DE102010046795A1 - Method for operating LED light, involves operating modulation units with pulse-width modulated operating current, where pulse-width-modulated operating current comprises uniform time period and different phase shifts - Google Patents

Method for operating LED light, involves operating modulation units with pulse-width modulated operating current, where pulse-width-modulated operating current comprises uniform time period and different phase shifts Download PDF

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Abstract

The method involves regulating brightness of LEDs (5) by pulse width modulation (PWM) of operating current intensities of the LEDs. The LEDs are attached with multiple modulation units (1-4). The modulation units are operated with PWM operating current, where the PWM operating current comprises uniform time period and different phase shifts. The PWM operating current provides time constant phase shifts and time varying phase shifts. The phase shifts are controlled by a control unit (7). An independent claim is also included for a control unit comprising a microcontroller.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines LED-Leuchtmittels mit mehreren LEDs, bei dem die Helligkeit der LEDs mittels einer Pulsweitenmodulation (PWM) der Betriebsstromstärken der LEDs geregelt wird, eine für das Verfahren geeignete Steuereinheit und ein LED-Leuchtmittel mit einer derartigen Steuereinheit.The invention relates to a method for operating an LED luminous means with a plurality of LEDs, in which the brightness of the LEDs is controlled by means of a pulse width modulation (PWM) of the operating currents of the LEDs, a control unit suitable for the method and an LED illuminant having such a control unit.

Die Pulsweitenmodulation ist ein an sich bekanntes Verfahren zur Regelung der Helligkeit von LED-Leuchtmitteln. Die LEDs werden dabei mit einer rechteckförmig gepulsten Betriebsstromstärke betrieben, die eine feste Periodendauer T aufweist. Die reckeckförmige gepulste Betriebsstromstärke weist vom Beginn jeder Periodendauer T für einen Zeitraum t1 den Maximalwert auf und nimmt für den Rest der Periodendauer T den Wert 0 an. Das Verhältnis t1/T der Einschaltzeit t1 zur Periodendauer T wird als Tastverhältnis bezeichnet. Bei einer ausreichend hohen Frequenz der Pulsweitenmodulation, beispielsweise einer Frequenz von mehr als 100 Hz, ist die Modulation aufgrund der Trägheit des menschlichen Auges nicht erkennbar, sodass eine mittlere Helligkeit der LEDs wahrgenommen wird, die von dem Tastverhältnis t1/T abhängt.The pulse width modulation is a known per se method for controlling the brightness of LED bulbs. The LEDs are operated with a rectangular pulsed operating current, which has a fixed period T. The Reckeckförmige pulsed operating current has the maximum value from the beginning of each period T for a period t 1 and assumes the value 0 for the remainder of the period T. The ratio t 1 / T of the switch-on time t 1 to the period T is referred to as duty cycle. At a sufficiently high frequency of the pulse width modulation, for example a frequency of more than 100 Hz, the modulation due to the inertia of the human eye is not recognizable, so that an average brightness of the LEDs is perceived, which depends on the duty cycle t 1 / T.

Bei einem LED-Leuchtmittel mit mehreren LEDs, beispielsweise einem LED-Array, treten am Beginn jeder Periodendauer der Pulsweitenmodulation hohe Belastungen an der Stromquelle auf, da zu diesem Zeitpunkt alle LEDs eingeschaltet werden, die ein Tastverhältnis t1/T > 0 aufweisen. Insbesondere bei LED-Leuchtmitteln, die eine Vielzahl von LEDs aufweisen, müssen daher aufwändige Stromversorgungseinheiten verwendet werden, die der hohen Einschaltbelastung zum Beginn der Periodendauer standhalten. Dabei werden zum Beispiel spezielle Kondensatoren eingesetzt, die einen geringen Ersatzreihenwiderstand (ESR – Equivalent Series Resistance) aufweisen.In the case of an LED illuminant having a plurality of LEDs, for example an LED array, high loads occur at the current source at the beginning of each period of the pulse width modulation, since at this time all LEDs are switched on which have a duty ratio t 1 / T> 0. In particular, in LED bulbs, which have a plurality of LEDs, therefore consuming power supply units must be used, which withstand the high turn-on load at the beginning of the period. For example, special capacitors are used which have a low equivalent series resistance (ESR).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines LED-Leuchtmittels mit mehreren LEDs anzugeben, bei dem das Problem der hohen Belastung der Stromquelle zu Beginn der Periodendauer der Pulsweitenmodulation vermindert ist. Weiterhin sollen eine für das Verfahren geeignete Steuereinheit und ein LED-Leuchtmittel mit einer derartigen Steuereinheit angegeben werden.The invention has for its object to provide a method for operating a LED light source with multiple LEDs, in which the problem of high load on the power source is reduced at the beginning of the period of the pulse width modulation. Furthermore, a suitable for the process control unit and an LED light source are to be specified with such a control unit.

Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren zum Betrieb eines LED-Leuchtmittels mit mehreren LEDs, eine Steuereinheit für ein LED-Leuchtmittel mit mehreren LEDs und ein LED-Leuchtmittel mit mehreren LEDs gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.These objects are achieved by a method of operating a LED lamp with a plurality of LEDs, a control unit for a LED lamp with a plurality of LEDs and a LED lamp with a plurality of LEDs according to the independent claims. Advantageous embodiments and modifications of the invention are the subject of the dependent claims.

Bei dem Verfahren zum Betrieb eines LED-Leuchtmittels mit mehreren LEDs wird die Helligkeit der LEDs mittels einer Pulsweitenmodulation der Betriebsstromstärken der LEDs geregelt. Jede der mehreren LEDs ist jeweils einer von mehreren Modulationseinheiten zugeordnet, wobei die Modulationseinheiten jeweils mit einer pulsweitenmodulierten Betriebsstromstärke betrieben werden.In the method for operating a LED lamp with multiple LEDs, the brightness of the LEDs is controlled by means of a pulse width modulation of the operating currents of the LEDs. Each of the plurality of LEDs is in each case assigned to one of a plurality of modulation units, wherein the modulation units are each operated with a pulse width modulated operating current.

Die Modulationseinheiten können jeweils eine oder mehrere LEDs umfassen. Eine Modulationseinheit ist eine LED oder eine Gruppe von LEDs, die mit der gleichen Betriebsstromstärke betrieben werden. Zu einer Modulationseinheit werden also LEDs zusammengefasst, die beim Betrieb des LED-Leuchtmittels die gleiche Helligkeit aufweisen sollen. Beispielsweise kann eine Modulationseinheit mehrere LEDs gleicher Farbe und/oder aus dem gleichen Segment eines LED-Arrays aufweisen.The modulation units may each comprise one or more LEDs. A modulation unit is an LED or group of LEDs operating at the same operating current. To a modulation unit so LEDs are summarized, which should have the same brightness during operation of the LED light source. For example, a modulation unit may have a plurality of LEDs of the same color and / or from the same segment of an LED array.

Die pulsweitenmodulierten Betriebsstromstärken weisen jeweils die gleiche Periodendauer T auf. Die Periodendauer T ist vorzugsweise ausreichend klein, sodass die Pulsweitenmodulation der LEDs von einem menschlichen Auge nicht wahrgenommen werden kann. Die Frequenz der Pulsweitenmodulation beträgt vorzugsweise mindestens 100 Hz, sodass die Periodendauer T vorzugsweise 10 ms oder weniger beträgt.The pulse width modulated operating currents each have the same period T. The period T is preferably sufficiently small that the pulse width modulation of the LEDs can not be perceived by a human eye. The frequency of the pulse width modulation is preferably at least 100 Hz, so that the period T is preferably 10 ms or less.

Die pulsweitenmodulierten Betriebsstromstärken weisen vorteilhaft untereinander Phasenverschiebungen ΔT auf. Vorzugseisweise ist 0 < |ΔT| < T, d. h. der Betrag der gegenseitigen Phasenverschiebungen beträgt einen Bruchteil der Periodendauer T.The pulse-width-modulated operating current strengths advantageously have phase shifts ΔT among one another. Preferred is 0 <| ΔT | <T, d. H. the amount of mutual phase shifts is a fraction of the period T.

Dies hat den Vorteil, dass das Einschalten der pulsweitenmodulierten Betriebsstromstärke bei den mehreren Modulationseinheiten nicht gleichzeitig, sondern zeitlich versetzt erfolgt. Mit anderen Worten bildet jede Modulationseinheit einen Pulsweitenmodulations-Kanal aus, wobei die Pulsweitenmodulations-Kanäle eine Phasenverschiebung zueinander aufweisen. Dadurch, dass der Einschaltvorgang bei den mehreren Modulationseinheiten aufgrund der Phasenverschiebung zeitlich versetzt erfolgt, wird eine Wechselbelastung der Stromquelle vorteilhaft vermindert.This has the advantage that the switching on of the pulse-width-modulated operating current intensity in the case of the several modulation units does not take place simultaneously but with a time offset. In other words, each modulation unit forms a pulse width modulation channel, the pulse width modulation channels having a phase shift relative to one another. Due to the fact that the switch-on process takes place at a time offset in the case of the plurality of modulation units due to the phase shift, an alternating load of the current source is advantageously reduced.

Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens werden die Modulationseinheiten mit zeitlich konstanten Phasenverschiebungen ΔT betrieben. Das heißt, dass jede der Modulationseinheiten eine festgelegte Phasenverschiebung ΔT gegenüber einer beispielsweise als Referenz fungierenden ersten Modulationseinheit aufweist, wobei sich die Phasenverschiebungen während des Betriebs nicht ändern.In one embodiment of the method, the modulation units are operated with time-constant phase shifts ΔT. That is, each of the modulation units has a fixed phase shift .DELTA.T with respect to a first modulation unit acting, for example, as a reference, wherein the phase shifts do not change during operation.

