DE202017106336U1 - PFC circuit - Google Patents
PFC circuit Download PDFInfo
- Publication number
- DE202017106336U1 DE202017106336U1 DE202017106336.4U DE202017106336U DE202017106336U1 DE 202017106336 U1 DE202017106336 U1 DE 202017106336U1 DE 202017106336 U DE202017106336 U DE 202017106336U DE 202017106336 U1 DE202017106336 U1 DE 202017106336U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- switch
- coil
- operating device
- control unit
- inductance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 20
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 5
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 claims description 5
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 7
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
- H05B45/30—Driver circuits
- H05B45/37—Converter circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
- H05B45/30—Driver circuits
- H05B45/355—Power factor correction [PFC]; Reactive power compensation
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
- H05B45/30—Driver circuits
- H05B45/37—Converter circuits
- H05B45/3725—Switched mode power supply [SMPS]
- H05B45/38—Switched mode power supply [SMPS] using boost topology
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
- H02M1/4208—Arrangements for improving power factor of AC input
- H02M1/4225—Arrangements for improving power factor of AC input using a non-isolated boost converter
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Landscapes
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Betriebsgerät für Leuchtmittel (3), insbesondere wenigstens eine LED, aufweisend:
- eine ausgehend von einer Netzspannung (VIN) versorgte aktive Leistungsfaktorkorrekturschaltung (11) mit einer Spule (L1) und einem durch eine Steuereinheit (SE) angesteuerten getakteten Schalter (S1), wobei
- das Betriebsgerät (2) die Steuereinheit (SE) aufweist, die dazu eingerichtet ist, die Taktung des Schalters (S1) abhängig von einem zugeführten Messsignal durchzuführen, und die Spule (L1) eine veränderbare Induktivität aufweist.
Operating device for lighting means (3), in particular at least one LED, comprising:
- A starting from a mains voltage (V IN ) supplied active power factor correction circuit (11) with a coil (L1) and a by a control unit (SE) controlled clocked switch (S1), wherein
- The operating device (2) has the control unit (SE), which is adapted to perform the timing of the switch (S1) depending on a supplied measurement signal, and the coil (L1) has a variable inductance.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Betriebsgerät für den Betrieb von Leuchtmitteln, insbesondere LEDs. Das Betriebsgerät weist dabei eine PFC-Schaltung, das heißt eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung, auf. Ein getakteter Schalter der PFC-Schaltung wird durch eine Steuereinheit angesteuert und insbesondere getaktet betrieben. Dabei ist der Steuereinheit wenigstens ein Signal zugeführt, von dem abhängig die Steuereinheit den Schalter ansteuert. Insbesondere weist das die PFC-Schaltung an einer Drossel eine Messwicklung auf, von der ausgehend der Steuereinheit ein Stromsignal zugeführt ist. Die Steuereinheit kann anhand des so zugeführten Stromsignals beispielsweise einen Nulldurchgang einer das Betriebsgerät versorgenden elektrischen Versorgung, insbesondere einer gleichgerichteten Netzspannung erkennen bzw. durch eine Überwachung des Stroms durch die Messwicklung erfassen. Gewöhnlich wird dabei die Steuereinheit den Schalter so ansteuern, dass der Schalter immer dann eingeschaltet wird, wenn der Strom durch die Messwicklung auf null abgesunken ist. Die Erfindung betrifft also auch eine Schaltung zur Leistungsfaktorkorrektur und ein Verfahren zum Steuern einer solchen Schaltung.The invention relates to an operating device for the operation of light sources, in particular LEDs. The operating device has a PFC circuit, that is to say a power factor correction circuit. A clocked switch of the PFC circuit is controlled by a control unit and operated in particular clocked. In this case, the control unit is supplied with at least one signal from which depends the control unit controls the switch. In particular, this has the PFC circuit on a throttle on a measuring winding, from which, starting from the control unit, a current signal is supplied. On the basis of the thus supplied current signal, the control unit can detect, for example, a zero crossing of an electrical supply supplying the operating device, in particular a rectified mains voltage, or detect it by monitoring the current through the measuring winding. Usually, the control unit will control the switch so that the switch is always turned on when the current through the measuring winding has dropped to zero. Thus, the invention also relates to a circuit for power factor correction and a method for controlling such a circuit.
