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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberDE102014206438 A1
Publication typeApplication
Application numberDE201410206438
Publication date3 Jun 2015
Filing date3 Apr 2014
Priority date3 Apr 2014
Publication number1410206438, 201410206438, DE 102014206438 A1, DE 102014206438A1, DE 2014/10206438 A1, DE-A1-102014206438, DE102014206438 A1, DE102014206438A1, DE1410206438, DE2014/10206438A1, DE201410206438
InventorsAndreas Seider, Marco Antretter, Felix Franck
ApplicantOsram Gmbh
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: DPMA, Espacenet
Schaltungsanordnung zum Betreiben von n Lasten Circuitry for driving n loads translated from German
DE 102014206438 A1
Abstract  translated from German
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betreiben von n Lasten, n größer gleich 2, umfassend einen Eingang mit einem ersten (E1) und einem zweiten Eingangsanschluss (E2) zum Koppeln mit einer Versorgungsspannung (V in ), n Ausgänge mit jeweils einem ersten (A11; A21) und einem zweiten Ausgangsanschluss (A21; A22) zum Koppeln mit der jeweiligen i-ten Last, i = 1 bis n, einen Wandler mit einem Wandlerschalter (S 0 ), mindestens einer Wandlerinduktivität (L1) sowie n Wandlerdioden (D1, D2), wobei eine Serienschaltung aus der Wandlerinduktivität (L1) und dem Wandlerschalter (S 0 ) zwischen den ersten und den zweiten Eingangsanschluss (E1, E2) gekoppelt ist, n Stränge umfassend jeweils mindestens eine Serienschaltung mit jeweils einem i-ten elektronischen Schalter (Si) mit i = 1 bis n, einer i-ten der n Wandlerdioden (Di) sowie dem jeweiligen i-ten Ausgang, wobei die n Serienschaltungen parallel geschaltet sind und derart mit der Wandlerinduktivität (L1) gekoppelt sind, dass in der Wandlerinduktivität (L1) gespeicherte Energie in der Entladephase des Wandlers durch Leitendschalten des jeweiligen i-ten elektronischen Schalters (S i ) am i-ten Ausgang bereitstellbar ist, eine Ansteuervorrichtung (12) zur Ansteuerung des Wandlerschalters (S 0 ) und der n elektronischen Schalter (S i ), wobei die Ansteuervorrichtung (12) ausgelegt ist, den Wandlerschalter (S 0 ) mit einem Ansteuersignal (Gate0) anzusteuern, das sich aus n, den n Strängen zugewiesenen Teilphasen (T i ) zusammensetzt, sowie die elektronischen Schalter (S i ) mit einem jeweiligen Ansteuersignal (Gate1, Gate2) anzusteuern, wobei ein Conduction Mode der Schaltungsanordnung definiert ist in Bezug auf den Stromfluss durch die Wandlerinduktivität (L1), wobei eine Leitendphase des Wandlerschalters (S 0 ) eingerahmt ist von den Leitendphasen zweier verschiedener der n Wandlerdioden, wobei die Ansteuervorrichtung (12) ausgelegt ist, die Ansteuersignale (Gate0; The invention relates to a circuit arrangement for operating n loads, n is greater than or equal to 2, comprising an input having a first (E1) and a second input terminal (E2) for coupling to a supply voltage (V in), n outputs each having a first (A11 ; A21) and a second output terminal (A21; A22) for coupling to the respective i-th load, i = 1 to n, a transformer with a transformer switch (S 0), at least one transformer inductance (L1) and n converter diodes (D1, D2), wherein a series circuit of the transformer inductance (L1) and the converter switch (S 0) between the first and the second input terminal (E1, E2) is coupled, n strands comprising at least a series circuit with a respective i-th electronic switch ( Si) are coupled with i = 1 to n, a i-th of n converter diode (Di) and the respective i-th output, the n series circuits are connected in parallel and so the transformer inductance (L1) that in the transformer inductance ( L1) energy stored in the discharge phase of the converter by turning on the respective i-th electronic switch (S i) can be provided at the i-th output, a control device (12) for controlling the converter switch (S 0) and the n electronic switch (S i), wherein the driving device (12) is adapted to control the converter switch (S 0) with a drive signal (GATE0), which is composed of n, the n strands assigned sub-phases (T i) and the electronic switch (S i) with a respective control signal (Gate1, Gate2) to drive, with a conduction mode of the circuit is defined with respect to the current flow through the transformer inductance (L1), a conducting phase of the converter switch (S 0) is framed between two of the conducting phases of different of n converter diodes wherein the driving device (12) is adapted to the drive signals (GATE0; Gate1, Gate2) für den Wandlerschalter (S 0 ) und die Schalter (S i ) derart bereitzustellen, dass zumindest einer der n Stränge innerhalb der ihm zugewiesenen Teilphase (T i ) im Continuous Conduction Mode (CCM) oder im Boundary Conduction Mode (BCM) betrieben wird, und die Schalter (S i ) außerhalb der ihnen zugewiesenen Teilphase (T i ) nicht-leitend geschaltet sind. Gate1, Gate2) for the converter switches (S 0) and the switches (S i) provide such a way that at least one of n strands within the assigned part of phase (T i) in Continuous Conduction Mode (CCM) or boundary conduction mode (BCM ) is operated, and the switch (S i) are outside of their assigned sub-phase (T i) are connected non-conductive.
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Claims(15)  translated from German
  1. Schaltungsanordnung zum Betreiben von n Lasten, n größer gleich 2, umfassend: – einen Eingang mit einem ersten (E1) und einem zweiten Eingangsanschluss (E2) zum Koppeln mit einer Versorgungsspannung (V in ); Circuit arrangement for operating loads of n, n is greater than or equal to 2, comprising: - an input having a first (E1) and a second input terminal (E2) for coupling to a supply voltage (V in); – n Ausgänge mit jeweils einem ersten (A11; A21) und einem zweiten Ausgangsanschluss (A21; A22) zum Koppeln mit der jeweiligen i-ten Last, i = 1 bis n; - N outputs each having a first (A11; A21) and a second output terminal (A21; A22) for coupling to the respective i-th load, i = 1 to n; – einen Wandler mit einem Wandlerschalter (S 0 ), mindestens einer Wandlerinduktivität (L1) sowie n Wandlerdioden (D1, D2), wobei eine Serienschaltung aus der Wandlerinduktivität (L1) und dem Wandlerschalter (S 0 ) zwischen den ersten und den zweiten Eingangsanschluss (E1, E2) gekoppelt ist; - A converter with a converter switch (S 0), at least one transformer inductance (L1) and n converter diodes (D1, D2), wherein a series circuit of the transformer inductance (L1) and the converter switch (S 0) between the first and the second input terminal ( E1, E2) is coupled; – n Stränge umfassend jeweils mindestens eine Serienschaltung mit jeweils einem i-ten elektronischen Schalter (S i ) mit i = 1 bis n, einer i-ten der n Wandlerdioden sowie dem jeweiligen i-ten Ausgang mit i = 1 bis n, wobei die n Serienschaltungen parallel geschaltet sind und derart mit der Wandlerinduktivität (L1) gekoppelt sind, dass in der Wandlerinduktivität (L1) gespeicherte Energie in der Entladephase des Wandlers durch Leitendschalten des jeweiligen i-ten elektronischen Schalters (S i ) am i-ten Ausgang bereitstellbar ist, sowie – eine Ansteuervorrichtung ( - N strands each comprising at least one series circuit with one ith electronic switch (S i) with i = 1 to n, a i-th of n converter diode and the respective ith starting with i = 1 to n, where the n series circuits are connected in parallel and so the transformer inductance (L1) coupled to the transformer inductance (L1) stored energy in the discharge phase of the converter by turning on the respective ith electronic switch (S i) at the i-th output can be provided and - a control device ( 12 12 ) zur Ansteuerung des Wandlerschalters (S 0 ) und der n elektronischen Schalter (S i ), wobei die Ansteuervorrichtung ( ) For driving the converter switch (S 0) and the n electronic switch (S i), wherein the control device ( 12 12 ) ausgelegt ist: – den Wandlerschalter (S 0 ) mit einem Ansteuersignal (Gate0) anzusteuern, das sich aus n, den n Strängen zugewiesenen Teilphasen (T i ) zusammensetzt, sowie – die elektronischen Schalter (S i ) mit einem jeweiligen Ansteuersignal (Gate1, Gate2) anzusteuern; ) Is designed: - the converter switches (S 0) with a control signal (GATE0) to drive, which is composed of n, the n strands assigned partial phases (T i), and - the electronic switch (S i) to a respective control signal (Gate1 , Gate2) driving; wobei ein Conduction Mode der Schaltungsanordnung definiert ist in Bezug auf den Stromfluss durch die Wandlerinduktivität (L1), wobei eine Leitendphase des Wandlerschalters (S 0 ) eingerahmt ist von den Leitendphasen zweier verschiedener der n Wandlerdioden, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuervorrichtung ( whereby a conduction mode of the circuit arrangement is defined with respect to the current flow through the transformer inductance (L1), a conducting phase of the converter switch (S 0) is framed in the conducting phases of two different of n converter diodes, characterized in that the drive device ( 12 12 ) ausgelegt ist, die Ansteuersignale (Gate0; Gate1, Gate2) für den Wandlerschalter (S 0 ) und die Schalter (S i ) derart bereitzustellen, dass zumindest einer der n Stränge innerhalb der ihm zugewiesenen Teilphase (T i ) im Continuous Conduction Mode (CCM) oder im Boundary Conduction Mode (BCM) betrieben wird, und die Schalter (S i ) außerhalb der ihnen zugewiesenen Teilphase (T i ) nicht-leitend geschaltet sind. Is designed), the control signals (GATE0; Gate1, Gate2) for the converter switches (S 0) and the switches (S i) provide such a way that at least one of n strands within the assigned part of phase (T i) in Continuous Conduction Mode ( CCM) or the Boundary Conduction Mode (BCM) is operated, and the switch (S i) are outside of their assigned sub-phase (T i) are connected non-conductive.
  2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuervorrichtung ( Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the control device ( 12 12 ) ausgelegt ist, die Ansteuersignale (Gate0; Gate1, Gate2) für die Schalter (S0; S i ) derart bereitzustellen, dass – zumindest einer der n Stränge innerhalb der ihm zugewiesenen Teilphase (T i ) im Discontinuous Conduction Mode (DCM) und zumindest einer der n Stränge innerhalb der ihm zugewiesenen Teilphase im BCM oder im CCM betrieben wird; ) Is designed, the control signals (GATE0; Gate1, Gate2) for the switch (S0; S i) provide such a way that - at least one of n strands within the assigned partial phase (T i) in discontinuous conduction mode (DCM) and at least one of n strands is operated within its allocated portion phase in BCM or in the CCM; oder – alle n Stränge innerhalb der ihnen zugewiesenen Teilphasen im CCM betrieben werden oder höchstens einer davon innerhalb der ihm zugewiesenen Teilphase im BCM betreiben wird; or - all n strands are operated within their assigned sub-phases in the CCM or is not more than one of them operate within its allocated portion of the phase BCM; oder – zumindest einer der n Stränge innerhalb der ihm zugewiesenen Teilphase (T i ) im DCM und zumindest einer der n Stränge innerhalb der ihm zugewiesenen Teilphase (T i ) im CCM betrieben wird. or - at least one of n strands within the assigned part of phase (T i) in DCM and at least one of n strands within the assigned part of phase (T i) is operated in CCM.
  3. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Teilphase (T i ) zusammengesetzt ist aus einer On-Zeit (t on ), in der der Wandlerschalter (S0) leitend geschaltet ist und zur Aufmagnetisierung der Wandlerinduktivität (L1) führt, und einer Off-Zeit (t offi ), in der der Wandlerschalter (S0) nicht-leitend, jedoch der jeweilige i-te elektronische Schalter (Si) leitend geschaltet ist, und die entweder mit dem Abmagnetisieren der Wandlerinduktivität (L1) oder mit dem erneuten Leitendschalten des Wandlerschalters (S0) endet. Circuit arrangement according to one of claims 1 or 2, characterized in that each partial phase is composed (T i) delivers an on-time (t on), in which the converter switches (S0) is turned on and the magnetization of the transformer inductance (L1) and an off-time (t offi), in which the converter switch (S0) non-conductive, however, the particular i-th electronic switch (Si) is turned on, and either the demagnetization of the transformer inductance (L1) or with re turning on the converter switch (S0) ends.
  4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuervorrichtung ( Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that the control device ( 12 12 ) ausgelegt ist, die Ansteuersignale (Gate0; Gate1, Gate2) für alle beteiligten Schalter (S0; S i ) derart bereitzustellen, dass die On-Zeiten (t on ) konstant sind und die Off-Zeiten (t offi ) variabel. Is designed), the control signals (GATE0; Gate1, Gate2) for all switches involved (S0; provide S i) such that the on-time (t on) are constant and the off-time (t offi) variable.
  5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuervorrichtung ( Circuit arrangement according to one of claims 3 or 4, characterized in that the control device ( 12 12 ) ausgelegt ist, die Ansteuersignale (Gate0; Gate1, Gate2) für alle beteiligten Schalter (S0; S i ) derart bereitzustellen, dass die On-Zeiten (t on ) und die Off-Zeiten (t off ) konstant sind. Is designed), the control signals (GATE0; Gate1, Gate2) for all participating switches (S0, provide S i) such that the on-time (t on) and off times (t off) are constant.
  6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuervorrichtung ( Circuit arrangement according to one of claims 3 to 5, characterized in that the control device ( 12 12 ) ausgelegt ist, die Ansteuersignale (Gate0; Gate1, Gate2) für alle beteiligten Schalter (S0; S i ) derart bereitzustellen, dass die Summen aus den jeweiligen On-Zeiten (t oni ) und Off-Zeiten (t offi ) für i = 1 bis n konstant sind. That the sums of the respective on-times (t S i) provide such oni) and off times (t offi) for i =; is designed), the control signals (GATE0; Gate1, Gate2) for all switches involved (S0 1 to n are constant.
  7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuervorrichtung ( Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 12 12 ) ausgelegt ist, zwei elektronische Schalter (Si, Sj) während der Leitendphase des Wandlerschalters (S0) gegenläufig umzuschalten. Is designed), two electronic switches (Si, Sj) during the conductive phase of the converter switch (S0) opposite switch.
  8. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandlerinduktivität (L1) als Transformator mit mindestens einer Primärwicklung (L1) und einer Sekundärwicklung (L2) realisiert ist. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the transformer inductance (L1) implemented as a transformer having at least a primary winding (L1) and a secondary winding (L2).
  9. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem jeweiligen i-ten Ausgang (A11, A12; A21, A22) ein i-ter Kondensator (C1; C2) parallel geschaltet ist. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that each i-th output (A11, A12; A21, A22) an i-th capacitor (C1; C2) is connected in parallel.
  10. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass seriell zum Wandlerschalter (S0) ein Shunt-Widerstand (R0) gekoppelt ist. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that in series with the converter switch (S0), a shunt resistor (R0) is coupled.
  11. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler als Flyback-Wandler, als Aufwärtswandler, als SEPIC oder als Drossel-Inverswandler ausgebildet ist. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the transducer is designed as a flyback converter as an up converter, as a SEPIC converter or a throttle-inverse.
  12. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die i-te Last mindestens eine LED (D10 bis D15, D20 bis D24) umfasst, insbesondere eine Serienschaltung einer Vielzahl von LEDs (D10 bis D15, D20 bis D24) darstellt. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the i-th load (up to D24 D10 to D15, D20) comprises at least one LED, in particular a series circuit of a plurality of LEDs (D10 to D15, D20 to D24) represents.
  13. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass n = 2 beträgt. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that n = 2.
