WO2018041655A1 - Method for operating a flashlight, and flashlight operating according to the method - Google Patents

Method for operating a flashlight, and flashlight operating according to the method Download PDF

Info

Publication number
WO2018041655A1
WO2018041655A1 PCT/EP2017/071034 EP2017071034W WO2018041655A1 WO 2018041655 A1 WO2018041655 A1 WO 2018041655A1 EP 2017071034 W EP2017071034 W EP 2017071034W WO 2018041655 A1 WO2018041655 A1 WO 2018041655A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
voltage
duty cycle
switching frequency
voltage converter
converter
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/071034
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Walter Vollenweider
Original Assignee
Siemens Schweiz Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Schweiz Ag filed Critical Siemens Schweiz Ag
Publication of WO2018041655A1 publication Critical patent/WO2018041655A1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/36Controlling
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/30Circuit arrangements in which the lamp is fed by pulses, e.g. flash lamp
    • H05B41/34Circuit arrangements in which the lamp is fed by pulses, e.g. flash lamp to provide a sequence of flashes

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a flashing beacon and a flashlamp operating according to the method, which for implementing the method and for driving an optical signal element (light-emitting element) of the flashing beacon has a flashlamp circuit hereinafter referred to as a driving circuit.
  • a flashing light is used, for example, to warn people in the event of a fire or the like. Flashing lights and their drive circuits are known in many forms. For example, in aircraft at the airfoil tips and / or at the tail unit are known
  • Flashlights used as collision warning lights.
  • the trigger circuit controls the respective signal element and determines the duration of the light and dark phases.
  • Another application is flashing lights, which are used to identify danger spots, such as construction sites.
  • the drive circuit comprises a voltage converter, which generates a sufficiently high operating voltage for the flashing light during operation from an input-side supply voltage.
  • a repetition frequency of the light signals (flashes) emitted by the flashlamp lies in the range of 1 Hz.
  • the electrical energy received by the light-emitting element during a flash may be in the range of a few Ws (watt seconds).
  • a duration of a flash is well below 1 ms.
  • the current power can be in the range of a few kW. If, on the other hand, LEDs are used as light-emitting elements, a smaller instantaneous power, for example a power in the range of 10 W to 100 W, is sufficient.
  • the flash duration must be correspondingly longer.
  • the duration of a flash is usually in the range of 10 ms or slightly higher for LEDs.
  • Flashing lights are usually powered by long leads and a relatively low voltage for safety reasons. It is not possible to transmit the peak power required by the light-emitting element via the supply lines. Rather, a cache is needed. This is part of the drive circuit and is located on an output side of a, for example, as a step-up converter (boost converter) acting part of the drive circuit. This buffer stores the power required during a flash and is then recharged as continuously as possible via the supply line.
  • boost converter boost converter
  • a capacitor storage capacitor
  • a charging voltage to which the storage capacitor, also referred to as a charging capacitor, is charged is determined by the properties of the respective emitting element.
  • the Speicherkon is ⁇ capacitor discharge until the arc is extinguished in the flash tube. This is the case at about 50 V, and the remaining energy is 0.125 Ws.
  • the storage capacitor basically has the same function but different values. Typical are I OOO yF and 60 V charging voltage. It is often desired that the light intensity of the flashes ⁇ te can be adjusted within certain limits. Grund ⁇ addition, this can be done in different ways.
  • the storage capacitor In flashlamps that use a flash tube as a light emitting element, it is common for the storage capacitor to be charged to a voltage that determines the energy converted and thus the light energy output by the flashlamp and the brightness.
  • the voltage range is usually between 200 V and 400 V.
  • the nominal supply voltage of a flash lamp is übli ⁇ chhold 24 V, often a slightly higher supply voltage is selected to compensate for losses. If the flashing light is located a short distance from a control center, the supply voltage can be up to approx. 32V. When the flash lamp is at the end, however, a longer To ⁇ line, the voltage may drop to the flash lamp to about 12V. The flashing light must therefore operate in an input voltage range of approx. 12 V to 32 V. From this input voltage, the storage capacitor must be charged. As already mentioned, in case of a flash tube as a light-shaping element, a charging voltage Zvi ⁇ rule about 200 V and 400 V is required. This voltage level is achieved by means of a so-called boost converter, ie a voltage converter which increases the input voltage to the level of the charging voltage.
  • boost converter ie a voltage converter which increases the input voltage to the level of the charging voltage.
  • the storage capacitor may be completely discharged during startup.
  • the voltage converter must therefore also be able to
  • MOS-FET are of particular importance. When all the desired information is available, it can be determined with which repetition frequency the transistor is turned on and how long it conducts and thus the magnetic field is built up in the inductance. The discharge phase, ie the time in which the magnetic field is degraded again and the energy is transferred to the storage capacitor, can not be influenced.
  • the invention has for its object to provide a method for optimized operation of a flashing beacon and a flashlamp operating according to the method.
  • the flash light means for carrying out the method described here and below with further details including, in particular a drive circuit for driving an optical signal element of the flash lamp, in particular a functioning as an optical Sig ⁇ nalelement and light-shaping element flash tube or as an optical signal element and the light emitting element acting group of LEDs, wherein the drive circuit comprises a control unit and a voltage converter for optimally driving the respective optical signal element.
  • FIG. 2 shows a flashing beacon with a voltage converter, a storage capacitor acting as an energy store and with an LED as a light-emitting element, 3 and
  • FIG 4 shows a voltage converter in accordance with Figures 1 and 2 with white ⁇ direct detail
  • FIG 5 is a voltage profile across the storage capacitor as well
  • FIG. 1 shows, in the form of a block diagram, a basically known flashing light 10 with a flash tube 12 as a light-emitting element.
  • the flashing light 10 is connected via a line 14 from a control center (not shown) and a branch line (supply line) 16 to a supply voltage.
  • the branch line 16 and the part of the line 14 to the branch line 16 form the supply line of the flashing beacon 10 and the supplied supply voltage is applied as a supply voltage to the flashing light 10.
  • the flashing light 10 comprises a filter 18 which prevents interference from the circuit encompassed by the flashlamp 10 from reaching the line 14. Subsequent to the filter 18, the flashing light 10 comprises a voltage converter 20, in particular a voltage converter 20 in the form of an up-converter.
  • a storage capacitor 22 which is connected on the output side to the voltage converter 20 and acts as an intermediate memory / energy store, is charged during operation of the flashing light 10.
  • the flash tube 12 is operated with the voltage of the SpeI ⁇ cherkondensators 22 and the output of a Lichtsig ⁇ Nals (flash) is triggered by a trigger voltage. This is done by means of an ignition transformer 24 with which a high voltage is applied to the flash tube 12 in order to ignite it.
  • a control unit 26 24 required control signals are generated for driving the voltage converter 20 as well as for controlling the ignition transformer and the Voltage converter 20 and the ignition transformer 24 supplied during operation.
  • LEDs 12 ' are much more sensitive components that can only be operated within narrow limits. For example, if a group of ten serially connected LEDs 12 'is used, the total flux voltage of the LED group is about 34 V. This is slightly dependent on temperature and current, but is essentially given. The current will be around 300mA, so the power consumed by the LEDs 12 'will be 10.2W.
  • a permissible current must not be exceeded because otherwise the LEDs 12 'may be damaged or even destroyed. However, the current must be reached in order to achieve the required brightness.
  • the current source 28 supplies the required current at the voltage required by the LEDs 12 'in the present operating state.
  • Such a power source 28 is usually chate with the help of an integrated circuit. To this end, the circuit LM3421 company Texas In ⁇ struments is well suited.
  • the charging voltage can be fundamentally ⁇ additionally as high as desired.
  • a high voltage is advantageous because a storage capacitor 22 in the form of an electrolytic capacitor with a high nominal voltage at a given volume - and thus also at a certain price - can store more energy.
  • the charging voltage is, however, be limited ⁇ upward by the allowable voltage of the power source 28th In the case of using the circuit LM3421 reali ⁇ overbased current source 28 is limited to about 60 volts.
  • the minimum required voltage is' gege ⁇ ben by the LEDs 12th In the example mentioned, it must be at the input of the current source 28 clearly above the forward voltage of the LEDs 12 'of 34 V. It can thus be assumed that a minimum charging voltage in the range of about 40 volts.
  • a typical value for the capacity of the storage capacitor 22 is 1 * 000 yF.
  • the power is 1.8Ws.
  • the storage capacitor 22 is discharged to 40 V, 0.8 Ws remains, so that 1.0 Ws can be supplied to the power source 28. This is much less than in the example of the flash tube 12 with 4.375 Ws.
  • LEDs 12 'have a much higher efficiency than a flash tube 12, the smaller amount of energy may be acceptable.
  • the discharge of the storage capacitor 22 can in the case of a flashing light 10 with LEDs 12 'very easily terminated ⁇ who.
  • the LM3421 integrated circuit has a control input for switching the power source on and off.
  • the storage capacitor 22 is preferably set to the highest possible regardless of the desired brightness Charge voltage, since the efficiency of the power source 28 is the best.
  • the voltage converter 20 is shown as a boost converter together with the storage capacitor 22 connected on the output side without the remaining functional units of the flashing beacon 10 (FIG. 1, FIG. 2) as a quadrupole.
  • Tedli ⁇ chlay is an inductor with a ferrite core ver applies ⁇ 30th This core goes into saturation at a given current - and thus a certain resulting magnetic field. The magnetic field strength can not rise above the Saetti ⁇ supply field strength. If the current is further increased, the supplied power is converted into heat and is lost. For the inductance 30, the current at which saturation occurs is thus of great importance.
  • the winding of the inductance 30 is usually dimensioned so that it can be permanently loaded with this current. But the Be ⁇ carrying capacity of the coil is generally of less importance, since the current does not flow continuously.
  • the inductance 30 is utilized in the best possible way, and a voltage converter 20 operated in this way can be realized with a comparatively small inductance 30, in particular a smallest possible inductance 30, and thus a low-cost or lowest-cost inductance 30.
  • the switch 32 is opened by the control unit 26 on the basis of a corresponding control signal.
  • a typical value of the inductor 30 is 100 ⁇ and ty ⁇ pischer permissible current is 1.0 A.
  • the inductance 30 comprises an ideal, lossless inductance 36, in series with a resistor 38, and a capacitor 40 in parallel with this series circuit.
  • the resistor 38 simulates at least the ohmic resistance of the winding of the inductance 30. But there are more Ver ⁇ loss sources, which can also be summarized in this resistance 38th
  • the capacitance of the capacitor 40 results because in the winding many wires are present, which are close to each other and are separated only by thin dielectrics ⁇ . Thus, there are, so to speak, many small capacitors which are combined in the capacitor 40.
  • inductor 30 As inductor 30 comes for the flashing light 10 an induct ⁇ tivity 30 of the type RLB9012-101KL the company Bourns Inc. into consideration. This has the following properties according to the data sheet:
  • the allowable current is 1.4A higher than the typical value of 1.0A given above. As a result, the inductance 30 will be larger and the cost higher, but the efficiency will be better.
  • the value of the capacitance of the capacitor 40 can be easily calculated from the Reso ⁇ nanzfrequenz f
  • Transis- gate 42 designated N-channel MOS-FET used.
  • the respective transistor 42 has a series resistor 44 and a Paral ⁇ lelkapaztician 46.
  • a FET IRF740 type MOS FET acting as a switch 32 has the following characteristics:
  • Capacitance between drain and source 170 pF typ
  • the permissible current is 10 A, making it much RESIZE ⁇ SSSR than N ⁇ due to the actual maximum current seems to be tig.
  • the transistor 42 is by no means oversized. If a less efficient transistor 42 is used, although the costs are lower, the efficiency is also significantly reduced.
  • the diode 34 at the output of the voltage converter 20 is, for example, a Schottky diode. The losses in the diode 34 are relatively low and are not considered here. However, if an inappropriate diode 34 is used, the losses can become very large.
  • the losses depend on the operating condition. It is angenom ⁇ men that this is particularly unfavorable by the input voltage Ui ⁇ n only 12 volts.
  • We erin ⁇ formers us that the inductance is 100 ⁇ .
  • the instantaneous output voltage U ou t of the boost converter and thus the voltage applied to the storage capacitor 22 is 200 V.
  • the current to be reached at the end of the charging cycle is 1, 0 A.
  • the flash lamp 10 is assumed that the voltage converter 20 has been dimensioned so that the best possible Eigenschaf- be achieved th approximately in a typi ⁇ 's operating state for the optimized operation. On this basis, it is shown here how the efficiency can be improved if the voltage converter 20 is operated outside the typical operating state.
  • the representation in FIG. 5 shows the temporal voltage curve over the storage capacitor 22. It is assumed that the flashing light 10, as a light-emitting element, has a
  • Flash tube 12 uses the storage capacitor 22 to be charged to 300V and that the arc in the flash tube 12 goes out when the voltage drops below 50V.
  • the timing can be divided into four phases.
  • a first phase TL the storage capacitor 22 is charged (the switch 32 is periodically closed during the first phase (charge phase) TL with the switching frequency f of the voltage converter 20 and the duty cycle ED and is periodically closed again for each further first phase TL).
  • a waiting phase is added as the second phase TW1 between the end of this first phase TL and the ignition of the flash.
  • a third phase TB the third phase
  • Flash tube 12 ignited and the storage capacitor 22 is discharged in a short time. Thereafter, in a further, fourth phase TW2, the system waits until the voltages have stabilized. It would be wrong already during the flash or UNMIT ⁇ telbar after the voltage converter 20 back on (the switch 32 periodically to close), as may occur as a result of so-called Afterglow, which means that as As a result of the charge carrier still present in the flash tube 12 an undesired current can flow.
  • the switch 32 is thus permanently open in the three phases TW1, TB, and TW2.
  • the total time between two consecutive flashes corresponds to the sum of the four phases TL, TW1, TB, TW2. In the case of the usual flash frequency of 1 Hz, this time is 1.0 sec (one second).
  • the second phase TW1 and TW2 the fourth phase should be kept mög ⁇ lichst short, since during this time no current from the line 14 is based.
  • the line 14 is thus not exploited in the best possible way.
  • the duration of the third phase TB results from the characteristics of the flash tube 12 and is usually significantly less than 1 ms.
  • the duration of the first phase TL should be made ⁇ Lich as long as mög to for For the line 14 as well as possible use ⁇ .
  • the voltage converter 20 is influenced only by the input of the FET 42 (by means of control signals from the control unit 26) and not by measurement of the current in the inductor 30, as shown and frequently used in US 4,687,081 becomes. The possibility of influencing the optimization is therefore limited to the FET 42 via its gate connection in the best possible way to control. If a voltage converter 20 for use in a
  • Flashing beacon 10 is built with the highest possible efficiency ⁇ who should know some parameters, namely in particular the input voltage, the voltage at the output and thus over the storage capacitor 22, and the amount of energy to be delivered. It is also necessary to know the characteristics of the construction ⁇ parts, the inductance 30 and the usual ⁇ as a switch 32 used N-channel MOS-FET 42 from be ⁇ special importance. If all the information you want can be set, with which repetition frequency, the transistor 42 is made to conduct and how long it conducts, and so the magnetic field is built up in the inductance 30. The discharge phase, ie the time in which the magnetic field reduced again and the energy in the storage capacitor ⁇ 22 is passed, however, can not be influenced.
  • the three parameters namely input voltage, output voltage and amount of energy delivered, are constant. It is now possible to set and control of the transistor 42 to optimize, and computational and ex ⁇ perimental methods are possible. At a voltage wall ⁇ ler 20 for use in a flash lamp 10 is out this Vo- reduction but not given. For one thing, one of the parameters, namely the amount of energy to be delivered, depending on the desired brightness and ge ⁇ can be adjusted. On the other hand, the second parameter, namely the voltage at the input of the voltage converter 20, results from the circumstances and is only in the best case during the whole
  • Many voltage transformers 20 operate at a constant frequency of the signal with which the transistor 42 is driven by the control unit 26. Such voltage transformers 20 take into account a changing input voltage by adjusting the duty cycle so that the energy in the inductance 30 just reaches the maximum allowable value and thus no saturation occurs.
  • a voltage converter 20 of this type must be dimensioned so that it can deliver the largest possible power ⁇ required, so that the storage capacitor 22 is completely charged within the allowable time between two flashes. If a smaller intensity of the flash light is set 10 ⁇ be forced energy is smaller, the power output remains but the same, so that the storage capacitor 22 is charged in a shorter time. The result is that the line 14, via which the energy is supplied, is not uniformly be ⁇ overloaded, so that the transmission capacity is not utilized in the best possible way.
  • Amount of energy is stored in the inductance 30, or by the frequency of the voltage converter 20 is reduced.
  • the efficiency is also dependent on the output voltage of the voltage converter 20, but changes continuously during La ⁇ devorgangs.
  • no voltage transformer 20 is known, which input voltage the three parameters input voltage, current training and amount of energy to be delivered ⁇ be taken into account at the same time, to set the switching frequency and the duty cycle of the voltage converter 20 in the best possible way.
  • Converter cycle the switching frequency f and a duty cycle ED of the transistor 42 determines in the best possible way.
  • a converter cycle begins when the transistor 42 is turned on and ends when the same transistor 42 is turned on again at the beginning of the next conversion cycle. The length of the converter cycle is thus the reciprocal of
  • Converter frequency of 100 kHz is the length of the converter cycle 10 ys.
  • the length of a typical converter cycle was previously calculated to be 4.2 ms, so that in a load cycle 420 Converter cycles take place. If the parameters f and ED are recalculated in each converter cycle, 420 arithmetic operations are thus required in one load cycle. But it can also genü ⁇ gen several times to determine the best possible parameters within a charging cycle so that the parameters during several consecutive conversion cycles remain the same.
  • a prototype of the voltage converter 20 is constructed and the efficiency by modifiers ⁇ countries of the switching frequency f and the duty cycle ED opti- mized.
  • the three parameters input voltage, output voltage and amount of energy to be dispensed are changed in a systematic manner and for each combination the best possible switching ⁇ frequency f and duty cycle ED determined.
  • sixteen values are recorded, so that there are 256 combi nations ⁇ (16 2).
  • the process of determining these values can be automated, so that the fact that the Determined ⁇ development is time consuming relativized.
  • the Determined ⁇ development of these values has to be done only once.
  • the result is stored in a fixed value table (lookup table), for example a fixed value table with 1024 entries of 8 or 16 bits, or the like, in the control unit 26 of the flashlamp 10.
  • the representation in FIG. 6 shows in symbolic form the content of such a table 48.
  • U in (1) to U in (k) U out (1) to U 0 ut (m) and E (1) to E ( n)
  • the assumed values for the input voltage ⁇ ⁇ ⁇ , the output voltage U ou t and the respective predetermined amount of energy to be delivered to obtain the desired light output of the flashing beacon 10 are designated.
  • the table 48 is stored, for example, in a memory (not shown) of the control unit 26.
  • the output voltage Uout determines the row of the table with the closest values, where it is the deposited for these values of the parameters switching frequency f and switch-on duration ED.
  • the control unit 26 generates as ⁇ raufhin a control signal for driving the switch 32 of the voltage converter 20 with this switching frequency f and a pulse width corresponding to the duration ED.
  • the tax standardized 26 outputs this control signal to the switch 32 of the clamping ⁇ voltage converter 20 and applied in accordance with the clamping ⁇ voltage transformer 20 with the respectively read switching frequency f and the duty cycle ED also read out.
  • the best possible values for the switching frequency f and duty cycle ED are determined when the three parameters reach their limits or are close to the limits. There are a total of eight combinations possible. If the parameters are within this
  • the switching frequency f and the switch ⁇ duration ED is determined by a means of the control unit 26 performed linear interpolation.
  • the representation in FIG. 7 shows in symbolic form the content of such a table 48.
  • Ui Nm i n and Ui Nmax are the respective minimum and maximum values for the input voltage ⁇ ⁇ ⁇
  • the output clamping voltage U ou ⁇ t and each for obtaining the desired light power of the flash lamp 10 denotes predetermined energy to be delivered ⁇ quantitative.
  • tuples are in the table 48 in the same row stored values for the Druckfre acid sequence f and the duty cycle ED. These values can be called, for example f min / min / min / / m ED in / min / min, f max / min / min, etc.
  • Such a table 48 is stored for example in a SpeI ⁇ cher the control unit 26th
  • the duty cycle ED determines the values of the switching frequency with linear interpolation using the respective actual values for the input voltage ⁇ ⁇ ⁇ .
  • the interpolation can be carried out in the best way possible for the arithmetic unit of the control system used.
  • computer of the control unit 26 is suitable.
  • the interpolation can be carried out in the following manner.
  • the output f is set equal to the optimum value for the minimum values of input voltage, output voltage and amount of energy to be delivered, so that:
  • the optimum switching frequency is determined by multiplying the input voltage Um by the slope and added to the switching frequency fmin / min / min to give: f - fmin / min / min
  • slope can also be negative.
  • the output voltage is multiplied by the slope and added to the previously calculated value of the switching frequency: f - fmin / min / min
  • the optimum duty cycle ED is determined in a similar manner as the optimum switching frequency f.
  • the control unit 26 With the determined optimum values for the switching frequency f and the Duty cycle, the control unit 26 as ⁇ f raufhin a control signal for driving the switch 32 of the voltage converter 20 at this switching frequency and a pulse width corresponding to the duration ED.
  • the control inputs standardized 26 outputs this control signal to the switch 32 of the clamping ⁇ voltage converter 20 and applied in accordance with the clamping ⁇ voltage transformer 20 with the respectively read switching frequency f and the duty cycle ED also read out.
  • a complete or simplified equation system is used to determine the optimum switching frequency f and duty cycle ED as a function of the three parameters.
  • This system of equations is sufficiently frequently achieved by means of the control unit 26, and in particular in each cycle of the voltage converter 20 or ⁇ Wenig least newly dissolved in a few cycles.
  • the Gleichungssys ⁇ system is stored together with a functionality for releasing the sliding ⁇ surveillance system, for example in a memory of the control unit 26th During operation of the flash lamp 10 is turned on hand of the respective actual values for the input voltage U, the output voltage U out as well as each specified differently bene desired light output solve the equation system, whereupon the control unit 26 a control signal for dently ⁇ tion of the switch 32 of the voltage converter 20 generated with the respective resulting switching frequency f and a pulse width corresponding to the resulting duty cycle ED.
  • the control unit 26 outputs this control signal to the switch 32 of the voltage converter 20 and acts in accordance with the voltage converter 20 with the respectively calculated switching frequency f and the likewise calculated duty cycle ED.
  • the three specified methods set the switching frequency f of the voltage converter 20 and the duty cycle ED of Transis ⁇ sector 42 in the best possible manner so that the storage capacitor 22 capacitor just at the end of the allowable time has the required voltage.
  • the voltage converter 20 is acted upon by the control unit 26 with the respective resulting values by the control unit 26 for controlling the Switch 32 of the voltage converter 20 outputs a control signal with the respective switching frequency f and a duty cycle of the switch 32 defining pulse width. It can not be ignored that the three proposed methods have a necessarily limited accuracy. It is therefore possible that the storage capacitor 22 is already charged before the end of the allowable time or that it is not fully charged within this time.
  • an additional device can be provided in each of the three described embodiments, which determines whether the storage capacitor 22 is completely charged within the time provided, ie within the charging phase TL. If this is not the case and the charging process is terminated either too early or too late, a correction value is calculated. This is used in a control loop in order to influence, for example, the value of the desired energy, and subsequently the calculation of the switching ⁇ frequency f and the duty cycle ED so that the storage capacitor 22 is precisely as possible fully charged at the end of the charging phase TL. The calculation of the corrective ⁇ turwerts done, for example by means of the control unit 26th

