DE102014108775A1

DE102014108775A1 - Tiefsetzer sowie LED-Einrichtung, insbesondere LED-Scheinwerfer oder LED-Signallicht, mit einem solchen Tiefsetzer

Info

Publication number: DE102014108775A1
Application number: DE102014108775.5A
Authority: DE
Inventors: Andre Feske
Original assignee: Pintsch Bamag AG; Pintsch Bamag Antriebs und Verkehrstechnik GmbH
Current assignee: Sbrs De GmbH
Priority date: 2014-03-26
Filing date: 2014-06-24
Publication date: 2015-10-01
Anticipated expiration: 2034-06-25
Also published as: DE102014108775B4

Abstract

Es wird ein Tiefsetzer vorgeschlagen, umfassend: – einen Spannungseingang mit einem ersten Pol (1') – einen Spannungsausgang mit einem ersten Pol (2') – wobei der Spannungseingang und der Spannungsausgang einen gemeinsamen zweiten Pol (3) aufweisen und wobei – zwischen den Polen des Spannungsausgangs ein Ausgangskondensator (C1) vorgesehen ist, – eine Reihenschaltung mit einem an den ersten Pol (1') des Spannungseingangs angeschlossenen ersten Schalter (S1) und einer Induktivität (L1), die mit einem ersten Ende an einen ersten Pol (2') des Spannungsausgangs angeschlossenen ist, – eine erste Diode (D1), welche eine Freilaufdiode des Tiefsetzers ist, – eine Steuerung mit einer Regelungsfunktion unter Vergleich von einer Ist-Spannung und einer Referenzspannung, einer Ausgabe eines Steuersignals und dessen Pulsweitenmodulation auf Basis des Vergleichs und mit einem Ausgang für das Steuersignal, der mit einem Gatter des ersten Schalters (S1) verbunden ist, – wenigstens eine Bootstrap-Schaltung, die eine Reihenschaltung mit einer Bootstrap-Diode (D2, D21) und einem Bootstrap-Kondensator (C4, C41), der mit einem ersten Ende an das zweite Ende der Induktivität (L1) angeschlossen ist, und eine Verbindung unter einem Ausgang der Bootstrap-Diode (D2, D21), einem zweiten Ende des Bootstrap-Kondensators (C4, C41) und einem Eingang der Steuerung umfasst, – eine Verbindung zwischen einem Eingang der Bootstrap-Diode (D2, D21) und dem ersten Pol (2') des Spannungsausgangs, – eine zwischen das zweite Ende des Bootstrap-Kondensators (C4, C41) und das zweite Ende der Induktivität (L1) geschaltete Einstelleinrichtung (X) zur Einstellung einer Versorgungsspannung oder der Ist-Spannung für den Eingang der Steuerung auf Basis einer auf dem Bootstrap-Kondensator (C4, C41) gespeicherten Spannung.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft einen Tiefsetzer und eine LED-Einrichtung, insbesondere LED-Scheinwerfer oder LED-Signallicht, mit einem solchen Tiefsetzer. Die Erfindung betrifft insbesondere einen DC-DC-Tiefsetzer bzw. Gleichstromtiefsetzer.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Ein auch unter den Bezeichnungen "Abwärtswandler", "Tiefsetzer", "Abwärtsregler", "Buck-Konverter" oder kurz "Tiefsetzer" bekannter Spannungswandler ist in 1 veranschaulicht. Dabei wird nachfolgend aus Gründen der Übersichtlichkeit allgemein für alle solchen Spannungswandler nur der Begriff "Tiefsetzer" verwendet, ohne dass dies einschränkend zu verstehen ist – der Begriff steht stellvertretend für alle dem Fachmann bekannt Spannungswandler der hier in Frage stehenden Art.
Bei dem Tiefsetzer gemäß 1 regelt eine Steuerung (nicht in 1 gezeigt) mit einem Pulsweitenmodulator die ausgegebene Spannung. Ein Schalter S1 in Form eines signalgesteuerten Transistors, MOSFETs oder IGBT ist zwischen einen Spannungseingang 1 des Tiefsetzers und eine Verzweigung zu einer Diode D1 und einer Spule L1 bzw. Drossel geschaltet. Einem Spannungsausgang 2 des Tiefsetzers ist ein erster Kondensator C1 vorgeschaltet, der an einem Ende mit der Spule L1 und an einem anderen Ende mit der Diode D1 und dem Spannungseingang 2 verbunden ist. Der Spannungseingang 1 kann wie in 1 veranschaulicht einen zweiten Kondensator C2 zur Glättung der Eingangsspannung aufweisen.
Eine Anwendung eines Tiefsetzers kann ein sog. "Powermodul" zum Betreiben eines LED-Scheinwerfers bzw. eines LED-Signallichtes sein, das aus einer Eingangsspannung von 60...150 V_DC zwei Hilfsspannungen von +24 V_DC und +5 V_DC liefert, z.B. mit einer maximalen Ausgangsleistung des Powermoduls von 30 W. Für die Realisierung des Powermoduls stehen auch die bekannten Wandlertopologien Sepic-, Zeta-, Buck-Konverter zur Verfügung.
Die Regelung der Ausgangsspannung kann mit der Steuerung durch eine Regelung im sog. "Voltage Mode" (Spannungsmodus) oder "Current Mode" (Strommodus), insbesondere im "Average Current Mode" (Durchschnittsstrommodus) oder "Peak Current Mode" (Spitzenstrommodus), vorgesehen sein. Unabhängig davon, mit welchem Regelungsverfahren der Tiefsetzer letztendlich betrieben wird, ist immer ein Potentialunterschied zwischen einer Ansteuerung (Treiber) des Schalters S1, der als elektronischer Schalter ausgebildet ist, und einem Bezugspotential der Messung oder Regelung der Ausgangsspannung zu überwinden.
2 veranschaulicht einen Tiefsetzer gemäß dem Stand der Technik, umfassend:

– einen Spannungseingang,
– einen Spannungsausgang mit einem Ausgangskondensator C1 zwischen seinen Polen,
– eine Reihenschaltung mit einem an einen ersten Pol 1' des Spannungseingangs angeschlossenen ersten Schalter S1 und einer Induktivität L1, die mit einem ersten Ende an einen ersten Pol 2' des Spannungsausgangs angeschlossenen ist,
– eine erste Diode D1, welche eine Freilaufdiode des Tiefsetzers ist,
– einen Lastwiderstand R1, der am Spannungsausgang zu dem Ausgangskondensator C1 parallel geschaltet ist, und
– eine Steuerung für den Schalter S1 durch eine Regelung im Voltage Mode.