Bei einer Ausgestaltung sind die Phasenverschiebungen zwischen den Betriebsstromstärken zweier aufeinanderfolgender Modulationseinheiten jeweils gleich groß. Die LEDs können beispielsweise in eine Anzahl N Modulationseinheiten eingeteilt werden. N ist dabei eine ganze Zahl > 1. Für die Phasenverschiebung ΔT der pulsweitenmodulierten Betriebsstromstärken zweier aufeinanderfolgender Modulationseinheiten gilt in diesem Fall bevorzugt jeweils ΔT = T/N. In one embodiment, the phase shifts between the operating currents of two successive modulation units are each the same size. The LEDs may, for example, be divided into a number N of modulation units. N is an integer> 1. For the phase shift .DELTA.T of the pulse-width modulated operating currents of two successive modulation units in this case is preferably in each case .DELTA.T = T / N.

Wenn die LEDs beispielsweise in vier Modulationseinheiten eingeteilt sind, beträgt die Phasenverschiebung zwischen den mehreren Modulationseinheiten jeweils ΔT = T/4. Das heißt, dass der Einschaltvorgang beispielsweise bei einer ersten Modulationseinheit, die als Referenz angesehen wird, zum Zeitpunkt t = 0 der Periodendauer T erfolgt, bei der zweiten Modulationseinheit zum Zeitpunkt T/4, bei der dritten Modulationseinheit zum Zeitpunkt T/2 und bei der vierten Modulationseinheit zum Zeitpunkt 3/4 T. Jede der nebengeordneten Modulationseinheiten weist also eine Phasenverschiebung von T/N zur vorherigen Modulationseinheit auf, wobei N die Anzahl der Modulationseinheiten ist. Die Phasenverschiebung einer Modulationseinheit mit der Nummer n gegenüber einer ersten als Referenz betrachteten Modulationseinheit beträgt also (n – 1)·T/N mit n = 2 ... N.For example, when the LEDs are divided into four modulation units, the phase shift between the plurality of modulation units is ΔT = T / 4, respectively. This means that the switch-on process takes place, for example, in a first modulation unit, which is considered as a reference, at the time t = 0 of the period T, in the second modulation unit at the time T / 4, in the third modulation unit at the time T / 2 and in the Fourth modulation unit at time 3/4 T. Thus, each of the sibling modulation units has a phase shift of T / N to the previous modulation unit, where N is the number of modulation units. The phase shift of a modulation unit with the number n compared to a first modulation unit considered as a reference is thus (n-1) * T / N with n = 2... N.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung werden die Modulationseinheiten derart betrieben, dass die pulsweitenmodulierten Betriebsstromstärken zeitlich variierende Phasenverschiebungen ΔT aufweisen. Bei dieser Ausgestaltung sind die Phasenverschiebungen zwischen den einzelnen Modulationseinheiten nicht von vornherein festgelegt, sondern werden von einer Steuereinheit zeitlich variabel geregelt, um in Abhängigkeit von der aktuellen Betriebsstromstärke der einzelnen Modulationseinheiten möglichst geringe Wechselbelastungen der Stromquelle zu erzielen.In a further preferred embodiment, the modulation units are operated such that the pulse width modulated operating currents have time-varying phase shifts ΔT. In this embodiment, the phase shifts between the individual modulation units are not fixed from the outset, but are controlled by a control unit variable in time to achieve as little as possible alternating loads of the power source depending on the current operating current of the individual modulation units.

Die Phasenverschiebungen zwischen den mehreren Modulationseinheiten werden vorzugsweise derart geregelt, dass innerhalb der Periodendauer T eine möglichst gleichmäßige Belastung an der Stromquelle auftritt. Insbesondere werden bei dieser Ausgestaltung die Phasenverschiebungen ΔT in Abhängigkeit von den zeitlich variierenden Tastverhältnissen für die mehreren Modulationseinheiten geregelt.The phase shifts between the plurality of modulation units are preferably controlled such that within the period T as uniform as possible load on the power source occurs. In particular, in this embodiment, the phase shifts .DELTA.T are regulated as a function of the temporally varying duty cycles for the plurality of modulation units.

Die Phasenverschiebungen ΔT zwischen den Modulationseinheiten werden vorzugsweise von einer Steuereinheit erzeugt und/oder geregelt, wobei die Steuereinheit insbesondere einen Mikrocontroller und/oder ein FPGA (Field Programmable Gate Array) aufweisen kann.The phase shifts ΔT between the modulation units are preferably generated and / or regulated by a control unit, wherein the control unit may in particular comprise a microcontroller and / or an FPGA (Field Programmable Gate Array).

