AT15390U1

AT15390U1 - Method for controlling an LED module

Info

Publication number: AT15390U1
Application number: ATGM96/2016U
Authority: AT
Original assignee: Tridonic Gmbh & Co Kg
Priority date: 2016-04-29
Filing date: 2016-04-29
Publication date: 2017-07-15
Also published as: EP3449692A1; WO2017186968A1

Abstract

Verfahren zur Regelung eines LED-Moduls mittels einer Halbbrückenschaltung mit zwei Schaltern oder einer Vollbrückenschaltung mit vier Schaltern, wobei das LED-Modul (EL) in dem Brückenzweig verschaltet wird und eine Brückendiagonale aktiviert wird, bei der ein Schalter (S1, S2) aktiv getaktet wird, wobei das LED-Modul zwei antiparallele Stränge aufweist, die wobei sich die beiden antiparallelen Stränge insbesondere durch eine unterschiedliche Farbtemperatur oder Wellenlänge der entsprechenden LED in dem jeweiligen Strang unterscheiden.Method for controlling an LED module by means of a half-bridge circuit with two switches or a full-bridge circuit with four switches, wherein the LED module (EL) is connected in the bridge branch and a bridge diagonal is activated, in which a switch (S1, S2) is actively clocked is, wherein the LED module has two antiparallel strands, wherein the two antiparallel strands differ in particular by a different color temperature or wavelength of the corresponding LED in the respective strand.

Description

Beschreibungdescription

VERFAHREN ZUR REGELUNG EINES LED-MODULSMETHOD FOR CONTROLLING AN LED MODULE

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum Betreiben von Leuchtmitteln, insbesondere einer Last wie beispielsweise Leuchtdioden (LED). Das Leuchtmittel wie beispielsweise eine Leuchtdiode wird auch als Lampe bezeichnet.The invention relates to a method and a circuit arrangement for operating light sources, in particular a load such as light-emitting diodes (LED). The light source such as a light emitting diode is also referred to as a lamp.

[0002] Zum Betreiben von LED-Leuchten werden üblicherweise leistungsfaktorkorrigierte Netzteile eingesetzt. Da eine LED-Strecke, insbesondere eine dimmbare LED-Strecke, keine konstante Last darstellt, werden diese Netzteile üblicherweise geregelt. Hierzu wird häufig eine Überwachung der Ausgangsspannung oder des Ausgangsstromes des Netzteils durchgeführt. Diese Ausgangsspannung oder der Ausgangsstrom wird als Regelgröße genutzt.To operate LED lights usually power factor corrected power supplies are used. Since an LED track, in particular a dimmable LED track, is not a constant load, these power supplies are usually regulated. For this purpose, a monitoring of the output voltage or the output current of the power supply is often performed. This output voltage or the output current is used as a controlled variable.

[0003] Insbesondere bei einem Betrieb von Leuchtdioden ergibt sich die Möglichkeit, Leuchtdioden verschiedener Farbe anzusteuern und durch eine unabhängige Ansteuerung der einzelnen Farben eine Farbmischung zu erzielen. Für eine derartige unabhängige Ansteuerung der einzelnen Farben werden heutzutage separate Schaltungsanordnungen zum Speisen der einzelnen Farben eingesetzt.In particular, in an operation of light emitting diodes, it is possible to control light emitting diodes of different colors and to achieve a color mixing by an independent control of the individual colors. Separate circuit arrangements for feeding the individual colors are nowadays used for such independent activation of the individual colors.

[0004] Der gegenwärtigen Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zu schaffen, welche einen sicheren und störungsfreien Betrieb einer veränderlicher Farbe sicherstellen.The present invention is based on the object to provide a method and a circuit arrangement, which ensure a safe and trouble-free operation of a variable color.

[0005] Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Beleuchtungssystem.The invention also relates to a lighting system.

[0006] Eine erfindungsgemäße Betriebsschaltung für Leuchtmittel, insbesondere eine LED-Strecke beinhaltet eine Schaltungsanordnung, die vier steuerbare Schalter S1-S4 aufweist, die zu einer Vollbrücke verschaltet sind. An die Vollbrücke ist eine Gleichspannung Uo angelegt, die von einer geeigneten Gleichspannungsquelle des entsprechenden Betriebsgerätes (auch elektronisches Vorschaltgerät genannt), in dem die Schaltungsanordnung verwendet wird, stammt. Zu den vier Schaltern S1 - S4 sind jeweils Freilaufdioden parallel geschaltet, wobei der Einfachheit halber in Fig. 1 lediglich die dem Schalter S1 parallel geschaltete Freilaufdiode D1 dargestellt ist. Als Schalter S1-S4 werden vorzugsweise Feldeffekttransistoren verwendet, die die Freilaufdioden bereits enthalten. In dem Brückenzweig der in Fig. 1 gezeigten Vollbrückenschaltung ist ein anzusteuerndes LED-Modul angeordnet. Die in Fig. 1 gezeigte Schaltungsanordnung ist insbesondere für den Betrieb von LED-Modulen mit einer antiparallelen Anordnung von LED geeignet, wobei sich die beiden antiparallelen Stränge insbesondere durch eine unterschiedliche Farbtemperatur oder Wellenlänge der entsprechenden LED in jeweiligen Strang unterscheiden. Die LED der beiden antiparallelen Stränge können sich auch in ihrer Farbwiedergabe oder ihrer Binning-Klasse unterscheiden. Durch entsprechende Einstellung des zeitlichen Verhältnisses, wann ein Strom durch den ersten Strang des LED-Moduls fließt und wann ein Strom durch den zweiten Strang des LED-Moduls fließt, läßt sich die durch das LED-Modul emittierte Farbe einstellen.An operating circuit according to the invention for lighting means, in particular an LED track includes a circuit arrangement which has four controllable switches S1-S4, which are connected to form a full bridge. To the full bridge, a DC voltage Uo is applied, which comes from a suitable DC voltage source of the corresponding operating device (also called electronic ballast), in which the circuit arrangement is used. Freewheeling diodes are in each case connected in parallel with the four switches S1-S4. For the sake of simplicity, only the freewheeling diode D1 connected in parallel with the switch S1 is shown in FIG. The switches S1-S4 used are preferably field-effect transistors which already contain the freewheeling diodes. In the bridge branch of the full bridge circuit shown in Fig. 1, a LED module to be controlled is arranged. The circuit arrangement shown in Fig. 1 is particularly suitable for the operation of LED modules with an anti-parallel arrangement of LED, wherein the two antiparallel strands differ in particular by a different color temperature or wavelength of the corresponding LED in each strand. The LEDs of the two antiparallel strands may also differ in their color rendering or their binning class. By adjusting the timing of when a current flows through the first strand of the LED module and when a current flows through the second strand of the LED module, the color emitted by the LED module can be adjusted.

[0007] Mit dem Brückenzweig der in Fig. 1 dargestellten Vollbrücke ist eine Glättungs- oder Filterschaltung vorgesehen, die eine Induktivität L2 und eine Kapazität C2 aufweist, wobei diese Bauelemente wie in Fig. 1 gezeigt verschaltet sind. An die Vollbrücke ist zudem ein Widerstand R1 angeschlossen, der als Strommeß- oder Shunt- Widerstand dient.With the bridge branch of the full bridge shown in Fig. 1, a smoothing or filtering circuit is provided which has an inductance L2 and a capacitance C2, wherein these components are connected as shown in Fig. 1. In addition, a resistor R1, which serves as a current measuring or shunt resistor, is connected to the full bridge.

[0008] Nachfolgend soll der Normalbetrieb näher erläutert werden, wobei während des Normalbetriebs die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung bzw. Vollbrücke vorzugsweise in einem sog. Borderline-Modus (Grenzbetrieb) oder auch Discontinuous-Modus (lückender Betrieb) betrieben wird. Prinzipiell werden die beiden Brückendiagonalen mit den Schaltern S1 und S4 bzw. S2 und S3 werden abwechselnd aktiviert und deaktiviert und somit die entsprechenden Schalter der beiden Brückendiagonalen abwechselnd bzw. komplementär zueinander ein- und ausgeschaltet, wobei zudem bei Aktivierung der Brückendiagonale mit den Schaltern S1 und S4 der Schalter S1 hochfrequent abwechselnd ein- und ausgeschaltet wird, während entsprechend bei Aktivierung der Brückendiagonale mit den Schaltern S2 und S3 der steuerbare Schalter S2 hochfrequent abwechselnd ein- und ausgeschaltet wird. D.h. die Vollbrücke wird mit einer relativ niedrigen Frequenz, die insbesondere im Bereich 80 - 150 Hz liegen kann, umgepolt, während der Schalter S1 oder S2 der jeweils aktivierten Brückendiagonale zudem hochfrequent, beispielsweise mit einer Frequenz von ca. 45 kHz, abwechselnd ein- und ausgeschaltet wird. Dieses hochfrequente Ein- und Ausschalten der Schalter S1 oder S2 erfolgt mit Hilfe eines hochfrequenten pulsweitenmodulierten Steuersignals einer entsprechenden Steuerschaltung, welches mit Hilfe der aus den Bauelementen L2 und C2 bestehenden Filter- oder Glättungsschaltung gesiebt wird, so dass an dem LED-Modul lediglich der lineare Mittelwert des über den Brückenzweig fließenden Zweigstroms iL2 anliegt. Mit Hilfe des pulsmodulierten Steuersignals kann der dem LED-Modul zugeführte Strom oder auch die zugeführte Leistung konstant gehalten werden, was insbesondere für den Betrieb von LED-Modulen wichtig ist.The normal operation will be explained in more detail below, wherein during normal operation, the circuit arrangement according to the invention or full bridge is preferably operated in a so-called. Borderline mode (boundary operation) or also Discontinuous mode (lopsided operation). In principle, the two bridge diagonals with the switches S1 and S4 or S2 and S3 are alternately activated and deactivated, and thus the respective switches of the two bridge diagonals alternately or complementary to each other and switched off, wherein also upon activation of the bridge diagonal with the switches S1 and S4, the switch S1 high-frequency alternately turned on and off, while according to the activation of the bridge diagonal with the switches S2 and S3, the controllable switch S2 high-frequency alternately turned on and off. That The full bridge is reversed with a relatively low frequency, which may be in the range 80-150 Hz in particular, reversed, while the switch S1 or S2 of the respective activated bridge diagonal also high frequency, for example, with a frequency of about 45 kHz, alternately switched on and off becomes. This high-frequency switching on and off of the switches S1 or S2 takes place with the aid of a high-frequency pulse-width-modulated control signal of a corresponding control circuit, which is screened with the help of existing from the components L2 and C2 filter or smoothing circuit, so that at the LED module only the linear Average value of flowing over the bridge branch branch current iL2 is applied. With the help of the pulse-modulated control signal, the current supplied to the LED module or also the supplied power can be kept constant, which is particularly important for the operation of LED modules.

