DE102018110696B3 - Operating device and method for operating a lamp arrangement - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Betriebsvorrichtung (10) sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Leuchtmittelanordnung (17). Einer Wandlereinheit (12) wird eine Gleichspannung (UG) bereitgestellt. Ausgangsseitig ist die Leuchtmittelanordnung (17) an die Wandlereinheit (12) angeschlossen. Eine Steuereinheit (19) steuert einen Wandlerschalter (30) der Wandlereinheit (12) an. Die Wandlereinheit (12) weist eine in Reihe zum Wandlerschalter (30) angeordnete Wandlerinduktivität (32) auf. Der Steuereinheit (19) wird eine die Leuchtleistung der Leuchtmittelanordnung (17) charakterisierende Sollstromstärke (I) für einen durch die Wandlerinduktivität (32) fließenden Induktivitätsstrom (IL) vorgegeben und die Steuereinheit (19) erzeugt ein Wandlerschaltsignal (W), das den Wandlerschalter (30) in seinen leitenden Zustand oder in seinen sperrenden Zustand umschaltet. Erreicht der Induktivitätsstrom (IL) einen vorgebbaren Peakstromwert (IP), wird der Wandlerschalter (30) in seinen sperrenden Zustand umgeschaltet. Wenn die Sollstromstärke (I) kleiner ist als die mittlere Stromstärke bei minimalem Peakstromwert (IP) wird die Wandlereinheit (12) in einem diskontinuierlichen Betriebsmodus mit einer aktiven Phasendauer (ts) und einer passiven Phasendauer (tn) betrieben.The invention relates to an operating device (10) and to a method for operating a lighting arrangement (17). A converter unit (12) is provided with a DC voltage (UG). On the output side, the lamp arrangement (17) is connected to the converter unit (12). A control unit (19) controls a converter switch (30) of the converter unit (12). The converter unit (12) has a converter inductance (32) arranged in series with the converter switch (30). The control unit (19) is provided with a nominal current intensity (I) characterizing the luminous power of the luminous arrangement (17) for an inductor current (IL) flowing through the converter inductance (32), and the control unit (19) generates a converter switching signal (W) which converts the transformer switch (17). 30) switches to its conducting state or its blocking state. If the inductance current (IL) reaches a predefinable peak current value (IP), the converter switch (30) is switched to its blocking state. When the target current (I) is less than the average current at minimum peak current value (IP), the converter unit (12) operates in a discontinuous mode of operation having an active phase duration (ts) and a passive phase duration (tn).

Description

Die Erfindung betrifft eine Betriebsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Leuchtmittelanordnung, die an die Betriebsvorrichtung angeschlossen ist.The invention relates to an operating device and a method for operating a light-emitting device, which is connected to the operating device.

Problematisch ist das Dimmen auf geringe Leuchtleistungen. Beim Dimmen durch Pulsweitenmodulation können hohe Frequenzen erreicht werden, wodurch sich die Schaltverluste erhöhen und auch kritische Frequenzen im Hinblick auf die elektromagnetische Verträglichkeit oder störende Geräusche entstehen können. Aus DE 10 2013 216 877 A1 ist das Einfügen einer Ausschaltzeit nach jedem Schalttakt eines Wandlerschalters bekannt, so dass ein diskontinuierlicher Betrieb erfolgt, wobei während einer aktiven Phasendauer ein Strom durch die Leuchtmittelanordnung fließt und anschließend eine Ausschaltzeit eingefügt wird, in der kein Strom fließt (passive Phasendauer), bevor der Stromfluss im darauffolgenden Schalttakt wieder ermöglicht wird.The problem is dimming to low luminous powers. When dimming by pulse width modulation high frequencies can be achieved, thereby increasing the switching losses and critical frequencies in terms of electromagnetic compatibility or disturbing noises can arise. Out DE 10 2013 216 877 A1 the insertion of a turn-off after each switching cycle of a converter switch is known, so that a discontinuous operation takes place during which a current flows through the lamp assembly during an active phase and then a turn-off is inserted, in which no current flows (passive phase duration), before the current flow is made possible again in the subsequent switching cycle.

Aus DE 20 2016 105 453 U1 ist eine Betriebsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Leuchtdiode bekannt. Die Betriebsvorrichtung hat eine getaktete Wandlereinheit mit einem ansteuerbaren Schalter und einer Induktivität, eine Steuereinheit und eine Messschaltung, die den Induktivitätsstrom an einem Shunt misst und der Steuereinheit übermittelt. Ist der Induktivitätsstrom auf null zurückgegangen ist, wird der Schalter angesteuert, so dass der Induktivitätsstrom wieder ansteigt.Out DE 20 2016 105 453 U1 For example, an operating device and a method for operating a light-emitting diode are known. The operating device has a clocked converter unit with a controllable switch and an inductance, a control unit and a measuring circuit, which measures the inductance current at a shunt and transmits it to the control unit. If the inductance current has returned to zero, the switch is actuated, so that the inductance current rises again.

WO 2016/050689 A2 beschreibt einen getakteten elektronischen Energiewandler, der für dimmbare Vorschaltgeräte verwendet werden kann. Das bekannte Einfügen einer zusätzlichen Ausschaltzeit nach jedem Schalttakt wird als kritisch angesehen, da beim Umschalten eines Wandlerschalters in den sperrenden Zustand Spannungsschwingungen am Wandlerschalter auftreten, insbesondere durch parasitäre energiespeichernde Elemente. Zur Lösung dieses Problems wird daher vorgeschlagen, in einem diskontinuierlichen Betriebsmodus am Ende jedes Schalttakts eine Ausschaltzeit einzufügen, deren Dauer auf die Eigenfrequenz des Schaltkreises derart abgestimmt ist, dass der nächste Einschaltzeitpunkt des Wandlerschalters in einem Minimum der schwingenden Spannung am Wandlerschalter erfolgt. Dadurch kann der Einschaltzeitpunkt des Wandlerschalters unabhängig von der aktuell zu übertragenden Leistung eine nahezu optimale Schaltentlastung ermöglichen. WO 2016/050689 A2 describes a clocked electronic energy converter that can be used for dimmable ballasts. The known insertion of an additional off-time after each switching cycle is considered critical, since when switching a converter switch in the blocking state voltage oscillations occur at the converter switch, in particular by parasitic energy-storing elements. To solve this problem, it is therefore proposed to insert a turn-off time in a discontinuous operating mode at the end of each switching cycle whose duration is tuned to the natural frequency of the circuit such that the next turn-on of the converter switch takes place in a minimum of the oscillating voltage at the converter switch. This allows the switch-on of the converter switch regardless of the currently transmitted power almost optimal switching discharge.

Bei einer derartigen Vorgehensweise ist das Wählen des Einschaltzeitpunktes des Wandlerschalters von erheblicher Bedeutung. Hierfür muss die eingefügte Zusatzausschaltdauer an die Eigenfrequenz des gebildeten Schwingkreises angepasst werden, was voraussetzt, dass die Eigenfrequenz bekannt ist. Die Eigenfrequenz hängt konkret von parasitären Effekten und den Bauteileigenschaften ab, die in der Praxis aufgrund von Toleranzen der elektrischen Eigenschaften der verwendeten Bauelemente oft nicht ohne Weiteres berechnet werden kann und dann im Einzelfall empirisch ermittelt werden muss. Durch dieses Verfahren ist die Ausschaltzeit durch die Eigenfrequenz quantisiert.In such an approach, the selection of the switch-on of the converter switch is of considerable importance. For this purpose, the added Zusatzausschaltdauer must be adapted to the natural frequency of the resonant circuit formed, which requires that the natural frequency is known. The natural frequency depends concretely on parasitic effects and the component properties, which in practice can not be easily calculated due to tolerances of the electrical properties of the components used and must then be determined empirically in individual cases. By this method, the turn-off time is quantized by the natural frequency.

Es kann daher als Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden, eine Betriebsvorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Leuchtmittelanordnung zu schaffen, mittels der bzw. dem das Einstellen von geringen Leuchtleistungen auf einfache Weise erreicht werden kann, ohne dass die Eigenfrequenz ermittelt und in Betracht gezogen werden muss.It can therefore be regarded as an object of the present invention to provide an operating device and a method for operating a lighting arrangement, by means of which the setting of low luminous powers can be achieved in a simple manner, without the natural frequency being determined and taken into consideration got to.

Diese Aufgabe wird durch eine Betriebsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 19 gelöst.This object is achieved by an operating device with the features of claim 1 and a method having the features of claim 19.

Die erfindungsgemäße Betriebsvorrichtung hat eine Wandlereinheit mit Eingangsanschlüssen und Ausgangsanschlüssen. An die Eingangsanschlüsse kann eine Gleichspannung angelegt werden, beispielsweise von einer Gleichspannungsquelle. An die Ausgangsanschlüsse kann die Leuchtmittelanordnung angeschlossen werden. Die Wandlereinheit hat einen Wandlerschalter und eine Wandlerinduktivität. Der Wandlerschalter ist durch eine Steuereinheit ansteuerbar. Diese ist dazu eingerichtet, die Wandlereinheit bzw. den Wandlerschalter basierend auf einer Sollstromstärke anzusteuern. Diese Sollstromstärke wird durch ein Signal oder einen Einstellwert vorgegeben und beschreibt das Dimmniveau der Leuchtmittelanordnung. Die Sollstromstärke bezieht sich auf einen Mittelwert eines durch die Wandlereinheit fließenden Stroms, der zumindest teilweise durch die Leuchtmitteleinheit fließt. Beispielsweise kann die Sollstromstärke einen Mittelwert eines durch eine Wandlerinduktivität fließenden Induktivitätsstroms IL beschreiben, der nachfolgend auch als mittlerer Induktivitätsstrom bezeichnet wird.The operating device according to the invention has a converter unit with input terminals and output terminals. To the input terminals, a DC voltage can be applied, for example, from a DC voltage source. The lamp arrangement can be connected to the output connections. The converter unit has a converter switch and a converter inductance. The converter switch can be controlled by a control unit. This is set up to control the converter unit or the converter switch based on a desired current. This desired current intensity is predetermined by a signal or a setting value and describes the dimming level of the lighting arrangement. The desired current intensity relates to an average value of a current flowing through the converter unit, which flows at least partially through the lamp unit. For example, the desired current intensity may be an average value of an inductor current flowing through a converter inductance IL described below, which is also referred to below as the mean inductance current.

Die Betriebsvorrichtung weist außerdem eine Messschaltung auf. Die Messschaltung ist dazu eingerichtet, wenigstens eine Messgröße zu erfassen, die einen durch die Wandlerinduktivität fließenden Induktivitätsstrom beschreibt. Die wenigstens eine Messgröße wird an die Steuereinheit übermittelt.The operating device also has a measuring circuit. The measuring circuit is set up to detect at least one measured variable which describes an inductance current flowing through the converter inductance. The at least one measured variable is transmitted to the control unit.

Die Steuereinheit hat eine Wandlerschalteinrichtung, die dazu eingerichtet ist, ein Wandlerschaltsignal für den Wandlerschalter zu erzeugen. Die Wandlerschalteinrichtung kann als integrierter Schaltkreis ausgebildet sein, beispielsweise durch ein auf dem Markt erhältliches Standard-Bauelement, das auch als PFC-IC bezeichnet werden kann („PFC“ steht für „Power Factor Correction“, also Leistungsfaktorkorrektur) . Die hier beschriebene mittels des PFC-ISs realisierte Schaltung bzw. Funktion ist nicht zur Leistungsfaktorkorrektur eingerichtet. Der PFC-IC ermöglicht vielmehr eine vorteilhafte Möglichkeit zur Realisierung der Wandlerschalteinrichtung.The control unit has a converter switching device that is configured to generate a converter switching signal for the converter switch. The converter switching device can be designed as an integrated circuit, for example by a standard component available on the market, which can also be called PFC-IC ("PFC" stands for "Power Factor Correction"). The circuit or function realized by means of the PFC-IS described here is not set up for power factor correction. Rather, the PFC-IC allows an advantageous possibility for the realization of the converter switching device.

Das Wandlerschaltsignal wird durch die Wandlerschalteinrichtung derart erzeugt, dass der Wandlerschalter in einem einzigen Schalttakt jeweils einmal in den leitenden Zustand umgeschaltet wird, wenn die wenigstens eine Messgröße einen Nulldurchgang des Induktivitätsstroms anzeigt, und jeweils einmal in den sperrenden Zustand umgeschaltet wird, wenn die wenigstens eine Messgröße anzeigt, das der Induktivitätsstrom einen vorgebbaren Stromgrenzwert erreicht hat. Bei jedem Nulldurchgang des Induktivitätsstroms wird der Wandlerschalter eingeschaltet und wieder ausgeschaltet, wenn der Induktivitätsstrom den vorgegebenen Stromgrenzwert erreicht hat. Die Wandlerschalteinrichtung kann die Schalttakte in einem kontinuierlichen Betriebsmodus unmittelbar aufeinander folgen lassen.The converter switching signal is generated by the converter switching means such that the converter switch is switched to the conducting state once in a single switching clock when the at least one measured variable indicates a zero crossing of the inductance current, and once each switched to the blocking state when the at least one Measured indicates that the inductor current has reached a predetermined current limit. At each zero crossing of the inductor current, the converter switch is turned on and off again when the inductor current has reached the preset current limit. The converter switching device can follow the switching clocks in a continuous mode of operation directly successive.

