AT14315U1

AT14315U1 - Voltage converter for the operation of bulbs

Info

Publication number: AT14315U1
Application number: ATGM61/2014U
Authority: AT
Original assignee: Tridonic Gmbh & Co Kg
Priority date: 2014-02-12
Filing date: 2014-02-12
Publication date: 2015-08-15

Abstract

Es wird vorgeschlagen ein Spannungskonverter zur Bereitstellung einer DC-Spannung (Vout) zum Betrieb wenigstens einer LED-Strecke (1), wobei der Konverter (2) dazu ausgelegt ist: a.) eine sich vorzugsweise in einem Spannungsbereich oberhalb der Flussspannung der LED-Strecke (1) unter Messung des LED-Stroms (iL) wenigstens einmal auf- und ab verändernde DC-Spannung (Vout) auszugeben, und b.) abhängig von dieser Messung den Arbeitspunkt der DC- Spannung (Vout) einzustellen.It is proposed a voltage converter for providing a DC voltage (Vout) for operating at least one LED track (1), wherein the converter (2) is designed to: a.) A preferably in a voltage range above the forward voltage of the LED Route (1) under measurement of the LED current (iL) output at least once up and down changing DC voltage (Vout), and b.) Depending on this measurement to set the operating point of the DC voltage (Vout).

Description

Beschreibungdescription

SPANNUNGSKONVERTER FÜR DEN BETRIEB VON LEUCHTMITTELNVOLTAGE CONVERTER FOR THE OPERATION OF LIGHTERS

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Spannungskonverter zur Bereitstellung einer Span¬nung zum Betrieb wenigstens eines Leuchtmittels, insbesondere einer oder mehreren LEDs.Die Erfindung bezieht sich ebenso auf ein System mit einem Spannungskonverter und einemStromregler zur Regelung des Stroms durch das Leuchtmittel, und auf ein Verfahren zum Be¬treiben eines Leuchtmittels ausgehend von einer zur Verfügung gestellten Spannung.The invention relates to a voltage converter for providing a voltage for operating at least one light source, in particular one or more LEDs. The invention also relates to a system comprising a voltage converter and a current regulator for controlling the current through the light source, and to a method for driving a light source starting from a voltage provided.

[0002] Ein solcher als Konstantspannungs- (constant voltage) Konverter ausgestalteter Span¬nungskonverter stellt ausgangsseitig eine DC-Spannung von beispielsweise 12 Volt oder 24Volt bereit. An dem Ausgang dieses Konverters können LED-Module angeschlossen werden,die typischerweise eine einfache Stromregelung implementiert haben, beispielsweise durcheinen analogen Stromregler.Such a voltage converter designed as a constant voltage converter provides a DC voltage of, for example, 12 volts or 24 volts on the output side. At the output of this converter LED modules can be connected, which typically have implemented a simple current regulation, for example by an analog current regulator.

[0003] Beim Betreiben von LEDs muss gewährleistet werden, dass die vom Spannungskonver¬ter erzeugten und an den LEDs anliegende Spannung ausreichend hoch ist. Diese Spannungsoll höher als die Flussspannung der LEDs sein, um ein Leuchten der LEDs zu ermöglichen.When operating LEDs must be ensured that the Spannungskonver¬ter generated and applied to the LEDs voltage is sufficiently high. This voltage must be higher than the forward voltage of the LEDs to allow the LEDs to light up.

[0004] Die Ausgangsspannung des Spannungskonverters muss nunmehr so gewählt sein, dasseinerseits die Flussspannung des LED Moduls erreicht ist, andererseits soll sie auch nicht zuweit über der Flussspannung der LED Strecke liegen, da andernfalls unnötig elektrische Ener¬gie im Stromregler abgebaut werden muss.The output voltage of the voltage converter must now be chosen so that, on the one hand, the forward voltage of the LED module is reached, on the other hand, it should not be too far above the forward voltage of the LED track, otherwise unnecessary electrical energy in the current regulator must be reduced.

[0005] Aus dem Stand der Technik DE 10 2006 000 810 B4 ist ein adaptiver Spannungskonver¬ter bekannt, wobei die Adaptivität dahingehend zu verstehen ist, das beim Einschalten desSpannungskonverters dieser seine DC-Ausgangsspannung konstant erhöht, bis ein Stromflussdurch die angeschlossene LED-Strecke detektiert wird. Der Spannungskonverter hält danndauerhaft die Ausgangsspannung, bei der er den Stromfluss detektierten konnte.An adaptive voltage converter is known from the prior art DE 10 2006 000 810 B4, the adaptivity being understood to mean that when the voltage converter is switched on, it constantly increases its DC output voltage until current flows through the connected LED path is detected. The voltage converter then permanently holds the output voltage at which it was able to detect the current flow.

[0006] Nachteilig ist bei diesem Stand der Technik die Tatsache, dass die Einstellung der Aus¬gangsspannung nur beim Einschalten des Spannungskonverters stattfinden kann. Für dieseEinstellung ist es in der Tat notwendig, die Ausgangsspannung von einem ersten Wert unter¬halb der Flussspannung bis zu einem zweiten Wert oberhalb der Flussspannung zu verändern,wobei nach Detektieren eines Stromflusses die Ausgangsspannung konstant gehalten wird. Umim laufenden Betrieb der LED-Strecke eine weitere Einstellung durchführen zu können, mussalso die LED-Strecke zunächst ausgeschaltet werden und die Ausgangsspannung ausgehendvon einem ersten Wert unterhalb der Flussspannung wieder langsam erhöht werden. Dieswürde im laufenden Betrieb zu einem Ausschalten der LED-Strecke während der Zeitdauer derEinstellung der Ausgangsspannung führen, was natürlich nicht gewünscht ist.A disadvantage of this prior art is the fact that the setting of the output voltage can only take place when switching the voltage converter. For this adjustment, it is indeed necessary to change the output voltage from a first value below the forward voltage to a second value above the forward voltage, wherein after detecting a current flow, the output voltage is kept constant. In order to be able to carry out a further adjustment during the operation of the LED track, the LED track must first be switched off and the output voltage slowly increased again from a first value below the forward voltage. This would result in turning off the LED path during the period of adjustment of the output voltage during operation, which of course is not desired.

[0007] Insgesamt kann nach dem Stand der Technik nur einmal die Ausgangsspannung derarteingestellt werden, dass die Verlustleistung im Stromregler minimiert wird. Allerdings kann sichdiese Verlustleistung im laufenden Betrieb wieder erhöhen, z.B. weil der Spannungsabfall vonLEDs - die sogenannte Flussspannung - schwanken kann, insbesondere durch thermischeÄnderungen.Overall, according to the state of the art, only once can the output voltage be set such that the power loss in the current regulator is minimized. However, this power loss can increase again during operation, e.g. because the voltage drop of LEDs - the so-called forward voltage - can fluctuate, especially due to thermal changes.

[0008] Angesichts dieses Problems ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Verlustleis¬tung und die damit einhergehende Wärmeentwicklung nicht nur beim Einschalten des Span¬nungskonverters sondern auch zu einem späteren Zeitpunkt bei eingeschalteter LED-Streckeminimieren zu können. Eine Einstellung der Ausgangsspannung des Spannungskonverterssollte entsprechend auch während des Betriebs der LED-Strecke ermöglicht werden.In view of this problem, it is an object of the present invention to minimize the loss of power and the associated heat development not only when switching the voltage converter but also at a later time when the LED track is switched on. An adjustment of the output voltage of the voltage converter should also be enabled during operation of the LED track.

[0009] Die Erfindung setzt nunmehr daran an, dass die Adaptivität der DC-Ausgangsspannungnicht nur einmalig bei einem Einschalten des Konverters, sondern auch zu einem späterenZeitpunkt im Betrieb der LED-Strecke durchführbar ist.The invention is now based on the fact that the adaptivity of the DC output voltage not only once when turning on the converter, but also at a later time in the operation of the LED route is feasible.

