DE102010042029A1 - Operating device for lamps with low-voltage power supply - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen einer Niedervoltspannung für eine Last (RL), insbesondere für Halbleiter-ICs, sowie Niederspannungs-Versorgungsschaltung. Letztere ist versehen mit Eingangsanschlüssen (1, 2) für eine Eingangs-Spannungsquelle (SQ), deren Spannung höher als die zu erzeugende Niederspannung ist, mit Ausgangsanschlüssen (3, 4) für die Last (RL), mit einer parallel zu den Eingangsanschlüssen (1, 2) geschalteten Serienschaltung aus a) einem mit dem Anlaufwiderstand (R2), b) einem steuerbaren elektronischen Schalter (X1) und c) einem Energiespeicher (C4), der mit den Ausgangsanschlüssen (3, 4) verbunden ist, wobei der Energiespeicher (C4) im sog. Linearbetrieb über den Schalter (X1) aufgeladen wird und aus der Ladung eine Anlaufspannung für die Last (RL) generierbar ist. Weiterhin weist sie d) Mittel (CT) zur Erzeugung von Schaltimpulsen für den Schalter (X1) zum Betreiben desselben im sog. Impulsbetrieb, auf wobei der Energiespeicher (C4) und der Schalter (X1) Teile eines Schaltreglers bzw. Gleichspannungswandlers bilden, derart, dass aus der Ladung des Energiespeichers (C4) eine Betriebsspannung für die Last (RL) generierbar ist.The invention relates to a method for providing a low-voltage voltage for a load (RL), in particular for semiconductor ICs, and a low-voltage supply circuit. The latter is provided with input connections (1, 2) for an input voltage source (SQ), the voltage of which is higher than the low voltage to be generated, with output connections (3, 4) for the load (RL), with a parallel to the input connections ( 1, 2) connected series circuit from a) one with the starting resistor (R2), b) a controllable electronic switch (X1) and c) an energy store (C4), which is connected to the output connections (3, 4), the energy store (C4) is charged in the so-called linear mode via the switch (X1) and a starting voltage for the load (RL) can be generated from the charge. Furthermore, it has d) means (CT) for generating switching pulses for the switch (X1) for operating the same in so-called pulse operation, the energy store (C4) and the switch (X1) forming parts of a switching regulator or DC / DC converter, such that that an operating voltage for the load (RL) can be generated from the charge of the energy store (C4).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der sog. Niedervolt-Spannungsversorgung für eine Last, insbesondere für aktive Halbleiter-ICs. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Betriebsgeräte für Leuchtmittel (bspw. LEDs, OLEDs, Halogen, Niederdruck- und Hochdruck-Gasentladungslampen).The present invention relates to the field of so-called. Low-voltage power supply for a load, in particular for active semiconductor ICs. The invention relates in particular to control gear for lamps (eg. LEDs, OLEDs, halogen, low-pressure and high-pressure gas discharge lamps).

Typischerweise liegen diese DC-Versorgungsspannungen in einem Bereich von unter 15 Volt DC. Grundsätzlich ist es aus dem Stand der Technik im Bereich von Betriebsgeräten für Leuchtmittel bekannt, dass für eine Startphase des Betriebsgeräts unmittelbar nach dem Einschalten der Netzspannungsversorgung aus dieser eine erste Anlauf-Niederspannung generiert wird. Dazu wird bspw. einer Serienschaltung aus einem Anlaufwiderstand, einem elektronischen steuerbaren Schalter und einem Energiespeicher durch Schließen des Schalters die (gleichgerichtete) Netzspannung zugeführt. Bei dem Schalter handelt es sich in der Regel um einen Transistor und bei dem Energiespeicher um einen Ladekondensator, vorzugsweise einen Elektrolytkondensator.Typically, these DC supply voltages are in the range of less than 15 volts DC. Basically, it is known from the prior art in the field of control gear for lamps, that for a start phase of the operating device immediately after switching on the mains voltage supply from this a first start-low voltage is generated. For this purpose, for example, a series circuit of a starting resistor, an electronic controllable switch and an energy storage by closing the switch, the (rectified) mains voltage supplied. The switch is usually a transistor and the energy store is a charging capacitor, preferably an electrolytic capacitor.

An dem Kondensator liegt somit eine Gleichspannung an. Diese Gleichspannung läuft von Null bis zu einem bestimmten Spannungswert unterhalb von 15 Volt hoch, der dann mehr oder weniger konstant gehalten wird.Thus, a DC voltage is applied to the capacitor. This DC voltage runs from zero to a certain voltage below 15 volts high, which is then kept more or less constant.

Diese Gleichspannung versorgt dann eine aktive Steuerschaltung des Betriebsgeräts, die üblicherweise getaktete Baugruppen des Betriebsgeräts ansteuert. Nur in Zeitdauern, in denen die Steuerschaltung diese Baugruppen ordnungsgemäss taktet, kann dann eine Spannungsversorgung für die Steuerschaltung ausgehend von einer getakteten Baugruppe erfolgen, und die Verlustleistung des mit Netzspannung versorgten Anlaufwiderstands kann abgeschaltet werden.This DC voltage then supplies an active control circuit of the operating device, which usually controls clocked modules of the operating device. Only in periods in which the control circuit clocks these modules properly, then can be a power supply for the control circuit from a clocked module, and the power loss of the mains voltage supplied starting resistance can be switched off.

Es versteht sich, dass bei vertretbarer Verlustleistung, die durch den Stromfluss in dem Anlaufwiderstand und dem den Schalter bildenden Transistor bedingt ist, die dem Ladekondensator entnehmbare Leistung begrenzt ist. Dementsprechend dient die Anlaufspannung in der Regel nur zum Einleiten der Startphase oder zur Deckung eines besonders geringen Leistungsbedarfs einer Last, es sei denn man nimmt eine höhere Verlustleistung in Kauf.It is understood that with reasonable power loss, which is due to the current flow in the starting resistor and the transistor forming the switch, the power removable from the charging capacitor is limited. Accordingly, the starting voltage usually serves only to initiate the starting phase or to cover a particularly low power requirement of a load, unless you take a higher power loss in purchasing.

Bei einer in der DE 10 2008 016 754 A1 beschriebenen bekannten Niederspannungs-Versorgungsschaltung, die Teil eines Betriebsgerätes für ein Leuchtmittel ist, wird der Ladekondensator deshalb nach Durchlaufen der Startphase, die hier auch als „Linearbetrieb” bezeichnet wird, mit dem Mittelabgriff einer Gleichrichter-Halb- oder Vollbrücke verbunden. Die Halb- bzw. Vollbrücke ist in dem Betriebsgerät ohnehin vorhanden ist und Teil eines Spannungswandlers zur Versorgung des Leuchtmittels ist. Die so auf den Ladekondensator übertragene Leistung ist ausreichend, um in der auf die Startphase folgenden Phase auch einen höheren Leistungsbedarf einer an den Ausgang der Niederspannungs-Versorgungsschaltung angeschlossenen Last zu decken.At one in the DE 10 2008 016 754 A1 Therefore, after passing through the starting phase, which is also referred to herein as "linear operation", the charging capacitor is connected to the center tap of a rectifier half or full bridge described known low-voltage power supply circuit, which is part of an operating device for a light source. The half or full bridge is present anyway in the operating device and is part of a voltage converter for the supply of the light source. The power thus transferred to the charging capacitor is sufficient to cover in the phase following the starting phase also a higher power requirement of a load connected to the output of the low-voltage power supply circuit.

