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DE102007052669B4 - Ballast for a gas discharge lamp, e.g. an HID lamp - Google Patents

Ballast for a gas discharge lamp, e.g. an HID lamp Download PDF

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DE102007052669B4
DE102007052669B4 DE102007052669.7A DE102007052669A DE102007052669B4 DE 102007052669 B4 DE102007052669 B4 DE 102007052669B4 DE 102007052669 A DE102007052669 A DE 102007052669A DE 102007052669 B4 DE102007052669 B4 DE 102007052669B4
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current
control
switching element
polarity
control input
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Eduardo Pereira
Markus Braun
Jürgen Fink
Horst Knoedgen
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Tridonic GmbH and Co KG
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Abstract

Verfahren zur Ansteuerung des Steuereingangs eines Schaltelements (8, M1), insbesondere eines Transistors,wobei- der Steuereingang transformatorisch galvanisch entkoppelt ist, und- das Ein- bzw. Ausschalten des Steuereingangs durch transformatorische Übertragung von Strom- oder Spannungsimpulsen von einer Steuereinheit (15, V1) als Taktsignalquelle erfolgt,wobei die Taktsignalquelle drei verschiedene Zustände ausgibt,wobei ein Strom- oder Spannungsimpuls erster Polarität über ein erstes Steuerelement (S1) auf den Steuereingang geleitet wird und den Steuereingang auflädt, diese Ladung auch nach dem Strom- oder Spannungsimpuls erster Polarität und somit das Schaltelement (8, M1) eingeschaltet verbleibt und ein Strom- oder Spannungsimpuls mit umgekehrter Polarität die Ladung an dem Steuereingang über ein zweites Steuerelement (S2) entlädt derart, dass das Schaltelement (8, M1) ausgeschaltet wird.Method for controlling the control input of a switching element (8, M1), in particular a transistor, wherein - the control input is galvanically decoupled by a transformer, and - switching the control input on or off by transformer transmission of current or voltage pulses from a control unit (15, V1) takes place as a clock signal source, the clock signal source outputting three different states, a current or voltage pulse of the first polarity being passed to the control input via a first control element (S1) and charging the control input, this charge also after the current or voltage pulse of the first polarity and thus the switching element (8, M1) remains switched on and a current or voltage pulse with reversed polarity discharges the charge at the control input via a second control element (S2) in such a way that the switching element (8, M1) is switched off.

Description

Die Erfindung betrifft die Ansteuerung eines Hochpotential(„Highside“)-Transistors, die bspw. Anwendung finden kann in einem Betriebsgerät für Leuchtmittel, beispielsweise einem Vorschaltgerät für eine Gasentladungslampe oder eine LED, und genauer gesagt bspw. in einem Schaltregler wie bspw. einem Wechselrichter.The invention relates to the control of a high-potential ("highside") transistor, which can be used, for example, in an operating device for lamps, for example a ballast for a gas discharge lamp or an LED, and more precisely, for example, in a switching regulator such as an inverter .

Ein Vorschaltgerät mit einer Halbbrückenschaltung (Inverter) ist bekannt. Insbesondere dann, wenn hohe Leistungen geschaltet werden soll, werden als Schalterelemente des Inverters FETs, MOSFETs oder IGBTs verwendet. Diese Bauelemente zeichnen sich nicht nur dadurch aus, dass sie leistungsarm schalten, sondern auch dadurch, dass sie sehr schnell schalten. Allerdings sind die genannten Bauelemente mit sehr hochohmigen Eingängen (Gates) versehen, die auch eine Treiberschaltung mit einem sehr hochohmigen Ausgang erforderlich machen. Die Treiberschaltung muss sogar gewährleisten, dass zumindest das auf hohem Potential liegende („high side“) Schalterelement galvanisch gegen Masse isoliert ist. Dies ist dadurch möglich, dass eine Treiberschaltung mit Transformator eingesetzt wird, deren Primärwicklung und Sekundärwicklung nur induktiv gekoppelt, galvanisch aber getrennt sind.A ballast with a half-bridge circuit (inverter) is known. FETs, MOSFETs or IGBTs are used as switching elements of the inverter, in particular when high power levels are to be switched. These components are characterized not only by the fact that they switch with little power, but also by the fact that they switch very quickly. However, the components mentioned are provided with very high-impedance inputs (gates), which also require a driver circuit with a very high-impedance output. The driver circuit must even ensure that at least the high-potential (“high side”) switch element is galvanically isolated from ground. This is possible because a driver circuit with a transformer is used, the primary winding and secondary winding of which are only inductively coupled but are galvanically isolated.

Die Druckschrift US 56 68 712 A offenbart eine Schaltung zur Steuerung eines DC/AC-Konverters in einer Spannungsversorgungsschaltung für eine Entladungslampe eines Kraftfahrzeugscheinwerfers. Die Druckschrift DE 40 09 267 A1 offenbart ein Hochfrequenzvorschaltgerät. Die Druckschrift US 55 46 300 A offenbart eine Nullspannungsschalten-Steuerung eines Resonanzbetrieb-Konverters und ein elektronisches Vorschaltgerät mit einer solchen Steuerung. Die Druckschrift DE 94 08 734 U1 offenbart eine Hochspannungs-Versorgungsschaltung für eine Gasentladungslampe. Die Druckschrift US 5 798 619 A offenbart Techniken zur Steuerung von entfernten Lampenlasten. Die Druckschrift DE 44 25 679 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Betreiben einer Hochdruck-Gasentladungslampe. Die Druckschrift EP 1 147 686 B1 offenbart einen Sperrwandler als LED-Treiber.The pamphlet US 56 68 712 A discloses a circuit for controlling a DC/AC converter in a power supply circuit for a discharge lamp of an automobile headlight. The pamphlet DE 40 09 267 A1 discloses a high frequency ballast. The pamphlet U.S. 55 46 300 A discloses a zero voltage switching control of a resonant mode converter and an electronic ballast with such control. The pamphlet DE 94 08 734 U1 discloses a high voltage power supply circuit for a gas discharge lamp. The pamphlet U.S. 5,798,619 A discloses techniques for controlling remote lamp loads. The pamphlet DE 44 25 679 A1 discloses a device for operating a high-pressure gas discharge lamp. The pamphlet EP 1 147 686 B1 discloses a flyback converter as an LED driver.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Technik zur Ansteuerung eines Schaltelements vorzuschlagen, die insbesondere für die Verhältnisse in Vorschaltgeräten mit Vollbrücken- oder Halbbrücken-Wechselrichtern oder einem anderem Schaltregler ausgelegt ist.The invention is based on the object of proposing a technique for driving a switching element which is designed in particular for the conditions in ballasts with full-bridge or half-bridge inverters or another switching regulator.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.According to the invention, this object is achieved by the features of the independent claims. The dependent claims develop the central idea of the invention in a particularly advantageous manner.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung des Steuereingangs bspw. eines auf hohem Potential liegenden Schaltelements, insbesondere eines Transistors, wobei der Steuereingang transformatorisch galvanisch entkoppelt ist. Dabei erfolgt das Ein- bzw. Ausschalten des Steuereingangs durch transformatorische Übertragung von Strom- oder Spannungsimpulsen von einer Steuereinheit als Taktsignalquelle.A first aspect of the invention relates to a method for driving the control input, for example a switching element which is at high potential, in particular a transistor, the control input being transformer-electrically decoupled. In this case, the control input is switched on or off by means of a transformer transmission of current or voltage pulses from a control unit as a clock signal source.