Ein Verstärker 4 eines Spannungsreglers der Steuerung ist mit einem ersten Eingang zum Empfang einer Ist-Spannung über einen ersten Eingangswiderstand Z1 an zwei Ausgangsspannungsteilwiderstände R2, R3 eines am Spannungsausgang zu dem Lastwiderstand R1 parallel geschalteten Spannungsleiters angeschlossen. Der Eingangswiderstand Z1 kann als einfacher, aber auch als komplexer Widerstand ausgebildet sein.
Der Verstärker 4 des Spannungsreglers ist mit einem zweiten Eingang an einen Referenzspannungspol 5 angeschlossen. Der Spannungsregler besitzt einen Gegenkopplungswiderstand Z2, der zwischen den ersten Eingang und einen Ausgang des Verstärkers 4 des Spannungsreglers geschaltet ist Der Gegenkopplungswiderstand Z2 kann als einfacher, aber auch als komplexer Widerstand ausgebildet sein.
Ein Komparator 6 weist einen mit dem Ausgang des Verstärkers 4 des Spannungsreglers verbundenen Eingang und einen Eingang auf, an den ein Sägezahnsignalgenerator 7 angeschlossen ist. Ein Gatter des Schalters empfängt ein Steuersignal eines Treibers 8, von dem ein Eingang mit einem Ausgang des Komparators 6 verbunden ist. Dabei ist ein BiCMOS des Treibers 8 mit dem Gatter des ersten Schalters S1 verbunden.
3 veranschaulicht einen weiteren Tiefsetzer gemäß dem Stand der Technik, jedoch mit einer Steuerung durch Regelung im Average Current Mode. Zusätzlich zu dem in 2 veranschaulichten Tiefsetzer weist der in 3 veranschaulichte Tiefsetzer einen Verstärker 9 eines Stromreglers mit einer Gegenkopplung auf. Dabei ist ein Ausgang des Verstärkers 4 des Spannungsreglers mit einem Eingang des Verstärkers 9 des Stromreglers verbunden und ein weiterer Eingang des Verstärkers 9 des Stromreglers ist über einen zweiten Eingangswiderstand Z3 an eine Strommesseinheit 10 angeschlossen. Dieser zweite Eingangswiderstand Z3 kann als einfacher, aber auch als komplexer Widerstand ausgebildet sein.
Anders als bei dem in 2 veranschaulichten Tiefsetzer ist bei dem in 3 veranschaulichten Tiefsetzer keine direkte Verbindung zwischen dem Ausgang des Verstärkers 4 des Spannungsreglers und einem Eingang des Komparators 6 vorgesehen, sondern dieser Eingang ist mit dem Ausgang des Verstärkers 9 des Stromreglers und mit einem zweiten weiteren Gegenkopplungswiderstand Z4 verbunden, der als einfacher oder komplexer Widerstand ausgebildet sein kann. Man erhält damit eine Gegenkopplung des Verstärkers 9 des Stromreglers mit dem Eingangswiderstand Z3 und dem Gegenkopplungswiderstand Z4. Die Strommesseinheit 10 misst dabei einen durch die Induktivität L1 fließenden Strom, beispielsweise über ein durch die Induktivität L1 aufgebautes Magnetfeld oder über eine Strommessung mit einem Shunt.
4 veranschaulicht einen Tiefsetzer gemäß dem Stand der Technik mit einer Steuerung durch eine Regelung im Peak Current Mode. Im Unterschied zu dem in 3 veranschaulichten Tiefsetzer besitzt der in 4 veranschaulichte Tiefsetzer anstelle der in 3 gezeigten Kombination aus Komparator 6 und Sägezahnsignalgenerator 7 einen Taktsignalgeber 11 und ein RS-Flip-Flop 12 mit einem mit dem Ausgang eines Komparators 6 verbundenen Eingang, einem mit dem Taktsignalgeber 11 verbundenen Eingang und einem mit dem Treiber 8 verbundenen Ausgang. Dieser Komparator 6 besitzt einen mit dem Ausgang des Verstärkers 4 des Spannungsreglers verbundenen Eingang und ist mit einem weiteren Eingang über einen Messwiderstand R4 an das zweite Ende der Induktivität L1 angeschlossen. Die in 3 gezeigte Kombination aus Stromregler und Strommesseinheit entfällt bei dem in 4 veranschaulichten Tiefsetzer. Der Taktsignalgeber 11 ist insbesondere mit einem S-Eingang des RS-Flip-Flop 12 verbunden und der Ausgang des Strommesskomparators 6 ist mit einem R-Eingang des RS-Flip-Flop 12 verbunden; der Treiber 8 ist an einen Q1-Ausgang des RS-Flip-Flop 12 angeschlossen. Zur Realisierung einer entsprechenden Steuerung im Peak Current Mode ist von der Firma Texas Instruments ein Produkt mit der Bezeichnung UCC28C43 bekannt, wobei das zugehörige Datenblatt unter der Bezeichnung "SLUS458C – August 2001 – revised September 2003" im Internet auffindbar ist (siehe z.B. http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/86933/TI/UCC28C43.html).
Wie bereits erwähnt, ist unabhängig vom Regelungsverfahren eines Tiefsetzers immer ein Potentialunterschied zwischen der Messung der Ausgangsspannung bzw. der Regelung der Ausgangsspannung und dem Ansteuersignal des Schalters zu überwinden. Zur Überwindung des Potentialunterschieds sind Schaltungsausführungen bekannt, die High-Side-Treiber oder galvanisch getrennte Treiber mittels Überträger oder Optokoppler einsetzen. Es ist auch möglich, ein Ausgangssignal des Spannungsreglers mittels eines Optokopplers oder Trennverstärkers auf die Ansteuerseite des Schalters S1 zu übertragen. Diese Schaltungsvarianten zur Überwindung des bestehenden Potentialunterschieds besitzen verschiedene Nachteile. So benötigen sie relativ viel Platz zum Einbau und sind zudem relativ teuer. Gerade bei LED-Einrichtungen ist jedoch der zur Verfügung stehende Bauraum begrenzt.
Von der Firma IR World Headquarters, El Segundo, California 90245, USA, www.irf.com ist ein High-Side-Treiber mit Strommessfunktion unter der Produktbezeichnung IR2127 mit Anschlüssen IN und HO und Eingängen C_S, V_S, COM, V_CC V_B und V_S es IR2127 bekannt. Das zugehörige Datenblatt Nr. PD60143-O datiert vom 09. September 2004 und ist z.B. unter http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/68067/IRF/IR2127.html abrufbar.
5 veranschaulicht einen Tiefsetzer, der anstelle der in 2 bis 4 veranschaulichten Steuerungen eine Steuerung aufweist, die aus einem solchen IR2127 High-Side-Treiber 13a und einer Regelungs- und Tastverhältnissteuereinheit 13b besteht. An den Spannungsausgang ist bei dem in 5 veranschaulichten Tiefsetzer die Regelungs- und Tastverhältnissteuereinheit 13b geschaltet, um eine Spannung von dem ersten Pol 2' des Spannungsausgangs zu empfangen, diese mit einer Soll-Spannung zu vergleichen und auf Basis des Vergleichs ein Signal entsprechend einem Tastverhältnis an den Anschluss IN des IR2127 abzugeben.
Der in 5 veranschaulichte Tiefsetzer besitzt eine Bootstrap-Schaltung, die eine Reihenschaltung mit einer Bootstrap-Diode D2 und einem Bootstrap-Kondensator C4, der mit einem ersten Ende an das zweite Ende der Induktivität L1 angeschlossen ist, und eine Verbindung unter einem Ausgang der Bootstrap-Diode D2, einem zweiten Ende des Bootstrap-Kondensators C4 und den Eingängen C_S und V_S des IR2127 umfasst. Ein Massepol ist an den Eingang COM des IR2127 angeschlossen und ein dritter Kondensator C3 ist zwischen den Anschlüssen COM und V_CC des IR2127 vorgesehen, wobei der Eingang V_CC des IR2127 eine erste Hilfsspannung auf der Low-Side von einem Hilfsspannungspol UH1 empfängt. Ein Bootstrap-Kondensator C4 ist zwischen die Eingänge V_B und V_S des IR2127 geschaltet und das Gatter des Schalters S1 zu dem Anschluss HO des IR2127 verbunden. Mit Hilfe der Bootstrap-Schaltung wird eine Hilfsspannung auf der High-Side von einem weiteren Hilfsspannungspol UH2 und aus einer Hilfsspannung vom Hilfsspannungspol UH1 auf der Low-Side zur Verfügung gestellt, um eine Spannungsversorgung des befindlichen Treibers auf der High-Side zu erzeugen.
Sobald der Schalter S1 ausgeschaltet wird, kommutiert der Drosselstrom aus der als Spule ausgestalteten Induktivität L1 auf die erste Diode D1, dadurch springt das Spannungspotential am in 5 gezeigten Verzweigungspunkt A zwischen der Induktivität L1, der ersten Diode D1 und dem Schalter S1 von der am ersten Spannungseingangspol 1' erhältlichen Spannung auf die negative Diodenflussspannung, die mit der ersten Diode D1 eingestellt ist. Dann wird der Bootstrap-Kondensator C4 über die Bootstrap-Diode D2 auf den Spannungswert der Hilfsspannung vom Hilfsspannungspol UH1 geladen. Solange der Schalter S1 eingeschaltet ist, entkoppelt die Bootstrap-Diode D2 den Bootstrap-Kondensator C4 von der Low-Side.
Die gespeicherte Spannung auf dem Bootstrap-Kondensator C4 kann durch Baugruppen, die sich auf der High-Side befinden, während der Einschaltzeit oder auch während der Ausschaltzeit von S1 genutzt werden. Dazu muss die Kapazität des Bootstrap-Kondensators C4 lediglich hinreichend groß gewählt werden, damit während der Einschaltzeit von S1, die gespeicherte Energie für den Energiebedarf der Baugruppen auf der High-Side ausreicht.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Tiefsetzer mit

