AT17240U1 - Verfahren und Anordnung zum Betreiben einer Last, welche zumindest ein LED-Modul beinhaltet - Google Patents

Abstract

Zum Betreiben einer Last (50), welche zumindest ein LED-Modul (55) aufweist, mit einem Betriebsgerät (100), werden mindestens zwei verschiedene Versorgungsströme bereitgestellt und die sich hierbei jeweils ergebende Versorgungsspannung ermittelt. Auf Basis der erhaltenen Wertepaare wird anschließend ein differentieller Widerstand (Rd) der Last (50) bestimm und ein Betriebsmodus für das Betriebsgerät (100) ausgewählt.

Description

Beschreibung

VERFAHREN UND ANORDNUNG ZUM BETREIBEN EINER LAST, WELCHE ZUMINDEST EIN LED-MODUL BEINHALTET

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anordnung zum Betreiben einer Last, welche mindestens ein LED-Modul beinhaltet.

[0002] Leuchtdioden bzw. LEDs haben sich gegenüber klassischen Lichtquellen wie Glühbirnen und/oder Leuchtstofflampen zwischenzeitlich in allen Bereichen der Beleuchtungstechnologie durchgesetzt. Neben ihrer in der Regel höheren Lebensdauer zeichnen sich Leuchtdioden auch dadurch aus, dass sie effizient angesteuert und hinsichtlich ihrer Lichtabgabe beeinflusst werden können. Dies ermöglicht nicht nur ein komfortables Dimmen einzelner LEDs, sondern auch die Möglichkeit, durch Kombinieren der Lichtabgabe unterschiedlicher LEDs Mischlicht einer gewünschten Farbe oder Farbtemperatur zu erzeugen.

[0003] Grundsätzlich ist aus dem Stand der Technik bereits bekannt, LED-Module mit einer oder mehreren LEDs ausgehend von einer Konstantstromquelle mit elektrischer Leistung zu versorgen. Sollen hierbei die LEDs gedimmt werden, so kommt beispielsweise zusätzlich eine sog. PWM-Modulation zum Einsatz, bei der die Konstantstromregelung in den Einschaltzeitdauern eines PWM-Impulszugs durchgeführt wird. Auch hier ist also erforderlich, dass die üblicherweise eingangsseitig anliegende Versorgungswechselspannung in einen geeigneten Gleichstrom für den LED-Betrieb umgesetzt wird. Beim Dimmen wird lediglich das Tastverhältnis des PWM-Signals entsprechend modifiziert.

[0004] Zur Bereitstellung einer geeigneten Versorgungsspannung bzw. eines entsprechenden Stroms für die LED-Last kommt also die bereits erwähnte Konstantstromquelle zum Einsatz, die oftmals in Form eines sog. aktiv getakteten DC-DC-Konverters ausgeführt ist. Diesem DC-DCKonverter ist wiederum üblicherweise eine ebenfalls aktiv getaktete PFC-Schaltung (Power Factor Correction Circuit bzw. Leistungsfaktorkorrekturschaltung) vorgeschaltet, welche die eingangsseitig zugeführte Versorgungswechselspannung in eine Gleichspannung umsetzt, die dann die Eingangsspannung für den DC-DC-Konverter bildet. Sowohl PFC-Schaltung als auch DCDC-Konverter können in unterschiedlichen Formen bzw. Topologien realisiert werden, sie weisen allerdings üblicherweise zumindest ein steuerbares Schaltelement auf, welches durch eine Steuereinheit des Betriebsgeräts alternierend angesteuert wird.

[0005] Die Ansteuerung des steuerbaren Schaltelements bzw. der steuerbaren Schaltelemente der verschiedenen Stufen eines LED-Betriebsgeräts kann in unterschiedlichen Betriebsarten erfolgen, wobei sich herausgestellt hat, dass je nach Ausgestaltung des zu betreibenden LED-Moduls und ggf. auch unter Berücksichtigung der Leistung, bei der die Last betrieben wird, in vorteilhafter Weise ein bestimmter Betriebsmodus verwendet werden sollte. Bekannt sind bspw. ein sog. Continuous Conduction Mode (CCM), ein Discontinuous Conduction Mode (DCM) oder auch ein sog. Boundary Conduction Mode (BCM). Alle drei Betriebsarten bringen in bestimmten Situationen bestimmte Vorteile mit sich, weshalb der vorliegenden Erfindung die Aufgabenstellung zugrunde liegt, sicherzustellen, dass eine ein LED-Modul aufweisende Last, die durch ein Betriebsgerät mit Versorgungsstrom versorgt wird, unter optimalen Bedingungen betrieben werden kann.

