WO2014075117A2 - Betriebsgerät für ein leuchtmittel und verfahren zum dimmen eines leuchtmittels - Google Patents

Betriebsgerät für ein leuchtmittel und verfahren zum dimmen eines leuchtmittels Download PDF

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WO2014075117A2
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signal
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supply voltage
control device
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Philip JERMYN
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Tridonic Gmbh & Co. Kg
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
    • H05B45/3725—Switched mode power supply [SMPS]
    • H05B45/385—Switched mode power supply [SMPS] using flyback topology

Definitions

  • the invention relates to operating devices for lighting and method for controlling a control gear for a Leuchtmittei.
  • the invention relates to operating devices and methods which permit dimming of the luminous means.
  • Dimmers can be used to control the brightness of lamps.
  • a dimming level can be preset by a dimmer via a phase angle or phase section of the supply voltage.
  • the power is reduced by a short-term interruption of the supply voltage is effected after or before the zero crossing of the supply voltage, so that the power of the lamp is reduced.
  • the extent of the reduction can be controlled by the length of the phase angle or phase section.
  • such a procedure may be subject to restrictions that have a detrimental effect on the dimming behavior.
  • the object of the invention is to provide an operating device for a luminous means and a method which facilitates the achievement of low levels of brightness.
  • an operating device for a lighting device which has a control device for controlling the operating device as a function of a Dimming level includes.
  • Circuitry is coupled to the controller and configured to alter a signal at a terminal of the controller when the dimming level meets a predetermined criterion.
  • the dimming behavior can be selectively influenced, for example at low dimming levels.
  • a control behavior of the operating device can be influenced so that lower brightnesses are achieved. It is not necessary to modify the control logic of the controller itself, as the circuitry acts on signal supplied to the controller.
  • the control device can be set up to regulate a controlled variable to a desired value.
  • the circuit arrangement may be configured to influence a deviation between the controlled variable and the setpoint detected by the control device when the dimming level meets the predetermined criterion. In particular, the deviation detected by the control device can then be selectively increased by the circuit arrangement beyond its actual value if the dimming level is less than a threshold value. The control behavior of the control device then leads to a further reduction of the brightness.
  • the controller may include a first terminal for receiving a first signal and a second terminal for receiving a second signal. The controller may be configured to control the operating device in response to a comparison of the second signal with the first signal.
  • the circuit arrangement can be set up to change the first signal and / or the second signal if the dimming level is less than a threshold value.
  • the deviation between the controlled variable and the setpoint detected by the control device can be selectively increased by the circuit arrangement selectively beyond its actual value if the dimming level is less than a threshold value. If the control device controls a converter, in particular the time-dependent switching of a controllable switch can be influenced via the circuit arrangement, so that a lower output current results.
  • the first signal may depend on an average rectified supply voltage of the operating device. This is a suitable measure of a dimming level for phase segment dimming or phase dimming.
  • the circuitry may be arranged to reduce the first signal when the average rectified supply voltage is less than a threshold is worth.
  • the circuitry may be configured not to affect the first signal when the average rectified supply voltage is greater than the threshold.
  • the circuitry may be arranged to increase the second signal when the average rectified supply voltage is less than a threshold.
  • the operating device may be configured to inject an alternating current at the first connection and thus to generate a time-varying potential at the first connection with the supply voltage.
  • the injected alternating current can vary with a supply voltage. This allows a better power factor correction to be achieved.
  • the total Harmonic Distortion (THD) of the input current can be reduced.
  • the first signal may represent a set point of peak current on a primary side of a transformer.
  • the second signal may represent an actual value of the current at the primary side of the transformer.
  • the circuitry may include controllable switching means coupled to the first terminal or the second terminal.
  • the controllable switching means may comprise a transistor.
  • the controllable switching means can be switched depending on a dimming level.
  • the controllable switching means can be switched depending on a time average of a rectified supply voltage of the operating device.
  • the circuitry may include an inductor coupled to the transformer to produce a negative potential.
  • the controllable switching means may be coupled to the negative potential. In this way, dimming can be achieved up to very low levels of brightness.
  • the operating device may include a DC-DC converter.
  • the controller may be configured to control the DC-DC converter in response to a deviation between the controlled variable and the setpoint.
  • the DC-DC converter can be designed as a flyback converter.
  • the operating device can be designed as a constant current source. Accordingly, the controller can realize a constant current control loop.
  • the operating device can be designed as an LED converter.
  • a lighting system is specified.
  • the lighting system comprises at least one operating device for a lighting means according to an embodiment and a dimmer.
  • the dimmer may be configured to generate phase cuts and / or phase portions of a supply voltage supplied to the operating device.
  • the lighting system may include at least one light source connected to the operating device.
  • the lighting means may comprise at least one light-emitting diode.
  • a method for dimming a light source includes controlling a controlled variable of a lighting device to a setpoint that depends on a dimming level.
  • a first signal, which depends on the desired value, and / or a second signal, which depends on an actual value of the controlled variable, is selectively influenced when the dimming level meets a predetermined criterion.
  • the dimming behavior can be influenced.
  • a deviation between the controlled variable and the setpoint detected by a control device can then be selectively increased by the circuit arrangement beyond its actual value if the dimming level is less than a threshold value.
  • the control behavior of the operating device leads to a reduction of the output current. At low dimming levels, smaller illuminances of the illuminant can be achieved.
  • a power factor correction is provided for an operating device of a lighting device.
  • the features of this aspect in particular provide an improvement in power factor correction.
  • An operating device for a luminous means comprises a control device which has a first terminal for receiving a first signal and a second terminal for receiving a second signal.
  • the controller is configured to control the operating device in response to a deviation between the second signal and the first signal.
  • the operating device includes an auxiliary circuit for time-dependent, in particular periodically changing a potential at the first terminal.
  • An alternating current can be injected at the first connection.
  • the injected alternating current can vary with a supply voltage. This allows a better power factor correction to be achieved.
  • the total Harmonic Distortion (THD) of the input current can be reduced.
  • the auxiliary circuit may comprise a capacitor connected to the first terminal.
  • FIG. 1 shows a lighting system with a control device for a lighting means according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 2 is a block diagram of an operating device according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of an operating device according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart of a method according to an embodiment.
  • FIG. 5 shows a supply voltage of the operating device in the case of phase section dimensions.
  • FIG. 6 is a circuit diagram of an operating device according to an embodiment.
  • Fig. 7 is a circuit diagram of an operating device according to an embodiment.
  • Fig. 8 shows an input current of operating devices according to embodiments in comparison with an input current in conventional operating devices.
  • 9 is a circuit diagram of an operating device according to an embodiment.
  • Fig. 1 illustrates a lighting system with a lighting device for a lighting device according to an embodiment of the invention.
  • the lighting system comprises a supply source 10, for example a mains voltage source, a dimmer 50 and a luminaire 90 or a plurality of luminaires 90.
  • the luminaire 90 has an operating device 100 according to an exemplary embodiment and a luminous means 92.
  • the light source 92 may include one or more light emitting diodes (LEDs). Accordingly, the operating device 100 may be designed as an LED converter.
  • the light-emitting means 92 can be implemented in various ways, for example by one or more inorganic LEDs, organic LEDs, gas discharge lamps, other lamps or a combination of the aforementioned types of lamps.
  • the operating device 100 may, for example, comprise a power supply which generates a suitable voltage and / or a suitable current from a supply voltage supplied to the luminaire for operating the luminous means 92.
  • the operating device 100 is dimmable to adjust a brightness of the luminous means 92 according to a predetermined dimming level.
  • the dimming level can be specified via the dimmer 50.
  • the dimmer 50 may be configured to generate phase cuts or phase portions of the supply voltage. In this way, phase gating dimming or phase dimming may be performed.
  • the dimmer 50 may be provided in a so-called "one-wire" wiring, in which the dimmer 50 is connected to a mains voltage conductor 30 and a load conductor 40, but does not have to be connected to the further mains voltage conductor 20.
  • the mains voltage conductor 30 may be a phase conductor, for example.
  • the dimmer 50 may be connected to both a phase conductor and a neutral of the supply source.
  • the dimmer 50 includes a control circuit 51 for generating phase cuts or phase portions of the supply voltage.
  • the control circuit 51 controls the provision of the supply voltage to the lamp 90 so that a supply voltage to the lamp 90 is provided only over a certain phase angle during a half period of the supply voltage. By adjusting this phase angle, where voltage is provided to fixture 90, the average power provided, and thus the dimming level, can be controlled.
  • the phase angle can, for example, depend on an actuation of a manually operable input.
  • a control for example, in automatic brightness or color control, are set.
  • the operating device 100 may include a controller.
  • the controller may be configured as a microcontroller, controller, processor or other integrated circuit.
  • the controller controls the operating device 100 according to a control loop to control a controlled variable to a desired value.
  • the control device can realize a constant-current control loop.
  • the setpoint may depend on the dimming level.
  • the control device has a circuit arrangement which influences the deviation between the control variable and the setpoint detected by the control device so as to influence the control loop.
  • the circuit arrangement can selectively influence a signal evaluated by the control device at small dimming levels such that an output current of the operating device and thus the brightness of the lighting device are further reduced.
  • the circuit arrangement selectively influences a potential at an input of the control device at small dimming levels such that the control circuit of the control device further reduces an output current of the operating device.
  • An intervention in the control logic of the control device itself is not necessarily required.
  • FIG. 2 is a block diagram representation of an operating device 100 according to one embodiment.
  • the operating device 100 can operate as a constant current source.
  • the operating device 100 may be configured as an LED converter.
  • the operating device 100 has a rectifier 101 on the input side.
  • the rectified supply voltage at the input of the operating device may be smoothed by a smoothing circuit 102 (also referred to as a power factor correction circuit or PFC circuit).
  • the smoothing circuit 102 may perform power factor correction to reduce the overall harmonic distortion (THD) and increase the power factor.
  • a DC-DC converter 103 can be controlled by a control device 10.
  • the DC-DC converter 103 may include a transformer.
  • the control device 110 can implement a control loop in order to influence a manipulated variable as a function of a deviation between a controlled variable and a nominal value of the controlled variable.
  • the manipulated variable may be, for example, a manipulated variable of the DC-DC converter 103, for example, a time in which a switching means of the DC-DC converter 103 is switched to an on state.
  • the controlled variable may be a current intensity, in particular a peak current intensity, on a primary side of the DC-DC converter 103.
  • the setpoint of the controlled variable may depend on the desired dimming level.
