DE102019117412B4 - Driver, method of controlling the driver, and lighting module - Google Patents

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Abstract

Treiber (100) für ein Beleuchtungsmodul, umfassend:- Eingänge (101, 102) zum Aufnehmen einer Versorgungsspannung von einer Eingangseinheit (200);- Treiberausgänge (301, 302) zur Stromversorgung, um ein lichtemittierendes Element (300) zur Erzeugung von Licht zu bewirken;- einen Leistungsschalttransistor (135) zum Steuern der den Treiberausgängen (301, 302) zugeführten Leistung;- eine Steuerung (130) zum Steuern des Leistungsschalttransistors (135), um den Treiber (100) abwechselnd als Aufwärtswandler oder als Abwärtswandler in Abhängigkeit von der Versorgungsspannung zu betreiben; wobei die Steuerung (130) einen Fehlererkennungseingang (147) umfasst, der angepasst ist, sowohl einen Fehlerzustand der Nullstromerkennung (ZCD) als auch einen Fehlerzustand des Überspannungsschutzes (OVP) zu erfassen; gekennzeichnet durch- einen Stabilisierungsblock (140), um zu verhindern, dass der OVP-Fehlerzustand fälschlicherweise ausgelöst wird, wenn der Treiber (100) als Abwärtswandler betrieben wird.A driver (100) for a lighting module, comprising: - inputs (101, 102) for receiving a supply voltage from an input unit (200); - driver outputs (301, 302) for supplying power to a light-emitting element (300) for generating light effect;- a power switching transistor (135) for controlling the power supplied to the driver outputs (301, 302);- a controller (130) for controlling the power switching transistor (135) to operate the driver (100) alternately as a boost converter or as a buck converter depending on the supply voltage to operate; wherein the controller (130) comprises a fault detection input (147) adapted to detect both a zero current detection (ZCD) fault condition and an over voltage protection (OVP) fault condition; characterized by- a stabilization block (140) to prevent the OVP fault condition from being falsely triggered when the driver (100) is operated as a buck converter.

Description

Technischer BereichTechnical part

Die Erfindung bezieht sich auf einen Treiber für ein Beleuchtungsmodul, ein Verfahren zum Steuern eines Treibers und ein Beleuchtungsmodul, das den Treiber umfasst.The invention relates to a driver for a lighting module, a method for controlling a driver and a lighting module that includes the driver.

Technischer HintergrundTechnical background

Mit der Einführung von Leuchtdioden-(LED)-Lampen stehen effizientere und langlebigere Leuchtmittel zur Verfügung als Glühlampen und Leuchtstofflampen. Im Vergleich zu Leuchtstofflampen sind Materialien von LED-Lampen sicherer, da beispielsweise kein Quecksilber benötigt wird. Daher besteht der Bedarf, bestehende Leuchten für Leuchtstoff- und Glühlampen für die Aufnahme von LED-Lampen anzupassen, vorzugsweise ohne die gesamte Leuchte oder die Lampenfassung wechseln zu müssen.With the advent of light emitting diode (LED) lamps, more efficient and longer lasting light sources are available than incandescent and fluorescent lamps. Compared to fluorescent lamps, materials of LED lamps are safer because, for example, no mercury is required. Therefore, there is a need to adapt existing fluorescent and incandescent luminaires to accept LED lamps, preferably without having to change the entire luminaire or lamp socket.

Derzeit erhältliche Lampenfassungen können einfach eine Wechselstromleitung (AC) zum Betreiben einer Glühlampe umfassen, die in der Lampenfassung empfangen wird. Andere derzeit verfügbare Lampenfassungen können ein elektronisches Vorschaltgerät (auch als electronic control gear bezeichnet, abgekürzt ECG) zur Versorgung einer in der Lampenfassung aufgenommenen Leuchtstofflampe umfassen. Solche ECGs regeln und begrenzen den Strom, der der Leuchtstofflampe zugeführt wird.Currently available lampholders may simply include an alternating current (AC) line for operating an incandescent lamp, which is received in the lampholder. Other lampholders currently available may include an electronic ballast (also referred to as electronic control gear, or ECG for short) for powering a fluorescent lamp held in the lampholder. Such ECGs regulate and limit the current fed to the fluorescent lamp.

Eine LED-Nachrüstlampe ist eine LED-Lampe, die als Ersatz für eine Glüh-, Leuchtstoff- oder Halogenlampe verwendet wird. Daher müssen LED-Nachrüstlampen unter Umständen mit Wechselstromleitungen oder einem ECG-Gerät in der Leuchte kompatibel sein.An LED retrofit lamp is an LED lamp that is used as a replacement for an incandescent, fluorescent or halogen lamp. Therefore, LED retrofit bulbs may need to be compatible with AC power lines or an ECG device in the fixture.

Bei einigen ECGs reicht die Ausgangsspannung von 24-100V. Bei einigen AC-Netzteilen reicht die Ausgangsspannung von 198-264VAC. Daher muss ein Treiber für eine LED-Nachrüstlampe, der sowohl mit ECG- als auch mit AC-Netzteilen kompatibel ist, mit einem breiten Spektrum möglicher Spannungen kompatibel sein.With some ECGs, the output voltage ranges from 24-100V. For some AC power supplies, the output voltage ranges from 198-264VAC. Therefore, a driver for an LED retrofit lamp that is compatible with both ECG and AC power supplies must be compatible with a wide range of possible voltages.

Um nur einen Treiber für beide Betriebsarten (ECG und AC) verwenden zu können, muss der Treiber sowohl als Aufwärtsals auch als Abwärtswandler fungieren können. Einerseits, wenn die Eingangsspannung höher als die Ausgangsspannung ist, sollte der Konverter des Treibers automatisch auf Abwärtswandlung umschalten (auch „buck conversion“ genannt). Andererseits, wenn die Eingangsspannung kleiner als die Ausgangsspannung ist, sollte der Konverter des Treibers auf Aufwärtswandlung („boost conversion“) umschalten.In order to be able to use only one driver for both operating modes (ECG and AC), the driver must be able to function as both a boost and a buck converter. On the one hand, when the input voltage is higher than the output voltage, the driver's converter should automatically switch to step-down (also called "buck conversion"). On the other hand, if the input voltage is less than the output voltage, the driver's converter should switch to boost conversion.

zeigt einen Nachrüstungstreiber für ein ECG- oder AC-Lichtmodul, wie er im Stand der Technik bekannt ist. Der Treiber 100 umfasst die Spannungseingänge 101, 102 zum Empfangen einer Versorgungsspannung von einem ECG und einer Filamentschaltung oder vom Wechselstromnetz. shows a retrofit driver for an ECG or AC light module as it is known in the prior art. The driver 100 includes voltage inputs 101, 102 for receiving a supply voltage from an ECG and filament circuit or from the AC mains.

Die Treibereingänge 101, 102 des Treibers 100 sind auf einer Brücke 110, alternativ als „Boost“-Wandler bezeichnet, zum Umwandeln oder Gleichrichten der an den Treibereingaben 101, 102 anliegenden Spannung vorgesehen. Die Brücke 110 in Verbindung mit einem parallel zur Brücke 110 vorgesehenen Filterkondensator 120 trägt zur Erreichung der ECG-Kompatibilität bei.The driver inputs 101, 102 of the driver 100 are provided on a bridge 110, alternatively referred to as a "boost" converter, for converting or rectifying the voltage present at the driver inputs 101, 102. The bridge 110 in conjunction with a filter capacitor 120 provided in parallel with the bridge 110 helps achieve ECG compatibility.

