DE202017106951U1 - Compensation of a low-frequency ripple - Google Patents

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Abstract

Steuereinheit (1) zur Steuerung einer Regelstrecke (2) zur elektrischen Versorgung einer Leuchtmittelstrecke (3) mit wenigstens einem Leuchtmittel, vorzugsweise einer LED-Strecke mit wenigstens einer LED, ausgehend von einem Stromnetz (4), wobei
- die Steuereinheit (1) einen Regler (1a), vorzugsweise einen PI-Regler, umfasst, der zur Regelung der durch die Regelstrecke (2) ausgangsseitig bereitgestellten Ausgangsspannung und/oder Ausgangsstrom (AG) eingerichtet ist,
- der Regler (1a) dazu eingerichtet ist, eine Stellgröße (SG) für die Regelung auf der Basis einer Führungsgröße (FG) und einer Rückführgröße (RG) zu ermitteln,
- die Steuereinheit (1, 1b) dazu eingerichtet ist, als ein Rückführsignal (RS) eine Spannung und/oder einen Strom der Regelstrecke (2) zu erfassen, und
- die Steuereinheit (1, 1b) dazu eingerichtet ist, zu bestimmen, ob das Rückführsignal (RS) einen Rippel mit der doppelten Netzfrequenz des Stromnetzes (4) aufweist.

Figure DE202017106951U1_0000
Control unit (1) for controlling a controlled system (2) for the electrical supply of a light path (3) with at least one light source, preferably an LED track with at least one LED, starting from a power supply (4)
the control unit (1) comprises a controller (1a), preferably a PI controller, which is set up to control the output voltage and / or output current (AG) provided on the output side by the controlled system (2),
- The controller (1a) is adapted to determine a manipulated variable (SG) for the control on the basis of a reference variable (FG) and a feedback variable (RG),
- The control unit (1, 1b) is adapted to detect a voltage and / or a current of the controlled system (2) as a feedback signal (RS), and
- The control unit (1, 1b) is adapted to determine whether the feedback signal (RS) has a ripple with twice the mains frequency of the power network (4).
Figure DE202017106951U1_0000

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine erfindungsgemäße Steuereinheit; ein Betriebsgerät mit einer solchen erfindungsgemäßen Steuereinheit sowie eine Leuchte aufweisend wenigstens ein solches erfindungsgemäßes Betriebsgerät und wenigstens eine Leuchtmittelstrecke mit wenigstens einem Leuchtmittel, vorzugsweise wenigstens eine LED-Strecke mit wenigstens einer LED.The present invention relates to a control unit according to the invention; an operating device having such a control unit according to the invention and a luminaire having at least one such operating device according to the invention and at least one light path with at least one light source, preferably at least one LED track with at least one LED.

Hintergrundbackground

Aus dem Stand der Technik sind Regelstrecken zur elektrischen Versorgung einer Leuchtmittelstrecke mit wenigstens einem Leuchtmittel bekannt.From the state of the art, controlled systems for the electrical supply of a light path with at least one light source are known.

Die Regelstrecke kann wenigstens einen Konverter umfassen, der ausgehend von einer Wechselspannung eines Stromnetzes ausgangsseitig eine Spannung, Strom und/oder elektrische Energie zur elektrischen Versorgung einer Leuchtmittelstrecke bereitstellen kann. Um einen guten Leistungsfaktor zu erzielen wird zwischen dem Konverter und dem Stromnetz eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung (PFC-Schaltung) angeordnet.The controlled system may comprise at least one converter which, on the output side, can provide a voltage, current and / or electrical energy for the electrical supply of a luminous means path, starting from an AC voltage of a power network. To achieve a good power factor, a power factor correction (PFC) circuit is placed between the converter and the power grid.

Typischerweise weist die Ausgangsspannung und/oder der Ausgangsstrom einer Konverterschaltung, wie z.B. einer Leistungsfaktorkorrekturschaltung, einen niederfrequenten Rippel mit der doppelten Netzfrequenz des Stromnetzes auf. Dieser Rippel ist dann auch in der Ausgangsspannung und/oder Ausgangstrom vorhanden, welche durch den wenigstens einen Konverter erzeugt werden. Folglich ist dieser Rippel mit der doppelten Netzfrequenz durch die gesamte Konverterstrecke vorhanden, wenn die Regelstrecke einer Konverterstrecke mit mehreren Konverterstufen entspricht. Insbesondere weist auch die Ausgangsspannung und/oder der Ausgangsstrom der Ausgangskonverterstufe, die die Leuchtmittelstrecke mit Strom, Spannung und/oder elektrischer Energie direkt versorgt, einen Rippel mit der doppelten Netzfrequenz auf, wobei sich ein solcher Rippel mit der doppelten Netzfrequenz typischerweise nicht verändert, da er direkt von der Netzfrequenz des Stromnetzes abhängt.Typically, the output voltage and / or output current of a converter circuit, e.g. a power factor correction circuit, a low-frequency ripple with twice the mains frequency of the power grid. This ripple is then also present in the output voltage and / or output current, which are generated by the at least one converter. Consequently, this ripple is present at twice the line frequency through the entire converter line when the controlled system corresponds to a converter section with several converter stages. In particular, the output voltage and / or the output current of the output converter stage, which directly supplies the illuminating path with current, voltage and / or electrical energy, has a ripple with twice the mains frequency, whereby such a ripple with twice the mains frequency typically does not change since it depends directly on the grid frequency of the power grid.

Ein solcher Rippel mit der doppelten Netzfrequenz ist in dem durch die Leuchtmittelstrecke abgestrahlten Licht als Flicker bzw. Flimmern sichtbar. Daher ist es wünschenswert einen solchen Rippel mit der doppelten Netzfrequenz zu kompensieren.Such a ripple with twice the network frequency is visible in the light emitted by the light path as flicker or flicker. Therefore, it is desirable to compensate such a ripple with twice the line frequency.

Gemäß dem Stand der Technik wird vorgeschlagen, einen solchen niederfrequenten Rippel durch eine erhöhte Steuergeschwindigkeit des Reglers der Regelstrecke zu kompensieren. Dies hat den Nachteil, dass aufgrund einer erhöhten Steuergeschwindigkeit die Regelstrecke instabiler wird und folglich für Störungen anfälliger ist.According to the prior art, it is proposed to compensate such a low-frequency ripple by an increased control speed of the controller of the controlled system. This has the disadvantage that due to an increased control speed, the controlled system becomes more unstable and consequently more susceptible to disturbances.

Gemäß einer weiteren Vorgehensweise werden Glättungskapazitäten zur Filterung bzw. Glättung vergrößert, um einen solchen Rippel mit der doppelten Netzfrequenz der der Regelstrecke zugeführten Spannung und/oder Stroms zu reduzieren. Dies hat den Nachteil, dass hierdurch die Ausmaße der Kapazitäten, Induktivitäten und folglich der gesamten Regelstrecke deutlich vergrößert werden.According to a further procedure, smoothing capacities for filtering or smoothing are increased in order to reduce such a ripple with twice the line frequency of the voltage and / or current supplied to the controlled system. This has the disadvantage that in this way the dimensions of the capacitances, inductances and consequently of the entire controlled system are significantly increased.

Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuereinheit bereitzustellen, die neben der Regelung der Regelstrecke einen solchen Rippel mit der doppelten Netzfrequenz in der der Spannung und/oder dem Strom der Regelstrecke reduzieren kann.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a control unit which, in addition to regulating the controlled system, can reduce such a ripple with twice the mains frequency in the voltage and / or the current of the controlled system.

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

Ausführliche Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Steuereinheit zur Steuerung einer Regelstrecke zur elektrischen Versorgung einer Leuchtmittelstrecke mit wenigstens einem Leuchtmittel, vorzugsweise einer LED-Strecke mit wenigstens einer LED, ausgehend von einem Stromnetz bereitgestellt, wobei die Steuereinheit einen Regler, vorzugsweise einen PI-Regler, umfasst, der zur Regelung der durch die Regelstrecke ausgangsseitig bereitgestellten Ausgangsspannung und/oder Ausgangsstrom eingerichtet ist. Der Regler ist dazu eingerichtet, eine Stellgröße für die Regelung auf der Basis einer Führungsgröße und einer Rückführgröße zu ermitteln. Ferner ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, als ein Rückführsignal eine Spannung und/oder einen Strom der Regelstrecke zu erfassen, und die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, zu bestimmen, ob das Rückführsignal einen Rippel mit der doppelten Netzfrequenz des Stromnetzes aufweist.According to the present invention, a control unit for controlling a controlled system for the electrical supply of a light path with at least one light source, preferably an LED track with at least one LED, provided from a power grid, wherein the control unit comprises a controller, preferably a PI controller , which is set up to control the output voltage and / or output current provided by the control system on the output side. The controller is set up to determine a manipulated variable for the control on the basis of a reference variable and a feedback variable. Furthermore, the control unit is set up to detect a voltage and / or a current of the controlled system as a feedback signal, and the control unit is set up to determine whether the Return signal has a ripple with twice the mains frequency of the mains.

Mit anderen Worten schlägt die vorliegende Erfindung vor, dass die Steuereinheit, die die Regelstrecke regelt, auch zur Reduzierung oder Kompensierung eines in einer Spannung und/oder einem Strom der Regelstrecke vorhandenen Rippels mit der doppelten Netzfrequenz eingerichtet ist. Hierfür ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, eine Spannung und/oder einen Strom der Regelstrecke als ein Rückführsignal zu erfassen und zu bestimmen, ob das Rückführsignal einen Rippel mit der doppelten Netzfrequenz des Stromnetzes aufweist.In other words, the present invention proposes that the control unit, which regulates the controlled system, is also set up to reduce or compensate for a ripple with twice the mains frequency present in a voltage and / or a current of the controlled system. For this purpose, the control unit is adapted to detect a voltage and / or a current of the controlled system as a feedback signal and to determine whether the feedback signal has a ripple with twice the mains frequency of the power grid.

Dies ist vorteilhaft, da hierfür weder die Geschwindigkeit der Regelung der Regelstrecke erhöht werden muss noch die Glättungskapazitäten der Regelstrecke vergrößert werden müssen, und folglich die vorstehenden Nachteile des Stands der Technik bei der erfindungsgemäßen Steuereinheit nicht bestehen.This is advantageous because neither the speed of control of the controlled system must be increased nor the smoothing capacity of the controlled system must be increased, and consequently the above disadvantages of the prior art in the control unit according to the invention do not exist.

Unter einem „Rippel“ einer Spannung oder eines Stroms versteht man vorzugsweise eine Spannungsschwankung bzw. eine Stromschwankung und folglich entspricht vorzugsweise ein niederfrequenter Rippel mit der doppelten Netzfrequenz einer Spannung oder eines Stroms einer niederfrequenten Spannungsschwankung bzw. Stromschwankung mit der doppelten Netzfrequenz.A "ripple" of a voltage or a current is preferably understood to mean a voltage fluctuation and consequently a low-frequency ripple with twice the mains frequency corresponds to a voltage or a current of a low-frequency voltage fluctuation or current fluctuation at twice the mains frequency.

