EP2517538A1 - Schaltungsanordnung zum betreiben mindestens einer entladungslampe und mindestens einer led - Google Patents
Schaltungsanordnung zum betreiben mindestens einer entladungslampe und mindestens einer ledInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung (10) zum Betreiben mindestens einer Entladungslampe (FL1) und mindestens einer LED (D5, D6, Dn), wobei der Anschluss der LEDs ein sog. SELV Isolierung aufweist.
Description
Beschreibung
Schaltungsanordnung zum Betreiben mindestens einer Entladungslampe und mindestens einer LED
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanord¬ nung zum Betreiben mindestens einer Entladungslampe und mindestens einer LED, umfassend: einen Eingang mit einem ersten und einem zweiten Eingangsanschluss zum Koppeln mit einer Versorgungswechsel Spannung, einen ersten Ausgang mit einem ersten und einem zweiten Ausgangsanschluss zum Koppeln mit der mindestens einen Entladungslampe, ei- nen zweiten Ausgang mit einem dritten und einem vierten Ausgangsanschluss zum Koppeln mit der mindestens einen LED, einen ersten Gleichrichter, mit einem Gleichrichtereingang, der einen ersten und einen zweiten Gleichrich- tereingangsanschluss umfasst, wobei der erste Gleichrich- tereingangsanschluss mit dem ersten Eingangsanschluss und der zweite Gleichrichtereingangsanschluss mit dem zweiten Eingangsanschluss gekoppelt ist, und einem Gleichrichter¬ ausgang mit einem ersten und einem zweiten Gleichrichter- ausgangsanschluss , einen Speicherkondensator, der zwi- sehen den ersten und den zweiten Gleichrichterausgangsan- schluss gekoppelt ist, einen Wechselrichter, der eine Brückenschaltung umfasst, wobei die Brückenschaltung zumindest die Serienschaltung eines ersten und eines zwei¬ ten elektronischen Schalters umfasst, wobei zwischen dem ersten und dem zweiten elektronischen Schalter ein erster Brückenmittelpunkt gebildet ist, und eine erste Indukti¬ vität, die zwischen den ersten Brückenmittelpunkt und den ersten Ausgangsanschluss gekoppelt ist.
Stand der Technik
Eine derartige Schaltungsanordnung ist bekannt aus der WO 2007/066252 AI. Der Nachteil der aus dieser Druckschrift bekannten Schaltungsanordnung besteht darin, dass die LED und die Leuchtstofflampe nicht getrennt voneinan- der eingeschaltet werden können.
Aus der DE 10 2005 030 115 AI ist ebenfalls eine gat¬ tungsgemäße Schaltungsanordnung bekannt, bei der die LED und die Leuchtstofflampe auch nur gemeinsam betrieben werden können. Im Hinblick auf eine energieeffiezienten Betrieb ist es jedoch wünschenswert, zumindest eine der beiden Lichtquellen unabhängig von der anderen betreiben zu können. Letzteres würde beispielsweise ermöglichen, die LED zur Realisierung eines Notlichts zu betreiben, während die Entladungslampe erst bei Anwesenheit eines Benutzers aktiviert wird.
Weiterhin wird verwiesen auf die DE 10 2007 049 397 AI, bei der zwischen dem Betrieb einer LED und dem Betrieb einer Leuchtstofflampe umgeschaltet werden kann, jedoch arbeitet die dort vorgestellte Schaltungsanordnung bei Betrieb der LED als Abwärtswandler. Es wird nur der hochliegende Halbbrückenschalter geschaltet. Der untere bleibt während des LED-Betriebs offen. Die Ansteuerung zum Umschalten zwischen LED-Betrieb und Leuchtstoff1am¬ penbetrieb ist aufwändig, da hierzu ein hochliegender Schalter geschaltet werden muss, wozu üblicherweise ein High-Side-Treiber benötigt wird. Überdies besteht keine Potentialtrennung zwischen der Versorgungswechselspannung und der LED, weshalb diese Schaltungsanordnung den so ge-
nannten SELV (Safety Extra Low Voltage) -Anforderungen nicht genügt, die bei LED-Betriebsgeräten üblich sind.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine gattungsgemäße Schaltungsanordnung derart weiterzubilden, dass der Betrieb zumindest einer der beiden Lichtquellen unabhängig vom Betrieb der anderen Lichtquelle ermöglicht wird. Überdies soll eine derartige Schaltungsanordnung den SELV-Anforderungen genügen, das heißt zwischen Versorgungswechselspannung und LED-Ausgang soll eine Potentialtrennung vorliegen. Schließlich soll die Schaltungsanordnung kostengünstig zu realisieren sein .
Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Schaltungsanord¬ nung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1. Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass diese Aufgaben gelöst werden können, wenn zunächst die mindestens eine LED über einen Transformator, der mit der Induktivität, das heißt der Lampendrossel, gekoppelt ist, versorgt wird, wobei Maßnahmen getroffen werden müs- sen, um diese Versorgung an- und abzuschalten. Erfindungsgemäß umfasst daher eine gattungsgemäße Schaltungs¬ anordnung weiterhin einen ersten Transformator mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung, wobei die Primärwicklung seriell zur ersten Induktivität gekoppelt ist. Sie umfasst weiterhin einen zweiten Gleichrichter, der zwischen die Sekundärwicklung des ersten Transformators und den zweiten Ausgang gekoppelt ist. Schließlich umfasst sie eine Schaltvorrichtung mit einem vierten e-
lektronischen Schalter, wobei die Schaltvorrichtung mit der Primärwicklung des ersten Transformators gekoppelt ist, um einen Stromfluss durch die Primärwicklung des ersten Transformators zu steuern. Bei einer derartigen Schaltungsanordnung können die SELV- Anforderungen für den Betrieb der mindestens einen LED erfüllt werden. Überdies ist es möglich, die Entladungs¬ lampe und die mindestens eine LED getrennt voneinander zu betreiben. So kann beispielsweise die Beleuchtung mittels der mindestens einen LED als Notlicht realisiert sein, während die mindestens eine Entladungslampe eingeschaltet wird, wenn volle Beleuchtung benötigt wird. Eine erfin¬ dungsgemäße Schaltungsanordnung nutzt den mit dem Eingang gekoppelten Gleichrichter, den Speicherkondensator sowie den Wechselrichter in beiden Betriebsarten, das heißt sowohl bei Leuchtstoff- als auch bei LED-Betrieb. Die er¬ findungsgemäße Schaltungsanordnung lässt sich daher äußerst kostengünstig realisieren.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen den Speicherkondensator und den Wechselrichter ein Spannungswandler, insbesondere ein Aufwärtswandler, gekoppelt ist. Dadurch kann die Bandbreite der mit der vorliegenden Schaltungsanordnung zu betreibenden Entladungslampen erweitert und deren Betrieb weit- gehend unabhängig von der Versorgungswechselspannung ermöglicht werden.
Bevorzugt ist der erste Ausgangsanschluss mit dem vom ersten Brückenmittelpunkt abgewandten Anschluss der ers¬ ten Induktivität gekoppelt. Bei einer ersten Variante ist dabei die Schaltvorrichtung seriell zur Primärwicklung
des ersten Transformators gekoppelt, insbesondere zwi¬ schen die Primärwicklung des ersten Transformators und den zweiten Gl eichrichterausgangsanschluss des ersten Gleichrichters. Wird die Schaltvorrichtung leitend ge- schaltet, wird dadurch eine Versorgung der mindestens ei¬ nen LED ermöglicht. Bei sperrend geschalteter Schaltvorrichtung ist die mindestens eine LED außer Betrieb. Da¬ durch, dass die Schaltvorrichtung zwischen die Primärwicklung des ersten Transformators und den zweiten Gleichrichterausgangsanschluss des ersten Gleichrichters geschaltet ist, wobei der zweite Gleichrichterausgangsanschluss üblicherweise das Bezugspotential des Teils der Schaltungsanordnung darstellt, die mit der Primärwicklung des ersten Transformators elektrisch leitend gekoppelt ist, kann erreicht werden, dass die Schaltvorrichtung ohne Notwendigkeit eines High-Side-Treibers und damit äu¬ ßerst kostengünstig geschaltet werden kann. Dabei kann beispielsweise mittels der mindestens einen LED ein Not¬ licht realisiert sein, während die mindestens eine Entla- dungslampe erst dann eingeschaltet wird, wenn eine Be¬ leuchtung benötigt wird.
