DE102012209780A1

DE102012209780A1 - Method for operating LED lamp using electronic circuit, involves detecting load characteristic of light source, and setting controlled output variable by control device based on detected load characteristic

Info

Publication number: DE102012209780A1
Application number: DE201210209780
Authority: DE
Inventors: Siegfried Mayer; Olaf Busse; Marcus Sonst
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Inventronics De GmbH
Priority date: 2012-06-12
Filing date: 2012-06-12
Publication date: 2013-12-12
Anticipated expiration: 2032-06-13
Also published as: DE102012209780B4

Abstract

The method involves providing an electrical input voltage (UIN) at an input circuit (11) of an electronic circuit (1). The input DC voltage is converted into an output voltage (UOUT) by a voltage converter (8). The output voltage is provided to an output circuit (4). An electrical output of the output circuit is regulated to a predetermined desired value by a control device (20). A load characteristic of the light source is detected by the control device. The controlled output variable is set by the control device, depending on the detected load characteristic. An independent claim is included for an electronic circuit.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Lampe, insbesondere einer LED-Lampe, mithilfe einer elektronischen Schaltungsanordnung durch Bereitstellen einer elektrischen Eingangsgleichspannung an einem Schaltungseingang der Schaltungsanordnung; sowie durch Umwandeln der Eingangsgleichspannung in eine Ausgangsspannung mit einer gegenüber der Eingangsgleichspannung verschiedenen Amplitude mittels eines Spannungswandlers, wobei die Ausgangsspannung an einem Schaltungsausgang der Schaltungsanordnung bereitgestellt wird, an welchen zumindest ein Leuchtmittel der Lampe elektrisch angeschlossen wird, wobei mittels einer Steuereinrichtung der Schaltungsanordnung eine elektrische Ausgangsgröße des Schaltungsausgangs auf einen vorgegebenen Sollwert geregelt wird. Die Erfindung betrifft außerdem eine elektronische Schaltungsanordnung zum Durchführen eines solchen Verfahrens, wie auch eine Lampe mit einer derartigen Schaltungsanordnung.The invention relates to a method for operating a lamp, in particular an LED lamp, by means of an electronic circuit arrangement by providing a DC electrical input voltage at a circuit input of the circuit arrangement; and by converting the DC input voltage into an output voltage having a different amplitude from the DC input voltage by means of a voltage converter, wherein the output voltage is provided to a circuit output of the circuit to which at least one lamp of the lamp is electrically connected, wherein by means of a control device of the circuit arrangement an electrical output the circuit output is controlled to a predetermined setpoint. The invention also relates to an electronic circuit arrangement for carrying out such a method, as well as a lamp with such a circuit arrangement.

Stand der TechnikState of the art

Schaltungsanordnungen zum Betreiben von Lampen sind aus dem Stand der Technik in vielfältiger Ausgestaltung bekannt. Das Interesse gilt vorliegend einer LED-Lampe, welche mittels einer elektronischen Schaltungsanordnung betrieben wird. Solche Schaltungsanordnungen ermöglichen es, die LED-Lampen am elektrischen Wechselspannungsnetz betreiben zu können, indem die Wechselspannung des Stromnetzes zunächst in eine Gleichspannung gleichgerichtet und anschließend in eine weitere Spannung mit einer anderen Amplitude umgewandelt wird. Zu diesem Zwecke beinhaltet die Schaltungsanordnung einen Spannungswandler, nämlich üblicherweise den so genannten Sperrwandler, welcher mithilfe eines Transformators mit einer Primärspule und einer Sekundärspule das Umwandeln der Eingangsgleichspannung in die Ausgangsspannung ermöglicht. Durch Einsatz eines Transformators wird außerdem sichergestellt, dass die Sekundärseite und somit die LEDs von der Primärseite galvanisch getrennt sind. Zur Steuerung der Energieübertragung von der Primärseite an die Sekundärseite wird in der Regel ein Transistor – beispielsweise ein MOSFET – eingesetzt, und die Steuerung der Energieübertragung erfolgt mithilfe einer Pulsweitenmodulation, indem das Tastverhältnis (auch unter der Bezeichnung „Tastgrad” bekannt) des Transistors entsprechend mittels einer elektronischen Steuereinrichtung eingestellt wird. Selbige Steuereinrichtung kann beispielsweise als Mikrocontroller ausgeführt sein.Circuit arrangements for operating lamps are known from the prior art in various embodiments. The interest in this case applies to an LED lamp which is operated by means of an electronic circuit arrangement. Such circuit arrangements make it possible to operate the LED lamps on the AC electrical network by the AC voltage of the power grid is first rectified in a DC voltage and then converted into another voltage with a different amplitude. For this purpose, the circuit arrangement includes a voltage converter, namely usually the so-called flyback converter, which allows using a transformer with a primary coil and a secondary coil to convert the DC input voltage into the output voltage. By using a transformer, it is also ensured that the secondary side and thus the LEDs are galvanically isolated from the primary side. In order to control the energy transfer from the primary side to the secondary side, a transistor is normally used, for example a MOSFET, and the control of the energy transfer is carried out by means of a pulse width modulation by the duty cycle (also known as the "duty cycle") of the transistor accordingly an electronic control device is set. The same control device can be designed, for example, as a microcontroller.

LED-Lampen können auch in Form von LED-Modulen bereitgestellt sein, welche zum Beispiel einen integrierten Stromregler besitzen. Diese werden dann mit einer konstanten Spannung betrieben.LED lamps may also be provided in the form of LED modules which, for example, have an integrated current regulator. These are then operated with a constant voltage.

Ein Ziel bei Schaltungsanordnungen für LEDs besteht darin, die Amplitude der Ausgangsspannung oder aber die Stromstärke des sekundärseitigen Stroms auf einen vorgegebenen Sollwert zu regeln. Je nach Lösung bzw. abhängig von der eingesetzten LED-Konfiguration kann dabei eine Spannungsregelung oder aber eine Stromregelung erfolgen, wobei ebenfalls eine Leistungsregelung möglich ist. Die meisten Lösungen gehen jedoch dahin, den sekundärseitigen Strom oder aber die sekundärseitige Spannung auf einen vorgegebenen Sollwert zu regeln. Es sind beispielsweise Schaltungsanordnungen bekannt, bei denen die Ausgangsspannung auf einen konstanten Sollwert von 12 V geregelt wird; bei anderen Lampen wiederum kann die Ausgangsspannung auf einen Sollwert von 24 V geregelt werden. Bei noch anderen Varianten bzw. bei einem anderen Regelszenario kann die Stromstärke des sekundärseitigen Stromes auf einen Sollwert von zum Beispiel 350 mA geregelt werden.One goal in LED circuit designs is to control the amplitude of the output voltage or the current of the secondary current to a predetermined setpoint. Depending on the solution or depending on the LED configuration used, a voltage regulation or a current regulation can take place, wherein a power control is also possible. Most solutions, however, go to regulate the secondary-side current or the secondary-side voltage to a predetermined setpoint. For example, circuit arrangements are known in which the output voltage is regulated to a constant desired value of 12 V; For other lamps, the output voltage can be regulated to a setpoint of 24V. In still other variants or in a different control scenario, the current strength of the secondary-side current can be controlled to a setpoint of, for example, 350 mA.

Die zum Betrieb von LEDs eingesetzten Netzteile sowie die LED-Module müssen also eine Ausgangskennlinie aufweisen, die zu der jeweiligen Lampe und somit zu der jeweils spezifischen LED-Anordnung passt. Deshalb werden auf dem Markt auch verschiedene Netzteile bzw. Module angeboten, welche entweder die Ausgangsspannung auf einen bestimmten Sollwert oder aber den sekundärseitigen Strom regeln können. Es ist beispielsweise nicht möglich, eine Lampe, die einen konstanten und geregelten Strom benötigt, mit einem Netzteil zu betreiben, welches lediglich eine geregelte Spannung bereitstellt. Unterschiedliche Lampentypen erfordern nämlich jeweils unterschiedliche Regelszenarien.The power supplies used for the operation of LEDs and the LED modules must therefore have an output characteristic that matches the respective lamp and thus to the respective specific LED arrangement. Therefore, various power supplies or modules are offered on the market, which can either regulate the output voltage to a specific setpoint or the secondary side current. For example, it is not possible to operate a lamp that requires a constant and regulated current with a power supply that provides only a regulated voltage. Different lamp types require different control scenarios.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung die elektronische Schaltungsanordnung universell für mehrere Lampentypen eingesetzt werden kann.It is an object of the invention to provide a solution, as in a method of the type mentioned, the electronic circuitry can be used universally for several types of lamps.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch eine Schaltungsanordnung sowie durch eine Lampe mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.This object is achieved by a method by a circuit arrangement and by a lamp having the features according to the respective independent claims. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims, the description and the figures.