Bei der hierin beschriebenen Steuereinheit für ein LED-Leuchtmittel mit mehreren LEDs ist jede der mehreren LEDs jeweils einer von mehreren Modulationseinheiten zugeordnet, wobei die Steuereinheit dazu konfiguriert ist, die Modulationseinheiten jeweils mit einer pulsweitenmodulierten Betriebsstromstärke zu betreiben, wobei die pulsweitenmodulierten Betriebsstromstärken die gleiche Periodendauer T aufweisen, und die pulsweitenmodulierten Betriebsstromstärken gegenseitige Phasenverschiebungen ΔT aufweisen, für die vorzugsweise wobei 0 < |ΔT| < T gilt.In the multi-LED LED light bulb controller described herein, each of the plurality of LEDs is each associated with one of a plurality of modulation units, the control unit being configured to operate each of the modulation units with a pulse width modulated operating current, the pulse width modulated operating currents being the same period T and the pulse width modulated operating currents have mutual phase shifts ΔT, for which preferably 0 <| ΔT | <T applies.

Bei einer Ausgestaltung ist die Steuereinheit dazu konfiguriert, die Modulationseinheiten mit zeitlich konstanten Phasenverschiebungen ΔT zu betreiben. Insbesondere kann die Anzahl der Modulationseinheiten N betragen, wobei die zeitlich konstanten Phasenverschiebungen ΔT = T/N betragen. Die Anzahl der Modulationseinheiten kann beispielsweise zwischen einschließlich 3 und einschließlich 100 betragen.In one embodiment, the control unit is configured to operate the modulation units with time-constant phase shifts ΔT. In particular, the number of modulation units can be N, with the time-constant phase shifts ΔT = T / N. The number of modulation units may be, for example, between 3 and 100 inclusive.

Bei einer alternativen Ausgestaltung ist die Steuereinheit dazu konfiguriert, die Modulationseinheiten mit zeitlich variierenden Phasenverschiebungen ΔT zu betreiben. Insbesondere können die Modulationseinheiten beim Betrieb jeweils zeitlich variierende Tastverhältnisse aufweisen und die Steuereinheit dazu konfiguriert sein, die Phasenverschiebungen ΔT in Abhängigkeit von den Tastverhältnissen zu regeln.In an alternative embodiment, the control unit is configured to operate the modulation units with time-varying phase shifts ΔT. In particular, during operation, the modulation units can each have time-varying duty cycles and the control unit can be configured to regulate the phase shifts ΔT as a function of the duty cycles.

Die Steuereinheit umfasst vorzugsweise ein Mikrocontroller und/oder ein FPGA.The control unit preferably comprises a microcontroller and / or an FPGA.

Es wird weiterhin ein LED-Leuchtmittel mit mehreren LEDs angegeben, das die zuvor beschriebene Steuereinheit umfasst. Die Steuereinheit ist vorzugsweise in das LED-Leuchtmittel integriert. Beispielsweise kann die Steuereinheit auf einer Leiterplatte des LED-Leuchtmittels angeordnet sein. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Steuereinheit und des LED-Leuchtmittels ergeben sich aus dem zuvor beschriebenen Verfahren und umgekehrt.Furthermore, an LED lamp with several LEDs is specified, which comprises the control unit described above. The control unit is preferably integrated in the LED lighting means. For example, the control unit can be arranged on a printed circuit board of the LED light source. Further advantageous embodiments of the control unit and the LED illuminant result from the method described above and vice versa.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den 1 bis 3 näher erläutert.The invention will be described below with reference to embodiments in connection with 1 to 3 explained in more detail.

ES zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung eines LED-Leuchtmittels mit einer Steuereinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel, 1 a schematic representation of an LED light source with a control unit according to an embodiment,

2 eine schematische grafische Darstellung des zeitlichen Verlaufs der Betriebsstromstärken bei einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Betrieb des LED-Leuchtmittels, und 2 a schematic graphical representation of the time course of the operating currents in an embodiment of the method for operating the LED lighting, and

3 eine schematische grafische Darstellung des zeitlichen Verlaufs der Betriebsstromstärken bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Betrieb des LED-Leuchtmittels. 3 a schematic graphical representation of the time course of the operating currents in a further embodiment of the method for operating the LED bulb.

Gleiche oder gleich wirkende Bestandteile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die dargestellten Bestandteile sowie die Größenverhältnisse der Bestandteile untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen.Identical or equivalent components are each provided with the same reference numerals in the figures. The components shown and the size ratios of the components with each other are not to be considered as true to scale.

