AT14343U1 - Betriebsgerät, Leuchte und Verfahren zum Betreiben eines Leuchtmittels - Google Patents

Abstract

Ein Betriebsgerät (1) für wenigstens eine Leuchtdiode (21) umfasst eine Leis- tungsfaktorkorrekturschaltung (11) zum Bereitstellen einer DC-Spannung (VBUS) und eine Steuereinheit (13) zum Steuern der Leistungsfaktorkorrekturschaltung (11 ). Die Steuereinheit (13) ist eingerichtet, um die DC-Spannung (VBUS) abhängig von einem LED-Strom (ILED) der wenigstens einen Leuchtdiode (21) einzustellen.

Description

Beschreibung

BETRIEBSGERÄT, LEUCHTE UND VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINES LEUCHTMITTELS

[0001] Die Erfindung betrifft ein Betriebsgerät für ein Leuchtmittel. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Betriebsgerät zum Versorgen einer Leuchtdiode (LED) oder mehrerer LEDs, wobei das Betriebsgerät eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung aufweist.

[0002] Mit zunehmender Verbreitung von Leuchtmitteln wie LEDs, die beispielsweise auf einem LED-Modul angeordnet sein können, gewinnen Betriebsgeräte für derartige Leuchtmittel weiter an Bedeutung. Die LEDs können anorganische oder organische LEDs sein. Das Betriebsgerät weist eine Konstantstromquelle auf, um einen LED-Strom für die LEDs bereitzustellen. Als Konstantstromquelle kann ein Betriebsgerät einen getakteten Wandler umfassen. Das Betriebsgerät weist eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung (PFC) auf, die eine Gleichspannung (DC-Spannung) erzeugt, mit der die Konstantstromquelle versorgt wird.

[0003] Es ist wünschenswert, mit einem Betriebsgerät unterschiedliche LED-Ströme erzeugen zu können, damit das Betriebsgerät mit einer größeren Anzahl unterschiedlicher LED-Module kombiniert werden kann. Auch wenn das Betriebsgerät so ausgestaltet ist, dass unterschiedliche LED-Ströme erzeugt werden können, kann die Dissipation, beispielsweise aufgrund von hartem Schalten, und somit die Wärmeentwicklung ein Problem darstellen, wenn der LED-Strom wesentlich von demjenigen LED-Strom abweicht, für den der Betrieb der Konstantstromquelle optimiert ist.

[0004] E in Grund für die Schwierigkeit, größere Bereiche von LED-Strömen mit herkömmlichen Betriebsgeräten abzudecken, ist, dass bei herkömmlichen Betriebsgeräten eine Schaltfrequenz, mit der ein Schalter des getakteten Wandlers geschaltet wird, über einen Frequenzbereich verändert werden muss, der umso größer ist, je größer das Intervall möglicher LED-Ströme ist, die von dem Betriebsgerät erzeugt werden können. Mit zunehmender Abweichung von der Schaltfrequenz, für die der getaktete Wandler optimiert ist, können hartes Schalten und Dissipation zunehmend zu einem Problem werden. Dies kann den Bereich möglicher LED-Ströme in der Praxis stark einschränken.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Vorrichtungen und Verfahren anzugeben, die die beschriebenen Probleme verringern. Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Vorrichtungen und Verfahren anzugeben, bei denen ein Betriebsgerät mehrere LED-Ströme erzeugen kann, wobei die oben beschriebenen Probleme herkömmlicher Betriebsgeräte abgeschwächt oder beseitigt werden können.

[0006] Es werden ein Betriebsgerät für wenigstens eine Leuchtdiode, eine Leuchte und ein Verfahren mit den in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmalen angegeben. Die abhängigen Ansprüche definieren Ausführungsformen der Erfindung.

[0007] Nach Ausführungsbeispielen der Erfindung ist ein Betriebsgerät für wenigstens eine Leuchtdiode vorgesehen, das eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung mit einstellbarer DC-Spannung aufweist.

[0008] Die Einsteilbarkeit der DC-Spannung, die von der Leistungsfaktorkorrekturschaltung erzeugt und zur Versorgung eines getakteten Wandlers oder einer andere Konstantstromquelle verwendet werden kann, stellt einen weiteren Parameter bereit, mit dem das Betriebsgerät an unterschiedliche LED-Ströme angepasst werden kann. Dadurch kann die Arbeitsweise des Betriebsgeräts besser an den jeweils gewünschten LED-Strom angepasst werden.

[0009] Zur Anpassung der DC-Spannung kann das Betriebsgerät eingerichtet sein, um ein elektrisches Bauteil eines LED-Moduls auszulesen, das angibt, welcher LED-Strom für die Versorgung des entsprechenden LED-Moduls benötigt wird. Eine Steuereinheit des Betriebsgeräts kann einen steuerbaren Schalter der Leistungsfaktorkorrekturschaltung so schalten, dass ein aus dem LED-Modul ausgelesener Wert für den LED-Strom die DC-Spannung festlegt, die von der Leistungsfaktorkorrekturschaltung an einem Gleichspannungs(DC)-Bus bereitgestellt wird.

