DE102020132732A1 - Low-voltage supply in operating devices for lamps - Google Patents

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Reimar Klotz
Jakob Maldoner
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltung zur Niedervolt-Spannungsversorgung einer integrierten Schaltung eines Betriebsgeräts für Leuchtmittel, umfassend: einen Speicherkondensator; und wobei der Schaltung eine von einer AC Spannung abgeleitete Versorgungsspannung zugeführt ist, und die Schaltung dazu ausgebildet ist, an dem Speicherkondensator eine geregelte Ausgangsspannung bereitzustellen. Die Schaltung ist ferner ausgebildet, in einem ersten Temperaturbereich, in welchem eine Temperatur der Schaltung und insbesondere des Speicherkondensators, kleiner als ein Schwellwert ist, eine höhere Ausgangsspannung bereitzustellen als in einem zweiten Temperaturbereich, der höher als der erste Temperaturbereich ist.

Figure DE102020132732A1_0000
The present invention relates to a circuit for the low-voltage power supply of an integrated circuit of an operating device for lighting means, comprising: a storage capacitor; and wherein the circuit is supplied with a supply voltage derived from an AC voltage, and the circuit is designed to provide a regulated output voltage at the storage capacitor. The circuit is also designed to provide a higher output voltage in a first temperature range in which a temperature of the circuit and in particular of the storage capacitor is lower than a threshold value than in a second temperature range that is higher than the first temperature range.
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Description

1. Gebiet der Erfindung1. Field of the Invention

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der sogenannten Niedervoltversorgung, auch Niedervolt-Spannungsversorgung genannt, insbesondere für Leuchtmittel-Betriebsgeräte, wie beispielsweise elektronische Vorschaltgeräte für Treiber von LED-Modulen (LEDs, OLEDs).The present invention relates to the field of the so-called low-voltage supply, also known as low-voltage power supply, in particular for lamp operating devices, such as electronic ballasts for drivers of LED modules (LEDs, OLEDs).

2. Hintergrund2. Background

Eine Niedervoltversorgung ist eine Schaltungsanordnung mittels der in einem Betriebsgerät eine DC-Spannungsversorgung in einem Spannungsbereich erzeugt werden kann, der für die Versorgungsspannung von (aktiven) elektronischen Bauteilen (integrierten Schaltungen, Mikrocontrollern, ASICs etc.) geeignet ist. Typischerweise liegen diese DC-Versorgungsspannungen in einem Bereich von unter 15 Volt DC.A low-voltage supply is a circuit arrangement that can be used to generate a DC voltage supply in an operating device in a voltage range that is suitable for the supply voltage of (active) electronic components (integrated circuits, microcontrollers, ASICs, etc.). Typically, these DC supply voltages range below 15 volts DC.

Häufig ist es eine Anforderung an LED-Treiber bei Innenraum-Anwendungen auch bei Temperaturen von zirka -25°C und bei Außenanwendungen bei zirka -40°C zu starten. Eine der kritischen Baugruppen ist bei diesen Temperaturen die Niedervoltversorgung. In der Niedervoltversorgung wird Energie zumeist in einem Elektrolytkondensator am Ausgang der Schaltung gespeichert. Dieser hat jedoch die Eigenschaft, dass bei tiefen Temperaturen sein äquivalenter Serienwiderstand (ESR), auch Ersatzwiderstand genannt, stark ansteigt. Infolgedessen erhöht sich ein Rippel auf der Niedervoltspannung, die an dem Kondensator anliegt. Dieser Spannungsrippel kann so groß werden, dass die Niedervoltspannung unter den Schwellwert der zu versorgenden Bauteile fällt. Um dies zu verhindern können mehrere Kondensatoren parallel geschaltet werden. Durch das Parallelschalten von Kondensatoren erhöht sich jedoch der Bauteilaufwand. Die eigentlich benötigte Kapazität, um den Spannungsrippel bei Raumtemperatur klein zu halten, kann relativ klein gewählt werden. Wird die Niedervoltspannung erhöht, erhöhen sich auch die Verluste in den zu versorgenden Verbrauchern.It is often a requirement for LED drivers for indoor applications to start at temperatures of around -25°C and for outdoor applications at around -40°C. One of the critical assemblies at these temperatures is the low-voltage supply. In the low-voltage supply, energy is mostly stored in an electrolytic capacitor at the output of the circuit. However, this has the property that its equivalent series resistance (ESR), also known as equivalent resistance, increases sharply at low temperatures. As a result, a ripple increases on the low-voltage applied to the capacitor. This voltage ripple can become so large that the low-voltage voltage falls below the threshold value of the components to be supplied. To prevent this, several capacitors can be connected in parallel. However, connecting capacitors in parallel increases the component complexity. The capacitance actually required to keep the voltage ripple small at room temperature can be chosen to be relatively small. If the low-voltage voltage increases, the losses in the consumers to be supplied also increase.