Der Regler ist vorzugsweise ein PI-Regler. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht auf einen bestimmten Reglertypen beschränkt.The controller is preferably a PI controller. However, the present invention is not limited to a particular type of regulator.

Die Steuereinheit ist vorzugsweise ein ASIC, ein Mikrokontroller und/oder ein Hybrid daraus.The control unit is preferably an ASIC, a microcontroller and / or a hybrid thereof.

Die Führungsgröße gibt vorzugsweise den Sollwert der Spannung, des Stroms und/oder der elektrischen Energie an, die die Regelstrecke zur elektrischen Versorgung einer Leuchtmittelstrecke bereitstellen soll.The reference variable preferably specifies the nominal value of the voltage, the current and / or the electrical energy which the controlled system is intended to provide for the electrical supply of a lighting path.

Die Rückführgröße gibt vorzugsweise den Istwert der Spannung, des Stroms und/oder der elektrischen Energie an, die durch die Regelstrecke zur elektrischen Versorgung einer Leuchtmittelstrecke tatsächlich bereitgestellt wird.The feedback variable preferably indicates the actual value of the voltage, the current and / or the electrical energy which is actually provided by the controlled system for the electrical supply of a light-emitting means path.

Die Stellgröße entspricht vorzugsweise einem Steuersignal, die die Steuereinheit der Regelstrecke zuführt, damit eine Abweichung zwischen der Führungsgröße und der Rückführgröße derart kompensiert wird, dass durch die Regelstrecke ausgangseitig der durch die Führungsgröße festgelegte Sollwert der Spannung, des Stroms und/oder der elektrischen Energie bereitgestellt wird.The manipulated variable preferably corresponds to a control signal, which supplies the control unit to the controlled system so that a deviation between the reference variable and the feedback variable is compensated in such a way that the setpoint value of the voltage, the current and / or the electrical energy determined by the reference variable is provided by the controlled system on the output side becomes.

Falls die Regelstrecke einen Schaltregler mit wenigstens einem Schalter umfasst bzw. diesem entspricht, kann die Stellgröße einem Steuerparameter zur Taktung des wenigstens einen Schalters entsprechen, wie z.B. der Taktfrequenz und/oder dem Tastgrad. Durch die Taktung des Schalters kann nämlich beim Schaltregler die durch den Schaltregler ausgangsseitig bereitgestellte Spannung, Strom und/oder elektrische Energie eingestellt bzw. gesteuert werden.If the controlled system comprises or corresponds to a switching regulator with at least one switch, the manipulated variable may correspond to a control parameter for the timing of the at least one switch, such as e.g. the clock frequency and / or the duty cycle. Namely, by the timing of the switch, the voltage, current and / or electric power provided by the switching regulator at the switching regulator can be set or controlled.

Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, als Rückführsignal die der Regelstrecke eingangsseitig zugeführte Eingangsspannung, den der Regelstrecke eingangsseitig zugeführten Eingangsstrom, die durch die Regelstrecke ausgangsseitig bereitgestellte Ausgangsspannung, oder den durch die Regelstrecke ausgangsseitig bereitgestellten Ausgangsstrom zu erfassen.Preferably, the control unit is configured to detect the input signal supplied to the controlled system on the input side, the input side supplied to the controlled system input current, the output side provided by the control system output voltage, or the output provided by the control system output current.

Insbesondere ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, als Rückführsignal den der Regelstrecke eingangsseitig zugeführten Rippel der Eingangsspannung, den der Regelstrecke eingangsseitig zugeführten Rippel des Eingangsstroms, den Rippel der durch die Regelstrecke ausgangsseitig bereitgestellten Ausgangsspannung, oder den Rippel des durch die Regelstrecke ausgangsseitig bereitgestellten Ausgangsstroms zu erfassen.In particular, the control unit is adapted to detect as feedback signal to the control path input side supplied ripple of the input voltage to the control path input side supplied ripple of the input current, the ripple of the output side provided by the control system output voltage, or the ripple of the output side provided by the control output current.

Insbesondere ist der Regler der Steuereinheit, z.B. ein PI-Regler, dazu eingerichtet, als Rückführgröße den DC-Anteil der Regelgröße (Ausgangsgröße der Regelstrecke) zu erfassen oder zurückgeführt zu bekommen; wobei die Steuereinheit zur Rippel-Kompensation, insbesondere eine Kompensierungseinheit der Steuereinheit, vorzugsweise dazu eingerichtet ist, die Größe des in der Regelstrecke vorhandenen niederfrequenten Rippels zu erfassen oder zurückgeführt zu bekommen. Vorzugsweise werden die Eingangsspannung und der Eingangsstrom der Regelstrecke durch eine Konverterschaltung zugeführt, die zur Gleichrichtung der Wechselspannung eines Stromnetzes und/oder zur Leistungsfaktorkorrektur (PFC) eingerichtet ist. Folglich umfasst diese Konverterschaltung vorzugsweise einen Gleichrichter und/oder eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung (PFC-Schaltung).In particular, the controller is the control unit, e.g. a PI controller, configured to detect or feedback the DC component of the controlled variable (output variable of the controlled system) as a feedback variable; wherein the control unit for ripple compensation, in particular a compensation unit of the control unit, is preferably adapted to detect the magnitude of the present in the controlled system low-frequency ripple or fed back. Preferably, the input voltage and the input current of the controlled system are supplied by a converter circuit, which is adapted to rectify the AC voltage of a power grid and / or power factor correction (PFC). Consequently, this converter circuit preferably comprises a rectifier and / or a power factor correction circuit (PFC circuit).

Vorzugsweise entsprechen die Eingangsspannung und der Eingangsstrom der Regelstrecke einer gleichgerichteten Wechselspannung und einem gleichgerichteten Wechselstrom eines Stromnetzes, welche vorzugsweise durch eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung bereitgestellt werden.Preferably, the input voltage and the input current of the controlled system correspond to a rectified AC voltage and a rectified AC current of a power supply, which are preferably provided by a power factor correction circuit.

Die Ausgangsspannung und der Ausgangsstrom der Regelstrecke entsprechen vorzugsweise der an der Leuchtmittelstrecke abfallenden Spannung und dem durch die Leuchtmittelstrecke fließenden Strom, wenn an die Regelstrecke die Leuchtmittelstrecke zur elektrischen Versorgung angeschlossen ist.The output voltage and the output current of the controlled system preferably correspond to the voltage drop across the illuminant path and the current flowing through the illuminant path when the illuminant path to the electrical supply is connected to the controlled system.

Vorzugsweise entspricht das Rückführsignal der Rückführgröße der Regelstrecke.The feedback signal preferably corresponds to the feedback variable of the controlled system.

Ferner ist die Steuereinheit vorzugsweise dazu eingerichtet, die Amplitude und/oder Energie des Rippels des Rückführsignals zu ermitteln, falls das Rückführsignal einen Rippel mit der doppelten Netzfrequenz aufweist.Furthermore, the control unit is preferably configured to determine the amplitude and / or energy of the ripple of the feedback signal, if that Return signal has a ripple with twice the mains frequency.

Des Weiteren ist die Steuereinheit vorzugsweise dazu eingerichtet, eine Information über die Amplitude und/oder Energie des Anteils des Rückführsignals zu ermitteln, der in dem Bereich der doppelten Netzfrequenz liegt.Furthermore, the control unit is preferably configured to determine information about the amplitude and / or energy of the portion of the feedback signal which is in the range of twice the network frequency.

Mit anderen Worten ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, eine Amplitudeninformation und/oder Energieinformation des im Bereich der doppelten Netzfrequenz liegenden Anteils des Rückführsignals zu ermitteln. Zum Beispiel ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, die Amplitude des Anteils des Rückführsignals zu ermitteln, der im Bereich der doppelten Netzfrequenz liegt.In other words, the control unit is set up to determine an amplitude information and / or energy information of the portion of the feedback signal lying in the region of twice the network frequency. For example, the control unit is configured to determine the amplitude of the portion of the feedback signal which is in the region of twice the mains frequency.

D.h. die Steuereinheit ist vorzugsweise dazu eingerichtet, den Beitrag des Rippels mit der doppelten Netzfrequenz zu dem Rückführsignal zu ermitteln. Die Steuereinheit ist zum Beispiel dazu eingerichtet, den Beitrag des Rippels bzw. der Spannungsschwankung mit der doppelten Netzfrequenz in dem Rückführsignal zu ermitteln, falls das Rückführsignal eine gleichgerichtete Wechselspannung der Regelstrecke ist.That the control unit is preferably configured to determine the contribution of the ripple at twice the mains frequency to the feedback signal. The control unit is configured, for example, to determine the contribution of the ripple or the voltage fluctuation with twice the mains frequency in the feedback signal if the feedback signal is a rectified AC voltage of the controlled system.

Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, die Information über die Amplitude und/oder Energie des in dem Bereich der doppelten Netzfrequenz liegenden Anteils des Rückführsignals unter Verwendung der Diskreten Fourier Transformation, vorzugsweise unter Verwendung des Goertzel-Algorithmus, zu ermitteln. Alternativ oder zusätzlich ist die Steuereinheit vorzugsweise dazu eingerichtet, die Information über die Amplitude und/oder Energie des in dem Bereich der doppelten Netzfrequenz liegenden Anteils des Rückführsignals unter Verwendung eines Bandpasses zu ermitteln. Insbesondere ist die Steuereinheit alternativ oder zusätzlich dazu eingerichtet, das Rückführsignal mit der doppelten Netzfrequenz bandpasszufiltern, um die Information über die Amplitude und/oder Energie des in dem Bereich der doppelten Netzfrequenz liegenden Anteils des Rückführsignals zu ermitteln.The control unit is preferably set up to determine the information about the amplitude and / or energy of the portion of the feedback signal lying in the region of twice the network frequency using the discrete Fourier transformation, preferably using the Goertzel algorithm. Alternatively or additionally, the control unit is preferably configured to determine the information about the amplitude and / or energy of the portion of the feedback signal lying in the region of twice the network frequency using a bandpass filter. In particular, the control unit is alternatively or additionally configured to bandpass filter the feedback signal with twice the network frequency in order to determine the information about the amplitude and / or energy of the portion of the feedback signal lying in the range of twice the network frequency.

Mit anderen Worten ist die Steuereinheit vorzugsweise dazu eingerichtet, eine Diskreten Fourier Transformation und/oder eine Bandpassfilterung auf das Rückführsignal anzuwenden, um die Amplitudeninformation und/oder Energieinformation des im Bereich der doppelten Netzfrequenz liegenden Anteils des Rückführsignals zu ermitteln bzw. zu berechnen.In other words, the control unit is preferably configured to apply a discrete Fourier transformation and / or a bandpass filtering to the feedback signal in order to determine or calculate the amplitude information and / or energy information of the portion of the feedback signal lying in the region of twice the network frequency.