[0006] Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben einer Last gemäß Anspruch 1 bzw. durch ein Betriebsgerät zum Betreiben einer Last gemäß Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

[0007] Die erfindungsgemäße Lösung beruht auf der Erkenntnis, dass die Auswahl eines geeigneten Betriebsmodus von der Art der ausgangsseitig an das Betriebsgerät angeschlossenen Last abhängig ist, wobei ein Identifizieren dieser Last in besonders effizienter Weise dadurch erfolgen kann, dass der sog. differenzielle Widerstand der Last bestimmt wird. Während bislang bekannte Verfahren darauf beruhten, ein ausgangsseitig an ein Betriebsgerät angeschlossenes LED-Modul bspw. durch Auslesen eines Identifizierungswiderstands oder durch Bestimmen des Widerstands

der Last bei einem fest vorgegebenen Versorgungsstrom zu identifizieren, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, mindestens zwei verschiedene Versorgungsströme bereitzustellen und die sich hierbei jeweils ergebende Versorgungsspannung zu bestimmen. Auf Basis der hierbei erhaltenen Wertepaare kann dann der sog. differenzielle Widerstand der Last bestimmt werden, der eine deutlich bessere Aussage über die Eigenschaften der zu versorgenden Last ermöglicht und damit in geeigneter Weise die Auswahl eines für den Betrieb der Last besonders geeigneten Betriebsmodus erlaubt. Der Aufwand zum Erzielen dieses Vorteils ist dabei verhältnismäßig gering, Sodass in einfacher aber effizienter Weise der Betrieb eines LED-Moduls mit Hilfe eines Betriebsgeräts optimiert werden kann.

[0008] Erfindungsgemäß wird also ein Verfahren zum Betreiben einer Last, welche zumindest

ein LED-Modul aufweist, mit einem Betriebsgerät vorgeschlagen, wobei das Betriebsgerät die

Last mit einem Versorgungsstrom versorgt und das Verfahren aufweist:

a) Bereitstellen von mindestens zwei verschiedenen Versorgungsströmen und Bestimmen der sich hierbei jeweils ergebenden Versorgungsspannung;

b) Berechnen eines differenziellen Widerstands der Last auf Basis der in Schritt a) erhaltenen Wertepaare und

c) Auswahl eines Betriebsmodus für das Betriebsgerät zum Betreiben der Last auf Basis des in Schritt b) berechneten differenziellen Widerstands.

[0009] Ferner wird erfindungsgemäß auch ein Betriebsgerät zum Betreiben einer Last, welche

zumindest ein LED-Modul aufweist, vorgeschlagen, wobei das Betriebsgerät dazu vorgesehen

ist, die Last mit einem Versorgungsstrom zu versorgen, und wobei das Betriebsgerät aufweist:

a) Mittel zum Bereitstellen von mindestens zwei verschiedenen Versorgungsströmen und Bestimmen der sich hierbei jeweils ergebenden Versorgungsspannung;

b) Mittel zum Berechnen eines differenziellen Widerstands der Last auf Basis der erhaltenen Wertepaare und

c) Steuermittel, welche dazu ausgebildet sind, einen Betriebsmodus für das Betriebsgerät zum Betreiben der Last auf Basis des berechneten differenziellen Widerstands zu bestimmen und das Betriebsgerät entsprechend zu betreiben.

[0010] Das Betriebsgerät beinhaltet dabei vorzugsweise eine Konstantstromquelle in Form eines DC-DC-Konverters oder eines AC-DC-Konverters, wobei in Schritt c) dann auf Basis des differentiellen Widerstands ein geeigneter Betriebsmodus für den Konverter ausgewählt wird. Insbesondere kann der Konverter dabei ein Schaltregler in Form einer der bereits bekannten Topologien sein, wobei sich dann die verschiedenen Betriebsmodi insbesondere im Hinblick auf die Ansteuerung des Schaltelements des Konverters unterscheiden. Anhand des zuvor bestimmten differenziellen Widerstands kann dann bspw. auf Basis einer Wertetabelle, die in dem Betriebsgerät hinterlegt ist, ein entsprechender Betriebsmodus ausgewählt werden. Der Konverter kann bspw. in Form eines Buck-Konverters, eines Boost-Konverters, eines Buck-Boost-Konverters, eines Flyback-Konverters oder eines sog. SEPIC-Konverters ausgebildet sein.