  • An output current can be output via an output driver 104 to the light source.
  • the control device 10 can influence the brightness of the luminous means according to a desired dimming level by regulating a controlled variable to a desired value.
  • the control device 110 can determine a deviation between a second signal s2, which represents the controlled variable, and a first signal s1, which represents the desired value.
  • the control device 110 can control the operating device 100 as a function of the detected deviation, for example, to regulate a peak current at a primary side of a transformer to a desired value.
  • a circuit arrangement 120 can influence the deviation between the controlled variable and the nominal value detected by the control device 120.
  • the circuit arrangement 120 can increase the deviation between the controlled variable and the setpoint value detected by the control device 110 above its actual value in order to further reduce the brightness of the luminous means. This can be done selectively at small dimming levels.
  • the circuitry 120 may selectively affect a potential at a terminal of the circuitry at small dimming levels to vary the deviation between the controlled variable and the set point detected by the control device 110.
  • the circuit arrangement 120 can leave the potential at the corresponding terminal of the control device 110 unchanged.
  • the circuit arrangement 120 can accordingly generate an auxiliary signal s aux selectively only when the dimming level is less than a threshold value.
  • the control device can have a first connection 11 1 for a first signal s1, which depends on the desired value of the controlled variable.
  • the control device may have a second terminal 12 1 for a second signal s 2, which depends on the controlled variable.
  • a control signal ctrl for example for controlling a switching means of the converter 103, can be generated as a function of the deviation between the second signal s2 and the first signal s1.
  • the control signal can be controlled via a connection 13.
  • the corresponding switching means of the converter 103 which is switched by the control device 110, may also be integrated in the control device 110.
  • the circuit arrangement 120 may influence a signal at one of the terminals 1 1 1, 1 12 of the control device.
  • the first signal s1 can be selectively reduced when a dimming level DL is smaller than a threshold value.
  • the second signal s2 can be selectively increased if the dimming level DL is smaller than the threshold value.
  • an average value of the rectified supply voltage can serve as a measure of the desired dimming level.
  • the circuitry 120 may be configured to affect a signal processed by the controller 110 to further reduce the brightness of the illuminant when an average of the rectified supply voltage is less than a threshold.
  • the first signal s1 representing the desired value can likewise be generated as a function of an average value of the rectified supply voltage.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of an operating device 100 according to an exemplary embodiment. Elements or devices that correspond in their design or function to elements or devices described with reference to FIG. 1 or FIG. 2 are designated by the same reference numerals.
  • the operating device 100 has a converter with the topology of a flyback converter. Other converter types can be used.
  • the flyback converter is supplied with a rectified supply voltage at input terminals 154, 155.
  • the flyback converter comprises a primary-side first inductor 121, e.g. a primary coil of a transformer, and a secondary-side second inductance 131, e.g. a secondary coil of the transformer.
  • a diode 132 may be connected to the second inductance 131 and connected between the second inductance 131 and an output of the operating device.
  • a capacitor 133 may be connected to output terminals 134, 135 of the secondary side:
  • a reference voltage for a control loop may be provided by a capacitor 123.
  • the capacitor 123 may be coupled to at least one of the input terminals 54 so that the charge on the capacitor 23 provides a measure of a time average of the rectified supply voltage.
  • the controller 110 may itself charge the capacitor 123 depending on a dimming level. The charge of the capacitor 23 may be dependent on a time average of the rectified supply voltage.
  • a first terminal 1 1 1 of the control device 1 10 is connected to the capacitor 123.
  • At the first terminal 11 1 is a reference potential for a control, which is executed by the control device 1 10.
  • a potential detected at a second terminal 12 may match the reference potential at the first Connection 1 1 1 are compared.
  • a controllable switching means 122 can be controlled.
  • a constant current control can be realized in this way by the control device 110.
  • the charge of the capacitor 123 can be automatically adjusted so that the average output current is kept constant.
  • a voltage or current on the primary side of the transformer can be detected.
  • a current intensity on the primary side of the transformer can be detected via a measuring resistor 125, to which the voltage drop across the measuring resistor 125 is proportional.
  • the operation of the flyback converter can be controlled depending on a deviation between the setpoint, which is detected at the first terminal 1 1 1, and the controlled variable, which is detected at the second terminal 1 12.
  • an actuation of a switching means 122 of the flyback converter can take place depending on the detected deviation.
  • the switching means 122 may be switched depending on a comparison between the signals applied to the first terminal 1 1 1 and the second terminal 1 12.
  • control device 10 can generate, for example, a corresponding control signal.
  • the control signal can be output via a connection 113.
  • the switching means 122 may be integrated into the control device 110.
  • the switching means may comprise a MOSFET formed as part of an integrated circuit forming the control means 110.
  • a circuit arrangement 120 is provided in order to influence the deviation between controlled variable and desired value detected by the control device 10.
  • the circuit arrangement 120 influences the potential at the first terminal 1 1 1.
  • the circuit arrangement 120 can pull the potential at the first terminal 11 1 in the direction of ground potential PO.
  • the circuit arrangement 120 can selectively pull the potential at the first terminal 1 1 1 to the ground potential PO only when an average value of the rectified supply voltage of the converter becomes smaller than a threshold value.
  • the circuit arrangement 120 may increase a potential at the second terminal 12 when an average value of the rectified supply voltage of the converter becomes smaller than the threshold value. In both cases, the control behavior of the operating device at low dimming levels is influenced in such a way that the output current is further reduced.
  • the control device 1 10 may be coupled to the transformer.
  • Another inductance 141 for example a another coil, may be inductively coupled to the first inductor 121.
  • the further inductance can be coupled to the ground potential PO via a diode 142, a resistor 143 and a capacitor 144.
  • a supply voltage for the control device 1 10 can be tapped.
  • a demagnetization of the transformer can be detected. For this purpose, for example, voltage at the resistor 143 can be detected.
  • the further inductor 141 may also be used to generate a negative potential to which the circuitry 120 is coupled.
  • the method 200 may be performed automatically by the operating device 100 according to one embodiment.
  • the method may include controlling a peak current on a primary side of a transformer to a setpoint that depends on a dimming level.
  • the dimming level can be defined by phase sections and / or phase cuts of the supply voltage.
  • Step 201 it is determined whether a dimming level is less than a threshold.
  • Step 201 may include determining an average of a rectified supply voltage of the operating device. The mean value of the rectified supply voltage can be compared to a threshold value.
  • an auxiliary signal may be selectively generated to affect an input signal of a control loop when the dimming level is small.
  • a desired value for the control variable supplied to the control device can be reduced so that the control circuit further reduces the brightness of the lighting means.
  • a control variable supplied to the control variable of the control loop can be increased, so that the control circuit further reduces the brightness of the lighting means.
  • control of the operating device may occur.
  • a current on a primary side of a transformer can be regulated to a setpoint that depends on the dimming level.
  • a switching means of a transducer e.g. a flyback converter, can be switched depending on a comparison of the controlled variable with the setpoint. The method may then return to step 201.
  • Fig. 5 illustrates a supply voltage 210 which is supplied to the operating device according to an embodiment.
  • Phase cuts and / or phase sections 21 1 are generated for example by a dimmer.
  • a time average 212 of the rectified supply voltage influences the dimming level.
  • the circuitry 120 may selectively alter a first signal representing the setpoint of the controlled variable and / or a second signal representing the controlled variable when the average 212 is less than a threshold of 2.3. As a result, the brightness of the luminous means can be further reduced without having to change the control behavior of the control device itself.
  • FIG. 6 is a circuit diagram of an operating device 100 according to an exemplary embodiment. Elements or devices that correspond in their design or function to elements or devices described with reference to FIGS. 1 to 5 are designated by the same reference numerals.
  • the operating device 100 has a rectifier 101 for rectifying a supply voltage received at input terminals 151, 152.
  • a rectifier 101 for rectifying a supply voltage received at input terminals 151, 152.
  • an inductance 105 which is connected between an output of the rectifier and a converter, and a capacitor 106, which is connected to the inductance 105, may be provided.
  • the converter of the operating device 100 may have the topology of a flyback converter.
  • a switching means of the converter is integrated in the embodiment shown in Fig. 6 in the control device 1 10.
  • the switching means may comprise a MOSFET.
  • When charging the first inductor 121 current may flow from the first inductor 121 via the switching means of the controller 110 and the resistor 125. For discharging the first inductance 121, the switching means can be switched to an off state.
  • the first inductance When discharging the first inductance 121, the first inductance can discharge via a diode 126 and a resistor 127.
  • a capacitor 128 may be connected in parallel with resistor 127 to reduce current peaks.
  • the peak current on the primary side of the transformer can be detected, which drops across the resistor 125 when the first inductor 121 is charged.
  • the corresponding second signal which represents the current intensity, is detected at the second terminal 1 12 of the control device 1 10.
  • a signal that is from the time average of the rectified . Supply voltage depends, may be present at the first terminal 1 1 1 of the control device 110.
  • a series circuit of the capacitor 123 and another capacitor 124 may be connected to the first terminal 11 1.
  • the capacitance of the capacitor 123 connected to the first terminal 11 1 can be much larger than the capacitance of the capacitor 124.
  • the potential at the first terminal 1 1 1 serves as a reference potential for a control loop.
  • the control device 110 may, for example, be arranged such that the controllable switching means of the flyback converter is switched as a function of a comparison of the potential at the second terminal 12 and the reference potential at the first terminal 11.
  • the control device 110 can be set up in order to control the converter in such a way that the signal received at the second connection 1 2 approaches the signal present at the first connection 111.
  • the operating device 100 comprise a circuit arrangement which reduces the potential at the first terminal 1 1 1 in order to further reduce the brightness of the luminous means when the dimming level is small, for example smaller than a threshold value.
  • the circuit arrangement comprises a circuit part 160, which reduces the potential at the first terminal 11 1.
  • the circuit arrangement may optionally comprise a further circuit part 170 which generates a negative potential relative to the ground potential PO.
  • a controllable switching means 161 for example a transistor, is connected to at least one of the first terminal 1 1 1 and the second terminal 1 12.
  • the controllable switching means 161 can reduce the potential at the first terminal 11 at low dimming levels.
  • a gate of the controllable switching means 161 is connected to a node between resistors 163 and 164 of a voltage divider comprising the resistors 162, 163 and 164.
  • a capacitor 165 may be provided between a node between the resistors 162 and 163 and the ground potential PO.