Insbesondere ist die Steuereinheit vorzugsweise dazu eingerichtet, eine Diskreten Fourier Transformation und/oder eine Bandpassfilterung auf das Rückführsignal anzuwenden, um die Amplitude und/oder Phase des im Bereich der doppelten Netzfrequenz liegenden Anteils des Rückführsignals zu ermitteln bzw. zu berechnen.In particular, the control unit is preferably configured to apply a discrete Fourier transformation and / or a bandpass filtering to the feedback signal in order to determine or calculate the amplitude and / or phase of the portion of the feedback signal lying in the region of twice the network frequency.

Vorzugsweise kann die Steuereinheit diese Auswertung des Rückführsignals softwaretechnisch durchführen. Insbesondere ist diese Auswertung des Rückführsignals durch die Steuereinheit als Software implementiert.Preferably, the control unit can perform this evaluation of the feedback signal by software. In particular, this evaluation of the feedback signal is implemented by the control unit as software.

Insbesondere ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, unter Verwendung des Goertzel-Algorithmus die Amplitudeninformation und/oder Energieinformation des im Bereich der doppelten Netzfrequenz liegenden Anteils des Rückführsignals zu ermitteln bzw. zu berechnen.In particular, the control unit is set up to determine or calculate the amplitude information and / or energy information of the portion of the feedback signal lying in the region of twice the network frequency using the Goertzel algorithm.

Alternativ oder zusätzlich ist die Steuereinheit vorzugsweise dazu eingerichtet, unter Verwendung eines Bandpassfilters, insbesondere eines sehr schmalbandigen und steilflankingen Bandpassfilters, die Amplitudeninformation und/oder Energieinformation des im Bereich der doppelten Netzfrequenz liegenden Anteils des Rückführsignals zu ermitteln bzw. zu filtern.Alternatively or additionally, the control unit is preferably configured to determine or filter the amplitude information and / or energy information of the portion of the feedback signal lying in the region of twice the network frequency using a bandpass filter, in particular a very narrow-band and steep-band bandpass filter.

Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, zusätzlich zur Verwendung eines Goertzel-Algorithmus zur Ermittlung bzw. Berechnung die Amplitudeninformation und/oder Energieinformation des im Bereich der doppelten Netzfrequenz liegenden Anteils des Rückführsignals einen Bandpassfilter zu verwenden. Durch den Bandpassfilter können zum Beispiel störende hohe Frequenzen begrenzt werden. The control unit is preferably set up to use a bandpass filter in addition to the use of a Goertzel algorithm for determining or calculating the amplitude information and / or energy information of the portion of the feedback signal lying in the region of twice the network frequency. By the bandpass filter, for example, disturbing high frequencies can be limited.

Vorzugsweise umfasst die Steuereinheit einen Bandpassfilter, der dazu eingerichtet ist, die Amplitudeninformation und/oder Energieinformation des im Bereich der doppelten Netzfrequenz liegenden Anteils des Rückführsignals zu ermittelnPreferably, the control unit comprises a band-pass filter which is set up to determine the amplitude information and / or energy information of the portion of the feedback signal lying in the region of twice the network frequency

Ferner ist die Steuereinheit vorzugsweise dazu eingerichtet, zur Kompensierung des in dem Rückführsignals vorhandenen Rippels mit der doppelten Netzfrequenz ein Kompensierungssignal auf der Basis der ermittelten Information zu erzeugen; das Kompensierungssignal mit dem Rückführsignal und/oder der Stellgröße zeitlich zu synchronisieren; und das synchronisierte Kompensierungssignal der Stellgröße negativ interferierend aufzuschlagen.Furthermore, the control unit is preferably configured to generate a compensation signal on the basis of the determined information in order to compensate for the double-frequency ripple present in the feedback signal; to synchronize the compensation signal with the feedback signal and / or the manipulated variable in time; and aufzuschlagen the synchronized compensation signal of the manipulated variable negative interfering.

Insbesondere ist die Steuereinheit vorzugsweise dazu eingerichtet, zur Kompensierung des in dem Rückführsignals vorhandenen Rippels mit der doppelten Netzfrequenz ein Kompensierungssignal auf der Basis der ermittelten Information zu erzeugen; das Kompensierungssignal mit dem Rückführsignal und/oder der Stellgröße zeitlich zu synchronisieren; und das synchronisierte Kompensierungssignal der Stellgröße mit einer Phasenverschiebung von 180° aufzuschlagen.In particular, the control unit is preferably configured to generate a compensation signal on the basis of the determined information in order to compensate for the ripple with twice the line frequency present in the feedback signal; to synchronize the compensation signal with the feedback signal and / or the manipulated variable in time; and the synchronized compensation signal of Open the manipulated variable with a phase shift of 180 °.

Mit anderen Worten ist die Steuereinheit dazu, eingerichtet ein Kompensierungssignal zu erzeugen, dass dem Rippel mit der doppelten Netzfrequenz bzw. dem im Bereich der doppelten Netzfrequenz liegenden Anteil des Rückführsignals entspricht. Folglich kann durch ein negativ interferierendes Aufschlagen des synchronisierten Kompensierungssignal auf die Stellgröße der Rippel mit der doppelten Netzspannung in der durch die Regelstrecke bereitgestellten Spannung und/oder Strom reduziert bzw. kompensiert werden.In other words, the control unit is set up to generate a compensation signal which corresponds to the ripple with twice the line frequency or the portion of the return signal lying in the region of twice the network frequency. Consequently, can be reduced or compensated by a negatively interfering impact of the synchronized compensation signal to the manipulated variable of the ripple with the double mains voltage in the provided by the controlled system voltage and / or current.

Grundsätzlich kann das synchronisierte Kompensierungssignal auch auf die Führungsgröße oder die Rückführgröße negativ interferierend aufgeschlagen werden. Dann muss aber die Zeitkonstante des Regler entsprechend angepasst sein, insbesondere muss der Regler entsprechend schnell sein, um einen derartigen Rippel ausregeln zu können. Bevorzugt wird das synchronisierte Kompensierungssignal auf die Stellgröße negativ interferierend aufgeschlagen, um den Rippel mit der doppelten Netzspannung in der durch die Regelstrecke bereitgestellten Spannung und/oder Strom zu reduzieren bzw. kompensieren.In principle, the synchronized compensation signal can also be negatively interfered with the reference variable or the feedback variable. Then, however, the time constant of the controller must be adjusted accordingly, in particular the controller must be correspondingly fast in order to be able to control such a ripple. The synchronized compensation signal is preferably negatively interfered with the manipulated variable in order to reduce or compensate the ripple with twice the mains voltage in the voltage and / or current provided by the controlled system.

Insbesondere ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, unter Verwendung der Diskreten Fourier Transformation, insbesondere des Goertzel-Algorithmus, und/oder eines Bandpasses die Amplitude des Rippels des Rückführsignals bzw. die Amplitudeninformation und/oder Energieinformation des im Bereich der doppelten Netzfrequenz liegenden Anteils des Rückführsignals zu ermitteln. Die Steuereinheit ist dann vorzugsweise dazu eingerichtet, auf der Basis der ermittelten Information unter Verwendung wenigstens einer Look-Up-Tabelle und/oder wenigstens einer Trigonometrischen Funktion das Kompensierungssignal, insbesondere die Gegenschwingung hinsichtlich des Rippels, zu erzeugen. Die Erzeugung der Gegenschwingung hinsichtlich des Rippels als Kompensierungssignal erfolgt vorzugsweise mit einer höheren Taktfrequenz im Vergleich zu der Taktfrequenz des Reglers der Steuereinheit.In particular, the control unit is set up to use the discrete Fourier transformation, in particular the Goertzel algorithm, and / or a bandpass, the amplitude of the ripple of the feedback signal or the amplitude information and / or energy information of lying in the range of twice the network frequency portion of the feedback signal determine. The control unit is then preferably configured to generate the compensation signal, in particular the counter-vibration with respect to the ripple, on the basis of the determined information using at least one look-up table and / or at least one trigonometric function. The generation of the countervibration with respect to the ripple as a compensation signal is preferably carried out with a higher clock frequency compared to the clock frequency of the controller of the control unit.

Des Weiteren ist die Steuereinheit vorzugsweise dazu eingerichtet, als Kompensierungssignal eine Sinus- oder Cosinus-Welle mit der gleichen Frequenz wie der doppelten Netzfrequenz des in dem Rückführsignal vorhandenen Rippels zu erzeugen.Furthermore, the control unit is preferably set up to generate as a compensation signal a sine or cosine wave having the same frequency as twice the line frequency of the ripple present in the feedback signal.

Insbesondere umfasst die Steuereinheit einen Sinuswellen- oder Cosinuswellengenerator, der dazu eingerichtet ist, als Kompensierungssignal eine Sinuswelle oder Cosinuswelle mit der gleichen Frequenz wie die Frequenz des Rippels, also mit der doppelten Netzfrequenz, zu erzeugen.In particular, the control unit comprises a sine-wave or cosine-wave generator, which is set up to generate as a compensation signal a sine wave or cosine wave with the same frequency as the frequency of the ripple, ie with twice the line frequency.

Vorzugsweise umfasst die Steuereinheit dazu Trigonometrische Funktionen und/oder entsprechende Look-Up-Tabellen, um evtl. die Berechnungsgeschwindigkeit (für einen Mikrocontroller/Mikroprozessor) zur Erzeugung der Sinus- oder Cosinus-Welle zu erhöhen.For this purpose, the control unit preferably includes trigonometric functions and / or corresponding look-up tables, in order to possibly increase the computation speed (for a microcontroller / microprocessor) for generating the sine or cosine wave.

Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, das zeitlich synchronisierte Kompensierungssignal gemäß der ermittelten Information zu verstärken.The control unit is preferably set up to amplify the time-synchronized compensation signal in accordance with the determined information.