– einem Spannungseingang,
– einem Spannungsausgang mit einem Ausgangskondensator zwischen seinen Polen,
– einer Reihenschaltung mit einem an einen ersten Pol des Spannungseingangs angeschlossenen ersten Schalter und einer Induktivität, die mit einem ersten Ende an einen ersten Pol des Spannungsausgangs angeschlossenen ist, und
– einer ersten Diode, welche eine Freilaufdiode des Tiefsetzers ist anzugeben. Bei der ersten Diode kann es sich um eine Diode handeln, die mit ihrer Kathode mit einem zweiten Ende der Induktivität und mit ihrer Anode an einen gemeinsamen zweiten Pol des Spannungseingangs und des Spannungsausgangs geschaltet ist.

Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln den Spannungs-Istwert von dem Spannungsausgang oder eine Teilspannung davon auf die High-Side des Tiefsetzers auf einen Bezugspunkt zwischen der Induktivität und der ersten Diode zu übertragen. Ein entsprechender Tiefsetzer mit einer Steuerung soll kostengünstig mit geringem Platzbedarf realisierbar sein.
Die Erfindung betrifft dazu einen Tiefsetzer, umfassend:

– einen Spannungseingang,
– einen Spannungsausgang mit einem Ausgangskondensator zwischen seinen Polen,
– eine Reihenschaltung mit einem an einen ersten Pol des Spannungseingangs angeschlossenen ersten Schalter und einer Induktivität, die mit einem ersten Ende an einen ersten Pol des Spannungsausgangs angeschlossenen ist,
– eine erste Diode, welche eine Freilaufdiode des Tiefsetzers ist,
– eine Steuerung mit Regelungsfunktion unter Vergleich von einer Ist-Spannung und einer Referenzspannung zur Erzeugung eines Steuersignals und mit einem Ausgang für das Steuersignal, der mit einem Gatter des ersten Schalters verbunden ist,
– wenigstens eine Bootstrap-Schaltung, die – eine Reihenschaltung mit einer Bootstrap-Diode und einem Bootstrap-Kondensator, der mit einem ersten Ende an das zweite Ende der Induktivität angeschlossen ist, und – eine Verbindung unter einem Ausgang der Bootstrap-Diode, einem zweiten Ende des Bootstrap-Kondensators und einem Eingang der Steuerung umfasst.

