DE102005027015A1 - Circuit arrangement and method for mains voltage-dependent power control of an electronic device, in particular an electronic ballast - Google Patents

Circuit arrangement and method for mains voltage-dependent power control of an electronic device, in particular an electronic ballast Download PDF

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Alfons Lechner
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Harald Schmitt
Thomas Dr. Siegmund
Arwed Storm
Horst Werni
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur netzspannungsabhängigen Leistungsregelung eines elektronischen Geräts (3), welche Mittel (31) aufweist, mit denen ein Gleichstrombetrieb oder ein Wechselstrombetrieb des elektronischen Geräts (3) detektierbar ist und welche eine Regelungseinheit (32) aufweist, in welcher zumindest eine Leistung-Netzspannung-Kennlinie (321) für einen Gleichstrombetrieb und zumindest eine Leistung-Netzspannung-Kennlinie (322) für einen Wechselstrombetrieb des elektronischen Geräts (3) abgelegt sind, wobei die Regelungseinheit (32) derart ausgebildet ist, dass abhängig vom detektierten Betrieb des elektronischen Geräts (3) ein Regeln der Aufnahme der elektrischen Leistung des elektronischen Geräts (3) abhängig von der zugeordneten Leistung-Netzspannung-Kennlinie (321, 322) durchführbar ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur netzspannungsabhängigen Leistungsregelung eines elektronischen Geräts. Das elektronische Gerät ist in vorteilhafter Weise als elektronisches Vorschaltgerät (3) ausgebildet.The invention relates to a circuit arrangement for mains voltage-dependent power control of an electronic device (3), which means (DC) with which a DC operation or AC operation of the electronic device (3) is detectable and which has a control unit (32) in which at least one Power-line voltage characteristic (321) for a DC operation and at least one power-line voltage characteristic (322) for an AC operation of the electronic device (3) are stored, wherein the control unit (32) is designed such that depending on the detected operation of the electronic device (3) a regulation of the recording of the electrical power of the electronic device (3) depending on the associated power-line voltage characteristic (321, 322) is feasible. The invention also relates to a method for mains voltage-dependent power control of an electronic device. The electronic device is advantageously designed as an electronic ballast (3).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur netzspannungsabhängigen Leistungsregelung eines elektronischen Geräts sowie ein Verfahren zur netzspannungsabhängigen Leistungsregelung eines derartigen elektronischen Geräts. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein elektronisches Vorschaltgerät, welches eine Schaltungsanordnung zur netzspannungsabhängigen Leistungsregelung aufweist.The The invention relates to a circuit arrangement for mains voltage-dependent power control an electronic device and a method for mains voltage-dependent power control of a such electronic device. About that In addition, the invention relates to an electronic ballast, which a circuit arrangement for mains voltage-dependent power control has.

Zum Betreiben und Eienstellen von elektrischen Lampen, insbesondere Leuchtstofflampen, sind elektronische Vorschaltgeräte vorgesehen. Derartige elektronische Vorschaltgeräte sind zwischen einem Netz und der elektrischen Lampe elektrisch geschaltet und begrenzen und regeln einerseits den Lampenstrom und sorgen andererseits für eine sichere Zündung unter den spezifischen Bedingungen. Bei elektronischen Vorschaltgeräten mit Leistungsregelung treten bei einer Netzunterspannung hohe Werte des aufgenommenen Netzeingangstromes auf. Bei einem Gleichstrombetrieb (DC-Betrieb) erhöht sich der aufgenommene Strom nochmals, wobei dies bei einer Energieversorgung durch eine Batterie dazu führt, dass diese Batterie schneller entladen wird bzw. eine kürzere Standzeit aufweist. Darüber hinaus treten an den Eingangsbauteilen während dieses Betriebs auch hohe Belastungen auf. In handelsüblichen leistungsgeregelten elektronischen Vorschaltgeräten wird bei Unterschreitung einer bestimmten Eingangsspannung die Aufnahme der elektrischen Leistung des elektronischen Vorschaltgeräts abgeregelt. Die Dimensionierung der Abregelung und die Auslegung der Bauteile orientiert sich an den im Gleichstrombetrieb stärkeren Belastungen. Im Wechselstrombetrieb (AC-Betrieb) setzt die Abregelung bei gleicher Dimensionierung nachhaltig schon bei höheren Werten der Netzunterspannung ein. Bei aufgeweitetem Arbeitsspannungsbereich (z. B. 220V bis 240V AC) darf die Abregelung aber nicht zu früh erfolgen.To the Operating and Eienstellen of electric lamps, in particular Fluorescent lamps, electronic ballasts are provided. Such electronic ballasts are between a network and the electric lamp electrically connected and limit and on the one hand regulate the lamp current and on the other hand ensure a safe ignition under the specific conditions. For electronic ballasts with Power control occur at a mains under voltage high values of the recorded mains input current. In a DC mode (DC operation) increased the absorbed power again, this being an energy supply caused by a battery that this battery is discharged faster or a shorter life having. Furthermore also occur at the input components during this operation high loads. In commercial Power-controlled electronic ballasts will fall below a certain input voltage recording the electrical Performance of the electronic ballast is regulated. The sizing The reduction and the design of the components is based on the stronger in DC operation Charges. In AC operation (AC operation), the reduction starts with the same dimensioning sustainable even at higher values the mains undervoltage on. With expanded working voltage range (eg 220V to 240V AC), the deregulation may not be too early.