Vorzugsweise beträgt die Netzfrequenz des Stromnetzes 60Hz, besonders vorzugsweise 50Hz, und der Rippel weist vorzugsweise eine Frequenz von 120Hz, besonders vorzugsweise 100 Hz, auf.The mains frequency of the power grid is preferably 60 Hz, particularly preferably 50 Hz, and the ripple preferably has a frequency of 120 Hz, particularly preferably 100 Hz.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner ein Betriebsgerät zur elektrischen Versorgung einer Leuchtmittelstrecke mit wenigstens einem Leuchtmittel, vorzugsweise einer LED-Strecke mit wenigstens einer LED, ausgehend von einem Stromnetz bereitgestellt, wobei das Betriebsgerät eine vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Steuereinheit und wenigstens einen Konverter als Regelstrecke umfasst. Hierbei ist die Steuereinheit zur Steuerung des wenigstens einen Konverters eingerichtet, um die durch den wenigstens einen Konverter bereitstellbare Spannung, Strom und/oder elektrische Energie zur elektrischen Versorgung der Leuchtmittelstrecke zu steuern. Die Steuereinheit ist ferner dazu eingerichtet, als ein Rückführsignal eine Spannung und/oder einen Strom des wenigstens einen Konverters zu erfassen, und die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, zu bestimmen, ob das Rückführsignal einen Rippel mit der doppelten Netzfrequenz des Stromnetzes aufweist.According to the present invention, an operating device for the electrical supply of a light path with at least one light source, preferably an LED track with at least one LED, provided from a power grid, wherein the operating device comprises a control unit according to the invention described above and at least one converter as a controlled system. In this case, the control unit is configured to control the at least one converter in order to control the voltage, current and / or electrical energy that can be provided by the at least one converter for the electrical supply of the light-emitting device path. The control unit is further configured to detect a voltage and / or a current of the at least one converter as a feedback signal, and the control unit is configured to determine whether the feedback signal has a ripple at twice the mains frequency of the mains.

Vorzugsweise ist der wenigstens eine Konverter ein Schaltregler mit wenigstens einem Schalter, und die Steuereinheit ist vorzugsweise zur Steuerung des wenigstens einen Schalters eingerichtet.Preferably, the at least one converter is a switching regulator having at least one switch, and the control unit is preferably set up to control the at least one switch.

Der Konverter ist nicht auf einen bestimmten Schaltreglertypen beschränkt.The converter is not limited to a specific type of switching regulator.

Für den Fall, dass das Betriebsgerät mehr als einen Konverter umfasst, können diese dem gleichen Konvertertypen oder unterschiedlichen Konvertertypen entsprechen.In the event that the operating device comprises more than one converter, they can correspond to the same converter type or different converter types.

Vorzugsweise umfasst das Betriebsgerät eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung, die dazu eingerichtet ist, dem wenigstens einen Konverter eine Spannung und/oder einen Strom ausgehend von der Wechselspannung und/oder dem Wechselstrom des Stromnetzes bereitzustellen und gleichzeitig einen Leistungsfaktor nahe 1 sicherzustellen.Preferably, the operating device comprises a power factor correction circuit which is adapted to provide the at least one converter with a voltage and / or a current from the AC voltage and / or the AC current of the power supply while ensuring a power factor close to 1.

Vorzugsweise ist der wenigstens eine Konverter eine Ausgangskonverterstufe, an die die Leuchtmittelstrecke zur elektrischen Versorgung direkt anschließbar ist Insbesondere ist der wenigstens eine Konverter vorzugsweise eine Ausgangskonverterstufe einer Konverterstrecke aufweisend wenigstens zwei Konverter, wobei vorzugsweise die Eingangskonverterstufe eine Leistungsfaktorkorrekturfunktionalität aufweist, d.h. eine Leistungsfaktorkorrektur durchführen kann. Die wenigstens zwei Konverter sind vorzugsweise kaskadiert angeordnet. In particular, the at least one converter is preferably an output converter stage of a converter path comprising at least two converters, wherein preferably the input converter stage has a power factor correction functionality, ie can perform a power factor correction. The at least two converters are preferably arranged in cascade.

Der wenigstens eine Konverter kann auch eine der Ausgangskonverterstufe vorgeschaltete Konverterstufe einer Konverterstrecke aufweisend wenigstens zwei Konverter sein. Folglich kann dann der Rippel bereits in der Spannung bzw. Busspannung kompensiert werden, die der Ausgangskonverterstufe zugeführt wird. Vorzugsweise wird der wenigstens eine Konverter ausgehend von einem Gleichrichter elektrisch versorgt, der zur Gleichrichtung der ausgehend von dem Stromnetz dem Betriebsgerät eingangsseitig zugeführten Wechselspannung eingerichtet ist.The at least one converter may also be a converter stage of a converter section having at least two converters connected upstream of the output converter stage. Consequently, then the ripple can be compensated already in the voltage or bus voltage which is supplied to the Ausgangskonverterstufe. The at least one converter is preferably supplied electrically starting from a rectifier, which is set up to rectify the alternating voltage supplied to the operating device from the power supply system on the input side.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird des Weiteren eine Leuchte mit wenigstens einem vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Betriebsgerät und wenigstens einer Leuchtmittelstrecke mit wenigstens einem Leuchtmittel, vorzugsweise einer LED-Strecke mit wenigstens einer LED, bereitgestellt, wobei die Leuchtmittelstrecke mit dem Betriebsgerät elektrischen verbunden ist, und das Betriebsgerät zur elektrischen Versorgung der Leuchtmittelstrecke eingerichtet ist.According to the present invention, furthermore, a luminaire is provided with at least one operating device according to the invention described above and at least one light path with at least one light source, preferably an LED track with at least one LED, the light path being electrically connected to the operating device, and the operating device is set up for the electrical supply of the light path.

Für den Fall, dass die Leuchtmittelstrecke mehrere Leuchtmittel umfasst, sind diese vorzugsweise in Reihe und/oder parallel miteinander elektrisch verbunden. Die mehrere Leuchtmittel unterscheiden sich untereinander oder sind vom gleichen Leuchtmitteltypen. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf einen bestimmten Leuchtmitteltypen beschränkt.In the event that the light path comprises a plurality of bulbs, they are preferably electrically connected in series and / or parallel to each other. The several bulbs differ from each other or are of the same type of light sources. The present invention is not limited to a particular type of lamp.

Vorzugsweise entspricht die Leuchtmittelstrecke einer Leuchtdiodenstrecke mit wenigstens einer Leuchtdiode (LED-Strecke mit wenigstens einer LED). Die wenigstens eine LED ist nicht auf einen bestimmten LED-Typ beschränkt, d.h. sie kann z.B. eine organische oder anorganische LED, eine LED mit oder ohne Sekundäranregung usw. sein.The light-emitting means path preferably corresponds to a light-emitting diode path with at least one light-emitting diode (LED path with at least one LED). The at least one LED is not limited to a particular LED type, i. it can e.g. an organic or inorganic LED, an LED with or without secondary excitation, etc.

Figurenlistelist of figures

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

  • 1 ein schematisches Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuereinheit.
  • 2 das schematische Blockschaltbild der 1, wobei weitere Details der erfindungsgemäße Steuereinheit schematisch gezeigt werden.
  • 3a eine bevorzugte Ausführungsform zur Erfassung eines Rückführsignals aus der Regelstrecke.
  • 3b eine bevorzugte Ausführungsform zur Erfassung eines Rückführsignals aus der Regelstrecke.
  • 3c eine bevorzugte Ausführungsform zur Erfassung eines Rückführsignals aus der Regelstrecke.
  • 4a eine bevorzugte Ausführungsform zur Erzeugung eines Synchronisationssignals ausgehend von der Netzspannung, wobei das Synchronisationssignal zur Synchronisierung eines durch die erfindungsgemäße Steuereinheit erzeugten Kompensierungssignals verwendet wird
  • 4b eine bevorzugte Ausführungsform zur Erzeugung eines Synchronisationssignals ausgehend von der Netzspannung, wobei das Synchronisationssignal zur Synchronisierung eines durch die erfindungsgemäße Steuereinheit erzeugten Kompensierungssignals verwendet wird.
Hereinafter, a detailed description of the figures will be given. It shows:
  • 1 a schematic block diagram of a preferred embodiment of a control unit according to the invention.
  • 2 the schematic block diagram of 1 , wherein further details of the control unit according to the invention are shown schematically.
  • 3a a preferred embodiment for detecting a feedback signal from the controlled system.
  • 3b a preferred embodiment for detecting a feedback signal from the controlled system.
  • 3c a preferred embodiment for detecting a feedback signal from the controlled system.
  • 4a a preferred embodiment for generating a synchronization signal from the mains voltage, wherein the synchronization signal is used to synchronize a Kompensierungssignals generated by the control unit according to the invention
  • 4b a preferred embodiment for generating a synchronization signal from the mains voltage, wherein the synchronization signal is used to synchronize a Kompensierungssignals generated by the control unit according to the invention.

Sich entsprechende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen markiert.Corresponding elements are marked in the figures with the same reference numerals.

1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuereinheit. 1 shows a schematic block diagram of a preferred embodiment of a control unit according to the invention.

Die 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Steuereinheit 1 zur Steuerung einer Regelstrecke 2, welche Regelstrecke 2 dazu eingerichtet ist, eine Leuchtmittelstrecke 3 mit wenigstens einem Leuchtmittel ausgehend von einer Wechselspannungsquelle 4 mit einer Spannung, einem Strom und/oder einer elektrischen Energie elektrisch zu versorgen.The 1 schematically shows a control unit according to the invention 1 for controlling a controlled system 2 , which controlled system 2 is set up to a light path 3 with at least one light source starting from an AC voltage source 4 be supplied with a voltage, a current and / or an electrical energy.

Die erfindungsgemäße Steuereinheit 1 und die Regelstrecke 2 bilden ein erfindungsgemäßes Betriebsgerät 5 zur elektrischen Versorgung der Leuchtmittelstrecke 3.The control unit according to the invention 1 and the controlled system 2 form an inventive operating device 5 for the electrical supply of the light path 3 ,

Das erfindungsgemäße Betriebsgerät 5 und die Leuchtmittelstrecke 3 bilden eine erfindungsgemäße Leuchte 6.The operating device according to the invention 5 and the light path 3 form a lamp according to the invention 6 ,

Wie bereits vorstehend ausgeführt, umfasst oder entspricht die Regelstrecke 2 vorzugsweise einem Konverter, der vorzugsweise ein aktiv getakteter Konverter bzw. ein Schaltregler mit wenigstens einem Schalter ist. As already stated above, the controlled system includes or corresponds 2 Preferably, a converter, which is preferably an active clocked converter or a switching regulator with at least one switch.

Das Betriebsgerät 5 kann auch mehr als einen Konverter aufweisen, wobei die mehreren Konverter vorzugsweise kaskadiert miteinander verbunden sind und eine Konverterstrecke mit mehreren Konverterstufen bilden. Hierbei entspricht die Regelstrecke 2 dann vorzugsweise der Ausgangskonverterstufe, an deren Ausgang die Leuchtmittelstrecke 3 zur elektrischen Versorgung direkt angeschlossen werden kann. Vorzugsweise ist die Steuereinheit 1 dazu eingerichtet, auch die anderen Konverterstufen zu steuern, insbesondere unter Verwendung einer entsprechenden Rückführgröße zu steuern bzw. zu regeln. Die Regelstrecke 2 kann aber auch einer Konverterstufe entsprechen, die der Ausgangskonverterstufe vorgeschaltet ist.The operating device 5 may also have more than one converter, wherein the plurality of converters are preferably connected to one another in a cascaded manner and form a converter path with a plurality of converter stages. This corresponds to the controlled system 2 then preferably the Ausgangskonverterstufe, at whose output the light source path 3 can be connected directly to the electrical supply. Preferably, the control unit 1 adapted to also control the other converter stages, in particular to control or regulate using a corresponding feedback variable. The controlled system 2 but can also correspond to a converter stage, which is upstream of the output converter stage.