In 1 ist ein LED-Leuchtmittel 6 in Form eines LED-Arrays dargestellt. Das LED-Leuchtmittel 6 weist zum Beispiel 16 LEDs 5 auf, die in vier Zeilen mit jeweils vier LEDs 5 angeordnet sind. Die Helligkeit der LEDs 5 wird beim Betrieb des LED-Leuchtmittels 6 mittels einer Pulsweitenmodulation der Betriebsstromstärken der LEDs 5 geregelt. Jede der mehreren LEDs 5 ist jeweils einer von mehreren Modulationseinheiten 1, 2, 3, 4 zugeordnet, wobei die Modulationseinheiten 1, 2, 3, 4 jeweils mit einer pulsweitenmodulierten Betriebsstromstärke In(t) (n = 1 ... 4) betrieben werden.In 1 is an LED bulb 6 represented in the form of an LED array. The LED bulb 6 has for example 16 LEDs 5 on that in four lines with four LEDs each 5 are arranged. The brightness of the LEDs 5 becomes when operating the LED bulb 6 by means of a pulse width modulation of the operating currents of the LEDs 5 regulated. Each of the several LEDs 5 is each one of several modulation units 1 . 2 . 3 . 4 assigned, the modulation units 1 . 2 . 3 . 4 each with a pulse width modulated operating current intensity I n (t) (n = 1 ... 4) are operated.

Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 bildet jeweils eine Zeile des LED-Arrays 6 eine Modulationseinheit 1, 2, 3, 4 aus. In diesem Fall werden also die LEDs 5, die in der gleichen Zeile des LED-Arrays 6 angeordnet sind, jeweils mit der gleichen Betriebsstromstärke In(t) betrieben und weisen somit die gleiche Helligkeit auf. Alternativ könnte man die LEDs 5 aber auch in beliebiger anderer Weise einzelnen Modulationseinheiten zuordnen. Es ist auch möglich, dass einzelne LEDs 5 eine Modulationseinheit ausbilden, wenn gewünscht ist, dass die LEDs 5 einzeln ansteuerbar sind.In the embodiment of the 1 each forms one line of the LED array 6 a modulation unit 1 . 2 . 3 . 4 out. In this case, so are the LEDs 5 that are in the same row of the LED array 6 are arranged, each operated with the same operating current intensity I n (t) and thus have the same brightness. Alternatively you could use the LEDs 5 but also assign it to individual modulation units in any other way. It is also possible that individual LEDs 5 form a modulation unit when it is desired that the LEDs 5 are individually controllable.

Der zeitliche Verlauf der Betriebsstromstärken In(t) der Modulationseinheiten 1, 2, 3, 4 wird von einer Steuereinheit 7 geregelt. Bei der Steuereinheit 7 handelt es sich vorzugsweise um einen Mikroprozessor. Die Steuereinheit 7 kann auch ein FPGA sein oder ein FPGA enthalten. Die Steuereinheit 7 ist bevorzugt auf einer Leiterplatte 9 des LED-Leuchtmittels 6 angeordnet. Zur Stromversorgung ist die Steuereinheit 7 beispielsweise an eine externe Stromquelle 8 angeschlossen.The time profile of the operating currents I n (t) of the modulation units 1 . 2 . 3 . 4 is from a control unit 7 regulated. At the control unit 7 it is preferably a microprocessor. The control unit 7 can also be an FPGA or contain an FPGA. The control unit 7 is preferred on a printed circuit board 9 of the LED bulb 6 arranged. The power supply is the control unit 7 for example, to an external power source 8th connected.

Der zeitliche Verlauf der pulsweitenmodulierten Betriebsstromstärken In(t) der Modulationseinheiten 1, 2, 3, 4 bei einem Ausführungsbeispiel ist in 2 schematisch dargestellt. Jede der Modulationseinheiten 1, 2, 3, 4 wird mit einer rechteckförmig modulierten Betriebsstromstärke In(t) mit einer Periodendauer T betrieben. Die rechteckförmig modulierten Betriebsstromstärken In(t) weisen während einer Periodendauer T jeweils für einen Bruchteil der Periodendauer einen Einschaltstrom Iein und für den Rest der Periodendauer T einen Ausschaltstrom Iaus auf, wobei vorzugsweise Iaus = 0 ist. Der Einschaltstrom Iein ist vorzugsweise für alle Modulationseinheiten gleich. Die Periodendauer T ist vorzugsweise derart klein, dass die zeitliche Fluktuation der Betriebsstromstärken für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar ist und somit eine Helligkeit wahrgenommen wird, die aus der über die Periodendauer gemittelten Betriebsstromstärke resultieren würde. Die Helligkeit der LEDs 5 wird daher durch das Tastverhältnis, d. h. durch das Verhältnis der Einschaltzeit zur Periodendauer, bestimmt.The time profile of the pulse width modulated operating currents I n (t) of the modulation units 1 . 2 . 3 . 4 in one embodiment is in 2 shown schematically. Each of the modulation units 1 . 2 . 3 . 4 is operated with a square-wave modulated operating current intensity I n (t) with a period T. The square-wave modulated operating current intensities I n (t) have during a period T each for a fraction of the period duration of an inrush current I and the rest of the period T of a breaking current I from, wherein preferably I is from = 0th The inrush current I A is preferably the same for all modulation units. The period T is preferably so small that the temporal fluctuation of the operating currents to the human eye is imperceptible and thus a brightness is perceived that would result from the averaged over the period duration operating current. The brightness of the LEDs 5 is therefore determined by the duty cycle, ie by the ratio of the turn-on time to the period.