Daher ist in der Niedervoltversorgung typischerweise ein Speicherkondensator vorgesehen, dessen Temperatureigenschaften derart sind, dass ein von ihm zu filternder Rippel bei sehr niedrigen Temperaturen ggf. nicht mehr ausreichend gefiltert werden kann. Wenn nunmehr die Niedervoltversorgung eine Versorgungsspannung mit oder knapp oberhalb eines Nennwerts von beispielsweise 12 Volt an einen Mikrocontroller oder ASIC (als Beispiel für eine Controller) ausgibt, kann das Problem auftreten, dass in bestimmten Tälern des Spannungsrippels ein Mindestwert der Versorgungsspannung des Controllers unterschritten wird, wodurch der Controller nicht mehr ausreichend versorgt wird und somit in einen definierten oder „Abschalt/Lockdown-Zustand geraten kann.A storage capacitor is therefore typically provided in the low-voltage supply, the temperature properties of which are such that a ripple to be filtered by it may no longer be adequately filtered at very low temperatures. If the low-voltage supply now outputs a supply voltage at or just above a nominal value of, for example, 12 volts to a microcontroller or ASIC (as an example for a controller), the problem can arise that the supply voltage of the controller falls below a minimum value in certain troughs of the voltage ripple, whereby the controller is no longer sufficiently supplied and can thus enter a defined or "shutdown/lockdown" state.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Niedertemperaturverhalten einer Niedervoltversorgung zu verbessern.It is therefore an object of the present invention to improve the low-temperature behavior of a low-voltage supply.

Diese und andere Aufgaben, die beim Lesen der folgenden Beschreibung noch genannt werden oder vom Fachmann erkannt werden können, werden durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der vorliegenden Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.These and other objects that may be mentioned or recognized by a person skilled in the art upon reading the following description are solved by the subject matter of the independent claims. The dependent claims develop the central idea of the present invention in a particularly advantageous manner.

3. Ausführliche Beschreibung der Erfindung3. Detailed Description of the Invention

Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Schaltung zur Niedervolt-Spannungsversorgung einer integrierten Schaltung eines Betriebsgeräts für Leuchtmittel. Die Schaltung umfasst einen Speicherkondensator und der Schaltung ist eine von einer AC Spannung abgeleitete Versorgungsspannung zugeführt. Ferner ist die Schaltung dazu ausgebildet, an dem Speicherkondensator eine rückführ-geregelte Ausgangsspannung bereitzustellen und in einem ersten Temperaturbereich, in welchem eine Temperatur der Schaltung und insbesondere des Speicherkondensators, kleiner als ein Schwellwert ist, eine höhere Ausgangsspannung bereitzustellen als in einem zweiten Temperaturbereich, der höher als der erste Temperaturbereich ist.According to a first aspect, the invention relates to a circuit for the low-voltage power supply of an integrated circuit of an operating device for lighting means. The circuit includes a storage capacitor and the circuit is supplied with a supply voltage derived from an AC voltage. Furthermore, the circuit is designed to provide a feedback-regulated output voltage at the storage capacitor and to provide a higher output voltage in a first temperature range in which a temperature of the circuit and in particular of the storage capacitor is lower than a threshold value than in a second temperature range that is higher than the first temperature range.

Dies hat den Vorteil, dass auch bei sehr niedrigen Temperaturen von beispielsweise unter -20 Grad Celsius sichergestellt werden kann, dass auch die Täler der Rippelwelligkeit nicht den Mindestwert für die Versorgungsspannung unterschreiten und somit ein Abschalten des Controllers verhindert wird.This has the advantage that even at very low temperatures, for example below -20 degrees Celsius, it can be ensured that the valleys of the ripple ripple do not fall below the minimum value for the supply voltage, thus preventing the controller from being switched off.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Schaltung ferner einen temperaturabhängigen Widerstand, welcher in einem Rückführpfad für ein die Ausgangsspannung wiedergebendes Signal zu der Niederspannungsversorgung angeordnet ist.According to one embodiment, the circuit further comprises a temperature-dependent resistor, which is arranged in a return path for a signal representing the output voltage to the low-voltage supply.