Vorzugsweise sind dem wenigstens einen Konverter der Regelstrecke 2 ein Gleichrichter und/oder eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung vorgeschaltet, die ausgehend von der Wechselspannungsquelle 4 dem Konverter der Regelstrecke 2 eine Spannung, einen Strom und/oder elektrische Energie zuführen. Die Leistungsfaktorkorrekturschaltung ist vorzugsweise ein Konverter.Preferably, the at least one converter of the controlled system 2 a rectifier and / or a power factor correction circuit connected upstream of the AC voltage source 4 the converter of the controlled system 2 supply a voltage, a current and / or electrical energy. The power factor correction circuit is preferably a converter.

Nachfolgende wird zur beispielhaften Beschreibung der vorliegenden Erfindung, ohne diese einzuschränken, davon ausgegangen, dass die Regelstrecke 2 einem Schaltregler mit wenigstens einem Schalter entspricht.The following is for the exemplary description of the present invention, without limiting it, assumed that the controlled system 2 a switching regulator with at least one switch corresponds.

Die Regelstrecke 2 ist dazu eingerichtet, ausgangseitig eine Ausgangsgröße AG, insbesondere eine Ausgangsspannung und/oder Ausgangsstrom, zur elektrischen Versorgung der Leuchtmittelstrecke 3 bereitzustellen.The controlled system 2 is adapted to the output side an output variable AG, in particular an output voltage and / or output current, for the electrical supply of the light-emitting device path 3 provide.

Die Wechselspannungsquelle 4 ist vorzugsweise das Stromnetz, welches vorzugsweise eine Wechselspannung mit einer Netzfrequenz von 60 Hz, besonders vorzugsweise von 50 Hz, bereitstellt.The AC voltage source 4 is preferably the power grid, which preferably provides an AC voltage with a mains frequency of 60 Hz, particularly preferably 50 Hz.

Wie bereits vorstehend ausgeführt, kann die Leuchtmittelstrecke 3 ein Leuchtmittel oder mehrere Leuchtmittel umfassen, welche in Reihe und/oder parallel miteinander elektrisch verbunden sind. Die mehrere Leuchtmittel unterscheiden sich untereinander oder sind vom gleichen Leuchtmitteltypen. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf einen bestimmten Leuchtmitteltypen beschränkt.As already stated above, the light path can 3 a lighting means or a plurality of lighting means, which are electrically connected in series and / or parallel to each other. The several bulbs differ from each other or are of the same type of light sources. The present invention is not limited to a particular type of lamp.

Vorzugsweise entspricht die Leuchtmittelstrecke 3 einer LED-Strecke mit wenigstens einer LED. Die wenigstens eine LED ist nicht auf einen bestimmten LED-Typ beschränkt, d.h. sie kann z.B. eine organische oder anorganische LED, eine LED mit oder ohne Sekundäranregung usw. sein.Preferably, the illuminant path corresponds 3 an LED track with at least one LED. The at least one LED is not limited to a particular LED type, ie it may be, for example, an organic or inorganic LED, an LED with or without secondary excitation, etc.

Der Steuereinheit 1 werden zur Regelung der Regelstrecke 2 wenigstens eine Rückführgröße RG, insbesondere die Ausgangsspannung und/oder der Ausgangsstrom der Regelstrecke 2, zugeführt. Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, zur Reduzierung bzw. Kompensation eines Rippels mit der doppelten Netzfrequenz, der in einer Spannung und/oder einem Strom der Regelstrecke 2 vorhanden ist, ein Rückführsignal RS zu erfassen, das eine Spannung und/oder einen Strom der Regelstrecke 2 wiedergibt oder dieser entspricht.The control unit 1 are used to control the controlled system 2 at least one feedback variable RG, in particular the output voltage and / or the output current of the controlled system 2 , fed. The control unit is adapted to reduce or compensate for a ripple with twice the mains frequency, in a voltage and / or a current of the controlled system 2 is present, a feedback signal RS to detect that a voltage and / or a current of the controlled system 2 reflects or corresponds to.

Die Steuereinheit 1 ist dazu eingerichtet, die Regelstrecke 2 zu regeln sowie einen Rippel mit der doppelten Netzfrequenz einer Spannung und/oder eines Stroms der Regelstrecke zu reduzieren bzw. zu kompensieren.The control unit 1 is set up the controlled system 2 to regulate and to reduce or compensate for a ripple with the double mains frequency of a voltage and / or a current of the controlled system.

Insbesondere umfasst die Steuereinheit 1 eine Reglereinheit bzw. Regler 1a, der auf der Basis der Rückführgröße RG und einer Führungsgröße, wie z.B. einem Sollwert für die Ausgangsspannung und/oder den Ausgangsstrom der Regelstrecke 2, eine Stellgröße SG zur Steuerung der Regelstrecke 2 erzeugen kann. Insbesondere steuert bzw. regelt der Regler 1a die Regelstrecke 2 in Abhängigkeit der Regelabweichung RA, welche die Abweichung zwischen der wenigstens einen Rückführgröße (Istwert) und der entsprechenden Führungsgröße (Sollwert) angibt.In particular, the control unit comprises 1 a regulator unit or controller 1a based on the feedback variable RG and a reference variable, such as a setpoint for the output voltage and / or the output current of the controlled system 2 , a manipulated variable SG for controlling the controlled system 2 can generate. In particular, the controller controls or regulates 1a the controlled system 2 depending on the control deviation RA which indicates the deviation between the at least one feedback variable (actual value) and the corresponding reference variable (nominal value).

Die Steuereinheit 1 umfasst ferner eine Kompensierungseinheit 1b, die zum Erfassen des Rückführsignals RS eingerichtet ist. Die Kompensierungseinheit 1b ist dazu eingerichtet, zu bestimmen, ob das Rückführsignal RS einen Rippel mit der doppelten Netzfrequenz des Stromnetzes 4 aufweist oder nicht. Ferner ist die Kompensierungseinheit 1b vorzugsweise dazu eingerichtet, ein Kompensierungssignal KS gemäß den vorstehenden Ausführungen zu erzeugen und dieses vorzugsweise der Stellgröße SG aufzuschlagen, insbesondere negativ interferierend aufzuschlagen.The control unit 1 further comprises a compensation unit 1b for detecting the feedback signal RS is set up. The compensation unit 1b is set up to determine if the feedback signal RS a ripple with twice the mains frequency of the mains 4 or not. Further, the compensation unit 1b preferably adapted to a compensation signal KS to produce according to the above statements and this preferably the manipulated variable SG strike open, in particular negatively interfering.

Die Steuereinheit 1, insbesondere die Kompensierungseinheit 1b, ist dazu eingerichtet, als Rückführsignal RS die der Regelstrecke 2 zugeführte Eingangsspannung und/oder Eingangsstrom zu erfassen. Zusätzlich oder alternativ ist die Steuereinheit 1, insbesondere die Kompensierungseinheit 1b, dazu eingerichtet, als Rückführsignal RS die durch die Regelstrecke 2 ausgangsseitig bereitgestellte Ausgangsspannung und/oder Ausgangsstrom zu erfassen. Diesbezüglich zeigen die 3a bis 3c jeweils schematisch eine bevorzugte Ausführungsform zur Erfassung eines Rückführsignals RS aus der Regelstrecke 2.The control unit 1 , in particular the compensation unit 1b , is set up as a feedback signal RS the controlled system 2 to input supplied input voltage and / or input current. Additionally or alternatively, the control unit 1 , in particular the compensation unit 1b , set up as a feedback signal RS by the controlled system 2 on the output side provided output voltage and / or output current to capture. In this regard, the show 3a to 3c each schematically a preferred embodiment for detecting a return signal RS from the controlled system 2 ,

Vorzugsweise können der Regler 1a, die Kompensierungseinheit 1b und/oder einzelne Teile dieser softwaretechnisch und/oder hardwaretechnisch implementiert sein (z.B. Transformationsblöcke T2 und T3, Auswerteinheit 7 und Sinuswellen- oder Cosinusgenerator 9 softwaretechnisch und Synchronisierungseinheit 8 hardwaretechnisch; vgl. 2).Preferably, the controller 1a , the compensation unit 1b and / or individual parts thereof may be implemented by software technology and / or hardware (eg transformation blocks T2 and T3 , Evaluation unit 7 and sine wave or cosine generator 9 software engineering and synchronization unit 8th hardware technology; see. 2 ).

Die Zuführung der wenigstens einen Führungsgröße FG und der wenigstens einen Rückführgröße RG zu der Steuereinheit 1, die Ermittlung bzw. Berechnung der Regelabweichung RA durch die Steuereinheit 1 sowie die Erzeugung der Stellgröße SG durch die Steuereinheit 1, insbesondere den Regler 1a, können auf jeder dem Fachmann bekannten Art erfolgen.The supply of the at least one reference variable FG and the at least one recycle size RG to the control unit 1 , the determination or calculation of the control deviation RA through the control unit 1 and the generation of the manipulated variable SG by the control unit 1 , especially the regulator 1a , can be done in any manner known to those skilled in the art.

Der Regler 1a ist vorzugsweise ein PI-Pegler, kann aber jedem dem Fachmann bekannten Regler entsprechen.The regulator 1a is preferably a PI-Pegler, but may correspond to any known to the expert controller.

Gemäß der 1 wird das Kompensierungssignal KS der Stellgröße SG, d.h. dem Ausgangssignal des Reglers 1a, beaufschlagt bzw. überlagert.According to the 1 becomes the compensation signal KS the manipulated variable SG , ie the output signal of the controller 1a , charged or superimposed.

Wie bereits vorstehend ausgeführt, ist die Steuereinheit 1, insbesondere die Kompensierungseinheit 1b, vorzugsweise dazu eingerichtet, die Amplitude und/oder Energie des Rippels des Rückführsignals RS zu ermitteln, falls das Rückführsignal RS einen Rippel mit der doppelten Netzfrequenz aufweist. Insbesondere ist die Steuereinheit 1, insbesondere die Kompensierungseinheit 1b, dazu eingerichtet, eine Information über die Amplitude und/oder Energie des Anteils des Rückführsignals RS zu ermitteln, der in dem Bereich der doppelten Netzfrequenz liegt.As already stated above, the control unit is 1 , in particular the compensation unit 1b , preferably adapted to the amplitude and / or energy of the ripple of the feedback signal RS to determine if the return signal RS has a ripple with twice the mains frequency. In particular, the control unit 1 , in particular the compensation unit 1b adapted to determine information about the amplitude and / or energy of the portion of the feedback signal RS which is in the range of twice the network frequency.