Die vorstehend beschriebene bekannte Niederspannungs-Versorgungsschaltung hat jedoch die folgenden Nachteile:

  • 1. Sie ist nicht unabhängig steuerbar.
  • 2. Das Leistungsangebot ist abhängig von der Halb- oder Vollbrückenfrequenz. Die bekannte Schaltung muss so dimensioniert sein, dass sie bei niedriger Frequenz, also bei 100% licht die benötigte Leistung liefert. Das bedeutet für den Dimmbetrieb, dass die infolge höherer Frequenz zuviel gelieferte Leistung über Zenerdioden „vernichtet” werden muss, was nutzlose Verluste verursacht.
  • 3. Wenn die Halb- oder Vollbrücke nicht in Betrieb ist („Stand-By”), muss die benötigte Leistung im Linearbetrieb bereitgestellt werden, was wiederum mit einer höheren Verlustleistung erkauft werden muss.
However, the above-described known low-voltage power supply circuit has the following disadvantages:
  • 1. It is not independently controllable.
  • 2. The range of services depends on the half or full bridge frequency. The known circuit must be dimensioned so that it provides the required power at low frequency, ie at 100% light. This means for the dimming operation that the over-supplied due to higher frequency power over Zener diodes must be "destroyed", causing useless losses.
  • 3. If the half or full bridge is not in operation ("stand-by"), the required power must be provided in linear operation, which in turn must be paid for with a higher power loss.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zum Bereitstellen einer Niedervoltspannung für eine Last, insbesondere für Halbleiter-ICs, die vorzugsweise Anwendung in Betriebsgeräten für Leuchtmittel finden, sowie eine entsprechende Niederspannungs-Versorgungsschaltung zu schaffen, mit denen wenigstens einer der beschriebenen Nachteile des Standes der Technik verringert wird.The invention has for its object a method for providing a low voltage for a load, in particular for semiconductor ICs, which are preferably used in operating devices for lighting, and to provide a corresponding low-voltage power supply circuit, which at least one of the disadvantages of the prior Technology is reduced.

Die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Lösungen liegen folgende Überlegungen zugrunde:
Die Anlaufphase und die dafür notwenigen Bauelemente, wie Anlaufwiderstand, Schalter und Energiespeicher werden beibehalten. Der erhöhte Energiebedarf soll jedoch nicht mehr durch Anzapfen einer externen Energiequelle, wie der Halb- oder Vollbrücke eines Betriebsgerätes gedeckt werden, sondern von der mit Netzspannung gespeisten Niederspannungs-Versorgungsschaltung selbst. Dazu wird diese mit den erwähnten bereits vorhandenen Bauelementen selektiv in einen sog. „Impulsbetrieb” versetzt, um dann als Schaltregler oder Gleichspannungswandler betrieben zu werden.
The solutions given in the independent claims are based on the following considerations:
The start-up phase and the necessary components, such as starting resistor, switch and energy storage are maintained. However, the increased energy demand should no longer be covered by tapping an external power source, such as the half or full bridge of an operating device, but from the supplied with mains voltage low-voltage supply circuit itself. For this purpose, this with the mentioned already existing components selectively in a so-called. " Pulse mode "offset to then be operated as a switching regulator or DC-DC converter.

Die verschiedenen Typen von möglichen Schaltreglern bzw. Gleichspannungswandlern sind beispielsweise in dem Buch von U. Tietze und Ch. Schenck „Halbleiter-Schaltungstechnik”, Springer-Verlag, 9. Auflage auf den Seiten 563–586 beschrieben.The various types of possible switching regulators or DC-DC converters are described, for example, in the book of U. Tietze and Ch. Schenck "Semiconductor Circuit Technology", Springer-Verlag, 9th edition on pages 563-586 described.

Wenn die Eingangs-Spannungsquelle das Wechselstromnetz ist, sollte die Frequenz der Schaltimpulse für den Schalter höher, vorzugsweise sehr viel höher als die Netzfrequenz gewählt werden. Als Eingangsspannung kommt indessen auch eine DC-Quelle in Frage.If the input voltage source is the AC mains, the frequency of the switching pulses for the switch should be higher, preferably much higher than the mains frequency. An input voltage, however, is a DC source.

Als Energiespeicher eignet sich ein Ladekondensator, vorzugsweise ein Elektrolytkondensator.As energy storage, a charging capacitor, preferably an electrolytic capacitor is suitable.

Zur praktischen Realisierung eines Schaltreglers bzw. Gleichspannungswandlers wird weiterhin vorgeschlagen, dass der Serienschaltung aus Anlaufwiderstand, Schalter, und Energiespeicher noch die Primärwicklung eines Transformators hinzugefügt wird, dessen Sekundärwicklung in Serie mit einer Gleichrichter-Diode parallel zu dem Ladekondensator geschaltet ist, wobei der Schalter, der Transformator, die Gleichrichter-Diode und der Ladekondensator dann einen Sperrwandler bilden können.For the practical realization of a switching regulator or DC-DC converter is further proposed that the series circuit of starting resistor, switch, and energy storage nor the primary winding of a transformer is added, the secondary winding is connected in series with a rectifier diode in parallel with the charging capacitor, wherein the switch, the transformer, the rectifier diode and the charging capacitor can then form a flyback converter.

Zweckmäßigerweise werden der Schalter mit einer Strombegrenzungsschaltung und der Energiespeicher mit einer Spannungsbegrenzungsschaltung verbunden. Diese kann beispielsweise aus einer zu dem Energiespeicher parallel geschalteten Zener-Diode bestehen.Conveniently, the switch with a current limiting circuit and the energy storage are connected to a voltage limiting circuit. This can for example consist of a parallel to the energy storage Zener diode.

Die Mittel zum Erzeugen der Schaltimpulse für den Schalter können von einem Controller gebildet sein, der – jedenfalls bei Verwendung der Niederspannungs-Versorgungsschaltung in einem Betriebsgerät für eine Leuchtmittel in der Regel ohnehin vorhanden ist. Der Controller kann auch gleichzeitig als Spannungsregler wirksam sein.The means for generating the switching pulses for the switch may be formed by a controller which - at least when using the low-voltage power supply circuit in a control device for a light-emitting device is usually present anyway. The controller can also be effective as a voltage regulator at the same time.

Eine weitere wichtige Weiterbildung der Erfindung kann darin bestehen, dass der Steuereingang des Schalters mit einer Ladungspumpe verbunden ist, welche die aus der Ladung des Energiespeichers generierte Betriebsspannung auswertet und nach einem Wechsel der Betriebsart von Linearbetrieb auf Impulsbetrieb eine Potentialanhebung der Schaltimpulse am Steuereingang des Schalters bewirkt, derart, dass die Schaltimpulse für den Schalter dessen Schwellspannung beim Umschalten sicher überwinden.Another important development of the invention may consist in that the control input of the switch is connected to a charge pump, which evaluates the generated from the charge of the energy storage operating voltage and causes a change in the mode of operation from linear operation to pulse operation, a potential increase of the switching pulses at the control input of the switch , Such that the switching pulses for the switch overcome the threshold voltage when switching safely.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2–16 für die Schaltung und der Ansprüche 18–28 für das Verfahren. Es sei in diesem Zusammenhang ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Ansprüche vollinhaltlich zur Offenbarung der Beschreibung zu rechnen sind.Further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims 2-16 for the circuit and the claims 18-28 for the method. It should be expressly pointed out in this context that the claims are to be expected in full to the disclosure of the description.