[0009] Der niederfrequente Anteil des dem LED-Modul zugeführten Stroms wird durch Um-schalten bzw. Umpolen der beiden Brückendiagonalen, d.h. durch Umschalten von S1 und S4 auf S2 und S3, erzeugt. Über den rechten Brückenzweig mit den Schaltern S3 und S4 wird in diesem Fall das LED-Modul niederfrequent auf die Versorgungsspannung Uo oder auf Masse gelegt, so dass an den Anschlußklemmen des LED-Moduls im wesentlichen lediglich der niederfrequente Anteil anliegt. Abhängig davon, welche Brückendiagonale aktiviert ist, fließt ein Strom durch den ersten Strang des LED- Moduls oder alternativ durch den zweiten Strang des LED- Moduls.The low-frequency component of the current supplied to the LED module is achieved by switching over or reversing the polarity of the two bridge diagonals, i. by switching from S1 and S4 to S2 and S3. In this case, the LED module is placed at low frequency on the supply voltage Uo or on ground via the right bridge branch with the switches S3 and S4, so that essentially only the low-frequency component is applied to the terminals of the LED module. Depending on which bridge diagonal is activated, a current flows through the first leg of the LED module or, alternatively, through the second leg of the LED module.

[0010] Durch entsprechende Einstellung des zeitlichen Verhältnisses, wann eine Brückendiagonale aktiviert ist und somit ein Strom durch einen Strang durch eines der beiden LED-Stränge fließt, läßt sich die durch das LED- Modul emittierte Farbe einstellen.By appropriate adjustment of the time ratio, when a bridge diagonal is activated and thus a current flows through a strand through one of the two LED strands, the color emitted by the LED module can be adjusted.

[0011] Gemäß dem zuvor erwähnten niederfrequenten Borderline- Modus wird der steuerbare Schalter S1 bzw. S2 der jeweils aktivierten Brückendiagonale zu einem Zeitpunkt geschlossen, wenn der über die Induktivität L2 fließende Zweigstrom iL2 wieder auf Null abgesunken ist, vorzugsweise wenn er sein Minimum erreicht hat. Mit "Minimum" wird dabei der untere Umkehrpunkt des Stroms iL2 verstanden, wobei dieses Minimum durchaus auch im leicht negativen Stromwertbereich liegen kann. „Geschlossen" bedeutet dabei, dass eine Steuereinheit in diesem zeitlichen Bereich den Schaltvorgang auslöst - das eigentliche Schließen des Schalters, d.h. sein Erreichen des leitfähigen Zustands tritt üblicherweise erst ein, wenn der nach dem Minimum wieder ansteigende Strom etwa erneut eine (diesmal aufsteigenden) Nulldurchgang vollzieht. Die Überwachung, ob der durch die Induktivität L2 fließende Zweigstrom iL2 wieder auf Null abgesunken bzw. ob die Induktivität L2 entmagnetisiert ist, kann mittels einer Sekundärwicklung an der Induktivität L2 oder auch mittels einer Überwachung der Mittelpunktspannung zwischen den Schaltern S1 und S2 erfolgen.According to the aforementioned low-frequency borderline mode, the controllable switch S1 or S2 of the respectively activated bridge diagonal is closed at a time when the branch current iL2 flowing across the inductance L2 has fallen back to zero, preferably when it has reached its minimum , By "minimum" is meant the lower reversal point of the current iL2, although this minimum may well be in the slightly negative current value range. "Closed" means that a control unit in this time range triggers the switching process - the actual closing of the switch, ie its reaching the conductive state usually occurs only when the rising again after the minimum current about once again (this time ascending) zero crossing Monitoring whether the branch current iL2 flowing through the inductance L2 has again fallen to zero or whether the inductance L2 has been demagnetized can take place by means of a secondary winding at the inductance L2 or also by monitoring the midpoint voltage between the switches S1 and S2.

[0012] Zur Betrachtung des Stromverlaufs soll nachfolgend davon ausgegangen werden, dass zunächst die Brückendiagonale mit 30 den Schaltern S2 und S3 aktiviert ist, während die Brückendiagonale mit den Schaltern S1 und S4 deaktiviert ist. D.h. die Schalter S2 und S3 sind geschlossen, während die Schalter S1 und S4 geöffnet sind. Zum Zeitpunkt des Schließens der Schalter S2 und S3 beginnt durch die Induktivität L2 ein Strom iL2 zu fließen, der gemäß einer Exponentialfunktion ansteigt, wobei im hier interessierenden Bereich ein quasi-linearer Anstieg des Stroms iL2 zu erkennen ist, so dass nachfolgend der Einfachheit halber von einem linearen Anstieg bzw. Abfall des Stroms N2 gesprochen wird. Durch Öffnen des Schalters S5 wird dieser Strom iL2 unterbrochen, wobei - wie bereits erwähnt worden ist - der Schalter S2 insbesondere hochfrequent und unabhängig vom Schaltzustand des Schalters S3 abwechselnd geöffnet und geschlossen wird. Das Öffnen des Schalters S2 hat zur Folge, dass der Strom iL2 zwar vorerst über die Freilaufdiode D1 des geöffneten Schalters S1 in die gleiche Richtung weiter fließt, aber kontinuierlich abnimmt und sogar schließlich einen negativen Wert erreichen kann.To consider the current flow is to be assumed below that initially the bridge diagonal is activated with the switches S2 and S3, while the bridge diagonal is disabled with the switches S1 and S4. That the switches S2 and S3 are closed while the switches S1 and S4 are open. At the moment of closing of the switches S2 and S3, a current iL2 begins to flow through the inductance L2, which increases in accordance with an exponential function, wherein a quasi-linear rise of the current iL2 can be seen in the range of interest here, so that, for the sake of simplicity, FIG a linear increase or decrease of the current N2 is spoken. By opening the switch S5, this current iL2 is interrupted, wherein - as already mentioned - the switch S2 is in particular high frequency and alternately opened and closed independently of the switching state of the switch S3. The result of opening the switch S2 is that the current iL2 continues to flow in the same direction via the free-wheeling diode D1 of the opened switch S1, but it decreases continuously and can even finally reach a negative value.

[0013] Dies ist insbesondere solange der Fall bis die Elektronen aus der Sperrschicht der Freilaufdiode D1 ausgeräumt worden sind. Das Erreichen dieses unteren Ümkehrpunktes des Strom i[_2 wird überwacht und der Schalter S2 nach Erkennen dieses unteren Umkehrpunktes wieder geschlossen, so dass der Strom wieder ansteigt. D.h. dass hochfrequente Einschalten des Schalters S2 erfolgt immer dann, wenn der untere Umkehrpunkt des Stroms iL2 erreicht worden ist. Das Öffnen des Schalters S2 kann im Prinzip beliebig gewählt werden, wobei der Zeitpunkt des Öffnens des Schalters insbesondere entscheidend für die Leistungszufuhr des LED-Moduls ist, so dass durch geeignetes Einstellen des Öffnungszeitpunkts die den LED zugeführte Leistung oder Strom geregelt bzw. konstant gehalten werden kann. Als Schaltkriterium kann hierfür beispielsweise die Zeit oder der Maximalwert des Zweigstroms iL2 herangezogen werden. Durch die Maßnahme, dass der jeweils hochfrequent abwechselnd ein- und ausgeschaltete Schalter S1 bzw. S2 jeweils im unteren Umkehrpunkt des Stroms iL2, d.h. in der Nähe des Stromwerts Null, wieder eingeschaltet wird, wird der jeweilige Feldeffekttransistor S1 bzw. S2 geschont, d.h. vor Zerstörung geschützt, und es können Feldeffekttransistoren als Schalter S1 bzw. S2 verwendet werden, die verhältnismäßig lange Ausräumzeiten für die entsprechende Freilaufdiode aufweisen.This is especially the case until the electrons have been eliminated from the barrier layer of the freewheeling diode D1. The reaching of this lower return point of the current i [_2 is monitored and the switch S2 is closed again after recognizing this lower reversal point, so that the current rises again. That that high-frequency switching of the switch S2 occurs whenever the lower reversal point of the current iL2 has been reached. The opening of the switch S2 can be chosen arbitrarily in principle, wherein the time of opening the switch is particularly crucial for the power supply of the LED module, so that by adjusting the opening time, the power or current supplied to the LED are controlled or kept constant can. As a switching criterion for this purpose, for example, the time or the maximum value of the branch current iL2 be used. By virtue of the measure that the respective switches S1 and S2, which are alternately switched on and off at high frequency, are in each case at the lower reversal point of the current iL2, i. is turned on again in the vicinity of the current value zero, the respective field effect transistor S1 or S2 is spared, i. Protected against destruction, and it can field effect transistors are used as switches S1 and S2, which have relatively long Ausräumzeiten for the corresponding freewheeling diode.

[0014] Dies soll nachfolgend näher erläutert werden. Bevor der Schalter S2 geschlossen wird, liegt über ihm eine Spannung an, die im vorliegenden Fall ca. 400 Volt beträgt. Wird der Schalter S2 geschlossen, bricht diese Spannung zusammen, d.h. sie fällt sehr rasch von 4 00 Volt auf 0 Volt ab. Die besondere Eigenschaft eines Feldeffekttransistors ist es jedoch, dass der Strom bei Aktivierung des entsprechenden Feldeffekttransistors bereits zu fließen beginnt, ehe die entsprechende Spannung auf 0 Volt abgefallen ist. In diesem kurzen Zeitabschnitt zwischen Anstieg des für den Feldeffekttransistor fließenden Stroms und dem Erreichen der Spannung 0 Volt wird durch das Produkt des Stroms und der Spannung eine dem jeweiligen Feldeffekttransistor zugeführte Leistung gebildet, die den Feldeffekttransistor zerstören kann. Daher ist es vorteilhaft, den Feldeffekttransistor bei einem geringstmöglichen Stromfluss, insbesondere in der Nähe des Stromwerts Null, zu schalten.This will be explained in more detail below. Before the switch S2 is closed, a voltage is applied to it, which in the present case is approximately 400 volts. When switch S2 is closed, this voltage collapses, i. It falls very rapidly from 4 00 volts to 0 volts. The special feature of a field effect transistor, however, is that the current already begins to flow upon activation of the corresponding field effect transistor, before the corresponding voltage has fallen to 0 volts. In this short period of time between the increase of the current flowing through the field effect transistor and the reaching of the voltage 0 volts, a product supplied to the respective field effect transistor is formed by the product of the current and the voltage, which can destroy the field effect transistor. Therefore, it is advantageous to switch the field effect transistor at a lowest possible current flow, in particular in the vicinity of the current value zero.