Aufgrund dessen müssen im Gleichstrombetrieb höhere Betriebsströme zugelassen werden. Die langsame Entladung einer möglichen Batterieversorgung bleibt bei dieser Auslegung jedoch unberücksichtigt.by virtue of whose need in DC operation higher operating currents be allowed. The slow discharge of a possible However, battery supply is not taken into account in this design.

In 1 ist eine Regelkennlinie einer elektrischen Leistung dargestellt, wobei dabei eine Systemleistung, welche die aufzunehmende elektrische Leistung des elektronischen Vorschaltgeräts charakterisiert, in Abhängigkeit der Netzspannung aufgetragen ist. Bei den handelsüblichen leistungsgeregelten elektronischen Vorschaltgeräten erfolgt eine Abreglung der Aufnahme der elektrischen Leistung des elektronischen Vorschaltgeräts ohne eine Feststellung, ob ein Gleichstrombetrieb oder ein Wechselstrombetrieb des elektronischen Vorschaltgeräts vorliegt. Die Leistungsaufnahme des elektronischen Vorschaltgeräts wird somit quasi pauschal reduziert, wenn eine Unterschreitung einer bestimmten Eingangsspannung vorliegt. Wie dazu aus der Darstellung in 1 zu erkennen ist, erfolgt im Falle eines Gleichstrombetriebs (DC-Betrieb) eine Abregelung, wie sie durch die Diagrammkurve 1 gekennzeichnet ist. Wie dabei zu erkennen ist, wird die elektrische Leistung bei Netzspannungen mit Werten größer einem ersten Netzspannungsstellwert, welcher in etwa bei 160V liegt, bis hin zu diesem ersten Netzspannungsstellwert im Wesentlichen konstant gehalten. Im Bereich zwischen diesem ersten Netzspannungsschwellwert und einem zweiten Netzspannungsschwellwert, welcher in 1 in etwa bei 125V liegt, wird die Aufnahme der elektrischen Leistung vermindert. Unterschreitet die Netzspannung diesen zweiten Netzspannungsschwellwert, wird das elektronische Vorschaltgerät abgeschaltet und somit logischerweise die Aufnahme der elektrischen Leistung auf Null reduziert. Wie aus der Diagrammkurve 2 zu erkennen ist, setzt die Abregelung im Falle eines Wechselstrombetriebs (AC-Betrieb) nachteilig schon bei höheren Werten der Netzspannung ein. Wie dazu der 1 zu entnehmen ist, erfolgt eine im Wesentlichen konstante Regelung der elektrischen Leistungsaufnahme des elektronischen Vorschaltgeräts im Netzspannungsbereich größer etwa 180V, wobei der Wert von etwa 180V einen dritten Netzspannungsschwellwert darstellt. Im Bereich dieses dritten Netzspannungsschwellwerts bis hin zu einem vierten Netzspannungsschwellwert, welcher im Ausführungsbeispiel bei etwa 140V liegt, erfolgt eine Reduzierung dieser elektrischen Leistungsaufnahme des elektronischen Vorschaltgeräts. Bei einem Unterschreiten dieses vierten Netzspannungsschwellwerts erfolgt wiederum ein Abschalten des elektronischen Vorschaltgeräts und damit eine Reduzierung der Leistungsaufnahme auf den Wert 0. Aus der Darstellung in 1 sind in den gezeigten Kurvenverläufe 1 und 2 die bereits oben erwähnten Nachteile der bekannten leistungsgeregelten elektronischen Vorschaltgeräte nochmals deutlich zu erkennen bzw. nachzuvollziehen.In 1 is a control characteristic of an electrical power is shown, in which case a system performance, which characterizes the male electrical power of the electronic ballast, is plotted as a function of the mains voltage. In the commercially available power-controlled electronic ballasts is a Abreglung the recording of the electrical power of the electronic ballast without a determination of whether a DC operation or an AC operation of the electronic ballast is present. The power consumption of the electronic ballast is thus reduced virtually quasi-flat if there is a drop below a certain input voltage. As to from the presentation in 1 can be seen, takes place in the case of a DC operation (DC operation) a reduction, as shown by the graph 1 is marked. As can be seen in this case, the electrical power is kept substantially constant at mains voltages with values greater than a first mains voltage control value, which is approximately at 160V, up to this first mains voltage control value. In the area between this first mains voltage threshold and a second mains voltage threshold, which is in 1 is about 125V, the absorption of electrical power is reduced. If the mains voltage falls below this second mains voltage threshold, the electronic ballast is switched off and thus logically reduces the absorption of the electrical power to zero. As from the diagram curve 2 can be seen, the reduction in the case of an AC operation (AC operation) is disadvantageous even at higher values of the mains voltage. How to do that 1 can be seen, there is a substantially constant control of the electrical power consumption of the electronic ballast in the mains voltage range greater about 180V, the value of about 180V represents a third Netzspannungsschwellwert. In the area of this third mains voltage threshold up to a fourth mains voltage threshold value, which in the exemplary embodiment is approximately 140V, a reduction of this electrical power consumption of the electronic ballast takes place. If this fourth mains voltage threshold value is undershot, the electronic ballast is switched off again and thus a reduction of the power consumption to the value 0. From the illustration in FIG 1 are in the curves shown 1 and 2 to clearly recognize or understand the above-mentioned disadvantages of the known power-controlled electronic ballasts.