Das Ein- bzw. Ausschalten erfolgt bspw. durch bipolare Spannungsimpulse. Diese Spannungsimpulse sind Schaltimpulse, mit denen bspw. Strompulse funktional gleichzusetzen sind.Switching on and off takes place, for example, by means of bipolar voltage pulses. These voltage pulses are switching pulses with which current pulses, for example, can be functionally equated.

Die Erfindung kann dabei sowohl als Ansteuerung des Steuereingangs eines auf hohem Potential liegenden Schaltelements genutzt werden, bei dem eine galvanische Trennung erforderlich sein kann, als auch zur galvanisch entkoppelten Ansteuerung des Steuereingangs eines Schaltelements, welches nicht auf einem hohen Potential liegt, dessen Ansteuerung aber eine galvanische Trennung erfordert.The invention can be used both to control the control input of a switching element that is at high potential, for which galvanic isolation may be required, and for galvanically decoupled control of the control input of a switching element that is not at high potential, but whose control has one galvanic isolation required.

Ein Spannungsimpuls erster Polarität lädt bspw. über ein erstes Steuerelement den Steuereingang auf, diese Ladung verbleibt auch nach dem Spannungsimpuls erster Polarität und somit das Schaltelement eingeschaltet und ein Spannungsimpuls mit umgekehrter Polarität entlädt die Ladung an dem Steuereingang über ein zweites Steuerelement derart, dass das Schaltelement ausgeschaltet wird. Anstelle des Begriffs „Steuerelement“ kann auch der Begriff „Schaltungsbauteil“ oder „Schaltungselement“ verwendet werden.A voltage pulse of the first polarity charges the control input, for example via a first control element, this charge remains even after the voltage pulse of the first polarity and thus the switching element is switched on, and a voltage pulse with the opposite polarity discharges the charge at the control input via a second control element in such a way that the switching element is switched off. The term “circuit component” or “circuit element” can also be used instead of the term “control element”.

Als erstes Steuerelement kann eine Diode, vorzugsweise eine Zenerdiode verwendet werden.A diode, preferably a zener diode, can be used as the first control element.

Als zweites Steuerelement kann eine Diode und/oder ein Transistor verwendet werden.A diode and/or a transistor can be used as the second control element.

Die Strom- oder Spannungsimpulse sind vorzugsweise kürzer als die Ein- oder Ausschaltzeit des angesteuerten Schaltelements. Dabei sind auch Folgen von mehreren Impulsen möglich, um das Schaltelement in einem gewünschten Zustand zu halten.The current or voltage pulses are preferably shorter than the switch-on or switch-off time of the activated switching element. In this case, sequences of several pulses are also possible in order to keep the switching element in a desired state.

Die Steuereinheit kann als Taktsignalquelle in einem vorbestimmten Takt Spannungsimpulse ausgeben, unabhängig davon, ob der Zustand des Schaltelements geändert werden soll.As a clock signal source, the control unit can output voltage pulses in a predetermined cycle, regardless of whether the state of the switching element is to be changed.

Dabei kann die Steuereinheit für den Fall, dass der Zustand des Schaltelements geändert werden soll, auf einen ersten Spannungsimpuls einen zweiten Impuls mit zu dem ersten Spannungsimpuls umgekehrter Polarität aussenden.In this case, the control unit can respond to a first voltage pulse in the event that the state of the switching element is to be changed emit a second pulse with the opposite polarity to the first voltage pulse.

Die Steuereinheit kann für den Fall, dass der Zustand des Schaltelements beibehalten werden soll, auf einen Spannungsimpuls erster Polarität erneut einen Spannungsimpuls derselben Polarität senden.If the state of the switching element is to be retained, the control unit can send a voltage pulse of the same polarity again in response to a voltage pulse of the first polarity.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Steuereinheit, insbesondere eine integrierte Schaltung wie z.B. einem ASIC, die zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.The invention also relates to a control unit, in particular an integrated circuit such as an ASIC, which is designed to carry out a method according to any one of the preceding claims.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf einen Halbbrücken- oder Vollbrücken-Wechselrichter oder anderen Schaltregler mit wenigstens einem Schalter. Dabei wird wenigstens ein Schalter mittels einem oben erläuterten Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche angesteuert.The invention further relates to a half-bridge or full-bridge inverter or other switching regulator with at least one switch. In this case, at least one switch is controlled by means of a method according to one of the preceding claims explained above.

Ein Vorschaltgerät für Gasentladungslampen, insbesondere HID-Lampen, kann einen derartigen Wechselrichter aufweisen.A ballast for gas discharge lamps, in particular HID lamps, can have such an inverter.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben.

  • 1 zeigt ein Vorschaltgerät zum Betreiben einer Gasentladungslampe,
  • 2 zeigt Signalverläufe in dem Vorschaltgerät,
  • 3 bis 5 zeigen Ausgestaltungen von Transformatoren als Potentialtrennung eines Highside-Transistors,
  • 6 bis 8 zeigen Ausführungsbeispiele von schematischen Schaltungen zur Ansteuerung eines Highside-Transistors,
  • 9 zeigt Signalverläufe in der Schaltung gemäss 7b,
  • 10 zeigt eine Schaltung zum Ansteuern einer LED, und
  • 11 zeigt ein Vorschaltgerät zum Betreiben einer HID-Lampe.
An embodiment of the invention is described below with reference to the drawings.
  • 1 shows a ballast for operating a gas discharge lamp,
  • 2 shows signal curves in the ballast,
  • 3 until 5 show configurations of transformers as potential isolation of a high-side transistor,
  • 6 until 8th show exemplary embodiments of schematic circuits for controlling a high-side transistor,
  • 9 shows signal curves in the circuit according to 7b ,
  • 10 shows a circuit for driving an LED, and
  • 11 shows a ballast for operating an HID lamp.

1 zeigt ein Vorschaltgerät zum Betreiben einer Gasentladungslampe 2 in schematisierter Form. Das Vorschaltgerät besteht aus einem Lastkreis 1, einem Inverter 7, einer Treiberschaltung 11, einer Steuereinheit 15 und einer Versorgungsspannungseinheit 16. Der Lastkreis 1 enthält wie üblich einen Serienresonanzkreis, bestehend aus einer Drossel 4 und einem Ladekondensator 3. Der Verbindungspunkt zwischen der Drossel 4 und dem Ladekondensator 3 ist über eine Koppelkondensator 5 mit einer Elektrode der Gasentladungslampe 2 verbunden. Die andere Elektrode der Gasentladungslampe 2 liegt an Masse. Die Drossel 4 besteht aus einem nicht gezeigten Kern und einer Drosselwicklung D. Der von dem Ladekondensator 3 abgewandte Anschluss der Drossel 4 ist außerdem mit einem Anschluss eines Dämpfungskondensators (Snubber Cap) verbunden, dessen anderer Anschluss an Masse liegt. 1 shows a ballast for operating a gas discharge lamp 2 in schematic form. The ballast consists of a load circuit 1, an inverter 7, a driver circuit 11, a control unit 15 and a supply voltage unit 16. The load circuit 1, as usual, contains a series resonant circuit consisting of a choke 4 and a charging capacitor 3. The connection point between the choke 4 and the charging capacitor 3 is connected to an electrode of the gas discharge lamp 2 via a coupling capacitor 5 . The other electrode of the gas discharge lamp 2 is grounded. The choke 4 consists of a core (not shown) and a choke winding D. The terminal of the choke 4 facing away from the charging capacitor 3 is also connected to a terminal of a damping capacitor (snubber cap), the other terminal of which is connected to ground.