Demnach wird bei dem Verfahren der eingangs genannten Gattung vorgeschlagen, dass nach Anschließen des zumindest einen Leuchtmittels an den Schaltungsausgang eine Lastkennlinie des zumindest einen Leuchtmittels bzw. der Last mittels der Steuereinrichtung erfasst wird und die zu regelnde Ausgangsgröße und/oder der Sollwert, also allgemein gesagt ein Regelszenario, in Abhängigkeit von der erfassten Lastkennlinie mittels der Steuereinrichtung festgelegt wird/werden. Die Erfindung basiert dabei auf der Erkenntnis, dass anhand einer solchen Lastkennlinie der Lampe erkannt werden kann, ob die Lampe mit einer geregelten Spannung oder aber mit einem geregelten Strom oder sogar mit einer geregelten Leistung betrieben werden muss und außerdem, auf welchen Sollwert diese ausgangsseitige Größe geregelt werden soll. Die zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzte Schaltungsanordnung kann somit universell bei verschiedensten Typen von Lampen eingesetzt werden, nämlich sowohl bei Lampen, welche mit einer konstanten und geregelten Spannung betrieben werden, als auch bei solchen Lampen, welche für ihren Betrieb einen geregelten Strom benötigen. Die Anzahl der benötigten Gerätetypen bzw. die Anzahl der unterschiedlichen Typen von Schaltungsanordnungen kann somit auf ein Minimum mit auf ein Minimum reduziert werden, weil gleiche Schaltungsanordnungen für verschiedenste Lasten und somit für verschiedenste Anordnungen von LEDs eingesetzt werden können. Somit ergibt sich auch eine erhöhte Flexibilität beim Einsatz der Schaltungsanordnung. Nicht zuletzt kann somit auch die Fehleranfälligkeit durch Verwendung unpassender LED-Module reduziert werden.Accordingly, it is proposed in the method of the aforementioned type that after connecting the at least one luminous means to the circuit output, a load characteristic of the at least one luminous means or the load by means of the control device is detected and the output variable to be regulated and / or the setpoint value, that is to say in general terms a control scenario, is / are defined as a function of the detected load characteristic curve by means of the control device. The invention is based on the recognition that it can be detected on the basis of such a load characteristic of the lamp, whether the lamp must be operated with a regulated voltage or with a regulated current or even with a regulated power and also to which setpoint this output-side size should be regulated. The circuit arrangement used for carrying out the method according to the invention can thus be used universally in the most varied types of lamps, namely both in lamps which are operated with a constant and regulated voltage and in lamps which require a regulated current for their operation. The number of required device types or the number of different types of circuit arrangements can thus be reduced to a minimum with to a minimum, because the same circuit arrangements for a variety of loads and thus for a variety of arrangements of LEDs can be used. This also results in increased flexibility in the use of the circuit arrangement. Last but not least, the error rate can be reduced by using inappropriate LED modules.

Vorzugsweise weist der Spannungswandler eine Primärseite mit einer mit dem Schaltungseingang gekoppelten Primärspule, eine von der Primärseite galvanisch getrennte Sekundärseite mit einer mit dem Schaltungsausgang gekoppelten Sekundärspule sowie einen elektrischen Schalter auf, welcher mit der Primärspule gekoppelt ist. Bevorzugt wird dabei mittels der Steuereinrichtung die elektrische Ausgangsgröße der Sekundärseite auf den vorgegebenen Sollwert geregelt, und zwar dadurch, dass die Steuereinrichtung den Schalter ansteuert, und insbesondere ein Tastverhältnis einer Pulsweitenmodulation steuert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine solche Schaltungstopologie beschränkt und kann auch auf andere Schaltungstopologien angewandt werden.Preferably, the voltage converter has a primary side with a primary coil coupled to the circuit input, a secondary side electrically isolated from the primary side with a secondary coil coupled to the circuit output, and an electrical switch coupled to the primary coil. Preferably, the electrical output of the secondary side is regulated to the predetermined desired value by means of the control device, specifically in that the control device controls the switch, and in particular controls a pulse duty factor of a pulse width modulation. However, the invention is not limited to such a circuit topology and may be applied to other circuit topologies.

Unter einer Lastkennlinie wird vorliegend insbesondere eine Abhängigkeit einer ersten ausgangsseitigen – insbesondere sekundärseitigen – Größe von einer davon verschiedenen zweiten ausgangsseitigen – insbesondere sekundärseitigen – Größe verstanden, welche (die Abhängigkeit) das elektrische Verhalten der angeschlossenen elektrischen Last bzw. des mindestens einen Leuchtmittels abhängig von der Ausgangsleistung beschreibt.In the present case, a load characteristic is understood as meaning, in particular, a dependence of a first output-in particular secondary-side magnitude on a different second output-especially secondary-side size, which dependency determines the electrical behavior of the connected electrical load or of the at least one light-emitting device Output power describes.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die zu regelnde Ausgangsgröße und/oder der Sollwert aus zumindest zwei in der Steuereinrichtung abgelegten Ausgangsgrößen bzw. aus zumindest zwei Sollwerten anhand der erfassten Lastkennlinie ausgewählt wird. Somit können in der Steuereinrichtung mindestens zwei Ausgangsgrößen und/oder zumindest zwei Sollwerte für die Regelung der jeweiligen Ausgangsgröße abgelegt sein, und die Steuereinrichtung kann anhand der erfassten Lastkennlinie eine der abgelegten Ausgangsgrößen sowie einen der zu dieser Ausgangsgröße abgelegten Sollwerte auswählen. Eine solche Auswahl des Regelszenarios kann besonders schnell und ohne viel Rechenaufwand erfolgen, weil die Ausgangsgrößen und/oder die Sollwerte bereits in der Steuereinrichtung vorliegen und lediglich ausgewählt und nicht mühselig ermittelt werden müssen.It can preferably be provided that the output variable to be regulated and / or the desired value is selected from at least two output variables stored in the control device or from at least two reference values on the basis of the detected load characteristic. Thus, at least two output variables and / or at least two setpoint values for the control of the respective output variable can be stored in the control device, and the control device can select one of the stored output variables and one of the setpoint values stored for this output variable on the basis of the detected load characteristic curve. Such a selection of the control scenario can be carried out particularly quickly and without much computational effort, because the output variables and / or the setpoints are already present in the control device and only have to be selected and not laboriously determined.

In der Steuereinrichtung können beispielsweise folgende Regelszenarien abgelegt sein, von denen ein Regelungsszenario in Abhängigkeit von der erfassten Lastkennlinie für den Betrieb der Lampe ausgewählt wird:

– Regelung der – insbesondere sekundärseitigen – Ausgangsspannung auf einen ersten Sollwert, insbesondere auf 12 V, und/oder
– Regelung der – insbesondere sekundärseitigen – Ausgangsspannung auf einen zweiten Sollwert, insbesondere auf 24 V, und/oder
– Regelung eines ausgangsseitigen – insbesondere sekundärseitigen – Stroms auf einen ersten Sollwert, insbesondere auf 350 mA, und/oder
– Regelung des Stroms auf einen zweiten Sollwert, insbesondere auf 700 mA, und/oder
– Regelung einer Ausgangsleistung auf einen vorgegebenen Sollwert.

In the control device, for example, the following control scenarios can be stored, of which a control scenario is selected as a function of the detected load characteristic for the operation of the lamp:

- Regulation of - in particular secondary side - output voltage to a first setpoint, in particular to 12 V, and / or
- Regulation of - in particular secondary side - output voltage to a second setpoint, in particular to 24 V, and / or
- Control of an output - in particular secondary side - current to a first setpoint, in particular to 350 mA, and / or
- Regulation of the current to a second setpoint, in particular to 700 mA, and / or
- Control of an output power to a predetermined setpoint.

Auf diesem Wege gelingt es, mit der gleichen Schaltungsanordnung sowohl LED-Module zu betreiben, welche mit geregelter Ausgangsspannung betrieben werden, als auch solche LED-Module, welche einen geregelten Strom oder aber eine geregelte Leistung benötigen.In this way it is possible to operate with the same circuit both LED modules, which are operated with regulated output voltage, as well as those LED modules that require a regulated power or a regulated power.

Es erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn als Lastkennlinie eine Strom-Spannungs-Kennlinie der Lampe bzw. des zumindest einen Leuchtmittels erfasst wird. Anhand einer derartigen Strom-Spannungs-Kennlinie kann nämlich eindeutig und zuverlässig festgestellt werden, ob die Lampe mit geregeltem Strom oder aber mit geregelter Spannung betrieben werden soll. Unter einer Strom-Spannungs-Kennlinie wird dabei eine Kennlinie verstanden, welche die Abhängigkeit des Ausgangsstroms von der Ausgangsspannung am Schaltungsausgang oder umgekehrt repräsentiert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine solche spezifische Lastkennlinie beschränkt; es kann beispielsweise auch eine Leistungs-Spannungs-Kennlinie als Lastkennlinie erfasst werden.It proves to be particularly advantageous if a current-voltage characteristic of the lamp or of the at least one luminous means is detected as the load characteristic. On the basis of such a current-voltage characteristic can namely be clearly and reliably determined whether the lamp should be operated with regulated current or else with regulated voltage. In this case, a current-voltage characteristic is understood as a characteristic which represents the dependence of the output current on the output voltage at the circuit output or vice versa. However, the invention is not limited to such a specific load characteristic; For example, it is also possible to detect a power-voltage characteristic as a load characteristic.