Darstellung der Erfindungpresentation the invention

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltungsanordnung sowie ein Verfahren zur netzspannungsabhängigen Leistungsregelung eines elektronischen Geräts zu schaffen, mit der bzw. mit dem die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwunden werden können. Des Weiteren ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektronisches Vorschaltgerät zum Betreiben von elektrischen Lampen zu schaffen, mit dem ebenfalls die oben genannten Nachteile aus dem Stand der Technik überwunden werden können. Die Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung, welche die Merkmale nach Patentanspruch 1 aufweist, und ein elektronisches Vorschaltgerät, welches die Merkmale nach Patentanspruch 14 aufweist, gelöst. Des Weiteren wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur netzspannungsabhängigen Leistungsregelung eines elektronischen Geräts gelöst, welches die Merkmale nach Patentanspruch 16 aufweist.It is therefore an object of the present invention to provide a circuit arrangement and a method for mains voltage-dependent power control of an electronic device with which or with which the disadvantages known from the prior art can be overcome. The white It is an object of the present invention to provide an electronic ballast for operating electric lamps, with which also the above-mentioned disadvantages of the prior art can be overcome. The object is achieved by a circuit arrangement having the features of claim 1, and an electronic ballast having the features of claim 14, solved. Furthermore, the object is achieved by a method for mains voltage-dependent power control of an electronic device having the features of claim 16.

Eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur netzspannungsabhängigen Leistungsregelung eines elektronischen Geräts umfasst Mittel, mit denen ein Gleichstrombetrieb oder ein Wechselstrombetrieb des elektronischen Geräts detektierbar ist. Ein weiterer wesentlicher Gedanke der Erfindung ist darin zu sehen, dass die Schaltungsanordnung auch eine Regelungseinheit aufweist, in welcher zumindest eine Kennlinie für einen Gleichstrombetrieb und zumindest eine Kennlinie für einen Wechselstrombetrieb abgelegt ist, wobei die Regelungseinheit derart ausgebildet ist, dass abhängig vom detektierten Betrieb des elektronischen Geräts ein Regeln der vom elektronischen Gerät aufzunehmende elektrische Leistung gemäß der zugeordneten Kennlinie durchführbar ist. Jede der Kennlinien charakterisiert dabei einen Verlauf einer Systemleistung bzw. einer vom elektronischen Gerät aufzunehmenden elektrischen Leistung in Abhängigkeit der Netzspannung. Indem erfindungsgemäß vor dem Regeln detektiert wird, ob ein Gleichstrombetrieb oder ein Wechselstrombetrieb vorliegt, kann eine nachfolgende Regelung der elektrischen Leistungsaufnahme deutlich exakter und präziser durchgeführt werden. Durch das Bereitstellen von speziellen und individuellen Leistung-Netzspannung-Kennlinien für jeden der beiden Betriebsarten kann darüber hinaus nunmehr ermöglicht werden, dass die Netzstromaufnahme des elektronischen Geräts präzise und situationsabhängig geregelt werden kann und somit die Standzeit einer Batterieversorgung deutlich verlängert werden kann. Darüber hinaus kann durch die Erfindung die auftretende Belastung der Eingangsbauteile des elektronischen Geräts wesentlich reduziert werden. Durch die Erfindung kann nun auch verhindert werden, dass eine Abregelung im Wechsel strombetrieb bei gleicher Dimensionierung wie im Gleichstrombetrieb bereits bei höheren Werten der Netzunterspannung einsetzt.A inventive circuit arrangement to mains voltage dependent Power control of an electronic device includes means by which a DC operation or an AC operation of the electronic equipment is detectable. Another essential idea of the invention is to see that the circuit arrangement and a control unit in which at least one characteristic for a DC operation and at least one characteristic for an alternating current operation is stored, wherein the control unit is designed such that dependent From the detected operation of the electronic device, a rule of the electronic Device to be recorded electrical power according to the assigned Characteristic feasible is. Each of the characteristics characterizes a course of a System performance or an electrical device to be included by the electronic device Performance in dependence the mains voltage. By detecting according to the invention before the rules, whether a DC operation or an AC operation is present, may be a subsequent regulation of electrical power consumption much more precise and precise carried out become. By providing special and individual Power-supply voltage characteristics for each In addition, the two modes can now be that the mains power consumption of the electronic device is accurate and regulated according to the situation can be and thus the service life of a battery supply significantly extended can be. About that In addition, by the invention, the occurring load of the input components of the electronic device be significantly reduced. By the invention can now also prevented be that a reduction in alternating current operation at the same Dimensioning as in DC operation already at higher values the mains undervoltage is used.

Die Mittel, mit denen der Betrieb des elektronischen Geräts detektierbar ist, weisen in vorteilhafter Weise eine Diskriminatorstufe auf.The Means by which the operation of the electronic device detectable is advantageously have a discriminator on.

Die in der Regelungseinheit abgelegte Kennlinie für Gleichstrombetrieb sowie die abgelegte Kennlinie für Wechselstrombetrieb weisen zumindest teilweise unterschiedliche Kennlinienverläufe auf.The in the control unit stored characteristic for DC operation as well the stored characteristic for AC operation have at least partially different Characteristic curves on.