Der Inverter 7 ist eine Halbbrückenschaltung, bestehend aus zwei in Serie geschalteten MOSFETs 8, 9, die als elektronische Schalterelemente arbeiten. Die Serienschaltung aus den beiden MOSFETs 8, 9 liegt einerseits an einem hohen Gleichspannungspotential Vbus und andererseits an Masse. Der Verbindungspunkt 10 de Halbbrücke führt zum Lastkreis 1.The inverter 7 is a half-bridge circuit consisting of two series-connected MOSFETs 8, 9, which work as electronic switching elements. The series connection of the two MOSFETs 8, 9 is connected to a high DC voltage potential V bus on the one hand and to ground on the other hand. Connection point 10 of the half-bridge leads to load circuit 1.

(Die Erfindung lässt sich natürlich auch auf Vollbrückenschaltungen anwenden.)(The invention can of course also be applied to full-bridge circuits.)

Die Eingänge (Gates) der beiden MOSFETs sind gegenüber Masse sehr hochohmig. Das macht es erforderlich, dass auch die entsprechenden Ausgänge der Treiberschaltung 11 sehr hochohmig sind. Im Falle des oben liegenden MOSFETs 8 besteht sogar die Forderung nach einer vollständigen galvanischen Trennung gegenüber Masse. Die Treiberschaltung 11 enthält dazu einen Transformator 14 mit einem (nicht dargestellten) Kern sowie einer Primärwicklung Tp und einer Sekundärwicklung Ts. Der eine Anschluss der Sekundärwicklung Ts ist mit dem Eingang des oben liegenden Treibers 12 verbunden, dessen Ausgang am Gate des MOSFETs 8 liegt. Der andere Anschluss der Sekundärwicklung Ts liegt am Brückenpunkt 10 der den Inverter 7 bildenden Halbbrückenschaltung. Auch das Gate des unten liegenden MOSFETs 9 wird von einem Treiber 13 angesteuert, der direkt zu der Steuereinheit 15 führt. Auch die Primärwicklung Tp des Transformators 14 wird von der Steuereinheit 15 versorgt.The inputs (gates) of the two MOSFETs have a very high resistance to ground. This makes it necessary for the corresponding outputs of driver circuit 11 to also have very high impedance. In the case of the MOSFET 8 lying on top, there is even a requirement for complete electrical isolation from ground. For this purpose, the driver circuit 11 contains a transformer 14 with a core (not shown) and a primary winding T p and a secondary winding T s . One connection of the secondary winding T s is connected to the input of the overhead driver 12 whose output is at the gate of the MOSFET 8 . The other connection of the secondary winding T s is at the bridge point 10 of the half-bridge circuit forming the inverter 7 . The gate of the MOSFET 9 lying underneath is also controlled by a driver 13 which leads directly to the control unit 15 . The primary winding T p of the transformer 14 is also supplied by the control unit 15 .

Die Steuereinheit 15 liefert Schaltimpulse (ein/aus) an die Treiberschaltung 11. Dabei wird die Resonanz zwischen der Windungskapazität der Primärwicklung sowie ihrer Induktivität ausgenutzt. Wenn der Schaltimpuls „ein“ ist, wird die Windungskapazität aufgeladen und der Transformator in einer Richtung magnetisiert. Der oben liegende MOSFET 8 ist dann auf Durchlass geschaltet, während der unten liegende MOSFET 9 gesperrt ist. Wenn dann der Schaltimpuls „aus“ folgt, treibt der Transformator den Strom weiter und wird in die andere Richtung ummagnetisiert. Das führt dazu, dass der oben liegende MOSFET 8 gesperrt und der unten liegende MOSFET 9 auf Durchlass geschaltet wird.The control unit 15 supplies switching pulses (on/off) to the driver circuit 11. The resonance between the winding capacitance of the primary winding and its inductance is used here. When the switching pulse is "on", the winding capacitance is charged and the transformer is magnetized in one direction. The MOSFET 8 lying at the top is then switched to conduction, while the MOSFET 9 lying at the bottom is blocked. When the "off" switching pulse then follows, the transformer continues to drive the current and is remagnetized in the other direction. As a result, the MOSFET 8 located at the top is blocked and the MOSFET 9 located at the bottom is switched to conduction.

Der Dämpfungskondensator 6 im Lastkreis ermöglicht ein Schalten der MOSFETs 8, 9 mit Null-Potential, und er wirkt außerdem als Filter gegen elektromagnetische Störfrequenzen, die eine Folge der Schaltvorgänge sind.The snubber capacitor 6 in the load circuit enables the MOSFETs 8, 9 to be switched at zero potential and also acts as a filter against electromagnetic interference frequencies which are a consequence of the switching operations.

In 2(a) ist erkennbar, wie die beiden MOSFETs 8, 9 wechselweise leitend geschaltet werden.In 2(a) it can be seen how the two MOSFETs 8, 9 are alternately switched on.

2(b) zeigt die Spannung vmp(t) am Brückenpunkt 10 des Inverters 7. Man erkennt, dass trapezförmige Schaltimpulse entstehen. 2 B) shows the voltage vmp(t) at the bridge point 10 of the inverter 7. It can be seen that trapezoidal switching pulses occur.

2(c) zeigt den Verlauf des Stromes iL(t) durch die Drossel 4. Man erkennt, dass der Strom nahezu sinusförmig ist, was ein Anzeigen dafür ist, dass nahezu keine Oberwellen und damit Störungen erzeugt werden. 2(c) shows the course of the current iL(t) through the inductor 4. It can be seen that the current is almost sinusoidal, which is an indication that almost no harmonics and thus interference are generated.

2(d) zeigt den Verlauf des Stromes durch den Dämpfungskondensator 6. Es handelt sich um kleine Stromimpulse, die mit wechselnder Polarität in den Schaltpausen der MOSFETs 8, 9 auftreten. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass die aus 2(a) ersichtlichen Schaltpausen Null-Potential haben. Die eigentliche Erfindung ist in den 3 bis 5 dargestellt. 2(d) shows the course of the current through the damping capacitor 6. These are small current pulses which occur with changing polarity in the switching pauses of the MOSFETs 8, 9. In this context it should be noted that the 2(a) apparent switching pauses have zero potential. The actual invention is in the 3 until 5 shown.