Vorzugsweise umfasst das Erfassen der Lastkennlinie, dass eine an den Schaltungsausgang – insbesondere an die Sekundärseite – abgegebene elektrische Ausgangsleistung ausgehend von einem Startwert in vorgegebenen Schritten erhöht wird und zu jedem Wert der Ausgangsleistung jeweils ein Punkt für die Lastkennlinie erfasst wird, nämlich insbesondere für die Strom-Spannungs-Kennlinie. Eine solche stufenartige Erfassung der Lastkennlinie kann ohne viel Aufwand realisiert werden, indem beispielsweise das Tastverhältnis der Pulsweitenmodulation in vorbestimmten Schritten erhöht wird. Dabei kann die Leistung beispielsweise in Schritten von 0,1 W bis 1 W verändert werden. Bei der Erfassung der Lastkennlinie kann dabei für kleine Leistungen der so genannte DCM-Betriebsmodus (discontinuous current mode) des Spannungswandlers verwendet werden, um später bei höheren Leistungen in den CCM-Betriebsmodus (continuous current mode) zu wechseln. Der Leistungsschritt kann dabei beliebig gewählt werden und kann sogar beim Erfassen der Kennlinie variiert werden. Preferably, the detection of the load characteristic comprises that an electrical output power delivered to the circuit output, in particular to the secondary side, is increased in steps starting from a starting value and for each value of the output power a respective point for the load characteristic is detected, namely in particular for the current -voltage characteristic. Such a step-like detection of the load characteristic can be realized without much effort, for example, by increasing the duty cycle of the pulse width modulation in predetermined steps. The power can be changed in steps of 0.1 W to 1 W, for example. When detecting the load characteristic, the so-called DCM operating mode (discontinuous current mode) of the voltage converter can be used for small powers in order to switch to the CCM operating mode (continuous current mode) later at higher powers. The power step can be chosen arbitrarily and can even be varied when detecting the characteristic.

In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass nach der Erfassung eines jeden Punktes für die Lastkennlinie mittels der Steuereinrichtung jeweils überprüft wird, ob die bereits erfasste Lastkennlinie bzw. der bisher erfasste Kennlinienabschnitt für die Festlegung der Ausgangsgröße und/oder des Sollwertes, also allgemein für die Festlegung des Regelszenarios, genügt oder nicht. Ist dies der Fall, so kann die Erfassung der weiteren Lastkennlinie abgebrochen und die Regelung eingeleitet werden. Ist die Festlegung des Regelszenarios noch nicht möglich, so wird die Lastkennlinie weiter erfasst, nämlich für weitere Werte der Ausgangsleistung. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass bei manchen Leuchtmittelkonfigurationen bzw. bei manchen Lampen lediglich ein kleinerer Abschnitt der Lastkennlinie genügt, um das entsprechende Regelszenario auswählen zu können, sodass die Regelung der Ausgangsgröße besonders rasch erfolgen kann.In one embodiment, it can be provided that, after the detection of each point for the load characteristic curve by means of the control device, it is checked in each case whether the already-recorded load characteristic curve or the characteristic curve section previously recorded for the determination of the output variable and / or the setpoint value, ie in general for the Defining the rule scenario is enough or not. If this is the case, the detection of the further load characteristic can be aborted and the control can be initiated. If the determination of the control scenario is not yet possible, the load characteristic is further recorded, namely for further values of the output power. This embodiment has the advantage that in some illuminant configurations or in some lamps only a smaller portion of the load characteristic is sufficient to select the corresponding control scenario, so that the regulation of the output variable can be done very quickly.

Die Erfassung der Lastkennlinie kann auch dazu genutzt werden, einen Kurzschluss des Schaltungsausgangs – insbesondere einen Kurzschluss auf der Sekundärseite – detektieren zu können. Und zwar kann vorgesehen sein, dass mittels der Steuereinrichtung der Ausgang anhand der Lastkennlinie auf einen Kurzschluss hin überprüft wird. Ein Kurzschluss kann dabei durch die Steuereinrichtung dann erkannt werden, wenn bei der Ausgangsleistung größer als ein vorgegebener Leistungswert die Amplitude der Ausgangsspannung kleiner als ein vorgegebener Grenzwert ist. Dieser Grenzwert kann beispielsweise 2 V betragen. Somit ist es möglich, einen Fehler auf der Sekundärseite zu detektieren und die Übertragung der elektrischen Energie auf den Schaltungsausgang – insbesondere auf die Sekundärseite – zu unterbrechen. Es wird somit insgesamt ein besonders sicherer Betrieb der Schaltungsanordnung und somit des Betriebsgeräts bzw. des Netzteils ermöglicht.The detection of the load characteristic can also be used to be able to detect a short circuit of the circuit output - in particular a short circuit on the secondary side. It can be provided that the output is checked for a short-circuit by means of the control device on the basis of the load characteristic curve. A short circuit can be detected by the control device when at the output power is greater than a predetermined power value, the amplitude of the output voltage is less than a predetermined limit. This limit can be, for example, 2V. Thus, it is possible to detect a fault on the secondary side and to interrupt the transmission of electrical energy to the circuit output - in particular to the secondary side. Overall, therefore, a particularly reliable operation of the circuit arrangement and thus of the operating device or of the power supply is made possible.

Wird anhand der Lastkennlinie durch die Steuereinrichtung erkannt, dass die Stromstärke des ausgangsseitigen Stroms einen vorgegebenen Stromgrenzwert überschreitet und gleichzeitig die Amplitude der Ausgangsspannung kleiner als ein vorgegebener Spannungswert ist, also die Lastkennlinie in einem bestimmten Bereich liegt, so kann als Ausgangsgröße der Ausgangsstrom geregelt werden, nämlich beispielsweise auf einen Sollwert von 350 mA oder aber 700 mA. Diese Ausführungsform macht sich die Tatsache zunutze, dass bei einer relativ hohen Stromstärke des Stroms von beispielsweise größer als 350 mA sowie gleichzeitig bei einer geringen Amplitude der Ausgangsspannung von beispielsweise kleiner als 24 V die Lampe mit einem geregelten Strom betrieben werden soll, und zwar aufgrund einer relativ schnellen Änderung des Stroms bei einer relativ moderaten Änderung der Ausgangsspannung, was anhand der Lastkennlinie erkannt werden kann. Diese Ausführungsform sorgt also für eine zuverlässige Festlegung eines Regelungsszenarios, bei welchem der Strom auf einen Sollwert geregelt werden soll.If it is detected by the control device on the basis of the load characteristic that the current intensity of the output-side current exceeds a predetermined current limit and at the same time the amplitude of the output voltage is smaller than a predefined voltage value, ie if the load characteristic lies within a certain range, then the output current can be regulated as output variable, namely, for example, to a setpoint of 350 mA or 700 mA. This embodiment takes advantage of the fact that at a relatively high current intensity of, for example, greater than 350 mA and at the same time at a low amplitude of the output voltage of, for example, less than 24 V, the lamp should be operated with a regulated current due to a relatively rapid change of the current at a relatively moderate change in the output voltage, which can be recognized by the load curve. This embodiment thus ensures a reliable definition of a control scenario in which the current is to be regulated to a desired value.

Es kann auch vorgesehen sein, dass anhand von zumindest zwei Punkten der Lastkennlinie, und insbesondere anhand von zumindest zwei zuletzt erfassten Punkten der Lastkennlinie, eine Änderung der Stromstärke des Ausgangsstroms zwischen diesen zumindest zwei Punkten erfasst wird und das Regelszenario abhängig von der Änderung des Stroms festgelegt wird. Diese Ausführungsform wiederum basiert auf der Erkenntnis, dass bei einer relativ kleinen Änderung der Stromstärke des Stroms vorzugsweise eine Regelung der Ausgangsspannung, und nicht etwa des Stroms erfolgen soll. Wird also die Änderung der Stromstärke ausgewertet, so kann in Abhängigkeit von dieser Änderung sehr präzise festgestellt werden, ob eine Regelung der Ausgangsspannung erfolgen kann und soll oder nicht.It can also be provided that, based on at least two points of the load characteristic, and in particular on the basis of at least two last detected points of the load characteristic, a change in the current intensity of the output current between these at least two points is detected and set the control scenario depending on the change in the current becomes. This embodiment, in turn, is based on the recognition that, with a relatively small change in the current intensity of the current, it is preferable to regulate the output voltage, not the current. Thus, if the change in the current value is evaluated, it can be determined very precisely as a function of this change, whether or not regulation of the output voltage can and should take place.