Bei der Regelungsfunktion kann es sich insbesondere um eine Voltage-Mode-Regelungsfunktion, eine Peak-Current-Mode-Regelungsfunktion, eine Average-Current-Mode-Regelungsfunktion oder eine Hysteretic-Mode-Regelungsfunktion handeln.
Die pulsweitenmodulierte Signale aus der Steuerung und am Gatter des Schalters arbeiten vorteilhaft im Bereich von 20 bis 500 kHz, bevorzugt im Bereich von 50 bis 250 kHz.
Erfindungsgemäß weist der Tiefsetzer eine Verbindung zwischen einem Eingang der Bootstrap-Diode auf. Der Tiefsetzer umfasst auch eine zwischen das zweite Ende des Bootstrap-Kondensators und das zweite Ende der Induktivität geschaltete Einstelleinrichtung zur Einstellung einer Versorgungsspannung oder der Ist-Spannung für den Eingang der Steuerung auf Basis einer auf dem Bootstrap-Kondensator gespeicherten Spannung. Dadurch wird es insbesondere möglich, mit einfachen Mitteln den Spannungs-Istwert der Ausgangsspannung auf die High-Side des Tiefsetzers auf den Bezugspunkt zwischen der Induktivität und der ersten Diode zu übertragen. So kann ein Pulsweitenmodulator-Schaltkreis wie das oben genannte Produkt mit der Bezeichnung UCC 28C43 auf der High-Side ein Potential von diesem Bezugspunkt empfangen. Insbesondere kann eine Bootstrap-Schaltung des Tiefsetzers alle Baugruppen, die sich auf das Bezugspotential A beziehen und sich auf der High-Side des Tiefsetzers befinden, mit Hilfsenergie versorgen. Insbesondere kann auch eine Bootstrap-Schaltung des Tiefsetzers zur Übertragung des Spannungs-Istwertes der Ausgangspannung auf die High-Side dienen.
Die Einstelleinrichtung kann

– ein Spannungsteiler zur Einstellung der Ist-Spannung für den Eingang der Steuerung sein, wobei der Eingang der Steuerung zum Empfang der Ist-Spannung von einem Mittenanschluss des Spannungsteilers geschaltet ist, oder
– als eine erste Zener-Diode zur Festlegung einer Versorgungsspannung an einem weiteren Eingang der Steuerung ausgebildet sein, wobei die erste Zener-Diode zwischen dem Eingang der Steuerung und dem zweitem Ende der Induktivität parallel zu dem Bootstrap-Kondensator geschaltet ist.

Der Tiefsetzer umfasst vorteilhaft zwei der Bootstrap-Schaltungen. Vorgesehen ist dann der Spannungsteiler zur Einstellung der Ist-Spannung für den Eingang der Steuerung, wobei dieser Eingang mit einer der Bootstrap-Schaltungen verbunden ist, und die erste Zener-Diode zur Festlegung einer Versorgungsspannung an dem weiteren Eingang der Steuerung, wobei dieser weitere Eingang mit einer weiteren der Bootstrap-Schaltungen verbunden ist.
Vorteilhaft ist eine wie oben in Verbindung mit 4 beschriebene Steuerung als die Steuerung mit Peak-Current-Mode-Regelungsfunktion vorgesehen, bei der jedoch der Ausgangsspannungsteiler nicht an den gemeinsamen zweiten Pol des Spannungseingangs und des Spannungsausgangs, sondern an das zweite Ende des Bootstrap-Kondensators angeschlossen ist. Vorteilhaft ist dabei ein BiCMOS des Treibers mit dem Gatter des ersten Schalters verbunden.
Bei einer Ausführungsform mit zwei der Bootstrap-Schaltungen ist eine vorteilhafte Variante gekennzeichnet durch eine Startschaltung mit einem Startspannungsregler, die eine Einschaltfunktion zur Bereitstellung der Versorgungsspannung an den mit der ersten Zener-Diode verbundenen Eingang der Steuerung in einem Hochfahrbetrieb des Tiefsetzers. Insbesondere kann eine Reihenschaltung mit der Startschaltung und einer zweiten Diode vorgesehen sein. Dabei ist der Startspannungsregler als MOSFET ausgebildet und die zweite Diode als Barriere gegen einen Stromfluss von dem zweiten Ende des Bootstrap-Kondensators durch eine Body-Diode des MOSFET zu dem ersten Schalter geschaltet. Ferner können vorgesehen werden:

– ein zwischen ein Gatter des MOSFET und einen Ausgang der zweiten Diode geschalteter dritter Widerstand, und
– eine zweite Zener-Diode, die als Widerstand gegen einen Stromfluss durch den dritten Widerstand zu dem ersten Ende des Bootstrap-Kondensators geschaltet ist, wobei eine Zenerspannung der zweiten Zener-Diode kleiner ist als eine Zenerspannung der ersten Zener-Diode.