Der Transformator 14 und die Drossel 4 haben einen gemeinsamen Kern 16, der aus gegeneinander gesetzten E-Teilkernen 17 und 18 besteht. Der Kern 16 hat zwei Außenschenkel 19 und 20 sowie einen Mittelschenkel 21. Der Mittelschenkel 21 ist von einem Luftspalt 24 unterbrochen und dadurch in zwei Teilschenkel 21a, 21b geteilt. Die drei Schenkel 19, 20, 21 sind an ihren beiden Enden jeweils von einem Querjoch 22, 23 überbrückt.The transformer 14 and the choke 4 have a common core 16, which consists of E-partial cores 17 and 18 placed against one another. The core 16 has two outer legs 19 and 20 and a middle leg 21. The middle leg 21 is interrupted by an air gap 24 and is thereby divided into two partial legs 21a, 21b. The three legs 19, 20, 21 are each bridged at their two ends by a transverse yoke 22, 23.

Die Primärwicklung Tp des Transformators 14 ist geteilt, wobei die eine Hälfte auf den Schenkel 19 und die andere Hälfte auf den Schenkel 20 gewickelt ist. Gleichermaßen ist die Sekundärwicklung Ts geteilt, wobei die eine Teilwicklung ebenfalls auf den Schenkel 19 und die andere ebenfalls auf den Schenkel 20 des gemeinsamen Kerns 16 gewickelt ist. Der Wicklungssinn wird später erläutert.The primary winding T p of transformer 14 is split, with one half wound on leg 19 and the other half wound on leg 20 . Likewise, the secondary winding T s is divided, one partial winding also being wound onto the leg 19 and the other also being wound onto the leg 20 of the common core 16 . The sense of winding will be explained later.

Die Drossel 4 besteht aus drei Drosselwicklungen D1, D2 und D3. Diese drei Drosselwicklungen können wahlweise in Serie geschaltet werden, im die Induktivität der Drossel verändern zu können. Auf jeden Fall sind alle drei Drosselwicklungen D1, D2 und D3 auf den Mittelschenkel 21 des gemeinsamen Kernes 16 gewickelt.The choke 4 consists of three choke windings D1, D2 and D3. These three choke windings can optionally be connected in series to change the inductance of the choke. In any case, all three choke windings D1, D2 and D3 are wound on the middle leg 21 of the common core 16.

Nunmehr soll anhand der 4 und 5 erläutert werden, wie der Wicklungssinn der Primärwicklungen des Transformators 14 gewählt werden muss, damit der gewünschte Effekt erreicht wird. In 4 sind nur zwei Wicklungen gezeigt, von denen die obere einer der beiden Transformatorwicklungen in 3 entspricht, und von denen die untere einer der Drosselwicklungen in 3 entspricht.Now, based on the 4 and 5 explained how the winding direction of the primary windings of the transformer 14 must be chosen so that the desired effect is achieved. In 4 only two windings are shown, the top one of which is one of the two transformer windings in 3 corresponds, and the lower of which one of the choke windings in 3 corresponds.

Unter Bezugnahme auf 4 soll zunächst die auf dem Mittelschenkel unten sitzende Wicklung mit einer Spannung UD beaufschlagt werden, die in der Wicklung einen Strom iD erzeugt. Durch den Strom iD wird im Mittelschenkel ein magnetischer Fluss ϕD erzeugt, der sich in zwei Teilflüsse ϕD1 und ϕD2 aufteilt, die durch die Außenschenkel zurückfließen. Der Wicklungssinn der beiden Teilwicklungen der oberen Wicklung ist nun so gewählt, dass der in den beiden Teilwicklungen durch die beiden Teilflüsse ϕD1 und ϕD2 induzierte Strom zu Spannungen UR1 und UR2 führt, die sich gegenseitig aufheben, so dass am Eingang der oberen Wicklung UR = 0 entsteht. Das Ergebnis ist also: Die obere Wicklung ist von der unteren entkoppelt. Entscheidend ist, dass die Teilwicklungen so angebracht sind, dass sich die aufgrund der darin induzierten Ströme ergebenden Teilspannungen aufheben.With reference to 4 the first step is to apply a voltage U D to the winding on the middle leg, which generates a current i D in the winding. The current i D generates a magnetic flux ϕ D in the middle limb, which is divided into two partial fluxes ϕ D1 and ϕ D2 , which flow back through the outer limb. The sense of winding of the two partial windings of the upper winding is selected in such a way that the current induced in the two partial windings by the two partial fluxes ϕ D1 and ϕ D2 leads to voltages UR1 and UR2 , which cancel each other out, so that at the input of the upper Winding U R = 0 arises. So the result is: the upper winding is decoupled from the lower one. It is crucial that the partial windings are attached in such a way that the partial voltages resulting from the currents induced in them cancel out.

In 5 wird an die obere Wicklung eine Spannung UT angelegt, die einen Strom IT zur Folge hat. Aufgrund des Stromes wird in dem Kern ein Fluss ϕT erzeugt, der nur durch die beiden äußeren Schenkel des Kernes sowie die beiden Querjoche läuft, nicht aber durch den Mittelschenkel. Der Grund ist, dass der Mittelschenkel wegen seines Luftspaltes einen wesentlich höheren magnetischen Widerstand als die beiden Außenschenkel hat. Dadurch, dass der Mittelschenkel nicht durchflossen wird, wird in der auf diesen Mittelschenkel sitzenden unteren Wicklung kein Strom induziert. Damit ist auch die untere Wicklung von der oberen Wicklung entkoppelt.In 5 a voltage U T is applied to the upper winding, which results in a current I T . Due to the current, a flux ϕ T is generated in the core, which only runs through the two outer legs of the core and the two transverse yokes, but not through the middle leg. The reason is that the middle leg has a much higher magnetic reluctance than the two outer legs due to its air gap. Due to the fact that no current flows through the middle leg, no current is induced in the lower winding sitting on this middle leg. This also decouples the lower winding from the upper winding.

Das für die beiden 4 und 5 dargelegte Prinzip ist in 3 mit zwei Transformatorwicklungen und drei Drosselwicklungen realisiert. Der Wicklungssinn ist jeweils der gleiche wie in den 4 und 5. Auch hier ist eine vollständige Entkopplung zwischen den Transformatorwicklungen einerseits und den Drosselwicklungen andererseits gewährleistet. Nicht entkoppelt sind jedoch - was auch nicht sein darf - die Primärwicklung Tp und die Sekundärwicklung Ts des Transformators 14. Dadurch, dass die Transformatorwicklungen Tp und Ts sowie die Drosselwicklungen D1, D2 und D3 alle auf dem gleichen Kern 16 sitzen, ist der Schaltungsaufwand um den normalerweise vorhandenen zweiten Kern in beachtlichem Maße reduziert worden.That for both of them 4 and 5 stated principle is in 3 realized with two transformer windings and three choke windings. The sense of winding is the same as in the 4 and 5 . Here, too, complete decoupling between the transformer windings on the one hand and the choke windings on the other is guaranteed. However, the primary winding T p and the secondary winding T s of the transformer 14 are not decoupled - which should not be the case either. Because the transformer windings T p and T s and the choke windings D1, D2 and D3 are all on the same core 16, the amount of circuitry around the second core that is normally present has been reduced to a considerable extent.