Bevorzugt ist bei dieser Variante der zweite Ausgangsan- schluss mit dem zweiten Gleichrichterausgangsanschluss des ersten Gleichrichters gekoppelt, insbesondere über einen ersten Kondensator.
Bei einer zweiten Variante ist die Primärwicklung des ersten Transformators seriell zwischen den zweiten Aus- gangsanschluss und den zweiten Gleichrichterausgangsanschluss gekoppelt. Mit anderen Worten ist demnach die Versorgung der mindestens einen LED seriell mit der Ent¬ ladungslampe gekoppelt. Bevorzugt ist die Schaltvorrich-
tung der Primärwicklung des ersten Transformators parallel geschaltet. Wird demnach die Schaltvorrichtung lei¬ tend geschaltet, wird die Primärwicklung nicht bestromt. Dadurch bleibt die mindestens eine LED ausgeschaltet. Wird umgekehrt die Schaltvorrichtung sperrend geschaltet, wird die mindestens eine LED zusätzlich zur Entladungs¬ lampe eingeschaltet und über die Primärwicklung mit Strom versorgt .
Bevorzugt umfasst die Schaltvorrichtung weiterhin einen dritten Gleichrichter mit einem Gleichrichtereingang und einem Gleichrichterausgang, wobei der Gleichrichtereingang mit der Primärwicklung des ersten Transformators gekoppelt ist, wobei der dritte elektronische Schalter dem Gleichrichterausgang parallel geschaltet ist. Diese Vari- ante der Schaltvorrichtung berücksichtigt, dass die Span¬ nung an der Entladungslampe, insbesondere bei der Zündung der Entladungslampe, sehr hoch werden kann. Infolge davon kann das Potential am Schalter zeitweise unter null ge¬ hen, so dass bei Realisierung des vierten elektronischen Schalters als MOSFET dessen Bodydiode zu leiten beginnen kann. Dies würde zu einem unerwünschten Blinken der mindestens einen LED führen, was durch die soeben beschriebene Maßnahme wirkungsvoll verhindert wird. Bei Verwen¬ dung eines IGBTs für den vierten elektronischen Schalter kann das geschilderte Problem ebenfalls verhindert wer¬ den, wenngleich dafür höhere Kosten entstehen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung umfasst die Schaltungsanordnung weiterhin einen zweiten Transformator, wobei der zweite Transformator eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung umfasst, wobei die Primärwicklung des zweiten Transformators zwischen die erste Induktivität
und die Primärwicklung des ersten Transformators gekop¬ pelt ist, wobei die Sekundärwicklung des zweiten Trans¬ formators zwischen die erste Induktivität und den ersten Ausgangsanschluss des ersten Ausgangs gekoppelt ist. Der zweite Transformator wirkt hier als Symmetriertransforma- tor, wodurch sich der Strom für die Entladungslampe und die Versorgung der mindestens einen LED in einem vorgesehenen Wicklungsverhältnis aufteilt. Damit kann zwischen den Betriebsmodi „nur LED-Betrieb" und „gleichzeitig LED- und Entladungslampen-Betrieb" umgeschaltet werden. Ein Betrieb der Entladungslampe allein ist ebenfalls möglich, wenn bei gezündeter Entladungslampe der Schalter Q4 sperrend geschaltet wird.
Bevorzugt ist dem ersten Ausgang ein zweiter Kondensator parallel geschaltet. Dadurch kann zusammen mit der Induktivität, das heißt der Lampendrossel, eine Zündung der am ersten Ausgang angeschlossenen Entladungslampe erreicht werden .