Landscapes

  • Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for operating a flashlight (10) and to a flashlight (10) operating according to the method, said flashlight comprising a light-emitting element (12, 12'), a voltage transformer (20) and, on the output side of the voltage transformer (20), a storage capacitor (22) acting as a stored energy source. For the optimised definition of a switching frequency and an on time of the voltage transformer (20), an input voltage applied to the voltage transformer (20), an output voltage of the voltage transformer (20) and thus the voltage across the storage capacitor (22) and a predefined or predefinable power to be output are taken into account.

Description

Beschreibung description
Verfahren zum Betrieb einer Blitzleuchte sowie nach dem Method for operating a flashing light and after the
Verfahren arbeitende Blitzleuchte Procedure working flashing light
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Blitzleuchte sowie eine nach dem Verfahren arbeitende Blitzleuchte, welche zur Umsetzung des Verfahrens und zur Ansteuerung eines optischen Signalelements (lichtgebendes Element) der Blitzleuchte eine im Folgenden mitunter auch nur kurz als Ansteuerschaltung bezeichnete Blitzleuchtenschaltung aufweist. Eine Blitzleuchte wird zum Beispiel verwendet, um Personen im Falle eines Brandes oder dergleichen zu warnen. Blitzleuchten und deren Ansteuerschaltungen sind in vielfältiger Form bekannt. Zum Beispiel werden bei Luftfahrzeugen an den Tragflächenspitzen und/oder am Leitwerk bekanntlich The invention relates to a method for operating a flashing beacon and a flashlamp operating according to the method, which for implementing the method and for driving an optical signal element (light-emitting element) of the flashing beacon has a flashlamp circuit hereinafter referred to as a driving circuit. A flashing light is used, for example, to warn people in the event of a fire or the like. Flashing lights and their drive circuits are known in many forms. For example, in aircraft at the airfoil tips and / or at the tail unit are known
Blitzlichter als Kollisionswarnlichter verwendet. Die Auslöseschaltung steuert dabei das jeweilige Signalelement an und bestimmt die Dauer der Hell- und Dunkelphasen. Eine weitere Anwendung sind Blitzleuchten, die benutzt werden, um Gefahrenstellen, beispielsweise Baustellen, kenntlich zu machen. Flashlights used as collision warning lights. The trigger circuit controls the respective signal element and determines the duration of the light and dark phases. Another application is flashing lights, which are used to identify danger spots, such as construction sites.
Zum Stand der Technik kann insoweit exemplarisch auf die US 4,687,081, die US 6,822,400 und die US 7,663,500 verwiesen werden . The state of the art may be referred to by way of example to US Pat. No. 4,687,081, US Pat. No. 6,822,400 and US Pat. No. 7,663,500.
Blitzleuchten müssen innerhalb einer sehr kurzen Zeit eine sehr hohe Lichtleistung abgeben. Zu diesem Zweck umfasst die Ansteuerschaltung einen Spannungswandler, welcher im Betrieb aus einer eingangsseitigen Speisespannung eine ausreichend hohe Betriebsspannung für die Blitzleuchte erzeugt. Flashing lights must deliver a very high light output within a very short time. For this purpose, the drive circuit comprises a voltage converter, which generates a sufficiently high operating voltage for the flashing light during operation from an input-side supply voltage.
Üblicherweise liegt eine Wiederholfrequenz der mittels der Blitzleuchte abgegebenen Lichtsignale (Blitze) im Bereich von 1 Hz. Die während eines Blitzes von dem lichtgebenden Element aufgenommene elektrische Energie kann im Bereich von einigen Ws (Wattsekunden) liegen. Wenn als Signalelement/lichtgeben- des Element eine Blitzröhre verwendet wird, liegt eine Dauer eines Blitzes deutlich unter 1 ms. Die momentane Leistung kann im Bereich von einigen kW liegen. Wenn dagegen LEDs als lichtgebende Elemente verwendet werden, genügt eine kleinere momentane Leistung, zum Beispiel eine Leistung im Bereich von 10 W bis 100 W. Zum Abgeben der erforderlichen Lichtleistung muss die Blitzdauer entsprechend länger sein. Die Dauer eines Blitzes liegt bei LEDs üblicherweise im Bereich von 10 ms oder etwas darüber. Usually, a repetition frequency of the light signals (flashes) emitted by the flashlamp lies in the range of 1 Hz. The electrical energy received by the light-emitting element during a flash may be in the range of a few Ws (watt seconds). When used as signal element / light-emitting If the element uses a flash tube, a duration of a flash is well below 1 ms. The current power can be in the range of a few kW. If, on the other hand, LEDs are used as light-emitting elements, a smaller instantaneous power, for example a power in the range of 10 W to 100 W, is sufficient. To deliver the required light power, the flash duration must be correspondingly longer. The duration of a flash is usually in the range of 10 ms or slightly higher for LEDs.
Blitzleuchten werden üblicherweise über lange Zuleitungen und mit einer aus Sicherheitsgründen verhältnismäßig niedrigen Spannung gespeist. Es ist nicht möglich, die vom lichtgebenden Element benötigte Spitzenleistung über die Zuleitungen zu übertragen. Vielmehr wird ein Zwischenspeicher benötigt. Dieser ist Teil der Ansteuerschaltung und befindet sich auf einer Ausgangsseite eines zum Beispiel als Aufwärtswandler (Step-up-Converter, Boost-Converter) fungierenden Teils der Ansteuerschaltung. Dieser Zwischenspeicher gibt die während eines Blitzes benötigte Leistung ab und wird anschließend möglichst kontinuierlich über die Zuleitung wieder aufgeladen . Flashing lights are usually powered by long leads and a relatively low voltage for safety reasons. It is not possible to transmit the peak power required by the light-emitting element via the supply lines. Rather, a cache is needed. This is part of the drive circuit and is located on an output side of a, for example, as a step-up converter (boost converter) acting part of the drive circuit. This buffer stores the power required during a flash and is then recharged as continuously as possible via the supply line.
Als Zwischenspeicher wird ein Kondensator ( Speicherkondensa- tor) , insbesondere ein Elektrolytkondensator, verwendet. Eine Ladespannung, auf die der auch als Ladekondensator bezeichnete Speicherkondensator aufgeladen wird, wird durch die Eigenschaften des jeweiligen lichtgebenden Elements bestimmt. Bei einer Blitzröhre ist eine Kapazität des Speicherkondensators im Bereich von C=100 yF üblich, die auf U=300 V aufgeladen wird. Die resultierende Energie beträgt bei diesen Zahlenwer¬ ten 4,5 Ws (E = C U2/2) . Üblicherweise wird der Speicherkon¬ densator entladen, bis der Lichtbogen in der Blitzröhre erlischt. Das ist bei etwa 50 V der Fall, und die verbleibende Energie beträgt 0,125 Ws . Die Energie, die dem Speicherkon¬ densator während eines Blitzes entnommen wird, wird aller¬ dings nur zum kleineren Teil in Licht umgesetzt. Der größere Teil wird in Wärme umgesetzt und ist damit verloren. Im Falle einer mit LEDs ausgerüsteten Blitzleuchte hat der Speicherkondensator grundsätzlich die gleiche Funktion, aber andere Werte. Typisch sind l'OOO yF und 60 V Ladespannung. Es ist häufig gewünscht, dass die Lichtstärke der Blitzleuch¬ te innerhalb gewisser Grenzen eingestellt werden kann. Grund¬ sätzlich kann dies auf verschiedene Weise geschehen. As a buffer, a capacitor (storage capacitor), in particular an electrolytic capacitor used. A charging voltage to which the storage capacitor, also referred to as a charging capacitor, is charged is determined by the properties of the respective emitting element. For a flash tube, a capacitance of the storage capacitor in the range of C = 100 yF is common, which is charged to U = 300V. The resulting energy is in these Zahlenwer ¬ th 4.5 Ws (E = CU 2/2). Typically, the Speicherkon is ¬ capacitor discharge until the arc is extinguished in the flash tube. This is the case at about 50 V, and the remaining energy is 0.125 Ws. The energy that is removed from the capacitor during a flash Speicherkon ¬ is reacted all ¬ recently only to a small extent in light. The larger part is converted into heat and is thus lost. In the event of a flash lamp equipped with LEDs, the storage capacitor basically has the same function but different values. Typical are I OOO yF and 60 V charging voltage. It is often desired that the light intensity of the flashes ¬ te can be adjusted within certain limits. Grund ¬ addition, this can be done in different ways.
In Blitzleuchten, die eine Blitzröhre als lichtgebendes Ele- ment verwenden, ist üblich, dass der Speicherkondensator auf eine Spannung aufgeladen wird, welche die umgesetzte Energie und damit die von der Blitzleuchte abgegebene Lichtenergie und die Helligkeit bestimmt. Bei einer Blitzröhre liegt der Spannungsbereich üblicherweise zwischen 200 V und 400 V. In flashlamps that use a flash tube as a light emitting element, it is common for the storage capacitor to be charged to a voltage that determines the energy converted and thus the light energy output by the flashlamp and the brightness. With a flash tube, the voltage range is usually between 200 V and 400 V.
Die nominelle Speisespannung einer Blitzleuchte beträgt übli¬ cherweise 24 V, wobei zur Kompensation von Verlusten häufig eine etwas höhere Speisespannung gewählt wird. Wenn sich die Blitzleuchte in kurzer Entfernung von einer Zentrale befin- det, kann die Speisespannung bis etwa 32 V betragen. Wenn sich die Blitzleuchte allerdings am Ende einer längeren Zu¬ leitung befindet, kann die Spannung bis zur Blitzleuchte bis auf etwa 12 V abfallen. Die Blitzleuchte muss somit in einem Eingangsspannungsbereich von etwa 12 V bis 32 V funktionie- ren. Aus dieser Eingangsspannung muss der Speicherkondensator geladen werden. Wie bereits erwähnt, wird im Falle einer Blitzröhre als lichtgebendes Element eine Ladespannung zwi¬ schen etwa 200 V und 400 V benötigt. Dieses Spannungsniveau wird mittels eines sogenannten Aufwärtswandlers erreicht, also einem Spannungswandler, welcher die Eingangsspannung auf das Niveau der Ladespannung erhöht. The nominal supply voltage of a flash lamp is übli ¬ cherweise 24 V, often a slightly higher supply voltage is selected to compensate for losses. If the flashing light is located a short distance from a control center, the supply voltage can be up to approx. 32V. When the flash lamp is at the end, however, a longer To ¬ line, the voltage may drop to the flash lamp to about 12V. The flashing light must therefore operate in an input voltage range of approx. 12 V to 32 V. From this input voltage, the storage capacitor must be charged. As already mentioned, in case of a flash tube as a light-shaping element, a charging voltage Zvi ¬ rule about 200 V and 400 V is required. This voltage level is achieved by means of a so-called boost converter, ie a voltage converter which increases the input voltage to the level of the charging voltage.
Es ist allerdings zu beachten, dass der Speicherkondensator bei Betriebsaufnahme vollständig entladen sein kann. Der Spannungswandler muss deshalb auch in der Lage sein, eineIt should be noted, however, that the storage capacitor may be completely discharged during startup. The voltage converter must therefore also be able to
Spannung zu liefern, welche kleiner als die Eingangsspannung ist. Der Wirkungsgrad darf in diesem Fall allerdings kleiner sein, weil dieser Betriebszustand nur selten gegeben ist. Zur Realisierung und Dimensionierung eines Spannungswandlers für die Verwendung in einer Blitzleuchte bei höchstmöglichem Wirkungsgrad müssen einige Parameter bekannt sein, nämlich die dem Spannungswandler zugeführte Eingangsspannung, die Spannung am Ausgang des Spannungswandlers (Ausgangsspannung) und damit die Spannung über dem Speicherkondensator, und die abzugebende Energiemenge. Es ist auch nötig, die Eigenschaf¬ ten zumindest einzelner wesentlicher Bauteile des Spannungs¬ wandlers zu kennen, wobei die Induktivität und der üblicher- weise im Spannungswandler als Schalter verwendete N-KanalTo deliver voltage which is smaller than the input voltage. However, the efficiency may be smaller in this case, because this operating state is rarely given. For the realization and dimensioning of a voltage converter for use in a flashlight with the highest possible efficiency, some parameters must be known, namely the voltage supplied to the voltage converter, the voltage at the output of the voltage converter (output voltage) and thus the voltage across the storage capacitor, and the amount of energy to be delivered. It is also necessary to know the natural sheep ¬ th at least individual essential components of the voltage ¬ converter, wherein the inductance and the N-channel customarily, in the voltage converter used as a switch
MOS-FET von besonderer Bedeutung sind. Wenn alle gewünschten Informationen vorliegen, kann festgelegt werden, mit welcher Wiederholfrequenz der Transistor leitend geschaltet wird und wie lange dieser leitet und somit das Magnetfeld in der In- duktivität aufgebaut wird. Die Entladephase, also die Zeit, in welcher das Magnetfeld wieder abgebaut und die Energie in den Speicherkondensator übergeleitet wird, kann dagegen nicht beeinflusst werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum optimierten Betrieb einer Blitzleuchte sowie eine nach dem Verfahren arbeitende Blitzleuchte anzugeben. MOS-FET are of particular importance. When all the desired information is available, it can be determined with which repetition frequency the transistor is turned on and how long it conducts and thus the magnetic field is built up in the inductance. The discharge phase, ie the time in which the magnetic field is degraded again and the energy is transferred to the storage capacitor, can not be influenced. The invention has for its object to provide a method for optimized operation of a flashing beacon and a flashlamp operating according to the method.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mittels eines Verfahrens mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs ge¬ löst. Die Aufgabe wird ebenso mittels einer Blitzleuchte mit den Merkmalen des parallelen unabhängigen Vorrichtungsanspruchs gelöst. Dafür ist vorgesehen, dass die Blitzleuchte Mittel zur Ausführung des hier und im Folgenden mit weiteren Details beschriebenen Verfahrens aufweist, insbesondere eine Ansteuerschaltung zur Ansteuerung eines optischen Signalelements der Blitzleuchte, insbesondere eine als optisches Sig¬ nalelement und lichtgebendes Element fungierende Blitzröhre oder eine als optisches Signalelement und lichtgebendes Ele- ment fungierende Gruppe von LEDs, wobei die Ansteuerschaltung eine Steuereinheit und einen Spannungswandler zur optimierten Ansteuerung des jeweiligen optischen Signalelements umfasst. Im Interesse einer besseren Lesbarkeit der nachfolgenden Beschreibung wird diese - auch im speziellen Beschreibungsteil - anhand einer sogenannten Blitzröhre als lichtgebendes Ele¬ ment fortgesetzt. Eine LED oder eine Gruppe von LEDs als lichtgebendes Element und dergleichen sind dabei stets mitzu¬ lesen und als von der hier vorgelegten Beschreibung mit um- fasst anzusehen. This object is achieved by means of a method with the features of the independent method claim ¬ ge. The object is also achieved by means of a flashing beacon having the features of the parallel independent device claim. This is provided, that the flash light means for carrying out the method described here and below with further details including, in particular a drive circuit for driving an optical signal element of the flash lamp, in particular a functioning as an optical Sig ¬ nalelement and light-shaping element flash tube or as an optical signal element and the light emitting element acting group of LEDs, wherein the drive circuit comprises a control unit and a voltage converter for optimally driving the respective optical signal element. In the interest of readability, the following description it is - continued using a so-called flash tube as a light-giving Ele ¬ ment - also in the specific part. An LED or group of LEDs as a light-shaping element and the like are always Mitzu read ¬ and to be regarded as understood by the description provided herein with comprehensive.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspru¬ ches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selb¬ ständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombina- tionen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. DesAdvantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims. The references used in this case point to the further development of the subject of the Hauptanspru ¬ ches by the features of the respective sub-claim. You are not functions as a waiver of the right of a selb ¬ constant, objective protection for the Merkmalskombina- of the related dependent claims to understand. Of
Weiteren ist im Hinblick auf eine Auslegung der Ansprüche bei einer näheren Konkretisierung eines Merkmals in einem nachgeordneten Anspruch davon auszugehen, dass eine derartige Beschränkung in den jeweils vorangehenden Ansprüchen nicht vor- handen ist. Schließlich ist darauf hinzuweisen, dass das hier angegebene Verfahren auch entsprechend der abhängigen Vorrichtungsansprüche weitergebildet sein kann und umgekehrt. Furthermore, with a view to an interpretation of the claims in a closer specification of a feature in a subordinate claim, it is to be assumed that such a restriction does not exist in the respective preceding claims. Finally, it should be noted that the method specified here can also be developed according to the dependent device claims and vice versa.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. zeigen An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Corresponding objects or elements are provided in all figures with the same reference numerals. demonstrate