Das vorstehend beschriebene Prinzip kann auch - unter Bezugnahme auf 3 - wie folgt abgewandelt werden: D1 und D2 können Transformatorwicklungen sein. Tp kann eine Drosselwicklung sein. D3 und Ts denkt man sich weg. Auch bei einer solchen abgewandelten Version sind die Transformatorwicklungen einerseits und die Drosselwicklung andererseits gegeneinander entkoppelt, während die beiden Transformatorwicklungen miteinander gekoppelt sind.The principle described above can also - with reference to 3 - be modified as follows: D 1 and D 2 can be transformer windings. T p can be a choke winding. One thinks away D 3 and T s . Even with such a modified version, the transformer windings on the one hand and the choke winding on the other hand are decoupled from one another, while the two transformer windings are coupled to one another.

In 6 ist eine erfindungsgemäße Schaltung zur Ansteuerung eines Transistors M1, insbesondere eines MOSFETs gezeigt. Vorzugsweise ist der Transistor M1 ein Transistor, der auf hohem Potential liegt (High Side) und beispielsweise mit einer DC-Busspannung eines Vorschaltgeräts der oben erläuterten Art versorgt ist. Daher soll das Gate des Transistors M1 in potentialgetrennter Weise angesteuert werden. Gemäß der in 6 gezeigten Ausgestaltung ist dazu eine Steuereinheit als Taktsignalquelle V1 vorgesehen, die die primärseitige Wicklung des Transformators T1 versorgt.In 6 shows a circuit according to the invention for driving a transistor M1, in particular a MOSFET. The transistor M1 is preferably a transistor which is at a high potential (high side) and is supplied, for example, with a DC bus voltage of a ballast of the type explained above. Therefore, the gate of the transistor M1 should be driven in a floating manner. According to the 6 In the embodiment shown, a control unit is provided as a clock signal source V1, which supplies the primary-side winding of the transformer T1.

Dabei ist die Steuereinheit V1 derart ausgebildet, dass sie vorzugsweise bipolare Impulse von beispielsweise +/-12V ausgeben kann.The control unit V1 is designed in such a way that it can preferably output bipolar pulses of +/-12V, for example.

Diese bipolaren Impulse werden über den Transformator T1 übertragen. Sekundärseitig ist ein erstes Steuerelement S1 vorgesehen, über das selektiv bei einem ersten Impuls der Steuereinheit V1 das Schaltelement (Transistor) M1 eingeschaltet werden kann. Dazu kann beispielsweise bei einem ersten Impuls über das Steuerelement S1 der Steuereingang (Gate) des Transistors M1 aufgeladen werden. Erfindungsgemäß verbleibt dann der Schalter in diesem Zustand (beispielsweise eingeschaltet), auch wenn der Impuls wieder abgeklungen ist und somit an der Primärseite des Transistors T1 das Signal 0V anliegt.These bipolar pulses are transmitted through transformer T1. A first control element S1 is provided on the secondary side, via which the switching element (transistor) M1 can be switched on selectively with a first pulse from the control unit V1. For this purpose, the control input (gate) of the transistor M1 can be charged, for example, with a first pulse via the control element S1. According to the invention, the switch then remains in this state (for example switched on), even when the pulse has decayed again and the signal 0V is therefore present on the primary side of the transistor T1.

Zum Ausschalten des Schaltelements (Transistors) M1 wird ein weiterer Impuls von der Steuereinheit V1 verwendet. Dies kann vorzugsweise ein Impuls umgekehrter Polarität (beispielsweise -12V) sein. Insbesondere kann ein weiteres Steuerelement S2 derart an der Sekundärseite des Transformators T1 vorgesehen sein, dass der zweite Impuls eine Entladung des Steuereingangs (Gates) des Transistors M1 durch das zweite Steuerelement S2 auf Masse verursacht.Another pulse from the control unit V1 is used to switch off the switching element (transistor) M1. This can preferably be a pulse of reversed polarity (e.g. -12V). In particular, a further control element S2 can be provided on the secondary side of the transformer T1 in such a way that the second pulse causes the control input (gate) of the transistor M1 to be discharged to ground through the second control element S2.

Dem Schaltelement M1 (Transistor) kann optional ein Ladungs- oder Energiespeicher C1 (zum Beispiel ein Kondensator) parallel geschaltet sein.A charge or energy store C1 (for example a capacitor) can optionally be connected in parallel with the switching element M1 (transistor).

7a zeigt eine erste schaltungstechnische Ausgestaltung des allgemeinen Schemas der Schaltung von 6. Dabei ist das erste Steuerelement, das also zum Einschalten des Transistors durch Aufladen des Steuereingangs (Gates) dient, eine Diode D1. 7a shows a first circuit design of the general scheme of the circuit of 6 . The first control element, which is used to turn on the transistor by charging the control input (gate), is a diode D1.

Zum Entladen und somit zum Ausschalten des Transistors M1 ist eine Schaltung vorgesehen, die eine Zenerdiode D3 sowie einen Transistor Q1 aufweist.To discharge and thus turn off the transistor M1, a circuit is provided which has a zener diode D3 and a transistor Q1.

In 8 ist eine Schaltung dargestellt, bei der das Entladen des Steuereingangs des Transistors M1 nicht durch ein aktives Element (wie der Transistor Q1 gemäß Ausführungsbeispiel von 7a) erfolgt, sondern durch ein weiteres passives Bauelement, nämlich eine Zenerdiode D2.In 8th shows a circuit in which the discharging of the control input of the transistor M1 is not effected by an active element (like the transistor Q1 according to the embodiment of 7a) takes place, but by another passive component, namely a zener diode D2.

In der 7b, die im Wesentlichen der 7a entspricht, sind verschiedene Spannungen bezeichnet, die in dem Signalverlaufsdiagramm von 9 dargestellt sind.In the 7b , which is essentially the 7a corresponds to various voltages indicated in the waveform diagram of FIG 9 are shown.

Dort ist ersichtlich, dass durch einen ersten Impuls DRV+, der als Spannung VT1 auch die Sekundärwicklung des Transformators T1 transformiert wird, das Gate des Transistors M1 auf eine Durchschaltspannung VGate aufgeladen wird.It can be seen there that the gate of transistor M1 is charged to a turn-on voltage V Gate by a first pulse DRV+, which is also transformed as voltage V T1 by the secondary winding of transformer T1.

Auch bei einem zweiten positiven Impuls DRV+ bleibt dieser Einschaltzustand des Transistors M1 erhalten.This switched-on state of the transistor M1 is retained even with a second positive pulse DRV+.

Ein Ausschalten durch Entladen des Gates erfolgt gemäß diesem Ausführungsbeispiel durch einen Impuls umgekehrter Polarität, nämlich mit einer Spannung DRV-, die als negativer Spannungsimpuls auf die Sekundärseite des Transistors T1 als Spannung V_T1 transformiert wird. Die vordere Flanke dieses Impulses verursacht dann das Entladen des Steuereingangs des Transistors M1 über ein passives oder ein aktives Bauelement.According to this exemplary embodiment, switching off by discharging the gate is effected by a pulse of reverse polarity, namely with a voltage DRV-, which is transformed as a negative voltage pulse onto the secondary side of transistor T1 as voltage V_T1. The leading edge of this pulse then causes the control input of transistor M1 to be discharged via a passive or an active component.