[0010] E in Betriebsgerät für wenigstens eine Leuchtdiode umfasst eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung zum Bereitstellen einer DC-Spannung. Das Betriebsgerät umfasst eine Steuereinheit zum Steuern der Leistungsfaktorkorrekturschaltung. Die Steuereinheit ist eingerichtet, um die DC-Spannung abhängig von einem LED-Strom der wenigstens einen Leuchtdiode einzustellen.

[0011] Das Betriebsgerät kann einen Anschluss zum Auslesen einer Kenngröße wenigstens eines elektrischen Bauteils eines LED-Moduls umfassen. Durch das elektrische Bauteil kann in dem LED-Modul kodiert sein, welcher LED-Strom für das LED-Modul benötigt wird.

[0012] Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, um die DC-Spannung, die von der Leistungsfaktorkorrekturschaltung erzeugt wird, abhängig von der Kenngröße einzustellen. Die Steuereinheit kann so eingerichtet sein, dass sowohl eine Steuerung oder Regelung einer Leistungsfaktorkorrekturschaltung als auch die Stromregelung einer Konstantstromquelle, die mit der DC-Spannung versorgt wird, von der Kenngröße abhängt, die das Betriebsgerät ausliest.

[0013] Das Betriebsgerät kann eingerichtet sein, um die Kenngröße bei einem Starten des Betriebsgeräts auszulesen. Die ausgelesene Kenngröße kann für den nachfolgenden Betrieb die DC-Spannung festlegen, die von der Leistungsfaktorkorrekturschaltung erzeugt wird.

[0014] Das Betriebsgerät kann eingerichtet ist, um die Kenngröße nur bei einem Starten des Betriebsgeräts auszulesen, bevor die wenigstens eine Leuchtdiode mit dem LED-Strom versorgt wird.

[0015] Das elektrische Bauteil kann ein Widerstand auf dem LED-Modul sein. Der Widerstand kann einen von mehreren diskreten Werte aufweisen, um einen von mehreren diskreten möglichen LED-Strömen anzuzeigen.

[0016] Der Anschluss zum Auslesen der Kenngröße kann von einem Ausgang des Betriebsgeräts verschieden sein, über den das Betriebsgerät den LED-Strom als Ausgangsstrom des Betriebsgeräts ausgibt.

[0017] Das Betriebsgerät kann eine weitere Steuereinheit umfassen. Die weitere Steuereinheit kann eingerichtet sein, um Informationen über die ausgelesene Kenngröße über eine Potenzialbarriere zu der Steuereinheit zu übertragen.

[0018] Die Potenzialbarriere des Betriebsgeräts kann eine SELV („Separated Extra Low Volta-ge“)-Barriere sein. Die weitere Steuereinheit kann in einem SELV- Bereich des Betriebsgeräts angeordnet sein. Die Steuereinheit kann in einem nicht-SELV-Bereich des Betriebsgeräts angeordnet sein, der von dem SELV- Bereich durch die Potenzialbarriere getrennt ist.

[0019] Das Betriebsgerät kann eine galvanische Trennung, beispielsweise einen Optokoppler oder Transformator, umfassen, um die Information über die Kenngröße über die Potenzialbarriere zu der Steuereinheit zu übertragen.

[0020] Die Steuereinheit kann eine integrierte Halbleiterschaltung sein. Die Steuereinheit kann ein Mikrocontroller, ein Controller oder eine anwendungsspezifische Spezialschaltung sein. Die Steuereinheit kann ein Mikroprozessor oder Prozessor sein.

[0021] Die weitere Steuereinheit kann eine weitere integrierte Halbleiterschaltung sein. Die weitere Steuereinheit kann ein Mikrocontroller, ein Controller oder eine anwendungsspezifische Spezialschaltung sein. Die weitere Steuereinheit kann ein Mikroprozessor oder Prozessor sein.

[0022] Die weitere Steuereinheit kann auch weggelassen werden. Der den LED-Strom des LED-Moduls kodierende Widerstand oder ein anderes den LED-Strom des LED-Moduls kodierendes elektrisches Bauteil kann ausgelesen werden, ohne dazu eine integrierte Halbleiterschaltung auf der SELV-Seite des Betriebsgeräts zu verwenden.

[0023] Das Betriebsgerät kann einen getakteten Wandler, insbesondere einen getakteten Re- sonanzwandler, mit Potenzialtrennung umfasst, der mit der DC- Spannung versorgt wird. Ein Eingang des getakteten Wandlers kann über einen DC-Bus mit der Leistungsfaktorkorrekturschaltung verbunden sein.

[0024] Der getaktete Resonanzwandler weist eine Resonanzfrequenz auf. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, um durch die Einstellung der DC-Spannung abhängig von dem LED-Strom die Resonanzfrequenz zu verschieben. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, um durch die Veränderung der DC-Spannung die Resonanzfrequenz so zu verschieben, dass eine Schaltfrequenz eines steuerbaren Schalters des getakteten Resonanzwandlers oder mehrerer Schalter des getakteten Resonanzwandlers zur Erzeugung unterschiedlicher LED-Ströme in einem kleineren Frequenzintervall verändert werden muss als bei konstanter DC-Spannung.

