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Die Erfindung betrifft eine getaktete Sperrwandlerschaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Schalten einer getakteten Sperrwandlerschaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
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Technisches Gebiet
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Halbleiterlichtquellen wie beispielsweise Leuchtdioden sind während der letzten Jahre für Beleuchtungsanwendungen zunehmend interessant geworden. Der Grund dafür liegt unter anderem darin, dass entscheidende technische Innovationen und große Fortschritte sowohl bei der Helligkeit als auch bei der Lichteffizienz (Lichtleistung pro Watt) dieser Lichtquellen erzielt werden konnten. Nicht zuletzt durch die vergleichsweise lange Lebensdauer konnten sich Leuchtdioden zu einer attraktiven Alternative zu herkömmlichen Lichtquellen wie Glüh- oder Gasentladungslampen entwickeln.
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Stand der Technik
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Halbleiterlichtquellen sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt und werden im Folgenden als LED (light-emitting-diode) abgekürzt. Dieser Begriff soll im Folgenden sowohl Leuchtdioden aus anorganischen Materialien als auch Leuchtdioden aus organischen Materialien umfassen. Es ist bekannt, dass die Lichtabstrahlung von LEDs mit dem Stromfluss durch die LEDs korreliert.
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Zur Helligkeitsregelung werden LEDs daher grundsätzlich in einem Modus betrieben, in dem der Stromfluss durch die LED geregelt wird.
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In der Praxis werden zur Ansteuerung einer Anordnung von einer oder mehrerer LEDs vorzugsweise Schaltregler, beispielsweise Tiefsetzsteller (Step-Down, Sperrwandler oder Buck Converter) verwendet.
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Der Schaltregler muss dabei vor Überhitzung bzw. Überlastung geschützt werden.
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Bei hohen Temperaturen können vor allem die Halbleiterbauteile beschädigt oder zerstört werden.
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Die Situation verschärft sich zudem, wenn gleichzeitig eine hohe Umgebungstemperatur der Schaltung bzw. des Betriebsgerätes/Vorschaltgerätes zum Betrieb des Leuchtmittels herrscht.
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Die vorliegende Erfindung stellt daher eine Schaltung bereit, die dieser Situation Rechnung trägt und die einer Beschädigung oder Zerstörung der Halbleiterbauteile entgegenwirkt.
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In der
EP 2 312 912 A2 wird eine Schaltung gezeigt, welche für eine Temperaturregelung einer LED, die eine Veränderung der Lichtstärke der LED abhängig von der Umgebungstemperatur erlaubt, ausgelegt ist. Dabei wird eine Temperaturinformation von einem Sensor bereitgestellt.
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Darstellung der Erfindung
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte getaktete Sperrwandlerschaltung und ein Verfahren das Schalten einer getakteten Sperrwandlerschaltung bereitzustellen, welche auf einfache Art und Weise einen kostengünstige Überlast- bzw. Temperaturschutzfunktion bereitstellt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine getaktete Sperrwandlerschaltung, vorzugsweise zur Versorgung einer Leuchtdiode, umfassend
einen Transformator mit einer Primärwicklung, welche mit einer Primärseite des Sperrwandlers verbunden ist, und einer Sekundärwicklung, welche mit einer Sekundärseite des Sperrwandlers verbunden ist, um elektrische Energie von der Primärseite zu der Sekundärseite zu übertragen,
einen mit der Primärseite gekoppelten steuerbaren Schalter, und eine Steuereinheit zum Ansteuern des Schalters,
wobei die Steuereinheit derart ausgestaltet ist, dass sie einen Strom durch den Schalter
und eine Spannung über den Schalter überwacht,
wobei die Steuereinheit derart ausgestaltet ist, dass sie eine Leistung durch das Produkt von Strom und Spannung bestimmt, offenbart und dass eine Bestimmung der Leistung zu unterschiedlichen Zeitpunkten bzw. Schaltphasen eines Schaltvorganges des Schalters stattfindet.