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung umfasst die Schal- tungsanordnung weiterhin einen dritten Ausgang mit einem fünften und einem sechsten Ausgangsanschluss sowie eine zweite Induktivität, die zwischen den ersten Brückenmit¬ telpunkt und den fünften Ausgangsanschluss gekoppelt ist. Hierdurch wird die Möglichkeit bereitgestellt, eine wei- tere Entladungslampe zu betreiben - und zwar unabhängig von der Ein-/Ausschaltsituation der am ersten Ausgang angeschlossenen Entladungslampe sowie der am zweiten Ausgang angeschlossenen mindestens einen LED. Bevorzugt ist zu diesem Zweck dem dritten Ausgang ein dritter Kondensa- tor parallel geschaltet. Dieser ermöglicht zusammen mit der zweiten Induktivität die Realisierung eines Resonanz-
kreises zur Zündung der am dritten Ausgang angeschlossenen Entladungslampe. Die Dimensionierung kann dieselbe sein wie bei der ersten Induktivität und dem zweiten Kondensator; sie kann jedoch auch davon unabhängig erfolgen. Parallel zum zweiten Ausgang ist bevorzugt ein vierter Kondensator gekoppelt, der dafür sorgt, dass der an die mindestens eine LED bereitgestellte Strom geglättet wird.
Weiterhin bevorzugt ist parallel zum zweiten Ausgang eine Zenerdiode gekoppelt, die die am zweiten Ausgang bereit- gestellte Ausgangsspannung auf einen vorgebbaren Wert begrenzt .
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist seriell zum vierten elektronischen Schalter ein ohmscher Widerstand gekoppelt. Dieser ermöglicht das Messen und Regeln des am zweiten Ausgang an die mindestens eine LED bereitgestell¬ ten Ausgangsstroms.
Schließlich kann vorgesehen sein, dass der elektronische Schalter des Wechselrichters hochliegend und der zweite elektronische Schalter des Wechselrichters tiefliegend angeordnet sind, wobei die Kopplung des zweiten elektro¬ nischen Schalters mit dem vierten elektronischen Schalter derart niederohmig ausgebildet ist, dass der zweite e- lektronische Schalter und der dritte elektronische Schal¬ ter mit dem gleichen Potential schaltbar sind. Mit ande- ren Worten kann daher die Steuervorrichtung, die zur An- steuerung der Schalter des Wechselrichters dient, ohne zusätzlichen Aufwand für die Ansteuerung des vierten e- lektronischen Schalters verwendet werden.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung (en)
Im Nachfolgenden werden nunmehr Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungs¬ anordnung;
Fig. 2 in schematischer Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungs¬ anordnung;
Fig. 3 in schematischer Darstellung ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungs¬ anordnung;
Fig. 4 in schematischer Darstellung ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungs¬ anordnung; und
Fig. 5 in schematischer Darstellung ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungs¬ anordnung .
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Im Nachfolgenden werden für gleiche und gleich wirkende Bauelemente dieselben Bezugszeichen verwendet. Diese wer¬ den deshalb nur einmal eingeführt.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanord¬ nung 10. An einem Eingang mit einem ersten El und einem zweiten Eingangsanschluss E2 kann eine Versorgungswech- selspannung UN, insbesondere eine Netzspannung, ange¬ schlossen werden. Darauf folgt ein erster Gleichrichter, der die Dioden D7, D8, D9 und D10 umfasst. Dem Gleich¬ richter D7 bis D10 kann ein Netzfilter vorangeschaltet werden. An den Gleichrichter schließt sich ein Hochsetz- steller an, der eine Induktivität L2, eine Diode D12 so¬ wie einen elektronischen Schalter Q3 mit einem Steuereingang S3 umfasst. Die Ansteuerung von Hochsetzstellern ist allgemein bekannt und wird deshalb hier nicht weiter er¬ örtert . Die am Ausgang des Hochsetzstellers bereitgestellte Span¬ nung wird in einem Kondensator Cl gespeichert. Die über dem Kondensator Cl abfallende Spannung UZw wird üblicherweise als Zwischenkreisspannung bezeichnet. Diese wird einem Wechselrichter zugeführt, der vorliegend eine Halb- brückenschaltung umfasst. Er umfasst einen ersten elektronischen Schalter Ql mit einem Steuereingang Sl sowie einen zweiten elektronischen Schalter Q2 mit einem Steuereingang S2. Zwischen diesen beiden elektronischen Schaltern ist ein erster Brückenmittelpunkt BMI defi- niert. Mit dem ersten Brückenmittelpunkt BMI ist eine Lampendrossel LI gekoppelt, die zusammen mit einem Kon¬ densator C2 einen Resonanzkreis bildet, um eine an einem ersten Ausgang, der die Ausgangsanschlüsse AI und A2 um¬ fasst, angeschlossene Entladungslampe FL1 zu zünden. Zwei Koppelkondensatoren C5 und C7 vervollständigen die Brückenschaltung des Wechselrichters.
