AT519952B1 - Gegentaktwandler mit einem Spannungsausgang zur dimmbaren Versorgung eines LED-Moduls - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Gegentaktwandler (1) mit einem Spannungsausgang (V+) zur dimmbaren Versorgung eines LED-Moduls, wobei ein Sekundärschaltkreis (S) mit einer Steuereinrichtung (3) verbunden ist, der ein zu einem Dimmsignal (Sd) korrespondierendes PWM-Signal (PWM) sowie zumindest ein zu dem Vorzeichen des primärseitig vorliegenden Spannungsblocks korrespondierendes Zustandssignal (Svls1, Svls2) zugeführt ist, wobei die Steuereinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, steuerbare Schaltventile (VLS1, VLS2) dergestalt in Abhängigkeit von dem PWM-Signal (PWM) sowie den zumindest einen Zustandssignal (Svls1, Svls2) zu steuern, dass a) die Steuereinrichtung (3) nur bei gleichzeitigem Vorliegen eines PWM-Signals (PWM) im Zustand „high“ und einem jeweils vorbestimmten entsprechendem Vorzeichen des Spannungsblockes das jeweilige steuerbare Schaltventil (VLS1 oder VLS2) zur Versorgung des Spannungsausgangs (Vout) durchschaltet und b) erst im Zuge eines unmittelbar nachfolgenden Wechsels des Vorzeichens des Spannungsblockes das gemäß a) durchgeschaltete steuerbare Schaltventil (VLS1 oder VLS2) abschaltet.
Description
Beschreibung
GEGENTAKTWANDLER MIT EINEM SPANNUNGSAUSGANG ZUR DIMMBAREN VERSORGUNG EINES LED-MODULS
[0001] Die Erfindung betrifft einen Gegentaktwandler mit einem Spannungsausgang zur dimmbaren Versorgung eines LED-Moduls, wobei der Gegentaktflusswandler einen mit einem Gleichspannungsversorgungseingang verbindbaren Primärschaltkreis und einen mit dem Primärschaltkreis magnetisch gekoppelten Sekundärschaltkreis zur steuerbaren Versorgung des Spannungsausgangs mittels einer Gleichspannung aufweist, wobei eine Primärspule des Primärschaltkreises wechselweise mit positiven und negativen Spannungsblöcken entsprechend einem durch einen Taktgeber vorgebbaren Takt bestrombar ist, wobei der Sekundärschaltkreis zumindest zwei mit der Primärspule magnetisch gekoppelte Spulen aufweist, nämlich eine erste Sekundärspule und eine zweite Sekundärspule, über die der Spannungsausgang wechselweise für die Zeitdauer des jeweilig vorliegenden Spannungsblockes elektrisch versorgbar ist, indem jeweils ein Wicklungsende der ersten und zweiten Sekundärspule mit dem Spannungsausgang elektrisch verbunden ist, und die verbleibenden Enden jeweils über ein steuerbares Schaltventil mit Masse verbindbar sind.
[0002] Gegentaktwandler der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt und weisen als Schaltventile typischerweise Transistoren auf. Bei einem herkömmlichen Gegentaktwandler kann dieses Ventil für die volle Zeitdauer des jeweils vorliegenden Spannungsblockes durchgeschaltet werden, um den Spannungsausgang übereine entsprechend verschal-tete Sekundärspule zu versorgen. Aus dem Dokument „TEA1791AT GreenChip Synchronaus Recitifier Controller" (ein Produktdatenblatt aus dem Jahr 2010) der Firma NXP SEMICON-DUCTORS" ist ein synchroner Wandler bekannt geworden. Dokument US 2011235369 A1 zeigt einen synchronen Gleichstromwandler.