Die Steuereinheit 1, insbesondere die Kompensierungseinheit 1b, ist vorzugsweise dazu eingerichtet, die Information über die Amplitude und/oder Energie des in dem Bereich der doppelten Netzfrequenz liegenden Anteils des Rückführsignals RS unter Verwendung der Diskreten Fourier Transformation, vorzugsweise unter Verwendung des Goertzel-Algorithmus, zu ermitteln. Alternativ oder zusätzlich ist die Steuereinheit 1, insbesondere die Kompensierungseinheit 1b, vorzugsweise dazu eingerichtet, die Information über die Amplitude und/oder Energie des in dem Bereich der doppelten Netzfrequenz liegenden Anteils des Rückführsignals RS unter Verwendung eines Bandpasses zu ermitteln.The control unit 1 , in particular the compensation unit 1b , is preferably adapted to the information about the amplitude and / or energy of lying in the range of twice the network frequency portion of the feedback signal RS using the Discrete Fourier Transform, preferably using the Goertzel algorithm. Alternatively or additionally, the control unit 1 , in particular the compensation unit 1b , preferably adapted to the information about the amplitude and / or energy of lying in the range of twice the network frequency portion of the feedback signal RS using a bandpass filter.

Vorzugsweise ist die Steuereinheit 1, insbesondere die Kompensierungseinheit 1b, dazu eingerichtet, zur Kompensierung des in dem Rückführsignal RS vorhandenen Rippels mit der doppelten Netzfrequenz ein Kompensierungssignal KS auf der Basis der ermittelten Information zu erzeugen. Vorzugsweise ist die Steuereinheit 1, insbesondere die Kompensierungseinheit 1b, dazu eingerichtet, das Kompensierungssignal mit dem Rückführsignal RS und/oder der Stellgröße SG zeitlich zu synchronisieren.Preferably, the control unit 1 , in particular the compensation unit 1b , adapted to compensate for in the feedback signal RS existing ripple with twice the mains frequency a compensation signal KS on the basis of the information obtained. Preferably, the control unit 1 , in particular the compensation unit 1b , adapted to the compensation signal with the feedback signal RS and / or the manipulated variable SG to synchronize in time.

Durch die Beaufschlagung bzw. Überlagerung des Kompensierungssignals KS mit der Stellgröße SG ist die Steuereinheit 1, insbesondere die Kompensierungseinheit 1b, dazu eingerichtet, den Rippel mit der doppelten Netzfrequenz in der Rückführgröße RG, insbesondere in der Ausgangspannung und/oder Ausgangsstrom der Regelstrecke 2, zu reduzieren bzw. zu kompensieren.By the application or superimposition of the compensation signal KS with the manipulated variable SG is the control unit 1 , in particular the compensation unit 1b , set up the ripple with twice the mains frequency in the feedback size RG , in particular in the output voltage and / or output current of the controlled system 2 to reduce or compensate.

Vorzugsweise erfolgt die Beaufschlagung bzw. Überlagerung negativ interferierend oder mit einer Phasenverschiebung um 180° hinsichtlich des zu beaufschlagenden bzw. überlagernden Signals, insbesondere der Stellgröße SG.The application or superimposition preferably takes place in a negative interfering manner or with a phase shift of 180 ° with regard to the signal to be applied or superimposed, in particular the manipulated variable SG.

2 zeigt das schematische Blockschaltbild der 1, wobei weitere Details der erfindungsgemäßen Steuereinheit schematisch gezeigt werden. 2 shows the schematic block diagram of 1 , wherein further details of the control unit according to the invention are shown schematically.

Folglich sind die vorstehenden Ausführungen zu den Elementen des schematischen Blockschaltbildes der 1 auch für die Elemente des schematischen Blockschaltbildes der 2 zutreffend.Consequently, the above explanations on the elements of the schematic block diagram are the 1 also for the elements of the schematic block diagram of 2 applicable.

Im Nachfolgenden werden insbesondere die in 2 gezeigten Details der Kompensierungseinheit 1b sowie die Unterschiede zur 1 erläutert.In the following, especially in 2 shown details of the compensation unit 1b as well as the differences to 1 explained.

Gemäß der 2 kann im Regelkreis zwischen dem Regler 1a und dem Regelkreis 2 ein optionaler Transformationsblock, wie z.B. eine Linearisierungseinheit T1, angeordnet sein, welcher Teil der Steuereinheit 1 oder extern zur Steuereinheit 1 angeordnet sein kann.According to the 2 can be in the control loop between the controller 1a and the control loop 2 an optional transformation block, such as a linearization unit T1 be arranged, which part of the control unit 1 or external to the control unit 1 can be arranged.

Das Rückführsignal RS wird vorzugsweise über einen weiteren optionalen Transformationsblock Tm der Steuereinheit 1, insbesondere der Kompensierungseinheit 1b, zugeführt. Zum Beispiel, falls die Ausgangsspannung der Regelstrecke 2 als Rückführsignal RS zur Kompensierung eines Rippels mit doppelter Netzfrequenz in dem Ausgangsstrom der Regelstrecke 2 durch die Steuereinheit 1 erfasst wird, kann der optionale Transformationsblock Tm dazu eingerichtet sein, eine entsprechende Transformation durchzuführen.The feedback signal RS is preferably via another optional transformation block tm the control unit 1 , in particular the compensation unit 1b , fed. For example, if the output voltage of the controlled system 2 as feedback signal RS for compensating a ripple with double mains frequency in the output current of the controlled system 2 through the control unit 1 is captured, the optional transformation block tm be configured to perform a corresponding transformation.

Insbesondere, wenn zum Beispiel als Rückführsignal RS die Ausgangsspannung des Konverters der Regelstrecke 2 über einen Messwiderstand Rs zur Messung des Ausgangsstroms als Ausgangsgröße AG der Regelstreck 2 gemessen wird (vgl. 3a), dann kann anhand des der Ausgangsspannung entsprechenden Rückführsignals RS über den Widerstandswert des Messwiderstands Rs der Ausgangsstrom für eine Stromregelung ermittelt werden. In diesem Fall wäre der optionale Transformationsblock Tm vorzugsweise dazu eingerichtet, die Transformation von der Ausgangsspannung über den Widerstandswert des Messwiderstand Rs zu dem Ausgangsstrom durchzuführen.In particular, if, for example, as a return signal RS the output voltage of the converter of the controlled system 2 via a measuring resistor Rs for measuring the output current as output AG the standard stretch 2 is measured (cf. 3a) , then on the basis of the Output voltage corresponding return signal RS over the resistance value of the measuring resistor Rs the output current for a current control can be determined. In this case, the optional transformation block Tm would preferably be adapted to the transformation from the output voltage via the resistance value of the measuring resistor Rs to perform the output current.

Die Auswerteeinheit 7 der Kompensierungseinheit 1b ist vorzugsweise dazu eingerichtet, eine Diskrete Fourier Transformation, insbesondere den Goertzel-Algorithmus, auf das Rückführsignal RS anzuwenden, um eine Amplitudeninformation und/oder Energieinformation des in dem Bereich der doppelten Netzfrequenz liegenden Anteils des Rückführsignals RS zu ermitteln bzw. zu berechnen. Die Auswerteinheit 7 kann zusätzlich oder alternativ das Rückführsignal RS bandpassfiltern, um eine Amplitudeninformation und/oder Energieinformation des in dem Bereich der doppelten Netzfrequenz liegenden Anteils des Rückführsignals RS zu ermitteln.The evaluation unit 7 the compensation unit 1b is preferably adapted to a Discrete Fourier Transform, in particular the Goertzel algorithm, to the feedback signal RS apply amplitude information and / or energy information of the portion of the feedback signal lying in the region of twice the network frequency RS to determine or calculate. The evaluation unit 7 may additionally or alternatively the feedback signal RS bandpass filtering to obtain amplitude information and / or energy information of the portion of the feedback signal lying in the region of twice the network frequency RS to investigate.

Der Sinuswellen- oder Cosinuswellengenerator 9 der Kompensierungseinheit 1b ist vorzugsweise dazu eingerichtet, auf der Basis der ermittelten Amplitudeninformation und/oder Energieinformation des in dem Bereich der doppelten Netzfrequenz liegenden Anteils des Rückführsignals RS eine Sinuswelle oder Cosinuswelle mit der gleichen Frequenz wie die Frequenz des Rippels, also mit der doppelten Netzfrequenz, als Kompensierungssignal KS zu erzeugen.The sine wave or cosine wave generator 9 the compensation unit 1b is preferably set up on the basis of the ascertained amplitude information and / or energy information of the portion of the feedback signal lying in the area of twice the network frequency RS a sine wave or cosine wave with the same frequency as the frequency of the ripple, ie with twice the line frequency, as a compensation signal KS to create.

Die Synchronisierungseinheit 8 der Kompensierungseinheit 1b ist vorzugsweise dazu eingerichtet, das Kompensierungssignal KS mit dem Rückführsignal RS und/oder der Stellgröße SG zeitlich zu synchronisieren. Insbesondere ist die Synchronisierungseinheit 8 dazu eingerichtet, das Kompensierungssignal KS mit der Phase des Rippels des Rückführsignals RS (der Spannung und/oder des Stroms, insbesondere der Ausgangsspannung und/oder des Ausgangsstroms, der Regelstrecke 2) zu synchronisieren. Diesbezüglich wird auf die 4a und 4b verwiesen, welche jeweils schematisch eine bevorzugte Ausführungsform zur Erzeugung eines Synchronisationssignals ausgehend von der Netzspannung zeigen; wobei das Synchronisationssignal zur Synchronisierung des durch die erfindungsgemäße Steuereinheit erzeugten Kompensierungssignals verwendet wird.The synchronization unit 8th the compensation unit 1b is preferably adapted to the compensation signal KS with the feedback signal RS and / or the manipulated variable SG to synchronize in time. In particular, the synchronization unit 8th adapted to the compensation signal KS with the phase of the ripple of the feedback signal RS (The voltage and / or the current, in particular the output voltage and / or the output current, the controlled system 2 ) to synchronize. In this regard is on the 4a and 4b in each case schematically show a preferred embodiment for generating a synchronization signal from the mains voltage; wherein the synchronization signal is used to synchronize the compensation signal generated by the control unit according to the invention.

