus der Halbbrückenschaltung des Resonanzschaltwandlers verwendet werden. Das Betreiben des Resonanzschaltwandlers im Sweep- Modus führt allerdings zu einem hörbaren Rauschen oder zu einem sichtbaren Lichtflackern, was beides unerwünscht ist.
[0008] Es ist daher Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung, eine Treiberschaltung bereitzustellen, deren EMV- Verträglichkeit verbessert ist, ohne dass durch die Treiberschaltung eine Beeinträchtigung, wie beispielsweise ein hörbares Rauschen oder ein sichtbares Lichtflackern der angeschlossenen Last bewirkt wird.
[0009] Diese Aufgabe wird mit den in den nebengeordneten Patentansprüchen beschriebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen beschrieben.
[0010] In einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine Treiberschaltung zum Betreiben einer Last, bevorzugt wenigstens eines Leuchtmittels, insbesondere einer LED, vorgesehen. Die Treiberschaltung weist einen ersten getakteten Wandler mit wenigstens einem von einer Steuereinheit getakteten Schalter auf, wobei der erste Wandler an seinem Ausgang eine geregelte Gleichspannung erzeugt. Die Treiberschaltung weist zudem zumindest einen ausgehend von der geregelten Gleichspannung versorgten zweiten getakteten Wandler auf, wobei ausgehend von dessen Ausgang die Last versorgbar ist. Die Steuereinheit ist dazu ausgelegt, die Taktung des Schalters des ersten Wandlers derart zyklisch zu verändern, dass auch wenn die Eingangsspannung des ersten Wandlers und die Last konstant sind eine Restwelligkeit in der geregelten Gleichspannung vor-
liegt und wobei diese Restwelligkeit der geregelten Gleichspannung mittels des zweiten Wandlers verringerbar ist.
[0011] Ein zentraler Gedanke der Erfindung ist daher eine bewusste zyklische Veränderung der Taktung, also beispielsweise der Betriebsfrequenz oder der Anschaltzeit, des ersten Schaltwandlers. Diese zyklische Veränderung der Taktung des Schalters des ersten Wandlers wird derart ausgestaltet, dass sie in einem dem ersten Schaltwandler folgenden Schaltwandler gezwungener Maßen verringert werden muss, im Idealfall sogar ausgeregelt wird. Auf diese Weise wird die Last mit konstanten elektrischen Parametern versorgt werden, allerdings wird durch die künstlich hervorgerufene Restwelligkeit erreicht, dass die EMV-Charakteristik der Treiberschaltung wesentlich verbessert wird.
Um diese bewusst herbeigeführte Veränderung der Taktung des Schalters des zweiten Schaltwandlers zu erreichen, wird daher die Taktung des Schalters des ersten Wandlers zyklisch - also im Rahmen einer periodisch wiederkehrenden Veränderung - variiert. Durch dieses zyklische Vanieren wird auch die geregelte Gleichspannung mittels Restwellen zyklisch verändert. Infolge dieser Restwelligkeit muss der zweite Schaltwandler seine Taktung variieren, um die Restwelligkeit in der geregelten Gleichspannung zu kompensieren.
[0012] Als Restwelligkeit, englisch Ripple, wird nachfolgend ein Rippelstrom oder eine Rippelspannung verstanden, die durch das Gleichrichten einer Wechselspannung entsteht. Wenn eine Gleichspannung aus einer sinusförmigen Wechselspannung durch Gleichrichtung entstehen soll, so entsteht immer eine Mischspannung aus Gleich- und überlagerter Wechselspannung. Die Tatsache, dass trotz einer Glättung noch ein Wechselspannungsanteil bestehen bleibt, wird mit Restwelligkeit bezeichnet. Die Restwelligkeit wird erfindungsgemäß bewusst provoziert, um die EMVCharakteristik einer nachfolgenden Wandlerstufe zu verbessern.
[0013] Die bewusste Restwelligkeit entsteht demnach auch dann, wenn die Last konstant ist und wenn die Eingangsspannung konstant ist, sodass bewusst die Eigenschaften des ersten Wandlers verschlechtert werden.
[0014] Die Eingangsspannung ist bevorzugt eine Netzwechselspannung, beispielsweise 230V, oder eine bereits gleichgerichtete Spannung. Die mittels des ersten Schaltwandlers erzeugte geregelte Gleichspannung ist beispielsweise die Busspannung in einem Beleuchtungssystem, auch als Zwischenspannung in der Treiberschaltung bezeichnet.
[0015] Der zweite getakteter Schaltwandler ist dem ersten getakteten Schaltwandler nachgeschaltet. Durch das zyklische Verändern der Taktung, also dem bewussten Beaufschlagen von Anderungen der Frequenz und/oder der Anschaltzeit des Schalters des ersten Wandlers, erfolgt ein Modulieren der geregelten Gleichspannung. Diese mit einer Restwelligkeit versehene geregelte Gleichspannung ist wiederum eine Eingangsspannung des zweiten getakteten Wandlers.
[0016] Um die Restwelligkeit mittels des zweiten Wandlers zu kompensieren, muss dessen Taktung variiert werden, wodurch eine verbesserte EMV-Charakteristik verursacht wird.
[0017] In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Restwelligkeit durch zyklisches Verändern der Taktung eines Schalters des zweiten Wandlers verringerbar. Dabei wird auch die Betriebsfrequenz oder zumindest die Anschaltzeit des Schalters des zweiten Wandlers variiert werden. Somit können insbesondere harmonische Schwingungen der Schaltfrequenz durch ein erzwungenes zyklisches Verändern der Frequenz des zweiten Wandlers heraus-kompensiert werden und die elektromagnetische Verträglichkeit der Treiberschaltung ist enorm verbessert.
