EP2842391B1 - Betriebsgerät für ein leuchtmittel und verfahren - Google Patents

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EP2842391B1
EP2842391B1 EP13725048.6A EP13725048A EP2842391B1 EP 2842391 B1 EP2842391 B1 EP 2842391B1 EP 13725048 A EP13725048 A EP 13725048A EP 2842391 B1 EP2842391 B1 EP 2842391B1
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EP
European Patent Office
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operating device
primary
impedance value
operating
secondary side
Prior art date
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EP2842391A1 (de
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Christoph VONACH
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Tridonic GmbH and Co KG
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Tridonic GmbH and Co KG
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light
    • H05B45/14—Controlling the intensity of the light using electrical feedback from LEDs or from LED modules
    • H—ELECTRICITY
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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
    • H05B45/3725—Switched mode power supply [SMPS]
    • H05B45/385—Switched mode power supply [SMPS] using flyback topology

Definitions

  • the invention relates to an operating device for supplying a lighting device and a method for operating such a control device.
  • the invention particularly relates to such devices and methods in which a light source, in particular a light source, which comprises one or more light emitting diodes, with a so-called SELV ("Separated Extra Low Voltage” or "Safety Extra Low Voltage”) - device with Energy is supplied.
  • a light source in particular a light source, which comprises one or more light emitting diodes
  • SELV Separatated Extra Low Voltage
  • Safety Extra Low Voltage Safety Extra Low Voltage
  • Operating devices for light sources for example LED converters, are used to supply the light source with electrical energy.
  • Corresponding electrical circuits are provided with which the operating device, to which, for example, the mains voltage is supplied as an input voltage, reaches a power supply of the luminous means with a specific voltage, a specific current or a specific power.
  • the operating device it is desirable to make an operating device configurable so that it can be used for different lamps.
  • a user-defined adjustment possibility can be provided with which the operating device can be switched, for example, between different output currents and / or output powers and / or output voltages.
  • operating devices for lighting devices have a potential separation, wherein a galvanically decoupled energy transmission takes place between a region with a higher voltage and a region with a lower voltage.
  • the galvanically decoupled energy transfer can be achieved by using a transformer or other transformer.
  • Such a galvanic isolation or potential separation is required for safety reasons in operating devices for lighting to separate a SELV range by a so-called potential barrier or SELV barrier of Busch with higher supply voltage, in particular mains voltage.
  • This setting can be transmitted from the secondary logic via a digital interface over the SELV barrier to be used by control logic in the non-SELV range.
  • control logic in the non-SELV range.
  • LED modules themselves may have resistors which serve as a signature for which class the LEDs used belong.
  • the resistors can be read by a built-in logic module in the LED module and used to control switches in the LED module.
  • the logic integrated into the LED module may have a data interface to return data to other devices. Even with such approaches, the use of appropriate logic for reading the signature in the SELV area, for example in the LED module, is required.
  • the DE 10 2008 016 752 A1 which serves as a basis for the preamble of the independent claims, discloses a control gear for a lighting means.
  • the DE 10 2008 033 176 A1 , the EP 2 385 746 A1 , the DE 20 2010 003 913 U1 and the EP 1 411 750 A1 each reveal LED modules that have resistors or other coding elements that can be read by an operating device.
  • an operating device on a primary-side circuit and one of them galvanically isolated secondary side may, for example, be the non-SELV region of the operating device.
  • the secondary side can be the SELV range of the control gear.
  • a selection device with an impedance provided by a user is provided can be set to a plurality of different impedance values.
  • the operating device is set up in such a way that, at a measuring point in the primary-side circuit, a measured quantity which depends on the set impedance value can be detected.
  • the control device which is provided on the non-SELV side, is set up to detect the set impedance value as a function of the measured variable detected in the primary-side circuit.
  • the controller is configured to control the operating device in response to the detected set impedance value.
  • the detection of the set impedance value is based on a measured variable which is present at a measuring point of the primary-side circuit, i. in the non-SELV range.
  • the control device which controls the operating device and which is provided in the non-SELV range, can detect the user-defined impedance value set via the selection device on the secondary side and control the operating device accordingly.
  • the detection of the measured variable in the primary-side circuit can be done in different ways.
  • the operating device has a transformer in order to transfer energy from the primary-side circuit to the secondary side for supplying energy to the luminous means.
  • the operating device includes a further inductance independent of the transformer, which is inductively coupled to the impedance.
  • a further transformer with a first, primary-side inductance and an inductively coupled second, secondary-side inductance can be provided.
  • the second inductance may be connected in series with the impedance that can be set to different impedance values.
  • One by the first Inductance flowing current can be used as a measure on the basis of the set impedance value is detected.
  • the current flowing through the first inductance can be compared with a reference, for example by means of a resistor, at which the falling voltage is monitored.
  • the time in which, after applying a voltage to the first inductor, the current flowing through the first inductor has reached a reference can be determined.
  • the time thus determined can be used as an indicator of the set impedance value.
  • the determination of the time can take place in different ways, for example by A / D conversion of the measured variable and digital processing.
  • the measured variable can be supplied to one input of a comparator and the reference to another input of the comparator, wherein the control device receives an output signal of the comparator and, based thereon, determines the time in which, after application of a voltage to the first inductance, the current flowing through the first inductance Current has reached the reference.
  • the control device can determine map-based operating parameters for the operating device, which correspond to the set impedance value. Depending on the determined time in which, after applying a voltage to the first inductance, the current flowing through the first inductance has reached the reference, the control device can determine one or more operating parameters by means of a table query. A corresponding one or more maps may relate the detected set impedance value to one or more operating parameters.
  • the operating device may include, for example, a power factor correction circuit and a half-bridge drive resonant converter.
  • the operating parameters, which the control device determines as a function of the set impedance value, may include at least one operating parameter of the power factor correction circuit.
  • the at least one operating parameter of the power factor correction circuit may be a switching frequency, an on-time ("tone-time") and / or an off-time ("Toff-time") of a controllable power switch the power factor correction circuit include.
  • the controller may select an operating mode for the power factor correction circuit depending on the set impedance value.
  • the power factor correction circuit may be controlled so that CCM (Continuous Conduction Mode) operation, BCM (Borderline Conduction Mode or Boundary Conduction Mode) operation or DCM (Discontinuous Conduction Mode ”) operation of the power factor correction circuit is used.
  • CCM Continuous Conduction Mode
  • BCM Borderline Conduction Mode or Boundary Conduction Mode
  • DCM Discontinuous Conduction Mode
  • the operating parameters that the controller determines based on the set impedance value may include at least one operating parameter of the resonant converter.
  • the at least one operating parameter of the resonant converter may include a switching frequency, an on time ("tone time"), an off time ("Toff time”) and / or the dead time of the switches of the half bridge.
  • the controller may select an operating mode for the LLC resonant converter depending on the set impedance value. For example, depending on the set impedance value, the LLC resonant converter may be controlled to selectively perform a pulsed operation in which both switches of the half-bridge remain switched off for a time interval or non-pulsed half-bridge drive operation.
  • the different impedance values can be assigned to different output currents.
  • the controller may control the operating device to generate the output current associated with the set impedance value.
  • the impedance on the secondary side which can be set to the plurality of different impedance values, can be arranged such that it is not electrically coupled to the output via which the energy supply of the luminous means takes place.
  • the impedance on the secondary side which can be set to the plurality of different impedance values, can be arranged such that it is not electrically coupled to a first transformer, which transmits energy to the secondary side for supplying energy to the luminous means.
  • variable impedance selector may comprise a user-operable element.
  • the selection device may comprise a dip switch or a plurality of dip switches with which a plurality of resistors can be selected.
  • the selector may also comprise another adjustable resistor, for example a potentiometer adjustable with a sliding element, bridge or knob.
  • the operating device may be designed so that detection of the set impedance value is selectively carried out only in certain operating phases of the operating device.
  • the operating device may be configured so that the detection of the impedance value is carried out only in a predetermined time interval after starting the operating device. For example, if a second transformer is used to inductively detect the set impedance value, a voltage may be selectively applied to the primary side inductance of the second transformer only in the predetermined time interval to perform the detection of the set impedance value.
  • the control device may be a semiconductor integrated circuit, in particular an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • the control device may have an input which is coupled to the measuring point in the primary-side circuit, at which the measured variable for detecting the set impedance value is detected.
  • the corresponding input of the control device can be configured such that the input signal received there is further processed only for detection of the set impedance value.
  • the signal received at the corresponding input of the control device can be processed selectively only in the predetermined time interval in which the set impedance value is to be detected after starting the operating device.
  • the operating device can be an LED converter.
  • a lighting system which comprises the operating device and a light source coupled thereto.
  • the lighting means may comprise one or more light-emitting diodes (LEDs).
  • the LEDs may include inorganic and / or organic LEDs.
  • the LEDs can be integrated into an LED module that is separate from the LED converter.
  • the lighting system may further comprise a central controller arranged to transmit dimming commands to the LED converter or to evaluate signals transmitted by the LED converter.
  • a control device for controlling an operating device for a lighting device in particular for controlling an LED converter, is specified.
  • the control device comprises an input for receiving a signal that depends on a measured variable detected in a non-SELV range of the operating device.
  • the control device is set up to detect an impedance value that is set on a secondary side of the operating device depending on the signal.
  • the control device can be set up in order to determine, depending on the signal at the input, after which time the measured variable detected in the non-SELV region of the operating device reaches a reference.
  • the control device can be set up to determine map-based operating parameters that are assigned to the set impedance value.
  • Embodiments of the method for operating an operating device according to embodiments and the effects thus achieved correspond to the embodiments described with reference to the devices.
  • the method can be carried out automatically with an operating device according to an embodiment.
  • FIG. 1 shows an illumination system 1, in which an operating device 2, according to one embodiment, a lighting means 3 with energy.
  • the luminous means 3 may comprise a plurality of light-emitting diodes (LEDs), which may be inorganic and / or organic LEDs.
  • the operating device 2 can be used as an LED converter be designed.
  • the LED converter 2 may be designed such that it outputs a constant current whose current intensity can be selected via a selection device with an impedance 15 which can be set to a user-defined value to a plurality of impedance values.
  • the LED converter 2 may include an interface for communication with a central control unit and be configured to receive commands via the interface and / or output status messages.
  • the LED converter 2 may be configured as a SELV device in which a non-SELV region 7 and a SELV region 8 are separated by a SELV barrier 9. There is a corresponding potential separation.
  • the non-SELV region 7 and the SELV region 8 may be galvanically isolated.
  • a primary-side circuit, i. the non-SELV area 7, may include an AC / DC converter 10.
  • the AC / DC converter 10 may be configured to be coupled on the input side with a mains voltage.
  • the AC / DC converter 10 may include a rectifier and Power Factor Correction (PFC) circuit.
  • the AC / DC converter 10 provides a bus voltage Vbus to a DC / DC converter having an input side 11 and one of them electrically isolated output side 13. Galvanic isolation is achieved by a transformer 12 or other converter.
  • the LED converter 2 has a control device 14.
  • the control device 14 may be a semiconductor integrated circuit, in particular an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • the controller 14 is in the non-SELV area 7, i. as part of the primary-side circuit provided.
  • the LED converter 2 is designed so that the control device 14, depending on a measured variable which is detected at a measuring point 17 in the non-SELV range 7, recognizes to which impedance value the impedance 15 which can be set to a plurality of impedance values is set.
  • the plurality of impedance values may, for example, be associated with different output currents.
  • the controller 14 controls the LED converter 2 automatically depending on the detected set impedance value to provide the output current associated with the set impedance value.
  • the selection device with the impedance 15, which can be set in a user-defined manner to a plurality of impedance values, may include dip switches, for example.
  • the impedance 15 can be coupled via a readout circuit to the measuring point 17 in the non-SELV range 7.
  • the readout circuit may comprise a second transformer in which a first coil in the non-SELV region 7 is inductively coupled to a second coil in the SELV region 8 to detect the set impedance value.
  • the second transformer acts as an isolator 16 for bridging the SELV barrier 9 in order to detect the set impedance value via the measured variable detected at the measuring point 17.
  • the impedance 15 may be provided so as not to be electrically coupled to the output side 13 that supplies the lighting means 3 with power.
  • the control device 14 may be configured to monitor the time-dependent behavior of the measured variable detected on the primary side at the measuring point 17 in order to determine the secondary-side set impedance value.
  • the controller 14 may be configured to determine a time for detecting the secondary side set impedance value, in which a current through a primary-side coil of the second transformer, which couples the measuring point 17 with the impedance 15, to a reference increases.
  • the impedance value set on the secondary side in the SELV region 8 is detected as a function of the measured variable detected at the measuring point 17 in the primary-side circuit. It is not necessary to provide a separate logic for reading out the set impedance value in the SELV range and / or a data interface for transmitting corresponding data via the SELV barrier 9.
  • control device 14 provided on the primary side is set up to control the impedance value set in the SELV region 8 as a function of a primary side detected To detect the measured variable and to control the operating device accordingly, with reference to FIG. 2-9 described in more detail.
  • FIG. 2 is a circuit diagram of a control gear 2 according to an embodiment.