Die Regelungseinheit ist in bevorzugter Weise derart ausgebildet, dass im Falle eines detektierten Gleichstrombetriebs eine Leistungsregelung derart durchgeführt wird, dass die elektrische Leistung bei einem Absinken der Netzspannung bis hin zu einem ersten Netzspannungsschwellwert im Wesentlichen konstant gehalten wird. Des Weiteren ist die Regelungseinheit derart ausgebildet, dass im Falle eines detektierten Gleichstrombetriebs eine Leistungsregelung derart durchgeführt wird, dass die elektrische Leistung bei einem Absinken der Netzspannung unter den ersten Netzspannungsschwellwert kontinuierlich abfallend bis zu einem zweiten Netzspannungsschwellwert abgesenkt wird. In vorteilhafter Weise ist die Regelungseinheit darüber hinaus derart ausgebildet, dass im Falle eines detektierten Gleichstrombetriebs eine Leistungsregelung derart durchgeführt wird, dass bei einem Absinken der Netzspannung unter den zweiten Netzspannungsschwellwert das elektronische Gerät abgeschaltet wird.The Control unit is preferably designed such that in the case of a detected DC operation, a power control done so will that the electric power at a drop in the mains voltage up to a first mains voltage threshold substantially is kept constant. Furthermore, the control unit is such designed such that in the case of a detected DC operation a power control is performed such that the electrical Power when the mains voltage drops below the first mains voltage threshold continuously decreasing up to a second mains voltage threshold is lowered. Advantageously, the control unit about that In addition, such that, in the case of a detected DC operation a power control is performed such that when a decrease the mains voltage below the second Netzspannungsschwellwert the electronic device is switched off.

Im Hinblick auf ein Abregeln der elektrischen Leistung des elektronischen Geräts im Falle eines Wechselstrombetriebs ist die Regelungseinheit bevorzugter Weise derart ausgebildet, dass im Falle eines derartig detektierten Wechselstrombetriebs eine Leistungsregelung so durchgeführt wird, dass die elektrische Leistung bei einem Absinken der Netzspannung bis zu einem dritten Netzspannungsschwellwert im Wesentlichen konstant gehalten wird und in vorteilhafter Weise die elektrische Leistung bei einem Absinken der Netzspannung unter den dritten Netzspannungsschwellwert kontinuierlich abfallend bis zu einem vierten Netzspannungsschwellwert abgesenkt wird. Darüber hinaus ist die Regelungseinheit in bevorzugter Weise derart ausgebildet, dass im Falle eines detektierten Wechselstrombetriebs eine Leistungsregelung derart durchgeführt wird, dass bei einem Absinken der Netzspannung unter den vierten Netzspannungsschwellwert das elektronische Gerät ebenfalls abgeschaltet wird.in the With regard to a correction of the electrical power of the electronic equipment in the case of AC operation, the control unit is more preferable Mann formed such that in the case of such detected AC operation, a power control is performed so that the electric power at a drop in the mains voltage up to a third Netzspannungsschwellwert substantially constant is held and advantageously the electrical power when the mains voltage drops below the third mains voltage threshold continuously decreasing up to a fourth mains voltage threshold is lowered. About that In addition, the control unit is preferably designed in such a way that in the case of a detected AC operation, a power control done so is that when the mains voltage drops below the fourth Netzspannungsschwellwert the electronic device as well is switched off.

Der erste und/oder der zweite Netzspannungsschwellwert und der dritte und/oder der vierte Netzspannungsschwellwert sind in vorteilhafter Weise variabel festlegbar. Darüber hinaus sind in bevorzugter Weise der erste und der dritte Netzspannungsschwellwert sowie der zweite und der vierte Netzspannungsschwellwert gleich. Der kontinuierliche Abfall der elektrischen Leistung zwischen dem ersten und dem zweiten Netzspannungsschwellwert ist in vorteilhafter Weise steiler als der kontinuierliche Abfall der elektrischen Leistung zwischen dem dritten und dem vierten Netzspannungsschwellwert. Durch derartige vorteilhafte Ausführungen kann erreicht werden, dass optimale Regelungen der elektrischen Leistungen Abhängigkeit von der Netzspannung sowohl für den Gleichstrombetrieb als auch für den Wechselstrombetrieb des elektronischen Geräts individuell durchgeführt werden kann. Die derartig vorteilhaft ausgeführten Kennlinien weisen somit im Wesentlichen nur noch zwischen den beiden Netzspannungsschwellwerten einer jeden Kennlinie wesentlich voneinander abweichende Kennlinienverläufe auf.The first and / or the second mains voltage threshold value and the third and / or the fourth mains voltage threshold value can be variably determined in an advantageous manner. In addition, in a preferred manner, the first and third mains voltage threshold and the second and fourth mains voltage thresholds are the same. The continuous drop in electrical power between the first and second grid voltage thresholds is advantageously steeper than the continuous drop in electrical power between the third and fourth grid voltage thresholds. By such advantageous embodiments can be achieved that optimal regulations of the electrical Depending on the power supply voltage for both the DC operation and for the AC operation of the electronic device can be performed individually. The characteristic curves which are carried out in such an advantageous manner thus have substantially different characteristic curves only between the two mains voltage threshold values of each characteristic curve.