[0025] Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, um die DC-Spannung abhängig von dem LED-Strom so einzustellen, dass der Resonanzwandler auf einer induktiven Seite der Resonanz betrieben wird. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, um die DC-Spannung abhängig von dem LED-Strom so einzustellen, dass für jeden der von dem Betriebsgerät unterstützten LED-Ströme der Resonanzwandler auf einer induktiven Seite der Resonanz betrieben wird.

[0026] Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, um für einen ersten LED-Strom eine erste DC-Spannung einzustellen. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, um für einen zweiten LED-Strom, der größer als der erste LED-Strom ist, eine zweite DC-Spannung einzustellen, die kleiner als die erste DC-Spannung ist.

[0027] Der getaktete Wandler kann ein getakteter LLC-Resonanzwandler sein. Der getaktete Wandler kann ein getakteter LLC-Resonanzwandler mit Halbbrückenansteuerung sein.

[0028] Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, um in Abhängigkeit von dem LED- Strom die DC-Spannung unter Verwendung eines Kennfelds oder einer Formel zu ermitteln. Die Steuereinheit kann einen nicht-flüchtigen Speicher zum Speichern des Kennfelds umfassen. Das Kennfeld kann eine Mehrzahl unterschiedlicher DC-Spannungen definieren, von denen jeweils eine abhängig von dem LED-Strom, für den das LED-Modul ausgelegt ist, ausgewählt wird.

[0029] Das Kennfeld oder die Formel können die DC-Spannung als eine monoton fallende Funktion des LED-Stroms festlegen.

[0030] Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, um zu ermitteln, welche DC- Spannung eingestellt werden soll, bevor der LED-Strom als Ausgangsstrom des Betriebsgeräts ausgegeben wird.

[0031] Eine Leuchte nach einem Ausführungsbeispiel umfasst ein Betriebsgerät nach einem Ausführungsbeispiel und ein LED-Modul mit wenigstens einer Leuchtdiode, das mit dem Betriebsgerät verbunden ist.

[0032] Die wenigstens eine Leuchtdiode kann eine anorganische oder organische Leuchtdiode sein.

[0033] Das LED-Modul kann ein elektrisches Bauteil, beispielsweise einen Widerstand, zum Kodieren des LED-Stroms umfassen. Ein Anschluss des Betriebsgeräts kann mit dem LED-Modul verbunden sein, um den Widerstand auszulesen und die DC-Spannung abhängig von dem Widerstand einzustellen.

[0034] Bei einem Verfahren zum Steuern eines Betriebsgeräts für wenigstens eine Leuchtdiode wird ein Betriebsgerät mit einer Leistungsfaktorkorrekturschaltung zum Bereitstellen einer DC-Spannung verwendet. Bei dem Verfahren wird die DC-Spannung abhängig von einem LED-Strom der wenigstens einen Leuchtdiode eingestellt.

[0035] Das Verfahren kann von dem Betriebsgerät oder der Leuchte nach einem Ausführungsbeispiel ausgeführt werden.

[0036] Zum Einstellen der DC-Spannung kann das Betriebsgerät eine Kenngröße eines elektrischen Bauteils, beispielsweise den Widerstand, auslesen, das auf einem LED-Modul vorhanden ist, um den LED-Strom anzuzeigen, der von dem LED-Modul benötigt wird.

[0037] Das Auslesen der Kenngröße kann über einen Anschluss des Betriebsgeräts erfolgen, der von dem Ausgang verschieden ist, über den der LED-Strom ausgegeben wird.

[0038] Die Kenngröße kann ausgelesen werden, bevor das LED-Modul mit dem LED- Strom versorgt wird.

[0039] Das Betriebsgerät kann einen getakteten Resonanzwandler umfassen, der mit der DC-Spannung versorgt wird. Der getaktete Resonanzwandler kann ein LLC-Resonanzwandler sein. Der getaktete Resonanzwandler kann ein LLC- Resonanzwandler mit Halbbrückenansteuerung sein. Eine Steuereinheit kann die DC-Spannung der Leistungsfaktorkorrekturschaltung so einstellen, dass der LLC-Resonanzwandler auf der induktiven Seite der Resonanz betrieben wird.

[0040] Die DC-Spannung kann bei dem Verfahren so eingestellt werden, dass für einen ersten LED-Strom, der von einem ersten LED-Modul benötigt wird, eine von der Leistungsfaktorkorrekturschaltung erzeugte DC-Spannung auf eine erste DC-Spannung eingestellt wird. Für einen zweiten LED-Strom, der von einem zweiten LED-Modul benötigt wird und der größer als der erste LED- Strom ist, kann eine zweite DC-Spannung zur Versorgung des Resonanzwandlers eingestellt werden, die kleiner als die erste DC-Spannung ist.