  14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuervorrichtung ( Circuit arrangement according to claim 12, characterized in that the control device ( 12 12 ) ein D-Flip-Flop ( ) Is a D-type flip-flop ( 10 10 ) umfasst, dessen Eingang mit dem Eingang des Wandlerschalters (S0) gekoppelt ist, wobei der Q-Ausgang des D-Flip-Flops ( ) Whose input is coupled to the input of the converter switch (S0), the Q output of the D-flip-flops ( 10 10 ) mit einem ersten elektronischen Schalter (S1) und der ) Having a first electronic switch (S1) and the Q Q -Ausgang des D-Flip-Flops ( Output of D-flip-flops ( 10 10 ) mit einem zweiten elektronischen Schalter (S2) gekoppelt ist, wobei der D-Eingang des D-Flip-Flops ( ) Is coupled to a second electronic switch (S2), wherein the D-input of D-flip-flops ( 10 10 ) mit dem ) With the Q Q -Ausgang gekoppelt ist. Output is coupled.
  15. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuervorrichtung ( Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 12 12 ) ausgelegt ist, die Teilphasen (T i ) zu variieren, insbesondere wenn einer der Stränge einen vorgebbaren Temperaturschwellwert über- oder unterschritten hat. Is designed), the partial phases (T i) vary, especially if one of the strands has exceeded or fallen below a predetermined temperature threshold.
Description  translated from German
  • Technisches Gebiet Technical Field
  • [0001] [0001]
    Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betreiben von n Lasten, n ≥ 2, umfassend einen Eingang mit einem ersten und einem zweiten Eingangsanschluss zum Koppeln mit einer Versorgungsspannung, n Ausgänge mit jeweils einem ersten und einem zweiten Ausgangsanschluss zum Koppeln mit der jeweiligen i-ten Last, i = 1 bis n, einen Wandler mit einem Wandlerschalter, mindestens einer Wandlerinduktivität sowie n Wandlerdioden, wobei eine Serienschaltung aus der Wandlerinduktivität und dem Wandlerschalter zwischen den ersten und den zweiten Eingangsanschluss gekoppelt ist, n Stränge umfassend jeweils mindestens eine Serienschaltung aus jeweils einem i-ten elektronischen Strangschalter mit i = 1 bis n, einer i-ten der n Wandlerdioden sowie dem jeweiligen i-ten Ausgang mit i = 1 bis n, wobei die n Serienschaltungen parallel geschaltet sind und derart mit der Wandlerinduktivität gekoppelt sind, dass in der Wandlerinduktivität gespeicherte Energie in der Entladephase des Wandlers durch Leitendschalten des jeweiligen i-ten elektronischen Strangschalters am i-ten Ausgang bereitstellbar ist, und eine Ansteuervorrichtung zur Ansteuerung des Wandlerschalters und der n elektronischen Strangschalter, wobei die Ansteuervorrichtung ausgelegt ist, zum einen den Wandlerschalter mit einem Ansteuersignal anzusteuern, das sich aus n, den n Strängen zugewiesenen Teilphasen zusammensetzt, sowie andererseits die elektronischen Strangschalter mit einem jeweiligen Ansteuersignal anzusteuern, wobei ein Conduction Mode der Schaltungsanordnung definiert ist in Bezug auf den Stromfluss durch die Wandlerinduktivität, wobei eine Leitendphase des Wandlerschalters eingerahmt ist von den Leitendphasen zweier verschiedener der n Wandlerdioden. The present invention relates to a circuit arrangement for operating n loads, n ≥ 2, comprising an input having a first and a second input terminal for coupling to a supply voltage, n outputs each having a first and a second output terminal for coupling to the respective i-th load, i = 1 to n, a transducer with a transducer switch, at least one transformer inductance and n converter diodes, a series circuit is coupled from the transformer inductance and the converter switches between the first and the second input terminal, n strands comprising at least a series circuit of one of each ith electronic strand switch with i = 1 to n, a i-th of n converter diode and the respective ith starting with i = 1 to n, where the n series circuits are connected in parallel and are coupled with the transformer inductance that in the transformer inductance energy stored in the discharge phase of the converter by turning on the respective i-th electronic strand switch on the i-th output can be provided, and a driving device for driving the converter switch and the n electronic strand switch, wherein the control device is adapted, on the one hand the inverter switch with to control a drive signal to, and on the other hand to drive from n, the composed n strands assigned subphases the electronic train switches to a respective control signal, wherein a conduction mode of the circuit is defined with respect to the current flow through the transformer inductance, whereby a conductive phase of the converter switch framed is of the conducting phases of two different of n converter diodes.
  • [0002] [0002]
    Die Erfindung wird im Nachfolgenden am Beispiel von LEDs als Lasten dargestellt. The invention is illustrated hereinafter by the example of LEDs as the loads. Sie ist jedoch auch bei anderen Arten von Lasten einsetzbar. However, it is also applicable to other types of loads.
  • Stand der Technik State of the art
  • [0003] [0003]
    Moderne LED-Beleuchtungslösungen erfordern oftmals eine homogene Licht-Abstrahlcharakteristik. Modern LED lighting solutions often require a homogeneous light distribution characteristics. Da eine LED als solche eine Punktlichtquelle darstellt, wird daher eine zusätzliche, verlustbehaftete Optik oder der Einsatz einer größeren Menge an LEDs, gegebenenfalls auch in Verbindung mit einer entsprechenden Optik, wie beispielsweise einem Milchglas, notwendig. Since an LED is a point light source as such, therefore, an additional lossy optics or the use of a larger amount of LEDs, optionally also in conjunction with an appropriate optical system, such as a milk glass, is necessary. Um eine maximale Systemeffizienz, eine gute thermische Verteilung und gleichzeitig eine hinreichende Homogenisierung des Lichts hinsichtlich der Abstrahlcharakteristik zu erhalten, hat sich der Einsatz von vielen, verteilt angeordneten Kleinleistungs-LEDs (beispielsweise OSRAM TOPLED) im Vergleich zum Einsatz von nur wenigen Hochleistungs-LEDs (beispielsweise OSRAM OSLON) oftmals bewährt. In order to obtain maximum system efficiency, good thermal distribution and at the same time a sufficient homogenization of the light with respect to the radiation, has the use of many, arranged distributed low-power LEDs (eg OSRAM TOPLED) compared to the use of only a few high-power LEDs ( OSRAM OSLON example) often proven.
  • [0004] [0004]
    Um den Schaltungsaufwand zur Bestromung von größeren LED-Mengen einzugrenzen, wird neben der Reihenschaltung, welche oftmals nur begrenzt möglich ist, da SELV-Grenzwerte eingehalten werden müssen, auch die Parallelschaltung mehrerer Kleinleistungs-LED-Ketten vollzogen. To limit the amount of circuitry for powering of larger LED sets, the parallel connection of several low-power LED chains, in addition to the series circuit, which is often only a limited extent because SELV limits must be respected, accomplished. Aber auch bei Hochleistungs-LEDs ist in bestimmten Fällen eine Parallelschaltung erforderlich. But even with high power LEDs a parallel connection is required in certain cases.
  • [0005] [0005]
    Bedingt durch Produktionstoleranzen haben LEDs leicht verschiedene Vorwärtsspannungen, die es bei der Bestromung von parallelen Strängen auszugleichen gilt. Due to production tolerances have LEDs slightly different forward voltages that must compensate for it in the current flow of parallel strands. So wird durch unterschiedliche Schaltungen versucht, den Strom je Zweig zu symmetrieren. So attempts by different circuits, symmetrize the current per branch. Hier wäre im Idealfall der Strom jedes Strangs identisch, da der Lichtstrom jeder LED in sehr guter Näherung proportional zum durch sie fließenden elektrischen Strom ist. Here, the current of each strand would be ideally the same, since the luminous flux of each LED is proportional to the current flowing through it the electric current in a very good approximation.
  • [0006] [0006]
    Dies führt jedoch immer dazu, dass die in den LEDs umgesetzte Leistung je Strang leicht unterschiedlich ist. However, this always means that the converted in the power LEDs per string is slightly different. Dies rührt von den verschiedenen Strangspannungen bei idealerweise identischem Strom her. This is due to the different phase voltages with ideally identical current ago. Dadurch können sich thermische Ungleichheiten auf dem LED-Modul ergeben, welche im schlimmsten Fall zu einem deutlichen Temperaturunterschied der Bauteile (LEDs) eines Strangs oder mehrerer Stränge führen. This thermal inequalities in the LED module may arise, which in the worst case to a significant difference in temperature of the components (LEDs) of a strand or several strands. Ganz ohne irgendwelche thermischen oder elektrischen Ausgleichsmechanismen zwischen einzelnen parallel geschalteten Strängen verstärken sich diese Ungleichheiten zunehmend, denn die Vorwärtsspannung einer LED nimmt mit der Temperatur ab, wodurch heißere LEDs tendenziell mehr Strom ziehen als kühlere. Without any thermal or electrical compensation mechanisms between individual parallel strands, these inequalities reinforce increasingly, because the forward voltage of an LED decreases with temperature, thereby hotter LEDs draw tends to be more current than cooler. Da die Lebensdauer von LEDs stark von deren Sperrschichttemperatur abhängig ist, würde ein gegenüber anderen überlasteter Strang somit erhöhtem Verschleiß (Abfall des Lichtstroms) bzw. einer höheren Ausfallwahrscheinlichkeit unterliegen. Since the service life of LEDs is highly dependent on the junction temperature, a comparison with other overloaded train would therefore be subject to increased wear (drop in luminous flux) or a higher probability of default.
  • [0007] [0007]
    In diesem Zusammenhang ist aus der In this context, from the WO 2012/164511 A1 WO 2012/164511 A1 eine Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Lichtquelle bekannt, bei der von einem eingeprägten, gleichmäßigen Strom als Quelle zur Energiespeisung des betrachteten Systems ausgegangen wird. discloses a circuit arrangement for operating a light source, it is assumed in the by an engraved, uniform flow as a source for energy supply of the system under consideration. Die dort einspeisende Wandlerstufe sollte an ihrem Ausgang möglichst keinerlei Kapazität aufweisen, wobei auf diese Stufe eine völlig separate Symmetrierschaltung folgt, die ihrerseits von zwei der bekannten DC-DC-Wandler abgeleitet ist. The feed end converter stage there should have at its output possible no capacity being followed by this stage a completely separate balun, which in turn is derived from two of the known DC-DC converter. Das Stromverhältnis zwischen den an dieser Symmetrierschaltung angeschlossenen LED-Strängen entspricht dem Tastverhältnis innerhalb der Symmetrierschaltung. The current ratio between the LED clusters connected to this balun corresponds to the duty cycle within the balun. Die Stromeinspeisung in diese separate Wandlerstufe erfolgt an einer ungewohnten Stelle, nämlich weder am Eingang noch am Ausgang dieser Stufe, sondern in ihrer Mitte. Power is fed into these separate converter stage is carried out at an unfamiliar place, namely either at the input or output of this stage, but in their midst. Daraus folgt, dass zur Herleitung dieser separaten Wandlerstufe nur solche DC-DC-Wandler in Frage kommen, die bezüglich der Filterung an ihren Ein- und Ausgängen symmetrisch sind: der invertierende Wandler und der Ćuk-Konverter. It follows that for the derivation of these separate converter stage only those dc-dc converters come in question, which are symmetrical with respect to the filtering on their inputs and outputs: the inverting converter and the Cuk converter. Aufgrund besagter Mitteneinspeisung können diese Wandlerstufen dort mehr als zwei Ein- bzw. Ausgänge aufweisen. Due to said center feed these converter stages can there have more than two inputs or outputs. Die Symmetrierschaltung kann in die Versorgungswandlerstufe integriert sein. The balun can be integrated into the supply transformer stage. Der betrachtete Wandler arbeitet vornehmlich im Discontinuous Conduction Mode (DCM), insbesondere die Versorgungswandlerstufe. The studied converter operates mainly in discontinuous conduction mode (DCM), in particular the supply converter stage. Die Symmetrierschaltung arbeitet vollkommen asynchron zur Versorgungswandlerstufe und erfordert einen annähernd ideal geglätteten Gleichstrom als Eingangsgröße. The balun works completely asynchronously to power converter stage and requires a nearly ideal smoothed DC as an input variable. Die Versorgungswandlerstufe muss also auf ihren Ausgangsstrom geregelt sein. Thus, the supply converter stage must be regulated to its output current. Die Möglichkeit, die Induktivität einer Versorgungswandlerstufe mit Stromausgang mit dem Eingangsfilter der separaten Symmetrierschaltung in ein einziges induktives Bauteil zu integrieren, ist rein akademisch. The possibility of integrating the inductance of a power converter stage with current output to the input filter of the separate balun in a single inductive component is purely academic. Der induktive Teil des Ausgangsfilters der Versorgungswandlerstufe muss einen ausreichend geringen Wert aufweisen, um bei gegebenen Spannungen und Frequenzen DCM sicherzustellen, die Eingangsinduktivität der Symmetrierschaltung hingegen muss groß genug sein, auch über die Spannungsschwankungen der angeschlossenen Laststränge hinweg den Eingangsstrom hinreichend zu glätten. The inductive part of the output filter of the power converter stage must have a sufficiently low value to DCM ensure at given voltages and frequencies, the input inductance of the balun, however, must be large enough to smooth out even on the voltage variations of the connected load strands across the input current sufficiently. Um Schalt- bzw. Filtereigenschaften dieser beiden Abschnitte voneinander zu entkoppeln, ist genau dazwischen ein Filterkondensator mit Bezug auf die gemeinsame Masseleitung erforderlich. In order to decouple switching or filtering properties of these two sections from each other, a filter capacitor with respect to the common ground line is exactly in between required.
  • [0008] [0008]
    Eine gattungsgemäße Schaltungsanordnung ist bekannt aus der A generic circuit arrangement is known from US 2010/0295472 A1 US 2010/0295472 A1 . , In dieser Druckschrift wird eine Leistungsversorgung vorgestellt, die eine Stromversorgung umfasst, eine Vielzahl von Ausgangskanälen und eine Steuervorrichtung. In this document a power supply is presented that comprises a power supply, a plurality of output channels, and a control device. Jeder der Ausgangskanäle umfasst eine Last und einen elektronischen Strangschalter mit einer Referenzspannung. Each of the output channels comprises a load and an electronic strand switch with a reference voltage. Alle Strangschalter sind auf dieselbe Referenzspannung bezogen. All strand switches are based on the same reference voltage. Dabei werden als treibende Wechselrichter sowohl solche mit Stromausgang verwendet, beispielsweise Buck-Konverter, Ćuk, Forward sowie Halbbrücke, als auch solche mit einem Spannungsausgang, beispielsweise Boost, Drossel-Inverswandler und SEPIC. Here are not only those used as a driving inverter with current output, for example, buck converter, Ćuk, forward and half bridge, as well as those with a voltage output, for example, boost, throttle inverse converter and SEPIC.
  • [0009] [0009]
    Wie erwähnt, weisen LEDs, ebenso wie andere elektronische Bauteile, produktionsbedingt Toleranzen hinsichtlich ihrer elektrischen Eigenschaften auf. As mentioned, LEDs, as well as other electronic components, due to production tolerances with respect to their electrical properties. Aufgrund dessen ergibt sich bei einer Parallelschaltung mehrerer Bauteile bzw. Bauteilgruppen an ein- und derselben Quelle eine Unsymmetrie der jeweiligen Strangleistungen und -ströme. Because of this results in a parallel connection of several components or groups of components on one and the same source an asymmetry of the respective train services and currents. Im speziellen Fall der LEDs gibt es verhältnismäßig große Abweichungen der Vorwärtsspannung, was in Verbindung mit ihrer stark nichtlinearen Kennlinie besonders störend bei Parallelschaltungen ist: Je kleiner die Strangspannung, desto überproportional höher ist der Strom. In the specific case of LEDs, there are relatively large variations in the forward voltage, which is particularly troublesome in parallel circuits in conjunction with its strong non-linear characteristic, the smaller the phase voltage, the disproportionately higher is the power. Dies führt zu einer inhomogenen Lichtleistung zwischen den Strängen, zu einer erhöhten Erwärmung der betroffenen LEDs mit schnellerer Alterung bzw. schnellerem Ausfall als Folge. This leads to an inhomogeneous light output between the strands, to an increased heating of the LEDs concerned with faster aging and faster failure as a result.