Wenn die vorgegebene Sollstromstärke zu einem Maximalwert der Stromstärke (Peakstromwert) führen würde, der kleiner ist als der minimal einstellbare Peakstromwert, betreibt die Steuereinheit die Wandlereinheit in einem diskontinuierlichen Betriebsmodus. Im diskontinuierlichen Betriebsmodus ist der Peakstromwert des Induktivitätsstromes konstant und entspricht dem kleinstmöglichen, einstellbaren Wert, der als minimaler Peakstromwert bezeichnet wird. Bei diesem diskontinuierlichen Betriebsmodus wird eine Gesamtdauer einer einzigen Periode in eine aktive Phasendauer und eine passive Phasendauer unterteilt. Das Verhältnis von aktiver Phasendauer zu passiver Phasendauer wird basierend auf der Sollstromstärke ermittelt. Die aktive Phasendauer entspricht eine Anzahl von Schalttakten der Wandlereinheit. Während der aktiven Phasendauer wird der Wandlerschalter durch das Wandlerschaltsignal umgeschaltet. Während der passiven Phasendauer wird das Umschalten des Wandlerschalters unterbunden. In der passiven Phasendauer bleibt der Wandlerschalter in seinem sperrenden Zustand.If the predetermined desired current level resulted in a maximum value of the current value (peak current value) which is smaller than the minimum adjustable peak current value, the control unit operates the converter unit in a discontinuous operating mode. In the discontinuous mode of operation, the peak current value of the inductor current is constant and corresponds to the smallest possible settable value, referred to as the minimum peak current value. In this discontinuous mode of operation, a total duration of a single period is divided into an active phase duration and a passive phase duration. The ratio of active phase duration to passive phase duration is determined based on the desired current strength. The active phase duration corresponds to a number of switching cycles of the converter unit. During the active phase duration, the converter switch is switched by the converter switching signal. During the passive phase duration, the switching of the converter switch is inhibited. In the passive phase duration, the converter switch remains in its blocking state.

Die passive Phasendauer kann ausreichend lang gewählt werden, dass ein Abklingen der Spannungsschwingung über dem Wandlerschalter erfolgt, bevor der Wandlerschalter im darauffolgenden Schalttakt der nächsten aktiven Phasendauer wieder in den leitenden Zustand umgeschaltet wird. Dadurch ist die genaue Kenntnis der Phasenlage der Spannungsschwingung über dem Wandlerschalter nicht notwendig. Die passive Phasendauer sollte daher eine Mindestdauer nicht unterschreiten. Die passive und aktive Phasendauer können unter Berücksichtigung der Mindestdauer für die passive Phasendauer aneinander angepasst werden, so dass die Sollstromstärke erreicht wird. Es hat sich dabei gezeigt, dass die Frequenz dieser Ansteuerung (Kehrwert der Gesamtdauer aus aktiver Phasendauer und passiver Phasendauer) bei etwa mindestens 2 bis 3 kHz gewählt werden kann, was zu einem flackerfreien Betrieb der Leuchtmittelanordnung führt.The passive phase duration can be chosen to be sufficiently long that the voltage oscillation decays across the converter switch before the converter switch is switched back to the conducting state in the subsequent switching cycle of the next active phase duration. As a result, exact knowledge of the phase position of the voltage oscillation across the converter switch is not necessary. The passive phase duration should therefore not fall below a minimum duration. The passive and active phase duration can be adapted to each other taking into account the minimum duration for the passive phase duration, so that the target current is reached. It has been shown that the frequency of this control (reciprocal of the total duration of active phase duration and passive phase duration) can be selected at about at least 2 to 3 kHz, resulting in a flicker-free operation of the lamp assembly.

Die Leuchtmittelanordnung weist vorzugsweise wenigstens ein Leuchtmittel und insbesondere wenigstens ein Halbleiterleuchtmittel auf. Werden mehrere Halbleiterleuchtmittel in der Leuchtmittelanordnung verwendet, können diese in Reihe und/oder parallel zueinander geschaltet sein. Als Leuchtmittel können beispielsweise Leuchtdioden verwendet werden.The luminous means arrangement preferably has at least one luminous means and in particular at least one semiconductor illuminant. If a plurality of semiconductor illuminants are used in the luminous means arrangement, they can be connected in series and / or in parallel with one another. As light sources, for example light emitting diodes can be used.

Es ist bevorzugt, wenn die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, die Wandlereinheit in einem kontinuierlichen Betriebsmodus zu betreiben, wenn die mittlere Sollstromstärke zu einem Peakstromwert führt, der mindestens so groß ist wie der minimale Peakstromwert. Dabei schließen sich die Schalttakte unmittelbar aneinander an. Mit anderen Worten ist die passive Phasendauer im kontinuierlichen Betriebsmodus gleich null.It is preferred if the control unit is adapted to operate the transducer unit in a continuous mode of operation when the average desired current magnitude results in a peak current value at least as great as the minimum peak current value. In this case, the switching clocks close to each other directly. In other words, the passive phase duration in continuous mode is zero.

Es ist außerdem vorteilhaft, wenn die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, basierend auf der mittleren Sollstromstärke und einem vorgegebenen Gesamtdauersollwert für die aktive und die passive Phasendauer und/oder einem vorgegebenen Minimalwert der passiven Phasendauer zunächst einen Zeitdauerrechenwert für die aktive Phasendauer zu berechnen, der eine Anzahl an Schalttaktperiodendauern vorgibt, und diese Anzahl der Schalttaktperiodendauern auf eine ganze Zahl zu runden, um dadurch die aktive Phasendauer zu erhalten. Somit entspricht die aktive Phasendauer zumindest einer Schalttaktperiodendauer oder auch dem zweifachen, dem dreifachen, usw. der Schalttaktperiodendauer für einen Schalttakt.It is also advantageous if the control unit is set up to first calculate a time duration calculating value for the active phase duration, which is a number, based on the average setpoint current intensity and a predefined total duration setpoint value for the active and passive phase duration and / or a predefined minimum value of the passive phase duration at switch clock periods, and to round this number of switch clock periods to an integer, thereby obtaining the active phase duration. Thus, the active phase duration corresponds to at least one switching clock period or even twice, three times, etc. the switching clock period for a switching clock.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, basierend auf der Sollstromstärke und einer ersten Randbedingung einen eine Gesamtdauer aus aktiver und passiver Phasendauer beschreibenden ersten Grenzwert zu ermitteln und basierend auf der Sollstromstärke und einer zweiten Randbedingung einen eine Gesamtdauer aus aktiver und passiver Phasendauer beschreibenden zweiten Grenzwert zu ermitteln. Die erste Randbedingung kann eine die Gesamtdauer beschreibende Zielfrequenz sein. Die zweite Randbedingung kann eine Mindestdauer für die passive Phasendauer sein. Anhand dieser beiden Randbedingungen kann als erster Grenzwert ein unterer Grenzwert einer Istfrequenz und als zweiter Grenzwert ein oberer Grenzwert der Istfrequenz bestimmt werden. Die Istfrequenz entspricht dem Kehrwert der Gesamtdauer und beschreibt somit die Umschalthäufigkeit zwischen aktiver und passiver Phasendauer pro Zeiteinheit.In a preferred embodiment, the control unit is set up to determine a first limit value describing a total duration of active and passive phase duration based on the desired current strength and a first boundary condition and based on the desired current strength and a second boundary condition a second describing a total duration of active and passive phase duration Limit value to be determined. The first boundary condition may be a target frequency describing the total duration. The second boundary condition may be a minimum duration for the passive phase duration. On the basis of these two boundary conditions, a lower limit value of an actual frequency can be determined as the first limit value and an upper limit value of the actual frequency as the second limit value. The actual frequency corresponds to the reciprocal of the Total duration and thus describes the switching frequency between active and passive phase duration per unit time.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, die Istfrequenz für das Umschalten zwischen aktiver und passiver Phasendauer zwischen mehreren Frequenzwerten vom unteren Grenzwert bis zum oberen Grenzwert zu variieren. Dadurch lässt sich eine etwaige Geräuschentwicklung beeinflussen ohne die Leuchtleistung zu verändern.It is advantageous if the control unit is set up to vary the actual frequency for switching between active and passive phase duration between a plurality of frequency values from the lower limit value to the upper limit value. As a result, any noise development can be influenced without changing the luminous power.

Die Steuereinheit kann außerdem dazu eingerichtet sein, die passive Phasendauer abhängig von der ermittelten aktiven Phasendauer derart zu berechnen, dass und die mittleren Sollstromstärke erreicht wird.The control unit can also be configured to calculate the passive phase duration as a function of the determined active phase duration in such a way that the average desired current intensity is achieved.

Die passive Phasendauer kann unabhängig von der Schalttaktperiodendauer der Schalttakte, die in der aktiven Phasendauer erzeugt werden, ermittelt und eingestellt werden. Es ist daher unerheblich, ob die passive Phasendauer einem ganzzahligen Vielfachen der Schalttaktperiodendauer entspricht oder nicht.The passive phase duration can be determined and adjusted independently of the switching clock cycle duration of the switching clocks that are generated in the active phase duration. It is therefore irrelevant whether or not the passive phase duration corresponds to an integer multiple of the switching clock period.

Es ist außerdem vorteilhaft, wenn die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, einen Istwert für die aktive Phasendauer zu messen und abzuspeichern. Anschließend kann der gemessene Istwert dazu verwendet werden, die passive Phasendauer zu berechnen und gegebenenfalls anzupassen, um sozusagen eine Feinjustierung vorzunehmen. Dabei kann beispielsweise die mittlere Stromstärke des durch die Leuchtmittelanordnung fließenden Stromes besser an die mittlere Sollstromstärke angepasst werden oder die Länge der passiven Phasendauer zur Erreichung einer gewünschten Frequenz bzw. Gesamtdauer aus aktiver und passiver Phasendauer erreicht werden.It is also advantageous if the control unit is set up to measure and store an actual value for the active phase duration. Subsequently, the measured actual value can be used to calculate the passive phase duration and adjust it if necessary, in order to make a fine adjustment, so to speak. In this case, for example, the average current intensity of the current flowing through the lamp arrangement can be better adapted to the average desired current or the length of the passive phase duration to achieve a desired frequency or total duration of active and passive phase duration can be achieved.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Wandlerschaltung als Abwärtswandler ausgebildet. Der Abwärtswandler wird auch als Tiefsetzsteller oder Buck-Converter bezeichnet.In a preferred embodiment, the converter circuit is designed as a down converter. The buck converter is also referred to as a buck converter or buck converter.

Bei einem Ausführungsbeispiel hat die Wandlerschaltung einen Wandlerkondensator, der parallel zu den Ausgangsanschlüssen angeordnet ist. Der Wandlerkondensator ist daher bei angeschlossener Leuchtmittelanordnung parallel zu der Leuchtmittelanordnung geschaltet.In one embodiment, the converter circuit has a converter capacitor arranged in parallel with the output terminals. The converter capacitor is therefore connected in parallel with the lamp arrangement when the lamp arrangement is connected.

Bei einem Ausführungsbeispiel hat die Wandlerschaltung eine Wandlerdiode. Die Kathode der Wandlerdiode ist elektrisch mit dem Wandlerschalter und die Anode der Wandlerdiode ist elektrisch unmittelbar mit dem Wandlerkondensator verbunden.In one embodiment, the converter circuit has a converter diode. The cathode of the converter diode is electrically connected to the converter switch and the anode of the converter diode is electrically connected directly to the converter capacitor.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Messschaltung einer der Wandlerinduktivität zugeordnete Messspule auf. In der Messspule wird abhängig vom Magnetfeld in der Wandlerinduktivität eine Messspannung induziert, die als eine Messgröße verwendet wird. Die induzierte Messspannung ist beschreibend für einen durch die Wandlerinduktivität fließenden Induktivitätsstrom.In a preferred embodiment, the measuring circuit has a measuring coil assigned to the transducer inductance. Depending on the magnetic field in the transducer inductance, a measuring voltage is induced in the measuring coil which is used as a measured variable. The induced measurement voltage is descriptive of an inductor current flowing through the converter inductance.

Zusätzlich oder alternativ kann die Messschaltung einen Strommesswiderstand aufweisen. Der Strommesswiderstand ist bevorzugt in Reihe zu den Ausgangsanschlüssen bzw. in Reihe zu der daran angeschlossenen Leuchtmittelanordnung geschaltet. Die Spannung am Strommesswiderstand ist daher beschreibend für einen durch die Leuchtmittelanordnung fließenden Strom beim Betrieb.Additionally or alternatively, the measuring circuit may have a current measuring resistor. The current measuring resistor is preferably connected in series with the output terminals or in series with the lamp arrangement connected thereto. The voltage across the current measuring resistor is therefore descriptive of a current flowing through the lighting device during operation.