Eine Leistungsfaktorkorrektur („Power Factor Correction“, PFC) wird eingesetzt, um Oberwellenströme in einem Eingangsstrom zu beseitigen bzw. zumindest zu verringern. Oberwellenströme können insbesondere bei nicht-linearen Verbrauchern, wie es beispielsweise Gleichrichter mit nachfolgender Glättung in Netzteilen sind, auftreten, da bei derartigen Verbrauchern der Eingangsstrom trotz der sinusförmigen Eingangsspannung in seiner Phase verschoben und nicht-sinusförmig verzerrt wird. Den dabei auftretenden höherfrequenten Oberschwingungen kann durch eine dem jeweiligen Gerät vorgeschaltete aktive oder getaktete Leistungsfaktorkorrektur-Schaltung entgegengewirkt werden.A Power Factor Correction (PFC) is used to eliminate or at least reduce harmonic currents in an input current. Harmonic currents can occur, in particular in the case of non-linear consumers, such as, for example, rectifiers with subsequent smoothing in power supplies, since in such consumers the input current is shifted in phase and distorted in a non-sinusoidal manner despite the sinusoidal input voltage. The occurring higher-frequency harmonics can be counteracted by an active or clocked power factor correction circuit upstream of the respective device.
Leistungsfaktorkorrektur-Schaltungen werden auch bei Betriebsgeräten für Leuchtmittel eingesetzt, beispielsweise bei elektronischen Vorschaltgeräten oder LED-Konvertern. Die Verwendung derartiger Schaltungen bei Geräten zum Betreiben von Leuchtmitteln ist wünschenswert oder erforderlich, da Normen die zulässige Rücksendung von Oberwellen in das Versorgungsnetz beschränken.Power factor correction circuits are also used in control gear for lamps, such as electronic ballasts or LED converters. The use of such circuits in lighting devices is desirable or necessary because standards restrict the allowable return of harmonics to the utility grid.
Für Leistungsfaktorkorrekturschaltungen wird häufig eine Schaltungstopologie verwendet, die auf der Topologie eines Aufwärtswandlers beruht. Dabei wird eine mit einer gleichgerichteten Wechselspannung versorgte Induktivität oder Spule durch Einschalten und Ausschalten eines steuerbaren Schalters mit Energie geladen bzw. entladen. Der Entladestrom der Induktivität fließt über eine Diode zu einer Ausgangskapazität, so dass am Ausgang eine gegenüber der Eingangsspannung erhöhte Gleichspannung abgegriffen werden kann. Ebenso sind jedoch auch andere Konverterarten in Leistungsfaktorkorrektur-Schaltungen üblich, wie beispielsweise Flyback-Konverter oder Buck-Konverter.Power factor correction circuits often employ a circuit topology based on the topology of a boost converter. In this case, a supplied with a rectified AC voltage inductance or coil is charged or discharged by turning on and off a controllable switch with energy. The discharge current of the inductor flows via a diode to an output capacitance so that a DC voltage which is higher than the input voltage can be tapped at the output. However, other types of converters are also common in power factor correction circuits, such as flyback converters or buck converters.
Eine derartige Leistungsfaktorkorrekturschaltung kann in verschiedenen Betriebsmodi betrieben werden. Insbesondere ist ein Betrieb mit einem kontinuierlichen Strom durch die zuvor erwähnte Induktivität (so genannter „Continuous Conduction Mode“, CCM), ein Betrieb mit einem diskontinuierlichen Induktivitäts- oder Spulenstrom („Discontinuous Conduction Mode“, auch DCM-Betriebsmodus) oder ein Betrieb im Grenzbereich zwischen kontinuierlichem und diskontinuierlichem Strom durch die Induktivität bekannt. Der zuletzt erwähnte Betriebsmodus, der gerade an der Grenze zwischen kontinuierlichem und diskontinuierlichem Betrieb liegt, wird auch als so genannter „Critical Conduction Mode“, „Boundary Conduction Mode“ oder „Borderline Conduction Mode“ (BCM-Betriebsmodus) bezeichnet.Such a power factor correction circuit can be operated in various operating modes. In particular, operation with a continuous current through the aforementioned inductance (so-called "continuous conduction mode", CCM), operation with a discontinuous inductance or coil current ("discontinuous conduction mode", or DCM operating mode) or operation in the Limit between continuous and discontinuous current through the inductance known. The last-mentioned mode of operation, which is currently at the border between continuous and discontinuous operation, is also referred to as Critical Conduction Mode, Boundary Conduction Mode or Borderline Conduction Mode.