  • [0010] [0010]
    Häufig findet eine Strangstromsymmetrierung statt. Frequently a Strangstromsymmetrierung takes place. Durch Verschachtelung bzw. Verzopfung, wie beispielsweise in der By nesting or tressing, such as in the DE102010002228A1 DE102010002228A1 dargestellt, wird überdies versucht, eine gute und gleichmäßige thermische Kopplung der Stränge zu erreichen, wobei abwechselnd LEDs der verschiedenen Stränge nacheinander angeordnet sind. shown, it is also attempted to achieve a good and uniform thermal coupling of the strands, said alternating LEDs of the various strands are arranged in succession. Eine Strangstromsymmetrierung wird erreicht durch Stromspiegelschaltungen zwischen den Strängen am jeweils gleichen Ende eines Strangs. A Strangstromsymmetrierung is achieved by current mirror circuits between the strands at the same respective end of a string. Alternativ kommen auch komplexe Wandlertopologien in Betracht, die mindestens eine stromkompensierte Drossel enthalten, wie beispielsweise in Alternatively come and complex converter topologies into consideration that contain at least one current-compensated choke, such as in DE102010041613A1 DE102010041613A1 , in , In DE102010041632A1 DE102010041632A1 oder in or in EP1788850A1 EP1788850A1 dargestellt, oder die aus einem gleichstromfreien hochfrequenten Wechselstrom pro Strang immer nur eine Richtung ausnutzen wie z. B. in represented, or from a DC-free high-frequency alternating current per strand always utilize only one direction such. B. DE102010041618A1 DE102010041618A1 vorgeschlagen. proposed. Es ist auch bekannt, einen eigenen unabhängigen Versorgungswandler pro Strang zu verwenden. It is also known to use their own independent supply converters per train. Durch mehrstufige Wandlertopologien, deren parallele Endstufen nur der Symmetrierung dienen, kann ebenfalls eine Strangstromsymmetrierung erreicht werden. By multilevel converter topologies, serve the parallel amplifiers only the balancing, a Strangstromsymmetrierung can also be achieved. Schließlich ist auch auf die Verwendung nachgeschalteter Differenz-Spannungs- bzw. -Leistungswandler hinzuweisen, wie sie beispielsweise aus der Finally, it is to point out the use of downstream differential voltage or -Leistungswandler, such as those from the WO 2012/164511 A1 WO 2012/164511 A1 hervorgehen. emerge. Die Stromspiegelschaltungen erzeugen unerwünschte Verluste, die erwähnten stromkompensierten Drosseln sind vergleichsweise groß und teuer, und die nur eine Stromrichtung ausnutzenden Schaltungen schließlich sind auf eine gerade Anzahl an daran angeschlossenen Strängen begrenzt und erfordern besonders große Ausgangskondensatoren. The current mirror circuits produce undesirable losses mentioned mode chokes are relatively large and expensive, and the only one current direction exploitative ends finally circuits are limited to an even number of strands connected to it and require particularly large output capacitors.
  • [0011] [0011]
    Die Leistungssymmetrierung von LED-Strängen (oder anderen Lasten), wie sie beispielsweise aus der erwähnten The Leistungssymmetrierung of LED clusters (or other loads), such as those from the mentioned US 2010/0295472 A1 US 2010/0295472 A1 bekannt ist, lässt sich bei Sperrwandlern besonders einfach realisieren. is known, can be in flyback converters particularly simple manner. Hier ist die übertragene Energie je Schaltzyklus in guter Näherung konstant. Here is the transmitted energy per switching cycle constant in good approximation. In der genannten Druckschrift besitzt zu diesem Zweck jeder Strang eine Gleichrichterdiode, eine Kapazität, die Last sowie einen Schalter. In the mentioned publication has for this purpose each strand a rectifier diode, a capacity, load, and a switch. Abwechselnd wird in jedem Schaltzyklus mithilfe des Schalters ein Strang aktiviert. Alternating one strand is activated in each switching cycle using the switch. In diesen Strang wird die aus der Primärseite kommende, zwischengespeicherte Energie übertragen. In this strand the coming from the primary side, temporarily stored energy is transferred. Die Parallelkondensatoren vermindern den Ripple in den Lastströmen, und die zu jedem Strang in Reihe geschaltete Diode verhindert den Austausch von Energie zwischen den einzelnen Strängen. The shunt capacitors reduce the ripple in the load currents, and to each strand of series-connected diode prevents the exchange of energy between the individual strands. Somit erhält jeder Strang pro Zeiteinheit dieselbe Energiemenge, wird folglich mit identischer Leistung versorgt. Thus, each strand per unit time is given the same amount of energy is therefore supplied with the same power.
  • [0012] [0012]
    Durch diese Lösung werden die Strangleistungen symmetriert, wodurch ein thermischer Ausgleich der Laststränge zueinander stattfindet. Through this solution the train services are balanced, creating a thermal balance of falls held each other. Dadurch werden Hotspots vermieden und damit die Gefahr einer schnellen Alterung bzw. eines schnellen Ausfalls von LEDs deutlich reduziert. This Hotspots are avoided and thus significantly reduces the risk of rapid aging and a quick failure of LEDs.
  • [0013] [0013]
    Bei den aus dem Stand der Technik bekannten gattungsgemäßen Schaltungsanordnungen ist der Idealzustand dadurch gekennzeichnet, dass die Strangspannungen in den parallelen Strängen gleich sind. In the known from the prior art generic circuit arrangements of the ideal state is characterized in that the phase voltages are the same in the parallel strands. Durch Leistungs- oder Stromsymmetrierung wird versucht, Abweichungen von diesem Idealzustand im Hinblick auf eine Reduktion des Verschleißes zu kompensieren. By power or current balancing is attempted to compensate for deviations from this ideal condition in terms of a reduction in wear. Die in den Strängen verwendeten LEDs sind vom gleichen Typ, dh sie haben im Idealzustand die gleiche Vorwärtsspannung und geben eine Strahlung der gleichen Wellenlänge ab. The LEDs used in the strands are the same type, meaning they have in the ideal state, the same forward voltage and emit a radiation of the same wavelength. In einer anderen Ausgestaltung sind die verwendeten LEDs von unterschiedlichem Typ, um beispielsweise durch Mischung verschiedenfarbigen Lichts den gewünschten Farbort auch ohne Farbkonversion einzustellen. In another embodiment, the LEDs used are of different types, to select the desired color point without color conversion, for example by mixing different colored light. Dabei sind die einzelnen Stränge derart bestückt, dass ihre jeweiligen Summenspannungen untereinander möglichst gleich sind, und dass die Intensität der bei symmetrierter Leistung erzeugten Primärlichtfarben zur gewünschten Lichtfarbe und Lichtintensität führt. The individual strands are so equipped that their respective total voltages are equal to each other as possible, and that the intensity of the primary colors of light generated at channel balanced output results in the desired light color and light intensity.
  • Darstellung der Erfindung SUMMARY OF THE INVENTION
  • [0014] [0014]
    Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine gattungsgemäße Schaltungsanordnung derart weiterzubilden, dass eine Erweiterung des Einsatzspektrums ermöglicht wird. The object of the present invention is to develop a generic circuit arrangement such that an extension of the use of spectrum is allowed.
  • [0015] [0015]
    Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1. This object is achieved by a circuit arrangement having the features of claim. 1
  • [0016] [0016]
    Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einer gegebenen Topologie unterschiedliche Lichteffekte erzeugt werden können, indem eine den gewünschten Lichteffekt erzeugende Ansteuerung zwischen den beiden Extremzuständen – Leistungssymmetrierung oder Stromsymmetrierung – eingestellt wird. The present invention is based on the knowledge that for a given topology different lighting effects can be produced by a desired light effect generating control between the two extreme states - Leistungssymmetrierung or current balancing - is set.
  • [0017] [0017]
    Dies eröffnet die Möglichkeit, bewusst Stränge mit unterschiedlicher Strangspannung vorzusehen, beispielsweise einen Strang mit einer Strangspannung von 37V und einen Strang mit einer Strangspannung von 40V. This opens the possibility, knowingly provide strands with different phase voltage, for example, a train with a string voltage of 37V and a train with a string voltage of 40V. 40V lassen sich beispielsweise erzeugen durch zwölf blaue LEDs. 40V can for example be generated by twelve blue LEDs. 37V lassen sich realisieren durch mehrere rote und weiße, in Serie geschaltete LEDs. 37V can be achieved by several red and white, series-connected LEDs. Bei Stromsymmetrierung sind beide Stränge gleich hell. Bei Leistungssymmetrierung ist der Strang mit der höheren Flussspannung dunkler. At current balancing both strands are equally bright. In Leistungssymmetrierung the strand with the higher forward voltage is darker. Werden – wie in dem soeben genannten Beispiel vorgesehen – LEDs mit verschiedenen Farben in den Strängen verwendet, kann durch die vorliegende Erfindung eine Farbsteuerung realisiert werden. - As provided in the example just mentioned - LEDs used with different colors in the strands, a color control can be realized by the present invention. Ist die Spannungsdifferenz zwischen der höchsten und der zweithöchsten Strangspannung in jedem Fall größer als der größtmögliche Spannungsabfall an einem der Strangschalter, kann der Strangschalter des Stranges mit der höchsten Strangspannung entfallen und durch einen Kurzschluss ersetzt werden. Is the voltage difference between the highest and the second highest phase voltage in each case is greater than the maximum voltage drop across a string of switches, the switches of the strand strand can be omitted with the highest phase voltage and replaced by a short circuit.
  • [0018] [0018]
    Durch die vorliegende Erfindung kann damit der Farbort der von der gesamten Schaltungsanordnung abgegebenen Strahlung lediglich durch unterschiedliche Ansteuerung der Schalter der Schaltungsvorrichtung wunschgemäß variiert werden. The present invention can thus be varied as desired merely by varying the control of the switch circuit device of the color point of the emitted radiation of the entire circuit arrangement. Es kann eine mit der Ansteuervorrichtung gekoppelte Benutzerschnittstelle vorgesehen werden, auf der ein Benutzer einen gewünschten Farbort spezifieren kann, wobei dann die Ansteuervorrichtung diesen Farbort in eine geeignete Ansteuerung der erwähnten Schalter umsetzt. There may be a coupled to the drive device user interface are provided on which a user can Specify Criteria a desired color location, in which case the control device converts this color locus in a suitable control of the mentioned switch.
  • [0019] [0019]
    Erfindungsgemäß ist deshalb die Ansteuervorrichtung ausgelegt, die Ansteuersignale für den Wandlerschalter und die Schalter der Stränge derart bereitzustellen, dass zumindest einer der n Stränge innerhalb der ihm zugewiesenen Teilphase im Continuous Conduction Mode (CCM) oder im Boundary Conduction Mode (BCM) betrieben wird, und die Schalter der Stränge außerhalb der ihnen zugewiesenen Teilphase nichtleitend geschaltet sind. According to the invention, therefore, the control device is designed, the control signals for the converter switch and the switch of the strands to provide such a way that at least one of n strands within the assigned part of phase in the continuous conduction mode (CCM), or the Boundary Conduction Mode (BCM) is operated, and the switches of the strands are rendered non-conductive outside their assigned part phase.
  • [0020] [0020]
    Im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung arbeitet die Symmetrierschaltung gemäß der erwähnten In contrast to the present invention, the balun circuit operates in accordance with the aforementioned WO 2012/164511 A1 WO 2012/164511 A1 vollkommen asynchron zur Versorgungswandlerstufe und erfordert einen annähernd ideal geglätteten Gleichstrom als Eingangsgröße. completely asynchronous to the supply converter stage and requires a nearly ideal smoothed DC as an input variable. Die Versorgungswandlerstufe gemäß der erwähnten The supply converter stage in accordance with the mentioned WO 2012/164511 A1 WO 2012/164511 A1 muss also auf ihren Ausgangsstrom geregelt sein. therefore must be regulated to its output current. In der vorliegenden Erfindung hingegen verarbeitet die Symmetrierschaltung einzelne Energiepakete, die von der Serienschaltung mindestens bestehend aus dem Wandlerschalter und einer Wandlerinduktivität erzeugt und in dieser Induktivität zwischengespeichert werden, direkt. In the present invention, however, the balun processed individual energy packets, which are generated by the series circuit consisting of at least the converter switch and a transformer inductance and cached in this inductance, directly. Weiterhin wird vorliegend eine Wandlerinduktivität sowohl zur Wandlung an sich als auch zur Verteilung auf mehrere Ausgangsstränge genutzt. Furthermore, a transformer inductance is used both for conversion per se as well as for distribution to multiple outputs strands present. Die eben erwähnte Serienschaltung stellt die Minimaltopologie für eine Versorgungswandlerstufe dar. The just mentioned series circuit represents the minimum topology for a power converter stage.
  • [0021] [0021]
    Wie weiter unten noch ausführlicher dargestellt werden wird, kann durch einen Wechsel zwischen den unterschiedlichen Betriebsmodi (CCM, BCM, DCM) kontinuierlich von einer Leistungssymmetrierung in eine Stromsymmetrierung und umgekehrt übergegangen werden. As shown in more detail below will be even more, can be continuously moved from a Leistungssymmetrierung in a current balancing and reversed by a change between the different operating modes (CCM, BCM, DCM).
  • [0022] [0022]
    Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Ansteuervorrichtung ausgelegt ist, die Ansteuersignale für den Wandlerschalter und für die Schalter der Stränge derart bereitzustellen, dass zumindest einer der n Stränge innerhalb der ihm zugewiesenen Teilphase im DCM und zumindest einer der n Stränge innerhalb der ihm zugewiesenen Teilphase im BCM oder im CCM betrieben wird; A preferred embodiment is characterized in that the control device is adapted to provide the control signals for the converter switches, and for the switches of the strands such that at least one of the n strands within its allocated sub-phase in DCM, and at least one of the n strands within it assigned part phase in BCM or the CCM operates; oder alle n Stränge innerhalb der ihnen zugewiesenen Teilphasen im CCM betrieben werden oder höchstens einer davon innerhalb der ihm zugewiesenen Teilphase im BCM betreiben wird; or all n strands are operated within their assigned sub-phases in CCM or at most one of them operate within its allocated portion phase in BCM; oder zumindest einer der n Stränge innerhalb der ihm zugewiesenen Teilphase im DCM und zumindest einer der n Stränge innerhalb der ihm zugewiesenen Teilphase im CCM betrieben wird. or at least one of n strands within the assigned part of the DCM phase and at least one of n strands within the assigned part of phase in the CCM operates. In der ersten Variante lässt sich Leistungssymmetrierung erzielen oder sogar eine Überkompensation derart, dass ein Strang mit höherer Strangspannung eine kleinere Leistung abbekommt, während die zweite Variante ermöglicht, dass in Strängen mit unterschiedlichen Flussspannungen jeweils der gleiche Strom fließt. In the first variant can be Leistungssymmetrierung achieve or even overcompensation such that a strand with a higher phase voltage abbekommt a lower power, while the second variant allows in strands with different forward voltages respectively flows the same current. Mit der dritten Variante können Zwischenzustände oder Übergangszustände erreicht werden. With the third variant intermediate states or transition states can be achieved.