[0041] Bei Betriebsgeräten, Leuchte und Verfahren nach Ausführungsbeispielen kann die von der Leistungsfaktorkorrekturschaltung erzeugt DC-Spannung kann an den gewünschten LED-Strom angepasst werden. Die Einsteilbarkeit der DC- Spannung erlaubt beispielsweise, eine Resonanzfrequenz eines getakteten Resonanzwandlers des Betriebsgeräts zu verschieben. Unterschiedliche LED-Ströme erfordern weniger starke Veränderungen einer Schaltfrequenz des getakteten Wandlers als herkömmliche Betriebsgeräte mit unveränderlicher Ausgangsspannung der Leistungsfaktorkorrekturschaltung.

[0042] Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren anhand bevorzugter Ausführungsformen erläutert. In den Figuren bezeichnen identische Bezugszeichen identische Bauteile.

[0043] Figur 1 zeigt eine Leuchte mit einem Betriebsgerät nach einem Ausführungsbeispiel.

[0044] Figur 2 zeigt eine beispielhafte Einstellung einer DC-Spannung in Abhängigkeit von einem LED-Strom bei dem Betriebsgerät von Figur 1.

[0045] Figur 3 zeigt eine beispielhafte Einstellung der DC-Spannung in Abhängigkeit von einem LED-Strom bei dem Betriebsgerät von Figur 1.

[0046] Figur 4 ist ein schematisches Blockdiagramm eines einer Steuereinheit nach einem

Ausführungsbeispiel.

[0047] Figur 5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens nach einem Ausführungsbeispiel.

[0048] Figur 6 zeigt eine Leuchte mit einem Betriebsgerät nach einem weiteren Ausführungs beispiel.

[0049] Figur 1 zeigt eine Darstellung einer Leuchte, die ein Betriebsgerät 1 für wenigstens eine Leuchtdiode (LED) umfasst. Das Betriebsgerät 1 weist einen Versorgungsanschluss zur Kopplung mit einer Versorgungsquelle auf. Die Versorgungsquelle kann beispielsweise eine Netzspannungsleitung sein. Das Betriebsgerät 1 weist einen Ausgang auf, über den die wenigstens eine LED mit Energie versorgt werden kann. Der Ausgang des Betriebsgeräts kann mit wenigstens einer LED-Strecke verbunden sein. Der Ausgang des Betriebsgeräts kann mit einem LED-Modul 20 der Leuchte verbunden sein.

[0050] Das LED-Modul 20 kann eine LED oder mehrere LEDs 21 umfassen. Die LEDs können anorganische oder organische LEDs sein. Die mehreren LEDs können in Serie oder parallel geschaltet sein. Die mehreren LEDs können auch in komplexeren Anordnungen verschaltet sein, beispielsweise in mehreren zueinander parallel geschalteten Reihenschaltungen. Während beispielhaft eine Anzahl von LEDs dargestellt ist, können auch nur eine LED, zwei LEDs oder mehr als zwei LEDs verwendet werden.

[0051] Das Betriebsgerät 1 kann einen Gleichrichter 10 zum Gleichrichten einer Versorgungsspannung, beispielsweise der Netzspannung aufweisen. Das Betriebsgerät 1 weist eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung 11 auf. Die Leistungsfaktorkorrekturschaltung (PFC) erhöht den Leistungsfaktor des Betriebsgeräts und unterdrückt die Rücksendung von Oberschwingungen in das Netz. Die Leistungsfaktorkorrekturschaltung 11 stellt eine DC-Spannung VBus die auch als Busspannung bezeichnet wird, für nachgeschaltete Komponenten des Betriebsgeräts 1 bereit.

[0052] Das Betriebsgerät 1 umfasst eine Konstantstromquelle. Die Konstantstromquelle kann einen Gleichspannungswandler 12 umfassen. Der Gleichspannungswandler 12 kann ein getakteter Resonanzwandler sein. Verschiedene Ausgestaltungen des Gleichspannungswandlers 12 können verwendet werden. Beispielsweise kann der Gleichspannungswandler 12 ein getakteter LLC-Resonanzwandler mit Halbbrückenansteuerung sein. Der Gleichspannungswandler 12 stellt eine Potenzialtrennung bereit. Eine Potenzialbarriere 16 stellt eine galvanische Trennung von Bereichen 17, 18 des Betriebsgeräts. Die Potenzialbarriere 16 kann eine SELV („Separated Extra Low Voltage“)-Barriere sein, die einen SELV-Bereich 18 von einem nicht-SELV-Bereich 17 trennt.

[0053] Der Gleichspannungswandler 12 weist ein oder mehrere steuerbare Schalter auf. Der oder die steuerbaren Schalter des Gleichspannungswandlers 12 werden so geschaltet, dass der LED-Strom, der als Ausgangsstrom des Betriebsgeräts an das LED-Modul 20 bereitgestellt wird, auf eine gewünschte gemittelte Stromstärke eingestellt wird. Eine Steuereinrichtung, beispielsweise die nachfolgend noch ausführlicher beschriebene Steuereinheit 13, kann eine Regelschleife für den LED-Strom ausführen, wobei das Schalten des steuerbaren Schalters oder der steuerbaren Schalter des Gleichspannungswandlers 12 als Stellgröße verwendet wird.