Um eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung im BCM-Betriebsmodus zu betreiben, kann eine Steuereinheit eingesetzt werden, die an einem Eingang ein Eingangssignal empfängt, das von dem Strom in der Induktivität abhängt. Das Eingangssignal kann beispielsweise induktiv mit einer Detektionswindung oder Messwicklung erfasst und dem Eingang zugeführt werden. Die Steuereinheit kann so ausgestaltet sein, dass sie basierend auf dem Eingangssignal Nulldurchgänge des Stroms durch die Induktivität erkennt und als Antwort darauf ein Steuersignal aussteuert, um einen neuen Ladevorgang der Induktivität zu beginnen. Die Steuereinheit kann das Signal, das vom Strom durch die Induktivität abhängt, mit einem Schwellenwert vergleichen, um ein erneutes Schalten des Schalters in den Ein-Zustand abhängig von einem Ergebnis des Schwellenwertvergleichs einzuleiten. Entsprechend ausgestaltete Steuereinheiten können in Form von integrierten Halbleiterschaltungen ausgeführt sein (bzw. als integrierte Schaltung IC, anwendungsspezifische integrierte Schaltung ASIC, als Mikrokontroller, ...).In order to operate a power factor correction circuit in BCM mode of operation, a control unit may be used which receives at an input an input signal which depends on the current in the inductance. The input signal can, for example, be detected inductively with a detection winding or measuring winding and supplied to the input. The controller may be configured to detect zero crossings of the current through the inductor based on the input signal and to responsively control a control signal to initiate a new charging of the inductor. The control unit may compare the signal, which depends on the current through the inductance, to a threshold value to initiate a re-switching of the switch to the on state, depending on a result of the threshold comparison. Correspondingly designed control units can be embodied in the form of semiconductor integrated circuits (or as integrated circuit IC, application-specific integrated circuit ASIC, as microcontroller, etc.).
Um die Ausgangsleistung anpassen zu können, kann die Zeitdauer, in der der Schalter jeweils in den Ein-Zustand, also leitend, geschaltet wird und die auch als „Ton-Zeit“ bezeichnet wird, angepasst werden.In order to be able to adapt the output power, the time duration in which the switch is switched to the on-state, that is to say conductive, and which is also referred to as " on- time" can be adjusted.
Betriebsgeräte für Leuchtmittel sollen für größere Leistungsbereiche verwendbar sein. Bei herkömmlichen Leistungsfaktorkorrektur-Schaltungen, bei denen die Steuereinheit bei einem Nulldurchgang des Stroms durch die Induktivität den Schalter erneut schaltet, kann die Bereitstellung von Ausgangsleistungen, die klein im Vergleich zur maximalen Ausgangsleistung sind, mit Schwierigkeiten verbunden sein. Beispielsweise kann die Ton-Zeit nicht beliebig verkürzt werden. Es kann zu einem unerwünschten Übergang in einen so genannten „Burst“-Modus kommen, bei dem zur Vermeidung unzulässig hoher Ausgangsspannungen die Leistungsfaktorkorrekturschaltung vorübergehend ausgeschaltet bleibt. Die resultierenden Helligkeitsschwankungen in dem Licht, das von dem Leuchtmittel ausgegeben wird, werden als unangenehm empfunden. Die Helligkeitsschwankungen sind also durch das menschliche Auge z.B. als flackern wahrnehmbar. Dies läuft dem Ziel zuwider, eine möglichst gleichförmige Lichtabgabe zu gewährleisten.Control gear for bulbs should be usable for larger power ranges. In conventional power factor correction circuits, in which the control unit switches the switch again when the current through the inductance passes through zero, the provision of output powers that are small compared to maximum output are difficult. For example, the on time can not be shortened arbitrarily. There may be an undesirable transition to a so-called "burst" mode in which the power factor correction circuit is temporarily disabled to avoid excessively high output voltages. The resulting brightness variations in the light emitted by the light source are perceived as unpleasant. The brightness fluctuations are therefore perceivable by the human eye as flickering. This runs counter to the goal to ensure a uniform possible light output.