Die Betriebsstromstärken In(t) der mehreren Modulationseinheiten 1, 2, 3, 4 weisen untereinander vorteilhaft Phasenverschiebungen ΔT auf. Beispielsweise ist der Einschaltzeitpunkt der Betriebsstromstärke I2(t) bei der zweiten Modulationseinheit 2 um ΔT gegenüber dem Einschaltzeitpunkt der Betriebsstromstärke I1(t) der ersten Modulationseinheit 1 verschoben. In entsprechender Weise weist die Betriebsstromstärke I3(t) der dritten Modulationseinheit 3 eine Phasenverschiebung ΔT gegenüber der zweiten Modulationseinheit 2 und die Betriebsstromstärke I4(t) der vierten Modulationseinheit 4 eine Phasenverschiebung ΔT gegenüber der dritten Modulationseinheit 3 auf.The operating currents I n (t) of the plurality of modulation units 1 . 2 . 3 . 4 have mutually advantageous phase shifts .DELTA.T. For example, the switch-on time of the operating current intensity I 2 (t) in the second modulation unit 2 by ΔT compared to the switch-on time of the operating current intensity I 1 (t) of the first modulation unit 1 postponed. Correspondingly, the operating current intensity I 3 (t) of the third modulation unit 3 a phase shift ΔT with respect to the second modulation unit 2 and the operating current I 4 (t) of the fourth modulation unit 4 a phase shift .DELTA.T with respect to the third modulation unit 3 on.

Bei dem Ausführungsbeispiel der 2 sind die Phasenverschiebungen ΔT zwischen den Betriebsstromstärken In(t) der Modulationseinheiten 1, 2, 3, 4 jeweils gleich groß. Da die Anzahl der Modulationseinheiten N = 4 beträgt, beträgt die Phasenverschiebung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Modulationseinheiten jeweils ΔT = T/N = T/4.In the embodiment of the 2 are the phase shifts ΔT between the operating currents I n (t) of the modulation units 1 . 2 . 3 . 4 each same size. Since the number of modulation units is N = 4, the phase shift between two successive modulation units is ΔT = T / N = T / 4, respectively.

Die Phasenverschiebungen ΔT zwischen den Betriebsstromstärken In(t) der Modulationseinheiten 1, 2, 3, 4 werden mittels der Steuereinheit 7 erzeugt. Es ist vorteilhaft, wenn die beispielsweise durch eine geeignete Programmierung zur Erzeugung der Phasendifferenzen ΔT eingerichtete Steuereinheit 7 in das LED-Leuchtmittel 6 integriert ist, da das LED-Leuchtmittel 6 in diesem Fall an eine beliebige externe Stromquelle 8 angeschlossen werden kann, an der keine weiteren Vorkehrungen zur Erzeugung der Phasenverschiebungen ΔT erfolgen müssen. Die Phasenverschiebungen ΔT zwischen den Betriebsstromstärken In(t) der Modulationseinheiten 1, 2, 3, 4 haben den Vorteil, dass die Einschaltzeitpunkte der Modulationseinheiten 1, 2, 3, 4 während einer Periodendauer T zeitlich zueinander versetzt sind. Auf diese Weise wird eine hohe Wechselbelastung der Stromquelle 8, die sich ohne die Phasenverschiebungen ΔT jeweils zu Beginn einer Periodendauer T ergeben würde, vermindert.The phase shifts ΔT between the operating currents I n (t) of the modulation units 1 . 2 . 3 . 4 be by means of the control unit 7 generated. It is advantageous if the control unit set up, for example, by suitable programming for generating the phase differences .DELTA.T 7 in the LED bulb 6 integrated, since the LED bulb 6 in this case to any external power source 8th can be connected, at which no further precautions for generating the phase shifts .DELTA.T must be made. The phase shifts ΔT between the operating currents I n (t) of the modulation units 1 . 2 . 3 . 4 have the advantage that the switch-on of the modulation units 1 . 2 . 3 . 4 during a period T are offset in time to each other. In this way, a high alternating load of the power source 8th , which would result without the phase shifts ΔT each at the beginning of a period T, reduced.