  • [0023] [0023]
    Bevorzugt ist jede Teilphase zusammengesetzt aus einer On-Zeit t on , in der der Wandlerschalter leitend geschaltet ist und zur Aufmagnetisierung der Wandlerinduktivität führt, und einer Off-Zeit t offi , in der der Wandlerschalter nicht-leitend, jedoch der jeweilige i-te Strangschalter leitend geschaltet ist und die entweder mit dem Abmagnetisieren der Wandlerinduktivität oder mit dem erneuten Leitendschalten des Wandlerschalters endet. Preferably, each sub-phase is composed of an on-time t on, the converter switch is turned on and leads to the magnetization of the transformer inductance, and an off-time t official, in which the converter switches non-conductive, but the respective ith strand switch is turned on and that ends either with the demagnetization of the transformer inductance or with the renewed turning on the converter switch.
  • [0024] [0024]
    In diesem Zusammenhang kann die Ansteuervorrichtung ausgelegt sein, die Ansteuersignale für alle beteiligten Schalter derart bereitzustellen, dass die On-Zeiten t on konstant sind und die Off-Zeiten t offi variabel. In this connection, the control device be adapted to provide the drive signals for all the switches involved such that the on-time t on are constant, and the off time t offi variable. Dadurch kann erreicht werden, dass bei maximaler Gesamtschaltfrequenz, also optimaler Wandlerausnutzung, für jeden Umschaltvorgang die Vorteile des BCM ausgenutzt werden können, dass gleichzeitig eine Leistungssymmetrierung stattfindet, und dass drittens das Störspektrum der Gesamtanordung auf mindestens drei einzelne Frequenzlinien aufgespreizt wird, wodurch sich die elektromagnetische Verträglichkeit der Gesamtanordnung deutlich verbessert. This can be achieved with maximum overall switching frequency and thus more optimal transformer utilization, for each switching operation, the advantages of BCM can be exploited that takes place simultaneously Leistungssymmetrierung, and thirdly that the interference spectrum of Gesamtanordung is spread on at least three individual frequency lines, whereby the electromagnetic compatibility of the overall system significantly improved.
  • [0025] [0025]
    Schließlich lässt sich für diese Betriebsweise ein einfaches Regelkonzept für die Leistungssymmetrierung realisieren, bei dem durch die On-Zeit t on die Leistung an sich eingestellt wird, und sich die Endpunkte der Off-Zeiten t offi sowie die Umschaltpunkte zwischen den Strangschaltern automatisch durch Erkennung der Abmagnetisierung der Wandlerinduktivität ergeben. Finally, can be used for this operation is a simple control concept for Leistungssymmetrierung realize where the power is set to be the on-time t on, and the end points of the off-times t offi and the switching points between the train switches automatically through recognition of demagnetization of the transformer inductance result.
  • [0026] [0026]
    Alternativ kann die Ansteuervorrichtung ausgelegt sein, die Ansteuersignale für alle beteiligten Schalter derart bereitzustellen, dass die On-Zeiten t on und die Off-Zeiten t off konstant sind. Alternatively, the control device be adapted to provide the drive signals for all the switches involved such that the on-time t on and t off, the off times are constant. Dies entspricht der Standardbetriebsweise für die gattungsgemäßen Schaltungsanordnungen und ermöglicht alle oben beschriebenen Extrem- und Zwischenzustände bei annähernd beliebigen Leistungen und bei zwei Ausgangssträngen. This corresponds to the standard mode of operation for the generic circuit arrangements and allows all extreme and intermediate states described above with nearly any benefits and in two output strands. Schließlich kann die Ansteuervorrichtung ausgelegt sein, die Ansteuersignale für alle beteiligten Schalter derart bereitzustellen, dass die Summen aus den jeweiligen On-Zeiten t oni und Off-Zeiten t offi für i = 1 bis n konstant sind. Finally, the driving device may be configured to provide the drive signals for all switches involved in such a way that the sums of the respective on-times t oni and off-times t offi for i = 1 to n are constant. Durch diese Maßnahme kann eine Symmetrierung auch bei mehr als zwei Ausgangssträngen erzielt werden. By this measure a balancing can also be achieved with more than two output strands.
  • [0027] [0027]
    Besonders bevorzugt ist die Ansteuervorrichtung ausgelegt, zwei elektronische Schalter während der Leitendphase des Wandlerschalters gegenläufig umzuschalten. Particularly preferably, the drive device is designed to switch two electronic switches during the conductive phase of the converter switch in opposite directions.
  • [0028] [0028]
    Bevorzugt ist die Wandlerinduktivität als Transformator mit mindestens einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung realisiert. Preferably, the transformer inductance is implemented as a transformer having at least a primary winding and a secondary winding. Dadurch kann der Eingang galvanisch von den Lasten getrennt werden, wodurch einschlägige SELV-Vorschriften erfüllt werden können. This allows the input to be galvanically isolated from the burdens, which relevant SELV requirements can be met.
  • [0029] [0029]
    Zur Verhinderung von Flickereffekten kann dem jeweiligen i-ten Ausgang ein i-ter Kondensator parallel geschaltet sein. To prevent flicker effects can each ith output an ith capacitor be connected in parallel.
  • [0030] [0030]
    Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist seriell zum Wandlerschalter ein Shunt-Widerstand gekoppelt. In a preferred embodiment, a shunt resistor is coupled in series with the converter switch. Dieser ermöglicht die Messung des Primärstroms und damit über die bekannten Größen Eingangsgleichspannung, On-Zeit und Wert der Wandlerinduktivität auch die Messung der Eingangsleistung. This allows the measurement of the primary current and hence on the known values input DC voltage, on-time and value of the transformer inductance and the measurement of the input power.
  • [0031] [0031]
    Der Wandler ist bevorzugt als Flyback-Wandler, als Aufwärtswandler, als SEPIC-Wandler oder als Drossel-Inverswandler ausgebildet. The transducer is preferably configured as a flyback converter as an up converter, as a SEPIC converter or a throttle inverse converter. Diese Wandler ermöglichen eine Umsetzung der Erfindung, wohingegen sich die Erfindung nicht realisieren lässt mit einem Buck-Wandler, mit einem Ćuk-Wandler oder mit einem Zeta-Wandler. These converters enable implementation of the invention, whereas the invention can not be realized with a buck converter, a Cuk converter or a Zeta converter. Der Grund hierfür ist, dass in allen drei letztgenannten Wandlertopologien nicht nur während der Off-Zeiten, sondern auch während der On-Zeiten Energiepakete vom Eingang an den gerade aktivierten Ausgangsstrang übertragen werden, die sich überlagern können oder aber vom exakten Umschaltzeitpunkt zwischen den Strangschaltern abhängig sind, wodurch die oben beschriebene intrinsische Symmetriereigenschaft einer gattungsgemäßen Schaltungsanordnung verloren ginge. The reason for this is that are transmitted in all three latter converter topologies not only during off-hours, but also during the on-times of energy packets from the input to the currently active output strand, which may overlap, or the exact changeover time between train switches dependent are, whereby the above-described intrinsic symmetry round shaft of a generic circuit arrangement would be lost. Anders ausgedrückt wäre bei diesen drei Topologien pro Strang mindestens eine eigene, unabhängige Ausgangsinduktivität nötig, womit diese Lösung kostenmäßig schon in die Nähe der ganz vorne beschriebenen, ungünstigsten Variante kommen würde, bei der jeder Strang von einem kompletten eigenen Wandler versorgt wird. In other words, at least its own independent output inductance would be necessary in these three topologies per string, making this solution would cost as standard coming already near the very front described, the worst variant in which each strand is powered by a complete own converter.
  • [0032] [0032]
    Die i-te Last umfasst bevorzugt mindestens eine LED, besonders bevorzugt jedoch eine Serienschaltung einer Vielzahl von LEDs. The i-th load, however, preferably comprises at least one LED, more preferably a series connection of a plurality of LEDs. Es können auch Parallelschaltungen von Serienschaltungen von LEDs vorgesehen sein. There may be provided by LEDs also parallel connections of series circuits.
  • [0033] [0033]
    „n“ kann insbesondere gleich zwei sein. "N" may be equal to two in particular. In diesem Fall umfasst die Ansteuervorrichtung bevorzugt ein D-Flip-Flop, dessen Eingang mit dem Eingang des Wandlerschalters gekoppelt ist, wobei der Q-Ausgang des D-Flip-Flops mit einem ersten elektronischen Schalter und der In this case, the driving apparatus preferably includes a D-type flip-flop, whose input is coupled to the input of the converter switch, wherein the Q output of the D-flip-flop with a first electronic switch and the Q Q -Ausgang des D-Flip-Flops mit einem zweiten elektronischen Schalter gekoppelt ist, wobei der D-Eingang des D-Flip-Flops mit dem Output of D-flip-flop is coupled to a second electronic switch, wherein the D-input of D-flip-flop with the Q Q -Ausgang gekoppelt ist. Output is coupled.
  • [0034] [0034]
    Wie bereits erwähnt, steht die vorliegende Erfindung vor dem Hintergrund, durch unterschiedliche Ansteuerung der Schalter einen gewünschten Zustand zwischen Leistungssymmetrierung und Stromsymmetrierung einzustellen, um dadurch gewünschte optische Effekte zu erzielen. As already mentioned, the present invention is against the background set by different selection of the switches a desired state between Leistungssymmetrierung and current balancing, to thereby achieve desired optical effects. Nichtsdestotrotz kann die Ansteuerungsvorrichtung aus Sicherheitsgründen insbesondere auch zur Verhinderung eines vorzeitigen Verschleißes ausgelegt sein, die Teilphasen zu variieren, insbesondere wenn einer der Stränge einen vorgebbaren Temperaturschwellwert über- oder unterschritten hat. Nevertheless, the control device may be especially designed for security reasons to prevent premature wear of varying the partial phases, especially when one of the strands has exceeded or fallen below a predetermined temperature threshold. Insbesondere in diesem Zusammenhang können die LEDs auch alle vom gleichen Typ sein, dh Strahlung derselben Wellenlänge abstrahlen. In particular, in this context, the LEDs can also all be the same type, ie radiation radiate the same wavelength.
  • [0035] [0035]
    Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Further preferred embodiments are evident from the dependent claims.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung(en) BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING (S)
  • [0036] [0036]
    Im Nachfolgenden werden nunmehr Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. In the following the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings now embodiments. Es zeigen: Shown are:
  • [0037] [0037]
    1 1 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung des Prinzips der Stromsymmetrierung mittels Strangwiderständen; is a schematic view for illustrating the principle of current balancing resistors by means of extrusion;
  • [0038] [0038]
    2 2 in schematischer Darstellung einen Flyback-Wandler mit sekundärseitiger Strangleistungssymmetrierung; a schematic representation of a flyback converter with secondary-side Strangleistungssymmetrierung;
  • [0039] [0039]
    3 3 die zeitlichen Spannungsverläufe an den Gates der Schalter S1 und S2 von the temporal voltage waveforms at the gates of switches S1 and S2 of 2 2 ; ;
  • [0040] [0040]
    4 4 ein für die Ansteuerung der Schalter zweier Stränge, vgl. one of two strands for the actuation of the switches, see FIG. 2 2 , geeignetes D-Flip-Flop; , Suitable D flip-flop;
  • [0041] [0041]
    5 5 in schematischer Darstellung den zeitlichen Verlauf der Ströme im Übertrager des Flyback-Wandlers von a schematic representation of the course over time of the currents in the transformer of the flyback converter of 2 2 ; ;
  • [0042] [0042]
    6 6 den zeitlichen Verlauf der Ströme im ersten und zweiten Strang des Flyback-Wandlers von the time course of the currents in the first and second strand of the flyback converter of 2 2 ; ;
  • [0043] [0043]
    7 7 den zeitlichen Verlauf der Leistung im ersten und zweiten Strang des Flyback-Wandlers von the timing of the power in the first and second strand of the flyback converter of 2 2 ; ;
  • [0044] [0044]
    8 8th den zeitlichen Verlauf des auf den Primärstrom bezogenen magnetischen Flusses in der Wandlerinduktivität des Flyback-Wandlers von the time characteristic of the primary current based on the magnetic flux in the transformer inductance of the flyback converter of 2 2 ( ( 8a 8a ) sowie die Zustände des Wandlerschalters sowie der Strangschalter ( ) As well as the states of the converter switch and the strand switch ( 8b 8b ) bei DCM mit t off = const. ) Const in DCM with t = off. und t on = const.; and t on = const .;
  • [0045] [0045]
    9 9 den zeitlichen Verlauf des auf den Primärstrom bezogenen magnetischen Flusses in der Wandlerinduktivität des Flyback-Wandlers von the time characteristic of the primary current based on the magnetic flux in the transformer inductance of the flyback converter of 2 2 ( ( 9a 9a ) sowie die Zustände des Wandlerschalters sowie der Strangschalter ( ) As well as the states of the converter switch and the strand switch ( 9b 9b ) bei Mischbetrieb BCM-DCM mit t off = const. ) Const for mixed operation BCM-DCM with t = off. und t on = const.; and t on = const .;
  • [0046] [0046]
    10 10 den zeitlichen Verlauf des auf den Primärstrom bezogenen magnetischen Flusses in der Wandlerinduktivität des Flyback-Wandlers von the time characteristic of the primary current based on the magnetic flux in the transformer inductance of the flyback converter of 2 2 ( ( 10a 10a ) sowie die Zustände des Wandlerschalters sowie der Strangschalter ( ) As well as the states of the converter switch and the strand switch ( 10b 10b ) bei BCM mit t off nicht const. ) Not const in BCM with t off. und t on = const.; and t on = const .;
  • [0047] [0047]
    11 11 den zeitlichen Verlauf des auf den Primärstrom bezogenen magnetischen Flusses in der Wandlerinduktivität des Flyback-Wandlers von the time characteristic of the primary current based on the magnetic flux in the transformer inductance of the flyback converter of 2 2 ( ( 11a 11a ) sowie die Zustände des Wandlerschalters sowie der Strangschalter ( ) As well as the states of the converter switch and the strand switch ( 11b 11b ) bei Mischbetrieb CCM-DCM mit t off = const. ) Const for mixed operation CCM-DCM with t = off. und t on = const.; and t on = const .;
  • [0048] [0048]
    12 12 den zeitlichen Verlauf des auf den Primärstrom bezogenen magnetischen Flusses in der Wandlerinduktivität des Flyback-Wandlers von the time characteristic of the primary current based on the magnetic flux in the transformer inductance of the flyback converter of 2 2 ( ( 12a 12a ) sowie die Zustände des Wandlerschalters sowie der Strangschalter ( ) As well as the states of the converter switch and the strand switch ( 12b 12b ) bei Mischbetrieb CCM-BCM mit t off = const. ) In mixed operation CCM BCM with t = const off. und t on = const.; and t on = const .;
  • [0049] [0049]
    13 13 den zeitlichen Verlauf des auf den Primärstrom bezogenen magnetischen Flusses in der Wandlerinduktivität des Flyback-Wandlers von the time characteristic of the primary current based on the magnetic flux in the transformer inductance of the flyback converter of 2 2 ( ( 13a 13a ) sowie die Zustände des Wandlerschalters sowie der Strangschalter ( ) As well as the states of the converter switch and the strand switch ( 13b 13b ) bei CCM mit t off = const. ) At CCM with t = const off. und t on = const.; and t on = const .;
  • [0050] [0050]
    14 14 eine Darstellung der unterschiedlichen Symmetriereigenschaften am Beispiel des Flyback-Wandlers von a representation of the different symmetry properties dance using the example of the flyback converter of 2 2 sowie des Inverswandlers und des SEPICs bei unterschiedlicher Ansteuerung des Wandlerschalters und der Strangschalter; and the inverse transformer and the SEPICs at different control of the converter switch and the switch harness;
  • [0051] [0051]
    15 15 eine Darstellung der unterschiedlichen Symmetriereigenschaften ähnlich a representation of the different symmetry properties similar Reigen 14 14 am Beispiel eines Aufwärtswandlers bei unterschiedlicher Ansteuerung des Wandlerschalters und der Strangschalter; the example of a boost converter with different control of the converter switch and the strand switch;
  • [0052] [0052]
    16 16 in schematischer Darstellung den Aufbau eines gattungsgemäßen invertierenden Wandlers mit zwei Ausgangssträngen; a schematic representation of the structure of a generic inverting converter with two output strands;
  • [0053] [0053]
    17 17 in schematischer Darstellung den Aufbau eines gattungsgemäßen Aufwärtswandlers mit zwei Ausgangssträngen; a schematic representation of the structure of a generic step-up converter with two output strands;
  • [0054] [0054]
    18 18 in schematischer Darstellung den Aufbau eines gattungsgemäßen SEPICs mit zwei Ausgangssträngen; a schematic representation of the structure of a generic SEPICs with two output strands;
  • [0055] [0055]
    19 19 in schematischer Darstellung den Aufbau eines gattungsgemäßen SEPICs mit galvanischer Trennung der beiden Ausgangsstränge. a schematic representation of the structure of a generic SEPICs with galvanic isolation of the two output lines.