[0003] LEDs für Beleuchtungszwecke, die typischerweise mit konstanter Spannung versorgt werden, können über PWM-Signale gedimmt werden. Dabei wird die Helligkeit einer LED nicht durch Absenken der Spannung (wie dies beispielsweise bei Glühlampen teilweise vorgesehen ist), sondern durch intervallartiges Ein- und Ausschalten der Ausgangsspannung erreicht. Damit kann die durch einen Betrachter erfassbare Lichtmenge variiert werden, wobei die hierzu eingesetzten PWM-Signale Frequenzen von 100 Hz bis in etwa 1 kHz aufweisen können. Frequenzen unterhalb von 100 Hz können dazu führen, dass das durch eine solcherart angesteuerte LED erzeugte Lichtbild als Flackern bemerkbar macht. Bisher wurden zwei unterschiedliche Methoden angewandt, um LEDs zu dimmen. Einerseits kann im Versorgungskreis der LED in Serie zur LED ein Schalter vorgesehen sein, der entsprechend dem PWM-Signal angesteuert wird und damit den vollen Laststrom Ein- und Ausschaltet. Diese Anordnung hat allerdings den Nachteil, dass durch das Schalten des vollen Laststromes beträchtliche Schaltverluste durch die dadurch verursachten Schaltspannungen an dem Schalter anfallen.
[0004] Alternativ dazu wurde auch versucht, Netzteile primärseitig zu regeln. Bemühungen ein PWM Signal den primären Schalttransistoren des Netzteils zuzuführen scheitern an den hörbaren Schallwellen, die verursacht werden, wenn die Transformatormagnetisierung mit dem PWM-Signal im hörbaren Frequenzbereich moduliert wird. Das lässt sich, wenn überhaupt, nur durch kostenintensives Vergießen des Transformators des Netzteils vermeiden.
[0005] Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zu schaffen, mittels der die Nachteile des Standes der Technik überwunden werden. Diese Aufgabe wird mit einem Gegentaktwandler der eingangs genannten Art gelöst, bei dem erfindungsgemäß der Sekundärschaltkreis mit einer Steuereinrichtung verbunden ist, der ein zu einem Dimmsignal korrespondierendes PWM-Signal sowie zumindest ein zu dem Vorzeichen des primärseitig vorliegenden Spannungsblocks korrespondierendes Zustandssignal zugeführt ist, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, die steuerbaren Schaltventile dergestalt in Abhängigkeit von dem PWM-Signal sowie den zumindest einen Zustandssignal zu steuern, dass [0006] a) die Steuereinrichtung nur bei gleichzeitigem Vorliegen [0007] o eines PWM-Signals im Zustand „high“ und [0008] o einem jeweils vorbestimmten entsprechendem Vorzeichen des Spannungsblockes [0009] das jeweilige steuerbare Schaltventil zur Versorgung des Spannungsausgangs durchschaltet und [0010] b) erst im Zuge eines unmittelbar nachfolgenden Wechsels des Vorzeichens des Spannungsblockes das gemäß a) durchgeschaltete steuerbare Schaltventil abschaltet.
[0011] Durch Berücksichtigung des Vorzeichens des Spannungsblockes kann sichergestellt werden, dass das jeweilige steuerbare Schaltventil generell nur dann durchgeschaltet werden kann, wenn der entsprechende Spannungsblock vorliegt, sodass Energie durch die zugeordnete Sekundärspule hin zu dem Spannungsausgang übertragen werden kann. Durch die gleichzeitige Berücksichtigung des PWM-Signals kann auf effiziente Weise sichergestellt werden, dass des jeweilige Schaltventil mit Beginn des entsprechenden Spannungsblockes geschaltet werden kann und gegen Ende des Spannungsblockes wieder abgeschaltet wird, wobei dieser Vorgang für aufeinander folgende positive und negativen Spannungsblöcke wiederholt wird (dem positiven Spannungsblock ist dabei eine erste Sekundärspule und ein erstes Schaltventil zugeordnet und dem negativen Spannungsblock ist eine zweite Sekundärspule und ein zweites Schaltventil zugeordnet oder umgekehrt). Da die Taktrate der Spannungsblöcke typischerweise deutlich höher als jenes des PWM-Signals ist - beispielsweise um den Faktor 100 bis 10 000, können während der Fortdauer des PWM-Signals im Zustand „high“ zahlreiche Spannungsblöcke nacheinander zur Energieübertragung vollständig verwendet werden und die zugeordneten Schaltventile schalten jeweils nur im Zeitpunkt des Wechsels zwischen den Spannungsblöcken, in denen der Energiefluss durch die Sekundärspulen gegen Null geht und kein Laststrom an den Spannungsausgang abgegeben wird. Die Schaltventile schalten daher im lastfreien (und weitgehend spannungsfreien - auf eine Restspannung von beispielsweise -55mV wie in Fig. 2 gezeigt, kann referenziert werden) Zustand, sodass die Schaltverluste gegenüber herkömmlichen PWM-Dimmanordnungen wesentlich reduziert sind und gleichzeitig eine Manipulation der Primärseite und damit einhergehende Verluste oder Störgeräusche vermieden werden.