1 eine Blitzleuchte mit einem Spannungswandler, einem als Energiespeicher fungierenden Speicherkondensator sowie einer Blitzröhre als lichtgebendes Element, 1 a flashing beacon with a voltage transformer, a storage capacitor functioning as an energy store, and a flash tube as a light-emitting element,
FIG 2 eine Blitzleuchte mit einem Spannungswandler, einem als Energiespeicher fungierenden Speicherkondensator sowie mit einer LED als lichtgebendes Element, FIG 3 und 2 shows a flashing beacon with a voltage converter, a storage capacitor acting as an energy store and with an LED as a light-emitting element, 3 and
FIG 4 einen Spannungswandler gemäß FIG 1 und FIG 2 mit wei¬ teren Details, FIG 5 einen Spannungsverlauf über dem Speicherkondensator sowie und 4 shows a voltage converter in accordance with Figures 1 and 2 with white ¬ direct detail, FIG 5 is a voltage profile across the storage capacitor as well and
Tabellen zur optimierten Festlegung einer Schaltfrequenz und einer Einschaltdauer des Spannungswandlers  Tables for the optimized determination of a switching frequency and a duty cycle of the voltage converter
Die Darstellung in FIG 1 zeigt in Form eines Blockschaltbilds eine grundsätzlich an sich bekannte Blitzleuchte 10 mit einer Blitzröhre 12 als lichtgebendes Element. Die Blitzleuchte 10 ist über eine Leitung 14 von einer Zentrale (nicht gezeigt) und eine Abzweigleitung (Zuleitung) 16 an eine Versorgungsspannung angeschlossen. Die Abzweigleitung 16 und der Teil der Leitung 14 bis zur Abzweigleitung 16 bilden die Zuleitung der Blitzleuchte 10 und die zugeführte Versorgungsspannung liegt als Speisespannung an der Blitzleuchte 10 an. The illustration in FIG. 1 shows, in the form of a block diagram, a basically known flashing light 10 with a flash tube 12 as a light-emitting element. The flashing light 10 is connected via a line 14 from a control center (not shown) and a branch line (supply line) 16 to a supply voltage. The branch line 16 and the part of the line 14 to the branch line 16 form the supply line of the flashing beacon 10 and the supplied supply voltage is applied as a supply voltage to the flashing light 10.
Die Blitzleuchte 10 umfasst ein Filter 18, mit dem verhindert wird, dass Störungen aus der von der Blitzleuchte 10 umfass- ten Schaltung auf die Leitung 14 gelangen können. Im An- schluss an das Filter 18 umfasst die Blitzleuchte 10 einen Spannungswandler 20, insbesondere einen Spannungswandler 20 in Form eines Aufwärtswandlers. Mittels des Spannungswandlers 20 wird beim Betrieb der Blitzleuchte 10 ein ausgangsseitig an den Spannungswandler 20 angeschlossener und als Zwischen- speicher/Energiespeicher fungierender Speicherkondensator 22 geladen. Die Blitzröhre 12 wird mit der Spannung des Spei¬ cherkondensators 22 betrieben und die Ausgabe eines Lichtsig¬ nals (Blitz) wird mittels einer Auslösespannung ausgelöst. Dies erfolgt mittels eines Zündtransformators 24, mit dem ei- ne hohe Spannung an die Blitzröhre 12 angelegt wird, um diese zu zünden. Mittels einer Steuereinheit 26 werden zur Ansteue- rung des Spannungswandlers 20 wie auch zur Ansteuerung des Zündtransformators 24 benötigte Steuersignale erzeugt und dem Spannungswandler 20 und dem Zündtransformator 24 beim Betrieb zugeführt . The flashing light 10 comprises a filter 18 which prevents interference from the circuit encompassed by the flashlamp 10 from reaching the line 14. Subsequent to the filter 18, the flashing light 10 comprises a voltage converter 20, in particular a voltage converter 20 in the form of an up-converter. By means of the voltage converter 20, a storage capacitor 22, which is connected on the output side to the voltage converter 20 and acts as an intermediate memory / energy store, is charged during operation of the flashing light 10. The flash tube 12 is operated with the voltage of the SpeI ¬ cherkondensators 22 and the output of a Lichtsig ¬ Nals (flash) is triggered by a trigger voltage. This is done by means of an ignition transformer 24 with which a high voltage is applied to the flash tube 12 in order to ignite it. By means of a control unit 26 24 required control signals are generated for driving the voltage converter 20 as well as for controlling the ignition transformer and the Voltage converter 20 and the ignition transformer 24 supplied during operation.
Wenn anstelle einer Blitzröhre 12 LEDs 12' als lichtgebende Elemente verwendet werden und entsprechend eine LED oder eine Gruppe von LEDs als lichtgebendes Element fungiert, ist eine zum Teil andersartige Schaltung der Blitzleuchte 10 notwen¬ dig. Diese ist in Form eines Blockschaltbilds in FIG 2 ge¬ zeigt und die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf die wesentlichen Unterschiede zu der Schaltung in FIG 1. Die Filterung mittels des Filters 18, die Spannungswandlung mittels des Spannungswandlers 20 und die Funktion des Speicherkonden¬ sators 22 als Energiespeicher entspricht dem, was zuvor im Zusammenhang mit FIG 1 beschrieben wurde, so dass zur Vermei- dung unnötiger Wiederholungen auf die entsprechende Beschrei¬ bung dort verwiesen wird. If, instead of a flash tube 12 LEDs 12 'are used as light-emitting elements and correspondingly an LED or a group of LEDs acts as a light-emitting element, a partly different type of circuit of the flashing light 10 is neces ¬ dig. This is shown in the form of a block diagram in Figure 2 ge ¬ shows and the following description refers to the essential differences from the circuit in FIG 1. The filtering means of the filter 18, the voltage conversion by means of the voltage converter 20 and the function of the Speicherkonden ¬ sators 22nd is as energy storage corresponds to what has been described above in connection with FIG 1, so that reference is made to avoid unnecessary repetition, the corresponding descrip ¬ bung there.
Im Gegensatz zu einer Blitzröhre 12 sind LEDs 12' deutlich empfindlichere Bauteile, die nur innerhalb enger Grenzen be- trieben werden dürfen. Wenn beispielsweise eine Gruppe von zehn in Serie geschalteter LEDs 12' verwendet wird, beträgt die gesamte Flussspannung der LED-Gruppe etwa 34 V. Diese ist in geringem Umfang von der Temperatur und dem Strom abhängig, ist aber im Wesentlichen gegeben. Der Strom wird bei etwa 300 mA liegen, so dass die von den LEDs 12' aufgenommene Leistung 10,2 W beträgt. In contrast to a flash tube 12, LEDs 12 'are much more sensitive components that can only be operated within narrow limits. For example, if a group of ten serially connected LEDs 12 'is used, the total flux voltage of the LED group is about 34 V. This is slightly dependent on temperature and current, but is essentially given. The current will be around 300mA, so the power consumed by the LEDs 12 'will be 10.2W.
Ein zulässiger Strom darf nicht überschritten werden, weil ansonsten die LEDs 12' beschädigt oder sogar zerstört werden können. Der Strom muss aber erreicht werden, um die geforderte Helligkeit zu erzielen. Als lichtgebende Elemente einer Blitzleuchte 10 fungierende LEDs 12' werden deshalb üblicher¬ weise mit einer elektronischen Stromquelle 28 betrieben. Sie wird aus dem Speicherkondensator 22 mit einer Spannung ge- speist, welche deutlich über der Flussspannung der LEDs 12' liegt. Die Stromquelle 28 gibt den geforderten Strom bei der Spannung ab, die von den LEDs 12' im vorliegenden Betriebszustand gefordert wird. Eine solche Stromquelle 28 wird übli- cherweise mit Hilfe einer integrierten Schaltung aufgebaut. Hierzu ist die Schaltung LM3421 des Unternehmens Texas In¬ struments gut geeignet. Wenn zwischen dem Speicherkondensator 22 und den LEDs 12' eine Stromquelle 28 vorhanden ist, kann die Ladespannung grund¬ sätzlich beliebig hoch gewählt werden. Eine hohe Spannung ist vorteilhaft, weil ein Speicherkondensator 22 in Form eines Elektrolytkondensators mit einer hohen Nennspannung bei gege- benem Volumen - und damit auch bei einem bestimmten Preis - mehr Energie speichern kann. Die Ladespannung ist aber nach oben durch die zulässige Spannung der Stromquelle 28 be¬ schränkt. Im Fall einer mittels der Schaltung LM3421 reali¬ sierten Stromquelle 28 ist sie auf etwa 60 V beschränkt. Die minimal erforderliche Spannung ist durch die LEDs 12' gege¬ ben. Im erwähnten Beispiel muss sie am Eingang der Stromquelle 28 deutlich über der Flussspannung der LEDs 12' von 34 V liegen. Es kann somit von einer minimalen Ladespannung im Bereich von etwa 40 V ausgegangen werden. A permissible current must not be exceeded because otherwise the LEDs 12 'may be damaged or even destroyed. However, the current must be reached in order to achieve the required brightness. As light-emitting elements of a flashing light 10 functioning LEDs 12 'are therefore usually ¬ operated with an electronic power source 28. It is fed from the storage capacitor 22 with a voltage which is significantly above the forward voltage of the LEDs 12 '. The current source 28 supplies the required current at the voltage required by the LEDs 12 'in the present operating state. Such a power source 28 is usually cherweise with the help of an integrated circuit. To this end, the circuit LM3421 company Texas In ¬ struments is well suited. If there is between the storage capacitor 22 and the LEDs 12 ', a current source 28, the charging voltage can be fundamentally ¬ additionally as high as desired. A high voltage is advantageous because a storage capacitor 22 in the form of an electrolytic capacitor with a high nominal voltage at a given volume - and thus also at a certain price - can store more energy. The charging voltage is, however, be limited ¬ upward by the allowable voltage of the power source 28th In the case of using the circuit LM3421 reali ¬ overbased current source 28 is limited to about 60 volts. The minimum required voltage is' gege ¬ ben by the LEDs 12th In the example mentioned, it must be at the input of the current source 28 clearly above the forward voltage of the LEDs 12 'of 34 V. It can thus be assumed that a minimum charging voltage in the range of about 40 volts.
Ein typischer Wert für die Kapazität des Speicherkondensators 22 ist 1*000 yF. Wenn der Speicherkondensator 22 auf 60 V aufgeladen wird, ist die Energie 1,8 Ws . Wenn der Speicherkondensator 22 auf 40 V entladen wird, verbleiben 0,8 Ws, so dass an die Stromquelle 28 1,0 Ws abgegeben werden kann. Das ist deutlich weniger als im Beispiel der Blitzröhre 12 mit 4,375 Ws . Weil LEDs 12' allerdings einen wesentlich höheren Wirkungsgrad haben als eine Blitzröhre 12, kann die kleinere Energiemenge zulässig sein. A typical value for the capacity of the storage capacitor 22 is 1 * 000 yF. When the storage capacitor 22 is charged to 60V, the power is 1.8Ws. When the storage capacitor 22 is discharged to 40 V, 0.8 Ws remains, so that 1.0 Ws can be supplied to the power source 28. This is much less than in the example of the flash tube 12 with 4.375 Ws. However, because LEDs 12 'have a much higher efficiency than a flash tube 12, the smaller amount of energy may be acceptable.
Der Entladevorgang des Speicherkondensators 22 kann im Falle einer Blitzleuchte 10 mit LEDs 12' sehr einfach beendet wer¬ den. Die integrierte Schaltung LM3421 besitzt dafür einen Steuereingang, mittels dessen die Stromquelle ein- und ausge- schaltet werden kann. The discharge of the storage capacitor 22 can in the case of a flashing light 10 with LEDs 12 'very easily terminated ¬ who. The LM3421 integrated circuit has a control input for switching the power source on and off.
Man wird den Speicherkondensator 22 unabhängig von der gewünschten Helligkeit vorzugsweise auf die höchstmögliche Spannung aufladen, da so der Wirkungsgrad der Stromquelle 28 am besten ist. The storage capacitor 22 is preferably set to the highest possible regardless of the desired brightness Charge voltage, since the efficiency of the power source 28 is the best.
In der Darstellung in FIG 3 ist der Spannungswandler 20 in einer Ausführungsform als Aufwärtswandler zusammen mit dem ausgangsseitig angeschlossenen Speicherkondensator 22 ohne die restlichen Funktionseinheiten der Blitzleuchte 10 (FIG 1, FIG 2) als Vierpol gezeigt. Ein Aufwärtswandler verwendet üb¬ licherweise eine Induktivität 30 als zentrales Element. Er funktioniert in zwei Phasen. In einer ersten Phase ist die Induktivität 30 durch Schließen eines Schalters 32 (unter Kontrolle der Steuereinheit 26) mit der Eingangsspannung ver¬ bunden. Es fließt ein Strom, der ungefähr linear mit der Zeit ansteigt, und zwar mit di/dt = U /L. U ist die angelegte Spannung und somit die Spannung an der Zuleitung 16 abzüglich von möglicherweise vorhandenen Verlusten. Die Energie in der Induktivität 30 ist am Ende des Ladevorgangs E = LI2/2. Übli¬ cherweise wird eine Induktivität 30 mit einem Ferritkern ver¬ wendet. Dieser Kern geht bei einem bestimmten Strom - und da- mit einem bestimmten resultierenden Magnetfeld - in die Sättigung. Die magnetische Feldstärke kann nicht über die Sätti¬ gungsfeldstärke ansteigen. Wenn der Strom weiter erhöht wird, wird die zugeführte Leistung in Wärme umgewandelt und ist verloren. Für die Induktivität 30 ist somit der Strom, bei dem Sättigung eintritt, von großer Bedeutung. Die Wicklung der Induktivität 30 ist üblicherweise so dimensioniert, dass sie dauernd mit diesem Strom belastet werden kann. Die Be¬ lastbarkeit der Wicklung ist aber im Allgemeinen von geringerer Bedeutung, da der Strom nicht dauernd fließt. In the illustration in FIG. 3, in one embodiment the voltage converter 20 is shown as a boost converter together with the storage capacitor 22 connected on the output side without the remaining functional units of the flashing beacon 10 (FIG. 1, FIG. 2) as a quadrupole. An up-converter used üb ¬ SHORT- an inductor 30 as a central element. It works in two phases. In a first phase the inductor is 30 by closing a switch 32 (under control of the control unit 26) with the input voltage ver ¬ prevented. It flows a current that increases approximately linearly with time, with di / dt = U / L. U is the applied voltage and thus the voltage on the supply line 16 less any losses that may be present. The energy in the inductance 30 is E = LI 2/2 at the end of the charging process. Übli ¬ cherweise is an inductor with a ferrite core ver applies ¬ 30th This core goes into saturation at a given current - and thus a certain resulting magnetic field. The magnetic field strength can not rise above the Saetti ¬ supply field strength. If the current is further increased, the supplied power is converted into heat and is lost. For the inductance 30, the current at which saturation occurs is thus of great importance. The winding of the inductance 30 is usually dimensioned so that it can be permanently loaded with this current. But the Be ¬ carrying capacity of the coil is generally of less importance, since the current does not flow continuously.
Für einen optimierten Betrieb einer Blitzleuchte 10 wird man bestrebt sein, den Strom in der Induktivität 30 so groß zu machen, dass beinahe Sättigung eintritt. In diesem Fall wird die Induktivität 30 bestmöglich ausgenutzt und ein in dieser Weise betriebener Spannungswandler 20 ist mit einer vergleichsweise kleinen Induktivität 30, insbesondere einer kleinstmöglichen Induktivität 30, und damit preisgünstigen bzw. preisgünstigsten Induktivität 30 realisierbar. Nachdem der maximale Strom in der Induktivität 30 erreicht wurde und somit das Magnetfeld seine maximale Stärke erreicht hat, wird der Schalter 32 aufgrund eines entsprechenden Steuersignals von der Steuereinheit 26 geöffnet. Gemäß der Bezie- hung U = L di/dt, die das Verhalten der Induktivität 30 be¬ schreibt, kann der Strom nicht augenblicklich auf Null zurückgehen, da ansonsten die Spannung unendlich groß würde. Vielmehr wird sich eine Spannung aufgrund der Umstände einstellen und der Strom entsprechend dieser Spannung abfallen. In einem Aufwärtswandler gibt man der Induktivität 30 dieFor optimized operation of a flashing beacon 10, one will endeavor to make the current in inductor 30 so large that saturation almost occurs. In this case, the inductance 30 is utilized in the best possible way, and a voltage converter 20 operated in this way can be realized with a comparatively small inductance 30, in particular a smallest possible inductance 30, and thus a low-cost or lowest-cost inductance 30. After the maximum current in the inductance 30 has been reached and thus the magnetic field has reached its maximum strength, the switch 32 is opened by the control unit 26 on the basis of a corresponding control signal. According to the rela- hung U = L di / dt, the writes ¬ be the behavior of the inductor 30, the current can not instantaneously return to zero, otherwise the voltage would be infinitely large. Rather, a voltage will adjust due to the circumstances and the current will drop according to this voltage. In an up-converter, the inductor 30 is given the
Möglichkeit, über eine Diode 34 Strom in eine Last, im Falle einer Blitzleuchte 10 in den Speicherkondensator 22, fließen zu lassen. Possibility to flow through a diode 34 current into a load, in the case of a flashing light 10 in the storage capacitor 22.
