DE102019117410A1 - Treiber, Verfahren zur Steuerung des Treibers, und Beleuchtungsmodul - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Treiber (100) für ein Beleuchtungsmodul, auf ein Verfahren zum Steuern eines solchen Treibers und auf ein Beleuchtungsmodul mit einem solchen Treiber (100) und einem lichtemittierenden Element (300). Der Treiber verfügt über Eingänge (101, 102) zum Empfangen einer Versorgungsspannung von einer Eingangseinheit (200). Der Treiber verfügt auch über Treiberausgänge (301, 302) zur Stromversorgung, um ein lichtemittierendes Element (300) zur Erzeugung von Licht zu veranlassen. Der Treiber verfügt über einen Transformator (132) zur Stromversorgung der Treiberausgänge (301, 302). Darüber hinaus verfügt der Treiber über einen Leistungsschaltertransistor (135) zum Steuern des Transformators (132). Der Treiber weist auch eine primäre Schaltregler-(PSR)-Steuerung (130) zum Steuern des Leistungsschalttransistors (135) auf, so dass die mit dem Treiber (100) gekoppelte Eingangseinheit (200) eine Wechselstromversorgung, ein konventionelles Vorschaltgerät (CCG) oder ein elektronisches Vorschaltgerät (ECG) umfassen kann.