[0012] Unter dem Ausdruck „Zustand „high““ wird im Hinblick auf das PWM Signal ein Zustand verstanden, indem der Spannungsausgang bzw. die LED versorgt werden soll, das PWM-Signal also typischerweise von einem Zustand logisch „0“ auf einen Zustand logisch „1“ gewechselt ist. Da bei einem Gegentaktwandler zwei Sekundärspulen vorgesehen sind, die so mit dem Spannungsausgang verschaltet sind, dass immer eine der beiden Spulen bei Vorliegen eines Spannungsblockes die Versorgung des Ausgangsgangs übernommen werden kann, können die Schaltventile folglich gegengleich geschaltet werden. Beispielsweise kann bei Vorliegen eines positiven Spannungsblockes die erste Sekundärspule LS1 (siehe Fig. 3) und das Schaltventil VLSI durchgeschaltet werden und bei Vorliegen eines negativen Spannungsblockes wiederum die zweite Sekundärspule LS2 und das Schaltventil VLS2 - das Vorliegen eines PWM-Signals im Zustand „high“ vorausgesetzt.
[0013] Zudem kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung ferner dazu eingerichtet ist, die steuerbaren Schaltventile dergestalt in Abhängigkeit von dem PWM-Signal sowie den zumindest einen Zustandssignal zu steuern, dass bei weitergehendem Vorliegen eines PWM-Signals im Zustand „high“ nach Abschalten des steuerbaren Schaltventils gemäß Punkt b) das der verbleibenden Sekundärspule zugeordnete Schaltventil für die Zeitdauer des betreffenden Spannungsblockes durchgeschaltet wird. Damit kann sichergestellt werden, dass der Ausgang während der Fortdauer eines PWM-Signals im Zustand „high“ besonders kontinuierlich mit Spannung versorgt werden kann.
[0014] Zweckmäßigerweise kann vorgesehen sein, dass die an den steuerbaren Schaltventilen anliegende Schaltventilspannung als Zustandssignal zur Bestimmung des primärseitig vorliegenden Spannungsblockes herangezogen wird.
[0015] Zudem kann vorgesehen sein, dass der durch den Taktgeber vorgegebene Takt in einem Frequenzbereich zwischen 100 kHz und 4 Mhz, vorzugsweise zwischen 500 kHz und 2 Mhz liegt.
[0016] Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass der Frequenzbereich des PWM-Signals zwischen 80 Hz und 2 kHz, vorzugsweise zwischen 100 Hz und 1 kHz, liegt. Die Frequenz des PWM- Signals legt die Zeitdauer fest, innerhalb der ein PWM-Block festgelegt ist. Diese Zeitdauer berechnet entspricht dem Kehrwert der Frequenz. Für eine 1 kHz PWM beträgt diese Zeitdauer daher 1 ms. Bei einem primärseitigen Takt von beispielsweise 1 MHz kann eine Dimm-Auflösung von 0,1 % realisiert werden.
[0017] Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die steuerbaren Schaltventile jeweils durch zwei antiseriell geschaltete Mosfet-Transistoren ausgebildet sind. Dadurch können die Schaltverluste besonders gering gehalten werden.