[0010] Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Spannungskonverter zur Bereitstellung einer DC-Spannung zum Betrieb wenigstens einer LED-Strecke vorgesehen. Der Konverter istdazu ausgelegt, a.) eine sich vorzugsweise in einem Spannungsbereich oberhalb der Fluss¬spannung der LED-Strecke unter Messung des LED-Stroms vorzugsweise wenigstens einmalauf- und ab verändernde DC-Spannung auszugeben. Weiterhin ist der Konverter dazu ausge¬bildet, b.) den Arbeitspunkt der DC-Spannung abhängig von dieser Messung einzustellen.According to a first aspect of the invention, a voltage converter for providing a DC voltage for operating at least one LED path is provided. The converter is designed to a.) Output a preferably in a voltage range above the Flußεspannung the LED track under measurement of the LED current preferably at least once and from changing DC voltage. Furthermore, the converter is designed to set b.) The operating point of the DC voltage as a function of this measurement.

[0011] Insbesondere im Zuge des Absenkens kann die Spannung unter die Flusspannungfallen.In particular, in the course of lowering the voltage can fall below the flux voltage.

[0012] Der Konverter kann dazu ausgelegt sein, die Schritte a.) und b.) kontinuierlich, quasi¬kontinuierlich oder periodisch mit wenigstens einer Wiederholung durchzuführen.The converter can be designed to carry out the steps a.) And b.) Continuously, quasi-continuously or periodically with at least one repetition.

[0013] Der Konverter kann dazu ausgelegt sein, die Spannung über der LED-Strecke, d.h. diean der LED-Strecke anliegende Spannung, direkt oder indirekt zu erfassen.The converter may be configured to control the voltage across the LED path, i. to detect the voltage applied to the LED track, directly or indirectly.

[0014] Die Frequenz der sich auf- und ab verändernden DC-Spannung kann in einem Bereichzwischen 0.05 Hz und 5Hz ausgewählt werden.The frequency of the changing DC voltage can be selected in a range between 0.05 Hz and 5 Hz.

[0015] Der DC-Spannung kann eine PWM-Modulation überlagert sein. Der Konverter kanndann dazu ausgelegt sein, die Schritte a.) und b.) nur in den Einschaltzeitdauern des PWM-Signals durchzuführen.The DC voltage may be superimposed on a PWM modulation. The converter may then be configured to perform steps a.) And b.) Only in the turn-on durations of the PWM signal.

[0016] Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein System vorgesehen, das einen derar¬tigen Spannungskonverter und einen durch den Spannungsregler bzw. Spannungskonvertergespeisten Stromregler aufweist. Der Stromregler ist zur konstanten Regelung des Stromsdurch die LED-Strecke vorgesehen.According to a further aspect of the invention, a system is provided which has a derar¬tigen voltage converter and a through the voltage regulator or Spannungskonvertergespeisten current regulator. The current regulator is provided for constant regulation of the current through the LED track.

[0017] Der Stromregler und die LED-Strecke können in einem LED-Modul angeordnet sein.The current regulator and the LED track can be arranged in an LED module.

[0018] Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben einer LED-Strecke ausgehend von einer DC-Spannung vorgesehen. Das Verfahren umfasst den Schritteiner a.) Bereitstellung einer DC-Spannung zum Betrieb einer LED-Strecke. Vorgesehen ist,dass sich die DC-Spannung vorzugsweise in einem Spannungsbereich oberhalb der Fluss¬spannung der LED-Strecke unter Messung des LED-Stroms vorzugsweise auf- und ab verän¬dert. Das Verfahren umfasst den Schritt einer b.) Einstellung des Arbeitspunkts der DC-Spannung abhängig von dieser Messung.According to a further aspect of the invention, a method for operating an LED route is provided starting from a DC voltage. The method includes the steps of a.) Providing a DC voltage to drive an LED path. It is provided that the DC voltage preferably preferably varies up and down in a voltage range above the flux voltage of the LED path while measuring the LED current. The method comprises the step of b.) Setting the operating point of the DC voltage depending on this measurement.

[0019] Die Schritte a.) und b.) können kontinuierlich, quasikontinuierlich oder periodisch mitwenigstens einer Wiederholung durchgeführt werden.The steps a.) And b.) Can be carried out continuously, quasi-continuously or periodically with at least one repetition.

[0020] Die Spannung über der LED-Strecke kann direkt oder indirekt erfasst werden.The voltage across the LED track can be detected directly or indirectly.

[0021] Die DC-Spannung kann dabei mit einer Frequenz in einem Bereich zwischen 0.05 Hzund 5Hz auf- und ab verändert werden.The DC voltage can be changed with a frequency in a range between 0.05 Hz and 5Hz up and down.

[0022] Der DC-Spannung kann eine PWM-Modulation überlagert werden. Die Schritte a.) undb.) werden nur in den Einschaltzeitdauern des PWM-Signals durchgeführt.The DC voltage can be superimposed on a PWM modulation. The steps a.) And b.) Are performed only in the turn-on periods of the PWM signal.

[0023] Die DC-Spannung kann einem Stromregler zugeführt werden. Dieser Stromregler regeltden Strom durch die LED-Strecke konstant.The DC voltage can be supplied to a current regulator. This current controller regulates the current through the LED line constantly.

[0024] Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben einer LED-Strecke ausgehend von einer DC-Spannung vorgesehen. Das Verfahren umfasst den Schritteiner a.) Bereitstellung einer DC-Spannung zum Betrieb einer LED-Strecke. Die DC-Spannungverändert sich vorzugsweise in einem Spannungsbereich oberhalb der Flussspannung derLED-Strecke unter Messung des LED-Stroms. Weiterhin ist vorgesehen eine b.) Ermittlung desGradients der Impedanz der LED-Strecke oder eines LED-Moduls aufweisend die LED-Strecke.Vorgesehen ist eine c.) Einstellung des Arbeitspunkts der DC-Spannung (Vout) abhängig vondieser Ermittlung.According to a further aspect of the invention, a method for operating an LED route is provided starting from a DC voltage. The method includes the steps of a.) Providing a DC voltage to drive an LED path. The DC voltage preferably changes in a voltage range above the forward voltage of the LED path while measuring the LED current. Further provided is a b.) Determining the gradient of the impedance of the LED track or of an LED module comprising the LED track. Provided is a c.) Adjustment of the operating point of the DC voltage (Vout) depending on this determination.

[0025] Der Schritt c.) kann folgende Schritte aufweisen. Der Gradient der Impedanz wird miteinem Referenzwert verglichen c1.). Die DC-Spannung wird abhängig von diesem Vergleicherhöht, gesenkt oder unverändert beibehalten c2.).The step c.) May comprise the following steps. The gradient of the impedance is compared with a reference value c1.). Depending on this comparison, the DC voltage is increased, decreased or retained unchanged c2.).

[0026] Die Schritte a.), b.) und c.) können im Betrieb der LED-Strecke durchgeführt werden.Vorzugsweise werden diese Schritte mehrmals wiederholt. Vorzugsweise werden diese Schrittekontinuierlich oder periodisch wiederholt.Steps a.), B.) And c.) Can be carried out during operation of the LED track. Preferably, these steps are repeated several times. Preferably, these steps are repeated continuously or periodically.

[0027] Die Adaptivität der DC-Ausgangsspannung kann also im Betrieb der LED-Streckedurchgeführt werden, z.B. periodisch oder kontinuierlich.The adaptivity of the DC output voltage can thus be carried out in the operation of the LED path, e.g. periodically or continuously.

