DE102020203531A1

DE102020203531A1 - Schaltungsanordnung zum betreiben einer leuchtmittel aufweisenden last

Info

Publication number: DE102020203531A1
Application number: DE102020203531.8A
Authority: DE
Inventors: Joachim Mühlschlegel; Maximilian Schmidl
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2020-03-19
Filing date: 2020-03-19
Publication date: 2021-09-23
Also published as: US20210298149A1; US11160151B2

Abstract

Eine Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Leuchtmittel aufweisenden Last umfasst einen primär getakteten Wandler mit galvanischer Trennung von Ein- und Ausgangsspannung mit: einem Primärstromkreis einen Sekundärstromkreis und einen Leistungstransformator. Die Schaltungsanordnung ist gekennzeichnet durch: jeweils eine getrennt von einem Leistungstransformator eingerichtete erste Drossel und zweite Drossel, wobei die erste Drossel in dem Sekundärstromkreis angeordnet ist, um von dem durch den Leistungstransformator beim Übertrag der Energie in den Sekundärstromkreis bewirkten Strom durchflossen zu werden, und die zweite Drossel in einem vom Sekundärstromkreis galvanisch getrennten Mess-Stromkreis verschaltet ist und dabei räumlich sowie durch einen elektrischen Isolator getrennt von der zweiten Drossel vorgesehen ist, wobei die zweite Drossel räumlich in einem von der ersten Drossel im Fall des Stromflusses erzeugten magnetischen Streufeld angeordnet ist, um eine induktive Kopplung zu bewirken; der Mess-Stromkreis einen Ausgang aufweist, an dem eine von einem Stromfluss abhängige Messspannung ausgegeben wird, der durch einen Stromfluss durch die erste Drossel in der zweiten Drossel induziert wird, und die Steuervorrichtung mit den Ausgang des Mess-Stromkreises verbunden ist, um aus der ausgegebenen Messspannung einen entsprechenden Stromfluss zu ermitteln, und eingerichtet ist, den getakteten Betrieb des wenigstens einen elektronischen Schalters abhängig von dem ermittelten Stromfluss zu steuern.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Leuchtmittel aufweisenden Last. Bei den Leuchtmitteln kann es sich insbesondere um lichtemittierende Dioden (LEDs) handeln.
Stand der Technik
Gattungsgemäße Schaltungsanordnungen zum Betreiben einer Leuchtmittel, insbesondere LEDs aufweisenden Last sind weithin bekannt. Sie finden insbesondere in elektronischen Vorschaltgeräten (EVG) Verwendung. Je nach Ausführung und Einsatzgebiet solcher EVGs wird aus Gründen der Bereitstellung beispielweise einer Sicherheitskleinspannung (SELV - safety extra low voltage) dabei eine galvanische Trennung zwischen netzspannungsseitigen („Primärseite“) und leuchtmittelseitigen („Sekundärseite“) Teil-Schaltkreisen der Schaltungsanordnungen erforderlich. Ebenso kann eine galvanische Trennung im Fall von Outdoor-EVGs notwendig werden. Hier gilt es eine hinreichende Pulsspannungsrobustheit für den Fall von Gewittern sicherzustellen. Die galvanische Trennung bringt folglich das Erfordernis einer SELV- oder Outdoor-Isolation mit sich,
Für den Einsatz in Vorschaltgeräten mit galvanischer Trennung steht eine große Auswahl von Typen elektrischer Spannungswandler zur Verfügung, d.h., von primär getakteten Wandlern mit galvanischer Trennung von primärseitiger Ein- und sekundärseitiger Ausgangsspannung, beispielweise Sperrwandler oder Resonanzwandler etc. Ihnen ist gemeinsam, dass darin ein Primärstromkreis mit einem Eingang für die Eingangsspannung und ein oder mehrere elektronische Schalter zum Bereitstellen eines getakteten Stromflusses im Primärstromkreis, sowie ein Sekundärstromkreis, der vom Primärstromkreis galvanisch getrennt ist und einen Ausgang zum Anschließen der Last aufweist, an dem die Ausgangspannung ausgegeben wird, und schließlich auch ein Leistungstransformator vorgesehen ist, der die Energie eines darin durch den getakteten Stromfluss aufgebauten Magnetfelds vom Primärstromkreis in den Sekundärstromkreis überträgt und somit für die angeschlossene Last, beispielsweise ein oder mehrere LED-Module, nutzbar macht. Der Leistungstransformator ist dabei entsprechend den SELV- oder Outdoor-Erfordernissen ausgelegt, d.h. mit entsprechender Isolation ausgestattet.
Ferner ist darin eine Steuervorrichtung vorgesehen, die den getakteten Betrieb des oder der elektronischen Schalter(s) steuert. Insbesondere im Fall von dimmbaren Vorschaltgeräten ist es erforderlich, zur Steuerung den auf der Sekundärseite tatsächlich durch die Leuchtmittel fließenden Laststrom zu ermitteln, um ihn mit einem Stromfluss vergleichen zu können, der dem jeweils vorgegebenen Dimmwert entspricht, und um die durch den getakteten Schaltbetrieb in den Sekundärstromkreis übertragene Energie infolgedessen anpassen zu können.
Die Steuervorrichtung ist regelmäßig ein Mikrocontroller, der über Daten- und Steuerschnittstellen verfügt (z.B. DALI, etc.) und daher - insbesondere aber auch wegen der Verbindung zu den elektronischen Schaltern im Primärstromkreis - der Primärseite zuzuordnen ist. Insofern muss eine elektrische Verbindung, die eine Messung des Laststroms im Sekundärkreis bewirkt und das Ergebnis an die Steuervorrichtung bzw. den Mikrocontroller liefert, selbst auch wieder eine galvanische Trennung beinhalten, um den Erfordernissen der SELV- oder der spezifischen Outdoor-Isolation zu genügen.
Um diesen Aufwand zu vermeiden, könnte ein Ansatz darin bestehen, den durch das Leuchtmittel fließenden Stromfluss analog anhand einer Messung eines im Primärstromkreis fließenden Stroms zu bestimmen. Dies kann z.B. durch Shunt-Widerstände für die Strommessung bewerkstelligt werden, bei dem aus der am Shunt-Widerstand abfallenden Spannung der aktuelle Stromfluss im Primärstromkreis ermittelt wird. Von diesem kann auf den Laststrom rückgeschlossen werden.
Allerdings stellt sich bei den hier gemachten Untersuchungen heraus, dass dies für kleine Dimmwerte (bzw. Dimmlevels) nur sehr ungenau durchführbar ist, d.h., für Dimmwerte von unter ca. 5 % bis zu 10 % des z.B. durch LEDs fließenden Laststroms. Ein Grund dafür ist, dass beim Dimmen hin zu kleinen Dimmwerten von unter 10% der Strom - bzw. der zeitliche Mittelwert des Stroms - der am Shunt-Widerstand gemessen wird, nur noch zu ca. 0 % bis 30 % auf die Sekundärseite erreicht. Dadurch wird das Einstellen eines gedimmten Last- bzw. LED-Stroms sehr ungenau und erfüllt jedenfalls kaum noch nicht die Anforderungen an eine Dimm-Kennlinie bezüglich deren Genauigkeit und Stetigkeit.
Bei kleinsten Dimmwerten ist die Strom-Messung auf der Primärseite (z.B. wie beschrieben im Rahmen der Messung über einen Shunt-Widerstand) derart ungenau, dass daraus nicht einmal geschlossen werden kann, ob das angeschlossene Leuchtmittel, z.B. ein LED-Modul, überhaupt noch Licht emittiert. Als Grund dafür können die bei kleinen Dimmwerten auftretenden Verlusteffekte genannt werden, die durch Schaltverluste in den Transistoren des Primärstromkreises oder durch die im Leistungstransformator fließenden Blindströme entstehen können.
Insofern wird der Ansatz dem Fachmann wenig aussichtsreich erscheinen und im Fall von dimmbaren EVGs auch nicht oder nur selten verfolgt und stattdessen wird dann doch eher eine Verknüpfung der Strommessung im Sekundärkreis mit einer Verbindung zur Steuervorrichtung bzw. dem Mikrocontroller im Primärstromkreis unter Einrichtung einer galvanischen Trennung gesucht. Hierzu gibt es geeignete Strom-Mess-Transformatoren, die den strengen SELV- oder den Spezifischen Outdoor-Anforderungen hinsichtlich Isolation etc. genügen.
Allerdings sind solche spezifischen Strom-Mess-Transformatoren mit Gewährleistung der SELV-Isolation im Allgemeinen aufwändig und teuer. Außerdem nehmen diese Bauelemente auf der Platine relativ viel Platz ein.
Eine Alternative stellen Schaltungsanordnungen dar, die eine Strommessung im Sekundärstromkreis mit einer Anbindung an den Mikrocontroller im Primärstromkreis über Optokoppler ermöglichen. Solche Schaltungsanordnungen sind durchaus gebräuchlich, leiden aber unter mit dem Betrieb von Optokopplern verbundenen und allgemein bekannten Problemen wie etwa Drift, Alterung, und relative Ungenauigkeit.
Darstellung der Erfindung
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Leuchtmittel aufweisenden Last derart weiterzubilden, dass trotz Gewährleistung einer SELV- oder Outdoor-Isolation eine sichere und genaue Dimmbarkeit auch bei kleinen Dimmwerten erzielt wird, und dabei auch eine Reduzierung der Kosten und des Aufwands bei der Herstellung ermöglicht wird.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ausgangspunkt ist eine Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Leuchtmittel aufweisenden Last, die einen primär getakteten Wandler mit galvanischer Trennung von Ein- und Ausgangsspannung aufweist. Dieser umfasst einem Primärstromkreis, einen Sekundärstromkreis und einen Leistungstransformator, der eine induktive Kopplung zwischen beiden bewirkt. Der Primärstromkreis besitzt einen Eingang für die Eingangsspannung und wenigstens einem elektronischen Schalter zum Bereitstellen eines getakteten Stromflusses im Primärstromkreis. Der Sekundärstromkreis, der vom Primärstromkreis galvanisch getrennt ist, besitzt einen Ausgang zum Anschließen der Last, an dem die Ausgangspannung ausgegeben wird. Der Leistungstransformator überträgt die Energie eines darin durch den getakteten Stromfluss aufgebauten Magnetfelds vom Primärstromkreis in den Sekundärstromkreis.
Ferner ist eine Steuervorrichtung vorgesehen, die den getakteten Betrieb des wenigstens einen elektronischen Schalters steuert. Ein getakteter Betrieb liegt insoweit vor, als die Steuervorrichtung den oder die elektronischen Schalter in geeigneter Weise periodisch öffnet und schließt, so dass ein gepulster Stromfluss im Primärkreis bewirkt wird. Je nach Typ des Wandlers mit galvanischer Trennung kann dabei die Leistungsübertragung durch eine Variation der Frequenz und/oder der Pulsbreite eingestellt werden. Die Erfindung ist insoweit nicht auf bestimmte Wandlermechanismen beschränkt, solange galvanische Trennung vorliegt.
Die Schaltungsanordnung weist nun darüber hinaus eine erste Drossel und eine zweite Drossel auf. Diese sind verschieden von jenen beiden Drosseln, die den Leistungstransformator üblicherweise aufbauen, d.h., sie sind jeweils getrennt von dem Leistungstransformator (aber elektrisch mit diesem verbunden) in der Schaltungsanordnung eingerichtet. Die erste und zweite Drossel bilden hier einen Messtransformator.
Die erste Drossel ist dabei in dem Sekundärstromkreis angeordnet, um von dem durch den Leistungstransformator beim Übertrag der Energie in den Sekundärstromkreis bewirkten Strom durchflossen zu werden. Vorzugsweise ist die erste Drossel in Reihe mit der Drossel (beziehungsweise den Drosseln) des Leistungstransformators im Sekundärstromkreis geschaltet, so dass sie von dem vollen Stromfluss im Sekundärkreis erfasst wird. Vorzugsweise kann ein Filterkondensator (z.B. ein Elektrolytkondensator) zwischen einem Knotenpunkt an dem das Spannungspotential führenden Anschluss und einem weiteren Knotenpunkt an dem das Bezugspotential führenden Anschluss des Ausgangs angeschossen sein. In diesem Fall kann die zweite Drossel beispielsweise an beliebiger Position zwischen der Drossel des Leistungstransformators und einem der beiden Knotenpunkte in Reihe geschaltet sein.
Die zweite Drossel ist dagegen in einem vom Sekundärstromkreis galvanisch getrennten Mess-Stromkreis verschaltet und dabei räumlich sowie durch einen elektrischen Isolator getrennt von der ersten Drossel vorgesehen. Insbesondere ist die zweite Drossel räumlich in einem von der ersten Drossel im Fall des Stromflusses erzeugten magnetischen Streufeld angeordnet, um eine induktive Kopplung zwischen beiden Drosseln zu bewirken. Das magnetische Streufeld ist ein magnetisches Kraftlinienfeld, das sich beispielsweise im Fall von Transformatoren außerhalb eines magnetischen Werkstoffs erstreckt und damit für die eigentlich vorgesehene Nutzung nicht zur Verfügung steht. Mit anderen Worten, die erste und die zweite Drossel stellen jeweils verschiedene Bauelemente dar, die aber räumlich in dem vom jeweils anderen erzeugten Magnetfeld angeordnet sind. Sie besitzen folglich keinen gemeinsamen magnetischen Werkstoff (anders als bisher im Stand der Technik übliche Strom-Messtransformatoren). Eine minimale magnetische Kopplung zwischen den beiden Drosseln ist dabei erfindungsgemäß vorgesehen. Diese liegt aufgrund des festen Einbaus der beiden Bauelemente auf der Platine vor, auf der die Schaltungsanordnung eingerichtet ist. Der räumliche Abstand, die relative geometrische Positionierung und Ausrichtung sowie das ggf. verwendete Ferritmaterial der beiden Drosseln oder auch möglicherweise auch ein zwischen den beiden Drosseln verbautes Material bestimmen die magnetische Kopplung. Insbesondere sind die beiden Drosseln aber auch als Einzelkomponenten ohne einen gemeinsamen magnetischen Werkstoff, also insbesondere auch ohne ein gemeinsames Ferritmaterial, ausgeführt. Dies ermöglicht es kostengünstige, in großen Stückzahlen auf dem Markt erhältliche und/oder platzsparende Einzelkomponenten einzusetzen.
Der Stromfluss im Mess-Stromkreis wird durch Induktion aus dem Aufbau des Streufelds in der ersten Drossel bewirkt. Der Stromfluss ist ein Maß für den Stromfluss im Sekundärstromkreis und bestimmt sich u.a. durch den Kopplungsfaktor. Der Mess-Stromkreis kann einen Aufbau aus Bauelementen besitzen, der geeignet ist, an seinem Ausgang eine von einem Stromfluss im Mess-Stromkreis abhängige Messspannung auszugeben. Einem die Allgemeinheit nicht beschränkenden Ausführungsbeispiel zufolge kann zu diesem Zweck darin ein Tiefpass vorgesehen sein.
Die Steuervorrichtung ist mit dem Ausgang des Mess-Stromkreises verbunden, um aus der ausgegebenen Messspannung einen entsprechenden Stromfluss im Mess-Stromkreis zu ermitteln. Sie ist außerdem eingerichtet, den getakteten Betrieb des wenigstens einen elektronischen Schalters abhängig von dem ermittelten Stromfluss zu steuern. Somit wird es möglich z.b. die Schaltfrequenz und/oder die Pulsbreite etc. anzupassen um die Leistung zu regeln, mit welcher die Leuchtmittel (z.B. ein oder mehrere LED-Module) betrieben werden, bzw. den tatsächlichen Laststrom auf einen eingestellten Ziel- oder Dimmwert zu regeln.