[0018] Vorzugweise kann eine Halbbrückenansteuerung zur Versorgung des Gleichspannungsversorgungseingangs vorgesehen sein.
[0019] Die Erfindung ist im Folgenden anhand einer beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführungsform näher erläutert, die in den Figuren veranschaulicht ist. Darin zeigt [0020] Figur 1 eine schematische Darstellung eines Gegentaktwandlers gemäß dem Stand der Technik, [0021] Figur 2 eine beispielhafte Darstellung eines integrierten Schaltkreises, IC1, IC2 (siehe Fig. 1) oderauch IC1, IC4 (siehe Fig. 3), [0022] Figur 3 einen erfindungsgemäßen Gegentaktwandler, und [0023] Figur 4 beispielhafte Strom- und Spannungsverläufe des erfindungsgemäßen Gegentaktwandlers gemäß Fig. 3 mit Halbbrückenansteuerung.
[0024] In den folgenden Figuren bezeichnen - sofern nicht anders angegeben - gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale.
[0025] Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Gegentaktwandlers gemäß dem Stand der Technik. Sollte über eine solchen Gegentaktwandler eine LED-Lichtquelle dimm-variabel versorgt werden, wurde gemäß dem Stand der Technik typischerweise eine Schalter vorgesehen (nicht in den Figuren dargestellt), der in Serie zur LED geschaltet wurde und mit dem PWM-Signal angesteuert wurde. Damit sind beträchtliche Schaltverluste verbunden.
[0026] Figur 2 zeigt einen integrierten Schaltkreis, wie er beispielsweise im Stand der Technik (IC 1 und IC2 in Fig. 1) aber auch in der vorliegenden Erfindung (z.B. als IC1 sowie IC3 in Fig. 3) eingesetzt werden kann. Der Driver-Ausgang wird dabei den Schaltventilen zugeführt und die Schaltventile werden abhängig von dem Driver-Signal durchgeschaltet.
[0027] Figur 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Gegentaktwandler 1. Dieser Gegentaktwandler 1 weist zumindest einen Spannungsausgang V+ zur dimmbaren Versorgung eines LED-Moduls auf. Der Gegentaktflusswandler 1 umfasst einen mit einem Gleichspannungsversorgungseingang Vin verbindbaren Primärschaltkreis P und einen mit dem Primärschaltkreis P magnetisch gekoppelten Sekundärschaltkreis S zur steuerbaren Versorgung des Spannungsausgangs V+ mittels einer Gleichspannung. Dabei wird eine Primärspule LP des Primärschaltkreises P wechselweise mit positiven und negativen Spannungsblöcken (siehe Spannung Vin in Figur 4) entsprechend einem durch einen Taktgeber 2 vorgebbaren Takt versorgt. Der Sekundärschaltkreis S weist zumindest zwei mit der Primärspule LP magnetisch gekoppelte Spulen auf, nämlich eine erste Sekundärspule LS1 und eine zweite Sekundärspule LS2, über die der Spannungsausgang V+ wechselweise für die Zeitdauer des jeweilig vorliegenden Spannungsblockes elektrisch versorgbar ist, indem jeweils ein Wicklungsende der ersten und zweiten Sekundärspule LS1 oder LS2 mit dem Spannungsausgang V+ elektrisch verbunden ist, und die verbleibenden Enden jeweils über ein steuerbares Schaltventil VLSI bzw. VLS2 mit Masse GND verbindbar sind. Der Sekundärschaltkreis S ist mit einer Steuereinrichtung 3 verbunden. Der
Steuereinrichtung sind ein zu einem Dimmsignal Sd korrespondierendes PWM-Signal PWM sowie zumindest ein zu dem Vorzeichen des primärseitig vorliegenden Spannungsblocks korrespondierendes Zustandssignal (vorliegend die Spannungen Svlsl und Svls2 an den Schaltventilen VLSI und VLS2) zugeführt. Die Steuereinrichtung 3 ist dazu eingerichtet, die steuerbaren Schaltventile VLSI und VLS2 dergestalt in Abhängigkeit von dem PWM-Signal PWM sowie den zumindest einen Zustandssignal Svlsl, Svls2 zu steuern, dass [0028] a) die Steuereinrichtung 3 nur bei gleichzeitigem Vorliegen [0029] o eines PWM-Signals PWM im Zustand „high“ und [0030] o einem jeweils vorbestimmten entsprechendem Vorzeichen des Spannungsblockes [0031] das jeweilige steuerbare Schaltventil VLSI oder VLS2 zur Versorgung des Spannungsausgangs Vout durchschaltet und [0032] b) erst im Zuge eines unmittelbar nachfolgenden Wechsels des Vorzeichens des Spannungsblockes das gemäß a) durchgeschaltete steuerbare Schaltventil VLSI oder VLS2 abschaltet.