Der Treiber 100 erzeugt einen ersten Treiberausgang 301 und einen zweiten Treiberausgang 302. Zwischen den Ausgängen kann ein lichtemittierendes Element 300, wie beispielsweise eine LED-Lampe, vorgesehen werden.The driver 100 produces a first driver output 301 and a second driver output 302. A light emitting element 300, such as an LED lamp, can be provided between the outputs.

Der Treiber 100 umfasst auch eine als integrierte Schaltung (IC) ausgeführte Steuerung 130. Zusammen mit der angrenzenden Schaltung steuert die IC-Steuerung 130 sowohl die Abwärtswandlung als auch die Aufwärtswandlung des Treibers 100. Insbesondere weist die IC-Steuerung 130 einen Steuerausgang 137 auf, der ein Gate einesThe driver 100 also includes an integrated circuit (IC) controller 130. Together with the adjacent circuitry, the IC controller 130 controls both the down-conversion and the up-conversion of the driver 100. In particular, the IC controller 130 has a control output 137, the one gate one

Leistungsschalttransistors 135 steuert. Der Leistungsschalttransistor 135 steuert die Einschaltzeit eines Transformators, der aus der Primärspule 132A und der Hilfsspule 132B des Transformators besteht. Dadurch wird den Treiberausgängen 301, 302 zur Versorgung des lichtemittierenden Elements 300 eine Nennleistung zugeführt.Power switching transistor 135 controls. The power switching transistor 135 controls the on-time of a transformer composed of the primary coil 132A and the auxiliary coil 132B of the transformer. As a result, the driver outputs 301, 302 for supplying the light-emitting element 300 are supplied with a rated power.

Die IC-Steuerung 130 verfügt typischerweise über einen einzigen Fehlererkennungspin 147, der gleichzeitig für zwei Fehlererkennungsfunktionen verwendet wird:

  • Überspannungsschutz (OVP) und Nullstromerkennung (ZCD). Ein einzelner Transformator, der in der IC-Steuerung 130 vorgesehen ist, wird verwendet, um sowohl OVP- als auch ZCD-Fehlerzustände zu erfassen.
The IC controller 130 typically has a single error detection pin 147 that is used for two error detection functions simultaneously:
  • Over Voltage Protection (OVP) and Zero Current Detection (ZCD). A single transformer provided in the IC controller 130 is used to detect both OVP and ZCD fault conditions.

Die Druckschrift DE 10 2016 121 916 A1 beschreibt ein Verfahren und Schaltung zur adaptiven Leerlauf-Überspannungssteuerung, wobei gemäß dem Verfahren kontrolliert wird, ob eine Ausgangsspannung der Versorgungsschaltung einen voreingestellten Überspannungsgrenzwert für eine Versorgungsschaltung erreicht. Die Druckschrift US 2014 / 0 159 608 A1 beschreibt eine Treiberschaltung für eine Festkörperlichtquelle mit einer Eingangsstufe, die eine Gleichrichterschaltung und eine Filterschaltung umfasst, wobei die Eingangsstufe dazu konfiguriert ist, eine AC-Eingangsspannung zu empfangen, die empfangene AC-Eingangsspannung zu filtern und die empfangene AC-Eingangsspannung gleichzurichten, um eine gefilterte ungeregelte DC-Spannung bereitzustellen. Die Druckschrift EP 2 645 819 A1 beschreibt eine Leuchtdioden-Treibervorrichtung, umfassend eine Energieversorgungseinheit zum Empfangen der Eingangsleistung, um die Eingangsleistung in eine voreingestellte Antriebsleistung umzuwandeln.The pamphlet DE 10 2016 121 916 A1 describes a method and circuit for adaptive no-load overvoltage control, according to which method it is checked whether an output voltage of the supply circuit reaches a preset overvoltage limit value for a supply circuit. The pamphlet U.S. 2014/0 159 608 A1 describes a driver Circuit for a solid state light source having an input stage comprising a rectifier circuit and a filter circuit, wherein the input stage is configured to receive an AC input voltage, to filter the received AC input voltage and to rectify the received AC input voltage to a filtered unregulated DC - Provide tension. The pamphlet EP 2 645 819 A1 describes a light emitting diode driving device including a power supply unit for receiving the input power to convert the input power into a preset driving power.

ZusammenfassungSummary

Der in dargestellte Stand der Technik hat den Nachteil, dass der Betrieb in den verschiedenen Umwandlungsmodi der Abwärtswandlung und Aufwärtswandlung zu einem Konflikt zwischen den Fehlerbedingungen OVP und ZCD führen kann.the inside The prior art presented has the disadvantage that operation in the different conversion modes of down-conversion and up-conversion can lead to a conflict between the OVP and ZCD error conditions.

Wenn der Treiber 100 eine Abwärtswandlung durchführt, kann die Spannung der Treiberausgänge 301, 302 hoch genug sein, um eine Hochspannung auf der Transformator-Hilfsspule 132B aufzubauen. Die Hochspannung an der Transformator-Hilfsspule 132B wiederum bewirkt, dass die Spannung am Widerstand 142 (der die Spannung am Fehlererkennungspin 147 bestimmt) auf ein so hohes Niveau ansteigt, dass die IC-Steuerung 130 einen Fehlerzustand Überspannungsschutz (OVP) falsch erkennt.When the driver 100 is buck-converting, the voltage of the driver outputs 301, 302 can be high enough to build up a high voltage on the transformer auxiliary coil 132B. The high voltage on transformer auxiliary coil 132B, in turn, causes the voltage across resistor 142 (which determines the voltage on fault detection pin 147) to rise to such a high level that IC controller 130 falsely detects an over-voltage protection (OVP) fault condition.

Wenn der Treiber 100 eine Aufwärtswandlung durchführt, kann der Spannungsabstand zwischen den Treibereingaben 101, 102 und den Treiberausgängen 301, 302 so niedrig sein, dass die Spannung am Widerstand 142 (der die Spannung am Fehlererkennungspin 147 bestimmt) auf ein so niedriges Niveau absinkt, dass die IC-Steuerung 130 einen Fehlerzustand der Nullstromerkennung (ZCD) falsch erkennt.When the driver 100 performs a boost conversion, the voltage gap between the driver inputs 101, 102 and the driver outputs 301, 302 can be so low that the voltage across resistor 142 (which determines the voltage on error detection pin 147) drops to such a low level that the IC controller 130 incorrectly detects a zero current detection (ZCD) fault condition.

In beiden obigen Szenarien geht die IC-Steuerung 130 in den Fehlermodus (auch Schutzmodus genannt) und stoppt die Energieübertragung zu den Treiberausgängen 301, 302.In both of the above scenarios, the IC controller 130 goes into failure mode (also called protection mode) and stops transferring energy to the driver outputs 301, 302.

Der Fehlerzustand, wenn der Treiber 100 von 1 eine Abwärtsumwandlung durchführt, ist in den 2 und 3 dargestellt.The error condition when the driver is 100 from 1 performs a downconversion is in the 2 and 3 shown.