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Die Bestimmung der Leistung kann während einer Einschaltphase, einer leitenden Phase und bei einer Ausschaltphase des Schalters erfolgen und die Summe der einzelnen Leistungen eine Gesamtleistung eines Schaltvorganges darstellen.
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Die Gehäusetemperatur des Schalters kann indirekt und/oder direkt bestimmt werden.
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Alternativ kann die Gehäusetemperatur des Schalters mit Hilfe eines Temperatursensors ermittelt werden.
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Die Steuereinheit kann die Sperrschichttemperatur des Schalters aus dem Produkt der Gesamtleistung eines Schaltvorganges des Schalters und dem thermischen Widerstand und der Addition der Gehäusetemperatur ermitteln.
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Es kann eine Begrenzung der Einschaltzeit des Schalters oder eine Abschaltung der getakteten Sperrwandlerschaltung erfolgen, wenn ein Grenzwert der Leistung und/oder der Sperrschichttemperatur am Schalter überschritten wird.
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Die Erfindung betrifft auch einen LED Konverter aufweisend eine erfindungsgemäße getaktete Sperrwandlerschaltung.
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Der LED Konverter kann eine Schnittstelle zum bidirektionalen Datenaustausch mit einem Steuergerät aufweisen, wobei die Bestimmung der Leistung PS als Referenz zum Ermitteln eines Energie- oder Leistungsverbrauchs des LED Konverters genutzt wird, und wobei der LED Konverter so ausgebildet ist, um eine Information, über den Energie- oder Leistungsverbrauch an das Steuergerät zu senden, oder so ausgebildet ist, dass die Information über den Energie- oder Leistungsverbrauch für das Steuergerät zugänglich ist.
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Des Weiteren wird ein Verfahren offenbart zum Schalten einer getakteten Sperrwandlerschaltung vorzugsweise zur Versorgung einer Leuchtdiode, umfassend einen Transformator mit einer Primärwicklung, welche mit einer Primärseite des Sperrwandlers verbunden ist, und einer Sekundärwicklung, welche mit einer Sekundärseite des Sperrwandlers verbunden ist, um elektrische Energie von der Primärseite zu der Sekundärseite zu übertragen,
einen mit der Primärseite gekoppelten steuerbaren Schalter, und eine Steuereinheit zum Ansteuern des Schalters,
wobei die Steuereinheit derart ausgestaltet ist, dass sie einen Strom durch den Schalter und eine Spannung über den Schalter überwacht,
wobei die Steuereinheit derart ausgestaltet ist, dass sie eine Leistung durch das Produkt von Strom und Spannung bestimmt und dass eine Bestimmung der Leistung zu unterschiedlichen Zeitpunkten bzw. Schaltphasen eines Schaltvorganges des Schalters stattfindet.
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Zusätzlich wird ein Verfahren offenbart, welches die Bestimmung der Leistung während einer Einschaltphase, einer leitenden Phase und bei einer Ausschaltphase des Schalters beschreibt und die Summe der einzelnen Leistungen eine Gesamtleistung eines Schaltvorganges darstellt.
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Die Erfindung wird nunmehr auch mit Bezug auf die Figuren beschrieben. Dabei zeigen:
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1 schematisch eine Betriebsschaltung für LEDs,
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2 schematisch eine getaktete Sperrwandlerschaltung,
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3 schematisch eine weitere getaktete Sperrwandlerschaltung,
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4 schematisch eine weitere getaktete Sperrwandlerschaltung,
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5 schematisch Strom- und Spannungsverläufe der Sperrwandlerschaltung.