  • the controllable switching means 161 pulls the potential at the first terminal 11 towards ground potential PO.
  • the controllable switching means 161 is in an off state.
  • the potential at the first terminal 111 is not affected by the controllable switching means 161 when the dimming level is high. At high dimming levels, i. at high output currents of the operating device, the control behavior is not affected. At low dimming levels, the control behavior is influenced via the controllable switching means 161 in such a way that lower output currents are achieved.
  • the further circuit part 170 may be connected via the resistor 164 of the voltage divider to the gate of the controllable switching means 61 in order to provide a negative potential relative to the ground potential. Due to the negative potential at the resistor 164, for example, from -0.6 V, the emitter follower of the transistor 161 can reduce the potential at the first terminal 111 to the ground potential.
  • the negative potential at the resistor 164 may be from the further circuit part 170, which is coupled to the further inductance 141.
  • a capacitor 171 is connected via a diode 172 to the further inductance 141.
  • a further diode 173 may be provided in parallel with the capacitor 172, wherein the cathode of the further diode 173 may be connected to the capacitor 171 via a resistor 174.
  • the capacitor 171 is charged by the further inductance 141 so that a negative potential can be generated at one terminal of the resistor 164 of the voltage divider.
  • a time-varying signal component can be impressed on the potential at the first terminal 11 1 of the control device 10.
  • a time-variable, in particular periodic signal component can be generated via a further voltage divider with resistors 181 and 182, which are connected to the output of the rectifier.
  • This time-varying signal component which can change over time in particular with the supply voltage, can be superimposed on the signal at the first terminal 11.
  • a node between the resistors 181 and 182 may be connected to a node between the capacitors 123 and 124.
  • the capacitor 23 which has a relatively large capacitance, it is ensured that the time average of the signal at the first terminal 1 1 1 remains proportional to the mean value of the rectified supply voltage, as long as the potential is not selectively by the controllable switching means 161 on is reduced. Since the mean value of the signal at the first terminal 1 1 1 is not changed by the impressing of the temporally varying with the supply voltage signal component, the control behavior is not affected.
  • the time-varying signal component with the supply voltage can reduce the overall harmonic distortion of the input current and improve the power factor correction. This will be described in detail with reference to FIGS. 7 and 8.
  • the control device 1 10 may have further connections.
  • the control device may have a ground connection.
  • To detect the demagnetization of the transformer can be detected via a voltage divider with resistors 146 and 147, the voltage across the series circuit of diode 142, resistor 143 and capacitor 144 drops.
  • An output of a transconductance amplifier of the control device 110 may be coupled to ground via a capacitor 148 and a resistor 149.
  • FIG. 7 is a circuit diagram of an operating device 100 according to an exemplary embodiment. Elements or devices that in their design or function elements or Corresponding to devices which have been described with reference to FIGS. 1 to 6 are designated by the same reference numerals.
  • the operating device 00 has a converter and a control device 110 for controlling the converter.
  • the control device 1 10 has a first terminal 1 1 1 and a second terminal 1 12 to receive the signals required for a current control.
  • the first terminal 1 11 is connected to a capacitor 123.
  • a reference potential is received, which may depend on the time average of the rectified supply voltage.
  • the signal at the first terminal 111 has a time-varying signal component.
  • the capacitor 123 ensures that the time-average value of the signal at the terminal remains unchanged over a period of the supply voltage due to the time-varying signal component which is impressed via the voltage divider 181, 182.
  • the control behavior of the operating device is thus not influenced by the impressing of the time with the supply voltage variable signal component at the first terminal 1 1 1.
  • the provision of the temporally variable with the supply voltage signal component does not affect the average output current of the operating device.
  • the control device 110 may be configured such that a comparison of the signals at the first terminal 1111 and the second terminal 112 determines when a switching means of a converter is switched to an on state.
  • the control device 110 may be configured such that the first inductance 121 of a flyback converter is charged at time intervals that depend on a comparison of the signals at the first terminal 1111 and the second terminal 112.
  • the imprinting of a time-varying signal component or the injection of a time-variable current at the first terminal 1 1 1 leads to an improved power factor correction, as shown in FIG. 8.
  • FIG. 8 shows the input current 221 of an operating device, in which, as shown in FIG. 6 or FIG. 7, a signal is superimposed on the signal at the first terminal 11 of the control device 110 a time-varying signal component with the supply voltage.
  • the input current 222 likewise shown for comparison results in an operating device which has no temporal variable at the first terminal of the control device. imprinting signal component is impressed.
  • the input stream 222 has a strong overall harmonic distortion. By impressing the time-varying signal component on the signal at the first terminal 111, the total harmonic distortion is significantly reduced, as can be seen for the input current 221.
  • the mean output current of the operating device is not changed by the superimposition of the temporally varying with the supply voltage signal component, so that the control behavior is not affected.
  • the application of a signal component which varies in time with the supply voltage to the signal at the first terminal 1 1 1 of the control device can be combined with the influencing of the potential at the first terminal 1 1 1, which is dependent on the dimming level.
  • the impressing of the temporally varying, in particular periodic, signal component on the first terminal 11 can also be used to improve the power factor correction, without a dimming level-dependent selective influencing of the potential taking place.
  • FIG. 9 is a circuit diagram of an operating device 100 according to an embodiment. Elements or devices that correspond in their design or function to elements or devices described with reference to FIGS. 1 to 8 are designated by the same reference numerals.
  • the circuit arrangement 120 is connected to the second connection 12 of the control device 110.
  • the circuitry 120 may increase the signal on the second terminal 112 at small dimming levels.
  • Circuitry 120 may selectively increase the signal on second terminal 112 when the dimming level is less than a threshold. As a result, the current control of the operating device 100 is also influenced so that the output current is reduced.
  • control device 1 10 may be configured as an integrated circuit.
  • controller 110 may be configured as a controller, microcontroller, processor or other integrated circuit.
  • ballasts While operating devices and methods of embodiments have been described in detail with reference to the figures, modifications may be made in further embodiments. While, for example, embodiments in the context of phase-dimming or phase-gating dimming, the embodiments are not limited thereto. While a time average of a rectified supply voltage may be used as a basis for determining whether an input signal of the controller should be influenced so as to further reduce the brightness of the light source, other quantities may also be evaluated to determine if the control response is affecting shall be. While embodiments have been described in the context of ballasts with flyback converters, the ballasts may also employ other transformer topologies.
  • Embodiments have been described in detail, in which a regulation is based on variables that are detected on the primary side of the operating device. Feedback of signals across a SELV barrier is not required. In further embodiments, however, a controlled variable can also be detected on the secondary side.
  • Operating devices and methods according to exemplary embodiments can be used, in particular, for the operation of dimmable luminaires, which include LEDs, without being limited thereto.

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

Ein Betriebsgerät (100) für ein Leuchtmittel umfasst eine Steuereinrichtung (110) zum Steuern des Betriebsgeräts (100) abhängig von einem Dimmlevel und eine Schaltungsanordnung (120), die mit der Steuereinrichtung (110) gekoppelt ist. Die Schaltungsanordnung (120) ist eingerichtet, um ein Signal an einem Anschluss (111, 112) der Steuereinrichtung (110) zu verändern, wenn der Dimmlevel ein vorgegebenes Kriterium erfüllt.

Description

Beschreibung
Betriebsgerät für ein Leuchtmittel und Verfahren zum Dimmen eines Leuchtmit- tels
Die Erfindung betrifft Betriebsgeräte für Leuchtmittel und Verfahren zur Steuerung eines Betriebsgeräts für ein Leuchtmittei. Die Erfindung betrifft insbesondere Betriebsgeräte und Verfahren, die ein Dimmen des Leuchtmittels erlauben.
Zur Helligkeitssteuerung von Leuchtmitteln können Dimmer eingesetzt werden. Bei einem Phasenanschnittsdimmen oder Phasenabschnittsdimmen kann durch einen Dimmer über einen Phasenanschnitt oder Phasenabschnitt der Versorgungsspannung ein Dimmlevel vorgegeben werden. Dabei wird die Leistung verringert, indem nach bzw. vor dem Nulldurchgang der Versorgungsspannung eine kurzzeitige Unterbrechung der Versorgungsspannung bewirkt wird, so dass die Leistung der Leuchte reduziert wird. Das Ausmaß der Verringerung kann durch die Länge des Phasenanschnitts oder Phasenabschnitts kontrolliert werden. Eine derartige Vorgehensweise kann abhängig vom verwendeten Dimmer und/oder bei nicht konventionellen Leuchtmitteln Beschränkungen unterliegen, die sich negativ auf das Dimmverhalten auswirken. Beispielsweise sind viele Dimmer so ausgestaltet, dass sie jeweils zumindest über einen vorgegebenen minimal Winkelbereich, beispielsweise 40°, während jedes halben Zyklus der Versorgungsspannung eine endliche Versor- gungsspannung an die Leuchte bereitstellen. Der Phasenanschnitt oder Phasenabschnitt kann dann nicht zu groß werden. Dies kann dazu führen, dass die erreichbare minimale Helligkeit des Leuchtmittels, die mit dem Dimmer eingestellt werden kann, einen höheren Wert als eigentlich erwünscht aufweist. Aufgabe der Erfindung ist, ein Betriebsgerät für ein Leuchtmittel und ein Verfahren bereitzustellen, das die Erzielung niedriger Helligkeiten erleichtert.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Betriebsgerät, ein Verfahren und ein Beleuchtungssystem mit den in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmalen. Die abhängigen Patentansprüche definieren Weiterbildungen der Erfindung.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird ein Betriebsgerät für ein Leuchtmittel angegeben, das eine Steuereinrichtung zum Steuern des Betriebsgeräts abhängig von einem Dimmlevel umfasst. Eine Schaltungsanordnung ist mit der Steuereinrichtung gekoppelt und eingerichtet, um ein Signal an einem Anschluss der Steuereinrichtung zu verändern, wenn der Dimmlevel ein vorgegebenes Kriterium erfüllt. Durch die Schaltungsanordnung kann selektiv das Dimmverhalten beeinflusst werden, beispielsweise bei niedrigen Dimmleveln. Dadurch kann ein Regelverhalten des Betriebsgeräts so beeinflusst werden, dass geringere Helligkeiten erreicht werden. Es ist nicht erforderlich, die Regelungslogik der Steuereinrichtung selbst zu modifizieren, da die Schaltungsanordnung auf Signal wirkt, die der Steuereinrichtung zugeführt werden.
