AT13344U1 - Betriebsgerät für ein Leuchtmittel und Verfahren - Google Patents

Abstract

Ein Betriebsgerät (2) für ein Leuchtmittel (3) umfasst eine primärseitige Schaltung (7) mit einer Steuereinrichtung (14) zum Steuern des Betriebsgeräts (2) und eine Sekundärseite (8), die von der primärseitigen Schaltung (7) galvanisch getrennt ist und die einen Ausgang (35) zur Energieversorgung des Leuchtmittels (3) aufweist. Die Sekundärseite (8) weist eine Auswahleinrichtung mit einer auf eine Mehrzahl unterschiedlicher Impedanzwerte setzbaren Impedanz (15) auf. Die Steuereinrichtung (14) ist eingerichtet, um abhängig von einer in der primärseitigen Schaltung (7) erfassten Messgröße (idet) den gesetzten Impedanzwert zu erkennen und um das Betriebsgerät (2) abhängig davon zu steuern.

Description

ös&ireldBsöses AT13 344U1 2013-10-15

Beschreibung

BETRIEBSGERÄT FÜR EIN LEUCHTMITTEL UND VERFAHREN

[0001] Die Erfindung betrifft ein Betriebsgerät zur Versorgung eines Leuchtmittels und ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Betriebsgeräts. Die Erfindung betrifft insbesondere derartige Vorrichtungen und Verfahren, bei denen ein Leuchtmittel, insbesondere ein Leuchtmittel, das ein oder mehrere Leuchtdioden umfasst, mit einem so genannten SELV („Separated Extra-Low Voltage" oder „Safety Extra-Low Voltage")-Gerät mit Energie versorgt wird.

[0002] Betriebsgeräte für Leuchtmittel, beispielsweise LED-Konverter, werden eingesetzt, um das Leuchtmittel mit elektrischer Energie zu versorgen. Es sind entsprechende elektrische Schaltungen vorgesehen, mit denen das Betriebsgerät, dem beispielsweise die Netzspannung als Eingangsspannung zugeführt wird, eine Energieversorgung des Leuchtmittels mit einer bestimmten Spannung, einem bestimmtem Strom oder einer bestimmten Leistung erreicht. Allgemein ist es wünschenswert, ein Betriebsgerät so konfigurierbar zu machen, dass es für unterschiedliche Leuchtmittel verwendbar ist. Dazu kann eine benutzerdefinierte Einstellmöglichkeit vorgesehen sein, mit der das Betriebsgerät beispielsweise zwischen unterschiedlichen Ausgangsströmen und/oder Ausgangsleistungen und/oder Ausgangsspannungen umschaltbar ist.

[0003] Aus Sicherheitsgründen weisen Betriebsgeräte für Leuchtmittel eine Potentialtrennung auf, wobei eine galvanisch entkoppelte Energieübertragung zwischen einem Bereich mit höherer Spannung und einem Bereich mit niedrigerer Spannung erfolgt. Die galvanisch entkoppelte Energieübertragung kann durch Verwendung eines Transformators oder anderen Übertragers erzielt werden. Eine derartige galvanische Trennung bzw. Potentialtrennung wird aus Sicherheitsgründen bei Betriebsgeräten für Leuchtmittel gefordert, um einen SELV-Bereich durch eine so genannte Potentialbarriere oder SELV-Barriere von Bereichen mit höherer Versorgungsspannung, insbesondere Netzspannung, zu trennen. Aus Sicherheitsgründen wird häufig gefordert, dass zumindest die vom Endbenutzer einstellbaren Elemente in dem SELV-Bereich des Betriebsgeräts vorgesehen sind. Wenn aus Sicherheitsgründen Einstellelemente im SELV-Bereich vorgesehen sind, kann der SELV-Bereich eine entsprechende Auswertelogik zum Ermitteln der vom Benutzer gewählten Einstellung aufweisen. Diese Einstellung kann von der sekundärseitigen Logik über eine digitale Schnittstelle über die SELV-Barriere übertragen werden, um von einer Steuerlogik im Nicht-SELV-Bereich verwendet zu werden. Der Einsatz einer entsprechenden Logik im SELV-Bereich, d.h. auf der Sekundärseite eines Übertragers, ist jedoch mit zusätzlichen Kosten und zusätzlichem Aufwand verbunden.

[0004] LED-Module selbst können Widerstände aufweisen, die als Signatur dafür dienen, zu welcher Klasse die eingesetzten LEDs gehören. Die Widerstände können von einer in das LED-Modul integrierten Logik ausgelesen und zur Ansteuerung von Schaltern im LED-Modul verwendet werden. Die in das LED-Modul integrierte Logik kann eine Datenschnittstelle aufweisen, um Daten an andere Einrichtungen rückzumelden. Auch bei derartigen Ansätzen ist die Verwendung entsprechender Logik zum Auslesen der Signatur im SELV-Bereich, beispielsweise im LED-Modul, erforderlich.

[0005] Es besteht ein Bedarf an Vorrichtungen und Verfahren, die Verbesserungen im Hinblick auf die genannten Zielsetzungen bieten. Insbesondere besteht ein Bedarf an Vorrichtungen und Verfahren, bei denen eine einfache Einsteilbarkeit des Betriebs, beispielsweise auf unterschiedliche Ausgangsströme, erreicht werden kann, auch wenn keine Datenschnittstelle vorgesehen ist.

[0006] Erfindungsgemäß werden ein Betriebsgerät und ein Verfahren mit den in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmalen angegeben. Die abhängigen Ansprüche definieren Ausführungsformen.

[0007] Nach Ausführungsbeispielen der Erfindung weist ein Betriebsgerät eine primärseitige Schaltung und eine davon galvanische getrennte Sekundärseite auf. Bei der primärseitigen 1/21

öK«rek'hkhe= AT 13 344 U1 2013-10-15

Schaltung kann es sich beispielsweise um den Nicht-SELV-Bereich des Betriebsgeräts handeln. Bei der Sekundärseite kann es sich um den SELV-Bereich des Betriebsgeräts handeln. Auf der Sekundärseite ist eine Auswahleinrichtung mit einer Impedanz vorgesehen, die von einem Benutzer auf eine Mehrzahl unterschiedlicher Impedanzwerte gesetzt werden kann. Das Betriebsgerät ist so eingerichtet, dass an einem Messpunkt in der primärseitigen Schaltung eine Messgröße erfassbar ist, die von dem gesetzten Impedanzwert abhängt. Die Steuereinrichtung, die auf der Nicht-SELV-Seite vorgesehen ist, ist eingerichtet, um abhängig von der in der primärseitigen Schaltung erfassten Messgröße den gesetzten Impedanzwert zu erkennen. Die Steuereinrichtung ist eingerichtet, um das Betriebsgerät abhängig von dem erkannten gesetzten Impedanzwert zu steuern.

[0008] Bei dem Betriebsgerät erfolgt die Erkennung des gesetzten Impedanzwerts basierend auf einer Messgröße, die an einem Messpunkt der primärseitigen Schaltung, d.h. im Nicht-SELV-Bereich, erfasst wird. Die Steuereinrichtung, die das Betriebsgerät steuert und die im Nicht-SELV-Bereich vorgesehen ist, kann den benutzerdefiniert über die Auswahleinrichtung auf der Sekundärseite eingestellten Impedanzwert erkennen und das Betriebsgerät entsprechend steuern.

[0009] Bei den Betriebsgerät und Verfahren nach Ausführungsbeispielen ist es nicht erforderlich, eine separate Logik zum Erkennen des gesetzten Impedanzwerts auf der Sekundärseite und/oder eine Datenschnittstelle zwischen einer sekundärseitigen Logik und der Steuereinrichtung auf der Primärseite vorzusehen, um digitale Daten betreffend den gesetzten Impedanzwert über eine SELV-Barriere rückzumelden.

[0010] Die Erfassung der Messgröße in der primärseitigen Schaltung kann auf unterschiedliche Weise geschehen. Bei einer Ausgestaltung kann das Betriebsgerät einen Transformator aufweisen, um Energie von der primärseitigen Schaltung auf die Sekundärseite zur Energieversorgung des Leuchtmittels zu übertragen. Das Betriebsgerät kann eine von dem Transformator unabhängige weitere Induktivität umfassen, die induktiv mit der Impedanz gekoppelt ist. Beispielsweise kann ein weiterer Transformator mit einer ersten, primärseitigen Induktivität und einer induktiv damit gekoppelten zweiten, sekundärseitigen Induktivität vorgesehen sein. Die zweite Induktivität kann mit der auf unterschiedliche Impedanzwerte einstellbaren Impedanz in Reihe geschaltet sein. Ein durch die erste Induktivität fließender Strom kann als Messgröße verwendet werden, auf deren Basis der gesetzte Impedanzwert erkannt wird.