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1 zeigt beispielhaft die Anordnung einer getakteten Sperrwandlerschaltung 10 innerhalb eines elektronischen Vorschaltgerätes oder LED Konverters 100. Das elektronische Vorschaltgerät 100 umfasst eine Gleichrichterschaltung 20, welche eine eingangsseitige Versorgungsspannung, beispielsweise Netzspannung, gleichrichtet. Die von der Gleichrichterschaltung 20 zur Verfügung gestellte Spannung wird in einer Leistungsfaktorkorrekturschaltung ("Power Factor Correction") 30 einer Oberwellenfilterung unterzogen und somit geglättet. Mit der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 30 ist eine Wechselrichterschaltung 40 gekoppelt, welche die Zwischenkreisspannung oder Busspannung der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 30 in eine für den Betrieb des Leuchtmittels 50 geeignete Ausgangswechselspannung umsetzt. Die getaktete Sperrwandlerschaltung 10 kann ebenfalls mit der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 30 gekoppelt sein. Im Falle eines LED Konverters 100 kann nur die Sperrwandlerschaltung 10 an die Leistungsfaktorkorrekturschaltung 30 gekoppelt sein, eine Wechselrichterschaltung 40 muß nicht vorhanden sein.
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Alternativ kann die Sperrwandlerschaltung auch direkt nach dem Gleichrichter 20 angeordnet werden und die Funktion der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 30 übernehmen. Bei dieser Variante ist keine weitere Leistungsfaktorkorrekturschaltung 30 notwendig.
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Die in 2 gezeigte getaktete Sperrwandlerschaltung umfasst einen Transformator mit einer Primärwicklung oder Primärspule 1 und einer Sekundärwicklung oder Sekundärspule 2, wobei der Transformator zur Übertragung von elektrischer Energie von einer mit einer Eingangsspannung Vin versorgten Primärseite, welche mit der Primärwicklung 1 verbunden ist, zu einer mit der Sekundärwicklung 2 verbundenen Sekundärseite dient, um an Ausgangsanschlüssen eine Ausgangsspannung Vout für das Beheizen der Heizwendel 51 oder eine Betriebsspannung für eine LED (nicht gezeigt) zur Verfügung zu stellen. Die Primärseite weist einen mit der Primärwicklung 1 in Serie geschalteten steuerbaren Leistungsschalter 3 auf, welcher durch einen MOS-Feldeffekttransistor (MOSFET) realisiert werden kann. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Ausgestaltungen des Schalters 3 denkbar, wie beispielsweise Bipolartransistoren oder BJT-Transistoren. Die Sekundärwicklung 2 des Transformators ist in Serie mit einer Diode 4 geschaltet, welche wiederum mit einem Speicherkondensator 5 gekoppelt ist, der parallel zu den Ausgangsanschlüssen des Sperrwandlers angeordnet ist und die Ausgangsspannung Vout bereitstellt.
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Alternativ kann nach der Sperrwandlerschaltung direkt oder indirekt eine weitere Leistungsstufe wie bspw. eine Buckstufe (Tiefsetzstellerstufe) folgen, welche dazu eingerichtet ist, eine LED bzw. einen LED Strang optimiert zu versorgen.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist lediglich eine Sekundärwicklung 2 zum Heizen einer Wendel 51 oder zur Versorgung einer LED bzw. LED Strang vorgesehen. Mit der Primärwicklung 1 können jedoch auch zwei oder mehr Sekundärwicklungen mit entsprechenden sekundären Heizkreisen bzw. Versorgungskreisen vorgesehen sein, wobei jeder dieser sekundären Heizkreise bzw. Versorgungskreise ähnlich zu dem in 2 gezeigten sekundären Heizkreis ausgestaltet und mit einer entsprechenden Wendel oder LED verbunden sein kann, so dass die in 2 gezeigte Heizschaltung bzw. Versorgungsschaltung ohne weiteres zum Heizen oder betreiben von zwei oder mehr Wendeln oder LEDs bzw. LED Stränge erweitert werden kann.
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Die Eingangsspannung Vin für die in 2 gezeigte Sperrwandlerschaltung wird von einer Spannungsquelle 11 geliefert, wobei diese repräsentativ sowohl für eine als separate Komponente vorgesehene Spannungsquelle als auch für einen Schaltungsabschnitt, aus dem die Spannung Vin abgeleitet ist, sein kann.