Description

• Technischer Bereich
• Die Erfindung bezieht sich auf einen Treiber für ein Beleuchtungsmodul, ein Verfahren zum Steuern eines Treibers und ein Beleuchtungsmodul, das den Treiber umfasst.
• Technischer Hintergrund
• Mit dem Aufkommen von Leuchtdioden-(LED)-Lampen stehen effizientere und langlebigere Leuchtmittel zur Verfügung als Glühlampen und Leuchtstofflampen. Im Vergleich zu Leuchtstofflampen sind Materialien von LED-Lampen sicherer, da beispielsweise kein Quecksilber benötigt wird. Daher besteht der Bedarf, bestehende Leuchten für Leuchtstoff- und Glühlampen für die Aufnahme von LED-Lampen anzupassen, vorzugsweise ohne die gesamte Leuchte oder die Lampenfassung wechseln zu müssen.
• Derzeit erhältliche Lampenfassungen können bloß eine Wechselstromleitung (AC) zum Betreiben einer Glühlampe umfassen, die in der Lampenfassung empfangen wird. Andere derzeit erhältliche Lampenfassungen können ein konventionelles Vorschaltgerät (auch conventional control gear, abgekürzt CCG genannt) oder ein elektronisches Vorschaltgerät (auch electronic control gear, abgekürzt ECG genannt) zur Versorgung einer in der Lampenfassung aufgenommenen Leuchtstofflampe umfassen. Solche CCGs und ECGs regeln und begrenzen den Strom, der der Leuchtstofflampe zugeführt wird.
• Eine LED-Nachrüstlampe ist eine LED-Lampe, die als Ersatz für eine Glüh-, Leuchtstoff- oder Halogenlampe verwendet wird. Daher müssen LED-Nachrüstlampen unter Umständen mit dem AC-Netz-, CCG- oder ECG-Gerät in der Leuchte kompatibel sein.
• Zusammenfassung
• Der einfache Anschluss des Ausgangs einer Wechselstromleitung, eines CCG oder eines ECG an ein lichtemittierendes Element wie eine LED kann jedoch die LED beschädigen oder zerstören. Im Gegensatz zu Leuchtstofflampen benötigen LED-Röhren keine hohe Anlaufspannung; tatsächlich kann das Aussetzen der LED der hohen Anlaufspannung, die von einem CCG oder ECG erzeugt wird, die LED beschädigen oder zerstören. Darüber hinaus schwanken die Wechselströme und die von verschiedenen Herstellern produzierten CCGs und ECGs können unterschiedliche Ströme ausgeben, während LEDs am besten in einem begrenzten Strombereich arbeiten, der spezifisch für die LED ist.
• Angesichts der Nachteile der derzeit verfügbaren Beleuchtungsmodule besteht das Ziel darin, einen Treiber für eine LED-Lampe bereitzustellen, um ein bestehendes Beleuchtungsmodul, wie beispielsweise eine derzeit verfügbare Glühlampenleuchte, die an einer Wechselstromversorgung angeschlossen ist, oder eine derzeit verfügbare Leuchtstofflampenleuchte mit einem CCG oder einem ECG nachzurüsten, um sie mit einer LED-Lampe kompatibel zu machen.
• Der Treiber ist so konzipiert, dass er mindestens einen der folgenden Vorteile bietet: vereinfachte Steuerung, gute Leistung / geringe Verlustleistung, gute Kompatibilität mit jeder Art von Leistungsquelle, stetige Stromregelung durch das lichtemittierende Element und/oder weniger Komponenten insgesamt und damit geringere Kosten.
• Einer oder mehrere der oben genannten Vorteile werden von einem Treiber für ein Beleuchtungsmodul nach dem unabhängigen Anspruch erbracht. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
• Dementsprechend ist ein Treiber für ein Beleuchtungsmodul vorgesehen, der Eingänge zum Empfangen einer Versorgungsspannung von einer Eingangseinheit und Treiberausgänge zum Zuführen von Leistung umfasst, um ein lichtemittierendes Element zur Erzeugung von Licht zu veranlassen. Der Treiber verfügt außerdem über einen Transformator zur Stromversorgung der Treiberausgänge und einen Leistungsschaltertransistor zur Steuerung des Transformators. Darüber hinaus verfügt der Treiber über eine primären Schaltregler(PSR)Steuerung zum Steuern des Leistungsschalttransistors, so dass die mit dem Treiber gekoppelte Eingangseinheit umfassen kann: eine Wechselstromversorgung, ein CCG oder ein ECG.
• In einem ersten Aspekt wird ein Treiber vorgeschlagen, der weiterhin einen ECG-Regelkreis umfasst, der mit der PSR-Steuerung gekoppelt ist. Der ECG-Regelkreis wird aktiviert, wenn die Eingangseinheit ein ECG ist. Nach der Aktivierung stellt der ECG-Regelkreis der PSR-Steuerung ein COMP-Signal zur Verfügung und die PSR-Steuerung verwendet das COMP-Signal zur Steuerung des Leistungsschalttransistors. Die Bereitstellung eines COMP-Signals ermöglicht es der PSR-Steuerung, den Transformator so zu steuern, dass der Treiber den Ausgangsstrom steuern kann.
• Ein ECG-Signal wird aktiviert, wenn die Eingangseinheit ein ECG ist. Das ECG-Signal steuert einen ECG-Regelkreis aktivierenden Transistor. Wenn sich der ECG-Regelkreis aktivierende Transistor in einem leitenden Zustand befindet, wirkt der Treiber wie ein Abwärts/Aufwärts-Regler.