[0015] Des weiteren ist zu beachten, dass der über die Induktivität L2 fließende Strom iL2 über die Freilaufdiode von D1 fließt, wenn der Schalter S1 offen ist und auch der Schalter S2 noch offen ist. Wird der Schalter S2 geschlossen und der Schalter S1 geöffnet, dauert es eine bestimmte Zeitspanne, bis die Elektronen aus der Sperrschicht der Freilaufdiode D1 ausgeräumt werden konnten. Während dieser Zeit ist der Feldeffekttransistor S1 praktisch in einem leitenden Zustand. Das bedeutet, dass der Feldeffekttransistor S2 während einer relativ kurzen Zeitspanne bis zum Ausräumen der Sperrschicht der Freilaufdiode D1, die dem Feldeffekttransistor S1 zugeordnet ist, an der vollen Betriebsspannung Uo, die ca. 400 Volt beträgt, anliegt, wodurch es ebenfalls zu der zuvor beschriebenen Überbelastung und ggf. sogar Zerstörung des Feldeffekttransistors S2 kommen kann. Aufgrund der zuvor vorgeschlagenen Vorgehensweise, nämlich dem Einschalten des Schalters S2 immer dann, wenn der über die Induktivität L2 fließende Strom iL2 sein Minimum erreicht hat, ist der zuvor anhand der Ausräumzeit des Schalters bzw. Feldeffekttransistors S1 beschriebene Effekt nahezu unbeachtlich, so dass für die Schalter S1 - S4 auch Feldeffekttransistoren verwendet werden können, die relativ lange Ausräumzeiten für die damit verbundenen Freilaufdioden aufweisen. Es gibt zwar bereits Schaltelemente mit sehr kurzen Ausräumzeiten, wie z. B. den sog. IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), wobei diese Bauelemente jedoch sehr teuer sind. Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung kann somit auf die Verwendung derartig teurer Bauelemente verzichtet werden.It should also be noted that the current flowing through the inductor L2 current iL2 flows through the freewheeling diode of D1 when the switch S1 is open and the switch S2 is still open. If the switch S2 is closed and the switch S1 opened, it takes a certain period of time until the electrons could be eliminated from the barrier layer of the freewheeling diode D1. During this time, the field effect transistor S1 is practically in a conductive state. This means that the field effect transistor S2 during a relatively short period of time until clearing of the barrier layer of the freewheeling diode D1, which is associated with the field effect transistor S1, at the full operating voltage Uo, which is about 400 volts, is applied, whereby it also to the previously described Overload and possibly even destruction of the field effect transistor S2 can come. Due to the previously proposed procedure, namely the switching on of the switch S2 whenever the current iL2 flowing through the inductance L2 has reached its minimum, the effect described above on the basis of the clearing time of the switch or field effect transistor S1 is almost irrelevant, so that for the Switch S1 - S4 field effect transistors can be used, which have relatively long Ausräumzeiten for the associated freewheeling diodes. Although there are already switching elements with very short Ausräumzeiten, such. As the so-called. IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), but these devices are very expensive. With the help of the present invention can thus be dispensed with the use of such expensive components.

[0016] Für die zuvor beschriebene Vorgehensweise ist erforderlich, dass der augenblickliche Wert des Stroms iL2 sowie der Zeitpunkt des Erreichens seines Umkehrpunkts bekannt ist. Der augenblickliche Wert des Stroms iL2 kann beispielsweise durch Messen der an dem Widerstand R1 abfallenden Spannung bestimmt werden. Der untere Umkehrpunkt des Stroms iL2 kann bspw. durch eine transformatorisch an der Spule L2 abgegriffene Spannung bestimmt. Zu diesem Zweck kann eine (in Fig. 6 nicht dargestellte) Wicklung oder Spule transformatorisch mit der Spule L2 gekoppelt werden, die zu einer Differenzierung des über die Spule L2 fließenden Stroms iL2 führt und somit eine Aussage über den Umkehrpunkt des Stroms iL2 zulässt. Der Normalbetrieb der in Fig. 6 gezeigten Schaltungsanordnung soll nachfolgend anhand des in Fig. 7 dargestellten Diagramms erläutert werden, wobei in Fig. 7 zeitabhängig der Verlauf der am Knotenpunkt zwischen den Schaltern S1 und S2 anliegenden Spannung, der LampenspannungFor the procedure described above it is necessary that the instantaneous value of the current iL2 and the time of reaching its reversal point is known. The instantaneous value of the current iL2 can be determined, for example, by measuring the voltage drop across the resistor R1. The lower reversal point of the current iL2 can be determined, for example, by a voltage tapped off transformer-wise at the coil L2. For this purpose, a winding or coil (not shown in FIG. 6) can be transformer-coupled to the coil L2, which leads to a differentiation of the current iL2 flowing through the coil L2 and thus allows a statement about the reversal point of the current iL2. The normal operation of the circuit arrangement shown in Fig. 6 will be explained below with reference to the diagram shown in Fig. 7, wherein in Fig. 7 time-dependent the course of the voltage applied to the node between the switches S1 and S2 voltage, the lamp voltage

Uled und des über die Spule L2 fließenden Stroms iL2 dargestellt ist. Insbesondere ist in Fig. 7 der Fall dargestellt, dass während einer ersten Zeitspanne T1 der in Fig. 1 gezeigten Schaltungsanordnung die Brückendiagonale mit den Schaltern S2 und S3 aktiviert ist, wohingegen während einer anschließenden Zeitspanne T2 die Brückendiagonale mit den Schaltern S1 und S4 aktiviert ist. D.h. während der Zeitspanne T1 ist der Schalter S3 dauerhaft geschlossen, und die Schalter S1 und S4 sind dauerhaft geöffnet. Des weiteren wird während dieser Zeitspanne T1 der Schalter S2 hochfrequent abwechselnd ein- und ausgeschaltet. Aus Fig. 7 ist insbesondere ersichtlich, dass der Schalter S2 stets geschlossen wird, wenn der über die Spule L2 fließende Strom b seinen unteren Umkehrpunkt, d.h. seinen minimalen Wert, erreicht hat, so dass sich der impulsartige Verlauf der Spannung u, ergibt. Die Steilheit der Flanken des Stroms ii_2 ist durch die Induktivität der Spule L2 bestimmt. Durch Verändern des Spitzenwert des Stroms ii_2, d.h. des Zeitpunkts des Öffnens des Schalters S2, kann der Strommittelwert des Stroms i|_2 verändert und somit die dem LED-Modul zugeführte Leistung und deren Farbtemperatur geregelt bzw. konstant gehalten werden. Der hochfrequente Verlauf des Stroms iL2 wird durch die Bauelemente L2 und C2 geglättet, so dass sich der in Fig. 7 gezeigte geglättete Verlauf der an das LED-Modul angelegten Spannung ULed ergibt.Uled and the current flowing through the coil L2 current iL2 is shown. In particular, FIG. 7 illustrates the case that during a first period T1 of the circuit arrangement shown in FIG. 1, the bridge diagonal with the switches S2 and S3 is activated, whereas during a subsequent period T2 the bridge diagonal with the switches S1 and S4 is activated , That during the period T1, the switch S3 is permanently closed, and the switches S1 and S4 are permanently open. Furthermore, during this time period T1, the switch S2 is switched on and off at high frequency in a high-frequency manner. In particular, it can be seen from Fig. 7 that the switch S2 is always closed when the current b flowing through the coil L2 is at its lower reversal point, i. has reached its minimum value, so that the pulse-like course of the voltage u, results. The slope of the edges of the current ii_2 is determined by the inductance of the coil L2. By changing the peak value of the current ii_2, i. the time of opening of the switch S2, the average current value of the current i | _2 can be changed and thus the power supplied to the LED module and its color temperature can be regulated or kept constant. The high-frequency characteristic of the current iL2 is smoothed by the components L2 and C2, so that the smoothed profile shown in FIG. 7 results for the voltage ULed applied to the LED module.

[0017] Nach Ablauf der Zeitspanne T2, werden die Schalter S2 und S3 dauerhaft geöffnet, und der Schalter S4 wird dauerhaft eingeschaltet. Analog zum Schalter S2 während der Zeitspanne T1 wird nunmehr der Schalter S1 hochfrequent abwechselnd ein- und ausgeschaltet, so dass sich der in Fig. 7 gezeigte Verlauf der Spannungen U1 und ULed sowie des Stroms i^ ergibt. Wie bereits erwähnt worden ist, wird mit Hilfe einer Steuerschaltung wiederholt zwischen den Betriebsphasen während der Zeitspannen T1 und T2 umgeschaltet, wobei diese Umpolfrequenz insbesondere im Bereich 80 - 150 Hz liegen kann, während die hochfrequente Taktfrequenz des Schalters S2 (während der Zeitspanne TA bzw. des Schalters S1 (während der Zeitspanne T2) im Bereich um 45 kHz liegen kann.After the expiration of the period T2, the switches S2 and S3 are permanently opened, and the switch S4 is turned on permanently. Analogously to the switch S2 during the time period T1, the switch S1 is now switched on and off in a high-frequency alternating manner, so that the course of the voltages U1 and ULed as well as of the current i1 shown in FIG. 7 results. As has already been mentioned, is switched over with the aid of a control circuit repeatedly between the operating phases during the periods T1 and T2, this Umpolfrequenz may be in the range 80-150 Hz in particular, while the high-frequency clock frequency of the switch S2 (during the period TA and of the switch S1 (during the period T2) may be in the range around 45 kHz.

[0018] Durch das niederfrequente Umschalten bzw. Umpolen zwischen den Brückendiagonalen S1-S4 und S2-S3 entsteht zwangsläufig ein Brummen, welches aufgrund seiner niedrigen Frequenz an sich relativ leise und nicht störend ist. Durch die steilen Flanken am Umschaltzeitpunkt zwischen den Zeitspannen T1 und T2 entstehen jedoch Oberwellen, die sich störend auswirken. Aus diesem Grunde ist die Steuerschaltung, welche die Schalter S1-S4 ansteuert, vorteilhafter Weise derart auszugestalten, dass sie die Stromspitzen des Stroms iL2 vor und nach dem Umschalten zwischen den Betriebsphasen T1 und T2 reduziert. Dies kann beispielsweise durch eine spezielle Software oder durch eine spezielle Anpassung der Hardware der Steuerschaltung 5 geschehen, die die letzten Stromspitzen während der Zeitspanne T1 sowie die ersten Stromspitzen während der Zeitspanne T2 reduziert, um auf diese Weise die Flanken beim Umschalten zwischen den Betriebsphasen T1 und T2 abzuflachen. In diesem Fall ergibt sich der in Fig. 7 gestrichelt dargestellte Verlauf des Stroms iL2 bzw. der Lampenspannung ULed-Aus dieser gestrichelten Darstellung ist ersichtlich, dass vor und nach dem Umschaltzeitpunkt die Stromspitzen geringfügig gegenüber dem ursprünglichen Verlauf reduziert sind und somit ein etwas weicherer Übergang der Lampenspannung ULed erzielt wird.Due to the low-frequency switching or polarity reversal between the bridge diagonals S1-S4 and S2-S3 is inevitably a hum, which is relatively quiet and not disturbing due to its low frequency in itself. Due to the steep edges at the switching time between the periods T1 and T2, however, harmonics occur, which have a disturbing effect. For this reason, the control circuit which controls the switches S1-S4 is advantageously designed such that it reduces the current peaks of the current iL2 before and after the switching between the operating phases T1 and T2. This can be done for example by special software or by a special adaptation of the hardware of the control circuit 5, which reduces the last current peaks during the period T1 and the first current peaks during the period T2, in this way the edges when switching between the operating phases T1 and T2 flatten. In this case, the dashed lines in FIG. 7 show the course of the current iL2 or the lamp voltage ULed-off of this dashed representation, it can be seen that before and after the switching time, the current peaks are slightly reduced compared to the original curve and thus a somewhat softer transition the lamp voltage ULed is achieved.

[0019] Bei der eben beschriebenen Steuerung läuft nach dem Öffnen des hochfrequent geschalteten Schalters der Strom weiter über die Freilaufdiode und nimmt dabei relativ langsam ab, wenn der zweite Schalter der gerade aktivierten Brückendiagonalen weiterhin geschlossen bleibt. Dies führt zu einem kleineren Stromspitzenwert und dementsprechend auch zu einer kleineren Verlustleistung. Allerdings kann es Vorkommen, dass zu einem Zeitpunkt, zu dem die Elektronen aus den Sperrschichten der Freilaufdioden ausgeräumt worden sind und somit der untere Umkehrpunkt des Stromes iL2 erreicht worden ist, dieser noch nicht ausreichend abgefallen ist und somit die Schalter beim Schließen immer noch einer hohen Belastung ausgesetzt sind. Um diese Belastungen auszuschließen, können in einer Weiterbildung die Schalter entsprechend dem Diagramm in Fig. 2b gesteuert werden.In the control just described, the current continues to operate after opening the high-frequency switch on the freewheeling diode and thereby decreases relatively slowly, when the second switch of the currently activated bridge diagonal remains closed. This leads to a smaller current peak value and accordingly also to a smaller power loss. However, there may be instances that at a time when the electrons have been eliminated from the barrier layers of the freewheeling diodes and thus the lower reversal point of the current iL2 has been reached, this still has not dropped sufficiently and thus the switches when closing still a high Are exposed to stress. In order to eliminate these stresses, the switches can be controlled in accordance with the diagram in FIG. 2b in a further development.