[0033] Im vorliegenden Beispiel sind das PWM-Signal PWM und die Schaltspannungsignale Svlsl bzw. Svls2 überlagert und jeweils einem Eingang RSENS des IC4 bzw. IC1 zugeführt. Es können natürlich beliebige andere Ausgestaltungen gefunden werden, mit denen sich die obig genannte Funktion der Steuereinrichtung 3 realisieren lässt. Insbesondere könnten die genannten Signale ebenso getrennt voneinander zugeführt werden.
[0034] Die Steuereinrichtung 3 ist im vorliegenden Beispiel ferner dazu eingerichtet, die steuerbaren Schaltventile VLSI oder VLS2 dergestalt in Abhängigkeit von dem PWM-Signal PWM sowie den Zustandssignalen Svlsl bzw. Svls2 zu steuern, dass bei weitergehendem Vorliegen eines PWM-Signals PWM im Zustand „high“ nach Abschalten des steuerbaren Schaltventils gemäß Punkt b) das der verbleibenden Sekundärspule LS2 oder LS1 zugeordnete Schaltventil VLS2 oder VLSI für die Zeitdauer des betreffenden Spannungsblockes durchgeschaltet wird.
[0035] Die an den steuerbaren Schaltventilen VLSI oder VLS2 anliegende Schaltventilspannung Svlsl oder Svls2 wird als Zustandssignal zur Bestimmung des primärseitig vorliegenden Spannungsblockes herangezogen. Vorzugsweise kann die Versorgung des Spannungseingangs Vin mittels einer Halbrückenansteuerung, wie diese unter dem Bezugszeichen 2 in Figur 1 dargestellt ist erfolgen. Diese Halbbrückenansteuerung umfasst dann einen Taktgeber 2, der den Takt und damit die Zeitdauer der abwechselnd positiven und negativen Spannungsblöcke vorgibt.
[0036] Figur 4 zeigt beispielhafte Strom- und Spannungsverläufe des erfindungsgemäßen Gegentaktwandlers 1 gemäß Fig. 3 mit Halbbrückenansteuerung. Der Spannungsverlauf Vin zeigt deutlich die besagte Abfolge positiver und negativer Spannungsblöcke. Entsprechend dreiecksförmig verläuft der primärseitig aufgenommene Strom lin im Leerlauf, der dem Magnetisierungsstrom entspricht. Uhb zeigt eine zugeordnete Halbbrückenzwischenkreisspannung. Nach Einschalten der Last - also bei Vorliegen eines PWM-Signals im Zustand „high“ werden die sekundärseitigen Schaltventile VLSI und VLS2 abwechselnd für die Zeitdauer des jeweiligen Spannungsblockes durch und danach wieder ausgeschaltet, sodass nun sekundärseitig Laststrom fließt, der sich primärseitig mit dem Magnetisierungsstrom überlagert.