Zur Erzeugung einer Gleichspannung zur Versorgung der Wandlereinheit kann eine Gleichspannungsquelle verwendet werden, die insbesondere durch einen Gleichspannungswandler gebildet sein kann. Der Gleichspannungswandler kann eine Netzspannung in eine gleichgerichtete Gleichspannung zur Versorgung der Wandlereinheit umwandeln.To generate a DC voltage to supply the converter unit, a DC voltage source can be used, which can be formed in particular by a DC-DC converter. The DC-DC converter can convert a mains voltage into a rectified DC voltage for supplying the converter unit.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen im Einzelnen erläutert. Es zeigen:

  • 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Betriebsvorrichtung zum Betreiben einer Leuchtmittelanordnung,
  • 2 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Wandlereinheit und einer Steuereinheit der Betriebsvorrichtung aus 1,
  • 3 das Ausführungsbeispiel der Wandlereinheit und der Steuereinheit gemäß 2 mit einer Wandlerschalteinrichtung, die durch einen integrierten Schaltkreis zur Leistungsfaktorkorrektur gebildet ist,
  • 4 und 5 jeweils ein beispielhafter zeitlicher Verlauf eines Induktivitätsstromes durch eine Wandlerinduktivität bei den Ausführungsbeispielen gemäß der 2 und 3 in einem kontinuierlichen Betriebsmodus,
  • 6 eine schematische Prinzipdarstellung der Ermittlung einer aktiven Phasendauer und einer passiven Phasendauer für einen diskontinuierlichen Betriebsmodus der Wandlereinheit und
  • 7 eine schematische Darstellung des diskontinuierlichen Betriebsmodus beim Betrieb der angeschlossenen Leuchtmittelanordnung mit einer geringen mittleren Stromstärke des durch die Leuchtmittelanordnung fließenden Stroms.
Preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims, the description and the drawings. Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be explained in detail with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 a block diagram of an embodiment of an operating device for operating a lamp assembly,
  • 2 a block diagram of an embodiment of a converter unit and a control unit of the operating device from 1 .
  • 3 the embodiment of the converter unit and the control unit according to 2 with a converter switching device, which is formed by an integrated circuit for power factor correction,
  • 4 and 5 in each case an exemplary time profile of an inductance current through a converter inductance in the exemplary embodiments according to FIG 2 and 3 in a continuous mode of operation,
  • 6 a schematic diagram of the determination of an active phase duration and a passive phase duration for a discontinuous mode of operation of the converter unit and
  • 7 a schematic representation of the discontinuous mode of operation in Operation of the connected lamp assembly with a low average current of the current flowing through the lamp assembly current.

In 1 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Betriebsvorrichtung 10 veranschaulicht. Die Betriebsvorrichtung 10 weist eine Gleichspannungsquelle 11 auf, die ausgangsseitig eine Gleichspannung UG bereitstellt.In 1 is a block diagram of an embodiment of an operating device 10 illustrated. The operating device 10 has a DC voltage source 11 on, the output side, a DC voltage UG provides.

An die Gleichspannungsquelle 11 ist eine Wandlereinheit 12 angeschlossen. Die Wandlereinheit 12 hat einen ersten Eingangsanschluss 13 und einen zweiten Eingangsanschluss 14, zwischen denen die Gleichspannung UG bereitgestellt wird. Die Wandlereinheit 12 hat außerdem einen ersten Ausgangsanschluss 15 sowie einen zweiten Ausgangsanschluss 16, wobei eine Leuchtmittelanordnung 17 mit wenigstens einem Leuchtmittel und beispielsgemäß wenigstens einem Halbleiterleuchtmittel 18 an die Ausgangsanschlüsse 15, 16 angeschlossen ist. Sind mehrere Halbleiterleuchtmittel 18 in der Leuchtmittelanordnung 17 vorhanden, können diese in Reihe und/oder parallel zueinander geschaltet sein. Jedes Halbleiterleuchtmittel 18 ist beispielsgemäß durch eine Leuchtdiode gebildet.To the DC voltage source 11 is a transducer unit 12 connected. The converter unit 12 has a first input connection 13 and a second input terminal 14 , between which the DC voltage UG provided. The converter unit 12 also has a first output port 15 and a second output terminal 16 , wherein a lighting arrangement 17 with at least one luminous means and, according to the invention, at least one semiconductor illuminant 18 to the output terminals 15 . 16 connected. Are several semiconductor lamps 18 in the lamp arrangement 17 present, they can be connected in series and / or parallel to each other. Each semiconductor illuminant 18 is for example formed by a light emitting diode.

Die Wandlereinheit 12 ist durch eine Steuereinheit 19 ansteuerbar. Der Steuereinheit 19 wird von einem Dimmer 20 ein Dimmsignal D übermittelt, das eine Sollstromstärke Isoll für einen Mittelwert eines durch die Wandlereinheit 12 fließenden Stromes vorgibt, von dem wiederum ein Mittelwert eines durch die Leuchtmittelanordnung 17 fließenden Leuchtmittelstroms I1 abhängt.. Die Steuereinheit 19 steuert die Wandlereinheit 12 abhängig vom Dimmsignal D und insbesondere abhängig von der Sollstromstärke Isoll an und stellt mittels der Wandlereinheit 12 die tatsächliche Stromstärke entsprechend der angeforderten Sollstromstärke Isoll ein.The converter unit 12 is through a control unit 19 controllable. The control unit 19 is from a dimmer 20 a dimming signal D transmitted, which is a nominal current I should for an average of one by the transducer unit 12 flowing current dictates, of which in turn a mean value of a through the lamp assembly 17 flowing light source I1 depends .. The control unit 19 controls the transducer unit 12 depending on the dimming signal D and in particular depending on the desired current intensity I should and sets by means of the converter unit 12 the actual amperage according to the requested nominal amperage I should on.

Wie es in 1 schematisch veranschaulicht ist, ist die Gleichspannungsquelle 11 beispielsgemäß durch einen Gleichspannungswandler 21 gebildet, der durch eine Steuerung 22 ansteuerbar ist. Alternativ dazu könnte die Steuereinheit 19 sowohl zur Ansteuerung der Wandlereinheit 12, als auch des Gleichspannungswandlers 21 verwendet werden. Der Gleichspannungswandler 21 wandelt eine eingangsseitige Netzspannung UN in die gleichgerichtete Gleichspannung UG. As it is in 1 is schematically illustrated, is the DC voltage source 11 For example, by a DC-DC converter 21 formed by a controller 22 is controllable. Alternatively, the control unit could 19 both for controlling the converter unit 12 , as well as the DC-DC converter 21 be used. The DC-DC converter 21 converts an input-side mains voltage U.N. in the rectified DC voltage UG ,

In 2 ist ein Blockschaltbild der Steuereinheit 19 und der Wandlereinheit 12 für ein Ausführungsbeispiel der Betriebsvorrichtung 10 veranschaulicht. Zwischen dem ersten Eingangsanschluss 13 und dem zweiten Eingangsanschluss 14 liegt die Gleichspannung UG an. Beispielsgemäß ist der zweite Eingangsanschluss 14 mit einem Bezugspotential verbunden, beispielsweise einem Massepotential M. Die Wandlereinheit 12 hat einen ansteuerbaren Wandlerschalter 30, der beim Ausführungsbeispiel durch einen Halbleiterschalter und insbesondere einen Feldeffekttransistor 31 gebildet ist. Der Drain-Anschluss des Feldeffekttransistors 31 ist mit dem ersten Eingangsanschluss 13 verbunden. Der Source-Anschluss des Feldeffekttransistors 31 ist über eine Wandlerinduktivität 32 mit dem ersten Ausgangsanschluss 15 verbunden. Außerdem ist der Source-Anschluss des Feldeffekttransistors 31 mit der Kathode einer Wandlerdiode 33 verbunden, deren Anode mit dem zweiten Ausgangsanschluss 16 verbunden ist. Zwischen die Ausgangsanschlüsse 15, 16 und somit parallel zur Leuchtmittelanordnung 17 ist außerdem ein Wandlerkondensator 34 geschaltet.In 2 is a block diagram of the control unit 19 and the transducer unit 12 for an embodiment of the operating device 10 illustrated. Between the first input connection 13 and the second input terminal 14 is the DC voltage UG on. By way of example, the second input terminal is 14 connected to a reference potential, for example, a ground potential M , The converter unit 12 has a controllable converter switch 30 in the embodiment by a semiconductor switch and in particular a field effect transistor 31 is formed. The drain terminal of the field effect transistor 31 is with the first input port 13 connected. The source terminal of the field effect transistor 31 is via a transformer inductance 32 with the first output terminal 15 connected. In addition, the source terminal of the field effect transistor 31 with the cathode of a converter diode 33 whose anode is connected to the second output terminal 16 connected is. Between the output terminals 15 . 16 and thus parallel to the lamp arrangement 17 is also a converter capacitor 34 connected.

Zur Erzeugung eines Wandlerschaltsignals W zum Umschalten des Wandlerschalters 30 weist die Steuereinheit 19 eine Wandlerschalteinrichtung 35 auf. Die Wandlerschalteinrichtung 35 hat einen Steuerausgang 36, an dem das Wandlerschaltsignal W bereitgestellt wird. Der Steuerausgang 36 ist mit einem nicht invertierenden Eingang eines Und-Gatters 37 verbunden. Der Ausgang des Und-Gatters 37 ist mit einem Steueranschluss des Wandlerschalters 30 und beispielsgemäß dem Gate-Anschluss des Feldeffekttransistors 31 verbunden. Der Ausgang des Und-Gatters 37 ist beispielsgemäß über einen Treiber 55 mit dem Gate-Anschluss des Feldeffekttransistors 31 verbunden.For generating a converter switching signal W for switching the converter switch 30 has the control unit 19 a converter switching device 35 on. The converter switching device 35 has a control output 36 to which the converter switching signal W is provided. The control output 36 is with a non-inverting input of an AND gate 37 connected. The exit of the and gate 37 is connected to a control terminal of the converter switch 30 and, according to the gate terminal of the field effect transistor 31 connected. The exit of the and gate 37 is for example via a driver 55 to the gate terminal of the field effect transistor 31 connected.

Ein weiterer, invertierender Eingang des Und-Gatters 37 ist mit einem Ausgang eines ersten Vergleichsgliedes 38 verbunden. Ein Eingang des ersten Vergleichsgliedes 38 ist mit einem ersten Zählglied 39 verbunden. Ein Zähleingang 40 des ersten Zählgliedes 39 ist mit dem Ausgang des Und-Gatters 37 verbunden. Das erste Zählglied 39 und das erste Vergleichsglied 38 bilden eine erste Zähleinheit 41.Another, inverting input of the AND gate 37 is with an output of a first comparator 38 connected. An input of the first comparison element 38 is with a first counter 39 connected. A counting input 40 of the first counting member 39 is with the output of the and gate 37 connected. The first counting member 39 and the first comparison member 38 form a first counting unit 41 ,

Zu der Steuereinheit 19 gehört beispielsgemäß außerdem eine zweite Zähleinheit 42, die ein zweites Zählglied 43 sowie ein zweites Vergleichsglied 44 aufweist, das mit dem zweiten Zählglied 43 verbunden ist. Das zweite Zählglied 43 hat einen internen Taktgeber zur Erzeugung eines Zähltaktes, der an das zweite Vergleichsglied 44 übermittelt wird. Das zweite Vergleichsglied 44 hat einen Ausgangsanschluss, der mit einem Rücksetzeingang 45 des zweiten Zählgliedes 43 und einem Rücksetzeingang 45 des ersten Zählgliedes 39 verbunden ist. Über den Ausgang kann das zweite Vergleichsglied 44 ein Rücksetzsignal R zum Zurücksetzen des ersten Zählgliedes 39 und des zweiten Zählgliedes 43 bereitstellen.To the control unit 19 According to the example also belongs a second counting unit 42 which is a second counting member 43 and a second comparison element 44 having, with the second counting member 43 connected is. The second counting member 43 has an internal clock for generating a count clock to the second comparator 44 is transmitted. The second comparison element 44 has an output port that comes with a reset input 45 of the second counting member 43 and a reset input 45 of the first counting member 39 connected is. About the output, the second comparator 44 a reset signal R to reset the first counter member 39 and the second counting member 43 provide.

Ein Starteingang 46 des zweiten Zählgliedes 43 ist mit dem Ausgang des ersten Vergleichsgliedes 38 verbunden. Das erste Vergleichsglied 38 stellt an seinem Ausgang ein Betriebsmodussignal B bereit.A start input 46 of the second counting member 43 is with the output of the first comparator 38 connected. The first comparison element 38 provides an operating mode signal at its output B ready.

Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist außerdem eine dritte Zähleinheit 47 vorhanden, welche ein drittes Zählglied 48 und ein mit dem dritten Zählglied 48 verbundenes Erfassungsglied 49 aufweist. Ein Erfassungseingang 50 des Erfassungsgliedes 49 ist an den Ausgang des ersten Vergleichsgliedes 38 angeschlossen.In the embodiment described here is also a third counting unit 47 present, which is a third counting member 48 and one with the third counter 48 connected detection element 49 having. A detection input 50 of the detection element 49 is at the output of the first comparator 38 connected.