[0018] In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der zweite Wandler ein Resonanzwandler, bevorzugt ein LLC-Resonanzwandler, der mittels einer Halbbrückenschaltung betrieben ist. Die Halbbrückenschaltung ist mit zwei Schaltern betreibbar, an die ein zweites Schaltsignal anlegbar ist, wobei das zweite Schaltsignal eine erste Schaltsignalkomponente und eine dazu komplementäre Schaltsignalkomponente aufweist. Somit wird das erzwungene zyklische Variieren der Taktung der Schalter des zweiten Schaltwandlers aufgrund des komplementären Charakters des zweiten Schaltsignals zur vollständigen Auslöschung oder zumindest zur signifikanten Reduzierung der Leistungsamplitude der Harmonischen der Schaltfrequenz des zweiten Wandlers führen, wo-
durch die EMV-Charakteristik ohne hörbares Rauschen oder sichtbares Lichtflackern verbessert ist.
[0019] Durch die Restwelligkeit in der geregelten Gleichspannung wird ein Verändern der Halbbrückentaktung erreicht, was die verbesserte EMV-Verträglichkeit erwirkt. Da der LLC-Resonator diese Restwelligkeit der geregelten Gleichspannung durch das Andern der Halbbrückentaktung kompensiert, wird unabhängig davon weiterhin eine sehr konstante Ausgangsspannung zum Betreiben der Leuchtmittel erhalten.
[0020] In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der erste Wandler eine Regeleinheit auf, um den ersten Schalter des ersten Wandlers mittels eines ersten Schaltsignals zu takten. An die Regeleinheit ist dazu ein Steuersignal der Steuereinheit zum zyklischen Verändern der Taktung des ersten Schalters des ersten Wandlers angelegt. Auf diese Weise kann das zyklische Verändern der Taktung gesteuert werden. Auf diese Weise können sowohl der Frequenzhub der Restwelligkeit als auch die Amplitudenhöhe der Restwellen eingestellt werden. Durch diese Einstellmöglichkeit der Veränderung der Taktung wird erreicht, dass die Restwelligkeit sicher verringert und im Idealfall vollständig herausgeregelt wird, wobei jedenfalls eine konstante Lastspannung am Ausgang der Treiberschaltung abgreifbar ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist einer Soll-Größe für die Regeleinheit durch das Steuersignal ein sich zyklisch ändernder Zusatzwert beaufschlagt, um die zyklische Veränderung der Taktung des ersten Schalters des ersten Wandlers zu bewirken. Das Beaufschlagen erfolgt durch Addieren und/oder Subtrahieren in zyklischer Art und Weise. Die Soll-Größe ist beispielsweise die Eingangsspannung oder ein dazu proportionaler Wert.
[0021] Alternativ oder zusätzlich ist eine Ist-Größe für die Regeleinheit durch das Steuersignal ein sich zyklisch ändernder Zusatzwert beaufschlagt wird, um die zyklische Veränderung der Taktung des ersten Schalters des ersten Wandlers zu bewirken. Das Beaufschlagen erfolgt durch Addieren und/oder Subtrahieren in zyklischer Art und Weise. Die Ist-Größe ist beispielsweise die Ausgangsspannung des ersten Wandlers oder ein dazu proportionaler Wert.
[0022] Durch das zyklische Beaufschlagen von Zusatzwerten zu der Soll-Größe oder der IstGröße wird das Ergebnis der Regeleinheit absichtlich verfälscht, wodurch die Taktung des ersten Schaltsignals zyklisch verändert wird.
[0023] Alternativ oder zusätzlich ist dem Anschaltzeitwert des ersten Schaltsignals durch das Steuersignal ein sich zyklisch ändernder Zusatzzeitwert beaufschlagt, um die zyklische Veränderung der Taktung des ersten Schalters des ersten Wandlers zu bewirken.
[0024] Bevorzugt ist die zyklische Taktungsänderung nur angewendet, wenn die Last einen Lastwert unterhalb eines vordefinierten Schwellwerts aufweist. Mit Lastwert wird insbesondere ein ohmscher Widerstandswert bezeichnet, mit dem die Last im Rahmen eines Ersatzschaltbilds charakterisiert werden kann.
[0025] Es sollen insbesondere niedrige Lasten durch die hier vorgeschlagene Treiberschaltung beschrieben werden, da insbesondere bei niedrigen Lasten die erste Wandlerstufe eine hochgenaue geregelte Gleichspannung liefert, die die nachteiligen EMV-Effekte hervorruft. Durch das erfindungsgemäße erzeugen künstlicher Restwelligkeit wird diese Genauigkeit reduziert.
[0026] In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Last wenigstens eine LED. Der Lastwert der LED ist durch eine Dimmwertvorgabe festgelegt, bevorzugt ein Dimmwert unter 50 Prozent, bevorzugter unter 25 Prozent der Gesamtlichtleistung der wenigstens einen LED. Diese Dimmwertvorgabe zum Einstellen des Leuchtmittels wird insbesondere auch der Regeleinheit zugeführt. Somit ist das Steuersignal in der Lage, in Abhängigkeit einer Dimmwertvorgabe aktiviert zu werden.
[0027] Alternativ oder zusätzlich ist die Last wenigstens eine LED und der Lastwert ist durch eine Laststrommessung und/oder eine Lastspannungsmessung ermittelt.
[0028] In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Last wenigstens eine LED und der Lastwert ist durch die Dauer der Anschaltzeit des Schalters des ersten Wandlers ermittelt. Auf diese Weise
können die niedrigen Lasten sehr einfach festgestellt werden und eine elektromagnetische Verträglichkeit erhöht werden.
[0029] In einer bevorzugten Ausgestaltung ist durch die Restwelligkeit der geregelten Gleichspannung eine variierende Taktung des zweiten Schaltsignals des zweiten Wandlers einstellbar.
[0030] Bevorzugt ist zumindest ein dritter getakteter Wandler dem zweiten Wandler nachgeschaltet, wobei der dritte Wandler mittels einer Taktung eines Schalters des dritten Wandlers die Last betreibt.