Dies hat den Vorteil, dass durch einen temperaturabhängigen Widerstand eine Erhöhung der Niedervoltspannung realisiert werden kann und somit durch eine temporäre Erhöhung der Niedervoltspannung ein höherer Rippel ausgeglichen werden kann. Ferner hat dies den Vorteil, dass während einer Startphase des Betriebs des Konverters selektiv der Sollwert für die Versorgungsspannung, die durch eine Regelschleife geregelt ist, hoch gesetzten wird.This has the advantage that the low-voltage can be increased by a temperature-dependent resistor, and a higher ripple can thus be compensated for by a temporary increase in the low-voltage. Furthermore, this has the advantage that during a starting phase of the operation of the converter, the desired value for the supply voltage, which is regulated by a control loop, is selectively increased.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Widerstand ein Kaltleiter oder ein Heißleiter und der Widerstand derart angeordnet ist, dass er im Wesentlichen die gleiche Temperatur wie der Speicherkondensator erfährt.According to one embodiment, the resistor is a PTC thermistor or a thermistor and the resistor is arranged such that it experiences essentially the same temperature as the storage capacitor.

Dies hat den Vorteil, dass durch einen temperaturabhängigen Widerstand eine Erhöhung der Niedervoltspannung realisiert werden kann und somit durch eine temporäre Erhöhung der Niedervoltspannung ein höherer Rippel ausgeglichen werden kann.This has the advantage that the low-voltage can be increased by a temperature-dependent resistor, and a higher ripple can thus be compensated for by a temporary increase in the low-voltage.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Schaltung ausgebildet, die Ausgangsspannung zeitabhängig, bspw. in einem Zeitraum zwischen 10 Sekunden und einer Minute, vorzugsweise zwischen 20 Sekunden und 50 Sekunden, nach Start eines Betriebs der Schaltung, zu erhöhen.According to one embodiment, the circuit is designed to increase the output voltage as a function of time, for example in a period of between 10 seconds and one minute, preferably between 20 seconds and 50 seconds, after the start of operation of the circuit.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Schaltung ferner eine Klemm-Diode („Clamping-Diode“), wobei die Clamping-Diode ausgebildet ist, ein Überschreiten eines Schwellwerts der Ausgangsspannung zu verhindern.According to one specific embodiment, the circuit also includes a clamping diode (“clamping diode”), the clamping diode being designed to prevent the output voltage from exceeding a threshold value.

Dies hat den Vorteil, dass die Schaltung vor einer Überspannung geschützt wird.This has the advantage that the circuit is protected against overvoltage.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Schaltung einen zu dem Speicherkondensator in Serie angeordneten Widerstand.According to one embodiment, the circuit comprises a resistor arranged in series with the storage capacitor.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Speicherkondensator ein Elektrolytkondensator.According to one embodiment, the storage capacitor is an electrolytic capacitor.

Dies hat den Vorteil, dass Elektrolytkondensatoren eine höhere Kapazität für ein bestimmtes Volumen als andere Kondensatortechnologien bieten. Ferner können richtig spezifizierte Elektrolytkondensatoren in anspruchsvollen Industrieanwendungen eine Lebensdauer von mehr als 20 Jahren erreichen.This has the advantage that electrolytic capacitors offer higher capacitance for a given volume than other capacitor technologies. Furthermore, properly specified electrolytic capacitors can achieve lifetimes in excess of 20 years in demanding industrial applications.

Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Betriebsgerät für Leuchtmittel, aufweisend eine Schaltung nach dem ersten Aspekt und wenigstens eine von dieser versorgten Steuereinheit.According to a second aspect, the invention relates to an operating device for lighting means, having a circuit according to the first aspect and at least one control unit supplied by this.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinheit ein Mikrokontroller oder ein ASIC.According to one embodiment, the control unit is a microcontroller or an ASIC.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Betriebsgerät eine aktiv getaktete PFC-Schaltung auf, wobei die Ausgangsspannung der PFC-Schaltung die Versorgungsspannung der Schaltung zur Niedervolt-Spannungsversorgung einer integrierten Schaltung darstellt.According to one embodiment, the operating device has an actively clocked PFC circuit, the output voltage of the PFC circuit representing the supply voltage of the circuit for the low-voltage power supply of an integrated circuit.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Betriebsgerät einen von der Ausgangsspannung der PFC-Schaltung versorgten primärseitig getakteten isolierten oder nicht isolierten DC/DC Konverter zur Versorgung eines Leuchtmittels auf.According to one embodiment, the operating device has an insulated or non-insulated DC/DC converter, which is clocked on the primary side and is supplied by the output voltage of the PFC circuit, for supplying a light source.

Dies hat den Vorteil, dass der Leistungsfaktor erhöht wird und die harmonischen Verzerrungen verbessert werden.This has the advantage of increasing the power factor and improving harmonic distortion.