Hinsichtlich der Erfassung der Lastkennlinie können grundsätzlich zwei verschiedene Ausführungsformen vorgesehen sein:
Zum einen kann vorgesehen sein, dass die Lastkennlinie gemessen wird. Bei dieser Ausführungsform kann sowohl die Ausgangsspannung als auch der Strom gemessen werden, welche als Grundlage für die Lastkennlinie genutzt werden können. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass somit gleichzeitig auch der jeweils aktuelle Istwert der Ausgangsgröße gemessen wird und folglich der Regelung der Ausgangsgröße zugrunde gelegt werden kann.With regard to the detection of the load characteristic, basically two different embodiments can be provided:
On the one hand, it can be provided that the load characteristic is measured. In this embodiment, both the output voltage and the current can be measured, which can be used as a basis for the load characteristic. This embodiment has the advantage that at the same time the current actual value of the output variable is measured at the same time and consequently the control of the output variable can be used.

Zum anderen kann jedoch vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung zumindest eine elektrische Größe der Primärseite – beispielsweise die Eingangsgleichspannung und/oder eine Drain-Source-Spannung des oben genannten Schalters – erfasst und in Abhängigkeit von der zumindest einen primärseitigen Größe die Lastkennlinie ermittelt. Diese Ausführungsform basiert auf der Erkenntnis, dass die Digitaltechnik neue Möglichkeiten zur rechentechnischen Ermittlung der sekundärseitigen Größen schafft, welche mit Analogtechnik nicht realisiert werden konnten. Durch die rechentechnische Ermittlung der Lastkennlinie anhand der zumindest einen Größe der Primärseite kann die Lastkennlinie erfasst werden, ohne dass eine hardwaretechnische Verbindung zur Sekundärseite bzw. eine Rückkopplung auf die Primärseite erforderlich ist. Auf eine solche Rückkopplung kann daher auch verzichtet werden, und es erübrigt sich somit der Einsatz einer zusätzlichen Transformatorwicklung sowie eines Optokopplers mit den damit verbundenen Nachteilen hinsichtlich der Kosten sowie des wertvollen Bauraums. Der sekundärseitige Strom sowie die Ausgangsspannung und gegebenenfalls auch die Ausgangsleistung können nämlich in Abhängigkeit von der Eingangsgleichspannung und/oder von der genannten Drain-Source-Spannung des Schalters ermittelt werden.On the other hand, however, it can be provided that the control device has at least one electrical size of the primary side - for example, the DC input voltage and / or a drain-source voltage of the above switch - detected and determined in dependence on the at least one primary-side size, the load characteristic. This embodiment is based on the recognition that digital technology creates new possibilities for the computational determination of the secondary-side magnitudes, which could not be realized with analog technology. By computationally determining the load characteristic on the basis of the at least one size of the primary side, the load characteristic can be detected without requiring a hardware connection to the secondary side or a feedback to the primary side. On such a feedback can therefore be omitted, and it is therefore unnecessary to use an additional transformer winding and an optocoupler with the associated disadvantages in terms of cost and valuable space. Namely, the secondary-side current and the output voltage and optionally also the output power can be determined as a function of the input DC voltage and / or of the said drain-source voltage of the switch.

Eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist dazu ausgebildet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.A circuit arrangement according to the invention is designed to carry out a method according to the invention.

Eine erfindungsgemäße Lampe, insbesondere eine LED-Lampe, umfasst eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung.A lamp according to the invention, in particular an LED lamp, comprises a circuit arrangement according to the invention.

Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung sowie für die erfindungsgemäße Lampe.The preferred embodiments presented with reference to the method according to the invention and their advantages apply correspondingly to the circuit arrangement according to the invention and to the lamp according to the invention.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.Further features of the invention will become apparent from the claims, the figures and the description of the figures. All the features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone.

Kurze Beschreibung der Zeichnung(en)Short description of the drawing (s)

Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, wie auch unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es sei betont, dass das nachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiel eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellt und die Erfindung somit nicht auf diese beispielhafte Ausführungsform beschränkt ist.The invention will now be explained with reference to a preferred embodiment, as well as with reference to the accompanying drawings. It should be emphasized that the embodiment described below represents a preferred embodiment of the invention and the invention is thus not limited to this exemplary embodiment.

Es zeigen:Show it:

1 in schematischer Darstellung eine Schaltungsanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 1 a schematic representation of a circuit arrangement according to an embodiment of the invention;

2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zur Festlegung eines Regelszenarios in Abhängigkeit von einer erfassten Lastkennlinie; und 2 a flowchart of a method according to an embodiment of the invention for determining a control scenario in response to a detected load characteristic; and

3 bis 6 beispielhafte Lastkennlinien unterschiedlicher LED-Module. 3 to 6 exemplary load characteristics of different LED modules.

Bevorzugte Ausführung der ErfindungPreferred embodiment of the invention

Eine in 1 dargestellte Schaltungsanordnung 1 dient zum Betreiben einer in den Figuren nicht näher dargestellten Lampe, nämlich insbesondere einer LED-Lampe mit mehreren LEDs. Die LEDs sind dabei Leuchtmittel. Bekanntlich werden solche Lampen mit einer geregelten Gleichspannung oder aber mit einem geregelten Gleichstrom betrieben, im Beispiel gemäß 1 mit einer Ausgangsspannung U_OUT bzw. einem sekundärseitigen Strom I_OUT. Die Ausgangsspannung U_OUT liegt dabei zwischen einem ersten und einem zweiten Ausgangsanschluss 2, 3 eines Schaltungsausgangs 4 an. Zwischen den Ausgangsanschlüssen 2, 3 ist außerdem ein Ausgangskondensator bzw. Glättungskondensator 5 geschaltet. Der Schaltungsausgang 4 ist auch mit einer Sekundärspule 6 eines Transformators 7 gekoppelt, welcher zu einem insgesamt mit 8 bezeichneten Spannungswandler gehört. Der Spannungswandler 8 ist hier ein Sperrwandler und dient zum Umwandeln einer Eingangsgleichspannung U_IN in die Ausgangsspannung U_OUT. Die Eingangsgleichspannung U_IN liegt dabei zwischen zwei Eingangsanschlüssen 9, 10 eines Schaltungseingangs 11 an. Die Eingangsgleichspannung U_IN wird beispielsweise von einem Netzteil bzw. einem Gleichrichter geliefert, welcher die Wechselspannung des Stromnetzes gleichrichtet und in die Gleichspannung U_IN umwandelt.An in 1 illustrated circuit arrangement 1 is used to operate a lamp, not shown in detail in the figures, namely in particular an LED lamp with multiple LEDs. The LEDs are bulbs. As is known, such lamps are operated with a regulated DC voltage or else with a regulated direct current, in the example according to FIG 1 with an output voltage U _OUT or a secondary-side current I _OUT . The output voltage U _OUT is between a first and a second output terminal 2 . 3 a circuit output 4 at. Between the output terminals 2 . 3 is also an output capacitor or smoothing capacitor 5 connected. The circuit output 4 is also with a secondary coil 6 a transformer 7 coupled to a total of 8th designated voltage transformer belongs. The voltage converter 8th Here is a flyback converter and is used to convert a DC input voltage U _IN in the output voltage U _OUT . The DC input voltage U _IN is between two input terminals 9 . 10 a circuit input 11 at. The DC input voltage U _IN is supplied for example by a power supply or a rectifier, which rectifies the AC voltage of the mains and converts it into the DC voltage U _IN .

Der Transformator 7 weist neben der Sekundärspule 6 auch eine Primärspule bzw. Primärwicklung 12 auf, welche von der Sekundärspule 6 galvanisch getrennt ist. Somit ist auch eine die Primärspule 12 umfassende Primärseite 14 von einer die Sekundärspule 6 umfassenden Sekundärseite 15 der Schaltungsanordnung 1 galvanisch getrennt, wie dies in 1 mithilfe einer gestrichelten und gedachten Linie 13 schematisch dargestellt ist.The transformer 7 points next to the secondary coil 6 also a primary coil or primary winding 12 on which of the secondary coil 6 is galvanically isolated. Thus, one is the primary coil 12 comprehensive primary page 14 from one the secondary coil 6 comprehensive secondary side 15 the circuit arrangement 1 galvanically isolated, as in 1 using a dashed and imaginary line 13 is shown schematically.

Einerseits ist die Primärspule 12 mit dem ersten Eingangsanschluss 9 direkt verbunden. Andererseits ist die Primärspule 12 mit einem Drain-Anschluss 16 eines Schalters 17 verbunden, welcher im Ausführungsbeispiel als MOSFET ausgebildet ist. Ein Source-Anschluss 18 des Schalters 17 ist mit einem Bezugspotential 19 der Primärseite 14 verbunden. Die Ansteuerung des MOSFETs erfolgt mithilfe einer elektronischen Steuereinrichtung 20 – hier eines Mikrocontrollers – und zwar über einen Gate-Anschluss 21 des MOSFETs. Dieser Gate-Anschluss 21 ist mit einem Steuerausgang 22 der Steuereinrichtung 20 verbunden.On the one hand is the primary coil 12 with the first input terminal 9 directly connected. On the other hand, the primary coil 12 with a drain connection 16 a switch 17 connected, which is formed in the embodiment as a MOSFET. A source connection 18 of the switch 17 is with a reference potential 19 the primary side 14 connected. The MOSFET is controlled by means of an electronic control device 20 - here a microcontroller - via a gate connection 21 of the MOSFET. This gate terminal 21 is with a control output 22 the control device 20 connected.