In vorteilhafter Weise ist das elektronische Gerät als elektronisches Vorschaltgerät ausgebildet. Insbesondere bei elektronischen Vorschaltgeräten mit einer PFC (Power Factor Conection)-Eingangsstufe kann somit eine netzspannungsabhängige Leistungsregelung in optimierter Weise durchgeführt werden. Insbesondere kann dadurch die elektrische Ausgangsleistung der PFC-Eingangsstufe netzspannungsabhängig geregelt werden.In Advantageously, the electronic device is designed as an electronic ballast. Especially with electronic ballasts with a PFC (Power Factor Conection) input stage can thus be a mains voltage-dependent power control be carried out in an optimized manner. In particular, thereby the electrical output power of the PFC input stage line-voltage-dependent be managed.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein elektronisches Vorschaltgerät zum Betreiben von elektrischen Lampen, insbesondere Leuchtstofflampen, welche eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung oder eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung aufweist.One Another aspect of the invention relates to an electronic ballast for operating of electric lamps, in particular fluorescent lamps, which a circuit arrangement according to the invention or an advantageous embodiment of the circuit arrangement according to the invention having.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine netzspannungsabhängige Leistungsregelung eines elektronischen Geräts durchgeführt. Das elektronische Gerät umfasst Mittel, mit denen ein Gleichstrombetrieb oder ein Wechselstrombetrieb des elektronischen Geräts detektiert wird und weist darüber hinaus eine Regelungseinheit auf, in welcher zumindest eine Leistung-Netzspannung-Kennlinie für einen Gleichstrombetrieb und zumindest eine Leistung-Netzspannung-Kennlinie für einen Wechselstrombetrieb abgelegt werden, wobei abhängig vom detektierten Betrieb des elektronischen Geräts ein Regeln der vom elektronischen Gerät aufgenommenen elektrischen Leistung gemäß der zugeordneten Kennlinie durch die Regelungseinheit durchgeführt wird. Die Kennlinien charakterisieren dabei eine vom elektronischen Gerät aufzunehmende elektrische Leistung in Abhängigkeit einer Netzspannung.at a method according to the invention a mains voltage dependent Power control of an electronic device performed. The electronic device includes Means by which a DC or AC operation of the electronic device is detected and points over it In addition, a control unit, in which at least one power-mains voltage characteristic for one DC operation and at least one power-mains voltage characteristic for one AC operation are stored, depending on the detected operation of the electronic device a regulation of the electrical equipment recorded by the electronic device Power according to the assigned characteristic is performed by the control unit. Characterize the characteristics while an electrical power to be absorbed by the electronic device dependent on a mains voltage.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben. Darüber hinaus sind auch vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen.Further advantageous embodiments of the method according to the invention are in the dependent claims specified. About that In addition, advantageous embodiments of the circuit arrangement according to the invention are as advantageous embodiments of the method according to the invention to watch.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description the drawings

Im nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:in the The following will be an embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings explained in more detail. Show it:

1 Kennlinienverläufe einer Systemleistung eines elektronischen Vorschaltgeräts in Abhängigkeit der Netzspannung für einen Gleichstrombetrieb und einen Wechselstrombetrieb des elektronischen Vorschaltgeräts; 1 Characteristic curves of a system performance of an electronic ballast as a function of the mains voltage for a DC operation and an AC operation of the electronic ballast;

2 eine schematische Blockschaltbilddarstellung einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung in einem elektronischen Vorschaltgerät; und 2 a schematic block diagram representation of a circuit arrangement according to the invention in an electronic ballast; and

3 Kennlinienverläufe einer Systemleistung eines elektronischen Geräts in Abhängigkeit einer Netzspannung für einen Gleichstrombetrieb und einen Wechselstrombetrieb des elektronischen Geräts gemäß der Erfindung. 3 Characteristic curves of a system performance of an electronic device as a function of a mains voltage for a DC operation and an AC operation of the electronic device according to the invention.

Bevorzugte Ausführung der Erfindungpreferred execution the invention

In 2 ist eine vereinfachte Blockschaltbilddarstellung eines elektronischen Vorschaltgeräts 3 gezeigt, welches eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung aufweist. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung umfasst im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Diskriminatorstufe 31, mit der detektiert wird, ob ein Gleichstrombetrieb oder ein Wechselstrombetrieb des elektronischen Vorschaltgeräts 3 vorliegt. Darüber hinaus umfasst das elektronische Vorschaltgerät 3 eine Regelungseinheit 32, welche mit der Diskriminatorstufe 31 elektrisch verbunden ist. In der Regelungseinheit 32 ist eine Systemleistung-Netzspannung-Kennlinie 321 (Leistung-Netzspannung-Kennlinie) für einen Gleichspannungsbetrieb und eine Systemleistung-Netzspannung-Kennline 322 (Leistung-Netzspannung-Kennlinie) für einen Wechselstrombetrieb des elektronischen Vorschaltgeräts 3 abgelegt. Die Regelungseinheit 32 ist mit einer PFC-Eingangsstufe 33 des elektronischen Vorschaltgeräts 3 elektrisch verbunden.In 2 is a simplified block diagram representation of an electronic ballast 3 shown, which has a circuit arrangement according to the invention. In the exemplary embodiment shown, the circuit arrangement according to the invention comprises a discriminator stage 31 with which is detected, whether a DC operation or an AC operation of the electronic ballast 3 is present. In addition, the electronic ballast includes 3 a control unit 32 , which with the discriminator level 31 electrically connected. In the control unit 32 is a system power mains voltage characteristic 321 (Power supply voltage characteristic) for a DC operation and a system performance mains voltage characteristic 322 (Power-line voltage characteristic) for an AC operation of the electronic ballast 3 stored. The control unit 32 is with a PFC input stage 33 of the electronic ballast 3 electrically connected.