• Gemäß dem ersten Aspekt können das ECG-Signal und der ECG-Regelkreis inaktiv bleiben, wenn die Eingangseinheit kein ECG ist. Wenn der ECG-Regelkreis inaktiv ist - weil der Treiber an ein Wechselstromnetz oder CCG angeschlossen ist - wirkt der Treiber wie ein Abwärts-Aufwärts-Regler.
• Der Treiber kann zum Betreiben eines LED-Beleuchtungsmoduls verwendet werden, z.B. einer LED-Nachrüströhre. Die LED-Nachrüströhre kann eine T8 LED-Nachrüströhre sein.
• Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Treiber vorgeschlagen, wobei die PSR-Steuerung eine integrierte PSR-Schaltung (IC) umfasst, die ein GATE-Signal zum Steuern des Leistungsschalttransistors bereitstellt. Genauer gesagt, kann der PSR-IC einen GATE-Pin umfassen, der das GATE-Signal liefert und mit einem Gate des Leistungsschalttransistors verbunden werden kann. Der PSR-IC kann alternativ oder zusätzlich einen COMP-Pin umfassen, der das COMP-Signal vom ECG-Regelkreis empfängt und das COMP-Signal zur Erzeugung des GATE-Signals verwendet. Auf diese Weise kann der PSR über eine integrierte Schaltung realisiert werden. Dies kann zu einer robusteren und/oder kompakteren Packung führen als andere Implementierungen, wie beispielsweise Implementierungen auf Basis von Leiterplatten (PCB).
• Es ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Steuern eines Treibers für ein lichtemittierendes Element bereitzustellen. In einem ersten Schritt wird eine Eingangseinheit bereitgestellt und mit dem Treiber gekoppelt. Die Eingangseinheit umfasst einen der folgenden Typen: eine Wechselstromversorgung, ein CCG oder ein ECG. In einem zweiten Schritt wird je nach Art der vorgesehenen Eingangseinheit ein Leistungsschaltertransistor gesteuert, der einen Transformator schaltet, der Strom aus der Eingangseinheit bezieht und das lichtemittierende Element mit Strom versorgt.
• Nach diesem Verfahren kann ein einzelner Treiber in einer Leuchte gesteuert werden, um die Kompatibilität mit einer nachrüstbaren LED zu gewährleisten. Die Steuerung des Treibers ist so angepasst, dass sie sich je nach Art der vorgesehenen Eingangseinheit ändert, um die Kompatibilität zu erreichen.
• In einem weiteren Aspekt dieses Verfahrens wird ein weiterer Schritt durchgeführt, um zu erkennen, ob die Eingangseinheit ein ECG ist. Wenn ja, wird ein ECG-Regelkreis aktiviert, um ein COMP-Signal zu erzeugen, und das COMP-Signal wird einem PSR zugeführt. Unabhängig von der Art der vorgesehenen Eingangseinheit erzeugt der PSR ein GATE-Signal zur Steuerung des Leistungsschalttransistors.
• Dieser Aspekt kann es ermöglichen, separate Steuerungen innerhalb des ECG-Regelkreises zu aktivieren, wenn die Eingangseinheit ein ECG ist. Darüber hinaus kann dieser Aspekt verhindern, dass die Leistung unnötig vom ECG-Regelkreis abgezogen wird, wenn die Eingangseinheit kein ECG ist (d.h. wenn die Eingangseinheit eine AC-Versorgung oder CCG ist).
• Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Beleuchtungsmodul bereitzustellen, das einen Treiber gemäß einem der vorherigen Aspekte und ein lichtemittierendes Element umfasst. Das lichtemittierende Element ist mit den Treiberausgängen des Treibers gekoppelt.
• Der Treiber ist vorzugsweise der Treiber, wie oben beschrieben. Das heißt, alle Merkmale, die im Zusammenhang mit dem Treiber offenbart werden, werden auch im Zusammenhang mit dem Beleuchtungsmodul offenbart und umgekehrt.
• Das lichtemittierende Element besteht vorzugsweise aus einer lichtemittierenden Diode (LED) oder ist eine lichtemittierende Diode. Das Beleuchtungsmodul kann für den Einbau in eine LED-Lampe angepasst werden.
• Figurenliste
• Die vorliegende Offenbarung wird durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Figuren, in denen:
• 1 eine schematische Ansicht einer exemplarischen Ausführungsform eines Treibers für ein Beleuchtungsmodul ist, und
• 2 ein Schaltplan ist, der eine detailliertere Darstellung der exemplarischen Ausführungsform des Treibers aus 1 zeigt.
• Detaillierte Beschreibung
• Im Folgenden wird die exemplarische Ausführungsform des Treibers und des Beleuchtungsmoduls anhand der Figuren näher erläutert. Gleiche oder ähnliche Elemente oder Elemente mit gleicher Wirkung werden durch dieselben Bezugszahlen gekennzeichnet, und eine wiederholte Beschreibung kann unterbleiben, um Redundanzen zu vermeiden. Die Zahlen und Größenverhältnisse der in den Figuren untereinander dargestellten Elemente sind nicht als maßstäblich anzusehen. Vielmehr können einzelne Elemente mit einer übertriebenen Größe dargestellt werden, um eine bessere Darstellung und/oder ein besseres Verständnis zu ermöglichen.
• In 1 ist eine exemplarische Ausführungsform eines Treibers 100 für ein lichtemittierendes Element 300 dargestellt. Der Treiber 100 umfasst die Spannungseingänge 101, 102 zum Empfangen einer Versorgungsspannung von einer Einheit 200, die eine beliebige Wechselstromversorgung, ein konventionelles Vorschaltgerät (CCG) oder ein elektronisches Vorschaltgerät (ECG) sein kann.