Die Steuereinrichtung 20 liegt außerdem auf dem Bezugspotential 19 der Primärseite 14.The control device 20 is also at the reference potential 19 the primary side 14 ,

Auf der Sekundärseite 15 ist die Sekundärspule 6 einerseits über eine Gleichrichtungsdiode 23 mit dem ersten Ausgangsanschluss 2 gekoppelt. Andererseits ist die Sekundärspule 6 mit dem zweiten Ausgangsanschluss 3 direkt verbunden. An dem Ausgangskondensator 5 liegt somit eine gleichgerichtete und geglättete Gleichspannung an, nämlich die Ausgangsspannung U_OUT.On the secondary side 15 is the secondary coil 6 on the one hand via a rectification diode 23 with the first output terminal 2 coupled. On the other hand, the secondary coil 6 with the second output terminal 3 directly connected. At the output capacitor 5 Thus, there is a rectified and smoothed DC voltage, namely the output voltage U _OUT .

An den Schaltungausgang 4 wird mindestens ein Leuchtmittel (LED) als elektrische Last angeschlossen, und zwar vorzugsweise eine Vielzahl von solchen Leuchtmitteln, welche beispielsweise sogar auf derselben Platine wie die Schaltungsanordnung 1 oder alternativ auf einer anderen Platine angeordnet sein können. Dabei kann die Schaltungsanordnung 1 auch Bestandteil der gesamten Lampe sein; alternativ kann die Lampe lediglich die Leuchtmittel umfassen, während die Schaltungsanordnung 1 eine zur Lampe separate Komponente sein kann.To the circuit output 4 At least one light source (LED) is connected as an electrical load, preferably a plurality of such bulbs, which, for example, even on the same board as the circuit arrangement 1 or alternatively may be arranged on another board. In this case, the circuit arrangement 1 also be part of the whole lamp; alternatively, the lamp may comprise only the lighting means while the circuitry 1 may be a separate component to the lamp.

Nun richtet sich das Interesse auf die Regelung einer Ausgangsgröße der Sekundärseite 15 mithilfe der primärseitigen Steuereinrichtung 20. Als Ausgangsgröße kann bei der Steuereinrichtung 1 wahlweise entweder die Ausgangsspannung U_OUT oder aber der sekundärseitige Strom I_OUT geregelt werden. Eine besondere Herausforderung besteht nun darin, abhängig von der angeschlossenen Leuchtmittelkonstellation bzw. von der angeschlossenen Last das jeweils beste bzw. optimale Regelszenario auswählen zu können. In der Steuereinrichtung 20 sind dabei verschiedenste Regelszenarien abgelegt, von denen dann situationsabhängig und bedarfsgerecht ein bestimmtes Regelszenario ausgewählt werden kann, und zwar abhängig von der Last. Es sind beispielsweise folgende Regelszenarien in der Steuereinrichtung 20 abgespeichert und möglich:

– Regelszenario 1: Bei diesem Regelszenario wird die Ausgangsspannung U_OUT auf 12 V geregelt;
– Regelszenario 2: Hier wird die Ausgangsspannung U_OUT auf 24 V geregelt; und
– Regelszenario 3: Bei diesem Szenario wird der sekundärseitige Strom I_OUT auf 350 mA geregelt.

Now the interest is directed to the regulation of an output variable of the secondary side 15 using the primary-side controller 20 , As an output can at the controller 1 either the output voltage U _OUT or the secondary-side current I _{OUT can be} regulated. A particular challenge now is to be able to select the best or optimal control scenario depending on the connected lighting constellation or on the connected load. In the control device 20 In this case, a wide variety of control scenarios are stored, from which a specific control scenario can then be selected depending on the situation and needs, depending on the load. There are, for example, the following rule scenarios in the control device 20 saved and possible:

- Control scenario 1: In this control scenario, the output voltage U _{OUT is} regulated to 12 V;
- Control scenario 2: Here, the output voltage U _{OUT is} regulated to 24 V; and
- Control scenario 3: In this scenario, the secondary side current I _{OUT is} regulated to 350 mA.

Es können gegebenenfalls auch weitere Regelszenarien vorgesehen sein, wie beispielsweise die Regelung des Stroms I_OUT auf 700 mA oder aber die Regelung der Ausgangsleistung. Auch die oben genannten Sollwerte für die Regelung sind lediglich beispielhaft genannt und können auch unterschiedlich sein.If necessary, further control scenarios may also be provided, such as, for example, the regulation of the current I _OUT to 700 mA or else the regulation of the output power. Also, the above-mentioned setpoints for the control are only given by way of example and may also be different.

Zur Auswahl des jeweils optimale Regelszenarios erfasst die Steuereinrichtung 20 eine Lastkennlinie der angeschlossenen Last, nämlich im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Strom-Spannungs-Kennlinie. Zu diesem Zwecke wird nach dem Einschalten der Schaltungsanordnung 1 bzw. nach dem Anschließen der Last an den Schaltungsausgang 4 stufenweise die an die Sekundärseite 15 abgegebene elektrische Ausgangsleistung erhöht, und zu den unterschiedlichen Werten der Ausgangsleistung werden auch jeweilige Werte der Ausgangsspannung U_OUT und des Stroms I_OUT erfasst. Für die Erfassung der Lastkennlinie kann vorgesehen sein, dass die genannten Ausgangsgrößen gemessen werden, was jedoch mit einer Rückkopplung von der Sekundärseite 15 auf die Primärseite 14 verbunden ist. Alternativ wird somit im Ausführungsbeispiel vorgeschlagen, dass diese Größen U_OUT und I_OUT und gegebenenfalls auch die Ausgangsleistung in Abhängigkeit von primärseitigen Größen ermittelt werden, nämlich abhängig von der Eingangsgleichspannung U_IN und/oder abhängig von einer Drain-Source-Spannung U_D des MOSFETs. Während die Eingangsgleichspannung U_IN mithilfe eines ersten Spannungsteilers 24 erfasst werden kann, kann die Drain-Source-Spannung U_D mittels eines zweiten Spannungsteilers 25 erfasst werden. To select the optimal rule scenario, the controller detects 20 a load characteristic of the connected load, namely in the present embodiment, a current-voltage characteristic. For this purpose, after switching on the circuit arrangement 1 or after connecting the load to the circuit output 4 gradually to the secondary side 15 output electric power is increased, and to the different values of the output power also respective values of the output voltage U _OUT and the current I _OUT are detected. For the detection of the load characteristic can be provided that the said outputs are measured, but with a feedback from the secondary side 15 on the primary side 14 connected is. Alternatively, it is thus proposed in the exemplary embodiment that these variables U _OUT and I _OUT and optionally also the output power are determined as a function of primary-side variables, namely depending on the DC input voltage U _IN and / or depending on a drain-source voltage U _{D of} the MOSFET , While the DC input voltage U _IN using a first voltage divider 24 can be detected, the drain-source voltage U _D by means of a second voltage divider 25 be recorded.

Der erste Spannungsteiler 24 beinhaltet einen ersten und einen zweiten Widerstand 26, 27, welche miteinander in Reihe geschaltet sind und einerseits mit dem ersten Eingangsanschluss 9 sowie andererseits mit dem zweiten Eingangsanschluss 10 und somit mit dem Bezugspotential 19 verbunden sind. Ein zwischen den Widerständen 26, 27 liegender Abgriffknoten 28 ist mit einem Messeingang 29 der Steuereinrichtung 20 verbunden. Am Messeingang 29 liegt somit gegenüber dem Bezugspotential 19 eine Spannung U_IN* an, welche mit der Eingangsgleichspannung U_IN korreliert ist, sodass unter Kenntnis der Dimensionierung der Widerstände 26, 27 die Amplitude der Eingangsgleichspannung U_IN bekannt ist.The first voltage divider 24 includes a first and a second resistor 26 . 27 which are connected in series with each other and on the one hand with the first input terminal 9 and on the other hand with the second input terminal 10 and thus with the reference potential 19 are connected. One between the resistances 26 . 27 lying tap node 28 is with a fair entrance 29 the control device 20 connected. At the fair entrance 29 is thus opposite the reference potential 19 a voltage U _IN *, which is correlated with the input _DC voltage U _IN , so knowing the dimensioning of the resistors 26 . 27 the amplitude of the DC input voltage U _{IN is} known.