[0031] Bevorzugt ist der erste Wandler ein PFC-Wandler oder ein Buck-Wandler oder ein FlyBack-Wandler. All diese getakteten Schaltwandler können nun gezielt ihre Betriebsfrequenz zyklisch variieren. Auf diese Weise wird eine ausreichende Restwelligkeit in der geregelten Gleichspannung erzeugt, wobei diese Restwelligkeit durch einen nachfolgenden Schaltwandler sehr einfach verringert werden kann, um eine konstante Lastleistung zu erhalten.
[0032] Ist beispielsweise der erste Schaltwandler ein PFC- Wandler, so ist eine Regeleinheit vorgesehen, eine Eingangsspannung in eine geregelte Gleichspannung umzusetzen. Dazu wird eine Regelschleife in dem ersten Wandler vorgesehen, welche eine Ist-Größe und eine Soll- Größe miteinander vergleicht. Um nun die zyklische Veränderung der Taktung des ersten Wandlers zu ermöglichen, werden entweder die Ist-Größe oder die Soll-Größe durch Beaufschlagen von zyklischen Zusatzwerten verändert. Somit ergibt sich ein Regelalgorithmus, der die vorhergehenden Effekte aufweist.
[0033] Die Regeleinheit dient also dazu, auf Basis eines Ist- Werts eine geeignete Anschaltzeitdauer für einen Schalter zu berechnen. Bevor allerdings anhand der von dem Regeleinheit bestimmten Anschaltdauer ein Schaltsignal für den Schalter im ersten Schaltwandler erzeugt wird, wird die Anschaltdauer allerdings noch durch einen Zusatzwert ergänzt, also entweder verlängert oder verkürzt. Dieser Zusatzwert ändert sich zyklisch.
[0034] In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der dritte Wandler ein Abwärtswandler, auch als Tiefsetzsteller, Abwärtsregler, Step-Down-Konverter oder Buck-Konverter bezeichnet. Bei einem derartigen Buck-Konverter ist die Ausgangsspannung stets kleiner als der Betrag der Eingangsspannung.
[0035] Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Betriebsgerät für ein Leuchtmittel vorgesehen, welches eine Treiberschaltung der vorhergehend beschriebenen Art aufweist.
[0036] Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben wenigstens eines Leuchtmittels mittels einer Treiberschaltung gemäß der vorhergehend beschriebenen Art vorgesehen. Das Verfahren umfasst die Schritte: Umsetzen einer Eingangsspannung in eine geregelte Gleichspannung mittels eines ersten getakteten Wandlers unter Verwendung eines von einer Steuereinheit getakteten Schalters des Wandlers; Umsetzen der geregelten Gleichspannung in eine Lastspannung zum Betreiben der Last mittels zumindest eines zweiten getakteten Wandlers unter Verwendung eines von der Steuereinheit getakteten Schalters des zweiten Wandlers; Zyklisches Verändern der Taktung des Schalters des ersten Wandlers, dass auch wenn die Eingangsspannung des Wandlers und die Last konstant sind, eine Restwelligkeit in der geregelten Gleichspannung vorliegt; und Verringern dieser Restwelligkeit der geregelten Gleichspannung mittels des zweiten Wandlers.
[0037] Bevorzugt ist die Restwelligkeit vorgesehen, die Betriebsfrequenz des zweiten Wandlers zu verändern.
[0038] Bevorzugt wird eine Soll-Größe und/oder eine Ist-Größe und/oder eine Anschaltzeit des Schaltsignals des ersten Wandlers mittels des Steuersignals zyklisch verändert.
[0039] Bevorzugt wird die zyklische Frequenzänderung nur angewendet, wenn das Leuchtmittel einen Lastwert unterhalb eines vordefinierten Schwellwerts aufweist.
[0040] Nachfolgend wird anhand von Figuren die Erfindung bzw. weitere Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung näher erläutert, wobei die Figuren lediglich Ausführungsbeispiele der Er-
findung beschreiben. Gleiche Bestandteile in den Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind nicht als maßstabsgetreu anzusehen, es können einzelne Elemente der Figuren übertrieben groß bzw. übertrieben vereinfacht dargestellt sein.
[0041] Es zeigen:
[0042] Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer als Blockschaltbild dargestellten Treiberschaltung gemäß der Erfindung;
[0043] Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer als Blockschaltbild dargestellten Treiberschaltung gemäß der Erfindung;
[0044] Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines ersten Wandlers für eine Treiberschaltung gemäß der Erfindung;
[0045] Fig. 4a-c beispielhafte Signalverläufe zur zyklischen Verändern der Frequenz gemäß der Erfindung;
[0046] Fig. 5 ein erstes Ausführungsbeispiel eines zweiten Wandlers für eine Treiberschaltung gemäß der Erfindung;
[0047] Fig. 6 ein zweites Ausführungsbeispiel eines zweiten Wandlers für eine Treiberschaltung gemäß der Erfindung;
[0048] Fig. 7 eine beispielhafte Halbbrückenschaltung für einen zweiten Wandler einer Treiberschaltung gemäß der Erfindung;
[0049] Fig. 8 eine Kombination aus Resonanzkreis und Transformator für einen zweiten Wandler einer Treiberschaltung gemäß der Erfindung;
[0050] Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel eines dritten Wandlers für eine Treiberschaltung gemäß der Erfindung;
[0051] Fig. 10 ein Verfahrensablaufdiagramm für ein Verfahren gemäß der Erfindung.
[0052] In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Treiberschaltung dargestellt. Hierbei ist ein erster Wandler 1 mit einer Eingangsspannung L, N verbunden. Die Eingangsspannung ist hier als Netzspannung dargestellt, wobei ein spannungsführender Leiter L der Netzspannung und ein Neutralleiter N der Netzspannung symbolisch dargestellt sind. Am Ausgang der ersten Wandlerstufe 1 ist eine geregelte Gleichspannung Ugus bezogen auf ein Massepotential GND abgreifbar. Gemäß der Treiberschaltung der Erfindung wird dem ersten Wandler 1 ein zweiter Wandler 2 nachgeschaltet. Hierbei wird die geregelte Eingangsspannung Ugus In eine Lastspannung U_aAst bzw. einen Laststrom I_ast umgesetzt. Am Ausgang des zweiten Wandlers 2 ist eine Last 3 anschließbar, die gemäß Fig. 1 beispielhaft als ein ohmscher Widerstand dargestellt ist.