Insbesondere zeigt die Spannung VDS über dem Leistungsschalttransistor 135. Der Wert schwankt zwischen ca. 0V und 320V. Der Wert VDS stellt die Spannungsdifferenz zwischen dem Drain und der Quelle des Leistungsschalttransistors 135 dar, der in als MOSFET ausgeführt ist.In particular shows the voltage V DS across the power switching transistor 135. The value varies between about 0V and 320V. The V DS value represents the voltage difference between the drain and source of the power switching transistor 135, which is designed as a MOSFET.

zeigt die Spannung V147 am Fehlererkennungspin 147 der IC-Steuerung 130. Wie aus ersichtlich ist, ist die Spannung am Fehlererkennungspin 147 im Bereich von ca. -5V bis +2V sehr hoch, was dazu führt, dass die IC-Steuerung 130 einen Überspannungsschutz (OVP) Fehlerzustand erkennt. Dadurch geht die IC-Steuerung 130 in den Schutzmodus, um eine Beschädigung des Leistungsschalttransistors 135 zu vermeiden. Der Betrieb der IC-Steuerung 130 ist nicht normal. shows the voltage V 147 at the error detection pin 147 of the IC controller 130. As in FIG As can be seen, the voltage on fault detection pin 147 is very high, in the range of approximately -5V to +2V, causing the IC controller 130 to detect an over-voltage protection (OVP) fault condition. This causes the IC controller 130 to go into protection mode to prevent the power switching transistor 135 from being damaged. The operation of the IC controller 130 is abnormal.

Angesichts dieser Nachteile besteht ein Ziel darin, einen Treiber für eine LED-Lampe bereitzustellen, um ein bestehendes Beleuchtungsmodul, wie beispielsweise eine derzeit verfügbare Glühlampenleuchte, die an einem Wechselstromnetz angeschlossen ist, oder eine derzeit verfügbare Leuchtstofflampenleuchte mit einem ECG nachzurüsten, um das bestehende Beleuchtungsmodul mit der LED-Lampe kompatibel zu machen.Given these disadvantages, one goal is to provide a driver for an LED lamp to retrofit an existing lighting module, such as a currently available incandescent lamp that is connected to an AC mains, or a currently available fluorescent lamp with an ECG to the existing lighting module compatible with the LED lamp.

Der Treiber ist so konzipiert, dass er den Vorteil der Fehlerresistenz beim Betrieb als Abwärtswandler und als Aufwärtswandler bietet. Mit anderen Worten, der Betrieb einer der beiden Arten der Spannungsumwandlung kann erreicht werden, ohne dass eine Fehlerbedingung falsch ausgelöst wird. Insbesondere ist der Treiber vorzugsweise so ausgelegt, dass der Betrieb als Abwärtswandler nicht fälschlicherweise einen OVP-Fehlerzustand auslöst. Darüber hinaus ist der Treiber vorzugsweise so ausgelegt, dass der Betrieb als Aufwärtswandler nicht fälschlicherweise einen ZCD-Fehlerzustand auslöst.The driver is designed to provide the benefit of fault resilience when operating as a buck converter and as a boost converter. In other words, operation of either type of voltage conversion can be achieved without falsely triggering a fault condition. In particular, the driver is preferably designed such that operation as a buck converter does not falsely trigger an OVP fault condition. In addition, the driver is preferably designed such that operation as a boost converter does not falsely trigger a ZCD fault condition.

Darüber hinaus kann der Treiber einen oder mehrere der folgenden zusätzlichen Vorteile bieten: gute Kompatibilität mit beiden Arten von Stromquellen (nämlich AC und ECG), einfache Steuerung, gute Leistung und/oder niedrige Kosten.In addition, the driver may offer one or more of the following additional benefits: good compatibility with both types of power sources (namely AC and ECG), easy control, good performance, and/or low cost.

Einer oder mehrere der oben genannten Vorteile werden von einem Treiber für ein Beleuchtungsmodul nach dem unabhängigen Anspruch bereitgestellt. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.One or more of the above advantages are provided by a driver for a lighting module according to the independent claim. Preferred embodiments result from the dependent claims, the description and the drawings.

Dementsprechend ist ein Treiber für ein Beleuchtungsmodul vorgesehen, der Eingänge zum Aufnehmen einer Versorgungsspannung von einer Eingangseinheit und Treiberausgänge zur Stromversorgung aufweist, um ein lichtemittierendes Element zur Erzeugung von Licht zu bewirken. Der Treiber umfasst einen Leistungsschalttransistor zum Steuern der den Treiberausgängen zugeführten Leistung und eine Steuerung zum Steuern des Leistungsschalttransistors, um den Treiber abhängig von der Versorgungsspannung abwechselnd als Aufwärtswandler oder als Abwärtswandler zu betreiben. Die Steuerung umfasst einen Fehlererkennungseingang, der angepasst ist, um sowohl einen Fehlerzustand der Nullstromerkennung (ZCD) als auch einen Fehlerzustand des Überspannungsschutzes (OVP) zu erkennen. Der Treiber umfasst auch einen Stabilisierungsblock, um zu verhindern, dass ein OVP-Fehlerzustand fälschlicherweise ausgelöst wird, wenn der Treiber als Abwärtswandler betrieben wird.Accordingly, a driver for a lighting module is provided, which has inputs for receiving a supply voltage from an input unit and driver outputs for power supply to cause a light-emitting element to generate light. The driver includes a power switching transistor for controlling the power supplied to the driver outputs and a controller for controlling the power switching transistor to alternately operate the driver as a boost converter or as a buck converter depending on the supply voltage. The controller includes an error detection unit gear adapted to detect both a Zero Current Detection (ZCD) fault condition and an Over Voltage Protection (OVP) fault condition. The driver also includes a stabilization block to prevent an OVP fault condition from being falsely triggered when the driver is operating as a buck converter.

Der Treiber kann zum Betreiben eines LED-Beleuchtungsmoduls verwendet werden, z.B. einer LED-Nachrüstlampe oder Röhre. The driver can be used to operate an LED lighting module, e.g. an LED retrofit lamp or tube.

Alternativ oder zusätzlich kann der Stabilisierungsblock verhindern, dass der ZCD-Fehlerzustand fälschlicherweise ausgelöst wird, wenn der Treiber als Aufwärtswandler betrieben wird.Alternatively or additionally, the stabilization block may prevent the ZCD fault condition from being falsely triggered when the driver is operated as a boost converter.