Die Erfindung betrifft auch eine LED-Einrichtung umfassend eine LED-Einheit mit einer oder mehreren LEDs, einen Spannungseingang für die LED-Einheit und einen Tiefsetzer gemäß der Erfindung, wobei der Spannungseingang für die LED-Einheit an den Spannungsausgang des Tiefsetzers angeschlossen ist.
Der Spannungseingang eines erfindungsgemäßen Tiefsetzers kann einen zweiten Kondensator zur Glättung der Eingangsspannung aufweisen.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden rein beispielhaften und nichtbeschränkenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung, wobei funktionell ähnliche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt schematisiert einen Tiefsetzer gemäß dem Stand der Technik.
2 zeigt schematisiert eine erste Ausführung eines Tiefsetzers gemäß dem Stand der Technik mit einer Steuerung durch eine Regelung im Voltage Mode.
3 zeigt schematisiert eine zweite Ausführung eines Tiefsetzers gemäß dem Stand der Technik mit einer Steuerung durch eine Regelung im Average Current Mode.
4 zeigt schematisiert eine dritte Ausführung eines Tiefsetzers gemäß dem Stand der Technik mit einer Steuerung durch eine Regelung im Peak Current Mode.
5 zeigt schematisiert eine vierte Ausführung eines Tiefsetzers gemäß dem Stand der Technik mit einer Steuerung, welche zwei Hilfsspannungen und eine Bootstrap-Schaltung nutzt.
6 veranschaulicht schematisiert ein Schaltungsmerkmal eines Tiefsetzers gemäß der Erfindung, der eine Bootstrap-Schaltung nutzt.
7 veranschaulicht einen Tiefsetzer gemäß der Erfindung mit dem in 6 veranschaulichten Schaltungsmerkmal und einer ersten Ausführung der Bootstrap-Schaltung.
8 veranschaulicht einen Tiefsetzer gemäß der Erfindung mit dem in 6 veranschaulichten Schaltungsmerkmal und einer zweiten Ausführung der Bootstrap-Schaltung.
9 veranschaulicht einen Tiefsetzer gemäß der Erfindung mit sowohl der in 7 veranschaulichten ersten als auch der in 8 veranschaulichten zweiten Ausführung der Bootstrap-Schaltung und mit einer Startschaltung.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
6 veranschaulicht ein Schaltungsmerkmal, wonach der in 4 dargestellte Tiefsetzer insbesondere dadurch modifiziert wird, dass der in 4 gezeigte erste Eingangswiderstand Z1 (der nicht in 6 gezeigt, sondern in einem in 6 gezeigten Steuermodul 14 vorgesehen ist) nicht an einen Spannungsteiler am Spannungsausgang, sondern über eine Einstelleinrichtung X an das zweite Ende der Induktivität L1 angeschlossen ist, wobei parallel zu der Induktivität L1 eine Reihenschaltung mit einem Bootstrap-Kondensator C4 und einer Bootstrap-Diode geschaltet ist. Die Einstelleinrichtung X besitzt eine Funktion zur Einstellung einer Versorgungsspannung oder der Ist-Spannung für den Eingang der Steuerung auf Basis einer auf dem Bootstrap-Kondensator C4, gespeicherten Spannung. Dabei besteht eine Verbindung zwischen einem Eingang der Bootstrap-Diode D2 und dem ersten Pol 2' des Spannungsausgangs.
Der in 4 gezeigte Spannungsregler und die in 4 gezeigten Einheiten Referenzspannungspol 5, Treiber 8, Komparator 6, Taktgeber 11 und RS-Flipflop 12 sind in der Darstellung in 6 nicht einzeln gezeigt, sondern zu einem Steuermodul 14 zusammengefasst.
Wie in 7 veranschaulicht kann das in 6 gezeigt Schaltungsmerkmal so ausgeführt sein, dass ein in 4 dargestellter Tiefsetzer insbesondere dadurch modifiziert wird, dass parallel zu der Induktivität L1 eine Reihenschaltung mit einem Bootstrap-Kondensator C4 und einer Bootstrap-Diode D2 angeschlossen wird, und zwar mit einem ersten Ende des Bootstrap-Kondensators C4 und einem Eingang der Bootstrap-Diode D2, und dass der in 4 gezeigte Spannungsteiler mit einem seiner Widerstände R3 nicht an den zweiten Pol 3 des Spannungsausgangs, sondern an das zweite Ende des Bootstrapkondensators C4 angeschlossen wird. Die Einstelleinrichtung ist hier in Form eines Spannungsteilers R2, R3 zur Einstellung der Ist-Spannung für den Eingang der Steuerung ausgebildet. In 7 sind die in 4 gezeigten Einheiten Referenzspannungspol 5, Treiber 8, Komparator 6 Taktgeber 11, RS-Flipflop 12 sowie der Spannungsregler nicht einzeln gezeigt, sondern zu einem Steuermodul 14 zusammengefasst. Ein oder mehrere Widerstände des Spannungsteilers können auch als regelbare Widerstände ausgestaltet sein.
Wie in 8 veranschaulicht, kann das in 6 veranschaulichte Schaltungsmerkmal so ausgeführt sein, dass ein in 4 dargestellter Tiefsetzer insbesondere dadurch modifiziert wird, dass parallel zu der Induktivität L1 eine Reihenschaltung mit einem Bootstrap-Kondensator C41 und einer Bootstrap-Diode D21 angeschlossen wird, und zwar mit einem ersten Ende des Bootstrap-Kondensators C41 und einem Eingang, insbesondere der Anode der Bootstrap-Diode D21, und dass der in 4 gezeigte Referenzspannungspol (der nicht in 8 gezeigt, sondern in einem in 8 gezeigten Steuermodul 14 vorgesehen ist) an eine erste Zener-Diode DZ1 angeschlossen ist. 8 zeigt einen Aspekt der Erfindung, wonach die in Verbindung mit 9 beschriebenen Merkmale einer zweiten Diode D3, einer Startschaltung 15 und eines Boostrap-Widerstands 51 vorgesehen sind. Dabei ist die Startschaltung 15 zwischen den Referenzspannungspol des Steuermoduls 14 (somit auch den Bootstrapkondensator C41) und die am ersten Pol 1‘ des Spannungsausgangs vorgesehene zweite Diode D3 geschaltet. Der Boostrap-Widerstand 51 ist zwischen den ersten Pol 2‘ des Spannungsausgangs und die Bootstrap-Diode D21 geschaltet. Die erste Zener-Diode DZ1 dient als Einstellrichtung, um eine Versorgungsspannung für den Eingang der Steuerung einzustellen. Es besteht eine Verbindung zwischen einem Eingang, insbesondere der Anode der Bootstrap-Diode D2 und dem ersten Pol 2' des Spannungsausgangs.
Der in 4 gezeigte Spannungsregler und die in 4 gezeigten Einheiten Komparator 6, Referenzspannungspol 5, Treiber 8, Taktgeber 11 und RS-Flipflop 12 sind in der Darstellung in 8 wiederum nicht einzeln gezeigt, sondern zu einem Steuermodul 14 zusammengefasst.
Der in 9 gezeigte Tiefsetzer der Erfindung ist sowohl ein in 7 als auch ein in 8 gezeigter Tiefsetzer, wobei in 9 auch der Lastwiderstand R1 gezeigt ist, der am Spannungsausgang parallel zu dem ersten Kondensator C1 geschaltet ist. Anders ausgedrückt ist der in 9 gezeigte Tiefsetzer ein in 7 gezeigter Tiefsetzer, bei dem jedoch zwischen den Ausgang der Bootstrap-Diode D2 und dem zweiten Ende des Bootstrap-Kondensators C4 ein Bootstrap-Widerstand R5 vorgesehen und dem eine wie in 8 veranschaulichte Bootstrap-Schaltung als zweite Bootstrap-Schaltung hinzugefügt ist.
Damit weist die zweite Bootstrap-Schaltung auf:

– eine Reihenschaltung mit einer weiteren Bootstrap-Diode D21 und einem weiteren Bootstrap-Kondensator C41, der mit einem ersten Ende an das zweite Ende der Induktivität L1 angeschlossen ist,
– eine Verbindung zwischen einem Ausgang der weiteren Bootstrap-Diode D21, einem zweiten Ende des weiteren Bootstrap-Kondensators C41 und einem Versorgungsspannungseingang des Steuermoduls 14, und
– eine Verbindung zwischen einem Eingang der weiteren Bootstrap-Diode D21 und dem ersten Pol 2' des Spannungsausgangs.