In der Steuereinheit 1, insbesondere der Kompensierungseinheit 1b, der 2 sind vorzugsweise zwei optionale Transformationsblöcke T2 und T3 vorgesehen, wobei der optionale Transformationsblock T2 vorzugsweise zwischen der Auswerteinheit 7 und dem Sinuswellen- oder Cosinuswellengenerator 9 angeordnet ist und der Transformationsblock T3 vorzugsweise dem Sinuswellen- oder Cosinuswellengenerator 9 nachgeschaltet ist. Die optionalen Transformationsblöcke T2 und T3 können jeweils zum Skalieren, insbesondere Verstärken oder Dämpfen; und/oder zum Invertieren; und/oder zur Phasenverschiebung bzw. Phasen-Shiften und/oder für komplexe Berechnungen eingerichtet sein, um ein Kompensierungssignal KS zu erzeugen, das mit dem Ausgangssignal des Reglers 1a, insbesondere der Stellgröße SG, aufgeschlagen bzw. überlagert werden kann. Ob die optionalen Transformationsblöcke T2 und T3 notwendig sind, hängt von der physikalischen Größe des Rückführsignals RS, der Dimension des Ausgangssignals des Reglers 1a sowie der Anwesenheit einer Linearisierungseinheit T1 im Regelkreis ab.In the control unit 1 , in particular the compensation unit 1b , of the 2 are preferably two optional transformation blocks T2 and T3 provided, with the optional transformation block T2 preferably between the evaluation unit 7 and the sine wave or cosine wave generator 9 is arranged and the transformation block T3 preferably the sine wave or cosine wave generator 9 is downstream. The optional transformation blocks T2 and T3 can each be used for scaling, in particular amplifying or damping; and / or for inverting; and / or for phase shifting and / or for complex calculations, to provide a compensation signal KS to generate that with the output signal of the regulator 1a , in particular the manipulated variable SG , can be pitched or superimposed. Whether the optional transformation blocks T2 and T3 necessary depends on the physical size of the feedback signal RS , the dimension of the output signal of the regulator 1a and the presence of a linearization unit T1 in the control loop.

Durch den Regler 1a, die Regelstrecke 2 und der Rückführung wenigstens einer Rückführgröße RG ausgehend von der Regelstrecke 2 zu dem Regler 1a wird ein Regelkreis (Feedback-Steuerung) gebildet. Durch die Kompensierungseinheit 1b, die ein Rückführsignal RS erfasst, wird eine Vorsteuerung (Feedforward-Steuerung) gebildet, welche zur Reduzierung eines Rippels mit der doppelten Netzfrequenz in einer Spannung und/oder einem Strom der Regelstrecke 2 ein Kompensierungssignal KS an einer Stelle des Regelkreises, insbesondere am Ausgang des Reglers 2, beaufschlagt.Through the regulator 1a , the controlled system 2 and the return of at least one return variable RG starting from the controlled system 2 to the controller 1a a control loop (feedback control) is formed. Through the compensation unit 1b which is a feedback signal RS detected, a feedforward (feedforward control) is formed, which for reducing a ripple with twice the mains frequency in a voltage and / or a current of the controlled system 2 a compensation signal KS at one point of the control loop, in particular at the output of the controller 2 , charged.

Folglich sind erfindungsgemäß in dem Regelkreis 2 keine hardwaretechnischen Änderungen notwendig, um eine Kompensierung des Rippels mit der doppelten Netzfrequenz zu erzielen.Consequently, according to the invention in the control loop 2 No hardware changes necessary to compensate for the ripple with twice the network frequency.

Die 3a bis 3c zeigen jeweils schematisch eine bevorzugte Ausführungsform zur Erfassung eines Rückführsignals aus der Regelstrecke.The 3a to 3c each show schematically a preferred embodiment for detecting a feedback signal from the controlled system.

Gemäß den 3a bis 3c umfasst bzw. entspricht die Regelstrecke 2 vorzugsweise einem aktiv getakteten Konverter bzw. Schaltregler 10 mit wenigstens einem Schalter S1. Lediglich beispielhaft entspricht der Schaltregler 10 der 3a bis 3c einem Abwärtswandler bzw. Tiefsetzsteller aufweisend einen Schalter S1, insbesondere einen Transistor; eine Energiespeichereinheit L1, insbesondere Induktivität bzw. Drossel; und Ausgangskapazität C1. Der Schaltregler 10 der 3a bis 3c ist vorzugsweise eine Ausgangskonverterstufe, da die Leuchtmittelstrecke 3 direkt an den Ausgang des Schaltreglers 10 angeschlossen ist. Dem Schaltregler 10 wird eine Eingangsspannung Vbus zugeführt, welche vorzugsweise eine gleichgerichtete Wechselspannung ist. Die Eingangsspannung Vbus wird vorzugsweise durch eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung und/oder wenigstens einen weiteren Konverter ausgehend von dem Stromnetz bereitgestellt.According to the 3a to 3c includes or corresponds to the controlled system 2 preferably an actively clocked converter or switching regulator 10 with at least one switch S1 , For example only, the switching regulator corresponds 10 of the 3a to 3c a buck converter comprising a switch S1 , in particular a transistor; an energy storage unit L1 , in particular inductance or throttle; and output capacity C1 , The switching regulator 10 of the 3a to 3c is preferably an output converter stage, since the illuminant path 3 directly to the output of the switching regulator 10 connected. The switching regulator 10 becomes an input voltage V bus fed, which is preferably a rectified AC voltage. The input voltage V bus is preferably provided by a power factor correction circuit and / or at least one other converter from the power grid.

Gemäß der 3a wird der Ausgangsstrom ILED vorzugsweise über einen ohmschen Messwiderstand bzw. Shuntwiderstand Rs erfasst, wobei der Ausgangsstrom ILED vorzugsweise dem durch die Leuchtmittelstrecke fließenden Strom entspricht. Vorzugsweise wird die am ohmschen Messwiderstand Rs abfallende Spannung, welche den Ausgangsstrom ILED des Schaltreglers 10 wiedergibt, durch die Steuereinheit 1 als Rückführsignal RS erfasst oder der Steuereinheit 1 als Rückführsignal RS zugeführt. Erfindungsgemäß kann der Ausgangsstrom ILED auch auf jede andere bekannte Art erfasst werdenAccording to the 3a becomes the output current I LED preferably via an ohmic measuring resistor or shunt resistor Rs detected, the output current I LED preferably corresponds to the current flowing through the light path. Preferably, the on ohmic measuring resistor Rs decreasing voltage, which is the output current I LED of the switching regulator 10 reproduced by the control unit 1 as feedback signal RS captured or the control unit 1 as feedback signal RS fed. According to the invention, the output current I LED also be detected in any other known way

Gemäß der 3b wird als Rückführsignal RS die Ausgangsspannung VLED des Schaltreglers 10 der Steuereinheit 1 zugeführt, wobei die Ausgangsspannung VLED vorzugsweise der der Leuchtmittelstrecke 3 bereitgestellten Spannung entspricht. Die Ausgangsspannung VLED wird vorzugsweise über einen Spannungsteiler, der aus den ohmschen Widerständen R1 und R2 gebildet ist, durch die Steuereinheit 1 als Rückführsignal RS erfasst. Erfindungsgemäß kann die Ausgangsspannung auch auf jede andere bekannte Art erfasst werden.According to the 3b is the output voltage as feedback signal RS V LED of the switching regulator 10 the control unit 1 fed, the output voltage V LED preferably that of the light path 3 provided voltage corresponds. The output voltage V LED is preferably via a voltage divider consisting of the ohmic resistors R1 and R2 is formed by the control unit 1 as feedback signal RS detected. According to the invention, the output voltage can also be detected in any other known manner.

Gemäß der 3c wird als Rückführsignal RS die Eingangsspannung Vbus des Schaltreglers 10 der Steuereinheit 1 zugeführt. Die Eingangsspannung Vbus wird vorzugsweise über einen Spannungsteiler, der aus den ohmschen Widerständen R1 und R2 gebildet ist, durch die Steuereinheit 1 als Rückführsignal RS erfasst. Erfindungsgemäß kann die Eingangsspannung auch auf jede andere bekannte Art erfasst werden.According to the 3c is called a feedback signal RS the input voltage V bus of the switching regulator 10 the control unit 1 fed. The input voltage V bus is preferably via a voltage divider consisting of the ohmic resistors R1 and R2 is formed by the control unit 1 detected as feedback signal RS. According to the invention, the input voltage can also be detected in any other known manner.

Die 4a und 4b zeigen jeweils schematisch eine bevorzugte Ausführungsform zur Erzeugung eines Synchronisationssignals ausgehend von der Netzspannung, wobei das Synchronisationssignal zur Synchronisierung eines durch die erfindungsgemäße Steuereinheit erzeugten Kompensierungssignals verwendet wird.The 4a and 4b each show schematically a preferred embodiment for generating a synchronization signal from the mains voltage, wherein the synchronization signal is used to synchronize a compensation signal generated by the control unit according to the invention.

Gemäß der 4a kann zur Synchronisierung des durch die Steuereinheit 1 erzeugten Kompensierungssignal KS ein Synchronisierungssignal Synch. durch einen Gleichrichter G1, einen ohmschen Widerstand R3 und einen Optokoppler OK1 ausgehend von der Wechselspannung des Stromnetzes erzeugt werden.According to the 4a can be used to synchronize by the control unit 1 Compensation signal KS generated a synchronization signal Synch. through a rectifier G1 , an ohmic resistance R3 and an optocoupler OK1 be generated from the AC voltage of the power grid.

Gemäß der 4b kann zur Synchronisierung des durch die Steuereinheit 1 erzeugten Kompensierungssignal KS ein Synchronisierungssignal Synch. durch eine Komparatorschaltung aufweisend die ohmschen Widerstände R5 und R6 sowie den Operationsverstärker OV1 ausgehend von der Wechselspannung des Stromnetzes erzeugt werden. Vorzugsweise wird hierbei die Wechselspannung des Stromnetzes der Komparatorschaltung über eine Kapazität C2 und einen ohmschen Widerstand R4 zugeführt.According to the 4b can be used to synchronize by the control unit 1 generated compensation signal KS a synchronization signal Synch. by a comparator circuit comprising the ohmic resistors R5 and R6 as well as the operational amplifier OV 1 be generated from the AC voltage of the power grid. Preferably, in this case, the AC voltage of the power network of the comparator circuit via a capacitance C2 and an ohmic resistance R4 fed.

Das Synchronisierungssignal kann aber auch auf eine andere bekannte Art ausgehend von der Wechselspannung des Stromnetzes erzeugt werden, zum Beispiel über eine in der Regelstrecke 2 bereits existierende AC-DC-Erfassung.The synchronization signal can also be generated in another known manner, starting from the AC voltage of the power grid, for example via a in the control system 2 existing AC-DC acquisition.