In einem ersten Aspekt wird ein Treiber vorgeschlagen, der ferner einen Transformator umfasst, der mit dem Leistungsschaltertransistor und den Treiberausgängen verbunden ist, so dass der Leistungsschaltertransistor die vom Transformator an die Treiberausgänge zugeführte Leistung steuert.In a first aspect, a driver is proposed that further comprises a transformer that is connected to the power switch transistor and the driver outputs, such that the power switch transistor controls the power supplied by the transformer to the driver outputs.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Treiber vorgeschlagen, der weiterhin eine Umwandlungssignalisierungseinheit umfasst. Die Umwandlungssignalisierungseinheit erzeugt ein Abwärtssignal, um den Treiber dazu zu bringen, als Abwärtswandler zu arbeiten, und/oder ein Aufwärtssignal, um den Treiber dazu zu bringen, als Aufwärtswandler zu arbeiten. Auf diese Weise kann der Treiber für einen breiten Bereich von Spannungseingängen verwendet werden und ist sowohl mit ECGs als Eingangseinheiten als auch mit Wechselstromnetzen als Eingangseinheiten kompatibel.According to a further aspect, a driver is proposed which further comprises a conversion signaling unit. The conversion signaling unit generates a down signal to cause the driver to operate as a down converter and/or an up signal to cause the driver to operate as a boost converter. In this way the driver can be used for a wide range of voltage inputs and is compatible with both ECGs as input units and AC mains as input units.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Treiber vorgeschlagen, der ferner einen OVP-Erkennungsblock umfasst, um den Stabilisierungsblock zu übersteuern, wenn der OVP-Fehlerzustand tatsächlich eintritt, und den OVP-Fehlerzustand am Eingang zur Fehlererkennung zu erkennen.According to a further aspect, a driver is proposed, further comprising an OVP detection block to override the stabilization block when the OVP error condition actually occurs and to detect the OVP error condition at the error detection input.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Treiber vorgeschlagen, der ferner einen Stromversorgungsblock umfasst, der eine Vcc-Spannung an die Steuerung zuführt. Der Stromversorgungsblock umfasst einen Low Drop-Out Regler (LDO) zur Begrenzung der Vcc-Spannung. Dies wirkt einer Erhöhung der Vcc-Spannung entgegen, die eine Nebenwirkung der Erhöhung der Spannung einer Hilfsspule des Transformators ist. Die erhöhte Spannung der Hilfsspule des Transformators, die im Stabilisierungsblock bereitgestellt wird, ist erforderlich, um Fehlauslösungen des ZCD-Fehlerzustands zu vermeiden.According to another aspect, a driver is proposed, further comprising a power supply block that supplies a Vcc voltage to the controller. The power supply block includes a low drop-out regulator (LDO) to limit the Vcc voltage. This counteracts an increase in Vcc voltage which is a side effect of increasing the voltage of an auxiliary coil of the transformer. The increased voltage of the transformer auxiliary coil provided in the restraint block is required to avoid nuisance tripping of the ZCD fault condition.

Es ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Steuern eines Treibers für ein lichtemittierendes Element bereitzustellen. In einem ersten Schritt wird eine Eingangseinheit bereitgestellt, die mit dem Treiber gekoppelt ist. Die Eingangseinheit erzeugt eine Versorgungsspannung. In einem zweiten Schritt betreibt die Steuerung in Abhängigkeit vom Spannungspegel den Treiber abwechselnd entweder als Abwärtswandler oder als Aufwärtswandler. In einem dritten Schritt wird mit einer Steuerung ein dem lichtemittierenden Element zugeführte Leistungspegel erfasst, ohne den OVP-Fehlerzustand bzw. den ZCD-Fehlerzustand fälschlicherweise auszulösen. Die Steuerung umfasst einen Fehlererkennungseingang zum Erkennen eines OVP-Fehlerzustands und eines ZCD-Fehlerzustands.It is another object of the present invention to provide a method for controlling a driver for a light emitting element. In a first step, an input unit is provided, which is coupled to the driver. The input unit generates a supply voltage. In a second step, depending on the voltage level, the controller alternately operates the driver either as a buck converter or as a boost converter. In a third step, a power level supplied to the light-emitting element is detected with a controller without falsely triggering the OVP error state or the ZCD error state. The controller includes a fault detection input for detecting an OVP fault condition and a ZCD fault condition.

Es ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein Beleuchtungsmodul bereitzustellen, das einen Treiber gemäß einem der vorherigen Aspekte und ein lichtemittierendes Element umfasst. Das lichtemittierende Element ist mit den Treiberausgängen des Treibers gekoppelt.It is another object of the present invention to provide a lighting module comprising a driver according to any of the preceding aspects and a light emitting element. The light emitting element is coupled to the driver outputs of the driver.

Der Treiber ist vorzugsweise der Treiber, wie oben beschrieben. Das heißt, alle Merkmale, die im Zusammenhang mit dem Treiber offenbart werden, werden auch im Zusammenhang mit dem Beleuchtungsmodul offenbart und umgekehrt.The driver is preferably the driver as described above. That is, all features that are disclosed in relation to the driver are also disclosed in relation to the lighting module and vice versa.

Das lichtemittierende Element weist vorzugsweise eine lichtemittierende Diode (LED) auf oder ist eine lichtemittierende Diode. Das Beleuchtungsmodul kann für den Einbau in eine LED-Lampe angepasst werden.The light-emitting element preferably has a light-emitting diode (LED) or is a light-emitting diode. The lighting module can be adapted for installation in an LED lamp.

Figurenlistecharacter list

Die vorliegende Offenbarung wird durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Figuren leichter nähergebracht, wobei:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Nachrüstungstreibers für ein Beleuchtungsmodul, wie dieser im Stand der Technik bekannt ist,
  • 2 ist ein Diagramm einer Spannung über einem Leistungsschalttransistor des Nachrüstungstreibers von 1, das die Auswirkungen eines Überspannungsschutz-Fehlerzustands veranschaulicht,
  • 3 ist eine Grafik einer Spannung an einem Fehlererkennungspin einer IC-SteuerungIC-Steuerung des Nachrüstungstreibers von 1, die die Bedingungen veranschaulicht, die zu einem Fehlerzustand Überspannungsschutz führen,
  • 4 ist ein Schaltplan, der eine exemplarische Ausführungsform eines Treibers für ein Beleuchtungsmodul zeigt,
  • 5 ist ein Diagramm einer Spannung über einem Leistungsschalttransistor des Treibers von 4, wenn der Treiber als Abwärtswandler arbeitet,
  • 6 ist eine Grafik einer Spannung an einem Fehlererkennungspin einer IC-SteuerungIC-Steuerung des Treibers von 4, wenn der Treiber als Abwärtswandler arbeitet,
  • 7 ist ein Diagramm einer Spannung über einem Leistungsschalttransistor des Treibers von 4, wenn der Treiber als Aufwärtswandler arbeitet, und
  • 8 ist eine Grafik einer Spannung an einem Fehlererkennungspin einer IC-SteuerungIC-Steuerung des Treibers von 4, wenn der Treiber als Aufwärtswandler arbeitet.
The present disclosure is more readily understood by reference to the following detailed description in conjunction with the accompanying figures, wherein:
  • 1 a schematic representation of a retrofit driver for a lighting module, as is known in the prior art,
  • 2 FIG. 12 is a plot of voltage across a power switching transistor of the retrofit driver of FIG 1 , which illustrates the effects of an overvoltage protection fault condition,
  • 3 FIG. 14 is a graph of a voltage at an error detection pin of an aftermarket driver IC controller. FIG 1 , which illustrates the conditions that lead to an overvoltage protection fault condition,
  • 4 Figure 12 is a circuit diagram showing an exemplary embodiment of a driver for a lighting module
  • 5 FIG. 12 is a plot of a voltage across a power switching transistor of the driver of FIG 4 , if the driver works as a buck converter,
  • 6 FIG. 14 is a graph of a voltage at an error detection pin of a driver IC 4 , if the driver works as a buck converter,
  • 7 FIG. 12 is a plot of a voltage across a power switching transistor of the driver of FIG 4 , if the driver works as a boost converter, and
  • 8th FIG. 14 is a graph of a voltage at an error detection pin of a driver IC 4 , if the driver works as a boost converter.