Die Phasenverschiebungen ΔT zwischen den Betriebsstromstärken In(t) der Modulationseinheiten 1, 2, 3, 4 müssen nicht notwendigerweise gleich groß sein und können insbesondere auch während des Betriebs des LED-Leuchtmittels 6 zeitlich variieren. In 3 ist ein Beispiel des zeitlichen Verlaufs der Betriebsstromstärken In(t) dargestellt, bei dem zwischen den Betriebsstromstärken In(t) unterschiedlich große Phasenverschiebungen ΔT bestehen. Insbesondere kann, vorgesehen sein, dass die Steuereinheit 7 die Phasenverschiebungen ΔT zwischen den Betriebsstromstärken In(t) der Modulationseinheiten 1, 2, 3, 4 derart regelt, dass zum einen die Einschaltzeitpunkte möglichst gleichmäßig über die Periodendauern T verteilt sind und dass zum anderen eine möglichst gleichmäßige Belastung der Stromquelle 8 über den Verlauf der Periodendauern T auftritt. In diesem Fall regelt die Steuereinheit 7 die Phasenverschiebungen ΔT insbesondere in Abhängigkeit von den Tastverhältnissen der Modulationseinheiten 1, 2, 3, 4.The phase shifts ΔT between the operating currents I n (t) of the modulation units 1 . 2 . 3 . 4 do not necessarily have the same size and can in particular during operation of the LED bulb 6 vary in time. In 3 is an example of the time course of the operating currents I n (t) shown, in which exist between the operating currents I n (t) different sized phase shifts .DELTA.T. In particular, it can be provided that the control unit 7 the phase shifts ΔT between the operating currents I n (t) of the modulation units 1 . 2 . 3 . 4 so regulates that, on the one hand, the turn-on are distributed as evenly as possible over the periods T and that on the other hand as uniform as possible load on the power source 8th over the course of the period T occurs. In this case, the control unit regulates 7 the phase shifts ΔT in particular as a function of the duty cycles of the modulation units 1 . 2 . 3 . 4 ,

Da bei einer zeitlich variierenden Beleuchtung die Tastverhältnisse der Modulationseinheiten 1, 2, 3, 4 zeitlich variabel sind, werden vorzugsweise auch die Phasenverschiebungen ΔT von der Steuereinheit 7 zeitlich variabel geregelt, sodass während des Betriebs des LED-Leuchtmittels 6 eine möglichst gleichmäßige Belastung der Stromquelle 8 auftritt.Since with a time-varying illumination, the duty cycles of the modulation units 1 . 2 . 3 . 4 are variable in time, are preferably also the phase shifts .DELTA.T from the control unit 7 variable in time so that during operation of the LED bulb 6 the most uniform possible load on the power source 8th occurs.

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.The invention is not limited by the description with reference to the embodiments. Rather, the invention encompasses any novel feature as well as any combination of features, including in particular any combination of features in the claims, even if this feature or combination itself is not explicitly stated in the patent claims or exemplary embodiments.

Claims (13)