Die Regelungseinheit 32 zeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch aus, dass für Wechselstrombetrieb und Gleichstrombetrieb des elektronischen Vorschaltgeräts 3 individuelle unterschiedliche Kennlinien 321 und 322 vorhanden sind, gemäß dieser eine Regelung der elektrischen Systemleistung bzw. die aufzunehmenden elektrischen Leistung des elektronischen Vorschaltgeräts 3 optimiert geregelt werden kann.The control unit 32 distinguished according to the invention in that for AC operation and DC operation of the electronic ballast 3 individual different characteristics 321 and 322 are present, according to this, a regulation of the electrical system performance and the male electrical power of the electronic ballast 3 Optimized can be regulated.

In 3 sind die Verläufe der Kennlinien 321 und 322 dargestellt. Wie dabei aus der 3 zu erkennen ist, ist der für den Gleichstrombetrieb des elektronischen Vorschaltgeräts 3 abgelegte Kennlinienverlauf 321 oberhalb eines ersten Netzspannungsschwellwerts, welcher im gezeigten Ausführungsbeispiel bei einem Netzspannungsschwellwert von etwa 180V liegt, im Wesentlichen konstant. Im Bereich zwischen dem ersten Netzspannungsschwellwert und einem zweiten Netzspannungsschwellwert im Gleichstrombetrieb, welcher bei einer Netzspannung von etwa 140V liegt, wird die Systemleistung des elektronischen Vorschaltgeräts 3 gemäß der gezeigten abfallenden Kennlinie abgeregelt. Unterschreitet im Gleichstrombetrieb des elektronischen Vorschaltgeräts 3 die an das elektronische Vorschaltgerät 3 angelegte Netzspannung den zweiten Netzspannungsschwellwert bei etwa 140V, so wird das elektronische Vorschaltgerät 3 abgeschaltet.In 3 are the curves of the characteristic curves 321 and 322 shown. As if from the 3 it can be seen that is for the DC operation of the electronic ballast 3 stored characteristic curve course 321 Above a first mains voltage threshold, which is in the illustrated embodiment at a mains voltage threshold of about 180V, substantially constant. In the range between the first mains voltage threshold and a second mains voltage threshold in DC operation, which is at a mains voltage of about 140V, is the system performance of the electronic ballast 3 abgeregelt according to the sloping characteristic shown. Below in DC operation of the electronic ballast 3 the to the electronic ballast 3 applied mains voltage, the second mains voltage threshold at about 140V, then the electronic ballast 3 off.

Des Weiteren ist in 3 der Kennlinienverlauf 322 eingezeichnet, welcher zur Abregelung der Systemleistung bei einem Wechselstrombetrieb des elektronischen Vorschaltgeräts 3 von der Regelungseinheit 32 herangezogen wird. Wie dazu aus der Darstellung in 3 zu erkennen ist, erfolgt im Bereich oberhalb eines dritten Netzspannungsschwellwerts, welcher im gezeigten Ausführungsbeispiel dem ersten Netzspannungsschwellwert entspricht und somit ebenfalls in etwa bei 180V liegt, eine konstante Leistungsregelung. Im Netzspannungsbereich zwischen diesem dritten Netzspannungsschwellwert und einem vierten Netzspannungsschwellwert, welcher im Ausführungsbeispiel dem zweiten Netzspannungsschwellwert entspricht und daher bei etwa 140V liegt, erfolgt eine kontinuierlich abfallende Leistungsregelung. Analog zur Vorgehensweise im Gleichstrombetrieb wird auch im Wechselstrombetrieb bei Unterschreiten des vierten Netzspannungsschwellwerts das elektronische Vorschaltgerät 3 abgeschaltet. Wie der 3 zu entnehmen ist, ist der Abfall der Kennlinie 321 im Bereich zwischen dem ersten und dem zweiten Netzspannungsschwellwert steiler als der Abfall der Kennlinie 322 zwischen dem dritten und dem vierten Netzspannungsschwellwert. Dieses Regelverhalten trägt zur Verlängerung der Standzeit der Batterieversorgung nach Unterschreiten des ersten Netzspannungsschwellwerts bei. Wie in 3 zu erkennen ist, wird die Systemleistung bzw. die aufzunehmende elektrische Leistung des elekt ronischen Vorschaltgeräts 3 im Gleichstrombetrieb zwischen dem ersten und dem zweiten Netzspannungsschwellwert von einem Wert von etwa 100 bis auf einen Wert von etwa 60 abgeregelt. Die Werte 100 und 60 geben dabei die Systemleistung in Prozent der Nennleistung des elektronischen Vorschaltgeräts 3 an. Der 3 ist auch zu entnehmen, dass im Wechselstrombetrieb des elektronischen Vorschaltgeräts 3 die Systemleistung zwischen dem dritten und dem vierten Netzspannungsschwellwert von einem Wert von etwa 100 auf einen Wert von etwa 80 abgeregelt wird.Furthermore, in 3 the characteristic curve 322 located, which for the reduction of the system performance in an AC operation of the electronic ballast 3 from the control unit 32 is used. As to from the presentation in 3 can be seen is carried out in the range above a third mains voltage threshold, which corresponds to the first Netzspannungsschwellwert in the embodiment shown, and thus also is approximately at 180V, a constant power control. In the mains voltage range between this third mains voltage threshold and a fourth mains voltage threshold, which in the exemplary embodiment corresponds to the second mains voltage threshold and is therefore approximately 140V, a continuously decreasing power control takes place. Analogous to the procedure in DC operation, the electronic ballast is also in AC operation falls below the fourth mains voltage threshold 3 off. Again 3 can be seen, is the drop of the characteristic 321 in the range between the first and second Netzspannungsschwellwert steeper than the slope of the characteristic 322 between the third and the fourth mains voltage threshold. This control behavior contributes to the extension of the service life of the battery supply after falling below the first mains voltage threshold. As in 3 can be seen, the system performance and the male electrical power of the electronic ballast 3 in DC operation between the first and the second mains voltage threshold from a value of about 100 is adjusted to a value of about 60. The values 100 and 60 give the system performance in percent of the nominal power of the electronic ballast 3 at. Of the 3 it can also be seen that in the AC operation of the electronic ballast 3 the system power between the third and fourth grid voltage thresholds is ramped from a value of about 100 to a value of about 80.