• Die Einheit 200 kann eine einfach Stromversorgung sein, wie beispielsweise eine Standard-AC-Stromversorgung, die mit 230V AC betrieben wird. Alternativ kann die Einheit 200 ein CCG oder ein ECG und eine Filamentschaltung sein, wobei das CCG oder ECG von einer Standard-AC-Stromversorgung mit 230V versorgt wird. Darüber hinaus wird auch erwogen, das CCG oder ECG für eine andere Art von Stromversorgung, wie beispielsweise eine Gleichstromversorgung oder eine Wechselstromversorgung mit einer anderen Spannung und/oder Frequenz, auszulegen.
• Das lichtemittierende Element 300 kann ein LED lichtemittierendes Element sein, zum Beispiel in einem LED-Beleuchtungsmodul, wie beispielsweise einer LED-Nachrüströhre. Das lichtemittierende Element 300 kann eine G8-LED-Nachrüströhre sein.
• Wenn der Treiber 100 an eine Einheit 200 angeschlossen ist, die eine Wechselstromleitung ist, wird die genannt, dass der Treiber 100 in einem Wechselstrommodus arbeitet. Wenn der Treiber 100 mit einer Einheit 200 verbunden ist, die ein CCG ist, wird dies genannt, dass der Treiber 100 in einem CCG-Modus arbeitet. Schließlich, wenn der Treiber 100 mit einer Einheit 200 verbunden ist, die ein ECG und eine Filamentschaltung ist, wird dies genannt, dass der Treiber 100 in einem ECG-Modus arbeitet.
• In jedem Fall erzeugt die Einheit 200 ein Paar von Treibereingängen 101, 102. Die Treibereingänge 101, 102 des Treibers 100 werden an eine Brücke bereitgestellt, die Brückendioden 112, 114, 116, 118 zum Umwandeln oder Gleichrichten der von der Einheit 200 an den Treibereingängen 101, 102 gelieferten Spannung umfasst. Insbesondere ist der erste Treibereingang 101 zwischen den Dioden 118 und 114 geschaltet, während der zweite Treibereingang 102 zwischen den Dioden 112 und 116 geschaltet ist. Der gleichgerichtete Spannungsausgang der Brückendioden 112, 114, 116, 118 wird über einen Eingangsfilterkondensator 120 gefiltert.
• Parallel zum Eingangsfilterkondensator 120 ist eine primäre Schaltregler(PSR)Steuerung 130 vorgesehen. Die PSR-Steuerung 130 steuert die LED-Regelung, wenn das Gerät 200 eine AC-Versorgung oder ein CCG ist. Mit anderen Worten, die PSR-Steuerung 130 steuert die LED-Regelung, wenn der Treiber 100 im AC-Modus oder im CCG-Modus arbeitet.
• Ebenfalls parallel zum Eingangsfilterkondensator 120 beinhaltet der Treiber 100 eine Transformator-Primärspule 132A in Reihe mit einem Leistungsschaltertransistor 135 und einen Quellenstrombegrenzungswiderstand 137, der an Source des Leistungsschalttransistors 135 vorgesehen ist. Ein Gate des Leistungsschalttransistors 135 ist mit einem GATE-Pin 131-4 der PSR-Steuerung 130 verbunden. Der GATE-Pin 131-4 liefert ein GATE-Signal an das Gate des Leistungsschalttransistors 135.
• In dieser Ausführungsform ist der Leistungsschaltertransistor 135 als MOSFET, insbesondere als n-Kanal-MOSFET, vorgesehen. Alternative Designs können jedoch auch andere Transistortypen verwenden, um den Leistungsschaltertransistor 135 zu implementieren.
• Unabhängig davon, ob der Treiber 100 im AC-Modus, CCG-Modus oder ECG-Modus arbeitet, verwendet der Treiber 100 die gleiche PSR-Steuerung 130, den gleichen Transformator 132 und den gleichen Leistungsschaltertransistor 135, um ein lichtemittierendes Element 300 mit Strom zu versorgen. Dies vereinfacht den Schaltungsentwurf insgesamt und hat den Vorteil, dass keine Duplikate dieser Komponenten erforderlich sind, um in verschiedenen Betriebsarten arbeiten zu können.
• Das lichtemittierende Element 300 ist über einen ersten Treiberausgang 301 und einen zweiten Treiberausgang 302 mit dem Treiber 100 verbunden. Die Treiberausgänge 301, 302 sind so angeordnet, dass das lichtemittierende Element 300 über die Dioden 184, 186 parallel zur Primärspule 132A des Transformators geschaltet ist. Darüber hinaus ist das lichtemittierende Element 300 parallel zu einem Filterkondensator 180 geschaltet. Der Filterkondensator 180 hilft, die dem lichtemittierenden Element zugeführte Spannung zu stabilisieren.
• Wenn der Treiber 100 im AC-Modus oder im CCG-Modus arbeitet, leiten die Dioden 184, 186 den Stromfluss durch das lichtemittierende Element 300. Im AC-Modus und im CCG-Modus fließt der Strom durch das lichtemittierende Element in Richtung vom zweiten Treiberausgang 302 (Pluspol) zum ersten Treiberausgang 301 (Minuspol), und der Treiber 100 fungiert als ein Abwärts-Aufwärts-Wandler.