Gemäß einer Ausführungsform ist bei dem Betriebsgerät die Schaltung zur Niedervolt-Spannungsversorgung einer integrierten Schaltung auf der Primärseite des isolierten Konverters angeordnet.According to one embodiment, the circuit for the low-voltage power supply of an integrated circuit is arranged on the primary side of the insulated converter in the operating device.

Gemäß einer Ausführungsform des Betriebsgeräts ist die Schaltung zur Niedervolt-Spannungsversorgung einer integrierten Schaltung auf der Sekundärseite des isolierten Konverters angeordnet.According to one embodiment of the operating device, the circuit for the low-voltage power supply of an integrated circuit is arranged on the secondary side of the insulated converter.

Gemäß einer Ausführungsform des Betriebsgeräts ist die Steuereinheit eine Steuereinheit zur Taktung eines Schalters und/oder ist die Steuereinheit zur Kommunikation mit einer Schnittstelle des Betriebsgeräts ausgelegt.According to one embodiment of the operating device, the control unit is a control unit for clocking a switch and/or the control unit is designed for communication with an interface of the operating device.

Gemäß einem dritten Aspekts betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Niedervolt-Spannungsversorgung einer integrierten Schaltung eines Betriebsgeräts für Leuchtmittel mittels einer Schaltung, umfassend: Zuführen einer von einer AC oder DC Spannung abgeleitete Versorgungsspannung einer Schaltung; Bereitstellen einer geregelten Ausgangsspannung an einem Speicherkondensator; wobei die Schaltung ausgebildet ist, in einem ersten Temperaturbereich, in welchem eine Temperatur der Schaltung und insbesondere des Speicherkondensators, kleiner als ein Schwellwert ist, eine höhere Ausgangsspannung bereitzustellen als in einem zweiten Temperaturbereich, der höher als der erste Temperaturbereich ist.According to a third aspect, the invention relates to a method for the low-voltage power supply of an integrated circuit of an operating device for lighting means by means of a circuit, comprising: supplying a circuit with a supply voltage derived from an AC or DC voltage; providing a regulated output voltage across a storage capacitor; wherein the circuit is designed to provide a higher output voltage in a first temperature range in which a temperature of the circuit and in particular of the storage capacitor is lower than a threshold value than in a second temperature range that is higher than the first temperature range.

Figurenlistecharacter list

Nachfolgend wird eine kurze Beschreibung der Figuren gegeben. Darin zeigt:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Schaltung zur Niedervolt-Spannungsversorgung einer integrierten Schaltung eines Betriebsgeräts für Leuchtmittel gemäß einer bevorzugten Ausführungsform; und
  • 2 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Niedervolt-Spannungsversorgung einer integrierten Schaltung eines Betriebsgeräts für Leuchtmittel mittels einer Schaltung gemäß einer Ausführungsform.
A brief description of the figures is given below. It shows:
  • 1 a schematic representation of a circuit for the low-voltage power supply of an integrated circuit of an operating device for lamps according to a preferred embodiment; and
  • 2 a schematic representation of a method for the low-voltage supply of an integrated circuit of an operating device for lamps by means of a circuit according to one embodiment.

5. Detaillierte Beschreibung5. Detailed description

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Schaltung 101 zur Niedervolt-Spannungsversorgung einer integrierten Schaltung eines Betriebsgeräts 100 für Leuchtmittel 116 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform. 1 shows a schematic representation of a circuit 101 for the low-voltage power supply of an integrated circuit of an operating device 100 for lighting means 116 according to a preferred embodiment.

Die dargestellte Schaltung 101 wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausgehend von der Ausgangsspannung einer PFC- Schaltung gespeist. Diese Ausgangsspannung weist typischerweise eine Rippel bspw. der Frequenz einer gleichgerichteten Netzspannung auf.According to this exemplary embodiment, the circuit 101 shown is fed starting from the output voltage of a PFC circuit. This output voltage typically has a ripple, for example the frequency of a rectified mains voltage.

Die Schaltung 101 kann indessen auch ausgehend von anderen DC-Spannungen in einem Betriebsgerät für Leuchtmittel abgeleitet werden, insbesondere solchen, die mit einem Rippel behaftet sind. Bevorzugt wird die Schaltung 101 ausgehend von einer Spannung auf der Primärseite eines isolierten oder nicht isolierten DC/DC Konverters zur Versorgung eines Leuchtmittels versorgt.However, the circuit 101 can also be derived from other DC voltages in an operating device for lighting means, in particular those that are subject to ripple. The circuit 101 is preferably supplied from a voltage on the primary side of an isolated or non-insulated DC/DC converter for supplying a light source.