[0020] Dieses Diagramm zeigt den Stromverlauf iL2 und den Zustand des zweiten und des dritten Schalters 2, 3 während der Zeitspanne T. Die beiden anderen Schalter sind in diesem Zeitraum T, geöffnet. Während einer ersten Phase x sind beide Schalter geschlossen und derThis diagram shows the current waveform iL2 and the state of the second and the third switch 2, 3 during the period T. The other two switches are open in this period T. During a first phase x both switches are closed and the

Strom iL2 steigt kontinuierlich an. Wie bei der eben beschriebenen Steuerung ist während einer zweiten Phase x2, deren Beginn durch das Erreichen eines Maximalwerts von iL2 oder durch eine vorgegebene Dauer von x1 bestimmt sein kann, der zweite Schalter S2 geöffnet und il2 nimmt langsam ab.Electricity iL2 increases continuously. As with the control just described, during a second phase x2, the beginning of which may be determined by reaching a maximum value of iL2 or by a predetermined duration of x1, the second switch S2 is opened and il2 decreases slowly.

[0021] Zusätzlich wird nun allerdings ab einem vorgegebenen Zeitpunkt nach dem Öffnen des zweiten Schalters S2 in einer dritten Phase x3 auch der dritte Schalter S3 geöffnet. Der Strom fließt nun über die beiden Freilaufdioden des ersten und des vierten Schalters und nimmt nun stärker ab als während der zweiten Phase x2. Damit kann sichergestellt werden, dass h auch tatsächlich einen negativen Wert erreicht, bevor die Sperrschichten der Freilaufdioden ausgeräumt sind.In addition, however, now from a predetermined time after the opening of the second switch S2 in a third phase x3 and the third switch S3 is opened. The current now flows through the two freewheeling diodes of the first and fourth switches and now decreases more than during the second phase x2. This can ensure that h actually reaches a negative value before the barrier layers of the free-wheeling diodes are eliminated.

[0022] Erreicht iL2 den unteren Umkehrpunkt, werden beide Schalter wieder geschlossen und die Steuerung befindet sich wieder im Zustand der ersten Phase x1. Das Öffnen des dritten Schalters S3 - also die dritte Phase x3 - entfällt allerdings, wenn der Strom iL2 vorher schon auf Null abgesunken ist, da in diesem Fall keine hohen Belastungen beim Öffnen Schalter auftre-ten. Stattdessen wird sofort mit der ersten Phase x, fortgefahren und der zweite Schalter S2 wieder geöffnet. Das niederfrequente Umschalten zwischen den beiden Brückendiagonalen erfolgt analog zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel, wobei auch hier vorteilhaft die Stromspitzen des Stroms iL2 vor und nach dem Umschalten zwischen den Betriebsphasen T1 und T2 reduziert werden können.When iL2 reaches the lower reversal point, both switches are closed again and the controller is again in the state of the first phase x1. The opening of the third switch S3 - ie the third phase x3 - is omitted, however, if the current iL2 has previously dropped to zero, since in this case no high loads occur when opening switch. Instead, the first phase x is immediately continued and the second switch S2 is opened again. The low-frequency switching between the two bridge diagonals is analogous to the previous embodiment, wherein also here advantageously the current peaks of the current iL2 before and after the switching between the operating phases T1 and T2 can be reduced.

[0023] Alternativ kann der Ausschaltzeitpunkt des hochfrequent getakteten Schalters dadurch bestimmt werden, dass der Lampenstrom einen fest vorgegeben Abschaltschwellenwert erreicht. Dabei kann es aber zu Ungenauigkeiten kommen, das der negative Stromflussbereich unmittelbar nach dem Einschalten des Schalters variieren kann, was die Leistungsregelung ungenau macht.Alternatively, the switch-off of the high-frequency clocked switch can be determined that the lamp current reaches a fixed predetermined Abschaltschwellenwert. However, this can lead to inaccuracies that the negative current flow range can vary immediately after switching on the switch, which makes the power control inaccurate.

[0024] Die Aufgabe der Erfindung ist auch, die Stromregelung oder die Leistungsregelung eines LED-Moduls genauer zu gewährleisten.The object of the invention is also to ensure the current regulation or the power control of an LED module in more detail.

[0025] Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.This object is solved by the features of the independent claims. The dependent claims further form the central idea of the invention in a particularly advantageous manner.

[0026] Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung, insbesondere zur Stromregelung und Einstellung der Farbe eines LED-Moduls mittels einer Halbbrückenschaltung mit zwei Schaltern und zwei Kapazitäten oder einer Vollbrückenschaltung mit zwei aktiven Halbbrücken und somit vier Schaltern.A first aspect of the invention relates to a method for controlling, in particular for current regulation and adjustment of the color of an LED module by means of a half-bridge circuit with two switches and two capacitors or a full-bridge circuit with two active half-bridges and thus four switches.

[0027] Bei einer Halbbrückenschaltung wird diese durch eine aktive Halbbrücke mit zwei getakteten Schaltern und eine passive Halbbrücke mit zwei Kapazitäten gebildet. Da nur eine aktive Halbbrücke vorhanden ist, wird bei dieser Schaltung im allgemeinen von einer Halbbrückenschaltung gesprochen.In a half-bridge circuit, this is formed by an active half-bridge with two clocked switches and a passive half-bridge with two capacitors. Since only one active half-bridge is present, this circuit is generally referred to as a half-bridge circuit.

[0028] Das LED-Modul ist dabei in dem Brückenzweig verschaltet.The LED module is connected in the bridge branch.

[0029] Es wird eine Brückendiagonale der Halbbrückenschaltung oder Vollbrückenschaltung aktiviert, bei der ein Schalter aktiv getaktet wird und die in der Diagonale liegende Kapazität bzw. bei einer Vollbrückenschaltung ein geschlossener (niederfrequent getakteter) Schalter den Stromfluss übernimmt. Als Rückführgröße für die Regelung wird ein für den Mittelwert des Lampenstroms repräsentativer gemessener Istwert verwendet, der mit einem Referenzwert als Sollwert verglichen wird.A bridge diagonal of the half-bridge circuit or full-bridge circuit is activated in which a switch is actively clocked and the capacitance lying in the diagonal or, in the case of a full-bridge circuit, a closed (low-frequency clocked) switch takes over the current flow. The feedback variable used for the regulation is a measured actual value representative of the mean value of the lamp current, which is compared with a reference value as setpoint value.

[0030] Abhängig davon, welche Brückendiagonale aktiviert ist, fließt ein Strom durch den ersten Strang des LED-Moduls oder alternativ durch den zweiten Strang des LED-Moduls. Durch entsprechende Einstellung des zeitlichen Verhältnisses, wann eine Brückendiagonale aktiviert ist und somit ein Strom durch einen Strang durch eines der beiden LED-Stränge fließt, lässt sich die durch das LED- Modul emittierte Farbe einstellen.Depending on which bridge diagonal is activated, a current flows through the first strand of the LED module or alternatively through the second strand of the LED module. By adjusting the time ratio when a bridge diagonal is activated and thus a current flows through a string through one of the two LED strands, the color emitted by the LED module can be adjusted.

[0031] Die Erfindung betrifft auch ein farbabstimmbares Modul und insbesondere ein LED-The invention also relates to a color-tunable module and in particular to a LED

Modul, das eine Färb- und/oder Farbtemperaturabstimmung zulässt.Module that allows a color and / or color temperature adjustment.

[0032] Färb- oder Farbtemperaturabstimmung bedeutet, dass das LED-Modul eine Anzahl von Leuchtmitteln und insbesondere wenigstens zwei LED-Stränge aufweist, wobei jede wenigstens eine LED mit unterschiedlicher Farbe oder Farbtemperatur aufweist und insbesondere Licht mit verschiedenen Spektren, vorzugsweise weiße Spektren mit verschiedenen Farbtemperaturen, emittiert, und ermöglicht, dass die Farbe und/oder Farbtemperatur des von dem Modul emittierten Lichts auf eine Mischfarbe oder Farbtemperatur eingestellt werden/wird.Color or color temperature adjustment means that the LED module has a number of lamps and in particular at least two LED strands, each having at least one LED with different color or color temperature and in particular light with different spectra, preferably white spectra with different Color temperatures emitted, and allows the color and / or color temperature of the light emitted by the module to be set to a mixed color or color temperature / is.

[0033] Außerdem ermöglicht die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit dem LED-Modul ein Dimmen, d.h. eine Verringerung der Helligkeit des emittierten Lichts, zulassen, worauf typischerweise als Prozentsätze Bezug genommen wird, zum Beispiel bedeutet ein Dimmen von 50% eine Verringerung der emittierten Helligkeit auf 50% und ein Dimmen von 95% bezieht sich darauf, dass die Helligkeit auf 5% der maximalen Helligkeit verringert wird.In addition, the circuit arrangement according to the invention with the LED module enables dimming, i. For example, a dimming of 50% means a reduction of the emitted brightness to 50% and a dimming of 95% refers to the brightness being reduced to 5%. the maximum brightness is reduced.

[0034] Die Erfindung stellt folglich ein farbabstimmbares Modul gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereit. Weitere Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The invention thus provides a color tunable module according to the independent claims. Further aspects of the invention are the subject of the dependent claims.

[0035] In einem Aspekt der Erfindung wird ein farbabstimmbares LED-Modul bereitgestellt, das aufweist: eine LED-Anordnung, die wenigstens zwei LED-Stränge aufweist, von denen jede wenigstens eine vorzugsweise weiße LED aufweist, wobei die LED-Stränge in einer antiparallelen Weise verbunden sind und die LED-Stränge unterschiedliche Spektren, vorzugsweise weiße Spektren mit unterschiedlicher Farbtemperatur, emittieren, und einen Schaltungsanordnung, die die LED-Anordnung antreibt und konfiguriert ist, um eine Gleichspannung bzw. einen Gleichstrom auszugeben, die durch entsprechendes Aktivieren jeweils einer Brückendiagonale zwischen zwei Polaritäten umgeschaltet wird, wobei die relative Aktivierung der Brückendiagonalen und somit die relative Einschaltdauer der Polaritäten, d.h. das Verhältnis der Zeitspanne einer ersten Polarität im Vergleich zu der Zeitspanne einer zweiten Polarität, einstellbar ist.In one aspect of the invention, there is provided a color tunable LED module comprising: an LED array having at least two LED strands each having at least one preferably white LED, the LED strands being in an anti-parallel Way and the LED strands different spectra, preferably white spectra with different color temperature, emit, and a circuit arrangement that drives the LED array and is configured to output a DC voltage or a direct current by activating each of a bridge diagonal is switched between two polarities, wherein the relative activation of the bridge diagonal and thus the relative duty cycle of the polarities, ie the ratio of the time period of a first polarity compared to the period of a second polarity, is adjustable.