Der Erfindung zufolge wird also die analoge Messgröße Stromfluss im Sekundärstromkreis mittels induktiver bzw. elektromagnetischer Kopplung von 2 getrennten Drosseln ermittelt und eingesetzt, die Steuerung bzw. Regelung des Primärstromkreises durchzuführen. Die galvanische Trennung bleibt gewährleistet. Infolgedessen können auch die Anforderungen der SELV-Kleinspannung oder an die Outdoor-Isolation erfüllt werden. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Strommesstransformator ist aber der Aufwand deutlich geringer und die Kosten der verwendeten Bauelemente sind erheblich geringer. Ferner wird auch viel Platz eingespart. Insbesondere kann der auf einer Platine (Leiterplatte) zwischen den Bauelementen vorhandene Platz für die Isolation verwendet werden. Einer besonders vorteilhaften Ausführungsform zufolge kann die Platine (Leiterplatte) selbst als Isolator verwendet werden, wenn beide Drosseln auf gegenüberliegenden Seiten der Platine angeordnet sind. Für die beiden Drosseln können frei Markt erhältliche Standardkomponenten verwendet werden. Diese Drosseln sind kompakt, hochoptimiert, hochautomatisiert in ihrer Herstellung und bei der Bestückung, ferner günstig und gut verfügbar.
Durch die Bestückung und Platzierung auf der Platine (Leiterplatte) können dazu auch definierte Kopplungen (Kopplungsfaktoren) realisiert werden. Den nicht zu vermeidenden Fertigungstoleranzen sowie den variablen Umgebungsbedingungen kann einer besonders vorteilhaften Ausführungsform zufolge durch einmalige oder wiederholte Kalibrationen des gemessenen Stromflusses Rechnung getragen werden, wie nachfolgend beschrieben wird.
Der Wandler mit galvanischer Trennung kann insbesondere als Resonanzwandler, als Sperrwandler, als Durchflusswandler oder als Gegentaktwandler ausgebildet sein, wobei je nach Typ des Wandlers ein bis vier elektronische Schalter (Transistoren, Bipolar oder MOSFET, etc.) vorgesehen sind, deren getakteter Betrieb entsprechend von der Steuervorrichtung gesteuert wird. Dabei ist anzumerken, dass das elektronische Vorschaltgerät (EVG), das die Schaltungsanordnung aufnimmt oder repräsentiert, aus einer oder mehreren sogenannten Leistungsstufen bestehen kann, die jeweils einen Wandler beinhalten können, jedenfalls durch Schaltbetrieb Leistung bereitstellen. Die jeweils erste Leistungsstufe wird an der Netzspannung betrieben. Diese oder eine weitere Stufe stellt - im Fall dimmbarer EVGs - ferner auch eine entsprechende Dimm-Leistungsstufe dar, die das Dimmen des LED-Stroms durch entsprechende Steuerung der Leistung vorgibt und ursächlich bewirkt.
Im Zusammenhang mit der Erfindung sind vielfältige Kombinationen von Wandlern für den Einsatz in EVGs denkbar. Beispielsweise kann die erste Stufe an der Netzspannung ein Aufwärtswandler (engl. Boost Converter) sein, der gleichzeitig auch als Leistungsfaktorregler (engl. Power Factor Correction, PFC) arbeitet, und die zweite daran angeschlossene Stufe kann ein Resonanzwandler vom LLC-Typ sein (engl. LLC resonant converter, d.h. mit LLC-Schwingkreis), der wiederum die Dimm-Leistungsstufe und gleichzeitig die erfindungsgemäß ausgebildete Schaltungsanordnung bietet. Dieser kann sowohl von einem Mikrocontroller gesteuert oder aber auch selbstschwingend sein. Statt einem Resonanzwandler vom LLC-Typ kann genauso gut auch ein Resonanzwandler vom LCC-Typ etc. verwendet werden (mit LCC-Schwingkreis).
Alternativ kann die erste Stufe durch einen Sperrwandler (engl. Flyback Converter) repräsentiert sein, der sowohl mit PFC als auch als Dimm-Leistungsstufe arbeitet und dabei die Elemente der Erfindung umsetzt. Die zweite daran angeschlossene Stufe kann ein Abwärtswandler (engl. Buck Converter) sein, der als Netz-Brumm-Unterdrücker arbeitet. Das Ausführungsbeispiel kann modifiziert werden, indem der Abwärtswandler als Dimm-Leistungsstufe arbeitet.
Das Ausführungsbeispiel kann weiter modifiziert werden, indem die zweite Stufe weggelassen wird, d.h., der Sperrwandler ist gleichzeitig Leistungsfaktorkorrekturregler (PFC) und Dimm-Leistungsstufe. Viele weitere Ausbildungen von solchen die Erfindung umsetzenden EVGs sind möglich.
Bei all diesen Topologien von EVGs kann mit Vorteil am Ausgang der Dimm-Leistungsstufe ein Filterelement, insbesondere ein Kondensator mit einer Kapazität von z.B. 1 µF... 10000 µF bei einem mit 50 W betriebenen EVG zwischen die jeweils entsprechend das Spannungspotential und das Bezugspotential führenden Anschlüsse verschaltet sein. Das Filterelement dämpft die hochfrequenten Anteile des Stroms bzw. filtert sie heraus, so dass diese nicht auf die z.B. daran angeschlossenen LEDs gelangen.
Die Dimm-Leistungsstufe erzeugt pro Schaltperiode T_s = 1 /f_s einen Strompuls (im Fall eines Sperrwandlers) bzw. zwei Strompulse (im Fall von LLC/LCC-Resonanzwandlern). Die Strompulse können bei allen Topologien von EVGs an deren Ausgang mit Hilfe eines Gleichrichters und des beschriebenen Filterelements zu einem mehr oder weniger geglätteten Gleichstrom umgewandelt werden, der durch die angeschlossenen Leuchtmittel bzw. LEDs fließt.
Die beschriebenen Topologien von EVGs stellen jeweils vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung dar.
Einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zufolge umfasst die Steuervorrichtung einen Mikrocontroller, der über einen Analog-Digital-Wandler mit dem Ausgang des Mess-Stromkreises verbunden ist. Mit einem Mikrocontroller ist die Erfindung besonders vorteilhaft umsetzbar.
Einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zufolge ist im Primärstromkreis ein erster Strommessfühler vorgesehen, der einen durch den wenigstens einen elektronischen Schalter im Primärstromkreis fließenden Strom oder alternativ den primärseitig aus der Halbbrücke oder dem Wandler fließenden Strom erfasst, und welcher mit der Steuervorrichtung verbunden ist. Außerdem bilden die erste Drossel, die zweite Drossel und der mit der Steuervorrichtung verbundene Mess-Stromkreis einen zweiten Strommessfühler aus, der durch die Ermittlung des Stromflusses im Mess-Stromkreis mittelbar den im Sekundärstromkreis fließenden Strom erfasst.
Die Steuervorrichtung ist hierbei nun eingerichtet, den getakteten Betrieb des wenigstens einen elektronischen Schalters abhängig von dem über den zweiten Strommessfühler erfassten Stromfluss oder abhängig von dem über den ersten Strommessfühler erfassten Stromfluss oder abhängig von beiden zu steuern. Diese Steuerung kann auch programmiertechnisch in einem Mikrocontroller eingerichtet sein.
Dieser Aspekt der Erfindung ist besonders vorteilhaft, weil die Vorteile einer Stromerfassung im Primärstromkreis und einer Stromerfassung im Sekundärstromkreis bzw. Mess-Stromkreis kombiniert werden können. Wie beschrieben leidet die Stromerfassung im Primärstromkreis (gemessen z.B. über Shunt-Widerstand) an Verlusteffekten im Leistungstransformator bei der Übertragung in den Sekundärstromkreis, die sich ganz besonders bei geringen Dimmwerten bemerkbar machen. In einem solchen Regime von kleinen Dimmwerten kann daher bei der Steuerung der elektronischen Schalter überwiegend oder ausschließlich auf die Stromerfassung aus dem Sekundärstromkreis zurückgegriffen werden. Anders herum ist durch die vergleichsweise schwächere Kopplung der beiden Drosseln des zweiten Strommessfühlers die Zuverlässigkeit der Stromerfassung bei sehr hohen Dimmwerten im Fall des Primärstromkreises höher. Daher kann bei hohen Dimmwerten bei der Steuerung der elektronischen Schalter überwiegend oder ausschließlich auf die Stromerfassung aus dem Primärstromkreis zurückgegriffen werden.
Desgleichen kann in einem Übergangsbereich, in denen eine Dimmkennlinie zuverlässig getroffen wird, auf beide Stromerfassungen zurückgegriffen werden, insbesondere auch, um einen sprunghaften Übergang zwischen den unterschiedlichen Datenquellen (entsprechend dem Primärstromkreis bzw. Sekundärstromkreis) während der Variation von eingestellten Dimmwerten zu vermeiden.
Einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zufolge ist die Steuervorrichtung ausgelegt, einen Dimmwert zu erhalten, dem jeweils ein bestimmter Wert für den Stromfluss im Primärstromkreis und im Sekundärstromkreis in Bezug auf einen entsprechenden maximalen Laststrom entspricht. Die Steuervorrichtung kann dann den dem Dimmwert entsprechenden Wert für den Stromfluss mit dem durch den ersten Strommessfühler erfassten Stromfluss oder mit dem durch den zweiten Strommessfühler erfassten Stromfluss oder mit dem aus einer Gewichtung aus beiden erhaltenen, gemittelten Stromfluss vergleichen, und abhängig davon den getakteten Betrieb des wenigstens einen elektronischen Schalters steuern. Der Dimmwert kann z.B. über eine DALI- oder andere Schnittstelle von einer Dimm-Einstellvorrichtung erhalten und in der Steuervorrichtung gespeichert werden.
Dieser Aspekt macht deutlich, dass die Erfindung mit besonders großem Vorteil im Zusammenhang mit dimmbaren Schaltungsanordnungen einsetzbar ist.
Einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zufolge ist die Steuervorrichtung eingerichtet, den getakteten Betrieb des wenigstens einen elektronischen Schalters bei erhaltenen Dimmwerten unterhalb eines vorgegebenen zweiten Grenzwerts ausschließlich abhängig von dem über den zweiten Strommessfühler erfassten Stromfluss zu steuern, wobei der zweite Grenzwert 70 % oder weniger, vorzugsweise 30 % oder weniger, und gleichzeitig 5 % oder mehr beträgt. In dem genannten Dimmbereich kann die Stromerfassung über den Primärstromkreis wie beschrieben besonders unzuverlässig sein.
Auf der Primärseite wird der in der zweiten Drossel (L2) induzierte Strom folglich durch eine Auswerteschaltung des zweiten Strommessfühlers in eine Spannung umgewandelt, die in dem Strombereich von null bis zumindest zum ersten Grenzwert (Ig2) im Wesentlichen proportional zu dem zu messenden Strom ist.
Einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zufolge ist die Steuervorrichtung eingerichtet, den getakteten Betrieb des wenigstens einen elektronischen Schalters bei erhaltenen Dimmwerten oberhalb eines vorgegebenen zweiten Grenzwerts ausschließlich abhängig von dem über den ersten Strommessfühler erfassten Stromfluss zu steuern, wobei der zweite Grenzwert 5 % oder mehr, vorzugsweise 50 % oder mehr beträgt. In dem genannten Dimmbereich kann die Stromerfassung im Sekundärstromkreis über die Messung im Mess-Stromkreis wie beschrieben besonders unzuverlässig sein.
Einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zufolge ist die Steuervorrichtung eingerichtet, zur Steuerung des getakteten Betriebs des wenigstens einen elektronischen Schalters eine Gewichtung zwischen dem durch den ersten Strommessfühler erfassten Stromfluss und dem durch den zweiten Strommessfühler erfassten Stromfluss durchzuführen. Durch eine Gewichtung können z.B. die beiden oben genannten Dimmbereiche, in denen der oder die elektronischen Schalter nur abhängig von der einen Stromerfassung oder der anderen Stromerfassung gesteuert werden, in einem Übergangsbereich zusammengeführt werden, in dem die Gewichtung beispielsweise sanft und stetig variiert wird, um Sprünge in der Steuerung zu vermeiden.
Einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zufolge ist die die Steuervorrichtung eingerichtet, wie eingangs beschrieben die Werte für den durch den zweiten Strommessfühler erfassten Stromfluss anhand des durch den ersten Strommessfühler erfassten Stromflusses zu kalibrieren. Dies ist vorteilhaft, weil die Kopplung der beiden Drosseln des Strom-Messtransformators deutlich eingeschränkt ist (beispielhafte Kopplungsfaktoren liegen etwa zwischen 0,1 und 0,9, während übliche, aus dem Stand der Technik bekannte Kopplungen zwischen 0,95 und 0,9999 liegen) und daher der Stromfluss im Strom-Messkreis nicht notwendig demjenigen im Sekundärkreis entspricht. Diese geringe Kopplung führt zu einer großen Streuung in den jeweils erzielten Werten, beispielsweise führen nicht zu vermeidende Fehler in der gegenseitigen Platzierung bei der Bestückung der Platinen mit den Drosseln auch zu einer Streuung der jeweils bewirkten Kopplungen.
Einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zufolge ist die die Steuervorrichtung ausgelegt ist, die Kalibrierung bei zumindest einem der Steuervorrichtung vorgegebenen Dimmwert in einem Intervall zwischen 5 % und 70 % eines bei vollem LED-Strom ohne Dimmung fließenden Stroms (entsprechend 100 %), vorzugsweise zwischen 10 % und 50 % des bei vollem LED-Strom ohne Dimmung fließenden Stroms, jeweils einschließlich der Intervallgrenzen, durchzuführen. Dieser Dimmbereich hat sich als besonders geeignet erwiesen, da die Abweichung zwischen der tatsächlichen Kennlinie jeweils basierend auf der Stromerfassung im Primärstromkreis und im Sekundärstromkreis einerseits und der idealen Dimm-Kennlinie andererseits in diesem Dimmbereich vergleichsweise gering ist. Dieser mittlere Dimmbereich ermöglicht es überhaupt erst, eine sinnvolle und zuverlässige Kalibrierung durchzuführen. Für die Kalibrierung können auch mehrere Dimmwerte herangezogen oder ein ganzer Bereich durchfahren (gescannt) werden. Mathematische Prozessierung und statistische Fits können auch vorgenommen werden.
Einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zufolge ist die die Steuervorrichtung ausgelegt, die Kalibrierung automatisch während des Betriebs und angestoßen von einem Ereignis vorzunehmen, wobei das Ereignis insbesondere:

- der Erfassung des Ablaufs eines vorgegebenen absoluten Zeitintervalls oder eines bestimmten Betriebszeitintervalls;
- der Erfassung einer Änderung eines durch einen Sensor erfassten Betriebsparameters wie Temperatur, die größer ist als ein Grenzwert;
- der Erfassung eines Ein- oder Ausschaltvorgangs der Eingangsspannung;
- der Erfassung eines Übergangs von dem Zustand Licht „AUS“ in einem Standby-Betrieb der Schaltungsanordnung in den Zustand Licht „AN“ in einem Dimm-Betrieb der Schaltungsanordnung oder umgekehrt;
- der Erfassung einer Änderung eines der Steuervorrichtung vorgegebenen Dimmwerts, wobei die Kalibrierung nur dann durchgeführt wird, wenn der geänderte vorgegebene Dimmwert in einem Intervall zwischen 5 % und 70 % eines bei vollem LED-Strom ohne Dimmung fließenden Stroms, vorzugsweise zwischen 10 % und 50 % des bei vollem LED-Strom ohne Dimmung fließenden Stroms, jeweils einschließlich der Intervallgrenzen, liegt; entspricht.