Claims (14)

Steuereinheit (1) zur Steuerung einer Regelstrecke (2) zur elektrischen Versorgung einer Leuchtmittelstrecke (3) mit wenigstens einem Leuchtmittel, vorzugsweise einer LED-Strecke mit wenigstens einer LED, ausgehend von einem Stromnetz (4), wobei - die Steuereinheit (1) einen Regler (1a), vorzugsweise einen PI-Regler, umfasst, der zur Regelung der durch die Regelstrecke (2) ausgangsseitig bereitgestellten Ausgangsspannung und/oder Ausgangsstrom (AG) eingerichtet ist, - der Regler (1a) dazu eingerichtet ist, eine Stellgröße (SG) für die Regelung auf der Basis einer Führungsgröße (FG) und einer Rückführgröße (RG) zu ermitteln, - die Steuereinheit (1, 1b) dazu eingerichtet ist, als ein Rückführsignal (RS) eine Spannung und/oder einen Strom der Regelstrecke (2) zu erfassen, und - die Steuereinheit (1, 1b) dazu eingerichtet ist, zu bestimmen, ob das Rückführsignal (RS) einen Rippel mit der doppelten Netzfrequenz des Stromnetzes (4) aufweist.Control unit (1) for controlling a controlled system (2) for the electrical supply of a light path (3) with at least one light source, preferably an LED track with at least one LED, starting from a power supply (4) the control unit (1) comprises a controller (1a), preferably a PI controller, which is set up to control the output voltage and / or output current (AG) provided on the output side by the controlled system (2), - The controller (1a) is adapted to determine a manipulated variable (SG) for the control on the basis of a reference variable (FG) and a feedback variable (RG), - The control unit (1, 1b) is adapted to detect a voltage and / or a current of the controlled system (2) as a feedback signal (RS), and - The control unit (1, 1b) is adapted to determine whether the feedback signal (RS) has a ripple with twice the mains frequency of the power network (4). Steuereinheit (1) gemäß Anspruch 1, wobei - die Steuereinheit (1, 1b) dazu eingerichtet ist, als Rückführsignal (RS) - die der Regelstrecke (2) eingangsseitig zugeführte Eingangsspannung (Vbus), - den der Regelstrecke (2) eingangsseitig zugeführten Eingangsstrom, - die durch die Regelstrecke (2) ausgangsseitig bereitgestellte Ausgangsspannung (VLED), oder - den durch die Regelstrecke ausgangsseitig bereitgestellten Ausgangsstrom (ILED) zu erfassen.Control unit (1) according to Claim 1 in which - the control unit (1, 1b) is set up as the feedback signal (RS) - the input voltage ( Vbus ) supplied to the controlled system (2), - the input current supplied to the controlled system (2) on the input side - through the controlled system (2) Output voltage provided on the output side (V LED ), or - to detect the output current (I LED ) provided by the control path on the output side. Steuereinheit (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die Steuereinheit (1, 1b) dazu eingerichtet ist, die Amplitude und/oder Energie des Rippels des Rückführsignals (RS) zu ermitteln, falls das Rückführsignal (RS) einen Rippel mit der doppelten Netzfrequenz aufweist.Control unit (1) according to one of the preceding claims, wherein - The control unit (1, 1b) is adapted to determine the amplitude and / or energy of the ripple of the feedback signal (RS), if the feedback signal (RS) has a ripple with twice the mains frequency. Steuereinheit (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die Steuereinheit (1, 1b) dazu eingerichtet ist, eine Information über die Amplitude und/oder Energie des Anteils des Rückführsignals (RS) zu ermitteln, der in dem Bereich der doppelten Netzfrequenz liegt.Control unit (1) according to one of the preceding claims, wherein - The control unit (1, 1b) is adapted to determine information about the amplitude and / or energy of the portion of the feedback signal (RS), which is in the range of twice the network frequency. Steuereinheit (1) gemäß Anspruch 4, wobei - die Steuereinheit (1, 1b) dazu eingerichtet ist, die Information über die Amplitude und/oder Energie des in dem Bereich der doppelten Netzfrequenz liegenden Anteils des Rückführsignals (RS) unter Verwendung der Diskreten Fourier Transformation (7), vorzugsweise unter Verwendung des Goertzel-Algorithmus, zu ermitteln; und/oder - die Steuereinheit (1, 1b) dazu eingerichtet ist, die Information über die Amplitude und/oder Energie des in dem Bereich der doppelten Netzfrequenz liegenden Anteils des Rückführsignals unter Verwendung eines Bandpasses (7) zu ermitteln. Control unit (1) according to Claim 4 in which - the control unit (1, 1b) is set up to use the information about the amplitude and / or energy of the portion of the feedback signal (RS) lying in the region of twice the network frequency using the Discrete Fourier Transformation (7), preferably using of the Goertzel algorithm, to determine; and / or - the control unit (1, 1b) is adapted to determine the information about the amplitude and / or energy of the portion of the feedback signal lying in the range of twice the network frequency using a bandpass filter (7). Steuereinheit (1) gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei - die Steuereinheit (1, 1b) dazu eingerichtet ist, - zur Kompensierung des in dem Rückführsignals (RS) vorhandenen Rippels mit der doppelten Netzfrequenz ein Kompensierungssignal(KS) auf der Basis der ermittelten Information zu erzeugen, - das Kompensierungssignal (KS) mit dem Rückführsignal (RS) und/oder der Stellgröße (SG) zeitlich zu synchronisieren, und - das synchronisierte Kompensierungssignal (KS) der Stellgröße (SG) negativ interferierend aufzuschlagen.Control unit (1) according to Claim 4 or 5 in which - the control unit (1, 1b) is set up to: - generate a compensation signal (KS) on the basis of the determined information in order to compensate for the ripple present in the feedback signal (RS) at twice the mains frequency, - the compensation signal (KS) to synchronize with the feedback signal (RS) and / or the manipulated variable (SG) in time, and - negatively interfering with the synchronized compensation signal (KS) of the manipulated variable (SG). Steuereinheit (1) gemäß Anspruch 6, wobei - die Steuereinheit (1, 1b) dazu eingerichtet ist, als Kompensierungssignal (KS) eine Sinus- oder Cosinus-Welle mit der gleichen Frequenz wie der doppelten Netzfrequenz des in dem Rückführsignal (RS) vorhandenen Rippels zu erzeugen.Control unit (1) according to Claim 6 in which - the control unit (1, 1b) is set up to generate as a compensation signal (KS) a sine or cosine wave with the same frequency as twice the line frequency of the ripple present in the return signal (RS). Steuereinheit (1) gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei - die Steuereinheit (1, 1b) dazu eingerichtet ist, das zeitlich synchronisierte Kompensierungssignal (KS) gemäß der ermittelte Information zu verstärken.Control unit (1) according to Claim 6 or 7 in which - the control unit (1, 1b) is arranged to amplify the time-synchronized compensation signal (KS) in accordance with the determined information. Steuereinheit (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die Netzfrequenz des Stromnetzes (4) 60Hz, vorzugsweise 50Hz, beträgt und der Rippel eine Frequenz von 120Hz, vorzugsweise 100 Hz, aufweist.Control unit (1) according to one of the preceding claims, - Wherein the mains frequency of the power network (4) is 60Hz, preferably 50Hz, and the ripple has a frequency of 120Hz, preferably 100Hz. Betriebsgerät (5) zur elektrischen Versorgung einer Leuchtmittelstrecke (3) mit wenigstens einem Leuchtmittel, vorzugsweise einer LED-Strecke mit wenigstens einer LED, ausgehend von einem Stromnetz (4), wobei das Betriebsgerät umfasst - eine Steuereinheit (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, und - wenigstens einen Konverter (10) als Regelstrecke (2), - wobei die Steuereinheit (1) zur Steuerung des wenigstens einen Konverters (10) eingerichtet ist, um die durch den wenigstens einen Konverter (10) bereitstellbare Spannung, Strom und/oder elektrische Energie zur elektrischen Versorgung der Leuchtmittelstrecke (3) zu steuern, - wobei die Steuereinheit (1) dazu eingerichtet ist, als ein Rückführsignal (RS) eine Spannung und/oder einen Strom des wenigstens einen Konverters (10) zu erfassen, und - wobei die Steuereinheit (1) dazu eingerichtet ist, zu bestimmen, ob das Rückführsignal (RS)einen Rippel mit der doppelten Netzfrequenz des Stromnetzes (4) aufweist.Operating device (5) for the electrical supply of a light path (3) with at least one light source, preferably an LED track with at least one LED, starting from a power grid (4), wherein the operating device comprises - A control unit (1) according to one of the preceding claims, and at least one converter (10) as a controlled system (2), - wherein the control unit (1) is arranged to control the at least one converter (10) in order to control the voltage, current and / or electrical energy which can be supplied by the at least one converter (10) for the electrical supply of the illuminant section (3), - wherein the control unit (1) is adapted to detect a voltage and / or a current of the at least one converter (10) as a feedback signal (RS), and - wherein the control unit (1) is adapted to determine whether the feedback signal (RS) has a ripple with twice the mains frequency of the power network (4). Betriebsgerät (5) gemäß Anspruch 10, wobei - der wenigstens eine Konverter (10) ein Schaltregler mit wenigstens einem Schalter (S1) ist, und - die Steuereinheit (1) zur Steuerung des wenigstens einen Schalters (S1) eingerichtet ist.Operating device (5) according to Claim 10 in which - the at least one converter (10) is a switching regulator with at least one switch (S1), and - the control unit (1) is set up to control the at least one switch (S1). Betriebsgerät (5) gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei - der wenigstens eine Konverter (10) eine Ausgangskonverterstufe ist, an die die Leuchtmittelstrecke (3) zur elektrischen Versorgung direkt anschließbar ist.Operating device (5) according to Claim 10 or 11 in which - the at least one converter (10) is an output converter stage, to which the illuminant section (3) for the electrical supply can be directly connected. Betriebsgerät (5) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei - der wenigstens eine Konverter (10) ausgehend von einem Gleichrichter elektrisch versorgt wird, der zur Gleichrichtung der ausgehend von dem Stromnetz (4) dem Betriebsgerät (5) eingangsseitig zugeführten Wechselspannung eingerichtet ist.Operating device (5) according to one of Claims 10 to 12 in which - the at least one converter (10) is supplied electrically starting from a rectifier which is set up to rectify the alternating voltage supplied to the operating device (5) from the power supply (4) on the input side. Leuchte (6), mit - wenigstens einem Betriebsgerät (5) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, und - wenigstens einer Leuchtmittelstrecke (3) mit wenigstens einem Leuchtmittel, vorzugsweise einer LED-Strecke mit wenigstens einer LED, - wobei die Leuchtmittelstrecke (3) mit dem Betriebsgerät elektrischen verbunden ist, und das Betriebsgerät zur elektrischen Versorgung der Leuchtmittelstrecke (3) eingerichtet ist.Luminaire (6), with - at least one operating device (5) according to one of Claims 10 to 13 , and - at least one light-emitting means path (3) with at least one light-emitting means, preferably an LED track with at least one LED, - wherein the light-emitting means path (3) is electrically connected to the operating device, and the operating device for electrical supply to the light-emitting means path (3) is.
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