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In 3 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, wobei gemäß 3 eine direkte Erfassung der Spannung US mit Hilfe eines parallel zu dem Schalter 3 angeordneten Spannungsteilers erfolgt, welcher Widerstände 12 und 13 umfasst. Die an dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 12 und 13 auftretende Spannung wird von der Steuereinrichtung 7 bzw. Auswertungseinrichtung 8 ausgewertet. Die in 3 gezeigte direkte Erfassung der Spannung US durch den Spannungsteiler, kann zusätzlich oder alternativ zu der indirekten Erfassung mit Hilfe des Shunt-Widerstands 6 vorgesehen sein.
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Der steuerbare Schalter 3, welcher gemäß 2 und 3 zwischen die Primärspule 1 und einen mit Masse verbundenen Shunt-Widerstand 6 geschaltet ist, wird von einer Steuereinheit 7 mittels der Treiberschaltung 9 angesteuert, welche diesen durch entsprechende Einstellung der Gate-Spannung VG des als MOSFET ausgestalteten Schalters 3 zur Taktung des Sperrwandlers selektiv mit einer bestimmten Frequenz und Einschaltdauer einschaltet und wieder ausschaltet. Ist der Schalter 3 eingeschaltet, fließt über die Primärwicklung 1 und den Schalter 3 ein linear ansteigender Strom IS, so dass elektrische Energie in der Primärwicklung 1 gespeichert wird. Beim Öffnen des Schalters 3 wird in der Sekundärwicklung 2 eine dieser in der Primärwicklung 1 gespeicherten Energie entsprechende Spannung induziert, welche von der Diode 4 gleichgerichtet und von dem Kondensator 5 gefiltert wird, so dass schließlich die an dem Kondensator 5 auftretende Spannung als Ausgangsspannung Vout des Sperrwandlers bereitgestellt wird. Die Auswertungseinrichtung 8 kann den Strom IS durch den Schalter 3 über den Shunt Widerstand 6 auswerten.
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In 4 ist eine weitere schematische Darstellung einer getakteten Sperrwandlerschaltung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die in 4 gezeigte getaktete Sperrwandlerschaltung umfasst einen Transformator mit einer Primärwicklung oder Primärspule 1 und einer hier nicht dargestellten Sekundärwicklung oder Sekundärspule 2.
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Der Transformator dient zur Übertragung von elektrischer Energie von einer mit einer Eingangsspannung Vin versorgten Primärseite, welche mit der Primärwicklung 1 verbunden ist, zu einer mit der Sekundärwicklung 2 verbundenen Sekundärseite, um an Ausgangsanschlüssen eine Ausgangsspannung Vout beispielsweise für das Beheizen einer Heizwendel oder auch zur Speisung einer LED zur Verfügung zu stellen.
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Die Primärseite weist einen mit der Primärwicklung 1 in Serie geschalteten steuerbaren Leistungsschalter 3 auf, welcher hier durch einen MOS-Feldeffekttransistor (MOSFET) realisiert ist. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Ausgestaltungen des Schalters 3 denkbar, wie beispielsweise Bipo-lartransistoren oder BJT-Transistoren. Der steuerbare Schalter 3 wird von einer Steuereinheit 7 angesteuert, welche diesen im Normalbetrieb durch entsprechende Einstellung der Gate-Spannung VG des als MOSFET ausgestalteten Schalters 3 zur Taktung des Sperrwandlers selektiv mit einer bestimmten Frequenz und Einschaltdauer einschaltet und wieder ausschaltet.
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In Serie mit dem steuerbaren Schalter 3 ist auch gemäß 4 ein mit Masse verbundener Shunt-Widerstand 6 geschaltet. Weiterhin ist zur Messung der Spannung über dem Schalter 3 auftretenden Spannung, welche im vorliegenden Beispiel der Drain-Source-Spannung US des als MOSFET ausgebildeten Schalters 3 entspricht, ein Widerstand R1 angeordnet. Dieser Widerstand R1 ist mit einem Anschuß mit dem Anschlußpunkt des Schalters 3 an die Primärwicklung 1 verbunden. Der andere Anschluß des Widerstands R1 ist mit einem Messeingang der Steuereinheit 7 bzw. der Auswertungseinrichtung 8 verbunden sowie mit einem weiteren Widerstand R2. Der weitere Widerstand R2 ist zum einen mit einem Anschluß des Widerstands R1 verbunden und zum anderen mit dem Verbindungspunkt von Shunt-Widerstand 6 und Schalter 3. Die beiden Widerstände R1 und R2 sind im Vergleich zum Shunt-Widerstand 6 relativ hochohmig ausgelegt. In diesem Beispiel erfolgt somit eine direkte Erfassung der Spannung US über dem Schalter 3.