  • the operating device 2 comprises a primary-side circuit 7 and a secondary side 8. There is potential separation between the primary-side circuit 7 and the secondary side 8. For separation, a transformer with a primary coil 28 and a secondary coil 29 may be provided.
  • the operating device 2 can be configured as an LED converter.
  • the secondary side 8 may be a SELV region, which is separated from the primary-side circuit 7 by a SELV barrier 9.
  • the operating device 2 can further (in FIG. 2 not shown components), for example, a rectifier for rectifying an AC voltage, which may be the mains voltage, and a power factor correction circuit for smoothing the rectified AC voltage.
  • the primary-side circuit 7 may comprise different components, for example a resonant converter with full or half-bridge control.
  • the resonant converter may comprise, for example, a half-bridge circuit 21 having a resonance circuit connected to the half-bridge, for example an LLC resonant circuit.
  • Other embodiments are possible, for example the use of a full bridge circuit or the use of a converter without a resonant circuit.
  • the circuit 21 is powered by a supply voltage Vbus which may be provided, for example, by a power factor correction circuit.
  • the controller 14 may, for example, control switches of the half-bridge circuit 21. In this case, each of the switches can each be switched with the same switching frequency.
  • the control device 14 controls the first switch and the second switch of the half-bridge circuit so that at most one of the two switches is turned on at any one time. For example, to adapt to different user-selected output currents, the controller 14 may change the switching frequency to adjust the value of the frequency-dependent transfer function or gain.
  • the secondary side 8 may have a secondary coil 29 downstream rectifier, which may be formed for example by a first diode 31 and a second diode 32.
  • a center of the secondary coil 29 may be coupled to an output of the secondary side 8. Ends of the secondary coil 29 may be coupled to the output 35 via the diodes 31 and 32.
  • an inductive element 33 for example a coil, can be provided, through which the output 35 current is supplied.
  • a capacitor 34 may be connected between the outputs of the rectifier. Due to the design of the secondary side 8 with the inductive element 33, the operating device 2 can be operated in particular as a constant current source.
  • a selection device which comprises an impedance 15 which can be set to a plurality of different impedance values.
  • the operating device 2 has a second transformer, which comprises a first inductance 22 and a second inductance 23. Since the second transformer is used only to read out the set impedance value of the impedance, the first inductance 22 and / or the second inductance 23 of the second transformer can also be designed so that only one wire turn or one coil with only a few turns of wire is used. Alternatively, parasitic inductances can also form the second transformer.
  • the first inductor 22 of the second transformer and a resistor 24 used as a sense resistor may be connected in series with a known constant voltage.
  • the series connection of first inductor 22 and resistor 24 may be coupled to the output of a power factor correction circuit, which also provides the supply voltage for the DC / DC converter of the operating device 2.
  • a controllable switch 25, which may be designed, for example, as a field effect transistor (FET), in particular as a MOSFET, is connected in series with the series circuit of inductance 22 and resistor 24 in order to selectively detect the impedance value of the impedance 15 only in certain Operating conditions or time intervals to perform.
  • the controllable switch 25 can also be controlled by the control device 14.
  • the controller 14 may include a corresponding terminal 42 for driving a signal ctrldet to control the switch 25.
  • the effective load on the second transformer depends on which of the plurality of impedance values the impedance 15 is set. Accordingly, the impedance value to which the impedance 15 is set may be detected based on a measurand detected at the first inductor 22 of the second transformer or at another suitable location of the primary-side circuit 7.
  • the current idet flowing through the first inductance 22 can be used as the measured variable. This can be detected as the drop across the measuring resistor 24 voltage at the measuring point 17 when the switch 25 is switched to the on state.
  • the control device 14 has an input 41.
  • the input 41 is coupled to the second transformer so as to detect the impedance value of the impedance 15 set on the secondary side 8 as a function of the measured variable.
  • the control device 14 can evaluate the signal received at the input 41 in order to detect the set impedance value depending thereon. This can be done in different ways.
  • the control device 14 can determine a time which elapses until the measured variable idet detected on the primary side reaches a reference value after switching of the switch 25 into the on state. Depending on the determined time, the control device 14 can determine operating parameters based on the map, based on which the control device 14 carries out the control of circuit elements of the primary-side circuit.
  • control device 14 can output control signals via at least one further connection 43 in order to control the operating device in accordance with the secondary-side set impedance value.
  • control device 14 can control elements of the primary-side circuit 7 such that an output current and / or an output power is provided at the output 35 of the secondary side 8, which is assigned to the impedance value set on the secondary side.
  • the procedure for detecting the impedance value set on the secondary side can be carried out selectively by the control device 14 only at certain operating phases or time intervals, for example when starting the operating device.
  • the controller 14 may selectively switch the switch 25 to the on state when the secondary side set impedance value is to be detected.
  • the control device 14 can switch the switch 25 into the on state, for example after starting the operating device, and automatically switch back to the off state after a predetermined time interval and / or when the measured variable idet detected on the primary side has reached the reference. Via a connection 42, the control device 14 can control a corresponding control signal ctrldet for controlling the switch 25.
  • the selection device with the adjustable impedance 15 can have different configurations.
  • the selection means may comprise one or more mechanically operable elements, for example dip-switches.
  • FIG. 3 illustrates an embodiment of the variable impedance selection device 15 that may be used on the secondary side of the operating devices of embodiments.
  • the selector may comprise a plurality of dip switches 51, 53, 55, 57.
  • the selector may comprise a plurality of different resistors 52, 54, 56, 58, each of the resistors being connected in series with one of the dip switches 51, 53, 55, 57, respectively.
  • the plurality of series circuits of dip-switches and associated resistor are connected in parallel with each other. By setting the dip-switches 51, 53, 55, 57, a plurality of discrete impedance values can be set. The corresponding total resistance can be detected via the inductors 22, 23 at the primary-side measuring point 17.
  • the resistors 52, 54, 56, 58 may be selected such that each of the various possible switch positions of the entirety of the dip switches 51, 53, 55, 57 is respectively assigned to exactly one of a plurality of impedance values. That is, the resistors 52, 54, 56, 58 may be selected so that each of the adjustable impedance values for only one switch position of the dip switches 51, 53, 55, 57 can be obtained. In particular, the resistors 52, 54, 56, 58 from each other have different resistance values.
  • the selector that allows for user-selected selection of one of multiple configurations of the driver 2 may include a potentiometer or other adjustable resistor.
  • FIG. 4 illustrates the determination of the impedance depending on the measured variable detected on the primary side in operating devices according to exemplary embodiments.
  • FIG. 4 FIG. 12 shows a plot 60 of time-dependent waveforms of the current through the first inductor 22 used to inductively read out the set impedance value of the impedance 15. The time zero point corresponds to the point in time at which detection of the secondary-side set impedance value is initiated by switching the switch 25 to the on-state.
  • the controller 14 may be configured to determine the time at which the current flowing through the first inductor 22 reaches a reference value 61 after switching the switch 25 to the on state. From the time to reach the reference value 61 can be deduced the impedance value. This makes a particularly robust detection of the set impedance value possible.
  • FIG. 4 shows current waveforms 62-65 as a function of time resulting after switching the switch 25 to the on state. Shown is the time course in a short time window after turning on the switch 25.
  • the primary side detected current increases in each case substantially linear.
  • impedance values to which the impedance 15 is set on the secondary side, each results in a different current offset when turning on the switch 25, which is due to the different load on the second inductor 23 of the second transformer.
  • the current 62 For a first impedance value, the current 62 reaches the reference value 61 after a time 66. For a second impedance value that is greater than the first one For a third impedance value greater than the second impedance value, the current 64 reaches the reference value 61 after a time 68. For a fourth impedance value greater than the third Impedance value, the current 65 reaches the reference value 61 after a time 69.
  • the control device determines the time that elapses until the reference value 61 has been reached, and can deduce the set impedance value as a function thereof.
  • Operating parameters on the basis of which the control of the primary-side circuit of the operating device takes place, can be determined as a function of the time that elapses until the reference value 61 is reached. This can be done, for example, map-based.
  • the reference 61 may be chosen so that for each of the adjustable impedance values, which is associated, for example, different output currents and / or output powers of the operating device, the reference 61 is achieved within a relatively short period of time.
  • the reference 61 may be selected such that, for each of the adjustable impedance values, the reference 61 is reached within a time period that is shorter than a duration of an initialization phase of the operating device 2.
  • the reference 2 may be chosen such that for each of the adjustable impedance values, the reference 61 is reached within a time period which may, for example, be less than one millisecond, for example less than 0.1 milliseconds and, for example, less than 0.01 milliseconds.
  • the determination of the time in which the current through the inductor 22 reaches the reference can be done in different ways.
  • the measured variable detected at the measuring point 17 can be provided as an analog signal or after A / D conversion as digital data to the input 41 of the control device 14.
  • the controller 14 may computationally compare the sampled sample idet to the reference to determine when primary measured variable reaches the reference.
  • the primary-side circuit 7 may comprise a comparator, on the input side of which the detected measured variable is idet and the reference is supplied.
  • FIG. 5 illustrates such an embodiment of the operating device 2. Elements and devices that correspond in function and / or design elements and devices, with reference to FIG. 1-3 have been described are denoted by the same reference numerals.
  • a comparator 26 the primary side detected measured variable idet is supplied, which represents the current in the inductance 22, while the switch 25 is switched to the on state.
  • An output signal cmp of the comparator 25 has a signal edge as soon as the measured variable idet reaches the reference ref.
  • the controller 14 may start timing when the control signal ctrldet is driven to close the switch 25, and may terminate the timing if the signal edge is detected in the output signal cmp of the comparator 26. To determine the appropriate time interval, for example, the output of the control signal to close the switch 25 as a start signal to start a counter.
  • the signal edge in the output signal cmp of the comparator 26 can stop the counter.
  • the counter can be designed as part of the control device 14, in particular as part of a semiconductor integrated circuit.
  • FIG. 6 is a flowchart of a method 70 according to one embodiment. The method can be carried out automatically with the operating device according to an embodiment, wherein the control device 14 performs the corresponding control and evaluation functions.
  • the operating device is started.
  • a measured variable in the primary-side circuit ie in the non-SELV range of the operating device, can be detected at 72.
  • the measured variable can represent a current through a first inductance with which an impedance value set on the secondary side is determined by inductive coupling.
  • the sensing of the measure at 72 may be selectively performed for a time interval whose length is, for example, shorter than the time that elapses before the operating device transitions to continuous operation upon startup.
  • the measurand is evaluated to detect the set impedance value.
  • the detection of the set impedance value may consist in the determination of the time after which the current through the first inductance has reached a reference value.
  • the determination of the secondary side set impedance value by determining this time is particularly robust.
  • At 74 at least one operating parameter of the operating device is determined on the basis of the measured variable detected on the primary side. This can be done based on a map, for example by at least one table query. At least one characteristic diagram can be used in which an operating parameter of the operating device is stored as a function of the time determined at 73 at which the current through the first inductance reaches the reference. The corresponding operating parameter can be read based on the time determined at 73. Several maps may also be used, for example, a first map that relates the time determined at 73 to one of a plurality of impedance values, and a second map that relates the impedance values to operating parameters, respectively. The operating parameters ascertained at 74 may be selected such that they are assigned to different output currents and / or output powers and / or output voltages of the operating device.
  • the controller controls the operating device in accordance with the operating parameters determined at 74.
  • the controller may control at least one power switch of the primary side circuit to adjust an output current of a plurality of selectable output currents associated with the detected set impedance value.
  • the control device may control at least one power switch of the primary-side circuit such that an output power is set from a plurality of selectable output powers, which is assigned to the set impedance value.
  • Such a measurement according to the embodiment of Fig. 6 can also be done once or repeatedly during operation.
  • FIG. 7 is a block diagram representation of a controller 14 that may be used with operating devices of embodiments.
  • the control device 14 can be designed as a semiconductor integrated circuit, in particular as an application-specific integrated semiconductor circuit (ASC).
  • ASC application-specific integrated semiconductor circuit
  • the controller 14 has control logic 77 for generating and outputting control signals through outputs 43-45 for controlling primary side switching of the operating device. For example, a control signal for a power switch of a power factor correction circuit, which is generated by the control logic 77, can be output via the output 43. By means of the outputs 44, 45, for example, control signals for a half-bridge drive which are generated by the control logic 77 can be output.
  • the controller 14 may include inputs to monitor various sizes of the primary-side circuit. For example, at an input 46 information about a bus voltage provided by a power factor correction circuit or through a current in a half-bridge circuit may be received.
  • the control device 14 has an additional input 41, which is coupled to a measuring point of the primary-side circuit for detecting the measured variable, which depends on the impedance value set on the secondary side.
  • a time determination unit 78 may determine a time duration that is required until the measured variable detected on the primary side reaches a reference value.
  • the unit 78 to Time determination may include a counter which is stopped when the input signal at the input 41 indicates that the measured variable detected on the primary side has reached the reference value.
  • the counter can be started, for example, when an output 42 is used to control a control signal with which the switch 25 is switched to the on state in order to initiate the detection of the set impedance value.
  • the control logic 77 may perform at least one map exhaustion of a map 79 depending on the determined time. As a result, at least one operating parameter can be determined according to which the control logic 77 generates control signals in order to control components of the primary-side circuit of the operating device.