Die Aufzählung ist nicht abschließend. Die ereignisorientierte Kalibrierung ermöglicht es, Variationen in der Umgebung wie etwa geänderten Temperaturen, etc. Rechnung zu tragen.
Einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zufolge ist in der Steuervorrichtung ein insbesondere durch individuelle Messung bei der Herstellung der Schaltungsanordnung gemessener Kalibrierwert für den im Primärstromkreis erfassten Stromfluss und/oder den im Sekundärstromkreis erfassten Stromfluss hinterlegt ist, und die Steuervorrichtung ausgelegt ist, mit diesem Kalibrierwert die entsprechende Kalibrierung durchzuführen. Die einmalige Kalibrierung ermöglicht eine durch präzise Messapparaturen ermittelte hochgenaue Kalibrierung.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen betreffen die räumliche Anordnung und die Bauform der Drosseln:

Einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zufolge ist die erste und/oder die zweite Drossel eine auf einer Leiterplatte gedruckte Drossel. Dabei werden die Leiterbahnen spiralförmig (kantiger oder eckiger Verlauf nicht ausgeschlossen) auf der Leiterplatte gedruckt, d.h., die Drossel erstreckt sich flächig und radial von einem Mittelpunkt auf der Leiterpatte aus. Beide Drosseln können derartig ausgebildet sein. Idealerweise sind sie dann vorzugsweise symmetrisch zueinander auf gegenüberliegenden Seiten der Leiterplatte angeordnet, die dann auch als Isolator dient.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist aber nur eine der beiden Drosseln gedruckt und die andere wie folgend beschrieben ausgebildet:

Einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zufolge ist nämlich die erste oder die zweite Drossel (oder aber auch doch beide Drosseln) eine Drossel in SMD-Bauform (engl.: surface mounted device) oder eine bedrahtete Drossel, die im letzteren Fall auf einer Leiterplatte stehend oder auch liegend angebracht sein kann.

Einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zufolge ist die die zweite Drossel eine BC-Drossel mit großem Streufeld. Da solche Standardkomponenten besonders günstig sind, ergibt sich bei 2 Drosseln von diesem Typ in Kombination eine besonders starke Kostenreduktion.
Einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zufolge weist die zweite Drossel einen nicht ringförmig geschlossenen Ferrit-Kern auf, vorzugsweise in Stabform, Hantelform oder U-Form. Bei diesen Typen von Drosseln wird ein besonders wirksames Streufeld erzielt.
Einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zufolge ist die räumliche Anordnung der ersten und zweiten Drosseln zueinander nach Assemblierung auf einer Leiterplatte derart, dass die vom Stromfluss erzeugten Magnetfelder eine Kopplung mit einem Koppelfaktor in einem Intervall von 0,98 bis 0,01, weiter vorzugsweise 0,98 bis 0,05, vorzugsweise 0,90 bis 0,10, weiter vorzugsweise 0,70 bis 0,10 aufweisen. Solche Werte für die Koppelfaktoren haben sich in Untersuchungen als völlig ausreichend für Stromerfassung im Sekundärstromkreis erwiesen.
Einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zufolge weist der elektrische Isolator eine Materialdicke im Fall von festem Material in einem Bereich von 0,4 mm bis 1 mm, vorzugsweise von 0,8 mm bis 1,0 mm auf, oder er besitzt eine Summendicke im Fall von mehreren Folien in einem Bereich 0,25 mm oder mehr. Dadurch können die Anforderungen an die einer SELV-Kleinspannung genügenden Isolation erfüllt werden.
Einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zufolge weist die Schaltungsanordnung die Platine bzw. Leiterplatte auf, auf der die Bauelemente der Schaltungsanordnung angeordnet und untereinander verschaltet sind, wobei die erste Drossel und die zweite Drossel benachbart zueinander auf der Platine auf der gleichen Seite angeordnet sind und die Leiterplatte in einem Bereich zwischen den beiden Drosseln einen Schlitz aufweist, durch welchen sich der Isolator quer zur Leiterplattenebene erstreckt.
Einer dazu alternativen Ausführungsform der Erfindung zufolge weist die Schaltungsanordnung ebenfalls die Leiterplatte auf, auf der die Bauelemente der Schaltungsanordnung angeordnet und untereinander verschaltet sind, wobei die erste Drossel eine gedruckte Spule ist und wobei diese und die zweite Drossel auf den gegenüberliegenden Seiten der Leiterplatte angeordnet sind, und wobei das eine Ende der zweiten Drossel in einer Richtung parallel zur Leiterplattenebene einem mittleren Bereich der gedruckten Spule der ersten Drossel gegenüberliegt und das andere Ende der zweiten Drossel (L2, 21) in dieser Richtung einem Bereich außerhalb der gedruckten Spule (47) gegenüberliegt.
Vorzugsweise liegt dabei die äußere Wicklung der gedruckten Spule in einem Bereich in der Mitte zwischen dem einen und dem zweiten Ende der zweiten Drossel.
Ferner kann die erste Drossel eine Induktivität im Bereich 0,03 µH bis 10 µH, bevorzugt 0,06 µH bis 1 µH aufweisen und die zweite Drossel kann eine Induktivität im Bereich 200 µH bis 10.000 µH auf, bevorzugt 1.000 µH bis 5.000 µH, aufweisen.
Außerdem kann die erste Drossel als gedruckte Spule ausgeführt sein und vorzugsweise 1 bis 20 Windungen aufweisen, bevorzugt 2 bis 10 Windungen, und die zweite Drossel (L2, 21) kann eine Induktivität im Bereich 200 µH bis 10000 µH aufweisen, bevorzugt 1.000 µH bis 5.000 µH.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale und Funktionen.
Figurenliste
Es zeigen:

1 in vereinfachter schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung;
2 eine Schaltskizze mit dem zweiten Strommessfühler aus 1 in größerem Detail;
3 in einem schematischen Diagramm eine ideale Dimmkennlinie sowie real für die Stromerfassung jeweils im Primärstromkreis und im Mess-Stromkreis gemessene Dimmkennlinien;
4 in einem schematischen Diagramm das anhand der idealen Dimmkennlinie und einer noch unkalibrierten Kennlinie im Mess-Stromkreis durchgeführte Kalibrierungsverfahren;
5 in einem schematischen Diagramm das anhand der Dimmkennlinie durchgeführte Gewichtungsverfahren;
6A in einer Draufsicht ein erstes Ausführungsbeispiel der Messanordnung des zweiten Strommessfühlers aus 2;
6B die Messanordnung aus 6A, aber in Seitenansicht;
7A in einer Draufsicht ein zweites Ausführungsbeispiel der Messanordnung des zweiten Strommessfühlers aus 2;
7B die Messanordnung aus 7A, aber in Seitenansicht;;
8 in einer Draufsicht ein drittes Ausführungsbeispiel der Messanordnung des zweiten Strommessfühlers aus 2;
9 in einer Draufsicht ein viertes Ausführungsbeispiel der Messanordnung des zweiten Strommessfühlers aus 2;
10A in einer Draufsicht ein fünftes Ausführungsbeispiel der Messanordnung des zweiten Strommessfühlers aus 2;
10B die Messanordnung aus 10A, aber in Seitenansicht;
11 in einer Seitensicht ein sechstes Ausführungsbeispiel der Messanordnung des zweiten Strommessfühlers aus 2;
12 in einer Seitensicht ein siebtes Ausführungsbeispiel der Messanordnung des zweiten Strommessfühlers aus 2;
13 in einer Seitensicht ein achtes Ausführungsbeispiel der Messanordnung des zweiten Strommessfühlers aus 2.