Die Steuereinrichtung kann eingerichtet sein, um eine Regelgröße auf einen Sollwert zu regeln. Die Schaltungsanordnung kann eingerichtet sein, um eine von der Steuereinrichtung erfasste Abweichung zwischen Regelgröße und Sollwert zu beeinflussen, wenn der Dimmlevel das vorgegebene Kriterium erfüllt. Insbesondere kann die von der Steu- ereinrichtung erfasste Abweichung selektiv dann durch die Schaltungsanordnung über ihren tatsächlichen Wert erhöht werden, wenn der Dimmlevel kleiner als ein Schwellenwert ist. Das Regelverhalten der Steuereinrichtung führt dann zu einer weiteren Verringerung der Helligkeit. Die Steuereinrichtung kann einen ersten Anschluss zum Empfangen eines ersten Signals und einen zweiten Anschluss zum Empfangen eines zweiten Signals aufweisen. Die Steuereinrichtung kann eingerichtet sein, um das Betriebsgerät abhängig von einem Vergleich des zweiten Signals mit dem ersten Signal zu steuern. Die Schaltungsanordnung kann eingerichtet sein, um das erste Signal und/oder das zweite Signal zu verän- dern, wenn der Dimmlevel kleiner als ein Schwellenwert ist. Dadurch kann auf einfache Weise die von der Steuereinrichtung erfasste Abweichung zwischen Regelgröße und Sollwert durch die Schaltungsanordnung selektiv dann über ihren tatsächlichen Wert erhöht werden, wenn der Dimmlevel kleiner als ein Schwellenwert ist. Falls die Steuereinrichtung einen Wandler steuert, kann insbesondere das zeitabhängige Schalten ei- nes steuerbaren Schalters über die Schaltungsanordnung beeinflusst werden, so dass ein niedrigerer Ausgangsstrom resultiert.
Das erste Signal kann von einer gemittelten gleichgerichteten Versorgungsspannung des Betriebsgeräts abhängen. Diese ist bei Phasenabschnittsdimmen oder Phase- nanschnittsdimmen ein geeignetes Maß für einen Dimmlevel.
Die Schaltungsanordnung kann eingerichtet sein, um das erste Signal zu verringern, wenn die gemittelte gleichgerichtete Versorgungsspannung kleiner als ein Schwellen- wert ist. Die Schaltungsanordnung kann eingerichtet sein, um das erste Signal nicht zu beeinflussen, wenn die gemittelte gleichgerichtete Versorgungsspannung größer als der Schwellenwert ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Schaltungsanordnung eingerichtet sein, um das zweite Signal zu erhöhen, wenn die gemittelte gleichgerichtete Versor- gungsspannung kleiner als ein Schwellenwert ist. Durch diese Maßnahmen kann die von der Steuereinrichtung erfasste Abweichung zwischen Regelgröße und Istwert über ihren tatsächlichen Wert hinaus erhöht werden, um niedrigere Helligkeiten zu erreichen.
Das Betriebsgerät kann eingerichtet sein, um an dem ersten Anschluss einen Wechsel- ström zu injizieren und so ein mit der Versorgungsspannung zeitlich variierendes Potenzial an dem ersten Anschluss zu erzeugen. Der injizierte Wechselstrom kann mit einer Versorgungsspannung variieren. Dadurch kann eine bessere Leistungsfaktorkorrektur erreicht werden. Die gesamte harmonische Verzerrung („Total Harmonie Distorti- on", THD) des Eingangsstroms kann verringert werden.
Das erste Signal kann einen Sollwert einer Peakstromstärke an einer Primärseite eines Transformators repräsentieren. Das zweite Signal kann einen Istwert der Stromstärke an der Primärseite des Transformators repräsentieren. Dadurch kann die Regelung auf der Primärseite realisiert werden. Eine Erfassung einer Stromstärke auf der Sekundär- seite und Rückführung auf die Primärseite ist nicht unbedingt erforderlich.
Die Schaltungsanordnung kann ein steuerbares Schaltmittel umfassen, das mit dem ersten Anschluss oder dem zweiten Anschluss gekoppelt ist. Das steuerbare Schaltmittel kann einen Transistor umfassen. Das steuerbare Schaltmittel kann abhängig von einem Dimmlevel geschaltet werden. Das steuerbare Schaltmittel kann abhängig von einem zeitlichen Mittelwert einer gleichgerichteten Versorgungsspannung des Betriebsgeräts geschaltet werden.
Die Schaltungsanordnung kann eine mit dem Transformator gekoppelte Induktivität um- fassen, um ein negatives Potenzial zu erzeugen. Das steuerbare Schaltmittel kann mit dem negativen Potenzial gekoppelt sein. Auf diese Weise kann ein Dimmen bis zu besonders tiefen Helligkeiten erreicht werden.
Das Betriebsgerät kann einen Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler umfassen. Die Steuer- einrichtung kann eingerichtet sein, um den Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler abhängig von einer Abweichung zwischen Regelgröße und Sollwert zu steuern. Der Gleichstrom- Gleichstrom-Wandler kann als Sperrwandler ausgestaltet sein. Das Betriebsgerät kann als Konstantstromquelle ausgestaltet sein. Entsprechend kann die Steuereinrichtung eine Konstantstrom-Regelschleife realisieren. Das Betriebsgerät kann als LED-Konverter ausgestaltet sein. Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Beleuchtungssystem angegeben. Das Beleuchtungssystem umfasst wenigstens ein Betriebsgerät für ein Leuchtmittel nach einem Ausführungsbeispiel und einen Dimmer. Der Dimmer kann eingerichtet sein, um Phasenanschnitte und/oder Phasenabschnitte einer Versorgungsspannung zu erzeugen, die dem Betriebsgerät zugeführt wird. Das Beleuchtungssystem kann we- nigstens ein Leuchtmittel umfassen, das mit dem Betriebsgerät verbunden ist. Das Leuchtmittel kann wenigstens eine Leuchtdiode umfassen.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Dimmen eines Leuchtmittels angegeben. Das Verfahren umfasst ein Regeln einer Regelgröße eines Betriebsgeräts für das Leuchtmittel auf einen Sollwert, der von einem Dimmlevel abhängt. Ein erstes Signal, das von dem Sollwert abhängt, und/oder ein zweites Signal, das von einem Istwert der Regelgröße abhängt, wird selektiv beeinflusst, wenn der Dimmlevel ein vorgegebenes Kriterium erfüllt. Durch die selektive Beeinflussung des ersten Signals, das den Sollwert anzeigt, und/oder des zweiten Signals, das den Istwert der Regelgröße anzeigt, kann das Dimmverhalten beeinflusst werden. Eine von einer Steuereinrichtung erfasste Abweichung zwischen der Regelgröße und dem Sollwert kann selektiv dann durch die Schaltungsanordnung über ihren tatsächlichen Wert erhöht werden, wenn der Dimmlevel kleiner als ein Schwellenwert ist. Das Regelverhalten des Betriebsgeräts führt zu einer Verringerung des Ausgangsstroms. Bei niedrigen Dimmleveln sind kleinere Helligkeiten des Leuchtmittels erreichbar.
Nach weiteren Aspekten der Erfindung wird eine Leistungsfaktorkorrektur für ein Be- triebsgerät eines Leuchtmittels bereitgestellt. Die Merkmale dieses Aspekts bieten insbesondere eine Verbesserung im Hinblick auf die Leistungsfaktorkorrektur. Ein Betriebsgerät für ein Leuchtmittel nach diesem Aspekt umfasst eine Steuereinrichtung, die einen ersten Anschluss zum Empfangen eines ersten Signals und einen zweiten An- schluss zum Empfangen eines zweiten Signals aufweist. Die Steuereinrichtung ist ein- gerichtet, um das Betriebsgerät abhängig von einer Abweichung zwischen dem zweiten Signal und dem ersten Signal zu steuern. Das Betriebsgerät umfasst eine Hilfsschaltung zum zeitabhängigen, insbesondere periodischen Ändern eines Potenzials an dem ersten Anschluss. An dem ersten Anschluss kann ein Wechselstrom injiziert werden. Der injizierte Wechselstrom kann mit einer Versorgungsspannung variieren. Dadurch kann eine bessere Leistungsfaktorkorrektur erreicht werden. Die gesamte harmonische Verzerrung („Total Harmonie Distortion", THD) des Eingangsstroms kann verringert werden.
Die Hilfsschaltung kann einen mit dem ersten Anschluss verbundenen Kondensator umfassen. Dadurch bleibt ein zeitlicher Mittelwert an dem ersten Anschluss gleich, auch wenn ein Wechselstrom an dem ersten Anschluss injiziert wird.
Zusätzliche Merkmale des Verfahrens nach Ausführungsbeispielen und die damit jeweils erzielten Wirkungen entsprechen den zusätzlichen Merkmalen von Betriebsgeräten nach Ausführungsbeispielen. Weitere Merkmale, Vorteile und Funktionen von Ausführungsbeispielen der Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen ersichtlich, in denen gleiche oder ähnliche Bezugszeichen Einheiten mit gleicher oder ähnlicher Funktion bezeichnen. Fig. 1 zeigt ein Beleuchtungssystem mit einem Betriebsgerät für ein Leuchtmittel nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 2 ist eine Blockdarstellung eines Betriebsgeräts nach einem Ausführungsbeispiel. Fig. 3 ist ein Schaltbild eines Betriebsgeräts nach einem Ausführungsbeispiel.
Fig. 4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens nach einem Ausführungsbeispiel.
Fig. 5 zeigt eine Versorgungsspannung des Betriebsgeräts bei Phasenabschnittsdim- men.
Fig. 6 ist ein Schaltbild eines Betriebsgeräts nach einem Ausführungsbeispiel. Fig. 7 ist ein Schaltbild eines Betriebsgeräts nach einem Ausführungsbeispiel.
Fig. 8 zeigt einen Eingangsstrom von Betriebsgeräten nach Ausführungsbeispielen im Vergleich mit einem Eingangsstrom bei herkömmlichen Betriebsgeräten. Fig. 9 ist ein Schaltbild eines Betriebsgeräts nach einem Ausführungsbeispiel.