Die Schaltung 101 umfasst einen Speicherkondensator 106, wobei der Schaltung 101 eine von einer AC Spannung abgeleitete Versorgungsspannung zugeführt ist, und die Schaltung 101 dazu ausgebildet ist, an dem Speicherkondensator 106 eine geregelte Ausgangsspannung bereitzustellen. Ferner ist die Schaltung 101 ausgebildet, in einem ersten Temperaturbereich, in welchem eine Temperatur der Schaltung 101 und insbesondere des Speicherkondensators 106, kleiner als ein Schwellwert ist, eine höhere Ausgangsspannung bereitzustellen als in einem zweiten Temperaturbereich, der höher als der erste Temperaturbereich ist.Circuit 101 includes a storage capacitor 106, circuit 101 being supplied with a supply voltage derived from an AC voltage, and circuit 101 being designed to provide a regulated output voltage at storage capacitor 106. Furthermore, the circuit 101 is designed to provide a higher output voltage in a first temperature range in which a temperature of the circuit 101 and in particular of the storage capacitor 106 is lower than a threshold value than in a second temperature range that is higher than the first temperature range.

In einer Ausführungsform wird während einer Startphase des Betriebs des Konverters selektiv der Sollwert für die Versorgungsspannung, die durch eine Regelschleife geregelt ist, hoch gesetzt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass ein temperaturabhängiger Widerstand 110 den Sollwert oder den Rückführwert der Regelschleife der Niedervoltversorgung 109 verändert.In one embodiment, during a start-up phase of the operation of the converter, the setpoint for the supply voltage, which is regulated by a control loop, is selectively set high. This can be done, for example, by a temperature-dependent resistor 110 changing the desired value or the feedback value of the control loop of the low-voltage supply 109 .

Vorzugsweise ist dabei der temperaturabhängige Widerstand 110 so angeordnet, dass er im Wesentlichen die gleiche Temperatur wie der genannte Speicherkondensator 106 erfährt.In this case, the temperature-dependent resistor 110 is preferably arranged in such a way that it essentially experiences the same temperature as the named storage capacitor 106 .

Mit zunehmenden Betrieb von beispielsweise einer Zeitdauer zwischen 10 Sekunden und 1 Minute wird sich der Rippel am Speicherkondensator 106 verringern.With increasing operation, for example between 10 seconds and 1 minute, the ripple on the storage capacitor 106 will decrease.

Mit zunehmender Erwärmung verringert sich der serielle Widerstand 105 des Kondensators und die Welligkeit nimmt wieder ab. Somit kann also vorgesehen sein, dass die Erhöhung der Versorgungsspannung auf einen zeitlichen Bereich zwischen 10 Sekunden und einer Minute, vorzugsweise zwischen 20 Sekunden bis 50 Sekunden beschränkt ist. Vorzugsweise ist diese Erhöhung der Versorgungsspannung für einen Kaltstart derart ausgelegt, dass sie nur aktiv ist, bis sich die Temperatur an dem Speicherkondensator um 20 Grad relativ oder über einer Temperatur von beispielsweise -20 Grad (absolut) erhöht hat.As the temperature increases, the series resistance 105 of the capacitor decreases and the ripple decreases again. It can thus be provided that the increase in the supply voltage is limited to a time range between 10 seconds and one minute, preferably between 20 seconds and 50 seconds. This increase in the supply voltage for a cold start is preferably designed such that it is only active until the temperature at the storage capacitor has increased by 20 degrees relative or above a temperature of, for example -20 degrees (absolute).

In der Schaltung 101 können ferner sogenannte Clamping-Dioden 107 vorgesehen sein, die dafür sorgen, dass nicht ungewollt die Versorgungsspannung einen vorgegebenen Bereich überschreitet. Bei einem Überschreiten ziehen diese Clamping-Dioden 107 einen zusätzlichen Strom aus dem Speicherkondensator 106, was zur Erwärmung des Speicherkondensators 106 beiträgt.So-called clamping diodes 107 can also be provided in the circuit 101, which ensure that the supply voltage does not unintentionally exceed a predetermined range. If it is exceeded, these clamping diodes 107 draw an additional current from the storage capacitor 106, which contributes to the heating of the storage capacitor 106.

Durch eine temporäre Erhöhung der Niedervoltspannung kann der höhere Rippel ausgeglichen werden. Diese Erhöhung der Niedervoltspannung kann z.B. durch den temperaturabhängigen Widerstand 110 realisiert werden. Hat sich das Gerät dann erwärmt, steigt durch die Verluste im Gerät die Temperatur und die Niedervoltspannung kann dann wieder absinken.The higher ripple can be compensated for by temporarily increasing the low-voltage voltage. This increase in the low-voltage voltage can be implemented, for example, by the temperature-dependent resistor 110. If the device has then heated up, the temperature rises due to the losses in the device and the low-voltage voltage can then drop again.