Ausfuhrungsbeispiele der erfindungsgemäßen Niederspannungs-Versorgungsschaltung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben.Exemplary embodiments of the low-voltage power supply circuit according to the invention are described below with reference to the drawings.

Es zeigen:Show it:

1 eine erste Ausführungsform der Niederspannungs-Versorgungsschaltung, 1 a first embodiment of the low-voltage power supply circuit,

2 eine zweite Ausführungsform der Niederspannungs-Versorgungsschaltung, die sich von der ersten Ausführungsform nur bezüglich der Spannungsbegrenzung und der speziellen Ausführung der Ladungspumpe unterscheidet. 2 a second embodiment of the low-voltage power supply circuit, which differs from the first embodiment only with respect to the voltage limitation and the specific embodiment of the charge pump.

Die in 1 dargestellte Niederspannungs-Versorgungsschaltung dient dazu aus der höheren Spannung einer Eingangs-Spannungsquelle SQ eine Niederspannung Vcc zu erzeugen, mit der aktive Halbleiter-ICs, wie z. B. ASICs gespeist werden können. Die zu erzeugende Niederspannung Vcc ist im vorliegenden Fall eine Gleichspannung von bspw. maximal 12 Volt. Die Eingangsspannung ist im stationären Betrieb eine Gleichspannung mit bspw. 400 Volt. Da diese Eingangsspannung mit aktiv getakteten Bauteilen (bspw. aktiver PFC) ausgehend von einer Netzwechselspannung erzeugt wird, kann sie im Anlauf- oder Standbyfall (PFC noch nicht eingeschaltet bzw. ausgeschaltet) gleich dem Scheitelwert der anliegenden Netzspannung sein.In the 1 The illustrated low-voltage supply circuit serves to generate from the higher voltage of an input voltage source SQ a low voltage Vcc, with the active semiconductor ICs, such as. B. ASICs can be fed. The low voltage Vcc to be generated in the present case is a DC voltage of, for example, a maximum of 12 volts. The input voltage is in stationary operation a DC voltage with, for example, 400 volts. Since this input voltage is generated by actively switched components (eg active PFC) starting from a mains AC voltage, it can be equal to the peak value of the applied mains voltage during start-up or standby (PFC not yet switched on or off).

Die Eingangs-Spannungsquelle SQ ist mit den Eingangsanschlüssen 1 und 2 der Schaltung verbunden. Dementsprechend wird die Eingangsspannung einer Serienschaltung aus einem optionalen Trennschalter SW (mit einem Innenwiderstand, der durch R1 dargestellt ist), der Primärwicklung L1 eines Transformators TR, einem steuerbaren elektronischen Schalter X1 (in Form eines Leistungs-FETs) und einer an den Ausgangsanschlüssen 3 und 4 liegenden Last RL zugeführt.The input voltage source SQ is connected to the input terminals 1 and 2 connected to the circuit. Accordingly, the input voltage of a series circuit is made up of an optional circuit breaker SW (having an internal resistance represented by R1), the primary winding L1 of a transformer TR, a controllable electronic switch X1 (in the form of a power FET) and one at the output terminals 3 and 4 lying load RL supplied.

Der optionale Trennschalter SW schaltet in gewissen Zuständen die dargestellte Schaltung völlig ab, um die Verluste auf Null zu begrenzen. Dies ist insbesondere möglich, wenn elektrische Energie für eine Steuerschaltung aus einer Busleitung bezogen werden kann (bspw. wenn der Ruhezustand des Busprotokolls ungleich Null ist). Der Schalter SW wird von einer nicht dargestellten Standby-Steuerschaltung angesteuert.The optional disconnect switch SW switches off in certain states, the circuit shown completely to limit the losses to zero. This is particularly possible if electrical energy for a control circuit can be obtained from a bus line (for example, if the idle state of the bus protocol is not equal to zero). The switch SW is driven by a standby control circuit, not shown.

Der Anlaufwiderstand ist mit R2 bezeichnet. Im Anlauffall wird über den Anlaufwiderstand R2 die Serienschaltung der Kondensatoren C2, C3 aufgeladen und damit über den Knotenpunkt R2, C2, R3 das Gate von X1 angesteuert. X1 ist damit im Linearbetrieb.The starting resistance is denoted by R2. In the event of a start, the series circuit of the capacitors C2, C3 is charged via the starting resistor R2 and thus the gate of X1 is driven via the node R2, C2, R3. X1 is thus in linear operation.

Die Last RL repräsentiert bspw. zu versorgende aktive Halbleiter-ICs. Parallel zum Ausgang 3, 4 liegt ferner ein Ladekondensator C4, der von einem Elektrolytkondensator gebildet ist. Weiterhin liegt parallel zum Ausgang 3, 4 die Serienschaltung aus der Sekundärwicklung L2 des Transformators TR und einer Gleichrichter-Diode D5. Und schließlich liegt über dem Ausgang 3, 4 noch eine Zener-Diode D4. The load RL represents, for example, semiconductor active ICs to be supplied. Parallel to the exit 3 . 4 Furthermore, there is a charging capacitor C4, which is formed by an electrolytic capacitor. Furthermore, it is parallel to the exit 3 . 4 the series connection of the secondary winding L2 of the transformer TR and a rectifier diode D5. And finally, over the exit 3 . 4 another Zener diode D4.

Zur Unterscheidung wird der steuerbare elektronische Schalter X1 nachfolgend durchgehend als „Schalter” bezeichnet, während der optionale Trennschalter SW nachfolgend auch durchgehend „Trennschalter” genannt wird.For the purpose of distinction, the controllable electronic switch X1 is hereinafter referred to as "switch", while the optional disconnect switch SW is also referred to below as "disconnector".

Der Ladekondensator C4 hat die Funktion eines Energiespeichers. Die Zener-Diode D4 dient zur Begrenzung der über dem Ladekondensator C4 abfallenden Spannung auf die Zener-Spannung von – im vorliegenden Fall – 12 Volt.The charging capacitor C4 has the function of an energy storage. The Zener diode D4 serves to limit the voltage drop across the charging capacitor C4 to the Zener voltage of-in the present case-12 volts.

Um den durch den Schalter X1 fließenden Strom zu begrenzen, ist eine Strombegrenzungsschaltung vorgesehen, die aus einem Shunt (Widerstand zum Abgriff eines Spannungssignals) R5, einem zu diesem parallel geschalteten Ladekondensator C1 und einem Strombegrenzungs-Transistor Q1 besteht. Die Emitter-Basis-Strecke des Transistors Q1 ist zu dem Shunt R5 und dem Kondensator C1 parallel geschaltet. Die Basis des Transistors Q1 liegt an der Source-Elektrode des Schalters X1, und der Kollektor ist über einen Vorwiderstand R3 mit der Gate-Elektrode von X1 verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen R1 und der Primärwicklung L1 des Transformators TR ist über den Widerstand R2 und den Vorwiderstand R3 mit der Gate-Elektrode des Schalters X1 verbunden.In order to limit the current flowing through the switch X1, a current limiting circuit is provided which consists of a shunt (resistor for picking up a voltage signal) R5, a charging capacitor C1 connected in parallel thereto, and a current limiting transistor Q1. The emitter-base path of the transistor Q1 is connected in parallel with the shunt R5 and the capacitor C1. The base of the transistor Q1 is connected to the source of the switch X1, and the collector is connected to the gate of X1 via a resistor R3. The connection point between R1 and the primary winding L1 of the transformer TR is connected through the resistor R2 and the resistor R3 to the gate of the switch X1.