Aus dem Stand der Technik ist z.B. bekannt, dass, wenn ein Betriebsgerät eine geringe Last betreiben soll, gleichzeitig jedoch eine hohe Netzspannungsamplitude anliegt, ein Wechsel der Betriebsart erfolgt. Beispielsweise kann von der Ansteuerung von dem kontinuierlichen, nicht-lückenden Betrieb (CCM) in den diskontinuierlichen, lückenden Betrieb (DCM) gewechselt werden. Insbesondere erfolgen ein Ausschalten des getakteten Schalters bei Erreichen einer maximalen Busspannung und ein Wiedereinschalten des Schalters nach einem Absinken unter einen vordefinierten Hysteresewert, insbesondere in einen niederfrequenten Bereich von insbesondere kleiner als 10 Hz.From the prior art, e.g. It is known that when an operating device is to operate a low load, but at the same time a high mains voltage amplitude is applied, a change of operating mode takes place. For example, it is possible to switch from driving from continuous non-latching operation (CCM) to discontinuous latching operation (DCM). In particular, turning off the clocked switch upon reaching a maximum bus voltage and a restart of the switch after a fall below a predefined hysteresis, in particular in a low-frequency range of in particular less than 10 Hz.
Somit ergibt sich auch ein Problem dahingehend, dass in einem Grenzbetrieb zwischen dem nicht-lückenden Betrieb und dem lückenden Betrieb (BCM) eine vorgegebene minimale Einschaltzeitdauer (Ton-Zeit) eingestellt und dann, da eine Energieübertragung durch die PFC-Schaltung nicht weiter reduziert werden kann, ein Anstieg der von der PFC-Schaltung ausgegebenen Ausgangsspannung erfolgt. Dies resultiert in der bereits erwähnten Veränderung der von den angeschlossenen Leuchtmitteln abgegebenen Helligkeit beziehungsweise einer Helligkeits-Fluktuation.Thus, there also arises a problem that in a limit operation between the non-latching operation and the spanning operation (BCM), a predetermined minimum on- time (T on- time) is set and then, since power transmission through the PFC circuit is not further reduced An increase in the output voltage output by the PFC circuit occurs. This results in the already mentioned change in the brightness emitted by the connected light sources or a brightness fluctuation.
Da diese periodischen Veränderungen wahrnehmbar sind, ist es ein Ziel der Erfindung, diesen Anstieg der PFC-Ausgangsspannung zu vermeiden und insbesondere einen Betrieb ohne periodische Störung zu erlauben. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schaltung zur Leistungsfaktorkorrektur bereitzustellen, die das Risiko eines Übergangs in den „Burst“-Modus bei Abgabe kleinerer Leistungen verringert.Since these periodic changes are perceptible, it is an object of the invention to avoid this increase in PFC output voltage, and in particular to allow operation without periodic disturbance. It is therefore an object of the invention to provide a power factor correction method and circuit which reduces the risk of transition to the "burst" mode with lower power output.
Die Erfindung stellt daher ein Betriebsgerät und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereit. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The invention therefore provides an operating device and a method according to the independent claims. Further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
In einem ersten Aspekt wird ein Betriebsgerät für Leuchtmittel, insbesondere wenigstens eine LED, bereitgestellt, aufweisend eine ausgehend von einer Netzspannung versorgte aktive Leistungsfaktorkorrekturschaltung mit einer Spule und mit einem durch eine Steuereinheit angesteuerten getakteten Schalter, wobei
das Betriebsgerät eine Steuereinheit aufweist, die dazu eingerichtet ist, die Taktung des Schalters abhängig von einem zugeführten Messsignal durchzuführen, und die Spule eine veränderbare Induktivität aufweist.In a first aspect, an operating device for lighting means, in particular at least one LED, is provided, comprising an active power factor correction circuit, supplied from a mains voltage, with a coil and with a clocked switch controlled by a control unit, wherein
the operating device has a control unit which is set up to perform the clocking of the switch as a function of a supplied measuring signal, and the coil has a variable inductance.