Erfindungsgemäß können also eingangsseitig drei verschiedene Zustände erzeugt werden, nämlich ein Impuls erster Polarität, ein Impuls mit einer zweiten, dazu inversen Polarität, sowie der Zustand ‚0V‘.According to the invention, three different states can be generated on the input side, namely a pulse with a first polarity, a pulse with a second, inverse polarity, and the '0V' state.

Das erste Steuerelement S1, das vorzugsweise als Diode D1 (normale Diode oder Zenerdiode) ausgebildet ist, leitet den positiven Impuls, d.h. den Übergang von beispielsweise 0V auf +12V von dem Transformator T1 auf das Gate des Transistors M1.The first control element S1, which is preferably in the form of a diode D1 (normal diode or zener diode), conducts the positive pulse, i.e. the transition from, for example, 0V to +12V from the transformer T1 to the gate of the transistor M1.

Bei einem Übergang von 0V auf die negative Polarität (beispielsweise -12V) schaltet die Zenerdiode D3 durch, was wiederum den Transistor Q1 durchschaltet, so dass das Gate des Transistors (beispielsweise Feldeffekttransistors) M1 entladen wird.On a transition from 0V to the negative polarity (e.g. -12V), the zener diode D3 turns on, which in turn turns on the transistor Q1, thereby discharging the gate of the transistor (e.g. field effect transistor) M1.

Erfindungsgemäß wird also ein getaktetes Signal von einer Quelle V1 bereitgestellt, wobei dieses getaktete Signal dann über den Übertrager T1 auf die Sekundärseite übertragen wird. Dort sind die Steuerelemente S1 bzw. S2 vorgesehen, durch die wahlweise das Taktsignal auf das Gate des MOSFETs M1 geleitet werden kann, um diesen aufzuladen, bzw. das geladene Gate des MOSFETs M1 wieder entladen werden kann.According to the invention, a clocked signal is thus provided by a source V1, with this clocked signal then being transmitted to the secondary side via the transformer T1. There, the control elements S1 and S2 are provided, through which the clock signal can optionally be routed to the gate of the MOSFET M1 in order to charge it, or the charged gate of the MOSFET M1 can be discharged again.

Ein besonderer Vorteil ist dabei, dass der dargestellte Betrieb auch mit sehr niedriger Impulsfolgefrequenz von beispielsweise weniger als 1kHz, vorzugsweise weniger als 100Hz oder gar nahezu DC-Betrieb erfolgen kann. Wenn der Schalter M1 Teil einer Vollbrücken- oder Halbbrücken-Wechselrichterschaltung ist, ist dieser Betrieb mit sehr niedriger Frequenz des Wechselrichters beispielsweise besonders vorteilhaft für Vorschaltgeräte für HID-Lampen.A particular advantage is that the operation shown can also take place with a very low pulse repetition frequency of, for example, less than 1 kHz, preferably less than 100 Hz, or even almost DC operation. When switch M1 is part of a full-bridge or half-bridge inverter circuit, this very low frequency operation of the inverter is particularly advantageous for HID lamp ballasts, for example.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, siehe 9, dass nach beispielsweise nach Einschalten des Transistors M1 durch einen Impuls erster Polarität dieser Impuls wiederholt wird, und zwar nach einem definierten zeitlichen Abstand (Taktung der Signalquelle), was ein ‚Auffrischen‘ des Ladungszustands des Gates des Transistors M1 ermöglicht.According to the invention, see FIG 9 That after, for example, after switching on the transistor M1 by a pulse of the first polarity, this pulse is repeated, namely after a defined time interval (clocking of the signal source), which allows a 'refresh' the charge state of the gate of the transistor M1.

Die Steuereinheit als Taktsignalquelle kann also dazu ausgebildet sein, in einem vorbestimmten Takt Impulse auszugeben, unabhängig davon, ob der Zustand des Transistors M1 geändert werden soll. Für den Fall, dass der Zustand geändert werden soll, wird auf einen ersten Impuls ein zweiter Impuls mit umgekehrter Polarität ausgesendet. Für den Fall, dass der Zustand beibehalten werden soll, wird auf einen Impuls erster Polarität erneut ein Impuls derselben Polarität gesendet, was den Schaltungszustand des Transistors M1 bestätigt (‚auffrischt‘).The control unit as a clock signal source can therefore be designed to output pulses in a predetermined clock, regardless of whether the state of the transistor M1 is to be changed. In the event that the state is to be changed, a second pulse with reversed polarity is sent out after a first pulse. In the event that the state is to be retained, a pulse of the first polarity is again sent a pulse of the same polarity, which confirms ('refreshes') the circuit state of the transistor M1.

Die drei verschiedenen Zustände, die eingangsseitig erzeugt werden können, müssen keine fix definierten Spannungspegel haben, sondern können in drei verschiedenen Wertbereichen liegen. So kann ein Impuls erster Polarität im Bereich von 10V bis 15V, ein Impuls mit einer zweiten, dazu inversen Polarität im Bereich von -10V bis -15V, sowie der Zustand ‚0V‘ im Bereich von 5V bis -5V. Somit ist kein Taktsignal mit diskreten Werten notwendig, sondern es kann auch ein analoges Taktsignal mit entsprechender Signalform in den drei Spannungsbereichen verwendet werden.The three different states that can be generated on the input side do not have to have a fixed, defined voltage level, but can lie in three different value ranges. A pulse with a first polarity can range from 10V to 15V, a pulse with a second, inverse polarity can range from -10V to -15V, and the state '0V' can range from 5V to -5V. A clock signal with discrete values is therefore not necessary, but an analog clock signal with a corresponding signal form in the three voltage ranges can also be used.

11 zeigt eine Betriebsschaltung einer HID Lampe mit einer Vollbrücke, wobei die beiden auf hohem Potential liegenden Schaltelemente S1 und S3 über eine erfindungsgemäße Ansteuerung angesteuert werden. (Die generelle Funktion der Schaltung zum Betrieb von HID Lampen ist in der EP1114571B1 beschrieben.) 11 shows an operating circuit of an HID lamp with a full bridge, the two switching elements S1 and S3, which are at high potential, being controlled via a control according to the invention. (The general function of the circuit for operating HID lamps is in the EP1114571B1 described.)

10 zeigt einen Schaltregler zum Betrieb einer LED, dies ist eine weitere Anwendungsmöglichkeit der Erfindung. Der Schaltregler ist als sog. Tiefsetzsteller oder auch Buck-Konverter ausgeführt und weist ein erfindungsgemäss angesteuertes Schaltelement auf. 10 shows a switching regulator for operating an LED, this is another possible application of the invention. The switching regulator is designed as a so-called step-down converter or buck converter and has a switching element controlled according to the invention.

Durch eine Spannungsversorgung liegt eine geglättete und gleichgerichtete Zwischenkreisspannung V1 an (welche durch eine vorgelagerte Schaltungseinheit bereitgestellt werden kann, die einen Speicherkondensator speist).A smoothed and rectified intermediate circuit voltage V1 (which can be provided by an upstream circuit unit that feeds a storage capacitor) is present as a result of a voltage supply.