[0037] In Anbetracht dieser Lehre ist der Fachmann in der Lage, ohne erfinderisches Zutun zu anderen, nicht gezeigten Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen. Die Erfindung ist daher nicht auf die gezeigte Ausführungsform beschränkt. Auch können einzelne Aspekte der Erfindung bzw. der Ausführungsform aufgegriffen und miteinander kombiniert werden. Wesentlich sind die der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken, die durch einen Fachmann in Kenntnis dieser Beschreibung in mannigfaltiger Weise ausgeführt werden können und trotzdem als solche aufrechterhalten bleiben. Etwaige Bezugszeichen in den Ansprüchen sind beispielhaft und dienen nur der einfacheren Lesbarkeit der Ansprüche, ohne diese einzuschränken.
Claims (7)
- Patentansprüche1. Gegentaktwandler (1) mit einem Spannungsausgang (V+) zur dimmbaren Versorgung eines LED-Moduls, wobei der Gegentaktflusswandler (1) einen mit einem Gleichspannungsversorgungseingang (Vin) verbindbaren Primärschaltkreis (P) und einen mit dem Primärschaltkreis (P) magnetisch gekoppelten Sekundärschaltkreis (S) zur steuerbaren Versorgung des Spannungsausgangs (V+) mittels einer Gleichspannung aufweist, wobei eine Primärspule (LP) des Primärschaltkreises (P) wechselweise mit positiven und negativen Spannungsblöcken entsprechend einem durch einen Taktgeber (2) vorgebbaren Takt bestrombar ist, wobei der Sekundärschaltkreis (S) zumindest zwei mit der Primärspule (LP) magnetisch gekoppelte Spulen aufweist, nämlich eine erste Sekundärspule (LS1) und eine zweite Sekundärspule (LS2), über die der Spannungsausgang (V+) wechselweise für die Zeitdauer des jeweilig vorliegenden Spannungsblockes elektrisch versorgbar ist, indem jeweils ein Wicklungsende der ersten und zweiten Sekundärspule (LS1, LS2) mit dem Spannungsausgang (V+) elektrisch verbunden ist, und die verbleibenden Enden jeweils über ein steuerbares Schaltventil (VLSI, VLS2) mit Masse (GND) verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Sekundärschaltkreis (S) mit einer Steuereinrichtung (3) verbunden ist, der ein zu einem Dimmsignal (Sd) korrespondierendes PWM-Signal (PWM) sowie zumindest ein zu dem Vorzeichen des primärseitig vorliegenden Spannungsblocks korrespondierendes Zustandssignal (Svlsl, Svls2) zugeführt sind, wobei die Steuereinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, die steuerbaren Schaltventile (VLSI, VLS2) dergestalt in Abhängigkeit von dem PWM-Signal (PWM) sowie dem zumindest einen Zustandssignal (Svlsl, Svls2) zu steuern, dass a) die Steuereinrichtung (3) nur bei gleichzeitigem Vorliegen o eines PWM-Signals (PWM) im Zustand „high“ und o einem jeweils vorbestimmten entsprechendem Vorzeichen des Spannungsblockes das jeweilige steuerbare Schaltventil (VLSI oder VLS2) zur Versorgung des Spannungsausgangs (Vout) durchschaltet und b) erst im Zuge eines unmittelbar nachfolgenden Wechsels des Vorzeichens des Spannungsblockes das gemäß a) durchgeschaltete steuerbare Schaltventil (VLSI oder VLS2) abschaltet.
- 2. Gegentaktwandler (1) nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung (3) ferner dazu eingerichtet ist, die steuerbaren Schaltventile (VLSI oder VLS2) dergestalt in Abhängigkeit von dem PWM-Signal (PWM) sowie den zumindest einen Zustandssignal (Svlsl, Svls2) zu steuern, dass bei weitergehendem Vorliegen eines PWM-Signals (PWM) im Zustand „high“ nach Abschalten des steuerbaren Schaltventils gemäß Punkt b) das der verbleibenden Sekundärspule (LS2 oder LS1) zugeordnete Schaltventil (VLS2 oder VLSI) für die Zeitdauer des betreffenden Spannungsblockes durchgeschaltet wird.