  • a starting point of the time determination can also be determined depending on when a bus voltage, which is applied to the first inductance 22 for reading out the impedance set on the secondary side, reaches a specific threshold value. It is also not necessary for the controller 14 to determine the impedance set on the secondary side in accordance with a time required for the measured quantity to reach a reference value.
  • the control device 14 can use the measured variable, which is detected at a fixed point in time during the starting phase of the operating device, directly as an indicator for the secondary-side set impedance value.
  • the technique used in embodiments of the invention to determine the impedance value manually set by a user in a SELV range of an operating device as a function of a measured variable detected in the primary-side circuit and correspondingly control the operating device such that an output current corresponding to the set impedance value is generated for example can be used in principle for control gear for bulbs, in which there is potential separation.
  • a possible embodiment of such a control gear will be described in more detail below to further illustrate which operating parameters, for example, adapted can be to control the operating device according to the secondary side set impedance value.
  • FIG. 8th illustrates an embodiment of the operating device 2 according to an embodiment. Elements and devices corresponding in function and / or design to elements and devices described with reference to FIG. 1-7 have been described are denoted by the same reference numerals.
  • the detection of an impedance value to which an impedance 15 is set on the secondary side 8 may be dependent on a measured variable in the primary side circuit as described with reference to FIG FIG. 1-7 described described.
  • a first coil 22 of a second transformer can be used to perform a galvanically decoupled detection of the impedance value, to which an impedance 15 is set on the secondary side 8.
  • the operating device can have a (in FIG. 8th not shown), rectifying an input voltage of the operating device, such as a mains voltage, and providing the rectified AC voltage Vin to a power factor correction circuit 81 of the primary side circuit 80.
  • the power factor correction circuit 81 may be configured as a boost converter or boost converter.
  • the rectified AC voltage Vin is supplied to an inductance or coil 83.
  • the inductor 83 is connected in series with a diode 85 between the input terminal and an output of the power factor correction circuit 81.
  • the output of the power factor correction circuit 81 is connected to an input of the converter 82 and provides the voltage Vbus generated by the power factor correction circuit 81 as the supply voltage to the converter 82.
  • the power factor correction circuit 81 has a charging capacitor 86 at the output of the power factor correction circuit 81.
  • a controllable electronic switch 84 which is a power switch and which can be designed, for example, as a field-effect transistor (FET), in particular as a MOSFET.
  • FET field-effect transistor
  • the switch 84 may be connected to ground via a shunt resistor (not shown).
  • the switch 84 is switched by the control device 14 of the operating device in the on state and the off state.
  • the control device 14 has a corresponding output 43 for controlling a control signal, with which, for example, the gate voltage of the switch 84 can be controlled.
  • the inductance 83 When the switch 84 is switched on, the inductance 83 is connected to ground via the switch 84, the diode 85 blocking, so that the inductance 83 is charged and energy is stored in the inductance 83.
  • the switch 84 is turned off, i. open, the diode 85 is conductive, so that the inductance 83 can discharge via the diode 85 in the charging capacitor 86 and the stored energy in the inductance 83 is transferred to the charging capacitor 86.
  • the power factor correction is achieved by repeatedly turning on and off the switch 84, where the switching frequency for the switch 84 is typically much greater than the frequency of the rectified AC voltage Vin.
  • the output voltage Vbus of the power factor correction circuit 81 can be detected via a voltage divider with resistors 87, 88 and fed to an input 46 of the control device 14.
  • the output voltage Vbus is supplied to the converter 82 in the illustrated operating device.
  • the circuit having the first inductance 22 for detecting the secondary side set impedance value may be coupled to the output of the power factor correction circuit 81, so that the output voltage Vbus of the power factor correction circuit 81 may be used as a constant voltage for reading the set impedance value via the second transformer.
  • the converter 82 may be configured as an LLC resonant converter with a half-bridge circuit.
  • the half-bridge circuit has two controllable switches 91, 92, which can be controlled by the control device 14.
  • the switches 91, 92 can be designed as FETs, in particular as MOS-FETs.
  • a shunt resistor 93 one may be in the low potential side the half-bridge flowing current iHB be monitored, for example, to perform an overcurrent shutdown automatically.
  • a resonant circuit which may be configured as a series resonant circuit, may be connected to a node between the switches 91, 92.
  • the resonant circuit may be, for example, an LLC series resonant circuit comprising two inductors 28, 94 and a capacitor 95.
  • An inductance of the LLC resonant circuit may be the primary coil 28 of the first transformer, with which energy is transmitted from the primary-side circuit 80 to the secondary side 8 for supplying energy to the luminous means.
  • the switches 91, 92 are switched alternately by the control device 14. By adjusting the switching frequency and / or the on-time ("tone-time") of the switches 91, 92, the gain of the LLC resonant converter can be adjusted.
  • the controller 14 which may be configured as an ASIC or other integrated circuit, may set various operating parameters for controlling the power factor correction circuit and / or the converter 82 depending on the set impedance value of the impedance 15, which is detected based on the primary detected sensed idetet.
  • the operating parameters that the controller determines based on the set impedance value and used to appropriately drive switches of the primary-side circuit 80 may include at least one operating parameter of the power factor correction circuit 81.
  • the at least one operating parameter of the power factor correction circuit may include a switching frequency, an on time ("tone time”) and / or an off time ("Toff time”) of the controllable power switch 84 of the power factor correction circuit 81.
  • the controller 14 may select an operating mode for the power factor correction circuit 81 depending on the set impedance value.
  • the power factor correction circuit 81 may be controlled to selectively provide continuous conduction mode (CCM), borderline conduction mode (Borderline Conduction Mode) operation, or DCM (FIG. Discontinuous Conduction Mode ”) operation of the power factor correction circuit 81 is used.
  • CCM continuous conduction mode
  • Borderline Conduction Mode Borderline Conduction Mode
  • DCM FOG. Discontinuous Conduction Mode
  • the operating parameters that the controller 14 determines depending on the set impedance value and the corresponding Driving switches used by the primary-side circuit 80 may include at least one operating parameter of the LLC resonant converter 82.
  • the at least one operating parameter of the LLC resonant converter 82 may include a switching frequency, an on time ("tone time”), and / or an off time ("Toff time") of the switches of the half bridge.
  • the controller may select an operating mode for the LLC resonant converter 82 depending on the set impedance value. For example, depending on the set impedance value, the LLC resonant converter 82 may be controlled to selectively perform pulsed operation or non-pulsed half-bridge drive operation.
  • control device 14 can control the operating device such that an output current assigned to the secondary side impedance value and / or an output power assigned to the secondary side impedance value and / or an output voltage assigned to the secondary side impedance value are provided at the secondary side output 35.
  • the procedure for recognizing the secondary-side set impedance value may be selectively carried out at a certain time interval, for example when the operating device is started.
  • the switch 25 may be controlled by the controller. In further embodiments, the switch 25 may also be omitted. If the detection of the secondary side set impedance value includes determining the time duration until the measured variable detected on the primary side reaches a reference, the control device can determine the zero point for the time determination by monitoring the supply voltage that is applied to the first inductance 22. If the output voltage of the power factor correction circuit is used as the supply voltage of the first inductance 22 for reading out the set impedance value, this is anyway provided at one of the inputs of the control device for processing and processed by the control device 14. If the switch 25 is provided, the procedure for detecting the secondary side set impedance value may be terminated other than by the controller 14, as exemplified by FIG FIG. 9 is described.
  • FIG. 9 illustrates an embodiment of the operating device 2 according to a further embodiment. Elements and devices corresponding in function and / or design to elements and devices described with reference to FIG. 1-8 have been described are denoted by the same reference numerals.
  • the primary-side circuit 100 has a first inductance 22, with which the impedance value set on the secondary side is determined.
  • a power switch 107 is connected in series with the first inductor 22. Via a voltage divider with resistors 103, 104, a charging capacitor 105 can be charged. One terminal of the charging capacitor 105 is connected to the gate of the circuit breaker 25. A Zener diode 106 may be used to protect the power switch 25.
  • the charging capacitor 105 and the resistors 103, 104 are configured such that the charging capacitor 105 is charged after a period in which the detection of the current through the first inductance 22, which is required to detect the secondary-side impedance value, is completed such that the power switch 25 automatically switched to the off state. Such a configuration allows a deactivation of the readout circuit for detecting the impedance value set on the secondary side, without the control device 14 having to have an output for controlling the switch 25.
  • a current through a primary-side inductance which is inductively coupled to the secondary-side, adjustable impedance
  • another evaluation can take place. For example, the value that the measured variable acquired on the primary side can become certain fixed time, used to detect the secondary side set impedance value.
  • An element of the primary-side circuit used to detect the secondary side set impedance value may have inductive coupling across the potential barrier.
  • the adjustable impedance may include one or more resistors, the adjustable impedance may also include capacitive and / or inductive elements to set the impedance to different impedance values.
  • control device of the operating devices may be configured as a semiconductor integrated circuit.
  • the control device can be designed as an application-specific integrated circuit (ASIC) or as another integrated circuit.
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Inductances and capacitances can each be formed by corresponding inductive or capacitive elements, for example as coils or capacitors.
  • inductances and capacitances can each be formed by corresponding inductive or capacitive elements, for example as coils or capacitors.
  • smaller inductances for example one of the inductances or both inductances of the second transformer, are designed as stray inductances.
  • smaller capacities may be designed as stray capacitors.
  • Operating devices according to embodiments can be used in particular for the power supply of LEDs.

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Betriebsgerät zur Versorgung eines Leuchtmittels und ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Betriebsgeräts. Die Erfindung betrifft insbesondere derartige Vorrichtungen und Verfahren, bei denen ein Leuchtmittel, insbesondere ein Leuchtmittel, das ein oder mehrere Leuchtdioden umfasst, mit einem so genannten SELV ("Separated Extra-Low Voltage" oder "Safety Extra-Low Voltage")-Gerät mit Energie versorgt wird.
  • Betriebsgeräte für Leuchtmittel, beispielsweise LED-Konverter, werden eingesetzt, um das Leuchtmittel mit elektrischer Energie zu versorgen. Es sind entsprechende elektrische Schaltungen vorgesehen, mit denen das Betriebsgerät, dem beispielsweise die Netzspannung als Eingangsspannung zugeführt wird, eine Energieversorgung des Leuchtmittels mit einer bestimmten Spannung, einem bestimmtem Strom oder einer bestimmten Leistung erreicht. Allgemein ist es wünschenswert, ein Betriebsgerät so konfigurierbar zu machen, dass es für unterschiedliche Leuchtmittel verwendbar ist. Dazu kann eine benutzerdefinierte Einstellmöglichkeit vorgesehen sein, mit der das Betriebsgerät beispielsweise zwischen unterschiedlichen Ausgangsströmen und/oder Ausgangsleistungen und/oder Ausgangsspannungen umschaltbar ist.
  • Aus Sicherheitsgründen weisen Betriebsgeräte für Leuchtmittel eine Potentialtrennung auf, wobei eine galvanisch entkoppelte Energieübertragung zwischen einem Bereich mit höherer Spannung und einem Bereich mit niedrigerer Spannung erfolgt. Die galvanisch entkoppelte Energieübertragung kann durch Verwendung eines Transformators oder anderen Übertragers erzielt werden. Eine derartige galvanische Trennung bzw. Potentialtrennung wird aus Sicherheitsgründen bei Betriebsgeräten für Leuchtmittel gefordert, um einen SELV-Bereich durch eine so genannte Potentialbarriere oder SELV-Barriere von Breichen mit höherer Versorgungsspannung, insbesondere Netzspannung, zu trennen. Aus Sicherheitsgründen wird häufig gefordert, dass zumindest die vom Endbenutzer einstellbaren Elemente in dem SELV-Bereich des Betriebsgeräts vorgesehen sind. Wenn aus Sicherheitsgründen Einstellelemente im SELV-Bereich vorgesehen sind, kann der SELV-Bereich eine entsprechende Auswertelogik zum Ermitteln der vom Benutzer gewählten Einstellung aufweisen. Diese Einstellung kann von der sekundärseitigen Logik über eine digitale Schnittstelle über die SELV-Barriere übertragen werden, um von einer Steuerlogik im Nicht-SELV-Bereich verwendet zu werden. Der Einsatz einer entsprechenden Logik im SELV-Bereich, d.h. auf der Sekundärseite eines Übertragers, ist jedoch mit zusätzlichen Kosten und zusätzlichem Aufwand verbunden.
  • LED-Module selbst können Widerstände aufweisen, die als Signatur dafür dienen, zu welcher Klasse die eingesetzten LEDs gehören. Die Widerstände können von einer in das LED-Modul integrierten Logik ausgelesen und zur Ansteuerung von Schaltern im LED-Modul verwendet werden. Die in das LED-Modul integrierte Logik kann eine Datenschnittstelle aufweisen, um Daten an andere Einrichtungen rückzumelden. Auch bei derartigen Ansätzen ist die Verwendung entsprechender Logik zum Auslesen der Signatur im SELV-Bereich, beispielsweise im LED-Modul, erforderlich.
  • Die DE 10 2008 016 752 A1 , die als Basis für den Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche dient, offenbart ein Betriebsgerät für ein Leuchtmittel.