Bevorzugte Ausführungsform(en) der Erfindung
1 zeigt in schematischer Darstellung einen Überblick über ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Last. Die dargestellte Schaltungsanordnung entspricht im Wesentlichen einem elektronischen Vorschaltgerät (EVG). Die Last, bei der er sich beispielsweise um ein oder mehrere LED-Module mit jeweils in Reihe geschalteten LEDs handeln kann, ist nicht dargestellt. Sie wird an den durch die Ausgangsspannung U_a gekennzeichneten Ausgang 110 angeschlossen.
Die Schaltungsanordnung weist einen Eingang 100 auf, der mit einer Eingangsspannung U_e1 versorgt werden kann. An diesen ist als erste Leistungsstufe ein Leistungsfaktorkorrekturregler 1 angeschlossen, bei dem es sich zum Beispiel um einen Aufwärtswandler (engl. Boost Converter) handeln kann. Sein innerer Aufbau ist für die Beschreibung der Erfindung nachrangig und ist hier weggelassen. Aufwärtswandler mit PFC-Funktion sind in dem technischen Gebiet hinlänglich bekannt. Der Leistungsfaktorkorrekturregler 1 wird in diesem Ausführungsbeispiel von einem Mikrocontroller µC gesteuert.
Der Leistungsfaktorkorrekturregler 1 liefert an seinem Ausgang eine Gleichspannung U_e2 als Eingangsspannung für den nachfolgend angeschlossenen Wandler. An dem Ausgang des Leistungsfaktorkorrekturreglers 1 ist nämlich ein Primärstromkreis 80 eines LLC-Resonanzwandlers 78 angeschlossen. Der LLC-Resonanzwandler 78 wandelt wiederum seine Eingangsspannung U_e2 in die Ausgangsspannung U_a um, mit welcher die Last versorgt wird.
Der hier beschriebene LLC-Resonanzwandler weist einen Schwingkreis aus in Serie geschalteten Komponenten auf: einen Kondensator C_R, eine Drossel L_R und eine Drossel L_prim eines Leistungstransformators 75. Der Grundaufbau und die Funktion eines solchen Resonanzwandlers ist für sich genommen aus Lehrbüchern bekannt und soll daher im Folgenden nur grob skizziert werden. Mit zwei ebenfalls zwischen den das Potential der Eingangsspannung führenden Anschluss und dem das Bezugspotential führenden Anschluss in Serie geschalteten elektronischen Schaltern 2, 3 (z.B. Bipolartransistoren oder MOSFETs) kann dieser Schwingkreis durch geeignete Steuerung der Schalter durch den Mikrocontroller µCalternierend mit dem Eingangsspannungspotential oder mit dem Bezugspotential beaufschlagt werden. Durch Schließen des ersten elektronischen Schalters 2 für eine bestimmte Einschaltdauerführt der Schwingkreis eine Halbschwingung aus und lädt dabei den Kondensator C_R auf, wonach der Schalter 2 wieder geöffnet wird. Nach einer kurzen Verweil- oder Totzeit wird der zweite elektronische Schalter 3 für die gleiche Einschaltdauer geschlossen, um seinerzeit eine Halbschwingung mit einer Entladung des Kondensators C_R auszuführen. Während beider Halbschwingungen im Primärstromkreis 80 wird im Leistungstransformator 75 Energie von der Drossel L_prim entweder auf eine Drossel L_sek1 oder auf die Drossel L_sek2 des Leistungstransformators 75 übertragen, die in einem Sekundärstromkreis 90 in Serie geschaltet sind. An einem Knotenpunkt zwischen den Drosseln L_sek1 und L_sek2 wird das Bezugspotential abgegriffen und dem entsprechenden Anschluss des Ausgangs 110 zugeführt. Die gegenüberliegenden Anschlüsse der Drosseln L_sek1 und L_sek2 sind mit Anodenanschlüssen von Dioden D2 und D3 verbunden, die zusammen als Gleichrichter im Sekundärstromkreis 90 wirken. Deren Kathodenanschlüsse sind mit dem das Ausgangsspannungspotential führenden Anschluss des Ausgangs 110 verbunden. Zwischen den beiden Anschlüssen des Ausgangs 110 ist ein Filterkondensator C_a (z.B. ein Elko) geschaltet, der als Filter wirkt und die Ausgangsspannung U_a glättet.
Durch den Leistungstransformator 75 ist der Primärstromkreis 80 vom Sekundärstromkreis 90 galvanisch getrennt (galvanische Trennung 4). Um den Anforderungen an SELV-Kleinspannungen im Sekundärstromkreis zu genügen, ist der Leistungstransformator entsprechend den einschlägigen Sicherheitsnormen hinsichtlich Isolation etc. ausgelegt, z.B. IEC61347.
Mit jeder Halbschwingung wird Energie von dem Primärstromkreis auf den Sekundärstromkreis übertragen. Die Energieübertragung (Leistung) wird vom Mikrocontroller über die Schaltfrequenz f_s der Halbbrücke, die aus dem Schalter 2 und dem Schalter 3 gebildet wird, variiert (d.h., die Totzeit und die Einschaltdauer der Schalter wird passend zur Frequenz fs vom µC variiert). Ein Vorteil solcher Resonanzwandler besteht unter anderem in geringen Schaltverlusten..
Das elektronische Vorschaltgerät ist dimmbar, indem von einer Dimmvorrichtung 72 dem Mikrocontroller µCein variabel einstellbarer Dimmwert zugeführt wird. Entsprechend diesem Dimmwert regelt der Mikrocontroller µCdie Schaltfrequenz f_s bzw. die Schaltperiode T_s, mit der er die beiden elektronischen Schalter 2, 3 steuert.
3 zeigt in einem Diagramm in sehr schematischer Darstellung eine ideale Dimmkennlinie I_LED als durchgezogene Linie, d.h. den durch die LEDs als Laststrom fließenden Strom als Funktion der Schaltfrequenz f_s . Hierbei nimmt zu hohen Dimmwerten hin (im Diagramm nach links) der Laststrom im Sekundärstromkreis 90 zu, wenn die Schaltperiode länger gewählt wird, d.h. die Schaltfrequenz abnimmt und daher mehr Leistung übertragen wird. Vom Mikrocontroller µC kann somit auf Grundlage der Dimmkennlinie die Schaltfrequenz für den gewünschten Dimmwert (in % des maximalen Laststroms) eingestellt werden.
Allerdings liegt dem Mikrocontroller µC kein Nachweis über den tatsächlich erzielten Laststrom vor. Um eine sinnvolle Regelung durchzuführen, ist daher auf der Primärseite ein erster Strommessfühler 15 vorgesehen, mit dem durch die elektronischen Schalter 2, 3 (im Beispiel nur der zweite elektronische Schalter 3) der bei seiner Halbschwingung fließende Strom gemessen wird. Im Beispiel findet die Messung über einen Shunt-Widerstand R_sh statt, der hier rein beispielhaft in Reihe mit dem zweiten elektronischen Schalter 3 zwischen dessen einem Anschluss und dem Bezugspotential geschaltet ist. Die im Detail zur Strommessung über einen Shunt-Widerstand einsetzbaren elektronischen Komponenten sind einschlägiger Fachliteratur zu entnehmen. Das Grundprinzip ist es, die an dem sehr kleinen ohmschen Widerstand aktuell abfallende Spannung zu messen und daraus auf den aktuellen Stromfluss rückzuschließen. Der erste Strommessfühler 15 ist mit dem Mikrocontroller µC verbunden und führt diesem die gemessenen Werte zu, aus welchen dieser den Stromfluss im Primärstromkreis 80 ermittelt.
Der erste Strommessfühler 15 kann auch an beliebigen anderen Positionen im Primärstromkreis 80 angeordnet sein, z.B. an der in der Schaltungsanordnung der 1 eingezeichneten Position 16.
In 3 ist für die Schaltungsanordnung des Ausführungsbeispiels als strichpunktierte Linie die (reale) Dimmkennlinie Im1 für den auf Basis der Messung des ersten Strommessfühlers 15 erhaltenen Laststrom eingezeichnet, wobei sie dort, wo sie mit der idealen Dimmkennlinie übereinstimmt, von der durchgezogenen Linie der idealen Dimmkennlinie I_LED abgedeckt ist. Es ist sofort ersichtlich, dass unterhalb eines dem Stromfluss Ig1 („unterer Grenzwert“) entsprechenden Dimmwerts die reale Dimmkennlinie für den aus dem Primärstromkreis 80 über den ersten Stromfühler 15 gemessenen Stromfluss von der idealen Dimmkennlinie I_LED abweicht. D.h., dass sich bei kleinen Soll-Dimmwerten von z.B. 5 % am ersten Stromfühler einen zu hohen Strom Im1 misst. D.h., dass sich bei kleinen Soll-Dimmwerten von z.B. 3 % aufgrund der Regelung auf Basis nur des ersten Strommessfühlers wesentlich höhere Schaltfrequenzen als notwendig einstellen, so dass auf der Sekundärseite zu wenig Laststrom (und somit zu wenig LED-Strom) zur Verfügung steht. Oberhalb des unteren Grenzwerts Ig1 für den Stromfluss stimmen dagegen die reale Dimmkennlinie Im1 und die ideale Dimmkennlinie I_LED sehr gut überein und es wird eine zufriedenstellende Stromregelung und Stromeinstellung des LED-Stroms verzeichnet.
Für den Bereich niedriger Soll-Dimmwerte wird nun - wie in 1 und 2 zu sehen ist - eine zweiter Strommessfühler 10 eingerichtet. Dieser umfasst eine erste Drossel L1, die an einer Position 6 im Sekundärstromkreis 90 verschaltet ist (in 1 nur schematische dargestellt), eine zweite Drossel L2, die in einem Mess-Stromkreis 13 verschaltet ist, sowie den Mess-Stromkreis 13 mit seinen elektronischen Komponenten als solchen, wie in größerem Detail in 2 zu sehen ist.
Der Strommessfühler umfasst folglich die zwei Drosseln L1 und L2, die - so ein Aspekt dieser Ausführungsbeispiele - bei der Fertigung der Schaltungsanordnung bzw. des elektronischen Vorschaltgeräts EVG) z.B. bei der Leiterplatten-Bestückung zu einem induktiven Messsystem assembliert werden.
Insbesondere ist die erste Drossel L1 z.B. auf der Sekundärseite an der Position 6 zwischen dem vom Bezugspotential abgewandten Anschluss der Drossel L_sek2 des Leistungstransformators 75 und dem Anodenanschluss der Diode D3 verkoppelt. Alternative Anbringpositionen sind ebenso möglich, beispielsweise die in 1 gezeigten Positionen 5, 7, 8 oder 9 oder 9b. Wichtig ist, dass diese Positionen auf derjenigen Seite der Anschlüsse des Filterkondensators C_a liegen, die dem Leistungstransformator zugewandt bzw. vom Ausgang 110 mit angeschlossener Last abgewandt ist, da der Filterkondensator C_a den LED-Strom glättet und filtert, so dass entsprechend erfasste geglättete bzw. gefilterte Stromflüsse „hinter“ dem Filterkondensator C_a für die Strommessung nicht geeignet ist, da der Strom hier nicht mehr gepulst ist und kein Stromloser Zeitabschnitt mehr vorhanden ist.
Ferner ist wichtig, dass die Anbringposition 5 - 9, 9b dort vorliegt, wo der Strom bzw. I_sek (in 2) repräsentativ für den LED-Strom I_LED ist. Der Strom fließt dabei in gepulster Form, d.h., in Form von Ladepulsen für den ausgangseitigen FilterKondensator C_a. Zwischen den Ladepulsen von I_sek befindet sich ein stromloser Zeitabschnitt. Dieser Zeitabschnitt ist notwendig, um den Übertrager bestehend aus L1 und L2 wieder ab-zu-magnetisieren, d.h., der magnetische Fluss in den Drosseln L1 und L2 geht im Wesentlichen wieder auf Null während dem Zeitabschnitt. Gerade deshalb sind Positionen am Ausgang 110 des Filterkondensators C_a weniger geeignet weil, wie oben angedeutet der Filterkondensator C_a bei entsprechender Größe den pulsförmigen Strom zu einem geglätteten Strom umwandelt. Dabei würden die stromlosen Zeitabschnitte nämlich verschwinden.
2 zeigt weiter, dass die zweite Drossel L2 im Strom-Messkreis 13 des zweiten Stromfühlers 10 galvanisch getrennt von der ersten Drossel L1 angeordnet ist (siehe in 2 die galvanische Trennung 14). Ihr einer Anschluss ist mit dem Bezugspotential verbunden, ihre anderer Anschluss mit dem Anodenanschluss einer Diode D1, deren Kathodenanschluss mit dem das zu messende Spannungspotential führenden Ausgangsanschluss verbunden ist. Die Kondensatoren C1, C2 bilden zusammen mit den Widerständen R1, R2 einen Tiefpass aus, so dass am Kondensator C2 eine Ausgangsspannung U_M erhalten wird, die dem durch Induktion in der zweiten Drossel L2 generierten Stromfluss entspricht. Die zweite Drossel L2 ist dabei im Streufeld des von der ersten Drossel L1 im Sekundärkreis erzeugten Magnetfelds angeordnet, das durch den Stromfluss I_sek im Sekundärkreis in der ersten Drossel erzeugt wird. Der Stromfluss im Mess-Stromkreis 13 folgt insofern dem Stromfluss im Sekundärstromkreis an der Position 6 (bzw. einer der Positionen 5, 7, 8 oder 9 oder 9b).
Über einen nicht gezeigten Analog-Digital-Wandler kann die aktuelle Spannung U_M am Ausgang des Mess-Stromkreises vom Mikrocontroller µC ausgelesen werden (siehe 1). Durch die galvanische Trennung 14 und die Ankopplung am Mikrocontroller µC (bzw. der Steuervorrichtung der Schaltungsanordnung) ist der Mess-Stromkreis 13 des zweiten Strommessfühlers 10 der Primärseite der Schaltungsanordnung bzw. des LLC-Resonanzwandlers 78 zugeordnet.
Die 3 zeigt die resultierende reale Dimmkennlinie Im2 (siehe die gestrichelte Kurve) für die Regelung des getakteten Schaltbetriebs der elektronischen Schalter 2, 3 auf Basis diesmal nur der durch den zweiten Strommessfühler 10 ermittelten Stromflusswerte. Man erkennt, dass in der Tat vom kleinsten Dimmwert (kleinstem LED-Strom) bis hinauf zu dem einem oberen Grenzwert Ig2 entsprechenden Dimmwert die Kennlinie Im2 direkt auf der durchgezogene Kurve der idealen Kennlinie liegt. Die ideale Dimmkennlinie wird also bei Regelung auf Basis nur des zweiten Strommessfühlers 10 in diesem Bereich sehr gut reproduziert. Es wird aber auch erkennbar, dass für Dimmwerte entsprechend Stromflüssen oberhalb Ig2 die Abweichungen von Im2 gegenüber der idealen Dimmkennlinie L_LED stark zunehmen d.h. die Kurven von Im2 verläuft hier deutlich unterhalb der idealen Dimmkennlinie. Für einen vorgegebenen Soll-Dimmwert oberhalb dieser Grenze Ig2 stellen sich bei der Regelung viel zu geringe Schaltfrequenzen ein, d.h. die übertragene Leistung wird zu groß.
Es ist anzumerken, dass 3 bereits durch Multiplikationsfaktoren angepasste Stromflüsse Im1 und Im2 zeigt, mit welchen eine Vergleichbarkeit zwischen I_LED, Im1 und Im2 in dem Diagramm der 3 hergestellt wird.
LED-Betrieb mit „Hybridmessung“ unter Einsatz beider Strommessfühler:

Basierend auf den Erkenntnissen aus 3 liegt den Ausführungsbeispielen der Gedanke zugrunde, bei Soll-Dimmwerten oberhalb des ersten Grenzwertes Ig 2 die Regelung nur - oder im wesentlichen - basierend auf dem ersten Strommessfühler 15 durchzuführen, und bei Soll-Dimmwerten unterhalb des ersten Grenzwertes Ig 1 die Regelung nur - oder im wesentlichen - basierend auf dem zweiten Strommessfühler 10 durchzuführen. In dem Bereich zwischen dem oberen ersten Grenzwert Ig2 und dem unteren zweiten Grenzwert Ig1 zeigt sich (siehe 3), dass beide Messdatenquellen zufriedenstellende Ergebnisse im Fall einer entsprechenden Regelung liefern würden. Es kann bei Dimmwerten in diesem Bereich die Regelung also sowohl nur mit dem ersten Strommessfühler als auch nur mit dem zweiten Strommessfühler, oder aber - wie nachfolgend beschrieben - mit Vorteil basierend auf beiden betrieben werden.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt während des Betriebs des EVG eine fortlaufende Strommessung über zwei Strom-Messwerte durch den Mikrocontroller µC für die fortlaufende Stromregelung des Laststroms durch den Mikrocontroller µC, nämlich der vom ersten Strommessfühler 15 im Primärstromkreis 80 gemessene Stromfluss und der vom zweiten Strommessfühler 10 im Mess-Stromkreis 13 gemessene Stromfluss. Im Bereich zwischen Ig1 und Ig2 soll eine Gewichtung durchgeführt werden. Die Gewichtung der beiden Strom-Messwerte im Mikrocontroller µC ist im Ausführungsbeispiel dabei abhängig vom momentanen Soll-Dimmwert bzw. I_LED, d.h., vom Arbeitspunkt der Schaltungsanordnung bzw. des EVGs.
Ein erster „Strom-Messwert1“ wird mittels Messspannung aus der Shunt-Messung des ersten Strommessfühlers 15 auf der Primärseite erhalten. Dieser wird vom Mikrocontroller µC verwendet, wenn der dem Soll-Dimmwert entsprechende Strom größer als der untere zweite Grenzwert Ig1 ist, da hier der Messwert gut mit dem LED-Laststrom I_LED korreliert.
Ein zweiter „Strom-Messwert2“ wird mittels Messspannung aus dem Messübertrager des zweiten Strommessfühlers 10 auf der Primärseite erhalten. Dieser wird vom Mikrocontroller µC verwendet, wenn der dem Soll-Dimmwert entsprechende Strom kleiner als der obere erste Ig2 ist, da hier der Messwert gut mit dem LED-Laststrom I_LED korreliert.
Bei der nachfolgend beschriebenen „Hybrid-Messung“ wird die Gewichtung so gewählt, dass in dem Bereich, in welchem die Korrelation zwischen den jeweiligen Strom-Messwerten und dem tatsächlichen I_LED hoch ist, ein entsprechend hohes Gewicht für die Verwendung als Messwert im Mikrocontroller µC gesetzt wird.
In dem Bereich zwischen den Grenzwerten Ig1 und Ig1 wird der Übergang für die Gewichtung im Ausführungsbeispiel mit besonderen Vorteil gleitend verändert, um Sprünge im Licht zu vermeiden. Der Hintergrund liegt darin, dass der Strom-Messwert1 und der Strom-Messwert2 durch Drift oder Messungenauigkeiten etc. selbst in diesem Bereich immer noch geringfügig unterschiedlich sein können bezüglich des den Soll-Dimmwert repräsentierenden Stroms I_LED. Dabei kann selbstverständlich der absolute Messwert je nach Messbereich für die beiden Strom-Messwerte unterschiedlich sein, da der Mikrocontroller µC jeweils einen eigenen ADC-Mess-Kanal für den jeweiligen Messwert verwendet.
Falls während des EVG-Betriebs der Mikrocontroller abrupt zwischen den zu verwendenden Strom-Messwerten umgeschaltet werden würde, wenn Dimm-Grenzwerte überschritten werden, so wären gegebenenfalls bei Abweichung der Strom-Messwerte untereinander Sprünge im Lichtwert (Flicker) wahrzunehmen. Dies kann im Beispiel durch gleitende Gewichtung vermieden werden.
Der Mikrocontroller µC verwendet daher zur Stromregelung den gewichteten Summen-Messwert, der durch Gewichtung und Summierung der beiden Messwerte entsteht nach folgender Formel: Summen-Messwert = GM1 * Strom-Messwert1 + GM2 * Strom-Messwert2, wobei GM1 = 1 und GM2 = 0 für I_LED > Ig2, sowie GM2 = 1 und GM1 = 0 für I_LED < Ig1. Dabei gilt im gesamten Strombereich: GM1 + GM2 = 1. Darin ist GM1 die Gewichtung für den Strom-Messwert1 und GM2 ist die Gewichtung für den Strom-Messwert2.
Ein gleitender Übergang der Gewichtung wird im Ausführungsbeispiel für den Bereich zwischen dem oberen ersten Grenzwert Ig2 bis zum unteren zweiten Grenzwert Ig1 verwendet. Dabei erfolgt der Übergang linear. Ebenso möglich sind aber auch andere Formen des Übergangs. Die zugehörige Funktion muss nicht unbedingt linear sein, sollte aber durch aus stetig und monoton sein. Das beschriebene Ausführungsbeispiel mit linearem Übergang ist in 5 gezeigt.
In Tests wurde als vorteilhafter Bereich für die Größe des unteren zweiten Grenzwerts Ig1 ein Intervall von etwa 4% ... 50% des 100%-Stroms von I_LED gefunden, d.h., für Soll-Dimmwerte von etwa 4% ... 50%.
Für die Größe des oberen ersten Grenzwerts Ig2 wurde ein Intervall von etwa 60% ... 5% des 100%-Stroms von I_LED gefunden, d.h., für Soll-Dimmwerte von etwa 60% ... 5%. Bei Kombinationen von Ig1 und Ig2 versteht sich, dass der obere Grenzwert Ig2 größer ist als der untere Grenzwert Ig1.
Mit diesen Einstelllungen und unter dem Einsatz der oben beschriebenen Gewichtung der beiden gemessenen Strom-Messwerte wurde ein im wesentlichen sprungfreier LED-Betrieb sichergestellt und gleichzeitig eine sehr adäquate Regelung auch für sehr kleine Dimmwerte erhalten.
Automatische Kalibrierung der Messanordnung aus den beiden Strommessfühlern:

Da die magnetische Kopplung der Drosseln herstellungsbedingt z.B. durch die mechanischen Toleranzen der Einzeldrosseln aber auch durch die mechanischen Toleranzen bei der Assemblierung stark variiert, kann eine Kalibrierung des hier vorgeschlagenen Mess-Systems vorteilhaft sein. Diese kann zum Zeitpunkt Fertigung oder automatisch während des Betriebs des EVGs (automatische Selbst-Kalibrierung) erfolgen.