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Ist der Schalter 3 eingeschaltet, fließt über die Primärwicklung 1 und den Schalter 3 ein linear ansteigender Strom IS, so dass elektrische Energie in der Primärwicklung 1 gespeichert wird (sie wird aufmagnetisiert). Dieser Stromfluß kann durch Shunt-Widerstand 6 erfasst werden. Der parallel angeordnete Widerstand R1 wird in dieser Phase durch den sehr niederohmigen Schalter 3 überbrückt, solange der Schalter 3 eingeschaltet ist. Beim Öffnen des Schalters 3 wird dieser sehr hochohmig, nun kann über den Widerstandsteiler R1, R2 und 6 die über dem Schalter 3 abfallende Spannung mittels des Messeingangs Sense durch die Auswertungseinrichtung 8 erfasst werden. Der Vorteil der in der 4 gezeigten Ausführungsform liegt darin, dass gegenüber der Ausführungsform der 3 statt zwei Pins nur ein Pin der Steuerschaltung 7 benötigt wird.
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In 5 ist der Verlauf der am Messeingang Sense erfassten Spannung dargestellt. Im Unterschied zu dem in 3 gezeigtem Beispiel ergeben sich während der Ausschaltphase des Schalters 3 aufgrund der Widerstände R1 und R2 eine höhere Amplitude der Spannung. Bei dem Beispiel gemäß 4 werden die Widerstände R1 und R2 als ohmscher Spannungsteiler genutzt.
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Gemäß der Erfindung kann ein Strom IS durch den Schalter 3 und eine Spannung US über den Schalter 3 überwacht werden, wie es in den 3–4 erläutert wurde, wobei die Steuereinheit 7 derart ausgestaltet ist, dass sie eine Leistung PS durch das Produkt von Strom IS und Spannung US bestimmt und dass eine Bestimmung der Leistung PS zu unterschiedlichen Zeitpunkten bzw. Schaltphasen eines Schaltvorganges des Schalters 3 stattfindet. Die Überwachung von US und IS kann dabei gleichzeitig oder alternierend (nacheinander) stattfinden.
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Unter einem Schaltvorgang bzw. Schaltzyklus versteht man, dass Einschalten 500, die leitende Phase 600 und eine Ausschaltphase 700 des Schalters 3. Nach einem Schaltvorgang bzw. Schaltzyklus erfolgt in der Regel ein weiterer Schaltvorgang bzw. Schaltzyklus, wobei jeder Schaltvorgang bzw. Schaltzyklus gemäß einer selektiven Frequenz und Einschaltdauer einschaltet und wieder ausschaltet.
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Die einzelnen Leistungen der verschiedenen Phasen können aus den Durchschnittswerten oder gemittelten Werten über einem bestimmten Zeitabschnitt von Spannung US und Strom IS ermittelt werden.
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Die Bestimmung der Leistung PS kann während einer Einschaltphase 500, einer leitenden Phase 600 und einer Ausschaltphase 700 des Schalters 3 erfolgen und die Summe der einzelnen Leistungen eine Gesamtleistung PG eines Schaltvorganges darstellen. In der 5 werden die einzelnen Phasen des Schalters 3 für eine ideale Schaltung, d.h. ohne parasitäre Effekte dargestellt. In der leitenden Phase 600 ist die Spannung US über den Schalter 3 nur wenige Volt groß, da der Schalter wie ein niederohmiger Widerstand, im Bereich von 1–10 Ohm, wirkt, eine Erfassung der Spannung US ist aber durchaus möglich und dadurch auch eine Bestimmung der Leistung während dieser Phase.