Vorzugsweise ist die Niedervoltversorgungsspannung 109 eine LVPS („Low-Voltage-Power-Supply“) und liefert im Normalfall z.B. 12V. Bei tiefen Temperaturen kann ein Feedback 113 manipuliert werden, so dass die Niedervoltversorgungsspannung 109 eine leicht erhöhte Spannung liefert (z.B. 15V). Viele Komponenten können ein Unterspannungs-Lockout aufweisen. Um zu verhindern, dass bei tiefen Temperauren dieser erreicht wird, kann die Kapazität des Speicherkondensators 106 dementsprechend groß gewählt werden, bzw. ein Elektrolytkondensator (Elko) mit niederem äquivalenten seriellen Widerstand 105 (ESR, Hybrid Elko) gewählt werden.The low-voltage supply voltage 109 is preferably an LVPS (“low-voltage power supply”) and normally supplies 12V, for example. At low temperatures, a feedback 113 can be manipulated so that the low-voltage supply voltage 109 supplies a slightly increased voltage (e.g. 15V). Many components can exhibit undervoltage lockout. In order to prevent this from being reached at low temperatures, the capacitance of the storage capacitor 106 can be selected to be correspondingly large, or an electrolytic capacitor (Elko) with a low equivalent series resistance 105 (ESR, Hybrid Elko) can be selected.

Vorzugsweise sind bei einem 15V-Betrieb einige Clamping Dioden 107, die vor Überspannung schützen, vorgesehen. Sollte das Clamping aktiv werden/leiten, kann durch das Klemmen ein kleiner Teil der LVPS 15V-Spannung kurzgeschlossen und der kritische Elko hat kurzzeitig eine größere Last. Dies führt dazu, dass der Elko sich erhitzt und das Problem des zu hohen ESR sich von selbst löst.A few clamping diodes 107, which protect against overvoltage, are preferably provided for 15V operation. Should the clamping become active/conductive, a small part of the LVPS 15V voltage can be short-circuited by the clamping and the critical electrolytic capacitor has a larger load for a short time. This causes the e-cap to heat up and the problem of the too high ESR solving itself.

Das Betriebsgerät 100 für Leuchtmittel 116 weist die Schaltung 101 und wenigstens eine von dieser versorgten Steuereinheit 112 auf. Die Steuereinheit 112 kann ein Mikrokontroller oder ein ASIC sein.The operating device 100 for lighting means 116 has the circuit 101 and at least one control unit 112 supplied by this. The control unit 112 can be a microcontroller or an ASIC.

Ferner kann das Betriebsgerät 100 eine aktiv getaktete PFC-Schaltung 103 aufweisen, wobei die Ausgangsspannung der PFC-Schaltung 103 die Versorgungsspannung der Schaltung 101 zur Niedervolt-Spannungsversorgung der integrierten Schaltung darstellt.Furthermore, the operating device 100 can have an actively clocked PFC circuit 103, the output voltage of the PFC circuit 103 representing the supply voltage of the circuit 101 for the low-voltage voltage supply of the integrated circuit.

Beispielsweise ist die Schaltung 100 zur Niedervolt-Spannungsversorgung der integrierten Schaltung auf der Primärseite des isolierten Konverters 104 angeordnet.For example, the circuit 100 for the low-voltage power supply of the integrated circuit is arranged on the primary side of the isolated converter 104 .

Alternative kann die Schaltung zur Niedervolt-Spannungsversorgung der integrierten Schaltung auch auf der Sekundärseite des isolierten Konverters 104 angeordnet sein.Alternatively, the circuit for the low-voltage voltage supply of the integrated circuit can also be arranged on the secondary side of the isolated converter 104 .

Das Betriebsgerät 100 kann ferner eine Schnittstelle 111 umfassen, wobei die Steuereinheit 112 zur Taktung eines Schalters ist und/oder zur Kommunikation mit der Schnittstelle 111 des Betriebsgerät 100 ausgelegt ist.The operating device 100 can also include an interface 111 , the control unit 112 being designed to clock a switch and/or to communicate with the interface 111 of the operating device 100 .

Das Betriebsgerät 100 kann ferner einen Elektromagnetischen-Interferenz (EMI) Filter und einen Gleichrichter 102 umfassen.The operating device 100 may further include an electromagnetic interference (EMI) filter and a rectifier 102 .

Weiterhin können auf der sekundären Seite des Betriebsgeräts 100 eine Einheit zum Abtasten und Gleichrichten des Stroms 114 sowie eine Filtereinheit 115 angeordnet sein.Furthermore, a unit for sampling and rectifying the current 114 and a filter unit 115 can be arranged on the secondary side of the operating device 100 .