[0036] Die Steuereinheit kann ein Farbabstimmsignal und/oder ein Farbtemperaturabstimmsig-nal und/oder ein Dimmsignal aus der erfassten Modulation bestimmen.The control unit may determine a color tuning signal and / or a Farbtemperaturabstimmsig-Nal and / or a dimming signal from the detected modulation.

[0037] Die Steuereinheit kann wenigstens ein Steuersignal an das Betriebsgerät ausgeben. Sie kann die Aktivierung der Brückendiagonalen und somit die relative Einschaltdauer der wenigstens einen Polarität basierend auf dem bestimmten Abstimm-/Dimmsignal variieren.The control unit can output at least one control signal to the operating device. It may vary the activation of the bridge diagonal and thus the duty cycle of the at least one polarity based on the particular tuning / dimming signal.

[0038] Das Betriebsgerät kann die Aktivierung der Brückendiagonalen und somit die Polaritäten und ihre relative Einschaltdauer basierend auf dem wenigstens einen Steuersignal ändern.The operating device may change the activation of the bridge diagonals and thus the polarities and their relative duty cycle based on the at least one control signal.

[0039] Das LED-Modul können nur durch zwei Drähte mit der Treiberschaltung verbunden sein.The LED module can be connected only by two wires to the driver circuit.

[0040] Das Betriebsgerät kann die relative Einschaltdauer der Polaritäten basierend auf dem Abstimmsignal festlegen.The operating device may set the duty cycle of the polarities based on the tuning signal.

[0041] Das Betriebsgerät kann wenigstens die erste LED-Kette versorgen, wenn das Betriebsgerät eine Brückendiagonale aktiviert und somit auf eine Polarität schaltet. Das Betriebsgerät kann wenigstens die zweite LED-Kette versorgen, wenn das Betriebsgerät die entgegengesetzte Brückendiagonale aktiviert und somit auf die entgegengesetzte Polarität schaltet.The operating device can supply at least the first LED chain when the operating device activates a bridge diagonal and thus switches to a polarity. The operating device can supply at least the second LED chain when the operating device activates the opposite bridge diagonal and thus switches to the opposite polarity.

[0042] Das Betriebsgerät kann das Dimmen der LED-Stränge durch Ändern des Tastverhältnis des aktuellen Einschaltvorgangs des aktiv getakteten Schalters durchführen. Das Tastverhältnis des aktuellen Einschaltvorgangs des aktiv getakteten Schalters kann gemäß einem Dimmsignal verringert werden.The operating device may perform the dimming of the LED strings by changing the duty cycle of the current switch-on of the active clocked switch. The duty cycle of the current turn-on of the active clocked switch can be reduced according to a dimming signal.

[0043] Das Modul kann ein flexibles Band, ein Streifen, eine Kette oder eine punktförmige Einrichtung sein.The module may be a flexible tape, a strip, a chain or a punctiform device.

[0044] Die Halbbrückenschaltung bietet den Vorteil, dass gegenüber der Vollbrückenschaltung auf zwei aktiv getaktete Schalter verzichtet werden kann und auch die erforderliche Ansteuerung einschließlich der hochseitigen Ansteuerung für den oberen der beiden Schalter entfallen kann.The half-bridge circuit has the advantage that compared to the full-bridge circuit can be dispensed with two active-clocked switch and also the required control including the high-side control for the upper of the two switches can be omitted.

[0045] Abhängig von einer Differenz zwischen dem Istwert und dem Sollwert kann das Tastverhältnis des aktuellen Einschaltvorgangs des aktiv getakteten Schalters und/oder eines folgenden Einschaltvorgangs eingestellt werden.Depending on a difference between the actual value and the desired value, the duty cycle of the current switch-on of the active clocked switch and / or a subsequent switch-on can be set.

[0046] Dabei kann das Tastverhältnis des aktiv getakteten Schalters nur bei jedem n-ten Einschaltvorgang verändert werden, wobei n grösser oder gleich 2 ist.In this case, the duty cycle of the active clocked switch can be changed only every n-th switch-on, where n is greater than or equal to 2.

[0047] Das Tastverhältnis des aktiv getakteten Schalters kann bspw. über den Zeitpunkt des Ausschaltens des aktiv getakteten Schalters als Steuergröße verändert werden.The duty cycle of the active clocked switch can be changed, for example, over the time of switching off the active clocked switch as a control variable.

[0048] Das Tastverhältnis kann durch adaptive Vorgabe eines Ausschaltpegels einer gemessenen für den Lampenstrom repräsentativen Größen eingestellt werden, wobei bei Erreichen des Ausschaltpegels der aktiv getaktete Schalter ausgeschaltet wird.The duty cycle can be adjusted by adaptively specifying a turn-off level of a measured representative of the lamp current magnitudes, upon reaching the turn-off, the active-clocked switch is turned off.

[0049] Als Steuergröße der Strom- oder Leistungsregelung kann alternativ oder zusätzlich zu der Taktung des aktiv getakteten Schalters der Pegel der die Halbbrückenschaltung oder Vollbrückenschaltung versorgenden DC-Busspannung verwendet werden.As a control variable of the current or power control, the level of the half-bridge circuit or full bridge circuit supplying DC bus voltage can be used alternatively or in addition to the timing of the active clocked switch.

[0050] Die Busspannung kann mittels einer aktiven PFC-Schaltung erzeugt werden, wobei der Pegel der erzeugten Busspannung durch Veränderung der Taktung eines Schalters der PFC-Schaltung ausgeführt wird.The bus voltage can be generated by means of an active PFC circuit, wherein the level of the generated bus voltage is carried out by changing the timing of a switch of the PFC circuit.

[0051] Als für den Mittelwert des Lampenstroms repräsentativer gemessener Istwert kann ein Abtastwert des Lampenstroms werden, vorzugsweise gemessen bei der Hälfte der Einschaltzeitdauer des aktiv getakteten Schalters.As measured for the average value of the lamp current measured actual value can be a sample of the lamp current, preferably measured at half the turn-on of the active clocked switch.

[0052] Der für den Mittelwert des Lampenstroms repräsentative Istwert kann durch eine kontinuierliche Messung des Lampenstroms (oder einer dafür repräsentativen Größe) ermittelt werden.The representative of the average value of the lamp current actual value can be determined by a continuous measurement of the lamp current (or a representative size).

[0053] Der kontinuierlich gemessene Lampenstrom kann mit einem Referenzwert verglichen werden und der für den Mittelwert repräsentative Istwert kann das Tastverhältnis des Vergleichswerts über die Einschaltzeitdauer des aktiv geschalteten Schalters sein.The continuously measured lamp current can be compared with a reference value, and the actual value representative of the mean value can be the duty cycle of the comparison value over the switch-on time period of the switch which is actively switched.

[0054] Das Tastverhältnis kann anhand eines bidirektionalen digitalen Zählers ermittelt werden.The duty cycle can be determined by means of a bidirectional digital counter.

[0055] Der Referenzwert kann von einem vorgegebenen Dimmwert und/oder der gemessenen Lampenspannung abhängen.The reference value may depend on a predetermined dimming value and / or the measured lamp voltage.

[0056] Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Integrierte Schaltung, insbesondere ASIC, die zur Durchführung eines Verfahrens wie oben ausgeführt ausgelegt ist.The invention also relates to an integrated circuit, in particular ASIC, which is designed to carry out a method as stated above.

[0057] Erfindungsgemäß ist auch vorgesehen eine Strom- oder Leistungsregelung eines LED-Moduls, die eine Halbbrückenschaltung mit zwei Schaltern oder eine Vollbrückenschaltung aufweist, wobei das LED-Modul in dem Brückenzweig verschaltbar ist. Eine Steuereinheit aktiviert eine Brückendiagonale, indem sie den Schalter der Brückendiagonale aktiv und die in der Diagonale liegende Kapazität den Stromfluss übernimmt, wodurch das LED-Modul mit einer hochfrequenten Spannung versorgt ist.The invention also provides a current or power control of an LED module having a half-bridge circuit with two switches or a full-bridge circuit, wherein the LED module in the bridge branch is interconnected. A control unit activates a bridge diagonal by actively activating the bridge diagonal switch and the diagonal capacitance to handle the current flow, providing the LED module with high frequency power.

[0058] Der Steuereinheit wird ein für den Mittelwert des Lampenstroms repräsentativer gemessener Istwert zurückgeführt, der mit einem Referenzwert verglichen wird.The control unit is returned to a representative of the average value of the lamp current measured actual value, which is compared with a reference value.

[0059] Die Steuereinheit kann abhängig von einer Differenz zwischen dem Istwert und dem Sollwert das Tastverhältnis des aktuellen Einschaltvorgangs des aktiv getakteten Schalters und/oder eines folgenden Einschaltvorgangs einstellen.The control unit may adjust the duty cycle of the current switch-on of the active clocked switch and / or a subsequent switch-on depending on a difference between the actual value and the setpoint.

[0060] Die Steuereinheit kann das Tastverhältnis des aktiv getakteten Schalters nur bei jedem n-ten Einschaltvorgang verändern, wobei n grösser oder gleich 2 ist.The control unit can change the duty cycle of the active clocked switch only every n-th switch-on, where n is greater than or equal to 2.

[0061] Die Steuereinheit kann das Tastverhältnis des aktiv getakteten Schalters über den Zeitpunkt des Ausschaltens des aktiv getakteten Schalters als Steuergröße verändern.The control unit may change the duty cycle of the active clocked switch over the time of switching off the active clocked switch as a control variable.

[0062] Die Steuereinheit kann das Tastverhältnis durch adaptive Vorgabe eines Ausschaltpegels einer gemessenen für den Lampenstrom repräsentativen Größen einstellen, wobei dieThe control unit may set the duty cycle by adaptively specifying a turn-off level of a measured variable representative of the lamp current, the

Steuereinheit bei Erreichen des Ausschaltpegels der aktiv getaktete Schalter ausschaltet.When the switch-off level is reached, the control unit switches off the actively switched switch.

[0063] Die Steuereinheit kann neben der Regelung des Betriebs des LED-Moduls auch eine Zwischenkreisschaltung ansteuern und von der Zwischenkreisschaltung Rückführsignale erhalten, wobei die Zwischenkreisspannung die die Halbbrückenschaltung oder Vollbrückenschaltung versorgende DC-Busspannung erzeugt.The control unit, in addition to the regulation of the operation of the LED module also drive a DC link circuit and receive feedback signals from the DC link circuit, wherein the DC link voltage generates the half-bridge circuit or full bridge circuit supplying DC bus voltage.

[0064] Die Steuereinheit kann als Steuergröße der Strom- oder Leistungsregelung alternativ oder zusätzlich zu der Taktung des aktiv getakteten Schalters den Pegel der die Halbbrückenschaltung oder Vollbrückenschaltung versorgenden DC-Busspannung verwenden.The control unit may use as a control variable of the current or power control, alternatively or in addition to the timing of the active clocked switch, the level of the DC bus voltage supplying the half-bridge circuit or full-bridge circuit.

[0065] Zur Erzeugung der Busspannung kann eine aktive PFC-Schaltung vorgesehen sein, wobei die Steuereinheit den Pegel der erzeugten Busspannung durch Veränderung der Taktung eines Schalters der PFC-Schaltung ausführt.To generate the bus voltage, an active PFC circuit may be provided, wherein the control unit carries out the level of the generated bus voltage by changing the timing of a switch of the PFC circuit.