Vorteilhaft ist hierbei, dass die Kalibrierung im Wesentlichen über einen einzigen Kalibrierfaktor durchgeführt werden kann. Dieser Kalibrierfaktor kompensiert die Varianz in der magnetischen Kopplung (allgemein bekannt als magnetischer Koppelfaktor eines Übertragers) und dient als Proportionalitätsfaktor. Hintergrund hierfür ist, dass der magnetische Koppelfaktor zwar variiert, der Mess-Übertrager jedoch im Bereich vom kleinsten Strom bis zu seiner Linearitätsgrenze Ig2 bzw. Ik2 linear arbeitet. D.h. bis zu Ig2 bzw. Ik2 ist die Ausgangsspannung des Mess-Stromkreises proportional zu I_LED.
Weiterhin vorteilhaft ist, dass sich der magnetische Koppelfaktor nach der Assemblierung nicht mehr bzw. nur noch geringfügig ändert, da nach der Assemblierung das Mess-System und der durch L1 und L2 gebildete magnetische Übertrager mechanisch stabil und fixiert bleibt und damit der magnetische Koppelfaktor fixiert bleibt.
Als „Strom-Messwert2u“ wird hier der unkalibrierte Strom-Messwert bezeichnet, der im Mikrocontroller µC den im Strom-Messkreis 13 zu messenden Strom repräsentiert. Als „Strom-Messwert2“ wird der entsprechend kalibrierte Strom-Messwert bezeichnet. Es ist anzumerken, dass hier der oben angeführte „Strom-Messwert1“ und der „Strom-Messwert2“ gedanklich derart skaliert angenommen sind, dass sie bei idealer Messung dem LED-Laststrom I_LED entsprechen, d.h., die gleiche Skalierung besitzen wie dieser.
Anhand der 4 wird nachfolgend die automatische Selbst-Kalibrierung in Bezug auf den zweiten Strommessfühler 10 während des Betriebs der Schaltungsanordnung bzw. des EVGs beschrieben, die der Mikrocontroller µC durchführt.
Für die Kalibrierung vergleicht der Mikrocontroller µC den fortlaufend gemessenen Strom-Messwert1 mit (dem unkalibrierten) Strom-Messwert2u. Im Kalibrierbereich entspricht der Strom-Messwert1 dem Laststrom I_LED. Desgleichen entspricht auch der vom Strom-Messfühler erhaltene unkalibrierte Strom-Messwert2u innerhalb des Kalibrierbereichs dem I_LED bis auf einen Kalibrier-Faktor (KAL).
Die Kalibrierung der Messwerte des zweiten Strommessfühlers erfolgt nur dann, wenn sich der Laststrom I_LED in einem bestimmten Kalibrierbereich befindet, für den gilt, dass sich der dem Soll-Dimmwert entsprechende Stromfluss I_LED im Bereich Ik1< I_LED < Ik2 befindet. Ik1 und Ik2 stellen einen unteren und oberen Grenzwert dar, ähnlich wie oben Ig1 und Ig2. Ik1 und Ig1 können identisch sein. Ebenso können Ik2 und Ig2 identisch sein.
Der Kalibrierbereich ist der Bereich von Dimmwerten bzw. Stromflüssen I_LED bzw. von Schaltfrequenzen fs, in dem sich die beiden wie nachfolgend definierten Bereiche A und B überlappen:

Der Bereich A ist der Bereich von Dimmwerten bzw. Stromflüssen I_LED bzw. von Schaltfrequenzen fs, in dem der Strom-Messwert1 gut mit dem Dimwert bzw. Stromfluss I_LED korreliert, also noch keine Abweichungen festzustellen sind. Der Bereich wird durch Dimmwerte bzw. zu erzielende Stromflüsse I_LED festgelegt, für die gilt:
- I_LED > Ik1.

Der Bereich B ist der Bereich von von Dimmwerten bzw. Stromflüssen I_LED bzw. von Schaltfrequenzen fs, in dem der Strom-Messwert2 (bzw. Strom-Messwert2u . KAL: siehe unten) gut mit dem Dimmwert bzw. Stromfluss I_LED korreliert. Dies ist der Fall für den Bereich von Dimmwerten bzw. Stromflüssen, für die gilt: I_LED < Ik2. Ein vorteilhafter Wert für die Wahl des unteren zweiten Grenzwerts Ik1 liegt im Bereich von etwa 4 % ...50 % des 100 %-Stroms von I_LED. Ein vorteilhafter Wert für die Wahl des oberen ersten Grenzwerts Ik2 liegt im Bereich von etwa 5%...60% des 100 %-Stroms von I_LED.
Der oben genannte Kalibrierfaktor KAL kann nun im Mikrocontroller µCwie folgt ermittelt werden: im Kalibrierbereich (d.h., Überlappbereich von A und B, d.h. zwischen den Dimm-Grenzwerten Ik1 und Ik2) berechnet der Mikrocontroller µCden Kalibrierfaktor KAL = Strom-Messwert1 / Strom-Messwert2u, wobei er die Messwerte vorher anhand der beiden Strommessfühler 10 und 15 (laufend) ermittelt hat.
In einem zweiten Schritt der Kalibrierung wird der Kalibrierfaktor KAL auf den Strom-Messwert2 multipliziert, so dass die folgende Gleichung erfüllt ist:

Strom-Messwert2 = Strom-Messwert2u * KAL. Mit anderen Worten: in dem Kalibrierbereich zwischen den Grenzwerten Ik1 und Ik2 verwendet der Mikrocontroller µC für die Kalibrierung den Strom-Messwert1 als Referenzwert für die Kalibrierung und passt mittels eines Kalibrierfaktor KAL den Strom-Messwert2u entsprechend derart an, dass er mit dem Referenzwert übereinstimmt. Dieser Kalibrierwert kann dann auch für Dimmwerte außerhalb des Kalibrierbereichs, wo keine gute Korrelation des ersten Strommessfühlers mit I_LED mehr vorliegt, hergenommen werden, um die gemessenen Stromflüsse des zweiten Strommessfühlers zu kalibrieren (allerdings sinnvoller Weise nur auf der Seite von Dimmwerten, die unterhalb des unteren Grenzwerts Ik1 bzw. Ig1 liegen.

Der nach der Berechnung erhaltene Strom-Messwert2 ist der kalibrierte Messwert, den der Mikrocontroller µC aus dem Mess-System bzw. dem zweiten Strommessfühler nach ADC Wandlung und entsprechender interner digitaler Skalierung erhält. Diesen Wert verwendet der Mikrocontroller µC anschließend als Ist-Wert für die Stromregelung gegenüber dem Soll-Dimmwert I_LED.
Der jeweils ermittelte Kalibrierfaktor KAL kann im Mikrocontroller µC gespeichert werden und bei jeder einzelnen fortlaufenden Messung der Spannung entsprechend dem Strom-Messwert2u mit dieser/diesem multipliziert. Dies kann für einen Zeitraum solange erfolgen, bis eine erneute automatische Kalibrierung erfolgt. Bei der erneuten automatischen Kalibrierung wird ein neuer Kalibrierfaktor KAL nach dem gleichen Verfahren wie oben beschrieben ermittelt und gespeichert, und dann wieder verwendet bis zu der nächsten automatischen Kalibrierung. Dies wird im Betrieb fortlaufend wiederholt. Mit anderen Worten, der jeweils kalibrierte Strom-Messwert2 = Strom-Messwert2u * KAL wird nach dem Kalibriervorgang für die permanent im Mikrocontroller µC ablaufende Stromregelung des LED-Stroms verwendet, und der Kalibriervorgang zur Berechnung des Kalibrierfaktors KAL wird nur ereignisbezogen wiederholt.
In 4 ist beispielhaft und rein schematisch die ideale Dimmkennlinie I_LED und die Kennlinie für den Strom-Messwert2u vor der Kalibrierung eingezeichnet. Vor der Kalibrierung gilt im Kalibrierbereich z.B. ungefähr: I_LED = Strom-Messwert1 = 2/3* Strom-Messwert2u, d.h. der Kalibrierfaktor KAL beträgt in diesem bloßen Beispiel ca. 2/3.
Kalibrierung der Messanordnung vorab, d.h., bei der Fertigung:
Eine Kalibrierung kann auch bereits im Rahmen der Fertigung oder zumindest vor dem Gebrauchseinsatz der Schaltungsanordnung bzw. des EVGs durchgeführt werden. Die automatische Kalibrierung wie oben beschrieben kann (muss aber nicht) dann entfallen. Die automatische Kalibrierung hätte andererseits aber durchaus den Vorteil, umgebungsabhängigen Einflüssen auf die Varianzen insbesondere im zweiten Strommessfühler 10 Rechnung zu tragen. Zwei Ansätze stehen hier grundsätzlich zur Verfügung:

Die beiden entsprechenden Verfahren entsprechen im Wesentlichen dem automatischen Kalibrierverfahren im Betrieb wie oben beschrieben mit dem Unterschied, dass die Kalibrierung nicht automatisch im Betrieb sondern vor dem ersten Einsatz des EVGs erfolgt. Dabei wird die Schaltungsanordnung bzw. das EVG für eine kurze Zeitdauer im Kalibrierbereich (Überlappbereich von A und B, siehe oben) betrieben, z.B. bei einer Einstellung des Soll-Dimmwerts von 30 %. Der Kalibriervorgang im Mikrocontroller µC wird dabei über einen digitalen Bus (z.B. DALI) oder eine digitale NFC-Kommunikation oder ein ähnliches Signal gesteuert bzw. getriggert. Bei Erfassung des Trigger-Signals vergleicht der Mikrocontroller µC den vom ersten Strommessfühler 15 erfassten Strom-Messwert1 als Referenzwert mit dem zugleich gemessenen Strom-Messwert2u und nimmt anschließend die Kalibrierung mit den gleichen Schritten wie zuvor beschrieben vor. Hierbei wird KAL einmalig vom Mikrocontroller µC ermittelt, zentral gespeichert und im späteren Betrieb dauerhaft als Kalibrierungsfaktor verwendet, um den kalibrierten Strom-Messwert2 zu bestimmen, d.h., es wird nicht wiederholt und fortlaufend im Betrieb automatisch rekalibriert.