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In der Ausschaltphase 700 fließt ein parasitärer Strom IS (nicht dargestellt) durch den Schalter 3, da es beim Ausschalten des Schalters 3 im Stromverlauf IS zu Oszillationsschwingungen, welche durch einen durch die Wickelkapazität und die Induktivität der Primärspule 1 gebildeten Schwingkreis hervorgerufen werden, kommen kann. Zusätzlich kann ein sog. „avalanche effect“, welcher ein Leiten des Schalters 3 während der Ausschaltphase 700 verursacht, auftreten. Dieser parasitäre Strom und/oder ein möglicher „avalanche effect“ erhöhen den Leistungsverbrauch des Schalters 3 und muss daher auch berücksichtigt werden.
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Die Gehäusetemperatur Tc des Schalters 3 kann indirekt und/oder direkt bestimmt wird. Eine direkte Erfassung erfolgt vorzugsweise mit Hilfe eines Temperatursensors (nicht dargestellt), welcher sich direkt oder in unmittelbarer Nähe des Schalters 3 befindet.
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Eine indirekte Erfassung der Gehäusetemperatur Tc des Schalters 3 kann durch einen temperaturwiedergebenden elektrischen Parameter ermittelt werden. Dazu kann die Spannung US über den Schalter 3 dementsprechend ausgewertet werden, um auf die Gehäusetemperatur Tc rückzuschließen. Der Schalterwiderstand des, bzw. der Spannungsabfall US an dem Schalter 3 ist temperaturabhängig und verändert sich bei ansteigender (und natürlich auch bei abfallender) Temperatur Tc. Dieses Verhalten kann folglich durch die Steuereinrichtung 7 bzw. Auswertungseinrichtung 8 erfasst werden. Der Schalterwiderstand des, bzw. der Spannungsabfall US an dem Schalter 3, der die Temperatur/Temperaturveränderung an dem Schalter 3 wiedergibt, wird dann als ein elektrischer Parameter der Steuerschaltung 7 bzw. Auswertungseinrichtung 8 zugeführt und durch sie ausgewertet.
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Des Weiteren kann die Steuereinheit 7 die Sperrschichttemperatur Tj des Schalters 3 aus dem Produkt der Gesamtleistung PG eines Schaltvorganges des Schalters 3 und dem thermischen Widerstand Rthjc, welcher abhängig vom Typ des Schalters 3 ist und als ein konstanter Wert in einem Speicher (nicht dargestellt) hinterlegt sein kann, und der Addition der Gehäusetemperatur Tc ermitteln. Tj = PG·Rthjc + Tc
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Wenn ein Grenzwert der Gesamtleistung PG und/oder der Sperrschichttemperatur am Schalter 3 überschritten wird, kann eine Begrenzung der Einschaltzeit des Schalters 3 oder eine Abschaltung der getakteten Sperrwandlerschaltung erfolgen, um eine weitere Erwärmung des Schalters 3 entgegenzuwirken.
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Wenn die ermittelte Temperatur Tj oder die ermittelte Leistung PG einen vorgegebenen Schwellwert über- oder unterschreitet, kann die Steuereinrichtung 7 z.B. einen Dimmpegel der Gasentladungslampe oder LED ändern, beispielsweise verringern. Eine Unterschreitung eines Grenzwertes kann beispielsweise bei einem defekten Schalter 3 erfolgen. Grundsätzlich wird die Menge der vom Koppelelement übertragenen Energie verringert. Somit wird unter anderem erreicht, dass ein geringeres Zuheizen bzw. Versorgen der LED, also eine verminderte Übertragung von Heizenergie bzw. Betriebsleistung von der Primärseite auf die Sekundärseite, erforderlich sein kann. Durch das Verringern des Zuheizens bzw. Versorgen wird einer weiteren Erwärmung der getakteten Sperrwandlerschaltung und insbesondere einer weiteren Erwärmung der Halbleiterbauteile entgegengewirkt.