Es sei angemerkt, dass die Kennlinien 321 und 322 auch gegeneinander verschoben werden können. Dabei ist es auch möglich, dass der erste und der dritte Netzspannungsschwellwert und/oder der zweite und der vierte Netzspannungsschwellwert voneinander abweichen.It should be noted that the characteristics 321 and 322 can also be moved against each other. It is also possible that the first and third Netzspannungsschwellwert and / or the second and fourth Netzspannungsschwellwert differ from each other.

Es kann auch vorgesehen sein, dass im Gleichstrombetrieb bei einem Unterschreiten des ersten Netzspannungsschwellwerts auch direkt auf einen in der Systemleistung deutlich reduzierten Betrieb umgeschaltet wird, in dem beispielsweise sofort auf einen Wert von etwa 60 der Systemleistung abgeregelt wird.It can also be provided that in DC operation at a Fall below the first mains voltage threshold also directly switched to a significantly reduced in system performance operation in which, for example, immediately to a value of about 60 the System performance is abgeregelt.

Claims (16)

Schaltungsanordnung zur netzspannungsabhängigen Leistungsregelung eines elektronischen Geräts (3), welche Mittel (31) aufweist, mit denen ein Gleichstrombetrieb oder ein Wechselstrombetrieb des elektronischen Geräts (3) detektierbar ist und welche eine Regelungseinheit (32) aufweist, in welcher zumindest eine Leistung-Netzspannung-Kennlinie (321) für einen Gleichstrombetrieb und zumindest eine Leistung-Netzspannung-Kennlinie (322) für einen Wechselstrombetrieb des elektronischen Geräts (3) abgelegt sind, wobei die Regelungseinheit (32) derart ausgebildet ist, dass abhängig vom detektierten Betrieb des elektronischen Geräts (3) ein Regeln der Aufnahme der elektrischen Leistung des elektronischen Geräts (3) abhängig von der zugeordneten Leistung-Netzspannung-Kennlinie (321, 322) durchführbar ist.Circuit arrangement for mains voltage-dependent power control of an electronic device ( 3 ), which means ( 31 ), with which a DC operation or an AC operation of the electronic device ( 3 ) is detectable and which a control unit ( 32 ), in which at least one power-mains voltage characteristic ( 321 ) for a DC operation and at least one power-mains voltage characteristic ( 322 ) for an AC operation of the electronic device ( 3 ), the control unit ( 32 ) is designed such that, depending on the detected operation of the electronic device ( 3 ) a regulation of the recording of the electrical power of the electronic device ( 3 ) depending on the assigned power-line voltage characteristic ( 321 . 322 ) is feasible. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel, mit denen der Betrieb des elektronischen Geräts (3) detektierbar ist, eine Diskriminatorstufe (31) aufweisen.Circuit arrangement according to Claim 1, characterized in that the means by which the operation of the electronic device ( 3 ) is detectable, a discriminator stage ( 31 ) exhibit. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Regelungseinheit (32) abgelegte Leistung-Netzspannung-Kennlinie (321) für Gleichstrombetrieb und die Leistung-Netzspannung-Kennlinie (322) für Wechselstrombetrieb zumindest teilweise unterschiedliche Verläufe aufweisen.Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that in the control unit ( 32 ) stored power mains voltage characteristic ( 321 ) for DC operation and the power line voltage characteristic ( 322 ) for AC operation have at least partially different courses. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungseinheit (32) derart ausgebildet ist, dass im Falle eines detektierten Gleichstrombetriebs eine Leistungsregelung derart durchgeführt wird, dass die elektrische Leistung bei einem Absinken der Netzspannung bis zu einem ersten Netzspannungsschwellwert im Wesentlichen konstant gehalten wird.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit ( 32 ) is designed such that in the case of a detected DC operation, a power control is performed such that the electrical power is kept substantially constant with a drop in the mains voltage up to a first Netzspannungsschwellwert. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungseinheit (32) derart ausgebildet ist, dass im Falle eines detektierten Gleichstrombetriebs eine Leistungsregelung derart durchgeführt wird, dass die elekt rische Leistung bei einem Absinken der Netzspannung unter den ersten Netzspannungsschwellwert kontinuierlich abfallend bis zu einem zweiten Netzspannungsschwellwert abgesenkt wird.Circuit arrangement according to Claim 4, characterized in that the control unit ( 32 ) is designed such that in the case of a detected DC operation, a power control is performed such that the elec- tric power is lowered continuously with a drop in the mains voltage below the first mains voltage threshold to a second mains voltage threshold. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungseinheit (32) derart ausgebildet ist, dass im Falle eines detektierten Gleichstrombetriebs eine Leistungsregelung derart durchgeführt wird, dass bei einem Absinken der Netzspannung unter den zweiten Netzspannungsschwellwert das elektronische Gerät (3) abgeschaltet wird.Circuit arrangement according to Claim 5, characterized in that the control unit ( 32 ) is designed such that in the case of a detected DC operation, a power control is carried out such that when the mains voltage drops below the second mains voltage threshold, the electronic device ( 3 ) is switched off. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungseinheit (32) derart ausgebildet ist, dass im Falle eines detektierten Wechselstrombetriebs eine Leistungsregelung derart durchgeführt wird, dass die elektrische Leistung bei einem Absinken der Netzspannung bis zu einem dritten Netzspannungsschwellwert im Wesentlichen konstant gehalten wird.