Als Variante des zuvor beschriebenen Verfahrens kann auch ohne schaltungsinterne Bestimmung eines Referenz-Strom-Messwerts eine Kalibrierung durchgeführt werden. Dabei wird der Referenz-Messwert (also den Strom-Messwert1 ersetzend) durch ein externes Messgerät, d.h., außerhalb des EVGs, ermittelt, indem der Strom I_LED mit großer Genauigkeit ermittelt wird. Dieser Referenzwert wird über eine digitale Kommunikation (digitaler BUS, insbesondere DALI, oder NFC) an das EVG und dessen Mikrocontroller µC übertragen. Dies hat den Vorteil, dass auf die interne Messung von Strom-Messwert1 verzichtet werden kann. Allerding muss in diesem Fall die Messanordnung so ausgelegt sein, dass sie den Strom bis zu einem dem Dimmwert von 100 % entsprechenden Wert proportional wiedergeben kann.
Ereignisbezogene automatische Kalibrierung:
Eine automatische Kalibrierung kann beispielsweise regelmäßig nach Ablauf einer bestimmten Zeitdauer oder abhängig von der Erfassung eines Ereignisses durch den Mikrocontroller µC angestoßen werden. So zum Beispiel beim Übergang von dem Zustand Licht = „AUS“, in welchem sich das EVG in Standby-Modus befindet, in den Zustand Licht = „AN“, in welchem sich das EVG im Betrieb, insbesondere im Dimm-Betrieb befindet. Einmal angestoßen werden die Schritte der automatischen Kalibrierung wie oben beschrieben durchgeführt. Jedoch erfolgt die Kalibrierung hier unmittelbar beim Vorgang des Einschaltens z.B. des LED-Lichts.
Beim Übergang von dem Zustand Licht = „AUS“ in den Zustand Licht = „AN“ mit einem (vom Anwender) bestimmten Ziel-Dimmwert für den Strom I_LED_target wird vor dem eigentlichen Betrieb im Zustand Licht = „AN“ ein Kalibriervorgang mit sehr kurzer Zeitdauer T_cal durchgeführt. Die Zeitdauer wird so gewählt, dass dieser Kalibriervorgang beim Einschalten des Lichts vom menschlichen Auge nicht oder kaum merkbar wahrgenommen wird. Dazu wird im EVG unmittelbar beim Einschalten des Lichts zunächst für diese Zeitdauer T_cal ein vorbestimmter Soll-Dimmwert I_LED = I_LED_cal eingestellt. Mit besonderem Vorteil kann der Dimmwert I_LED_cal im Bereich I_LED_cal = (1 ... 1,3) . I_k1 eingestellt werden. Der untere zweite Grenzwert I_k1 stellt hier den kleinsten Stromwert dar, bei dem eine Kalibrierung noch sinnvoll möglich ist (vgl. obige Beschreibung des Kalibrierbereichs).
Die Zeitdauer T_cal ist dabei so kurz wie möglich zu wählen, d.h., nur so lange, wie der Mikrocontroller µC benötigt, um die Kalibrierung durchzuführen. Die Zeitdauer T_cal hängt dabei vor allem von der AD-Wandlung und der Messwerterfassung im Mikrocontroller µC ab. Die Zeitdauer T_cal dauert jedoch zumindest so lange, dass die beiden Strom-Messwerte, d.h., der Strom-Messwert1 als Referenz und der Strom-Messwert2u als zu kalibrierender Wert aussagekräftig, d.h., stabil und eingeschwungen, im Mikrocontroller µC nach der AD-Wandlung vorliegen.
Kalibrierung mit anschließender Ausgleichs-Dimm-Phase des Lichts:
Um die Nicht-Wahrnehmung der Kalibrierung durch das menschliche Auge weiter zu verbessern, kann über die oben beschriebenen Maßnahmen (kurze Kalibrierungszeitdauer) hinaus unmittelbar nach Ablauf der Kalibrierungszeitdauer T_cal bei dem vorbestimmten Dimm- bzw. Stromwert I_LED_cal für eine Zeitdauer T_comp ein Dimmwert entsprechend dem Stromfluss I_LED = I_comp durch den Mikrocontroller µC eingestellt werden, in welcher der Stromfluss I_LED_cal für das Auge ausgeglichen wird. Dabei sind die Ausgleichszeitdauer T_comp und der entsprechend ausgleichende Stromfluss I_comp so bemessen, dass der Mittelwert des Lichts vom Anfang des der Zeitdauer T_cal entsprechenden Abschnitts bis zum Ende des der Zeitdauer T_comp entsprechenden Zeitabschnitts dem Mittelwert desjenigen Soll-Dimmwerts I_LED_target entspricht, der vom Anwender eingestellt wurde.
Der die Kalibrierung ausgleichende Stromfluss I_comp kann mit Vorteil wie folgend gewählt werden: I_comp = (0...0,2) * I_LED_target. Die entsprechende Zeitdauer ist bevorzugt: T_cal + T_comp < 100 ms = 1 / (10 Hz). Besonders bevorzugt beträgt die Summe aus T_cal und T_comp weniger als 20 ms.
Damit wird bewirkt, dass der Mittelwert des Lichts während des Zeitraums vom Beginn der Kalibrierung bis zum Ende der Ausgleichsphase für das Auge gleich oder nahezu gleich erscheint, wie der anschließende Ziel-Lichtwert. Die Summe der Zeitdauern T_cal und T_comp ist dabei so kurz gewählt, dass die beiden unterschiedlichen Lichtwerte vom Auge gerade noch integriert oder ausgemittelt werden und somit noch nicht als Flicker wahrgenommen werden.
In einem nicht beschränkenden Beispiel beträgt der Ziel-Dimmwert I_LED_target = 20 mA und der untere zweite Grenzwert I_k1 = 100 mA, der Kalibrierstromfluss beträgt I_LED_cal = 100 mA (d.h., identisch zu Ik1), der Ausgleichsstromfluss beträgt I_comp = 0 mA. die Kalibrierzeitdauer beträgt T_cal = 1 ms. Weil der Ziel-Dimmwert I_LED_target = 20mA gleich dem Mittelwert während der Kalibrierung und der Ausgleichsphase sein sollte, gilt folglich für die Mittelwertbildung: 20 mA = (1 ms . 100 mA + X ms . 0 mA) / (1 ms + X ms). „X“ ist die gesuchte Zeitdauer für die Ausgleichsphase, der Ausgleichsstrom wird auf null gesetzt, um die Ausgleichsphase möglichst kurz zu halten. Daraus errechnet sich für die Zeitdauer der Ausgleichsphase T_comp = 4 ms, und die Gesamtzeitdauer T_cal zuzüglich T_comp beträgt 5 ms.
Das Verfahren wird vorteilhafterweise beim Einschalten des Lichts durchgeführt, da hier das Auge ohnehin den Einschaltvorgang (d.h. den Übergang von Licht = „AUS“ zu Licht = „Ein“ als zeitlich begrenzten Licht-Flicker wahrnimmt. Die Kalibrierung bewirkt, dass der für das Auge wahrnehmbare Flicker sehr ähnlich oder gleich erscheint, wie der normale Licht-Flicker beim Einschaltvorgang des Lichts ohne Kalibrierung.
Das beschriebene Verfahren ist nicht beschränkt auf den Zeitpunkt des Einschaltens des Lichts. Es kann auch während des Betriebs durchgeführt werden, beispielsweise . bei einer Änderung eines durch einen Sensor (nicht gezeigt, mit dem Mikroprozessor z.B. über DALI oder NFC etc. verbunden) erfassten Betriebsparameters wie Temperatur, die größer (oder je nachdem kleiner) ist als ein kritischer Grenzwert, oder nach Ablauf einer Zeitintervalls, oder bei bloßer Änderung des Ziel-Dimmwerts durch den Anwender, etc. In diesen Fällen ist die Mittelwertbildung und Einstellung einer kurzen Kalibrierungs- und Ausgleichszeitdauer mit T_cal + T_comp < 20 ms besonders vorteilhaft.
Die Kalibrierung kann auch nach Erfassung einer Änderung eines der Steuervorrichtung vorgegebenen Dimmwerts durch geführt werden, wobei die Kalibrierung nur dann durchgeführt wird, wenn der geänderte vorgegebene Dimmwert in einem Intervall zwischen 4 % und 60 % eines bei vollem LED-Strom ohne Dimmung fließenden Stroms, vorzugsweise zwischen 10 % und 30 % des bei vollem LED-Strom ohne Dimmung fließenden Stroms, jeweils einschließlich der Intervallgrenzen, liegt. Der Vorteil liegt auch hier darin, dass gerade dann keine Helligkeitsschwankungen (Flicker) auftreten.
Nicht-proportionales Verhalten:
Als Variante zu den beschriebenen erfindungsgemäßen Kalibrierverfahren, die bisher von einem im wesentlichen linear-proportionalen Verhalten der Messanordnung mit dem erzielten Laststrom ausgehen, können auch Anwendungen für Strombereiche insbesondere bei hohen Stromflüssen ins Auge gefasst werden, wo z.B. durch eine Art Sättigungsverhalten der Messanordnung diese Proportionalität nicht mehr gegebene ist. Der Stromfluss kann z.B. im sehr hohen Strombereich, etwa im Bereich von Dimmwerten bei 80 % bis 100 % Stromfluss, gemäß einer vorab bestimmten nichtlinearen Funktion I_LED = f (Strom-Messwert2) abweichen. Mittels einer solchen vorab bestimmten bekannten Funktion kann der Mikrocontroller µC während des EVG-Betriebs automatisch den aktuell objektiv vorliegenden Stromfluss I_LED errechnen bzw. emulieren. Diese Funktion kann z.B. ein Korrektur-Polynom wie folgend aufweisen: I_LED = a · MW³ + b · MW² + c · MW¹ + d. Hierbei steht „MW‟ für den vom zweiten Strommessfühler ermittelten bzw. erfassten und nachfolgend kalibrierten Strom-Messwert2. Die Parameter a, b, c, d werden hierbei im Labor (d.h., beim Entwurf des EVGs) für die Messanordnung ermittelt. Diese das Nichtlineare Verhalten berücksichtigende Verfahrensvariante kann mit einem wie oben beschriebenen Verfahren kombiniert werden, d.h. die Kalibrierung sollte zusätzlich zu der Korrektur für das nichtlineare Verhalten erfolgen, denn eine Kalibrierung ist dann angezeigt, wenn die magnetische Kopplung bei der Assemblierung (und von Baustein zu Baustein) variiert.
Physischer Aufbau von Komponenten der Schaltungsanordnung:
In den 6A bis 10B sind Ausführungsbeispiele der oben beschriebenen Schaltungsanordnung im Hinblick auf den physischen Aufbau des zweiten Stromfühlers 10 bzw. seines Übertragers gezeigt.
Gemeinsame Merkmale der Einzelkomponenten, insbesondere der Drosseln L1 und L2 sowie der die galvanische Trennung 14 unterstützenden Isolation, die schließlich im Rahmen der Fertigung zum induktiven Mess-Sensor assembliert werden, sind folgende:

Der zweite Stromfühler 10 umfasst zwei Drosseln, die jede für sich als Standard-Komponente am Bauteile-Markt verfügbar ist und/oder nach Spezifikation in großen Stückzahlen gefertigt werden können. Ein Beispiel stellen BC-Drosseln bzw. HF-Drosseln der Fa. Epcos dar. Diese Drosseln sind besonders kompakt und günstig und auch gut verfügbar. Die Ausführung der Drosseln L1, L2 nach Bauform und Material ist so ausgelegt, dass die magnetische Kopplung nach der Assemblierung so gut wie möglich ist, wobei die notwendige Isolation zwischen den Drosseln L1, L2 zu beachten ist.