  • Die DE 10 2008 033 176 A1 , die EP 2 385 746 A1 , die DE 20 2010 003 913 U1 und die EP 1 411 750 A1 offenbaren jeweils LED-Module, die Widerstände oder andere Kodierungselemente aufweisen, die von einem Betriebsgerät auslesbar sind.
  • Es besteht ein Bedarf an Vorrichtungen und Verfahren, die Verbesserungen im Hinblick auf die genannten Zielsetzungen bieten. Insbesondere besteht ein Bedarf an Vorrichtungen und Verfahren, bei denen eine einfache Einstellbarkeit des Betriebs, beispielsweise auf unterschiedliche Ausgangsströme, erreicht werden kann, auch wenn keine Datenschnittstelle vorgesehen ist.
  • Erfindungsgemäß werden ein Betriebsgerät und ein Verfahren mit den in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmalen angegeben. Die abhängigen Ansprüche definieren Ausführungsformen.
  • Nach Ausführungsbeispielen der Erfindung weist ein Betriebsgerät eine primärseitige Schaltung und eine davon galvanische getrennte Sekundärseite auf. Bei der primärseitigen Schaltung kann es sich beispielsweise um den Nicht-SELV-Bereich des Betriebsgeräts handeln. Bei der Sekundärseite kann es sich um den SELV-Bereich des Betriebsgeräts handeln. Auf der Sekundärseite ist eine Auswahleinrichtung mit einer Impedanz vorgesehen, die von einem Benutzer auf eine Mehrzahl unterschiedlicher Impedanzwerte gesetzt werden kann. Das Betriebsgerät ist so eingerichtet, dass an einem Messpunkt in der primärseitigen Schaltung eine Messgröße erfassbar ist, die von dem gesetzten Impedanzwert abhängt. Die Steuereinrichtung, die auf der Nicht-SELV-Seite vorgesehen ist, ist eingerichtet, um abhängig von der in der primärseitigen Schaltung erfassten Messgröße den gesetzten Impedanzwert zu erkennen. Die Steuereinrichtung ist eingerichtet, um das Betriebsgerät abhängig von dem erkannten gesetzten Impedanzwert zu steuern.
  • Bei dem Betriebsgerät erfolgt die Erkennung des gesetzten Impedanzwerts basierend auf einer Messgröße, die an einem Messpunkt der primärseitigen Schaltung, d.h. im Nicht-SELV-Bereich, erfasst wird. Die Steuereinrichtung, die das Betriebsgerät steuert und die im Nicht-SELV-Bereich vorgesehen ist, kann den benutzerdefiniert über die Auswahleinrichtung auf der Sekundärseite eingestellten Impedanzwert erkennen und das Betriebsgerät entsprechend steuern.
  • Bei den Betriebsgerät und Verfahren nach Ausführungsbeispielen ist es nicht erforderlich, eine separate Logik zum Erkennen des gesetzten Impedanzwerts auf der Sekundärseite und/oder eine Datenschnittstelle zwischen einer sekundärseitigen Logik und der Steuereinrichtung auf der Primärseite vorzusehen, um digitale Daten betreffend den gesetzten Impedanzwert über eine SELV-Barriere rückzumelden.
  • Die Erfassung der Messgröße in der primärseitigen Schaltung kann auf unterschiedliche Weise geschehen. Das Betriebsgerät weist einen Transformator auf, um Energie von der primärseitigen Schaltung auf die Sekundärseite zur Energieversorgung des Leuchtmittels zu übertragen. Das Betriebsgerät umfasst eine von dem Transformator unabhängige weitere Induktivität, die induktiv mit der Impedanz gekoppelt ist. Dazu ist ein weiterer Transformator mit einer ersten, primärseitigen Induktivität und einer induktiv damit gekoppelten zweiten, sekundärseitigen Induktivität vorgesehen sein. Die zweite Induktivität kann mit der auf unterschiedliche Impedanzwerte einstellbaren Impedanz in Reihe geschaltet sein. Ein durch die erste Induktivität fließender Strom kann als Messgröße verwendet werden, auf deren Basis der gesetzte Impedanzwert erkannt wird.
  • Zum Erkennen des gesetzten Impedanzwerts kann der durch die erste Induktivität fließende Strom mit einer Referenz verglichen werden, beispielsweise mittels einer Widerstands, an dem die abfallende Spannung überwacht wird. Die Zeit, in der nach Anlegen einer Spannung an die erste Induktivität der durch die erste Induktivität fließende Strom eine Referenz erreicht hat, kann bestimmt werden. Die so bestimmte Zeit kann als Indikator für den gesetzten Impedanzwert verwendet werden. Die Bestimmung der Zeit kann auf unterschiedliche Weise erfolgen, beispielsweise durch A/D-Wandlung der Messgröße und digitale Verarbeitung. Alternativ kann die Messgröße einem Eingang eines Komparators und die Referenz einem weiteren Eingang des Komparators zugeführt werden, wobei die Steuereinrichtung ein Ausgangssignal des Komparators empfängt und basierend darauf die Zeit bestimmt, in der nach Anlegen einer Spannung an die erste Induktivität der durch die erste Induktivität fließende Strom die Referenz erreicht hat.
  • Die Steuereinrichtung kann kennfeldbasiert Betriebsparameter für das Betriebsgerät ermitteln, die dem gesetzten Impedanzwert entsprechen. Die Steuereinrichtung kann beispielsweise abhängig von der ermittelten Zeit, in der nach Anlegen einer Spannung an die erste Induktivität der durch die erste Induktivität fließende Strom die Referenz erreicht hat, durch eine Tabellenabfrage einen oder mehrere Betriebsparameter ermitteln. Ein entsprechendes Kennfeld oder mehrere Kennfelder können den erkannten gesetzten Impedanzwert zu einem oder mehreren Betriebsparametern in Beziehung setzen.
  • Das Betriebsgerät kann beispielsweise eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung und einen Resonanzwandler mit Halbbrückenansteuerung umfassen. Die Betriebsparameter, die die Steuereinrichtung abhängig von dem gesetzten Impedanzwert ermittelt, können wenigstens einen Betriebsparameter der Leistungsfaktorkorrekturschaltung umfassen. Der wenigstens einen Betriebsparameter der Leistungsfaktorkorrekturschaltung kann eine Schaltfrequenz, eine Ein-Zeit ("Ton-Zeit") und/oder eine Aus-Zeit ("Toff-Zeit") eines steuerbaren Leistungsschalters der Leistungsfaktorkorrekturschaltung umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinrichtung abhängig von dem gesetzten Impedanzwert einen Betriebsmodus für die Leistungsfaktorkorrekturschaltung auswählen. Beispielsweise kann abhängig von dem gesetzten Impedanzwert die Leistungsfaktorkorrekturschaltung so gesteuert werden, dass ein CCM ("Continuous Conduction Mode")-Betrieb, ein BCM ("Borderline Conduction Mode" oder "Boundary Conduction Mode")-Betrieb oder ein DCM ("Discontinuous Conduction Mode")-Betrieb der Leistungsfaktorkorrekturschaltung verwendet wird.
  • Die Betriebsparameter, die die Steuereinrichtung abhängig von dem gesetzten Impedanzwert ermittelt, können wenigstens einen Betriebsparameter des Resonanzwandlers umfassen. Der wenigstens einen Betriebsparameter des Resonanzwandlers kann eine Schaltfrequenz, eine Ein-Zeit ("Ton-Zeit") eine Aus-Zeit ("Toff-Zeit") und/oder die Totzeit der Schalter der Halbbrücke umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinrichtung abhängig von dem gesetzten Impedanzwert einen Betriebsmodus für den LLC-Resonanzwandler auswählen. Beispielsweise kann abhängig von dem gesetzten Impedanzwert der LLC-Resonanzwandler so gesteuert werden, dass selektiv ein gepulster Betrieb, in dem für ein Zeitintervall beide Schalter der Halbbrücke in den Aus-Zustand geschaltet bleiben, oder ein nicht gepulster Betrieb der Halbbrückenansteuerung erfolgt.
  • Die unterschiedlichen Impedanzwerte können unterschiedlichen Ausgangsströmen zugeordnet sein. Abhängig von dem erkannten gesetzten Impedanzwert kann die Steuereinrichtung das Betriebsgerät so steuern, dass der dem gesetzten Impedanzwert zugeordnete Ausgangsstrom erzeugt wird.
  • Die Impedanz auf der Sekundärseite, die auf die mehreren unterschiedlichen Impedanzwerte setzbar ist, kann so angeordnet sein, dass sie mit dem Ausgang, über den die Energieversorgung des Leuchtmittels erfolgt, nicht elektrisch gekoppelt ist. Die Impedanz auf der Sekundärseite, die auf die mehreren unterschiedlichen Impedanzwerte setzbar ist, kann so angeordnet sein, dass sie mit einem ersten Transformator, der zur Energieversorgung des Leuchtmittels Energie zur Sekundärseite übertragt, nicht elektrisch gekoppelt ist.
  • Die Auswahleinrichtung mit der einstellbaren Impedanz kann ein von einem Benutzer mechanisch betätigbares Element umfassen. Beispielsweise kann die Auswahleinrichtung einen Dip-Schalter oder mehrere Dip-Schalter umfassen, mit dem bzw. mit denen mehrere Widerstände auswählbar sind. Die Auswahleinrichtung kann auch einen anderen einstellbaren Widerstand umfassen, beispielsweise ein Potentiometer, das mit einem Schiebeelement, einer Brücke oder Drehknopf einstellbar ist.
  • Das Betriebsgerät kann so ausgestaltet sein, dass eine Erkennung des gesetzten Impedanzwerts selektiv nur in bestimmten Betriebsphasen des Betriebsgeräts durchgeführt wird. Das Betriebsgerät kann so ausgestaltet sein, dass die Erkennung des Impedanzwerts nur in einem vorherbestimmten Zeitintervall nach dem Starten des Betriebsgeräts ausgeführt wird. Falls beispielsweise ein zweiter Transformator verwendet wird, um den gesetzten Impedanzwert induktiv zu erkennen, kann an die primärseitige Induktivität des zweiten Transformators selektiv nur in dem vorherbestimmten Zeitintervall eine Spannung angelegt werden, um die Erkennung des gesetzten Impedanzwerts durchzuführen.
  • Die Steuereinrichtung kann eine integrierte Halbleiterschaltung, insbesondere eine anwendungsspezifische integrierte Halbleiterschaltung (ASIC, "Application Specific Integrated Circuit"), sein. Die Steuereinrichtung kann einen Eingang aufweisen, der mit dem Messpunkt in der primärseitigen Schaltung gekoppelt ist, an dem die Messgröße zur Erkennung des gesetzten Impedanzwerts erfasst wird. Der entsprechende Eingang der Steuereinrichtung kann so ausgestaltet sein, dass das dort empfangene Eingangssignal nur zu Erkennung des gesetzten Impedanzwerts weiterverarbeitet wird. Beispielsweise kann das an dem entsprechenden Eingang der Steuereinrichtung empfangene Signal selektiv nur in dem vorherbestimmten Zeitintervall weiterverarbeitet werden, in dem nach dem Starten des Betriebsgeräts der gesetzte Impedanzwert erkannt werden soll.
  • Das Betriebsgerät kann ein LED-Konverter sein.
  • Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Beleuchtungssystem angegeben, das das Betriebsgerät und ein damit gekoppeltes Leuchtmittel umfasst. Das Leuchtmittel kann ein oder mehrere Leuchtdioden (LEDs) umfassen. Die LEDs können anorganische und/oder organische LEDs umfassen. Die LEDs können in ein LED-Modul integriert sein, das separat von dem LED-Konverter ausgeführt ist. Das Beleuchtungssystem kann weiterhin eine zentrale Steuerung umfassen, die eingerichtet ist, um Dimmbefehle an den LED-Konverter zu übermitteln oder vom LED-Konverter übertragene Signale auszuwerten.
  • Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel wird eine Steuereinrichtung zum Steuern eines Betriebsgeräts für ein Leuchtmittel, insbesondere zum Steuern eines LED-Konverters, angegeben. Die Steuereinrichtung umfasst einen Eingang zum Empfangen eines Signals, das von einer in einem Nicht-SELV-Bereich des Betriebsgeräts erfassten Messgröße abhängt. Die Steuereinrichtung ist eingerichtet, um abhängig von dem Signal einen Impedanzwert zu erkennen, der auf einer Sekundärseite des Betriebsgeräts gesetzt ist.
  • Die Steuereinrichtung kann eingerichtet sein, um abhängig von dem Signal am Eingang zu bestimmen, nach welcher Zeit die in dem Nicht-SELV-Bereich des Betriebsgeräts erfasste Messgröße eine Referenz erreicht. Die Steuereinrichtung kann eingerichtet sein, um kennfeldbasiert Betriebsparameter zu ermitteln, die dem gesetzten Impedanzwert zugeordnet sind.
  • Ausgestaltungen des Verfahrens zum Betreiben eines Betriebsgeräts nach Ausführungsbeispielen und die damit jeweils erzielten Wirkungen entsprechen den unter Bezugnahme auf die Vorrichtungen beschriebenen Ausgestaltungen. Das Verfahren kann mit einem Betriebsgerät nach einem Ausführungsbeispiel automatisch ausgeführt werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
    • FIG. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Beleuchtungssystems mit einem LED-Konverter nach einem Ausführungsbeispiel.