[0028] Dazu wird eine Impedanz-Messung durchgeführt. Dass heißt der Spannungskonverterermittelt sowohl den Strom, wie auch die Spannung an der LED-Strecke. Diese Strom- undSpannungsmessung erfolgt vorzugsweise dauerhaft im Betrieb der LED-Strecke.For this purpose, an impedance measurement is performed. This means that the voltage converter determines both the current and the voltage at the LED track. This current and voltage measurement is preferably carried out permanently in the operation of the LED track.

[0029] Nunmehr erfolgt entweder eine inhärent vorhandene Modulation der Ausgangsspannungoder es erfolgt eine gezielte Modulation der Ausgangsspannung, um somit örtlich den Verlaufder Impedanzkennlinie der LED-Strecke zu ermitteln, insbesondere den Gradienten am Ar¬beitspunkt. Die inhärent vorhandene Modulation ergibt sich bereits, wenn die Ausgangsspan¬nung des DC-Spannungskonverter bereits einen vorhandenen Rippel aufweist. Ein derartigerRippel bzw. Restwelligkeit der Ausgangsspannung ergibt sich bekanntlich z.B. wenn der Span¬nungskonverter ausgehend von einer Netzspannung versorgt wird.Now either an inherent modulation of the output voltage or there is a targeted modulation of the output voltage, so as to determine locally the course of the impedance characteristic of the LED route, in particular the gradient at the Ar¬beitspunkt. The inherent modulation already occurs when the output voltage of the DC voltage converter already has an existing ripple. Such a ripple of the output voltage is known to occur e.g. when the voltage converter is supplied starting from a mains voltage.

[0030] Der Konverter kann somit seinen Arbeitspunkt der DC- Ausgangsspannung kontinuier¬lich derart verändern, dass der Gradient der Impedanz erkennen lässt, dass sich die Ausgangs¬spannung in einem zulässigen Bereich knapp oberhalb der Flussspannung der LED-Streckebefindet.The converter can thus continuously change its operating point of the DC output voltage such that the gradient of the impedance reveals that the output voltage is within a permissible range just above the forward voltage of the LED track.

[0031] Der Gradient der Impedanz am Arbeitspunkt wird vorzugsweise mit einem gewünschtenGradient bzw. mit einem Soll-Gradient verglichen. Der Soll-Gradient ist erreicht, wenn dieSpannung an der LED-Strecke knapp oberhalb der Flussspannung der LED-Strecke sich befin¬det. So werden Verlustleistungen im Stromregler effizient minimiert. Falls der ermittelte Gradientder Impedanz am Arbeitspunkt kleiner als der Soll-Gradient ist, so wird die Ausgangsspannunggesenkt. Umgekehrt, bei einem ermittelten Gradient oberhalb des Soll-Gradients, wird die Aus¬gangsspannung erhöht.The gradient of the impedance at the operating point is preferably compared with a desired gradient or with a desired gradient. The desired gradient is reached when the voltage at the LED track is just above the forward voltage of the LED track. This effectively minimizes power losses in the current controller. If the determined gradient of the impedance at the operating point is less than the desired gradient, the output voltage is lowered. Conversely, with a determined gradient above the desired gradient, the output voltage is increased.

[0032] Somit kann es im Betrieb der LED Spannung zu einem Wandern des Arbeitspunktes desKonverters kommen. Dieses Wandern kann z.B. von der Temperatur bzw. Umgebungstempera¬tur bedingt sein, und dient dazu, die Verlustleistungen im Stromregler zu minimieren.Thus, during operation of the LED voltage, a migration of the operating point of the converter may occur. This walking can e.g. be caused by the temperature or ambient temperature, and serves to minimize the power losses in the current controller.

[0033] Die angeführte Spannungsmodulation, die nunmehr zu Messzwecken zur Adaptivitätnotwendig ist, würde normalerweise zu sichtbaren Schwankungen im Licht-Output führen,indessen ist die lokale Stromregelung am LED-Modul in der Lage, diese Effekte auszuregeln.The cited voltage modulation, which is now required for measurement purposes for adaptivity, would normally lead to visible fluctuations in the light output, however, the local current control on the LED module is able to correct these effects.

[0034] Wenn eine künstliche Modulation der Ausgangsspannung erfolgt, ist die Frequenz relativniedrig, vorzugsweise in der Größenordnung von 1 Hz, da das menschliche Auge Helligkeits¬schwankungen mit dieser Frequenz relativ schlecht auflöst.If an artificial modulation of the output voltage, the frequency is relatively low, preferably in the order of 1 Hz, since the human eye brightness fluctuations with this frequency dissolves relatively poorly.

[0035] Die erfindungsgemäße Technik kann mit dem Ansatz kombiniert werden, dass bei¬spielsweise in einer Startphase ermittelt wird, ob bereits bei einer Ausgangsspannung von 12 VStrom auf der LED-Strecke fließt, und wenn nicht die Ausgangsspannung auf beispielsweise 24V erhöht wird. In diesem genannten Bereich von 12 Volt DC, oder 24 Volt DC, kann dann derArbeitspunkt gemäß der vorliegenden Erfindung optimiert werden. Beim Einschalten des Span¬nungskonverters kann also die Ausgangsspannung über einen Betriebsbereich von z.B. unter¬halb von 12 V bis oberhalb von 24 V kontinuierlich erhöht werden. Sobald Strom durch dieLEDs fließt kann dann der Arbeitspunkt gemäß der vorliegenden Erfindung optimiert werden.The inventive technique can be combined with the approach that bei¬spielsweise is determined in a startup phase, whether already flows at an output voltage of 12 V current on the LED track, and if not the output voltage is increased to, for example, 24V. In this stated range of 12 volts DC, or 24 volts DC, then the operating point according to the present invention can be optimized. When the voltage converter is switched on, the output voltage can therefore be produced over an operating range of e.g. be increased continuously below 12 V to above 24 V continuously. As current flows through the LEDs, the operating point according to the present invention can then be optimized.

[0036] Zum Dimmen kann der DC-Ausgangsspannung ein PWM Signal, niederfrequent aufmo-duliert sein. Die Arbeitspunktbestimmung durch entsprechende Messung erfolgt dann natürlichnur in den Einschaltzeitdauern des PWM Signals.For dimming, the DC output voltage may be a PWM signal, low-modulated. The operating point determination by appropriate measurement then takes place, of course, only in the on-time of the PWM signal.

[0037] Dabei kann vorgesehen sein, dass bei niedrigen Dimmwerten und somit geringen Tast¬verhältnissen des PWM Signals die Arbeitspunktoptimierung gemäß der vorliegenden Erfindungselektiv abgeschaltet wird.It can be provided that at low dimming values and thus low duty cycle of the PWM signal, the operating point optimization is selectively switched off according to the present invention.

[0038] Nachfolgend wird die Erfindung außerdem in Hinblick auf die Figuren beschrieben.The invention will also be described with reference to the figures.

[0039] Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Betriebsschaltung zurFig. 1 shows schematically the structure of an operating circuit according to the invention for

Versorgung einer LED-Strecke, [0040] Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Betriebs¬ schaltung, [0041] Fig. 3 zeigt einen typischen Verlauf von elektrischen Größen des in Fig. 2 gezeigtenSupply of an LED Track, [0040] FIG. 2 shows a schematic view of a further operating circuit according to the invention, FIG. 3 shows a typical course of electrical variables of the one shown in FIG

Ausführungsbeispiels, und [0042] Fig. 4 zeigt eine Synchronisierung zwischen einer PWM-Modulation der Ausgangs¬ spannung und einer erfindungsgemäßen Messung des LED-Stroms und derAusgangs Spannung.[0042] FIG. 4 shows a synchronization between a PWM modulation of the output voltage and a measurement according to the invention of the LED current and the output voltage.