• Wenn der Treiber 100 dagegen im ECG-Modus arbeitet, lässt nur die Diode 186 den Strom durch. Im ECG-Modus fließt der Strom durch das lichtemittierende Element 300 in die gleiche Richtung, vom zweiten Treiberausgang 302 zum ersten Treiberausgang 301, fließt aber nicht durch die Diode 184 zurück. Stattdessen fließt der Strom durch einen ECG-Regelkreis aktivierenden Transistor 165 und durch einen ECG-Regelkreis 150. Der ECG-Regelkreis aktivierende Transistor 165 wird aktiviert und lässt den Strom durch, wenn eine erste Referenzspannung 102A an sein Gate angelegt wird. Die erste Referenzspannung 102A ist eine konstante Spannung, die vom zweiten Treibereingang 102 bezogen wird, wenn die Einheit 200 ein ECG ist. In diesem Fall fungiert der Treiber 100 als eine Aufwärtsregler. Der Aufwärtsregler verhindert, dass die vom ECG erzeugten hohen Spannungen die Komponenten beschädigen. Mit anderen Worten, dies schützt das lichtemittierende Element 300 vor schädlichen Hochspannungen des Gerätes 200, das in diesem Modus ein ECG ist.
• In dieser Ausführungsform ist der den ECG-Regelkreis aktivierende Transistor 165 als MOSFET, insbesondere als n-Kanal-MOSFET, vorgesehen. Alternative Designs können jedoch auch andere Transistortypen verwenden, um den den ECG-Regelkreis aktivierenden Transistor 165 zu implementieren.
• In jedem Fall ist ein Gate des den ECG-Regelkreis aktivierenden Transistors 165 mit einem am zweiten Treibereingang 102 erfassten ECG-Signal verbunden. Ein Quellenstrombegrenzungswiderstand 167 ist an Source des ECG-Regelkreis aktivierenden Transistors 165 vorgesehen.
• Der ECG-Regelkreis 150 wird durch einen Ausgang des PSR-Reglers 130, nämlich einen COMP-Pin 131-1, aktiviert. Der COMP-Pin 131-1 liefert ein COMP-Signal an den ECG-Regelkreis 150. Wenn sich der Treiber 100 im AC-Modus oder im CCG-Modus befindet, ist der ECG-Regelkreis 150 inaktiv. Wenn der Treiber 100 im ECG-Modus arbeitet, steuert der ECG-Regelkreis 150 die Einschaltzeit oder das Tastverhältnis des Leistungsschalttransistors 135.
• Der ECG-Regelkreis 150 stabilisiert den dem lichtemittierenden Element 300 zugeführten Strom, um die Kompatibilität mit verschiedenen Arten von ECGs zu erhöhen. Mit anderen Worten, der ECG-Regelkreis 150 mildert die Auswirkungen des jeweiligen ECG-Typs, der als Einheit 200 bereitgestellt wird, da verschiedene Arten von ECGs so ausgelegt sein können, dass sie unterschiedliche Stromstärken liefern.
• In 2 wird der Treiber 100 detaillierter über die Zusammensetzung des PSR-Reglers 130 und des ECG-Regelkreises 150 dargestellt.
• Wenn man sich zuerst dem ECG-Regelkreis 150 zuwendet, wird dieser Teil des Treibers 100 zuerst aktiviert, wenn ein ECG-Signal mit einer hohen Spannung an das Gate des ECG-Regelkreis aktivierenden Transistors 165 angelegt wird, wodurch der den ECG-Regelkreis aktivierende Transistor 165 mit der Leitung beginnt. Dadurch gelangt die Energie in den ECG-Regelkreis 150, der dann aktiv wird.
• Wenn der den ECG-Regelkreis aktivierende Transistor 165 zum ersten Mal in einen leitenden Zustand übergeht, wechselt der ECG-Regelkreis 150 in einen Aufwärtsreglermodus. Die Transformator-Primärspule 132A entmagnetisiert und sendet einen Strom durch die Diode 186, den Filterkondensator 180, den den ECG-Regelkreis aktivierenden Transistor 165, den Kondensator 169, den Widerstand 167 und den Rückführungswiderstand 154.
• Der ECG-Regelkreis 150 umfasst einen ECG-Rückführungstransistor 155. Der ECG-Rückführungstransistor 155 wird durch eine zweite Referenzspannung 151 aktiviert, die an die Basis des Transistors 155 angelegt wird. Die zweite Referenzspannung 151 ist eine konstante Spannung basierend auf der ersten Referenzspannung 102A, die wiederum vom zweiten Treibereingang 102 geliefert wird.
• In dieser Ausführungsform ist der ECG-Rückführungstransistor als Bipolartransistor (BJT) wie beispielsweise ein NPN-Transistor ausgeführt. Alternative Designs können jedoch auch andere Transistortypen verwenden, um den ECG-Steuerungsrückführungstransistor 155 zu implementieren.
• Wenn sich der Treiber 100 im ECG-Modus befindet, wirkt das Gerät 200 als konstante Stromquelle. Daher erhöht sich die Einschaltzeit Ton für den Leistungsschaltertransistor 135, wenn sich der ECG-Regelkreis 150 im Aufwärtsreglermodus befindet. Während die Einschaltzeit Ton für den Leistungsschaltertransistor 135 zum Maximum hin zunimmt, nimmt die Gesamtimpedanz des Treibers 100 ab, was den Stromfluss durch das lichtemittierende Element 300 minimiert.
• Der vom lichtemittierenden Element 300 durch den Emitterwiderstand 167 und den Rückführungswiderstand 154 fließende Strom verringert die Spannungsdifferenz zwischen dem Emitter und der Basis eines ECG-Rückführungstransistors 155. Wenn die Spannung des Rückführungswiderstands 154 unter einen Schwellenwert fällt, der als zweite Referenzspannung 151 minus einer Schwellenspannung des ECG-Rückführungstransistors 155 berechnet wird, beginnt der ECG-Rückführungstransistor 155 zu leiten: $${\text{V}}_{\text{Rückführungswiderstand}}<{\text{V}}_{\text{Referenz}}-{\text{V}}_{\text{Schwelle}}$$