[0053] Als Last 3 ist insbesondere ein Leuchtmittel, beispielsweise wenigstens eine LED, vorgesehen. Die Last 3 kann dabei eine LED-Strecke aus einer Mehrzahl von in Reihe geschalteten LEDs symbolisieren. Uberdies ist es auch möglich eine Parallelschaltung mehrerer LED als die Last 3 anzusehen.
[0054] Erfindungsgemäß wird nun ein Umsetzen der Eingangsspannung L, N in eine geregelte Gleichspannung Ugus mittels des ersten Wandlers 1 derart erwirkt, dass die in der ersten Wandlerstufe 1 erzeugte Taktung durch Anlegen eines ersten Schaltsignals Sig an den Schalter S3 in zyklischer Weise verändert wird. Diese zyklische Veränderung der Taktung bewirkt eine Restwelligkeit, die in der darauffolgenden zweiten Wandlerstufe 2 verringert wird, um der Last 3 dennoch eine konstante Spannung U_LaAst bzw. einen konstanten Strom ILast bzw. eine konstante Leistung P_ast bereitzustellen. Mit Restwelligkeit ist die zyklische Veränderung der Amplitude gemeint.
[0055] Das zyklische Verändern der Taktung, beispielsweise der Betriebsfrequenz oder des Taktverhältnisses des Schaltsignals Sig durch Anderung der Anschaltzeit ton oder der Ausschaltzeit tor, der ersten Wandlerstufe 1 führt zu einer zyklischen Veränderung der Taktung in der nachgeschalteten zweiten Wandlerstufe 2, wodurch insbesondere harmonische Schwingungen der
Schaltfrequenz im zweiten Wandlers 2 kompensiert werden. Dies verbessert die EMV-Charakteristik der Treiberschaltung und ermöglicht es, dass die Treiberschaltung kein störendes hörbares Rauschen und auch kein störendes Flackern der Leuchtmittel als Last 3 erzeugt.
[0056] Das Verändern der Taktung der ersten Wandlerstufe 1 wird insbesondere durch ein Steuersignal PFC erreicht, welches dem ersten Wandler 1 zugeführt wird. Dieses Steuersignal PFC wird beispielsweise durch eine Steuereinheit 4 generiert. Das Steuersignal PFC hat direkten Einfluss auf eine Regelschleife innerhalb des ersten Wandlers 1. Insbesondere wird eine Ist-Größe oder eine Soll-Größe innerhalb der Regelschleife der Wandlerstufe 1 mittels zyklischer Manipulation variiert, sodass eine Restwelligkeit auf der geregelten Gleichspannung Ugus erzeugt wird. Diese Restwelligkeit wird wiederum dazu führen, dass die zweite Wandlerstufe 2 eine veränderte Taktung aufweist.
[0057] In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Treiberschaltung gemäß der Erfindung dargestellt. Nachfolgend werden nur die Unterschiede zwischen der Treiberschaltung gemäß Fig. 1 und der Treiberschaltung gemäß Fig. 2 beschrieben. Gemäß Fig. 2 ist eine dritte Wandlerstufe 5 dargestellt, die zwischen der zweiten Wandlerstufe 2 und der Last 3 angeordnet ist. Die dritte Wandlerstufe 5 ist bevorzugt ein Buck-Konverter.
[0058] Als erster Wandler 1 ist beispielsweise eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung, PFC, vorgesehen. Allgemein kann allerdings jede Art von getaktetem Wandler als Schaltwandler 1 angesehen werden. Somit ist es auch möglich, Tiefsetzsteller oder Hochsetzsteller, insbesondere in Form von Fly-Back-Wandlern oder Buck- Wandlern als ersten Wandler 1 vorzusehen.
[0059] Es ist vorgesehen, dass die Taktung des Schaltsignals Sig des ersten Wandler 1 zyklisch variiert wird, um eine Restwelligkeit auf der geregelten Gleichspannung Ugus bewusst zu erzeugen, welche dazu führt, dass der zweite Wandler 2 auch seine Taktung ändert. Durch das zyklische Verändern der Taktung des ersten Schaltsignals Sig verändert sich auch die Taktung des zweiten Schaltsignals HS, LS des zweiten Wandlers 2 zyklisch, wobei insbesondere das Kompensieren von Störeinflüssen, insbesondere harmonischen Schwingungen etc. ermöglicht ist.
[0060] In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer ersten Wandlerstufe 1 für eine Treiberschaltung gemäß der Erfindung detailliert dargestellt. Gemäß Fig. 3 ist eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung, englisch Power Factor Correction, kurz PFC, als erster Wandler 1 vorgesehen. Dabei wird an den Wandler 1 eine Netzspannung L, N angelegt. Diese Netzspannung L, N wird mittels einer Gleichrichtereinheit 24 gleichgerichtet. Sodann folgt eine aktive PFC-Schaltung bestehend aus einer PFC-Spule L4, einer PFC-Diode D5 und einem PFC-Schalter S3. Abschließend wird ein Glättungskondensator Ceus parallelgeschaltet. Am Ausgang des ersten Wandlers 1 ist eine gleichgerichtete Spannung Ugus abgreifbar.
[0061] In Fig. 3 ist dabei ein sogenannter Boost-PFC-Wandler 1 dargestellt. Der Boost-PFCWandler 1 weist eine PFC-Spule L4 auf. Diese Spule L4 ist mit einem ersten Anschluss an den Gleichrichter 24 angeschlossen und mit einem zweiten Anschluss an einen ersten Anschluss des PFC-Schalters S4 und an die Anode D5 angeschlossen. Ein zweiter Anschluss des Schalters S3 ist mit dem Massepotential GND verbunden. Somit kann der Schalter S3 den zweiten Anschluss der Spule L4 entweder auf Masse GND kurzschließen oder der Diode D5 zuschalten. Die Kathode der Diode D5 ist mit dem Ausgang Ugsus verbunden.