[0043] In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Betriebsschaltung 4 zur Versorgung vonLeuchtmitteln gezeigt, insbesondere in Form eines Konverters zur Versorgung von LEDs bzw.zur Versorgung einer LED-Strecke.In Fig. 1, an embodiment of an operating circuit 4 for the supply of lighting means is shown, in particular in the form of a converter for the supply of LEDs or for supplying an LED track.

[0044] Die Betriebsschaltung 4 wird eingangsseitig von einer Eingangsspannung Vin in Formz.B. einer Wechselspannung bzw. Netzspannung gespeist. Die Betriebsschaltung 4 umfasstzwei Eingangsklemmen E+, E- zum Zuführen der Eingangsspannung Vin. Die Eingangsspan¬nung Vin kann, wie in Fig. 1 gezeigt, einem Spannungskonverter 2 des Betriebsgeräts 4 zuge¬führt werden.The operating circuit 4 is input side of an input voltage Vin in Formz.B. fed an AC voltage or mains voltage. The operating circuit 4 comprises two input terminals E +, E- for supplying the input voltage Vin. The input voltage Vin can, as shown in FIG. 1, be fed to a voltage converter 2 of the operating device 4.

[0045] Alternativ kann das Betriebsgerät 4 eingangsseitig einen Gleichrichter und/oder einenFilter (nicht gezeigt) aufweisen. Dem Spannungskonverter 2 wird somit eine gleichgerichtete,und gegebenenfalls gefilterte, Wechselspannung bzw. Netzspannung zugeführt. Vorzugsweisewird die Netzspannung nach dem Gleichrichter und/oder Filter noch einer Leistungsfaktorkor¬rektur-Schaltung (nicht gezeigt) zugeführt, bevor sie zum Spannungskonverter 2 weitergeleitetwird. Die Eingangsspannung des Spannungskonverters 2 ist in diesem Fall eine näherungswei¬se konstante Busspannung gegebenenfalls aufweisend eine Restwelligkeit bzw. einen Rippel.Alternatively, the operating device 4 may have on the input side a rectifier and / or a filter (not shown). The voltage converter 2 is thus a rectified, and optionally filtered, AC voltage or mains voltage supplied. Preferably, the mains voltage after the rectifier and / or filter is still supplied to a power factor correction circuit (not shown) before being passed on to the voltage converter 2. In this case, the input voltage of the voltage converter 2 is an approximately constant bus voltage optionally having a residual ripple or a ripple.

[0046] Alternativ kann die Eingangsspannung des Spannungskonverters 2 auch eine Gleich¬spannung bzw. eine konstante Spannung wie z.B. eine Batteriespannung sein, wobei dann derGleichrichter und die Leistungsfaktorkorrektur-Schaltung optional sind.Alternatively, the input voltage of the voltage converter 2 may also be a dc voltage or a constant voltage, e.g. be a battery voltage, in which case the rectifier and the power factor correction circuit are optional.

[0047] Der Spannungskonverter bzw. Spannungswandler 2 wandelt die gegebenenfalls gleich¬gerichtete und gefilterte Eingangsspannung Vin in eine Gleichspannung bzw. DC-Spannung.Aufgabe des Spannungskonverters 2 ist es, ausgangsseitig eine konstante Spannung Vout zuerzeugen. Die Amplitude der Ausgangsspannung Vout ist steuerbar bzw. regelbar.The voltage converter or voltage converter 2 converts the optionally rectified and filtered input voltage Vin into a DC voltage or DC voltage. The task of the voltage converter 2 is to generate a constant voltage Vout on the output side. The amplitude of the output voltage Vout can be controlled or regulated.

[0048] Der Spannungskonverter 2 kann z.B. in Form eines Abwärtswandlers bzw. Buck-Konverters ausgestaltet sein. Mittels eines solchen Wandlers kann z.B. eine EingangsspannungVin in Form einer Netzspannung mit einer Amplitude im Bereich zwischen 120 und 240 V ineine konstante Ausgangsspannung Vout von 12 V umgewandelt werden. Alternativ zum Ab¬wärtswandler kann der Spannungskonverter 2 auch als Synchronwandler ausgestaltet sein.Diese zwei Ausführungsformen sind Beispiele für einen Spannungskonverter 2 ohne galvani¬sche Trennung.The voltage converter 2 may be e.g. be configured in the form of a buck converter or Buck converter. By means of such a transducer, e.g. An input voltage Vin in the form of a mains voltage having an amplitude in the range between 120 and 240 V is converted into a constant output voltage Vout of 12 V. As an alternative to the down converter, the voltage converter 2 can also be designed as a synchronous converter. These two embodiments are examples of a voltage converter 2 without galvanic isolation.

[0049] Alternative Topologien mit galvanischer Trennung sind für den Spannungskonverter 2auch einsetzbar. Z.B. kann der Wandler als Sperrwandler, Eintaktflusswandler oder Gegentakt¬flusswandler ausgestaltet sein. Solche Ausführungen des Spannungskonverters 2, entwederohne oder mit galvanischer Trennung, sind an sich bekannt.Alternative topologies with galvanic isolation can also be used for the voltage converter 2. For example, The converter can be designed as a flyback converter, single-ended flux converter or push-pull current transformer. Such embodiments of the voltage converter 2, either without or with galvanic isolation, are known per se.

[0050] Die Ausgangsspannung Vout des Spannungskonverters 2 liegt an zwei Ausgangsan¬schlüssen LED+, LED- des Betriebsgeräts 4 an. An diese Ausgangsanschlüsse LED+, LED¬sind nunmehr Leuchtmittel wie z.B. LEDs in Form einer LED-Strecke 1 anschließbar. Die inFig. 1 gezeigte LED-Strecke 1 umfasst fünf in Serie geschaltete LEDs, die vorzugsweise miteiner Ausgangsspannung Vout von 12 V betrieben werden. Die LED-Strecke 1 kann mehr oderweniger LEDs aufweisen, wobei dann die Amplitude der Ausgangsspannung Vout vorzugswei¬ se anzupassen ist. Die Amplitude der Ausgangsspannung Vout soll insbesondere höher als dieFlussspannung der LED-Strecke 1 sein.The output voltage Vout of the voltage converter 2 is applied to two output terminals LED +, LED- of the operating device 4. At these output terminals LED +, LED¬ are now lighting means such. LEDs in the form of an LED track 1 connectable. The inFig. 1 includes five series-connected LEDs, which are preferably operated with an output voltage Vout of 12V. The LED path 1 may have more or fewer LEDs, in which case the amplitude of the output voltage Vout should preferably be adapted. The amplitude of the output voltage Vout should in particular be higher than the forward voltage of the LED track 1.

[0051] Im Betriebsgerät 4 der Fig. 1 ist eine Steuereinheit 3 zum Ansteuern des Spannungs¬konverters 2 vorgesehen. Abhängig von Rückführsignalen kann die Steuereinheit 3 den Span¬nungskonverter 2 steuern. Die Rückführsignale stammen z.B. aus dem Bereich des Span¬nungskonverters 2. Abhängig von der Ausgangsspannung Vout als Rückführsignal kann dieSteuereinheit 3 den Spannungskonverters 2 derart ansteuern, dass die AusgangsspannungVout auf einen Sollwert geregelt wird. Das Zurückführen von Messwerten ausgehend vomSpannungswandler 2 zurück zur Steuereinheit 3 ist in Fig. 1 mit dem Referenzzeichen 6 ge¬kennzeichnet. Das Referenzzeichen 5 bezeichnet ein von der Steuereinheit 3 erzeugtes Steu¬ersignal zum Ansteuern des Spannungskonverters 2.In the operating device 4 of FIG. 1, a control unit 3 for driving the Spannungs¬konverters 2 is provided. Depending on feedback signals, the control unit 3 can control the voltage converter 2. The feedback signals are e.g. from the region of the voltage converter 2. Depending on the output voltage Vout as the feedback signal, the control unit 3 can control the voltage converter 2 in such a way that the output voltage Vout is regulated to a desired value. The return of measured values starting from the voltage converter 2 back to the control unit 3 is identified in FIG. 1 by the reference mark 6. Reference numeral 5 denotes a control signal generated by the control unit 3 for driving the voltage converter 2.