Mit dem Ladungskondensator C4 ist außerdem eine Ladungspumpe LP verbunden, deren genaue Funktion noch später erläutert wird.In addition, a charge pump LP is connected to the charge capacitor C4, the exact function of which will be explained later.

Die Ladungspumpe LP umfasst zwei in Serie geschaltete Pumpen-Kondensatoren C2 und C3, die zwischen Masse und dem Steuereingang des Schalters X1 liegen, wobei noch der Vorwiderstand R3 dazwischengeschaltet ist. Zu dem Ladekondensator C2 ist ein Widerstand R6 parallel geschaltet.The charge pump LP comprises two series-connected pump capacitors C2 and C3, which are between ground and the control input of the switch X1, wherein the series resistor R3 is interposed. To the charging capacitor C2, a resistor R6 is connected in parallel.

Ein Controller CT (der auch extern angeordnet werden kann) ist hier als weiter Teil der Ladungspumpe LP dargestellt. Er besitzt eine Anschluss 5 für die Zuführung der Betriebsspannung Vcc, einen Masse-Anschluss 7 und einen Anschluss 6, von dem Schaltimpulse für den Schalter X1 ausgegeben werden. Der Anschluss 5 des Controllers CT ist – wie durch die beiden Vcc-Zeichen angedeutet – mit dem potentialhöheren Ausgangsanschluss 3 verbunden.A controller CT (which can also be arranged externally) is shown here as a further part of the charge pump LP. He has a connection 5 for supplying the operating voltage Vcc, a ground connection 7 and a connection 6 from which switching pulses for the switch X1 are output. The connection 5 of the controller CT is - as indicated by the two Vcc characters - with the more potential output terminal 3 connected.

Ferner gehören zu der Ladungspumpe LP ein erster Pumpen-Transistor Q3 und ein zweiter Pumpen-Transistor Q2. Der Emitter des ersten Pumpen-Transistors Q3 liegt an Masse. Sein Kollektor ist sowohl mit der Basis des zweiten Pumpen-Transistors Q2 als auch – über einen Widerstand R8 – mit dem „heißen Ausgangsanschluss 3 verbunden. Die Basis des ersten Pumpen-Transistors Q3 ist über einen Widerstand R4 mit Anschluss 7 des Controllers CT verbunden, der zur Ausgabe der Schaltimpulse für den Schalter X1 bestimmt ist. Die Emitter-Kollektor-Strecke des zweiten Pumpen-Transistors Q2 erstreckt sich zwischen dem Verbindungspunkt der beiden Pumpen-Kondensatoren C2 und C3 auf der einen Seite und – unter Zwischenschaltung eines Lastwiderstandes R7 – dem „heißen Ausgangsanschluss 3 auf der anderen Seite. Die Emitter-Basis-Strecke des zweiten Pumpen-Transistors Q2 ist durch eine Diode D3 überbrückt.Further, the charge pump LP includes a first pump transistor Q3 and a second pump transistor Q2. The emitter of the first pump transistor Q3 is grounded. Its collector is connected both to the base of the second pump transistor Q2 and via a resistor R8 to the hot output port 3 connected. The base of the first pump transistor Q3 is connected via a resistor R4 7 of the controller CT, which is intended to output the switching pulses for the switch X1. The emitter-collector path of the second pump transistor Q2 extends between the connection point of the two pump capacitors C2 and C3 on one side and - with the interposition of a load resistor R7 - the "hot output terminal 3 on the other hand. The emitter-base path of the second pump transistor Q2 is bridged by a diode D3.

Der „heiße” Ausgangsanschluss 3 ist ferner über eine Diode D2 und den Vorwiderstand R3 mit dem Steuereingang des Schalters X1 verbunden.The "hot" output port 3 is further connected via a diode D2 and the resistor R3 to the control input of the switch X1.

Nunmehr soll die Funktion der Schaltung beschrieben werden:Now the function of the circuit will be described:

Linearbetrieblinear operation

Zunächst ist der Trennschalter SW geoffnet und der Schalter X1 geschlossen, d. h. der Leistungs-FET ist noch nicht-leitend. Damit er leitend wird muss – bei eingeschaltetem Trennschalter SW – das Gate-Potential um die FET-Schwellspannung (ca. 1,5 bis 4,5 Volt) höher sein, als das Source-Potential. Die Spannung am Ladekondensator C4 ist noch Null, der Controller CT ist noch inaktiv. Die Spannung an der Source-Elektrode von X1 ist ebenfalls noch Null.First, the circuit breaker SW is opened and the switch X1 is closed, d. H. the power FET is still non-conductive. In order for it to become conductive, the gate potential must be higher than the source potential by the FET threshold voltage (approximately 1.5 to 4.5 volts) when the disconnector SW is switched on. The voltage at the charging capacitor C4 is still zero, the controller CT is still inactive. The voltage at the source of X1 is also zero.

Durch Schließen des Trennschalters SW wird die erste Phase der Erzeugung einer Niederspannung eingeleitet, die als „Linearbetrieb” bezeichnet wird.By closing the circuit breaker SW, the first phase of generating a low voltage is initiated, which is referred to as "linear operation".

An dem Schalter X1, d. h. an der Source-Drain-Strecke des Leistungs-FETs liegt nun die volle Eingangs-Gleichspannung von bspw. 400 Volt im stationären Betrieb an (im Standyby-Fall oder in der Anlaufphase 310 V bei 230 V Netzspannung siehe oben). Die Pump-Kondensatoren C2 und C3 beginnen sich über den Widerstand R2 aufzuladen, mit der Folge, dass die Spannung am Steuereingang des Schalters X1 steigt. Wenn die Schwellspannung überschritten wird, beginnt der Schalter X1 leitend zu werden. Es fließt nun ein Strom von der Eingangs-Spannungsquelle SQ über den Trennschalter SW, den Widerstand R1, die Primärwicklung L1 des Transformators TR, den geöffneten Schalter X1, den Shunt R5 und über die Ausgangsanschlüsse 3, 4 in den Ladekondensator C4. Da es sich bei der Last RL um aktive Halbleiter ICs handelt, nehmen diese noch keine Leistung auf, solange sie inaktiv sind. Das gilt gleichermaßen für den Controller CT. Die Folge ist, dass die Spannung an dem Ladekondensator etwa linear ansteigt. Der Strom durch den Schalter X1 wird – wie später noch genauer beschrieben wird – durch den Shunt R5 und den Kondensator C1 in Verbindung mit dem Strombegrenzungs-Transistor Q1 begrenzt. Der Kondensator C1 dient vor allem dazu, später noch genauer beschriebene Pulsströme passieren zu lassen. Wichtig ist, dass die Zeitkonstanten R2, C2, C3 im Verhältnis zur Ladezeit von C1 sehr groß ist, damit beim Einschalten der Strom langsam auf den mit dem Shunt eingestellten Wert ansteigt.At the switch X1, that is to say at the source-drain path of the power FET, the full DC input voltage of, for example, 400 V is present in stationary operation (in the standby case or in the start-up phase 310 V at 230 V mains voltage, see above ). The pump capacitors C2 and C3 begin to charge via the resistor R2, with the result that the voltage at the control input of the switch X1 increases. When the threshold voltage is exceeded, the switch X1 starts to become conductive. A current now flows from the input voltage source SQ via the disconnecting switch SW, the resistor R1, the primary winding L1 of the transformer TR, the opened switch X1, the shunt R5 and via the output terminals 3 . 4 in the charging capacitor C4. Since it is at the load RLs are active semiconductor ICs, they will not take power while they are inactive. This applies equally to the Controller CT. The result is that the voltage across the charging capacitor increases approximately linearly. The current through the switch X1 is - as will be described in more detail later - limited by the shunt R5 and the capacitor C1 in conjunction with the current limiting transistor Q1. The capacitor C1 is primarily used to allow later to pass more accurately described pulse currents. It is important that the time constants R2, C2, C3 in relation to the charging time of C1 is very large, so that when switching on the current slowly increases to the value set with the shunt.