    • FIG. 2 zeigt ein Schaltbild eines Betriebsgeräts nach einem Ausführungsbeispiel.
    • FIG. 3 illustriert eine Implementierung einer Auswahleinrichtung bei Betriebsgeräten nach Ausführungsbeispielen.
    • FIG. 4 illustriert eine Zeitabhängigkeit einer in der primärseitigen Schaltung erfassten Messgröße zur Erkennung des auf der Sekundärseite gesetzten Impedanzwerts.
    • FIG. 5 zeigt ein Schaltbild eines Betriebsgeräts nach einem weiteren Ausführungsbeispiel.
    • FIG. 6 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens nach einem Ausführungsbeispiel.
    • FIG. 7 zeigt eine Blockdiagrammdarstellung einer Steuereinrichtung, die bei Betriebsgeräten nach Ausführungsbeispielen verwendet werden kann.
    • FIG. 8 zeigt ein Schaltbild eines Betriebsgeräts nach einem weiteren Ausführungsbeispiel.
    • FIG. 9 zeigt ein Schaltbild eines Betriebsgeräts nach einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • Die Merkmale der verschiedenen nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele können miteinander kombiniert werden, sofern dies in der nachfolgenden Beschreibung nicht ausdrücklich ausgeschlossen ist.
  • FIG. 1 zeigt ein Beleuchtungssystem 1, bei dem ein Betriebsgerät 2 nach einem Ausführungsbeispiel ein Leuchtmittel 3 mit Energie versorgt. Das Leuchtmittel 3 kann mehrere Leuchtdioden (LEDs) umfassen, die anorganische und/oder organische LEDs sein können. Das Betriebsgerät 2 kann als LED-Konverter ausgestaltet sein. Der LED-Konverter 2 kann so ausgestaltet sein, dass er einen Konstantstrom ausgibt, dessen Stromstärke über eine Auswahleinrichtung mit einer benutzerdefiniert auf mehrere Impedanzwerte setzbaren Impedanz 15 gewählt werden kann. Der LED-Konverter 2 kann eine Schnittstelle zur Kommunikation mit einem zentralen Steuergerät umfassen und eingerichtet sein, um über die Schnittstelle Befehle zu empfangen und/oder Statusmeldungen auszugeben.
  • Der LED-Konverter 2 kann als SELV-Gerät ausgestaltet sein, bei dem ein Nicht-SELV-Bereich 7 und ein SELV-Bereich 8 durch eine SELV-Barriere 9 getrennt sind. Es liegt eine entsprechende Potentialtrennung vor. Der Nicht-SELV-Bereich 7 und der SELV-Bereich 8 können galvanisch getrennt sein. Eine primärseitige Schaltung, d.h. der Nicht-SELV-Bereich 7, kann einen AC/DC-Wandler 10 umfassen. Der AC/DC-Wandler 10 kann eingerichtet sein, um eingangsseitig mit einer Netzspannung gekoppelt zu werden. Der AC/DC-Wandler 10 kann einen Gleichrichter und eine Schaltung zur Leistungsfaktorkorrektur (PFC, "Power Factor Correction") umfassen. Der AC/DC-Wandler 10 stellt eine Busspannung Vbus an einen DC/DC-Wandler bereit, der eine Eingangsseite 11 und eine davon galvanisch getrennte Ausgangsseite 13 aufweist. Eine galvanische Trennung wird durch einen Transformator 12 oder anderen Umsetzer erreicht.
  • Der LED-Konverter 2 weist eine Steuereinrichtung 14 auf. Die Steuereinrichtung 14 kann eine integrierte Halbleiterschaltung, insbesondere eine anwendungsspezifische integrierte Halbleiterschaltung (ASIC, "Application Specific Integrated Circuit"), sein. Die Steuereinrichtung 14 ist im Nicht-SELV-Bereich 7, d.h. als Teil der primärseitigen Schaltung, vorgesehen.
  • Der LED-Konverter 2 ist so ausgestaltet, dass die Steuereinrichtung 14 abhängig von einer Messgröße, die an einem Messpunkt 17 im Nicht-SELV-Bereich 7 erfasst wird, erkennt, auf welchen Impedanzwert die auf mehrere Impedanzwerte setzbare Impedanz 15 gesetzt ist. Die mehreren Impedanzwerte können beispielsweise unterschiedlichen Ausgangsströmen zugeordnet sein. Die Steuereinrichtung 14 steuert den LED-Konverter 2 automatisch abhängig von dem erkannten gesetzten Impedanzwert, um den Ausgangsstrom bereitzustellen, der dem gesetzten Impedanzwert zugeordnet ist.
  • Die Auswahleinrichtung mit der benutzerdefiniert auf mehrere Impedanzwerte setzbaren Impedanz 15 kann beispielsweise Dip-Schalter umfassen. Zum Erkennen des gesetzten Impedanzwerts kann die Impedanz 15 über eine Ausleseschaltung mit dem Messpunkt 17 im Nicht-SELV-Bereich 7 gekoppelt sein. Die Ausleseschaltung kann einen zweiten Transformator umfassen, bei dem eine erste Spule im Nicht-SELV-Bereich 7 induktiv mit einer zweiten Spule im SELV-Bereich 8 gekoppelt ist, um den gesetzten Impedanzwert zu erkennen. Der zweite Transformator wirkt als ein Isolator 16 zum Überbrücken der SELV-Barriere 9, um den gesetzte Impedanzwert über die am Messpunkt 17 erfasste Messgröße zu erkennen. Wie schematisch in FIG. 1 dargestellt, kann die Impedanz 15 so vorgesehen sein, dass sie nicht mit der Ausgangsseite 13 elektrisch gekoppelt ist, die das Leuchtmittel 3 mit Energie versorgt.
  • Die Steuereinrichtung 14 kann eingerichtet sein, um zum Ermitteln des sekundärseitig gesetzten Impedanzwerts das zeitabhängige Verhalten der primärseitig am Messpunkt 17 erfassten Messgröße zu überwachen. Die Steuereinrichtung 14 kann eingerichtet sein, um zum Erkennen des sekundärseitig gesetzten Impedanzwerts eine Zeit zu ermitteln, in der ein Strom durch eine primärseitige Spule des zweiten Transformators, der den Messpunkt 17 mit der Impedanz 15 koppelt, bis auf eine Referenz ansteigt.
  • Bei dem LED-Konverter 2 erfolgt eine Erkennung des sekundärseitig im SELV-Bereich 8 gesetzten Impedanzwerts abhängig von der am Messpunkt 17 in der primärseitigen Schaltung erfassten Messgröße. Es ist nicht erforderlich, eine separate Logik zum Auslesen des gesetzten Impedanzwerts im SELV-Bereich und/oder eine Datenschnittstelle zum Übermitteln entsprechender Daten über die SELV-Barriere 9 vorzusehen.
  • Betriebsgeräte und Verfahren nach Ausführungsbeispielen, bei denen die primärseitig vorgesehene Steuereinrichtung 14 eingerichtet ist, um den im SELV-Bereich 8 gesetzten Impedanzwert abhängig von einer primärseitig erfassten Messgröße zu erkennen und das Betriebsgerät entsprechend zu steuern, werden unter Bezugnahme auf FIG. 2-9 näher beschrieben.
  • FIG. 2 ist ein Schaltbild eines Betriebsgeräts 2 nach einem Ausführungsbeispiel. Das Betriebsgerät 2 umfasst eine primärseitige Schaltung 7 und eine Sekundärseite 8. Es liegt Potentialtrennung zwischen der primärseitigen Schaltung 7 und der Sekundärseite 8 vor. Zur Trennung kann ein Transformator mit einer Primärspule 28 und einer Sekundärspule 29 vorgesehen sein. Das Betriebsgerät 2 kann als LED-Konverter ausgestaltet sein. Die Sekundärseite 8 kann ein SELV-Bereich sein, der durch eine SELV-Barriere 9 von der primärseitigen Schaltung 7 getrennt ist. Das Betriebsgerät 2 kann weitere (in FIG. 2 nicht dargestellte Komponenten) umfassen, beispielsweise einen Gleichrichter zum Gleichrichten einer Wechselspannung, die die Netzspannung sein kann, und eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung zum Glätten der gleichgerichteten Wechselspannung.
  • Die primärseitige Schaltung 7 kann je nach Ausgestaltung des Betriebsgeräts unterschiedliche Komponenten umfassen, beispielsweise einen Resonanzwandler mit Voll- oder Halbbrückenansteuerung. Der Resonanzwandler kann beispielsweise eine Halbbrückenschaltung 21 mit einem mit der Halbbrücke verbunden Resonanzkreis, beispielsweise einem LLC-Resonanzkreis, umfassen. Andere Ausgestaltungen sind möglich, beispielsweise die Verwendung einer Vollbrückenschaltung oder die Verwendung eines Wandlers ohne Resonanzkreis. Die Schaltung 21 wird mit einer Versorgungsspannung Vbus mit Energie versorgt, die beispielsweise von einer Leistungsfaktorkorrekturschaltung bereitgestellt werden kann. Im Betrieb kann die Steuereinrichtung 14 beispielsweise Schalter der Halbbrückenschaltung 21 steuern. Dabei kann jeder der Schalter jeweils mit derselben Schaltfrequenz geschaltet werden. Die Steuereinrichtung 14 steuert den ersten Schalter und den zweiten Schalter der Halbbrückenschaltung so, dass zu jeder Zeit maximal einer der beiden Schalter leitend geschaltet ist. Zur Anpassung an unterschiedliche benutzerdefniert gewählte Ausgangsströme kann die Steuereinrichtung 14 beispielsweise die Schaltfrequenz ändern, um den Wert der frequenzabhängigen Übertragungsfunktion bzw. der Verstärkung einzustellen.
  • Die Sekundärseite 8 kann einen der Sekundärspule 29 nachgeschalteten Gleichrichter aufweisen, der beispielsweise durch eine erste Diode 31 und eine zweite Diode 32 gebildet sein kann. Eine Mitte der Sekundärspule 29 kann mit einem Ausgang der Sekundärseite 8 gekoppelt sein. Enden der Sekundärspule 29 können über die Dioden 31 und 32 mit dem Ausgang 35 gekoppelt sein. Zur Glättung des Ausgangsstroms kann ein induktives Element 33, beispielsweise eine Spule, vorgesehen sein, durch das dem Ausgang 35 Strom zugeführt wird. Ein Kondensator 34 kann zwischen die Ausgänge des Gleichrichters geschaltet sein. Durch die Ausgestaltung der Sekundärseite 8 mit dem induktiven Element 33 kann das Betriebsgerät 2 insbesondere als Konstantstromquelle betrieben werden.
  • Um das Betriebsgerät 2 durch den Endbenutzer konfigurierbar zu machen ist eine Auswahleinrichtung vorgesehen, die eine auf mehrere unterschiedliche Impedanzwerte setzbare Impedanz 15 umfasst. Das Betriebsgerät 2 weist einen zweiten Transformator auf, der eine erste Induktivität 22 und eine zweite Induktivität 23 umfasst. Da der zweite Transformator nur zum Auslesen des gesetzten Impedanzwerts der Impedanz verwendet wird, können die erste Induktivität 22 und/oder die zweite Induktivität 23 des zweiten Transformators auch so ausgestaltet sein, dass jeweils nur eine Drahtwindung oder eine Spule mit nur wenigen Drahtwindungen verwendet wird. Alternativ können auch parasitäre Induktivitäten den zweiten Transformator bilden.
  • Die erste Induktivität 22 des zweiten Transformators und ein Widerstand 24, der als Messwiderstand verwendet wird, können in einer Reihenschaltung mit einer bekannten Konstantspannung verbunden sein. Beispielsweise kann die Reihenschaltung aus erster Induktivität 22 und Widerstand 24 mit dem Ausgang einer Leistungsfaktorkorrekturschaltung gekoppelt sein, die auch die Versorgungsspannung für den DC/DC-Wandler des Betriebsgeräts 2 bereitstellt. Ein steuerbarer Schalter 25, der beispielsweise als Feldeffekttransistor (FET), insbesondere als MOSFET, ausgestaltet sein kann, ist mit der Reihenschaltung aus Induktivität 22 und Widerstand 24 in Reihe geschaltet, um die Erkennung des Impedanzwerts der Impedanz 15 selektiv nur in bestimmten Betriebszuständen bzw. Zeitintervallen durchzuführen. Der steuerbare Schalter 25 kann ebenfalls von der Steuereinrichtung 14 gesteuert werden. Die Steuereinrichtung 14 kann einen entsprechenden Anschluss 42 zum Aussteuern eines Signals ctrldet zum Steuern des Schalters 25 aufweisen.
  • Die effektive Last am zweiten Transformator hängt davon ab, auf welchen der mehreren Impedanzwerte die Impedanz 15 gesetzt ist. Entsprechend kann der Impedanzwert, auf den die Impedanz 15 gesetzt ist, basierend auf einer Messgröße erkannt werden, die an der ersten Induktivität 22 des zweiten Transformators oder an einer anderen geeigneten Stelle der primärseitigen Schaltung 7 erfasst wird. Als Messgröße kann beispielsweise der durch die erste Induktivität 22 fließende Strom idet verwendet werden. Dieser kann als die über den Messwiderstand 24 abfallende Spannung am Messpunkt 17 erfasst werden, wenn der Schalter 25 in den Ein-Zustand geschaltet ist.