Das Betriebsgerät kann dazu ausgelegt sein, einen Teil der Windungen der Spule selektiv zu deaktivieren und/oder aktivieren.The operating device may be configured to selectively disable and / or activate a portion of the turns of the coil.
Das Aktivieren und / oder Deaktivieren der Windungen der Spule kann durch eine Überbrückung dieser Windungen erfolgen.The activation and / or deactivation of the turns of the coil can be done by bridging these turns.
Das Aktivieren und / oder Deaktivieren der Windungen der Spule kann abhängig von der angeschlossenen Last oder abhängig vom aktuellen Dimmbefehl erfolgen.The activation and / or deactivation of the turns of the coil can be done depending on the connected load or depending on the current dimming command.
Die Steuereinheit kann dazu ausgelegt sein, die Windungen der Spule zu aktivieren und / oder deaktivieren.The control unit may be configured to activate and / or deactivate the turns of the coil.
Die Veränderung der Induktivität kann durch Überbrückung eines Teils der Spule erfolgen.The change in the inductance can be done by bridging a part of the coil.
Die Überbrückung eines Teils der Spule kann durch Schließen eines Überbrückungsschalters erfolgen.The bridging of a part of the coil can be done by closing a bypass switch.
Der Überbrückungsschalter kann durch eine integrierte Steuerschaltung, vorzugsweise durch die Steuereinheit gesteuert werden.The bypass switch may be controlled by an integrated control circuit, preferably by the control unit.
Die Netzspannung kann eine gleichgerichtete Wechselspannung sein.The mains voltage can be a rectified AC voltage.
In einem weiteren Aspekt wird eine Leuchte oder Lampe mit einem Betriebsgerät bereitgestellt, wie es vorstehend beschrieben ist.In another aspect, a luminaire or lamp is provided with an operating device as described above.
In noch einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben eines Betriebsgeräts für Leuchtmittel, insbesondere wenigstens einer LED, bereitgestellt, aufweisend eine ausgehend von einer Netzspannung versorgte aktive Leistungsfaktorkorrekturschaltung mit einer Spule und mit einem durch eine Steuereinheit angesteuerten getakteten Schalter, wobei das Betriebsgerät eine Steuereinheit aufweist, die die Taktung des Schalters abhängig von einem zugeführten Messsignal durchführt, wobei abhängig von der angeschlossenen Last oder abhängig vom aktuellen Dimmbefehl ein Teil der Windungen der Spule L1 selektiv aktiviert und / oder deaktiviert wird.In a still further aspect, a method is provided for operating an operating device for lighting means, in particular at least one LED, comprising an active power factor correction circuit supplied from a mains voltage with a coil and with a clocked switch controlled by a control unit, wherein the operating device has a control unit , which performs the clocking of the switch depending on a supplied measurement signal, wherein depending on the connected load or depending on the current dimming command, a part of the turns of the coil L1 is selectively activated and / or deactivated.
Die Erfindung wird nun auch mit Blick auf die Figuren beschrieben. Dabei zeigt:
-
1 ein Blockschaltbild eines Betriebsgeräts gemäß der Erfindung; -
2 eine exemplarische Schaltungsanordnung; -
3 exemplarische Signalverläufe; -
4 eine exemplarische Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung.
-
1 a block diagram of a control gear according to the invention; -
2 an exemplary circuit arrangement; -
3 exemplary signal curves; -
4 an exemplary circuit arrangement according to the invention.