Detaillierte BeschreibungDetailed description

Im Folgenden wird die exemplarische Ausführungsform des Treibers und des Beleuchtungsmoduls anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Gleiche oder ähnliche Elemente oder Elemente mit gleicher Wirkung werden durch dieselben Bezugszahlen gekennzeichnet, und eine wiederholte Beschreibung kann unterbleiben, um Redundanzen zu vermeiden. Die Zahlen und Größenverhältnisse der in den Figuren untereinander dargestellten Elemente sind nicht als skalierbar anzusehen. Vielmehr können einzelne Elemente mit einer übertriebenen Größe dargestellt werden, um eine bessere Darstellung und/oder ein besseres Verständnis zu ermöglichen.The exemplary embodiment of the driver and the lighting module is explained in more detail below with reference to the attached figures. Identical or similar elements or elements with the same effect are identified by the same reference numbers, and a repeated description can be omitted in order to avoid redundancies. The numbers and proportions of the elements shown one below the other in the figures are not to be regarded as scalable. Rather, individual elements may be exaggerated in size to allow for better representation and/or understanding.

In 4 ist eine exemplarische Ausführungsform eines Treibers 100 für ein lichtemittierendes Element dargestellt. Der Treiber 100 umfasst die Spannungseingänge 101, 102 zum Empfangen einer Versorgungsspannung von einer Einheit 200, die ein Wechselstromnetz oder ein elektronisches Vorschaltgerät (ECG) sein kann.In 4 An exemplary embodiment of a driver 100 for a light emitting element is shown. The driver 100 includes voltage inputs 101, 102 for receiving a supply voltage from a unit 200, which may be an AC mains or an electronic ballast (ECG).

Der Treiber 100 kann zum Betreiben eines LED-Beleuchtungsmoduls verwendet werden, z.B. einer LED-Nachrüstlampe oder Röhre.The driver 100 can be used to drive an LED lighting module, such as an LED retrofit lamp or tube.

Die Einheit 200 kann einfach ein Netzteil wie ein Wechselstromnetzteil oder eine Gleichstromquelle sein.The unit 200 can simply be a power supply such as an AC power supply or a DC power source.

Alternativ kann die Einheit 200 auch eine ECG- und Filamentschaltung sein. Die Filamentschaltung kann eine elektromagnetisch verträgliche Schaltung (EMV) versorgen, die dem Treiber 100 die Eingänge 101, 102 zur Verfügung stellt. Alternativ kann die EMV-Schaltung entfallen und die Treibereingänge 101, 102 können direkt aus der Filamentschaltung versorgt werden. Das ECG kann mit einem Standard-AC-Netzteil mit 230V betrieben werden. Alternativ kann das ECG auch für eine andere Art der Stromversorgung ausgelegt werden, wie beispielsweise eine Gleichstromversorgung oder eine Wechselstromversorgung, die mit einer anderen Spannung und/oder Frequenz betrieben wird.Alternatively, the unit 200 can also be an ECG and filament circuit. The filament circuit can feed an electromagnetically compatible circuit (EMC) which provides the driver 100 with the inputs 101, 102. Alternatively, the EMC circuit can be omitted and the driver inputs 101, 102 can be supplied directly from the filament circuit. The ECG can be operated with a standard 230V AC power supply. Alternatively, the ECG can also be configured for a different type of power supply, such as a DC power supply or an AC power supply that operates at a different voltage and/or frequency.

In jedem Fall, wenn der Treiber 100 an eine Einheit 200 angeschlossen ist, die eine Wechselstromleitung ist, soll der Treiber 100 in einem Wechselstrommodus arbeiten. Wenn der Treiber 100 mit einer Einheit 200 verbunden ist, die eine ECG- und Filamentschaltung ist, soll der Treiber 100 in einem ECG-Modus arbeiten.In any case, when the driver 100 is connected to a unit 200 that is an AC power line, the driver 100 is intended to operate in an AC mode. When the driver 100 is connected to a unit 200 which is an ECG and filament circuit, the driver 100 shall operate in an ECG mode.

Für beide Betriebsarten erzeugt die Einheit 200 ein Paar von Treibereingänge 101, 102. Die Treibereingänge 101, 102 des Treibers 100 sind auf einer Brücke 110 vorgesehen. Der gleichgerichtete Spannungsausgang der Brücke 110 über die Brückenausgänge 110A, 110B wird durch einen Eingangsfilterkondensator 120 gefiltert.For both modes of operation, the unit 200 generates a pair of driver inputs 101, 102. The driver inputs 101, 102 of the driver 100 are provided on a bridge 110. The rectified voltage output of the bridge 110 across the bridge outputs 110A, 110B is filtered by an input filter capacitor 120. FIG.

Der Treiber 100 umfasst ferner einen Transformator mit einer Primärspule 132A und einer Hilfsspule 132B. Der Treiber 100 umfasst auch einen Leistungsschalttransistor 135 und eine als integrierte Schaltung (IC) ausgeführte Steuerung 130. Ein Gate des Leistungsschalttransistors 135 ist mit einem Steuersignal 137 verbunden und wird durch dieses gesteuert, das von der IC-Steuerung 130 ausgegeben wird. Die IC-Steuerung 130 regelt den Leistungsschalttransistor 135 zur Steuerung der Einschaltzeit des Transformators 132. Somit regelt die IC-Steuerung 130 den vom Transformator 132 gelieferten Strom für ein am Treiber 100 befestigtes lichtemittierendes Element 300.The driver 100 further includes a transformer having a primary coil 132A and an auxiliary coil 132B. The driver 100 also includes a power switching transistor 135 and an integrated circuit (IC) controller 130 . The IC controller 130 regulates the power switching transistor 135 to control the on time of the transformer 132. Thus, the IC controller 130 regulates the current supplied by the transformer 132 for a light emitting element 300 attached to the driver 100.

Das lichtemittierende Element 300 ist über einen ersten Treiberausgang 301 und einen zweiten Treiberausgang 302 mit dem Treiber 100 verbunden. Vorzugsweise ist das lichtemittierende Element 300 als abnehmbare Komponente vorgesehen, die von dem Treiber 100 getrennt und an den ersten und zweiten Treiberausgängen 301, 302 befestigt werden kann.The light-emitting element 300 is connected to the driver 100 via a first driver output 301 and a second driver output 302 . Preferably, the light emitting element 300 is provided as a detachable component that can be detached from the driver 100 and attached to the first and second driver outputs 301,302.

Die ersten und zweiten Treiberausgänge 301, 302 sind durch einen Filterkondensator 180 getrennt, der parallel zum lichtemittierenden Element 300 angeordnet ist. Zwischen der Primärspule 132A des Transformators und dem Filterkondensator 180 ist ebenfalls eine Freilaufdiode 185 vorgesehen. Der Filterkondensator 180 und die Freilaufdiode 185 helfen, die dem lichtemittierenden Element 300 zugeführte Spannung zu stabilisieren. Wenn sich die Primärspule 132A des Transformators entladen hat, fließt Strom durch die Freilaufdiode 185 zum Filterkondensator 180 und zum lichtemittierenden Element 300. Wenn der Transformator nicht mehr entladen wird, versorgt der Filterkondensator 180 das lichtemittierende Element 300, während die Freilaufdiode 185 verhindert, dass die Ladung vom Filterkondensator 180 zurück zum Leistungsschalttransistor 135 fließt.The first and second driver outputs 301, 302 are separated by a filter capacitor 180 arranged in parallel with the light-emitting element 300. FIG. A free wheeling diode 185 is also provided between the primary coil 132A of the transformer and the filter capacitor 180 . The filter capacitor 180 and free wheeling diode 185 help stabilize the voltage supplied to the light emitting element 300 . When the transformer primary 132A has discharged, current flows through freewheeling diode 185 to filter capacitor 180 and light-emitting element 300. When the transformer is no longer discharging, filtering capacitor 180 powers light-emitting element 300, while freewheeling diode 185 prevents the charge from filtering capacitor 180 from flowing back to power switching transistor 135.