Fig. 1 veranschaulicht ein Beleuchtungssystem mit einem Betriebsgerät für ein Leuchtmittel nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Beleuchtungssystem um- fasst eine Versorgungsquelle 10, beispielsweise eine Netspannungsquelle, einen Dimmer 50 und eine Leuchte 90 oder mehrere Leuchten 90. Die Leuchte 90 weist ein Betriebsgerät 100 nach einem Ausführungsbeispiel und ein Leuchtmittel 92 auf. Das Leuchtmittel 92 kann eine oder mehrere Leuchtdioden (LEDs) umfassen. Entsprechend kann das Betriebsgerät 100 als LED-Konverter ausgestaltet sein. Das Leuchtmittel 92 kann auf verschiedene Weisen implementiert sein, beispielsweise durch eine oder mehrere anorganische LEDs, organische LEDs, Gasentladungslampen, andere Leuchtmittel oder eine Kombination der genannten Leuchtmittelarten. Über das Betriebsgerät 100 erfolgt ein geeigneter Betrieb des jeweiligen Leuchtmittels 92. Zu diesem Zweck kann das Betriebsgerät 100 beispielsweise ein Netzteil umfassen, welches aus einer der Leuchte zugeführten Versorgungsspannung zum Betrieb des Leuchtmittels 92 eine geeignete Spannung und/oder einen geeigneten Strom erzeugt. Wie nachfolgend noch ausführlicher beschrieben wird, ist das Betriebsgerät 100 dimmbar, um eine Helligkeit des Leuchtmittels 92 gemäß einem vorgegebenen Dimmlevel einzustellen. Der Dimmlevel kann über den Dimmer 50 vorgegeben werden. Der Dimmer 50 kann eingerichtet sein, um Phasenanschnitte oder Phasenabschnitte der Versorgungsspannung zu erzeugen. Auf diese Weise kann eine Phasenanschnittsdimmen oder Phase- nabschnittsdimmen durchgeführt werden. Der Dimmer 50 kann in einer so genannten „One-Wire"-Verdrahtung vorgesehen sein, bei der der Dimmer 50 mit einem Netzspan- nungsleiter 30 und einem Lastleiter 40 verbunden ist, aber nicht mit dem weiteren Netzspannungsleiter 20 verbunden sein muss. Der Netzspannungsleiter 30 kann beispielsweise ein Phasenleiter sein. Bei weiteren Ausgestaltungen kann der Dimmer 50 sowohl mit einem Phasenleiter als auch mit einem Nullleiter der Versorgungsquelle verbunden sein.
Der Dimmer 50 umfasst eine Steuerschaltung 51 , um Phasenanschnitte oder Phasenabschnitte der Versorgungsspannung zu erzeugen. Die Steuerschaltung 51 steuert die Bereitstellung der Versorgungsspannung an die Leuchte 90 so, dass nur über einen bestimmten Phasenwinkel während einer Halbperiode der Versorgungsspannung eine Versorgungsspannung an die Leuchte 90 bereitgestellt wird. Durch Einstellung dieses Phasenwinkels, in dem Spannung für die Leuchte 90 bereitgestellt wird, kann die mittlere bereitgestellte Leistung und somit der Dimmlevel gesteuert werden. Der Phasenwinkel kann beispielsweise abhängig von einer Betätigung eines manuell betätigbaren Ein- Stellelements 52 oder abhängig von einer automatischen Steuerung, beispielsweise bei automatischer Helligkeits- oder Farbsteuerung, festgelegt werden.
Wie unter Bezugnahme auf Fig. 2 bis Fig. 9 noch ausführlicher beschrieben wird, kann das Betriebsgerät 100 eine Steuereinrichtung aufweisen. Die Steuereinrichtung kann als Mikrocontroller, Controller, Prozessor oder andere integrierte Schaltung ausgestaltet sein. Die Steuereinrichtung steuert das Betriebsgerät 100 gemäß einer Regelschleifen, um eine Regelgröße auf einen Sollwert zu regeln. Die Steuereinrichtung kann insbesondere eine Konstantstrom-Regelschleife realisieren. Der Sollwert kann von dem Dimmlevel abhängen. Die Steuereinrichtung weist eine Schaltungsanordnung auf, die die von der Steuereinrichtung erfasste Abweichung zwischen Regelgröße und Sollwert beeinflusst, um so die Regelschleife zu beeinflussen. Die Schaltungsanordnung kann selektiv bei kleinen Dimmleveln ein von der Steuereinrichtung ausgewertetes Signal so beeinflussen, dass ein Ausgangsstrom des Betriebsgeräts und somit die Helligkeit des Leuchtmittels weiter verringert werden. Beispielsweise kann durch die Schaltungsanordnung selektiv bei kleinen Dimmleveln ein Potenzial an einem Eingang der Steuereinrichtung so beeinflusst werden, dass der Regelkreis der Steuereinrichtung einen Ausgangsstrom des Betriebsgeräts weiter verringert. Ein Eingriff in den Regellogik der Steuereinrichtung selbst ist dazu nicht unbedingt erforderlich.
Fig. 2 ist eine Blockdiagrammdarstellung eines Betriebsgeräts 100 nach einem Ausführungsbeispiel. Das Betriebsgerät 100 kann als Konstantstromquelle arbeiten. Das Betriebsgerät 100 kann als LED-Konverter ausgestaltet sein. Das Betriebsgerät 100 weist eingangsseitig einen Gleichrichter 101 auf. Die gleichgerichtete Versorgungsspannung am Eingang des Betriebsgeräts kann von einer Glättungsschaltung 102 (auch als Leistungsfaktorkorrekturschaltung oder PFC-Schaltung bezeichnet) geglättet werden. Durch die Glättungsschaltung 102 kann eine Leistungsfaktorkorrektur derart erfolgen, dass die gesamte harmonische Verzerrung (THD) verringert und der Leistungsfaktor erhöht wird. Ein Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 103 kann von einer Steuereinrichtung 1 0 ge- steuert werden. Der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 103 kann einen Transformator umfassen. Die Steuereinrichtung 110 kann einen Regelkreis realisieren, um eine Stellgröße abhängig von einer Abweichung zwischen einer Regelgröße und einem Sollwert der Regelgröße zu beeinflussen. Die Stellgröße kann beispielsweise eine Stellgröße des Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers 103 sein, z.B. eine Zeit, in der ein Schaltmittel des Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers 103 in einen Ein-Zustand geschaltet wird. Die Regelgröße kann eine Stromstärke, insbesondere eine Peakstromstärke, auf einer Primärseite des Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers 103 sein. Der Sollwert der Regelgröße kann von dem gewünschten Dimmlevel abhängen. Ein Ausgangsstrom kann über einen Ausgangstreiber 104 an das Leuchtmittel ausgegeben werden.
Die Steuereinrichtung 1 0 kann die Helligkeit des Leuchtmittels gemäß einem ge- wünschten Dimmlevel beeinflusst, indem eine Regelgröße auf einen Sollwert geregelt wird. Die Steuereinrichtung 1 10 kann eine Abweichung zwischen einem zweiten Signal s2, das die Regelgröße repräsentiert, und einem ersten Signal s1 , das den Sollwert repräsentiert, bestimmen. Die Steuereinrichtung 1 10 kann das Betriebsgerät 100 abhängig von der erfassten Abweichung steuern, beispielsweise um einen Peakstrom an einer Primärseite eines Transformators auf einen Sollwert zu regeln. Eine Schaltungsanordnung 120 kann die von der Steuereinrichtung 120 erfasste Abweichung zwischen Regelgröße und Sollwert beeinflussen. Die Schaltungsanordnung 120 kann die von der Steuereinrichtung 1 10 erfasste Abweichung zwischen Regelgröße und Sollwert über ihren tatsächlichen Wert erhöhen, um die Helligkeit des Leuchtmittels weiter zu verrin- gern. Dies kann selektiv bei kleinen Dimmleveln erfolgen. Entsprechend kann die Schaltungsanordnung 120 selektiv bei kleinen Dimmleveln ein Potenzial an einem Anschluss der Schaltungsanordnung beeinflussen, um die von der Steuereinrichtung 1 10 erfasste Abweichung zwischen Regelgröße und Sollwert zu verändern. Bei größeren Dimmleveln kann die Schaltungsanordnung 120 das Potenzial an dem entsprechenden An- schluss der Steuereinrichtung 1 10 unverändert lassen. Die Schaltungsanordnung 120 kann entsprechend ein Hilfssignal saux selektiv nur dann erzeugen, wenn der Dimmlevel kleiner als ein Schwellenwert ist.
Die Steuereinrichtung kann einen ersten Anschluss 1 1 1 für ein erstes Signal s1 aufwei- sen, das von dem Sollwert der Regelgröße abhängt. Die Steuereinrichtung kann einen zweiten Anschluss 1 12 für ein zweites Signal s2 aufweisen, das von der Regelgröße abhängt. Ein Steuersignal ctrl, beispielsweise zum Steuern eines Schaltmittels des Wandlers 103, kann abhängig von der Abweichung zwischen zweitem Signal s2 und erstem Signal s1 erzeugt werden. Das Steuersignal kann über einen Anschluss 1 13 ausgesteuert werden. Alternativ kann das entsprechende Schaltmittel des Wandlers 103, das von der Steuereinrichtung 110 geschaltet wird, auch in die Steuereinrichtung 1 10 integriert sein. Die Schaltungsanordnung 120 kann ein Signal an einem der Anschlüsse 1 1 1 , 1 12 der Steuereinrichtung beeinflussen. Beispielsweise kann das erste Signal s1 selektiv dann verringert werden, wenn ein Dimmlevel DL kleiner als ein Schwellenwert ist. Alternativ oder zusätzlich kann das zweite Signal s2 selektiv dann erhöht werden, wenn der Dimmlevel DL kleiner als der Schwellenwert ist. Auf diese Weise kann ein Dimmen zu kleineren Helligkeiten erreicht werden, wobei die Schaltungsanordnung 120 den Regelkreis selektiv bei kleinen Helligkeiten beeinflusst. Bei Phasenabschnittsdimmen oder Phasenanschnittsdimmen kann ein Mittelwert der gleichgerichteten Versorgungsspannung als Maß für den gewünschten Dimmlevel dienen. Entsprechend kann die Schaltungsanordnung 120 so ausgestaltet sein, dass sie ein von der Steuereinrichtung 1 10 verarbeitetes Signal beeinflusst, um die Helligkeit des Leuchtmittels weiter zu verringern, wenn ein Mittelwert der gleichgerichteten Versorgungsspannung kleiner als ein Schwellenwert ist. Das den Sollwert repräsentierende erste Signal s1 kann ebenfalls abhängig von einem Mittelwert der gleichgerichteten Versorgungsspannung erzeugt werden.