Das Betriebsgerät
Die Funktionsweise des Betriebsgeräts mit der PFC-Schaltung
Die Eingangswechselspannung VIN wird von einem Eingangskondensator C1 gefiltert und einer Induktivität L1a zugeführt, die als Spule ausgebildet sein kann. Die Induktivität L1a ist mit einer Diode D1 zwischen dem Eingangsanschluss und einem Ausgangsanschluss der PFC-Schaltung
Bei der Last kann es sich beispielsweise um einen DC-DC Wandler (Gleichspannung/Gleichspannungswandler)
An der Verbindung zwischen der Induktivität L1a und der Diode D1 ist ein steuerbarer Schalter S1 angeschlossen, der als steuerbares Schaltmittel dient. Der steuerbare Schalter S1 kann über einen Shunt-Widerstand R4 mit Masse verbunden sein. Der Schalter S1 ist ein steuerbarer, elektronischer Schalter, insbesondere ein Leistungsschalter (beispielsweise Feldeffekttransistor FET oder MOSFET).At the connection between the inductance L1a and the diode D1, a controllable switch S1 is connected, which serves as a controllable switching means. The controllable switch S1 can be connected to ground via a shunt resistor R4. The switch S1 is a controllable, electronic switch, in particular a power switch (for example field effect transistor FET or MOSFET).
Der Schalter wird von einer Steuereinheit SE der PFC-Schaltung
Im eingeschalteten Zustand des Schalters S1 ist die Induktivität L1a über den Schalter S1 mit Masse verbunden, so dass die Induktivität L1a aufgeladen und Energie in der Induktivität L1a gespeichert wird. Ist hingegen der Schalter S1 ausgeschaltet, also offen bzw. nicht leitend, so entlädt sich die Induktivität L1a über die Diode D1 in den Ausgangskondensator C2. Die in der Induktivität L1a gespeicherte Energie wird also in den Ausgangskondensator C2 übertragen.In the switched-on state of the switch S1, the inductance L1a is connected to ground via the switch S1, so that the inductance L1a is charged and energy is stored in the inductance L1a. If, in contrast, the switch S1 is switched off, that is to say open or nonconductive, the inductance L1a discharges via the diode D1 into the output capacitor C2. The stored energy in the inductance L1a is thus transferred to the output capacitor C2.
Der Schalter S1 wird von der Steuereinheit SE angesteuert. Die Leistungsfaktorkorrektur wird durch wiederholtes Ein- und Ausschalten des Schalters S1 erzielt, wobei die Schaltfrequenz für den Schalter S1 insbesondere größer ist als die Frequenz der gleichgerichteten Eingangs-Wechselspannung VIN. Die PFC-Schaltung
Die Steuereinheit SE weist weiter einen Eingang
Die Steuereinheit SE kann das an dem Eingang
Die Steuereinheit SE kann weitere Eingänge aufweisen. Beispielsweise kann ein weiterer Eingang
Durch das an dem Eingang
Weiter weist die Schaltung eine weitere Messinduktivität L1b auf, insbesondere eine Messwicklung oder Messspule, die über einen Messwiderstand R3 mit dem Eingang
Weiter kann die Einschaltzeitdauer des Schalters S1 von der aktuellen Versorgungsspannung VIN abhängen, die an dem zweiten Spannungsteiler bestehend aus den Widerständen R1 und R2 gebildet ist.Furthermore, the switch-on duration of the switch S1 may depend on the current supply voltage V IN , which is formed on the second voltage divider consisting of the resistors R1 and R2.
Ist der Schalter S1 geschlossen, steigt der Strom IL1 durch die Induktivität L1a linear an aufgrund des Induktivitätsverhaltens. Wird der Schalter S1 jedoch geöffnet, das heißt nicht leitend geschaltet, wird der Strom durch die Induktivität L1a über die Diode D1 zu der Kapazität C2 getrieben, die hierdurch geladen wird. Während dieser Zeit fällt der Strom durch die Induktivität L1a linear auf null ab, was an dem Eingang
Exemplarische Signalverläufe sind in
Wenn der Schalter S1 in den Ein-Zustand geschaltet wird, steigt der Spulenstrom
Die Steuereinheit SE kann nun den Betrieb der Leistungsfaktorkorrekturschaltung
Da die Steuereinheit SE dazu eingerichtet ist, in dem Grenzbetrieb (BCM) zu arbeiten, ist der verfügbare Leistungsbereich begrenzt. Je kleiner die an die PFC-Schaltung
Wird nun ein bestimmter Spannungswert erreicht, so schaltet die Steuereinheit SE den Schalter S1 aus, bis die Ausgangsspannung VOUT unter einen vorbestimmten Schwellenwert fällt. Dies erfolgt im Zuge eines Überspannungsschutzes. Dies resultiert in dem sogenannten „Burstmode“, bei dem die Ausgangskapazität C2 jeweils bis in den Bereich des Überspannungsschutzes geladen wird und ein Laden der Ausgangskapazität C2 dann verhindert wird. Somit ergibt sich am Ausgang der PFC-Schaltung
Um nun einen den „Burst“-Modus zu vermeiden, muss die durch die PFC-Schaltung
Eine Ausführungsform der Erfindung ist nun in
Das Aktivieren und / oder Deaktivieren der Windungen der Spule L1 kann abhängig von der angeschlossenen Last oder abhängig vom aktuellen Dimmbefehl, welcher dem Betriebsgerät zugeführt wurde, erfolgen.The activation and / or deactivation of the turns of the coil L1 can be done depending on the connected load or depending on the current dimming command, which was supplied to the operating device.