[0011] Zum Erkennen des gesetzten Impedanzwerts kann der durch die erste Induktivität fließende Strom mit einer Referenz verglichen werden, beispielsweise mittels einer Widerstands, an dem die abfallende Spannung überwacht wird. Die Zeit, in der nach Anlegen einer Spannung an die erste Induktivität der durch die erste Induktivität fließende Strom eine Referenz erreicht hat, kann bestimmt werden. Die so bestimmte Zeit kann als Indikator für den gesetzten Impedanzwert verwendet werden. Die Bestimmung der Zeit kann auf unterschiedliche Weise erfolgen, beispielsweise durch A/D-Wandlung der Messgröße und digitale Verarbeitung. Alternativ kann die Messgröße einem Eingang eines Komparators und die Referenz einem weiteren Eingang des Komparators zugeführt werden, wobei die Steuereinrichtung ein Ausgangssignal des Komparators empfängt und basierend darauf die Zeit bestimmt, in der nach Anlegen einer Spannung an die erste Induktivität der durch die erste Induktivität fließende Strom die Referenz erreicht hat.

[0012] Die Steuereinrichtung kann kennfeldbasiert Betriebsparameter für das Betriebsgerät ermitteln, die dem gesetzten Impedanzwert entsprechen. Die Steuereinrichtung kann beispielsweise abhängig von der ermittelten Zeit, in der nach Anlegen einer Spannung an die erste Induktivität der durch die erste Induktivität fließende Strom die Referenz erreicht hat, durch eine Tabellenabfrage einen oder mehrere Betriebsparameter ermitteln. Ein entsprechendes Kennfeld oder mehrere Kennfelder können den erkannten gesetzten Impedanzwert zu einem oder mehreren Betriebsparametern in Beziehung setzen.

[0013] Das Betriebsgerät kann beispielsweise eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung und einen Resonanzwandler mit Halbbrückenansteuerung umfassen. Die Betriebsparameter, die die 2/21 &&n«idtisches j>3f«tärei AT13 344U1 2013-10-15

Steuereinrichtung abhängig von dem gesetzten Impedanzwert ermittelt, können wenigstens einen Betriebsparameter der Leistungsfaktorkorrekturschaltung umfassen. Der wenigstens einen Betriebsparameter der Leistungsfaktorkorrekturschaltung kann eine Schaltfrequenz, eine Ein-Zeit („Ton-Zeit") und/oder eine Aus-Zeit („Toff-Zeit") eines steuerbaren Leistungsschalters der Leistungsfaktorkorrekturschaltung umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinrichtung abhängig von dem gesetzten Impedanzwert einen Betriebsmodus für die Leistungsfaktorkorrekturschaltung auswählen. Beispielsweise kann abhängig von dem gesetzten Impedanzwert die Leistungsfaktorkorrekturschaltung so gesteuert werden, dass ein CCM ("Conti-nuous Conduction Mode")-Betrieb, ein BCM ("Borderline Conduction Mode" oder "Boundary Conduction Mode")-Betrieb oder ein DCM ("Discontinuous Conduction Mode")-Betrieb der Leistungsfaktorkorrekturschaltung verwendet wird.

[0014] Die Betriebsparameter, die die Steuereinrichtung abhängig von dem gesetzten Impedanzwert ermittelt, können wenigstens einen Betriebsparameter des Resonanzwandlers umfassen. Der wenigstens einen Betriebsparameter des Resonanzwandlers kann eine Schaltfrequenz, eine Ein-Zeit („Ton-Zeit") eine Aus-Zeit („Toff-Zeit") und/oder die Totzeit der Schalter der Halbbrücke umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinrichtung abhängig von dem gesetzten Impedanzwert einen Betriebsmodus für den LLC-Resonanzwandler auswählen. Beispielsweise kann abhängig von dem gesetzten Impedanzwert der LLC-Resonanzwandler so gesteuert werden, dass selektiv ein gepulster Betrieb, in dem für ein Zeitintervall beide Schalter der Halbbrücke in den Aus-Zustand geschaltet bleiben, oder ein nicht gepulster Betrieb der Halbbrückenansteuerung erfolgt.

[0015] Die unterschiedlichen Impedanzwerte können unterschiedlichen Ausgangsströmen zugeordnet sein. Abhängig von dem erkannten gesetzten Impedanzwert kann die Steuereinrichtung das Betriebsgerät so steuern, dass der dem gesetzten Impedanzwert zugeordnete Ausgangsstrom erzeugt wird.

[0016] Die Impedanz auf der Sekundärseite, die auf die mehreren unterschiedlichen Impedanzwerte setzbar ist, kann so angeordnet sein, dass sie mit dem Ausgang, über den die Energieversorgung des Leuchtmittels erfolgt, nicht elektrisch gekoppelt ist. Die Impedanz auf der Sekundärseite, die auf die mehreren unterschiedlichen Impedanzwerte setzbar ist, kann so angeordnet sein, dass sie mit einem ersten Transformator, der zur Energieversorgung des Leuchtmittels Energie zur Sekundärseite übertragt, nicht elektrisch gekoppelt ist.

[0017] Die Auswahleinrichtung mit der einstellbaren Impedanz kann ein von einem Benutzer mechanisch betätigbares Element umfassen. Beispielsweise kann die Auswahleinrichtung einen Dip-Schalter oder mehrere Dip-Schalter umfassen, mit dem bzw. mit denen mehrere Widerstände auswählbar sind. Die Auswahleinrichtung kann auch einen anderen einstellbaren Widerstand umfassen, beispielsweise ein Potentiometer, das mit einem Schiebeelement, einer Brücke oder Drehknopf einstellbar ist.

[0018] Das Betriebsgerät kann so ausgestaltet sein, dass eine Erkennung des gesetzten Impe-danzwerts selektiv nur in bestimmten Betriebsphasen des Betriebsgeräts durchgeführt wird. Das Betriebsgerät kann so ausgestaltet sein, dass die Erkennung des Impedanzwerts nur in einem vorherbestimmten Zeitintervall nach dem Starten des Betriebsgeräts ausgeführt wird. Falls beispielsweise ein zweiter Transformator verwendet wird, um den gesetzten Impedanzwert induktiv zu erkennen, kann an die primärseitige Induktivität des zweiten Transformators selektiv nur in dem vorherbestimmten Zeitintervall eine Spannung angelegt werden, um die Erkennung des gesetzten Impedanzwerts durchzuführen.

[0019] Die Steuereinrichtung kann eine integrierte Halbleiterschaltung, insbesondere eine anwendungsspezifische integrierte Halbleiterschaltung (ASIC, „Application Specific Integrated Circuit"), sein. Die Steuereinrichtung kann einen Eingang aufweisen, der mit dem Messpunkt in der primärseitigen Schaltung gekoppelt ist, an dem die Messgröße zur Erkennung des gesetzten Impedanzwerts erfasst wird. Der entsprechende Eingang der Steuereinrichtung kann so ausgestaltet sein, dass das dort empfangene Eingangssignal nur zu Erkennung des gesetzten Impedanzwerts weiterverarbeitet wird. Beispielsweise kann das an dem entsprechenden Ein- 3/21 &&n«idtisches p3f«!täWt AT13 344U1 2013-10-15 gang der Steuereinrichtung empfangene Signal selektiv nur in dem vorherbestimmten Zeitintervall weiterverarbeitet werden, in dem nach dem Starten des Betriebsgeräts der gesetzte Impedanzwert erkannt werden soll.

[0020] Das Betriebsgerät kann ein LED-Konverter sein.

[0021] Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Beleuchtungssystem angegeben, das das Betriebsgerät und ein damit gekoppeltes Leuchtmittel umfasst. Das Leuchtmittel kann ein oder mehrere Leuchtdioden (LEDs) umfassen. Die LEDs können anorganische und/oder organische LEDs umfassen. Die LEDs können in ein LED-Modul integriert sein, das separat von dem LED-Konverter ausgeführt ist. Das Beleuchtungssystem kann weiterhin eine zentrale Steuerung umfassen, die eingerichtet ist, um Dimmbefehle an den LED-Konverter zu übermitteln oder vom LED-Konverter übertragene Signale auszuwerten.

[0022] Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel wird eine Steuereinrichtung zum Steuern eines Betriebsgeräts für ein Leuchtmittel, insbesondere zum Steuern eines LED-Konverters, angegeben. Die Steuereinrichtung umfasst einen Eingang zum Empfangen eines Signals, das von einer in einem Nicht-SELV-Bereich des Betriebsgeräts erfassten Messgröße abhängt. Die Steuereinrichtung ist eingerichtet, um abhängig von dem Signal einen Impedanzwert zu erkennen, der auf einer Sekundärseite des Betriebsgeräts gesetzt ist.

[0023] Die Steuereinrichtung kann eingerichtet sein, um abhängig von dem Signal am Eingang zu bestimmen, nach welcher Zeit die in dem Nicht-SELV-Bereich des Betriebsgeräts erfasste Messgröße eine Referenz erreicht. Die Steuereinrichtung kann eingerichtet sein, um kennfeldbasiert Betriebsparameter zu ermitteln, die dem gesetzten Impedanzwert zugeordnet sind.