[0052] Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Betriebs¬schaltung 10. Der Aufbau und der Betrieb der Betriebsschaltung 10 entsprechen grundsätzlichAufbau und Betrieb der in Fig. 1 gezeigten Betriebsschaltung 4.2 shows a schematic view of a further operating circuit 10 according to the invention. The construction and operation of the operating circuit 10 basically correspond to the construction and operation of the operating circuit 4 shown in FIG.

[0053] Das Steuersignal 5 dient typischerweise zur Ansteuerung mindestens eines Schalters 7des Spannungskonverters 2. Z.B. umfasst der als Abwärtswandler ausgestaltete Spannungs¬konverters 2 in bekannter Weise einen Schalter 7, wobei abhängig vom Ein- und Ausschaltendes Schalters die Höhe der Ausgangsspannung Vout einstellbar ist. Der als Sperrwandler aus¬gestaltete Spannungskonverter 2 umfasst einen Schalter 7, der in bekannter Weise auf derPrimärseite eines Übertrager angeordnet ist, wobei die Ausgangsspannung Vout auf der Se¬kundärseite des Übertragers zur Verfügung gestellt wird.The control signal 5 is typically used to drive at least one switch 7 of the voltage converter 2. For example. the voltage converter 2 embodied as a step-down converter comprises a switch 7 in a known manner, the level of the output voltage Vout being adjustable depending on the switching on and off of the switch. The voltage converter 2 embodied as a flyback converter comprises a switch 7, which is arranged in a known manner on the primary side of a transformer, the output voltage Vout being provided on the secondary side of the transformer.

[0054] Parallel zu den Ausgangsanschlüssen LED+, LED- und somit parallel zur LED-Strecke 1kann ein ohmscher Spannungsteiler R1, R2 vorgesehen sein, an dem ein Signal S/Vout abge¬griffen und der Steuereinheit 3 als Rückführsignal zugeführt werden kann. Das MesssignalS/Vout ist repräsentativ für die Ausgangsspannung Vout, die zum Betreiben der LED-Strecke 1erzeugt wird.Parallel to the output terminals LED +, LED- and thus parallel to the LED path 1, an ohmic voltage divider R1, R2 can be provided, on which a signal S / Vout can be tapped off and fed to the control unit 3 as a feedback signal. The measurement signal S / Vout is representative of the output voltage Vout generated to drive the LED track 1.

[0055] Der ohmsche Spannungsteiler R1, R2 ist beispielhaft für eine direkte Messung der Aus¬gangsspannung Vout. Die Erfassung der Ausgangsspannung Vout kann alternativ auch indirekterfolgen. Z.B. bei einem Spannungskonverter 2 mit galvanischer Trennung aufweisend einenÜbertrager ist es möglich, eine auf der Primärseite des Übertragers anliegende Spannung zumessen und auf die Ausgangsspannung Vout auf der Sekundärseite des Übertragers unterBerücksichtigung des Windungsverhältnis des Übertragers zu schließen. Bei einem Sperrwand¬ler lässt sich z.B. die Ausgangsspannung Vout indirekt über eine Multiplikation der Eingangs¬spannung des Sperrwandlers mit dem Windungsverhältnis ermitteln.The ohmic voltage divider R1, R2 is exemplary for a direct measurement of the output voltage Vout. Alternatively, the detection of the output voltage Vout can also be indirect. For example, in a voltage converter 2 with galvanic isolation comprising a transformer, it is possible to measure a voltage applied to the primary side of the transformer and to close the output voltage Vout on the secondary side of the transformer, taking into account the turns ratio of the transformer. In a flyback converter, e.g. determine the output voltage Vout indirectly via a multiplication of the input voltage of the flyback converter with the turns ratio.

[0056] In Serie zur LED-Strecke ist im Betriebsgerät 4 weiterhin ein Messwiderstand bzw. einShunt Rshunt geschaltet. An dem Messwiderstand Rshunt wird ein Messsignal S/i abgegriffenund der Steuereinheit 3 zugeführt. Dieses Messsignal S/i gibt den Strom durch die LED-Strecke1 wieder. Auch alternative bekannte Mittel zur Messung der Ausgangsspannung Vout und/oderdes Stroms durch die LED-Strecke 1 können hier eingesetzt werden.In series with the LED track, a measuring resistor or a shunt Rshunt is also connected in the operating device 4. At the measuring resistor Rshunt, a measurement signal S / i is tapped and supplied to the control unit 3. This measurement signal S / i reproduces the current through the LED track 1. Alternative known means for measuring the output voltage Vout and / or the current through the LED path 1 can also be used here.

[0057] An den Ausgangsanschlüssen LED+, LED- ist wiederum die LED-Strecke 1 geschaltet.In Fig. 2 ist zusätzlich eine Konstantstromquelle 11 in Serie zur LED-Strecke 1 vorgesehen.Diese Konstantstromquelle 11 dient als Stromregler, um den Strom durch die LED-Streckekonstant zu halten, d.h. auf einen Strom-Sollwert zu regeln. Die LED-Strecke 1 und der Strom¬regler 11, vorzugsweise der lineare Stromregler 11, sind in Serie geschaltet und sind Teil einesLED-Moduls 12, welches an den Ausgangsanschlüssen LED+, LED- angeschlossen ist.At the output terminals LED +, LED- in turn, the LED track 1 is switched in Fig. 2 in addition, a constant current source 11 is provided in series with the LED track 1. This constant current source 11 serves as a current regulator to the current through the LED -Streckkonstant to keep, ie to regulate to a current setpoint. The LED track 1 and the current regulator 11, preferably the linear current regulator 11, are connected in series and are part of a LED module 12, which is connected to the output terminals LED +, LED-.

[0058] Der Stromregler 11 kann alternativ auch in der Betriebsschaltung 10 integriert werden. Indiesem Fall kann der Stromregler z.B. in Serie zwischen dem Spannungskonverter 2 und derLED-Strecke 1 d.h. in Serie zwischen dem Spannungskonverter 2 und den Ausgangsanschlüs¬sen LED+, LED- angeordnet sein.The current controller 11 may alternatively be integrated in the operating circuit 10. In this case, the current regulator may e.g. in series between the voltage converter 2 and the LED link 1 i. be arranged in series between the voltage converter 2 and the Ausgangsanschlüs¬sen LED +, LED-.

[0059] Die Betriebsschaltung eignet sich auch zum Betreiben von mehreren LED-Strecken bzw. mehreren LED-Modulen. Dies ist in Fig. 2 in gestrichelter Linie dargestellt. Parallel zum LED-Modul 12 ist ein optionales weiteres LED-Modul 12' dargestellt, das wiederum eine LED-Strecke1' in Serie zu einem Stromregler 11' umfasst.The operating circuit is also suitable for operating a plurality of LED lines or multiple LED modules. This is shown in Fig. 2 in dashed line. Parallel to the LED module 12, an optional further LED module 12 'is shown, which in turn comprises an LED section 1' in series with a current regulator 11 '.

[0060] An dem Ausgang des Spannungskonverters 2 können also ein oder mehrere LED-Module angeschlossen werden, wobei diese LED-Module typischerweise eine einfache Strom¬regelung implementiert haben, beispielsweise durch einen analogen Stromregler.Thus, one or more LED modules can be connected to the output of the voltage converter 2, wherein these LED modules typically have implemented a simple Strom¬regelung, for example by an analog current controller.