Ein typischer Wert der Induktivität 30 ist 100 μΗ und ein ty¬ pischer zulässiger Strom ist 1,0 A. Bei einer Eingangsspannung von 24 V steigt der Strom mit di/dt = U/L = 24 V/100 μΗ = 240 A/ms an. Der maximal zulässige Wert ist nach 4,2 ys er¬ reicht. Die Energie in der Induktivität 30 beträgt dann A typical value of the inductor 30 is 100 μΗ and ty ¬ pischer permissible current is 1.0 A. At an input voltage of 24 V, the current rises with di / dt = U / L = 24 V / 100 μΗ = 240 A / ms at. The maximum permissible value of 4.2 ¬ he ys enough. The energy in the inductance 30 is then
50 yWs . Mit dem Öffnen des Schalters 32 wird die Energie von der Induktivität 30 in den Speicherkondensator 22 verlagert. Die momentane Spannung über dem Speicherkondensator 22 (und der Induktivität 30) betrage in dem hier betrachteten Be¬ triebszustand 200 V. Der nach dem Öffnen des Schalters 32 von der Induktivität 30 getriebene Strom fällt mit di/dt = U/L = 200 V/100 μΗ = 2 '000 A/ms ab. Der Strom wird somit nach 50 yves. With the opening of the switch 32, the energy is shifted from the inductor 30 into the storage capacitor 22. The instantaneous voltage across the storage capacitor 22 (and the inductor 30) amounts to in the considered here Be ¬ operating state 200 V. The drops 32 driven by the inductor 30 current after opening of the switch with di / dt = U / L = 200 V / 100 μΗ = 2,000 A / ms from. The current is thus after
0,5 ys Null sein. Theoretisch könnte somit nach 5,2 ys ein neuer Ladevorgang beginnen. In der Praxis lässt man aber der Induktivität 30 noch etwas Zeit, um auszuschwingen . Im ange¬ gebenen Beispiel kann eine Schaltfrequenz von 100 kHz gewählt werden, so dass der nächste Ladevorgang nach 10 ys beginnt. Die aufgenommene Leistung ist 100 kHz · 50 yWs = 5 W. Die ab¬ gegebene Leistung ist aufgrund der Verluste etwas kleiner. Bezüglich der nachfolgend skizzierten Abschätzung der zu erwartenden Verluste beim Betrieb der Blitzleuchte 10 zeigt die Darstellung in FIG 4 die wesentlichen Elemente des als Aufwärtswandler ausgeführten Spannungswandlers 20 sowie die da- mit jeweils verbundenen, Verluste verursachenden parasitären Elemente . 0.5 ys be zero. Theoretically, a new load could start after 5.2 ys. In practice, however, the inductor 30 still leaves some time to swing out. In ¬ is passed, a switching frequency of 100 kHz can be selected so that the next charging process after 10 ys starts. The power consumed is 100 kHz × 50 YWS = 5 W. The ex ¬ given power is due to the losses somewhat smaller. With regard to the estimation of the losses to be expected in the operation of the flashlamp 10, which is sketched below, the illustration in FIG. 4 shows the essential elements of the voltage converter 20 designed as a boost converter as well as the associated each associated with parasitic elements causing losses.
Die Induktivität 30 umfasst eine ideale, verlustfrei angenom- mene Induktivität 36, in Serie dazu einen Widerstand 38 sowie parallel zu dieser Serienschaltung einen Kondensator 40. Der Widerstand 38 bildet zumindest den ohmschen Widerstand der Wicklung der Induktivität 30 nach. Es gibt aber weitere Ver¬ lustquellen, die ebenfalls in diesem Widerstand 38 zusammen- gefasst werden können. Die Kapazität des Kondensators 40 ergibt sich, weil in der Wicklung viele Drähte vorhanden sind, welche nahe beieinander liegen und nur durch dünne Die¬ lektrika getrennt sind. Es sind somit gewissermaßen viele kleine Kondensatoren vorhanden, die im Kondensator 40 zusam- mengefasst werden. The inductance 30 comprises an ideal, lossless inductance 36, in series with a resistor 38, and a capacitor 40 in parallel with this series circuit. The resistor 38 simulates at least the ohmic resistance of the winding of the inductance 30. But there are more Ver ¬ loss sources, which can also be summarized in this resistance 38th The capacitance of the capacitor 40 results because in the winding many wires are present, which are close to each other and are separated only by thin dielectrics ¬ . Thus, there are, so to speak, many small capacitors which are combined in the capacitor 40.
Als Induktivität 30 kommt für die Blitzleuchte 10 eine Induk¬ tivität 30 des Typs RLB9012-101KL des Unternehmens Bourns Inc. in Betracht. Diese hat nach Datenblatt folgende Eigen- schaffen: As inductor 30 comes for the flashing light 10 an induct ¬ tivity 30 of the type RLB9012-101KL the company Bourns Inc. into consideration. This has the following properties according to the data sheet:
Induktivität: 100 μΗ ± 10 % Inductance: 100 μΗ ± 10%
Ohmscher Widerstand: 0.28 Ω max Ohmic resistance: 0.28 Ω max
Resonanzfrequenz: 3.70 MHz min Resonance frequency: 3.70 MHz min
Parasitäre Kapazität: 18.5 pF Parasitic capacity: 18.5 pF
Gleichstrombelastbarkeit: 1.4 A max  DC load capacity: 1.4 A max
Der zulässige Strom ist mit 1,4 A höher als der weiter oben angegebene typische Wert von 1,0 A. In der Folge werden die Induktivität 30 größer und die Kosten höher sein, aber der Wirkungsgrad wird besser. The allowable current is 1.4A higher than the typical value of 1.0A given above. As a result, the inductance 30 will be larger and the cost higher, but the efficiency will be better.
Der Wert der Kapazität des Kondensators 40 kann aus der Reso¬ nanzfrequenz f leicht berechnet werden The value of the capacitance of the capacitor 40 can be easily calculated from the Reso ¬ nanzfrequenz f
(C = 1/4 n 2 f 2 L) . (C = 1/4 n 2 f 2 L).
Als Schalter 32 zum Betreiben des Spannungswandlers 20 wird zum Beispiel ein im Folgenden mitunter nur kurz als Transis- tor 42 bezeichneter N-Kanal MOS-FET verwendet. Eine Verwendung anderer Transistoren ist ebenso denkbar. Der jeweilige Transistor 42 weist einen Serienwiderstand 44 und eine Paral¬ lelkapazität 46 auf. Ein als Schalter 32 fungierender MOS-FET des Typs FET IRF740 hat die folgenden Eigenschaften: As a switch 32 for operating the voltage converter 20, for example, a hereinafter sometimes only briefly as Transis- gate 42 designated N-channel MOS-FET used. A use of other transistors is also conceivable. The respective transistor 42 has a series resistor 44 and a Paral ¬ lelkapazität 46. A FET IRF740 type MOS FET acting as a switch 32 has the following characteristics:
Widerstand zwischen Drain und Source im eingeschalteten Zustand: 0.55 Ω max Resistance between drain and source when switched on: 0.55 Ω max
Kapazität zwischen Drain und Source: 170 pF typ  Capacitance between drain and source: 170 pF typ
Drainstrom: 10 A max Drain current: 10 A max
Spannung zwischen Drain und Source: 400 V max  Voltage between drain and source: 400 V max
Der zulässige Strom beträgt 10 A und ist damit sehr viel grö¬ ßer als dies aufgrund des tatsächlichen maximalen Stromes nö- tig zu sein scheint. Der Transistor 42 ist aber keineswegs überdimensioniert. Wenn ein weniger leistungsfähiger Transistor 42 verwendet wird, sind zwar die Kosten geringer, der Wirkungsgrad ist aber ebenfalls deutlich reduziert. Bei der Diode 34 am Ausgang des Spannungswandlers 20 handelt es sich zum Beispiel um eine Schottky-Diode . Die Verluste in der Diode 34 sind verhältnismäßig gering und werden hier nicht berücksichtigt. Wenn allerdings eine ungeeignete Diode 34 verwendet wird, können die Verluste sehr groß werden. The permissible current is 10 A, making it much RESIZE ¬ SSSR than NÖ due to the actual maximum current seems to be tig. The transistor 42 is by no means oversized. If a less efficient transistor 42 is used, although the costs are lower, the efficiency is also significantly reduced. The diode 34 at the output of the voltage converter 20 is, for example, a Schottky diode. The losses in the diode 34 are relatively low and are not considered here. However, if an inappropriate diode 34 is used, the losses can become very large.
In der Abschätzung der Verluste wird angenommen, dass der Widerstand 38 der Induktivität 30 und der Widerstand 44 des Schalters 32 in Serie geschaltet sind. Ebenfalls wird ange¬ nommen, dass die Kapazität 40 der Induktivität 30 und die Ka- pazität 46 des Schalters 32 parallel geschaltet sind, obwohl die eine Kapazität 40 auf die positive Eingangsspannung und die andere Kapazität 46 auf die Masse bezogen sind. In the estimation of the losses, it is assumed that the resistor 38 of the inductor 30 and the resistor 44 of the switch 32 are connected in series. Is likewise ¬ accepted that the capacitance 40 of the inductance 30 and the capacitance 46 of the switch 32 are connected in parallel, although the capacity 40 are referenced to the positive input voltage and the other capacitance 46 to ground.
Der Verlust im resultierenden Gesamtwiderstand R als Funktion des momentanen Stroms I±nst ist: The loss in the resulting total resistance R as a function of the instantaneous current I ± n st is:
P = T 2 · P. P = T 2 .P.
rRinst inst Der von der Eingangsspannung Uin abhängige momentane Strom ist : rinst inst The instantaneous current dependent on the input voltage Ui n is:
!inst = t · Uin/L inst = t · U in / L
Die für den Ladevorgang benötigte Zeit ist: T = Imax / di/dt = L · Imax / Uin The time required for the charging process is: T = I max / di / dt = L * I max / U in
Der aufgrund des Gesamtwiderstands resultierende Energiever¬ lust ist: The resulting due to the total resistance Energiever ¬ loss is:
ER = PLinst dt = !inst2 " R dt = J0 T t2 R Uin L* dt E R = PL inst dt =! Inst 2 " R dt = J 0 T t 2 RU in L * dt
Des Weiteren gilt: 0 t2 · R · Uin 2/L2 dt = 1/3 3 · R · Uin 2/L2 = ER Furthermore: 0 t 2 · R · U in 2 / L 2 dt = 1/3 3 · R · U in 2 / L 2 = E R
Die meisten Verluste werden in der Ladephase entstehen. In der Entladephase sind die Ströme ähnlich. Die Entladephase dauert aber wesentlich weniger lange. Somit können die Verluste in der Entladephase vernachlässigt werden. Most losses will occur in the loading phase. In the discharge phase, the currents are similar. The discharge takes much less time. Thus, the losses in the discharge phase can be neglected.
Am Ende der Ladephase verbleibt eine Ladung auf der parasitä¬ ren Kapazität 40. Die entsprechende Energie könnte mit einer geeigneten Schaltung teilweise zurückgewonnen werden. Weil der Aufwand verhältnismäßig groß ist, wird man in kleinen Aufwärtswandlern darauf verzichten. Die verbleibende, und so¬ mit verlorene Energie ist: At the end of the charging phase, a charge remains on the parasitä¬ ren capacity 40. The corresponding energy could be partially recovered with a suitable circuit. Because the effort is relatively large, one will do without in small boosters on it. The remaining, and so ¬ with lost energy:
Ec = ^ Uout 2 · C E c = ^ U out 2 · C
Die Verluste hängen vom Betriebszustand ab. Es wird angenom¬ men, dass dieser besonders ungünstig ist, indem die Eingangs¬ spannung Uin lediglich 12 V beträgt. Die Ladezeit T beträgt bei 12 V Eingangsspannung 8,33 ys, statt 4,2 ys bei 24 V, der gesamte Widerstand R ist 0,28 Ω + 0,55 Ω = 0,83 Ω. Wir erin¬ nern uns, dass die Induktivität 100 μΗ ist. Die momentane Ausgangsspannung Uout des Aufwärtswandlers und damit die am Speicherkondensator 22 anliegende Spannung sei 200 V. Die ge- samte Kapazität ist 18,5 pF + 170 pF = 185,5 pF. Der Strom, der am Ende des Ladezyklus erreicht werden soll, beträgt 1, 0 A. The losses depend on the operating condition. It is angenom ¬ men that this is particularly unfavorable by the input voltage Ui ¬ n only 12 volts. The charging time T is at 12 V input voltage 8.33 ys, instead of 4.2 ys at 24 V, the total resistance R is 0.28 Ω + 0.55 Ω = 0.83 Ω. We erin ¬ formers us that the inductance is 100 μΗ. The instantaneous output voltage U ou t of the boost converter and thus the voltage applied to the storage capacitor 22 is 200 V. The total capacitance is 18.5 pF + 170 pF = 185.5 pF. The current to be reached at the end of the charging cycle is 1, 0 A.
Somit können die Verluste innerhalb eines Ladezyklus wie folgt berechnet werden: Thus, the losses within a charging cycle can be calculated as follows:
T 8.33 ys T 8.33 ys
R 0.83 Ω  R 0.83 Ω
Um 12 V  At 12 v
L 100 μΗ  L 100 μΗ
ER 2,3 yWs E R 2.3 yWs
U0ut 200 V U 0 ut 200 V
c 188 pF c 188 pF
EC 3.8 yWsE C 3.8 yWs
Figure imgf000016_0001
Figure imgf000016_0001
Man wird sich erinnern, dass am Ende des Ladezyklus 50 yWs Energie in der Induktivität 30 vorhanden sind. Die abge¬ schätzten Verluste sind etwas mehr als 12 % davon, allerdings bei einem ungünstigen Betriebszustand. Die tatsächlichen Verluste werden noch etwas höher sein, weil einige Ursachen nicht berücksichtigt wurden. Beispielsweise werden durch die Ummagnetisierung im Ferrit weitere Verluste auftreten. Die Verluste in den parasitären Widerständen 38, 44 und in den parasitären Kapazitäten 40, 46 sind in einem zweckmäßig dimensionierten Spannungswandler 20 jeweils ähnlich groß. Man wird annehmen können, dass der Spannungswandler 20 in der gezeigten Dimensionierung nicht allzu weit vom Optimum entfernt ist. Wenn als Schalter 32 ein kleinerer FET 42 verwendet wird, ist dessen parasitäre Kapazität 46 kleiner, so dass die darin verbleibende Energie kleiner wird. Der parasitäre Wi¬ derstand 44 des FETs 42 wird aber größer, so dass die hier entstehenden Verluste größer sind. Es ist somit anzunehmen, dass die Schaltung noch etwas weniger Verluste aufweist, wenn ein im Vergleich zum IRF740 etwas kleinerer FET 42 verwendet wird . It will be recalled that at the end of the charging cycle 50 yWs of energy is present in the inductor 30. The abge ¬ estimated losses are slightly more than 12% of it, but with an unfavorable operating state. Actual losses will be slightly higher because some causes were not taken into account. For example, further losses will occur due to the remagnetization in the ferrite. The losses in the parasitic resistors 38, 44 and in the parasitic capacitances 40, 46 are in each case similarly large in a suitably dimensioned voltage converter 20. It will be appreciated that the voltage converter 20 is not too far from the optimum in the dimensions shown. When a smaller FET 42 is used as the switch 32, its parasitic capacitance 46 is smaller, so that the energy remaining therein becomes smaller. The parasitic resistance 44 of the FET 42, however, becomes larger, so that the here resulting losses are greater. It is therefore likely that the circuit will have slightly less loss if a slightly smaller FET 42 is used compared to the IRF740.
Bei dem hier beschriebenen Ansatz wird für den optimierten Betrieb der Blitzleuchte 10 davon ausgegangen, dass der Spannungswandler 20 so dimensioniert wurde, dass in einem typi¬ schen Betriebszustand annähernd die bestmöglichen Eigenschaf- ten erreicht werden. Auf dieser Basis wird hier aufgezeigt, wie der Wirkungsgrad verbessert werden kann, wenn der Spannungswandler 20 ausserhalb des typischen Betriebszustandes betrieben wird. Die Darstellung in FIG 5 zeigt den zeitlichen Spannungsverlauf über dem Speicherkondensator 22. Es wird angenommen, dass die Blitzleuchte 10 als lichtgebendes Element eine In the approach described here, the flash lamp 10 is assumed that the voltage converter 20 has been dimensioned so that the best possible Eigenschaf- be achieved th approximately in a typi ¬'s operating state for the optimized operation. On this basis, it is shown here how the efficiency can be improved if the voltage converter 20 is operated outside the typical operating state. The representation in FIG. 5 shows the temporal voltage curve over the storage capacitor 22. It is assumed that the flashing light 10, as a light-emitting element, has a
Blitzröhre 12 verwendet, dass der Speicherkondensator 22 auf 300 V geladen wird und dass der Lichtbogen in der Blitzröhre 12 erlischt, wenn die Spannung unterhalb von 50 V fällt. Flash tube 12 uses the storage capacitor 22 to be charged to 300V and that the arc in the flash tube 12 goes out when the voltage drops below 50V.
Der zeitliche Ablauf kann in vier Phasen unterteilt werden. In einer ersten Phase TL wird der Speicherkondensator 22 geladen (der Schalter 32 ist während der ersten Phase (Ladepha- se) TL periodisch mit der Schaltfrequenz f des Spannungswandlers 20 und der Einschaltdauer ED geschlossen und wird bei jeder weiteren ersten Phase TL wieder periodisch geschlossen) . Es besteht keine völlige Gewissheit, wann diese Phase beendet wird. Somit wird zwischen dem Ende dieser ersten Pha- se TL und dem Zünden des Blitzes als zweite Phase TW1 eine Wartephase angefügt. In einer dritten Phase TB wird die The timing can be divided into four phases. In a first phase TL, the storage capacitor 22 is charged (the switch 32 is periodically closed during the first phase (charge phase) TL with the switching frequency f of the voltage converter 20 and the duty cycle ED and is periodically closed again for each further first phase TL). , There is no complete certainty as to when this phase will end. Thus, a waiting phase is added as the second phase TW1 between the end of this first phase TL and the ignition of the flash. In a third phase TB the
Blitzröhre 12 gezündet und der Speicherkondensator 22 wird in kurzer Zeit entladen. Danach wird in einer weiteren, vierten Phase TW2 gewartet, bis sich die Spannungen stabilisiert ha- ben. Es wäre falsch, bereits während des Blitzes oder unmit¬ telbar danach den Spannungswandler 20 wieder einzuschalten (den Schalter 32 periodisch zu schließen) , da in der Folge sogenannter Afterglow entstehen kann, das heisst, dass als Folge der in der Blitzröhre 12 immer noch vorhandenen Ladungsträger ein unerwünschter Strom fließen kann. Der Schalter 32 ist also in den drei Phasen TW1, TB, und TW2 dauernd offen . Flash tube 12 ignited and the storage capacitor 22 is discharged in a short time. Thereafter, in a further, fourth phase TW2, the system waits until the voltages have stabilized. It would be wrong already during the flash or UNMIT ¬ telbar after the voltage converter 20 back on (the switch 32 periodically to close), as may occur as a result of so-called Afterglow, which means that as As a result of the charge carrier still present in the flash tube 12 an undesired current can flow. The switch 32 is thus permanently open in the three phases TW1, TB, and TW2.