  • [0056] [0056]
    In den unterschiedlichen Ausführungsformen werden für gleiche und gleich wirkende Elemente dieselben Bezugszeichen verwendet. In the various embodiments, the same reference numerals are used for identical and functionally identical elements. Diese werden der Übersichtlichkeit halber nur einmal eingeführt. These are for the sake of clarity introduced only once.
  • [0057] [0057]
    1 1 zeigt die Grundschaltung einer Strangstromsymmetrierung von LEDs mithilfe von identischen Widerständen R1 = R2 = R3 auf der Sekundärseite eines Sperrwandlers. shows the basic circuit of a Strangstromsymmetrierung of LEDs using identical resistors R1 = R2 = R3 at the secondary side of a flyback converter. Der erste Strang St1 umfasst dabei die LEDs D10 bis D17, der zweite Strang St2 umfasst die LEDs D20 bis D27 und der dritte Strang St3 umfasst die LEDs D30 bis D37. The first strand St1 comprises the LEDs D10 to D17, the second strand St2 includes LEDs D20 to D27 and the third strand St3 includes the LEDs D30 to D37. Den parallel geschalteten Strängen St1, St2 und St3 ist ein Kondensator C1 parallel geschaltet. The parallel strands ST1, ST2 and ST3 is connected in parallel a capacitor C1. Auf der Sekundärseite wird von der Primärseite ein Stromfluss I2 erzeugt. On the secondary side of a flow of current I2 is generated from the primary side.
  • [0058] [0058]
    Die Widerstände R1, R2 sowie R3 erzeugen in unerwünschter Weise Verlustleistung. The resistors R1, R2 and R3 produce power loss in an undesirable manner.
  • [0059] [0059]
    Um bei der in In order for the in 1 1 dargestellten Schaltung anstatt der Strangströme I St1 , I St2 , I St3 , die anhand des Spannungsabfalls über den Widerständen R1 bis R3 messbar sind, die Strangleistung P St1 , P St2 , P St3 zu symmetrieren, wäre der Einsatz einer Regelstruktur nötig, welche die einzelnen Strangspannungen V St1 , V St2 , V St3 und den jeweiligen Strangstrom I St1 , I St2 , I St3 linear oder unter Einsatz eines Schaltwandlers, beispielsweise eines Tiefsetzstellers, regelt. circuit shown instead of the phase currents I St1, I St2, I St3, which are measurable on the basis of the voltage drop across the resistors R1 to R3, to symmetrize the train power P St1, P St2, P St3, the use of a control structure would be required, which detail the phase voltages V St1, St2 V, V St3 and the respective phase current I St1, St2 I, I St3 linear or using a switch-mode converter, for example, a buck converter, regulated.
  • [0060] [0060]
    Unabhängig vom Prinzip der jeweils genutzten Wandlerschaltung ist eine Leistungssymmetrierung prinzipiell in jedem Schaltwandler oder linear geregelten Konzept umsetzbar. Regardless of the principle of each converter circuit used a Leistungssymmetrierung is principally implemented in each switching converter or linear regulated concept. Bei Sperrwandlern, insbesondere bei Flyback-Wandlern, kann dies jedoch besonders einfach realisiert werden. However, in flyback converters, particularly in flyback converters, this can be implemented particularly easily.
  • [0061] [0061]
    In den nachfolgenden Ausführungen wird die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee am Beispiel eines in In the following discussion of the present invention is the idea underlying the example of a in 2 2 dargestellten Flyback-Wandlers mit zwei sekundärseitigen LED-Strängen St1, St2 erläutert. shown flyback converter with two secondary LED strands ST1, ST2 explained. Wie für einen Fachmann offensichtlich, kann die Anzahl der Stränge in der Praxis beliebig erweitert werden. As is obvious to a person skilled in the number of strands can be extended in practice. Neben LEDs kann das unten gezeigte Prinzip selbstverständlich auch auf beliebige andere, echte Energie verbrauchende Lasten angewendet werden. In addition to LEDs the principle shown below can of course be applied to any other, real energy consuming loads. Neben der Serienschaltung von Lasten, insbesondere LEDs, kommen auch Strukturen mit parallel geschaltete Lasten in Betracht. In addition to the series connection of loads, in particular LEDs, even structures come with parallel loads into consideration.
  • [0062] [0062]
    Primärseitig umfasst der Flyback-Wandler von On the primary side comprises the flyback converter of 2 2 die Serienschaltung einer Primärinduktivität L1, eines Wandlerschalters S0 sowie eines ohmschen Widerstands R0, die zwischen eine zwischen Eingangsanschlüssen E1 und E2 anliegende Versorgungsgleichspannung V in , beispielsweise 400V, und ein Bezugspotential geschaltet ist. the series circuit of a primary inductance L1, a converter switch S0, and an ohmic resistance R0, which is connected between a between input terminals E1 and E2 applied DC supply voltage V in, for example, 400V, and a reference potential. Der primärseitig fließende Strom ist mit I1 bezeichnet, der Gate-Anschluss des Wandlerschalters S0 mit Gate0. The primary side current flowing is indicated by I1, the gate of the converter switch S0 with GATE0.
  • [0063] [0063]
    Die über dem Widerstand R0 abfallende Spannung wird mit dem Sense-Eingang einer Ansteuervorrichtung The voltage drop across the resistor R0 is connected to the voltage sense input of a control device 12 12 gekoppelt. coupled. Sekundärseitig ist eine mit der Primärinduktivität L1 gekoppelte Sekundärinduktivität L2 dargestellt, die mit der Parallelschaltung eines ersten Strangs St1 und eines zweiten Strangs St2 gekoppelt ist. The secondary side, a primary inductance L1 is coupled to the secondary inductance L2 is shown, which is coupled to the parallel circuit of a first strand and a second strand St1 St2. Der erste Strang St1 umfasst die Serienschaltung einer Diode D1, einer Vielzahl von LEDs D10 bis D15 sowie eines Strangschalters S1, dessen Gate-Anschluss mit Gate1 bezeichnet ist. The first strand St1 includes the series connection of a diode D1, a plurality of LEDs D10 to D15 as well as a strand switch S1, whose gate terminal is designated Gate1. Den LEDs ist ein Kondensator C1 parallel geschaltet. The LEDs connected in parallel a capacitor C1. Der zweite Strang St2 umfasst die Serienschaltung einer Diode D2, einer Vielzahl von LEDs D20 bis D24 sowie eines Strangschalters S2, dessen Gate-Anschluss mit Gate2 bezeichnet ist. The second strand St2 comprises the series connection of a diode D2, a plurality of LEDs D20 to D24 as well as a strand switch S2, the gate of which is designated by Gate2. Den LEDs ist ein Kondensator C2 parallel geschaltet. The LEDs connected in parallel a capacitor C2.
  • [0064] [0064]
    Es wird davon ausgegangen, dass die Regelbandbreite der Gate0-Ansteuerung relativ gering ist im Vergleich zur Schaltfrequenz, die beispielsweise bei 270 kHz liegen kann. It is assumed that the control bandwidth of the GATE0-control is relatively low in comparison to the switching frequency, which may be, for example, at 270 kHz. Das heißt, der von einem jeweiligen PWM-Controller der Ansteuervorrichtung That is, from a respective PWM controller of the drive apparatus 12 12 eingestellte Tastgrad wird nur relativ langsam verändert. set duty factor is changed relatively slowly. Insbesondere bei Controllern, die speziell für den LED-Bereich entwickelt wurden, kommt oft eine besonders langsame Regelung zum Einsatz. Especially with controllers that have been designed specifically for the LED sector, often comes a particularly slow control is used. Die Bandbreite kann dabei ≤500 Hz sein. The bandwidth can be ≤500 Hz.
  • [0065] [0065]
    Zur Simulation einer starken Unsymmetrie weist der zweite Strang St2 von In order to simulate a strong asymmetry, the second strand of St2 2 2 eine LED weniger auf als der erste Strang St1. a LED fewer than the first string ST1. Dadurch ergibt sich im Beispiel ein Unterschied der Strangspannungen V St1 , V St2 von 3,3 V. In der Praxis wird die Unsymmetrie jedoch prozentual meist nicht so stark sein. This results in the example, a difference of the phase voltages V St1, St2 V of 3.3 V. In practice, the imbalance is, however, usually not be as strong as a percentage. Der gesamte sekundärseitige Ausgangsstrom I2 beträgt im Beispiel 2,5 A. The entire secondary side output current I2 in the example is 2.5 A.
  • [0066] [0066]
    Im Betrieb werden die Strangschalter S1 und S2 durch entsprechende Ansteuerung von Gate1 und Gate2 bei jedem primären Schaltzyklus des Sperrwandlers abwechselnd eingeschaltet, vergleiche hierzu In operation, the strand switch S1 and S2 are alternately turned on by a corresponding control of Gate1 and Gate2 for each primary switching cycle of the flyback converter, compare for this purpose 3 3 . , Im Beispiel geschieht der Umschaltvorgang, während der Primärkreis des Sperrwandlers aktiv ist. In the example, the switching process takes place while the primary circuit of the flyback converter is active. Somit wird sekundär lastfrei geschaltet, wodurch auch Überschneidungen im Schaltverhalten der Strangschalter S1, S2 völlig unproblematisch sind. Thus connected on the secondary load-free, which also overlaps the switching behavior of the train switches S1, S2 are completely unproblematic.
  • [0067] [0067]
    Es ergibt sich eine Teilung der primären Schaltfrequenz auf der Sekundärseite, dh nur jeder zweite Schaltimpuls geht durch denselben Strang. This results in a division of the primary switching frequency on the secondary side, that is, only every second switching pulse passes through the same strand. Die im Sperrwandler übertragene Energie je Schaltzyklus wird dabei abwechselnd auf Strang St1 oder Strang St2 geleitet. The information transmitted in the flyback energy per switching cycle is thereby alternately directed to train St1 or St2 strand. Bei der Verwendung von mehr als zwei Strängen müssen auf der Sekundärseite folglich auch alle Stränge hintereinander zyklisch abwechselnd eingeschaltet werden, wodurch sich aus Sicht eines Laststrangs eine Teilung der primären Schaltfrequenz durch die Anzahl der Laststränge ergibt. When using more than two strands have on the secondary side, consequently, all the strands are alternately switched on cyclically one after the other, resulting in a division of the primary switching frequency by the number of falls from the perspective of a load strand.
  • [0068] [0068]
    Um während der nicht-aktiven Zeitabschnitte und während der Aktivität der Primärseite ein Abfließen der Energie eines Strangs zu verhindern, ist pro Strang eine Diode vorzuschalten, siehe die Dioden D1 bzw. D2 in In order to prevent an outflow of the energy of a strand during the non-active time periods and during the activity of the primary side, a diode is connected upstream per strand, see the diodes D1 and D2 in 2 2 . , Hier sind, wenn möglich, aufgrund ihrer geringen Vorwärtsspannung verlustarme Schottky-Dioden zu verwenden. Here are, if possible, due to their low forward voltage to use low-loss Schottky diodes. Anders ausgedrückt handelt es sich hierbei um die in der angewandten Schaltwandlertopologie sowieso vorhandene Ausgangsdiode, eben eine pro Strang. In other words, these are the in applied switching converter topology anyway existing output diode, just one per train.
  • [0069] [0069]
    Um den hochfrequenten Stromripple (Frequenz = primäre Schaltfrequenz / Anzahl der Laststränge) an den LEDs gering zu halten, sind parallel hierzu Kondensatoren C1, C2 nötig. To keep the high-frequency current ripple (frequency = primary switching frequency / number of falls) to the LEDs low, this capacitors C1, C2 are parallel needed. Der nötige Wert dieser Kondensatoren C1, C2 steigt dabei mit der Anzahl der Laststränge an, da auch die zu überbrückende Zeit bis zum Wiedereinschalten des jeweiligen Strangs steigt. The required value of the capacitors C1, C2 rises with the number of falls, as well as to bridging time rises to the reconnection of each strand.
  • [0070] [0070]
    In der Praxis kann die Ansteuerung von Gate1 und Gate2 beispielsweise über einen digitalen Ringzähler-Baustein erfolgen, welcher vom konzeptbedingten Ripple auf der Sekundärseite getriggert wird. In practice can be made the control of Gate1 and Gate2 example via a digital ring counter-block, which is triggered by the concept-related ripple on the secondary side. Die Triggerung kann auch durch das primärseitige Gate-Signal Gate0 erfolgen, gegebenenfalls auch galvanisch getrennt über einen Optokoppler. Triggering can also through the primary-side gate signal GATE0 take place, possibly also electrically isolated by an optocoupler. Auch der Einsatz eines Mikrocontrollers oder einer anderen digitalen oder analogen Schaltung anstatt eines Ringzählers ist denkbar. The use of a microcontroller or other digital or analog circuitry instead of a ring counter is also conceivable.
  • [0071] [0071]
    Besonders im Fall von nur zwei Strängen St1, St2 kann die Ansteuerung der Strangschalter S1, S2 besonders einfach mit einem D-Flip-Flop erfolgen, siehe hierzu Especially in the case of only two strands St1, St2 the control of the strand switches S1, S2 can be particularly easily performed with a D-type flip-flop, see 4 4 . , Dabei erfolgt die Triggerung wieder über das primärseitige Gate-Signal Gate0 oder den sekundärseitigen Ripple. The triggering takes place again via the primary-side gate signal GATE0 or the secondary ripple. Das D-Flip-Flop The D flip-flop 10 10 agiert hier als einfacher Frequenzteiler und stellt am Ausgang Q das Gate2-Signal und am Ausgang acting here as a simple frequency divider and provides the output Q Gate2 the signal and the output Q Q das Gate1-Signal bereit. the Gate1 signal ready.
  • [0072] [0072]
    Da die Regelbandbreite der Gate0-Ansteuerung relativ gering ist im Vergleich zur Schaltfrequenz, siehe oben, wird auch bei wechselnder Last, dh einer Umschaltung der Stränge auf der Sekundärseite, immer die gleiche Energiemenge übertragen. Since the control bandwidth of GATE0 driving is relatively low compared to the switching frequency, see above, is also by changing load, ie a switching of the strands on the secondary side, always transfer the same amount of energy. Der Tastgrad ändert sich nur sehr träge, sein Wert ändert sich nicht aufgrund von Lastsprüngen mit einer Frequenz, die der primären Schalfrequenz dividiert durch die Strangzahl entspricht, wodurch sich langfristig bei dergestalt wechselnder Last ein Mittelwert einstellt. The duty cycle changes only very slowly, its value does not change due to load variations with a frequency that corresponds to the primary divided by the number of strands scarf frequency, which in the long run in such varying load sets an average value. 5 5 zeigt diese Eigenschaft anhand des sekundärseitigen Stroms I2. shows this property based on the secondary-side current I2.