  • Die Steuereinrichtung 14 weist einen Eingang 41 auf. Der Eingang 41 ist mit dem zweiten Transformator gekoppelt, um abhängig von der Messgröße idet den auf der Sekundärseite 8 gesetzten Impedanzwert der Impedanz 15 zu erkennen. Die Steuereinrichtung 14 kann das am Eingang 41 empfangene Signal auswerten, um abhängig davon den gesetzten Impedanzwert zu erkennen. Dies kann auf unterschiedliche Weise geschehen. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 14 eine Zeit ermitteln, die vergeht, bis ab dem Schalten des Schalter 25 in den Ein-Zustand die primärseitig erfasste Messgröße idet einen Referenzwert erreicht. Die Steuereinrichtung 14 kann abhängig von der ermittelten Zeit kennfeldbasiert Betriebsparameter ermitteln, auf deren Basis die Steuereinrichtung 14 die Ansteuerung von Schaltungselementen der primärseitigen Schaltung vornimmt. Abhängig von der primärseitig erfassten Messgröße kann die Steuereinrichtung 14 über wenigstens einen weiteren Anschluss 43 Steuersignale ausgegeben, um das Betriebsgerät gemäß dem sekundärseitig gesetzten Impedanzwert zu steuern. Insbesondere kann die Steuereinrichtung 14 Elemente der primärseitigen Schaltung 7 so steuern, dass am Ausgang 35 der Sekundärseite 8 ein Ausgangsstrom und/oder eine Ausgangsleistung bereitgestellt wird, der bzw. die dem sekundärseitig gesetzten Impedanzwert zugeordnet ist.
  • Die Prozedur zur Erkennung des sekundärseitig gesetzten Impedanzwerts kann von der Steuereinrichtung 14 selektiv nur in bestimmten Betriebsphasen oder Zeitintervallen ausgeführt werden, beispielsweise beim Starten des Betriebsgeräts. Die Steuereinrichtung 14 kann den Schalter 25 selektiv in den Ein-Zustand schalten, wenn der sekundärseitig gesetzte Impedanzwert erkannt werden soll. Die Steuereinrichtung 14 kann den Schalter 25 beispielsweise nach dem Starten des Betriebsgeräts in den Ein-Zustand schalten und nach einem vorgegebenen Zeitintervall und/oder dann, wenn die primärseitig erfasste Messgröße idet die Referenz erreicht hat, automatisch wieder in den Aus-Zustand schalten. Über einen Anschluss 42 kann die Steuereinrichtung 14 ein entsprechendes Steuersignal ctrldet zum Steuern des Schalters 25 aussteuern.
  • Die Auswahleinrichtung mit der einstellbaren Impedanz 15 kann unterschiedliche Ausgestaltungen aufweisen. Die Auswahleinrichtung kann ein oder mehrere mechanisch betätigbare Elemente, beispielsweise Dip-Schalter, umfassen.
  • FIG. 3 illustriert eine Ausgestaltung der Auswahleinrichtung mit einstellbarer Impedanz 15, die auf der Sekundärseite der Betriebsgeräte nach Ausführungsbeispielen verwendet werden kann. Die Auswahleinrichtung kann eine Mehrzahl von Dip-Schaltern 51, 53, 55, 57 umfassen. Die Auswahleinrichtung kann mehrere unterschiedliche Widerstände 52, 54, 56, 58 umfassen, wobei jeder der Widerstände jeweils mit einem der Dip-Schalter 51, 53, 55, 57 in Reihe geschaltet ist. Die mehreren Reihenschaltungen von Dip-Schalter und zugehörigem Widerstand sind zueinander parallel geschaltet. Durch Setzen der Dip-Schalter 51, 53, 55, 57 können mehrere diskrete Impedanzwerte eingestellt werden. Der entsprechende Gesamtwiderstand kann über die Induktivitäten 22, 23 am primärseitigen Messpunkt 17 erfasst werden. Die Widerstände 52, 54, 56, 58 können so gewählt sein, dass jeder der verschiedenen möglichen Schalterstellungen der Gesamtheit der Dip-Schalter 51, 53, 55, 57 jeweils genau einer von mehreren Impedanzwerten zugeordnet ist. Das heißt, die Widerstände 52, 54, 56, 58 können so gewählt sein, dass jeder der einstellbaren Impedanzwerte für nur eine Schalterstellung der Dip-Schalter 51, 53, 55, 57 erhalten werden kann. Insbesondere können die Widerstände 52, 54, 56, 58 voneinander verschiedene Widerstandswerte aufweisen.
  • Andere Ausgestaltungen der Auswahleinrichtung mit der auf unterschiedliche Impedanzwerte einstellbaren Impedanz sind möglich. Beispielsweise kann die Auswahleinrichtung, die eine benutzerdefinierte Auswahl einer von mehreren Konfigurationen des Betriebsgeräts 2 erlaubt, ein Potentiometer oder einen anderen einstellbaren Widerstand umfassen.
  • FIG. 4 veranschaulicht die Ermittlung der Impedanz abhängig von der primärseitig erfassten Messgröße bei Betriebsgeräten nach Ausführungsbeispielen. FIG. 4 zeigt eine Darstellung 60 von zeitabhängigen Verläufen des Stroms durch die erste Induktivität 22, die zum induktiven Auslesen des gesetzten Impedanzwerts der Impedanz 15 verwendet wird. Der Zeit-Nullpunkt entspricht dem Zeitpunkt, an dem durch Schalten des Schalters 25 in den Ein-Zusand eine Erkennung des sekundärseitig gesetzten Impedanzwerts eingeleitet wird.
  • Die Steuereinrichtung 14 kann eingerichtet sein, um die Zeit zu bestimmen, bei der nach dem Schalten des Schalters 25 in den Ein-Zustand der durch die erste Induktivität 22 fließende Strom einen Referenzwert 61 erreicht. Aus der Zeit bis zum Erreichen des Referenzwerts 61 kann auf den Impedanzwert rückgeschlossen werden. Dadurch ist eine besonders robuste Erkennung des gesetzten Impedanzwerts möglich.
  • FIG. 4 zeigt Stromverläufe 62-65 als Funktion der Zeit, die nach dem Schalten des Schalters 25 in den Ein-Zustand resultieren. Dargestellt ist der zeitliche Verlauf in einem kurzen Zeitfenster nach dem Einschalten des Schalters 25. Der primärseitig erfasste Strom steigt jeweils im Wesentlichen linear an. Für unterschiedliche Impedanzwerte, auf die die Impedanz 15 auf der Sekundärseite gesetzt wird, resultiert jeweils ein anderer Stromoffset beim Einschalten des Schalters 25, der durch die unterschiedliche Last an der zweiten Induktivität 23 des zweiten Transformators bedingt ist.
  • Für einen ersten Impedanzwert erreicht der Strom 62 den Referenzwert 61 nach einer Zeit 66. Für einen zweiten Impedanzwert, der größer als der erste Impedanzwert ist, erreicht der Strom 63 den Referenzwert 61 nach einer Zeit 67. Für einen dritten Impedanzwert, der größer als der zweite Impedanzwert ist, erreicht der Strom 64 den Referenzwert 61 nach einer Zeit 68. Für einen vierten Impedanzwert, der größer als der dritte Impedanzwert ist, erreicht der Strom 65 den Referenzwert 61 nach einer Zeit 69.
  • Die Steuereinrichtung ermittelt die Zeit, die bis Erreichen des Referenzwerts 61 vergeht, und kann abhängig davon auf den eingestellten Impedanzwert rückschließen. Betriebsparameter, auf deren Basis die Steuerung der primärseitigen Schaltung des Betriebsgeräts erfolgt, können abhängig von der Zeit, die bis zum Erreichen des Referenzwerts 61 vergeht, festgelegt werden. Dies kann beispielsweise kennfeldbasiert erfolgen.
  • Die Referenz 61 kann so gewählt sein, dass für jeden der einstellbaren Impedanzwerte, der beispielsweise unterschiedlichen Ausgangsströmen und/oder Ausgangsleistungen des Betriebsgeräts zugeordnet ist, die Referenz 61 innerhalb eines relativ kurzen Zeitraums erreicht wird. Insbesondere kann die Referenz 61 so gewählt sein, dass für jeden der einstellbaren Impedanzwerte die Referenz 61 innerhalb eines Zeitraums erreicht wird, der kleiner als eine Dauer einer Initialisierungsphase des Betriebsgeräts 2 ist. Dadurch kann die benutzerdefiniert festgelegte Konfiguration des Betriebsgeräts 2, die durch den gesetzten Impedanzwert der Impedanz 15 festgelegt ist, innerhalb eines kurzen Zeitintervalls nach dem Starten des Betriebsgeräts 2 erkannt werden. Die Referenz 2 kann so gewählt sein, dass für jeden der einstellbaren Impedanzwerte die Referenz 61 innerhalb eines Zeitraums erreicht wird, der beispielsweise kürzer als eine Millisekunde, beispielsweise kürzer als 0,1 Millisekunden und beispielsweise kürzer als 0,01 Millisekunden sein kann.
  • Die Bestimmung der Zeit, in der der Strom durch die Induktivität 22 die Referenz erreicht, kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Beispielsweise kann die am Messpunkt 17 erfasste Messgröße als analoges Signal oder nach A/D-Wandlung als digitale Daten an den Eingang 41 der Steuereinrichtung 14 bereitgestellt werden. Die Steuereinrichtung 14 kann die abgetastete Messgröße idet rechnerisch mit der Referenz vergleichen, um zu bestimmen, wann die primärseitig erfasste Messgröße die Referenz erreicht. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die primärseitige Schaltung 7 einen Komparator umfassen, dem eingangsseitig die erfasste Messgröße idet und die Referenz zugeführt werden.
  • FIG. 5 illustriert eine derartige Ausgestaltung des Betriebsgeräts 2. Elemente und Einrichtungen, die in Funktion und/oder Ausgestaltung Elementen und Einrichtungen entsprechen, die unter Bezugnahme auf FIG. 1-3 beschrieben wurden, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
  • Bei dem Betriebsgerät 2 von FIG. 5 wird einem Komparator 26 die primärseitig erfasste Messgröße idet zugeführt, die den Strom in der Induktivität 22 repräsentiert, während der Schalter 25 in den Ein-Zustand geschaltet ist. Ein Ausgangssignal cmp des Komparators 25 weist eine Signalflanke auf, sobald die Messgröße idet die Referenz ref erreicht. Die Steuereinrichtung 14 kann eine Zeitbestimmung beginnen, wenn das Steuersignal ctrldet zum Schließen des Schalters 25 ausgesteuert wird, und kann die Zeitbestimmung beenden, wenn die Signalflanke im Ausgangssignal cmp des Komparators 26 erkannt wird. Um das entsprechende Zeitintervall zu bestimmen, kann beispielsweise die Ausgabe des Steuersignals zum Schließen des Schalters 25 als Start-Signal einen Zähler starten. Die Signalflanke im Ausgangssignal cmp des Komparators 26 kann den Zähler stoppen. Der Zähler kann als Teil der Steuereinrichtung 14, insbesondere als Teil einer integrierten Halbleiterschaltung ausgeführt sein.
  • FIG. 6 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 70 nach einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren kann mit dem Betriebsgerät nach einem Ausführungsbeispiel automatisch ausgeführt werden, wobei die Steuereinrichtung 14 die entsprechenden Steuer- und Auswertefunktionen durchführt.
  • Bei 71 wird das Betriebsgerät gestartet. Nach dem Starten des Betriebsgeräts kann bei 72 eine Messgröße in der primärseitigen Schaltung, d.h. im Nicht-SELV-Bereich des Betriebsgeräts, erfasst werden. Die Messgröße kann einen Strom durch eine erste Induktivität repräsentieren, mit der ein auf der Sekundärseite eingestellter Impedanzwert durch induktive Kopplung ermittelt wird.
  • Das Erfassen der Messgröße bei 72 kann selektiv für ein Zeitintervall durchgeführt werden, dessen Länge beispielsweise kürzer als die Zeitdauer ist, die vergeht, bevor das Betriebsgerät nach Start in den Dauerbetrieb übergeht.
  • Bei 73 wird die Messgröße ausgewertet, um den gesetzten Impedanzwert zu erkennen. Das Erkennen des gesetzten Impedanzwerts kann in der Ermittlung der Zeit bestehen, nach der der Strom durch die erste Induktivität einen Referenzwert erreicht hat. Die Ermittlung des sekundärseitig gesetzten Impedanzwerts durch Bestimmung dieser Zeit ist besonders robust.