Eine erste Zener-Diode DZ1 ist zur Einstellung der Spannung am Kondensators C41 vorgesehen, um eine Versorgungsspannung für den Versorgungsspannungseingang des Steuermoduls 14 einzustellen. Auch zwischen den Ausgang der weiteren Bootstrap-Diode D21 und das zweite Ende des weiteren Bootstrap-Kondensators C41 ist ein weiterer Bootstrap-Widerstand R51 geschaltet.
Das Steuermodul 14 des in 9 gezeigten Tiefsetzers besitzt vorteilhaft einen an das zweite Ende der Induktivität L1 angeschlossenen Bezugsanschluss (insbesondere der Anschluss GND des Schaltkreises UCC 28C43), wobei zwischen dem an das erste Ende der Induktivität angeschlossenen Eingang des Strommesskomparators 6 und dem ersten Ende der Induktivität ein Siebkondensator C5 geschaltet ist. Ein Widerstand R6 ist sowohl zwischen den Siebkondensator C5 und den Messwiderstand R4 als auch zwischen den Siebkondensator C5 und den Schalter S1 geschaltet.
Eine Startschaltung 15 mit einem Startspannungsregler weist eine Einschaltfunktion zur Bereitstellung der Versorgungsspannung an den Versorgungsspannungseingang der Steuerung 14 in einem Hochfahrbetrieb des Tiefsetzers auf. Wie in 9 veranschaulicht, ist dazu eine Reihenschaltung mit der Startschaltung 15 und einer zweiten Diode D3 vorgesehen, bei der der Startspannungsregler als MOSFET V1 ausgebildet ist und die zweite Diode D3 als Barriere gegen einen Stromfluss von dem zweiten Ende des weiteren Bootstrap-Kondensators C41 durch eine Body-Diode des MOSFET zu dem ersten Schalter S1 geschaltet ist. Zum Schalten der Startschaltung 15 sind ein zwischen ein Gatter des MOSFET V1 und einen Ausgang der zweiten Diode D3 geschalteter Vorwiderstand der Startschaltung R7 und eine zweite Zener-Diode DZ2 vorgesehen. Dabei ist die zweite Zener-Diode DZ2 zur Einstellung der Ausgangspannung der Startschaltung vorgesehen, wobei eine Zenerspannung der zweiten Zener-Diode DZ2 kleiner als eine Zenerspannung der ersten Zener-Diode DZ1. Der MOSFET V1 ist ein n-Kanal-MOSFET.
Bei dem in 9 veranschaulichten Steuermodul 14 kann es sich um den oben genannten Pulsweitenmodulator-Schaltkreis UCC 28C43 der Firma Texas Instruments handeln, der in dem Tiefsetzer auf der High-Side angeordnet wird, um ein an dem in 9 gezeigten Verzweigungspunkt A verfügbares Potential zu erhalten. Zudem ist die Startschaltung 15 bestehend aus dem MOSFET V1, dem Widerstand R7 und der zweiten Zener-Diode DZ2 auf der High-Side eingefügt. Die Startschaltung 15 ist über die zweite Diode D3 an die Eingangsspannung, genauer den ersten Pol 1' des Spannungseingangs angeschlossen.
Zur Übertragung des Spannungs-Istwertes der Ausgangsspannung am ersten Pol 2' des Spannungsausgangs auf die High-Side wird eine Bootstrap-Schaltung, bestehend aus der Diode D2, dem Bootstrap-Kondensator C4 und dem Bootstrap-Widerstand R5 genutzt. Eine weitere zweite Bootstrap-Schaltung bestehend aus der Bootstrap-Diode D21, dem Bootstrap-Kondensator C41 und dem Bootstrap-Widerstand R51 soll alle Baugruppen, die sich auf das an dem in 9 gezeigten Verzweigungspunkt A verfügbare Potential beziehen und sich auf der High-Side befinden, mit Hilfsenergie versorgen.
Bei dem in 9 veranschaulichten Tiefsetzer dienen die erste Zener-Diode DZ1 als Spannungsbegrenzer und der Widerstand R51 als Vorwiderstand für diesen Spannungsbegrenzer. Die Kombination aus dem Bootstrap-Kondensator C4 und Bootstrap-Widerstand R5 bildet einen Tiefpassfilter zur Filterung von durch Schalten des Schalters S1 verursachten Spannungsstörungen. Die Übertragung der Ausgangsspannung auf den Punkt A mittels des Bootstrap-Kondensators C4 ist in Ausschaltphasen des Schalters S1 vorgesehen. Der Spannungsteiler R2, R3 dient der Entladung des Bootstrap-Kondensators C4 bei geschlossenem Schalter S1, d.h. einer zwischen den ersten Polen 1', 2' hergestellten Verbindung. Dazu ist der Spannungsteiler R2, R3 insbesondere für die größte am Spannungsausgang vorgesehene Last ausgelegt und stellt eine Anpassung einer Eingangsspannung für die Regelungsfunktion der Steuerung 14 sicher.
In jeder Ausschaltphase des ersten Schalters S1 wird der Ist-Wert der Ausgangsspannung auf dem Bootstrap-Kondensator C4 gespeichert. Der gespeicherte Spannungswert wird durch den Verstärker 4 des Spannungsreglers ausgewertet. Der Spannungswert am Ausgang des Verstärkers 4 des Spannungsreglers bestimmt den Abschaltpunkt, bei welcher Transistorstromstärke der Schalter S1 abgeschaltet wird. Somit ist S1 als im Peak Current Mode gesteuerter elektronischer Schalter vorgesehen. Über die Variation der Abschaltschwelle des Schalters S1 wird die Ausgangsspannung, unabhängig von der Last und der Höhe der Eingangsspannung, auf einen stabilen/konstanten Spannungswert geregelt. Die Größe der Ausgangsspannung lässt sich über das Teilungsverhältnis von R3 und R2 in dem Spannungsteiler einstellen. Um Hochfrequenzstörungen bei der Übertragung des Spannungs-Ist-Wertes auf den Bootstrap-Kondensator C4 zu unterdrücken, ist eine Filterstufe bestehend aus einem Tiefpass 1. Ordnung vorgesehen mit dem Bootstrap-Widerstand R5 und dem Bootstrap-Kondensator C4. Die Zeitkonstante des Tiefpasses wird so dimensioniert, dass Frequenzanteile größer gleich der Schaltfrequenz fs gedämpft werden. Der Widerstand R5 kann nach folgender Gleichung dimensioniert werden:
Da der Ausgangspannungs-Ist-Wert UA immer nur in der Ausschaltphase von S1 gemessen und gespeichert wird, wird die Entladezeitkonstante R5*C4 auf die maximale Ausgangsleitung Pout_Max angepasst, um ein gutes Regelverhalten des Tiefsetzers bei Lastsprüngen zu erreichen. Der benötige wirksame Entladewiderstand lässt sich mit folgender Gleichung berechnen:
Die Ausgangsspannung UA wird über das Teilerverhältnis von R3 und R2 anhand einer an dem Referenzspannungspol 5 verfügbaren Referenzspannung Uref eingestellt und lässt sich mit folgender Gleichung berechnen:
Die Startschaltung 15 wird über die Diode D3 mit der Eingangsspannung gespeist. Die Startschaltung liefert die Hilfsspannung für die Steuereinheit 14, bis der Schalter S1 angesteuert wird und die Ausgangsspannung kleiner ist als die Zenerspannung an der Z-Diode DZ1. Sobald die Ausgangsspannung grösser als die Zenerspannung an der Z-Diode DZ1 wird, beziehen die Steuereinheit 14 und alle anderen Baugruppen, die auf der High-Side angeordnet sind, ihre Hilfsenergie über die Bootstrap-Schaltung mit der ersten Zener-Diode DZ1 und dem weiteren Bootstrap-Kondensator C41. Die zweite Zener-Diode DZ2 besitzt dabei eine um ca. 2–3 V kleinere Zenerspannung als die erste Zener-Diode DZ1. Durch die unterschiedliche Wahl der Zenerspannungen wird die Startschaltung 15 abgeschaltet/gesperrt, sobald am weiteren Bootstrap-Kondensator C21 eine Spannung in der Höhe der Zenerspannung der Z-Diode DZ2 vorliegt.
Im laufenden Betrieb ist der weitere Bootstrap-Kondensator C41 auf die Zenerspannung der Z-Diode DZ1 geladen, und somit ist die Startschaltung 15 immer sicher abgeschaltet. Durch die interne Body-Diode am MOSFET V1 wird bei jedem Einschalten des Schalters S1 der weitere Bootstrap-Kondensator C41 entladen. Als strombegrenzte Bauteile sind nur der Kanalwiderstand (RDSON) des eingeschalteten Schalters S1 und der Messwiderstand R4 wirksam. Deshalb würde bei jedem Einschaltvorgang von S1 ein hoher unerwünschter Entladestrom vom Bootstrap-Kondensator C41 durch den Strommesswiderstand R4 fließen. Dieser hohe Entladestrom führte dazu, dass die Steuereinheit 14 über den Strommessungskomparator 6 sofort wieder den Schalter S1 ausschaltet.
Mittels der in Serie geschalteten Diode D3 wird der Entladestrompfad vom weiteren Bootstrap-Kondensator C41 unterbrochen. Die Diode D3 ermöglicht es, dass der zeitliche Stromverlauf des Drosselstroms von der Induktivität bzw. Spule L1 am Messwiderstand R4 während des Einschaltvorgangs störungsfrei gemessen werden kann und dass der weitere Bootstrap-Kondensator C41 nicht mehr durch das Einschalten des Schalters S1 entladen werden kann.
Wie beschrieben, weist ein erfindungsgemäßer Tiefsetzer eine Steuerung mit Regelungsfunktion, insbesondere mit einer Peak-Current-Mode-Regelungsfunktion, unter Vergleich einer Ist-Spannung mit einer Referenzspannung auf. Beispielsweise wird auf Basis dieses Vergleichs ein Sollwert für den Strommesskomparator erzeugt, wobei die Höhe des Sollwerts die Stromstärke bestimmt, bei der der Schalter S1 abgeschaltet wird. Der Stromistwert wird dabei über den Messwiderstand R4 gemessen. Jede Bootstrap-Schaltung besteht hier aus einer Reihenschaltung jeweils einer Bootstrap-Diode D2, D21 und jeweils eines Bootstrap-Kondensators C4, C41, der mit einem ersten Ende an das zweite Ende einer Induktivität L1 des Tiefsetzers angeschlossen ist, und der eine Verbindung zwischen einem Ausgang der Bootstrap-Diode D2, D21, einem zweiten Ende des Bootstrap-Kondensators C4, C41 und einem Eingang der Steuerung umfasst.
Da eine Verbindung zwischen einem Eingang der Bootstrap-Diode D2, D21 und Pol 2' des Spannungsausgangs des Tiefsetzers und eine Einstelleinrichtung X zur Einstellung einer Versorgungsspannung oder der Ist-Spannung für den Eingang der Steuerung auf Basis einer auf dem Bootstrap-Kondensator C4, C41 gespeicherten Spannung vorgesehen sind, kann eine Versorgungsspannung für den Eingang der Steuerung eingestellt sein und/oder mit einfachen Mitteln den Spannungs-Istwert der Ausgangsspannung auf die High-Side des Tiefsetzers übertragen werden. Ebenso kann ein Spannungs-Istwert und/oder eine Versorgungsspannung ohne hohen Platzbedarf der Steuerung zugeführt werden. Bei der Steuerung veranschaulichter erfindungsgemäßer Tiefsetzer sind Hilfsspannungen nicht galvanisch von der Eingangsspannung getrennt, sondern zwei Hilfsspannungen auf das Minuspotential bzw. einen Massepol der Eingangsspannung bezogen.
Bezugszeichenliste