  • [0073] [0073]
    Bei der Darstellung von In the illustration of 6 6 ist beachten, dass die Zeitachse nicht die Nulllinie für die Ströme darstellt. Note that the time axis is not the zero line for the currents. Nun ergeben sich bewusst unterschiedliche Strangströme I St1 , I St2 . Now arise deliberately different phase currents I St1, I St2. Der Strang mit der geringeren Vorwärtsspannung, Strang St2, erhält nun kontinuierlich mehr Strom als derjenige mit der höheren Vorwärtsspannung, Strang St1. The strand with the lower forward voltage, train St2, now gets continually more power than the one with the higher forward voltage string St1.
  • [0074] [0074]
    Die Leistungen P St1 , P St2 sind jedoch annähernd identisch, siehe hierzu However, the powers P St1, P St2 are practically identical, see 7 7 . , Jetzt wird in jedem der prinzipiell beliebig vielen Stränge dieselbe Leistung umgesetzt. Now in each of principle any number of strands have the same power is converted. Dies führt zu einer thermischen Balance aller Stränge. This leads to a thermal balance of all strands.
  • [0075] [0075]
    Würden die zwei im Beispiel von Would the two in the example of 2 2 gezeigten Stränge St1, St2 direkt parallel geschaltet werden, dh ohne Strangschalter S1, S2 bzw. ohne Widerstände R1, R2 oder Ähnliches, so würde sich eine sehr starke Stromunsymmetrie zeigen bis zu einem Punkt, an dem in einem Strang überhaupt kein Strom mehr fließt. shown strands ST1, ST2 are connected in parallel, ie without strand switches S1, S2 or without resistors R1, R2, or the like, then a very strong current imbalance would show up to a point where in the same direction at all current no longer flows. Bei den hier betrachteten zwei Strängen, wobei in einem davon eine LED fehlt, würde bei direkter Parallelschaltung in dem anderen gar kein Strom fließen. The consideration here two strands, one LED is missing in one of them, would flow in direct parallel in the other no electricity. Die zusätzliche LED in diesem anderen Strang wirkte wie ein nichtleitender elektronischer Schalter. The additional LED in this other strand was like a non-conductive electronic switch. Im vorliegenden Konzept wird also auch der Strom – wenn auch nicht exakt – symmetriert. In this concept so shall also the current - though not exact - balanced. Wird die Ansteuerung leicht abgewandelt, wie in If the control slightly modified, as in 11 11 dargestellt, kann besagter bewusster Unterschied zwischen den Strangströmen kontinuierlich verkleinert werten. shown, said conscious difference between the phase currents can evaluate continuously reduced. Bei einer Ansteuerung gemäß When a driver of 12 12 oder or 13 13 tritt vollständige Stromsymmetrierung ein. enters full current balancing.
  • [0076] [0076]
    Dies wird dadurch erreicht, dass immer nur ein Strang eingeschaltet ist, wodurch sichergestellt wird, dass durch jeden Strang abwechselnd Strom fließt. This is achieved, that only one strand is on, thereby ensuring that each strand by alternately current flows. Bei mehreren parallel geschalteten Strängen würde der Strom im Wesentlichen durch den Strang fließen, der den geringeren Widerstand bzw. die geringste Vorwärtsspannung hat. In case of several parallel strands, the current would mainly flow through the strand which has a lower resistance and the lowest forward voltage.
  • [0077] [0077]
    Der Stromsymmetrierungsfaktor k sei wie folgt definiert: The current symmetrization factor k is defined as follows:
    Figure DE102014206438A1_0002
  • [0078] [0078]
    Aus der oben erläuterten Zielvorgabe P St1 = P St2 ergibt sich weiter: From the above-mentioned target P = P St1 St2 results further: V St1 ·I St1 = V St2 ·I St2 . V · I St1 St1 = St2 V · I St2.
  • [0079] [0079]
    Es folgt: It follows:
    Figure DE102014206438A1_0003
  • [0080] [0080]
    Der relative Unterschied der Strangströme I St1 , I St2 hängt somit nur vom Verhältnis der jeweiligen Strangspannungen V St1 , V St2 zueinander ab. The relative difference of the phase currents I St1, St2 I therefore depends only on the ratio of the respective phase voltages V St1, St2 V from each other.
  • [0081] [0081]
    Für praktische Anwendungen, in denen sich die Vorwärtsspannungen der parallelisierten Stränge nur leicht unterschieden, also beispielsweise für k >= 0.95, kann die hier gezeigte Leistungssymmetrierung somit auch hinsichtlich der Stromsymmetrie akzeptable Ergebnisse vorweisen. For practical applications, where the forward voltages of the parallelized strands only slightly differed, ie for example for k> = 0.95, the Leistungssymmetrierung shown here can therefore show acceptable results with regard to the current balance.
  • [0082] [0082]
    Alle bisher gezeigten Eigenschaften gelten, abgesehen von möglichen Abweichungen in der Systemdynamik, ebenso auch für alle SEPICs, siehe All previously shown characteristics apply, apart from possible variations in system dynamics, as well as for all SEPICs, see 18 18 und and 19 19 , sowie für alle invertierenden Wandler, siehe , And for all inverting converter, see 16 16 . , Auch die im Folgenden gezeigten Auswirkungen der Betriebsweise auf die Symmetriereigenschaften gelten gleichermaßen für alle SEPICs und invertierenden Wandler. The effects shown below the operating mode on the symmetry properties Reigen apply equally to all SEPICs and inverting converter.
  • [0083] [0083]
    Um dieselbe prozentuale Symmetrierung (Faktor k) mit einfachen Widerständen oder linearen Regellösungen, beispielsweise Stromspiegeln, zu erreichen, müsste dabei pro Widerstand eine relativ hohe Menge an Verlustleistung in Kauf genommen werden, typischerweise noch einmal dieselbe Leistung, die ein Strang verbraucht. To simple resistors or linear control solutions, such as current mirrors to achieve the same percentage balancing (factor k), a relatively high amount of power dissipation again there would probably per resistor to be accepted, typically the same power consumed one strand. Eine kleine Rechnung für zwei LED-Stränge, deren LED-Leistungen nur durch zwei gleich große Serienwiderstände (es ist ja zunächst nicht bekannt, welcher Strang die größere Vorwärtsspannung aufweist) vollständig symmetriert werden sollen, zeigt, dass die Serienwiderstände so hochohmig gewählt werden müssten, dass über dem ersten Widerstand die Vorwärtsspannung des zweiten LED-Strang abfällt und über dem zweiten Widerstand die Vorwärtsspannung des ersten LED-Strangs. A small bill for two LED strings, which led services only by two equal series resistors (it's not immediately known which strand has the greater forward voltage) to be fully balanced, shows that the series resistors should be selected in such a high impedance, that across the first resistor decreases, the forward voltage of the second LED string and the second resistor, the forward voltage of the first LED strand. Die Verlustleistung wäre dann mindestens so groß wie die Nutzleistung. The power loss would be at least as large as the power output. Durch Anwendung der bis hier und im folgenden beschriebenen Erfindung kann der Wirkungsgrad der Gesamtanordnung annähernd verdoppelt werden. By applying the described to here and hereinafter the invention, the efficiency of the overall arrangement can be almost doubled.
  • [0084] [0084]
    Die pro primärseitigem Einschaltzeitintervall Ini, siehe beispielsweise The primary-per-time interval Ini, see, eg, 8a 8a , in der Wandlertopologie zwischengespeicherte Energie W inx entspricht dem für diesen Abschnitt definierten Strom-Zeit-Integral multipliziert mit der Eingangsspannung V in , wobei I ai dem Stromwert des primärseitigen Stroms I zu Beginn dieses Intervalls entspricht und I bi dem an seinem Ende (Ini ist die Phase im Zeitabschnitt Ti, in der der Wandlerschalter S0 leitend geschaltet ist, um die Wandlerinduktivität aufzumagnetisieren): , In the converter topology between stored energy W inx corresponds to the defined for this section current-time integral multiplied by the input voltage V in, where I ai corresponds to the current value of the primary-side current I at the beginning of this interval and I bi is the at its end (Ini the phase in the time interval Ti, in which the converter switch S0 is turned on to aufzumagnetisieren the transformer inductance):
    Figure DE102014206438A1_0004
  • [0085] [0085]
    Der Stromanstieg dazwischen entspricht V in /L1 und wird als linear angenommen. The current rise in between corresponds V in / L1 and is assumed to be linear. Schließlich ergibt sich daraus, wie zu erwarten, der arithmetische Mittelwert aus Anfangs- und Endstrom multipliziert mit der Eingangsspannung V in und mit dem Einschaltzeitintervall ton: Finally, this results, as expected, the arithmetic average of the beginning and end current multiplied by the input voltage V in and the on-time interval ton: W inx = V in (I ax + I bx )ton/2. INX W = V. In (I ax + bx I) ton / 2
  • [0086] [0086]
    Die analoge Überlegung führt für das direkt darauf folgende Diodenleit-Zeitintervall beispielsweise im Strang 1 zu: The analog consideration leads for Diodenleit time interval immediately following example to the line 1: W St1 = V St1 (I b1 + I a2 )toff1/2. W = V St1 St1 (I B1 + I a2) Toff1 / 2.
  • [0087] [0087]
    Dabei bezeichnet W St1 das Energiepaket, das während der dem ersten Strang zugewiesenen Teilphase an ihn abgegeben wird. Here W St1 denotes the energy package, which is emitted during the first strand assigned subphase at him.
  • [0088] [0088]
    Ist I ax > 0, liegt CCM (continuous conduction mode) vor, der allgemeine Fall. If I ax> 0, there is CCM (continuous conduction mode), the general case. Der Sonderfall I ax = 0 wird mit DCM (discontinuous conduction mode) bezeichnet, der Grenzfall dazwischen, bei dem der Strom pro Periode nur an einem Punkt, an dem der primärseitige Schalter wieder eingeschaltet wird, null ist, wird mit BCM (boundary conduction mode) bezeichnet. The special case I ax = 0 is referred to with DCM (discontinuous conduction mode), the limit case between them, in which the current per cycle, is only at a point at which the primary-side switch is turned on again zero, with BCM (Boundary Conduction Mode ), respectively.
  • [0089] [0089]
    Sowohl für DCM als auch für BCM gilt: For both DCM and BCM applies: W inx = V in I bx ton/2. INX W = V in I bx ton / 2.
  • [0090] [0090]
    In den In the 8 8th bis to 10 10 ist jeweils die auf den Eingangsstrom I bezogene Magnetisierung der Wandlerinduktivität gezeigt in den drei Betriebsweisen der bislang betrachteten Topologien, in denen Leistungssymmetrierung zwischen den beiden dargestellten Strängen St1, St2 gilt. is respectively related to the input current I magnetization of the transformer inductance shown in the three operating modes of the previously considered topologies where applicable Leistungssymmetrierung between the two depicted strands St1, St2. Klar wird dies dadurch, weil in jeder Teilphase T1, T2...Tx, siehe This is clear, because in every particular phase T1, T2 ... Tx, see 8a 8a , der Strom mindestens an einem Punkt zu null wird und weil W inx = W St1 = W St2 = W Stx gilt. , The current at least at one point to zero and because W inx = W = St1 St2 W = W Stx applies. Leistungssymmetrierung durch DCM funktioniert bei theoretisch beliebig vielen Ausgangskanälen. Leistungssymmetrierung by DCM works in theory any number of output channels.
  • [0091] [0091]
    Der Wandler muss auf die vorkommenden Spitzenwerte ausgelegt sein. The transformer must be designed for the occurring peak values. Die tatsächliche Ausgangsleistung pro Strang errechnet sich durch: Actual power output per train is calculated by: P Stx = W Stx /T = W inx /T Stx P = W STX / T = W INX / T mit With
    T = T 1 + T 2 + ... + T x . T = T 1 + T 2 + ... + T x.
  • [0092] [0092]
    Daraus ergibt sich, dass die Gesamtperiode T und somit die Stromnullpausen in der Darstellung von It follows that the total period T, and thus the zero-current pauses in the illustration of 8a 8a möglichst kurz gewählt werden müssen, um bei gegebener Wandlerdimensionierung die maximale Leistung übertragen zu können. must be as short as possible in order to transfer the maximum power at a given transformer sizing can.
  • [0093] [0093]
    8a 8a zeigt den zeitlichen Verlauf der auf den Primärstrom bezogenen Magnetisierung der Wandlerinduktivität während der Teilphasen für den ersten und den zweiten Strang bei DCM mit toff = const. shows the temporal profile of the related to the primary current transformer inductance of the magnetization during the partial phases of the first and the second strand const in DCM with toff =. und ton = const. and ton = const. In1 sowie Out1 bezeichnen die Magnetisierungsphasen während der Teilphase T1 für den ersten Strang St1, wobei In1 durch das Leitendschalten des Wandlerschalters S0 initiiert wird und sich die Wandlerinduktivität aufmagnetisiert. In1 and Out1 denote the magnetization phases during the partial phase T1 for the first strand St1, is being initiated by the In1 turning on the converter switch S0 and magnetized the transformer inductance. Out1 bezeichnet das Abmagnetisieren der Wandlerinduktivität und den Transfer der entsprechenden Energie in den Kondensator C1 hinein nach dem Nichtleitendschalten des Schalters S0, bis die Wandlerinduktivität vollständig entmagnetisiert ist. Out1 designates the demagnetization of the transformer inductance and the transfer of corresponding energy to the capacitor C1 in accordance with the Nichtleitendschalten of the switch S0, until the transformer inductance is fully demagnetized. Insofern ist der Zeitraum t off1 abhängig von der Strangspannung V St1 , weil nur diese Spannung die Schnelligkeit der Entmagnetisierung und damit das Gefälle des Graphen bestimmt. Insofar as the period t is off1 depending on the phase voltage V St1, because only this voltage determines the speed of the demagnetization and therefore the slope of the graph. Entsprechendes gilt mit Bezug auf die Größen In2, Out2, t off2 für den Strang St2. The same applies with respect to the sizes In2, Out2, t off2 for the strand St2. In1 ergibt sich demnach durch Leitendschalten des Wandlerschalters S0, während Out1 den aufgrund der Aufmagnetisierung der Wandlerinduktivität entstehenden Strom darstellt, der aufgrund des in dieser Phase leitend geschalteten Strangschalters S1 durch den Strang St1 fließt. In1 accordingly results by turning on the converter switch S0 while Out1 is occasioned by the magnetization of the transformer inductance current flowing due to at this stage turned-strand switch S1 by hanging St1.