[0062] Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass der Schalter S4 mittels einer Regeleinheit 11 geschalten wird. Diese Regeleinheit weist einen ersten Eingang auf, um eine Soll- Größe anzuschließen. Die Soll-Größe ist beispielsweise vom ersten Anschluss der Spule L4 abgreifbar und wird der Regeleinheit 11 direkt oder über einen Spannungsteiler bereitgestellt.
[0063] Die Regeleinheit 11 weist einen zweiten Anschluss auf, um eine Ist-Größe anzuschließen. Diese Ist-Größe wird bevorzugt von der Kathode der Diode D5 abgegriffen und direkt der Regeleinheit 11 oder über einen Spannungsteiler 11 bereitgestellt.
[0064] Ein erstes Schaltsignal Sig wird von der Regeleinheit 11 generiert, um den Schalter S4 auf Basis der Werte der Soll-Größe und der Ist-Größe zu steuern. Das Schaltsignal Sig ist ein
pulsweitenmoduliertes Signal, dessen Taktung erfindungsgemäß durch ein Steuersignal PFC zyklisch variiert wird. Auf diese Weise wird eine geregelte Gleichspannung Ugus erhalten, die eine bewusste Restwelligkeit aufweist. Insbesondere bei geringen Lasten 3, beispielsweise einer Dimmwertvorgabe von kleiner 50% der Gesamtlichtleistung einer Leuchte, ist die Treiberschaltung so mit einer verbesserten EMV- Verträglichkeit ausgestattet.
[0065] Das Steuersignal PFC wird aus einer Steuereinheit 4 bereitgestellt. Das Steuersignal PFC ist insbesondere eine zyklische Manipulation im Rahmen eines Zusatzwerts, der entweder der Ist-Größe oder der Soll-Größe aufaddiert oder subtrahiert wird. Somit wird das Ergebnis der Regeleinheit 11 absichtlich manipuliert, um eine zyklische Taktungs- Modulation zu erhalten. Alternativ kann auch die Anschaltzeit ton prc des Schalters S4 mittels des Steuersignals PFC mit zyklischen Variationen beaufschlagt werden. Eine derartige zyklische Veränderung der Anschaltzeit ton_Pro Ist beispielsweise in der Fig. 4c dargestellt.
[0066] Die Ausgangsspannung des PFC-Wandlers 1 ist eine Busspannung Ugus in Form einer DC-Spannung bzw. einer im Wesentlichen konstanten Spannung. Ausgehend von einer 230 Volt Netz-Wechselspannung L, N kann die Busspannung Ugus beispielsweise 400 Volt betragen. Aufgrund der in Europa geltende Netzspannungsfrequenz von 50 Hz weist die von der PFC-Schaltung 1 bereitgestellte Busspannung V.us Üblicherweise eine Restwelligkeit mit der doppelten Netzfrequenz, in Europa 100Hz, in USA 120 Hz auf.
[0067] Bei dem Wandler 1 kann es sich beispielsweise um einen Hochsetzsteller, einen Sperrwandler oder einen isolierten Sperrwandler handeln. Die Busspannung Veus wird nachfolgend einem zweiten Wandler 2 zugeführt. Weiterhin ist eine Regeleinheit 11 vorgesehen, die insbesondere als integrierte Schaltung, wie beispielsweise ASIC oder Mikroprozessor bzw. Hybrid davon implementiert sein kann.
[0068] Die Regeleinheit 11 kommuniziert beispielsweise über eine galvanische Entkopplung mit einer Schnittstelle. Diese Schnittstelle hat Anschlüsse zur Anbindung eines externen analogen oder digitalen Busses (nicht gezeigt), der beispielsweise gemäß dem DALI-Industriestandard ausgebildet sein kann. Dadurch können Daten gemäß diesem Protokoll bi-direktional oder auch unidirektional übermittelt werden, beispielsweise eine Dimmvorgabe oder eine Farbtemperatur. Alternativ oder zusätzlich können aber auch unidirektionale oder bidirektionale Signale an dieser Schnittstelle gemäß anderen Standards übertragen werden.
[0069] In der Fig. 4a ist zunächst ein erstes Schaltsignal Sig des ersten Wandlers 1 dargestellt. Dieses Schaltsignal Sig ist ein PWM-Signal mit einer Anschaltzeit ton prc, die durch die Regeleinheit 11 festgelegt wird.
[0070] In Fig. 4b ist ein Zeitverlauf einer ersten Halbwelle des Eingangssignals L im Vergleich zum Kathodenstromsignal Ips katnoae der Diode D5 gezeigt. Die Kurve zeigt den Stromverlauf I_4 durch die Spule L4, wenn der PFC in einem Grenzbetrieb, englisch critical conduction mode, CRM, betrieben wird, bei dem der Strom durch die Spule bei jedem Schaltzyklus des Schalters S3 einmal null Ampere aufweist, um ein möglichst verlustarmes Schalten zu gewährleisten. Die Anschaltzeit ton PFc des Schaltsignals ist die Zeit zwischen einem Nullpunkt des Stroms Iı4 und einem Peakwert des Stroms I.4. Die Ausschaltzeit tor prc Ist die Zeit zwischen einem Peakwert des Stroms Iı4 und einem Nullpunkt des Stroms Iı4. Die Summe aus ton Prc UNd tor pFo Ist die Zeitdauer T des Schaltsignals.
[0071] Alternativ und in Fig. 4b nicht dargestellt kann die Regeleinheit 11 dazu eingerichtet sein, einen nicht-lückenden Betrieb, englisch continous current mode, CCM, oder einen lückenden Betrieb, englisch discontinous current conduction mode, DCM, einzustellen.
[0072] In Fig. 4c ist nun ein Verlauf eines Zeitwerts der Anschaltzeit ton prc über die Zeit gezeigt. Die Y-Achse entspricht dabei der zeitlichen Dauer der Anschaltzeit des Schalters S3.