[0054] Das Betriebsgerät 1 kann weitere Schaltungskomponenten umfassen. Beispielsweise kann das Betriebsgerät 1 einen (in Figur 1 nicht dargestellten) Ausgangskreis aufweisen, um an dem Ausgang des Betriebsgeräts 1 eine gewünschte Versorgungsspannung und/oder einen gewünschten Versorgungsstrom für das LED-Modul 20 bereitzustellen.

[0055] Das Betriebsgerät 1 ist eingerichtet, um unterschiedliche LED-Ströme zu erzeugen. Dies erlaubt die Verwendung der Betriebsgeräts 1 in Kombination mit unterschiedlichen LED-Modulen 20 und insbesondere in Kombination mit LED- Modulen 20, die für unterschiedliche LED-Ströme ausgelegt sind. Wie noch ausführlicher beschrieben wird, weist das Betriebsgerät 1 eine Steuereinheit 13 auf. Die Steuereinheit 13 kann beispielsweise ein Mikrocontroller, ein Controller oder eine anwendungsspezifische Spezialschaltung (ASIC) sein. Die Steuereinheit 13 ist eingerichtet, um abhängig von dem LED-Strom, der für das LED- Modul 20 erzeugt werden soll, die DC-Spannung VBus einzustellen. Dazu kann die Steuereinheit 13 einen steuerbaren Schalter der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 11 getaktet schalten. Die Steuereinheit 13 kann für eine Regelung der Ausgangsspannung der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 11 eingerichtet sein, um die DC-Spannung VBUS auf einen gewünschten Wert einzustellen, der von dem LED-Strom abhängt.

[0056] Die Steuereinheit 13 kann Information über den LED-Strom auf unterschiedliche Weise erhalten. Bei einer Ausgestaltung weist das LED-Modul 20 ein elektrisches Bauteil 22 auf, mit dem kodiert wird, für welchen LED-Strom das LED- Modul 20 ausgelegt ist. Das elektrische Bauteil 22 kann ein Ohm’scher Widerstand sein. Der Widerstand kann dann kodieren, welcher LED-Strom von dem Betriebsgerät 1 erzeugt werden soll. Andere Ausgestaltungen können verwendet werden. Beispielsweise kann das elektrische Bauteil 22 auch ein Kondensator sein, dessen Kapazität angibt, welcher LED-Strom von dem Betriebsgerät 1 erzeugt werden soll.

[0057] Das Betriebsgerät 1 kann einen Anschluss umfassen, der mit dem elektrischen Bauteil 22 des LED-Moduls verbindbar ist. Der Anschluss zum Auslesen des Widerstands des elektrischen Bauteils 22 kann von dem Ausgang des Betriebsgeräts verschieden sein, über den der LED-Strom für die wenigstens eine LED 21 als Ausgangsstrom des Betriebsgeräts 1 ausgegeben wird.

[0058] Das Betriebsgerät 1 kann eine Ausleseschaltung 14 umfassen, die eingerichtet ist, um den Widerstand des elektrischen Bauteils 22 auszulesen. Die Ausleseschaltung 14 kann den Widerstand beim Starten des Betriebsgeräts 1 auslesen. Die Ausleseschaltung 14 kann beispielsweise eine vorgegebene Spannung erzeugen, um den Widerstand des elektrischen Bauteils 22 auszulesen. Das Auslesen kann abgeschlossen sein, bevor das Betriebsgerät 1 den LED-Strom an das LED-Modul 20 bereitstellt.

[0059] Die Ausleseschaltung 14 muss nicht als separate Einheit vorgesehen sein, sondern kann in andere funktionale Einheiten integriert sein. Beispielsweise kann der SELV-Bereich 18 des Betriebsgeräts 1 eine weitere integrierte Halbleiterschaltung aufweisen, die die Ausleseschaltung 14 umfasst, aber noch weitere Funktionen ausführen kann. Die weitere integrierte Halbleiterschaltung kann einen Wandler eines Ausgangskreises des Betriebsgeräts 10 steuern. Die Ausleseschaltung 14 kann als ein Mikrocontroller oder Controller ausgebildet sein.

[0060] Die Steuereinheit 13 kann über eine galvanische Trennung 15 Informationen über den von der Ausleseschaltung 14 ausgelesenen Widerstand des elektrischen Bauteils 22 empfangen. Somit kann die Steuereinheit 13 beim Starten des Betriebsgeräts 1 Information über den LED-Strom des LED-Moduls 20 erfassen. Die Steuereinheit 13 kann abhängig davon, für welchen LED-Strom das LED-Modul 20 ausgelegt ist, bestimmen, welche DC-Spannung VBus eingestellt werden soll, und kann die Leistungsfaktorkorrekturschaltung 11 entsprechend steuern.