- 3. Gegentaktwandler (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die an den steuerbaren Schaltventilen (VLSI oder VLS2) anliegende Schaltventilspannung (Svlsl, Svls2) als Zustandssignal zur Bestimmung des primärseitig vorliegenden Spannungsblockes herangezogen wird.
- 4. Gegentaktwandler (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der durch den Taktgeber (2) vorgegebene Takt in einem Frequenzbereich zwischen 100 kHz und 4 Mhz, vorzugsweise zwischen 500 kHz und 2 Mhz liegt.
- 5. Gegentaktwandler (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Frequenzbereich des PWM-Signals (PWM) zwischen 80 Hz und 2 kHz, vorzugsweise zwischen 100 Hz und 1 kHz liegt.
- 6. Gegentaktwandler (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die steuerbaren Schaltventile (VLSI oder VLS2) jeweils durch zwei antiseriell geschaltete Mosfet-Transistoren ausgebildet sind.
- 7. Gegentaktwandler (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Halbbrückenansteuerung zur Versorgung des Gleichspannungsversorgungseingangs (Vin) vorgesehen ist.
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080137379A1 (en) * | 2006-12-12 | 2008-06-12 | Hong Mao | Pulse width modulation for synchronous rectifiers in DC-DC converters |
US20090244934A1 (en) * | 2008-03-28 | 2009-10-01 | Delta Electronics Inc. | Synchronous rectification circuit having burst mode controller and controlling method thereof |
WO2011039678A1 (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-07 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Dimming of led driver |
US20110235369A1 (en) * | 2008-04-22 | 2011-09-29 | Douglas Paul Arduini | Synchronous rectifier post regulator |
US20130271040A1 (en) * | 2010-12-21 | 2013-10-17 | Koninklijke Philips N.V. | Method and apparatus to limit current overshoot and undershoot in light driver |
WO2016028942A1 (en) * | 2014-08-19 | 2016-02-25 | Abbeydorney Holdings Ltd. | Driving circuit, lighting device and method of reducing power dissipation |
-
2017
- 2017-09-29 AT ATA50836/2017A patent/AT519952B1/de active
-
2018
- 2018-09-21 DE DE102018007513.4A patent/DE102018007513A1/de active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080137379A1 (en) * | 2006-12-12 | 2008-06-12 | Hong Mao | Pulse width modulation for synchronous rectifiers in DC-DC converters |
US20090244934A1 (en) * | 2008-03-28 | 2009-10-01 | Delta Electronics Inc. | Synchronous rectification circuit having burst mode controller and controlling method thereof |
US20110235369A1 (en) * | 2008-04-22 | 2011-09-29 | Douglas Paul Arduini | Synchronous rectifier post regulator |
WO2011039678A1 (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-07 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Dimming of led driver |
US20130271040A1 (en) * | 2010-12-21 | 2013-10-17 | Koninklijke Philips N.V. | Method and apparatus to limit current overshoot and undershoot in light driver |
WO2016028942A1 (en) * | 2014-08-19 | 2016-02-25 | Abbeydorney Holdings Ltd. | Driving circuit, lighting device and method of reducing power dissipation |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
MUJJALINVIMUT EKKACHAI; AYUDHYA PIYASAWAT NAVARATANA NA; SANGSWANG ANAWACH: "An improved self-driven synchronous rectifier for high efficiency dimmable LED lighting applications", IECON 2014 - 40TH ANNUAL CONFERENCE OF THE IEEE INDUSTRIAL ELECTRONICS SOCIETY, IEEE, 29 October 2014 (2014-10-29), pages 4166 - 4170, XP032739637, DOI: 10.1109/IECON.2014.7049128 * |
NXP SEMICONDUCTORS: "TEA1791AT GreenChip Synchronous Recitifier Controller", Product Data Sheet [online], 7. Juni 2010 (07.06.2010) [ermittelt am 18. April 2018 (18.04.2008)]. Ermittelt im Internet: <http://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/TEA1791AT.pdf>, XP055113885 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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DE102018007513A1 (de) | 2019-04-04 |
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