Die Steuereinheit SE kann dazu ausgelegt sein, die Windungen der Spule L1 zu aktivieren und / oder deaktivieren. Die Veränderung der Induktivität kann durch Überbrückung eines Teils der Spule L1 erfolgen. Die Überbrückung eines Teils der Spule L1 kann durch Schließen eines Überbrückungsschalters US erfolgen. Vorzugsweise verfügt die Spule L1 über eine Anzapfung, beispielsweise eine Mittelanzapfung. Der Überbrückungsschalters US kann derart angeordnet sein, dass durch ein Schließen des Überbrückungsschalters US der Teil der Spule L1 zwischen der Anzapfung und einem Wicklungsende der Spule überbrückt wird, und somit dieser Teil der Induktivität der Spule L1 inaktiv wird.The control unit SE can be designed to activate and / or deactivate the turns of the coil L1. The change in the inductance can be done by bridging a part of the coil L1. The bridging of a part of the coil L1 can be done by closing a bypass switch US. Preferably, the coil L1 has a tap, for example, a center tap. The bypass switch US may be arranged such that by closing the bypass switch US, the part of the coil L1 between the tap and a coil end of the coil is bypassed, and thus this part of the inductance of the coil L1 becomes inactive.
Der Überbrückungsschalter US kann durch eine integrierte Steuerschaltung, vorzugsweise durch die Steuereinheit SE, gesteuert werden. Es kann aber auch zusätzlich zu der Steuereinheit SE eine weitere Logikschaltung vorhanden sein, beispielsweise zur Ansteuerung der LED wie beispielsweise eine Ansteuerschaltung für den DC-DC Wandler
Der Überbrückungsschalter US ist vorzugsweise ein steuerbarer, elektronischer Schalter, insbesondere ein Leistungsschalter (beispielsweise Feldeffekttransistor FET oder MOSFET).The bypass switch US is preferably a controllable, electronic switch, in particular a power switch (for example field effect transistor FET or MOSFET).
Beispielsweise kann die PFC-Schaltung
Bei niedrigen Lasten und / oder niedrigen Dimmwerten (also Helligkeitswerten) kann der Überbrückungsschalter geöffnet werden. Auf diese Weise wird die Induktivität der Spule L1 auf einen hohen Wert verändert. Auf diese Weise wird sich aufgrund der erhöhten Induktivität eine längere Einschaltzeit ton des Schalters S1 ergeben als im Vergleich bei einer teilweisen Überbrückung der Spule L1.At low loads and / or low dimming values (ie brightness values), the bypass switch can be opened. In this way, the inductance of the coil L1 is changed to a high value. In this way, due to the increased inductance, a longer turn-on time ton of the switch S1 will result as compared to a partial bridging of the coil L1.
Die Erfindung umfasst somit auch ein Verfahren zum Betreiben eines Betriebsgeräts für Leuchtmittel
Bekanntlich erfasst die Steuereinheit SE die Netzspannung so, dass die Energieaufnahme durch die PFC-Schaltung
Das Aktivieren der Überbrückung eines Teils der Spule L1 kann auf hohe Lastbereiche, d.h. insbesondere bei einem Heraufdimmen der angeschlossenen Leuchtmittelstrecke, beschränkt werden.Enabling bridging of a portion of coil L1 may be limited to high load ranges, i. In particular, when dimming down the connected light-emitting device, be limited.
