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Nutzung von DC-DC-Wandler-IC im AC-Betrieb fuer LED-Signalgeber

IP.com Disclosure Number: IPCOM000031691D
Published in the IP.com Journal: Volume 4 Issue 11 (2004-11-25)
Included in the Prior Art Database: 2004-Nov-25
Document File: 2 page(s) / 34K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

In der Signaltechnik werden Gluehlampen durch Leuchtdioden (LED) abgeloest. Dabei muessen jedoch Anpassungen durchgefuehrt werden, da zum einen die technischen Parameter einer Gluehbirne und einer LED sich unterscheiden und zum anderen der Betrieb der Signaltechnik sowohl mit Wechselspannung (AC) als auch mit Gleichspannung (DC) erfolgt. Bisher sind LED-Signalgeber mit AC-DC Wandler oder mit Vorwiderstand im Einsatz. Signalgeber mit AC-DC Wandler haben Probleme mit der schnellen Ansteuerung der LEDs. Ausserdem haben die AC-DC-Wandler bei den geringen Leistungen von 10W bis 50W meist keine Power Factor Correction (PFC) und sind im Aufbau sehr kostenintensiv. Bei den Signalgebern mit Vorwiderstand gibt es Schwierigkeiten in der Anpassung. Teilweise reichen die Leistungen fuer LEDs nicht aus. Einfache DC-DC-Wandler sind fuer den AC-Betrieb nicht ausgelegt. Das Softstartverhalten und die hohen Kapazitaeten in den Wandlern verzoegern die Energieweiterschaltung. Blinkbetrieb bei Signalgebern wird dadurch schwer realisierbar.

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S

Nutzung von DC-DC-Wandler-IC im AC-Betrieb fuer LED-Signalgeber

Idee: Kay Koester, DE-Berlin; Wolfgang Roehl, DE-Berlin

In der Signaltechnik werden Gluehlampen durch Leuchtdioden (LED) abgeloest. Dabei muessen jedoch Anpassungen durchgefuehrt werden, da zum einen die technischen Parameter einer Gluehbirne und einer LED sich unterscheiden und zum anderen der Betrieb der Signaltechnik sowohl mit Wechselspannung (AC) als auch mit Gleichspannung (DC) erfolgt.

Bisher sind LED-Signalgeber mit AC-DC Wandler oder mit Vorwiderstand im Einsatz. Signalgeber mit AC-DC Wandler haben Probleme mit der schnellen Ansteuerung der LEDs. Ausserdem haben die AC- DC-Wandler bei den geringen Leistungen von 10W bis 50W meist keine Power Factor Correction (PFC) und sind im Aufbau sehr kostenintensiv. Bei den Signalgebern mit Vorwiderstand gibt es Schwierigkeiten in der Anpassung. Teilweise reichen die Leistungen fuer LEDs nicht aus.

Einfache DC-DC-Wandler sind fuer den AC-Betrieb nicht ausgelegt. Das Softstartverhalten und die hohen Kapazitaeten in den Wandlern verzoegern die Energieweiterschaltung. Blinkbetrieb bei Signalgebern wird dadurch schwer realisierbar.

Um eine Impedanzwandlung von der Eingangsspannung zu einem LED-Modul durchzufuehren, wird der Einsatz von einem oder mehreren DC-DC-Wandler-Schaltkreisen vorgeschlagen. Eine eigenstaendige Spannungsversorgung der DC-DC-Wandler ermoeglicht es, dass sie auch im AC- Betrieb genutzt werden koennen. Die Spannungsversorgung der Wandler kann aus der Einspeisung durch eine Nutzung von Stromwandlern, durch die separate Nutzung von Energieeinkopplungen (z.B. aus der Versorgungsspannung) oder vom direkten Abgriff vom Eingang erfolgen. Da die Wandler nur einen sehr geringen Eigenenergiebedarf haben, koennen sie auch durch eine staendig gepufferte Batterie oder einen Kondensator durchgaengig im Betrieb gehalten werden. Der Wandlereingang arbeitet mit der gleichgerichteten ungeglaetteten AC-Spannung.

Der Power Factor (PF) und die Leistungsaufnahme der DC-DC-Wandler koennen an den Stelleingaengen gesteuert werden, so dass Strom- und Spannungsverhalten einer Gluehlampe einfach nachgebildet...