[0061] Die Steuereinheit 13 kann auf unterschiedliche Weise abhängig von dem LED- Strom bestimmen, welche DC-Spannung VBus eingestellt werden soll. Die Steuereinheit 13 kann die DC-Spannung VBUs kennfeldbasiert bestimmen. Ein nicht-flüchtiger Speicher, der in einem Kennfeld die DC-Spannung VBUS als Funktion des ausgewählten LED-Stroms angibt, kann in die Steuereinheit 13 integriert oder separat von dieser vorgesehen sein. Die Steuereinheit 13 kann auch eingerichtet sein, um eine Funktion auszuwerten, die DC-Spannung VBUs als Funktion des ausgewählten LED-Stroms angibt.

[0062] Die Steuereinheit 13 kann so ausgestaltet sein, dass die DC-Spannung VBUs einen von mehreren diskreten Werten annehmen kann. Beispielsweise können wenigstens zwei oder wenigstens drei unterschiedliche DC-Spannung VBUs vorgesehen sein.

[0063] Die Steuereinheit 13 kann eingerichtet sein, um die DC-Spannung VBUS so einzustellen, dass der getaktete LLC-Resonanzwandler 12 auf einer induktiven Seite der Resonanz betrieben wird und/oder dass Verschiebungen zu einer kapazitiven Seite der Resonanz verringert werden können, wenn ein größerer Ausgangsstrom erzeugt werden soll. Die Steuereinheit 13 kann so eingerichtet sein, dass die Leistungsfaktorkorrekturschaltung 11 für die Erzeugung wenigstens einiger LED-Ströme eine kleinere DC-Spannung VBUs bereitstellt, wenn der LED-Strom größer wird.

[0064] Abwandlungen der unter Bezugnahme auf Figur 1 beschriebenen Ausgestaltung des Betriebsgeräts 1 können implementiert werden. Beispielsweise kann Information überden LED-Strom nicht nur durch ein elektrisches Bauteil 22 des LED-Moduls 20 kodiert werden. Das Betriebsgerät 1 kann eingerichtet sein, um eine benutzerdefinierte Einstellung unterschiedlicher LED-Ströme zu erlauben. Die Einstellung kann über DIP-Schalter erfolgen, wobei der aus der Stellung der DIP-Schalter resultierende Widerstand ausgelesen werden kann und zur Einstellung der DC-Spannung VBUs verwendet werden kann. Die DIP-Schalter können in dem SELV-Bereich 18 des Betriebsgeräts 1 vorgesehen sein. Die Einstellung kann auch durch eine Programmierung über eine Schnittstelle des Betriebsgeräts 1 erfolgen. Es kann auch eine Erfassung des tatsächlichen LED-Stroms erfolgen, wobei die entsprechende Information über die Potenzialbarriere 16 zu der Steuereinheit 13 geführt werden kann.

[0065] Die Einstellung unterschiedlicher DC-Spannungen VBUS verändert die Schaltfrequenz, mit der steuerbare Schalter des LLC-Resonanzwandlers 12 geschaltet werden. Hierfür sind keine weiteren Eingriffe in den Regelkreis erforderlich. Der Ausgangsstrom wird von dem Regelkreis für den LLC-Resonanzwandler 12 auf den jeweils gewünschten Wert eingestellt, auch wenn die DC-Spannung VBus unterschiedliche Werte aufweisen kann.

[0066] Figur 2 illustriert die Funktionsweise der Steuereinheit 13 nach einem Ausführungsbei-spiel. Das Betriebsgerät 1 ist eingerichtet, um wenigstens einen ersten LED-Strom lLED -i und einen zweiten LED-Strom I led, 2, der größer als der erste LED-Strom ist, auszugeben. Um den ersten LED-Strom ILed, i zu erzeugen, wird die DC-Spannung VBus auf eine erste DC-Spannung V-i eingestellt. Um den zweiten LED-Strom ILEd, 2 zu erzeugen, wird die DC-Spannung VBUs auf eine zweite DC-Spannung V2 eingestellt, die kleiner als die erste DC-Spannung \Λ ist. Auf diese Weise können insbesondere bei Verwendung eines LLC- Resonanzwandlers 12 als Kontaktstromquelle die bei herkömmlichen Betriebsgeräten existierenden Probleme im Zusammenhang mit hartem Schalten und Dissipation verringert werden.

[0067] Figur 3 illustriert eine beispielhafte Abhängigkeit 25 der DC-Spannung VBUs von dem LED-Strom ILEd bei einem Betriebsgerät nach einem Ausführungsbeispiel. Die DC-Spannung VBUS kann eine monoton fallende Funktion des LED-Stroms ILEd sein. Die DC-Spannung VBUS muss keine streng monoton fallende Funktion des LED-Stroms ILEd sein, sondern kann abschnittsweise konstant sein, wie in Figur 3 dargestellt. Eine Abhängigkeit, wie sie in Figur 3 beispielhaft dargestellt ist, kann von der Steuereinheit 13 kennfeldbasiert oder durch Auswertung einer Formel genutzt werden.