Der zweite Spannungsteiler 25 wiederum beinhaltet ebenfalls einen ersten und einen zweiten Widerstand 30, 31, welche miteinander in Reihe geschaltet sind und außerdem einerseits mit dem Drain-Anschluss 16 und andererseits mit dem Bezugspotential 19 verbunden sind. Ein Abgriffknoten 32, welcher zwischen den beiden Widerständen 30, 31 liegt, ist mit einem weiteren Messeingang 33 der Steuereinrichtung 20 verbunden, an welchem die Steuereinrichtung 20 eine Spannung U_D* erfasst, welche mit der Drain-Source-Spannung U_D korreliert ist. Somit erfasst die Steuereinrichtung 20 auch die Amplitude der Drain-Source-Spannung U_D, nämlich gegen Bezugspotential 19.The second voltage divider 25 Again, it also includes a first and a second resistor 30 . 31 , which are connected in series with each other and also on the one hand with the drain connection 16 and on the other hand with the reference potential 19 are connected. A tap node 32 which is between the two resistors 30 . 31 is, is with another fair entrance 33 of the control device 20 connected to which the control device 20 detects a voltage U _D *, which is correlated with the drain-source voltage U _D. Thus, the controller detects 20 also the amplitude of the drain-source voltage U _D , namely against reference potential 19 ,

In der Steuereinrichtung 20 sind somit die jeweils aktuellen Werte der Eingangsgleichspannung U_IN und der Drain-Source-Spannung U_D bekannt. In Abhängigkeit von diesen Größen ermittelt die Steuereinrichtung 20 anhand von an sich bekannten mathematischen Formeln die aktuellen Werte der Ausgangsspannung U_OUT sowie des sekundärseitigen Stroms I_OUT. Wie bereits ausgeführt, Stroms I_OUT. Wie bereits ausgeführt, können jedoch diese sekundärseitigen Größen auch gemessen werden.In the control device 20 Thus, the respective current values of the DC input voltage U _IN and the drain-source voltage U _{D are} known. Depending on these variables, the controller determines 20 based on known mathematical formulas, the current values of the output voltage U _OUT and the secondary-side current I _OUT . As already stated, current I _OUT . As already stated, however, these secondary-side sizes can also be measured.

Sind die Ausgangsspannung U_OUT sowie der Strom I_OUT bekannt, so kann die Steuereinrichtung 20 eine Strom-Spannungs-Kennlinie aufnehmen und anhand dieser Lastkennlinie entscheiden, welches der oben genannten Regelszenarien verwendet werden soll. Ein Flussdiagramm eines solchen Verfahrens ist dabei in 2 näher dargestellt. Das Verfahren beginnt in einem ersten Schritt S1. In einem nachfolgenden zweiten Schritt S2 wird die an die Sekundärseite 15 abgegebene elektrische Ausgangsleistung P auf null eingestellt. Gleichzeitig werden auch in der Steuereinrichtung 20 verschiedenste Parameter auf null gesetzt, nämlich U₁₁, I₁₁, X₁₁, U₁₃, I₁₃ und X₁₃. Das Verfahren geht dann zu einem weiteren Schritt S3 weiter, in welchem die Ausgangsleistung um einen vorgegebenen Wert ΔP erhöht wird. Wie bereits ausgeführt, wird die Ausgangsleistung beim Erfassen der Lastkennlinie schrittweise erhöht, wobei zu jedem Wert der Ausgangsleistung jeweils ein Punkt der Lastkennlinie aufgenommen wird. Der Wert ΔP kann dabei in einem Wertebereich von 0,1 W bis 1 W liegen. Der Wert ΔP kann dabei beliebig gewählt werden und kann sogar beim Erfassen der Kennlinie variiert werden. Dies bedeutet, dass der Wert ΔP kein konstanter Wert sein muss und auch während der Erfassung der Kennlinie quasi „online” eingestellt und verändert werden kann. Beispielsweise kann hier mit einem relativ kleinen ΔP begonnen werden, um dann das ΔP während der Erfassung der Kennlinie kontinuierlich linear oder nicht-linear erhöhen zu können. Die Schrittweite wird dabei unter Berücksichtigung des leistungsschwächsten LED-Moduls festgelegt.If the output voltage U _OUT and the current I _{OUT are} known, then the control device 20 record a current-voltage characteristic curve and use this load characteristic to decide which of the above-mentioned control scenarios should be used. A flowchart of such a method is shown in FIG 2 shown in more detail. The method begins in a first step S1. In a subsequent second step S2 is the to the secondary side 15 output electric power P set to zero. At the same time also in the control device 20 set various parameters to zero, namely U ₁₁ , I ₁₁ , X ₁₁ , U ₁₃ , I ₁₃ and X _13th The process then proceeds to a further step S3 in which the output power is increased by a predetermined value ΔP. As already stated, the output power is increased stepwise in the detection of the load characteristic, wherein in each case a point of the load characteristic is recorded for each value of the output power. The value .DELTA.P can be in a value range of 0.1 W to 1 W. The value .DELTA.P can be chosen arbitrarily and can even be varied when detecting the characteristic curve. This means that the value ΔP does not have to be a constant value and can also be quasi "online" set and changed during the detection of the characteristic curve. For example, it is possible here to start with a relatively small ΔP, in order then to be able to increase the ΔP continuously linearly or non-linearly during the detection of the characteristic curve. The step size is determined taking into account the lowest-power LED module.

Wird die Ausgangsleistung P erhöht, so wird in einem weiteren Schritt S4 durch die Steuereinrichtung 20 überprüft, ob bei dem momentan eingestellten Leistungswert P die Stromstärke des sekundärseitigen Stroms I_OUT größer als 350 mA und gleichzeitig die Amplitude der Ausgangsspannung U_OUT kleiner als 24 V sind. Ist dies der Fall, so endet das Verfahren in einem Schritt S5, in welchem ein Regelszenario eingeleitet wird, in welchem der sekundärseitige Strom I_OUT auf 350 mA geregelt wird. Es erfolgt also eine Stromregelung, und nicht etwa die Regelung der Ausgangsspannung U_OUT _. Dies beruht darauf, dass bei einer solchen relativ hohen Stromstärke des sekundärseitigen Stroms I_OUT bei einer gleichzeitig geringen Amplitude der Ausgangsspannung U_OUT die Lastkennlinie eine relativ schnelle Änderung des sekundärseitigen Stroms I_OUT zeigt, sodass sich die Stromregelung gegenüber der Spannungsregelung als zweckmäßiger erweist.If the output power P is increased, then in a further step S4 by the control device 20 checks whether at the currently set power value P, the current strength of the secondary side current I _OUT greater than 350 mA and at the same time the amplitude of the output voltage U _{OUT are} less than 24 V. If this is the case, the method ends in a step S5 in which a control scenario is initiated, in which the secondary-side current I _{OUT is} regulated to 350 mA. So there is a current control, and not about the regulation of the output voltage U _OUT _. This is based on the fact that with such a relatively high current intensity of the secondary-side current I _OUT with a simultaneously low amplitude of the output voltage U _OUT the load characteristic shows a relatively rapid change of the secondary-side current I _OUT , so that the current regulation proves to be more advantageous than the voltage regulation.

Wird im Schritt S4 jedoch festgestellt, dass zumindest eines der dort überprüften Kriterien nicht erfüllt ist, so geht das Verfahren zu einem Schritt S6 weiter, in welchem die Steuereinrichtung 20 überprüft, ob die Amplitude der Ausgangsspannung U_OUT größer als 11 V ist und gleichzeitig der ursprünglich auf null gesetzte Parameter X₁₁ null beträgt. Dieser Parameter X₁₁ stellt genauso wie der Parameter X₁₃ eine binäre Variable bzw. einen Statusindikator (auch unter der Bezeichnung „flag” bekannt) dar. Wird die Frage gemäß Schritt S6 mit „ja” beantwortet, so wird in einem weiteren Schritt S7 dieser Parameter X₁₁ auf „1” gesetzt, wobei gleichzeitig der Parameter U₁₁ gleich der aktuellen Amplitude der Ausgangsspannung U_OUT gesetzt wird. Diese Amplitude ist hier ein wenig höher als 11 V. was bereits im Schritt S6 als 11 V, was bereits im Schritt S6 festgestellt worden ist. Gleichzeitig wird im Schritt S7 auch der Parameter I₁₁ gleich der aktuellen Stromstärke des Stroms I_OUT gesetzt.However, if it is determined in step S4 that at least one of the criteria checked there is not fulfilled, the method proceeds to a step S6, in which the control device 20 checks whether the amplitude of the output voltage U _{OUT is} greater than 11 V and at the same time the originally set to zero parameter X _{11 is} zero. This parameter X ₁₁ represents, just like the parameter X _13, a binary variable or a status indicator (also known under the name "flag"). If the question in step S 6 is answered with "yes", then in a further step S7 this becomes Parameter X _{11 set} to "1", wherein at the same time the parameter U _{11 is set} equal to the current amplitude of the output voltage U _OUT . This amplitude is here a little higher than 11 V. This is already 11 V in step S6, which has already been determined in step S6. At the same time, the parameter I _{11 is set} equal to the current current of the current I _OUT in step S7.