[0066] Der Steuereinheit kann als ein für den Mittelwert des Lampenstroms repräsentativer gemessener Istwert ein Abtastwert des Lampenstroms, vorzugsweise gemessen bei der Hälfte der Einschaltzeitdauer des aktiv getakteten Schalters, zurückgeführt sein.The control unit can be fed back as a measured value representative of the average value of the lamp current, a sample of the lamp current, preferably measured at half of the on-time of the active clocked switch.

[0067] Die Steuereinheit kann zur Ermittlung des für den Mittelwert des Lampenstroms repräsentativen Istwerts kontinuierlich den Lampenstrom (oder eine dafür repräsentative Größe) messen.The control unit can continuously measure the lamp current (or a variable representative thereof) for determining the actual value representative of the mean value of the lamp current.

[0068] Die Steuerschaltung kann einen Komparator aufweisen, der den kontinuierlich gemessenen Lampenstrom mit einem Referenzwert vergleicht und die Steuerschaltung als für den Mittelwert repräsentativen Istwert das Tastverhältnis des Ausgangssignals des Komparators verwendet.The control circuit may comprise a comparator, which compares the continuously measured lamp current with a reference value and the control circuit used as the representative of the average value, the duty cycle of the output signal of the comparator.

[0069] Das Ausgangssignal des Komparators kann einem bidirektionalen digitalen Zähler der Steuerschaltung zugeführt sein.The output signal of the comparator can be fed to a bidirectional digital counter of the control circuit.

[0070] Die Steuerschaltung kann den Referenzwert abhängig von einem extern oder intern vorgegebenen Dimmwert und/oder der gemessenen und der Steuerschaltung zugeführten Lampenspannung einstellen.The control circuit may set the reference value depending on an externally or internally predetermined dimming value and / or the measured and the control circuit supplied lamp voltage.

[0071] Somit ermöglicht die Erfindung, dass eine vereinfachte Ansteuerung für ein farbab-stimmbares LED-Modul bereitgestellt wird, das aufweist: eine LED-Anordnung, die wenigstens zwei LED-Stränge aufweist, von denen jede wenigstens eine vorzugsweise weiße LED aufweist, wobei die LED-Stränge in einer antiparallelen Weise verbunden sind und die LED-Stränge unterschiedliche Spektren, vorzugsweise weiße Spektren mit unterschiedlicher Farbtemperatur, emittieren, und einen Schaltungsanordnung, die die LED-Anordnung antreibt und konfiguriert ist, um eine Gleichspannung bzw. einen Gleichstrom auszugeben, die durch entsprechendes Aktivieren jeweils einer Brückendiagonale zwischen zwei Polaritäten umgeschaltet wird, wobei die relative Aktivierung der Brückendiagonalen und somit die relative Einschaltdauer der Polaritäten, d.h. das Verhältnis der Zeitspanne einer ersten Polarität im Vergleich zu der Zeitspanne einer zweiten Polarität, einstellbar ist. Die Helligkeit des jeweiligen LED-Stranges kann innerhalb einer Aktivierungsperiode jeweils einer Brückendiagonale durch Einstellung des Tastverhältnisses des aktiv getakteten Schalters eingestellt und angepasst werden.Thus, the invention enables a simplified drive for a color tunable LED module is provided, comprising: an LED array having at least two LED strands, each of which has at least one preferably white LED, wherein the LED strands are connected in an antiparallel fashion and the LED strands emit different spectra, preferably white spectrums of different color temperature, and circuitry driving the LED array and configured to output a DC voltage or current, respectively; which is switched by activating respectively a bridge diagonal between two polarities, wherein the relative activation of the bridge diagonal and thus the relative duty cycle of the polarities, ie the ratio of the time period of a first polarity compared to the period of a second polarity, is adjustable. The brightness of the respective LED string can be set and adjusted within an activation period of each bridge diagonal by adjusting the duty cycle of the active clocked switch.

[0072] Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben.The present invention will be described below with reference to preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.

[0073] Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Betriebsgerät für in einer Halbbrücke verschal- tete LED-Module, [0074] Figur 2 zeigt im Detail eine Halbbrückenschaltung zum Betrieb einer Lampe sowie die daran abgreifbaren Messignale, [0075] Figur 3 zeigt den Verlauf von Ansteuersignalen von einem Schalter der Halbbrücke sowie der Mittenpunkt Spannung UL3 und des Lampenstroms lLamp, [0076] Figur 4 zeigt den Aufbau einer Regelung des Lampenstroms, [0077] Figur 5 zeigt den zeitlichen Verlauf von Signalen der Regelung von Figur 4, [0078] Fig. 6 zeigt eine Schaltung, [0079] Fig. 7a zeigt ein erstes Diagramm, welches zeitabhängige Spannungs- und Strom verläufe in der in Fig. 6 dargestellten Schaltungsanordnung darstellt, [0080] Fig. 7b zeigt ein zweites Diagramm, welches den zeitabhängigen Stromverlauf und1 shows an operating device according to the invention for LED modules connected in a half-bridge, FIG. 2 shows in detail a half-bridge circuit for operating a lamp and the measurement signals which can be tapped on it. FIG. 3 shows the profile of FIG Control signals from a switch of the half-bridge and the center point voltage UL3 and the lamp current lLamp, Figure 4 shows the structure of a control of the lamp current, Figure 5 shows the time course of signals of the control of Figure 4, Fig Fig. 6 shows a circuit, Fig. 7a shows a first diagram representing time-dependent voltage and current waveforms in the circuit arrangement shown in Fig. 6, Fig. 7b shows a second diagram showing the time-dependent current waveform and

Schaltzustände in der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung entsprechend einer Weiterbildung darstellt, [0081] Fig. 8 zeigt ein erfindungsgemäßes Betriebsgerät für in einer Vollbrücke verschal- tete LED-Module, und [0082] Figur 9 zeigt im Detail eine Vollbrückenschaltung zum Betrieb einer LED-Moduls sowie daran abgreifbaren Messsignale.FIG. 8 shows an operating device according to the invention for LED modules connected in a full bridge, and FIG. 9 shows in detail a full bridge circuit for operating an LED Module as well as measuring signals which can be picked up therefrom.

[0083] Fig. 1 zeigt ein Betriebsgerät zum Betreiben von LED- Modulen.Fig. 1 shows an operating device for operating LED modules.

[0084] (Figuren 1 und 2 beziehen sich auf ein Ausführungsbeispiel mit einer aktiven Halbbrücke, während Figuren 8 und 9 ein Ausführungsbeispiel mit zwei als Vollbrücke verschalteten Halbbrücken zeigen. Daher kann der Großteil der Beschreibung von Figuren 1 und 2 auch auf Figuren 8 und 9 übertragen werden. Zusätzlich ist dort im Wesentlichen eine Ansteuerung für die zwei weiteren Schalter vorgesehen.) [0085] Eingangsseitig weist das Betriebsgerät einen mit Netzspannung versorgten Gleichrichter GR auf, an den sich eine aktive Leistungsfaktor-Korrekturschaltung PFC (Power Factor Correc-tion) anschließt, die als Hochsetzsteller fungiert. Die PFC-Schaltung weist eine Induktivität I6 in Serie mit einer Diode D9 auf, wobei die Induktivität I6 bei Einschalten eines Schalter S6 magnetisiert wird, wobei ein Kondensator C6 aufgeladen wird, und bei ausgeschaltetem Schalter S6 sich entmagnetisiert, so dass sich an dem Kondensator C6 eine hochgesetzte Gleichspannung Ll0 einstellt, die einen dreieckförmigen Rippel mit der Frequenz der Taktung des Schalter S6 aufweist. Alternativ kann die Leistungsfaktor-Korrekturschaltung PFC beispielsweise auch durch einen isolierten Sperrwandler (Flyback-Konverter) oder durch einen SEP IC-Konverter gebildet werden.Figures 1 and 2 refer to an embodiment with an active half-bridge, while Figures 8 and 9 show an embodiment with two half-bridges connected as a full-bridge Therefore, the major part of the description of Figures 1 and 2 can also be found in Figures 8 and 9 In addition, there is essentially a drive for the two further switches.) On the input side, the operating device has a rectifier GR supplied with mains voltage, to which an active power factor correction circuit PFC (Power Factor Correction) is connected , which acts as a boost converter. The PFC circuit has an inductance I6 in series with a diode D9, the inductance I6 being magnetized when a switch S6 is turned on, charging a capacitor C6, and demagnetizing when the switch S6 is off, so that the capacitor C6 sets a boosted DC voltage Ll0 having a triangular ripple at the frequency of the timing of the switch S6. Alternatively, the power factor correction circuit PFC may be formed by, for example, an isolated flyback converter or an SEP IC converter.

[0086] Ausgangsseitig umfasst das in Fig. 1 gezeigte Betriebsgerät eine Halbbrückenschaltung mit zwei Schaltern S1 und S2 und zwei Kapazitäten CS3 und CS4. Eine Beschreibung der weiteren Elemente wird anhand der Fig. 2 gegeben.On the output side, the operating device shown in Fig. 1 comprises a half-bridge circuit with two switches S1 and S2 and two capacitors CS3 and CS4. A description of the further elements will be given with reference to FIG. 2.

[0087] Der Steuereinheit können Rückführsignale aus dem Bereich der PFC-Zwischenkreis-spannung zurückgeführt werden, wie bspw.: [0088] - die Eingangsspannung über einen Spannungsteiler ST 1, [0089] - der Strom durch die Induktivität I6 mittels eines Abgriffs A1 (oder eine Überwachung der Spannung über der Induktivität I6), und [0090] - die Busspannung U0 über einen Spannungsteiler ST2.Feedback signals from the area of the PFC DC link voltage can be fed back to the control unit, such as, for example: the input voltage via a voltage divider ST 1, [0089] the current through the inductance 16 by means of a tap A1 (FIG. or monitoring the voltage across the inductance I6), and [0090] the bus voltage U0 via a voltage divider ST2.

[0091] Die Steuereinheit kann den Pegel der Ausgangsspannung durch Taktung des Schalters S6 einstellen und mittels der zurückgeführten Busspannung vorzugsweise digital regeln.The control unit can adjust the level of the output voltage by clocking the switch S6 and preferably digitally control by means of the returned bus voltage.

[0092] Der Steuereinheit können Rückführsignale aus dem Bereich des das LED-Modul enthaltenden Lastkreises mit der Halbbrückenschaltung zurückgeführt werden: [0093] - die Lampenspannung V^p mittels eines Spannungsteilers ST3, [0094] - den Lampenstrom lLamp mittels des Shunts R1 (nur während des Einschaltens des aktiv getakteten Schalters der jeweils aktivierten Brückendiagonale), und [0095] - der Brückenzweigstrom mittels eines Abgriffs A2 (induktiv oder durch Abgriff an demThe control unit can be fed back feedback signals from the region of the load circuit containing the LED module with the half-bridge circuit: - the lamp voltage V ^ p by means of a voltage divider ST3, [0094] - the lamp current ILamp by means of the shunt R1 (only during turn-on of the active clocked switch of the respective activated bridge diagonal), and [0095] the bridge branch current by means of a tap A2 (inductive or by tapping on the bridge)

Mittenpunkt der Schalter S1 und S2).Middle point of the switches S1 and S2).