Ausgestaltungen des Verfahrens zum Betreiben eines Betriebsgeräts nach Ausführungsbeispielen und die damit jeweils erzielten Wirkungen entsprechen den unter Bezugnahme auf die Vorrichtungen beschriebenen Ausgestaltungen. Das Verfahren kann mit einem Betriebsgerät nach einem Ausführungsbeispiel automatisch ausgeführt werden.

[0024] Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert.

[0025] FIG. 1 [0026] FIG. 2 [0027] FIG. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Beleuchtungssystems mit einem LED-Konverter nach einem Ausführungsbeispiel. zeigt ein Schaltbild eines Betriebsgeräts nach einem Ausführungsbeispiel. illustriert eine Implementierung einer Auswahleinrichtung bei Betriebsgeräten nach Ausführungsbeispielen.

[0028] FIG. 4 illustriert eine Zeitabhängigkeit einer in der primärseitigen Schaltung erfassten Messgröße zur Erkennung des auf der Sekundärseite gesetzten Impedanzwerts.

[0029] FIG. 5 zeigt ein Schaltbild eines Betriebsgeräts nach einem weiteren Ausführungsbei spiel.

[0030] FIG. 6 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens nach einem Ausführungsbeispiel.

[0031] FIG. 7 zeigt eine Blockdiagrammdarstellung einer Steuereinrichtung, die bei Betriebs geräten nach Ausführungsbeispielen verwendet werden kann.

[0032] FIG. 8 zeigt ein Schaltbild eines Betriebsgeräts nach einem weiteren Ausführungsbei spiel.

[0033] FIG. 9 zeigt ein Schaltbild eines Betriebsgeräts nach einem weiteren Ausführungsbei spiel.

[0034] Die Merkmale der verschiedenen nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele können miteinander kombiniert werden, sofern dies in der nachfolgenden Beschreibung nicht ausdrücklich ausgeschlossen ist. 4/21 foierreidiisches p3f«!täiSt AT13 344U1 2013-10-15 [0035] FIG. 1 zeigt ein Beleuchtungssystem 1, bei dem ein Betriebsgerät 2 nach einem Ausführungsbeispiel ein Leuchtmittel 3 mit Energie versorgt. Das Leuchtmittel 3 kann mehrere Leuchtdioden (LEDs) umfassen, die anorganische und/oder organische LEDs sein können. Das Betriebsgerät 2 kann als LED-Konverter ausgestaltet sein. Der LED-Konverter 2 kann so ausgestaltet sein, dass er einen Konstantstrom ausgibt, dessen Stromstärke über eine Auswahleinrichtung mit einer benutzerdefiniert auf mehrere Impedanzwerte setzbaren Impedanz 15 gewählt werden kann. Der LED-Konverter 2 kann eine Schnittstelle zur Kommunikation mit einem zentralen Steuergerät umfassen und eingerichtet sein, um über die Schnittstelle Befehle zu empfangen und/oder Statusmeldungen auszugeben.

[0036] Der LED-Konverter 2 kann als SELV-Gerät ausgestaltet sein, bei dem ein Nicht-SELV-Bereich 7 und ein SELV-Bereich 8 durch eine SELV-Barriere 9 getrennt sind. Es liegt eine entsprechende Potentialtrennung vor. Der Nicht-SELV-Bereich 7 und der SELV-Bereich 8 können galvanisch getrennt sein. Eine primärseitige Schaltung, d.h. der Nicht-SELV-Bereich 7, kann einen AC/DC-Wandler 10 umfassen. Der AC/DC-Wandler 10 kann eingerichtet sein, um eingangsseitig mit einer Netzspannung gekoppelt zu werden. Der AC/DC-Wandler 10 kann einen Gleichrichter und eine Schaltung zur Leistungsfaktorkorrektur (PFC, „Power Factor Cor-rection") umfassen. Der AC/DC-Wandler 10 stellt eine Busspannung Vbus an einen DC/DC-Wandler bereit, der eine Eingangsseite 11 und eine davon galvanisch getrennte Ausgangsseite 13 aufweist. Eine galvanische Trennung wird durch einen Transformator 12 oder anderen Umsetzer erreicht.

[0037] Der LED-Konverter 2 weist eine Steuereinrichtung 14 auf. Die Steuereinrichtung 14 kann eine integrierte Halbleiterschaltung, insbesondere eine anwendungsspezifische integrierte Halbleiterschaltung (ASIC, „Application Specific Integrated Circuit"), sein. Die Steuereinrichtung 14 ist im Nicht-SELV-Bereich 7, d.h. als Teil der primärseitigen Schaltung, vorgesehen.

[0038] Der LED-Konverter 2 ist so ausgestaltet, dass die Steuereinrichtung 14 abhängig von einer Messgröße, die an einem Messpunkt 17 im Nicht-SELV-Bereich 7 erfasst wird, erkennt, auf welchen Impedanzwert die auf mehrere Impedanzwerte setzbare Impedanz 15 gesetzt ist. Die mehreren Impedanzwerte können beispielsweise unterschiedlichen Ausgangsströmen zugeordnet sein. Die Steuereinrichtung 14 steuert den LED-Konverter 2 automatisch abhängig von dem erkannten gesetzten Impedanzwert, um den Ausgangsstrom bereitzustellen, der dem gesetzten Impedanzwert zugeordnet ist.

[0039] Die Auswahleinrichtung mit der benutzerdefiniert auf mehrere Impedanzwerte setzbaren Impedanz 15 kann beispielsweise Dip-Schalter umfassen. Zum Erkennen des gesetzten Impedanzwerts kann die Impedanz 15 über eine Ausleseschaltung mit dem Messpunkt 17 im Nicht-SELV-Bereich 7 gekoppelt sein. Die Ausleseschaltung kann einen zweiten Transformator umfassen, bei dem eine erste Spule im Nicht-SELV-Bereich 7 induktiv mit einer zweiten Spule im SELV-Bereich 8 gekoppelt ist, um den gesetzten Impedanzwert zu erkennen. Der zweite Transformator wirkt als ein Isolator 16 zum Überbrücken der SELV-Barriere 9, um den gesetzte Impedanzwert über die am Messpunkt 17 erfasste Messgröße zu erkennen. Wie schematisch in FIG. 1 dargestellt, kann die Impedanz 15 so vorgesehen sein, dass sie nicht mit der Ausgangsseite 13 elektrisch gekoppelt ist, die das Leuchtmittel 3 mit Energie versorgt.

[0040] Die Steuereinrichtung 14 kann eingerichtet sein, um zum Ermitteln des sekundärseitig gesetzten Impedanzwerts das zeitabhängige Verhalten der primärseitig am Messpunkt 17 erfassten Messgröße zu überwachen. Die Steuereinrichtung 14 kann eingerichtet sein, um zum Erkennen des sekundärseitig gesetzten Impedanzwerts eine Zeit zu ermitteln, in der ein Strom durch eine primärseitige Spule des zweiten Transformators, der den Messpunkt 17 mit der Impedanz 15 koppelt, bis auf eine Referenz ansteigt.

[0041] Bei dem LED-Konverter 2 erfolgt eine Erkennung des sekundärseitig im SELV-Bereich 8 gesetzten Impedanzwerts abhängig von der am Messpunkt 17 in der primärseitigen Schaltung erfassten Messgröße. Es ist nicht erforderlich, eine separate Logik zum Auslesen des gesetzten Impedanzwerts im SELV-Bereich und/oder eine Datenschnittstelle zum Übermitteln entsprechender Daten über die SELV-Barriere 9 vorzusehen. 5/21

^rneidfisöses pstentamt AT13344U1 2013-10-15 [0042] Betriebsgeräte und Verfahren nach Ausführungsbeispielen, bei denen die primärseitig vorgesehene Steuereinrichtung 14 eingerichtet ist, um den im SELV-Bereich 8 gesetzten Impedanzwert abhängig von einer primärseitig erfassten Messgröße zu erkennen und das Betriebsgerät entsprechend zu steuern, werden unter Bezugnahme auf FIG. 2-9 näher beschrieben.

[0043] FIG. 2 ist ein Schaltbild eines Betriebsgeräts 2 nach einem Ausführungsbeispiel. Das Betriebsgerät 2 umfasst eine primärseitige Schaltung 7 und eine Sekundärseite 8. Es liegt Potentialtrennung zwischen der primärseitigen Schaltung 7 und der Sekundärseite 8 vor. Zur Trennung kann ein Transformator mit einer Primärspule 28 und einer Sekundärspule 29 vorgesehen sein. Das Betriebsgerät 2 kann als LED-Konverter ausgestaltet sein. Die Sekundärseite 8 kann ein SELV-Bereich sein, der durch eine SELV-Barriere 9 von der primärseitigen Schaltung 7 getrennt ist. Das Betriebsgerät 2 kann weitere (in FIG. 2 nicht dargestellte Komponenten) umfassen, beispielsweise einen Gleichrichter zum Gleichrichten einer Wechselspannung, die die Netzspannung sein kann, und eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung zum Glätten der gleichgerichteten Wechselspannung.