[0068] Es sollte beachtet werden, dass die Steuereinheit 13 nicht den LED-Strom selbst, sondern auch eine andere, diesen anzeigende Kenngröße verwenden kann, um die DC-Spannung VBUS zu bestimmen, die eingestellt werden soll. Beispielsweise kann der Widerstand des elektrischen Bauteils 22 des LED- Moduls oder ein mit einem DIP-Schalter des Betriebsgeräts 1 eingestellter Widerstand den LED-Strom kodieren. Abhängig von dem Zusammenhang zwischen Kodierung, z.B. Widerstand des elektrischen Bauteils 22, und dem dadurch kodierten LED-Strom kann die Abhängigkeit 25 auch andere Formen aufweisen. Insbesondere kann durch das Kennfeld oder eine Formel die DC- Spannung als Funktion der Kodierung für den LED-Strom definiert sein, die wiederum von dem LED-Strom abhängt.

[0069] Figur 4 ist eine schematische Blockdarstellung einer Ausgestaltung der Steuereinheit 13 nach einem Ausführungsbeispiel. Die Steuereinheit 13 weist eine Einrichtung 31 zum Ermitteln der DC-Spannung VBUs in Abhängigkeit von dem LED-Strom ILEd auf. Die Einrichtung 31 kann ein Kennfeld oder eine Funktionsauswertung sein.

[0070] Die Steuereinheit 13 weist eine Einrichtung 32 zum Erzeugen eines Steuersignals Ctrl für einen steuerbaren Schalter der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 11 auf. Die Einrichtung 32 erzeugt das Steuersignal abhängig von der ermittelten DC-Spannung VBUs, so dass die Leistungsfaktorkorrekturschaltung die ermittelte DC-Spannung VBUS erzeugt. Die Einrichtung 32 kann eine Regelschleife ausführen, um die DC-Spannung VBUs einzustellen, oder kann die DC-Spannung VBUs auf andere Weise auf den dem LED-Strom jeweils zugeordneten Wert einstellen.

[0071] Die Steuereinheit 13 kann optional eine Einrichtung 33 zum Steuern des Gleichspannungswandlers 12 umfassen. Die Einrichtung 33 kann Steuersignale ctrl2 für einen oder mehrere Schalter eines getakteten Resonanzwandlers erzeugen. Beispielsweise kann die Einrichtung 33 Steuersignale für die zwei Schalter eines LLC-Resonanzwandlers mit Halbbrückenansteue-rung erzeugen. Die Einrichtung 33 kann in einer Regelschleife den oder die Schalter des LLC-Resonanzwandlers so steuern, dass der Ausgangsstrom des Betriebsgeräts 1 auf den gewünschten Wert eingestellt wird.

[0072] Figur 5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 40 nach einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren kann von einem Betriebsgerät 1 nach einem Ausführungsbeispiel ausgeführt werden.

[0073] Bei Schritt 41 wird das Betriebsgerät 1 gestartet. Das Betriebsgerät 1 kann eine Schnittstelle zum Empfangen eines Befehls zum Starten des Betriebsgeräts 1 aufweisen.

[0074] Bei Schritt 42 wird der LED-Strom lLED ermittelt, der erzeugt werden soll. Dazu kann ein

Widerstand 22 des LED-Moduls 20 ausgelesen werden. Es kann ein Widerstand in einem SELV-Bereich des Betriebsgeräts 1 ausgelesen werden. Es kann auch ein nichtflüchtiger Speicher des Betriebsgeräts 1 ausgelesen werden, in dem nicht-flüchtig gespeichert ist, welchen LED-Strom das Betriebsgerät 1 für das mit ihm gekoppelte LED-Modul 20 erzeugen soll. Der LED- Strom ILed kann ermittelt werden, bevor das Betriebsgerät 1 den LED-Strom für das LED-Modul 20 erzeugt.

[0075] Bei Schritt 43 wird ermittelt, welche DC-Spannung VBus die Leistungsfaktorkorrekturschaltung 11 erzeugen soll, wenn das Betriebsgerät 1 den LED-Strom ILed ausgeben soll.

[0076] Bei Schritt 44 erfolgt dann der Nutzbetrieb, bei dem die Leistungsfaktorkorrekturschaltung 11 so gesteuert wird, dass sie die ermittelte DC-Spannung VBus am DC-Bus bereitstellt, um den Gleichspannungswandler 12 zu versorgen. Der Gleichspannungswandler 12 kann so gesteuert werden, dass der Ausgangsstrom des Betriebsgeräts 1 dem gewünschten LED-Strom Iled entspricht.

[0077] Figur 6 zeigt ein Betriebsgerät 1 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel. Bei dem Betriebsgerät 1 muss der SELV-Bereich 18 keine integrierte Halbleiterschaltung aufweisen. Um den Widerstand des elektrischen Bauteils 22 auszulesen, kann die Steuereinheit 13 beispielsweise die Last erkennen, die an einer Sekundärseite eines Transformators 19 angeschlossen ist und die dem Widerstand des elektrischen Bauteils 22 entspricht. Die Erkennung kann beim Starten des Betriebsgeräts 1 ausgeführt werden. Im Nutzbetrieb muss der Transformator 19 nicht mehr betrieben werden.