Mit dem Ausgang AI ist weiterhin ein erster Transformator Tri gekoppelt, dessen Primärwicklung LH seriell zur Lampendrossel LI gekoppelt ist. Seriell zur Primärwicklung LH des Transformators Tri ist ein Kondensator C6 sowie eine Schaltvorrichtung 12 geschaltet, die vorliegend ei¬ nen vierten elektronischen Schalter Q4 mit einem Steuereingang S4 umfasst. Seriell zur Schaltvorrichtung 12 ist ein Shuntwiderstand Rl angeordnet.
Mit der Sekundärwicklung L12 des ersten Transformators Tri ist der Eingang eines zweiten Gleichrichters gekop¬ pelt, der die Dioden Dl, D2, D3, D4 umfasst. An den Aus¬ gang dieses zweiten Gleichrichters ist ein Kondensator C3 gekoppelt, der dazu dient, den Ausgangsstrom des zweiten Gleichrichters zu glätten. Parallel zum Kondensator C3 ist eine Zenerdiode Z gekoppelt, die die Ausgangsspannung an einem zweiten Ausgang, der die Ausgangsanschlüsse A3 und A4 umfasst, auf einen vorgebbaren Wert begrenzt. Ein dem Kondensator C3 parallel geschalteter ohmscher Widerstand R2 dient dazu, den Kondensator C3 zu entladen, da- mit dieser beim Anschließen mindestens einer LED D5, D6, Dn am zweiten Ausgang A3, A4 nicht unter Spannung steht. Ein Kondensator C4 verbindet den Primär- und den Sekundärkreis und ist typischerweise ein Yl-Kondensator.
An den Koppelkondensatoren C7 und C5 fällt der Gleichan- teil der Spannung UZw ab. Zum Betrieb der mindestens ei¬ nen LED D5, D6, Dn wird der Schalter Q4 über das Signal S4 geschlossen. Da der Schalter Q4 über einen niederohmi- gen Widerstand Rl mit der Masse der Schaltungsanordnung verbunden ist, die vorliegend das Potential am zweiten Ausgangsanschluss des ersten Gleichrichters darstellt, kann er direkt von einer Steuervorrichtung 14 angesteuert
werden. Über die Spannung am ohmschen Widerstand Rl kann ein Signal gemessen werden, das dem Strom Ia durch die mindestens eine LED D5, D6, Dn proportional ist. Dieses Signal kann als Rückkopplung für eine Regelung des LED- Stroms Ia verwendet werden.
Bei geschlossenem Schalter Q4 fließt ein Wechselstrom durch die Primärwicklung LH des Transformators Tri und damit ebenfalls durch die Sekundärwicklung L12 des Trans¬ formators Tri. Der Transformator Tri übernimmt die Poten- tialtrennung zwischen dem Primär- und dem Sekundärkreis. Das Wicklungsverhältnis bestimmt die Amplitude des Aus¬ gangsstroms Ia. Um unabhängig von der Ausgangslast D5, D6, Dn einen konstanten Ausgangsstrom Ia zu erhalten, sollte die Induktivität der Primärwicklung des Transfor- mators Tri nicht unter 5 mH liegen.