Wird die Frage gemäß Schritt S6 mit „nein” beantwortet, so geht das Verfahren zu einem weiteren Schritt S8 weiter. Das Verfahren gelangt zu diesem Schritt S8 auch direkt nach dem Schritt S7. Im Schritt S8 überprüft die Steuereinrichtung 20, ob die Amplitude der Ausgangsspannung U_OUT größer als 13 V ist und gleichzeitig der Parameter X₁₃ null beträgt. Ist dies der Fall, so wird in einem weiteren Schritt S9 der Parameter U_OUT gesetzt, während der Parameter I₁₃ der aktuellen Stromstärke des Stroms I_OUT gleichgesetzt wird. Auch der binäre Statusindikator X₁₃ wird auf „1” gesetzt. Ausgehend von dem Schritt S9 wird dann in einem weiteren Schritt S10 eine normierte Änderung des Stroms I_OUT berechnet, und zwar zwischen den Werten I₁₃ und I₁₁. Dann wird überprüft, ob diese normierte Stromänderung kleiner oder größer als ein vorgegebener Schwellwert ist, nämlich im Ausführungsbeispiel kleiner oder größer als 10%. Ist die Änderung des Stroms kleiner als dieser Schwellwert, so endet das Verfahren in einem Schritt S11, in welchem eine Regelung der Ausgangsspannung U_OUT auf 12 V eingeleitet wird. Wird jedoch im Schritt S10 festgestellt, dass die Stromänderung größer als 10% ist, so geht das Verfahren zu einem weiteren Schritt S12 weiter, in welchem überprüft wird, ob die aktuelle Amplitude der Ausgangsspannung U_OUT größer als 24 V ist. Zu dem Schritt S12 gelangt das Verfahren auch direkt vom Schritt S8, nämlich dann, wenn die im Schritt S8 gestellte Frage mit „nein” beantwortet wird. Wird nun im Schritt S12 festgestellt, dass die Amplitude der Ausgangsspannung U_OUT kleiner als 24 V ist, so kehrt das Verfahren zum Schritt S3 zurück, in welchem die Ausgangsleistung P weiterhin schrittweise erhöht wird, nämlich noch einmal um den Wert ΔP. An dieser Stelle sei noch einmal betont, dass der Wert ΔP auch beim Erfassen der Kennlinie variiert werden kann und somit kein konstanter Wert zu sein braucht. Wird im Schritt S12 jedoch festgestellt, dass die Amplitude der Ausgangsspannung U_OUT größer als 24 V ist, so endet das Verfahren in einem Schritt S13, in welchem ein Regelszenario eingeleitet wird, in welchem die Ausgangsspannung U_OUT auf 24 V geregelt wird.If the question in step S6 is answered with "no", the method proceeds to a further step S8. The method also arrives at step S8 directly after step S7. In step S8, the controller checks 20 whether the amplitude of the output voltage U _{OUT is} greater than 13 V and at the same time the parameter X _{13 is} zero. If this is the case, the parameter U _{OUT is} set in a further step S9, while the parameter I _{13 is set} equal to the current value of the current I _OUT . The binary status indicator X ₁₃ is also set to "1". Starting from the step S9, a normalized change of the current I _{OUT is then} calculated in a further step S10, specifically between the values I ₁₃ and I ₁₁ . Then it is checked whether this normalized current change is smaller or larger than a predetermined threshold value, namely less than or greater than 10% in the exemplary embodiment. If the change of the current is smaller than this threshold value, the method ends in a step S11, in which a regulation of the output voltage U _{OUT is} initiated to 12 V. However, if it is determined in step S10 that the current change is greater than 10%, the method proceeds to a further step S12, in which it is checked whether the current amplitude of the output voltage U _{OUT is} greater than 24 V. To the step S12 also passes the method directly from step S8, namely when the question asked in step S8 is answered with "no". If it is now determined in step S12 that the amplitude of the output voltage U _{OUT is} less than 24 V, the method returns to step S3, in which the output power P is further increased stepwise, namely once again by the value ΔP. It should be emphasized once again that the value .DELTA.P can also be varied when detecting the characteristic curve and thus need not be a constant value. However, if it is determined in step S12 that the amplitude of the output voltage U _{OUT is} greater than 24 V, the method ends in step S13, in which a control scenario is initiated in which the output voltage U _{OUT is} regulated to 24 V.

Die in den Schritten S4, S6 und S8 angegebenen Werte der Ausgangsspannung U_OUT und des Stroms I_OUT sind lediglich beispielhaft genannt und können je nach Ausführungsform unterschiedlich sein.The values of the output voltage U _OUT and the current I _OUT indicated in steps S4, S6 and S8 are given by way of example only and may vary depending on the embodiment.

Bei dem Verfahren gemäß 2 wird also die Ausgangsleistung P schrittweise erhöht, und zu jedem Punkt der Lastkennlinie überprüft die Steuereinrichtung 20, ob der bereits aufgenommene Abschnitt der Lastkennlinie genügt, um das optimale Regelszenario festlegen zu können. Eine solche Vorgehensweise ist relativ aufwandsarm zu implementieren und ermöglicht die Festlegung des optimalen Regelszenarios deutlich schneller als beispielsweise ein Vergleich der aufgenommenen tatsächlichen Lastkennlinie mit abgelegten Kennlinien. Jedoch könnte alternativ auch vorgesehen sein, dass die durch die Steuereinrichtung 20 erfasste Lastkennlinie mit in der Steuereinrichtung 20 abgelegten Kennlinien verglichen wird und anhand eines Ergebnisses dieses Vergleichs die Steuereinrichtung 20 das jeweils optimale Regelszenario auswählt.In the method according to 2 Thus, the output power P is gradually increased, and at each point of the load characteristic, the controller checks 20 whether the already recorded section of the load curve is sufficient to determine the optimal control scenario. Such an approach is relatively easy to implement and allows the determination of the optimal control scenario much faster than, for example, a comparison of the recorded actual load curve with stored characteristics. However, alternatively it could also be provided that the control device 20 detected load characteristic with in the control device 20 stored characteristic curves is compared and based on a result of this comparison, the control device 20 selects the optimal rule scenario.

Im Schritt S10 des Verfahrens gemäß 2 wird – wie bereits erwähnt – die Änderung der Stromstärke des Stroms I_OUT ermittelt. Dies basiert darauf, dass bei einer relativ geringen Stromänderung die Spannung U_OUT nicht mehr erhöht werden muss, sondern eine Spannung von beispielsweise 12 V (vgl. Schritt S11) ausreicht, um die angeschlossene Last zu betreiben.In step S10 of the method according to 2 As already mentioned, the change in the current intensity of the current I _{OUT is} determined. This is based on the fact that with a relatively small current change, the voltage U _OUT does not have to be increased any more, but a voltage of, for example, 12 V (compare step S11) is sufficient to operate the connected load.

Im Schritt S4, in welchem die Werte 350 mA und 24 V lediglich beispielhaft genannt sind, stellen selbige Werte einen Stromgrenzwert einerseits sowie einen Spannungswert andererseits dar, welche grundsätzlich auf beliebige Werte eingestellt werden können. Allgemein kann somit festgestellt werden, dass die Stromregelung gemäß Schritt S5 dann auf einen vorgegebenen Sollwert eingeleitet wird, wenn im Schritt S4 festgestellt wird, dass die Stromstärke des Stroms I_OUT einen vorgegebenen Stromgrenzwert überschreitet und gleichzeitig auch die Amplitude der Ausgangsspannung U_OUT kleiner als ein vorgegebener Spannungswert ist. Diese Werte sind im Schritt S4 beispielsweise auf 350 mA und 24 V eingestellt.In step S4, in which the values 350 mA and 24 V are given merely by way of example, the same values represent a current limit value on the one hand and a voltage value on the other hand, which in principle can be set to any desired values. In general, it can thus be stated that the current regulation in accordance with step S5 is then introduced to a predetermined desired value if it is determined in step S4 that the current intensity of the current I _OUT exceeds a predetermined current limit value and, at the same time, the amplitude of the output voltage U _{OUT is} less than one is predetermined voltage value. These values are set to 350 mA and 24 V in step S4, for example.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung 20 die Sekundärseite 15 anhand der Lastkennlinie auf einen Kurzschluss hin überprüft. Dies kann so aussehen, dass der Kurzschluss der Sekundärseite 15 dann erkannt und als solcher interpretiert wird, wenn bei der Ausgangsleistung P größer als ein vorgegebener Leistungswert die Amplitude der Ausgangsspannung U_OUT kleiner als ein vorgegebener Grenzwert ist, nämlich beispielsweise 2 V.It can also be provided that the control device 20 the secondary side 15 checked for a short circuit based on the load characteristic. This may look like the short circuit of the secondary side 15 is then detected and interpreted as such, if at the output power P is greater than a predetermined power value, the amplitude of the output voltage U _{OUT is} less than a predetermined limit, namely, for example, 2 V.