[0096] Figur 2 zeigt im Detail die Halbbrückenschaltung mit den Rückführsignalen: [0097] - Mittels eines Spannungsteilers, die Mittenpunktspannung UL3, die für den Brücken zweigstrom repräsentativ ist, [0098] - Mittels eines oder mehrerer Spannungsteiler die Lampenspannung V|amp anhand derFigure 2 shows in detail the half bridge circuit with the feedback signals: By means of a voltage divider, the mid point voltage UL3, which is representative of the bridge branch current, [0098] by means of one or more voltage dividers, the lamp voltage V |

Spannungen Ui und U2, und [0099] - mittels des Shunts R1, der Lampenstrom l|amp.Voltages Ui and U2, and [0099] - by means of the shunt R1, the lamp current I | amp.

[00100] Die in Figur 2 gezeigte Schaltungsanordnung umfasst eine Brückenschaltung mit einem oberen und einem unteren Diagonalpunkt 1,2 sowie einem rechten Diagonalpunkt 3.The circuit arrangement shown in FIG. 2 comprises a bridge circuit having an upper and a lower diagonal point 1, 2 as well as a right diagonal point 3.

[00101] Der linke Diagonalpunkt kann nicht eindeutig bezeichnet werden.The left diagonal point can not be clearly identified.

[00102] Die Brückenschaltung weist vier Brückenzweige 4, 5, 6, 7 auf. Die Brückenzweige 4 und 6 enthalten je ein Schalterelement in Form eines FET. Die Schalterelemente sind mit S1 und S2 bezeichnet.The bridge circuit has four bridge branches 4, 5, 6, 7. The bridge branches 4 and 6 each contain a switch element in the form of a FET. The switch elements are designated S1 and S2.

[00103] An den Diagonalpunkten 1 und 2 der Brückenschaltung liegen die Pole einer Gleichspannungsquelle.At the diagonal points 1 and 2 of the bridge circuit are the poles of a DC voltage source.

[00104] Die Gleichspannungsquelle kann der Schaltungsanordnung über einen Bus zugeführt werden. Es ist aber auch möglich, dass die Gleichspannung in üblicher Weise durch Wechselrichten der Netzspannung erzeugt wird.The DC voltage source can be supplied to the circuit arrangement via a bus. But it is also possible that the DC voltage is generated in a conventional manner by inverting the mains voltage.

[00105] Von dem Diagonalpunkt 3 geht ein Zweig PZ1 aus. Der Zweig PZ1 enthält in Serienschaltung eine Zündschaltung Z1, eine LED-Modul und eine Induktivität L2.From the diagonal point 3, a branch PZ1 starts. The branch PZ1 includes in series an ignition circuit Z1, an LED module and an inductance L2.

[00106] Weiterhin weist der Zweig PZ1 ein Diodennetzwerk auf, dass aus vier Dioden D1, D2, D3 und D6 besteht. Die Diode D1 verbindet die Induktivität L2 mit dem einen Anschluss des FET S1, und zwar demjenigen, der nicht mit einem Pol der Gleichspannungsquelle verbunden ist. Der andere Anschluss des FET S1 liegt an dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle. Die Diode D2 verbindet die Induktivität L2 mit einem Anschluss des FET S2, und zwar mit demjenigen, der nicht an einem Pol der Gleichspannungsquelle liegt. Der andere Anschluss des FET S2 liegt an dem Knotenpunkt des Halbbrückenzweiges 6 mit dem Halbbrückenzweig 7. Die Diode D3 verbindet den nicht mit dem negativen Pol der Gleichspannungsquelle verbundenen Anschluss des FET S2 mit dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle. Die Diode D6 verbindet den nicht an dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle liegenden Anschluss des FET S1 mit dem negativen Pol der Gleichspannungsquelle. Die Dioden D1 und D2 sind auf Durchlass gepolt. Die Dioden D3 und D6 sind in Sperrrichtung gepolt. Vorzugsweise ist parallel zur LED- Modul ein Kondensator C2 (nicht dargestellt) als Filter- oder Glättungskondensator parallel geschaltet. Dieser kann im Betrieb die Lampenspannung glätten und während der Entmagnetisierung der Induktivität L2 die Lampenspannung aufrecht erhalten.Furthermore, the branch PZ1 has a diode network consisting of four diodes D1, D2, D3 and D6. The diode D1 connects the inductance L2 to the one terminal of the FET S1, namely the one which is not connected to one pole of the DC voltage source. The other terminal of the FET S1 is connected to the positive pole of the DC voltage source. The diode D2 connects the inductor L2 to a terminal of the FET S2, namely to the one which is not connected to one pole of the DC voltage source. The other terminal of the FET S2 is located at the junction of the half-bridge branch 6 with the half-bridge branch 7. The diode D3 connects the not connected to the negative pole of the DC voltage source terminal of the FET S2 to the positive pole of the DC voltage source. The diode D6 connects the terminal of the FET S1, which is not at the positive pole of the DC voltage source, to the negative pole of the DC voltage source. The diodes D1 and D2 are poled on passage. The diodes D3 and D6 are poled in the reverse direction. Preferably, a capacitor C2 (not shown) connected in parallel with the LED module as a filter or smoothing capacitor in parallel. This can smooth the lamp voltage during operation and maintain the lamp voltage during demagnetization of the inductance L2.

[00107] Zwischen den Knotenpunkt des Halbbrückenzweiges 6 mit dem Halbbrückenzweig 7 und dem negativen Pol der Gleichspannungsquelle ist ein niederohmiger Shunt R1 zwischengeschaltet, der jedoch nur zur Messung von Strömen dient und auf die Spannungen in der Schaltung keinen messbaren Einfluss hat.Between the junction of the half-bridge branch 6 with the half-bridge branch 7 and the negative pole of the DC voltage source, a low-impedance shunt R1 is interposed, which, however, only serves to measure currents and has no measurable influence on the voltages in the circuit.

[00108] In Figur 3 werden Signalverläufe bei aktivierter Brückendiagonale A/D (bei der Bezeichnung wie in Figur 2) dargestellt. Dabei ist wie ersichtlich der Schalter S1 aktiv getaktet und zwischen den Zeitpunkten T31 und T32 (Zeitdauer t0N) eingeschaltet. Wie ersichtlich kann der linear ansteigende Lampenstrom llamp nur während der Zeitdauer t0N an dem Shunt R1 erfasst werden, während der der Schalter S1 eingeschaltet ist. In der Zeitdauer des Ausschaltens des Schalters S1, in der die Induktivität L2 den Strom durch die Lampe absinkend bis zum unteren Umkehrpunkt weitertreibt, kann der Lampenstrom mittels des Shunts R1 dagegen nicht erfasst werden.In FIG. 3, waveforms with activated bridge diagonal A / D (in the designation as in FIG. 2) are shown. As can be seen, the switch S1 is actively clocked and switched on between the times T31 and T32 (time duration t0N). As can be seen, the linearly increasing lamp current llamp can only be detected during the time t0N at the shunt R1, during which the switch S1 is switched on. On the other hand, in the period of switching off the switch S1 in which the inductance L2 drives the current through the lamp to the lower reversal point, the lamp current can not be detected by means of the shunt R1.

[00109] Der Einschaltzeitpunkt des hochfrequent getakteten Schalters (hier: Schalter A bzw. S1) kann durch die Überwachung des durch die Induktivität L2 fließende Zweigstroms iL2 festgelegt werden. Beispielsweise kann überwacht werden, ob der durch die Induktivität L2 fließen- de Zweigstrom iL2 wieder auf Null abgesunken bzw. ob die Induktivität L2 entmagnetisiert ist. Dies kann mittels einer Sekundärwicklung an der Induktivität L2 oder auch mittels einer Überwachung der Mittelpunktspannung zwischen den Schaltern S1 und S2 erfolgen.The switch-on of the high-frequency clocked switch (here: switch A or S1) can be determined by monitoring the current flowing through the inductor L2 branch current iL2. For example, it can be monitored whether the branch current iL2 flowing through the inductance L2 has again dropped to zero or whether the inductance L2 has been demagnetized. This can be done by means of a secondary winding at the inductance L2 or by means of a monitoring of the midpoint voltage between the switches S1 and S2.

[00110] Gemäss der Erfindung wird nunmehr der Abschaltzeitpunkt des aktiv getakteten Schalters (im Beispiel der Figur 2 Schalter S1) adaptiv gestaltet, so dass im Ergebnis die Einschaltzeitdauer t0N variabel ist. Dies kann bspw. dadurch erzielt werden, indem die Abschaltschwelle für den Lampenstrom adaptiv gestaltet wird und/oder die Einschaltzeitdauer des aktiv getakteten Schalters adaptiv einstellbar ist.According to the invention, the switch-off time of the actively-timed switch (in the example of FIG. 2, switch S1) is now made adaptive, so that, as a result, the switch-on time duration t0N is variable. This can be achieved, for example, by adaptively designing the switch-off threshold for the lamp current and / or adaptively adjusting the switch-on time duration of the actively switched switch.

[00111] Die Adaptierung erfolgt dabei anhand eines Rückführsignals, das für den Mittelwert des Lampenstroms (Mittelung über eine oder mehrere Einschaltzeitdauern des aktiv getakteten Schalters) repräsentativ ist. Durch Regelung auf den Mittelwert des Lampenstroms ist die Lam-pen-Strom- oder -Leistungsregelung wesentlich genauer.The adaptation takes place on the basis of a feedback signal, which is representative of the average value of the lamp current (averaging over one or more switch-on periods of the active clocked switch). By controlling the average value of the lamp current, the lamp current or power regulation is much more accurate.

[00112] Der Mittelwert des Lampenstroms kann erfasst werden, indem zu dem Zeitpunkt ton/2, also zur Hälfte der Einschaltzeitdauer t0N des aktiv getakteten Schalters ein Abtastwert erfasst und ausgewertet wird. Ist dieser höher als der Soll-Mittelwert, kann die Einschaltzeitdauer oder die Abschaltstromschwelle verringert werde, und zwar im aktuellen order in einem folgenden Einschaltvorgang des aktiv getakteten Schalters.The mean value of the lamp current can be detected by detecting and evaluating a sample at the time ton / 2, that is to say half the turn-on time t0N of the actively-timed switch. If this is higher than the desired average value, the switch-on time period or the switch-off current threshold can be reduced, in the current order, in a subsequent switch-on operation of the actively-timed switch.

[00113] Im folgenden soll indessen ein Ausführungsbeispiel erläutert werden, bei dem der Lampenstrom kontinuierlich erfasst und zu der Steuereinheit zurückgeführt wird.In the following, however, an embodiment will be explained, in which the lamp current is continuously detected and returned to the control unit.

[00114] Wie in Figur 4 gezeigt wird in der Steuereinheit der Lampenstrom l|amp durch einen Komparator K1 mit einem Referenzwert lavg_Soii verglichen. Dieser Referenzwert lavg_Soii gibt also den Soll-Mittelwert für den Lampenstrom vor und kann bspw. von einer externen oder internen Dimmwertvorgabe und/oder der Höhe der Lampenspannung abhängen. Dieser Referenzwert lavg_soii ist ein Mass für die Sollleistung.As shown in FIG. 4, in the control unit the lamp current I amp is compared by a comparator K 1 with a reference value I avg_Soii. This reference value lavg_Soii thus provides the desired mean value for the lamp current and may, for example, depend on an external or internal dimming value specification and / or the magnitude of the lamp voltage. This reference value lavg_soii is a measure of the nominal power.