Bei Betrieb der mindestens einen LED D5, D6, Dn muss die Spannung über dem Kondensator C2 unterhalb der maximal zulässigen Spannung vor der Zündung der Entladungslampe FL1 liegen. Bei Entladungslampenbetrieb läuft der Wech- selrichter üblicherweise mit einer Betriebsfrequenz von beispielsweise 70 bis 175 kHz an, um die Entladungslampe vorzuheizen. Nach Zündung der Entladungslampe FL1 wird dann üblicherweise auf eine Betriebsfrequenz von 40 bis 70 kHz umgeschaltet. Bei Betrieb der LED allein kann hin- gegen von Beginn an eine Betriebsfrequenz von 40 bis 70 kHz gewählt werden.
Die Steuervorrichtung 14 kann in beiden Betriebsarten durch eine Pumpschaltung aus dem Wechselrichter versorgt werden, so dass keine zusätzliche Hilfsversorgung nötig ist. Ein Umschalten zwischen LED- und Leuchtstofflampen-
betrieb oder den Betrieb beider Lichtquellen kann durch einen Steuereingang St an der Steuervorrichtung 14 erfolgen .
Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform einer erfin- dungsgemäßen Schaltungsanordnung 10 zeichnet sich im Vergleich zu der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform dadurch aus, dass sie weiterhin einen Symmetriertransforma- tor Tr2 umfasst. Dessen Primärwicklung L21 ist zwischen die Lampendrossel LI und die Primärwicklung LH des Transformators Tri gekoppelt. Seine Sekundärinduktivität L22 ist zwischen die Lampendrossel LI und den Ausgangsan- schluss AI gekoppelt. Wenn der Schalter Q4 geschlossen ist, verteilt sich der Strom für die Entladungslampe FL1 und die LED-Treiberschaltung, das heißt der Strom, der durch die Primärwicklung Lll des Transformators Tri fließt, im Wicklungsverhältnis von L21 zu L22. Damit kann zwischen den Betriebsmodi „nur LED-Betrieb" und „gleich¬ zeitig LED- und LeuchtStofflampenbetrieb" umgeschaltet werden . Die in Fig. 3 schematisch dargestellte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung 10 unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform dadurch, dass eine weitere Lampendrossel L3 vorgesehen ist, die mit dem ersten Brückenmittelpunkt BMI gekoppelt ist. Sie ist einerseits mit einem weiteren Aus- gangsanschluss A5 sowie über einen Kondensator C7 mit ei¬ nem weiteren Ausgangsanschluss A6 gekoppelt. Die Aus¬ gangsanschlüsse A5, A6 bilden einen weiteren Ausgang der Schaltungsanordnung zum Anschließen einer weiteren Entla- dungslampe FL2. Die Resonanzkreise LI und C2 einerseits sowie L3 und C7 andererseits sind parallel geschaltet. In
dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 leuchtet die Entla¬ dungslampe FL2 dauerhaft, während durch Schließen und Öffnen des Schalters Q4 zwischen dem Betrieb der Leucht¬ stofflampe FL1 und dem Betrieb der mindestens einen LED D5, D6, Dn hin- und hergeschaltet werden kann.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist die Schaltvorrichtung 12 der Primärwicklung LH des Transformators Tri parallel geschaltet. Diese Parallelschaltung ist seriell zum ersten Ausgang AI, A2 geschaltet. Bei sperrend ge¬ schalteter Schaltvorrichtung 12 leuchten sowohl die Entladungslampe FL1 als auch die mindestens eine LED D5, D6, Dn . Bei leitend geschalteter Schaltvorrichtung 12 wird die Primärwicklung LH überbrückt und es leuchtet nur die Entladungslampe FL1. Überdies kann die mindestens eine LED D5, D6, Dn nur dann in Betrieb gesetzt werden, wenn eine funktionsfähige Entladungslampe FL1 eingesetzt ist.