Die Steuereinheit 19 weist außerdem eine Messschaltung 56 auf. Die Messschaltung 56 hat beispielsgemäß eine Messspule 57, die der Wandlerinduktivität 32 derart zugeordnet ist, dass ein Magnetfeld der Wandlerinduktivität 32 eine Spannung in der Messspule 57 induzieren kann. Die in der Messspule 57 induzierte Spannung beschreibt einen Induktivitätsstrom IL, der durch die Wandlerinduktivität 32 fließt. Die Messspule 57 ist einerseits mit dem Massepotential M und andererseits über einen ersten Ohmschen Widerstand 58 mit einem ersten Messeingang 59 der Wandlerschalteinrichtung 35 verbunden. Die in der Messspule 57 induzierte Spannung bildet eine erste Messgröße S1, die der Wandlerschalteinrichtung 35 zugeführt wird.The control unit 19 also has a measuring circuit 56 on. The measuring circuit 56 has, for example, a measuring coil 57 , that of the transformer inductance 32 is assigned such that a magnetic field of the Wandlerinduktivität 32 a voltage in the measuring coil 57 can induce. The in the measuring coil 57 induced voltage describes an inductance current IL caused by the transducer inductance 32 flows. The measuring coil 57 is on the one hand with the ground potential M and on the other hand, via a first ohmic resistance 58 with a first fair entrance 59 the converter switching device 35 connected. The in the measuring coil 57 induced voltage forms a first measure S1 , that of the converter switching device 35 is supplied.

Zu der Messschaltung 56 gehört außerdem ein Strommesswiderstand 60. Der Strommesswiderstand 60 ist einerseits mit dem zweiten Ausgangsanschluss 16 der Wandlereinheit 12 sowie einem zweiten Messeingang 61 der Wandlerschalteinrichtung 35 und andererseits mit dem Massepotential M verbunden. Die an dem Strommesswiderstand 60 anliegende Spannung ist daher charakteristisch für den durch die Wandlerinduktivität 32 fließenden Induktivitätsstrom IL, wenn die Wandlerdiode 33 bei leitendem Wandlerschalter 30 sperrt. Die an dem Strommesswiderstand 60 anliegende Spannung bildet eine Messgröße S2, die der Wandlerschalteinrichtung 35 zugeführt wird. Die Messspule 57 erlaubt eine Messung des Induktivitätsstrom IL auch dann, wenn die Wandlerdiode 33 leitet und der Induktivitätsstrom IL durch die Wandlerdiode 33 und nicht durch den Strommesswiderstand 60 fließt.To the measuring circuit 56 also includes a current measuring resistor 60 , The current measuring resistor 60 is on the one hand with the second output terminal 16 the transducer unit 12 as well as a second fair entrance 61 the converter switching device 35 and on the other hand with the ground potential M connected. The at the current measuring resistor 60 The applied voltage is therefore characteristic of the transformer inductance 32 flowing inductor current IL if the converter diode 33 at conductive converter switch 30 locks. The at the current measuring resistor 60 applied voltage forms a measurand S2 , that of the converter switching device 35 is supplied. The measuring coil 57 allows a measurement of the inductance current IL even if the converter diode 33 conducts and the inductor current IL through the converter diode 33 and not by the current sense resistor 60 flows.

Bei angeschlossener Leuchtmittelanordnung 17 fließt der Induktivitätsstrom IL durch die Parallelschaltung aus der Leuchtmittelanordnung 17 und dem Wandlerkondensator 34, wobei ein Leuchtmittelstrom I1 durch die Leuchtmittelanordnung 17 und ein Kondensatorstrom I2 durch den Wandlerkondensator 34 fließt: IL = I1 + 12. Der durch die Wandlereinheit 12 bereitgestellte Induktivitätsstrom IL ist daher charakteristisch für den Leuchtmittelstrom I1, so dass zur Einstellung einer gewünschten Leuchtleistung entsprechend dem Dimmsignal D ein Stromsollwert Isoll für den Mittelwert des Induktivitätsstrom IL vorgegeben werden kann, der als mittlerer Induktivitätsstrom IL bezeichnet wird.When the lamp arrangement is connected 17 the inductance current flows IL by the parallel connection of the lamp arrangement 17 and the converter capacitor 34 , wherein a luminous flux I1 through the lamp arrangement 17 and a capacitor current I2 through the converter capacitor 34 flows: IL = I1 + 12. The through the converter unit 12 provided inductance current IL is therefore characteristic of the luminous flux I1 so that to set a desired luminous power according to the dimming signal D a current setpoint Isoll for the mean value of the inductance current IL can be specified as the mean inductance IL referred to as.

Anhand der 4-7 wird die Funktionsweise der Betriebsvorrichtung 10 mit der Steuereinheit 19 und der Wandlereinheit 12 gemäß 2 erläutert.Based on 4-7 will the operation of the operating device 10 with the control unit 19 and the transducer unit 12 according to 2 explained.

Führt die Sollstromstärke Isoll für den mittleren Induktivitätsstrom IL, die über das Dimmsignal D angefordert wird, zu einem Maximalwert der Stromstärke (Peakstromwert IP), der mindestens so groß ist wie ein minimal einstellbarer Peakstromwert IPmin , kann die Wandlereinheit 12 in einem kontinuierlichen Betriebsmodus betrieben werden, wie es in den 4 und 5 schematisch beispielhaft gezeigt ist. Die Zähleinheiten 41, 42, 47 sind nicht aktiv und das Betriebsmodussignal B ist LOW (digital null), so dass das Wandlerschaltsignal W über das Und-Gatter 37 an den Steueranschluss des Wandlerschalters 30 (hier das Gate des Feldeffekttransistors 31) weitergeleitet wird. Die Wandlerschalteinrichtung 35 wertet die am ersten Messeingang 59 anliegende erste Messgröße S1 und die am zweiten Messeingang 61 anliegende zweite Messgröße S2 aus. Über die erste Messgröße S1 wird ein Nulldurchgang des Induktivitätsstromes IL ermittelt. Über die zweite Messgröße S2 wird ermittelt, ob der durch die Wandlerinduktivität 32 fließende Induktivitätsstrom IL einen vorgebbaren bzw. einstellbaren Peakstromwert IP erreicht hat. Bei einem Nulldurchgang des Induktivitätsstromes IL wird das Wandlerschaltsignal W HIGH (digital eins), und der Wandlerschalter 30 wird in seinen leitenden Zustand umgeschaltet. Es beginnt ein Induktivitätsstrom IL zu fließen, der kontinuierlich ansteigt. Sobald der Induktivitätsstrom IL den Stromgrenzwert IG erreicht hat, schaltet die Wandlerschalteinrichtung 35 das Wandlerschaltsignal W von HIGH nach LOW, wodurch der Wandlerschalter 30 in seinen sperrenden Zustand übergeht. Über die Wandlerinduktivität 32, die Leuchtmittelanordnung 17 und die Wandlerdiode 33 kann weiterhin ein Induktivitätsstrom IL fließen, der kontinuierlich abnimmt und schließlich den Wert null erreicht. Dieser Nulldurchgang wird wiederum durch die Wandlerschalteinrichtung 35 erkannt und der Wandlerschalter 30 wird im nächsten Schalttakt wieder eingeschaltet.Performs the set current I should for the mean inductance current IL that via the dimming signal D is requested, to a maximum value of the current (peak current value IP ) that is at least as large as a minimum adjustable peak current value IP min , the converter unit can 12 be operated in a continuous mode of operation, as in the 4 and 5 is shown schematically by way of example. The counting units 41 . 42 . 47 are not active and the operating mode signal B is LOW (digital zero), so that the converter switching signal W via the AND gate 37 to the control terminal of the converter switch 30 (Here the gate of the field effect transistor 31 ) is forwarded. The converter switching device 35 evaluates the at the first fair entrance 59 applied first measured variable S1 and at the second fair entrance 61 applied second measured variable S2 out. About the first measurand S1 becomes a zero crossing of the inductor current IL determined. About the second measurand S2 it is determined whether by the converter inductance 32 flowing inductance current IL a predeterminable or adjustable peak current value IP has reached. At a zero crossing of the inductor current IL becomes the converter switching signal W HIGH (digital one), and the converter switch 30 is switched to its conducting state. An inductance current begins IL to flow, which is constantly increasing. As soon as the inductor current IL has reached the current limit IG, the converter switching device switches 35 the converter switching signal W from HIGH to LOW, whereby the converter switch 30 goes into its blocking state. About the transformer inductance 32 , the lighting arrangement 17 and the converter diode 33 can continue an inductance current IL flow, which decreases continuously and finally reaches the value zero. This zero crossing is in turn by the converter switching device 35 detected and the converter switch 30 will be switched on again in the next switching cycle.

In jedem Schalttakt ist der Wandlerschalter 30 während einer Einschaltzeitdauer te leitend und während einer sich daran anschließenden Ausschaltzeitdauer ta sperrend. Zu Beginn jedes Schalttaktes wird der Wandlerschalter 30 in seinen leitenden Zustand geschaltet, mit Ende der Einschaltzeitdauer te in seinen sperrenden Zustand geschaltet und verbleibt in diesem Zustand während der Ausschaltzeitdauer ta bis zum Ende des Schalttaktes, wenn der Induktivitätsstrom IL einen Nulldurchgang aufweist. Die Summe aus Einschaltzeitdauer te und Ausschaltzeitdauer ta entspricht einer Schalttaktperiodendauer TP.In each switching cycle is the converter switch 30 during a turn-on period te conducting and during a subsequent turn-off period ta blocking. At the beginning of each switching cycle, the converter switch 30 is switched to its conducting state with the end of the on-time te switched to its off state, and remains in this state during the off-time ta until the end of the switching clock when the inductor current IL has a zero crossing. The sum of the switch-on time te and the switch-off time ta corresponds to a switch clock period TP ,

Der in den 4 und 5 veranschaulichte Betriebsmodus der Wandlereinheit 12 kann als kontinuierlicher Betriebsmodus oder auch kritischer Betriebsmodus bezeichnet werden, bei dem der Stromfluss des Induktivitätsstromes IL durch Umschalten des Wandlerschalters 30 sofort erneut bewirkt wird, sobald der Nulldurchgang des Induktivitätsstromes IL festgestellt wurde. Die Unterbrechungszeitdauer des Induktivitätsstromes IL zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schalttakten ist in diesem kontinuierlichen Betriebsmodus möglichst kurz. Zur korrekten Berechnung des mittleren Induktivitätsstromes IL, muss diese Unterbrechungszeitdauer betrachtet werden. Dazu kann beispielsweise ein die Unterbrechungszeitdauer beschreibender Korrekturfaktor eingeführt werden. Die einzelnen Schalttakte schließen im kontinuierlichen Betriebsmodus im Wesentlichen unmittelbar aneinander an und die Unterbrechungszeitdauer ist so kurz, wie es technisch bedingt möglich ist.The in the 4 and 5 illustrated operating mode of the converter unit 12 can as continuous operating mode or critical operating mode are referred to, in which the current flow of the inductor current IL by switching the converter switch 30 is immediately effected again as soon as the zero crossing of the inductor current IL was determined. The interruption period of the inductance current IL between two consecutive switching cycles is as short as possible in this continuous mode of operation. For the correct calculation of the mean inductance current IL , this interruption period must be considered. For this purpose, for example, a correction factor describing the interruption period can be introduced. The individual switching clocks in the continuous mode of operation close substantially directly to each other and the interruption period is as short as it is technically possible.

Durch den Vergleich der 4 und 5 ist schematisch zu erkennen, dass die Verringerung der Leuchtleistung im kontinuierlichen Betriebsmodus durch Herabsetzen des Peakstromewertes IP erreicht werden kann. Der Peakstromwert IP kann anhand der Sollstromstärke Isoll für den mittleren Induktivitätsstrom IL ermittelt werden, beispielsweise in der Wandlerschalteinrichtung 35, der hierzu das Dimmsignal oder ein anderes die Leuchtleistung beschreibendes Signal übermittelt werden kann. Dies führt dazu, dass die Schalttaktperiodendauer TP abnimmt und die Schaltfrequenz des Wandlerschalters 30 erhöht wird. Bei einer sehr niedrigen angeforderten Leuchtleistung, also einem sehr niedrigen Peakstromwert IP wird die Schaltfrequenz sehr hoch, und der kontinuierliche Betriebsmodus ist für das noch stärkere Dimmen nicht geeignet oder nicht eingerichtet, beispielsweise ab einer Schaltfrequenz von etwa 200 kHZ. Es wird ein minimaler Peakstromwert IPmin ermittelt oder vorgegeben, der nicht unterschritten werden darf. Erfindungsgemäß wird daher von dem kontinuierlichen Betriebsmodus in den diskontinuierlichen Betriebsmodus umgeschaltet, wenn die Sollstromstärke Isoll zu einem Peakstromwert IP führen würde, der kleiner ist als der minimale Peakstromwert IPmin .By comparing the 4 and 5 It can be seen schematically that the reduction of the luminous power in the continuous operating mode by lowering the peak current value IP can be reached. The peak current value IP can be based on the nominal current I should for the mean inductance current IL be determined, for example, in the converter switching device 35 in that the dimming signal or another signal describing the luminous power can be transmitted for this purpose. This results in the switching clock period TP decreases and the switching frequency of the converter switch 30 is increased. At a very low requested luminous power, ie a very low peak current value IP For example, the switching frequency becomes very high, and the continuous mode of operation is not suitable or not designed for even greater dimming, for example, from a switching frequency of about 200 kHZ. It becomes a minimum peak current value IP min determined or predetermined, which must not be fallen below. According to the invention, therefore, is switched from the continuous mode of operation in the discontinuous mode of operation, when the target current I should to a peak current value IP which is less than the minimum peak current value IP min ,

In diesem diskontinuierlichen Betriebsmodus wird der Peakstromwert IP nicht weiter verringert, sondern auf dem minimalen Peakstromwert IPmin konstant gehalten. Dadurch ergibt sich eine minimale Schalttaktperiodendauer TPmin (bei IP = IPmin ), wie es in 7 gezeigt ist. Um ein weiteres Absenken der Leuchtleistung der Leuchtmittelanordnung 17 zu ermöglichen, wird im diskontinuierlichen Betriebsmodus der Wandlereinheit 12 eine aktive Phasendauer ts und eine passive Phasendauer tn ermittelt und abwechselnd eingestellt, die in der Summe einer Gesamtdauer TG entsprechen. Während der aktiven Phasendauer wird das Umschalten des Wandlerschalters 30 analog zum kontinuierlichen Betrieb zugelassen, wohingegen der Wandlerschalter 30 während der passiven Phasendauer tn in seinem sperrenden Zustand verbleibt. Die aktive Phasendauer ts ist entweder gleich groß wie eine minimale Schalttaktperiodendauer TPmin oder gleich groß wie mehrere minimale Schalttaktperiodendauern TPmin . In 7 ist beispielhaft ein diskontinuierlicher Betriebsmodus gezeigt, bei dem die aktive Phasendauer ts gleich groß ist wie drei minimale Schalttaktperiodendauern TPmin . Unmittelbar daran schließt sich die passive Phasendauer tn an, während der der Wandlerschalter nicht leitend bleibt.In this discontinuous mode of operation, the peak current value becomes IP not further reduced, but at the minimum peak current value IP min kept constant. This results in a minimum switching cycle period TP min (at IP = IP min ), as it is in 7 is shown. To a further lowering of the luminous power of the lamp assembly 17 to enable, in the discontinuous mode of operation of the converter unit 12 an active phase duration ts and a passive phase duration tn determined and set alternately, in the sum of a total duration TG correspond. During the active phase duration, the switching of the converter switch 30 analogous to continuous operation, whereas the converter switch 30 during the passive phase duration tn remains in its blocking state. The active phase duration ts is either the same size as a minimum switching cycle period TP min or equal to several minimum switching clock periods TP min , In 7 By way of example, a discontinuous mode of operation is shown in which the active phase duration ts is the same size as three minimum switching cycle periods TP min , This is immediately followed by the passive phase duration tn while the converter switch remains nonconductive.

Die passive Phasendauer tn kann unabhängig von der minimalen Schalttaktperiodendauer TPmin ermittelt und eingestellt werden.The passive phase duration tn can be independent of the minimum switching clock period TP min be determined and set.

Ausgehend von einem kontinuierlichen Betrieb mit der minimalen Schalttaktperiodendauer TPmin , der einen Grenzwert der Leuchtleistung für den Übergang vom kontinuierlichen Betrieb zum diskontinuierlichen Betrieb darstellt, wird der Anteil der aktiven Phasendauer ts zur Gesamtdauer TG entsprechend dem Anteil der angeforderten Sollleuchtleistung zum Grenzwert der Leuchtleistung ermittelt. Daraus ergibt sich zunächst ein Zeitdauerrechenwert tr. Dieser Zeitdauerrechenwert tr entspricht einem rechnerischen Faktor multipliziert mit der Schalttaktperiodendauer TP, beispielsgemäß der minimalen Schalttaktperiodendauer TPmin . Der rechnerische Faktor wird auf eine ganze Zahl (natürlichen Zahl einschließlich Eins ohne Null) ab- oder aufgerundet (siehe 6). Anschließend wird die passive Zeitdauer tn an die ermittelte aktive Phasendauer ts derart angepasst, dass eine oder mehrere der folgenden Bedingungen möglichst ideal erfüllt sind:

  1. 1. das Verhältnis zwischen der aktiven Phasendauer ts und der passiven Phasendauer tn ist so gewählt, dass die Leuchtleistung der Sollleuchtleistung möglichst nahekommt;
  2. 2. die passive Phasendauer tn ist mindestens so lang wie eine vorgegebene Mindestdauer oder liegt innerhalb eines vorgegebenen Solldauerbereichs für die passive Phasendauer tn;
  3. 3. die Gesamtdauer TG aus aktiver Phasendauer ts und passiver Phasendauer tn entspricht möglichst einer vorgegebenen Gesamtsolldauer oder liegt innerhalb eines vorgegebenen Solldauerbereichs für die Gesamtdauer TG.
Starting from a continuous operation with the minimum switching cycle period TP min , which represents a threshold value of the luminous power for the transition from continuous operation to discontinuous operation, becomes the proportion of the active phase duration ts to the total duration TG determined according to the proportion of the requested nominal luminous power to the limit of the luminous power. This results initially in a time duration calculating value tr. This time duration calculating value tr corresponds to a calculated factor multiplied by the switching cycle period TP according to the minimum switching clock period, for example TP min , The computational factor is rounded off or rounded up to an integer (natural number including one without zero) (see 6 ). Subsequently, the passive duration tn to the determined active phase duration ts adapted so that one or more of the following conditions are fulfilled as ideally as possible:
  1. 1. the ratio between the active phase duration ts and the passive phase duration tn is chosen so that the luminous power of the nominal luminous power comes as close as possible;
  2. 2. the passive phase duration tn is at least as long as a predetermined minimum duration or is within a predetermined target duration range for the passive phase duration tn ;
  3. 3. the total duration TG from active phase duration ts and passive phase duration tn If possible corresponds to a predetermined total target duration or is within a predetermined target duration range for the total duration TG ,

Durch die obengenannte dritte Bedingung kann eine gewünschte Frequenz im diskontinuierlichen Betriebsmodus erreicht werden, so dass ein Flackern der Leuchtmittelanordnung 17 vermieden wird.By the above-mentioned third condition, a desired frequency can be achieved in the discontinuous operation mode, so that flickering of the lighting arrangement 17 is avoided.

Außerdem kann die passive Phasendauer tn ausreichend lang gewählt werden, so dass Spannungsschwingungen, die beim Umschalten des Wandlerschalters 30 vom leitenden in den sperrenden Zustand auftreten können, aufgrund der Dämpfung abgeklungen sind (vgl. oben genannte zweite Bedingung).In addition, the passive phase duration tn be chosen sufficiently long, so that voltage oscillations when switching the converter switch 30 from the senior to the blocking state may occur due to the attenuation have subsided (see above second condition).

Nachfolgend soll anhand von 6 auf Basis eines Beispiels die Parameter zur Durchführung des diskontinuierlichen Betriebs erläutert werden.The following is based on 6 on the basis of an example, the parameters for carrying out the discontinuous operation will be explained.

Es sei beispielhaft angenommen, dass die Leuchtleistung, die durch das Dimmsignal D angefordert wird, 25% der maximalen Leuchtleistung beträgt. Es sei auch angenommen, dass die Leuchtleistung im kontinuierlichen Betrieb auf 50% der maximalen Leuchtleistung verringert werden kann. Deshalb muss ausgehend von dem minimalen Peakstrom IPmin ein Tastverhältnis zwischen aktiver Phasendauer ts und passiver Phasendauer tn von 50% erreicht werden, um die gewünschte Leuchtleistung entsprechend 25% der maximal möglichen Leuchtleistung zu erhalten.It is assumed by way of example that the luminous power provided by the dimming signal D 25% of the maximum luminous power is required. It is also assumed that the luminous efficiency in continuous operation can be reduced to 50% of the maximum luminous power. Therefore, starting from the minimum peak current IP min a duty cycle between active phase duration ts and passive phase duration tn of 50% in order to obtain the desired luminous power corresponding to 25% of the maximum possible luminous power.

Dabei sei als Parameter oder erste Randbedingung eine Zielfrequenz fziel von 3000 Hz angenommen, um ein Flackern der Leuchtmittelanordnung 17 zu verhindern.Let be a target frequency as parameter or first boundary condition goal from 3000 Hz assumed a flicker of the bulb assembly 17 to prevent.

Dabei gilt: P W M = T P m i n n T P m i n n + t n

Figure DE102018110696B3_0001
wobei PWM das Tastverhältnis ist, beispielsgemäß 50%, und n die Anzahl der Schalttakte während der aktiven Phasendauer ts angibt. Für die Zielfrequenz fZiel gilt: 1 f Z i e l = T P m i n n + t n = T G
Figure DE102018110696B3_0002
Where: P W M = T P m i n n T P m i n n + t n
Figure DE102018110696B3_0001
where PWM is the duty cycle, for example 50%, and n is the number of switching cycles during the active phase duration ts indicates. For the target frequency f goal applies: 1 f Z i e l = T P m i n n + t n = T G
Figure DE102018110696B3_0002

Aus den Gleichungen (1) und (2) kann dann die Anzahl n der Schalttakte für die aktive Phasendauer ts ermittelt werden: n = P W M T P m i n f Z i e l

Figure DE102018110696B3_0003
From the equations (1) and (2) can then be the number n of the switching cycles for the active phase duration ts be determined: n = P W M T P m i n f Z i e l
Figure DE102018110696B3_0003

Für die hier beispielhaft angenommenen Zahlenwerte ist das Tastverhältnis PWM = 0,5, die minimale Schalttaktperiodendauer TPmin beträgt beispielsweise 10 µs und die Zielfrequenz fZiel beträgt 3000 Hz. Daraus ergibt sich die rechnerische Anzahl n* der Schalttakte für die aktive Periodendauer ts zu n* = 16,67 als rechnerisches Ergebnis. Da die Anzahl n der Schalttakte nur ganzzahlig sein kann, wird der rechnerische Wert n* auf- oder abgerundet, beispielsgemäß zu n = 17. Bei einer minimalen Schalttaktperiodendauer TPmin ergibt sich die passive Phasendauer tn wie folgt: t n = T P m i n n P W M T P m i n n = 170 μ s

Figure DE102018110696B3_0004
For the numerical values assumed here by way of example, the duty cycle PWM = 0.5, the minimum switching cycle period TP min is for example 10 μs and the target frequency f goal is 3000 Hz. This results in the calculated number n * of the switching cycles for the active period ts to n * = 16.67 as arithmetic result. Since the number n of switching cycles can only be an integer, the calculated value n * is rounded up or down, for example to n = 17. For a minimum switching cycle period TP min results in the passive phase duration tn as follows: t n = T P m i n n P W M - T P m i n n = 170 μ s
Figure DE102018110696B3_0004

Durch das Runden des rechnerischen Wertes n* für die Anzahl der Schalttakte auf einen ganzzahligen Wert wird die vorgegebene Zielfrequenz fZiel nicht exakt erreicht. Anhand Gleichung (2) kann die sich tatsächlich ergebende Istfrequenz fist ermittelt werden, die beim vorliegenden Zahlenbeispiel fist = 2941 Hz beträgt. Diese Istfrequenz fist , die sich auf Basis dieser ersten Randbedingung ergibt, kann als Grenzwert und insbesondere unterer Grenzwert zur Definition eines Frequenzbereichs verwendet werden.By rounding the calculated value n * for the number of switching cycles to an integer value, the predetermined target frequency f goal not exactly reached. From equation (2), the actually resulting actual frequency f is be determined, which in the present numerical example f is = 2941 Hz. This actual frequency f is , which results on the basis of this first boundary condition, can be used as a limit value and in particular a lower limit for defining a frequency range.

Eine weitere, zweite Randbedingung kann eine Mindestdauer der passiven Phasendauer tn sein. Die Mindestdauer kann so vorgegeben werden, dass die Schwingung der Spannung am Wandlerschalter 30, die sich nach dem Nulldurchgang des Induktivitätsstromes IL einstellt, durch die im System vorhandene Dämpfung ausreichend abgeklungen ist. Die oben angegebenen Gleichungen (1) und (2) gelten entsprechend. Beispielsweise kann als Mindestdauer für die passive Phasendauer tn = 56 µs gewählt werden. Eingesetzt in die Gleichung (1) ergibt sich dann nach Rundung für die Anzahl n der Schalttakte der aktiven Phasendauer ts: n = 6.Another, second boundary condition may be a minimum duration of the passive phase duration tn his. The minimum duration can be specified so that the oscillation of the voltage at the converter switch 30 , which follow the zero crossing of the inductor current IL adjusted by the existing attenuation in the system has decayed sufficiently. The above equations (1) and (2) apply accordingly. For example, tn = 56 μs can be selected as the minimum duration for the passive phase duration. When used in equation (1), the number of switching cycles for the number of switching cycles of the active phase duration is rounded off ts : n = 6.

Anhand der Anzahl der Schalttakte kann dann analog zur Gleichung (4) die passive Phasendauer tn ermittelt werden, die sich hier zu tn = 60 µs ergibt.Based on the number of switching cycles can then analogously to equation (4), the passive phase duration tn determined here, which results in tn = 60 μs.

Für die sich daraus ergebende Istfrequenz fist gilt analog zur Gleichung (2): f i s t = 1 T G = 1 t s + t n = 8333 H z

Figure DE102018110696B3_0005
For the resulting actual frequency f is applies analogously to equation (2): f i s t = 1 T G = 1 t s + t n = 8333 H z
Figure DE102018110696B3_0005

Diese Istfrequenz fist , die sich auf Basis dieser zweiten Randbedingung ergibt, kann als Grenzwert und insbesondere oberer Grenzwert zur Definition eines Frequenzbereichs verwendet werden.This actual frequency f is , which results on the basis of this second boundary condition, can be used as a limit value and in particular upper limit value for the definition of a frequency range.

Auf Basis der vorstehenden Berechnung zum einen durch die Vorgabe einer Zielfrequenz fZiel und zum anderen durch die Vorgabe einer Mindestdauer für die passive Phasendauer tn kann jeweils ein Grenzwert für einen Frequenzbereich ermittelt werden. Beispielsweise kann auf Basis der Vorgabe der Zielfrequenz Istfrequenz fist ermittelt und diese Istfrequenz fist als unterer Frequenzgrenzwert verwendet werden. Based on the above calculation on the one hand by the specification of a target frequency f goal and second, by specifying a minimum duration for the passive phase duration tn In each case, a limit value for a frequency range can be determined. For example, based on the specification of the target frequency actual frequency f is determined and this actual frequency f is be used as lower frequency limit.

Zusätzlich kann durch Vorgabe der Mindestzeitdauer für die passive Phasendauer tn eine Istfrequenz fist berechnet werden, die als oberer Grenzwert für die Frequenz verwendet werden kann. Im Bereich zwischen der unteren Grenzfrequenz und der oberen Grenzfrequenz können abhängig von der Wahl der Anzahl n der Schalttakte für die aktive Phasendauer ts verschiedene Frequenzen für denselben Tastgrad PWM gemäß folgender Beziehung eingestellt werden: f ( n ) = P W M T P m i n n

Figure DE102018110696B3_0006
In addition, by specifying the minimum period of time for the passive phase duration tn an actual frequency f is which can be used as the upper limit for the frequency. in the The range between the lower limit frequency and the upper limit frequency may depend on the choice of the number n of the switching cycles for the active phase duration ts different frequencies for the same duty cycle PWM are set according to the following relation: f ( n ) = P W M T P m i n n
Figure DE102018110696B3_0006

Es ist dabei möglich, die Anzahl n der Schalttakte für die aktive Phasendauer ts ohne Veränderung der Leuchtleistung zu variieren bzw. zu modulieren, wodurch die entstehenden Geräusche beeinflusst werden können. Unter Berücksichtigung der vorstehend ermittelten beispielhaften Zahlenwerte können sich bei einem Tastgrad PWM = 50% durch das Variieren der Anzahl n der Schalttakte für die aktive Phasendauer ts von n = 6 bis n = 17 zwölf unterschiedliche Frequenzen f(n) gemäß Gleichung (6) ergeben, zwischen denen umgeschaltet werden kann, ohne die Leuchtleistung bzw. die Helligkeit der Leuchtmittelanordnung zu ändern.It is possible, the number n of the switching cycles for the active phase duration ts to vary or modulate without changing the luminous power, whereby the resulting noise can be influenced. Taking into account the exemplary numerical values determined above, PWM = 50% can be achieved by varying the number n of switching cycles for the active phase duration at a duty cycle ts from n = 6 to n = 17 give twelve different frequencies f (n) according to equation (6), between which can be switched without changing the luminous power or the brightness of the lamp assembly.

Es ist auch möglich, die tatsächliche Frequenz beliebig in dem gesamten Spektrum zwischen der unteren Grenzfrequenz und der oberen Grenzfrequenz zu variieren, wobei dies nur durch eine Veränderung des Tastgrades und mithin der Leuchtleistung und der Helligkeit zu erreichen ist. Hierzu kann ein Algorithmus verwendet werden, der die diskreten möglichen Frequenzen f(n) gemäß Gleichung (6) als Stützstellen verwendet und eine Änderung der Frequenz f zwischen den diskreten Werten f(n) derart ausführt, dass sich eine mittlere Leuchtleistung ergibt, die der angeforderten Leuchtleistung entspricht und dabei die Abweichungen der Leuchtleistung von der mittleren Leuchtleistung (Varianz) minimiert.It is also possible to vary the actual frequency arbitrarily in the entire spectrum between the lower limit frequency and the upper limit frequency, this being achieved only by a change in the duty cycle and thus the luminous power and the brightness. For this purpose, an algorithm can be used which uses the discrete possible frequencies f (n) according to equation (6) as support points and a change of the frequency f between the discrete values f (n) such that an average luminous power results which corresponds to the required luminous power and thereby minimizes the deviations of the luminous power from the mean luminous power (variance).

Während der aktiven Phasendauer ts und/oder während des kontinuierlichen Betriebs der Wandlereinheit 12 erfolgt das Einschalten des Wandlerschalters 30 (ansteigende Flanke des Wandlerschaltsignals W) zu einem Zeitpunkt, an dem die am Wandlerschalter 30 anliegende, schwingende Spannung (Drain-Source-Spannung) des Feldeffekttransistors 31) ein erstes Minimum aufweist. Dies entspricht dem Nulldurchgang des Induktivitätsstromes IL.During the active phase duration ts and / or during continuous operation of the transducer unit 12 the switching on of the converter switch takes place 30 (Rising edge of the converter switching signal W) at a time at which the converter switch 30 applied, oscillating voltage (drain-source voltage) of the field effect transistor 31 ) has a first minimum. This corresponds to the zero crossing of the inductance current IL ,

Die ermittelte aktive Phasendauer ts wird in dem ersten Vergleichsglied 38 und die ermittelte passive Phasendauer tn in dem zweiten Vergleichsglied 44 abgelegt. Über das erste Zählglied 39 wird die Anzahl der Schalttakte über den Zähleingang 40 erfasst. In dem ersten Vergleichsglied 38 wird geprüft, ob die der aktiven Phasendauer ts entsprechende Anzahl der Schalttakte erreicht ist. Ist dies der Fall, wird am Ausgang des ersten Vergleichsgliedes 38 das Betriebsmodussignal B von LOW nach HIGH umgeschaltet. Das Und-Gatter 37 wird dadurch sozusagen blockiert. Es dient als Torschaltung und kann das Wandlerschaltsignal W sperren, das dann nicht mehr an den Wandlerschalter 30 weiterleitet wird.The determined active phase duration ts is in the first comparison member 38 and the determined passive phase duration tn in the second comparison member 44 stored. About the first counting member 39 is the number of switching cycles via the counting input 40 detected. In the first comparison element 38 It checks if the active phase duration ts corresponding number of switching cycles is reached. If this is the case, the output of the first comparison element 38 the operating mode signal B switched from LOW to HIGH. The and gate 37 is thereby blocked, so to speak. It serves as a gate and can lock the converter switching signal W, which then no longer to the converter switch 30 is forwarded.

Das Zählglied 39 wird bevorzugt mit dem Auftreten einer fallenden Flanke des Wandlerschaltsignals W inkrementiert. Dadurch kann erreicht werden, dass der Umschaltvorgang des Betriebsmodussignals B von LOW nach HIGH vorzugsweise direkt auf die fallenden Flanke des Wandlerschaltsignals W stattfindet. Durch diese zeitliche Koordination können Spikes vermieden werden.The counting member 39 is preferably incremented with the occurrence of a falling edge of the converter switching signal W. It can thereby be achieved that the switching operation of the operating mode signal B from LOW to HIGH, preferably directly to the falling edge of the converter switching signal W takes place. Through this temporal coordination spikes can be avoided.

Das Betriebsmodussignal B wird außerdem an den Starteingang 46 übermittelt, der das zweite Zählglied 43 startet, sobald das Betriebsschaltsignal B von LOW nach HIGH umgeschaltet wird. In dem zweiten Vergleichsglied 44 wird geprüft, ob die ermittelte bzw. abgespeicherte passive Phasendauer tn abgelaufen ist. Sobald dies festgestellt wurde, erzeugt das zweite Vergleichsglied 44 ein Rücksetzsignal für das erste Zählglied 39 und das zweite Zählglied 43. Dadurch wird in der ersten Zähleinheit 41 veranlasst, dass das Betriebsmodussignal B wieder von HIGH nach LOW umgeschaltet wird, was der Beginn der nächsten aktiven Phasendauer ts markiert. Das Und-Gatter 37 kann das Wandlerschaltsignal W an den Wandlerschalter 30 weiterleiten. Da der Induktivitätsstrom IL Null ist, veranlasst die Wandlerschalteinrichtung 35 das Umschalten des Wandlerschalters 30 in den leitenden Zustand und es beginnt die nächste aktive Phasendauer ts. Sobald die Anzahl der vorgegebenen Schalttakte während der aktiven Phasendauer ts erreicht ist, wird das Und-Gatter 37 über das Betriebsmodussignal B erneut gesperrt, der Wandlerschalter 30 sperrt ebenfalls und die passive Phasendauer tn beginnt. Dieser Ablauf wiederholt sich während des diskontinuierlichen Betriebs zyklisch, wobei die Dauer eines Zyklus der Gesamtdauer TG entspricht.The operating mode signal B will also be at the start entrance 46 transmitted, the second counting member 43 starts as soon as the power on signal B is switched from LOW to HIGH. In the second comparison member 44 it is checked whether the determined or stored passive phase duration tn has expired. Once this has been determined, the second comparator generates 44 a reset signal for the first counter 39 and the second counting member 43 , This will be in the first counting unit 41 causes the operating mode signal B is switched back from HIGH to LOW, which is the beginning of the next active phase duration ts marked. The and gate 37 the converter switching signal W can be applied to the converter switch 30 hand off. As the inductor current IL Zero causes the converter switching device 35 the switching of the converter switch 30 in the conductive state and it starts the next active phase duration ts , Once the number of preset switching cycles during the active phase duration ts reached, the and gate becomes 37 via the operating mode signal B locked again, the converter switch 30 also blocks and the passive phase duration tn starts. This process is repeated cyclically during the discontinuous operation, the duration of one cycle of the total duration TG equivalent.

Mittels der optionalen dritten Zähleinheit 47 kann die tatsächliche aktive Phasendauer ts gemessen werden. Über das Umschalten des Betriebsmodussignals B von LOW nach HIGH wird über den Erfassungseingang 50 die Erfassungseinheit 49 aktiviert und erfasst die Zeit anhand der Zählimpulse des dritten Zählgliedes 48. Mit Ende der aktiven Phasendauer ts wird das Betriebsmodussignal B von LOW nach HIGH umgeschaltet, was durch das Erfassungsglied 49 erfasst und somit die exakte Zeitdauer für die aktive Phasendauer ts ermittelt wird. Diese Zeitdauer kann zur Ermittlung und/oder Anpassung der passiven Phasendauer tn verwendet werden.By means of the optional third counting unit 47 can be the actual active phase duration ts be measured. About switching the operating mode signal B from LOW to HIGH is via the detection input 50 the registration unit 49 Activates and records the time based on the counts of the third counter 48 , At the end of the active phase duration ts becomes the operating mode signal B switched from LOW to HIGH, resulting in the detection element 49 and thus the exact time duration for the active phase duration ts is determined. This period of time may be used to determine and / or adjust the passive phase duration tn be used.

Eine Regelung des durch die Leuchtmittelanordnung fließenden Stromes erfolgt bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel nicht. Der durch die Leuchtmittelanordnung fließende Leuchtmittelstrom I1 bzw. die Leuchtleistung der Leuchtmittelanordnung 17 wird ohne Rückführung eines entsprechenden Messwertes gestellt bzw. gesteuert.A regulation of the current flowing through the lamp arrangement does not occur in the described embodiment. The through the lamp arrangement flowing luminous flux I1 or the luminous power of the luminous means arrangement 17 is set or controlled without feedback of a corresponding measured value.

In 3 ist eine Ausführungsmöglichkeit zur Realisierung der Steuereinheit 19 unter Verwendung eines PFC-ICs veranschaulicht. Beispielsweise wird als PFC-IC ein IC des Typs MP44014 der Fa. MPS® eingesetzt, der die Wandlerschalteinrichtung 35 bildet. Der Aufbau und die Funktionsweise dieses ICs sind bekannt, so dass nicht näher darauf eingegangen wird. Der verwendete IC hat acht Anschlüsse. Der IC-Anschluss „ZCS“ bildet den ersten Messeingang 59 und der IC-Anschluss „CS“ bildet den zweiten Messeingang 61. Der IC-Anschluss „GATE“ bildet den Steuerausgang 36. Ein IC-Versorgungsanschluss „VCC“ ist mit einer Versorgungsspannung UV verbunden und der Masseanschluss „GND“ ist mit dem Massepotential M verbunden.In 3 is an embodiment for the realization of the control unit 19 illustrated using a PFC IC. For example, an IC of the type MP44014 from MPS®, which is the converter switching device, is used as PFC-IC 35 forms. The structure and operation of this IC are known, so that it will not be discussed further. The IC used has eight connections. The IC connection "ZCS" forms the first measuring input 59 and the IC connection "CS" forms the second measuring input 61 , The IC connection "GATE" forms the control output 36 , An IC supply connection "VCC" is with a supply voltage UV connected and the ground terminal "GND" is connected to the ground potential M connected.

Ein erstes pulsweitenmoduliertes Signal PWM1 ist über einen zweiten Ohmschen Widerstand 65 an den IC-Anschluss „MULT“ angelegt, und ein zweites pulsweitenmoduliertes Signal PWM2 ist über einen dritten Ohmschen Widerstand 66 an den IC-Eingang „FB“ und über eine Reihenschaltung aus dem dritten Ohmschen Widerstand 66 und einem vierten Ohmschen Widerstand 67 an den IC-Anschluss „COMP“ angelegt. Ein erster Kondensator 68 verbindet den IC-Anschluss „MULT“ mit dem Massepotential M und ein zweiter Kondensator 69 verbindet die IC-Anschlüsse „FB“ und „COMP“. Die Kondensatoren 68, 69 begrenzen die Bandbreite der pulsweitenmodulierten Signale PWM1, PWM2.A first pulse width modulated signal PWM1 is over a second ohmic resistance 65 applied to the IC connection "MULT", and a second pulse width modulated signal PWM 2 is over a third ohmic resistance 66 to the IC input "FB" and via a series circuit of the third ohmic resistor 66 and a fourth ohmic resistance 67 applied to the IC connector "COMP". A first capacitor 68 connects the IC connection "MULT" to the ground potential M and a second capacitor 69 connects the "FB" and "COMP" IC connectors. The capacitors 68 . 69 limit the bandwidth of the pulse width modulated signals PWM1 . PWM 2 ,

Diese pulsweitenmodulierten Signale PWM1, PWM2 werden durch einen Multiplizierer in der Wandlerschalteinrichtung 35 miteinander multipliziert und definieren den Stromgrenzwert IG. Durch die Multiplikation von zwei pulsweitenmodulierten und gefilterten, insbesondere tiefpassgefilterten, Signalen kann eine quadratische Kennlinie erreicht und die Auflösung bei der digitalen Quantisierung besonders bei niedrigen Stromstärken verbessert werden.These pulse width modulated signals PWM1 . PWM 2 are generated by a multiplier in the converter switching device 35 multiplied by each other and define the current limit IG. The multiplication of two pulse-width-modulated and filtered, in particular low-pass filtered, signals can achieve a quadratic characteristic and improve the resolution in digital quantization, especially at low current intensities.

Die Erfindung betrifft eine Betriebsvorrichtung 10 sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Leuchtmittelanordnung 17. Einer Wandlereinheit 12 wird eine Gleichspannung UG bereitgestellt. Ausgangsseitig ist die Leuchtmittelanordnung 17 an die Wandlereinheit 12 angeschlossen. Eine Steuereinheit 19 steuert einen Wandlerschalter 30 der Wandlereinheit 12 an. Die Wandlereinheit 12 weist eine in Reihe zum Wandlerschalter 30 angeordnete Wandlerinduktivität 32 auf. Mittels einer Messschaltung 56 wird wenigstens eine Messgröße erfasst, die den durch die Wandlerinduktivität 32 fließenden Induktivitätsstrom IL charakterisiert. Der Steuereinheit 19 wird eine Sollstromstärke Isoll für einen Mittelwert des Induktivitätsstroms IL vorgegeben. Die Sollstromstärke Isoll charakterisiert die sich einstellende Leuchtleistung. Aus der Sollstromstärke Isoll kann ein Peakstromwert IP für den Induktivitätsstrom IL derart ermittelt werden, dass sich der der Sollstromstärke Isoll entsprechende Mittelwert des Induktivitätsstroms IL einstellt. Die Steuereinheit 19 erzeugt ein Wandlerschaltsignal W, das den Wandlerschalter 30 in seinen leitenden Zustand oder in seinen sperrenden Zustand umschaltet. Zu Beginn eines Schalttaktes wird der Wandlerschalter 30 in seinen leitenden Zustand umgeschaltet, wenn der Induktivitätsstrom IL einen Nulldurchgang aufweist. Der Induktivitätsstrom IL steigt anschließend an und erreicht den ermittelten bzw. vorgegebenen Peakstromwert IP. Zu diesem Zeitpunkt wird der Wandlerschalter 30 in seinen sperrenden Zustand umgeschaltet, was dazu führt, dass der Induktivitätsstrom IL sinkt. Sobald der Induktivitätsstrom IL gleich Null ist, ist der Schalttakt beendet und der nächste Schalttakt beginnt. Wenn die Sollstromstärke Isoll kleiner ist als ein Mittelwert des durch die Wandlereinheit 12 fließenden Stroms bei einem vorgegebenen minimalen Peakstromwert IPmin , der nicht unterschritten werden soll, wird die Wandlereinheit 12 in einem diskontinuierlichen Betriebsmodus betrieben, wobei eine aktive Phasendauer ts einen oder mehrere vollständige Schalttakte beinhaltet und sich an die aktive Phasendauer ts eine passive Phasendauer tn anschließt. Die aktive und passive Phasendauer ts, tn sind derart abgestimmt, dass der Induktivitätsstrom IL zumindest im Wesentlichen der Sollstromstärke Isoll entspricht. Zusätzlich kann die passive Phasendauer tn so gewählt werden, dass sie eine Mindestdauer aufweist. ASlternativ oder zusätzlich kann unter Beibehaltung des Verhältnisses der aktiven Phasendauer ts zur passiven Phasendauer tn eine Gesamtdauer TG derart eingestellt bzw. vorgegeben werden, dass die passive Phasendauer tn eine Mindestdauer nicht unterschreitet und/oder ein Gesamtdauersollwert zumindest im Wesentlichen erreicht wird.The invention relates to an operating device 10 and a method of operating a lighting device 17 , A converter unit 12 becomes a DC voltage UG provided. On the output side is the lamp arrangement 17 to the transducer unit 12 connected. A control unit 19 controls a transformer switch 30 the transducer unit 12 on. The converter unit 12 has one in series with the converter switch 30 arranged transducer inductance 32 on. By means of a measuring circuit 56 At least one measured variable is detected, the one by the Wandlerinduktivität 32 flowing inductor current IL characterized. The control unit 19 becomes a target current I should for an average value of the inductance current IL specified. The target current I should characterizes the adjusting luminous power. From the nominal current I should can be a peak current value IP for the inductance current IL be determined so that is the target current I should corresponding mean value of the inductance current IL established. The control unit 19 generates a converter switching signal W which is the converter switch 30 switches to its conducting state or its blocking state. At the beginning of a switching cycle, the converter switch 30 switched to its conducting state when the inductor current IL has a zero crossing. The inductance current IL then rises and reaches the determined or predetermined peak current value IP , At this time, the converter switch 30 switched to its blocking state, which causes the inductor current IL sinks. Once the inductor current IL is equal to zero, the switching cycle is completed and the next switching cycle begins. When the set current I should is smaller than an average value of the converter unit 12 flowing current at a predetermined minimum peak current value IP min , which should not fall below, becomes the converter unit 12 operated in a discontinuous mode of operation, with an active phase duration ts includes one or more complete switching cycles and adhere to the active phase duration ts a passive phase duration tn followed. The active and passive phase duration ts . tn are tuned such that the inductor current IL at least substantially the desired current intensity I should equivalent. Additionally, the passive phase duration tn be chosen so that it has a minimum duration. Alternately or additionally, while maintaining the ratio of the active phase duration ts to the passive phase duration tn a total duration TG be set or specified such that the passive phase duration tn a minimum duration does not fall below and / or a total duration setpoint is at least substantially achieved.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Betriebsvorrichtungoperating device
1111
GleichspannungsquelleDC voltage source
1212
Wandlereinheitconverter unit
1313
erster Eingangsanschlussfirst input connection
1414
zweiter Eingangsanschlusssecond input connection
1515
erster Ausgangsanschlussfirst output terminal
1616
zweiter Ausgangsanschlusssecond output terminal
1717
LeuchtmittelanordnungLamp positioning
1818
HalbleiterleuchtmittelSemiconductor lamps
1919
Steuereinheitcontrol unit
2020
Dimmerdimmer
2121
GleichspannungswandlerDC converter
2222
Steuerung control
3030
Wandlerschalterconverter switch
3131
FeldeffekttransistorField Effect Transistor
3232
Wandlerinduktivitättransformer inductance
3333
Wandlerdiodeconverter diode
3434
Wandlerkondensatorconversion capacitor
3535
WandlerschalteinrichtungConverter switching device
3636
Steuerausgangcontrol output
3737
Und-GatterAnd gate
3838
erstes Vergleichsgliedfirst comparison element
3939
erstes Zählgliedfirst counting member
4040
ZähleingangCounting
4141
erste Zähleinheitfirst counting unit
4242
zweite Zähleinheitsecond counting unit
4343
zweites Zählgliedsecond counting member
4444
zweites Vergleichsgliedsecond comparison element
4545
RücksetzeingangReset input
4646
Starteingangstart input
4747
dritte Zähleinheitthird counting unit
4848
drittes Zählgliedthird counter
4949
Erfassungsglieddetermining member
5050
Erfassungseingang detection input
5555
Treiberdriver
5656
Messschaltungmeasuring circuit
5757
Messspulemeasuring coil
5858
erster Ohmscher Widerstandfirst ohmic resistance
5959
erster Messeingangfirst fair entrance
6060
StrommmesswiderstandStrommmesswiderstand
6161
zweiter Messeingang second fair entrance
6565
zweiter Ohmscher Widerstandsecond ohmic resistance
6666
dritter Ohmscher Widerstandthird ohmic resistance
6767
vierter Ohmscher Widerstand fourth ohmic resistance
BB
BetriebsmodussignalOperation mode signal
DD
Dimmsignaldimming signal
fist f is
Istfrequenzactual frequency
IPIP
PeakstromwertPeak current value
IPmin IP min
minimaler Peakstromwertminimum peak current value
ILIL
Induktivitätsstrominductor
MM
Massepotentialground potential
Psoll P should
SollleuchtleistungTarget lighting performance
RR
RücksetzsignalReset signal
SS
WandlerschaltsignalConverter switching signal
UGUG
GleichspannungDC
UNU.N.
Netzspannungmains voltage
UVUV
Versorgungsspannungsupply voltage
TaTa
Ausschaltzeitdaueroff period
TeTe
Einschaltzeitdaueron period
tntn
passive Phasendauerpassive phase duration
TPTP
SchalttaktperiodendauerSwitching clock period
tsts
aktive Phasendaueractive phase duration
TGTG
GesamtperiodendauerTotal period

Claims (19)

Betriebsvorrichtung (10), die zum Betreiben einer daran angeschlossenen Leuchtmittelanordnung (17) eingerichtet ist, mit einer Wandlereinheit (12), die Eingangsanschlüsse (13, 14) zum Anlegen einer Gleichspannung (UG), mit der Leuchtmittelanordnung (17) elektrisch verbindbare Ausgangsanschlüsse (15, 16), einen ansteuerbaren Wandlerschalter (30) und eine Wandlerinduktivität (32) aufweist, mit einer Steuereinheit (19), die dazu eingerichtet ist, die Wandlereinheit (12) basierend auf einer Sollstromstärke (Isoll) für einen Mittelwert eines durch die Wandlerinduktivität (32) fließenden Induktivitätsstrom (IL) anzusteuern, mit einer Messschaltung (56), die zur Messung wenigstens einer Messgröße eingerichtet ist, die den Induktivitätsstrom (IL) charakterisiert, wobei die wenigstens eine Messgröße an eine Wandlerschalteinrichtung (35) übermittelt wird, wobei die Wandlerschalteinrichtung (35) dazu eingerichtet ist, ein Wandlerschaltsignal (W) zu erzeugen, das den Wandlerschalter (30) während eines Schalttaktes jeweils einmal in den leitenden Zustand umschaltet, wenn die wenigstens eine Messgröße einen Nulldurchgang des Induktivitätsstroms (IL) anzeigt, und einmal in den sperrenden Zustand umschaltet, wenn die wenigstens eine Messgröße anzeigt, dass der Induktivitätsstrom (IL) einen vorgebbaren Peakstromwert (IP) erreicht hat, wobei die Steuereinheit (19) dazu eingerichtet ist, die Wandlereinheit (12) in einem diskontinuierlichen Betriebsmodus zu betreiben, wenn die Sollstromstärke (Isoll) kleiner ist als ein Mittelwert des Induktivitätsstromes (IL) bei einem vorgegebenen minimalen Peakstromwert (IPmin), wobei die Steuereinheit (19) dazu eingerichtet ist, für den diskontinuierlichen Betriebsmodus basierend auf der Sollstromstärke (Isoll) eine eine aktive Phasendauer (ts) beschreibende Anzahl von Schalttakten und eine passive Phasendauer (tn) zu ermitteln, und während der aktiven Phasendauer (ts) das Umschalten des Wandlerschalters (30) durch das Wandlerschaltsignal (W) zu erlauben und während der passiven Phasendauer (tn) das Umschalten des Wandlerschalters (30) in den leitenden Zustand zu unterbinden.Operating device (10), which is set up to operate a lamp arrangement (17) connected to it, with a converter unit (12), the input terminals (13, 14) for applying a DC voltage (UG), output terminals electrically connectable to the lamp arrangement (17) ( 15, 16), a controllable converter switch (30) and a Wandlerinduktivität (32), comprising a control unit (19) which is adapted to the converter unit (12) based on a desired current intensity (I soll ) for an average value of the Transducer inductance (32) to drive current flowing inductor (IL), with a measuring circuit (56), which is adapted to measure at least one measured variable that characterizes the inductor current (IL), wherein the at least one measured variable is transmitted to a converter switching device (35) the converter switching device (35) is adapted to generate a converter switching signal (W) which converts the converter r (30) switches to the conducting state once during a switching clock when the at least one measured variable indicates a zero crossing of the inductance current (IL), and once into the blocking state when the at least one measured variable indicates that the inductance current (IL) has reached a predeterminable peak current value (IP), wherein the control unit (19) is adapted to operate the converter unit (12) in a discontinuous mode of operation when the desired current level (I soll ) is less than a mean value of the inductor current (IL) at a predetermined minimum peak current value (I Pmin ), wherein the control unit (19) is adapted to determine for the discontinuous operating mode based on the desired current intensity (I soll ) a one active phase duration (ts) descriptive number of switching cycles and a passive phase duration (tn) . and during the active phase duration (ts) to allow the switching of the converter switch (30) by the converter switching signal (W) and during the passive phase duration (tn) to prevent the switching of the converter switch (30) in the conducting state. Betriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (19) dazu eingerichtet ist, die Wandlereinheit (12) in einem kontinuierlichen Betriebsmodus zu betreiben, wenn die Sollstromstärke (Isoll) mindestens so groß ist wie ein Mittelwert des Induktivitätsstromes (IL) bei einem vorgegebenen minimalen Peakstromwert (IPmin).Operating device after Claim 1 characterized in that the control unit (19) is arranged to operate the transducer unit (12) in a continuous mode of operation when the desired current intensity (I soll ) is at least as high as an average value of the inductor current (IL) at a predetermined minimum peak current value (I Pmin ). Betriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (19) dazu eingerichtet ist, basierend auf der Sollstromstärke (Isoll) und einem vorgegebenen Gesamtdauersollwert für die aktive und die passive Phasendauer (tn) zunächst einen Zeitdauerrechenwert (tr) für die aktive Phasendauer (ts) zu berechnen und die aktive Phasendauer (ts) basierend auf diesem Zeitdauerrechenwert (tr) zu ermitteln.Operating device after Claim 1 or 2 , characterized in that the control unit (19) is adapted to, based on the desired current intensity (I soll ) and a predetermined Gesamtdauersollwert for the active and the passive phase duration (tn) first a time duration calculating value (tr) for the active phase duration (ts) and calculate the active phase duration (ts) based on this time duration calculation value (tr). Betriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (19) dazu eingerichtet ist, basierend auf der Sollstromstärke (Isoll) und einem vorgegebenen Mindestwert für die passive Phasendauer (tn) zunächst einen Zeitdauerrechenwert (tr) für die aktive Phasendauer (ts) zu berechnen und die aktive Phasendauer (ts) basierend auf diesem Zeitdauerrechenwert (tr) zu ermitteln.Operating device after Claim 1 or 2 , characterized in that the control unit (19) is adapted to calculate based on the target current intensity (I soll ) and a predetermined minimum value for the passive phase duration (tn) first a time duration calculating value (tr) for the active phase duration (ts) and the to determine active phase duration (ts) based on this time duration calculation value (tr). Betriebsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (19) dazu eingerichtet ist, eines der dem Zeitdauerrechenwert (tr) nächstgelegenen ganzzahligen Vielfachen der Schalttaktperiodendauer (TP, TPmin) auszuwählen , um die aktive Phasendauer (ts) zu erhalten.Operating device after Claim 3 or 4 , characterized in that the control unit (19) is arranged to select one of the time interval calculating value (tr) nearest integer multiples of the switching clock period (TP, TPmin) to obtain the active phase duration (ts). Betriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (19) dazu eingerichtet ist, die passive Phasendauer (tn) abhängig von der aktive Phasendauer (ts) derart zu berechnen, dass eine sich ergebende Differenz zwischen dem Induktivitätsstrom (IL) und der Sollstromstärke (Isoll) möglichst gering ist.Operating device according to one of Claims 3 to 5 , characterized in that the control unit (19) is adapted to calculate the passive phase duration (tn) as a function of the active phase duration (ts) such that a resulting difference between the inductance current (IL) and the desired current intensity (I soll ) as low as possible. Betriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (19) dazu eingerichtet ist, basierend auf der Sollstromstärke (Isoll) und einer ersten Randbedingung einen eine Gesamtdauer (TG) aus aktiver und passiver Phasendauer (ts, tn) beschreibenden ersten Grenzwert zu ermitteln und basierend auf der Sollstromstärke (Isoll) und einer zweiten Randbedingung einen eine Gesamtdauer (TG) aus aktiver und passiver Phasendauer (ts, tn) beschreibenden zweiten Grenzwert zu ermitteln.Operating device according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit (19) is adapted, based on the desired current intensity (I soll ) and a first boundary condition a first duration (TG) of active and passive phase duration (ts, tn) descriptive first Determine limit and based on the target current strength (I soll ) and a second boundary condition to determine a total duration (TG) of active and passive phase duration (ts, tn) describing second limit. Betriebsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Randbedingung eine die Gesamtdauer (TG) beschreibende Zielfrequenz (fZiel) ist und/oder dass die zweite Randbedingung eine Mindestdauer für die passive Phasendauer (tn) ist.Operating device after Claim 7 , characterized in that the first boundary condition is a target frequency (f target ) describing the total duration (TG) and / or that the second boundary condition is a minimum duration for the passive phase duration (tn). Betriebsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Grenzwert einem unteren Grenzwert einer Istfrequenz (fist) für das Umschalten zwischen aktiver und passiver Phasendauer entspricht und dass der zweite Grenzwert einem oberen Grenzwert einer Istfrequenz (fist) entspricht.Operating device after Claim 7 or 8th , characterized in that the first limit value corresponds to a lower limit value of an actual frequency (fist) for switching between active and passive phase duration and that the second limit value corresponds to an upper limit value of an actual frequency (fist). Betriebsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (19) dazu eingerichtet ist, die Istfrequenz (fist) für das Umschalten zwischen aktiver und passiver Phasendauer zwischen mehreren Frequenzwerten vom unteren Grenzwert bis zum oberen Grenzwert zu variieren.Operating device after Claim 9 , characterized in that the control unit (19) is adapted to vary the actual frequency (fist) for switching between active and passive phase duration between a plurality of frequency values from the lower limit to the upper limit. Betriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (19) dazu eingerichtet ist, einen Istwert für die aktive Phasendauer (ts) zu messen und abzuspeichern.Operating device according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit (19) is adapted to measure and store an actual value for the active phase duration (ts). Betriebsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (19) dazu eingerichtet ist, die passive Phasendauer (tn) abhängig vom gemessenen und abgespeicherten Istwert der aktiven Phasendauer (ts) zu berechnen.Operating device after Claim 11 , characterized in that the control unit (19) is adapted to calculate the passive phase duration (tn) depending on the measured and stored actual value of the active phase duration (ts). Betriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Wandlerschaltung (12) als Abwärtswandler ausgebildet ist.Operating device according to one of the preceding claims, characterized in that the converter circuit (12) is designed as a down converter. Betriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Wandlerschaltung (12) einen Wandlerkondensator (34) aufweist, der parallel zu den Ausgangsanschlüssen (15, 16) geschaltet ist.Operating device according to one of the preceding claims, characterized in that the converter circuit (12) has a converter capacitor (34) which is connected in parallel with the output terminals (15, 16). Betriebsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandlereinheit (12) eine Wandlerdiode (33) aufweist, deren Kathode unmittelbar elektrisch mit dem Wandlerschalter (30) und der Wandlerinduktivität (32) verbunden ist, und deren Anode unmittelbar elektrisch mit dem Wandlerkondensator (34) verbunden ist.Operating device after Claim 14 characterized in that the transducer unit (12) comprises a transducer diode (33) having its cathode directly electrically connected to the transducer switch (30) and the transducer inductor (32), and whose anode is directly electrically connected to the transducer capacitor (34). Betriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Messschaltung (56) eine der Wandlerinduktivität (32) zugeordnete Messspule (57) aufweist, in der durch ein Magnetfeld der Wandlerinduktivität (32) als eine Messgröße eine Spannung induziert wird. Operating device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring circuit (56) has a measuring inductor (57) associated with the transducer inductance (32) in which a voltage is induced as a measured variable by a magnetic field of the transducer inductance (32). Betriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Messschaltung (56) einen Strommesswiderstand (60) aufweist, der in Reihe zu den Ausgangsanschlüssen (15, 16) geschaltet ist.Operating device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring circuit (56) has a current measuring resistor (60) which is connected in series with the output terminals (15, 16). Betriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein Gleichspannungswandler (21) zur Erzeugung der Gleichspannung (UG) vorhanden ist.Operating device according to one of the preceding claims, characterized in that a DC-DC converter (21) for generating the DC voltage (UG) is present. Verfahren zum Betreiben einer Leuchtmittelanordnung (17) mittels einer Betriebsvorrichtung (10) aufweisend eine Wandlereinheit (12), die einen Wandlerschalter (30), eine Wandlerinduktivität (32), Eingangsanschlüsse (13, 14), an denen eine Gleichspannung (UG) anliegt, und mit der Leuchtmittelanordnung (17) elektrisch verbundene Ausgangsanschlüsse (15, 16) aufweist, eine Messschaltung (56), die zur Messung wenigstens einer Messgröße eingerichtet ist, die einen durch die Wandlerinduktivität (32) fließenden Induktivitätsstrom (IL) charakterisiert, - Vorgeben einer Sollstromstärke (Isoll) für den Induktivitätsstrom (IL), - Erzeugen eines Wandlerschaltsignals (W), das den Wandlerschalter (30) während eines Schalttaktes jeweils einmal in den leitenden Zustand umschaltet, wenn die wenigstens eine Messgröße einen Nulldurchgang des Induktivitätsstroms (IL) anzeigt, und einmal in den sperrenden Zustand umschaltet, wenn die wenigstens eine Messgröße anzeigt, dass der Induktivitätsstrom (IL) einen vorgebbaren Peakstromwert (IP) erreicht hat, - Einstellen eines diskontinuierlichen Betriebs, wenn die Sollstromstärke (Isoll) kleiner ist als ein Mittelwert des Induktivitätsstromes (L) bei einem vorgegebenen minimalen Peakstromwert (IPmin), wobei basierend auf der Sollstromstärke (Isoll) eine eine aktive Phasendauer (ts) beschreibende Anzahl von Schalttakten und eine passive Phasendauer (tn) ermittelt werden, und Erlauben des Umschaltens des Wandlerschalters (30) durch das Wandlerschaltsignal (W) während der aktiven Phasendauer (ts) und Unterbinden des Umschaltens des Wandlerschalters (30) durch das Wandlerschaltsignal (W) während der passiven Phasendauer (tn).Method for operating a luminous means arrangement (17) by means of an operating device (10) comprising a converter unit (12) which has a converter switch (30), a converter inductor (32), input terminals (13, 14) to which a DC voltage (UG) is applied, and output terminals (15, 16) electrically connected to the lamp arrangement (17), a measuring circuit (56) which is set up for measuring at least one measured variable which characterizes an inductor current (IL) flowing through the converter inductance (32), presetting one Desired current intensity (I soll ) for the inductance current (IL), - generating a converter switching signal (W), which switches the converter switch (30) during a switching clock in each case once in the conductive state, when the at least one measured variable indicates a zero crossing of the inductor current (IL) , and once in the blocking state, when the at least one measurand indicates that the inductance tsstrom (IL) has a predetermined peak current (IP) has been reached, - setting a discontinuous operation when the target current (I soll) is smaller than a mean value of the inductance current (L) at a predetermined minimum peak current value (I Pmin), wherein based on the Target current intensity (I soll ) a number of switching clocks describing an active phase duration (ts) and a passive phase duration (tn) are determined, and allowing the switching of the converter switch (30) by the converter switching signal (W) during the active phase duration (ts) and inhibiting switching the converter switch (30) by the converter switching signal (W) during the passive phase duration (tn).
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