[0073] Ausgehend von einem Normwert ton _norm (gestrichelt dargestellt) wird der Wert für die Anschaltzeit ton prc Stufenweise inkrementiert und dekrementiert. Der zeitliche Abstand zwischen den einzelnen Stufen zum Inkrementieren oder Dekrementieren wird durch die Taktfrequenz des
Wandlers 1 bestimmt. Das Inkrementieren und Dekrementieren wiederholt sich zyklisch, sodass der Mittelwert der Anschaltzeit ton Prc dem Normwert ton _norm entspricht. Das Inkrementieren und/oder Dekrementieren wird von der Regeleinheit 11 durchgeführt und der Regeleinheit als Steuersignal PFC bereitgestellt.
[0074] Die Höhe aller Stufen wird als „sweep amplitude" bezeichnet. Die Restwelligkeit der geregelten Gleichspannung lässt sich durch die „sweep amplitude" oder durch die Länge der SweepPeriode Tsweer bzw. die Frequenz des Zyklus Tsweer einstellen, sodass sichergestellt werden kann, dass die Restwelligkeit von dem nachfolgenden Wandler 2 kompensiert werden kann.
[0075] Durch eine erfindungsgemäße Veränderung der Schaltfrequenz - der Frequenzhub, beispielsweise im Bereich von einigen Kilohertz, kann eine EMV-Reduzierung im Sinne der EMVVorschriften erzielt werden.
[0076] Die zuvor erwähnte 100 Hertz Restwelligkeit am Ausgang des PFC-Wandlers 1 wird durch den zweiten Wandler 2 verringert. Dabei wird insbesondere die Amplitude der Restwellen verringert, im Idealfall wird die Restwelligkeit komplett herausgeregelt.
[0077] Somit kann der künstliche fest vorgegebene Frequenz-Sweep gemäß der vorliegenden Erfindung selektiv dann zuschaltbar bzw. verstärkbar vorgesehen sein, wenn eine niedrige Lichtleistung angefordert ist, bei der die Schwankung in der Ausführspannung des PFC-Wandlers 1 nicht von selbst zu einem Verändern der Betriebsfrequenz des zweiten Wandlers 2 führt.
[0078] Es kann somit vorgesehen sein, dass dieser Sweep-Betrieb adaptiv, d.h. beispielsweise auch selektiv abhängig von dem aktuellen Dimmwert der LED-Strecke ausgeführt werden kann. Insbesondere kann er nur ausgeführt werden, wenn die Lichtleistung unter einen vorgegebenen Schwellenwert liegt.
[0079] Wenn nun erfindungsgemäß der PFC-Wandler 1 eine Ausgangsspannung mit einer Restwelligkeit mit einer Frequenz von 100 Hertz bereitstellt, wird die Betriebsfrequenz des zweiten Wandlers 2 gezielt mit einer zyklisch veränderten Taktung im Bereich einiger Kilohertz beaufschlagt. Darüber hinaus ist der Frequenzhub relativ gering, sodass sich die im Bereich der zyklischen Taktungsänderung liegende Schwankung für den Menschen unsichtbar niederschlägt.
[0080] Beispielsweise kann, wenn der zeitliche Mittelwert der Betriebsfrequenz des ersten Wandlers 1 in einem Bereich zwischen 80 kHz und 100 kHz liegt, der Frequenzhub d.h. der symmetrische Frequenz-Sweep, in einem Bereich von wenigen Kilohertz liegen.
[0081] In Fig. 5 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer zweiten Wandlerstufe 2 für eine Treiberschaltung der Erfindung dargestellt. Die zweite Wandlerstufe 2 gemäß Fig. 5 umfasst vier Funktionseinheiten. Zunächst ist eine Halbbrückenschaltung 21 vorgesehen, an die eine geregelte Eingangsspannung Ugus mit künstlich erzeugten Restwelligkeiten anlegbar ist. Die Halbbrückenschaltung 21 weist zwei in Serie geschaltete Schalter S1, S2 auf, die mittels komplementär geschalteter Schaltsignalkomponenten HS, LS geschaltet werden. Am Ausgang der Halbbrückenschaltung 21 ist somit wieder ein Wechselspannungssignal erhalten, mit einem Gleichspannungsoffset der Höhe Ubus/2. Das Signal toggelt zwischen Ubus und Gnd.
[0082] Somit kann die Ausgangsspannung des PFC-Wandlers 1 einem als Wechselrichter fungierenden Halbrückenschaltkreis 21 zugeführt werden. Die Ansteuersignale HS, LS für die Taktung der Schalter S1, S2 können ebenfalls von der Regeleinheit 11 erzeugt werden.
[0083] Zwischen den Schaltern S1, S2 der Halbbrücke 21 schließt sich der Resonanzkreis 22 an. Der Resonanzkreis 22 kann beliebig ausgestaltet sein und ist im Fall gemäß Fig. 5 als ein sogenannter LLC-Resonanzschaltkreis ausgebildet. Dabei ist ein erster Kondensator C1 in Reihe mit einer ersten Spule L1 und einer zweiten Spule L2 geschaltet. Die zweite Spule L2 ist gemäß Fig. 5 gleichzeitig die Primärwicklung eines Transformators T einer nachgeschalteten Transformatorstufe 23. Dieser Transformator 23 dient dazu, die Last 3 von der geregelten Gleichspannung Ugus galvanisch zu trennen. Die Sekundärwicklung L3 der Transformatorstufe 23 ist wiederum mit einer Gleichrichterschaltung 24 verbunden. Gemäß Fig. 5 besteht die Gleichrichterschaltung 24 aus vier Dioden D1, D2, D3 und D4, die als Graetz-Schaltung verbunden sind, um einen Vollbrü-
ckengleichrichter zu bilden. Am Ausgang des Gileichrichters 24 ist eine konstant geregelte Spannung ULaAst oder ein konstant geregelter Strom I_ast abgreifbar.