Nach dem Anlegen einer geeignet dimensionierten Steuerspannung U_G an das Gate eines beispielsweise als selbstsperrender n-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor realisierten ersten Halbleiter-Leistungsschalters M1 wird diese elektronisch steuerbare Schaltstufe elektrisch leitend, so dass ein Drainstrom zu fließen beginnt, der infolge der als Energiespeicher wirkenden Speicherdrossel L10 kontinuierlich ansteigt und als Diodenstrom I_D durch die Lumineszenzdioden D10 (LED) hindurchfließt. Der Anstieg dieses Diodenstroms I_D bei Ladung des Speicherdrossel L10 wird von einem niederohmigen Messwiderstand R10 erfasst, der zugleich im Lastkreis des ersten Leistungsschalters M10 angeordnet und mit dem Masseknoten verbunden ist. Wenn der Diodenstrom I_D einen bestimmten Wert erreicht hat, wird der Leistungsschalter M10 geöffnet.After the application of a suitably dimensioned control voltage U_G to the gate of a first semiconductor power switch M1 implemented, for example, as a self-locking n-channel MOS field effect transistor, this electronically controllable switching stage becomes electrically conductive, so that a drain current begins to flow, which as a result of the acting as an energy store Storage inductor L10 increases continuously and flows through the light-emitting diodes D10 (LED) as a diode current I_D. The increase in this diode current I_D when the storage inductor L10 is charged is detected by a low-impedance measuring resistor R10, which is also arranged in the load circuit of the first power switch M10 and is connected to the ground node. When the diode current I_D has reached a certain value, the power switch M10 is opened.

Dies hat zur Folge, dass der über die Speicherdrossel L10 aufgebaute Diodenstrom I_D durch eine Freilaufdiode DF im Parallelzweig zur Serienschaltung der Lumineszenzdioden D10 dem durch die Speicherdrossel L10 gebildeten induktiven Blindwiderstand XL10 und den niederohmigen Messwiderstand R10 abgeleitet wird. Mit Hilfe dieser verhältnismäßig einfachen schaltungstechnischen Maßnahme wird eine Gefährdung des ersten Halbleiter-Leistungstransistors M1 durch die beim Abschalten des Drainstroms I_D (beim Sperren von M10) am induktiven Blindwiderstand XL10 abfallende Induktionsspannung U_L10 vermieden, die ein Vielfaches der Betriebsspannung betragen kann. Die an dem niederohmigen Messwiderstand R10 abfallende Spannung U_R10 dient dabei zur Erfassung des durch die Lumineszenzdioden D10 fließenden Diodenstroms I_D im freilaufenden Strompfad. Die Schaltstufe M10 bleibt so lange gesperrt, bis der Stromfluss unter eine bestimmte Schwelle abgesunken ist. Nachdem die Schaltstufe M10 wieder zu leiten begonnen hat, wird der oben beschriebene Vorgang in periodisch wiederkehrender Folge fortgesetzt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren fließt also sowohl der Ladeals auch der Entladestrom I_L10 des induktiven Blindwiderstands XL10 als Diodenstrom I_D durch die Anordnung der seriell geschalteten Lumineszenzdioden D10 des erfindungsgemäßen LED-Beleuchtungsmoduls, so dass sich ein periodisch um einen Mittelwert pendelnder, dreieckförmiger Strom durch die LED ergibt.The consequence of this is that the diode current I_D built up via the storage inductor L10 is derived from the inductive reactance XL10 formed by the storage inductor L10 and the low-impedance measuring resistor R10 through a freewheeling diode DF in the parallel branch to the series connection of the light-emitting diodes D10. With the help of this relatively simple circuitry measure, the first semiconductor power transistor M1 is not endangered by the induction voltage U_L10 dropping at the inductive reactance XL10 when the drain current I_D is switched off (when M10 is blocked), which can be a multiple of the operating voltage. The voltage U_R10 dropping across the low-impedance measuring resistor R10 serves to detect the diode current I_D flowing through the light-emitting diodes D10 in the free-running current path. The switching stage M10 remains locked until the current flow has fallen below a certain threshold. After the switching stage M10 has started to conduct again, the process described above is continued in a periodically recurring sequence. In the method according to the invention, both the charging and the discharging current I_L10 of the inductive reactance XL10 flow as a diode current I_D through the arrangement of the series-connected luminescence diodes D10 of the LED lighting module according to the invention, so that a triangular current that periodically oscillates around a mean value results through the LED .

Durch die Anordnung des Leistungsschalters M10 vor der Speicherdrossel L10 kann die LED D10 so angeordnet werden, dass sowohl der Lade- als auch der Entladestrom über einen Messwiderstand gegen Masse gemessen werden kann. Somit ist eine einfache Strommessung für beide Ströme möglich. Die Anordnung des Leistungsschalters M10 vor der Speicherdrossel L10 erfordert jedoch eine Ansteuerung auf hohem Potential liegenden Schaltelements. Diese Aufgabe kann durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Ansteuerverfahrens gelöst werden.By arranging the power switch M10 in front of the storage choke L10, the LED D10 can be arranged so that both the charging and the discharge current can also be measured via a measuring resistor to ground. Thus, a simple current measurement is possible for both currents. The arrangement of the circuit breaker M10 in front of the storage inductor L10, however, requires switching elements that are at a high potential to be driven. This task can be solved by using the control method according to the invention.

Die Überwachung des Stromflusses durch den Messwiderstand R10 übernimmt die Steuerschaltung 50, die das Ansteuersignal zum Ein- bzw. Ausschalten des Leistungsschalters M10 an die erfindungsgemäße Ansteuerschaltung für das auf hohem Potential liegende Schaltelement (M10) überträgt.The current flow through the measuring resistor R10 is monitored by the control circuit 50, which transmits the control signal for switching the circuit breaker M10 on and off to the control circuit according to the invention for the switching element (M10) at high potential.

Es sind auch anwenderspezifische integrierte Schaltungen (engl.: „Application-Specific Integrated Circuits“, ASICs) mit einem vergleichsweise geringen Platzbedarf zur Implementierung der Steuereinheit 50 denkbar, deren Messwerterfassungsteil dabei keine hohe Spannungsfestigkeit haben muss.Application-Specific Integrated Circuits (ASICs) with a comparatively small space requirement for implementing the control unit 50 are also conceivable, the measured-value detection part of which does not have to have a high dielectric strength.