[0044] Die primärseitige Schaltung 7 kann je nach Ausgestaltung des Betriebsgeräts unterschiedliche Komponenten umfassen, beispielsweise einen Resonanzwandler mit Voll- oder Halbbrückenansteuerung. Der Resonanzwandler kann beispielsweise eine Halbbrückenschaltung 21 mit einem mit der Halbbrücke verbunden Resonanzkreis, beispielsweise einem LLC-Resonanzkreis, umfassen. Andere Ausgestaltungen sind möglich, beispielsweise die Verwendung einer Vollbrückenschaltung oder die Verwendung eines Wandlers ohne Resonanzkreis. Die Schaltung 21 wird mit einer Versorgungsspannung Vbus mit Energie versorgt, die beispielsweise von einer Leistungsfaktorkorrekturschaltung bereitgestellt werden kann. Im Betrieb kann die Steuereinrichtung 14 beispielsweise Schalter der Halbbrückenschaltung 21 steuern. Dabei kann jeder der Schalter jeweils mit derselben Schaltfrequenz geschaltet werden. Die Steuereinrichtung 14 steuert den ersten Schalter und den zweiten Schalter der Halbbrückenschaltung so, dass zu jeder Zeit maximal einer der beiden Schalter leitend geschaltet ist. Zur Anpassung an unterschiedliche benutzerdefiniert gewählte Ausgangsströme kann die Steuereinrichtung 14 beispielsweise die Schaltfrequenz ändern, um den Wert der frequenzabhängigen Übertragungsfunktion bzw. der Verstärkung einzustellen.

[0045] Die Sekundärseite 8 kann einen der Sekundärspule 29 nachgeschalteten Gleichrichter aufweisen, der beispielsweise durch eine erste Diode 31 und eine zweite Diode 32 gebildet sein kann. Eine Mitte der Sekundärspule 29 kann mit einem Ausgang der Sekundärseite 8 gekoppelt sein. Enden der Sekundärspule 29 können über die Dioden 31 und 32 mit dem Ausgang 35 gekoppelt sein. Zur Glättung des Ausgangsstroms kann ein induktives Element 33, beispielsweise eine Spule, vorgesehen sein, durch das dem Ausgang 35 Strom zugeführt wird. Ein Kondensator 34 kann zwischen die Ausgänge des Gleichrichters geschaltet sein. Durch die Ausgestaltung der Sekundärseite 8 mit dem induktiven Element 33 kann das Betriebsgerät 2 insbesondere als Konstantstromquelle betrieben werden.

[0046] Um das Betriebsgerät 2 durch den Endbenutzer konfigurierbar zu machen ist eine Auswahleinrichtung vorgesehen, die eine auf mehrere unterschiedliche Impedanzwerte setzbare Impedanz 15 umfasst. Das Betriebsgerät 2 weist einen zweiten Transformator auf, der eine erste Induktivität 22 und eine zweite Induktivität 23 umfasst. Da der zweite Transformator nur zum Auslesen des gesetzten Impedanzwerts der Impedanz verwendet wird, können die erste Induktivität 22 und/oder die zweite Induktivität 23 des zweiten Transformators auch so ausgestaltet sein, dass jeweils nur eine Drahtwindung oder eine Spule mit nur wenigen Drahtwindungen verwendet wird. Alternativ können auch parasitäre Induktivitäten den zweiten Transformator bilden.

[0047] Die erste Induktivität 22 des zweiten Transformators und ein Widerstand 24, der als Messwiderstand verwendet wird, können in einer Reihenschaltung mit einer bekannten Konstantspannung verbunden sein. Beispielsweise kann die Reihenschaltung aus erster Induktivität 22 und Widerstand 24 mit dem Ausgang einer Leistungsfaktorkorrekturschaltung gekoppelt sein, die auch die Versorgungsspannung für den DC/DC-Wandler des Betriebsgeräts 2 bereit- 6/21

Freitisches p3f«n«Ksi AT13 344U1 2013-10-15 stellt. Ein steuerbarer Schalter 25, der beispielsweise als Feldeffekttransistor (FET), insbesondere als MOSFET, ausgestaltet sein kann, kann mit der Reihenschaltung aus Induktivität 22 und Widerstand 24 in Reihe geschaltet sein, um die Erkennung des Impedanzwerts der Impedanz 15 selektiv nur in bestimmten Betriebszuständen bzw. Zeitintervallen durchzuführen. Der steuerbare Schalter 25 kann ebenfalls von der Steuereinrichtung 14 gesteuert werden. Die Steuereinrichtung 14 kann einen entsprechenden Anschluss 42 zum Aussteuern eines Signals ctrldet zum Steuern des Schalters 25 aufweisen.

[0048] Die effektive Last am zweiten Transformator hängt davon ab, auf welchen der mehreren Impedanzwerte die Impedanz 15 gesetzt ist. Entsprechend kann der Impedanzwert, auf den die Impedanz 15 gesetzt ist, basierend auf einer Messgröße erkannt werden, die an der ersten Induktivität 22 des zweiten Transformators oder an einer anderen geeigneten Stelle der primärseitigen Schaltung 7 erfasst wird. Als Messgröße kann beispielsweise der durch die erste Induktivität 22 fließende Strom idet verwendet werden. Dieser kann als die über den Messwiderstand 24 abfallende Spannung am Messpunkt 17 erfasst werden, wenn der Schalter 25 in den Ein-Zustand geschaltet ist.

[0049] Die Steuereinrichtung 14 weist einen Eingang 41 auf. Der Eingang 41 ist mit dem zweiten Transformator gekoppelt, um abhängig von der Messgröße idet den auf der Sekundärseite 8 gesetzten Impedanzwert der Impedanz 15 zu erkennen. Die Steuereinrichtung 14 kann das am Eingang 41 empfangene Signal auswerten, um abhängig davon den gesetzten Impedanzwert zu erkennen. Dies kann auf unterschiedliche Weise geschehen. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 14 eine Zeit ermitteln, die vergeht, bis ab dem Schalten des Schalter 25 in den Ein-Zustand die primärseitig erfasste Messgröße idet einen Referenzwert erreicht. Die Steuereinrichtung 14 kann abhängig von der ermittelten Zeit kennfeldbasiert Betriebsparameter ermitteln, auf deren Basis die Steuereinrichtung 14 die Ansteuerung von Schaltungselementen der primärseitigen Schaltung vornimmt. Abhängig von der primärseitig erfassten Messgröße kann die Steuereinrichtung 14 über wenigstens einen weiteren Anschluss 43 Steuersignale ausgegeben, um das Betriebsgerät gemäß dem sekundärseitig gesetzten Impedanzwert zu steuern. Insbesondere kann die Steuereinrichtung 14 Elemente der primärseitigen Schaltung 7 so steuern, dass am Ausgang 35 der Sekundärseite 8 ein Ausgangsstrom und/oder eine Ausgangsleistung bereitgestellt wird, der bzw. die dem sekundärseitig gesetzten Impedanzwert zugeordnet ist.

[0050] Die Prozedur zur Erkennung des sekundärseitig gesetzten Impedanzwerts kann von der Steuereinrichtung 14 selektiv nur in bestimmten Betriebsphasen oder Zeitintervallen ausgeführt werden, beispielsweise beim Starten des Betriebsgeräts. Die Steuereinrichtung 14 kann den Schalter 25 selektiv in den Ein-Zustand schalten, wenn der sekundärseitig gesetzte Impedanzwert erkannt werden soll. Die Steuereinrichtung 14 kann den Schalter 25 beispielsweise nach dem Starten des Betriebsgeräts in den Ein-Zustand schalten und nach einem vorgegebenen Zeitintervall und/oder dann, wenn die primärseitig erfasste Messgröße idet die Referenz erreicht hat, automatisch wieder in den Aus-Zustand schalten. Über einen Anschluss 42 kann die Steuereinrichtung 14 ein entsprechendes Steuersignal ctrldet zum Steuern des Schalters 25 aus-steuern.

[0051] Die Auswahleinrichtung mit der einstellbaren Impedanz 15 kann unterschiedliche Ausgestaltungen aufweisen. Die Auswahleinrichtung kann ein oder mehrere mechanisch betätigbare Elemente, beispielsweise Dip-Schalter, umfassen.

[0052] FIG. 3 illustriert eine Ausgestaltung der Auswahleinrichtung mit einstellbarer Impedanz 15, die auf der Sekundärseite der Betriebsgeräte nach Ausführungsbeispielen verwendet werden kann. Die Auswahleinrichtung kann eine Mehrzahl von Dip-Schaltern 51, 53, 55, 57 umfassen. Die Auswahleinrichtung kann mehrere unterschiedliche Widerstände 52, 54, 56, 58 umfassen, wobei jeder der Widerstände jeweils mit einem der Dip-Schalter 51, 53, 55, 57 in Reihe geschaltet ist. Die mehreren Reihenschaltungen von Dip-Schalter und zugehörigem Widerstand sind zueinander parallel geschaltet. Durch Setzen der Dip-Schalter 51, 53, 55, 57 können mehrere diskrete Impedanzwerte eingestellt werden. Der entsprechende Gesamtwiderstand kann 7/21 fotereidtisdi« p3te«täwt AT13 344U1 2013-10-15 über die Induktivitäten 22, 23 am primärseitigen Messpunkt 17 erfasst werden. Die Widerstände 52, 54, 56, 58 können so gewählt sein, dass jeder der verschiedenen möglichen Schalterstellungen der Gesamtheit der Dip-Schalter 51, 53, 55, 57 jeweils genau einer von mehreren Impedanzwerten zugeordnet ist. Das heißt, die Widerstände 52, 54, 56, 58 können so gewählt sein, dass jeder der einstellbaren Impedanzwerte für nur eine Schalterstellung der Dip-Schalter 51, 53, 55, 57 erhalten werden kann. Insbesondere können die Widerstände 52, 54, 56, 58 voneinander verschiedene Widerstandswerte aufweisen.