[0084] Wird nun der geregelten Gleichspannung Ugus eine Restwelligkeit mittels des Steuersignals PFC auferlegt, so wird die zweite Wandlerstufe 2 bewusst gezwungen, ihre Betriebsfrequenz durch Anlegen der entsprechenden Schaltsignalkomponenten HS, LS auch zu variieren, um die EMV-Charakteristik zu verbessern.
[0085] In Fig. 6 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einem zweiten Wandler 2 für eine Treiberschaltung gemäß der Erfindung dargestellt. Nachfolgend werden nur die Unterschiede zwischen dem Wandler 2 gemäß Fig. 5 und dem zweiten Wandler 2 gemäß Fig. 6 näher erläutert. Im Unterschied zur Fig. 5 ist der Gleichrichter 24 alternativ ausgestaltet, indem die Sekundärwicklung L3 der Transformatorstufe 23 einen Mittelabgriff und zwei Dioden D1 und D2 aufweist.
[0086] In Fig. 7 ist ein Beispiel für eine verbesserte Halbbrückenschaltung 21 für einen zweiten Wandler 2 einer erfindungsgemäßen Treiberschaltung dargestellt. Die Halbbrückenschaltung 21 weist zwei Feldeffekttransistoren Q1, Q2 als Schalter S1, S2 auf, die in Reihe geschaltet sind. Eine Schaltsignalkomponente HS ist dabei an den Gate-Anschluss des Feldeffekttransistors Q1 geschaltet. Ein zur Schaltsignalkomponente HS komplementäre zweite Schaltsignalkomponente LS ist dabei am Gate-Anschluss des Feldeffekttransistors Q2 geschaltet. Zur Verringerung von Schaltkapazitäten werden zwischen den jeweiligen Drain- und Source-Anschlüssen der Feldeffekttransistoren Q1, Q2 Kompensationskondensatoren Ca angeschaltet. Eine derartige Halbbrückenschaltung 21 ermöglicht es, dass die Flanken der Halbbrücken-Mittelpunktspannung flacher werden, was zu einer Verbesserung im EMI Spektrum führt.
[0087] In Fig. 8 ist eine alternative Kombination aus Resonanzkreis 22 und Transformator 23 dargestellt. Im Gegensatz zu den in Fig. 5 bzw. Fig. 6 dargestellten Varianten ist hier die Primärspule L2' des Transformators 23 getrennt von der zweiten Spule L2 des Resonanzkreises 22 dargestellt. Dies ermöglicht ein verbessertes Einstellen des Resonanzschaltkreises 22 mittels der Spulen L1 und L2. Der Transformator 23 gemäß Fig. 8 wird bevorzugt als ein idealer Übertrager T ausgebildet.
[0088] Bevorzugt wird folgender Aufbau verwendet. Die Spulen L1 und L2 sind im Transformator T integriert, L1 ist dabei die Streuinduktivität vom Transformator T und L2 die Magnetisierungsinduktivität. Auf diese Weise wird nur ein Bauteil verwendet, in welchem L1 und L2 gemeinsam ausgebildet sind. Alternativ und ebenfalls bevorzugt wird die Spule L1 als eine zusätzliche, externe Induktivität in Reihe zu der Primärwicklung des Transformators T geschaltet, sodass zwei Bauteile verwendet werden, die Induktivität L1 und die Primärwicklung L2' des Transformators T.
[0089] In Fig. 9 ist ein beispielhafter dritter Wandler 5 einer erfindungsgemäßen Treiberschaltung gemäß der Fig. 2 dargestellt. Am Eingang der dritten Wandlerstufe 5 ist ein Ausgangssignal der zweiten Wandlerstufe 2 angeschlossen. Mittels eines Buck-Konverters, bestehend aus einem Buck- Schalter S4, einer Buck-Spule L5 und einer Buck-Diode D6 kann nun die Eingangsspannung des dritten Wandlers 5 in die Lastspannung U_Last Oder den Laststrom I_ası umgesetzt werden. Ein Ladekondensator Ceuc« ermöglicht das Verhindern weiterer Restwelligkeiten, sodass eine sehr konstante Ausgangsspannung U_ast bzw. ein hoch konstanter Strom I_Ast eingestellt werden kann.
[0090] In Fig. 10 ist ein Verfahrensablaufdiagramm für ein erfindungsgemäßes Verfahren 100 dargestellt. Im Schritt 101 erfolgt das Umsetzen einer Eingangsspannung L, N in eine geregelte Gleichspannung Ugus mittels eines ersten getakteten Wandlers 1. Gemäß dem Schritt 102 erfolgt das Umsetzen der geregelten Gleichspannung Ugus in eine Lastspannung ULAst mittels zumindest eines zweiten getakteten Wandlers 2. Im Schritt 103 wird durch zyklisches Verändern der Taktung des ersten Schalters S3 des ersten Wandlers 1 eine Restwelligkeit auf der geregelten Gleichspannung Ugus erhalten. Im Folgeschritt 104 wird die Restwelligkeit durch den zweiten Wandler 2 verringert.
[0091] Alle beschriebenen, gezeigten und/oder beanspruchten Merkmale können beliebig miteinander kombiniert werden.