Die gesamte Zeit zwischen zwei aufeinander folgenden Blitzen entspricht der Summe der vier Phasen TL, TW1, TB, TW2. Im Falle der üblichen Blitzfrequenz von 1 Hz ist diese Zeit 1.0 sec (eine Sekunde) . The total time between two consecutive flashes corresponds to the sum of the four phases TL, TW1, TB, TW2. In the case of the usual flash frequency of 1 Hz, this time is 1.0 sec (one second).
Die zweite Phase TW1 und die vierte Phase TW2 sollten mög¬ lichst kurz gehalten werden, da während dieser Zeit kein Strom aus der Leitung 14 bezogen wird. Die Leitung 14 wird somit nicht in der bestmöglichen Weise ausgenutzt. Die Dauer der dritten Phase TB ergibt sich aus den Eigenschaften der Blitzröhre 12 und ist üblicherweise deutlich kleiner als 1 ms. Die Dauer der ersten Phase TL sollte so lang wie mög¬ lich gemacht werden, um die Leitung 14 möglichst gut auszu¬ nutzen . The second phase TW1 and TW2 the fourth phase should be kept mög ¬ lichst short, since during this time no current from the line 14 is based. The line 14 is thus not exploited in the best possible way. The duration of the third phase TB results from the characteristics of the flash tube 12 and is usually significantly less than 1 ms. The duration of the first phase TL should be made ¬ Lich as long as mög to for For the line 14 as well as possible use ¬.
Man beachte, dass der Spannungswandler 20 nur über den Eingang des FETs 42 beeinflusst wird (mittels Steuersignalen von der Steuereinheit 26) und nicht über eine Messung des Stroms in der Induktivität 30, so wie dies in der US 4,687,081 ge- zeigt ist und häufig angewendet wird. Die Einflussmöglichkeit zur Optimierung ist demnach darauf beschränkt, den FET 42 über dessen Gate-Anschluss in bestmöglicher Weise anzusteuern . Wenn ein Spannungswandler 20 für die Verwendung in einerNote that the voltage converter 20 is influenced only by the input of the FET 42 (by means of control signals from the control unit 26) and not by measurement of the current in the inductor 30, as shown and frequently used in US 4,687,081 becomes. The possibility of influencing the optimization is therefore limited to the FET 42 via its gate connection in the best possible way to control. If a voltage converter 20 for use in a
Blitzleuchte 10 mit höchstmöglichem Wirkungsgrad gebaut wer¬ den soll, müssen einige Parameter bekannt sein, nämlich insbesondere die Eingangsspannung, die Spannung am Ausgang und damit über dem Speicherkondensator 22, und die abzugebende Energiemenge. Es ist auch nötig, die Eigenschaften der Bau¬ teile zu kennen, wobei die Induktivität 30 und der üblicher¬ weise als Schalter 32 verwendete N-Kanal MOS-FET 42 von be¬ sonderer Bedeutung sind. Wenn alle gewünschten Informationen vorliegen, kann festgelegt werden, mit welcher Wiederholfrequenz der Transistor 42 zum Leiten gebracht wird und wie lange er leitet und so das Magnetfeld in der Induktivität 30 aufgebaut wird. Die Entladephase, also die Zeit, in der das Magnetfeld wieder abgebaut und die Energie in den Speicher¬ kondensator 22 übergeleitet wird, kann dagegen nicht beein- flusst werden. Flashing beacon 10 is built with the highest possible efficiency ¬ who should know some parameters, namely in particular the input voltage, the voltage at the output and thus over the storage capacitor 22, and the amount of energy to be delivered. It is also necessary to know the characteristics of the construction ¬ parts, the inductance 30 and the usual ¬ as a switch 32 used N-channel MOS-FET 42 from be ¬ special importance. If all the information you want can be set, with which repetition frequency, the transistor 42 is made to conduct and how long it conducts, and so the magnetic field is built up in the inductance 30. The discharge phase, ie the time in which the magnetic field reduced again and the energy in the storage capacitor ¬ 22 is passed, however, can not be influenced.
Im einfachsten Fall sind die drei Parameter, nämlich Ein- gangsspannung, Ausgangsspannung und abgegebene Energiemenge, konstant. Es ist nun möglich, die Ansteuerung des Transistors 42 festzulegen und zu optimieren, wobei rechnerische und ex¬ perimentelle Methoden möglich sind. Bei einem Spannungswand¬ ler 20 zur Verwendung in einer Blitzleuchte 10 ist diese Vo- raussetzung aber nicht gegeben. Zum einen ist einer der Parameter, nämlich die abzugebende Energiemenge, von der ge¬ wünschten Helligkeit abhängig und kann eingestellt werden. Zum anderen ergibt sich der zweite Parameter, nämlich die Spannung am Eingang des Spannungswandlers 20, durch die Um- stände und ist nur im günstigsten Fall während der ganzenIn the simplest case, the three parameters, namely input voltage, output voltage and amount of energy delivered, are constant. It is now possible to set and control of the transistor 42 to optimize, and computational and ex ¬ perimental methods are possible. At a voltage wall ¬ ler 20 for use in a flash lamp 10 is out this Vo- reduction but not given. For one thing, one of the parameters, namely the amount of energy to be delivered, depending on the desired brightness and ge ¬ can be adjusted. On the other hand, the second parameter, namely the voltage at the input of the voltage converter 20, results from the circumstances and is only in the best case during the whole
Ladezeit konstant. Schließlich verändert sich der dritte Pa¬ rameter, nämlich die Spannung am Ausgang und damit am Speicherkondensator 22, während des Ladevorgangs von einem minimalen zu einem maximalen Wert. Charging time constant. Finally, the third Pa ¬ parameters, namely the voltage at the output and thus on the storage capacitor 22 during charging from a minimum to a maximum value changed.
Viele Spannungswandler 20 arbeiten mit einer konstanten Frequenz des Signals, mit dem der Transistor 42 mittels der Steuereinheit 26 angesteuert wird. Solche Spannungswandler 20 berücksichtigen eine sich verändernde Eingangsspannung, indem sie die Einschaltdauer so anpassen, dass die Energie in der Induktivität 30 gerade den maximal zulässigen Wert erreicht und somit keine Sättigung eintritt. Ein Spannungswandler 20 dieses Typs muss so dimensioniert werden, dass er die größt¬ mögliche benötigte Leistung abgeben kann, so dass der Spei- cherkondensator 22 innerhalb der zulässigen Zeit zwischen zwei Blitzen vollständig aufgeladen wird. Wenn eine kleinere Intensität der Blitzleuchte 10 eingestellt wird, ist die be¬ nötigte Energie zwar kleiner, die abgegebene Leistung bleibt aber gleich, so dass der Speicherkondensator 22 in kürzerer Zeit aufgeladen wird. Die Folge ist, dass die Leitung 14, über welche die Energie zugeführt wird, nicht gleichmäßig be¬ lastet wird, so dass deren Übertragungskapazität nicht in bestmöglicher Art ausgenutzt wird. Many voltage transformers 20 operate at a constant frequency of the signal with which the transistor 42 is driven by the control unit 26. Such voltage transformers 20 take into account a changing input voltage by adjusting the duty cycle so that the energy in the inductance 30 just reaches the maximum allowable value and thus no saturation occurs. A voltage converter 20 of this type must be dimensioned so that it can deliver the largest possible power ¬ required, so that the storage capacitor 22 is completely charged within the allowable time between two flashes. If a smaller intensity of the flash light is set 10 ¬ be forced energy is smaller, the power output remains but the same, so that the storage capacitor 22 is charged in a shorter time. The result is that the line 14, via which the energy is supplied, is not uniformly be ¬ overloaded, so that the transmission capacity is not utilized in the best possible way.
Es ist möglich, die gewünschte Intensität des von der Blitz¬ leuchte 10 abgegebenen Lichtsignals und damit die abgegebene Leistung zu berücksichtigen, indem entweder die Einschaltdau- er reduziert wird, so dass in jedem Zyklus eine kleinereIt is possible to take into account the desired intensity of the light signal emitted by the flash ¬ light 10 and thus the output power by either the Einschaltdau- er is reduced, so that in each cycle a smaller
Energiemenge in der Induktivität 30 gespeichert wird, oder indem die Frequenz des Spannungswandlers 20 verringert wird. Amount of energy is stored in the inductance 30, or by the frequency of the voltage converter 20 is reduced.
Der Wirkungsgrad ist ebenfalls von der Ausgangsspannung des Spannungswandlers 20 abhängig, die sich aber während des La¬ devorgangs dauernd verändert. Es ist kein Spannungswandler 20 bekannt, welcher die momentane Spannung an seinem Ausgang berücksichtigt. Ebenso ist kein Spannungswandler 20 bekannt, welcher die drei Parameter Eingangsspannung, momentane Aus- gangsspannung und abzugebende Energiemenge gleichzeitig be¬ rücksichtigt, um die Schaltfrequenz und die Einschaltdauer des Spannungswandlers 20 in bestmöglicher Weise festzulegen. The efficiency is also dependent on the output voltage of the voltage converter 20, but changes continuously during La ¬ devorgangs. There is no known voltage converter 20, which takes into account the instantaneous voltage at its output. Similarly, no voltage transformer 20 is known, which input voltage the three parameters input voltage, current training and amount of energy to be delivered ¬ be taken into account at the same time, to set the switching frequency and the duty cycle of the voltage converter 20 in the best possible way.
Mit der hier vorgelegten Beschreibung wird ein Spannungswand- 1er 20 vorgeschlagen, welcher die drei erwähnten ParameterWith the description presented here, a voltage transformer 20 is proposed which comprises the three parameters mentioned
(Eingangsspannung, momentane Ausgangsspannung und abzugebende Energiemenge) berücksichtigt, insbesondere ein Spannungswand¬ ler 20, welcher regelmäßig, insbesondere in jedem (Input voltage, instantaneous output voltage and amount of energy to be delivered) taken into account, in particular a Spannungswand ¬ ler 20, which regularly, especially in each
Wandlerzyklus, die Schaltfrequenz f sowie eine Einschaltdauer ED des Transistors 42 in bestmöglicher Weise festlegt. Ein Wandlerzyklus beginnt, wenn der Transistor 42 eingeschaltet wird, und endet, wenn der gleiche Transistor 42 am Beginn des nächstfolgenden Wandlerzyklus wieder eingeschaltet wird. Die Länge des Wandlerzyklus ist somit der Kehrwert der Converter cycle, the switching frequency f and a duty cycle ED of the transistor 42 determines in the best possible way. A converter cycle begins when the transistor 42 is turned on and ends when the same transistor 42 is turned on again at the beginning of the next conversion cycle. The length of the converter cycle is thus the reciprocal of
Wandlerfrequenz. Unter Annahme einer typischen Converter frequency. Assuming a typical
Wandlerfrequnez von 100 kHz ist die Länge des Wandlerzyklus 10 ys . Die Länge eines typischen Wandlerzyklus wurde früher zu 4,2 ms berechnet, so dass in einem Ladezyklus 420 Wandlerzyklen stattfinden. Wenn in jedem Wandlerzyklus die Parameter f und ED neu berechnet werden, sind somit in einem Ladezyklus 420 Rechenvorgänge nötig. Es kann aber auch genü¬ gen, innerhalb eines Ladezyklus mehrmals die bestmöglichen Parameter zu bestimmen, so dass die Parameter während einiger aufeinander folgender Wandlerzyklen gleich bleiben. Converter frequency of 100 kHz is the length of the converter cycle 10 ys. The length of a typical converter cycle was previously calculated to be 4.2 ms, so that in a load cycle 420 Converter cycles take place. If the parameters f and ED are recalculated in each converter cycle, 420 arithmetic operations are thus required in one load cycle. But it can also genü ¬ gen several times to determine the best possible parameters within a charging cycle so that the parameters during several consecutive conversion cycles remain the same.
Spannungswandler in der üblichen Bauform, jedoch ohne die obenstehend beschriebene Optimierung der Parameter, müssen die Eingangsspannung, die Spannung über dem Speicherkondensator und die abzugebende Energiemenge kennen, um in zweckmäßi¬ ger Form funktionieren zu können. Die vorgeschlagene Optimie¬ rung der Parameter ergibt somit keinen zusätzlichen Aufwand an Hardware. Allerdings steigt der während der Ladephase er- forderliche Rechenaufwand an. Zeitgemäße Steuerrechner sind aber so leistungsfähig, dass dieser zusätzliche Aufwand nicht von Bedeutung ist. Voltage transformers in the usual design, but without the optimization of the parameters described above, must know the input voltage, the voltage across the storage capacitor and the amount of energy to be delivered in order to function in zweckmäßi ¬ ger form. The proposed optimization ¬ tion of the parameters thus provides no additional amount of hardware. However, the computational effort required during the loading phase increases. However, modern control computers are so powerful that this additional effort is not important.
Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, aufgrund der drei er- wähnten Parameter sowie der Eigenschaften der Induktivität 30 und des Transistors 42 die Schaltfrequenz f und die Ein¬ schaltdauer ED zu berechnen. Diese Rechnung ist aber extrem aufwändig. Erschwerend kommt hinzu, dass die Eigenschaften der Bauteile nur mit ungenügender Genauigkeit bekannt sind. Auch im Rahmen einer grundsätzlich möglichen Simulation, welche die Funktion des Spannungswandlers 20 nachbildet, ist die angestrebte Optimierung kaum möglich, denn die Genauigkeit einer solchen Simulation ist begrenzt und der Aufwand ist sehr hoch. Basically it is possible to calculate the switching frequency f and the one ¬ switching duration ED due to the three ER-mentioned parameters as well as the characteristics of the inductor 30 and the transistor 42nd This bill is extremely complex. To make matters worse, that the properties of the components are known only with insufficient accuracy. Even within the scope of a fundamentally possible simulation, which replicates the function of the voltage converter 20, the desired optimization is hardly possible because the accuracy of such a simulation is limited and the complexity is very high.
In einem wirtschaftlich herzustellenden Spannungswandler 20 sind vereinfachte Methoden zur Bestimmung der optimalen In an economically feasible voltage converter 20 are simplified methods for determining the optimum
Schaltfrequenz f und Einschaltdauer ED nötig. Hierzu werden drei grundsätzlich gleichwertige Methoden vorgeschlagen. Switching frequency f and duty cycle ED necessary. For this purpose, three basically equivalent methods are proposed.
In einer ersten Ausführungsform wird ein Prototyp des Spannungswandlers 20 aufgebaut und der Wirkungsgrad durch Verän¬ dern der Schaltfrequenz f und der Einschaltdauer ED opti- miert. Die drei Parameter Eingangsspannung, Ausgangsspannung und abzugebende Energiemenge werden in systematischer Weise verändert und für jede Kombination die bestmögliche Schalt¬ frequenz f und Einschaltdauer ED bestimmt. Für jeden der zwei Parameter Eingangsspannung und Ausgangsspannung werden zum Beispiel sechzehn Werte aufgenommen, so dass sich 256 Kombi¬ nationen (162) ergeben. Für den Parameter abzugebende Energiemenge genügen in einer Blitzleuchte der üblichen Art vier Werte, so dass schließlich 162 · 4 = 1'024 Kombinationen mög- lieh sind. Der Vorgang der Ermittlung dieser Werte kann automatisiert werden, so dass sich der Umstand, dass die Ermitt¬ lung zeitaufwändig ist, relativiert. Zudem muss die Ermitt¬ lung dieser Werte nur einmal ausgeführt werden. Das Ergebnis wird in einer Festwerttabelle (Lookup-Tabelle) , zum Beispiel einer Festwerttabelle mit 1'024 Einträgen zu 8 oder 16 bit, oder dergleichen in der Steuereinheit 26 der Blitzleuchte 10 abgelegt . In a first embodiment, a prototype of the voltage converter 20 is constructed and the efficiency by modifiers ¬ countries of the switching frequency f and the duty cycle ED opti- mized. The three parameters input voltage, output voltage and amount of energy to be dispensed are changed in a systematic manner and for each combination the best possible switching ¬ frequency f and duty cycle ED determined. For each of the two parameters input voltage and output voltage for example, sixteen values are recorded, so that there are 256 combi nations ¬ (16 2). For the parameter quantity of energy to be delivered, four values suffice in a flashing light of the usual type, so that finally 16 2 × 4 = 1024 combinations are possible. The process of determining these values can be automated, so that the fact that the Determined ¬ development is time consuming relativized. In addition, the Determined ¬ development of these values has to be done only once. The result is stored in a fixed value table (lookup table), for example a fixed value table with 1024 entries of 8 or 16 bits, or the like, in the control unit 26 of the flashlamp 10.