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Die Bestimmung der Leistung PS durch das Produkt von Strom IS und Spannung US sowie der Gesamtleistung PG kann beispielsweise auch als Referenz für den aktuellen Leistungsverbrauch der Sperrwandlerschaltung 10 oder des gesamten elektronischen Vorschaltgerätes oder LED Konverters 100 herangezogen werden.
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Das elektronische Vorschaltgerät oder LED Konverter 100 kann beispielsweise eine Schnittstelle 15 zum bidirektionalen Datenaustausch mit einem Steuergerät 25 aufweisen. Die Bestimmung der Leistung PS kann als Referenz zum Ermitteln eines Energie- oder Leistungsverbrauchs des elektronischen Vorschaltgeräts oder LED Konverters 100 genutzt werden. Das elektronische Vorschaltgerät oder LED Konverter 100 kann so ausgebildet sein, um eine Information über den Energie- oder Leistungsverbrauch an das Steuergerät 25 zu senden, oder so ausgebildet sein, dass die Information über den Energie- oder Leistungsverbrauch für das Steuergerät 25 zugänglich ist.
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Die Messung der Spannung US kann zusätzlich oder alternativ zur Erfassung der Spannung an der Sekundärwicklung 2 des Transformators und somit zur Messung der Ausgangsspannung der getakteten Sperrwandlerschaltung 10 genutzt werden. In Kenntnis des Wicklungsverhältnisses des Transformators kann ausgehend von einer Messung der Spannung über der Primärwicklung 1 des Transformators auf die Spannung an der Sekundärwicklung 2 des Transformators geschlossen werden. Während der Ausschaltphase des Schalters 3, wenn der Transformator noch magnetisiert ist und ein Entmagnetisierungsstrom von der Sekundärwicklung 2 über die Diode 4 in den Speicherkondensator 5 und den Ausgang der getakteten Sperrwandlerschaltung 10 fließt, entspricht unter Beachtung der Durchflußspannung der Diode 4 die Ausgangsspannung Vout der Spannung an der Sekundärwicklung 2.
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Wenn auf der Primärseite der der getakteten Sperrwandlerschaltung 10 die Eingangsspannung Vin bekannt ist, beispielsweise aufgrund einer Messung oder aber aufgrund der Auslegung der Schaltung (beispielsweise wenn die Leistungsfaktorkorrekturschaltung 30 auf einen festgelegten Wert regelt) ist, kann aus der Differenz von Eingangsspannung Vin und Spannung US die Spannung über der Primärwicklung 1 des Transformators bestimmt werden und somit auch die Ausgangsspannung Vout indirekt erfasst werden. Des Weiteren wird erfindungsgemäß ein Verfahren zum Schalten einer getakteten Sperrwandlerschaltung, vorzugsweise zur Versorgung einer Leuchtdiode, offenbart, welches einen Transformator mit einer Primärwicklung 1, welche mit einer Primärseite des Sperrwandlers verbunden ist, und einer Sekundärwicklung 2, welche mit einer Sekundärseite des Sperrwandlers verbunden ist, um elektrische Energie von der Primärseite zu der Sekundärseite zu übertragen,
einen mit der Primärseite gekoppelten steuerbaren Schalter 3, und eine Steuereinheit 7 zum Ansteuern des Schalters 3,
wobei die Steuereinheit 7 derart ausgestaltet ist, dass sie einen Strom IS durch den Schalter 3
und eine Spannung US über den Schalter 3 überwacht,
wobei die Steuereinheit 7 derart ausgestaltet ist, dass sie eine Leistung PS durch das Produkt von Strom IS und Spannung US bestimmt und dass eine Bestimmung der Leistung PS zu unterschiedlichen Zeitpunkten bzw. Schaltphasen eines Schaltvorganges des Schalters 3 stattfindet, aufweist.
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Zusätzlich wird ein Verfahren offenbart, welches die Bestimmung der Leistung PS während einer Einschaltphase, einer leitenden Phase und bei einer Ausschaltphase des Schalters 3 erfolgen kann und die Summe der einzelnen Leistungen eine Gesamtleistung PG eines Schaltvorganges darstellen kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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