Eine Umwandlungssignalisierungseinheit 150 erfasst eine Eingangsspannung 101, 102 und stellt den Schaltern 155, 165 ein Aufwärts- oder Abwärtssignal zur Verfügung. Dieses Signal veranlasst den Treiber 100, zwischen der Aufwärtsspannungsumwandlung (mit Schalter 165 offen und Schalter 155 geschlossen) und der Abwärtsspannungsumwandlung (mit Schalter 165 geschlossen und Schalter 155 offen) zu wechseln.A conversion signaling unit 150 detects an input voltage 101, 102 and provides switches 155, 165 with an up or down signal. This signal causes driver 100 to alternate between step-up voltage conversion (with switch 165 open and switch 155 closed) and step-down voltage conversion (with switch 165 closed and switch 155 open).

Der Treiber 100 ist so konzipiert, dass er den Vorteil der Fehlerresistenz beim Betrieb als Abwärtswandler und als Aufwärtswandler bietet. Der Betrieb als Spannungswandler beider Typen ist möglich, ohne dass eine Fehlerbedingung falsch ausgelöst wird. Dies wird durch die Bereitstellung eines Stabilisierungsblocks 140, eines modifizierten OVP-Erkennungsblocks 160 und eines modifizierten Stromversorgungsblocks 170 erreicht.The driver 100 is designed to provide the benefit of error resilience when operating as a buck converter and as a boost converter. Operation as a voltage converter of either type is possible without falsely triggering a fault condition. This is accomplished by providing a stabilization block 140, a modified OVP detection block 160, and a modified power supply block 170.

Der Stabilisierungsblock 140 ist vorgesehen, um die Spannung am Fehlererkennungspin 147 zu stabilisieren, wenn der Treiber 100 als Abwärtswandler arbeitet, um ein falsches Auslösen des OVP-Fehlerzustands während der Abwärtswandlung zu vermeiden.Stabilization block 140 is provided to stabilize the voltage on error detection pin 147 when driver 100 is operating as a buck converter to avoid falsely triggering the OVP fault condition during buck conversion.

In der Transformator-Hilfsspule 132B wird die Anzahl der Wicklungen erhöht, um eine Reduzierung des Verhältnisses der Wicklungen Nprimary/Nauxiliary (Primär/Nebenschluss) zu erreichen. Auf diese Weise verhindert der Stabilisierungsblock 140 ein falsches Auslösen eines ZCD-Fehlerzustands, wenn der Treiber 100 als Aufwärtswandler arbeitet.In the transformer auxiliary coil 132B, the number of turns is increased to achieve a reduction in the ratio of turns N primary /N auxiliary (primary/shunt). In this manner, stabilization block 140 prevents false triggering of a ZCD fault condition when driver 100 is operating as a boost converter.

Ebenfalls innerhalb des Stabilisierungsblocks 140 ist eine Zenerdiode 143 vorgesehen, um die Spannung über die Spannungsteilungswiderstände 142, 144 zu begrenzen und dadurch zu stabilisieren. Die Zenerdiode 143 weist eine Durchbruchspannung auf, die sicherstellt, dass am Fehlererkennungspin 147, der sich zwischen den Spannungsteilungswiderständen 142, 144 befindet, ein angemessenes Spannungsniveau gehalten wird. Das heißt, die Spannung bei der Fehlererkennung Pin 147 wird von der Zenerdiode 143 und den Widerständen 142, 144 auf einem Niveau gehalten, das niedriger ist als der OVP-Pegel, um eine Fehlauslösung des OVP-Fehlerzustands zu verhindern. Somit verhindert der Stabilisierungsblock 140 ein falsches Auslösen einer OVP-Fehlerbedingung, wenn der Treiber 100 als Abwärtswandler arbeitet.Also provided within the stabilization block 140 is a zener diode 143 to limit and thereby stabilize the voltage across the voltage dividing resistors 142,144. The zener diode 143 has a breakdown voltage which ensures that an appropriate voltage level is maintained at the fault detection pin 147 located between the voltage dividing resistors 142,144. That is, the voltage at the fault detect pin 147 is maintained at a level lower than the OVP level by the zener diode 143 and resistors 142, 144 to prevent nuisance tripping of the OVP fault condition. Thus, stabilization block 140 prevents false triggering of an OVP fault condition when driver 100 is operating as a buck converter.

Der OVP-Erkennungsblock 160 umfasst eine Zenerdiode 162 und eine Diode 164, die gegenläufig vorgespannt sind. Steigt die Spannung am lichtemittierenden Element 300, kommt es zu einem entsprechenden Anstieg der Spannung der Transformator-Hilfsspule 132B. Wenn die Spannung an der Transformator-Hilfsspule 132B die Durchbruchspannung der Zenerdiode 162 überschreitet, fließt Strom durch den OVP-Erkennungsblock 160. Dadurch steigt die Spannung am Fehlererkennungspin 147 an, bis er einen OVP-Fehlerzustand innerhalb der IC-Steuerung 130 auslöst. Die IC-Steuerung 130 geht dann in den Schutzmodus und schaltet den Leistungsschaltertransistor 135 ab. Durch die Bereitstellung des OVP-Erkennungsblocks 160 ist der Treiber 100 trotz der Auswirkungen des Stabilisierungsblocks 140 weiterhin in der Lage, einen OVP-Fehlerzustand zu erkennen und in den Schutzmodus zu wechseln.The OVP detection block 160 includes a zener diode 162 and a diode 164 which are reverse biased. When the voltage across the light-emitting element 300 increases, there is a corresponding increase in the voltage of the transformer auxiliary coil 132B. When the voltage on the transformer auxiliary coil 132B exceeds the breakdown voltage of the zener diode 162, current flows through the OVP detection block 160. This increases the voltage on the fault detection pin 147 until it triggers an OVP fault condition within the IC controller 130. The IC controller 130 then goes into protection mode and turns off the power switch transistor 135 . By providing the OVP detection block 160, despite the effects of the stabilization block 140, the driver 100 is still able to detect an OVP fault condition and enter protection mode.

Der Stromversorgungsblock 170 stellt sicher, dass die über den Vcc-Pin 149 der IC-Steuerung 130 zugeführte Leistung einen Nennpegel nicht überschreitet. Durch die Reduzierung des Verhältnisses der Wicklungen Nprimary/Nauxiliary innerhalb des Transformators 132 wird die Spannung an der Hilfsspule 132B erhöht. Daher umfasst der Stromversorgungsblock 170 einen Low-Dropout-Regler (LDO) 176, um die Spannung am Vcc-Pin 149 abwärts zu wandeln, so dass die IC-Steuerung 130 normal arbeiten kann.The power supply block 170 ensures that the power supplied to the IC controller 130 via the Vcc pin 149 does not exceed a nominal level. By reducing the ratio of windings N primary /N auxiliary within transformer 132, the voltage across auxiliary coil 132B is increased. Therefore, the power supply block 170 includes a low dropout regulator (LDO) 176 to step down the voltage on the Vcc pin 149 so that the IC controller 130 can operate normally.

Der Betrieb des Treibers 100 beim Betrieb als Abwärtswandler ist in den 5 und 6 dargestellt.The operation of driver 100 when operating as a buck converter is described in FIGS 5 and 6 shown.