  • Bei 74 wird basierend auf der primärseitig erfassten Messgröße wenigstens ein Betriebsparameter des Betriebsgeräts ermittelt. Dies kann kennfeldbasiert erfolgen, beispielsweise durch wenigstens eine Tabellenabfrage. Es kann wenigstens ein Kennfeld verwendet werden, in dem ein Betriebsparameter des Betriebsgeräts als Funktion der bei 73 ermittelten Zeit, bei der der Strom durch die erste Induktivität die Referenz erreicht, abgelegt ist. Der entsprechende Betriebsparameter kann basierend auf der bei 73 ermittelten Zeit ausgelesen werden. Es können auch mehrere Kennfelder verwendet werden, beispielsweise ein erstes Kennfeld, das die bei 73 ermittelte Zeit in Beziehung setzt zu einem von mehreren Impedanzwerten, und ein zweites Kennfeld, das die Impedanzwerte jeweils zu Betriebsparametern in Beziehung setzt. Die bei 74 ermittelten Betriebsparameter können so gewählt sein, dass sie unterschiedlichen Ausgangsströmen und/oder Ausgangsleistungen und/oder Ausgangsspannungen des Betriebsgeräts zugeordnet sind.
  • Bei 75 steuert die Steuereinrichtung das Betriebsgerät gemäß den bei 74 ermittelten Betriebsparametern. Die Steuereinrichtung kann wenigstens einen Leistungsschalter der primärseitigen Schaltung so steuern, dass ein Ausgangsstrom von mehreren wählbaren Ausgangsströmen eingestellt wird, der dem erkannten gesetzten Impedanzwert zugeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinrichtung wenigstens einen Leistungsschalter der primärseitigen Schaltung so steuern, dass eine Ausgangsleistung aus mehreren wählbaren Ausgangsleistungen eingestellt wird, die dem gesetzten Impedanzwert zugeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinrichtung wenigstens einen Leistungsschalter der primärseitigen Schaltung so steuern, dass eine Ausgangsspannung aus mehreren wählbaren Ausgangsspannungen eingestellt wird, die dem gesetzten Impedanzwert zugeordnet ist. Das Steuern des Betriebsgeräts bei 75 kann ein Steuern einer Leistungsfaktorkorrekturschaltung und/oder ein Steuern von Schaltern eines Resonanzwandlers umfassen.
  • Eine derartige Messung nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 kann auch einmalig oder wiederholt während des Betriebs erfolgen.
  • FIG. 7 ist eine Blockdiagrammdarstellung einer Steuereinrichtung 14, die bei Betriebsgeräten nach Ausführungsbeispielen verwendet werden kann. Die Steuereinrichtung 14 kann als integrierte Halbleiterschaltung, insbesondere als anwendungsspezifische integrierte Halbleiterschaltung (ASC) ausgestaltet sein.
  • Die Steuereinrichtung 14 weist eine Steuerlogik 77 auf, um Steuersignale zu erzeugen und über Ausgänge 43-45 auszugeben, um eine primärseitige Schaltung des Betriebsgeräts zu steuern. Beispielsweise kann über den Ausgang 43 ein Steuersignal für einen Leistungsschalter einer Leistungsfaktorkorrekturschaltung ausgegeben werden, das von der Steuerlogik 77 erzeugt wird. Über die Ausgänge 44, 45 können beispielsweise Steuersignale für eine Halbbrückenansteuerung ausgegeben werden, die von der Steuerlogik 77 erzeugt werden. Die Steuereinrichtung 14 kann Eingänge aufweisen, um verschiedene Größen der primärseitigen Schaltung zu überwachen. Beispielsweise kann an einem Eingang 46 Information über eine Busspannung, die von einer Leistungsfaktorkorrekturschaltung bereitgestellt wird, oder über einen Strom in einer Halbbrückenschaltung empfangen werden.
  • Die Steuereinrichtung 14 weist einen zusätzlichen Eingang 41 auf, der mit einem Messpunkt der primärseitigen Schaltung zur Erfassung der Messgröße gekoppelt ist, die von dem auf der Sekundärseite gesetzten Impedanzwert abhängt. Abhängig von dem Eingangssignal am Einfang 41 kann eine Einheit 78 zur Zeitbestimmung eine Zeitdauer bestimmen, die benötigt wird, bis die primärseitig erfasste Messgröße einen Referenzwert erreicht. Die Einheit 78 zur Zeitbestimmung kann einen Zähler umfassen, der gestoppt wird, wenn das Eingangssignal am Eingang 41 anzeigt, dass die primärseitig erfasste Messgröße den Referenzwert erreicht hat. Der Zähler kann beispielsweise gestartet werden, wenn über einen Ausgangs 42 ein Steuersignal ausgesteuert wird, mit dem der Schalter 25 in den Ein-Zustand geschaltet wird, um die Erkennung des gesetzten Impedanzwerts einzuleiten.
  • Die Steuerlogik 77 kann abhängig von der ermittelten Zeit wenigstens eine Kennfeldabfirage eines Kennfelds 79 durchführen. Dadurch kann wenigstens ein Betriebsparameter ermittelt werden, gemäß dem die Steuerlogik 77 Steuersignale erzeugt, um Komponenten der primärseitigen Schaltung des Betriebsgeräts zu steuern.
  • Andere Ausgestaltungen der Steuereinrichtung 14 können ebenfalls verwendet werden. Beispielsweise kann ein Startpunkt der Zeitbestimmung auch abhängig davon festgelegt werden, wann eine Busspannung, die an die erste Induktivität 22 zum Auslesen der sekundärseitig gesetzten Impedanz angelegt wird, einen bestimmten Schwellenwert erreicht. Es ist auch nicht erforderlich, dass die Steuereinrichtung 14 die auf der Sekundärseite gesetzte Impedanz abhängig von einer Zeit bestimmt, die die Messgröße benötigt, um einen Referenzwert zu erreichen. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 14 die Messgröße, die an einem fixen Zeitpunkt während der Startphase des Betriebsgeräts erfasst wird, direkt als Indikator für den sekundärseitig gesetzten Impedanzwert verwenden.
  • Die bei Ausführungsbeispielen der Erfindung eingesetzte Technik, den in einem SELV-Bereich eines Betriebsgeräts durch einen Benutzer manuell gesetzten Impedanzwert abhängig von einer in der primärseitigen Schaltung erfassten Messgröße zu bestimmen und das Betriebsgerät entsprechend so zu steuern, dass beispielsweise ein dem gesetzten Impedanzwert entsprechender Ausgangsstrom erzeugt wird, kann grundsätzlich bei Betriebsgeräten für Leuchtmittel eingesetzt werden, bei denen Potentialtrennung vorliegt. Eine mögliche Ausgestaltung eines solchen Betriebsgeräts wird nachfolgend näher beschrieben, um weiter zu illustrieren, welche Betriebsparameter beispielsweise angepasst werden können, um das Betriebsgerät gemäß dem sekundärseitig gesetzten Impedanzwert zu steuern.
  • FIG. 8 illustriert eine Ausgestaltung des Betriebsgeräts 2 nach einem Ausführungsbeispiel. Elemente und Einrichtungen, die in Funktion und/oder Ausgestaltung Elementen und Einrichtungen entsprechen, die unter Bezugnahme auf FIG. 1-7 beschrieben wurden, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
  • Bei dem Betriebsgerät 80 kann die Erkennung eines Impedanzwerts, auf den eine Impedanz 15 auf der Sekundärseite 8 gesetzt ist, abhängig von einer Messgröße in der primärseitigen Schaltung wie unter Bezugnahme auf FIG. 1-7 beschrieben erfolgen. Insbesondere kann eine erste Spule 22 eines zweiten Transformators verwendet werden, um eine galvanisch entkoppelte Erkennung des Impedanzwerts, auf den eine Impedanz 15 auf der Sekundärseite 8 gesetzt ist, durchzuführen.
  • Das Betriebsgerät kann einen (in FIG. 8 nicht dargestellten) Gleichrichter umfassen, der eine Eingangsspannung des Betriebsgeräts, beispielsweise eine Netzspannung, gleichrichtet, und die gleichgerichtete Wechselspannung Vin an eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung 81 der primärseitigen Schaltung 80 bereitstellt. Die Leistungsfaktorkorrekturschaltung 81 kann als Hochsetzsteller bzw. Boost-Konverter ausgestaltet sein. Die gleichgerichtete Wechselspannung Vin wird einer Induktivität oder Spule 83 zugeführt. Die Induktivität 83 ist mit einer Diode 85 zwischen den Eingangsanschluss und einen Ausgang der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 81 in Serie geschaltet. Der Ausgang der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 81 ist mit einem Eingang des Wandlers 82 verbunden und stellt die von der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 81 erzeugte Spannung Vbus als Versorgungsspannung für den Wandler 82 bereit.
  • Die Leistungsfaktorkorrekturschaltung 81 weist einen Ladekondensator 86 am Ausgang der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 81 auf. An die Verbindung zwischen der Induktivität 83 und der Diode 85 ist ein steuerbarer elektronischer Schalter 84, der ein Leistungsschalter ist und der beispielsweise als Feldeffekttransistor (FET), insbesondere als MOSFET, ausgebildet sein kann, angeschlossen. Der Schalter 84 kann über einen (nicht dargestellten) Shunt-Widerstand mit Masse verbunden sein. Der Schalter 84 wird von der Steuereinrichtung 14 des Betriebsgeräts in den Ein-Zustand und den Aus-Zustand geschaltet. Die Steuereinrichtung 14 weist einen entsprechenden Ausgang 43 zum Aussteuern eines Steuersignals auf, mit dem beispielsweise die Gatespannung des Schalters 84 kontrolliert werden kann.
  • Im eingeschalteten Zustand des Schalters 84 ist die Induktivität 83 über den Schalter 84 mit Masse verbunden, wobei die Diode 85 sperrt, so dass die Induktivität 83 aufgeladen und Energie in der Induktivität 83 gespeichert wird. Ist hingegen der Schalter 84 ausgeschaltet, d.h. offen, ist die Diode 85 leitend, so dass sich die Induktivität 83 über die Diode 85 in den Ladekondensator 86 entladen kann und die in der Induktivität 83 gespeicherte Energie in den Ladekondensator 86 übertragen wird. Die Leistungsfaktorkorrektur wird durch wiederholtes Ein- und Ausschalten des Schalters 84 erzielt, wobei die Schaltfrequenz für den Schalter 84 typischerweise viel größer als die Frequenz der gleichgerichteten Wechselspannung Vin ist.
  • Die Ausgangsspannung Vbus der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 81 kann über einen Spannungsteiler mit Widerständen 87, 88 erfasst und einem Eingang 46 der Steuereinrichtung 14 zugeführt werden. Die Ausgangsspannung Vbus wird bei dem dargestellten Betriebsgerät dem Wandler 82 zugeführt. Gleichzeitig kann auch die Schaltung mit der ersten Induktivität 22 zum Erkennen des sekundärseitig gesetzten Impedanzwerts mit dem Ausgang der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 81 gekoppelt sein, so dass die Ausgangsspannung Vbus der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 81 als Konstantspannung zum Auslesen des gesetzten Impedanzwerts über den zweiten Transformator verwendet werden kann.
  • Der Wandler 82 kann beispielsweise als LLC-Resonanzwandler mit einer Halbbrückenschaltung ausgestaltet sein. Die Halbbrückenschaltung weist zwei steuerbare Schalter 91, 92 auf, die von der Steuereinrichtung 14 angesteuert werden können. Die Schalter 91, 92 können als FETs, insbesondere als MOS-FETs, ausgebildet sein. An einem Shunt-Widerstand 93 kann ein in der Niederpotentialseite der Halbbrücke fließender Strom iHB überwacht werden, um beispielsweise eine Überstromabschaltung automatisch ausführen zu können. Ein Resonanzkreis, der als Serienresonanzkreis ausgestaltet sein kann, kann mit einem Knoten zwischen den Schaltern 91, 92 verbunden sein. Der Resonanzkreis kann beispielsweise ein LLC-Serienresonanzkreis sein, der zwei Induktivitäten 28, 94 und eine Kapazität 95 umfasst. Eine Induktivität des LLC-Resonanzkreises kann die Primärspule 28 des ersten Transformators sein, mit dem zur Energieversorgung des Leuchtmittels Energie von der primärseitigen Schaltung 80 zur Sekundärseite 8 übertragen wird. Die Schalter 91, 92 werden von der Steuereinrichtung 14 wechselseitig getaktet geschaltet. Durch Einstellen der Schaltfrequenz und/oder der Ein-Zeit ("Ton-Zeit") der Schalter 91, 92 kann die Verstärkung des LLC-Resonanzwandlers eingestellt werden.