  
• Der ECG-Rückführungstransistor 155 beginnt zu leiten, wodurch die Spannung am COMP-Pin 131-1 abnimmt, was wiederum dazu führt, dass die Einschaltzeit T_on des Leistungsschalttransistors 135 abnimmt. Die Eingangsimpedanz steigt, und der durch das lichtemittierende Element 300 fließende Strom steigt.
• Wenn die Spannung am Quellstrombegrenzungswiderstand 167 und am Rückführungswiderstand 154 einen Schwellenwert überschreitet, der als zweite Referenzspannung 151 minus einer Schwellenspannung des ECG-Rückführungstransistors 155 berechnet wird, öffnet sich der ECG-Rückführungstransistor 155, d.h. er hört auf zu leiten: $${\text{V}}_{\text{Rückführungswiderstand}}>{\text{V}}_{\text{Referenz}}-{\text{V}}_{\text{Schwelle}}$$

  
• Der ECG-Rückführungstransistor 155 hört auf zu leiten, was dazu führt, dass der Strom durch den Widerstand 153 und die Diode 157 beginnt, den COMP-Kondensator 134 zu laden. Dies führt direkt zu einem Spannungsanstieg am COMP-Pin 131-1, wodurch die Einschaltzeit Ton des Leistungsschalttransistors 135 steigt. Die Eingangsimpedanz nimmt wieder ab, und der durch das lichtemittierende Element 300 fließende Strom nimmt ab.
• Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Strom durch das lichtemittierende Element 300 durch Einstellen der Spannung am COMP-Pin 131-1 geregelt wird, was eine entsprechende Änderung der Einschaltzeit Ton des Leistungsschalttransistors 135 bewirkt.
• Nun zum PSR-Controller 130, der eine integrierte PSR-Schaltung (IC) 131 umfasst. In dieser Ausführungsform weist der PSR IC 131 acht Pins auf: einen COMP-Pin 131-1, einen FS-Pin 131-2, einen CS-Pin 131-3, einen GATE-Pin 131-4, einen MV-Pin 131-5, einen MC-Pin 131-6, einen GND-Pin 131-7 und einen VCC-Pin 131-8. Im Allgemeinen kann ein handelsüblicher PWM-Controller-IC zur Implementierung des PSR IC 131 verwendet werden. Es werden auch mehrere funktionale Implementierungen des PSR-ICs erwogen, wie beispielsweise die Verwendung eines programmierbaren ICs oder eines PCB-Layouts mit analogen und/oder digitalen Komponenten.
• In der vorliegenden Ausführungsform ist der COMP-Pin 131-1 über einen COMP-Kondensator 134 mit Masse verbunden und, wie bereits erwähnt, ist der COMP-Pin 131-1 ein Ausgang des ECG-Regelkreises 150.
• Der VCC-Pin 131-8 wird von einer Transformator-Hilfsspule 132B angesteuert. Insbesondere wird die Transformator-Hilfsspule 132B über die ersten und zweiten Spannungsteilerwiderstände 133A, 133B sowie den Widerstand 136 und die Diode 138 mit dem VCC-Pin 131-8 verbunden. Der Eingang zu VCC-Pin 131-8 wird zusätzlich durch den Filterkondensator 139 geglättet.
• Der FS-Pin 131-2 ist zwischen dem ersten Spannungsteilerwiderstand 133A und dem zweiten Spannungsteilerwiderstand 133B verbunden.
• Der CS-Pin 131-3 ist mit der Source des Leistungsschalttransistors 135 verbunden. Wie bereits erwähnt, ist der GATE-Pin 131-4 mit dem Gate des Leistungsschalttransistors 135 verbunden.
• Der MV-Pin 131-5 ist mit dem Ausgang der Brückendioden 112, 114, 116, 118 verbunden.
• Abschließend ist der GND-Pin 131-7 mit Masse verbunden.
• Wie bereits erwähnt, wird, wenn der Treiber 100 im ECG-Modus arbeitet, der Strom durch das lichtemittierende Element 300 durch Einstellen der Spannung am COMP-Pin 131-1 geregelt. Dies wirkt sich auf den Ausgang des GATE-Pins 131-4 aus, was zu einer entsprechenden Änderung der Einschaltzeit Ton des Leistungsschalttransistors 135 führt.
• Wenn der Treiber 100 im AC-Modus oder im CCG-Modus arbeitet, wird dem ECG-Regelkreis 150 keine Energie zugeführt. Mit anderen Worten, der ECG-Rückführungstransistor 155 und der ECG-Rückführungstransistor sind beide offen (in einem nichtleitenden Zustand). Der ECG-Regelkreis 150 beeinflusst die Spannung am COMP-Pin 131-1 nicht. In diesem Fall arbeitet der Treiber im Abwärts/Aufwärts-Modus. Der Strom durch das lichtemittierende Element wird durch den PSR IC 131 gesteuert.
• Obwohl die 1 und 2 den Treiber 100 mit dem lichtemittierenden Element 300 darstellen, kann das lichtemittierende Element 300 separat oder getrennt vom Treiber 100 vorgesehen werden. Mit anderen Worten, Implementierungen des Designs der 1 und 2 müssen kein lichtemittierendes Element 300 beinhalten. Stattdessen kann die Implementierung Leitungen oder Buchsen zur Aufnahme eines lichtemittierenden Elements 300 aufweisen, das separat bereitgestellt wird und nach Belieben angebracht oder entfernt werden kann.
• Für einen Fachmann wird es offensichtlich sein, dass die dargestellte Ausführungsform nur ein Beispiel aus einer Vielzahl von Möglichkeiten darstellt. Daher sollten die hier diskutierten Ausführungsformen nicht als Einschränkung dieser Merkmale und Konfigurationen verstanden werden. Jede mögliche Kombination und Konfiguration der beschriebenen Merkmale kann entsprechend dem Umfang der Erfindung gewählt werden.
• Bezugszeichenliste