Konkret zeigt 5 die Spannung VDS am Leistungsschalttransistor 135 von 4, die als MOSFET ausgeführt ist. Die Spannung VDS reicht von ca. 0V bis ca. 500V.Concrete shows 5 the voltage V DS across power switching transistor 135 from 4 , which is designed as a MOSFET. The voltage V DS ranges from about 0V to about 500V.

6 zeigt die Spannung V147 am Fehlererkennungspin 147 der IC-Steuerung 130. Die Spannung V147 liegt zwischen ca. 0V und 1V. Wie aus 6 ersichtlich ist, löst die Spannung am Fehlererkennungspin 147 keinen OVP-Fehlerzustand aus, wenn der Treiber 100 als Abwärtswandler arbeitet. Die IC-Steuerung 130 arbeitet weiterhin normal. 6 shows the voltage V 147 at the error detection pin 147 of the IC controller 130. The voltage V 147 is between approximately 0V and 1V. How out 6 As can be seen, the voltage on error detection pin 147 will not trigger an OVP error condition when driver 100 is operating as a buck converter. The IC controller 130 continues to operate normally.

Der Betrieb des Treibers 100 beim Betrieb als Aufwärtswandler ist in den 7 und 8 dargestellt.The operation of driver 100 when operating as a boost converter is described in FIGS 7 and 8th shown.

Insbesondere zeigt 7 die Spannung VDS über dem Leistungsschalttransistor 135 von 4. Die Spannung VDs liegt zwischen ca. 0V und 130V.In particular shows 7 the voltage V DS across the power switching transistor 135 from 4 . The voltage V Ds is between about 0V and 130V.

8 zeigt die Spannung V147 am Fehlererkennungspin 147 der IC-Steuerung 130. Die Spannung V147 liegt zwischen ca. 0V und 1V. Wie aus 8 ersichtlich ist, bleibt die Spannung am Fehlererkennungspin 147 so hoch, dass die IC-Steuerung 130 einen ZCD-Fehlerzustand nicht fälschlicherweise erkennt, wenn der Treiber 100 als Aufwärtswandler arbeitet. Die IC-Steuerung 130 arbeitet weiterhin normal. 8th shows the voltage V 147 at the error detection pin 147 of the IC controller 130. The voltage V 147 is between approximately 0V and 1V. How out 8th As can be seen, when driver 100 is operating as a boost converter, the voltage on fault detection pin 147 remains high enough that IC controller 130 does not falsely detect a ZCD fault condition. The IC controller 130 continues to operate normally.

In einigen Ausführungsformen können die Schalter und Transistoren innerhalb des Treibers 100, einschließlich des Leistungsschalttransistors 135 und der Schalter 155 und 165, als MOSFETs, wie beispielsweise n-Kanal-MOSFETs, vorgesehen sein. Alternative Designs können jedoch auch andere Transistortypen wie bipolare Sperrschichttransistoren (BJTs) verwenden, um diese Schalter zu implementieren.In some embodiments, the switches and transistors within driver 100, including power switching transistor 135 and switches 155 and 165, may be MOSFETs, such as n-channel MOSFETs. However, alternative designs may use other transistor types such as bipolar junction transistors (BJTs) to implement these switches.

In der dargestellten Ausführungsform ist die IC-Steuerung 130 mit einem IC implementiert, aber in alternativen Ausführungsformen können analoge Schaltungskomponenten zusätzlich oder anstelle eines ICs verwendet werden.In the illustrated embodiment, the IC controller 130 is implemented with an IC, but in alternate embodiments analog circuit components may be used in addition to or in place of an IC.

Obwohl 4 zeigt, dass der Treiber 100 ein lichtemittierendes Element 300 beinhaltet, kann das lichtemittierende Element 300 separat oder abnehmbar vom Treiber 100 bereitgestellt werden. So können beispielsweise an den ersten und zweiten Treiberausgängen 301, 302 Verbindungsmittel wie Steckdosen oder Klemmen vorgesehen werden, um ein separates lichtemittierendes Element 300 aufzunehmen.Although 4 12 shows that the driver 100 includes a light-emitting element 300, the light-emitting element 300 can be provided separately or detachably from the driver 100. FIG. For example, connection means such as sockets or terminals can be provided at the first and second driver outputs 301, 302 in order to accommodate a separate light-emitting element 300.

In Bezug auf die Ausführungsform von 4 wurde beschrieben, dass die Anzahl der Wicklungen in der Transformator-Hilfsspule 132B erhöht wird, um eine Reduzierung des Verhältnisses der Wicklungen Nprimary/Nauxiliary (Primär/Nebenschluss) zu erreichen. Es wird jedoch klar sein, dass die gleiche Reduzierung des Verhältnisses alternativ oder zusätzlich durch eine Verringerung der Anzahl der Wicklungen in der Primärspule 132A des Transformators erreicht werden könnte.Regarding the embodiment of 4 it was described that the number of windings in the transformer auxiliary coil 132B is increased in order to achieve a reduction in the winding ratio N primary /N auxiliary (primary/shunt). However, it will be appreciated that the same reduction in ratio could alternatively or additionally be achieved by reducing the number of windings in the transformer primary 132A.

Für einen Fachmann wird es offensichtlich sein, dass die dargestellte Ausführungsform nur ein Beispiel aus einer Vielzahl von Möglichkeiten darstellt. Daher sollten die hier diskutierten Ausführungsformen nicht als Einschränkung dieser Merkmale und Konfigurationen verstanden werden. Jede mögliche Kombination und Konfiguration der beschriebenen Merkmale kann entsprechend dem Umfang der Erfindung gewählt werden.It will be obvious to a person skilled in the art that the embodiment shown represents only one example of a large number of possibilities. Therefore, the embodiments discussed herein should not be construed as limiting these features and configurations. Any possible combination and configuration of the described features can be chosen according to the scope of the invention.

BezugszeichenlisteReference List

100100
Treiberdriver
101, 102101, 102
Erster und zweiter Eingang des TreibersFirst and second input of the driver
110110
BrückeBridge
110A,110B110A,110B
Brückenausgängebridge exits
120120
Eingangsfilterkondensatorinput filter capacitor
130130
Steuerung-ICControl IC
132A132A
Transformator PrimärspuleTransformer primary coil
132B132B
Transformator-HilfsspuleTransformer Auxiliary Coil
135135
Leistungsschalttransistorpower switching transistor
137137
Gate SteuersignalGate control signal
138138
Steuereingangcontrol input
139139
WiderstandResistance
140140
Stabilisierungsblockstabilization block
141141
Kondensatorcapacitor
142142
Erster SpannungsteilungswiderstandFirst voltage dividing resistor
143143
Zenerdiodezener diode
144144
Zweiter SpannungsteilungswiderstandSecond voltage dividing resistor
146146
WiderstandResistance
147147
Fehlererkennungspinerror detection pin
148148
Diodediode
149149
Vcc-SpannungVcc voltage
150150
Umwandlungssignalisierungseinheitconversion signaling unit
155155
SchalterSwitch
160160
Überspannungsschutz (OVP) ErkennungsblockOver Voltage Protection (OVP) detection block
162162
Zenerdiodezener diode
164164
Diodediode
165165
SchalterSwitch
170170
Steuerungsstromversorgungsblockcontrol power supply block
171171
WiderstandResistance
172172
Diodediode
174174
Kondensatorcapacitor
176176
Low Drop-Out-Regler (LDO)Low Drop Out Regulator (LDO)
178178
Kondensatorcapacitor
180180
Filterkondensatorfilter capacitor
185185
Freilaufdiodefreewheeling diode
300300
Lichtemittierendes Elementlight emitting element
301301
Erster TreiberausgangFirst driver output
302302
Zweiter TreiberausgangSecond driver output