  • Die Steuereinrichtung 14, die als ASIC oder andere integrierte Schaltung ausgestaltet sein kann, kann abhängig von dem gesetzten Impedanzwert der Impedanz 15, die basierend auf der primärseitig erfassten Messgröße idet erkannt wird, verschiedene Betriebsparameter zur Steuerung der Leistungsfaktorkorrekturschaltung und/oder des Wandlers 82 einstellen. Die Betriebsparameter, die die Steuereinrichtung abhängig von dem gesetzten Impedanzwert ermittelt und zur entsprechenden Ansteuerung von Schaltern der primärseitigen Schaltung 80 verwendet, können wenigstens einen Betriebsparameter der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 81 umfassen. Der wenigstens einen Betriebsparameter der Leistungsfaktorkorrekturschaltung kann eine Schaltfrequenz, eine Ein-Zeit ("Ton-Zeit") und/oder eine Aus-Zeit ("Toff-Zeit") des steuerbaren Leistungsschalters 84 der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 81 umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinrichtung 14 abhängig von dem gesetzten Impedanzwert einen Betriebsmodus für die Leistungsfaktorkorrekturschaltung 81 auswählen. Beispielsweise kann abhängig von dem gesetzten Impedanzwert die Leistungsfaktorkorrekturschaltung 81 so gesteuert werden, dass wahlweise ein CCM ("Continuous Conduction Mode")-Betrieb, ein BCM ("Borderline Conduction Mode" oder "Boundary Conduction Mode")-Betrieb oder ein DCM ("Discontinuous Conduction Mode")-Betrieb der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 81 verwendet wird. Die Betriebsparameter, die die Steuereinrichtung 14 abhängig von dem gesetzten Impedanzwert ermittelt und zur entsprechenden Ansteuerung von Schaltern der primärseitigen Schaltung 80 verwendet, können wenigstens einen Betriebsparameter des LLC-Resonanzwandlers 82 umfassen. Der wenigstens einen Betriebsparameter des LLC-Resonanzwandlers 82 kann eine Schaltfrequenz, eine Ein-Zeit ("Ton-Zeit") und/oder eine Aus-Zeit ("Toff-Zeit") der Schalter der Halbbrücke umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinrichtung abhängig von dem gesetzten Impedanzwert einen Betriebsmodus für den LLC-Resonanzwandler 82 auswählen. Beispielsweise kann abhängig von dem gesetzten Impedanzwert der LLC-Resonanzwandler 82 so gesteuert werden, dass selektiv ein gepulster Betrieb oder ein nicht gepulster Betrieb der Halbbrückenansteuerung erfolgt. Dadurch kann die Steuereinrichtung 14 das Betriebsgerät so steuern, dass ein dem sekundärseitig gesetzten Impedanzwert zugeordneter Ausgangsstrom und/oder eine dem sekundärseitig gesetzten Impedanzwert zugeordnete Ausgangsleistung und/oder eine dem sekundärseitig gesetzten Impedanzwert zugeordnete Ausgangsspannung am Ausgang 35 der Sekundärseite bereitgestellt wird.
  • Andere Ausgestaltungen der Betriebsgeräte nach Ausführungsbeispielen können ebenfalls verwendet werden. Beispielsweise können andere Arten von Wandlern eingesetzt werden.
  • Die Prozedur zur Erkennung des sekundärseitig gesetzten Impedanzwerts kann selektiv in einem bestimmten Zeitintervall, beispielsweise beim Starten des Betriebsgeräts ausgeführt werden. Um die Erkennung einzuleiten und zu beenden, kann beispielsweise der Schalter 25 von der Steuereinrichtung gesteuert werden. Bei weiteren Ausgestaltungen kann der Schalter 25 auch weggelassen werden. Falls die Erkennung des sekundärseitig gesetzten Impedanzwerts beinhaltet, dass die Zeitdauer bestimmt wird, bis die primärseitig erfasste Messgröße eine Referenz erreicht, kann die Steuereinrichtung den Nullpunkt für die Zeitbestimmung durch Überwachung der Versorgungsspannung ermitteln, die an der ersten Induktivität 22 angelegt wird. Wenn als Versorgungsspannung der ersten Induktivität 22 zum Auslesen des gesetzten Impedanzwerts die Ausgangsspannung der Leistungsfaktorkorrekturschaltung verwendet wird, wird diese sowieso an einem der Eingänge der Steuereinrichtung zur Verarbeitung bereitgestellt und von der Steuereinrichtung 14 verarbeitet. Falls der Schalter 25 vorgesehen ist, kann die Prozedur zur Erkennung des sekundärseitig gesetzten Impedanzwerts auch auf andere Weise als durch die Steuereinrichtung 14 beendet werden, wie beispielhaft anhand von FIG. 9 beschrieben wird.
  • FIG. 9 illustriert eine Ausgestaltung des Betriebsgeräts 2 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel. Elemente und Einrichtungen, die in Funktion und/oder Ausgestaltung Elementen und Einrichtungen entsprechen, die unter Bezugnahme auf FIG. 1-8 beschrieben wurden, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
  • Die primärseitige Schaltung 100 weist eine erste Induktivität 22 auf, mit der der sekundärseitig gesetzte Impedanzwert ermittelt wird. Ein Leistungsschalter 107 ist mit der ersten Induktivität 22 in Reihe geschaltet. Über einen Spannungsteiler mit Widerständen 103, 104 kann ein Ladekondensator 105 geladen werden. Ein Anschluss des Ladekondensators 105 ist mit dem Gate des Leistungsschalters 25 verbunden. Eine Zenerdiode 106 kann zum Schutz des Leistungsschalters 25 verwendet werden. Der Ladekondensator 105 und die Widerstände 103, 104 sind so ausgestaltet, dass der Ladekondensator 105 nach einer Zeitdauer, bei der die zur Erkennung des sekundärseitig gesetzten Impedanzwerts erforderliche Erfassung des Stroms durch die erste Induktivität 22 abgeschlossen ist, so geladen ist, dass der Leistungsschalter 25 automatisch in den Aus-Zustand geschaltet wird. Eine derartige Ausgestaltung erlaubt eine Deaktivierung der Ausleseschaltung zum Erkennen des sekundärseitig gesetzten Impedanzwerts, ohne dass die Steuereinrichtung 14 einen Ausgang zum Steuern des Schalters 25 aufweisen muss.
  • Während Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben wurden, können Abwandlungen bei weiteren Ausführungsbeispielen realisiert werden. Während die Zeit, bis zu der ein Strom durch eine primärseitige Induktivität, die induktiv mit der sekundärseitigen, einstellbaren Impedanz gekoppelt ist, zur Bestimmung des sekundärseitig gesetzten Impedanzwerts verwendet werden kann, kann auch eine anderweitige Auswertung erfolgen. Beispielsweise kann der Wert, den die primärseitig erfasste Messgröße zu einer bestimmten, fixen Zeit aufweist, zur Erkennung des sekundärseitig gesetzten Impedanzwerts verwendet werden. Ein Element der primärseitigen Schaltung, das zum Erkennen des sekundärseitig gesetzten Impedanzwerts verwendet wird, kann eine induktive Kopplung über die Potentialbarriere aufweisen. Während die einstellbare Impedanz einen oder mehrere Widerstände aufweisen kann, kann die einstellbare Impedanz auch kapazitive und/oder induktive Elemente aufweisen, um die Impedanz auf unterschiedliche Impedanzwerte zu setzen.
  • Die Steuereinrichtung der Betriebsgeräte nach Ausführungsbeispielen kann als integrierte Halbleiterschaltung ausgestaltet sein. Die Steuereinrichtung kann als anwendungsspezifische Spezialschaltung (ASIC, "Application Specific Integrated Circuit") oder als andere integrierte Schaltung ausgestaltet sein.
  • Induktivitäten und Kapazitäten können jeweils durch entsprechende induktive bzw. kapazitive Elemente, beispielsweise als Spulen bzw. Kondensatoren, gebildet werden. Es ist jedoch auch möglich, dass kleinere Induktivitäten, beispielsweise eine der Induktivitäten oder beide Induktivitäten des zweiten Transformators, als Streuinduktivitäten ausgebildet sind. Ähnlich können kleinere Kapazitäten als Streukapazitäten ausgebildet sein.
  • Betriebsgeräte nach Ausführungsbeispielen können insbesondere zur Energieversorgung von LEDs eingesetzt werden.

Claims (14)

  1. Betriebsgerät (2) für ein Leuchtmittel (3), umfassend
    eine primärseitige Schaltung (7; 80; 100) mit einer Steuereinrichtung (14) zum Steuern des Betriebsgeräts (2),
    eine Sekundärseite (8), die von der primärseitigen Schaltung (7; 80; 100) galvanisch getrennt ist und die einen Ausgang (35) zur Energieversorgung des Leuchtmittels (3) aufweist,
    wobei ein erster Transformator (28, 29) zur Energieübertragung von der primärseitigen Schaltung (7; 80; 100) zur Sekundärseite (8) vorgesehen ist, um am Ausgang (35) der Sekundärseite (8) Energie für das Leuchtmittel (3) bereitzustellen,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Sekundärseite (8) eine Auswahleinrichtung mit einer auf eine Mehrzahl unterschiedlicher Impedanzwerte setzbaren Impedanz (15) aufweist,
    dass die Steuereinrichtung (14) eingerichtet ist, um abhängig von einer in der primärseitigen Schaltung (7; 80; 100) erfassten Messgröße (idet; 62-65) den gesetzten Impedanzwert zu erkennen und um das Betriebsgerät (2) abhängig davon zu steuern, und
    dass ein von dem ersten Transformator (28, 29) separater zweiter Transformator (22, 23) zum induktiven Auslesen des gesetzten Impedanzwerts vorgesehen ist, wobei ein steuerbarer Schalter (25) mit einer Induktivität (22) des zweiten Transformators in Reihe geschaltet ist.
  2. Betriebsgerät (2) nach Anspruch 1,
    wobei die Steuereinrichtung (14) eingerichtet ist, um den gesetzten Impedanzwert abhängig von einem zeitabhängigen Verhalten der Messgröße (idet; 62-65) zu erkennen.
  3. Betriebsgerät (2) nach Anspruch 2,
    wobei die Steuereinrichtung (14) eingerichtet ist, um abhängig von einer Zeit (66-69), bei der die Messgröße (idet; 62-65) eine Referenz (61) erreicht, den gesetzten Impedanzwert zu erkennen.
  4. Betriebsgerät (2) nach Anspruch 3,
    wobei die primärseitige Schaltung (7; 80; 100) eine Induktivität (22), die induktiv mit der Impedanz (15) gekoppelt ist, zum Erfassen der Messgröße (idet; 62-65) aufweist.
  5. Betriebsgerät (2) nach Anspruch 4,
    wobei die Messgröße (idet; 62-65) ein durch die Induktivität (22) fließender Strom (62-65) ist.
  6. Betriebsgerät (2) nach einem der Ansprüche 3-5,
    wobei die Steuereinrichtung (14) eingerichtet ist, um abhängig von der Zeit (66-69), bei der die Messgröße (idet; 62-65) die Referenz (61) erreicht, wenigstens einen Betriebsparameter für das Betriebsgerät (2) kennfeldbasiert zu ermitteln.
  7. Betriebsgerät (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei die unterschiedlichen Impedanzwerte unterschiedlichen Ausgangsströmen des Betriebsgeräts (2) zugeordnet sind.
  8. Betriebsgerät (2) nach Anspruch 7,
    wobei die Steuereinrichtung (14) eingerichtet ist, um eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung (81) und/oder einen Resonanzwandler (82) des Betriebsgeräts (2) abhängig von der in der primärseitigen Schaltung (7; 80; 100) erfassten Messgröße (idet; 62-65) zu steuern, um einen Ausgangsstrom bereitzustellen, der dem gesetzten Impedanzwert zugeordnet ist.
  9. Betriebsgerät (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei die Steuereinrichtung (14) eingerichtet ist, um eine Erkennung des gesetzten Impedanzwerts nur in einer vorgegebenen Betriebsphase, insbesondere beim Starten des Betriebsgeräts (2), durchzuführen.
  10. Betriebsgerät (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei die Auswahleinrichtung DIP-Schalter (51, 53, 55, 57) umfasst.
  11. Betriebsgerät (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches als SELV-Gerät ausgestaltet ist, wobei die Sekundärseite (8) des Betriebsgeräts (2) ein SELV-Bereich ist.
  12. Betriebsgerät (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    welches als LED-Konverter ausgestaltet ist
  13. Verfahren zum Betreiben eines Betriebsgeräts (2) für ein Leuchtmittel (3), wobei das Betriebsgerät (2) eine primärseitige Schaltung (7; 80; 100) und eine Sekundärseite (8), die von der primärseitigen Schaltung (7; 80; 100) galvanisch getrennt ist und die einen Ausgang (35) zur Energieversorgung des Leuchtmittels (3) aufweist, umfasst, wobei ein erster Transformator (28, 29) zur Energieübertragung von der primärseitigen Schaltung (7; 80; 100) zur Sekundärseite (8) vorgesehen ist, um am Ausgang (35) der Sekundärseite (8) Energie für das Leuchtmittel (3) bereitzustellen,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Sekundärseite (8) eine Auswahleinrichtung mit einer auf eine Mehrzahl unterschiedlicher Impedanzwerte setzbaren Impedanz (15) aufweist,
    dass ein von dem ersten Transformator (28, 29) separater zweiter Transformator (22, 23) zum induktiven Auslesen des gesetzten Impedanzwerts vorgesehen ist, wobei ein steuerbarer Schalter (25) mit einer Induktivität (22) des zweiten Transformators in Reihe geschaltet ist, und
    dass das Verfahren umfasst:
    Erfassen einer Messgröße (idet; 62-65) in der primärseitigen Schaltung (7; 80; 100), wobei die Messgröße (idet; 62-65) von einem gesetzten Impedanzwert abhängt, und
    Steuern des Betriebsgeräts (2) durch eine Steuereinrichtung (14) abhängig von der in der primärseitigen Schaltung (7; 80; 100) erfassten Messgröße (idet; 62-65).
  14. Verfahren nach Anspruch 13,
    das mit dem Betriebsgerät (2) nach einem der Ansprüche 1-12 durchgeführt wird.
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