1: Spannungseingang
1': erster Pol des Spannungseingangs
2: Spannungsausgang
2': erster Pol des Spannungsausgangs
3: zweiter Pol des Spannungseingangs und -ausgangs
4: Verstärker eines Spannungsreglers
5: Referenzspannungspol
6: Komparator
7: Sägezahnsignalgenerator
8: Schaltertreiber
9: Verstärker eines Stromreglers
10: Strommesseinheit
11: Taktsignalgeber
12: RS-Flip-Flop
13a: High-Side-Treiber
13b: Regelungs- und Tastverhältnissteuereinheit
14: Steuermodul
15: Startschaltung
A: Verzweigung
C1: erster Kondensator bzw. Ausgangskondensator
C2: zweiter Kondensator bzw. Eingangskondensator
C3: dritter Kondensator
C4, C41: Bootstrap-Kondensator
C5: Siebkondensator
D1: erste Diode
D2, D21: Bootstrap-Diode
D3: zweite Diode
DZ1: erste Zener-Diode
DZ2: zweite Zener-Diode
L1: Induktivität
X: Einstelleinrichtung
R1: Lastwiderstand
R2, R3: Spannungsteilerwiderstände
R4: Messwiderstand
R5, R51: Bootstrap-Widerstand
R6: Widerstand
R7: Vorwiderstand der Startschaltung
S1: Schalter
UH1, UH2: Hilfsspannungspol
V1: MOSFET
Z1, Z3: Eingangswiderstand
Z2, Z4: weiterer Gegenkopplungswiderstand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/86933/TI/UCC28C43.html [0012]
http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/68067/IRF/IR2127.html [0014]