[00115] Um eine konstante Lampenleistung zu erzielen, muss bei schwankender Lampenspannung Ulamp die Sollwertvorgabe für den Mittelwert des Lampenstroms invers nachgeführt werden, so dass sich ergebende Produkt aus Lampenstrom und Lampenspannung konstant geregelt bleibt. Bei konstanter Lampenspannung entspricht natürlich eine Mittelstromregelung genau einer Lampenleistungsregelung.In order to achieve a constant lamp power, the nominal value input for the mean value of the lamp current must be inversely tracked with fluctuating lamp voltage Ulamp, so that the resulting product of lamp current and lamp voltage remains constant. Of course, with a constant lamp voltage, a medium current control corresponds exactly to a lamp power control.

[00116] Um einen konstanten Lampenstrom zu erzielen, kann beispielsweise direkt der Lampenstrom (der Strom durch das LED-Modul) gemessen werden, oder alternativ der Lampenstrom indirekt bestimmt werden. Beispielsweise kann der Lampenstrom aus der Lampenleistung oder der dem LED-Modul zugeführten Leistung und der LED-Modulspannung (Lampenspannung) bestimmt werden. Die dem LED-Modul zugeführte Leistung kann beispielsweise aus dem Produkt der Ausgangsspannung der PFC-Schaltung und in die Voll- oder Halbbrücke fließenden Strom bestimmt werden. Der Lampenstrom kann mittels Division von Lampenleistung oder der der dem LED-Modul zugeführten Leistung durch die Lampenspannung gebildet werden.In order to achieve a constant lamp current, for example, directly the lamp current (the current through the LED module) can be measured, or alternatively the lamp current can be determined indirectly. For example, the lamp current can be determined from the lamp power or the power supplied to the LED module and the LED module voltage (lamp voltage). The power supplied to the LED module can be determined, for example, from the product of the output voltage of the PFC circuit and current flowing in the full or half bridge. The lamp current can be formed by dividing the lamp power or the power supplied to the LED module by the lamp voltage.

[00117] Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es Ziel der Regelung, dass das Tastverhältnis desIn this embodiment, the purpose of the control is that the duty cycle of the

Ausgangs des Komparators K1 während einer Einschaltzeitdauer t0N des aktiv getakteten Schalters 50% beträgt. In dem Ausführungsbeispiel wird dazu das Ausgangssignal des Komparators einem digitalen Up-/Down-Zähler COUNTER zugeführt, der von einem Zeitgeber der Steuereinheit getaktet ist (Taktsignal CNT CLK). Wie in Figur 5 ersichtlich zählt der Zähler COUNTER in eine Richtung, solange der Lampenstrom llamp unterhalb des Referenzwerts lavgsoll liegt, und in die umgekehrte Richtung, sobald der Lampenstrom llamp den Referenzwert Iavg_soii überschreitet. Wenn der Istwert des Mittelwerts des Lampenstroms l|amp genau derOutput of the comparator K1 during a switch-on time t0N of the active clocked switch is 50%. In the embodiment, for this purpose, the output signal of the comparator is supplied to a digital up / down counter COUNTER, which is clocked by a timer of the control unit (clock signal CNT CLK). As can be seen in FIG. 5, the counter COUNTER counts in one direction as long as the lamp current llamp is below the reference value lavgsoll and in the opposite direction as soon as the lamp current llamp exceeds the reference value Iavg_soii. If the actual value of the average value of the lamp current l | amp is exactly the

Referenzwertvorgabe lavg soll entspricht, wird das Tastverhältnis des dem Zähler COUNTER zugeführten Vergleichssignals 50% sein und somit am Ende einer Einschaltzeitdauer der Zählerstand genau seinem Anfangsstand entsprechen.Reference value input lavg is to be equal, the duty cycle of the counter COUNTER supplied comparison signal will be 50% and thus at the end of a switch-on period, the count exactly equal to its initial level.

[00118] Jedwege Abweichung wird indessen zu einer Abweichung ERROR des Zähleren-dsands von dessen Anfangsstand führen. Dieses Abweichungssignal ERROR wird einem vor zugsweise digitalen Regler REGULATOR zugeführt, der ebenfalls von einem Zeitgeber der Steuereinheit getaktet durch ein Signal reg_clk wird. Der Regler REGULATOR implementiert eine Regelstrategie (bspw. PI-Regler) und steuert abhängig vom dem Eingangssignal ERROR und der Regelstrategie eine die Leistung des LED-Moduls beeinflussende Stellgrösse an. Diese Stellgrösse kann bspw. eines oder mehreres sein von: [00119] - Busspannung, [00120] - adaptive Abschaltschwelle Ipeak, und/oder [00121] - adaptive Einschaltzeitdauer Ton.However, any deviation will result in a deviation ERROR of the count dsand from its initial state. This deviation signal ERROR is supplied to a preferably before digital controller REGULATOR, which is also clocked by a timer of the control unit by a signal reg_clk. The REGULATOR controller implements a control strategy (eg PI controller) and controls a manipulated variable that influences the power of the LED module, depending on the input signal ERROR and the control strategy. This manipulated variable may, for example, be one or more of: [00119] - bus voltage, [00120] - adaptive switch-off threshold Ipeak, and / or [00121] - adaptive switch-on time Ton.

[00122] Die Stellgrösse(n) kann im aktuellen Einschaltvorgang, in einem jeden folgenden Einschaltvorgang oder aber in jedem n-ten Einschaltvorgang verändert werden, wobei n eine ganze Zahl grösser oder gleich 2 ist.The manipulated variable (s) can be changed in the current switch-on, in each subsequent switch-on or in every n-th switch-on, where n is an integer greater than or equal to 2.

[00123] Im Beispiel von Figur 4 und 5 wird entweder die Einschaltzeitdauer Ton verändert, oder aber der Regler REGULATOR verändert den Referenzwerts eines weiteren Komparators K2 der Steuereinheit, an dessen nicht- invertierten Eingang der Lampenstrom l|amp anliegt.In the example of FIGS. 4 and 5, either the switch-on time Ton is changed, or else the regulator REGULATOR changes the reference value of a further comparator K2 of the control unit to whose non-inverted input the lamp current Ip1 is applied.

[00124] Das Ausgangssignal des weiteren Komparators K2 steuert das Ausschalten gate_off des jeweils aktiv getakteten Schalters der aktivierten Brückendiagonale.The output signal of the further comparator K2 controls the switching off gate_off of each active clocked switch of the activated bridge diagonal.

[00125] Bei dem Beispiel in Figur 6 sind jeweils bei jedem der beiden antiparallelen LED-Stränge zusätzliche Kondensatoren vorgesehen, die nur zu einem Teil der LED eines Stranges parallel geschaltet sind. Diese zusätzlichen Kondensatoren können als zusätzliche Filterelemente dienen. In diesem Beispiel ist ein zusätzlicher Kondensator C3 zu einer LED des ersten LED- Stranges angeordnet, und ein zusätzlicher C4 zu einer LED des zweiten LED-Stranges angeordnet.In the example in Figure 6, additional capacitors are provided in each case in each of the two anti-parallel LED strands, which are connected in parallel only to a part of the LED of a strand. These additional capacitors can serve as additional filter elements. In this example, an additional capacitor C3 is arranged to an LED of the first LED string, and an additional C4 to an LED of the second LED string arranged.

[00126] Bei dem Ausführungsbeispiel von Figuren 8 und 9 Ausgangsseitig weist das Betriebsgerät eine Vollbrückenschaltung mit vier Schaltern S1 bis S4 (bzw. A bis D) auf.In the embodiment of Figures 8 and 9 on the output side, the operating device has a full bridge circuit with four switches S1 to S4 (or A to D).

[00127] Die Induktivitäten L1, L2, LED-Modul und Kondensatoren C1, C2 sind wie bezugnehmend auf Fig. 6 verschaltet.The inductors L1, L2, LED module and capacitors C1, C2 are connected as with reference to FIG.

Claims

claims

1. A method for controlling an LED module by means of a half-bridge circuit with two switches or a full-bridge circuit with four switches, wherein the LED module (EL) is connected in the bridge branch and a bridge diagonal is activated, in which a switch (S1, S2) is actively clocked, wherein the LED module has two antiparallel strands, wherein the two antiparallel strands differ in particular by a different color temperature or wavelength of the corresponding LED in the respective strand.

2. The method of claim 1, wherein the active clocked switch (S1, S2) is turned on at a time when the indirectly or directly detected bridge branch current has decayed to zero, preferably has reached its lower reversal point.

3. The method of claim 1 or 2, wherein depending on a difference between the actual value and the desired value, the duty cycle of the current switch-on of the active clocked switch and / or a subsequent switch-on is set.

4. The method according to any one of the preceding claims, wherein by adjusting the temporal ratio of the activation of the two bridge diagonals to each other, the color emitted by the LED module can be adjusted.

5. The method according to any one of the preceding claims, wherein the duty cycle of the active clocked switch over the time of switching off the active clocked switch is changed as a control variable.

6. The method according to any one of the preceding claims, wherein the duty cycle is set by adaptive default a Ausschaltpegels a measured representative of the lamp current magnitudes, wherein upon reaching the turn-off, the active clocked switch is turned off.

7. The method according to any one of the preceding claims, wherein a current or power control of an LED module takes place in which as a control variable of the current or power control alternatively or in addition to the timing of the active clocked switch, the level of the half-bridge circuit or full bridge circuit supplying DC Bus voltage is used.

8. The method of claim 7, wherein the bus voltage is generated by means of an active PFC circuit, wherein the level of the generated bus voltage is performed by changing the timing of a switch of the PFC circuit.

A method according to any one of the preceding claims, wherein a sample of the lamp current, preferably measured at half the on-time of the active clocked switch, is used as a measured actual value representative of the average value of the lamp current.

10. The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the representative of the average value of the lamp current actual value is determined by a continuous measurement of the lamp current.

11. The method of claim 10, wherein the continuously measured lamp current is compared with a reference value and representative of the mean value of the actual value is the duty cycle of the comparison value over the switch-on of the active switch.

12. The method of claim 11, wherein the duty cycle is determined based on a bidirectional digital counter.

13. The method of claim 9 or 10, wherein the reference value depends on a predetermined dimming value and / or the measured lamp voltage.

14. A circuit for power or power control of an LED module, comprising a half-bridge circuit with two switches or a full-bridge circuit with four active switches, wherein the LED module is connected in the bridge branch, wherein a control unit activates a bridge diagonal by a switch of Bridge diagonal active clocks, wherein the control unit is returned to a representative of the average value of the lamp current measured actual value, which is compared with a reference value.

15. The circuit of claim 14, wherein the control unit in addition to the regulation of the operation of the LED module also drives a DC link circuit and receives feedback signals from the DC link circuit, wherein the DC link voltage generates the half-bridge circuit or full bridge circuit supplying DC bus voltage.

16. The circuit of claim 15, wherein for generating the bus voltage, an active PFC circuit is provided, wherein the control unit carries out the level of the generated bus voltage by changing the timing of a switch of the PFC circuit.

17. A circuit according to any one of claims 14 to 16, wherein the control circuit depends on the reference value depending on an externally or internally predetermined dimming value and / or the measured and the control circuit supplied lamp voltage.

18. operating device for LED modules, comprising a circuit according to one of claims 14 to 17.

19. luminaire, comprising an LED module and a control device according to claim 18.

20. Lighting system, comprising a plurality of lights, including at least one according to claim 19, wherein the lights are preferably connected by one or more bus lines with each other and / or with a central control unit.