  • [0094] [0094]
    8b 8b zeigt die entsprechenden Schaltzustände des Wandlerschalters S0 sowie der Strangschalter S1, S2. shows the corresponding switching states of the converter switch S0, and the strand switch S1, S2. Während jedes t offi -Abschnitts und in jeweils voller Länge gibt es durchgezogene Linien in den S1- und S2-Diagrammen, jeweils gegenläufig: In den Bereichen, in denen t off1 eingezeichnet ist, muss S1 = “on“ gelten, entsprechend bei t off2 dann S2 = “on“. While each t offi -Abschnitts and in each full length there are solid lines in the S1 and S2 charts, each in opposite directions: In the areas where t is off1 drawn, must apply S1 = "on", according to at t off2 then S2 = "on". Während der t on -Abschnitte ist es aufgrund der in jedem Strang vorhandenen Flussdioden D1, D2 unbedeutend, in welchem Schaltzustand die Schalter S1 und S2 sind. During the t sections set on, it is insignificant due to the existing flow in each strand diodes D1, D2, in which the switching state of switches S1 and S2 are. Deswegen sind in diesen Abschnitten in den Diagrammen von S1 und S2 alle Linien gestrichelt. Therefore, all lines are dashed in those sections in the diagrams of S1 and S2. Der exakte Umschaltzeitpunkt zwischen S1 und S2 spielt keine Rolle, nicht einmal dessen Existenz: In den „gestrichelten Abschnitten“ können sogar mehrere Strangschalter gleichzeitig eingeschaltet sein oder alle ausgeschaltet. The exact changeover time between S1 and S2 does not matter, not even its existence: In the "broken sections" can even have multiple strand switches be switched on simultaneously or all off. Gleiches gilt für diejenigen Abschnitte, um die t off länger ist als t off1 bzw. The same applies to those portions to which t is off longer than t off1 or t off2 , also für diejenigen Abschnitte, in denen der Wandlerschalter S0 zwar abgeschaltet ist, aber aufgrund der vollständigen Entmagnetisierung der Wandlerinduktivität in keinen der Stränge mehr Strom eingespeist wird. t off2, ie for those sections in which the converter switch is S0 while turned off, but due to the complete demagnetization of the transformer inductance of the strands in no more current is fed. Letztere Abschnitte werden im allgemeinen auch Stromlücken genannt. The latter sections are also commonly called current gaps.
  • [0095] [0095]
    Es empfiehlt sich jedoch, genau komplementär zu schalten, wie auch schon im Zusammenhang mit der Ansteuerung unter Zuhilfenahme eines D-Flip-Flops, siehe However, it is advisable to exactly complementary to turn, as it did in connection with the control with the aid of a D-type flip-flops, see 4 4 , ausgeführt. Is executed. Der genaue Umschaltzeitpunkt zwischen S1 und S2 bzw. umgekehrt ist ohne Bedeutung, solange die Umschaltung während eines t on -Abschnitts stattfindet. The exact changeover time between S1 and S2 or vice versa does not matter as long as the switch during a t on -Abschnitts takes place. Während jedes t on -Abschnitts gibt es bei S1 und S2 eine gestrichelte Treppe (gegenläufig) mit Senkrechtstufe in der Mitte. While every t on -Abschnitts there in S1 and S2, a broken staircase (opposite) with vertical level in the middle. Diese ist gestrichelt dargestellt, da wie oben schon erläutert der exakte Umschaltpunkt keine Rolle spielt. This is illustrated by dashed lines, as already explained the precise switching point plays no role as above. Darunter gibt es, wie angedeutet, hellgraue Flächen, die durch gestrichelte Linien begrenzt sind. Among them there are, as indicated, light gray surfaces, which are delimited by dotted lines. Wie in As in 8b 8b zu sehen ist, kann jede solche graue Fläche sogar nach links vor den Beginn eines t oni -Abschnitts verlängert sein: Damit wird angedeutet, dass es egal ist, was der Schalter Si tut, wenn t offi abgelaufen ist, t off aber noch nicht. can be seen, any such gray area may be extended even after the left the beginning of t oni -Abschnitts: This is implied that it does not matter what the switch Si does when t is officially expired, t but not off. Nicht erlaubt sind Schaltzustände, die nicht dargestellt sind. Not allowed are switching states, which are not shown. Möglich ist alles, was grau oder schwarz ist. Is all that is gray or black possible. Einzig scharf definiertes Schaltmuster existiert für den Wandlerschalter S0. Only sharply defined shift pattern exists for the converter switches S0. Für die Einschaltabschnitte der Strangschalter Si empfohlen sind die von den zugehörigen t-Achsen erhabenen Linien, denn sie ergeben sich aus der in Zusammenhang mit Bild 4 bereits vorgeschlagenen Flip-Flop-Ansteuerung mit einer möglichen kleinen Triggerverzögerung. For the on-portions of the strand switch Si recommended are the sublime of the associated t-axis lines, because they result from the flip-flop control already proposed in the context of Figure 4 with a possible small trigger delay. Daraus ergibt sich bei zwei Strängen St1, St2 für die Schalter S1, S2 eine gegenläufige Ansteuerung mit gleich lang dauernden Schaltzuständen mit exakt der halben Frequenz des Wandlerschalters S0. This results in two strands ST1, ST2 for the switches S1, S2 a reverse driving with the same lengthy switching states with exactly half the frequency of the converter switch S0.
  • [0096] [0096]
    Ohne die Konstanz von Frequenz und Tastgrad, also t on = const. Without the constancy of frequency and duty cycle, ie t = const on. und t off = const., aufzugeben, ergibt sich eine besonders vorteilhafte Konstellation bei der Ansteuerung gemäß and t off = const., to abandon, to a particularly advantageous constellation in driving results in accordance 9 9 : „t off “ ist dort so weit verkürzt, dass nach der Periode, in der der Strang mit der niedrigsten Flussspannung aktiv war (zu erkennen an dem flachsten Abfall von I(t)), BCM eintritt. "T off" there is reduced so far that occurs after the period in which the strand with the lowest forward voltage was active (recognizable by the slimmest waste of I (t)), BCM.
  • [0097] [0097]
    T lässt sich ohne Verlust der Leistungssymmetrierung für beliebig viele Stränge weiter verkürzen, wenn nach allen Strängen BCM gewählt wird, wie in T can be no loss of Leistungssymmetrierung for any number of strands further shortened if all strands BCM is chosen, as in 10 10 gezeigt. shown. t on bleibt nach wie vor konstant, allerdings wird t off variabel, was eine andere Steuerungsstrategie im Fenster einer Gesamtperiode T erfordert: Durch einen übergeordneten und langsamen Regler wird anhand des Strombedarfs t on gesteuert, wobei sich t offi jedes Mal neu durch Erkennung des Strom-Null-Events ergibt. t on continues to be constant, but will t off variable, which requires a different control strategy in a total period T Window: A parent and slow controller is based on the current demand t on controlled, whereby t offi each time by detecting the current -null events results. Der sich hierbei einstellende Frequenzgidder (T1 ≠ T2) erleichtert die Funkentstörung. Which in this case adjusting Frequenzgidder (T1 ≠ T2) facilitates the radio interference. Die neu auftauchende Subharmonische f/n = 1/T sollte bei üblichen Anwendungen auf jeden Fall über 20 kHz und unter 150 kHz liegen. The newly emerging subharmonic f / n = 1 / T should be at common applications in any case more than 20 kHz and 150 kHz.
  • [0098] [0098]
    Ausgehend von der Darstellung in Based on the illustration in 9 9 wird bei konstanter Frequenz und konstantem Tastgrad t off weiter verkürzt, sodass ein Mischbetrieb aus DCM und CCM entsteht, wie er anhand des Verlaufs der Wandlermagnetisierung in is at a constant frequency and constant duty cycle t off further shortened, so that a mixed mode of DCM and CCM is created, as described in reference to the curve of the converter magnetization 11a 11a dargestellt ist. is shown. Der CCM, der sich schon in The CCM, which has in itself 9 9 durch BCM andeutet, tritt immer nach der Entladephase des Strangs mit der niedrigsten Flussspannung auf, also des Strangs mit dem langsamsten Stromabfall. implies by BCM, always occurs after the discharge of the strand at the lowest forward voltage, so the strand with the slowest current drop. Da bei jedem Umschaltvorgang zwischen Ausgangsdiode Di und Wandlerschalter S0 im CCM erhöhte Schaltverluste auftreten, weil S0 bei quasi voller Blockierspannung erst den Reverse-Recovery-Strom der Diode Di tragen und dann erst seine eigene Speicherladung kurzschließen muss, bevor er endgültig eingeschaltet hat, nimmt der Wirkungsgrad der Gesamtanordnung beim Eintritt in den CCM leicht ab, was jedoch von der weiter erhöhten Wandlerausnutzung kompensiert werden kann. As with any switching between output diode Di and converter switch S0 increased in CCM switching losses occur because S0 only contribute quasi full blocking voltage the reverse recovery current of the diode Di and then only have to short-circuit its own storage charge before he finally turned on, takes the efficiency of the overall arrangement on entry into the CCM from easy, but that can be compensated by the further increased conversion efficiency. Die negativen Auswirkungen des harten Schaltens auf die elektromagnetische Verträglichkeit sind ebenfalls bekannt. The negative effects of the hard switching on electromagnetic compatibility are also known. Wird t off so weit verkürzt, dass der DCM aus If t off so far reduced that the DCM from 11 11 beim BCM ankommt, ergibt sich die in arrives at the BCM, the results in 12 12 dargestellte Situation. illustrated situation. Dieser Fall ist der untere Grenzfall dessen, was in This case is the lower limiting case of what in 13 13 als allgemeiner CCM für zwei Ausgangsstränge dargestellt ist: Sofort fällt auf, dass jetzt trotz t on = const. is shown as a general CCM for two output strands: observer immediately notices that now const despite t on =. und trotz gleicher Stromanstiege aufgrund der unterschiedlichen Startströme I a1 und I a2 in den Teilzyklen T1 und T2 unterschiedliche Energien E1 und E2 in die Wandlertopologie eingespeichert werden. and despite having the same current increases due to the different start currents I a1 and I a2 in the sub-cycles T1 and T2 different energies E1 and E2 are stored in the converter topology.
  • [0099] [0099]
    Daraus folgt: Leistungssymmetrierung kann jetzt nicht mehr vorliegen. It follows: Leistungssymmetrierung may no longer exist now. Nach wie vor – so wie in den Still - as in the 8 8th , . 9 9 , . 11 11 , . 12 12 , . 13 13 – gilt neben t on = const. - In addition t on = const. auch t off1 = t off2 = t off = const., also f = const. and t = t off1 off2 = t off = const., ie f = const. und Tastgrad D = const. and duty cycle D = const. Neu ist, dass jetzt immer über die Gesamtperiode T bilanziert werden muss. What is new is that now needs to be accounted for more than the total period T.
  • [0100] [0100]
    Für den Zeitabschnitt „In1“ gilt demnach: For the period "In1" therefore applies: W in1 = V in (I a1 + I b1 )t on /2; W in1 = V in (I a1 + b1 I) t ON / 2; t on V in = (I b1 – I a1 )L 1 ; t on V in = (I b1 - I a1) L 1; beides ineinander eingesetzt ergibt: both results inserted into one another: W in1 = L1(I 2 / b1 – I 2 / a1)/2; W in1 = L1 (I 2 / b1 - I 2 / a1) / 2; analog ergibt sich für Out1: Analogously, for Out1: W St1 = L1(I 2 / b1 – I 2 / a2)/2 W St1 = L1 (I 2 / B1 - I 2 / a2) / 2 und für die anderen beiden Zeitabschnitte „In2“ und „Out2“: and for the other two periods "In2" and "out2": W in2 = L1(I 2 / b2 – I 2 / a2)/2, In2 W = L1 (I 2 / b2 - I 2 / a2) / 2, W St2 = L1(I 2 / b2 – I 2 / a1)/2. W = L1 St2 (I 2 / b2 - I 2 / a1) / 2.
  • [0101] [0101]
    Für die beiden Ausgangsspannungen gilt aufgrund ihrer oben beschriebenen entmagnetisierenden Wirkung: For the two output voltages is considered due to their above demagnetizing effect: V St1 = L1(I b1 – I a2 )/toff, V St1 = L1 (I b1 - I a2) / toff, V St2 = L1(I b2 – I a1 )/toff. V St2 = L1 (I b2 - I a1) / toff.
  • [0102] [0102]
    Für die beiden Ausgangsleistungen gilt Arbeit pro Zeit, also: For the two outputs work is per time, ie: P St1 = W St1 /T = L1(I 2 / b1 – I 2 / a1)/2T = L1(I b1 – I a2 )(I b1 + I a2 )/2T, P St1 = St1 W / T = L1 (I 2 / b1 - I2 / a1) / 2T = L1 (I b1 - I a2) (I B1 + I a2) / 2T, P St2 = W St2 /T = L1(I 2 / b2 – I 2 / a1)/2T = L1(I b2 – I a1 )(I b2 + I a1 )/2T. P St2 St2 = W / T = L1 (I 2 / b2 - I2 / a1) / 2T = L1 (I b2 - I a1) (I b2 + I a1) / 2T.
  • [0103] [0103]
    Die oben bereits angewandte „dritte binomische Formel“ erleichtert das Folgende erheblich, denn Leistung durch Spannung ergibt den Strom: The already used up "third binomial formula" facilitates the following significant as performance by voltage gives the power: I St1 = P St1 /V St1 = (I b1 + I a2 )toff/2T, I St1 St1 = P / V St1 = (I B1 + I a2) toff / 2T, I St2 = P St2 /V St2 = (I b2 + I a1 )toff/2T. I = P St2 St2 / V St 2 = (I + I b2 a1) toff / 2T.
  • [0104] [0104]
    Die vom Eingang aus gesehene Gleichung The equation seen from the entrance I b1 – I a1 = I b2 – I a2 I b1 - a1 I = I b2 - I a2 lässt sich auch so darstellen: can also be so represented: I b1 + I a2 = I b2 + I a1 . I b1 + a2 = I + I I b2 a1.
  • [0105] [0105]
    Dies in beide obige Gleichungen für I St1 und I St2 eingesetzt, ergibt: This used in both of the above equations for I and I St1 St2, results: I St1 = I St2 . I St1 = St2 I.
  • [0106] [0106]
    Damit ist nachgewiesen, dass bei zwei abwechselnd eingeschalteten Ausgangssträngen in einem SEPIC, Flyback- oder invertierenden Wandler, bei f = const., bei D = const. This proves that const in two alternately switched output strands in a SEPIC, flyback or inverting converter, at f =., Const in D =. und bei generellem CCM, eine inhärente Stromsymmetrierung zwischen den beiden Strängen gegeben ist, unabhängig davon, wie unterschiedlich ihre Flussspannungen sind. and has given case of a complete CCM, an inherent current sharing between the two strands, regardless of how different their forward voltages.
  • [0107] [0107]
    12 12 ergibt sich aus follows from 13 13 , wenn I a2 = 0 gilt, und ist somit der untere Grenzfall von When I a2 = 0, and thus the lower limit is the case of 13 13 . , Damit gilt auch für die Situation aus Thus also applies to the situation 12 12 die eben nachgewiesene inhärente Strangstromsymmetrierung. the newly proven inherent Strangstromsymmetrierung.
  • [0108] [0108]
    Entstehen die Stromformen des betrachteten Wandlers aus den Emergence of the current forms of the considered converter from the 8 8th , . 9 9 , . 11 11 und and 12 12 durch Frequenzverstellung bei konstanter Einschaltzeit t on – bei Sicherstellung mindestens eines „Stom-Null-Events“ pro Gesamtperiode T sogar ohne Stromüberwachung möglich –, so ändert sich das Regelkonzept im allgemeinen CCM von by frequency adjustment at a constant on-time t on - while ensuring at least one "Stom-zero events" per total period T even without current monitoring possible - so the control concept generally changes from CCM 13 13 : Der die Magnetisierung der Wandlerinduktivität beschreibende Primärstrom I muss überwacht und als weitere Größe in den Regelkreis zurückgeführt werden, um eine Sättigung der Wandlerinduktivität sicher zu vermeiden. The monitors are the magnetization of the transformer inductance descriptive primary current I need and returned as a further variable in the loop in order to avoid certain saturation of the transformer inductance. Im CCM kann statt durch Frequenzverstellung alternativ auch durch Duty-Cycle-Verstellung gegengesteuert werden. In CCM may alternatively be countered by duty cycle adjustment rather than by frequency adjustment.