Bei der in Fig. 5 schematisch dargestellten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist im Vergleich zu der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform die Schaltvorrichtung 12 modifiziert. Sie umfasst weiterhin einen dritten Gleichrichter, der die Dioden D13, D14, D15, D16 umfasst, wobei der Gleichrichtereingang seriell zur Primärwicklung LH des Transformators Tri gekoppelt ist und wobei der Schalter Q4 dem Gleichrichterausgang parallel geschaltet ist. Durch diese Maßnahme wird ver¬ hindert, dass die Schaltvorrichtung 12 in unerwünschter Weise bei Ausbildung des Schalters Q4 als MOSFET infolge einer hohen Spannung, wie sie beispielsweise bei der Zün- dung der Entladungslampe FL1 entstehen kann, unbeabsichtigt leitend geschaltet wird, und zwar infolge der Body-
diode des Schalters Q4. Dies würde zu einem unerwünschten Flackern der LEDs D5, D6, Dn führen.
Claims
Ansprüche
1. Schaltungsanordnung (10) zum Betreiben mindestens einer Entladungslampe (FL1) und mindestens einer LED (D5, D6, Dn) , umfassend:
- einen Eingang mit einem ersten (El) und einem zweiten Eingangsanschlus s (E2) zum Koppeln mit einer Versorgungswechselspannung (UN) ;
- einen ersten Ausgang mit einem ersten (AI) und einem zweiten Ausgangsanschluss (A2) zum Koppeln mit der mindestens einen Entladungslampe (FL1);
- einen zweiten Ausgang mit einem dritten (A3) und einem vierten Ausgangsanschluss (A4) zum Koppeln mit der mindestens einen LED (D5, D6, Dn) ;
- einen ersten Gleichrichter (D7, D8, D9, D10), mit einem Gleichrichtereingang, der einen ersten und einen zweiten Gleichrichtereingangsanschluss umfasst, wobei der erste Gleichrichtereingangsanschluss mit dem ersten Eingangsanschluss (E2) und der zweite Gleichrichtereingangsanschluss mit dem zweiten Ein¬ gangsanschluss gekoppelt ist, und einem Gleichrich¬ terausgang mit einem ersten und einem zweiten Gleiehrichterausgangsanschluss ;
- einen Speicherkondensator (Cl), der zwischen den ersten und den zweiten Gleichrichterausgangsan- schluss gekoppelt ist;
- einen Wechselrichter, der eine Brückenschaltung umfasst, wobei die Brückenschaltung zumindest die Se¬ rienschaltung eines ersten (Ql) und eines zweiten elektronischen Schalters (Q2) umfasst, wobei zwi¬ schen dem ersten (Ql) und dem zweiten elektronischen
Schalter (Q2) ein erster Brückenmittelpunkt (BMI) gebildet ist; und
- eine erste Induktivität (LI) , die zwischen den ers¬ ten Brückenmittelpunkt (BMI) und den ersten Aus- gangsanschluss (AI) gekoppelt ist;
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schaltungsanordnung (10) weiterhin umfasst:
- einen ersten Transformator (Tri) mit einer Primärwicklung (LH) und einer Sekundärwicklung (L12) , wobei die Primärwicklung (LH) seriell zur ersten Induktivität (LI) gekoppelt ist;
- einen zweiten Gleichrichter (Dl, D2, D3, D4), der zwischen die Sekundärwicklung (L12) des ersten Transformators (Tri) und den zweiten Ausgang gekop¬ pelt ist; und
- eine Schaltvorrichtung (12) mit einem vierten elektronischen Schalter (Q4), wobei die Schaltvorrichtung (12) mit der Primärwicklung (LH) des ersten Transformators (Tri) gekoppelt ist, um einen Stromfluss durch die Primärwicklung (LH) des ersten Transformators (Tri) zu steuern.
Schaltungsanordnung (10) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen den Speicherkondensator (Cl) und den Wechselrichter ein Spannungswandler (L2, Q3, D12), insbesondere ein Aufwärtswandler, gekoppelt ist.
3. Schaltungsanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
- IS dass der erste Ausgangsanschluss (AI) mit dem vom ers¬ ten Brückenmittelpunkt (BMI) abgewandten Anschluss der ersten Induktivität (LI) gekoppelt ist.