[0061] Fig. 3 zeigt einen typischen Verlauf von elektrischen Größen des in Fig. 2 gezeigtenAusführungsbeispiels.Fig. 3 shows a typical course of electrical quantities of the embodiment shown in Fig. 2.

[0062] Gezeigt wird insbesondere der Verlauf vom Strom i durch die LED-Strecke 1 in Abhän¬gigkeit von der Ausgangsspannung Vout d.h. in Abhängigkeit von der über die LED-Strecke 1bzw. über das LED-Modul 12 abfallenden Spannung.In particular, the course of the current i through the LED path 1 as a function of the output voltage Vout, in particular, is shown. depending on the over the LED track 1bzw. via the LED module 12 falling voltage.

[0063] Die Strom-Spannungs-Kennlinie weist einen s-förmigen Verlauf auf. Bei einer niedrigenAusgangsspannung Vout zwischen null und einem ersten Wert V1 fließt kein bzw. annäherndkein Strom durch die LEDs. Dieser Bereich ohne LED-Strom und somit ohne Leuchten derLEDs ist in Fig. 3 mit B1 bezeichnet.The current-voltage characteristic curve has an S-shaped profile. At a low output voltage Vout between zero and a first value V1, no current flows through the LEDs. This region without LED current and thus without illumination of the LEDs is denoted by B1 in FIG.

[0064] Ab diesem Wert V1 nimmt der Strom i mit der Spannung Vout zu, und zwar vorzugswei¬se exponential. Das Referenzzeichen B2 bezeichnet den Bereich der nahezu exponentiellenStrom- Spannungs-Kennlinie. Sobald die Ausgangsspannung Vout die Flussspannung derLEDs erreicht, sind die LEDs leitend und die LEDs leuchten.From this value V1, the current i increases with the voltage Vout, preferably exponentially. The reference character B2 denotes the range of the nearly exponential current-voltage characteristic. As soon as the output voltage Vout reaches the forward voltage of the LEDs, the LEDs are conductive and the LEDs light up.

[0065] Wenn sich die Ausgangsspannung Vout nunmehr weiter erhöht beginnt der LED-Strom iwieder abzuflachen. Dies entspricht einem Bereich B3 für die Ausgangsspannung Vout. DiesesAbflachen der Kennlinie ist darauf zurückzuführen, dass nunmehr ein Stromregler 12 zur Rege¬lung des Stroms durch die LED-Strecke 1 eingesetzt wird. Es stellt sich somit ein ArbeitspunktAP ein für den Spannungskonverter bzw. für die DC-Ausgangsspannung Vout. An diesemArbeitspunkt AP ergibt sich ein Nennstrom i = iN.As the output voltage Vout continues to rise, the LED current begins to flatten itself. This corresponds to a range B3 for the output voltage Vout. This flattening of the characteristic curve is due to the fact that now a current regulator 12 is used to regulate the current through the LED segment 1. This results in an operating point AP for the voltage converter or for the DC output voltage Vout. At this point of operation AP, a rated current i = iN results.

[0066] Um den Nennstrom iN erzielen zu können, soll die Ausgangsspannung einen Mindest¬wert erreichen. Dieser Mindestwert für die Ausgangsspannung bleibt nicht immer konstantsondern ist wiederum insbesondere vom Strom, vom Typ der LEDs, von der Anzahl der LEDs,von der Temperatur und vom Stromregler abhängig.In order to be able to achieve the rated current iN, the output voltage should reach a minimum value. This minimum value for the output voltage is not always constant but in turn depends in particular on the current, the type of LEDs, the number of LEDs, the temperature and the current controller.

[0067] Bekannte Spannungskonverter erzeugen in diesem Zusammenhang bewusst eine zuhohe Ausgangsspannung. Dies führt einerseits dazu, dass der Nennstrom iN erreicht werdenkann. Andererseits muss unnötig elektrische Energie im Stromregler abgebaut werden, wasauch noch zu einem unerwünschten Temperaturanstieg führt.Known voltage converters deliberately generate too high an output voltage in this connection. On the one hand, this leads to the fact that the nominal current iN can be achieved. On the other hand unnecessary electrical energy must be reduced in the current regulator, which also leads to an undesirable increase in temperature.

[0068] Der eingangs erwähnte adaptive Spannungskonverter aus dem Stand der Technik bietetdie Möglichkeit, beim Einschalten des Spannungskonverters die DC-Ausgangsspannung dahin¬gehend optimal einzustellen, dass im Stromregler keine bzw. wenig elektrische Energie abge¬baut werden muss. Im Laufe des LED-Betriebs kann allerdings diese einmal eingestellte DC-Ausgangsspannung möglicherweise zu steigenden Verlustleistungen im Stromregler führen.The above-mentioned adaptive voltage converter of the prior art offers the possibility, when switching on the voltage converter, that the DC output voltage is optimally adjusted so that no or little electrical energy has to be dissipated in the current regulator. In the course of LED operation, however, this once set DC output voltage may possibly lead to increasing power losses in the current controller.

[0069] Erfindungsgemäß wird also vorgeschlagen, eine DC-Ausgangsspannung Vout bereitzu¬stellen, die sich vorzugsweise in einem Spannungsbereich oberhalb der Flussspannung derLED-Strecke verändert. (Insbesondere im Zuge des Absenkens kann die Spannung unter dieFlusspannung fallen.) [0070] Dabei wird kontinuierlich oder in diskreten zeitlichen Abständen der LED-Strom gemes¬sen. Der Arbeitspunkt der DC-Ausgangsspannung Vout wird dann abhängig von dieser Mes¬sung eingestellt. Somit kann auch während des LED-Betriebs die Ausgangsspannung im Sinneeiner Minimierung der Verlustleistung im Stromregler optimiert werden.According to the invention, it is therefore proposed to provide a DC output voltage Vout, which preferably varies in a voltage range above the forward voltage of the LED path. (In particular in the course of lowering, the voltage may fall below the forward voltage.) In this case, the LED current is measured continuously or at discrete time intervals. The operating point of the DC output voltage Vout is then set depending on this Mes¬sung. Thus, even during LED operation, the output voltage can be optimized to minimize power dissipation in the current regulator.

[0071] Die LED-Strecke 1 wird vorzugsweise wie folgt ausgehend vom Spannungskonverter 2betrieben: [0072] - Beim Starten des Spannungskonverters 2 wird die Ausgangsspannung Vout zunächst auf einen Maximalwert V2 eingestellt. Dieser Maximalwert V2 ist vorzugsweise oberhalb derFlussspannung der LED-Strecke. Dieser Maximalwert V2 soll auch für den Spannungskonverterund für die LED-Strecke betriebssicher sein.The LED section 1 is preferably operated as follows from the voltage converter 2 b: When starting the voltage converter 2, the output voltage Vout is initially set to a maximum value V2. This maximum value V2 is preferably above the forward voltage of the LED track. This maximum value V2 should also be reliable for the voltage converter and for the LED route.

[0073] - Danach wird aus den Messsignalen S/i und S/Vout, die jeweils für den LED-Strom unddie Ausgangsspannung Vout repräsentativ sind, der Gradient der Impedanz der LED-Streckebzw. die Steigung der Strom-Spannungs-Kennlinie ermittelt. Diese Steigung ist in Fig. 3 mit demReferenzzeichen ST bezeichnet. Die Steigung ST ist ein Maß für die Steilheit der Strom-Spannungs-Kennlinie.Thereafter, out of the measurement signals S / i and S / Vout representative of the LED current and the output voltage Vout, respectively, the gradient of the impedance of the LED track becomes. determines the slope of the current-voltage characteristic. This slope is designated in Fig. 3 with the reference character ST. The slope ST is a measure of the steepness of the current-voltage characteristic.