Dazu zeigt die Darstellung in FIG 6 in symbolischer Form den Inhalt einer solchen Tabelle 48. Mit Uin(l) bis Uin(k), Uout(l) bis U0ut (m) sowie E (1) bis E (n) sind die angenommenen Werte für die Eingangsspannung υ±η, die Ausgangsspannung Uout und die jeweils vorgegebene abzugebende Energiemenge zum Erhalt der gewünschten Lichtleistung der Blitzleuchte 10 bezeichnet. Zu jedem aufgenommenen Werttupel gehört eine in der Tabelle 48 in derselben Zeile gespeicherte bestmögliche Schaltfre¬ quenz f und Einschaltdauer ED. Die Tabelle 48 ist zum Beispiel in einem Speicher (nicht gezeigt) der Steuereinheit 26 hinterlegt. Beim Betrieb der Blitzleuchte 10 wird anhand der jeweiligen tatsächlichen Werte für die Eingangsspannung υ±η, die Ausgangsspannung Uout sowie die jeweils vorgegebene ge¬ wünschte Lichtleistung die Zeile der Tabelle 48 mit den nächstliegenden Werten ermittelt und dort wird die für diese Werte der Parameter hinterlegte Schaltfrequenz f und Ein- schaltdauer ED ausgelesen. Die Steuereinheit 26 erzeugt da¬ raufhin ein Steuersignal zur Ansteuerung des Schalters 32 des Spannungswandlers 20 mit dieser Schaltfrequenz f und einer Pulsbreite entsprechend der Einschaltdauer ED. Die Steuerein- heit 26 gibt dieses Steuersignal an den Schalter 32 des Span¬ nungswandlers 20 aus und beaufschlagt entsprechend den Span¬ nungswandler 20 mit der jeweils ausgelesenen Schaltfrequenz f und der ebenfalls ausgelesenen Einschaltdauer ED. For this purpose, the representation in FIG. 6 shows in symbolic form the content of such a table 48. With U in (1) to U in (k), U out (1) to U 0 ut (m) and E (1) to E ( n), the assumed values for the input voltage υ ± η , the output voltage U ou t and the respective predetermined amount of energy to be delivered to obtain the desired light output of the flashing beacon 10 are designated. For each recorded value tuples heard a stored in the table 48 in the same row best Schaltfre acid sequence f and duty cycle ED. The table 48 is stored, for example, in a memory (not shown) of the control unit 26. During operation of the flash lamp 10 is η on the basis of the respective actual values for the input voltage υ ±, the output voltage Uout as well as the respective predetermined ge ¬ desired light output 48 determines the row of the table with the closest values, where it is the deposited for these values of the parameters switching frequency f and switch-on duration ED. The control unit 26 generates as ¬ raufhin a control signal for driving the switch 32 of the voltage converter 20 with this switching frequency f and a pulse width corresponding to the duration ED. The tax standardized 26 outputs this control signal to the switch 32 of the clamping ¬ voltage converter 20 and applied in accordance with the clamping ¬ voltage transformer 20 with the respectively read switching frequency f and the duty cycle ED also read out.
In einer zweiten Ausführungsform werden die bestmöglichen Werte für die Schaltfrequenz f und Einschaltdauer ED bestimmt, wenn die drei Parameter ihre Grenzwerte annehmen oder in der Nähe der Grenzwerte liegen. Es sind insgesamt acht Kombinationen möglich. Wenn die Parameter innerhalb diesesIn a second embodiment, the best possible values for the switching frequency f and duty cycle ED are determined when the three parameters reach their limits or are close to the limits. There are a total of eight combinations possible. If the parameters are within this
Bereichs liegen, wird die Schaltfrequenz f und die Einschalt¬ dauer ED durch eine mittels der Steuereinheit 26 durchgeführte lineare Interpolation bestimmt. Dazu zeigt die Darstellung in FIG 7 in symbolischer Form den Inhalt einer solchen Tabelle 48. Mit UiNmin und UiNmax, U0uTmin und UouTmax sowie Emin und Emax sind die jeweiligen Minimal- und Maximalwerte für die Eingangsspannung υ±η, die Ausgangsspan¬ nung Uout und die jeweils zum Erhalt der gewünschten Licht- leistung der Blitzleuchte 10 vorgegebene abzugebende Energie¬ menge bezeichnet. Zu jedem Werttupel gehören in der Tabelle 48 in derselben Zeile gespeicherte Werte für die Schaltfre¬ quenz f und die Einschaltdauer ED. Diese Werte können beispielsweise als fmin/min/min/ EDmin/min/min, fmax/min/min usw. bezeichnet werden Range, the switching frequency f and the switch ¬ duration ED is determined by a means of the control unit 26 performed linear interpolation. For this purpose, the representation in FIG. 7 shows in symbolic form the content of such a table 48. With Ui Nm i n and Ui Nmax , U 0 uTmin and UouTmax and E m in and E max are the respective minimum and maximum values for the input voltage υ ± η, the output clamping voltage U ou ¬ t and each for obtaining the desired light power of the flash lamp 10 denotes predetermined energy to be delivered ¬ quantitative. For each value tuples are in the table 48 in the same row stored values for the Schaltfre acid sequence f and the duty cycle ED. These values can be called, for example f min / min / min / m ED in / min / min, f max / min / min, etc.
Auch eine solche Tabelle 48 ist zum Beispiel in einem Spei¬ cher der Steuereinheit 26 hinterlegt. Also, such a table 48 is stored for example in a SpeI ¬ cher the control unit 26th
Beim Betrieb der Blitzleuchte 10 werden anhand der jeweiligen tatsächlichen Werte für die Eingangsspannung υ±η, die Aus¬ gangsspannung Uout sowie die jeweils vorgegebene abzugebende gewünschte Energiemenge die Werte der Schaltfrequenz f und der Einschaltdauer ED mit linearer Interpolation bestimmt. During operation of the flash lamp 10 from the output voltage Uout as well as ¬ each predetermined to be dispensed desired amount of energy to be f and the duty cycle ED determines the values of the switching frequency with linear interpolation using the respective actual values for the input voltage υ ± η.
Die Interpolation kann in der Weise durchgeführt werden, die sich bestmöglich für das Rechenwerk des verwendeten Steuer- rechners der Steuereinheit 26 eignet. Beispielsweise kann die Interpolation in folgender Weise ausgeführt werden. The interpolation can be carried out in the best way possible for the arithmetic unit of the control system used. computer of the control unit 26 is suitable. For example, the interpolation can be carried out in the following manner.
1. Schritt Step 1
Die Ausgangsgröße f wird gleich dem optimalen Wert für die minimalen Werte von Eingangsspannung, Ausgangsspannung und abzugebender Energiemenge gesetzt, so dass gilt: The output f is set equal to the optimum value for the minimum values of input voltage, output voltage and amount of energy to be delivered, so that:
f fmin/min/min f - fmin / min / min
2. Schritt 2nd step
Die Abhängigkeit von der Eingangsspannung wird berücksichtigt, indem zuerst die Steigung bestimmt wird: The dependence on the input voltage is taken into account by first determining the slope:
( fmax/min/min fmin/min/min ) / ( u INmax U INmin I (fmax / min / min fmin / min / min) / (u INmax U INmin I
Die optimale Schaltfrequenz wird durch die Multiplikation der Eingangssspannung Um mit der Steigung bestimmt und zu der Schaltfrequenz fmin/min/min hinzugefügt, so dass sich ergibt: f fmin/min/min The optimum switching frequency is determined by multiplying the input voltage Um by the slope and added to the switching frequency fmin / min / min to give: f - fmin / min / min
+ Uin ( fmax/min/min fmin/min/min ) / ( u INmax U INmin I + U in (fmax / min / min fmin / min / min) / (u INmax U INmin I
Es ist zu beachten dass die Steigung auch negativ sein kann. It should be noted that the slope can also be negative.
3. Schritt 3rd step
Die Abhängigkeit von der Ausgangsspannung wird berücksichtigt, indem wiederum die Steigung berechnet wird: The dependence on the output voltage is taken into account by calculating the slope again:
( fmin/max/min fmin/min/min ) / ( Uouimax Uouimin ) (fmin / max / min - fmin / min / min) / (Uouimax - Uouimin)
Die Ausgangsspannung wird mit der Steigung multipliziert und zu dem vorher berechneten Wert der Schaltfrequenz hinzuge- fügt : f fmin/min/min The output voltage is multiplied by the slope and added to the previously calculated value of the switching frequency: f - fmin / min / min
+ Uin ( fmax/min/min fmin/min/min ) / ( u INmax U INmin I Uout ( fmin/max/min fmin/min/min ) / ( UOUT ':max + U in (fmax / min / min fmin / min / min) / (u INmax U INmin I Uout (fmin / max / min fmin / min / min) / (UOUT ': max
4. Schritt Die gewünschte abzugebende Energiemenge E wird in gleicharti¬ ger Weise berücksichtigt: f = f min/min/min +
Figure imgf000025_0001
Step 4 The desired quantity to be delivered energy E is taken into account in gleicharti ¬ ger manner: f = f min / min / min +
Figure imgf000025_0001
Es sind auch andere, gleichwertige Rechenverfahren möglich, insbesondere wenn der Wunsch besteht, auf Divisionen zu ver- ziehten. Other equivalent computational methods are possible, especially if there is a desire to divert to divisions.
5. Schritt 5th step
Die optimale Einschaltdauer ED wird in gleichartiger Weise wie die optimale Schaltfrequenz f bestimmt. The optimum duty cycle ED is determined in a similar manner as the optimum switching frequency f.
Wenn die Werte der optimalen Schaltfrequenz f und Einschaltdauer ED in stark nichtlinearer Weise von den Eingangsgrößen abhängen, kann die lineare Interpolation zu großen Fehlern führen. Eine Interpolation höherer Ordnung führt zu besseren Ergebnissen. Allerdings genügt es nun nicht mehr, lediglich die optimalen Parameter bei den Extremwerten oder in der Nähe der Extremwerte der Eingangsgrößen anzugeben, sondern es sind auch Stützstellen innerhalb des Wertebereichs nötig. Es ist somit eine Tabelle erforderlich, die derjenigen ähnelt, die in FIG 6 gezeigt wird, die aber weniger Werte enthält. If the values of the optimum switching frequency f and duty cycle ED depend strongly on the input variables in a highly non-linear manner, the linear interpolation can lead to large errors. A higher-order interpolation leads to better results. However, it is no longer sufficient to specify only the optimal parameters at the extreme values or in the vicinity of the extreme values of the input variables, but also interpolation points within the value range are necessary. Thus, a table similar to that shown in FIG. 6 but containing fewer values is required.
Die zu verwendenden Verfahren sind wesentlich komplizierter als im Falle der linearen Interpolation. Es ist nicht nötig, sie hier in allen Einzelheiten zu beschreiben, da sie dem Fachmann grundsätzlich bekannt sind. The methods to be used are much more complicated than in the case of linear interpolation. It is not necessary to describe them in detail here, since they are generally known to the person skilled in the art.
Mit den bestimmten optimalen Werten für die Schaltfrequenz f und die Einschaltdauer ED erzeugt die Steuereinheit 26 da¬ raufhin ein Steuersignal zur Ansteuerung des Schalters 32 des Spannungswandlers 20 mit dieser Schaltfrequenz f und einer Pulsbreite entsprechend der Einschaltdauer ED. Die Steuerein- heit 26 gibt dieses Steuersignal an den Schalter 32 des Span¬ nungswandlers 20 aus und beaufschlagt entsprechend den Span¬ nungswandler 20 mit der jeweils ausgelesenen Schaltfrequenz f und der ebenfalls ausgelesenen Einschaltdauer ED. In einer dritten Ausführungsform wird ein vollständiges oder vereinfachtes Gleichungssystem zur Bestimmung der optimalen Schaltfrequenz f und Einschaltdauer ED in Abhängigkeit von den drei Parametern verwendet. Dieses Gleichungssystem wird genügend häufig mittels der Steuereinheit 26 gelöst, insbe- sondere in jedem Zyklus des Spannungswandlers 20 oder wenigs¬ tens in einigen wenigen Zyklen neu gelöst. Das Gleichungssys¬ tem ist zusammen mit einer Funktionalität zum Lösen des Glei¬ chungssystems zum Beispiel in einem Speicher der Steuereinheit 26 hinterlegt. Beim Betrieb der Blitzleuchte 10 wird an- hand der jeweiligen tatsächlichen Werte für die Eingangsspannung Uin, die Ausgangsspannung Uout sowie die jeweils vorgege¬ bene gewünschte Lichtleistung das Gleichungssystem gelöst, woraufhin die Steuereinheit 26 ein Steuersignal zur Ansteue¬ rung des Schalters 32 des Spannungswandlers 20 mit der je- weils resultierenden Schaltfrequenz f und einer Pulsbreite entsprechend der resultierenden Einschaltdauer ED erzeugt. Die Steuereinheit 26 gibt dieses Steuersignal an den Schalter 32 des Spannungswandlers 20 aus und beaufschlagt entsprechend den Spannungswandler 20 mit der jeweils berechneten Schalt- frequenz f und der ebenfalls berechneten Einschaltdauer ED. With the determined optimum values for the switching frequency f and the Duty cycle, the control unit 26 as ¬ f raufhin a control signal for driving the switch 32 of the voltage converter 20 at this switching frequency and a pulse width corresponding to the duration ED. The control inputs standardized 26 outputs this control signal to the switch 32 of the clamping ¬ voltage converter 20 and applied in accordance with the clamping ¬ voltage transformer 20 with the respectively read switching frequency f and the duty cycle ED also read out. In a third embodiment, a complete or simplified equation system is used to determine the optimum switching frequency f and duty cycle ED as a function of the three parameters. This system of equations is sufficiently frequently achieved by means of the control unit 26, and in particular in each cycle of the voltage converter 20 or ¬ Wenig least newly dissolved in a few cycles. The Gleichungssys ¬ system is stored together with a functionality for releasing the sliding ¬ surveillance system, for example in a memory of the control unit 26th During operation of the flash lamp 10 is turned on hand of the respective actual values for the input voltage U, the output voltage U out as well as each specified differently bene desired light output solve the equation system, whereupon the control unit 26 a control signal for dently ¬ tion of the switch 32 of the voltage converter 20 generated with the respective resulting switching frequency f and a pulse width corresponding to the resulting duty cycle ED. The control unit 26 outputs this control signal to the switch 32 of the voltage converter 20 and acts in accordance with the voltage converter 20 with the respectively calculated switching frequency f and the likewise calculated duty cycle ED.
Die drei angegebenen Verfahren legen die Schaltfrequenz f des Spannungswandlers 20 und die Einschaltdauer ED des Transis¬ tors 42 in bestmöglicher Weise so fest, dass der Speicherkon- densator 22 gerade am Ende der zulässigen Zeit die erforderliche Spannung aufweist. Der Spannungswandler 20 wird mittels der Steuereinheit 26 mit den jeweils resultierenden Werten beaufschlagt, indem die Steuereinheit 26 zur Ansteuerung des Schalters 32 des Spannungswandlers 20 ein Steuersignal mit der jeweiligen Schaltfrequenz f und einer die Einschaltdauer ED des Schalters 32 festlegenden Pulsbreite ausgibt. Es ist nicht zu verkennen, dass die drei vorgeschlagenen Verfahren eine notwendig beschränkte Genauigkeit aufweisen. Es ist daher möglich, dass der Speicherkondensator 22 bereits vor dem Ende der zulässigen Zeit aufgeladen ist oder dass er innerhalb dieser Zeit nicht vollständig aufgeladen wird. The three specified methods set the switching frequency f of the voltage converter 20 and the duty cycle ED of Transis ¬ sector 42 in the best possible manner so that the storage capacitor 22 capacitor just at the end of the allowable time has the required voltage. The voltage converter 20 is acted upon by the control unit 26 with the respective resulting values by the control unit 26 for controlling the Switch 32 of the voltage converter 20 outputs a control signal with the respective switching frequency f and a duty cycle of the switch 32 defining pulse width. It can not be ignored that the three proposed methods have a necessarily limited accuracy. It is therefore possible that the storage capacitor 22 is already charged before the end of the allowable time or that it is not fully charged within this time.
Bei einer speziellen Realisierung des hier vorgeschlagenen Ansatzes kann daher bei jeder der drei beschriebenen Ausführungsformen eine zusätzliche Einrichtung vorgesehen sein, welche feststellt, ob der Speicherkondensator 22 innerhalb der dafür vorgesehenen Zeit, also innerhalb der Ladephase TL, vollständig aufgeladen wird. Falls dies nicht der Fall ist und der Ladevorgang entweder zu früh oder zu spät beendet wird, wird ein Korrekturwert berechnet. Dieser wird in einer Regelschleife verwendet, um beispielsweise den Wert der ge- wünschten Energie und in der Folge die Berechnung der Schalt¬ frequenz f und der Einschaltdauer ED so zu beeinflussen, dass der Speicherkondensator 22 möglichst genau zum Ende der Ladephase TL vollständig geladen ist. Die Berechnung des Korrek¬ turwerts erfolgt zum Beispiel mittels der Steuereinheit 26. In a specific implementation of the approach proposed here, therefore, an additional device can be provided in each of the three described embodiments, which determines whether the storage capacitor 22 is completely charged within the time provided, ie within the charging phase TL. If this is not the case and the charging process is terminated either too early or too late, a correction value is calculated. This is used in a control loop in order to influence, for example, the value of the desired energy, and subsequently the calculation of the switching ¬ frequency f and the duty cycle ED so that the storage capacitor 22 is precisely as possible fully charged at the end of the charging phase TL. The calculation of the corrective ¬ turwerts done, for example by means of the control unit 26th
Obwohl die Erfindung im Detail durch das Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, -s-θ- ist die Erfindung nicht durch das oder die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Although the invention has been further illustrated and described in detail by the exemplary embodiment, the invention is not limited by the disclosed example (s), and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Claims