In diesem Falle kann die Steuereinrichtung 20 die Übertragung der elektrischen Energie auf die Sekundärseite 15 unterbrechen und beispielsweise eine Fehlermeldung ausgeben.In this case, the control device 20 the transmission of electrical energy to the secondary side 15 interrupt and, for example, issue an error message.

Zusätzlich kann auch eine Leistungsbegrenzung durch die Steuereinrichtung 20 vorgesehen sein. Wird beispielsweise eine bestimmte Ausgangsleistung P erreicht, kann die Steuereinrichtung 20 die Schaltungsanordnung 1 in einen Leistungsbegrenzungsmodus schalten, in welchem die elektrische Ausgangsleistung P nach oben auf einen vorgegebenen Wert begrenzt wird. Dies entspricht grundsätzlich einer Regelung der Ausgangsleistung auf den vorgegebenen Wert. Wird also erkannt, dass keines der in den Schritten S4, S10 und S12 definierten Kriterien erfüllt ist und außerdem die Ausgangsleistung P einen vorgegebenen Wert erreicht, so kann eine Regelung der Ausgangsleistung P auf den vorgegebenen Wert eingeleitet werden.In addition, a power limitation by the control device 20 be provided. If, for example, a certain output power P is reached, the control device 20 the circuit arrangement 1 switch to a power limiting mode, in which the electric output power P is limited upward to a predetermined value. This basically corresponds to a regulation of the output power to the predetermined value. If, therefore, it is detected that none of the criteria defined in steps S4, S10 and S12 is met and, in addition, the output power P reaches a predetermined value, then regulation of the output power P can be initiated to the predetermined value.

In den 3 bis 6 sind nun verschiedene beispielhafte Lastkennlinien 34 dargestellt, welche Strom-Spannungs-Kennlinien sind, wobei hier eine Abhängigkeit der Ausgangsspannung U_OUT von dem Ausgangsstrom I_OUT dargestellt ist. Unter einer Lastkennlinie wird dabei eine Kennlinie bzw. eine Abhängigkeit einer ersten sekundärseitigen Größe von einer davon verschiedenen zweiten sekundärseitigen Größe verstanden, welche das elektrische Verhalten der angeschlossenen elektrischen Last abhängig von der Ausgangsleistung beschreibt.In the 3 to 6 are now different exemplary load characteristics 34 represented, which are current-voltage characteristics, in which case a dependency of the output voltage U _{OUT is shown} by the output current I _OUT . A load characteristic here means a characteristic curve or a dependence of a first secondary-side variable on a second secondary-side variable different therefrom, which describes the electrical behavior of the connected electrical load as a function of the output power.

Die in 3 dargestellten Lastkennlinien 34 zeichnen sich durch einen relativ schnellen Anstieg des elektrischen Stroms I_OUT aus, sodass hier eine Stromregelung auf 350 mA eingeleitet werden kann.In the 3 illustrated load characteristics 34 characterized by a relatively rapid increase in the electrical current I _OUT , so that a current control can be initiated here to 350 mA.

Entsprechendes gilt auch für die Lastkennlinie 34a gemäß 4. Eine in 4 dargestellte Lastkennlinie 34b zeigt jedoch eine geringe Änderung der Stromstärke bei einer relativ schnellen Änderung der Ausgangsspannung U_OUT. Hier kann beispielsweise eine Regelung der Ausgangsspannung U_OUT auf 12 V eingeleitet werden.The same applies to the load characteristic 34a according to 4 , An in 4 illustrated load characteristic 34b However, shows a small change in the current at a relatively rapid change in the output voltage U _OUT . Here, for example, a regulation of the output voltage U _OUT to 12 V can be initiated.

Weil bei der Lastkennlinie 34 gemäß 5 die Stromstärke 350 mA bei einer Spannung kleiner als 24 V beträgt, wird hier eine Stromregelung auf 350 mA eingeleitet. Schließlich kann bei der Lastkennlinie 34 gemäß 6 eine Spannungsregelung auf 24 V vorgesehen sein.Because with the load characteristic 34 according to 5 the current 350 mA at a voltage less than 24 V, a current control is initiated here to 350 mA. Finally, in the load curve 34 according to 6 a voltage control to 24 V be provided.

Claims

Method for operating a lamp, in particular an LED lamp, by means of an electronic circuit arrangement ( 1 by providing an electrical DC input voltage (U _IN ) at a circuit input ( 11 ) of the circuit arrangement ( 1 ), - Converting the DC input voltage (U _IN ) into an output voltage (U _OUT ) having a different amplitude than the DC input voltage (U _IN ) by means of a voltage converter ( 8th ) of the circuit arrangement ( 1 ), wherein the output voltage (U _OUT ) at a circuit output ( 4 ) of the circuit arrangement ( 1 ) is provided, to which at least one lamp of the lamp is electrically connected, - wherein by means of a control device ( 20 ) of the circuit arrangement ( 1 ) an electrical output (I _OUT , U _OUT , P) of the circuit output ( 4 ) is controlled to a predetermined setpoint, characterized by the steps: - detecting a load characteristic ( 34 ) of the at least one luminous means by means of the control device ( 20 ) and - determining the output variable to be controlled (I _OUT , U _OUT , P) and / or the setpoint as a function of the detected load characteristic ( 34 ) by means of the control device ( 20 ).

Method according to Claim 1, characterized in that the output variable (I _OUT , U _OUT , P) to be regulated and / or the setpoint value of at least two in the control device ( 20 ) stored output values or setpoints on the basis of the recorded load characteristic ( 34 ) is selected.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that in the control device ( 20 ) the following rule scenarios are stored, one of which is a rule scenario depending on the recorded load characteristic ( 34 ) for the operation of the lamp is selected: - control of the output voltage (U _OUT ) to a first setpoint, in particular to 12 V, and / or - regulation of the output voltage (U _OUT ) to a second setpoint, in particular to 24 V, and / or - regulation of an output-side current (I _OUT ) to a first nominal value, in particular to 350 mA, and / or - regulation of the output-side current (I _OUT ) to a second nominal value, in particular to 700 mA, and / or - regulation of an output power ( P) to a predetermined setpoint.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that as a load characteristic ( 34 ) a current-voltage characteristic of the at least one light source is detected.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the detection of the load characteristic ( 34 ), that one to the circuit output ( 4 ) electrical output power (P) starting from a starting value in (P) starting from a starting value in predetermined steps (.DELTA.P) is increased and for each value of the output power (P) each have a point for the load characteristic ( 34 ) is detected.

A method according to claim 5, characterized in that after the detection of each point for the load characteristic ( 34 ) by means of the control device ( 20 ) is checked in each case whether the load characteristic already recorded ( 34 ) is sufficient for determining the output variable (I _OUT , U _OUT , P) and / or the setpoint.

Method according to claim 5 or 6, characterized in that by means of the control device ( 20 ) the circuit output ( 4 ) based on the load characteristic ( 34 ) is checked for a short circuit, whereby a short circuit by the control device ( 20 ) is detected when at the output power (P) greater than a predetermined power value, the amplitude of the output voltage (U _OUT ) is less than a predetermined limit.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that, if based on the load characteristic ( 34 ) by the control device ( 20 ) is detected that the current strength of an output-side current (I _OUT ) exceeds a predetermined current limit and the amplitude of the output voltage (U _OUT ) is less than a predetermined voltage value, as an output variable (I _OUT , U _OUT , P) of the output side current (I _OUT ), in particular to a setpoint of 350 mA or 700 mA is regulated.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that based on at least two points of the load characteristic ( 34 ), in particular based on at least two last detected points of the load characteristic ( 34 ), a change in the current intensity of an output-side current (I _OUT ) between the at least two points of the load characteristic ( 34 ) and the output variable to be regulated (I _OUT , U _OUT , P) and / or the setpoint depending on the change of the current (I _OUT ).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the voltage converter ( 8th ) a primary page ( 14 ) with one with the circuit input ( 11 ) coupled primary coil ( 12 ), one from the primary side ( 14 ) galvanically isolated secondary side ( 15 ) with one with the circuit output ( 4 ) coupled secondary coil ( 6 ) and an electrical switch ( 17 ), which is connected to the primary coil ( 12 ), wherein by means of the control device ( 20 ) the desk ( 17 ) and by controlling the switch ( 17 ), in particular by controlling a duty cycle of the switch ( 17 ), the electrical output (I _OUT , U _OUT , P) of the secondary side ( 15 ) is regulated to the specified setpoint.

Method according to claim 10, characterized in that the control device ( 20 ) at least one electrical variable (U _IN , U _D ) of the primary side ( 14 ) and depending on the at least one size (U _IN , U _D ) of the primary side ( 14 ) the load characteristic ( 34 ).

Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that the load characteristic ( 34 ) is measured.

Circuit arrangement ( 1 ), which is adapted to perform a method according to any one of the preceding claims.

Lamp, in particular LED lamp, with a circuit arrangement ( 1 ) according to claim 13.