[0074] - Der Gradient der Impedanz bzw. die Steigung der Strom-Spannungs-Kennlinie wirdanschließend von der Steuereinheit 3 mit einem Referenzwert verglichen. Dieser Referenzwertist vorzugsweise in der Steuereinheit 3 gespeichert. Dieser Referenzwert kann unabhängig vonder LED-Strecke benutzt werden. D.h. die Steuereinheit 3 vergleicht der gerade ermittelte Gra¬dient immer mit demselben Referenzwert. Alternativ kann der Referenzwert adaptiv sein undvon der LED-Strecke abhängen.The gradient of the impedance or the slope of the current-voltage characteristic is then compared by the control unit 3 with a reference value. This reference value is preferably stored in the control unit 3. This reference value can be used independently of the LED path. That the control unit 3 always compares the currently determined gradient with the same reference value. Alternatively, the reference value may be adaptive and depend on the LED path.

[0075] - Falls der Gradient die Referenzspannung nicht erreicht hat, wird die Ausgangsspan¬nung Vout gesenkt. Vorzugsweise wird die Ausgangsspannung Vout derart gesenkt, dass beimÜbergang zwischen dem alten und dem neuen Wert für die Ausgangsspannung Vout keineÄnderung der von der LED-Strecke erzeugten Helligkeit vom menschlichen Auge bemerkbar ist.Vorzugsweise wird die Ausgangsspannung Vout um einen Wert verändert bzw. gesenkt, der soklein ist wie möglich. Vorzugsweise kann der Wert der Ausgangsspannung Vout um 0,2 V ver¬ändert werden.If the gradient has not reached the reference voltage, the output voltage Vout is lowered. Preferably, the output voltage Vout is lowered such that no change in the brightness produced by the LED path is noticeable to the human eye at the transition between the old and the new value for the output voltage Vout. Preferably, the output voltage Vout is changed by a value which decreases as small as possible. Preferably, the value of the output voltage Vout can be changed by 0.2 V.

[0076] - Diese Arbeitspunktoptimierung wird vorzugsweise regelmäßig durchgeführt, um immereinen möglichst geringen Leistungsverlust im Stromregler zu haben. Es wird dann die Aus¬gangsspannung Vout schrittweise gesenkt, solange der Gradient die Referenzspannung nichterreicht.This operating point optimization is preferably carried out regularly in order to always have the lowest possible power loss in the current regulator. The output voltage Vout is then lowered stepwise as long as the gradient does not reach the reference voltage.

[0077] Erfindungsgemäß kann die Richtung der Veränderung der Ausgangsspannung Voutvom Vergleich mit dem Referenzwert abhängen. Ist der ermittelte Gradient nämlich kleiner alsder Referenzwert, so wird die Ausgangsspannung Vout reduziert. Andersrum wird die Aus¬gangsspannung Vout erhöht, wenn der Gradient größer als der Referenzwert sein sollte. DieVeränderung der Ausgangsspannung Vout sollte für das menschliche Auge nicht Form einerHelligkeitsschwankung erkennbar sein.According to the invention, the direction of change of the output voltage Vout may depend on the comparison with the reference value. Namely, if the determined gradient is smaller than the reference value, the output voltage Vout is reduced. Otherwise, the output voltage Vout is increased if the gradient should be greater than the reference value. The change of the output voltage Vout should not be apparent to the human eye in the form of a brightness fluctuation.

[0078] Diese Verringerung oder Erhöhung der Ausgangsspannung Vout wird dadurch durchge¬führt, dass der der Sollwert für die Ausgangsspannung Vout entsprechend geändert wird unddass die Steuereinheit 3 dann seine Ansteuerung des Schalters 7 entsprechend ändert. DieZeitdauer zwischen zwei Arbeitspunktoptimierungen, d.h. zwischen zwei Ermittlungen desGradients, sollte lang genug sein, dass sich die Ausgangsspannung Vout auch auf den größe¬ren oder kleineren Sollwert einstellt lässt.This reduction or increase in the output voltage Vout is carried out in that the setpoint for the output voltage Vout is changed accordingly and that the control unit 3 then changes its control of the switch 7 accordingly. The duration between two operating point optimizations, i. between two determinations of the gradient, it should be long enough that the output voltage Vout can also be set to the larger or smaller setpoint value.

[0079] Der erste Schritt der Einstellung der Ausgangsspannung Vout auf den Maximalwert V2ist nicht zwingend notwendig. Alternativ kann beim Einschalten des Konverters 2 die Ausgangs¬spannung schrittweise oder kontinuierlich erhöht werden, bis ein Strom durch die LED-Streckefließt. Danach kann wiederum eine oder vorzugsweise mehrere Arbeitspunktoptimierungenstattfinden, um die Ausgangsspannung Vout erfindungsgemäß jeweils zu erhöhen oder verrin¬gern.The first step of setting the output voltage Vout to the maximum value V2 is not absolutely necessary. Alternatively, when the converter 2 is switched on, the output voltage can be increased stepwise or continuously until a current flows through the LED path. Thereafter, in turn, one or preferably a plurality of operating point optimizations may take place in order to respectively increase or decrease the output voltage Vout according to the invention.

[0080] Um den Gradient bzw. die Steigung ST zu ermitteln, wird die Ausgangsspannung Voutausgehend von ihrem eingestellten Wert leicht verringert und erhöht, um den Verlauf der Impe¬danzkennlinie der LED-Strecke ermitteln zu können. Dabei ist eine minimale Anzahl an Strom-und Spannungsmessungen S/i, S/Vout erforderlich. Bei jeder Messung soll die Ausgangsspan¬nung Vout mindestens um einen Mindestwert verändert werden. Vorzugsweise ist eine Min¬destanzahl an Messwerten festgelegt, um eine stabile Ermittlung der Steigung ST zu gewähr¬leisten. Vorzugsweise sollen 16 Spannungsmesswerte und die jeweils 16 entsprechendenStrommesswerte erfasst werden.In order to determine the gradient or the slope ST, the output voltage Vout is slightly reduced starting from its set value and increased in order to be able to determine the profile of the impedance characteristic of the LED path. This requires a minimum number of current and voltage measurements S / i, S / Vout. For each measurement, the output voltage Vout should be changed by at least a minimum value. Preferably, a minimum number of measured values is determined in order to ensure a stable determination of the slope ST. Preferably, 16 voltage readings and 16 corresponding current readings should be detected.

[0081] Auf Basis dieser vorzugsweise digitalisierten Messwerte wird von der Steuereinheit 3eine Regressionsanalyse durchgeführt, um daraus einen geschätzten Wert für die Steigung STzu ermitteln. Die Steuereinheit 3 kann dabei verschiedenen Schätzfunktionen benutzen. Vor¬zugsweise wird die Steigung ST mit Hilfe einer Theil-Sen Schätzfunktion ermittelt.On the basis of these preferably digitized measured values, a regression analysis is carried out by the control unit 3 in order to determine therefrom an estimated value for the slope ST. The control unit 3 can use different estimation functions. The slope ST is preferably determined with the aid of a partial Sen estimation function.

[0082] Abhängig von dieser Ermittlung der Steigung ST bzw. des Gradients wird die Ausgangs¬spannung Vout des Konverters 2 verändert, und somit der Arbeitspunkt im Sinne einer Verrin¬gerung des Leistungsverlusts im Stromregler optimiert.Depending on this determination of the gradient ST or of the gradient, the output voltage Vout of the converter 2 is changed, and thus the operating point is optimized in terms of a reduction of the power loss in the current regulator.