Claims

Tiefsetzer, umfassend: – einen Spannungseingang mit einem ersten Pol (1') – einen Spannungsausgang mit einem ersten Pol (2') – wobei der Spannungseingang und der Spannungsausgang einen gemeinsamen zweiten Pol (3) aufweisen und wobei – zwischen den Polen des Spannungsausgangs ein Ausgangskondensator (C1) vorgesehen ist, – eine Reihenschaltung mit einem an den ersten Pol (1') des Spannungseingangs angeschlossenen ersten Schalter (S1) und einer Induktivität (L1), die mit einem ersten Ende an einen ersten Pol (2') des Spannungsausgangs angeschlossenen ist, – eine erste Diode (D1), welche eine Freilaufdiode des Tiefsetzers ist, – eine Steuerung mit einer Regelungsfunktion unter Vergleich einer Ist-Spannung mit einer Referenzspannung zur Erzeugung eines Steuersignals und mit einem Ausgang für das Steuersignal, der mit einem Gatter des ersten Schalters (S1) verbunden ist, – wenigstens eine Bootstrap-Schaltung, die eine Reihenschaltung mit einer Bootstrap-Diode (D2, D21) und einem Bootstrap-Kondensator (C4, C41), der mit einem ersten Ende an das zweite Ende der Induktivität (L1) angeschlossen ist, und eine Verbindung unter einem Ausgang der Bootstrap-Diode (D2, D21), einem zweiten Ende des Bootstrap-Kondensators (C4, C41) und einem Eingang der Steuerung umfasst, gekennzeichnet durch, – eine Verbindung zwischen einem Eingang der Bootstrap-Diode (D2, D21) und dem ersten Pol (2') des Spannungsausgangs und – eine zwischen das zweite Ende des Bootstrap-Kondensators (C4, C41) und das zweite Ende der Induktivität (L1) geschaltete Einstelleinrichtung (X) zur Einstellung einer Versorgungsspannung oder der Ist-Spannung für den Eingang der Steuerung auf Basis einer auf dem Bootstrap-Kondensator (C4, C41) gespeicherten Spannung.
Tiefsetzer nach Anspruch 1, wobei die Einstelleinrichtung (X) ein Spannungsteiler (R2, R3) zur Einstellung der Ist-Spannung für den Eingang der Steuerung ist und der Eingang der Steuerung zum Empfang der Ist-Spannung von einem Mittenanschluss des Spannungsteilers (R2, R3) geschaltet ist.
Tiefsetzer nach Anspruch 1, wobei die Einstelleinrichtung (X) als eine erste Zener-Diode (DZ1) zur Festlegung einer Versorgungsspannung an dem Eingang der Steuerung ausgebildet ist und die erste Zener-Diode (DZ1) zwischen dem Eingang der Steuerung und dem zweitem Ende der Induktivität (L1) parallel zu dem Bootstrap-Kondensator (C4, C41) geschaltet ist.
Tiefsetzer nach Anspruch 2 und 3, welcher zwei der Bootstrap-Schaltungen umfasst.
Tiefsetzer nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Startschaltung (15) mit einem Startspannungsregler, die eine Einschaltfunktion zur Bereitstellung der Versorgungsspannung an den mit der ersten Zener-Diode (DZ1) verbundenen Eingang der Steuerung in einem Hochfahrbetrieb des Tiefsetzers aufweist.
Tiefsetzer nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Reihenschaltung mit der Startschaltung (15) und einer zweiten Diode (D3), wobei der Startspannungsregler als MOSFET (V1) ausgebildet ist und die zweite Diode (D3) als Barriere gegen einen Stromfluss von dem zweiten Ende des Bootstrap-Kondensators (C4, C41) durch eine Body-Diode des MOSFET zu dem ersten Schalter (S1) geschaltet ist.
Tiefsetzer nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch – einen zwischen ein Gatter des MOSFET (V1) und einen Ausgang der zweiten Diode (D3) geschalteten Startschaltungswiderstand (R7), – eine zweite Zener-Diode (DZ2) zur Festlegung einer Ausgangsspannung der Startschaltung (15) im Hochfahrbetrieb des Tiefsetzers, wobei eine Zenerspannung der zweiten Zener-Diode (DZ2) kleiner ist als eine Zenerspannung der ersten Zener-Diode (DZ1).
Tiefsetzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Regelungsfunktion eine Voltage-Mode-Regelungsfunktion, eine Peak-Current-Mode-Regelungsfunktion, eine Average-Current-Mode-Regelungsfunktion oder eine Hysteretic-Mode-Regelungsfunktion ist.
LED-Einrichtung, insbesondere LED-Scheinwerfer oder LED-Signallicht, umfassend eine LED-Einheit mit einer oder mehreren LEDs, einen Spannungseingang für die LED-Einheit und einen Tiefsetzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Spannungseingang für die LED-Einheit an den Spannungsausgang des Tiefsetzers angeschlossen ist.