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit ( 32 ) is designed such that in the case of a detected AC operation, a power control is performed such that the electrical power is kept substantially constant at a drop in the mains voltage up to a third Netzspannungsschwellwert. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungseinheit (32) derart ausgebildet ist, dass im Falle eines detektierten Wechselstrombetriebs eine Leistungsregelung derart durchgeführt wird, dass die elektrische Leistung bei einem Absinken der Netzspannung unter den dritten Netzspannungsschwellwert kontinuierlich abfallend bis zu einem vierten Netzspannungsschwellwert abgesenkt wird.Circuit arrangement according to claim 7, characterized in that the control unit ( 32 ) is designed such that in the case of a detected AC operation, a power control is performed such that the electrical power is lowered at a fall in the mains voltage below the third mains voltage threshold continuously decreasing up to a fourth Netzspannungsschwellwert. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungseinheit (32) derart ausgebildet ist, dass im Falle eines detektierten Wechselstrombetriebs eine Leistungsregelung derart durchgeführt wird, dass bei einem Absinken der Netzspannung unter den vierten Netzspannungsschwellwert das elektronische Gerät (3) abgeschaltet wird.Circuit arrangement according to claim 8, characterized in that the control unit ( 32 ) is designed such that in the case of a detected AC operation, a power control is performed such that when the mains voltage drops below the fourth mains voltage threshold, the electronic device ( 3 ) is switched off. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Netzspannungsschwellwert und der dritte und/oder der vierte Netzspannungsschwellwert variabel festlegbar sind.Circuit arrangement according to claim 5 and 8, characterized in that the first and / or the second mains voltage threshold value and the third and / or fourth mains voltage threshold variable are definable. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Netzspannungsschwellwert dem vierte Netzspannungsschwellwert entspricht und der dritte Netzspannungsschwellwert dem vierten Netzspannungsschwellwert entspricht.Circuit arrangement according to claim 5 and 8, characterized characterized in that the first Netzspannungsschwellwert the fourth Mains voltage threshold and the third mains voltage threshold corresponds to the fourth mains voltage threshold. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der kontinuierliche Abfall der elektrischen Leistung zwischen dem ersten und dem zweiten Netzspannungsschwellwert steiler ist als der kontinuierliche Abfall der elektrischen Leistung zwischen dem dritten und dem vierten Netzspannungsschwellwert.Circuit arrangement according to Claim 11, characterized that the continuous drop in electrical power between the first and the second mains voltage threshold is steeper as the continuous drop in electrical power between the third and fourth mains voltage thresholds. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Gerät als elektronisches Vorschaltgerät (3) ausgebildet ist.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the electronic device as an electronic ballast ( 3 ) is trained. Elektronisches Vorschaltgerät zum Betreiben von elektrischen Lampen, insbesondere Leuchtstofflampen, welches eine Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 aufweist.Electronic ballast for operating electrical Lamps, in particular fluorescent lamps, which have a circuit arrangement according to one of the claims 1 to 13. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 14, gekennzeichnet, durch eine PFC-Eingangsstufe (31), deren elektrische Ausgangsleistung durch die Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 netzspannungsabhängig regelbar ist.Electronic ballast according to claim 14, characterized by a PFC input stage ( 31 ), whose electrical output power is regulated by the circuit arrangement according to one of claims 1 to 13 mains voltage dependent. Verfahren zur netzspannungsabhängigen Leistungsregelung eines elektronischen Geräts (3), welche Mittel (31) aufweist, mit denen ein Gleichstrombetrieb oder ein Wechselstrombetrieb des elektronischen Geräts detektiert wird und welches eine Regelungseinheit (32) aufweist, in welcher zumindest eine Leistung-Netzspannung-Kennlinie (321) für einen Gleichstrombetrieb und zumindest eine Leistung-Netzspannung-Kennlinie (322) für einen Wechselstrombetrieb des elektronischen Geräts (3) abgelegt werden, wobei abhängig vom detektierten Betrieb des elektroni schen Geräts (3) ein Regeln der vom elektronischen Gerät (3) aufzunehmenden elektrischen Leistung gemäß der zugeordneten Leistung-Netzspannung-Kennlinie (321, 322) durch die Regelungseinheit (32) durchgeführt wird.Method for mains voltage-dependent power control of an electronic device ( 3 ), which means ( 31 ), with which a DC operation or an AC operation of the electronic device is detected and which is a control unit ( 32 ), in which at least one power-mains voltage characteristic ( 321 ) for a DC operation and at least one power-mains voltage characteristic ( 322 ) for an AC operation of the electronic device ( 3 ), depending on the detected operation of the electronic device ( 3 ) a rule of the electronic device ( 3 ) to be received electrical power according to the associated power-line voltage characteristic ( 321 . 322 ) by the regulatory unit ( 32 ) is carried out.
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