Verfahren zum Betrieb eines LED-Leuchtmittels (6) mit mehreren LEDs (5), bei dem die Helligkeit der LEDs (5) mittels einer Pulsweitenmodulation der Betriebsstromstärken der LEDs (5) geregelt wird, wobei – jede der mehreren LEDs (5) jeweils einer von mehreren Modulationseinheiten (1, 2, 3, 4) zugeordnet ist, – die Modulationseinheiten (1, 2, 3, 4) jeweils mit einer pulsweitenmodulierten Betriebsstromstärke betrieben werden, wobei die pulsweitenmodulierten Betriebsstromstärken jeweils die gleiche Periodendauer T aufweisen, und – die pulsweitenmodulierten Betriebsstromstärken untereinander Phasenverschiebungen ΔT aufweisen.Method for operating an LED illuminant ( 6 ) with several LEDs ( 5 ), in which the brightness of the LEDs ( 5 ) by means of a pulse width modulation of the operating currents of the LEDs ( 5 ), wherein - each of the plurality of LEDs ( 5 ) each one of several modulation units ( 1 . 2 . 3 . 4 ), - the modulation units ( 1 . 2 . 3 . 4 ) are each operated with a pulse width modulated operating current, wherein the pulse width modulated operating currents respectively have the same period T, and - the pulse width modulated operating currents have mutually phase shifts .DELTA.T. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die pulsweitenmodulierten Betriebsstromstärken zeitlich konstante Phasenverschiebungen ΔT aufweisen.The method of claim 1, wherein the pulse width modulated operating currents have time constant phase shifts .DELTA.T. Verfahren nach Anspruch 2, wobei eine Anzahl der Modulationseinheiten (1, 2, 3, 4) N beträgt und für die Phasenverschiebung ΔT der pulsweitenmodulierten Betriebsstromstärken zweier aufeinanderfolgender Modulationseinheiten (1, 2, 3, 4) jeweils ΔT = T/N gilt.Method according to claim 2, wherein a number of the modulation units ( 1 . 2 . 3 . 4 ) N and for the phase shift ΔT of the pulse width modulated operating currents of two successive modulation units ( 1 . 2 . 3 . 4 ) in each case ΔT = T / N. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die pulsweitenmodulierten Betriebsstromstärken zeitlich variierende Phasenverschiebungen ΔT aufweisen.The method of claim 1, wherein the pulse width modulated operating currents have time varying phase shifts ΔT. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Modulationseinheiten (1, 2, 3, 4) mit zeitlich variierenden Tastverhältnissen betrieben werden und die Phasenverschiebungen ΔT in Abhängigkeit von den Tastverhältnissen geregelt werden.Method according to claim 4, wherein the modulation units ( 1 . 2 . 3 . 4 ) are operated with time varying duty cycles and the phase shifts .DELTA.T are controlled as a function of the duty cycles. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Phasenverschiebungen ΔT von einer Steuereinheit (7) geregelt werden.Method according to one of the preceding claims, wherein the phase shifts ΔT from a control unit ( 7 ) be managed. Steuereinheit (7) für ein LED-Leuchtmittel (6) mit mehreren LEDs (5), wobei – jede der mehreren LEDs (5) jeweils einer von mehreren Modulationseinheiten (1, 2, 3, 4) zugeordnet ist, und – die Steuereinheit (7) dazu konfiguriert ist, die Modulationseinheiten (1, 2, 3, 4) jeweils mit einer pulsweitenmodulierten Betriebsstromstärke zu betreiben, wobei die pulsweitenmodulierten Betriebsstromstärken die gleiche Periodendauer T aufweisen und untereinander Phasenverschiebungen ΔT aufweisen.Control unit ( 7 ) for an LED illuminant ( 6 ) with several LEDs ( 5 ), wherein - each of the plurality of LEDs ( 5 ) each one of several modulation units ( 1 . 2 . 3 . 4 ), and - the control unit ( 7 ) is configured to control the modulation units ( 1 . 2 . 3 . 4 ) each operate with a pulse width modulated operating current, the pulse width modulated operating currents have the same period T and have phase shifts .DELTA.T with each other. Steuereinheit (7) nach Anspruch 7, wobei die Steuereinheit (7) dazu konfiguriert ist, die Modulationseinheiten (1, 2, 3, 4) mit pulsweitenmodulierten Betriebsstromstärken zu betreiben, die zeitlich konstante Phasenverschiebungen ΔT aufweisen.Control unit ( 7 ) according to claim 7, wherein the control unit ( 7 ) is configured to control the modulation units ( 1 . 2 . 3 . 4 ) with pulse width modulated operating currents, which have time-constant phase shifts ΔT. Steuereinheit (7) nach Anspruch 8, wobei eine Anzahl der Modulationseinheiten (1, 2, 3, 4) N beträgt für die Phasenverschiebung ΔT der pulsweitenmodulierten Betriebsstromstärken zweier aufeinanderfolgender Modulationseinheiten (1, 2, 3, 4) jeweils ΔT = T/N gilt.Control unit ( 7 ) according to claim 8, wherein a number of the modulation units ( 1 . 2 . 3 . 4 ) N is for the phase shift ΔT of the pulse width modulated operating currents of two successive modulation units ( 1 . 2 . 3 . 4 ) in each case ΔT = T / N. Steuereinheit (7) nach Anspruch 7, wobei die Steuereinheit (7) dazu konfiguriert ist, die Modulationseinheiten (1, 2, 3, 4) mit pulsweitenmodulierten Betriebsstromstärken zu betreiben, die zeitlich variierende Phasenverschiebungen ΔT aufweisen.Control unit ( 7 ) according to claim 7, wherein the control unit ( 7 ) is configured to control the modulation units ( 1 . 2 . 3 . 4 ) with pulse width modulated operating currents, which have time-varying phase shifts ΔT. Steuereinheit (7) nach Anspruch 10, wobei die Modulationseinheiten (1, 2, 3, 4) beim Betrieb jeweils zeitlich variierende Tastverhältnisse aufweisen und die Steuereinheit (7) dazu konfiguriert ist, die Phasenverschiebungen ΔT in Abhängigkeit von den Tastverhältnissen zu regeln.Control unit ( 7 ) according to claim 10, wherein the modulation units ( 1 . 2 . 3 . 4 ) have in operation in each case time varying duty cycles and the control unit ( 7 ) is configured to control the phase shifts ΔT as a function of the duty cycles. Steuereinheit (7) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei die Steuereinheit (7) einen Microcontroller und/oder ein FPGA aufweist.Control unit ( 7 ) according to one of claims 7 to 11, wherein the control unit ( 7 ) has a microcontroller and / or an FPGA. LED-Leuchtmittel (6) mit mehreren LEDs (5), umfassend eine Steuereinheit (7) nach einem der Ansprüche 7 bis 12. LED bulbs ( 6 ) with several LEDs ( 5 ), comprising a control unit ( 7 ) according to one of claims 7 to 12.
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