Die Begrenzung des Stromes durch den Schalter X1 erfolgt dadurch, dass ein überhöhter Strom einen entsprechend hohen Spannungsabfall über dem Shunt R5 zur Folge hat. Dadurch wird der Strombegrenzungs-Transistor Q1 zunehmend leitend. Dies wiederum reduziert die Spannung über der Source-Gate-Strecke des Schalters X1, mit der Folge, dass der Strom durch X1 wieder reduziert wird.The limitation of the current through the switch X1 occurs in that an excessive current has a correspondingly high voltage drop across the shunt R5 result. As a result, the current limiting transistor Q1 becomes increasingly conductive. This in turn reduces the voltage across the source-gate path of switch X1, with the result that the current through X1 is again reduced.

Mit dem Stromfluss durch den Schalter X1 und dem Aufladen des Ladekondensators C4 steigt die Spannung an der Source-Elektrode des Schalters X1. Um den Stromfluss aufrecht zu erhalten und noch – bis zu dem vorgegebenen Grenzwert – zu erhöhen, muss auch die Spannung an der Gate-Elektrode des Schalters X1 entsprechend erhöht werden. Das ist durch das Ansteigen der Spannung an den beiden Pumpen-Kondensatoren C2, C3 gewährleistet.With the current flowing through the switch X1 and the charging of the charging capacitor C4, the voltage at the source electrode of the switch X1 increases. In order to maintain the current flow and still - to increase to the predetermined limit -, the voltage at the gate electrode of the switch X1 must be increased accordingly. This is ensured by the increase in the voltage across the two pump capacitors C2, C3.

Wenn die Spannung am Ladekondensator C4 etwa 3,3 Volt erreicht, reicht sie aus, um den Controller CT in Funktion zu setzen. Gleiches gilt fur die aktiven Halbleiter-ICs, die durch die Last RL repräsentiert werden. Das bedeutet, dass der Controller CT nunmehr in der Lage ist, an seinem Ausgangsanschluss 6 Schaltimpulse für den Schalter X1 auszugeben.When the voltage on the charging capacitor C4 reaches about 3.3 volts, it will be enough to make the controller CT operate. The same applies to the active semiconductor ICs represented by the load RL. This means that the controller CT is now capable of at its output terminal 6 Output switching pulses for the switch X1.

Wenn die Spannung an dem Ladekondensator C4 ihren durch die Zener-Diode D4 einen Wert entsprechend der Schwellenspannung des verwendeten Fets (bspw. 8 Volt) erreicht hat, wird vom Linearbetrieb in den sog. „Impulsbetrieb” gewechselt. Das kann automatisch oder fremdgesteuert erfolgen.When the voltage at the charging capacitor C4 has reached a value corresponding to the threshold voltage of the FET used (for example 8 V) through the Zener diode D4, the linear mode switches to the so-called "pulse mode". This can be done automatically or externally controlled.

Impulsbetriebpulse operation

Zur Beschreibung des Impulsbetriebes soll zunächst davon ausgegangen, dass – noch vom vorangegangenen Linearbetrieb her – der durch die Strombegrenzungsschaltung vorgegebene Maximalstrom durch den Schalter X1 fließt, und dass an dem Ladekondensator C4 die durch die Zener-Diode D4 vorgegebene Maximalspannung von 12 Volt liegt. Der Signalausgang 6 des Controllers CT soll zunächst noch keinen Schaltimpuls abgeben, also praktisch noch auf Massepotential liegen. Unter dieser Voraussetzung ist der erste Pumpen-Transistor Q3 noch gesperrt, und an dem zweiten Pumpen-Transistor Q2 fließt ein Basisstrom über den Widerstand R8 mit der Folge, dass Q2 leitend ist. Dadurch hat der Verbindungspunkt der beiden Pumpen-Kondensatoren C2, C3 etwa das Potential des Ladekondensators C4. Die Gate-Elektrode (Steuereingang) des Schalters X1 liegt weiterhin auf einem Vorspannungs-Potential von über 12 Volt (ca. 20 Volt) und ist um die FET-Schwellspannung höher als das Potential an der Source-Elektrode. Dadurch fließt – wie vorher im Linearbetrieb – weiterhin Strom durch den Schalter X1.To describe the pulse operation, it is initially assumed that the maximum current predetermined by the current limiting circuit flows through the switch X1, and that the maximum voltage of the charging capacitor C4 is 12 V at the charging capacitor C4. The signal output 6 of the controller CT should initially not give a switching pulse, so practically still at ground potential. Under this condition, the first pump transistor Q3 is still locked, and at the second pump transistor Q2, a base current flows through the resistor R8 with the result that Q2 is conductive. As a result, the connection point of the two pump capacitors C2, C3 has approximately the potential of the charging capacitor C4. The gate electrode (control input) of switch X1 continues to be at a bias potential above 12 volts (about 20 volts) and is higher than the potential at the source electrode by the FET threshold voltage. As a result, current continues to flow through the switch X1, as before in linear mode.

Wenn nun von dem Controller CT ein Schaltimpuls abgegeben wird, so hat das eine Erhöhung des Potentials am Signalausgang 6 des Controllers CT gegenüber Massepotential zur Folge, wodurch der erste Pumpen-Transistor Q3 leitend geschaltet wird. Er zieht damit das Potential an dem Verbindungspunkt der beiden Pumpen-Kondensatoren C3 und C2 auf nahezu Massepotential herab. Damit wird auch das Potential an der Gate-Elektrode (Steuereingang) des Schalters entsprechend abgesenkt, mit der Folge, dass der Schalter X1 abrupt sperrt. Das schlagartige Unterbrechen des Stromflusses auch durch die Induktivität der Eingangswicklung L1 des Transformators TR hat einen Freilaufstrom zur Folge, der auf die Sekundärwicklung L2 übertragen und zur Aufladung des Ladekondensators C4 genutzt wird. Wie man leicht erkennt, bilden der Schalter X1, der Transformator TR mit seinen beiden Wicklungen L1, L2, die Gleichrichter-Diode D5 und der Ladekondensator C4 einen Sperrwandler, der die Eingangs-Gleichspannung von 400 Volt weitgehend verlustarm auf die Ausgangs-Niederspannung von 12 Volt umsetzt. Dabei ist die dem Ausgang 3, 4 der Schaltung während des Impulsbetriebes entnehmbare Leistung höher als diejenige, die der Schaltung währen der Linearphase entnommen werden kann. Grundsätzlich kann aber der Linearbetrieb beibehalten werden, solange die Leistungsgrenze des Schalters X1 und der Zener-Diode D4 nicht überschritten werden.If a switching pulse is now output by the controller CT, this has an increase in the potential at the signal output 6 of the controller CT to ground potential result, whereby the first pump transistor Q3 is turned on. It thus reduces the potential at the connection point of the two pump capacitors C3 and C2 to almost ground potential. Thus, the potential at the gate electrode (control input) of the switch is lowered accordingly, with the result that the switch X1 blocks abruptly. The sudden interruption of the current flow through the inductance of the input winding L1 of the transformer TR results in a freewheeling current, which is transmitted to the secondary winding L2 and used to charge the charging capacitor C4. As can easily be seen, the switch X1, the transformer TR with its two windings L1, L2, the rectifier diode D5 and the charging capacitor C4 form a flyback converter which reduces the input DC voltage of 400 volts substantially to the output low voltage of 12 Converts volts. It is the output 3 . 4 The power which can be taken from the circuit during the pulse operation is higher than that which can be taken from the circuit during the linear phase. Basically, however, the linear operation can be maintained as long as the power limit of the switch X1 and the Zener diode D4 are not exceeded.