BEZUGSZEICHEN
1 Erster Wandler, Boost-PFC-Wandler 11 Regeleinheit 2 Zweiter Wandler, LLC-Wandler
21 Halbbrücke
22 Resonanzkreis 23 Transformator 24 Gileichrichter
3 Last
4 Steuereinheit
5 Dritter Wandler, Buck-Wandler
BUCK Drittes Schaltsignal
C1, Cr Resonanzkondensator
CBuck Ladekondensator Buck-Wandler
Cout Ladekondensator Gleichrichter
Cprc Ladekondensator PFC-Wandler
Ca Kompensationskondensator
D1-D4 Gleichrichterdioden
D5 PFC-Diode
D6 Buck-Diode
Gnd Massepotential, Ground
HS Erste Schaltsignalkomponente der Halbbrücke ILast Laststrom
L Spannungsführender Leiter der Netzspannung L1, Lr Erste Resonanzspule
L2, Lm Zweite Resonanzspule
L2' Erste Transformatorwicklung
L3, L3a Zweite Transformatorwicklung
L3b Dritte Transformatorwicklung
L4 PFC-Spule
L5 Buck-Spule
LS Zweite Schaltsignalkomponente der Halbbrücke N Neutralleiter der Netzspannung
PFC Steuersignal des ersten Wandlers
S1,Q1 Erster Schalter der Halbbrücke
S2,Q2 Zweiter Schalter der Halbbrücke
S3 Schalter des ersten Wandlers Ss4 Schalter des dritten Wandlers Sig Erstes Schaltsignal
Ton_add Zusatzzeitwert
ton_PFC Anzeit-PFC Schalter
Tsweep Periode der zyklischen Änderung UBus Busspannung
ULast Lastspannung
Usweep Sweep-Amplitude

Claims (10)

Ansprüche
1. Treiberschaltung zum Betreiben einer Last (3), bevorzugt wenigstens eines Leuchtmittels, insbesondere einer LED, aufweisend: einen ersten getakteten Wandler (1) mit wenigstens einem von einer Steuereinheit (4) getakteten Schalter (S3), wobei der erste Wandler (1) an seinem Ausgang eine geregelte Gleichspannung (Ugus) erzeugt; zumindest einen ausgehend von der geregelten Gleichspannung versorgten zweiten getakteten Wandler (2) ausgehend von dessen Ausgang die Last (3) versorgbar ist; wobei die Steuereinheit (4) dazu ausgelegt ist, die Taktung des Schalters (S3) des ersten Wandlers (1) derart zyklisch zu verändern, dass - auch wenn die Eingangsspannung des ersten Wandlers (1) und die Last (3) konstant sind - eine Restwelligkeit in der geregelten Gleichspannung (Ugus) vorliegt; und wobei diese Restwelligkeit der geregelten Gleichspannung (Ugus) mittels des zweiten Wandlers (2) verringerbar ist.
2. Treiberschaltung nach Anspruch 1, wobei die Restwelligkeit durch zyklisches Verändern der Taktung eines Schalters (S1, S2) des zweiten Wandlers (2) verringerbar ist.
3. Treiberschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Wandler (2) ein Resonanzwandler, bevorzugt ein LLC-Resonanzwandler ist, der mittels einer Halbbrückenschaltung (21) betrieben ist; und wobei die Halbbrückenschaltung (21) mit zwei Schaltern (S1, S2) betrieben wird, an die ein zweites Schaltsignal (HS, LS) anlegbar ist, wobei das zweite Schaltsignal (HS, LS) eine erste Schaltsignalkomponente (HS) und eine dazu komplementäre Schaltsignalkomponente (LS) aufweist.
4. Treiberschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Wandler (1) eine Regeleinheit (11) aufweist, um den ersten Schalter (S3) des ersten Wandlers (1) mittels eines ersten Schaltsignals (Sig) zu takten; und wobei an die Regeleinheit (11) ein Steuersignal (PFC) der Steuereinheit (4) zum zyklischen Verändern der Taktung des ersten Schalters (S3) des ersten Wandlers (1) angelegt ist.
5. Treiberschaltung nach Anspruch 4, wobei einer Soll-Größe (Soll) für die Regeleinheit (11) durch das Steuersignal (PFC) ein sich zyklisch ändernder Zusatzwert beaufschlagt wird, um die zyklische Veränderung der Taktung des ersten Schalters (S3) des ersten Wandlers (1) zu bewirken.
6. Treiberschaltung nach Anspruch 4 oder 5, wobei einer Ist-Größe (Ist) für die Regeleinheit (11) durch das Steuersignal (PFC) ein sich zyklisch ändernder Zusatzwert beaufschlagt wird, um die zyklische Veränderung der Taktung des ersten Schalters (S3) des ersten Wandlers (1) zu bewirken.
7. Treiberschaltung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei dem Anschaltzeitwert (Ton) des ersten Schaltsignals (Sig) durch das Steuersignal (PFC) ein sich zyklisch ändernder Zusatzzeitwert (taaa) beaufschlagt ist, um die zyklische Veränderung der Taktung des ersten Schalters (S3) des ersten Wandlers (1) zu bewirken.
8. Treiberschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zyklische Anderung der Taktung nur angewendet ist, wenn die Last (3) einen Lastwert unterhalb eines vordefinierten Schwellwerts aufweist.
9. Betriebsgerät für ein Leuchtmittel beinhaltend eine Treiberschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
10. Verfahren (100) zum Betreiben einer Last (3), bevorzugt wenigstens eines Leuchtmittels, insbesondere einer LED, mittels einer Treiberschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit den Verfahrensschritten:
Umsetzen (101) einer Eingangsspannung (L, N) in eine geregelte Gleichspannung (Ugus)
mittels eines ersten getakteten Wandlers (1) unter Verwendung eines von einer Steuereinheit (4) getakteten Schalters (S3) des Wandlers (1) ;
Umsetzen (102) der geregelten Gleichspannung (Ugus) in eine Lastspannung (Urast) zum Betreiben der Last (3) mittels zumindest eines zweiten getakteten Wandlers (2) unter Verwendung eines von der Steuereinheit (4) getakteten Schalters (S1, S2) des zweiten Wandlers (2);
Zyklisches Verändern (103) der Taktung des Schalters (S3) des ersten Wandlers (1), dass auch wenn die Eingangsspannung (L, N) des Wandlers (1) und die Last (3) konstant sind, eine Restwelligkeit in der geregelten Gleichspannung (Ugus) vorliegt; und
Verringern (104) dieser Restwelligkeit der geregelten Gleichspannung (Ugus) mittels des zweiten Wandlers (2).
Hierzu 9 Blatt Zeichnungen
ATGM399/2015U 2015-11-27 2015-12-22 Schaltwandler mit zyklischer Frequenzänderung AT16905U1 (de)

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