[0083] Fig. 4 zeigt eine Synchronisierung zwischen einer PWM-Modulation der Ausgangsspan¬nung und einer erfindungsgemäßen Messung des LED-Stroms und der Ausgangsspannung.FIG. 4 shows a synchronization between a PWM modulation of the output voltage and a measurement according to the invention of the LED current and the output voltage.

[0084] Der in Fig. 4 gezeigte Bereich D1 bezieht sich auf den Betrieb der LED-Strecke beieinem Dimmwert von 100%. Die Ausgangsspannung Vout und der LED-Strom i weisen stetigeWerte auf. Die Punkte sollen die Zeitpunkte darstellen, zu denen die Ausgangsspannung Voutund der LED-Strom i zur Vermeidung von Leistungsverlusten im Stromregler erfindungsgemäßgemessen werden.The area D1 shown in Fig. 4 refers to the operation of the LED line at a dimming value of 100%. The output voltage Vout and the LED current i have steady values. The points are intended to represent the times at which the output voltage Vout and the LED current i are measured according to the invention in order to avoid power losses in the current controller.

[0085] Zum Dimmen kann der DC-Ausgangsspannung Vout ein PWM Signal, niederfrequentaufmoduliert sein. Dies ist in den Bereichen D2 und D3 gezeigt. Das entsprechende PWM-Modul kann z.B. innerhalb des Konverters 2 vorgesehen sein. Die Arbeitspunktbestimmungdurch entsprechende Messung von Ausgangsspannung Vout und LED-Strom i erfolgt dann nurin den Einschaltzeitdauern des PWM-Signals, s. wiederum die Punkte in den Einschaltzeitdau¬ern in Fig. 4.For dimming, the DC output voltage Vout may be a PWM signal, low-frequency modulated. This is shown in areas D2 and D3. The corresponding PWM module may e.g. be provided within the converter 2. The operating point determination by corresponding measurement of output voltage Vout and LED current i then takes place only in the turn-on periods of the PWM signal, s. again the points in the on-time duration in FIG. 4.

[0086] Da die PWM-Modulation im Spannungskonverter 2 und die Arbeitspunktbestimmung inder Steuereinheit 3 stattfinden, ist eine Synchronisierung zwischen den beiden Bauteilen not¬wendig. Auf Fig. 2 ist entsprechend gezeigt, dass der Konverter 2 ein SynchronisierungssignalPWMsync zu der Steuereinheit 3 zuführt. Mit Hilfe des Synchronisierungssignals PWMsyncweiß die Steuereinheit, wann die Einschaltzeitdauern des PWM-Signals erfolgen und somitwann die Messung durchgeführt werden kann.Since the PWM modulation takes place in the voltage converter 2 and the operating point determination in the control unit 3, a synchronization between the two components is necessary. It is correspondingly shown in FIG. 2 that the converter 2 supplies a synchronization signal PWMsync to the control unit 3. With the aid of the synchronization signal PWMsync white, the control unit determines when the turn-on durations of the PWM signal take place and thus when the measurement can be carried out.

[0087] Mit sinkendem Dimmwert wird auch das Tastverhältnis des PWM-Signals kleiner, s. z.B.den Bereich D3 im Vergleich zum Bereich D2 mit höheren Dimmwerten. Bei einem niedrigenDimmwert unterhalb eines Schwellwerts oder bei einem geringen Tastverhältnis des PWM-Signals unterhalb eines Schwellwerts kann die Arbeitspunktoptimierung gemäß der vorliegen¬den Erfindung selektiv abgeschaltet werden.As the dimming value decreases, the duty cycle of the PWM signal also becomes smaller, s. For example, the range D3 compared to the range D2 with higher dimming levels. At a low dimming value below a threshold value or at a low duty cycle of the PWM signal below a threshold value, the operating point optimization according to the present invention can be selectively switched off.

[0088] Die Modulation der DC-Ausgangsspannung Vout kann muß nicht „künstlich" durch einenRegler herbeigeführt werden, sondern kann sich auch automatisch als Rippel am Ausgang desKonverters ergeben, beispielsweise durch die relativ geringe Kapazität der Kondensatoren amAusgang oder durch eine träge Regelschleife, die einen von der Netzspannung bewirkten Rip¬pel nicht vollständig ausregelt.The modulation of the DC output voltage Vout may not be "artificial". may be caused by a controller, but may also automatically result in ripple at the output of the converter, for example, by the relatively small capacitance of the capacitors at the output or by a sluggish control loop which does not fully control a ripple caused by the mains voltage.

Claims

Claims 1. A voltage converter for providing a DC voltage (Vout) for operating at least one LED track (1), the converter (2) being designed to: a. ) outputting a DC voltage (Vout) changing and increasing at least once preferably in a voltage range above the forward voltage of the LED path (1) while measuring the LED current (iL), and b. ) to set the operating point of the DC voltage (Vout) depending on this measurement.

2. Voltage converter according to claim 1, wherein the converter (2) is adapted to perform the steps a.) And b.) Continuously, quasikon¬tinuierlich or periodically with at least one repetition.

3. Voltage converter according to claim 1 or 2, wherein the converter (2) is adapted to detect the voltage across the LED track (1) directly or indirectly.

4. Voltage converter according to one of the preceding claims, wherein the frequency of the up and down changing DC voltage (Vout) is in a range between 0.05 Hz and 5 Hz.

5. Voltage converter according to one of the preceding claims, wherein the DC voltage (Vout) is superimposed on a PWM modulation, wherein the converter (2) is adapted to the steps a.) And b.) Only in the turn-on periods of the PWM To carry out the signal.

6. System comprising a voltage converter according to one of the preceding Ansprü¬che and fed by the voltage regulator current regulator (11) which controls the current (iL) through the LED path (1) constant.

7. System according to claim 6, wherein the current controller (11) and the LED track (1) are arranged in an LED module.

A method of operating an LED track (1) from a DC voltage (Vout), the method comprising the steps of: a. ) Providing a DC voltage (Vout) for operating an LED path (1), wherein the DC voltage (Vout) is preferably in a voltage range above the forward voltage of the LED track (1) under measurement of the LED current preferably and changed from, and b. ) Sets the operating point of the DC voltage (Vout) depending on this measurement.

9. The method according to claim 8, wherein steps a.) And b.) Are carried out continuously, quasi-continuously or periodically with at least one repetition.

10. The method of claim 8 or 9, wherein the voltage across the LED track (1) is detected directly or indirectly.

11. The method according to any one of claims 8 to 10, wherein the DC voltage (Vout) is changed with a frequency in a range between 0.05 Hz and 5Hz up and down.

12. The method according to any one of claims 8 to 11, wherein the DC voltage (Vout) is superimposed on a PWM modulation, wherein the Schrittea.) And b.) Are performed only in the ON periods of the PWM signal.

13. The method according to any one of claims 8 to 12, wherein the DC voltage (Vout) is fed to a current regulator (11), which regulates the current through the LED path (1) constant.

14. Method, in particular according to one of claims 8 to 13, for operating an LED track (1) on the basis of a DC voltage (Vout), the method comprising the following steps: a. ) Provision of a DC voltage (Vout) for operating an LED track (1), wherein the DC voltage (Vout) in a voltage range above the Flussspanπnung the LED track (1) under measurement of the LED current changes , b. Determining the gradient of the impedance of the LED track (1) or an LED module (12) comprising the LED track (1), and c. ) Adjustment of the operating point of the DC voltage (Vout) depending on this determination.

15. The method of claim 14, wherein step c.) Comprises the steps of: c1.) The gradient of the impedance is compared with a reference value, and c2.) The DC voltage (Vout) is increased, decreased, or kept unchanged depending on this comparison ,

16. The method according to claim 14 or 15, wherein the steps a.), B.) And c.) Are preferably carried out several times in the operation of the LED track (1), and in particular be repeated continuously or periodically. For this 2 sheets of drawings