100

Treiber für ein Beleuchtungsmodul

101, 102

Erste und zweite Treibereingänge

102A

Erste Referenzspannung

112, 114,116, 118

Brückendioden

120

Eingangsfilterkondensator

130

primäre Schaltregler(PSR)Steuerung

131

PSR integrierte Schaltung (IC)

131-1

COMP-Pin

131-2

FS-Pin

131-3

CS-Pin

131-4

GATE-Pin

131-5

MV-Pin

131-6

MC-Pin

131-7

GND-Pin

131-8

VCC-Pin

132A

Transformator-Primärspule

132B

Transformator-Hilfsspule

133A

Erster Spannungsteilerwiderstand

133B

Zweiter Spannungsteilerwiderstand

134

COMP-Kondensator

135

Leistungsschaltertransistor

136

Widerstand

137

Quellstrombegrenzungswiderstand

138

Diode

139

Filterkondensator

150

ECG-Regelkreis

151

Zweite Referenzspannung

152

Basisstrombegrenzungswiderstand

153

Widerstand

154

Rückführungswiderstand

155

ECG-Rückführungstransistor

157

Diode

165

ECG-Regelkreis aktivierender Transistor

167

Quellstrombegrenzungswiderstand

169

Kondensator

180

Filterkondensator

184

Diode

186

Diode

200

Einheit (AC-Netz, CCG- oder ECG- Gerät und Filamentschaltung)