[0078] Während Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben wurden, können Abwandlungen bei weiteren Ausführungsbeispielen realisiert werden. Während beispielsweise Ausführungsbeispiele beschrieben wurden, bei denen ein LLC-Resonanzwandler als Konstantstromquelle verwendet wird, können auch andere Ausgestaltungen der Konstantstromquelle verwendet werden.

[0079] Die Betriebsgeräte nach den verschiedenen Ausführungsbeispielen können für ein Dimmen eingerichtet sein. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann die DC- Spannung VBUS unabhängig vom Dimmlevel eingestellt werden. Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann die DC-Spannung auch abhängig vom Dimmlevel eingestellt werden.

[0080] Das Betriebsgerät nach einem Ausführungsbeispiel kann ein LED-Konverter sein.

[0081] Betriebsgeräte, Leuchten und Verfahren nach Ausführungsbeispielen können für Beleuchtungssysteme, die Leuchtmittel mit LEDs verwenden, eingesetzt werden.

Claims (15)

1. Ansprüche 1. Betriebsgerät für wenigstens eine Leuchtdiode (21), wobei das Betriebsgerät (1) umfasst: eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung (11) zum Bereitstellen einer DC- Spannung (VBUS), und eine Steuereinheit (13) zum Steuern der Leistungsfaktorkorrekturschaltung (11), wobei die Steuereinheit (13) eingerichtet ist, um die DC-Spannung (VBus) abhängig von einem LED-Strom (ILEd) der wenigstens einen Leuchtdiode (21) einzustellen.
2. 2. Betriebsgerät nach Anspruch 1, wobei das Betriebsgerät (1) einen Anschluss zum Auslesen einer Kenngröße wenigstens eines elektrischen Bauteils (22) eines LED-Moduls (21) umfasst, um Information über den LED-Strom (ILEd) der wenigstens einen Leuchtdiode (21) auszulesen.
3. 3. Betriebsgerät nach Anspruch 2, wobei die Steuereinheit (13) eingerichtet ist, um die DC-Spannung (VBUs) abhängig von der Kenngröße einzustellen.
4. 4. Betriebsgerät nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, wobei das Betriebsgerät (1) eingerichtet ist, um die Kenngröße nur bei einem Starten des Betriebsgeräts (1) auszulesen.
5. 5. Betriebsgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das elektrische Bauteil (22) ein Widerstand auf dem LED-Modul (21) ist.
6. 6. Betriebsgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei das Betriebsgerät (1) eine weitere Steuereinheit (14) umfasst, wobei die weitere Steuereinheit (14) eingerichtet ist, um Informationen über die ausgelesene Kenngröße über eine Potenzialbarriere (16) zu der Steuereinheit (13) zu übertragen.
7. 7. Betriebsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Betriebsgerät (1) einen getakteten Wandler (12), insbesondere einen getakteten Resonanzwandler, mit Potenzialtrennung umfasst, der mit der DC-Spannung (VBUs) versorgt wird.
8. 8. Betriebsgerät nach Anspruch 7, wobei der getaktete Wandler (12) ein getakteter LLC-Resonanzwandler ist.
9. 9. Betriebsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (13) eingerichtet ist, um in Abhängigkeit von dem LED-Strom (ILEd) die DC-Spannung (VBUs) unter Verwendung eines Kennfelds oder einer Formel zu ermitteln.
10. 10. Betriebsgerät nach Anspruch 9, wobei das Kennfeld oder die Formel die DC-Spannung (VBUs) als eine monoton abnehmende Funktion des LED-Stroms (Led) festlegt.
11. 11. Betriebsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (13) eine integrierte Halbleiterschaltung ist.
12. 12. Leuchte, umfassend ein Betriebsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und ein LED-Modul (20) mit wenigstens einer Leuchtdiode (21), das mit dem Betriebsgerät (1) verbunden ist.
13. 13. Leuchte nach Anspruch 12, wobei das LED-Modul (20) einen Widerstand (22) zum Kodieren des LED-Stroms (ILEd) umfasst, und wobei ein Anschluss des Betriebsgeräts (1) mit dem LED-Modul (20) verbunden ist, um den Widerstand (22) auszulesen und die DC-Spannung (VBUS) abhängig von dem Widerstand (22) einzustellen.
14. 14. Verfahren zum Steuern eines Betriebsgeräts (1) für wenigstens eine Leuchtdiode (21), wobei das Betriebsgerät (1) eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung (11) zum Bereitstellen einer DC-Spannung (VBus) umfasst, wobei das Verfahren umfasst: Einstellen der DC-Spannung (VBus) abhängig von einem LED-Strom (lLED) der wenigstens einen Leuchtdiode (21).
15. 15. Verfahren nach Anspruch 14, das von dem Betriebsgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgeführt wird. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen