DE102018116972B3 - Operating circuit and method for operating an electrical load - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Betriebsschaltung (10) und ein Verfahren zum Betreiben einer Last (35), beispielsweise einer Leuchtmittelanordnung. Die Betriebsschaltung (10) weist einen Strom- und/oder Spannungsregler (34) mit einer Wandlerschaltung (13) und einer Steuereinrichtung (24) zur Ansteuerung der Wandlerschaltung auf. Eine Rückkopplungseinrichtung (36) verändert basierend auf wenigstens einem Messwert (D1, D2) ein Rückkopplungssignal für den Strom- und/oder Spannungsregler (34). Ein das Rückkopplungssignal charakterisierender sekundärseitiger Rückkopplungsstrom (IF) wird kleiner, wenn ein Ausgangsstrom (IA) und/oder eine Ausgangsspannung (UA) größer werden und umgekehrt. Über eine Signalkopplungseinheit (50) wird das Rückkopplungssignal abhängig vom sekundärseitigen Rückkopplungsstrom (IF) an einen Rückkopplungseingang (59) des Strom- und/oder Spannungsreglers (34) angelegt. Dabei nimmt ein Spannungspotenzial am Rückkopplungseingang (59) zu, wenn der Rückkopplungsstrom (IF) abnimmt und umgekehrt. Als Strom- und/oder Spannungsregler (34) kann ein Standardbauelement bzw. Standard-IC eingesetzt werden, der bei einem abnehmenden Spannungspotenzial am Rückkopplungseingang (59) den Tastgrad des Wandlersteuersignals (W) und damit die abgegebene elektrische Leistung erhöht, während umgekehrt bei zunehmendem Spannungswert am Rückkopplungseingang (59) der Tastgrad des Wandlersteuersignals (W) und damit die am Ausgang bereitgestellte Leistung verringert werden.

Figure DE102018116972B3_0000
The invention relates to an operating circuit (10) and a method for operating a load (35), for example a lighting arrangement. The operating circuit (10) has a current and / or voltage regulator (34) with a converter circuit (13) and a control device (24) for controlling the converter circuit. A feedback device (36) changes based on at least one measured value (D1, D2) a feedback signal for the current and / or voltage regulator (34). A secondary-side feedback current (IF) characterizing the feedback signal becomes smaller as an output current (IA) and / or an output voltage (UA) becomes larger, and vice versa. Via a signal coupling unit (50), the feedback signal is applied to a feedback input (59) of the current and / or voltage regulator (34) as a function of the secondary-side feedback current (IF). In this case, a voltage potential at the feedback input (59) increases when the feedback current (IF) decreases and vice versa. As a current and / or voltage regulator (34), a standard component or standard IC can be used, which increases with a decreasing voltage potential at the feedback input (59) the duty cycle of the converter control signal (W) and thus the electrical power output, while conversely increasing Voltage value at the feedback input (59), the duty cycle of the converter control signal (W) and thus the power provided at the output can be reduced.
Figure DE102018116972B3_0000

Description

Die Erfindung betrifft einen Betriebsschaltkreis sowie ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Last. Bei der elektrischen Last kann es sich beispielsweise um eine Leuchtmittelanordnung mit einem oder mehreren Leuchtmitteln, insbesondere Halbleiterleuchtmitteln, handeln.The invention relates to an operating circuit and a method for operating an electrical load. The electrical load can be, for example, a lighting arrangement with one or more light sources, in particular semiconductor light sources.

Solche Betriebsschaltkreise sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Häufig weisen die Betriebsschaltkreise eine Wandlerschaltung auf, um den für die Last benötigten Ausgangsstrom bzw. die für die Last benötigte Ausgangsspannung bereitzustellen. Solche Wandlerschaltungen existieren in unterschiedlichen Ausführungsformen.Such operating circuits are known in various embodiments. Frequently, the operating circuits have a converter circuit to provide the output current required for the load and the output voltage required for the load, respectively. Such converter circuits exist in different embodiments.

WO 2016/188880 A1 offenbart einen Betriebsschaltkreis mit einem Wandler, der einen Transformator aufweist und sekundärseitig einen Ausgangsstrom für Leuchtdioden bereitstellt. Der Strom wird gemessen und ein entsprechendes Signal über einen Optokoppler auf die Primärseite zu der Wandlerschaltung zurückgeführt. Über einen primärseitigen Verarbeitungsschaltkreis wird das über den Optokoppler bereitgestellte Rückkopplungssignal verarbeitet und ein rückgekoppeltes Signal für die Wandlerschaltung auch dann bereitgestellt, wenn der Optokoppler kein Rückkopplungssignal liefert. Dadurch soll der Ausgangsstrom begrenzt werden. Dies erfordert zusätzlichen Bauteileaufwand für den Betriebsschaltkreis. WO 2016/188880 A1 discloses an operating circuit with a converter having a transformer and secondary side provides an output current for light-emitting diodes. The current is measured and a corresponding signal is fed back via an optocoupler to the primary side to the converter circuit. A primary-side processing circuit processes the feedback signal provided via the optocoupler and provides a feedback signal to the converter circuit even when the optocoupler does not provide a feedback signal. This should limit the output current. This requires additional component overhead for the operating circuit.

Aus EP 2 595 453 B1 ist ein Betriebsschaltkreis bekannt, bei dem eine Ausgangsspannung an einer Last erfasst und mit einem Schwellwert verglichen wird. Fällt die Ausgangsspannung unter einen vorgegebenen Schwellwert ab, wird eine Anomalität erkannt und der Betrieb einer Wandlereinrichtung gestoppt.Out EP 2 595 453 B1 For example, an operating circuit is known in which an output voltage is detected at a load and compared with a threshold value. If the output voltage falls below a predetermined threshold value, an abnormality is detected and the operation of a converter device is stopped.

WO 2016/156 130 A1 offenbart einen Betriebsschaltkreis für eine Last mit einer Primärseite und einer Sekundärseite. Sekundärseitig wird ein Rückkopplungssignal, das eine Ausgangsspannung oder einen Ausgangsstrom an der Last beschreibt, über einen Optokoppler auf die Primärseite übermittelt. Wird anhand des zurückgekoppelten Rückkopplungssignals ein Fehlerzustand erkannt, wird eine Wandlereinrichtung primärseitig in einen Betriebsmodus umgeschaltet, in dem lediglich eine geringe Ausgangsleistung bereitgestellt wird. Dazu wird ein komplexer primärseitiger Schaltungsaufbau vorgeschlagen. WO 2016/156 130 A1 discloses a duty circuit for a load having a primary side and a secondary side. On the secondary side, a feedback signal, which describes an output voltage or an output current at the load, is transmitted to the primary side via an optocoupler. If an error state is detected on the basis of the fed-back feedback signal, a converter device is switched on the primary side into an operating mode in which only a small output power is provided. For this purpose, a complex primary-side circuit design is proposed.

Der aus WO 2017/198512 A1 bekannte Betriebsschaltkreis hat eine Wandlereinrichtung und einen Transformator. Der an einer Last zur Verfügung gestellte Ausgangsstrom wird mit einem Referenzwert verglichen und abhängig von diesem Vergleich ein Optokoppler betrieben, mittels dem ein Ansteuersignal für den Wandlerschalter der Wandlereinrichtung erzeugt wird. Bei einer weiteren Ausführungsform wird ein primärseitiger Strom an einem Messwiderstand erfasst und daraus ein Ansteuersignal für den Wandlerschalter generiert, um die Einschaltdauer des Wandlerschalters einzustellen.The out WO 2017/198512 A1 known operating circuit has a converter device and a transformer. The output current provided at a load is compared with a reference value and, depending on this comparison, an optocoupler is operated by means of which a drive signal for the converter switch of the converter device is generated. In a further embodiment, a primary-side current is detected at a measuring resistor and from this a drive signal for the converter switch is generated in order to set the switch-on duration of the converter switch.

US 2012/0099345 A1 beschreibt ein Softstart-Steuersystem und ein Verfahren zum Betreiben eines isolierten Gleichspannungswandlers. Der Gleichspannungswandler stellt über einen Transformator eine Leistung auf der Sekundärseite bereit. Über einen Rückkopplungsschaltkreis wird galvanisch getrennt ein Signal an die Primärseite des Gleichspannungswandlers übertragen, das die sekundärseitig bereitgestellte Leistung charakterisiert. Primärseitig kann die sekundärseitige Leistung bei einer Regelabweichung durch Anpassen einer Pulsbreite einer auf Pulsbreitenmodulation basierenden Wandlersteuerung vergrößert oder verkleinert werden. US 2012/0099345 A1 describes a soft-start control system and method for operating an isolated DC-DC converter. The DC-DC converter provides a power on the secondary side via a transformer. Via a feedback circuit, a signal is transmitted galvanically separated to the primary side of the DC-DC converter, which characterizes the power provided on the secondary side. On the primary side, the secondary-side power can be increased or decreased at a control deviation by adjusting a pulse width of a pulse width modulation based converter control.

Weitere Betriebsschaltkreise zum Betreiben einer Last sind beispielsweise in DE 10 2009 010 260 A1 , DE 10 2006 022 819 A1 , EP 3151 409 A2 bekannt.Other operating circuits for operating a load are, for example, in DE 10 2009 010 260 A1 . DE 10 2006 022 819 A1 . EP 3151 409 A2 known.

Ausgehend vom Stand der Technik kann es als Aufgabe gesehen werden, einen Betriebsschaltkreis zu schaffen, der mit einfachen Mitteln im Falle eines Kurzschlusses der Last eine weitere Bereitstellung der Ausgangsspannung und/oder des Ausgangsstromes für die Last mindert oder verhindert.Starting from the prior art, it can be seen as an object to provide an operating circuit which reduces or prevents further provision of the output voltage and / or the output current for the load by simple means in the event of a short circuit of the load.

Diese Aufgabe wird durch einen Betriebsschaltkreis mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 12 gelöst.This object is achieved by an operating circuit with the features of claim 1 and a method having the features of claim 12.

Der erfindungsgemäße Betriebsschaltkreis dient zum Betreiben einer elektrischen Last, die sekundärseitig an einen Ausgang des Betriebsschaltkreises angeschlossen ist. Als Last kann beispielsweise eine Leuchtmittelanordnung mit wenigstens einem Leuchtmittel, insbesondere wenigstens einem Halbleiterleuchtmittel, betrieben werden.The operating circuit according to the invention serves to operate an electrical load, which is connected on the secondary side to an output of the operating circuit. As a load, for example, a light-emitting device with at least one light source, in particular at least one semiconductor illuminant can be operated.

Der Betriebsschaltkreis weist einen Transformator auf, der eine Primärseite und eine Sekundärseite galvanisch voneinander trennt. Eine Steuereinrichtung eines Strom- und/oder Spannungsreglers kann primärseitig angeordnet sein. Der Strom- und/oder Spannungsregler kann außerdem eine Wandlerschaltung aufweisen.The operating circuit has a transformer which galvanically separates a primary side and a secondary side. A control device of a current and / or voltage regulator can be arranged on the primary side. The current and / or voltage regulator may also comprise a converter circuit.

Der Strom- und/oder Spannungsregler ist dazu eingerichtet, am sekundärseitigen Ausgang einen vorgegebenen Ausgangsstrom oder eine vorgegebene Ausgangsspannung für die sekundärseitige Last bereitzustellen. Der Strom- und/oder Spannungsregler kann daher beispielsweise einen eingeprägten Ausgangsstrom mit variabler Ausgangsspannung oder eine eingeprägte Ausgangsspannung mit variablem Ausgangsstrom liefern. Beim Betrieb von Halbleiterleuchtmitteln als Last wird vorzugsweise ein eingeprägter Ausgangsstrom bei variabler Ausgangsspannung bereitgestellt.The current and / or voltage regulator is set up at the secondary-side output a predetermined output current or a predetermined output voltage for the to provide secondary load. The current and / or voltage regulator can therefore supply, for example, an impressed output current with a variable output voltage or an impressed output voltage with a variable output current. When semiconductor lighting devices are operated as a load, an impressed output current is preferably provided at a variable output voltage.

Sekundärseitig ist eine Rückkopplungseinrichtung vorhanden und dazu eingerichtet, wenigstens einen Messwert zu erfassen, der den Ausgangsstrom und/oder die Ausgangsspannung beschreibt. Die Rückkopplungseinrichtung ist bei einem Ausführungsbeispiel außerdem dazu eingerichtet, den wenigstens einen Messwert mit wenigstens einem Referenzwert zu vergleichen. Basierend auf dem wenigstens einen Messwert bzw. dem Vergleichsergebnis wird eine Stromaufnahmefähigkeit eines Rückkopplungsanschlusses verändert, wobei die Stromaufnahmefähigkeit abnimmt, wenn der wenigstens eine Messwert kleiner wird und die Stromaufnahmefähigkeit zunimmt, wenn der wenigstens eine Messwert größer wird.On the secondary side, a feedback device is provided and configured to detect at least one measured value which describes the output current and / or the output voltage. In one exemplary embodiment, the feedback device is also set up to compare the at least one measured value with at least one reference value. Based on the at least one measured value or the comparison result, a current absorption capability of a feedback connection is changed, wherein the current absorption capability decreases as the at least one measured value decreases and the power consumption increases as the at least one measured value increases.

Über eine Signalkopplungseinheit ist der Rückkopplungsanschluss der Rückkopplungseinrichtung mit einem Rückkopplungseingang des Strom- und/oder Spannungsreglers gekoppelt, beispielsweise mit der primärseitigen Steuereinrichtung. Hierzu weist die Signalkopplungseinheit ein sekundärseitig angeordnetes Senderbauteil und ein davon galvanisch getrenntes, primärseitig angeordnetes Empfängerbauteil auf. Das Senderbauteil ist zwischen den Rückkopplungsanschluss und ein sekundärseitiges Bezugspotenzial geschaltet. Der Verbindungpunkt zwischen dem Rückkopplungsanschluss und dem Senderbauteil ist außerdem mit einem sekundärseitigen Versorgungspotenzial verbunden, das größer ist als das sekundärseitige Bezugspotenzial. Rückkopplungsanschluss. Somit kann ein Rückkopplungsstrom vom sekundärseitigen Versorgungspotenzial durch das Senderbauteil zum sekundärseitigen Bezugspotenzial fließen, jedoch vorzugsweise nicht umgekehrt. Abhängig von der Stromaufnahmefähigkeit des Rückkopplungsanschlusses wird der Rückkopplungsstrom beeinflusst. Der Rückkopplungsstrom nimmt zu, wenn die Stromaufnahmefähigkeit abnimmt und umgekehrt.Via a signal coupling unit, the feedback connection of the feedback device is coupled to a feedback input of the current and / or voltage regulator, for example to the primary-side control device. For this purpose, the signal coupling unit has a transmitter component arranged on the secondary side and one of which is galvanically isolated, primary-side arranged receiver component. The transmitter component is connected between the feedback terminal and a secondary-side reference potential. The connection point between the feedback terminal and the transmitter component is also connected to a secondary-side supply potential that is greater than the secondary-side reference potential. Feedback terminal. Thus, a feedback current may flow from the secondary side supply potential through the transmitter component to the secondary side reference potential, but preferably not vice versa. Depending on the current capacity of the feedback terminal, the feedback current is affected. The feedback current increases as the power consumption decreases and vice versa.

Das Empfängerbauteil ist primärseitig zwischen einem Verbindungsknoten und ein primärseitiges Bezugspotenzial geschaltet. Der primärseitige Verbindungsknoten ist mit einem primärseitigen Versorgungspotenzial und mit dem Rückkopplungseingang des Strom- und/oder Spannungsreglers verbunden. Das primärseitige Bezugspotenzial ist höchstens gleich groß wie das primärseitige Versorgungspotenzial und im Normalbetrieb der Last am Betriebsschaltkreis - zumindest außerhalb einer Einschaltphase nach dem Einschalten des Betriebsschaltkreises - kleiner als das primärseitige Versorgungspotenzial.The receiver component is connected on the primary side between a connection node and a primary-side reference potential. The primary-side connection node is connected to a primary-side supply potential and to the feedback input of the current and / or voltage regulator. The primary-side reference potential is at most equal to the primary-side supply potential and during normal operation of the load on the operating circuit - at least outside a switch-on after switching on the operating circuit - smaller than the primary-side supply potential.

Bevorzugt sind das primärseitige und sekundärseitige Bezugspotenzial jeweils Massepotenziale (0V).Preferably, the primary-side and secondary-side reference potential are each ground potentials ( 0V) ,

Im Normalbetrieb arbeitet die Betriebsschaltung wie folgt: Steigt beispielsweise der Ausgangsstrom und/oder die Ausgangsspannung an, nimmt auch die Stromaufnahmefähigkeit des Rückkopplungsanschlusses zu, wodurch der Strom vom Versorgungspotential in den Rückkopplungsausgang zunimmt und dadurch der Rückkopplungsstrom durch das Senderbauteil abnimmt. Dies hat zur Folge, dass das Potential am primärseitigen Verbindungsknoten bzw. am Rückkopplungseingang des Strom- und/oder Spannungsreglers zunimmt. Dies veranlasst den Strom- und/oder Spannungsregler dazu, den Ausgangsstrom und/oder die Ausgangsspannung zu verringern, da beispielsweise durch Verringern eines Tastgrades bei einer pulsweiten modulierten Steuerung.In normal operation, the operating circuit operates as follows: For example, as the output current and / or output voltage increases, the current capacity of the feedback terminal also increases, thereby increasing the current from the supply potential to the feedback output and thereby decreasing the feedback current through the transmitter component. This has the consequence that the potential at the primary-side connection node or at the feedback input of the current and / or voltage regulator increases. This causes the current and / or voltage regulator to reduce the output current and / or the output voltage, for example, by reducing a duty cycle in a pulse width modulated controller.

Nimmt im anderen Fall der Ausgangsstrom und/oder die Ausgangsspannung ab, steigt der Rückkopplungsstrom wegen der abnehmenden Stromaufnahmefähigkeit des Rückkopplungsausgangs an und das Potential am primärseitigen Verbindungsknoten bzw. am Rückkopplungseingang des Strom- und/oder Spannungsreglers sinkt, wodurch dieser veranlasst ist, den Ausgangsstrom bzw. die Ausgangsgröße zu erhöhen, beispielsweise durch Vergrößern eines Tastgrades im Falle einer pulsweitenmodulierten Steuerung.If, in the other case, the output current and / or the output voltage decreases, the feedback current increases due to the decreasing current absorption capacity of the feedback output and the potential at the primary-side connection node or at the feedback input of the current and / or voltage regulator drops, causing it to reduce the output current or output current to increase the output, for example by increasing a duty cycle in the case of a pulse width modulated controller.

Durch diese Anordnung wird ein Zusammenhang zwischen dem am Rückkopplungseingang herrschenden Spannungspotenzial und dem Messwert geschaffen, der es ermöglicht, die vom Strom- und/oder Spannungsregler bereitgestellte Ausgangsspannung bzw. den vom Strom- und/oder Spannungsregler bereitgestellten Ausgangsstrom zu reduzieren und insbesondere auf null zu reduzieren, wenn der sekundärseitige Messwert anzeigt, dass ein Lastkurzschluss aufgetreten ist. Denn in diesem Fall steht sekundärseitig keine Spannungsversorgung für das Betreiben der Rückkopplungseinrichtung zur Verfügung und der Rückkopplungsstrom ist null. Erfindungsgemäß entspricht dies dem Zustand, bei dem der Ausgangsstrom sehr groß ist. Der Strom- und/oder Spannungsregler versucht daher im Lastkurzschlussfall nicht, die Ausgangsspannung und/oder den Ausgangsstrom zu erhöhen. Dieser Vorteil kann ohne oder mit lediglich geringem zusätzlichem Bauteileaufwand erreicht werden.This arrangement creates a relationship between the voltage potential prevailing at the feedback input and the measured value, which makes it possible to reduce the output voltage provided by the current and / or voltage regulator or the output current provided by the current and / or voltage regulator, and in particular to zero reduce if the secondary-side measured value indicates that a load short-circuit has occurred. Because in this case is on the secondary side no power supply for operating the feedback device available and the feedback current is zero. According to the invention this corresponds to the state in which the output current is very large. The current and / or voltage regulator therefore does not attempt to increase the output voltage and / or the output current in the case of a load short circuit. This advantage can be achieved with little or no additional component cost.

Der Strom- und/oder Spannungsregler ist insbesondere dazu eingerichtet, die bereitgestellte Ausgangsspannung bzw. den bereitgestellten Ausgangsstrom zu erhöhen, wenn das Spannungspotenzial am Verbindungsknoten sinkt und/oder die bereitgestellte Ausgangsspannung bzw. den bereitgestellten Ausgangsstrom zu verringern, wenn das Spannungspotenzial am Verbindungsknoten steigt.The current and / or voltage regulator is particularly adapted to the provided Output voltage or increase the output current provided when the voltage potential at the connection node decreases and / or to reduce the provided output voltage or the supplied output current, when the voltage potential at the connection node increases.

Bevorzugt weist der Strom- und/oder Spannungsregler eine Differenzverstärkerschaltung auf. Die Differenzverstärkerschaltung ist insbesondere dazu eingerichtet, ein Differenzverstärkersignal zu erzeugen, das abhängig ist von der Differenz zwischen dem am Rückkopplungseingang anliegenden Spannungspotenzial und einem Vergleichspotenzial. Das Vergleichspotenzial kann beispielsweise 2,5 V betragen.The current and / or voltage regulator preferably has a differential amplifier circuit. The differential amplifier circuit is in particular configured to generate a differential amplifier signal which is dependent on the difference between the voltage potential applied to the feedback input and a comparison potential. The comparison potential can be 2.5 V, for example.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Strom- und/oder Spannungsregler dazu eingerichtet, abhängig vom Differnzverstärkersignal ein Wandlerschaltsignal für einen primärseitigen Wandlerschalter einer Wandlerschaltung zu erzeugen. Die Wandlerschaltung kann als Sperrwandler, Flusswandler oder als eine andere geeignete Wandlerschaltung ausgebildet sein. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind der Transformator, der Wandlerschalter, eine sekundärseitig angeordnete Wandlerdiode und ein sekundärseitig angeordneter Wandlerkondensator Bestandteil der Wandlerschaltung. Die Sekundärwicklung, die Wandlerdiode und der Wandlerkondensator sind vorzugsweise in Reihe zu einem geschlossenen Kreis geschaltet.In one embodiment, the current and / or voltage regulator is set up to generate a converter switching signal for a primary-side converter switch of a converter circuit, depending on the differential amplifier signal. The converter circuit may be designed as a flyback converter, a flux converter or as another suitable converter circuit. In a preferred embodiment, the transformer, the converter switch, a secondary side arranged converter diode and a secondary side arranged converter capacitor are part of the converter circuit. The secondary winding, the converter diode and the converter capacitor are preferably connected in series to a closed circuit.

Vorzugsweise ist die Signalkopplungseinheit durch einen Optokoppler gebildet oder weist einen Optokoppler auf. Somit kann das Senderbauteil durch die Optokopplerdiode und das Empfängerbauteil durch den Optokopplertransistor gebildet sein.Preferably, the signal coupling unit is formed by an optocoupler or has an optocoupler. Thus, the transmitter component may be formed by the optocoupler diode and the receiver component through the optocoupler transistor.

Es ist vorteilhaft, wenn mit dem Empfängerbauteil ein Startschaltkreis verbunden ist. Der Startschaltkreis ist bevorzugt parallel zu dem Empfängerbauteil geschaltet. Der Startschaltkreis ist dazu eingerichtet, einen vorgebbaren Anstieg des am Rückkopplungseingang anliegenden Spannungspotenzials und/oder des Differenzverstärkersignals zu bewirken, wenn der Betriebsschaltkreis eingeschaltet und/oder die Last zugeschaltet wird. Dadurch kann ein Überschwingen des Ausgangsstromes bzw. der Ausgangsspannung verhindert werden, wenn zum Zeitpunkt des Einschaltens das Rückkopplungssignal noch null ist.It is advantageous if a starting circuit is connected to the receiver component. The starting circuit is preferably connected in parallel to the receiver component. The starting circuit is configured to cause a predeterminable increase in the voltage applied to the feedback input voltage potential and / or the differential amplifier signal when the operating circuit is turned on and / or the load is switched on. As a result, an overshoot of the output current or the output voltage can be prevented if at the time of switching on, the feedback signal is still zero.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Startschaltkreis einen parallel zum Empfängerbauteil geschalteten Startzweig auf. Insbesondere kann der Startschalkreis durch diesen Startzweig gebildet sein und keine weiteren Bauelemente aufweisen. Der Startzweig kann einen Startkondensator und/oder einen Startwiderstand und/oder einen ansteuerbaren Startschalter aufweisen. Bei einem Ausführungsbeispiel weist der Startzweig ein RC-Glied auf, das aus einem Startkondensator und einem Startwiderstand gebildet ist. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Startzweig eine Reihenschaltung aus einem Startwiderstand und einem ansteuerbaren Startschalter aufweisen. Bei einem noch weiteren Ausführungsbeispiel weist der Startzweig eine Konstantstromquelle auf, die in Reihe geschaltet ist zu einem ansteuerbaren Startschalter.In a preferred embodiment, the starting circuit has a start branch connected in parallel with the receiver component. In particular, the starting circuit can be formed by this start branch and have no further components. The starting branch may have a starting capacitor and / or a starting resistor and / or a controllable starting switch. In one embodiment, the start branch comprises an RC element formed of a start capacitor and a start resistor. In another embodiment, the starting branch may comprise a series connection of a starting resistor and a controllable starting switch. In yet another embodiment, the start branch has a constant current source connected in series with a controllable start switch.

Vorteilhafte Ausgestaltungen 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 eines Betriebsschaltkreises,
  • 2 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Startschaltkreises für den Betriebsschaltkreis gemäß 1,
  • 3 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Startschaltkreises für den Betriebsschaltkreis gemäß 1,
  • 4 ein Blockschaltbild für ein Ausführungsbeispiel einer Rückkopplungseinrichtung für den Betriebsschaltkreis gemäß 1,
  • 5 eine Darstellung eines beispielhaften, schematischen Zeitverlaufs eines Wandlersteuersignals zur Ansteuerung eines Wandlerschalters sowie eines dadurch erzeugten Primärstromes durch die Primärwicklung eines Transformators des Betriebsschaltkreises gemäß 1 und
  • 6 eine schematische Prinzipdarstellung des Arbeitspunktes einer durch einen Optokoppler gebildeten Signalkopplungseinheit beim Ausführungsbeispiel des Betriebsschaltkreises gemäß 1.
Advantageous 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 circuit,
  • 2 a block diagram of an embodiment of a starting circuit for the operating circuit according to 1 .
  • 3 a block diagram of another embodiment of a starting circuit for the operating circuit according to 1 .
  • 4 a block diagram of an embodiment of a feedback device for the operating circuit according to 1 .
  • 5 a representation of an exemplary, schematic time course of a converter control signal for driving a converter switch and a primary current thereby generated by the primary winding of a transformer of the operating circuit according to 1 and
  • 6 a schematic diagram of the operating point of a signal coupling unit formed by an optocoupler in the embodiment of the operating circuit according to 1 ,

In 1 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Betriebsschaltkreises 10 veranschaulicht. Der Betriebsschaltkreis 10 weist im Ausführungsbeispiel eine Gleichrichterschaltung 11 auf, die an eine Wechselspannungsquelle 12 angeschlossen ist, beispielsweise an das übliche Spannungsversorgungsnetz. Die Wechselspannungsquelle 12 stellt eine Versorgungswechselspannung UV bereit. Die Versorgungswechselspannung UV wird durch die Gleichrichterschaltung 11 in eine gleichgerichtete Spannung UG gewandelt. Die gleichgerichtete Spannung UG liegt zwischen einem ersten Zwischenkreisanschluss 15 und einem zweiten Zwischenkreisanschluss 16 eines Zwischenkreises 12 an. Der zweite Zwischenkreisanschluss 16 ist mit einem primärseitigen Bezugspotenzial und beispielsgemäß einem primärseitigen Massepotenzial MP unmittelbar verbunden. Die gleichgerichtete Spannung UG des Zwischenkreises 12 wird für eine daran angeschlossene Wandlerschaltung 13 bereitgestellt. Die gleichgerichtete Spannung UG kann im Zwischenkreis 12 mittels eines Zwischenkreiskondensators 14 gepuffert werden.In 1 is a block diagram of an embodiment of a power circuit 10 illustrated. The operating circuit 10 has a rectifier circuit in the embodiment 11 on, connected to an AC source 12 is connected, for example, to the usual power supply network. The AC voltage source 12 provides an AC supply voltage UV ready. The alternating supply voltage UV is through the rectifier circuit 11 in a rectified voltage UG converted. The rectified voltage UG lies between a first DC link connection 15 and a second DC link connection 16 a DC link 12 at. The second DC link connection 16 is with a primary-side reference potential and, for example, a primary-side ground potential MP directly connected. The rectified voltage UG of the DC link 12 is for a connected converter circuit 13 provided. The rectified voltage UG can be in the DC link 12 by means of a DC link capacitor 14 be buffered.

Die Wandlerschaltung 13 weist einen Transformator 20 mit einer Primärwicklung 21 und einer Sekundärwicklung 22 auf. Die Primärwicklung 21 ist in Reihe mit einem ansteuerbaren Wandlerschalter 23 der Wandlerschaltung 13 zwischen den ersten Zwischenkreisanschluss 15 und den zweiten Zwischenkreisanschluss 16 geschaltet. Die Primärwicklung 21 ist dabei vorzugsweise unmittelbar mit dem ersten Zwischenkreisanschluss 15 verbunden und der Wandlerschalter 23 kann unmittelbar mit der Primärwicklung 21 einerseits und/oder unmittelbar mit dem zweiten Zwischenkreisanschluss 16 andererseits verbunden sein.The converter circuit 13 has a transformer 20 with a primary winding 21 and a secondary winding 22 on. The primary winding 21 is in series with a controllable converter switch 23 the converter circuit 13 between the first DC link connection 15 and the second DC link connection 16 connected. The primary winding 21 is preferably directly with the first DC link connection 15 connected and the converter switch 23 can be directly with the primary winding 21 on the one hand and / or directly with the second DC link connection 16 on the other hand.

Der Wandlerschalter 23 wird durch ein Wandlerschaltsignal W angesteuert, mittels dem der Wandlerschalter 23 zwischen einem leitenden und einem sperrenden Zustand umgeschaltet wird. Das Wandlerschaltsignal W wird von einer primärseitigen Steuereinrichtung 24 erzeugt. Die Steuereinrichtung 24 ist für ihren Betrieb mit dem primärseitigen Massepotenzial MP sowie einer primärseitigen positiven Versorgungsgleichspannung verbunden, die ein primärseitiges Versorgungspotenzial UP bildet.The converter switch 23 is determined by a converter switching signal W controlled by means of the converter switch 23 is switched between a conductive and a blocking state. The converter switching signal W is from a primary-side control device 24 generated. The control device 24 is for their operation with the primary-side ground potential MP and a primary-side positive DC supply voltage, which is a primary-side supply potential UP forms.

Mittels des Transformators 20 wird der Betriebsschaltkreis 10 in eine Primärseite P und eine Sekundärseite S galvanisch getrennt. Auf der Sekundärseite S weist die Wandlerschaltung 13 in Reihe zu der Sekundärwicklung 22 eine Wandlerdiode 28 auf, deren Anode mit der Sekundärwicklung 22 verbunden ist und vorzugsweise unmittelbar verbunden ist. Die Kathode der Wandlerdiode 28 ist mit einem ersten Ausgangsanschluss 29 eines Ausgangs 30 des Betriebsschaltkreises 10 verbunden und vorzugsweise unmittelbar verbunden. Ein zweiter Ausgangsanschluss 31 des Ausgangs 30 ist über einen Messwiderstand 32 mit der Sekundärwicklung 22 verbunden. Die Wandlerschaltung 13 weist sekundärseitig außerdem eine Wandlerkondensator 33 auf, der einerseits mit der Kathode der Wandlerdiode 28 und dem ersten Ausgangsanschluss 29 verbunden ist und andererseits mit dem Messwiderstand 32 und der Sekundärwicklung 22 verbunden ist.By means of the transformer 20 becomes the operation circuit 10 in a primary page P and a secondary side S galvanically isolated. On the secondary side S has the converter circuit 13 in series with the secondary winding 22 a converter diode 28 on, whose anode is connected to the secondary winding 22 is connected and preferably connected directly. The cathode of the converter diode 28 is with a first output terminal 29 of an exit 30 of the operating circuit 10 connected and preferably directly connected. A second output connection 31 of the exit 30 is via a measuring resistor 32 with the secondary winding 22 connected. The converter circuit 13 also has a converter capacitor on the secondary side 33 on, on the one hand with the cathode of the converter diode 28 and the first output terminal 29 connected and on the other hand with the measuring resistor 32 and the secondary winding 22 connected is.

Die primärseitige Steuereinrichtung 24 dient zur Ansteuerung der Wandlerschaltung 13 und bildet gemeinsam mit der Wandlerschaltung 13 eine Strom- und/oder Spannungsregler 34, der dazu eingerichtet ist, am Ausgang 30 einen Ausgangsstrom IA und/oder eine Ausgangsspannung UA für eine Last 35 bereitzustellen, die an den Ausgang 30 des Betriebsschaltkreises 10 angeschlossen ist. Dabei kann entweder ein eingeprägter Ausgangsstrom IA oder eine eingeprägte Ausgangsspannung UA für die Last 35 bereitgestellt werden.The primary-side control device 24 serves to control the converter circuit 13 and forms together with the converter circuit 13 a current and / or voltage regulator 34 which is set up at the exit 30 an output current IA and / or an output voltage UA for a load 35 to provide that to the output 30 of the operating circuit 10 connected. In this case, either an impressed output current IA or an impressed output voltage UA for the load 35 to be provided.

Zur Regelung der Ausgangsspannung UA bzw. des Ausgangsstromes IA ist eine entsprechende Rückkopplung für die Steuereinrichtung 24 bzw. den Strom- und/oder Spannungsregler 34 vorhanden. Dazu ist sekundärseitig eine Rückkopplungseinrichtung 36 vorhanden, die wenigstens einen Messwert D1, D2 erfasst, der die Ausgangsspannung UA und/oder den Ausgangsstrom IA beschreibt. Beim Ausführungsbeispiel ist die Rückkopplungseinrichtung 36 mit dem ersten Ausgangsanschluss 29 verbunden und erfasst somit einen ersten Messwert D1, der dem Spannungswert der Ausgangsspannung UA entspricht. Außerdem ist die Rückkopplungseinrichtung 36 beim Ausführungsbeispiel mit dem zweiten Ausgangsanschluss 31 verbunden, um einen zweiten Messwert D2 zu erfassen, der den durch die Last 35 fließenden Ausgangsstrom IA beschreibt. Der zweite Messwert D2 entspricht einer am Messwiderstand 32 anliegenden Messspannung UM.For regulating the output voltage UA or the output current IA is a corresponding feedback for the control device 24 or the current and / or voltage regulator 34 available. For this purpose, a feedback device is on the secondary side 36 present, the at least one measured value D1 . D2 detects the output voltage UA and / or the output current IA describes. In the embodiment, the feedback device 36 with the first output terminal 29 connected and thus detects a first measured value D1 , which is the voltage value of the output voltage UA equivalent. In addition, the feedback device 36 in the embodiment with the second output terminal 31 connected to a second reading D2 to grasp the one by the load 35 flowing output current IA describes. The second reading D2 corresponds to one on the measuring resistor 32 applied measuring voltage AROUND ,

Die Verbindung zwischen der Sekundärwicklung 22, dem Wandlerkondensator 33 und dem Messwiderstand 32 ist mit einem sekundärseitigen Bezugspotenzial beispielsgemäß einem sekundärseitigen Massepotenzial MS verbunden.The connection between the secondary winding 22 , the converter capacitor 33 and the measuring resistor 32 is, for example, a secondary-side ground potential with a secondary-side reference potential MS connected.

Die Rückkopplungseinrichtung 36 wird zum Betrieb durch ein sekundärseitiges Versorgungspotenzial US mit elektrischer Energie versorgt, das durch die Energie erzeugt wird, die die Sekundärwicklung 22 bereitstellt. Beispielsweise kann die Rückkopplungseinrichtung 36 eine integrierte Schaltung (IC) sein. Beim Ausführungsbeispiel ist die Rückkopplungseinrichtung 36 mit dem ersten Ausgangsanschluss 29 verbunden, so dass zur Versorgung mit elektrischer Energie die Ausgangsspannung UA für die Rückkopplungseinrichtung 36 bzw. deren aktive Bauelemente bereitgestellt wird. Das sekundärseitige Versorgungspotenzial US entspricht in diesem Fall der Ausgangsspannung UA. Außerdem ist die Rückkopplungseinrichtung 36 mit dem sekundärseitigen Massepotenzial MS verbunden.The feedback device 36 becomes operational through a secondary supply potential US powered by the energy generated by the secondary winding 22 provides. For example, the feedback device 36 an integrated circuit ( IC ) be. In the embodiment, the feedback device 36 with the first output terminal 29 connected, so that the supply of electrical energy, the output voltage UA for the feedback device 36 or their active components is provided. The secondary-side supply potential US corresponds in this case the output voltage UA , In addition, the feedback device 36 with the secondary-side ground potential MS connected.

In 4 ist ein Ausführungsbeispiel zur Realisierung und Verbindung der Rückkopplungseinrichtung 36 mit der Last bzw. dem sekundärseitigen Teil der Wandlerschaltung 13 veranschaulicht. In Abwandlung zur Darstellung gemäß 1 kann der erste Ausgangsanschluss 29 über einen Spannungsteiler 40 aufweisend einen ersten Spannungsteilerwiderstand 41 und einen zweiten Spannungsteilerwiderstand 42 mit dem sekundärseitigen Massepotenzial MS verbunden sein, wobei am Verbindungspunkt zwischen den beiden Spannungsteilerwiderständen 41, 42 das erste Messsignal D1 für die Rückkopplungseinrichtung 36 abgegriffen wird.In 4 is an embodiment for the realization and connection of the feedback device 36 with the load or the secondary-side part of the converter circuit 13 illustrated. In a modification to the representation according to 1 may be the first output port 29 via a voltage divider 40 comprising a first voltage divider resistor 41 and a second voltage dividing resistor 42 with the secondary-side ground potential MS be connected, wherein at the connection point between the two voltage divider resistors 41 . 42 the first measurement signal D1 for the feedback device 36 is tapped.

Die Rückkopplungseinrichtung 36 weist einen ersten Komparator 43 und einen zweiten Komparator 44 auf, die jeweils durch einen Operationsverstärker gebildet sein können. Der erste Messwert D1 wird dem invertierenden Eingang des ersten Komparators 43 und der zweite Messwert D2 dem invertierenden Eingang des zweiten Komparators 44 zugeführt. An dem nicht invertierenden Eingang des ersten Komparators 43 liegt ein erster Referenzwert UR1 in Form einer ersten Referenzspannung und am nicht invertierenden Eingang des zweiten Komparators 44 liegt ein zweiter Referenzwert UR2 in Form einer zweiten Referenzspannung an. Die Ausgänge der beiden Komparatoren sind jeweils mit einem Rückkopplungsanschluss 45 der Rückkopplungseinrichtung 36 verbunden. Die Ausgänge der Komparatoren 43, 44 sind als sogenannte offene Kollektor-Ausgänge (auch als OC-Ausgänge oder Open-Collector-Ausgänge bezeichnet) ausgeführt, so dass die Rückkopplungseinrichtung 36 auch einen in den Rückkopplungsanschluss 45 fließenden Strom aufnehmen kann. Der Rückkopplungsanschluss 45 ist über einen ersten Pull-Up-Widerstand 46 mit dem sekundärseitigen Versorgungspotenzial US und beispielsgemäß mit dem ersten Ausgangsanschluss 29 verbunden (4).The feedback device 36 has a first comparator 43 and a second comparator 44 on, each of which may be formed by an operational amplifier. The first measured value D1 is the inverting input of the first comparator 43 and the second reading D2 the inverting input of the second comparator 44 fed. At the non-inverting input of the first comparator 43 is a first reference value UR1 in the form of a first reference voltage and at the non-inverting input of the second comparator 44 is a second reference value UR2 in the form of a second reference voltage. The outputs of the two comparators are each with a feedback connection 45 the feedback device 36 connected. The outputs of the comparators 43 . 44 are designed as so-called open collector outputs (also referred to as OC outputs or open collector outputs), so that the feedback device 36 also in the feedback port 45 can absorb flowing electricity. The feedback connection 45 is via a first pull-up resistor 46 with the secondary supply potential US and according to example with the first output terminal 29 connected ( 4 ).

Die Rückkopplungseinrichtung 36 ist dazu eingerichtet, die beiden Messwerte D1, D2 mit dem jeweils zugeordneten Referenzwert UR1, UR2 zu vergleichen. Abhängig vom Vergleichsergebnis kann eine Stromaufnahmefähigkeit am Rückkopplungsausgang 45 verändert werden. Nimmt der erste Messwert D1 im Vergleich zum ersten Referenzwert UR1 zu und/oder nimmt der zweite Messwert D2 im Vergleich zum zweiten Referenzwert UR2 zu, dann wird dadurch auch die Stromaufnahmefähigkeit des Rückkopplungsausgangs vergrößert. Umgekehrt wird die Stromaufnahmefähigkeit des Rückkopplungsausgangs verringert, wenn der erste Messwert D1 und/oder der zweite Messwert D2 gegenüber dem jeweiligen Referenzwert UR1 bzw. UR2 abnehmen.The feedback device 36 is set up, the two readings D1 . D2 with the respectively assigned reference value UR1 . UR2 to compare. Depending on the result of comparison, a current-carrying capacity at the feedback output 45 to be changed. Takes the first reading D1 compared to the first reference value UR1 to and / or takes the second reading D2 compared to the second reference value UR2 to, then also the power consumption of the feedback output is increased. Conversely, the current-carrying capacity of the feedback output is reduced when the first measured value D1 and / or the second measured value D2 relative to the respective reference value UR1 respectively. UR2 lose weight.

Eine Signalkopplungseinheit 50 hat sekundärseitig ein Senderbauteil 51 und primärseitig ein Empfängerbauteil 52. Beim Ausführungsbeispiel ist die Signalkopplungseinheit 50 durch einen Optokoppler 53 gebildet, wobei das Senderbauteil 51 durch die Optokopplerdiode 54 und das Empfängerbauteil 52 durch den Optokopplertransistor 55 gebildet ist. Die Kollektor-Emitter-Spannung UCE verhält sich gegenläufig zu einem durch die Optokopplerdiode 54 fließenden Diodenstrom, der einem Rückkopplungsstrom IF entspricht. Das heißt, die Kollektor-Emitter-Spannung UCE sinkt bei steigendem Rückkopplungsstrom IF und umgekehrt.A signal coupling unit 50 has a transmitter component on the secondary side 51 and a receiver component on the primary side 52 , In the embodiment, the signal coupling unit 50 through an optocoupler 53 formed, wherein the transmitter component 51 through the optocoupler diode 54 and the receiver component 52 through the optocoupler transistor 55 is formed. The collector-emitter voltage UCE behaves in opposite to one through the optocoupler diode 54 flowing diode current, which is a feedback current IF equivalent. That is, the collector-emitter voltage UCE decreases with increasing feedback current IF and vice versa.

Beim Ausführungsbeispiel ist die Anode der Optokopplerdiode 54 mit dem Rückkopplungsanschluss 45 und dem ersten Pull-Up-Widerstand 46 verbunden, während die Kathode der Optokopplerdiode 54 mit dem sekundärseitigen Massepotenzial MS verbunden ist. Durch den ersten Pull-Up-Widerstand 46 fließt ein Gesamtstrom IG. Der Gesamtstrom IG teilt sich am Verbindungspunkt zwischen dem Senderbauteil 51 und dem Rückkopplungsanschluss 45 auf in einen Kollektorstrom IC, der in den Rückkopplungsanschluss 45 fließt, und den Rückkopplungsstrom IF auf, wobei gilt: IG=IC+IF. Nimmt die Stromaufnahmefähigkeit des Rückkopplungsanschlusses 45 zu, steigt der Kollektorstrom IC an und der Rückkopplungsstrom IF sinkt. Nimmt die Stromaufnahmefähigkeit des Rückkopplungsanschlusses 45 ab, sinkt der Kollektorstrom IC und der Rückkopplungsstrom IF steigt.In the embodiment, the anode of the optocoupler diode 54 with the feedback connection 45 and the first pull-up resistor 46 connected while the cathode of the optocoupler diode 54 with the secondary-side ground potential MS connected is. Through the first pull-up resistor 46 a total current flows IG , The total current IG splits at the connection point between the transmitter component 51 and the feedback port 45 into a collector current IC which in the feedback connection 45 flows, and the feedback current IF on, where: IG = IC + IF , Takes the current absorption capacity of the feedback connection 45 to, the collector current increases IC on and the feedback current IF sinks. Takes the current absorption capacity of the feedback connection 45 decreases, the collector current decreases IC and the feedback current IF increases.

Das Empfängerbauteil 52 und beispielsgemäß der Optokopplertransistor 55 ist mit der Steuereinrichtung 24 verbunden. Somit steht der Steuereinrichtung 24 ein Signal zur Verfügung, das von dem Rückkopplungssignal F abhängt.The receiver component 52 and, according to the example, the optocoupler transistor 55 is with the control device 24 connected. Thus, the controller is 24 a signal available from the feedback signal F depends.

Ein erstes Ausführungsbeispiel für die Verbindung der Signalkopplungseinheit 50 bzw. des Optokoppler 53 mit der Steuereinrichtung 24 ist in 2 veranschaulicht. Der Emitter des Optokopplertransistors 55 ist dem primärseitigen Massepotenzial MP verbunden. Der Kollektor des Optokopplertransistors 55 ist mit einem primärseitigen Verbindungsknoten 56 verbunden. Der primärseitige Verbindungsknoten 56 ist über einen zweiten Pull-Up-Widerstand 57 mit dem primärseitigen Versorgungspotenzial UP verbunden. Der primärseitige Verbindungsknoten 56 ist über einen ersten Kopplungswiderstand 58 mit einem Rückkopplungseingang 59 der Steuereinrichtung 24 bzw. des Strom- und/oder Spannungsreglers verbunden. Der Strom- und/oder Spannungsregler 34, beim Ausführungsbeispiel die Steuereinrichtung 24, weist außerdem einen Steueranschluss 60 auf, der über einen zweiten Kopplungswiderstand 61 mit dem Rückkopplungseingang 59 sowie dem ersten Kopplungswiderstand 58 verbunden ist. Die Kopplungswiderstände 58, 61 sind Bestandteil von oder bilden eine Kopplungsschaltung 65.A first embodiment for the connection of the signal coupling unit 50 or the optocoupler 53 with the control device 24 is in 2 illustrated. The emitter of the optocoupler transistor 55 is the primary-side ground potential MP connected. The collector of the optocoupler transistor 55 is with a primary-side connection node 56 connected. The primary-side connection node 56 is via a second pull-up resistor 57 with the primary supply potential UP connected. The primary-side connection node 56 is via a first coupling resistor 58 with a feedback input 59 the control device 24 or the current and / or voltage regulator connected. The current and / or voltage regulator 34 , In the embodiment, the control device 24 , also has a control port 60 on, via a second coupling resistor 61 with the feedback input 59 as well as the first coupling resistor 58 connected is. The coupling resistances 58 . 61 are part of or form a coupling circuit 65 ,

Der Strom- und/oder Spannungsregler 34 und beispielsgemäß die Steuereinrichtung 24 weist eine Differenzverstärkerschaltung mit einem Differenzverstärker 63 auf, der durch einen Operationsverstärker gebildet sein kann. An seinem Ausgang erzeugt der Differenzverstärker 63 ein Differenzverstärkersignal VD. Das Differenzverstärkersignal VD wird einer Schaltsignalerzeugungseinheit 64 übermittelt, die basierend auf dem Differenzverstärkersignal VD das Wandlerschaltsignal W erzeugt und insbesondere die Schaltfrequenz des Wandlerschaltsignals W abhängig vom Wert bzw. der Größe des Differenzverstärkersignals VD einstellt.The current and / or voltage regulator 34 and according to the control device 24 has a differential amplifier circuit with a differential amplifier 63 on, which may be formed by an operational amplifier. At its output, the differential amplifier generates 63 a differential amplifier signal VD , The differential amplifier signal VD becomes a switching signal generating unit 64 transmitted based on the differential amplifier signal VD the converter switching signal W generates and in particular the switching frequency of the converter switching signal W depending on the value or the size of the differential amplifier signal VD established.

An den nicht invertierenden Eingang des Differenzverstärkers 63 wird ein Vergleichspotenzial UC angelegt, beispielsweise 2,5 Volt. Der invertierende Eingang des Differenzverstärkers 63 ist mit dem Rückkopplungseingang 59 verbunden.To the non-inverting input of the differential amplifier 63 becomes a comparative potential UC applied, for example, 2.5 volts. The inverting input of the differential amplifier 63 is with the feedback input 59 connected.

Bei dem hier veranschaulichten bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Betriebsschaltkreis 10 außerdem einen Startschaltkreis 68 auf, der über die Kopplungsschaltung 65 mit der Steuereinrichtung 24 verbunden ist. Der Startschaltkreis 68 ist optional. Er weist einen parallel zum Empfängerbauteil 52 und beim Ausführungsbeispiel den Optokopplertransistor 55 geschalteten Startzweig 69 auf. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel besteht der Startschaltkreis 68 aus dem Startzweig 69.In the preferred embodiment illustrated herein, the operating circuit has 10 also a start circuit 68 on, via the coupling circuit 65 with the control device 24 connected is. The start circuit 68 is optional. He has a parallel to the receiver component 52 and in the embodiment, the optocoupler transistor 55 switched start branch 69 on. In the embodiment described here, there is the start circuit 68 from the start branch 69 ,

Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel des Startschaltkreises 68 weist der Startzweig 69 eine Reihenschaltung aus einem Startwiderstand 70 und einem Startkondensator 71 auf. Der Startzweig 69 ist zwischen den primärseitigen Verbindungsknoten 56 und das primärseitige Massepotenzial MP geschaltet.At the in 2 shown embodiment of the starting circuit 68 indicates the start branch 69 a series connection of a starting resistor 70 and a starting capacitor 71 on. The start branch 69 is between the primary-side connection nodes 56 and the primary-side ground potential MP connected.

In 3 ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel des Startschaltkreises 68 veranschaulicht. Der Startzweig 69 besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus einer Reihenschaltung aus dem Startwiderstand 70 und einem ansteuerbaren Startschalter 72. Der Startschalter 72 wird mittels eines Startschaltsignals T umgeschaltet, das von einer Startschaltsignalerzeugungseinheit 74 gebildet wird. Das Startschaltsignal T kann insbesondere ein Rechtecksignal sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann alternativ zu dem Startwiderstand 70 eine Konstantstromquelle 73 in Reihe zum Startschalter 72 geschaltet werden, was in 3 gestrichelt veranschaulicht ist.In 3 is a modified embodiment of the starting circuit 68 illustrated. The start branch 69 consists in this embodiment of a series circuit of the starting resistor 70 and a controllable start switch 72 , The start switch 72 is by means of a start switch signal T switched from a start switch signal generation unit 74 is formed. The start switch signal T may in particular be a square wave signal. In this embodiment, as an alternative to the starting resistor 70 a constant current source 73 in series to the start switch 72 be switched, what in 3 is illustrated by dashed lines.

Wie es außerdem in den 2 und 3 dargestellt ist, können der Schaltsignalerzeugungseinheit 64 weitere Signale zur Verfügung gestellt werden, beispielsweise ein einen aktuellen Primärstrom IP, der durch die Primärwicklung 21 fließt, beschreibendes Primärstromsignal CS und/oder ein Nulldurchgangssignal ZCS, das angibt, wenn der Sekundärstrom IS bei geöffnetem Wandlerschalter 23 auf den Wert Null abgesunken ist.As it is also in the 2 and 3 can be shown, the switching signal generating unit 64 additional signals are provided, for example a current primary current IP passing through the primary winding 21 flows, descriptive primary current signal CS and / or a zero crossing signal ZCS that indicates when the secondary current IS with the converter switch open 23 has dropped to zero.

Die Wandlerschaltung 13 bildet beim Ausführungsbeispiel einen Sperrwandler. In den Phasen, in denen der Wandlerschalter 23 sperrt, wird die in der Primärwicklung 21 gespeicherte Energie sekundärseitig entnommen, um den Wandlerkondensator 33 zu laden bzw. einen Ausgangsstrom IA durch die Last 35 zu erzeugen.The converter circuit 13 forms in the embodiment a flyback converter. In the phases in which the converter switch 23 locks, which is in the primary winding 21 stored energy taken from the secondary side to the converter capacitor 33 to load or an output current IA through the load 35 to create.

Die vorstehend erläuterte Betriebsschaltung 10 arbeitet wie folgt:The operation circuit explained above 10 works as follows:

Die Steuereinrichtung 24 steuert den Wandlerschalter 23 über das Wandlerschaltsignal W an und öffnet und schließt diesen pulsbreitenmoduliert, wie es schematisch in 5 veranschaulicht ist. Leitet der Wandlerschalter 23, steigt der Primärstrom IP durch die Primärwicklung 21 an. Erreicht der Primärstrom IP einen vorgebbaren Maximalwert IPmax , schaltet die Steuereinrichtung 24 den Wandlerschalter 23 über das Wandlerschaltsignal W in seinen sperrenden Zustand um, so dass der Primärstrom IP sofort unterbrochen wird und der Sekundärstrom IS sinkt. Wenn der Sekundärstrom IS auf den Wert 0 gesunken ist, veranlasst die Steuereinrichtung 24 das erneute Umschalten des Wandlerschalters 23 mittels des Wandlerschaltsignals W und schaltet diesen wieder in den leitenden Zustand um. Diese Betriebsweise, die in 5 veranschaulicht ist, ist lediglich beispielhaft. Auch ein lückender Betrieb ist möglich, bei dem der Wandlerschalter 23 nicht sofort erneut geschlossen wird, wenn der Sekundärstrom IS auf null zurückgegangen ist.The control device 24 controls the converter switch 23 via the converter switching signal W and opens and closes this pulse width modulated, as shown schematically in 5 is illustrated. Directs the converter switch 23 , the primary current increases IP through the primary winding 21 at. Reached the primary current IP a predefinable maximum value IP max , the controller turns off 24 the converter switch 23 via the converter switching signal W in its blocking state, so that the primary current IP is interrupted immediately and the secondary current IS sinks. When the secondary current IS on the value 0 has sunk, causes the controller 24 the renewed switching of the converter switch 23 by means of the converter switching signal W and switches it back to the conductive state. This mode of operation, which in 5 is merely exemplary. Also, a lopsided operation is possible, in which the converter switch 23 not immediately closed again when the secondary current IS decreased to zero.

Es sei angenommen, dass am Ausgang 30 ein eingeprägter Ausgangsstrom IA für eine Last 35, beispielsweise eine Leuchtmittelanordnung, bereitgestellt wird. Die Rückkopplungseinrichtung 36 bewertet anhand des zweiten Messsignals D2 den Ausgangsstrom, beispielsgemäß durch das Vergleichen mit dem zweiten Referenzwert UR2. Entspricht der Ausgangsstrom IA einem Ausgangsstromsollwert IASoll , nimmt der Rückkopplungsstrom IF einen definierten Wert IFO an (6). Sobald der Ausgangsstrom IA kleiner oder größer wird als der Ausgangsstromsollwert IASoll , verändert sich die Stromaufnahmefähigkeit des Rückkopplungsausgangs 45 und der Rückkopplungsstrom IF durch die Optokopplerdiode 54 verändert sich ebenfalls.It is assumed that at the exit 30 an impressed output current IA for a load 35 , For example, a light-emitting device is provided. The feedback device 36 evaluated on the basis of the second measurement signal D2 the output current, for example, by comparing with the second reference value UR2 , Corresponds to the output current IA an output current setpoint IA target , takes the feedback current IF a defined value IFO at ( 6 ). As soon as the output current IA becomes smaller or larger than the output current setpoint IA target , the current capacity of the feedback output changes 45 and the feedback current IF through the optocoupler diode 54 is changing too.

Es sei nunmehr angenommen, dass der Ausgangsstrom IA durch die Last 35 sinkt. Dies hat zur Folge, dass der Rückkopplungsstrom IF durch die Optokopplerdiode 54 ansteigt, was dazu führt, dass die Kollektor-Emitter-Spannung UCE am Optokopplertransistor 55 sinkt und somit der Wert des Spannungspotenzials am Verbindungsknoten 56 ebenfalls sinkt. Der Differenzverstärker 63 verändert daraufhin das Differenzverstärkersignal VD an seinem Ausgang entsprechend. Die Schaltsignalerzeugungseinheit 64 ist dazu eingerichtet, das Tastverhältnis bzw. den Tastgrad (duty cycle) des Wandlerschaltsignals W abhängig von der Größe des Differenzverstärkersignals VD zu verändern. Je größer das Differenzsignal VD ist, desto größer wird der Tastgrad und umgekehrt. Mit zunehmendem Tastgrad nimmt auch das Verhältnis der Einschaltdauer zur Ausschaltdauer des Wandlerschalters 23 zu und die auf die Sekundärseite übertragene Energie steigt, was zu einer Vergrößerung des Ausgangsstromes IA führt. Umgekehrt kann der Ausgangsstrom IA durch Verringern des Tastgrades reduziert werden. Auf diese Weise kann z.B. ein gegenüber dem Ausgangsstromsollwert IAsoll niedrigerer Ausgangsstrom IA erhöht werden.It is now assumed that the output current IA through the load 35 sinks. This has the consequence that the feedback current IF through the optocoupler diode 54 rises, which causes the collector-emitter voltage UCE at the optocoupler transistor 55 decreases and thus the value of the voltage potential at the connection node 56 also sinks. The differential amplifier 63 then changes the differential amplifier signal VD at its output accordingly. The switching signal generating unit 64 is adapted to the duty cycle of the Wandlerschaltsignals W depending on the size of the differential amplifier signal VD to change. The larger the difference signal VD is, the greater the duty cycle and vice versa. As the duty cycle increases, so does the ratio of the on-time to the off-time of the converter switch 23 to and transferred to the secondary side energy increases, resulting in a Enlargement of the output current IA leads. Conversely, the output current IA be reduced by reducing the duty cycle. In this way, for example, one compared to the output current setpoint IA should lower output current IA increase.

Ist der Ausgangsstrom IA zu groß, nimmt der Betrag des Rückkopplungsstromes IF ab und wird kleiner als der definierte Wert IFO des Rückkopplungsstromes IF. Die Kollektor-Emitter-Spannung UCE am Optokopplertransistor 55 nimmt zu und das Differenzverstärkersignal VD sinkt. Dies hat zur Folge, dass der Tastgrad des Wandlerschaltsignals W abnimmt und die für die Sekundärseite S bereitgestellte Energie verringert wird. Somit sinkt der Ausgangsstrom IA.Is the output current IA too big, takes the amount of feedback current IF and becomes smaller than the defined value IFO of the feedback current IF , The collector-emitter voltage UCE at the optocoupler transistor 55 increases and the differential amplifier signal VD sinks. This has the consequence that the duty cycle of the Wandlerschaltsignals W decreases and that for the secondary side S provided energy is reduced. Thus, the output current decreases IA ,

Die Regelung der Ausgangsspannung UA kann auf Basis des ersten Messwertes D1 analog zu der oben beschriebenen Regelung des Ausgangsstromes IA erfolgen. Abhängig davon, ob die Ausgangsspannung UA oder der Ausgangsstrom IA eingeprägt wird, kann das Rückkopplungssignal F mittels der Rückkopplungseinrichtung 36 unter Verwendung entweder des ersten Komparators 43 oder des zweiten Komparators 44 erfolgen. Wenn der Ausgangsstrom IA geregelt wird, kann der erste Komparator 43 zur Begrenzung der Ausgangsspannung UA verwendet werden. Umgekehrt kann der zweite Komparator 44 zur Begrenzung des Ausgangsstroms IA verwendet werden, wenn die Ausgangsspannung UA mittels des ersten Messwertes D1 geregelt wird. Abhängig davon, welche Ausgangsgröße IA bzw. UA geregelt werden soll, kann auch einer der Komparatoren entfallen und jeweils nur der den betreffenden Messwert D1 bzw. D2 auswertende Komparator 43 bzw. 44 verwendet werden.The regulation of the output voltage UA can based on the first reading D1 analogous to the above-described regulation of the output current IA respectively. Depending on whether the output voltage UA or the output current IA is impressed, the feedback signal F by means of the feedback device 36 using either the first comparator 43 or the second comparator 44 respectively. When the output current IA is regulated, the first comparator 43 to limit the output voltage UA be used. Conversely, the second comparator 44 for limiting the output current IA used when the output voltage UA by means of the first measured value D1 is regulated. Depending on which output size IA respectively. UA is to be regulated, can also account for one of the comparators and only the respective measured value D1 respectively. D2 evaluating comparator 43 respectively. 44 be used.

Der Betriebsschaltkreis 10 hat den Vorteil, dass im Falle eines Kurzschlusses der Last 35 keine unnötige Ausgangsleistung durch den Strom- und/oder Spannungsregler 34 bzw. die Wandlerschaltung 13 erzeugt wird. Wenn ein Kurzschluss auftritt, wird die Rückkopplungseinrichtung 36 wegen des sinkenden sekundären Versorgungsspannungspotentials US nicht mehr mit ausreichender elektrischer Energie für ihren Betrieb versorgt. Durch die erfindungsgemäße Betriebsschaltung ist der Rückkopplungsstrom IF in diesem Fall gleich Null. Dies entspricht der Situation, in der der Ausgangsstrom IA viel zu groß ist. Der primärseitige Strom- und/oder Spannungsregler 34 wird daher dazu veranlasst, die bereitgestellte sekundärseitige Ausgansspannung oder den bereitgestellten sekundärseitigen Ausgangsstrom zu verringern, beispielsgemäß durch Reduzieren des Tastgrades, was beispielsweise durch Reduzieren des Tastgrades bis auf den Wert Null erfolgen kann. Dadurch wird bei einem Kurzschluss der Last keine weitere elektrische Energie auf die Sekundärseite übermittelt.The operating circuit 10 has the advantage that in case of a short circuit the load 35 no unnecessary output power through the current and / or voltage regulator 34 or the converter circuit 13 is produced. When a short circuit occurs, the feedback device becomes 36 because of the sinking secondary supply voltage potential US no longer supplied with sufficient electrical energy for their operation. The operating circuit according to the invention is the feedback current IF in this case, equal to zero. This corresponds to the situation in which the output current IA way too big. The primary-side current and / or voltage regulator 34 is therefore caused to reduce the secondary side output voltage provided or the secondary side output current provided, for example by reducing the duty cycle, which can be done by reducing the duty cycle to zero, for example. As a result, no additional electrical energy is transmitted to the secondary side in the event of a short circuit of the load.

Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel des Betriebsschaltkreises 10 wird ein weiterer Vorteil erreicht. Der Startschaltkreis 68 sorgt beim ersten Einschalten des Betriebsschaltkreises 10 dafür, dass ein Anlauf bei der Erzeugung der Ausgangsspannung UA bzw. des Ausgangsstromes IA ermöglicht wird.In the embodiment of the operating circuit described here 10 another advantage is achieved. The start circuit 68 ensures when switching on the operating circuit for the first time 10 for making a startup in generating the output voltage UA or the output current IA is possible.

Bei dem in 2 veranschaulichten Ausführungsbeispiel weist der Startschaltkreis 68 hierfür ein RC-Glied aus dem Startwiderstand 70 und dem Startkondensator 71 auf. Wird primärseitig mit dem Einschalten auch das primärseitige Versorgungspotenzial UP bereitgestellt, während der Optokopplertransistor 55 noch sperrt, da sekundärseitig noch keine elektrische Energie verfügbar ist, fließt ein Strom durch den Startwiderstand 70 und lädt den Startkondensator 71 entsprechend der Zeitkonstante des RC-Gliedes 70, 71 auf. Das Spannungspotenzial am Verbindungsknoten 56 hat daher zum Einschaltzeitpunkt einen Wert, der durch den Startwiderstand 70 und den zweiten Pull-Up-Widerstand 57 definiert ist, um einen vorgegebenen Tastgrad des Wandlerschaltsignals W einzustellen. Durch das zunehmende Aufladen des Startkondensators 71 nimmt der Einfluss des Startschaltkreises 68 bzw. des Startzweigs 69 auf das Spannungspotenzial am Versorgungsknoten 56 ab. Durch geeignete Wahl der Zeitkonstante des RC-Gliedes steht bis zum vollständigen Laden des Startkondensators 71 sekundärseitig ausreichend elektrische Energie zur Verfügung, um die Rückkopplungseinrichtung 36 zu betreiben und aktuelle Messwerte D1, D2 zu erfassen. Wenn der Startkondensator 71 geladen ist, fließt kein Strom durch den Startzweig 69 und der Startschaltkreis 68 ist während des anschließenden normalen Betriebs nach Beenden der sich unmittelbar an den Einschaltzeitpunkt anschließenden Einschaltphase funktionslos.At the in 2 illustrated embodiment, the starting circuit 68 For this purpose, an RC element from the starting resistor 70 and the starting capacitor 71 on. On the primary side, with the switching on, the primary supply potential is also present UP provided while the optocoupler transistor 55 still blocks, since the secondary side still no electrical energy is available, a current flows through the starting resistor 70 and charge the starting capacitor 71 according to the time constant of the RC element 70 . 71 on. The voltage potential at the connection node 56 Therefore, at the time of switch-on, it has a value due to the starting resistance 70 and the second pull-up resistor 57 is defined by a predetermined duty cycle of the converter switching signal W adjust. By the increasing charging of the starting capacitor 71 takes the influence of the starting circuit 68 or the start branch 69 on the voltage potential at the supply node 56 from. By a suitable choice of the time constant of the RC element is up to the complete charging of the starting capacitor 71 on the secondary side sufficient electrical energy available to the feedback device 36 to operate and current readings D1 . D2 capture. When the starting capacitor 71 is charged, no current flows through the start branch 69 and the start circuit 68 is inoperative during the subsequent normal operation after termination of the immediately after the switch-on time subsequent switch-on.

Anstelle des RC-Gliedes, wie es in 2 veranschaulicht ist, können auch andere Ausgestaltungen des Startschaltkreises 68 verwendet werden. Beispielsweise kann ein ansteuerbarer Startschalter 72 in Reihe zum Startwiderstand 70 geschaltet werden. Über das Startschaltsignal T kann der Startschalter 72 zum Einschaltzeitpunkt des Betriebsschaltkreises 10 in seinen leitenden Zustand umgeschaltet werden und nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer oder bei Erreichen eines vorgegebenen Ereignisses in seinen nicht leitenden Zustand umgeschaltet werden, um den Startschaltkreis 68 außer Funktion zu nehmen, wenn sekundärseitig ausreichend elektrische Energie zur Verfügung steht und Messwerte D1, D2 bzw. ein Rückkopplungssignal F vorliegen.Instead of the RC element, as in 2 can be illustrated, other embodiments of the starting circuit 68 be used. For example, a controllable start switch 72 in series to the starting resistor 70 be switched. About the start switch signal T can the start switch 72 at the switch-on time of the operating circuit 10 be switched to its conductive state and switched to its non-conductive state after a predetermined period of time or upon reaching a predetermined event to the start circuit 68 to be inoperable if sufficient electrical energy is available on the secondary side and measured values D1 . D2 or a feedback signal F available.

In einer weiteren abgewandelten Ausführungsform kann in Reihe zu dem Startschalter 72 auch eine Konstantstromquelle 73 geschaltet werden, die in der Einschaltphase über dem ersten Kopplungswiderstand 58 am Rückkopplungseingang 59 ein ausreichendes Spannungspotenzial bereitstellt und deren Funktion nach Beendigung der Einschaltphase durch Umschalten des Startschalters 72 in den sperrenden Zustand abgeschaltet wird. In a further modified embodiment may in series with the start switch 72 also a constant current source 73 switched in the switch-on phase above the first coupling resistor 58 at the feedback input 59 provides a sufficient voltage potential and their function after completion of the switch-on by switching the start switch 72 is switched off in the blocking state.

Die Erfindung betrifft eine Betriebsschaltung 10 und ein Verfahren zum Betreiben einer Last 35, beispielsweise einer Leuchtmittelanordnung. Die Betriebsschaltung 10 weist einen Strom- und/oder Spannungsregler 34 mit einer Wandlerschaltung 13 und einer Steuereinrichtung 24 zur Ansteuerung der Wandlerschaltung auf. Eine Rückkopplungseinrichtung 36 verändert basierend auf wenigstens einem Messwert D1, D2 ein Rückkopplungssignal für den Strom- und/oder Spannungsregler 34. Ein das Rückkopplungssignal charakterisierender sekundärseitiger Rückkopplungsstrom IF wird kleiner, wenn ein Ausgangsstrom IA und/oder eine Ausgangsspannung UA größer werden und umgekehrt. Über eine Signalkopplungseinheit 50 wird das Rückkopplungssignal abhängig vom sekundärseitigen Rückkopplungsstrom IF an einen Rückkopplungseingang 59 des Strom- und/oder Spannungsreglers 34 angelegt. Dabei nimmt ein Spannungspotenzial am Rückkopplungseingang 59 zu, wenn der Rückkopplungsstrom IF abnimmt und umgekehrt. Als Strom- und/oder Spannungsregler 34 kann ein Standardbauelement bzw. Standard-IC eingesetzt werden, der bei einem abnehmenden Spannungspotenzial am Rückkopplungseingang 59 den Tastgrad des Wandlersteuersignals W und damit die abgegebene elektrische Leistung erhöht, während umgekehrt bei zunehmendem Spannungswert am Rückkopplungseingang 59 der Tastgrad des Wandlersteuersignals W und damit die am Ausgang bereitgestellte Leistung verringert werden.The invention relates to an operating circuit 10 and a method of operating a load 35 , For example, a lighting arrangement. The operating circuit 10 has a current and / or voltage regulator 34 with a converter circuit 13 and a control device 24 for controlling the converter circuit. A feedback device 36 changed based on at least one measured value D1 . D2 a feedback signal for the current and / or voltage regulator 34 , A secondary-side feedback current characterizing the feedback signal IF becomes smaller when an output current IA and / or an output voltage UA get bigger and vice versa. Via a signal coupling unit 50 the feedback signal becomes dependent on the secondary side feedback current IF to a feedback input 59 of the current and / or voltage regulator 34 created. At the same time, a voltage potential at the feedback input increases 59 too if the feedback current IF decreases and vice versa. As current and / or voltage regulator 34 can a standard component or standard IC which is used at a decreasing voltage potential at the feedback input 59 the duty cycle of the converter control signal W and thus increases the output electric power, while conversely, as the voltage value at the feedback input increases 59 the duty cycle of the converter control signal W and to reduce the power provided at the output.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
BetriebsschaltkreisOperating circuit
1111
GleichrichterschaltungRectifier circuit
1212
ZwischenkreisDC
1313
Wandlerschaltungconverter circuit
1414
ZwischenkreiskondensatorLink capacitor
1515
erster Zwischenkreisanschlussfirst DC link connection
1616
zweiter Zwischenkreisanschluss second DC link connection
2020
Transformatortransformer
2121
Primärwicklungprimary
2222
Sekundärwicklungsecondary winding
2323
Wandlerschalterconverter switch
2424
Steuereinrichtung control device
2828
Wandlerdiodeconverter diode
2929
erster Ausgangsanschlussfirst output terminal
3030
Ausgangoutput
3131
zweiter Ausgangsanschlusssecond output terminal
3232
Messwiderstandmeasuring resistor
3333
Wandlerkondensatorconversion capacitor
3434
Strom- und/oder SpannungsreglerCurrent and / or voltage regulator
3535
Lastload
3636
Rückkopplungseinrichtung Feedback means
4040
Spannungsteilervoltage divider
4141
erster Spannungsteilerwiderstandfirst voltage divider resistor
4242
zweiter Spannungsteilerwiderstandsecond voltage divider resistor
4343
erster Komparatorfirst comparator
4444
zweiter Komparatorsecond comparator
4545
RückkopplungsanschlussFeedback terminal
4646
erster Pull-Up-Widerstand first pull-up resistor
5050
SignalkopplungseinheitSignal coupling unit
5151
Senderbauteiltransmitter component
5252
Empfängerbauteilreceiver component
5353
Optokoppleroptocoupler
5454
Optokopplerdiodeoptocoupler
5555
Optokopplertransistoroptocoupler
5656
Verbindungsknotenconnecting node
5757
zweiter Pull-Up-Widerstandsecond pull-up resistor
5858
erster Kopplungswiderstandfirst coupling resistance
5959
RückkopplungseingangFeedback input
6060
Steueranschlusscontrol connection
6161
zweiter Kopplungswiderstandsecond coupling resistance
6262
DifferenzverstärkerschaltungDifferential amplifier circuit
6363
Differenzverstärkerdifferential amplifier
6464
SchaltsignalerzeugungseinheitSwitching signal generation unit
6565
Kopplungsschaltung coupling circuit
6868
StartschaltkreisStart circuit
6969
Startzweigstart branch
7070
Startwiderstandstarting resistance
7171
Startkondensatorstarting capacitor
7272
Startschalterstarting switch
7373
KonstantstromquelleConstant current source
7474
Startschaltsignalerzeugungseinheit Start switching signal generation unit
CSCS
PrimärstromsignalPrimary current signal
FF
RückkopplungssignalFeedback signal
IAIA
Ausgangsstromoutput current
IAsoll IA should
AusgangsstromsollwertOutput current setpoint
ICIC
Kollektorstromcollector current
IFIF
RückkopplungsstromFeedback current
IFOIFO
definierter Wertdefined value
IGIG
Gesamtstromtotal current
IPIP
Primärstromprimary current
ISIS
Sekundärstromsecondary current
MPMP
primärseitiges Massepotenzialprimary-side ground potential
MSMS
sekundärseitiges Massepotenzialsecondary-side ground potential
PP
Primärseiteprimary
SS
Sekundärseitesecondary side
TT
Schaltsignalswitching signal
UAUA
Ausgangsspannungoutput voltage
UCUC
VergleichspotenzialCompare potential
UCEUCE
Kollektor-Emitter-SpannungCollector-emitter voltage
UGUG
gleichgerichtete Spannungrectified voltage
UMAROUND
Messspannungmeasuring voltage
UPUP
Versorgungspotenzialsupply potential
UR1UR1
erster Referenzwertfirst reference value
UR2UR2
zweiter Referenzwertsecond reference value
USUS
sekundärseitiges VersorgungspotenzialSecondary supply potential
UVUV
VersorgungswechselspannungAC supply voltage
VDVD
DifferenzverstärkersignalDifferential amplifier signal
WW
WandlerschaltsignalConverter switching signal
ZCSZCS
NulldurchgangssignalZero-crossing signal

Claims (12)

Betriebsschaltkreis (10) zum Betreiben einer elektrischen Last (35), mit einem Transformator (20), der eine Primärseite (P) und eine die Last (35) aufweisende Sekundärseite (S) des Betriebsschaltkreises (10) galvanisch voneinander trennt, mit einem primärseitigen Strom- und/oder Spannungsregler (34), der dazu eingerichtet ist, an einem sekundärseitigen Ausgang (30) einen vorgegebenen Ausgangsstrom (IA) und/oder eine vorgegebene Ausgangsspannung (UA) für die am Ausgang (30) angeschlossene Last (35) bereitzustellen, mit einer sekundärseitigen Rückkopplungseinrichtung (36), die dazu eingerichtet ist, wenigstens einen Messwert (D1, D2) zu erfassen, der den Ausgangsstrom (IA) und/oder die Ausgangsspannung (UA) beschreibt, und eine Stromaufnahmefähigkeit eines Rückkopplungsanschlusses (45) zu verändern, wobei die Stromaufnahmefähigkeit abnimmt, wenn der wenigstens eine Messwert (D1, D2) kleiner wird und die Stromaufnahmefähigkeit zunimmt, wenn der wenigstens eine Messwert (D1, D2) größer wird, mit einer Signalkopplungseinheit (50), die eine galvanische Trennung aufweist und ein sekundärseitig angeordnetes Senderbauteil (51) und ein primärseitig angeordnetes Empfängerbauteil (52) aufweist, wobei das Senderbauteil (51) zwischen den Rückkopplungsanschluss (45) und ein sekundärseitiges Bezugspotenzial (MS) geschaltet ist, und wobei der Rückkopplungsanschluss (45) und das Senderbauteil (51) mit einem sekundärseitigen Versorgungspotenzial (US) verbunden sind, das größer ist als das sekundärseitiges Bezugspotenzial (MS), so dass durch das Senderbauteil (51) ein Rückkopplungsstrom (IF) fließt, der von der Stromaufnahmefähigkeit des Rückkopplungsausgangs (45) abhängt, wobei ein primärseitiger Verbindungsknoten (56) mit einem primärseitigen Versorgungspotenzial (UP) und mit einem Rückkopplungseingang (59) des primärseitigen Strom- und/oder Spannungsreglers (34) verbunden ist, und wobei das Empfängerbauteil (52) zwischen den Verbindungsknoten (56) und ein primärseitiges Bezugspotenzial (MP) geschaltet ist, das höchstens gleich groß ist wie das primärseitige Versorgungspotenzial (UP).Operating circuit (10) for operating an electrical load (35), with a transformer (20) which galvanically separates a primary side (P) and a secondary side (S) of the operating circuit (10) having the load (35), with a primary-side current and / or voltage regulator (34) which is set up, at a secondary-side output (30), a predetermined output current (IA) and / or a predetermined output voltage (UA) for the load connected to the output (30) ( 35), with a secondary-side feedback device (36), which is set up to detect at least one measured value (D1, D2) which describes the output current (IA) and / or the output voltage (UA), and to modify a current absorption capability of a feedback connection (45) wherein the current-receiving capacity decreases as the at least one measured value (D1, D2) decreases and the current-carrying capacity increases as the at least one measured value (D1, D2) increases, with a signal coupling unit (50) which has a galvanic separation and has a transmitter component (51) arranged on the secondary side and a receiver component (52) arranged on the primary side, wherein the transmitter component (51) is connected between the feedback terminal (45) and a secondary-side reference potential (MS), and wherein the feedback terminal (45) and the transmitter component (51) are connected to a secondary-side supply potential (US) greater than that secondary-side reference potential (MS) such that a feedback current (IF) flows through the transmitter component (51), which depends on the current-receiving capacity of the feedback output (45), wherein a primary-side connection node (56) is connected to a primary-side supply potential (UP) and to a feedback input (59) of the primary-side current and / or voltage regulator (34), and wherein the receiver component (52) is connected between the connection nodes (56) and Primary-side reference potential (MP) is connected, which is at most equal to the primary supply potential (UP). Betriebsschaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom- und/oder Spannungsregler (34) dazu eingerichtet ist, die bereitgestellte Ausgangsspannung (UA) und/oder den bereitgestellten Ausgangsstrom (IA) zu erhöhen, wenn das Spannungspotenzial am Verbindungsknoten (56) sinkt und/oder dass der Strom- und/oder Spannungsregler (34) dazu eingerichtet ist, die bereitgestellte Ausgangsspannung (UA) und/oder den bereitgestellten Ausgangsstrom (IA) zu verringern, wenn das Spannungspotenzial am Verbindungsknoten (56) steigt.Operating circuit after Claim 1 , characterized in that the current and / or voltage regulator (34) is adapted to increase the provided output voltage (UA) and / or the provided output current (IA) when the voltage potential at the connection node (56) decreases and / or the current and / or voltage regulator (34) is adapted to reduce the provided output voltage (UA) and / or the provided output current (IA) as the voltage potential at the connection node (56) increases. Betriebsschaltkreis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom- und/oder Spannungsregler (34) eine Differenzverstärkerschaltung (62) aufweist, die dazu eingerichtet ist, ein Differenzverstärkersignal (VD) zu erzeugen, das abhängig ist von der Differenz zwischen dem am Rückkopplungseingang (59) anliegenden Spannungspotenzial und einem Vergleichspotenzial (UC), wobei der Ausgang (60) der Differenzverstärkerschaltung (62) über einen Widerstand (61) mit dem Rückkopplungseingang (59) der Differenzverstärkerschaltung (62) verbunden ist.Operating circuit after Claim 1 or 2 characterized in that the current and / or voltage regulator (34) comprises a differential amplifier circuit (62) arranged to generate a differential amplifier signal (VD) which is dependent on the difference between the voltage potential applied to the feedback input (59) and a comparison potential (UC), the output (60) of the differential amplifier circuit (62) being connected via a resistor (61) to the feedback input (59) of the differential amplifier circuit (62). Betriebsschaltkreis nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom- und/oder Spannungsregler (34) dazu eingerichtet ist, abhängig vom Differenzverstärkersignal (VD) ein Wandlerschaltsignal (W) für einen primärseitigen Wandlerschalter (23) einer Wandlerschaltung (13) zu erzeugen.Operating circuit after Claim 3 , characterized in that the current and / or voltage regulator (34) is adapted to, depending on Differential amplifier signal (VD) to generate a converter switching signal (W) for a primary-side converter switch (23) of a converter circuit (13). Betriebsschaltkreis nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Transformator (20) Bestandteil der Wandlerschaltung (13) ist und dass die Wandlerschaltung (13) sekundärseitig eine Wandlerdiode (28) und einen Wandlerkondensator (33) aufweist.Operating circuit after Claim 4 , characterized in that the transformer (20) is part of the converter circuit (13) and that the converter circuit (13) has on the secondary side a converter diode (28) and a converter capacitor (33). Betriebsschaltkreis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Empfängerbauteil (52) und dem Rückkopplungseingang (59) verbundener Startschaltkreis (68) vorhanden ist, der dazu eingerichtet ist, einen vorgebbaren Anstieg des am Rückkopplungseingang (59) anliegenden Spannungspotenzials zu bewirken, wenn der Betriebsschaltkreis (10) eingeschaltet wird.Operating circuit according to one of the preceding claims, characterized in that there is a starting circuit (68) connected to the receiver component (52) and the feedback input (59), which is arranged to cause a predeterminable increase in the voltage potential applied to the feedback input (59) when the operation circuit (10) is turned on. Betriebsschaltkreis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Startschaltkreis (68) einen parallel zum Empfängerbauteil (52) geschalten Startzweig (69) aufweist.Operating circuit after Claim 6 , characterized in that the starting circuit (68) has a parallel to the receiver component (52) switched start branch (69). Betriebsschaltkreis nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Startzweig (69) einen Startkondensator (71) und/oder einen Startwiderstand (70) aufweist.Operating circuit after Claim 7 , characterized in that the starting branch (69) has a starting capacitor (71) and / or a starting resistor (70). Betriebsschaltkreis nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Startzweig (69) einen ansteuerbaren Startschalter (72) aufweist.Operating circuit after Claim 7 or 8th , characterized in that the start branch (69) has a controllable start switch (72). Betriebsschaltkreis nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Startzweig (69) eine Konstantstromquelle (73) aufweist.Operating circuit according to one of Claims 7 to 9 , characterized in that the starting branch (69) comprises a constant current source (73). Betriebsschaltkreis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalkopplungseinheit (50) einen Optokoppler (53) aufweist.Operating circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the signal coupling unit (50) has an optocoupler (53). Verfahren zum Betrieb einer Last (35) unter Verwendung eines Betriebsschaltkreises (10) mit einem Transformator (20), der eine Primärseite (P) und eine die Last (35) aufweisende Sekundärseite (S) des Betriebsschaltkreis (10) galvanisch voneinander trennt, mit einem Strom- und/oder Spannungsregler (34), der einen Rückkopplungseingang (59) aufweist, mit einer sekundärseitigen Rückkopplungseinrichtung (36), und mit einer Signalkopplungseinheit (50), die eine galvanische Trennung aufweist und ein sekundärseitig angeordnetes, mit der Rückkopplungseinrichtung (36) verbundenes Senderbauteil (51) und ein primärseitig angeordnetes, mit einem Rückkopplungseingang (59) des Strom- und/oder Spannungsreglers (34) verbundenes Empfängerbauteil (52) aufweist, mit folgenden Schritten: - Erzeugen eines vorgegebenen Ausgangsstroms (IA) und/oder einer vorgegebenen Ausgangsspannung (UA) für die Last (35) mittels des Strom- und/oder Spannungsreglers (34) abhängig von einer am Rückkopplungseingang (59) anliegenden elektrischen Größe, - Erfassen wenigstens eines Messwerts (D1, D2), der den Ausgangsstrom (IA) und/oder die Ausgangsspannung (UA) beschreibt, und Übermitteln des wenigstens eines Messwerts (D1, D2) an die Rückkopplungseinrichtung (36), - Beeinflussen eines durch das Senderbauteil (51) fließenden Rückkopplungsstromes (IF) mittels der Rückkopplungseinrichtung (36), wobei der Betrag des Rückkopplungsstromes (IF) abnimmt, wenn der wenigstens eine Messwert (D1, D2) zunimmt und wobei der Betrag des Rückkopplungsstromes (IF)zunimmt, wenn der wenigstens eine Messwert (D1, D2) abnimmt, - Verändern der am Rückkopplungseingang (59) anliegenden elektrischen Größe abhängig vom Rückkopplungsstrom (IF) mittels der Signalkopplungseinheit (50) derart, dass die Strom- und/oder Spannungsreglers (34) den Ausgangsstrom (IA) und/oder die Ausgangsspannung (UA) erhöht, wenn der Rückkopplungsstrom (IF) zunimmt und den Ausgangsstrom (IA) und/oder die Ausgangsspannung (UA) verringert, wenn der Rückkopplungsstrom (IF) abnimmt.A method of operating a load (35) using an operating circuit (10) having a transformer (20) galvanically separating a primary side (P) and a secondary side (S) of the operating circuit (10) having the load (35) a current and / or voltage regulator (34) having a feedback input (59), a secondary-side feedback device (36), and a signal coupling unit (50) having a galvanic isolation and a secondary side arranged with the feedback device (36 ) and a primary side arranged, with a feedback input (59) of the current and / or voltage regulator (34) connected to the receiver component (52), comprising the following steps: Generating a predetermined output current (IA) and / or a predetermined output voltage (UA) for the load (35) by means of the current and / or voltage regulator (34) depending on an electrical quantity applied to the feedback input (59), Detecting at least one measured value (D1, D2) which describes the output current (IA) and / or the output voltage (UA) and transmitting the at least one measured value (D1, D2) to the feedback device (36), - influencing a feedback current (IF) flowing through the transmitter component (51) by means of the feedback device (36), wherein the amount of the feedback current (IF) decreases as the at least one measured value (D1, D2) increases and wherein the magnitude of the feedback current (IF ) increases as the at least one reading (D1, D2) decreases, - Changing the voltage applied to the feedback input (59) electrical variable depending on the feedback current (IF) by means of the signal coupling unit (50) such that the current and / or voltage regulator (34) increases the output current (IA) and / or the output voltage (UA) when the feedback current (IF) increases and decreases the output current (IA) and / or the output voltage (UA) as the feedback current (IF) decreases.
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