Fig. 3 ist ein Schaltbild eines Betriebsgeräts 100 nach einem Ausführungsbeispiel. Elemente oder Einrichtungen, die in ihrer Ausgestaltung oder Funktion Elementen oder Einrichtungen entsprechen, die unter Bezugnahme auf Fig. 1 oder Fig. 2 beschrieben wurden, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Das Betriebsgerät 100 weist einen Wandler mit der Topologie eines Sperrwandlers auf. Andere Wandlertypen können verwendet werden. Dem Sperrwandler wird eine gleichgerichtete Versorgungsspannung an Eingangsanschlüssen 154, 155 zugeführt. Der Sperrwandler umfasst eine primärseitige erste Induktivität 121 , z.B. eine Primärspule eines Transformators, und eine sekundärseitige zweite Induktivität 131 , z.B. eine Sekundärspule des Transformators. An der Sekundärseite kann eine Diode 132 mit der zweiten Induktivität 131 verbunden und zwischen die zweite Induktivität 131 und einen Ausgang des Betriebsgeräts geschaltet sein. Ein Kondensator 133 kann mit Ausgangsanschlüssen 134, 135 der Sekundärseite verbunden sein:
Eine Referenzspannung für eine Regelschleife kann durch einen Kondensator 123 bereitgestellt werden. Beispielsweise kann der Kondensator 123 mit wenigstens einem der Eingangsanschlüsse 54 gekoppelt sein, so dass die Ladung auf dem Kondensator 23 ein Maß für einen zeitlichen Mittelwert der gleichgerichteten Versorgungsspannung liefert. Bei weiteren Ausgestaltungen kann die Steuereinrichtung 110 selbst den Kondensator 123 abhängig von einem Dimmlevel aufladen. Die Ladung des Kondensators 23 kann dabei von einem zeitlichen Mittelwert der gleichgerichteten Versorgungsspannung abhängig sein. Ein erster Anschluss 1 1 1 der Steuereinrichtung 1 10 ist mit dem Kondensator 123 verbunden. An dem ersten Anschluss 11 1 liegt ein Referenzpotenzial für eine Regelung an, die von der Steuereinrichtung 1 10 ausgeführt wird. Beispielsweise kann ein an einem zweiten Anschluss 1 12 erfasstes Potenzial mit dem Referenzpotenzial am ersten Anschluss 1 1 1 verglichen werden. Abhängig von dem Vergleich kann ein steuerbares Schaltmittel 122 angesteuert werden. Eine Konstantstromregelung kann auf diese Weise durch die Steuereinrichtung 110 realisiert werden. Die Ladung des Kondensators 123 kann automatisch so angepasst werden, dass der mittlere Ausgangsstrom konstant gehalten wird.
Als Regelgröße für die Regelschleife kann eine Spannung oder Stromstärke auf der Primärseite des Transformators erfasst werden. Bei der dargestellten Realisierung kann über einen Messwiderstand 125 eine Stromstärke auf der Primärseite des Transforma- tors erfasst werden, zu der die über den Messwiderstand 125 abfallende Spannung proportional ist. Der Betrieb des Sperrwandlers kann abhängig von einer Abweichung zwischen dem Sollwert, der am ersten Anschluss 1 1 1 erfasst wird, und der Regelgröße, die am zweiten Anschluss 1 12 erfasst wird, gesteuert werden. Beispielsweise kann eine Betätigung eines Schaltmittels 122 des Sperrwandlers abhängig von der erfassten Ab- weichung erfolgen. Das Schaltmittel 122 kann abhängig von einem Vergleich zwischen den Signalen, die an dem ersten Anschluss 1 1 1 und an dem zweiten Anschluss 1 12 anliegen, geschaltet werden. Dazu kann die Steuereinrichtung 10 beispielsweise ein entsprechendes Steuersignal erzeugen. Das Steuersignal kann über einen Anschluss 113 ausgegeben werden. Bei weiteren Ausgestaltungen kann das Schaltmittel 122 in die Steuereinrichtung 1 10 integriert seih. Beispielsweise kann das Schaltmittel ein MOSFET umfassen, das als Teil einer integrierten Schaltung ausgebildet ist, die die Steuereinrichtung 1 10 bildet.
Eine Schaltungsanordnung 120 ist vorgesehen, um die von der Steuereinrichtung 10 erfasste Abweichung zwischen Regelgröße und Sollwert zu beeinflussen. Die Schaltungsanordnung 120 beeinflusst das Potenzial an dem ersten Anschluss 1 1 1. Die Schaltungsanordnung 120 kann das Potenzial an dem ersten Anschluss 1 1 1 in Richtung Massepotenzial PO ziehen. Die Schaltungsanordnung 120 kann das Potenzial an dem ersten Anschluss 1 1 1 selektiv nur dann zum Massepotenzial PO ziehen, wenn ein Mittelwert der gleichgerichteten Versorgungsspannung des Wandlers kleiner als ein Schwellenwert wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Schaltungsanordnung 120 ein Potenzial an dem zweiten Anschluss 1 12 erhöhen, wenn ein Mittelwert der gleichgerichteten Versorgungsspannung des Wandlers kleiner als der Schwellenwert wird. In beiden Fällen wird das Regelverhalten des Betriebsgeräts bei kleinen Dimmleveln dahingehend beeinflusst, dass der Ausgangsstrom weiter verringert wird.
Zur Energieversorgung der Steuereinrichtung 1 10 kann die Steuereinrichtung 1 10 mit dem Transformator gekoppelt sein. Eine weitere Induktivität 141 , beispielsweise eine weitere Spule, kann induktiv mit der ersten Induktivität 121 gekoppelt sein. Die weitere Induktivität kann über eine Diode 142, einen Widerstand 143 und einen Kondensator 144 mit dem Massepotenzial PO gekoppelt sein. An dem Kondensator 144 kann eine Versorgungsspannung für die Steuereinrichtung 1 10 abgegriffen werden. Zusätzlich kann eine Entmagnetisierung des Transformators erfasst werden. Dazu kann beispielsweise Spannung an dem Widerstand 143 erfasst werden.
Wie unter Bezugnahme auf Fig. 6 noch näher beschrieben wird, kann die weitere Induktivität 141 auch verwendet werden, um ein negatives Potenzial zu erzeugen, mit dem die Schaltungsanordnung 120 gekoppelt ist.
Fig. 4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 200 nach einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 200 kann von dem Betriebsgerät 100 nach einem Ausführungsbeispiel automatisch ausgeführt werden. Das Verfahren kann eine Regelung eines Peakstroms auf einer Primärseite eines Transformators auf einen Sollwert umfassen, der von einem Dimmlevel abhängt. Der Dimmlevel kann durch Phasenabschnitte und/oder Phasenanschnitte der Versorgungsspannung festgelegt sein.
Bei Schritt 201 wird ermittelt, ob ein Dimmlevel kleiner als ein Schwellenwert ist. Schritt 201 kann das Ermitteln eines Mittelwerts einer gleichgerichteten Versorgungsspannung des Betriebsgeräts umfassen. Der Mittelwert der gleichgerichteten Versorgungsspannung kann mit einem Schwellenwert verglichen werden.
Bei Schritt 202 kann selektiv ein Hilfssignal erzeugt werden, um ein Eingangssignal ei- nes Regelkreises zu beeinflussen, wenn der Dimmlevel klein ist. Durch das Hilfssignal kann ein der Steuereinrichtung zugeführter Sollwert für die Regelgröße verringert werden, so dass der Regelkreis die Helligkeit des Leuchtmittels weiter verringert. Durch das Hilfssignal kann eine der Steuereinrichtung zugeführter Regelgröße des Regelkreises erhöht werden, so dass der Regelkreis die Helligkeit des Leuchtmittels weiter verringert.
Bei Schritt 203 kann eine Steuerung des Betriebsgeräts erfolgen. Beispielsweise kann eine Stromstärke auf einer Primärseite eines Transformators auf einen Sollwert geregelt werden, der von dem Dimmlevel abhängt. Ein Schaltmittel eines Wandlers, z.B. eines Sperrwandlers, kann abhängig von einem Vergleich der Regelgröße mit dem Sollwert geschaltet werden. Das Verfahren kann dann zu Schritt 201 zurückkehren.
Fig. 5 veranschaulicht eine Versorgungsspannung 210, die dem Betriebsgerät nach einem Ausführungsbeispiel zugeführt wird. Phasenanschnitte und/oder Phasenab- schnitte 21 1 werden beispielsweise von einem Dimmer erzeugt. Ein zeitlicher Mittelwert 212 der gleichgerichteten Versorgungsspannung beeinflusst den Dimmlevel. Die Schaltungsanordnung 120 kann selektiv ein erstes Signal, das den Sollwert der Regelgröße repräsentiert, und/oder ein zweites Signal, das die Regelgröße repräsentiert, verändern, wenn der Mittelwert 212 kleiner als ein Schwellenwert 2 3 ist. Dadurch kann die Helligkeit des Leuchtmittels weiter verringert werden, ohne das Regelverhalten der Steuereinrichtung selbst verändern zu müssen.
Fig. 6 ist ein Schaltbild eines Betriebsgeräts 100 nach einem Ausführungsbeispiel. Ele- mente oder Einrichtungen, die in ihrer Ausgestaltung oder Funktion Elementen oder Einrichtungen entsprechen, die unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis Fig. 5 beschrieben wurden, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Das Betriebsgerät 100 weist einen Gleichrichter 101 zum Gleichrichten einer an Ein- gangsanschlüssen 151 , 152 empfangenen Versorgungsspannung auf. Zur Leistungsfaktorkorrektur kann beispielsweise eine Induktivität 105, die zwischen einen Ausgang des Gleichrichters und einen Wandler geschaltet ist, und ein Kondensator 106, der mit der Induktivität 105 verbunden ist, vorgesehen sein. Der Wandler des Betriebsgeräts 100 kann die Topologie eines Sperrwandlers aufweisen. Ein Schaltmittel des Wandlers ist bei der in Fig. 6 dargestellten Ausgestaltung in die Steuereinrichtung 1 10 integriert. Das Schaltmittel kann ein MOSFET umfassen. Beim Laden der ersten Induktivität 121 kann Strom von der ersten Induktivität 121 über das Schaltmittel der Steuereinrichtung 110 und den Widerstand 125 fließen. Zum Entla- den der ersten Induktivität 121 kann das Schaltmittel in einen Aus-Zustand geschaltet werden. Beim Entladen der ersten Induktivität 121 kann sich die erste Induktivität über eine Diode 126 und einen Widerstand 127 entladen. Ein Kondensator 128 kann parallel zu dem Widerstand 127 verschaltet sein, um Strompeaks zu verringern. Als Regelgröße kann die Peakstromstärke auf der Primärseite des Transformators erfasst werden, die über den Widerstand 125 abfällt, wenn die erste Induktivität 121 geladen wird. Das entsprechende zweite Signal, das die Stromstärke repräsentiert, wird an dem zweiten Anschluss 1 12 der Steuereinrichtung 1 10 erfasst.