300

Lichtemittierendes Element

301

Erste Treiberausgang

302

Zweiter Treiberausgang

Claims (9)

1. Treiber (100) für ein Beleuchtungsmodul, umfassend: - Eingänge (101, 102) zum Aufnehmen einer Versorgungsspannung von einer Eingangseinheit (200); - Treiberausgänge (301, 302) zur Stromversorgung, um ein lichtemittierendes Element (300) zur Erzeugung von Licht zu veranlassen; - einen Transformator (132) zum Zuführen von Leistung zu den Treiberausgängen (301, 302); und - einen Leistungsschalttransistor (135) zum Steuern des Transformators (132); gekennzeichnet durch - eine primäre Schaltregler(PSR)Steuerung (130) zum Steuern des Leistungsschalttransistors (135) derart, dass die mit dem Treiber (100) gekoppelte Eingangseinheit (200) umfassen kann: eine Wechselstromversorgung, ein konventionelles Vorschaltgerät (CCG) oder ein elektronisches Vorschaltgerät (ECG).
2. Treiber (100) nach Anspruch 1, ferner umfassend einen ECG-Regelkreis (150), der mit der PSR-Steuerung (130) gekoppelt ist, - wobei der ECG-Regelkreis (150) aktiviert wird, wenn die Eingangseinheit (200) ein ECG ist, und - wobei der ECG-Regelkreis (150), wenn dieser aktiviert ist, ein COMP-Signal an die PSR-Steuerung (130) liefert und die PSR-Steuerung (130) das COMP-Signal zum Steuern des Leistungsschalttransistors (135) verwendet.
3. Treiber (100) nach Anspruch 1, wobei der ECG-Regelkreis (150) inaktiv bleibt, wenn die Eingangseinheit (200) kein ECG ist.
4. Treiber (100) nach einem vorherigen Anspruch, wobei die PSR-Steuerung (130) eine integrierte PSR-Schaltung (IC, 131) umfasst, die ein GATE-Signal zum Steuern des Leistungsschalttransistors (135) bereitstellt.
5. Treiber (100) nach Anspruch 4, wobei der PSR-IC (131) einen GATE-Pin (131-4) umfasst, der das GATE-Signal liefert und mit einem Gate des Leistungsschalttransistors (135) verbunden ist.
6. Treiber (100) nach Anspruch 4 oder 5, wobei der PSR-IC (131) einen COMP-Pin (131-1) umfasst, der das COMP-Signal vom ECG-Regelkreis (150) empfängt und das COMP-Signal zum Erzeugen des GATE-Signals verwendet.
7. Verfahren zum Steuern eines Treibers (100) für ein lichtemittierendes Element (300), wobei das Verfahren umfasst: - Bereitstellen einer Eingangseinheit (200), die mit dem Treiber (100) gekoppelt ist, wobei die Eingangseinheit (200) eine der folgenden Arten umfasst: eine Wechselstromversorgung, ein konventionelles Vorschaltgerät (CCG) oder ein elektronisches Vorschaltgerät (ECG); und - abhängig von der Art der bereitgestellten Eingangseinheit (200), Steuern eines Leistungsschalttransistors (135) zum Schalten eines Transformators (132), der Strom von der Eingangseinheit (200) bezieht und das lichtemittierende Element (300) mit Strom versorgt,.
8. Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend: - Erfassen, ob die Eingangseinheit (200) ein ECG ist, und wenn ja, - Aktivieren eines ECG-Regelkreises (150), um ein COMP-Signal zu erzeugen, und - Bereitstellen des COMP-Signals an einen primären Schaltregler (PSR, 130); und - Erzeugen eines GATE-Signals zum Steuern des Leistungsschalttransistors (135) im PSR (130).
9. Beleuchtungsmodul mit einem Treiber (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und einem lichtemittierenden Element (300), wobei das lichtemittierende Element (300) mit den Treiberausgängen (301, 302) des Treibers (100) gekoppelt ist.

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