2 b Patentansprüche 2 b claims
1. Verfahren zum Betrieb einer Blitzleuchte (10), welche ein lichtgebendes Element (12, 12'), einen Spannungswandler (20) und ausgangsseitig des Spannungswandlers (20) einen als Ener¬ giespeicher fungierenden Speicherkondensator (22) umfasst, wobei zur optimierten Festlegung einer Schaltfrequenz und einer Einschaltdauer des Spannungswandlers (20) eine am Span¬ nungswandler (20) anliegende Eingangsspannung, eine am Aus- gang des Spannungswandlers (20) und damit die über dem Spei¬ cherkondensator (22) anliegende Spannung sowie schließlich eine vorgegebene oder vorgebbare abzugebende Energiemenge be¬ rücksichtigt werden. 1. A method for operating a flashing light (10), which comprises a light-emitting element (12, 12 '), a voltage converter (20) and the output side of the voltage converter (20) acting as a energy storage capacitor ¬ memory (22), wherein for optimized determination a switching frequency and a duty cycle of the voltage converter (20) an input voltage at the voltage converter ¬ (20), one at the output of the voltage converter (20) and thus the voltage over the Spei ¬ cherkondensator (22) applied voltage and finally a predetermined or predetermined energy to be dispensed be taken into account .
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zur optimierten Festlegung einer Schaltfrequenz und einer Einschaltdauer des Spannungswandlers (20) ein Prototyp oder ein Modell des Span¬ nungswandlers (20) verwendet wird, 2. The method of claim 1, wherein a prototype or a model of the clamping ¬ voltage converter (20) is used for optimized determination of a switching frequency and a duty cycle of the voltage converter (20),
- wobei die drei Parameter Eingangsspannung, Ausgangsspannung und abzugebende Energiemenge in systematischer Weise verän¬ dert werden und für jede Kombination die bestmögliche - In which the three parameters input voltage, output voltage and amount of energy to be emitted are changed in a systematic manner ¬ changed and for each combination the best possible
Schaltfrequenz und Einschaltdauer bestimmt wird,  Switching frequency and duty cycle is determined
- wobei für jeden der drei Parameter eine vorgegebene oder vorgebbare Anzahl von Werten aufgenommen und in einer automatisch auswertbaren Tabelle (48) abgespeichert werden und - Wherein for each of the three parameters a predetermined or predetermined number of values are recorded and stored in an automatically evaluable table (48) and
- wobei beim Betrieb der Blitzleuchte (10) anhand der jewei¬ ligen tatsächlichen Eingangsspannung, Ausgangsspannung sowie der vorgegebenen oder vorgebbaren abzugebenden Energiemenge anhand der Tabelle (48) die jeweils bestmögliche Schaltfrequenz und Einschaltdauer ausgewählt und der Spannungswandler (20) damit beaufschlagt wird. - Wherein operation of the flashing light (10) based on the jewei ¬ term actual input voltage, output voltage and the predetermined or specifiable amount of energy to be delivered based on the table (48) each selects the best possible switching frequency and duty cycle and the voltage converter (20) is acted upon.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zur optimierten Festlegung einer Schaltfrequenz und einer Einschaltdauer des Span- nungswandlers (20) die bestmöglichen Werte für die Schaltfre¬ quenz und die Einschaltdauer bestimmt werden, wenn die drei Parameter Eingangsspannung, Ausgangsspannung und abgegebene Energiemenge ihre Grenzwerte annehmen oder in der Nähe der Grenzwerte liegen, und die resultierenden Werte in einer automatisch auswertbaren Tabelle (48) abgespeichert werden, und gegebenenfalls auch Stützwerte innerhalb dieses Bereichs ab¬ gespeichert werden, wobei beim Betrieb der Blitzleuchte (10) anhand einer jeweiligen tatsächlichen Eingangsspannung, Ausgangsspannung sowie der vorgegebenen oder vorgebbaren Leistung sowie anhand der Tabelle (48) durch Interpolation die jeweils bestmögliche Schaltfrequenz und Einschaltdauer ausge¬ wählt und der Spannungswandler (20) damit beaufschlagt wird. 3. The method of claim 1, wherein for optimal determination of a switching frequency and a duty cycle of the voltage converter (20) the best possible values for the Schaltfre ¬ frequency and the duty cycle are determined when the three parameters input voltage, output voltage and amount of energy delivered their limits or near the Limits lie, and the resulting values are stored in an automatically evaluable table (48), and possibly also support values are stored within this range from ¬ , wherein during operation of the flashing light (10) based on a respective actual input voltage, output voltage and the predetermined or predetermined Performance and based on the table (48) by interpolation the best possible switching frequency and duty cycle ¬ selected and the voltage converter (20) is thus applied.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zur optimierten Festlegung einer Schaltfrequenz und einer Einschaltdauer des Spannungswandlers (20) ein vollständiges oder vereinfachtes Glei¬ chungssystem zur Bestimmung der optimalen Schaltfrequenz und Einschaltdauer in Abhängigkeit von den drei Parametern verwendet wird und wobei das Gleichungssystem beim Betrieb der Blitzleuchte (10) auf Basis der jeweiligen tatsächlichen Eingangsspannung, Ausgangsspannung sowie der vorgegebenen oder vorgebbaren Leistung zum Erhalt der jeweils bestmöglichen Schaltfrequenz und Einschaltdauer gelöst wird und der Spannungswandler (20) mit den resultierenden Werten beaufschlagt wird . 4. The method of claim 1, wherein the optimized determination of a switching frequency and a duty cycle of the voltage converter (20) a complete or simplified Glei ¬ chungssystem for determining the optimum switching frequency and duty cycle in dependence on the three parameters is used and wherein the system of equations in the operation of Flashing light (10) on the basis of the respective actual input voltage, output voltage and the predetermined or predetermined power to obtain the best possible switching frequency and duty cycle is released and the voltage converter (20) is acted upon by the resulting values.
5. Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, wobei die bestmögli- che Schaltfrequenz und Einschaltdauer regelmäßig, insbesonde¬ re in jedem Wandlerzyklus oder in wenigstens einem Ladezyklus mehrmals, neu bestimmt wird 5. The method of claim 2, 3 or 4, wherein the best possible switching frequency and duty cycle regularly, in particular re ¬ in each converter cycle or in at least one charge cycle several times, redetermined
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, 6. The method according to any one of the preceding claims,
- wobei ermittelt wird, ob der Speicherkondensator (22) innerhalb der Einschaltdauer vollständig aufgeladen wird,wherein it is determined whether the storage capacitor (22) is fully charged within the duty cycle,
- wobei ein Korrekturwert berechnet wird, wenn der Ladevor¬ gang entweder zu früh oder zu spät beendet wird, - where a correction value is calculated when the charging process ¬ gang is terminated either too early or too late,
- wobei die Berechnung der Schaltfrequenz und der Einschalt- dauer mittels des Korrekturwerts so beeinflusst wird oder die ermittelte Schaltfrequenz und die ermittelte Einschalt¬ dauer mittels des Korrekturwerts so beeinflusst werden, dass der Speicherkondensator (22) möglichst genau zum Ende der Einschaltdauer vollständig geladen ist. - Wherein the calculation of the switching frequency and the switch-on duration is influenced by means of the correction value or the determined switching frequency and the determined switch-on ¬ duration are influenced by the correction value so that the storage capacitor (22) as close as possible to the end the duty cycle is fully charged.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Beeinflussung mittels einer Regelschleife erfolgt. 7. The method of claim 6, wherein the influencing takes place by means of a control loop.
8. Blitzleuchte (10) mit Mitteln (20, 26) zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7. 8. flashing light (10) with means (20, 26) for carrying out the method according to one of claims 1 to 7.
9. Blitzleuchte (10) nach Anspruch 8 zur Ausführung des Ver- fahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die Steuer¬ einheit (26) als Mittel zur Ermittlung der jeweils bestmögli¬ chen Schaltfrequenz und Einschaltdauer sowie als Mittel zur Beaufschlagung des Spannungswandlers (20) mit dieser Schalt¬ frequenz und dieser Einschaltdauer fungiert. 9. Flashing light (10) according to claim 8 for carrying out the method according to one of claims 2 to 7, wherein the control ¬ unit (26) as a means for determining the bestmögli ¬ chen switching frequency and duty cycle and as a means for acting on the voltage converter (20) with this switching ¬ frequency and this duty cycle acts.
10. Blitzleuchte (10) nach Anspruch 9 zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei die Steuer¬ einheit (26) als Mittel zur Beeinflussung der Berechnung der Schaltfrequenz und der Einschaltdauer anhand des Korrektur- werts oder als Mittel zur Beeinflussung der ermittelten 10. flashing light (10) according to claim 9 for carrying out the method according to one of claims 6 or 7, wherein the control ¬ unit (26) as a means for influencing the calculation of the switching frequency and the duty cycle based on the correction value or as a means for influencing the determined
Schaltfrequenz und der ermittelten Einschaltdauer anhand des Korrekturwerts fungiert.  Switching frequency and the determined duty cycle on the basis of the correction value acts.
PCT/EP2017/071034 2016-08-29 2017-08-21 Method for operating a flashlight, and flashlight operating according to the method WO2018041655A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016216185 2016-08-29
DE102016216185.7 2016-08-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018041655A1 true WO2018041655A1 (en) 2018-03-08