Claims (17)

Verfahren zur Ansteuerung des Steuereingangs eines Schaltelements (8, M1), insbesondere eines Transistors, wobei - der Steuereingang transformatorisch galvanisch entkoppelt ist, und - das Ein- bzw. Ausschalten des Steuereingangs durch transformatorische Übertragung von Strom- oder Spannungsimpulsen von einer Steuereinheit (15, V1) als Taktsignalquelle erfolgt, wobei die Taktsignalquelle drei verschiedene Zustände ausgibt, wobei ein Strom- oder Spannungsimpuls erster Polarität über ein erstes Steuerelement (S1) auf den Steuereingang geleitet wird und den Steuereingang auflädt, diese Ladung auch nach dem Strom- oder Spannungsimpuls erster Polarität und somit das Schaltelement (8, M1) eingeschaltet verbleibt und ein Strom- oder Spannungsimpuls mit umgekehrter Polarität die Ladung an dem Steuereingang über ein zweites Steuerelement (S2) entlädt derart, dass das Schaltelement (8, M1) ausgeschaltet wird.Method for driving the control input of a switching element (8, M1), in particular a transistor, where - the control input is galvanically decoupled from a transformer, and - the control input is switched on or off by transformer transmission of current or voltage pulses from a control unit (15, V1) as a clock signal source, where the clock signal source outputs three different states, a current or voltage pulse of the first polarity being passed via a first control element (S1) to the control input and charging the control input, this charge also remains switched on after the current or voltage pulse of the first polarity and thus the switching element (8, M1) and a current - or voltage pulse with reverse polarity discharges the charge at the control input via a second control element (S2) in such a way that the switching element (8, M1) is switched off. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ein- bzw. Ausschalten durch bipolare Strom- oder Spannungsimpulse erfolgt.procedure after claim 1 , whereby switching on and off is effected by bipolar current or voltage pulses. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei als erstes Steuerelement (S1) ein passives Bauelement, vorzugsweise eine Diode verwendet wird.procedure after claim 1 or 2 , A passive component, preferably a diode, being used as the first control element (S1). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als zweites Steuerelement (S2) ein passives Bauelement, vorzugsweise eine Diode, besonders bevorzugt eine Zenerdiode und/oder ein aktives Bauelement, wie bspw. ein Transistor verwendet werden.Method according to one of the preceding claims, in which a passive component, preferably a diode, particularly preferably a zener diode and/or an active component, such as a transistor, are used as the second control element (S2). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Strom- oder Spannungsimpulse kürzer als die Ein- oder Ausschaltzeit des angesteuerten Schaltelements sind.Method according to one of the preceding claims, in which the current or voltage pulses are shorter than the switch-on or switch-off time of the driven switching element. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (15, V1) als Taktsignalquelle in einem vorbestimmten Takt Strom- oder Spannungsimpulse ausgibt, unabhängig davon, ob der Zustand des Schaltelements (8, M1) geändert werden soll.Method according to one of the preceding claims, in which the control unit (15, V1) as a clock signal source outputs current or voltage pulses in a predetermined cycle, regardless of whether the state of the switching element (8, M1) is to be changed. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Steuereinheit (15, V1) für den Fall, dass der Zustand des Schaltelements (8, M1) geändert werden soll, einen Strom- oder Spannungsimpuls erzeugt, der gegenüber dem vorangegangenen Impuls eine umgekehrte Polarität aufweist.procedure after claim 6 , In the event that the state of the switching element (8, M1) is to be changed, the control unit (15, V1) generates a current or voltage pulse which has a reversed polarity compared to the previous pulse. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Steuereinheit (15, V1) für den Fall, dass der Zustand des Schaltelements (8, M1) beibehalten werden soll, auf einen Strom- oder Spannungsimpuls erster Polarität erneut einen Strom- oder Spannungsimpuls derselben Polarität sendet.procedure after claim 6 or 7 , wherein the control unit (15, V1) in the event that the state of the switching element (8, M1) is to be retained, sends a current or voltage pulse of the first polarity again a current or voltage pulse of the same polarity. Steuereinheit (15, V1), insbesondere integrierte Schaltung, die zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.Control unit (15, V1), in particular an integrated circuit, which is designed to carry out a method according to one of the preceding claims. Halbbrücken- oder Vollbrücken-Wechselrichter mit wenigstens zwei Schaltern, wobei ein Schalter mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 angesteuert wird.Half-bridge or full-bridge inverter with at least two switches, one switch using a method according to one of Claims 1 until 8th is controlled. Vorschaltgerät für Gasentladungslampen, aufweisend einen Wechselrichter nach Anspruch 10.Ballast for gas discharge lamps, having an inverter claim 10 . Vorschaltgerät für HID-Lampen, aufweisend einen Wechselrichter nach Anspruch 10.Ballast for HID lamps, comprising an inverter claim 10 . Schaltregler mit wenigstens einem Schalter als Schaltelement, wobei der Schalter mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 angesteuert wird.Switching regulator with at least one switch as a switching element, the switch using a method according to one of Claims 1 until 8th is controlled. Sperrwandler mit wenigstens einem Schalter als Schaltelement, wobei der Schalter mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 angesteuert wird.Flyback converter with at least one switch as a switching element, the switch using a method according to one of Claims 1 until 8th is controlled. Vorschaltgerät für LED, aufweisend einen Sperrwandler nach Anspruch 14.Ballast for LED, having a flyback converter Claim 14 . Verfahren zum Betreiben von HID-Lampen mit einem Vollbrücken-Wechselrichter mit wenigstens vier Schaltern, wobei die Ansteuerung der Steuereingänge der beiden auf hohem Potential liegenden Schaltelemente, insbesondere von Transistoren, durch das Ein- bzw. Ausschalten der Steuereingänge durch transformatorische Übertragung von Strom- oder Spannungsimpulsen von einer Steuereinheit als Taktsignalquelle erfolgt und wobei die Steuereingänge transformatorisch galvanisch entkoppelt sind, und wobei die Steuereingänge der beiden auf niedrigem Potential liegenden Schaltelemente, insbesondere von Transistoren, nicht transformatorisch galvanisch entkoppelt sind, wobei bei der Ansteuerung des Steuereingangs jedes auf hohem Potential liegenden Schaltelements - die Taktsignalquelle drei verschiedene Zustände ausgibt, und - ein Strom- oder Spannungsimpuls erster Polarität über ein erstes Steuerelement auf den Steuereingang geleitet wird und den Steuereingang auflädt, diese Ladung auch nach dem Strom- oder Spannungsimpuls erster Polarität und somit das auf hohem Potential liegende Schaltelement eingeschaltet verbleibt und ein Strom- oder Spannungsimpuls mit umgekehrter Polarität die Ladung an dem Steuereingang über ein zweites Steuerelement entlädt derart, dass das auf hohem Potential liegende Schaltelement ausgeschaltet wird.Method for operating HID lamps with a full-bridge inverter with at least four switches, the control inputs of the two switching elements at high potential, in particular transistors, being activated by switching the control inputs on or off by transformer transmission of current or voltage pulses from a control unit as the clock signal source, and the control inputs being galvanically transformer-decoupled, and wherein the control inputs of the two switching elements that are at low potential, in particular of transistors, are not galvanically decoupled by transformers, wherein when the control input is driven, each switching element that is at high potential - the clock signal source outputs three different states, and - A current or voltage pulse of the first polarity is passed via a first control element to the control input and charges the control input, this charge remains switched on even after the current or voltage pulse of the first polarity and thus the switching element, which is at high potential, and a current or voltage pulse with reversed polarity, the charge at the control input is discharged via a second control element in such a way that the switching element, which is at a high potential, is switched off. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Taktsignalimpulse kürzer als die Ein- oder Ausschaltzeit der auf hohem Potential liegenden angesteuerten Schaltelements sind.procedure after Claim 16 , the clock signal pulses being shorter than the switch-on or switch-off time of the driven switching elements which are at high potential.
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