Die Drosseln besitzen im noch nicht auf der Leiterplatte oder Platine assemblierten Zustand ein vergleichsweise großes Streufeld im Gegensatz zu einer Drossel-Bauform mit geschlossenem Ferrit-Kern wie z.B. mit E-Kern, RM-Kern oder Ringkern. Die Drosseln L1, L2 der in den 6A bis 10B gezeigten Ausführungsbeispiele haben ein magnetisches Streufeld ähnlich dem Streufeld eines magnetischen Dipols, wie etwa Stab oder Kern mit magnetischem Nordpol/Südpol.
Die Form des Drossel-Kerns (Ferrit) kann z.B. stabförmig, hantelförmig oder u-förmig sein. Aufgrund dessen weisen die Streufelder der Drosseln L1, L2 nach der Assemblierung eine (unter den Umständen) relativ gute Kopplung miteinander auf. Der magnetische Koppelfaktor k im Bereich 0,98 bis 0,05 (vorzugsweise 0,98 ... 0,1). Die Drossein können in stabförmiger oder hantelförmiger Ausführung, d.h., in axialer oder radialer Bauform vorliegen. Das Verhältnis von Länge zu Außen-Durchmesser des Ferrit-Materials kann von 10-zu-1 bis hin zu 10-zu-7 reichen. Bevorzugt ist ein Verhältnis von etwa 10-zu-4. Andere Ausführungsbeispiele oder Modifikationen können andere Verhältnisse aufzeigen. Die Längen könne zum Beispiel 2 mm bis 40 mm betragen, die Durchmesser z.B. 1 mm bis 10 mm.
Bevorzugten Ausführungsbeispielen zufolge (siehe die 6A bis 8) ist die eine Drossel L2 auf der Leiterplatte bzw. Platine z.B. als Kupferbahn gedruckt, während die andere Drossel L1 als Standardbauteil verdrahtet (oder als SMD-Baustein) auf der Leiterplatte eingerichtet ist.
Im Hinblick auf die mechanische Anordnung und Assemblierung des Strommessfühlers im Rahmen der Fertigung erfolgt diese mit einem möglichst geringen gegenseitigen Abstand, so dass eine möglichst gute induktive Kopplung erreicht wird. Mit Bezug auf die SELV/Outdoor-Anforderungen wird ein möglichst geringer, aber noch zulässiger gegenseitiger Abstand der elektrisch leitfähigen Teile im Sinne der Sicherheitsanforderungen für die notwendige Isolierung der Drosseln gegeneinander, also beispielsweise der Kupfer-Wicklung oder der Zuleitungen oder des Ferrit-Kerns angestrebt. Der Abstand muss dementsprechend ausreichen, so dass die für SELV/Outdoor -Anforderungen notwendige Isolation erreicht wird.
Der Abstand auf der Leiterplatte ist so gewählt, dass nach der Assemblierung die Streufelder der Drosseln eine relativ gute Kopplung aufweisen mit den oben angegebenen Koppelfaktoren k im Bereich 0,98 bis 0,05 (vorzugsweise 0,9 ... 0,1). Bei der Wahl des Abstands wird berücksichtigt, dass die elektrisch leitfähigen Teile der Drossein L1, L2 mit einem Isolator der Material-Stärke D_iso aus isolierendem Material, etwa aus einer Folie oder einer Kunststoff-Platte oder -Wand, voneinander isoliert werden können, um die SELV/Outdoor -Anforderungen zu erfüllen. In den bevorzugten Ausführungsbeispielen mit einer Kombination aus gedruckter Spule und bedrahteter oder SMD Drossel wird der Isolator durch die Leiterplatte bereitgestellt.
Im Fall der kombination zweier bedrahteter Bauteile oder von SMD-Bauteilen kann zwischen den Drosseln z.B. durch Schlitzfräßung ein Schlitz in der Leiterplatte gebildet sein, auf der die Drosseln befestigt sind. Der Schlitz hat eine Dicke Ds > D_iso. In diesen Schlitz wird zwischen die bestückten Drosseln L1, L2 ein Isolator mit der Dicke D_iso eingefügt. Der Schlitz dient dazu, die zur Einhaltung der SELV/Outdoor - Anforderungen notwendige Kriech- und Luftstrecke in alle Richtungen aufzubauen. Entsprechend können die Position, die Länge und die Höhe des Isolators kann so bemessen sein, dass in alle Richtungen (d.h., oberhalb der Leiterplatte und unterhalb der Leiterplatte sowie links und rechts der Bauteile) zwischen den elektrisch leitfähigen Teilen der Drosseln L1, L2 auf der Primär- und Sekundärseite die notwendige Kriech- und Luftstrecke mit der Länge L_LuKr ≥ L_min(selv) eingehalten wird, wobei L_min(selv) die sich aus den einschlägigen Normen ergebende Mindestanforderung ist und beispielsweise von der anliegenden Betriebsspannung sowie von der Überspannungskategorie abhängt.
Im Fall der hier vorliegenden galvanischen Trennung 14, die den SELV-Anforderungen genügt (d.h, im Fall eines EVG mit SELV Ausgang) ist die Dicke D_iso des Isolators sowie die Kriech- und Luftstrecke entsprechend der hierfür relevanten Normen ausgelegt.
Dabei gilt im Fall einer 250V Netzspannung folgendes: die minimale Kriechstrecke L_min beträgt 5 mm. die minimale Luftstrecke L_min beträgt 3 mm. Die Dicke des Isolators D_iso (im Fall von festem Material) sollte 0,4 mm bis 1 mm betragen, besonders vorteilhaft sind hier 0,8 mm bis 0,9 mm. Die Summendicke von D_iso (d.h., mit mehrere Folien) sollte 0,25 mm oder mehr betragen. Diese normgerechten Wertebereiche sind entsprechend als vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung in Bezug auf die Drosseln L1, L2 und den Isolator vorgesehen.
Ein erstes Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen zweiten Strommessfühler 10 bzw. von dessen Übertragerkomponenten ist in den 6A und 6B gezeigt. Die 6A zeigt den assemblierten Strommessfühler 10 (d.h., dessen Übertragerkomponenten) in der Draufsicht, die 6B zeigt den assemblierten Strommessfühler 10 (d.h., dessen Übertragerkomponenten) in der Seitenansicht. Die gezeigten Komponenten können in der Schaltungsanordnung gemäß dem Ausführungsbeispiel in 1 verschaltet sein. Die Drossel L1 des Strommessfühlers 10 auf der Sekundärseite in 1 entspricht in diesem und den nachfolgenden Ausführungsbeispielen der Drossel 21. Die Drossel L2 des zweiten Strommessfühlers 10 auf der Primärseite in 1 entspricht in diesem und den nachfolgenden Ausführungsbeispielen der Drossel 22.
In diesem ersten Ausführungsbeispiel für einen zweiten Strommessfühler 10 ist die erste Drossel L1 bzw. 22 als auf der Leiterplatte gedruckte Spule 47 (printed coil) ausgeführt. Die Induktivität beträgt hier L = 0,5 µH. Die Leiterplatte dient hier selbst als Isolator (galvanische Trennung 26) zwischen der Primärseite 24 und der Sekundärseite 25 der Schaltungsanordnung des Wandlers 78. Die elektrische Verbindung des innenliegenden Anschlussdrahtes bzw. des entsprechenden Lötpads 27 (bzw. 27a) der gedruckten Spule 47 (erste Drossel L1 bzw. 22) nach außen auf der Sekundärseite 25 auf der Leiterplatte wird über eine SMD-Brücke 37 hergestellt.
Auf der Primärseite 24 ist die Drossel L2 bzw. 21 als bedrahtete Drossel liegend ausgeführt. Sie wird auf der Leiterplatte durch Anschlussdrähte 31 angeschlossen, die sich von Lötpads 27b her erstrecken. Die gemäß SELV/Outdoor-Anforderungen einzuhaltende Luft- und Kriechstrecke 28 zwischen der gedruckten Spule 47 und dem Lötauge 27b der Durchkontaktierung der bedrahteten Drossel (zweite Drossel L2 bzw. 21) ist ebenfalls in 6B eingezeichnet.
Die Drossel L2 bzw. 21 des ersten Ausführungsbeispiels für einen zweiten Strommessfühler 10 besitzt eine Induktivität von L = 4.700 µH. Die Bauform ist ähnlich wie B78108-S Typ BC der Firma Epcos. Mit Bezug auf 2 ist der Mess-Stromkreis 13 für dieses Ausführungsbeispiel wie folgt ausgeführt: Diode D1: Typ 1N4148; Widerstand R1: 1 kOhm; Kondensator C1: 330 nF; Widerstand R2: 6,8 kOhm; Kondensator C2: 22 nF.
Ein zweites Ausführungsbeispiel für einen in der Schaltungsanordnung nach 1 einsetzbaren zweiten Strommessfühler 10 ist in den 7A und 7B dargestellt. Es werden in diesem und allen nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Bauteile verwendet und es wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechende Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele verwiesen.
Die erste Drossel L1 bzw. 22 auf der Primärseite 25 ist im Wesentlichen identisch mit dem Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels gemäß 6A und 6B, einschließlich der SMD-Brücke 37, die den innenliegenden Anschluss 27 der gedruckte Spule 47 mit der entsprechenden Anschluss-Leiterbahn 33 auf der Leiterplatte verbindet. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist die zweite Drossel L2 bzw. 21 auf der Primärseite 24 hier nicht als bedrahtete Drossel sondern als SMD-Drossel liegend ausgeführt. Auch hier dient die Leiterplatte selbst als SELV-normgerechter Isolator zwischen der Primärseite 24 und der Sekundärseite 25.
Die 7A zeigt den assemblierten Strommessfühler 10 (d.h., dessen Übertragerkomponenten) in der Draufsicht, die 7B zeigt den assemblierten Strommessfühler 10 (d.h., dessen Übertragerkomponenten) in der Seitenansicht. Dabei ist erkennbar, dass - wie im ersten Ausführungsbeispiel - die zweite Drossel L2 bzw. 21 auf der Oberseite der Platine angebracht ist, während die erste Drossel L1 bzw. 22 auf der Unterseite der Platine angebracht ist. In der Seitenansicht der 7B sind ferner schematisch die Feldlinien des durch Induktion erzeugten Magnetfeld-Streufelds erkennbar. Die erste Drossel L1 bzw. 22 auf der Sekundärseite 25 ist dabei so unter der zweiten Drossel L2 bzw. 21 positioniert, dass sich (unter den Umständen des Streufelds) ein möglichst hoher magnetischer Koppelfaktor ergibt, d.h., eine möglichst gute Kopplung des Streuflusses der beiden Drosseln. Dies kann hier dadurch erreicht werden, dass die erste Drossel L2 bzw. 21 von möglichst vielen Feldlinien 43 ausgehend von dem einen nahen Pol des magnetischen Dipols der zweiten Drossel L1 bzw. 21 durchsetzt wird. Dafür ist die Position und der Durchmesser der gedruckten Spule 47 der ersten Drossel L1 bzw. 22 auf der Sekundärseite 25 so bemessen, dass die äußerste Windung bis ca. zur Mitte unterhalb der zweiten Drossel L2 bzw. 21 auf der Primärseite 24 reicht. Würde er über die Mitte hinausgehen würde sich der magnetische Fluss der der zweiten Drossel L2 bzw. 21 auf der Primärseite 24, der die zweite Drossel L2 bzw. 21 durchdringt, wieder verringern, nämlich durch Auslöschungseffekte, wenn dieselbe Feldlinie die Ebene zweiten Drossel L2 bzw. 21 auf der Sekundärseite 25 auch wieder in Gegenrichtung durchdringt.
Ein drittes Ausführungsbeispiel für einen in der Schaltungsanordnung nach 1 einsetzbaren zweiten Strommessfühler 10 ist in den 8 dargestellt. Hier ist nur die Draufsicht gezeigt. Das Bezugszeichen 32 zeigt die Wicklung der hier wieder als bedrahtete Drossel.ausgeführten zweiten Drossel L2 bzw. 21 auf der Primärseite 24. Die erste Drossel L1 bzw. 22 ist wieder als gedruckte Spule 47 ausgeführt, jedoch wird in diesem Ausführungsbeispiel die Verbindung des innenliegenden Anschlusses der gedruckten Spule 47 zum Anschlusspunkt der Leiterbahn 33 auf der gleichen Hauptfläche der Leiterplatte durch eine Leiterbahnbrücke 34 auf der Rückseite der Leiterplatte bewerkstelligt, also auf der der gedruckten Spule 47 gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte. Dies wird mit Hilfe einer Durchkontaktierung 35 möglich. Die gemäß SELV/Outdoor-Anforderungen einzuhaltende Luft- und Kriechstrecke 28 zwischen dieser Durchkontaktierung 35 und der Wicklung 32 der zweiten Drossel L2 bzw. 21 ist ebenfalls in 8 eingezeichnet.
Ein viertes Ausführungsbeispiel für einen in der Schaltungsanordnung nach 1 einsetzbaren zweiten Strommessfühler 10 ist in der 9 dargestellt. Auch hier ist nur die Draufsicht gezeigt. Das Ausführungsbeispiel zeigt zwei liegende Drosseln (erste Drossel L1 bzw. 22 und zweite Drossel L2 bzw. 21) mit einem diesmal von der Leiterplatte verschiedenem Isolator 23 dazwischen. Beide Drosseln sind bedrahtet. Wie oben beschrieben ist in der Leiterplatte ein Schlitz mit der Dicke Ds ausgebildet, in welchen der Isolator 23 mit der Dicke D_iso < Ds eingeführt wird, um die beiden Drosseln L1 und L2 im Rahmen galvanischer Trennung 26 voneinander zu isolieren. in 9 ist die gemäß SELV/Outdoor-Anforderungen einzuhaltende (kürzeste) Luft- bzw. Kriechstrecke 28 eingezeichnet. Sie erstreckt sich um den in den Schlitz eingesetzten Isolator 23 herum.
In diesem vierten Ausführungsbeispiel können die in 2 dargestellten Komponenten des Mess-Stromkreises wie folgt gewählt werden: die erste Drossel L1 bzw. 22 auf der Sekundärseite besitzt eine Induktivität von L = 1 µH. Die Bauform ist ähnlich wie B78108-S Typ BC der Firma Epcos. Die zweite Drossel L2 bzw. 21 auf der Primärseite besitzt eine Induktivität von L= 4.700 µH, mit einer Bauform ähnlich wie B78108-S Typ BC der Firma Epcos. Im Übrigen: Diode D1: Typ 1N4148; Widerstand R1: 1 kOhm; Kondensator C1: 330 nF; Widerstand R2: 6,8 kOhm; Kondensator C2: 22 nF.
Die Bauform B78108-S Typ BC der Firma Epcos ist dem Datenblatt erhältlich unter https://html.alldatasheet.vn/html-pdf/182863/EPCOS/B78108S/462/3/B78108S.html zu entnehmen.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Beispiels sieht vor, den Isolator am EVG-Gehäuse als Trennwand einzurichten, z.B. im Fall eines Spritzgussgehäuses als an der Gehäusewandung einstückig angeformtes Bauteil.
Ein fünftes Ausführungsbeispiel für einen in der Schaltungsanordnung nach 1 einsetzbaren zweiten Strommessfühler 10 ist in der 10A und 10B dargestellt. 10A zeigt die Draufsicht, 10B die Seitenansicht. Anders als im vierten Ausführungsbeispiel liegen hier zwei stehende Drosseln L1 bzw. 22 und L2 bzw. 21 mit Isolator dazwischen vor, die aber ebenfalls wieder durch einen in einen Schlitz in der Leiterplatte eingeführten Isolator der Dicke D_iso galvanisch getrennt sind. Als weitere Besonderheit ist hier eine Klammer 29 aus isolierendem Material vorgesehen. Die Klammer 29 ist fest mit dem Isolator 23 verbunden, d.h., als ein Halter-Isolator-Teil ausgeführt, z.B. als Spritzgussteil aus Kunststoff. Bei der Assemblierung werden zuerst die beiden stehenden Drosseln L1 bzw. 22 und L2 bzw. 21 bestückt und danach wird das Halter-Isolator-Teil (bestehend aus Klammer 29 und Isolator 23) über die Drosseln und in den Schlitz in der Leiterplatte geführt. Dadurch werden die Drosseln L1 bzw. 22 und L2 bzw. 21 durch die Klammer 29 derart geführt bzw. an den Isolator 23 angedrückt, so dass sie eng am Isolator 23 anliegen, um für eine gute magnetische Kopplung zu sorgen, und mechanisch fixiert sind, so dass die magnetische Kopplung auf Dauer fixiert und in der Größe erhalten bleibt. Die oben beschrieben Kalibrierung der Messanordnung erfolgt dann immer erst nach dieser Fixierung. Die zu beachtenden Luft- bzw. Kriechstrecken 28 sind in 10A und 10B ebenfalls eingetragen.
Die 11 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel für die Anordnung des zweiten Strommessfühlers 10 in 1 mit zwei Drosseln mit fester Isolation dazwischen, d.h., der Leiterplatte als Isolator 23. Die Drosseln L1 bzw. 22 und L2 bzw. 21 sind hier beide in bedrahteter (pin trough hole) Ausführung vorgesehen, d.h. sie sind auf einander gegenüberliegenden Seiten oben und unten auf Leiterplatte angeordnet. Die Luft- bzw. Kriechstrecken 28 zwischen den Drosseln bzw. deren Windungen und den Anschlussdrähten der Durchkontaktierungen der jeweils anderen Drossel sind ebenfalls in 11 eingetragen.
In 12 ist ein entsprechendes siebtes Ausführungsbeispiel für die Anordnung des zweiten Strommessfühlers 10 in 1 mit zwei Drosseln, nun aber in SMD-Ausführung, schematisch dargestellt.
In 13 ist ein Ausführungsbeispiel einer möglichen Abschirmung der Drosseln dargestellt. Dabei befindet eine erste Abschirmfläche 40 auf der Primärseite 24, z.B. eine auf der Leiterplatte gebildete Kupferfläche. ferner befindet sich eine zweite Abschirmfläche 41 auf Sekundärseite 25, beispielsweise ebenfalls eine auf der leiterplatte gebildete Kupferfläche. Ein Y-Kondensator 42 verbindet die erste Abschirmfläche 40 auf Primärseite 24 mit der zweiten Abschirmfläche 41 auf der Sekundärseite 25 elektrisch.
Bei diesem Aufbau gilt die Reziprozität, d.h., die Abschirmung wirkt sowohl gegen eine unerwünschte Beeinflussung des Streufeldes der Anordnung als auch für eine Abschirmung gegen die ungewünschte Beeinflussung anderer Komponenten im EVG, die außerhalb der Messanordnung bzw. des zweiten Strommessfühlers 10 liegen. Für eine bessere Wirksamkeit der Abschirmung kann ein Kondensator verwendet werden, der die erste Abschirmfläche 40 auf der Primärseite 24 und die zweite Abschirmfläche 41 auf der Sekundärseite 25 elektrisch miteinander verbindet. Der Kondensator erfüllt vorzugsweise die SELV/Outdoor-Anforderungen, wie insbesondere im Fall z.B. eines Y1-Kondensators für SELV-Isolation.
Durch die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele können folgende Vorteile erzielt werden: es werden analoge Messgrößen unter Einhaltung der Anforderungen für die Isolation (SELV, Outdoor) gemessen bzw. erfasst, es werden günstige und leicht verfügbare Standardkomponenten eingesetzt, die Drosseln des zweiten Strommessfühlers können hochautomatisiert gefertigt werden, der zweite Stromessfühler weist eine kompakte Bauweise auf, die Komponenten des zweiten Strommessfühlers können automatisiert bestückt werden, und schließlich weist der zweite Strommessfühler nur eine geringe Drift über der Temperatur bzw. über der Zeit (Alterung) auf.
Verschiedene weitere Abwandlungen und Modifikationen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele sowie Kombinationen einzelner Merkmale sind möglich im Umfang des durch die Ansprüche festgelegten Schutzbereichs.
Bezugszeichenliste

1: Leistungsfaktorkorrekturregler (PFC)
2: erster elektronischer Schalter
3: zweiter elektronischer Schalter
4: galvanische Trennung (zw. Primär- und Sekundärstromkreis)
5-9, 9b: mögliche Positionen der ersten Drossel L1 im Sekundärstromkreis
10: zweiter Strommessfühler
13: Mess-Stromkreis
14: galvanische Trennung (zw. Mess- und Sekundärstromkreis)
15: erster Strommessfühler
16: alternative Position für den ersten Strommessfühler
21: zweite Drossel
22: erste Drossel
23: Isolator, Leiterplatte
24: Primärseite
25: Sekundärseite
27, 27a,: Lötpad,
27b: Lötauge
28: für SELV-Isolation erforderliche Luft- und Kriechstrecke
29: Halte-Klammer für mechanische Fixierung der Drosseln
31: Anschlussdraht für Drosseln
32: Wicklung der Drosseln
33: Anschluss-Leiterbahn der Drosseln
34: Leiterbahnbrücke für gedruckte Spule (auf gegenüberliegender Seite)
35: Durchkontaktierung
37: SMD-Brücke
40: erste Abschrimfläche
41: zweite Abschirmfläche
42: Y-Kondensator
43: magnetische Feldlinien
47: gedruckte Spulen (erste Drossel)
72: Dimmvorrichtung
75: Leistungstransformator
78: LLC-Resonanzwandler
80: Primärstromkreis
90: Sekundärstromkreis
100: Eingang
110: Ausgang
C1: Kondensator (Mess-Stromkreis)
C2: Kondensator (Mess-Stromkreis)
C_a: Filterkondensator (Elko)
C_R: Kondensator (Resonanzkreis)
D1: Diode (Mess-Stromkreis)
D2: Diode (Sekundärstromkreis)
D3: Diode (Sekundärstromkreis)
fs: Schaltfrequenz
Ig1, Ig2: unterer bzw. oberer Grenzwert für gute Korrelation / Kalibrierung
Ik1, Ik2: unterer bzw. oberer Grenzwert für Kalibrierung
I_LED: ideale Dimmkennlinie
Im1: reale Dimmkennlinie (erster Strommessfühler: Primärstromkreis)
Im2: reale Dimmkennlinie (zweiter Strommessfühler: Sekundärstromkreis)
I_sek: Stromfluss im Sekundärstromkreis
L1, 22: erste Drossel (Sekundärstromkreis)
L2, 21: zweite Drossel (Mess-Stromkreis)
L_R: Drossel (Resonanzkreis)
L_prim: Drossel (Leistungstransformator Primärseite)
L_sek1: Drossel (Leistungstransformator Sekundärseite)
L_sek2: Drossel (Leistungstransformator Sekundärseite)
R1: Widerstand (Mess-Stromkreis)
R2: Widerstand (Mess-Stromkreis)
R_sh: Shunt-Widerstand
U_e1: Eingangsspannung (Schaltungsanordnung: Eingangsstufe)
U_e2: Eingangsspannung (Primärstromkreis)
U_a: Ausgangsspannung (Sekundärstromkreis)
U_M: Ausgangsspannung (Mess-Stromkreis)
µC: Steuervorrichtung: Mikrocontroller