2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 200 zur Niedervolt-Spannungsversorgung einer integrierten Schaltung eines Betriebsgeräts 100 für Leuchtmittel 116 mittels einer Schaltung 101 gemäß einer Ausführungsform. 2 shows a schematic representation of a method 200 for the low-voltage power supply of an integrated circuit of an operating device 100 for lighting means 116 by means of a circuit 101 according to an embodiment.

Das Verfahren 200 zur Niedervolt-Spannungsversorgung umfasst die folgenden Schritte:

  • - Zuführen 201 einer von einer AC oder DC Spannung abgeleitete Versorgungsspannung einer Schaltung 101;
  • - Bereitstellen 202 einer geregelten Ausgangsspannung an einem Speicherkondensator 106, wobei die Schaltung 101 ausgebildet ist, in einem ersten Temperaturbereich, in welchem eine Temperatur der Schaltung und insbesondere des Speicherkondensators 106, kleiner als ein Schwellwert ist, eine höhere Ausgangsspannung bereitzustellen als in einem zweiten Temperaturbereich, der höher als der erste Temperaturbereich ist.
The method 200 for low-voltage power supply includes the following steps:
  • - Supplying 201 a supply voltage derived from an AC or DC voltage to a circuit 101;
  • - Providing 202 a regulated output voltage at a storage capacitor 106, the circuit 101 being designed to provide a higher output voltage in a first temperature range in which a temperature of the circuit and in particular of the storage capacitor 106 is lower than a threshold value than in a second temperature range , which is higher than the first temperature range.

Claims (15)