Family

ID=59772594

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2017/071034 WO2018041655A1 (en) 2016-08-29 2017-08-21 Method for operating a flashlight, and flashlight operating according to the method

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2018041655A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4687081A (en) 1983-10-26 1987-08-18 Zahnradfabrik Friedrichshaffen Ag Locking synchronization for gear shift
US6822400B1 (en) 2001-01-23 2004-11-23 Honeywell International, Inc. Processor controlled strobe
US7663500B2 (en) 2004-04-01 2010-02-16 Wheelock, Inc. Method and apparatus for providing a notification appliance with a light emitting diode
US20120181942A1 (en) * 2011-01-13 2012-07-19 Simplexgrinnell Lp Compensation circuit for current peaking reduction in notification appliances

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4687081A (en) 1983-10-26 1987-08-18 Zahnradfabrik Friedrichshaffen Ag Locking synchronization for gear shift
US6822400B1 (en) 2001-01-23 2004-11-23 Honeywell International, Inc. Processor controlled strobe
US7663500B2 (en) 2004-04-01 2010-02-16 Wheelock, Inc. Method and apparatus for providing a notification appliance with a light emitting diode
US20120181942A1 (en) * 2011-01-13 2012-07-19 Simplexgrinnell Lp Compensation circuit for current peaking reduction in notification appliances

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2420107B1 (en) Power regulation of led by means of an average value the led current and bidirectional counter
DE4400093A1 (en) Lighting circuit for vehicle discharge lamp
DE112014004225T5 (en) Charge pumps timing
DE102011100012A1 (en) Method and circuit for power factor correction
DE112018001847T5 (en) CONSTANT OUTPUT CURRENT LED DRIVER
EP1958484A1 (en) Circuit arrangement and method for operating at least one led
DE102009024611A1 (en) Power circuit and lighting device
DE102013224749A1 (en) Driver circuit for lamps, in particular LEDs
DE102015012765A1 (en) Control device for a quasi-resonant switching converter and corresponding control method
WO2012139846A1 (en) Converter device
DE102010002226A1 (en) Method and circuit for power factor correction
DE112013001483T5 (en) LED lighting device
EP2416624A1 (en) Switching system and method for operating at least one first and at least one second LED
DE102008064399A1 (en) Method and operating device for operating a light source with regulated current
WO2018041655A1 (en) Method for operating a flashlight, and flashlight operating according to the method
DE102017214608B4 (en) Method and arrangement for operating a load which includes at least one LED module
EP2702675A1 (en) Method and circuit for power factor correction
DE102015121417B4 (en) Adaptive DC-DC LED driver for dynamic loads
EP3439159B1 (en) Reduction of light power fluctuations in a threshold control system of an actively clocked converter
DE102014017308B4 (en) Down-converting LED driver with a mean value-based control concept for use in vehicles with a minimum switch-off period
EP3662570B1 (en) Switch-mode converter with current control, and method
EP2702676B1 (en) Method and circuit for power factor correction
DE102017204907A1 (en) Method and clocked converter for operating an input power quickly following light sources
EP3393207A1 (en) Switching regulator for operating lights with afterglow suppression
EP3815469B1 (en) Synchronous flyback converter for operating a lighting device

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17761454

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17761454

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1