  • [0109] [0109]
    Ferner lässt sich an Furthermore, it is possible to 13 13 auch gut erkennen, warum diese inhärente Stromsymmetrierung im generellen CCM bei zwei Ausgangskanälen so gut funktioniert: Die Strangströme I St1 und I St2 werden, wie an ihren Formeln gut abzulesen, vom Mittelwert der zu den Phasen „Out1“ und „Out2“ gehörenden Stromeckpunkte bestimmt. also clearly see why these inherent current sharing in general CCM works so well with two output channels: The phase currents I St1 and I St2 be as easy to read to their formulas, the mean value of the phase "Out1" and "Out2" belonging current vertices determined , Weil die Stromeckpunkte der Phasen „In1“ und „In2“ immer gleich weit auseinander liegen, und weil durch „Out2“ der Kreis schon wieder geschlossen ist, werden die Eckpunkte I b1 und I a2 durch die nächsten Eckpunkte I b2 und I a1 exakt umfasst, weshalb die die Ausgangsströme definierenden Mittelwerte ebenfalls gleich sind. Because the power points of the phases "In1" and "In2" always the same are far apart, and because closed by "Out2" the circle again, the key points are I b1 and I a2 I b2 and I a1 comprises precisely through the next key points why the output currents defining averages are also the same.
  • [0110] [0110]
    Es muss nicht mehr im Detail beschrieben werden, dass für It must no longer be described in detail, that for 11 11 ein Zwischending aus Leistungssymmetrierung und Stromsymmetrierung gilt, je nachdem, wie lange die verbleibende DCM-Stromlücke, also die Zeitdifferenz zwischen t off und t off1 , ist. an intermediate thing from Leistungssymmetrierung and current balancing applies, depending on how long the remaining DCM electricity gap, so the time difference between t and t off off1 is. Der Strang mit dem kleineren Strom, also der mit der höheren Flussspannung, bekommt die größere Leistung. The train with the smaller current, thus the higher the forward voltage, gets the greater power. Dieser Zusammenhang geht hervor aus This correlation is apparent from 14 14 , welche die Symmetriereigenschaften des Flyback-Wandlers, des Inverswandlers sowie des SEPIC darstellt. Which illustrates the symmetry round machinations of the flyback converter, the converter and the inverse SEPIC.
  • [0111] [0111]
    Werden die Dauern von t off zwischen den einzelnen Strängen variiert, was einen CCM mit konstanter t on , aber variabler Frequenz ergibt, kann dadurch das Verhältnis der einzelnen Strangströme zueinander gesteuert und ungleich eins werden. Are the lives of t off varies between the individual strands, resulting in a CCM constant t on, but variable frequency, thus the ratio of the individual string currents can be controlled to each other and not equal to one. Den gleichen Effekt erzielt ein zusätzliches Variieren von t on zwischen den einzelnen Teilphasen Ti, wodurch sich eine konstante Frequenz des Gesamtwandlers ergeben kann, sich in den Teilphasen aber der Tastgrad ändert. The same effect is achieved by an additional varying t on between the individual phases Ti, whereby a constant frequency of the overall converter may arise, but the duty cycle changes in the partial phases. Wird schließlich nur t on variiert und t off konstant gehalten, können die Strangströme ebenfalls bewusst „schief“ zueinander gesteuert werden. If finally only t on and t off varies kept constant, the phase currents can also be controlled consciously to each other "wrong".
  • [0112] [0112]
    15 15 zeigt die Symmetriereigenschaften für einen Aufwärtswandler. shows the symmetry round machinations for an upconverter. Der in The in 17 17 dargestellte Aufwärtswandler oder Hochsetzsteller oder Boost-Konverter lässt sich durch Parallelschalten mehrerer Ausgangsdioden D1 und D2 sowie durch Hinzufügen eines Serienschalters S1, S2 pro Strang ebenso wie die Wandler, die in den represented upconverter or boost converter or boost converter can be achieved by parallel connection of several output diodes D1 and D2, and by adding a series switch S1, S2 per strand as well as the transducer, which in the 2 2 , . 16 16 sowie as well as 18 18 und and 19 19 dargestellt sind, mit mehreren Ausgangssträngen betreiben. are shown, operate with several output strands.
  • [0113] [0113]
    All diesen Wandlern ist gemein, dass sie eine so genannte einfache Spannungsglättung an ihrem Ausgang aufweisen. All these converters have in common that they have a so-called simple voltage smoothing at its output. Bezüglich der Symmetriereigenschaften weicht der Aufwärtswandler jedoch vom bisher Beschriebenen teilweise ab. But respect to the symmetry properties of the dance upconverter differs from previously been described from partially. 13 13 kann genauso den Hochsetzspulenstrom in einem Aufwärtswandler beschreiben, wovon hier nun ausgegangen wird. can just describe the boost coil current in a boost converter, which is here now assumed. Die Formeln für die Ausgangsenergien sind die gleichen wie oben: The formulas for the energy output are the same as above: W St1 = U St1 (I b1 + I a2 )toff/2, W = U St1 St1 (I B1 + I a2) toff / 2, W St2 = U St2 (I b2 + I a1 )toff/2. W = U St2 St2 (I b2 + I a1) toff / 2.
  • [0114] [0114]
    Aus der Regel „Strom = Arbeit durch Spannung durch Zeit“ ergeben sich: From the rule "current = working through voltage by time" result: I St1 = (I b1 + I a2 )toff/2T, I St1 = (I B1 + I a2) toff / 2T, I St2 = (I b2 + I a1 )toff/2T. I St2 = (I + I b2 a1) toff / 2T.
  • [0115] [0115]
    Da bei aktivem Aufwärtswandlerschalter während t on der Stromzuwachs gleich ist wie oben, gilt der gleiche Satz an Gleichungen auch hier: As with active boost converter switch during t on the current growth is the same as above, the same set of equations applies here: I b1 – I a1 = I b2 – I a2 ; I b1 - a1 I = I b2 - I a2; I b1 – I a2 = I b2 – I a1 ; I B1 - I a2 = I b2 - I a1; I 1 = I 2 . I 1 = I. 2
  • [0116] [0116]
    Somit erzeugt auch der Aufwärtswandler mit genau zwei parallelen, abwechselnd aktiv geschalteten Ausgangssträngen bei generellem CCM und den übrigen, von oben bekannten Bedingungen eine inhärente Ausgangsstromsymmetrierung. Thus also generates the boost converter with exactly two parallel, alternating active switched output strands case of a complete CCM and the other, known from above conditions inherent Ausgangsstromsymmetrierung. Umgekehrt gelten alle Möglichkeiten und Einschränkungen von oben auch hier. Conversely, all the possibilities and limitations of the above apply here as well. Da reine Hochsetzsteller nie isolierte Wandlerinduktivitäten aufweisen, können sie einfacher als die bisher beschriebenen Topologien, insbesondere deren isolierte Formen, im CCM betrieben werden. Since pure boost converter have never isolated transformer inductances, they can easier than the topologies described so far, in particular their isolated forms, are operated in the CCM. Denn die Streuinduktivität jeder isolierten Wandlerinduktivität verstärkt die oben beschriebenen Schwierigkeiten bei CCM signifikant. Because the leakage inductance of each insulated transformer inductance amplifies the above-described difficulties in CCM significantly.
  • [0117] [0117]
    Für einen Aufwärtswandler mit mehreren Ausgängen in generellem DCM gilt, wie schon an Applies for a boost converter with multiple outputs in generellem DCM, as already at 8 8th abzulesen, read, I ax = 0 I ax = 0 und and I b1 = I b2 = I b . I b1 = b2 = I I b.
  • [0118] [0118]
    Im Gegensatz zu den zunächst betrachteten hoch- und tiefsetzenden Wandlern, wie beispielsweise dem Flyback-Wandler, wird beim Aufwärtswandler auch dann der Eingangsspannungsquelle V in Energie entzogen, wenn der Wandlerschalter S0 zwar schon ausgeschaltet ist, aber noch Strom fließt, nämlich über D x während t offx . Unlike the first consideration high- and low-setting converters, such as the flyback converter, the input voltage source V is the boost converter also consumed in power when the converter switch S0 is indeed already turned off but still current flows, namely D x while t OFFX. Die beim Flyback-Wandler gültige Gleichung The valid during flyback converter equation E x-flyback = U in I bx ton/2 E x-flyback = U in I bx ton / 2 muss abgewandelt werden. must be modified. Für den Aufwärtswandler gilt: For the up-converter applies: E x-boost = U in I bx (ton + toffx)/2. E x Boost = U in I bx (ton + toffx) / 2.
  • [0119] [0119]
    Da bei nur geringfügig unterschiedlichen Ausgangsspannungen auch die D x -Leitzeitdauern t offx ähnlich sind, kann auch für den Aufwärtswandler mit mehreren parallel liegenden und sequentiell aktiv geschalteten Ausgangssträngen im generellen DCM eine näherungsweise Leistungssymmetrierung zwischen den Strängen unterstellt werden. Because with only slightly different output voltages, the D x -Leitzeitdauern t OFFX are also similar, an approximate Leistungssymmetrierung between the strands can be assumed for the up-converter with multiple parallel and lying sequentially actively switched output strands in general DCM.
  • [0120] [0120]
    Bei genauer Betrachtung wird jedoch pro Teilphase T x umso mehr Energie in der Wandlertopologie zwischengespeichert, je länger t offx dauert, also je langsamer der Strom abfällt bzw. der magnetische Fluss in der Hochsetzspule abmagnetisiert. On closer inspection, however, the more x cached per partial phase T more energy in the converter topology, the longer t OFFX lasts, so the slower fall of current or demagnetized, the magnetic flux in the step-up coil. Längeres t offx korreliert wie beim Flyback-Wandler mit kleinerer Ausgangsspannung V Stx , womit für den Aufwärtswandler bei DCM für zwei oder mehr Ausgangsstränge eine Art Leistungsüberkompensation gilt: Longer t OFFX correlated as the flyback converter with a smaller output voltage V Stx, which a kind of power over compensation applies to the boost converter in DCM for two or more output lines:
    Der Strang mit der geringsten Flussspannung wird mit der meisten Leistung versorgt. The strand with the lowest forward voltage is supplied with the most power.
  • [0121] [0121]
    In In 14 14 ist der Strom- bzw. Leistungsverlauf für zwei Ausgangsstränge beim Flyback-Wandler gezeigt, während in is the current or power profile for two output lines shown in flyback converters, whereas in 15 15 dasselbe beim Aufwärtswandler dargestellt ist, jeweils abhängig von der vorliegenden Betriebsweise. the same is shown in the up-converter, in each case depending on the present mode of operation.
  • [0122] [0122]
    Aus Out 15 15 wird ersichtlich, dass auch der Aufwärtswandler einen ganz bestimmten Punkt aufweist, an dem Leistungssymmetrierung eintritt, nämlich den Punkt Y in jenem Übergangsbereich, dessen zugehöriger Wandlerstrom in it can be seen that the boost converter has a very specific point, entering at the Leistungssymmetrierung, namely the point Y in that transition area whose associated converter power in 11 11 dargestellt ist. is shown.
  • [0123] [0123]
    Bei Betrieb im CCM und t off = const. Const When operating in CCM and t off =. ergibt sich eine Schaltung, die gegenüber Kurzschluss in einem Strang inhärent unempfindlich ist, sofern eine primärseitige Spitzenstromüberwachung eingreift und das primärseitige Einschaltzeitfenster nach einer Freilaufphase (in die die Entladephase bei kurzgeschlossenem Strang entartet) entsprechend verkürzt. resulting in a circuit that is inherently insensitive to short-circuit in a harness as long as a primary-side peak current control is engaged and the primary-side on-time window after a freewheeling phase (in which the discharge phase degenerate with short-circuited strand) correspondingly shortened.
  • [0124] [0124]
    Unabhängig von der Anzahl der Stränge und von der Betriebsweise kann eine primärseitige Spannungsüberwachung während t offx , die auf den höchstmöglichen Wert aller Strangspannungen bezogen ist, alle durch Unterbrechung geschädigten Stränge erkennen und eine Zerstörung des Wandlers durch Zuschalten des nächsten Strangschalters vermeiden. Regardless of the number of legs and the mode of operation, a primary-side voltage monitoring during t OFFX, which is related to the highest value of all phase voltages, all recognize damaged by interrupting strands and prevent destruction of the converter by connecting the next train switch. Die „Position“ des offenen Strangs kann gespeichert, der Sollwert des Primärstroms entsprechend reduziert, der entsprechende Strangschalter beim nächsten Umlauf übersprungen werden. The "position" of the open string can be saved, reducing the nominal value of the primary current in accordance with the corresponding strand switch will be skipped the next time round.
  • [0125] [0125]
    Bei dem in The in 19 19 gezeigten isolierten SEPIC sowie beim eingangs gezeigten Flyback-Konverter aus isolated SEPIC shown and the flyback converter shown input from 2 2 besteht ferner die Möglichkeit, pro Ausgangsstrang eine eigene Sekundärwicklung auf der isolierten Wandlerinduktivität bzw. dem Leistungsübertrager vorzusehen. Further, it is possible to provide a separate secondary winding on the transformer inductance and the insulated power transformer output per strand. Dann können die Bezugsspannungen bzw. Sources der Schalter S0, S1, S2, Sx auf verschiedenen Potentialen liegen, sofern deren Gate-Ansteuerungen entsprechend potentialgetrennt aufgebaut sind. Then, the reference voltages or sources of the switches S0, S1, S2, Sx can be at different potentials, provided their gate drives are designed according isolated. Ferner ergibt sich bei den Schaltungen nach Further results in the circuits 2 2 und and 19 19 die Möglichkeit, nicht alle der Ausgangsstränge galvanisch vom Eingang zu trennen, wenn dies nicht für alle Stränge erforderlich ist, oder wenn aus bestimmten Gründen eine feste Potenzialrelation zwischen Eingang und einigen der Ausgänge vorteilhaft ist. the possibility of not galvanically isolate all the strands starting from the entrance, if this is not necessary for all strands, or if for some reason a fixed potential relation between input and some of the outputs is beneficial.
  • [0126] [0126]
    Schließlich lassen sich durch bewusst unterschiedliche Windungszahlen pro Sekundärstrang bzw. durch Zwischenanzapfungen der Sekundärwicklung bei nach wie vor gültiger Leistungssymmetrierung (DCM bei Flyback, SEPIC und Buck-Boost) deutlich stärker voneinander abweichende Strangströme einstellen, wenn dies die angeschlossenen LEDs so erfordern, wenn beispielsweise die weißen LEDs den dreifachen Strom erfordern wie ein paar farbige zur Farbortkorrektur. Finally, be prepared by deliberately different numbers of turns per second strand or by intermediate taps of the secondary winding with still valid Leistungssymmetrierung (DCM with flyback, SEPIC and buck-boost) significantly more divergent phase currents set when necessitated by the connected LEDs so if, for example, white LEDs require three times the current as a few color for trols chromaticity coordinates.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES included in the description
  • [0127] [0127]
    Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. This list of references cited by the applicant is generated automatically and is included solely to improve the reader's convenience. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. The list is not part of the German patent or utility model application. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen. The DPMA shall not be liable for any errors or omissions.
  • Zitierte Patentliteratur Cited patent literature
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Classifications
International ClassificationH05B37/02
Cooperative ClassificationH05B33/0815, H05B33/0818
Legal Events
DateCodeEventDescription
4 Apr 2014R012Request for examination validly filed
22 Apr 2015R016Response to examination communication
3 Jun 2015R230Request for early publication
9 Jun 2015R002Refusal decision in examination/registration proceedings
15 Jul 2015R003Refusal decision now final