Schaltung (101) zur Niedervolt-Spannungsversorgung einer integrierten Schaltung eines Betriebsgeräts (100) für Leuchtmittel (116), umfassend: - einen Speicherkondensator (106); - wobei der Schaltung (101) eine von einer AC Spannung abgeleitete Versorgungsspannung zugeführt ist, und die Schaltung (101) dazu ausgebildet ist, an dem Speicherkondensator (106) eine rückführ-geregelte Ausgangsspannung bereitzustellen dadurch gekennzeichnet, dass: - die Schaltung (101) ausgebildet ist, in einem ersten Temperaturbereich, in welchem eine Temperatur der Schaltung (101) und insbesondere des Speicherkondensators (106), kleiner als ein Schwellwert ist, eine höhere Ausgangsspannung bereitzustellen als in einem zweiten Temperaturbereich, der höher als der erste Temperaturbereich ist.Circuit (101) for the low-voltage power supply of an integrated circuit of an operating device (100) for lighting means (116), comprising: - a storage capacitor (106); - wherein the circuit (101) is supplied with a supply voltage derived from an AC voltage, and the circuit (101) is designed to provide a feedback-controlled output voltage at the storage capacitor (106), characterized in that: - the circuit (101) is designed to provide a higher output voltage in a first temperature range in which a temperature of the circuit (101) and in particular of the storage capacitor (106) is lower than a threshold value than in a second temperature range which is higher than the first temperature range. Schaltung (101) nach Anspruch 1, wobei die Schaltung (101) ferner einen temperaturabhängigen Widerstand (110) umfasst, welcher in einem Rückführpfad für einen die Ausgangsspannung wiedergebendes Signal zu der Niederspannungsversorgung (109) angeordnet ist.Circuit (101) after claim 1 wherein the circuit (101) further comprises a temperature dependent resistor (110) arranged in a feedback path for a signal representative of the output voltage to the low voltage power supply (109). Schaltung (101) nach Anspruch 2, wobei der Widerstand (110) ein Kaltleiter oder ein Heißleiter ist und wobei der Widerstand (110) derart angeordnet ist, dass er im Wesentlichen die gleiche Temperatur wie der Speicherkondensator (106) erfährt.Circuit (101) after claim 2 , wherein the resistor (110) is a PTC thermistor and wherein the resistor (110) is arranged such that it experiences substantially the same temperature as the storage capacitor (106). Schaltung (101) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Niederspannungsversorgung (109) ausgebildet ist, die Ausgangsspannung zeitabhängig, bspw. in einem Zeitraum zwischen 10 Sekunden und einer Minute, vorzugsweise zwischen 20 Sekunden und 50 Sekunden, nach Start des Betriebs der Schaltung (101), zu erhöhen.Circuit (101) after claim 2 or 3 , wherein the low-voltage supply (109) is designed to increase the output voltage as a function of time, e.g. in a period of between 10 seconds and one minute, preferably between 20 seconds and 50 seconds, after the start of operation of the circuit (101). Schaltung (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Schaltung ferner eine Clamping-Diode (107) umfasst, wobei die Clamping-Diode (107) ausgebildet ist, ein Überschreiten eines Schwellwerts der Ausgangsspannung zu verhindern.Circuit (101) according to one of the preceding claims, wherein the circuit further comprises a clamping diode (107), wherein the clamping diode (107) is designed to prevent a threshold value of the output voltage being exceeded. Schaltung (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Schaltung (101) einen zu dem Speicherkondensator (106) in Serie angeordneten Widerstand (105) umfasst.Circuit (101) according to one of the preceding claims, wherein the circuit (101) comprises a resistor (105) arranged in series with the storage capacitor (106). Schaltung (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Speicherkondensator (106) ein Elektrolytkondensator ist.A circuit (101) as claimed in any preceding claim, wherein the storage capacitor (106) is an electrolytic capacitor. Betriebsgerät (100) für Leuchtmittel (106), aufweisend eine Schaltung (101) nach einem der vorherigen Ansprüche und wenigstens eine von dieser versorgte Steuereinheit (112).Operating device (100) for lighting means (106), having a circuit (101) according to one of the preceding claims and at least one control unit (112) supplied by this. Betriebsgerät (100) nach Anspruch 8, wobei die Steuereinheit (112) ein Mikrokontroller oder ein ASIC ist.Control gear (100) according to claim 8 , wherein the control unit (112) is a microcontroller or an ASIC. Betriebsgerät (100) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, aufweisend eine aktiv getaktete PFC-Schaltung (103), wobei die Ausgangsspannung der PFC-Schaltung (103) die Versorgungsspannung der Schaltung (101) zur Niedervolt-Spannungsversorgung einer integrierten Schaltung darstellt.Control gear (100) according to one of Claims 8 or 9 , Having an actively clocked PFC circuit (103), wherein the output voltage of the PFC circuit (103) represents the supply voltage of the circuit (101) for the low-voltage power supply of an integrated circuit. Betriebsgerät (100) nach Anspruch 10, aufweisend einen von der Ausgangsspannung der PFC-Schaltung (103) versorgten primärseitig getakteten isolierten oder nicht isolierten DC/DC Konverter.Control gear (100) according to claim 10 , having a primary-side clocked isolated or non-isolated DC/DC converter supplied by the output voltage of the PFC circuit (103). Betriebsgerät (100) nach Anspruch 10, bei dem die Schaltung (101) zur Niedervolt-Spannungsversorgung einer integrierten Schaltung auf der Primärseite des isolierten Konverters angeordnet ist.Control gear (100) according to claim 10 , wherein the circuit (101) for the low-voltage power supply of an integrated circuit is arranged on the primary side of the isolated converter. Betriebsgerät (100) nach Anspruch 10, bei dem die Schaltung zur Niedervolt-Spannungsversorgung einer integrierten Schaltung auf der Sekundärseite des isolierten Konverters angeordnet ist.Control gear (100) according to claim 10 , in which the circuitry for the low-voltage power supply of an integrated circuit is arranged on the secondary side of the isolated converter. Betriebsgerät (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, bei dem die Steuereinheit (112) eine Steuereinheit zur Taktung eines Schalters ist und/oder zur Kommunikation mit einer Schnittstelle (111) des Betriebsgerät (100) ausgelegt ist.Control gear (100) according to one of Claims 8 until 13 In which the control unit (112) is a control unit for clocking a switch and/or for communicating with an interface (111) of the operating device (100). Verfahren (200) zur Niedervolt-Spannungsversorgung einer integrierten Schaltung eines Betriebsgeräts (100) für Leuchtmittel (116) mittels einer Schaltung (101), umfassend: - Zuführen (201) einer von einer AC oder DC Spannung abgeleitete Versorgungsspannung der Schaltung (101); - Bereitstellen (202) einer geregelten Ausgangsspannung an einem Speicherkondensator (106); dadurch gekennzeichnet, dass: - die Schaltung (101) ausgebildet ist, in einem ersten Temperaturbereich, in welchem eine Temperatur der Schaltung (101) und insbesondere des Speicherkondensators (106), kleiner als ein Schwellwert ist, eine höhere Ausgangsspannung bereitzustellen als in einem zweiten Temperaturbereich, der höher als der erste Temperaturbereich ist.Method (200) for the low-voltage supply of an integrated circuit of an operating device (100) for lamps (116) by means of a circuit (101), comprising: - supplying (201) a supply voltage derived from an AC or DC voltage to the circuit (101); - providing (202) a regulated output voltage across a storage capacitor (106); characterized in that: - the circuit (101) is designed to provide a higher output voltage in a first temperature range in which a temperature of the circuit (101) and in particular of the storage capacitor (106) is lower than a threshold value than in a second Temperature range that is higher than the first temperature range.
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