[0053] Andere Ausgestaltungen der Auswahleinrichtung mit der auf unterschiedliche Impedanzwerte einstellbaren Impedanz sind möglich. Beispielsweise kann die Auswahleinrichtung, die eine benutzerdefinierte Auswahl einer von mehreren Konfigurationen des Betriebsgeräts 2 erlaubt, ein Potentiometer oder einen anderen einstellbaren Widerstand umfassen.

[0054] FIG. 4 veranschaulicht die Ermittlung der Impedanz abhängig von der primärseitig erfassten Messgröße bei Betriebsgeräten nach Ausführungsbeispielen. FIG. 4 zeigt eine Darstellung 60 von zeitabhängigen Verläufen des Stroms durch die erste Induktivität 22, die zum induktiven Auslesen des gesetzten Impedanzwerts der Impedanz 15 verwendet wird. Der Zeit-Nullpunkt entspricht dem Zeitpunkt, an dem durch Schalten des Schalters 25 in den Ein-Zustand eine Erkennung des sekundärseitig gesetzten Impedanzwerts eingeleitet wird.

[0055] Die Steuereinrichtung 14 kann eingerichtet sein, um die Zeit zu bestimmen, bei der nach dem Schalten des Schalters 25 in den Ein-Zustand der durch die erste Induktivität 22 fließende Strom einen Referenzwert 61 erreicht. Aus der Zeit bis zum Erreichen des Referenzwerts 61 kann auf den Impedanzwert rückgeschlossen werden. Dadurch ist eine besonders robuste Erkennung des gesetzten Impedanzwerts möglich.

[0056] FIG. 4 zeigt Stromverläufe 62-65 als Funktion der Zeit, die nach dem Schalten des Schalters 25 in den Ein-Zustand resultieren. Dargestellt ist der zeitliche Verlauf in einem kurzen Zeitfenster nach dem Einschalten des Schalters 25. Der primärseitig erfasste Strom steigt jeweils im Wesentlichen linear an. Für unterschiedliche Impedanzwerte, auf die die Impedanz 15 auf der Sekundärseite gesetzt wird, resultiert jeweils ein anderer Stromoffset beim Einschalten des Schalters 25, der durch die unterschiedliche Last an der zweiten Induktivität 23 des zweiten Transformators bedingt ist.

[0057] Für einen ersten Impedanzwert erreicht der Strom 62 den Referenzwert 61 nach einer Zeit 66. Für einen zweiten Impedanzwert, der größer als der erste Impedanzwert ist, erreicht der Strom 63 den Referenzwert 61 nach einer Zeit 67. Für einen dritten Impedanzwert, der größer als der zweite Impedanzwert ist, erreicht der Strom 64 den Referenzwert 61 nach einer Zeit 68. Für einen vierten Impedanzwert, der größer als der dritte Impedanzwert ist, erreicht der Strom 65 den Referenzwert 61 nach einer Zeit 69.

[0058] Die Steuereinrichtung ermittelt die Zeit, die bis Erreichen des Referenzwerts 61 vergeht, und kann abhängig davon auf den eingestellten Impedanzwert rückschließen. Betriebsparameter, auf deren Basis die Steuerung der primärseitigen Schaltung des Betriebsgeräts erfolgt, können abhängig von der Zeit, die bis zum Erreichen des Referenzwerts 61 vergeht, festgelegt werden. Dies kann beispielsweise kennfeldbasiert erfolgen.

[0059] Die Referenz 61 kann so gewählt sein, dass für jeden der einstellbaren Impedanzwerte, der beispielsweise unterschiedlichen Ausgangsströmen und/oder Ausgangsleistungen des Betriebsgeräts zugeordnet ist, die Referenz 61 innerhalb eines relativ kurzen Zeitraums erreicht wird. Insbesondere kann die Referenz 61 so gewählt sein, dass für jeden der einstellbaren Impedanzwerte die Referenz 61 innerhalb eines Zeitraums erreicht wird, der kleiner als eine Dauer einer Initialisierungsphase des Betriebsgeräts 2 ist. Dadurch kann die benutzerdefiniert festgelegte Konfiguration des Betriebsgeräts 2, die durch den gesetzten Impedanzwert der Impedanz 15 festgelegt ist, innerhalb eines kurzen Zeitintervalls nach dem Starten des Betriebsgeräts 2 erkannt werden. Die Referenz 2 kann so gewählt sein, dass für jeden der einstellbaren Impedanzwerte die Referenz 61 innerhalb eines Zeitraums erreicht wird, der beispielsweise kürzer als eine Millisekunde, beispielsweise kürzer als 0,1 Millisekunden und bei- 8/21

ffiterneidHsdses Patentamt AT13344U1 2013-10-15 spielsweise kürzer als 0,01 Millisekunden sein kann.

[0060] Die Bestimmung der Zeit, in der der Strom durch die Induktivität 22 die Referenz erreicht, kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Beispielsweise kann die am Messpunkt 17 erfasste Messgröße als analoges Signal oder nach A/D-Wandlung als digitale Daten an den Eingang 41 der Steuereinrichtung 14 bereitgestellt werden. Die Steuereinrichtung 14 kann die abgetastete Messgröße idet rechnerisch mit der Referenz vergleichen, um zu bestimmen, wann die primärseitig erfasste Messgröße die Referenz erreicht. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die primärseitige Schaltung 7 einen Komparator umfassen, dem eingangsseitig die erfasste Messgröße idet und die Referenz zugeführt werden.

[0061] FIG. 5 illustriert eine derartige Ausgestaltung des Betriebsgeräts 2. Elemente und Einrichtungen, die in Funktion und/oder Ausgestaltung Elementen und Einrichtungen entsprechen, die unter Bezugnahme auf FIG. 1-3 beschrieben wurden, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

[0062] Bei dem Betriebsgerät 2 von FIG. 5 wird einem Komparator 25 die primärseitig erfasste Messgröße idet zugeführt, die den Strom in der Induktivität 22 repräsentiert, während der Schalter 25 in den Ein-Zustand geschaltet ist. Ein Ausgangssignal cmp des Komparators 26 weist eine Signalflanke auf, sobald die Messgröße idet die Referenz ref erreicht. Die Steuereinrichtung 14 kann eine Zeitbestimmung beginnen, wenn das Steuersignal ctrldet zum Schließen des Schalters 25 ausgesteuert wird, und kann die Zeitbestimmung beenden, wenn die Signalflanke im Ausgangssignal cmp des Komparators 26 erkannt wird. Um das entsprechende Zeitintervall zu bestimmen, kann beispielsweise die Ausgabe des Steuersignals zum Schließen des Schalters 25 als Start-Signal einen Zähler starten. Die Signalflanke im Ausgangssignal cmp des Komparators 26 kann den Zähler stoppen. Der Zähler kann als Teil der Steuereinrichtung 14, insbesondere als Teil einer integrierten Halbleiterschaltung ausgeführt sein.

[0063] FIG. 6 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 70 nach einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren kann mit dem Betriebsgerät nach einem Ausführungsbeispiel automatisch ausgeführt werden, wobei die Steuereinrichtung 14 die entsprechenden Steuer- und Auswertefunktionen durchführt.

[0064] Bei 71 wird das Betriebsgerät gestartet. Nach dem Starten des Betriebsgeräts kann bei 72 eine Messgröße in der primärseitigen Schaltung, d.h. im Nicht-SELV-Bereich des Betriebsgeräts, erfasst werden. Die Messgröße kann einen Strom durch eine erste Induktivität repräsentieren, mit der ein auf der Sekundärseite eingestellter Impedanzwert durch induktive Kopplung ermittelt wird. Das Erfassen der Messgröße bei 72 kann selektiv für ein Zeitintervall durchgeführt werden, dessen Länge beispielsweise kürzer als die Zeitdauer ist, die vergeht, bevor das Betriebsgerät nach Start in den Dauerbetrieb übergeht.

[0065] Bei 73 wird die Messgröße ausgewertet, um den gesetzten Impedanzwert zu erkennen. Das Erkennen des gesetzten Impedanzwerts kann in der Ermittlung derzeit bestehen, nach der der Strom durch die erste Induktivität einen Referenzwert erreicht hat, Die Ermittlung des sekundärseitig gesetzten Impedanzwerts durch Bestimmung dieser Zeit ist besonders robust.

[0066] Bei 74 wird basierend auf der primärseitig erfassten Messgröße wenigstens ein Betriebsparameter des Betriebsgeräts ermittelt. Dies kann kennfeldbasiert erfolgen, beispielsweise durch wenigstens eine Tabellenabfrage. Es kann wenigstens ein Kennfeld verwendet werden, in dem ein Betriebsparameter des Betriebsgeräts als Funktion der bei 73 ermittelten Zeit, bei der der Strom durch die erste Induktivität die Referenz erreicht, abgelegt ist. Der entsprechende Betriebsparameter kann basierend auf der bei 73 ermittelten Zeit ausgelesen werden. Es können auch mehrere Kennfelder verwendet werden, beispielsweise ein erstes Kennfeld, das die bei 73 ermittelte Zeit in Beziehung setzt zu einem von mehreren Impedanzwerten, und ein zweites Kennfeld, das die Impedanzwerte jeweils zu Betriebsparametern in Beziehung setzt. Die bei 74 ermittelten Betriebsparameter können so gewählt sein, dass sie unterschiedlichen Ausgangsströmen und/oder Ausgangsleistungen und/oder Ausgangsspannungen des Betriebsgeräts zugeordnet sind. 9/21

ffi&rneidHSöses psteüfsffit AT13 344U1 2013-10-15 [0067] Bei 75 steuert die Steuereinrichtung das Betriebsgerät gemäß den bei 74 ermittelten Betriebsparametern. Die Steuereinrichtung kann wenigstens einen Leistungsschalter der primärseitigen Schaltung so steuern, dass ein Ausgangsstrom von mehreren wählbaren Ausgangsströmen eingestellt wird, der dem erkannten gesetzten Impedanzwert zugeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinrichtung wenigstens einen Leistungsschalter der primärseitigen Schaltung so steuern, dass eine Ausgangsleistung aus mehreren wählbaren Ausgangsleistungen eingestellt wird, die dem gesetzten Impedanzwert zugeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinrichtung wenigstens einen Leistungsschalter der primärseitigen Schaltung so steuern, dass eine Ausgangsspannung aus mehreren wählbaren Ausgangsspannungen eingestellt wird, die dem gesetzten Impedanzwert zugeordnet ist. Das Steuern des Betriebsgeräts bei 75 kann ein Steuern einer Leistungsfaktorkorrekturschaltung und/oder ein Steuern von Schaltern eines Resonanzwandlers umfassen.

[0068] Eine derartige Messung nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 kann auch einmalig oder wiederholt während des Betriebs erfolgen.

[0069] FIG. 7 ist eine Blockdiagrammdarstellung einer Steuereinrichtung 14, die bei Betriebsgeräten nach Ausführungsbeispielen verwendet werden kann. Die Steuereinrichtung 14 kann als integrierte Halbleiterschaltung, insbesondere als anwendungsspezifische integrierte Halbleiterschaltung (ASIC) ausgestaltet sein.

[0070] Die Steuereinrichtung 14 weist eine Steuerlogik 77 auf, um Steuersignale zu erzeugen und über Ausgänge 43-45 auszugeben, um eine primärseitige Schaltung des Betriebsgeräts zu steuern. Beispielsweise kann über den Ausgang 43 ein Steuersignal für einen Leistungsschalter einer Leistungsfaktorkorrekturschaltung ausgegeben werden, das von der Steuerlogik 77 erzeugt wird. Über die Ausgänge 44, 45 können beispielsweise Steuersignale für eine Halbbrü-ckenansteuerung ausgegeben werden, die von der Steuerlogik 77 erzeugt werden. Die Steuereinrichtung 14 kann Eingänge aufweisen, um verschiedene Größen der primärseitigen Schaltung zu überwachen. Beispielsweise kann an einem Eingang 46 Information über eine Busspannung, die von einer Leistungsfaktorkorrekturschaltung bereitgestellt wird, oder über einen Strom in einer Halbbrückenschaltung empfangen werden.

[0071] Die Steuereinrichtung 14 weist einen zusätzlichen Eingang 41 auf, der mit einem Messpunkt der primärseitigen Schaltung zur Erfassung der Messgröße gekoppelt ist, die von dem auf der Sekundärseite gesetzten Impedanzwert abhängt. Abhängig von dem Eingangssignal am Einfang 41 kann eine Einheit 78 zur Zeitbestimmung eine Zeitdauer bestimmen, die benötigt wird, bis die primärseitig erfasste Messgröße einen Referenzwert erreicht. Die Einheit 78 zur Zeitbestimmung kann einen Zähler umfassen, der gestoppt wird, wenn das Eingangssignal am Eingang 41 anzeigt, dass die primärseitig erfasste Messgröße den Referenzwert erreicht hat. Der Zähler kann beispielsweise gestartet werden, wenn über einen Ausgangs 42 ein Steuersignal ausgesteuert wird, mit dem der Schalter 25 in den Ein-Zustand geschaltet wird, um die Erkennung des gesetzten Impedanzwerts einzuleiten.

[0072] Die Steuerlogik 77 kann abhängig von der ermittelten Zeit wenigstens eine Kennfeldabfrage eines Kennfelds 79 durchführen. Dadurch kann wenigstens ein Betriebsparameter ermittelt werden, gemäß dem die Steuerlogik 77 Steuersignale erzeugt, um Komponenten der primärseitigen Schaltung des Betriebsgeräts zu steuern.

[0073] Andere Ausgestaltungen der Steuereinrichtung 14 können ebenfalls verwendet werden. Beispielsweise kann ein Startpunkt der Zeitbestimmung auch abhängig davon festgelegt werden, wann eine Busspannung, die an die erste Induktivität 22 zum Auslesen der sekundärseitig gesetzten Impedanz angelegt wird, einen bestimmten Schwellenwert erreicht. Es ist auch nicht erforderlich, dass die Steuereinrichtung 14 die auf der Sekundärseite gesetzte Impedanz abhängig von einer Zeit bestimmt, die die Messgröße benötigt, um einen Referenzwert zu erreichen. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 14 die Messgröße, die an einem fixen Zeitpunkt während der Startphase des Betriebsgeräts erfasst wird, direkt als Indikator für den sekundärseitig gesetzten Impedanzwert verwenden.

[0074] Die bei Ausführungsbeispielen der Erfindung eingesetzte Technik, den in einem SELV- 10/21 ftteroeidesctes psteiaiTit AT13 344U1 2013-10-15

Bereich eines Betriebsgeräts durch einen Benutzer manuell gesetzten Impedanzwert abhängig von einer in der primärseitigen Schaltung erfassten Messgröße zu bestimmen und das Betriebsgerät entsprechend so zu steuern, dass beispielsweise ein dem gesetzten Impedanzwert entsprechender Ausgangsstrom erzeugt wird, kann grundsätzlich bei Betriebsgeräten für Leuchtmittel eingesetzt werden, bei denen Potentialtrennung vorliegt. Eine mögliche Ausgestaltung eines solchen Betriebsgeräts wird nachfolgend näher beschrieben, um weiter zu illustrieren, welche Betriebsparameter beispielsweise angepasst werden können, um das Betriebsgerät gemäß dem sekundärseitig gesetzten Impedanzwert zu steuern.

[0075] FIG. 8 illustriert eine Ausgestaltung des Betriebsgeräts 2 nach einem Ausführungsbeispiel. Elemente und Einrichtungen, die in Funktion und/oder Ausgestaltung Elementen und Einrichtungen entsprechen, die unter Bezugnahme auf FIG. 1-7 beschrieben wurden, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

[0076] Bei dem Betriebsgerät 80 kann die Erkennung eines Impedanzwerts, auf den eine Impedanz 15 auf der Sekundärseite 8 gesetzt ist, abhängig von einer Messgröße in der primärseitigen Schaltung wie unter Bezugnahme auf FIG. 1-7 beschrieben erfolgen. Insbesondere kann eine erste Spule 22 eines zweiten Transformators verwendet werden, um eine galvanisch entkoppelte Erkennung des Impedanzwerts, auf den eine Impedanz 15 auf der Sekundärseite 8 gesetzt ist, durchzuführen.

[0077] Das Betriebsgerät kann einen (in FIG. 8 nicht dargestellten) Gleichrichter umfassen, der eine Eingangsspannung des Betriebsgeräts, beispielsweise eine Netzspannung, gleichrichtet, und die gleichgerichtete Wechselspannung Vin an eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung 81 der primärseitigen Schaltung 80 bereitstellt. Die Leistungsfaktorkorrekturschaltung 81 kann als Hochsetzsteller bzw. Boost-Konverter ausgestaltet sein. Die gleichgerichtete Wechselspannung Vin wird einer Induktivität oder Spule 83 zugeführt. Die Induktivität 83 ist mit einer Diode 85 zwischen den Eingangsanschluss und einen Ausgang der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 81 in Serie geschaltet. Der Ausgang der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 81 ist mit einem Eingang des Wandlers 82 verbunden und stellt die von der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 81 erzeugte Spannung Vbus als Versorgungsspannung für den Wandler 82 bereit.

[0078] Die Leistungsfaktorkorrekturschaltung 81 weist einen Ladekondensator 86 am Ausgang der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 81 auf. An die Verbindung zwischen der Induktivität 83 und der Diode 85 ist ein steuerbarer elektronischer Schalter 84, der ein Leistungsschalter ist und der beispielsweise als Feldeffekttransistor (FET), insbesondere als MOSFET, ausgebildet sein kann, angeschlossen. Der Schalter 84 kann über einen (nicht dargestellten) Shunt-Widerstand mit Masse verbunden sein. Der Schalter 84 wird von der Steuereinrichtung 14 des Betriebsgeräts in den Ein-Zustand und den Aus-Zustand geschaltet. Die Steuereinrichtung 14 weist einen entsprechenden Ausgang 43 zum Aussteuern eines Steuersignals auf, mit dem beispielsweise die Gatespannung des Schalters 84 kontrolliert werden kann.

[0079] Im eingeschalteten Zustand des Schalters 84 ist die Induktivität 83 über den Schalter 84 mit Masse verbunden, wobei die Diode 85 sperrt, so dass die Induktivität 83 aufgeladen und Energie in der Induktivität 83 gespeichert wird. Ist hingegen der Schalter 84 ausgeschaltet, d.h. offen, ist die Diode 85 leitend, so dass sich die Induktivität 83 über die Diode 85 in den Ladekondensator 86 entladen kann und die in der Induktivität 83 gespeicherte Energie in den Ladekondensator 86 übertragen wird. Die Leistungsfaktorkorrektur wird durch wiederholtes Ein- und Ausschalten des Schalters 84 erzielt, wobei die Schaltfrequenz für den Schalter 84 typischerweise viel größer als die Frequenz der gleichgerichteten Wechselspannung Vin ist.

[0080] Die Ausgangsspannung Vbus der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 81 kann über einen Spannungsteiler mit Widerständen 87, 88 erfasst und einem Eingang 46 der Steuereinrichtung 14 zugeführt werden. Die Ausgangsspannung Vbus wird bei dem dargestellten Betriebsgerät dem Wandler 82 zugeführt. Gleichzeitig kann auch die Schaltung mit der ersten Induktivität 22 zum Erkennen des sekundärseitig gesetzten Impedanzwerts mit dem Ausgang der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 81 gekoppelt sein, so dass die Ausgangsspannung Vbus der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 81 als Konstantspannung zum Auslesen des gesetzten Impe- 11 /21

SsSeireiehisches p8t«ntamt AT 13 344 U1 2013-10-15 danzwerts über den zweiten Transformator verwendet werden kann.

[0081] Der Wandler 82 kann beispielsweise als LLC-Resonanzwandler mit einer Halbbrückenschaltung ausgestaltet sein. Die Halbbrückenschaltung weist zwei steuerbare Schalter 91, 92 auf, die von der Steuereinrichtung 14 angesteuert werden können. Die Schalter 91, 92 können als FETs, insbesondere als MOSFETs, ausgebildet sein. An einem Shunt-Widerstand 93 kann ein in der Niederpotentialseite der Halbbrücke fließender Strom iHB überwacht werden, um beispielsweise eine Überstromabschaltung automatisch ausführen zu können. Ein Resonanzkreis, der als Serienresonanzkreis ausgestaltet sein kann, kann mit einem Knoten zwischen den Schaltern 91, 92 verbunden sein. Der Resonanzkreis kann beispielsweise ein LLC-Serienresonanzkreis sein, der zwei Induktivitäten 28, 94 und eine Kapazität 95 umfasst. Eine Induktivität des LLC-Resonanzkreises kann die Primärspule 28 des ersten Transformators sein, mit dem zur Energieversorgung des Leuchtmittels Energie von der primärseitigen Schaltung 80 zur Sekundärseite 8 übertragen wird. Die Schalter 91, 92 werden von der Steuereinrichtung 14 wechselseitig getaktet geschaltet. Durch Einstellen der Schaltfrequenz und/oder der Ein-Zeit („Ton-Zeit") der Schalter 91, 92 kann die Verstärkung des LLC-Resonanzwandlers eingestellt werden.

[0082] Die Steuereinrichtung 14, die als ASIC oder andere integrierte Schaltung ausgestaltet sein kann, kann abhängig von dem gesetzten Impedanzwert der Impedanz 15, die basierend auf der primärseitig erfassten Messgröße idet erkannt wird, verschiedene Betriebsparameter zur Steuerung der Leistungsfaktorkorrekturschaltung und/oder des Wandlers 82 einstellen. Die Betriebsparameter, die die Steuereinrichtung abhängig von dem gesetzten Impedanzwert ermittelt und zur entsprechenden Ansteuerung von Schaltern der primärseitigen Schaltung 80 verwendet, können wenigstens einen Betriebsparameter der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 81 umfassen. Der wenigstens einen Betriebsparameter der Leistungsfaktorkorrekturschaltung kann eine Schaltfrequenz, eine Ein-Zeit („Ton-Zeit") und/oder eine Aus-Zeit („Toff-Zeit") des steuerbaren Leistungsschalters 84 der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 81 umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinrichtung 14 abhängig von dem gesetzten Impedanzwert einen Betriebsmodus für die Leistungsfaktorkorrekturschaltung 81 auswählen. Beispielsweise kann abhängig von dem gesetzten Impedanzwert die Leistungsfaktorkorrekturschaltung 81 so gesteuert werden, dass wahlweise ein CCM ("Kontinuos Conduction Mode")-Betrieb, ein BCM ("Borderline Conduction Mode" oder "Boundary Conduction Mode")-Betrieb oder ein DCM ("Discontinuous Conduction Mode")-Betrieb der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 81 verwendet wird. Die Betriebsparameter, die die Steuereinrichtung 14 abhängig von dem gesetzten Impedanzwert ermittelt und zur entsprechenden Ansteuerung von Schaltern der primärseitigen Schaltung 80 verwendet, können wenigstens einen Betriebsparameter des LLC-Resonanzwandlers 82 umfassen. Der wenigstens einen Betriebsparameter des LLC-Resonanzwandlers 82 kann eine Schaltfrequenz, eine Ein-Zeit („Ton-Zeit") und/oder eine Aus-Zeit („Toff-Zeit") der Schalter der Halbbrücke umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinrichtung abhängig von dem gesetzten Impedanzwert einen Betriebsmodus für den LLC-Resonanzwandler 82 auswählen. Beispielsweise kann abhängig von dem gesetzten Impedanzwert der LLC-Resonanzwandler 82 so gesteuert werden, dass selektiv ein gepulster Betrieb oder ein nicht gepulster Betrieb der Halbbrückenansteuerung erfolgt. Dadurch kann die Steuereinrichtung 14 das Betriebsgerät so steuern, dass ein dem sekundärseitig gesetzten Impedanzwert zugeordneter Ausgangsstrom und/oder eine dem sekundärseitig gesetzten Impedanzwert zugeordnete Ausgangsleistung und/oder eine dem sekundärseitig gesetzten Impedanzwert zugeordnete Ausgangsspannung am Ausgang 35 der Sekundärseite bereitgestellt wird.

[0083] Andere Ausgestaltungen der Betriebsgeräte nach Ausführungsbeispielen können ebenfalls verwendet werden. Beispielsweise können andere Arten von Wandlern eingesetzt werden.

[0084] Die Prozedur zur Erkennung des sekundärseitig gesetzten Impedanzwerts kann selektiv in einem bestimmten Zeitintervall, beispielsweise beim Starten des Betriebsgeräts ausgeführt werden. Um die Erkennung einzuleiten und zu beenden, kann beispielsweise der Schalter 25 von der Steuereinrichtung gesteuert werden. Bei weiteren Ausgestaltungen kann der Schalter 12/21 foierreidiisches p3f«!täiSt AT13 344U1 2013-10-15 25 auch weggelassen werden. Falls die Erkennung des sekundärseitig gesetzten Impedanzwerts beinhaltet, dass die Zeitdauer bestimmt wird, bis die primärseitig erfasste Messgröße eine Referenz erreicht, kann die Steuereinrichtung den Nullpunkt für die Zeitbestimmung durch Überwachung der Versorgungsspannung ermitteln, die an der ersten Induktivität 22 angelegt wird. Wenn als Versorgungsspannung der ersten Induktivität 22 zum Auslesen des gesetzten Impedanzwerts die Ausgangsspannung der Leistungsfaktorkorrekturschaltung verwendet wird, wird diese sowieso an einem der Eingänge der Steuereinrichtung zur Verarbeitung bereitgestellt und von der Steuereinrichtung 14 verarbeitet. Falls der Schalter 25 vorgesehen ist, kann die Prozedur zur Erkennung des sekundärseitig gesetzten Impedanzwerts auch auf andere Weise als durch die Steuereinrichtung 14 beendet werden, wie beispielhaft anhand von FIG. 9 beschrieben wird.

[0085] FIG. 9 illustriert eine Ausgestaltung des Betriebsgeräts 2 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel. Elemente und Einrichtungen, die in Funktion und/oder Ausgestaltung Elementen und Einrichtungen entsprechen, die unter Bezugnahme auf FIG. 1-8 beschrieben wurden, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

[0086] Die primärseitige Schaltung 102 weist eine erste Induktivität 22 auf, mit der der sekundärseitig gesetzte Impedanzwert ermittelt wird. Ein Leistungsschalter 107 ist mit der ersten Induktivität 22 in Reihe geschaltet. Über einen Spannungsteiler mit Widerständen 103, 104 kann ein Ladekondensator 105 geladen werden. Ein Anschluss des Ladekondensators 105 ist mit dem Gate des Leistungsschalters 25 verbunden. Eine Zenerdiode 106 kann zum Schutz des Leistungsschalters 25 verwendet werden. Der Ladekondensator 105 und die Widerstände 103, 104 sind so ausgestaltet, dass der Ladekondensator 105 nach einer Zeitdauer, bei der die zur Erkennung des sekundärseitig gesetzten Impedanzwerts erforderliche Erfassung des Stroms durch die erste Induktivität 22 abgeschlossen ist, so geladen ist, dass der Leistungsschalter 25 automatisch in den Aus-Zustand geschaltet wird. Eine derartige Ausgestaltung erlaubt eine Deaktivierung der Ausleseschaltung zum Erkennen des sekundärseitig gesetzten Impedanzwerts, ohne dass die Steuereinrichtung 14 einen Ausgang zum Steuern des Schalters 25 aufweisen muss.

[0087] Während Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben wurden, können Abwandlungen bei weiteren Ausführungsbeispielen realisiert werden. Während die Zeit, bis zu der ein Strom durch eine primärseitige Induktivität, die induktiv mit der sekundärseitigen, einstellbaren Impedanz gekoppelt ist, zur Bestimmung des sekundärseitig gesetzten Impedanzwerts verwendet werden kann, kann auch eine anderweitige Auswertung erfolgen. Beispielsweise kann der Wert, den die primärseitig erfasste Messgröße zu einer bestimmten, fixen Zeit aufweist, zur Erkennung des sekundärseitig gesetzten Impedanzwerts verwendet werden. Während ein Element der primärseitigen Schaltung, das zum Erkennen des sekundärseitig gesetzten Impedanzwerts verwendet wird, eine induktive Kopplung über die Potentialbarriere aufweisen kann, kann auch eine andere Kopplung verwendet werden, beispielsweise eine kapazitive Kopplung. Während die einstellbare Impedanz einen oder mehrere Widerstände aufweisen kann, kann die einstellbare Impedanz auch kapazitive und/oder induktive Elemente aufweisen, um die Impedanz auf unterschiedliche Impedanzwerte zu setzen.

[0088] Die Steuereinrichtung der Betriebsgeräte nach Ausführungsbeispielen kann als integrierte Halbleiterschaltung ausgestaltet sein. Die Steuereinrichtung kann als anwendungsspezifische Spezialschaltung (ASIC, „Application Specific Integrated Circuit") oder als andere integrierte Schaltung ausgestaltet sein.

[0089] Induktivitäten und Kapazitäten können jeweils durch entsprechende induktive bzw. kapazitive Elemente, beispielsweise als Spulen bzw. Kondensatoren, gebildet werden. Es ist jedoch auch möglich, dass kleinere Induktivitäten, beispielsweise eine der Induktivitäten oder beide Induktivitäten des zweiten Transformators, als Streuinduktivitäten ausgebildet sind. Ähnlich können kleinere Kapazitäten als Streukapazitäten ausgebildet sein.

[0090] Betriebsgeräte nach Ausführungsbeispielen können insbesondere zur Energieversorgung von LEDs eingesetzt werden. 13/21

Claims (15)

1. fotereidtisdies p3te«täwt AT 13 344 U1 2013-10-15 Ansprüche 1. Betriebsgerät (2) für ein Leuchtmittel (3), umfassend eine primärseitige Schaltung (7; 80; 100) mit einer Steuereinrichtung (14) zum Steuern des Betriebsgeräts (2), eine Sekundärseite (8), die von der primärseitigen Schaltung (7; 80; 100) galvanisch getrennt ist und die einen Ausgang (35) zur Energieversorgung des Leuchtmittels (3) aufweist, wobei die Sekundärseite (8) eine Auswahleinrichtung mit einer auf eine Mehrzahl unterschiedlicher Impedanzwerte setzbaren Impedanz (15) aufweist, und wobei die Steuereinrichtung (14) eingerichtet ist, um abhängig von einer in der primärseitigen Schaltung (7; 80; 100) erfassten Messgröße (idet; 62-65) den gesetzten Impedanzwert zu erkennen und um das Betriebsgerät (2) abhängig davon zu steuern.
2. 2. Betriebsgerät (2) nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung (14) eingerichtet ist, um den gesetzten Impedanzwert abhängig von einem zeitabhängigen Verhalten der Messgröße (idet; 62-65) zu erkennen.
3. 3. Betriebsgerät (2) nach Anspruch 2, wobei die Steuereinrichtung (14) eingerichtet ist, um abhängig von einer Zeit (66-69), bei der die Messgröße (idet; 62-65) eine Referenz (61) erreicht, den gesetzten Impedanzwert zu erkennen.
4. 4. Betriebsgerät (2) nach Anspruch 3, wobei die primärseitige Schaltung (7; 80; 100) eine Induktivität (22), die induktiv mit der Impedanz (15) gekoppelt ist, zum Erfassen der Messgröße (idet; 62-65) aufweist.
5. 5. Betriebsgerät (2) nach Anspruch 4, wobei die Messgröße (idet; 62-65) ein durch die Induktivität (22) fließender Strom (62-65) ist.
6. 6. Betriebsgerät (2) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Steuereinrichtung (14) eingerichtet ist, um abhängig von der Zeit (66-69), bei der die Messgröße (idet; 62-65) die Referenz (61) erreicht, wenigstens einen Betriebsparameter für das Betriebsgerät (2) kennfeldbasiert zu ermitteln.
7. 7. Betriebsgerät (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein erster Transformator (28, 29) zur Energieübertragung von der primärseitigen Schaltung (7; 80; 100) zur Sekundärseite (8) vorgesehen ist, um am Ausgang (35) der Sekundärseite (8) Energie für das Leuchtmittel (3) bereitzustellen, und wobei ein von dem ersten Transformator (28, 29) separater zweiter Transformator (22, 23) zum induktiven Auslesen des gesetzten Impedanzwerts vorgesehen ist.
8. 8. Betriebsgerät (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die unterschiedlichen Impedanzwerte unterschiedlichen Ausgangsströmen des Betriebsgeräts (2) zugeordnet sind.
9. 9. Betriebsgerät (2) nach Anspruch 8, wobei die Steuereinrichtung (14) eingerichtet ist, um eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung (81) und/oder einen Resonanzwandler (82) des Betriebsgeräts (2) abhängig von der in der primärseitigen Schaltung (7; 80; 100) erfassten Messgröße (idet; 62-65) zu steuern, um einen Ausgangsstrom bereitzustellen, der dem gesetzten Impedanzwert zugeordnet ist.
10. 10. Betriebsgerät (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (14) eingerichtet ist, um eine Erkennung des gesetzten Impedanzwerts nur in einer vorgegebenen Betriebsphase, insbesondere beim Starten des Betriebsgeräts (2), durchzuführen.
11. 11. Betriebsgerät (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auswahleinrichtung DIP-Schalter (51,53, 55, 57) umfasst. 14/21

    Österreichisches petetwt AT 13 344 U1 2013-10-15
12. 12. Betriebsgerät (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches als SELV-Gerät ausgestaltet ist, wobei die Sekundärseite (8) des Betriebsgeräts (2) ein SELV-Bereich ist.
13. 13. Betriebsgerät (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches als LED-Konverter ausgestaltet ist
14. 14. Verfahren zum Betreiben eines Betriebsgeräts (2) für ein Leuchtmittel (3), wobei das Betriebsgerät (2) eine primärseitige Schaltung (7; 80; 100) und eine Sekundärseite (8), die von der primärseitigen Schaltung (7; 80; 100) galvanisch getrennt ist und die einen Ausgang (35) zur Energieversorgung des Leuchtmittels (3) aufweist, umfasst, wobei die Sekundärseite (8) eine Auswahleinrichtung mit einer auf eine Mehrzahl unterschiedlicher Impedanzwerte setzbaren Impedanz (15) aufweist, wobei das Verfahren umfasst: Erfassen einer Messgröße (idet; 62-65) in der primärseitigen Schaltung (7; 80; 100), wobei die Messgröße (idet; 62-65) von einem gesetzten Impedanzwert abhängt, und Steuern des Betriebsgerät (2) durch eine Steuereinrichtung (14) abhängig von der in der primärseitigen Schaltung (7; 80; 100) erfassten Messgröße (idet; 62-65).
15. 15. Verfahren nach Anspruch 14, das mit dem Betriebsgerät (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 durchgeführt wird. Hierzu 6 Blatt Zeichnungen 15/21