Ein Signal, das von dem zeitlichen Mittelwert der gleichgerichteten. Versorgungsspan- nung abhängt, kann an dem ersten Anschluss 1 1 1 der Steuereinrichtung 110 anliegen. Eine Reihenschaltung des Kondensators 123 und eines weiteren Kondensators 124 kann mit dem ersten Anschluss 1 11 verbunden sein. Die Kapazität des mit dem erstem Anschluss 1 1 1 verbundenen Kondensators 123 kann viel größer sein als die Kapazität des Kondensators 124. Das Potenzial an dem ersten Anschluss 1 1 1 dient als Referenzpotenzial für eine Regelschleife. Die Steuereinrichtung 1 10 kann beispielsweise so eingerichtet sein, dass das steuerbare Schaltmittel des Sperrwandlers abhängig von einem Vergleich des Potenzials an dem zweiten Anschluss 1 12 und des Referenzpo- tenzials an dem ersten Anschluss 1 1 1 geschaltet wird. Die Steuereinrichtung 1 10 kann eingerichtet, um den Wandler so zu steuern, dass das am zweiten Anschluss 1 2 empfangene Signal sich dem am ersten Anschluss 111 anliegenden Signal nähert.
Das Betriebsgerät 100 umfassen eine Schaltungsanordnung, die das Potenzial an dem ersten Anschluss 1 1 1 verringert, um die Helligkeit des Leuchtmittels weiter zu verringern, wenn der Dimmlevel klein, beispielsweise kleiner als ein Schwellenwert ist. Die Schaltungsanordnung umfasst einen Schaltungsteil 160, der das Potenzial an dem ersten Anschluss 1 1 1 verringert. Die Schaltungsanordnung kann optional einen weiteren Schaltungsteil 170 umfassen, der ein negatives Potenzial relativ zum Massepotenzial PO erzeugt.
Ein steuerbares Schaltmittel 161 , beispielsweise ein Transistor, ist mit wenigstens einem von dem ersten Anschluss 1 1 1 und dem zweiten Anschluss 1 12 verbunden. Das steuerbare Schaltmittel 161 kann bei niedrigen Dimmleveln das Potenzial an dem ers- ten Anschluss 1 11 verringern. Ein Gate des steuerbaren Schaltmittels 161 ist mit einem Knoten zwischen Widerständen 163 und 164 eines Spannungsteilers verbunden, der die Widerständen 162, 163 und 164 umfasst. Zur zeitlichen Mittelung kann ein Kondensator 165 zwischen einem Knoten zwischen den Widerständen 162 und 163 und dem Massepotenzial PO vorgesehen sein. Bei niedrigen Dimmleveln zieht das steuerbare Schaltmittel 161 das Potenzial an dem ersten Anschluss 11 in Richtung Massepotenzial PO. Bei höheren Dimmleveln ist das steuerbare Schaltmittel 161 in einem Aus- Zustand. Das Potenzial an dem ersten Anschluss 111 wird nicht über das steuerbare Schaltmittel 161 beeinflusst, wenn der Dimmlevel hoch ist. Bei hohen Dimmleveln, d.h. bei hohen Ausgangsströmen des Betriebsgeräts, wird das Regelverhalten nicht beein- flusst. Bei niedrigen Dimmleveln wird das Regelverhalten über das steuerbare Schaltmittel 161 dahingehend beeinflusst, dass niedrigere Ausgangsströme erzielt werden.
Der weitere Schaltungsteil 170 kann über den Widerstand 164 des Spannungsteilers mit dem Gate des steuerbaren Schaltmittels 61 verbunden sein, um ein negatives Po- tenzial relativ zum Massepotenzial bereitzustellen. Durch das negative Potenzial an dem Widerstand 164, beispielweise von -0,6 V, kann der Emitterfolger des Transistors 161 das Potenzial an dem ersten Anschluss 111 bis auf das Massepotenzial verringern. Das negative Potenzial an dem Widerstand 164 kann von dem weiteren Schaltungsteil 170 erzeugt werden, der dazu mit der weiteren Induktivität 141 gekoppelt ist. Ein Kondensator 171 ist über eine Diode 172 mit der weiteren Induktivität 141 verbunden. Eine weitere Diode 173 kann parallel zu dem Kondensator 172 vorgesehen sein, wobei die Kathode der weiteren Diode 173 über einen Widerstand 174 mit dem Kondensator 171 verbunden sein kann. Im Betrieb des Betriebsgeräts 100 wird der Kondensator 171 durch die weitere Induktivität 141 geladen, so dass ein negatives Potenzial an einem Anschluss des Widerstands 164 des Spannungsteilers erzeugt werden kann.
Zur Verbesserung der Leistungsfaktorkorrektur kann dem Potenzial an dem ersten An- schluss 11 1 der Steuereinrichtung 1 0 ein zeitlich veränderlicher Signalanteil aufgeprägt werden. Zu diesem Zweck kann über einen weiteren Spannungsteiler mit Widerständen 181 und 182, die mit dem Ausgang des Gleichrichters verbunden sind, ein zeitlich veränderlicher, insbesondere periodischer Signalanteil erzeugt werden. Dieser zeitlich veränderliche Signalanteil, der sich insbesondere mit der Versorgungsspannung zeitlich ändern kann, kann dem Signal an dem ersten Anschluss 1 11 überlagert werden. Ein Knoten zwischen den Widerständen 181 und 182 kann mit einem Knoten zwischen den Kondensatoren 123 und 124 verbunden sein. Durch den Kondensator 23, der eine verhältnismäßig große Kapazität aufweist, wird sichergestellt, dass der zeitliche Mittelwert des Signals an dem ersten Anschluss 1 1 1 proportional zum Mittelwert der gleich- gerichteten Versorgungsspannung bleibt, so lange das Potenzial nicht durch das steuerbare Schaltmittel 161 selektiv weiter verringert wird. Da der Mittelwert des Signals an dem ersten Anschluss 1 1 1 auch durch das Aufprägen des mit der Versorgungsspannung zeitlich variierenden Signalanteils nicht verändert wird, wird das Regelverhalten nicht beeinflusst. Durch den mit der Versorgungsspannung zeitlich variierenden Signal- anteil kann die gesamte harmonische Verzerrung des Eingangsstroms verringert und die Leistungsfaktorkorrektur verbessert werden. Dies wird unter Bezugnahme auf Fig. 7 und Fig. 8 näher beschrieben.
Die Steuereinrichtung 1 10 kann weitere Anschlüsse aufweisen. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung einen Masseanschluss aufweisen. Zur Erkennung der Demagnetisie- rung des Transformators kann über einen Spannungsteiler mit Widerständen 146 und 147 die Spannung erfasst werden, die über der Reihenschaltung aus Diode 142, Widerstand 143 und Kondensator 144 abfällt. Ein Ausgang eines Transkonduktanzverstärkers der Steuereinrichtung 1 10 kann über einen Kondensator 148 und einen Widerstand 149 mit Masse gekoppelt sein.
Fig. 7 ist ein Schaltbild eines Betriebsgeräts 100 nach einem Ausführungsbeispiel. Elemente oder Einrichtungen, die in ihrer Ausgestaltung oder Funktion Elementen oder Einrichtungen entsprechen, die unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis Fig. 6 beschrieben wurden, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Das Betriebsgerät 00 weist einen Wandler und eine Steuereinrichtung 110 zum Steu- ern des Wandlers auf. Die Steuereinrichtung 1 10 weist einen ersten Anschluss 1 1 1 und einen zweiten Anschluss 1 12 auf, um die für eine Stromstärkeregelung benötigten Signale zu empfangen. Der erste Anschluss 1 11 ist mit einem Kondensator 123 verbunden. An dem ersten Anschluss 1 1 1 wird ein Referenzpotenzial empfangen, das von dem zeitlichen Mittelwert der gleichgerichteten Versorgungsspannung abhängen kann.
Über den Spannungsteiler mit den Widerständen 181 , 182 wird der Spannung am Kondensator 123 ein zeitlich veränderlicher, insbesondere periodischer Signalanteil aufgeprägt. Dieser Signalanteil ist zeitlich mit der Versorgungsspannung veränderlich. Entsprechend weist das Signal am ersten Anschluss 111 einen zeitlich veränderlichen Sig- nalanteil auf. Durch den Kondensator 123 wird sichergestellt, dass durch den zeitlich veränderlichen Signalanteil, der über den Spannungsteiler 181 , 182 aufgeprägt wird, der zeitliche Mittelwert des Signals an dem Anschluss über eine Periode der Versorgungsspannung unverändert bleibt. Das Regelverhalten des Betriebsgeräts wird somit durch die Aufprägung des zeitlich mit der Versorgungsspannung veränderlichen Signal- anteils an dem ersten Anschluss 1 1 1 nicht beeinflusst. Die Bereitstellung des zeitlich mit der Versorgungsspannung veränderlichen Signalanteils beeinflusst den mittleren Ausgangsstrom des Betriebsgeräts nicht.
Die Steuereinrichtung 1 10 kann so ausgestaltet sein, dass ein Vergleich der Signale an dem ersten Anschluss 1 1 1 und dem zweiten Anschluss 1 12 bestimmt, wann ein Schaltmittel eines Wandlers in einen Ein-Zustand geschaltet wird. Die Steuereinrichtung 1 10 kann so ausgestaltet sein, dass die erste Induktivität 121 eines Sperrwandlers in Zeitintervallen geladen wird, die von einem Vergleich der Signale an dem ersten Anschluss 1 1 1 und dem zweiten Anschluss 1 12 abhängen. Die Aufprägung eines zeitlich veränderlichen Signalanteils bzw. die Injektion eines zeitlich veränderlichen Stroms an dem ersten Anschluss 1 1 1 führt zu einer verbesserten Leistungsfaktorkorrektur, wie in Fig. 8 dargestellt.