Claims

Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Leuchtmittel aufweisenden Last, umfassend einen primär getakteten Wandler (78) mit galvanischer Trennung (4, 14) von Ein- und Ausgangsspannung mit: einem Primärstromkreis (80) mit einem Eingang (100) für die Eingangsspannung (U_e1, U_e2) und wenigstens einem elektronischen Schalter (2, 3) zum Bereitstellen eines getakteten Stromflusses im Primärstromkreis; einen Sekundärstromkreis (90), der vom Primärstromkreis galvanisch getrennt ist und einen Ausgang (110) zum Anschließen der Last aufweist, an dem die Ausgangspannung (U_a) ausgegeben wird; einen Leistungstransformator (75), der die Energie eines darin durch den getakteten Stromfluss aufgebauten Magnetfelds vom Primärstromkreis (80) in den Sekundärstromkreis (90) überträgt; eine Steuervorrichtung (µC), die den getakteten Betrieb des wenigstens einen elektronischen Schalters steuert; gekennzeichnet durch: jeweils eine getrennt von dem Leistungstransformator eingerichtete erste Drossel (L1) und zweite Drossel (L2), wobei: die erste Drossel in dem Sekundärstromkreis angeordnet ist, um von dem durch den Leistungstransformator beim Übertrag der Energie in den Sekundärstromkreis (90) bewirkten Strom (I_sek) durchflossen zu werden, die zweite Drossel (L2) in einem vom Sekundärstromkreis galvanisch getrennten Mess-Stromkreis (13) verschaltet ist und dabei räumlich sowie durch einen elektrischen Isolator getrennt von der ersten Drossel (L1) vorgesehen ist, wobei die zweite Drossel (L2) räumlich in einem von der ersten Drossel (L1) im Fall des Stromflusses erzeugten magnetischen Streufeld angeordnet ist, um eine induktive Kopplung zu bewirken, wobei die beiden Drosseln als Einzelkomponenten ohne einen gemeinsamen magnetischen Werkstoff, insbesondere ohne ein gemeinsames Ferritmaterial, ausgeführt sind; der Mess-Stromkreis (13) einen Ausgang aufweist, an dem eine von einem Stromfluss im Mess-Stromkreis abhängige Messspannung ausgegeben wird, der durch den Stromfluss im Sekundärstromkreis (90) durch die erste Drossel (L1) in der zweiten Drossel (L2) induziert wird, und die Steuervorrichtung (µC) mit dem Ausgang des Mess-Stromkreises verbunden ist, um aus der ausgegebenen Messspannung einen entsprechenden Stromfluss im Mess-Stromkreis (13) zu ermitteln, und eingerichtet ist, den getakteten Betrieb des wenigstens einen elektronischen Schalters (2, 3) abhängig von dem ermittelten Stromfluss zu steuern.
Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung [µC) einen Mikrocontroller umfasst, der über einen Analog-Digital-Wandler mit dem Ausgang des Mess-Stromkreises verbunden ist.
Schaltungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei im Primärstromkreis (80) ein erster Strommessfühler (15) vorgesehen ist, der einen durch den wenigstens einen elektronischen Schalter (2, 3) im Primärstromkreis (80) fließenden Strom erfasst oder einen primärseitig aus einer Halbbrücke oder dem Wandler fließenden Strom erfasst, und welcher mit der Steuervorrichtung (µC) verbunden ist, und die erste Drossel (L1), die zweite Drossel (L2) und der mit der Steuervorrichtung (µC) verbundene Mess-Stromkreis (13) einen zweiten Strommessfühler (10) ausbilden, der durch die Ermittlung des Stromflusses im Mess-Stromkreis den im Sekundärstromkreis (90) fließenden Strom (I_sek) erfasst, wobei die Steuervorrichtung (µC) eingerichtet ist, den getakteten Betrieb des wenigstens einen elektronischen Schalters (2, 3) abhängig von dem über den zweiten Strommessfühler (10) erfassten Stromfluss oder abhängig von dem über den ersten Strommessfühler (15) erfassten Stromfluss oder abhängig von beiden zu steuern.
Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 3, wobei die Steuervorrichtung (µC) ausgelegt ist, einen Dimmwert zu erhalten, dem jeweils ein bestimmter Wert für die durch den ersten und zweiten Strommessfühler erfassten Stromflüsse in Bezug auf einen entsprechenden maximalen Laststrom entspricht, wobei die Steuervorrichtung (µC) den dem Dimmwert entsprechenden Wert für den Stromfluss mit dem durch den ersten Strommessfühler (15) erfassten Stromfluss, mit dem durch den zweiten Strommessfühler (10) erfassten Stromfluss und/oder mit dem aus einer Gewichtung aus beiden erhaltenen, gemittelten Stromfluss vergleicht, und abhängig davon den getakteten Betrieb des wenigstens einen elektronischen Schalters steuert.
Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 4, wobei die Steuervorrichtung (µC) eingerichtet ist, den getakteten Betrieb des wenigstens einen elektronischen Schalters (2, 3) bei erhaltenen Dimmwerten unterhalb eines vorgegebenen zweiten Grenzwerts (Ig1, Ik1) ausschließlich abhängig von dem durch den zweiten Strommessfühler (10) erfassten Stromfluss zu steuern, wobei der zweite Grenzwert (Ig1, Ik1) im Bereich 4% bis 50% eines bei vollem LED-Strom ohne Dimmung fließenden Stroms liegt.
Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei die Steuervorrichtung (µC) eingerichtet ist, den getakteten Betrieb des wenigstens einen elektronischen Schalters (2, 3) bei erhaltenen Dimmwerten oberhalb eines vorgegebenen ersten Grenzwerts (Ig2, Ik2) ausschließlich abhängig von dem über den ersten Strommessfühler (15) erfassten Stromfluss zu steuern, wobei der erste Grenzwert (Ig2, Ik2) im Bereich 5% bis 60% eines bei vollem LED-Strom ohne Dimmung fließenden Stroms liegt und wobei der erste Grenzwert (Ig2, Ik2) oberhalb oder auf gleicher Höhe wie der zweite Grenzwert (Ig1, Ik1) liegt.
Schaltungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Steuervorrichtung (µC) eingerichtet ist, zur Steuerung des getakteten Betriebs des wenigstens einen elektronischen Schalters (2, 3) eine Gewichtung zwischen dem im Primärstromkreis (80) erfassten Stromfluss und dem im Mess-Stromkreis (13) erfassten Stromfluss durchzuführen, wobei die Gewichtung bevorzugt nur zwischen dem ersten Grenzwert (Ig2, Ik2) und dem zweiten Grenzwert (Ig1, Ik1) durchgeführt wird, während die Steuerung des getakteten Betriebs bei Dimmwerten außerhalb des Intervalls entweder ausschließlich nur auf Basis des ersten Strommessfühlers (15) oder ausschließlich nur auf Basis des zweiten Strommessfühlers (10) durchgeführt wird, wobei der Gewichtungsfaktor (GM1, GM2) weiter bevorzugt stetig und monoton mit dem vorbestimmten Dimmwert variiert.
Schaltungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Steuervorrichtung (µC) eingerichtet ist, die Werte für den durch den zweiten Strommessfühler erfassten Stromfluss zu kalibrieren.
Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 8, wobei die Steuervorrichtung (µC) ausgelegt ist, die Kalibrierung in einem Bereich von Dimmwerten durchzuführen, bei dem sowohl der durch den ersten Strommessfühler (15) erfasste Stromfluss als auch der durch den zweiten Strommessfühler (10) erfasste Stromfluss eine gute Korrelation untereinander und/oder mit einem tatsächlichen Stromfluss aufweisen.
Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die Steuervorrichtung (µC) ausgelegt ist, die Kalibrierung bei zumindest einem der Steuervorrichtung (µC) vorgegebenen Dimmwert in einem Intervall zwischen 4 % und 60 % eines bei vollem LED-Strom ohne Dimmung fließenden Stroms, vorzugsweise zwischen 10 % und 30 % des bei vollem LED-Strom ohne Dimmung fließenden Stroms, jeweils einschließlich der Intervallgrenzen, durchzuführen.
Schaltungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Steuervorrichtung (µC) ausgelegt ist, die Kalibrierung automatisch während des Betriebs und angestoßen von einem Ereignis vorzunehmen, wobei das Ereignis insbesondere: - der Erfassung des Ablaufs eines vorgegebenen absoluten Zeitintervalls oder eines bestimmten Betriebszeitintervalls; - der Erfassung einer Änderung eines durch einen Sensor erfassten Betriebsparameters wie Temperatur, die größer ist als ein Grenzwert; - der Erfassung eines Ein- oder Ausschaltvorgangs der Eingangsspannung; - der Erfassung eines Übergangs von dem Zustand Licht „AUS“ in einem Standby-Betrieb der Schaltungsanordnung in den Zustand Licht „AN“ in einem Dimm-Betrieb der Schaltungsanordnung oder umgekehrt; - der Erfassung einer Änderung eines der Steuervorrichtung vorgegebenen Dimmwerts, wobei die Kalibrierung nur dann durchgeführt wird, wenn der geänderte vorgegebene Dimmwert in einem Intervall zwischen 4 % und 60 % eines bei vollem LED-Strom ohne Dimmung fließenden Stroms, vorzugsweise zwischen 10 % und 30 % des bei vollem LED-Strom ohne Dimmung fließenden Stroms, jeweils einschließlich der Intervallgrenzen, liegt; entspricht.
Schaltungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Steuervorrichtung (µC) eingerichtet ist, ausgehend von einem ursprünglichen Dimmwert, der unterhalb des zweiten Grenzwerts (Ig1, Ik1) liegt, für eine Zeitdauer (Tcal) einen neuen Dimmwert einzustellen, der innerhalb des Kalibrierbereichs liegt und anschließend die Kalibrierung innerhalb einer Zeitdauer (T_cal) durchzuführen, die weniger als 100 ms, bevorzugt weniger als 20 ms beträgt und nach diesem Kalibriervorgang wieder den ursprünglichen Dimmwert einzustellen, der unterhalb des zweiten Grenzwerts (Ig1, Ik1) liegt.
Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 12, wobei die Steuervorrichtung (µC) eingerichtet ist, für eine sich der Zeitdauer (T_cal) der Kalibrierung anschließende weitere Zeitdauer (T_comp) eine Dimmausgleichsphase durchzuführen, bei welcher die Zeitdauer (T_comp) und der Stromfluss (I_comp) so gewählt werden, dass der Mittelwert des innerhalb der Summe aus beiden Zeitdauern fließenden Stroms im Wesentlichen gleich demjenigen Stromfluss ist, der einem dem Mikrocontroller vorgegebenen Dimmwert entspricht, mit welchem die Schaltungsanordnung nachfolgend betrieben wird.
Schaltungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei in der Steuervorrichtung ein insbesondere durch individuelle Messung bei der Herstellung der Schaltungsanordnung gemessener Kalibrierwert für den im Primärstromkreis erfassten Stromfluss und/oder den im Mess-Stromkreis erfassten Stromfluss hinterlegt ist, und die Steuervorrichtung ausgelegt ist, mit diesem Kalibrierwert die entsprechende Kalibrierung durchzuführen.
Schaltungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die erste Drossel (L1, 22) eine auf einer Leiterplatte (23) gedruckte Drossel (47) und die zweite Drossel (L2, 21) eine Drossel in SMD-Bauform oder eine bedrahtete Drossel liegend oder stehend auf der Leiterplatte (23) ist, wobei die Leiterplatte (23) einen die galvanische Trennung (14, 26) bewirkenden Isolator (23) zwischen den Drosseln bildet.
Schaltungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die zweite Drossel (L2, 21) einen nicht ringförmig geschlossenen Ferrit-Kern aufweist, vorzugsweise in Stabform, Hantelform oder U-Form.
Schaltungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die zweite Drossel (L2, 21) eine BC-Drossel mit großem Streufeld ist.
Schaltungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die räumliche Anordnung der ersten und zweiten Drosseln (L1, L2, 22, 21) zueinander nach Assemblierung derart ist, dass die vom Stromfluss erzeugten Magnetfelder (43) eine Kopplung mit einem Koppelfaktor in einem Intervall von 0,98 bis 0,05, vorzugsweise 0,90 bis 0,20, aufweisen.
Schaltungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei der elektrische Isolator (23) eine Materialdicke im Fall von festem Material in einem Bereich von 0,4 mm bis 1 mm, vorzugsweise von 0,8 mm bis 1,0 mm besitzt, oder eine Summendicke im Fall von mehreren Folien in einem Bereich 0,25 mm oder mehr besitzt.
Schaltungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die Schaltungsanordnung die Leiterplatte (23) aufweist, auf der die Bauelemente der Schaltungsanordnung angeordnet und untereinander verschaltet sind, wobei die erste Drossel (L1, 22) und die zweite Drossel (L2, 21) benachbart zueinander auf der Leiterplatte (23) auf der gleichen Seite angeordnet sind und die Leiterplatte (23) in einem Bereich zwischen den beiden Drosseln einen Schlitz aufweist, durch welchen sich der Isolator (23) quer zur Leiterplattenebene erstreckt.
Schaltungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei die Schaltungsanordnung die Leiterplatte (23) aufweist, auf der die Bauelemente der Schaltungsanordnung angeordnet und untereinander verschaltet sind, wobei die erste Drossel (L1, 22) eine gedruckte Spule (47) ist und wobei diese und die zweite Drossel (L2, 21) auf den gegenüberliegenden Seiten der Leiterplatte (23) angeordnet sind, und wobei das eine Ende der zweiten Drossel (L2, 21) in einer Richtung parallel zur Leiterplattenebene einem mittleren Bereich der gedruckten Spule (47) der ersten Drossel (L1, 22) gegenüberliegt und das andere Ende der zweiten Drossel (L2, 21) in dieser Richtung einem Bereich außerhalb der gedruckten Spule (47) gegenüberliegt und wobei vorzugsweise die äußere Wicklung der gedruckten Spule (47) in einem Bereich in der Mitte zwischen dem einen und dem zweiten Ende der zweiten Drossel (L2, 21) liegt.
Schaltungsanordnung gemäß der Ansprüche 1 bis 21, wobei die erste Drossel (L1, 22) eine Induktivität im Bereich 0,03 µH bis 10 µH, bevorzugt 0,06 µH bis 1 µH, aufweist und die zweite Drossel (L2, 21) eine Induktivität im Bereich 200 µH bis 10.000 µH aufweist, bevorzugt 1.000 µH bis 5.000 µH, aufweist.
Schaltungsanordnung gemäß der Ansprüche 1 bis 22, wobei die erste Drossel (L1, 22) als gedruckte Spule ausgeführt ist und vorzugsweise 1 bis 20 Windungen aufweist, bevorzugt 2 bis 10 Windungen, aufweist und die zweite Drossel (L2, 21) vorzugsweise eine Induktivität im Bereich 200 µH bis 10.000 µH aufweist und besonders bevorzugt 1.000 µH bis 5.000 µH aufweist.