Schaltungsanordnung (10) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schaltvorrichtung (12) seriell zur Primärwicklung (LH) des ersten Transformators (Tri) gekop¬ pelt ist, insbesondere zwischen die Primärwicklung (LH) des ersten Transformators (Tri) und den zweiten Gleichrichterausgangsans ch 1 u s s des ersten Gleich¬ richters .
Schaltungsanordnung (10) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der zweite Ausgangsanschluss (A2) mit dem zweiten Gleichrichterausgangsanschluss des ersten Gleichrich¬ ters (D7, D8, D9, D10) gekoppelt ist, insbesondere ü- ber einen ersten Kondensator.
Schaltungsanordnung (10) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Primärwicklung (LH) des ersten Transformators (Tri) seriell zwischen den zweiten Ausgangsanschluss (A2) und den zweiten Gleichrichterausgangsanschluss gekoppelt ist.
7. Schaltungsanordnung (10) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schaltvorrichtung (12) der Primärwicklung (LH) des ersten Transformators (Tri) parallel ge¬ schaltet ist.
Schaltungsanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schaltvorrichtung (12) weiterhin einen dritten Gleichrichter (D13, D14, D15, D16) mit einem Gleichrichtereingang und einem Gleichrichterausgang umfasst, wobei der Gleichrichtereingang mit der Primärwicklung (LH) des ersten Transformators (Tri) gekoppelt ist, wobei der dritte elektronische Schalter (Q4) dem Gleichrichterausgang parallel geschaltet ist.
Schaltungsanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schaltungsanordnung (10) weiterhin einen zweiten Transformator (Tr2) umfasst, wobei der zweite Transformator (Tr2) eine Primärwicklung (L21) und eine Sekundärwicklung (L22) umfasst, wobei die Primärwicklung (L21) des zweiten Transformators (Tr2) zwischen die erste Induktivität (LI) und die Primärwicklung (LH) des ersten Transformators (Tri) gekoppelt ist, wobei die Sekundärwicklung (L22) des zweiten Transformators (Tr2) zwischen die erste Induktivität (LI) und den ersten Ausgangsanschluss (AI) des ersten Aus¬ gangs gekoppelt ist.
10. Schaltungsanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass dem ersten Ausgang ein zweiter Kondensator (C2) parallel geschaltet ist.
11. Schaltungsanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schaltungsanordnung (10) weiterhin umfasst:
- einen dritten Ausgang mit einem fünften (A5) und einem sechsten Ausgangsanschluss (A6) ; und
- eine zweite Induktivität (L3) , die zwischen den ers¬ ten Brückenmittelpunkt (BMI) und den fünften Aus¬ gangsanschluss (A5) gekoppelt ist.
12. Schaltungsanordnung (10) nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass dem dritten Ausgang ein dritter Kondensator (C7) parallel geschaltet ist.
13. Schaltungsanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass parallel zum zweiten Ausgang ein vierter Kondensator (C3) gekoppelt ist.
14. Schaltungsanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass parallel zum zweiten Ausgang eine Zenerdiode (Z) gekoppelt ist.
15. Schaltungsanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass seriell zum vierten elektronischen Schalter (Q4) ein ohmscher Widerstand (Rl) gekoppelt ist.
16. Schaltungsanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste elektronische Schalter (Ql) des Wech¬ selrichters hochliegend und der zweite elektronische Schalter (Q2) des Wechselrichters tiefliegend angeord¬ net ist, wobei die Kopplung des zweiten elektronischen Schalters (Q2) mit dem vierten elektronischen Schalter (Q4) derart niederohmig ausgebildet ist, dass der zweite elektronische Schalter (Q2) und der dritte e- lektronische Schalter (Q4) mit dem gleichen Potential schaltbar sind.
Applications Claiming Priority (2)
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| DE102010029100A DE102010029100A1 (de) | 2010-05-19 | 2010-05-19 | Schaltungsanordnung zum Betreiben mindestens einer Entladungslampe und mindestens einer LED |
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Publications (1)
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ID=44262802
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