Claims (9)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ATGM50034/2017U AT15719U1 (en) | 2017-02-23 | 2017-02-23 | PFC circuit |
ATGM50034/2017 | 2017-02-23 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202017106336U1 true DE202017106336U1 (en) | 2018-05-24 |
Family
ID=61872468
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE202017106336.4U Expired - Lifetime DE202017106336U1 (en) | 2017-02-23 | 2017-10-19 | PFC circuit |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
AT (1) | AT15719U1 (en) |
DE (1) | DE202017106336U1 (en) |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5315214A (en) * | 1992-06-10 | 1994-05-24 | Metcal, Inc. | Dimmable high power factor high-efficiency electronic ballast controller integrated circuit with automatic ambient over-temperature shutdown |
JP2763479B2 (en) * | 1992-08-06 | 1998-06-11 | 三菱電機株式会社 | DC power supply |
KR960016605B1 (en) * | 1992-11-20 | 1996-12-16 | 마쯔시다 덴꼬 가부시끼가이샤 | Power supply |
US5757166A (en) * | 1995-11-30 | 1998-05-26 | Motorola, Inc. | Power factor correction controlled boost converter with an improved zero current detection circuit for operation under high input voltage conditions |
US7498783B2 (en) * | 2005-07-06 | 2009-03-03 | Dell Products L.P. | Extending the continuous mode of operation for a buck converter |
DE102008057333A1 (en) * | 2008-11-14 | 2010-05-20 | Tridonicatco Gmbh & Co. Kg | Adaptive PFC for lamp load circuit, in particular load circuit with LED |
CN103887963B (en) * | 2014-02-26 | 2018-08-21 | 常州信息职业技术学院 | Critical conduction full load high power factor correcting circuit |
-
2017
- 2017-02-23 AT ATGM50034/2017U patent/AT15719U1/en not_active IP Right Cessation
- 2017-10-19 DE DE202017106336.4U patent/DE202017106336U1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AT15719U1 (en) | 2018-04-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2837263B1 (en) | Method for controlling a power factor correction circuit, power factor correction circuit and operating device for an illuminant | |
DE112017000699T5 (en) | Solid state lights with ultra-low dimming capabilities and associated driver circuits and methods | |
WO2010046065A1 (en) | Operating circuit for leds | |
DE102012007477A1 (en) | A method of operating an LLC resonant converter for a lighting device, converter and LED converter | |
EP1465330B1 (en) | Method and circuit for varying the power consumption of capacitive loads | |
DE112014002232B4 (en) | Operating circuit for LED | |
AT16263U1 (en) | PFC circuit with voltage-dependent signal feed | |
EP2859652A1 (en) | Power factor correction circuit, control unit for an illuminant and method for controlling a power factor correction circuit | |
WO2012045475A1 (en) | Operating circuit for light-emitting diodes | |
DE102016206772A1 (en) | Clocked converter for dimmable bulbs with dynamically adjustable filter | |
DE102012010691B4 (en) | Power factor correction circuit, operating device for a lamp and method for controlling a power factor correction circuit | |
WO2012045477A1 (en) | Fault identification for light-emitting diodes | |
DE202017106336U1 (en) | PFC circuit | |
DE202018101982U1 (en) | PFC circuit | |
EP2992738B1 (en) | Error detection for led | |
AT13478U1 (en) | Operating device for a light source | |
AT16546U1 (en) | Pulse-width-modulated control of a clocked circuit with adjustable power transmission | |
EP3069436B1 (en) | Power factor correction circuit, operating device for a lamp, and method for controlling a power factor correction circuit | |
EP2849538A1 (en) | Device and method for indirectly determining an electrical supply | |
AT13981U1 (en) | Operating circuit for LEDs | |
AT16443U1 (en) | Power factor correction circuit for at least one light source | |
WO2012145771A1 (en) | Method and circuit for power factor correction | |
WO2011130770A1 (en) | Operating circuit for light-emitting diodes | |
WO2014176616A1 (en) | Operating circuit for light-emitting diodes having a filter element | |
AT14636U1 (en) | Power factor correction circuit, lighting device and method of controlling a power factor correction circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification | ||
R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H05B0037020000 Ipc: H05B0047100000 |
|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R157 | Lapse of ip right after 6 years |