Fig. 8 zeigt den Eingangsstrom 221 eines Betriebsgeräts, bei dem wie in Fig. 6 oder Fig. 7 dargestellt einem Signal an dem ersten Anschluss 1 1 1 der Steuereinrichtung 1 10 ein mit der Versorgungsspannung zeitlich variierender Signalanteil überlagert wird. Der zum Vergleich ebenfalls dargestellte Eingangsstrom 222 resultiert bei einem Betriebsgerät, dem an dem ersten Anschluss der Steuereinrichtung kein derartiger zeitlich vari- ierender Signalanteil aufgeprägt wird. Der Eingangsstrom 222 weist eine starke gesamte harmonische Verzerrung auf. Durch die Aufprägung des zeitlich variierenden Signalanteils auf das Signal an dem ersten Anschluss 111 wird die gesamte harmonische Verzerrung signifikant verringert, wie für den Eingangsstrom 221 erkennbar. Der mittlere Ausgangsstrom des Betriebsgeräts wird durch die Überlagerung des zeitlich mit der Versorgungsspannung variierenden Signalanteils nicht verändert, so dass das Regelverhalten nicht beeinflusst wird.
Wie in Fig. 6 dargestellt, kann das Aufprägen eines zeitlich mit der Versorgungsspan- nung variierenden Signalanteils auf das Signal an dem ersten Anschluss 1 1 1 der Steuereinrichtung mit der vom Dimmlevel abhängigen Beeinflussung des Potenzials am ersten Anschluss 1 1 1 kombiniert werden. Wie in Fig. 7 dargestellt, kann die Aufprägung des zeitlich variierenden, insbesondere periodischen Signalanteils an dem ersten Anschluss 1 11 auch zur Verbesserung der Leistungsfaktorkorrektur verwendet werden, ohne dass eine vom Dimmlevel abhängige selektive Beeinflussung des Potenzials stattfindet.
Fig. 9 ist ein Schaltbild eines Betriebsgeräts 100 nach einem Ausführungsbeispiel. Elemente oder Einrichtungen, die in ihrer Ausgestaltung oder Funktion Elementen oder Einrichtungen entsprechen, die unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis Fig. 8 beschrieben wurden, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Bei dem Betriebsgerät 100 ist die Schaltungsanordnung 120 mit dem zweiten Anschluss 1 12 der Steuereinrichtung 1 10 verbunden. Die Schaltungsanordnung 120 kann das Signal am zweiten Anschluss 112 bei kleinen Dimmleveln erhöhen. Die Schaltungsanordnung 120 kann das Signal am zweiten Anschluss 112 selektiv dann erhöhen, wenn der Dimmlevel kleiner als ein Schwellenwert ist. Dadurch wird die Stromstärkenregelung des Betriebsgeräts 100 ebenfalls so beeinflusst, dass der Ausgangsstrom verringert wird.
Bei allen Ausführungsbeispielen kann die Steuereinrichtung 1 10 als integrierte Schaltung ausgestaltet sein. Bei allen Ausführungsbeispielen kann die Steuereinrichtung 110 als Controller, Mikrocontroller, Prozessor oder andere integrierte Schaltung ausgestaltet sein.
Während Betriebsgeräte und Verfahren nach Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren detailliert beschrieben wurden, können Abwandlungen bei weiteren Ausführungsbeispielen realisiert werden. Während beispielsweise Ausführungsbeispiele im Kontext von Phasenabschnittsdimmen oder Phasenanschnittsdimmen beschrieben wurden, sind die Ausführungsbeispiele nicht hierauf beschränkt. Während ein zeitlicher Mittelwert einer gleichgerichteten Versorgungsspannung als Basis für eine Bestimmung verwendet werden kann, ob ein Eingangssignal der Steuereinrichtung so beeinflusst werden soll, dass die Helligkeit des Leuchtmittels weiter reduziert wird, können auch andere Größen ausgewertet werden, um zu bestimmen, ob das Regelverhalten beeinflusst werden soll. Während Ausführungsbeispiele im Kontext von Betriebsgeräten mit Sperrwandlern beschrieben wurden, können die Betriebsgeräte auch andere Wandler- topologien einsetzen.
Ausführungsbeispiele wurden detailliert beschrieben, bei denen eine Regelung auf Basis von Größen erfolgt, die auf der Primärseite des Betriebsgeräts erfasst werden. Eine Rückführung von Signalen über eine SELV-Barriere ist nicht erforderlich. Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann jedoch eine Regelgröße auch auf der Sekundärseite er- fasst werden.
Betriebsgeräte und Verfahren nach Ausführungsbeispielen können insbesondere zum Betreiben von dimmbaren Leuchten, die LEDs umfassen, eingesetzt werden, ohne darauf beschränkt zu sein.

Claims

Patentansprüche
1 . Betriebsgerät für ein Leuchtmittel (92), umfassend:
eine Steuereinrichtung (110) zum Steuern des Betriebsgeräts (100) abhängig von einem Dimmlevel, und
eine Schaltungsanordnung (120; 160, 170), die mit der Steuereinrichtung (1 10) gekoppelt ist und die eingerichtet ist, um ein Signal an einem Anschluss (1 1 1 , 1 12) der Steu- ereinrichtung (1 10) zu verändern, wenn der Dimmlevel ein vorgegebenes Kriterium erfüllt.
2. Betriebsgerät nach Anspruch 1 ,
wobei die Steuereinrichtung (1 10) eingerichtet ist, um eine Regelgröße auf einen Soll- wert zu regeln,
wobei die Schaltungsanordnung (120; 160, 170) eingerichtet ist, um eine von der Steuereinrichtung (1 10) erfasste Abweichung zwischen Regelgröße und Sollwert zu beeinflussen, wenn der Dimmlevel das vorgegebene Kriterium erfüllt.
3. Betriebsgerät nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
wobei die Steuereinrichtung (1 10) einen ersten Anschluss (1 1 1 ) zum Empfangen eines ersten Signals (s1 ) und einen zweiten Anschluss ( 2) zum Empfangen eines zweiten Signals (s2) aufweist und eingerichtet ist, um das Betriebsgerät abhängig von einem Vergleich des zweiten Signals (s2) und des ersten Signals (s1 ) zu steuern,
wobei die Schaltungsanordnung (120; 160, 170) eingerichtet ist, um das erste Signal (s1 ) und/oder das zweite Signal (s2) zu verändern, wenn der Dimmlevel kleiner als ein Schwellenwert ist.
4. Betriebsgerät nach Anspruch 3,
wobei das erste Signal (s1 ) von einer gemittelten gleichgerichteten Versorgungsspannung (212) des Betriebsgeräts (100) abhängt.
5. Betriebsgerät nach Anspruch 4,
wobei die Schaltungsanordnung (120; 160, 170) eingerichtet ist, um das erste Signal (s1 ) zu verringern, wenn die gemittelte gleichgerichtete Versorgungsspannung (212) kleiner als ein Schwellenwert (213) ist.
6. Betriebsgerät nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, wobei die Schaltungsanordnung (120; 160, 170) eingerichtet ist, um das zweite Signal (s2) zu erhöhen, wenn die gemittelte gleichgerichtete Versorgungsspannung (212) kleiner als ein Schwellenwert (213) ist.
7. Betriebsgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
wobei das Betriebsgerät eingerichtet ist, um an dem ersten Anschluss (111 ) ein zeitlich mit einer Versorgungsspannung variierendes Potenzial zu erzeugen.
8. Betriebsgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 7,
wobei das erste Signal (s1 ) einen Sollwert einer Peakstromstärke an einer Primärseite eines Transformators (121 , 131 ) repräsentiert und das zweite Signal (s2) einen Istwert einer Stromstärke an der Primärseite des Transformators (121 , 131 ) repräsentiert.
9. Betriebsgerät nach Anspruch 8,
wobei die Schaltungsanordnung (120; 160, 170) ein steuerbares Schaltmittel (161 ) um- fasst, das mit dem ersten Anschluss (1 1 1 ) oder dem zweiten Anschluss (1 12) gekoppelt ist.
10. Betriebsgerät nach Anspruch 9,
wobei die Schaltungsanordnung (120; 160, 170) eine mit dem Transformator (121 , 131 ) gekoppelte Induktivität (141 ) und ein Energiespeichermittel (171 ) umfasst, um ein negatives Potenzial zu erzeugen,
wobei das steuerbare Schaltmittel (161 ) mit dem negativen Potenzial gekoppelt ist.
1 1 . Betriebsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
wobei das Betriebsgerät (100) als LED-Konverter ausgestaltet ist.
12. Beleuchtungssystem, umfassend
ein Betriebsgerät (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , und
einen Dimmer (50) zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung (210) für das Betriebsgerät (100), wobei der Dimmer (50) eingerichtet ist, um Phasenanschnitte und/oder Phasenabschnitte (21 1 ) der Versorgungsspannung (210) zu erzeugen.
13. Verfahren zum Dimmen eines Leuchtmittels (92), umfassend:
Regeln einer Regelgröße eines Betriebsgeräts (100) für das Leuchtmittel (92) auf einen Sollwert, der von einem Dimmlevel abhängt, wobei ein erstes Signal (s1 ), das von dem Sollwert abhängt, und/oder ein zweites Signal (s2), das von einem Istwert der Regelgröße abhängt, selektiv beeinflusst wird, wenn der Dimmlevel ein vorgegebenes Kriterium erfüllt.
14. Verfahren nach Anspruch 13,
wobei eine von einer Steuereinrichtung (1 0) erfasste Abweichung zwischen dem zweiten Signal (s2) und dem ersten Signal (s1 ) erhöht wird, wenn der Dimmlevel kleiner als ein Schwellenwert ist.
15. Betriebsgerät für ein Leuchtmittel (92), umfassend:
eine Steuereinrichtung (1 10), die einen ersten Anschluss (1 1 1 ) zum Empfangen eines ersten Signals (s1 ) und einen zweiten Anschluss (1 12) zum Empfangen eines zweiten Signals (s2) aufweist und die eingerichtet ist, um das Betriebsgerät (100) abhängig von einem Vergleich des zweiten Signals (s2) und des ersten Signals (s1 ) zu steuern, und eine Hilfsschaltung (181 , 182, 123) zum Erzeugen eines mit einer Versorgungsspannung zeitlich veränderlichen Potenzials an dem ersten Anschluss (11 1 ).
16. Betriebsgerät nach Anspruch 15,
wobei die Hilfsschaltung einen mit dem ersten Anschluss (11 1 ) verbundenen Konden- sator (123) umfasst.
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