Claims (9)

Treiber (100) für ein Beleuchtungsmodul, umfassend: - Eingänge (101, 102) zum Aufnehmen einer Versorgungsspannung von einer Eingangseinheit (200); - Treiberausgänge (301, 302) zur Stromversorgung, um ein lichtemittierendes Element (300) zur Erzeugung von Licht zu bewirken; - einen Leistungsschalttransistor (135) zum Steuern der den Treiberausgängen (301, 302) zugeführten Leistung; - eine Steuerung (130) zum Steuern des Leistungsschalttransistors (135), um den Treiber (100) abwechselnd als Aufwärtswandler oder als Abwärtswandler in Abhängigkeit von der Versorgungsspannung zu betreiben; wobei die Steuerung (130) einen Fehlererkennungseingang (147) umfasst, der angepasst ist, sowohl einen Fehlerzustand der Nullstromerkennung (ZCD) als auch einen Fehlerzustand des Überspannungsschutzes (OVP) zu erfassen; gekennzeichnet durch - einen Stabilisierungsblock (140), um zu verhindern, dass der OVP-Fehlerzustand fälschlicherweise ausgelöst wird, wenn der Treiber (100) als Abwärtswandler betrieben wird.Driver (100) for a lighting module, comprising: - inputs (101, 102) for receiving a supply voltage from an input unit (200); - driver outputs (301, 302) for power supply to cause a light emitting element (300) to generate light; - a power switching transistor (135) for controlling the power supplied to the driver outputs (301, 302); - a controller (130) for controlling the power switching transistor (135) to operate the driver (100) alternately as a boost converter or as a buck converter depending on the supply voltage; wherein the controller (130) comprises a fault detection input (147) adapted to detect both a zero current detection (ZCD) fault condition and an over voltage protection (OVP) fault condition; characterized by - a stabilization block (140) to prevent the OVP fault condition from being falsely triggered when the driver (100) is operated as a buck converter. Treiber (100) nach Anspruch 1, wobei der Stabilisierungsblock (140) verhindert, dass der ZCD-Fehlerzustand fälschlicherweise ausgelöst wird, wenn der Treiber (100) als Aufwärtswandler betrieben wird.Driver (100) after claim 1 wherein the stabilization block (140) prevents the ZCD fault condition from being falsely triggered when the driver (100) is operated as a boost converter. Treiber (100) nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend einen Transformator (132A, 132B), der mit dem Leistungsschalttransistor (135) und den Treiberausgängen (301, 302) derart verbunden ist, dass der Leistungsschalttransistor (135) die vom Transformator (132A, 132B) den Treiberausgängen (301, 302) zugeführte Leistung steuert.Driver (100) after claim 1 or 2 , further comprising a transformer (132A, 132B) connected to the power switching transistor (135) and the driver outputs (301, 302) such that the power switching transistor (135) supplies the power from the transformer (132A, 132B) to the driver outputs (301, 302 ) supplied power controls. Treiber (100) nach einem früheren Anspruch, ferner umfassend eine Umwandlungssignalisierungseinheit (150), - wobei die Umwandlungssignalisierungseinheit (150) ein Abwärtssignal erzeugt, um den Treiber (100) dazu zu bringen, als Abwärtswandler zu arbeiten, und/oder - wobei die Umwandlungssignalisierungseinheit (150) ein Aufwärtssignal erzeugt, um den Treiber (100) dazu zu bringen, als Aufwärtswandler zu arbeiten.A driver (100) according to any preceding claim, further comprising a conversion signaling unit (150), - wherein the conversion signaling unit (150) generates a down signal to cause the driver (100) to operate as a down converter, and/or - wherein the conversion signaling unit (150) generates an up-signal to cause the driver (100) to operate as an up-converter. Treiber (100) nach einem früheren Anspruch, wobei der Treiber (100) mit der als ECG vorgesehenen Eingangseinheit (200) kompatibel ist und wobei der Treiber (100) auch mit der als Wechselstromnetzleitung vorgesehenen Eingangseinheit (200) kompatibel ist.The driver (100) of any preceding claim, wherein the driver (100) is compatible with the ECG input unit (200) and wherein the driver (100) is also compatible with the AC power line input unit (200). Treiber (100) nach einem früheren Anspruch, ferner umfassend einen OVP-Erkennungsblock (160), um den Stabilisierungsblock (140) zu übersteuern und den OVP-Fehlerzustand am Fehlererkennungseingang (147) zu erkennen, wenn der OVP-Fehlerzustand tatsächlich eintritt.The driver (100) of any preceding claim, further comprising an OVP detection block (160) to override the stabilization block (140) and detect the OVP fault condition at the fault detection input (147) when the OVP fault condition actually occurs. Treiber (100) nach einem früheren Anspruch, ferner umfassend einen Stromversorgungsblock (170), der der Steuerung (130) eine Vcc-Spannung (149) zuführt, wobei der Stromversorgungsblock (170) einen Low Drop-Out-Regler (LDO, 176) zum Begrenzen der Vcc-Spannung (149) umfasst.The driver (100) of any preceding claim, further comprising a power supply block (170) supplying a Vcc voltage (149) to the controller (130), the power supply block (170) including a low drop-out regulator (LDO, 176) for limiting the Vcc voltage (149). Verfahren zum Steuern eines Treibers (100) für ein lichtemittierendes Element (300), wobei das Verfahren umfasst: - Bereitstellen einer mit dem Treiber (100) gekoppelten Eingangseinheit (200), wobei die Eingangseinheit (200) eine Versorgungsspannung erzeugt; und - in einer Steuerung (130) das Erfassen eines Spannungspegels, der dem lichtemittierenden Element (300) zugeführt wird, wobei die Steuerung (130) einen Fehlererkennungseingang (147) zum Erfassen eines OVP-Fehlerzustands und eines ZCD-Fehlerzustands umfasst; und - Betreiben der Steuerung (130), um den Treiber (100) in Abhängigkeit vom Spannungspegel abwechselnd entweder als Abwärtswandler oder als Aufwärtswandler zu betreiben, ohne den OVP-Fehlerzustand bzw. den ZCD-Fehlerzustand falsch auszulösen.A method of controlling a driver (100) for a light emitting element (300), the method comprising: - Providing an input unit (200) coupled to the driver (100), the input unit (200) generating a supply voltage; and - in a controller (130), detecting a voltage level applied to the light emitting element (300), the controller (130) comprising a fault detection input (147) for detecting an OVP fault condition and a ZCD fault condition; and - operating the controller (130) to alternately operate the driver (100) as either a buck converter or a boost converter depending on the voltage level without falsely tripping the OVP fault condition or the ZCD fault condition, respectively. Beleuchtungsmodul mit einem Treiber (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und einem lichtemittierenden Element (300), wobei das lichtemittierende Element (300) mit den Treiberausgängen (301, 302) des Treibers (100) gekoppelt ist.Lighting module with a driver (100) according to one of Claims 1 until 6 and a light emitting element (300), the light emitting element (300) being coupled to the driver outputs (301, 302) of the driver (100).
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