Die Funktion der eingerahmten Ladungspumpe LP besteht darin, dass vom Controller CT ausgegebene Schaltimpulse mit einer relativ geringen Spannungsamplitude in Schaltimpulse umgesetzt werden, deren Amplitude wesentlich höher ist, und zwar so hoch, dass die FET-Schwellspannung (Threshold), die etwa je nach FET-Typ zwischen 1,5 Volt und 3,5 Volt betragen kann, durch die umgesetzten Schaltimpulse sicher überstrichen wird.The function of the framed charge pump LP is that switching pulses issued by the controller CT are converted at a relatively low voltage amplitude into switching pulses whose amplitude is significantly higher, so high that the FET threshold, which is approximately depending on the FET -Type can be between 1.5 volts and 3.5 volts, is safely swept by the converted switching pulses.

Um die einzelnen Baugruppen besser zu kennzeichnen, sind sie eingerahmt worden. Die am Linearbetrieb beteiligten Bauelemente sind mit einer Doppelstrich-Doppelpunkt-Linie eingerahmt. Die am Impulsbetrieb beteiligten Bauelemente sind durch eine strichpunktierte Linie eingerahmt. Die zu der Ladungspumpe LP gehörenden Bauelemente befinden sich in einem Rahmen, der von einer gestrichelten Linie gebildet ist. Gleiches gilt für die Bauelemente, die den Energiespeicher C4, die eine Spannungsbegrenzung bewirkende Zener-Diode D4 und die Last RL bilden. In 2 sind die Rahmen weggelassen.To better identify the individual assemblies, they have been framed. The components involved in the linear operation are framed with a double-dashed double-dot line. The components involved in the pulse operation are through a dot-dash line framed. The components belonging to the charge pump LP are located in a frame which is formed by a dashed line. The same applies to the components which form the energy store C4, the voltage limiting zener diode D4 and the load RL. In 2 the frames are omitted.

Die Schaltung gemäß 2 unterscheidet sich von derjenigen nach 1, dadurch die Begrenzung der Spannung an dem Ladekondensator C4 nicht mehr durch eine zu diesem parallel geschaltete Zener-Diode erfolgt, die zwangsläufig Energie vernichtet, sondern durch einen Schaltungsteil, der einen zusätzlichen Spannungsbegrenzungs-Transistor Q4 enthält. Der Kollektor von Q4 ist über den Vorwiderstand R3 mit dem Steuereingang des Schalters X1 verbunden. Der Emitter von Q4 ist über eine Zener-Diode D4 mit dem Kollektor des ersten Pumpen-Transistors Q3 verbunden, und die Basis von Q4 list mit dem „heißen” Anschluss des Ladekondensators C4 verbunden. Wenn die Spannung an dem Ladekondensator C4 den durch die Zener-Diode D4 vorgegebenen Wert von 12 Volt überschreitet, so fließt ein Strom durch Q4. Dadurch wird das Potential an der Basis von Q4 verringert, mit der Folge dass dadurch der Stromfluss durch den Schalter X1 reduziert wird, was dann eine entsprechende Verringerung der Ladespannung an C4 bewirkt.The circuit according to 2 differs from the one after 1 Thus, the limitation of the voltage across the charging capacitor C4 is no longer done by a zener diode connected in parallel to this, which inevitably destroys energy, but by a circuit part which contains an additional voltage limiting transistor Q4. The collector of Q4 is connected via the series resistor R3 to the control input of the switch X1. The emitter of Q4 is connected through a Zener diode D4 to the collector of the first pump transistor Q3, and the base of Q4 is connected to the "hot" terminal of the charging capacitor C4. When the voltage across the charging capacitor C4 exceeds the value of 12 volts set by the zener diode D4, a current flows through Q4. This reduces the potential at the base of Q4, thereby reducing the current flow through switch X1, which then causes a corresponding decrease in the charging voltage at C4.

Wesentlich an der Spannungsbegrenzungs-Variante gemäß 2 ist, dass diese nur im Linearbetrieb aktiv ist. Im Linearbetrieb ist das Potential am Signalausgang 6 des Controllers CT etwa Massepotential, so dass die positive Elektrode der Zenerdiode hier quasi auf Masse liegt.Essential to the voltage limiting variant according to 2 is that this is only active in linear mode. In linear mode, the potential is at the signal output 6 of the controller CT about ground potential, so that the positive electrode of the Zener diode here is virtually at ground.

Diese zusätzliche Art, den durch den Schalter X1 fließenden Strom im Linearbetrieb zu begrenzen, ist nur dann besonders vorteilhaft, wenn im Impulsbetrieb mit der kleinstmöglichen Pulsdauer und eventuell auch mit luckendem oder Burstbetrieb gearbeitet wird. Das ist dann der Fall, wenn zu wenig Verbraucher aktiv sind und immer noch zuviel Leistung vernichtet werden muss. Dann könnte unter Umständen – was die Verlustleistung betrifft – der Linearbetrieb der günstigere sein. Sonst wird der Linearbetrieb nur für die Anlaufphase benötigt, und zwar so lange, bis die Spannung am Ladekondensator C4 auf 8 Volt oder darüber gestiegen ist, der Controller CT mit der Betriebsspannung Vcc versorgt und die Gate-Elektrode des Schalters X1 mit der nötigen Vorspannung von mehr als 8 Volt beaufschlagt werden kann.This additional way of limiting the current flowing through the switch X1 in the linear mode, is only particularly advantageous when working in the pulse mode with the smallest possible pulse duration and possibly also with luckendem or burst mode. This is the case when too few consumers are active and still too much power has to be destroyed. Then, in some circumstances - as far as the power loss is concerned - the linear mode could be the cheaper one. Otherwise, the linear operation is needed only for the start-up phase, until the voltage on the charging capacitor C4 has risen to 8 volts or more, the controller CT is supplied with the operating voltage Vcc and the gate of the switch X1 is supplied with the necessary bias voltage of more than 8 volts can be applied.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102008016754 A1 [0006] DE 102008016754 A1 [0006]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • U. Tietze und Ch. Schenck „Halbleiter-Schaltungstechnik”, Springer-Verlag, 9. Auflage auf den Seiten 563–586 [0010] U. Tietze and Ch. Schenck "semiconductor circuit technology", Springer-Verlag, 9th edition on pages 563-586 [0010]

Claims (25)

Niederspannungs-Versorgungsschaltung für eine Last (RL), insbesondere für aktive Halbleiter-ICs, mit Eingangsanschlüssen (1, 2) für eine Eingangs-Spannungsquelle (SQ), deren Spannungs-Spitzenwert höher als die zu erzeugende Versorgungsspannung Vcc ist, mit Ausgangsanschlüssen (3, 4) für die Last (RL), wobei ein Energiespeicher (C4) vorgesehen ist, der in einem Linearbetrieb eines steuerbaren Schalters (X1) aufladbar ist und aus der Ladung des Energiespeichers (C4) die Versorgungsspannung Vcc für die Last (RL) generierbar ist, gekennzeichnet durch a) Mittel (CT) zur Erzeugung von Schaltimpulsen für den Schalter (X1) zum Betreiben desselben in einem Impulsbetrieb, wobei im Impulsbetrieb der Energiespeicher (C4) und der Schalter (X1) Teile eines Schaltreglers bzw. Gleichspannungswandlers bilden, und aus der Ladung des Energiespeichers (C4) die Versorgungsspannung Vcc für die Last (RL) generierbar ist.Low-voltage supply circuit for a load (RL), in particular for active semiconductor ICs, having input terminals ( 1 . 2 ) for an input voltage source (SQ) whose voltage peak is higher than the supply voltage Vcc to be generated, with output terminals ( 3 . 4 ) for the load (RL), wherein an energy store (C4) is provided which is chargeable in a linear operation of a controllable switch (X1) and from the charge of the energy store (C4) the supply voltage Vcc for the load (RL) can be generated, characterized by a) means (CT) for generating switching pulses for the switch (X1) for operating the same in a pulsed operation, wherein in pulse mode, the energy storage (C4) and the switch (X1) form parts of a switching regulator or DC-DC converter, and from Charging the energy store (C4), the supply voltage Vcc for the load (RL) can be generated. Schaltung nach Anspruch 1, mit einer parallel zu den Eingangsanschlüssen (1, 2) geschalteten Serienschaltung aus – einem Anlaufwiderstand (R2), – dem steuerbaren elektronischen Schalter (X1) und – dem Energiespeicher (C4), der mit den Ausgangsanschlüssen (3, 4) verbunden ist.Circuit according to claim 1, with a parallel to the input terminals ( 1 . 2 ) connected series circuit of - a starting resistor (R2), - the controllable electronic switch (X1) and - the energy storage (C4), with the output terminals ( 3 . 4 ) connected is. Niederspannungs-Versorgungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass der Schalter (X1) ein Transistor, vorzugsweise ein Leistungs-FET ist.Low-voltage power supply circuit according to claim 1 or 2, characterized in that the switch (X1) is a transistor, preferably a power FET. Niederspannungs-Versorgungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Eingangs-Spannungsquelle (SQ) eine ggf. gleichgerichtete Netzspannung oder eine von einem aktiven PFC erzeugte Zwischenkreisspannung eines Betriebsgerät für Leuchtmittel ist.Low-voltage supply circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the input voltage source (SQ) is an optionally rectified mains voltage or an intermediate circuit voltage generated by an active PFC of a control device for lighting means. Niederspannungs-Versorgungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz der Schaltimpulse höher, vorzugsweise sehr viel höher als die Netzfrequenz ist.Low-voltage supply circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the frequency of the switching pulses is higher, preferably much higher than the mains frequency. Niederspannungs-Versorgungsschaltung nach einem der vorher stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (C4) ein Ladekondensator, vorzugsweise ein Elektrolytkondensator ist.Low-voltage supply circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the energy store (C4) is a charging capacitor, preferably an electrolytic capacitor. Niederspannungs-Versorgungsschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Serienschaltung aus widerstand (R1), Schalter (X1), und Energiespeicher (C4) zusätzlich noch die Primärwicklung (L1) eines Transformators (TR) enthält, dessen Sekundärwicklung (L2) in Serie mit einer Gleichrichter-Diode (D5) parallel zu dem Ladekondensator (C4) geschaltet ist, wobei der Schalter (X1), der Transformator (TR), die Gleichrichter-Diode (D5) und der Ladekondensator (C4) einen Sperrwandler bilden.Low-voltage power supply circuit according to claim 6, characterized in that the series circuit of resistor (R1), switch (X1), and energy storage (C4) additionally contains the primary winding (L1) of a transformer (TR) whose secondary winding (L2) in series with a rectifier diode (D5) in parallel with the charging capacitor (C4), the switch (X1), the transformer (TR), the rectifier diode (D5) and the charging capacitor (C4) forming a flyback converter. Niederspannungs-Versorgungsschaltung nach einem der vorher stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (X1) mit einer Strombegrenzungsschaltung verbunden ist.Low-voltage supply circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the switch (X1) is connected to a current limiting circuit. Niederspannungs-Versorgungsschaltung nach einem der vorher stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (C4) mit einer Spannungsbegrenzungsschaltung verbunden ist.Low-voltage supply circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the energy store (C4) is connected to a voltage limiting circuit. Niederspannungs-Versorgungsschaltung nach einem der vorher stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (CT) zum Erzeugen der Schaltimpulse für den Schalter (X1) von einem Controller (CT) gebildet sind.Low-voltage supply circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the means (CT) for generating the switching pulses for the switch (X1) are formed by a controller (CT). Niederspannungs-Versorgungsschaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller (CT) auch als Spannungsregler wirksam ist.Low-voltage power supply circuit according to claim 10, characterized in that the controller (CT) is also effective as a voltage regulator. Niederspannungs-Versorgungsschaltung nach einem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuereingang des Schalters (X1) mit einer Ladungspumpe (LP) verbunden ist, welche die aus der Ladung des Energiespeichers (C4) generierte Betriebsspannung auswertet und nach einem Wechsel der Betriebsart von Linearbetrieb auf Impulsbetrieb eine Potentialanhebung der Schaltimpulse am Steuereingang des Schalters (X1) bewirkt, derart, dass die Schaltimpulse für den Schalter dessen Schwellspannung beim Umschalten sicher überwinden.Low-voltage supply circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the control input of the switch (X1) with a charge pump (LP) is connected, which evaluates the generated from the charge of the energy storage (C4) operating voltage and after a change in the mode of linear operation on pulse operation, a potential increase of the switching pulses on the control input of the switch (X1) causes such that the switching pulses for the switch overcome the threshold voltage when switching safely. Niederspannungs-Versorgungsschaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungspumpe (LP) einen ersten Pumpen-Transistor (Q3) und einen zweiten Pumpen-Transistor (Q2) umfasst, dass die Ladungspumpe (LP) ferner einen ersten und einen zweiten Pumpenkondensator (C2, C3) umfasst, die in Serie zwischen den Steuereingang des Schalters (X1) und Masse geschaltet sind, dass die Basis des ersten Schalttransistors (Q3) mit den Mitteln (CT) zur Erzeugung des Schaltimpulse für den Schalter (X1) verbunden ist, dass der Emitter des ersten Pumpentransistors (Q3) an Masse liegt, dass der Kollektor des ersten Pumpentransistors (Q3) mit der Basis des zweiten Pumpentransistors (Q2) und ferner über einen Widerstand (R8) mit dem Energiespeicher (C4) verbunden ist, dass der Emitter des zweiten Pumpentransistors (Q2) an dem Verbindungspunkt der beiden Pumpen-Kondensatoren (C2, C3) liegt, dass der Kollektor des zweiten Pumpentransistors (Q2) über einen Lastwiderstand (R7) mit dem Energiespeicher (C4) und außerdem eine mit dem Lastwiderstand (R6) in Serie geschaltete Diode (D2) mit dem Steuereingang des Schalters (X1) verbunden ist, und dass die Emitter-Basis-Strecke des zweiten Pumpen-Transistors (Q2) mit einer Diode (D3) überbrückt ist.Low-voltage power supply circuit according to claim 12, characterized in that the charge pump (LP) comprises a first pump transistor (Q3) and a second pump transistor (Q2) that the charge pump (LP) further comprises a first and a second pump capacitor (C2 , C3) connected in series between the control input of the switch (X1) and ground, that the base of the first switching transistor (Q3) is connected to the means (CT) for generating the switching pulses for the switch (X1) the emitter of the first pump transistor (Q3) is grounded, that the collector of the first pump transistor (Q3) is connected to the base of the second pump transistor (Q2) and further via a resistor (R8) to the energy store (C4), in that the emitter of the second pump transistor (Q2) is located at the connection point of the two pump capacitors (C2, C3), that the collector of the second pump transistor (Q2) via a load resistor (R7) to the energy storage (C4) and also one with the Load resistor (R6) connected in series diode (D2) to the control input of the switch (X1) is connected, and that the emitter-base path of the second pump transistor (Q2) with a diode (D3) is bridged. Niederspannungs-Versorgungsschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsbegrenzungsschaltung von einer parallel zu dem Energiespeicher (C4) geschalteten Zener-Diode (D4) gebildet ist.Low-voltage supply circuit according to claim 9, characterized in that the voltage limiting circuit is formed by a Zener diode (D4) connected in parallel with the energy store (C4). Niederspannungs-Versorgungsschaltung nach Anspruch 9 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass zu der Spannungsbegrenzungsschaltung ein Spannungsbegrenzungs-Transistor (Q4) gehört, dessen Kollektor mit dem Steuereingang des Schalters (X1) verbunden ist, dessen Basis mit dem Energiespeicher (C4) verbunden ist, und dessen Emitter über eine Zener-Diode (D6) und dem Kollektor des ersten Pumpen-Transistors (Q3) verbunden ist.Low-voltage power supply circuit according to claim 9 and 13, characterized in that the voltage limiting circuit includes a voltage limiting transistor (Q4) whose collector is connected to the control input of the switch (X1), whose base is connected to the energy store (C4), and whose emitter is connected via a zener diode (D6) and the collector of the first pump transistor (Q3). Niederspannungs-Versorgungsschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zu der Strombegrenzungsschaltung ein Strombegrenzungs-Transistor (Q1) gehört, dessen Kollektor mit dem Steuereingang des Schalters (X1) verbunden ist, dass mit dem Schalter (X1) die Parallelschaltung aus einem Shunt (R5) und einem Kondensator (C1) in Serie geschaltet ist, und dass die Emitter-Basis-Strecke des Strombegrenzungs-Transistors (Q1) parallel zu dem Shunt (R5) und zu dem Kondensator (C1) geschaltet ist.Low-voltage supply circuit according to claim 9, characterized, in that the current-limiting circuit includes a current-limiting transistor (Q1) whose collector is connected to the control input of the switch (X1), in that with the switch (X1) the parallel connection of a shunt (R5) and a capacitor (C1) is connected in series, and that the emitter-base path of the current-limiting transistor (Q1) is connected in parallel to the shunt (R5) and to the capacitor (C1). Niederspannungs-Versorgungsschaltung nach einem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die über dem Widerstand (R1) abfallende Spannung dem Steuereingang des Schalters über einen Anlaufwiderstand (R2) zugeführt wird.Low-voltage supply circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the voltage drop across the resistor (R1) is supplied to the control input of the switch via a starting resistor (R2). Betriebsgerät für Leuchtmittel, aufweisend eine Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die eine Steuerschaltung des Betriebsgeräts versorgt, vorzugsweise aufweisend einen aktiven PFC, dessen Ausgangspannung die Eingangs-Spannungsquelle (SQ) darstellt.Operating device for lighting means, comprising a circuit according to one of the preceding claims, which supplies a control circuit of the operating device, preferably comprising an active PFC whose output voltage represents the input voltage source (SQ). Verfahren zum Bereitstellen einer Niedervoltspannung für eine Last, insbesondere für Halbleiter-ICs, bei dem ein Energiespeicher (C4) im sog. Linearbetrieb von einer Eingangs-Spannungsquelle (SQ) über einen Anlaufwiderstand (R2) und einen steuerbaren elektronischen Schalters (X1) aufgeladen und aus der ansteigenden Ladung eine Anlaufspannung für die Last (RL) generiert wird, bei dem Steuereingang des Schalters (X1) im – auf den Linearbetrieb folgenden – sog. Impulsbetrieb Schaltimpulse zugeführt werden, wobei der Schalter (X1) und der Energiespeicher (C4) als Schaltregler bzw. Gleichspannungswandler betrieben werden, und bei dem im Impulsbetrieb aus der Ladung des Energiespeichers (C4) eine Betriebsspannung für die Last (RL) generiert wird.Method for providing a low-voltage for a load, in particular for semiconductor ICs, in which an energy store (C4) in the so-called linear mode is charged by an input voltage source (SQ) via a starting resistor (R2) and a controllable electronic switch (X1) and a starting voltage for the load (RL) is generated from the rising charge, at the control input of the switch (X1) in the - following the linear operation - so-called pulse operation switching pulses are supplied, wherein the switch (X1) and the energy storage (C4) are operated as a switching regulator or DC-DC converter, and in which an operating voltage for the load (RL) is generated in the pulse mode from the charge of the energy store (C4). Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung an dem Energiespeicher (C4) konstant gehalten wird.A method according to claim 19, characterized in that the voltage at the energy store (C4) is kept constant. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom durch den Schalter (X1) im Linearbetrieb begrenzt wird.A method according to claim 19 or 20, characterized in that the current through the switch (X1) is limited in linear operation. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannung am Steuereingang des Schalters (X1) beim Übergang vom Linearbetrieb in den Impulsbetrieb angehoben wird, derart, dass die Schaltimpulse für den Schalter (X1) letzteren sicher umschalten.Method according to one of claims 19 to 21, characterized in that the bias voltage at the control input of the switch (X1) is raised during the transition from linear operation to pulsed operation, such that the switching pulses for the switch (X1) switch the latter safely. Verfahren nach einem der Anspruche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass als Eingangs-Spannungsquelle (SQ) eine Gleichspannung oder eine gleichgerichtete Wechselspannung verwendet wird.Method according to one of claims 19 to 22, characterized in that a DC voltage or a rectified AC voltage is used as the input voltage source (SQ). Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass als Eingangs-Spannungsquelle (SQ) das Wechselstrom-Netz verwendet wird, und dass als Schalter (X1) ein solcher verwendet wird, der nur in einer Richtung leitend ist, beispielsweise ein Transistor.Method according to one of Claims 19 to 22, characterized in that the alternating current network is used as the input voltage source (SQ) and in that a switch (X1) is used which is only conductive in one direction, for example a transistor , Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz der Schaltimpulse höher, vorzugsweise sehr viel höher als die Netzfrequenz gewählt wird.A method according to claim 24, characterized in that the frequency of the switching pulses higher, preferably much higher than the mains frequency is selected.
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