[0011] Ferner kann der Konstantstromquelle gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine PFC-Schaltung vorgeordnet sein, welche eine eingangsseitige Wechselspannung des Betriebsgeräts in eine Versorgungsspannung für die Konstantstromquelle umsetzt. Auch für diese PFC-Schaltung kann dann wiederum auf Basis des erfindungsgemäß ermittelten differentiellen Widerstands ein geeigneter Betriebsmodus ausgewählt werden, wobei auch hier vorzugsweise die PFC-Schaltung als aktiv getakteter Schaltregler ausgeführt ist und der ausgewählte Betriebsmodus insbesondere das Ansteuerverhalten für das Schaltelement betrifft.

[0012] In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Konzepts kann ferner vorgesehen sein, dass die Betriebsweise des Betriebsgeräts zusätzlich auch an einen aktuellen sog. Widerstandskoeffizienten angepasst wird. Dieser Widerstandkoeffizient kann wiederum aus dem zuvor bestimmten differenziellen Widerstand sowie den aktuellen Werten für Versorgungsstrom und Versorgungsspannung abgeleitet werden und gibt Auskunft darüber, wie effizient das LED-Modul der Last aktuell den Versorgungsstrom umsetzt. Abhängig von den hierbei erhaltenen Informationen kann dann bspw. die Frequenz, mit der das steuerbare Schaltelement des Schaltreglers

betrieben wird, weiter angepasst werden, um einen zusätzlich optimierten LED-Betrieb zu ermöglichen.

[0013] Insgesamt kann also mit Hilfe der erfindungsgemäßen Lösung der Betrieb von LEDs weiter optimiert werden.

[0014] Nachfolgend soll die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:

[0015] Figur 1 schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Betriebsgeräts zum Betreiben einer Last, die zumindest ein LED-Modul beinhaltet;

[0016] Figur 2 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung des differenziellen Widerstands einer LED-Last;

[0017] Figur 3 die Vorgehensweise zum erfindungsgemäßen Ermitteln des differenzi-

ellen Widerstands der LED-Last;

[0018] Figuren 4a und 4b Darstellungen zur Verdeutlichung des Unterschieds zwischen zwei verschiedenen Betriebsmodi eines als Schaltregler ausgebildeten DCDC-Konverters und

[0019] Figur 5 eine schematische Darstellung des Betriebs einer PFC-Schaltung im sog. Boundary-Conduction-Mode.

[0020] Figur 1 zeigt schematisch den strukturellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Betriebsgeräts zum Betreiben einer Last, die LED-Lichtquellen beinhaltet. Das allgemein mit dem Bezugszeichen 100 versehene Betriebsgerät ist hierbei dazu vorgesehen, eingangsseitig mit einer Versorgungswechselspannung Vreiz versorgt zu werden zu werden und diese Wechselspannung Vretz IN eine für den Betrieb der LED-Last 50 geeigneten Strom umzusetzen.

[0021] Eingangsseitig weist das Betriebsgerät 100 dementsprechend zunächst einen Gleichrichter 5 auf, der in einem ersten Schritt die Versorgungswechselspannung Vreiz IN eine gleichgerichtete Eingangsspannung umsetzt. Dem Gleichrichter 5 nachgeordnet ist eine Leistungsfaktor-Korrektur-Schaltung 10 (PFC-Schaltung bzw. Power Factor Correction Circuit) vorgesehen, welche die von dem Gileichrichter 5 zur Verfügung gestellte gleichgerichtete Versorgungswechselspannung in eine Busspannung Vius umsetzt. Die Leistungsfaktor-Korrektur-Schaltung 10 erhöht hierbei den Leistungsfaktor des Betriebsgeräts 100 und unterdrückt die Rücksendung von Oberschwingungen in das Netz.

[0022] Diese PFC-Schaltung 10 ist vorzugsweise in Form eines sog. Schaltreglers ausgeführt, der bspw. einen Kondensator auflädt und eine Serienschaltung einer Induktivität und einer Diode sowie einen von einer Steuerschaltung 30 getakteten Schalter aufweist. Durch entsprechendes Ansteuern des getakteten Schalters wird die Leistungsaufnahme aus dem Netz durch das Betriebsgerät 100 geregelt und die für die weiteren Komponenten des Betriebsgeräts 100 benötigte Spannung Veus erzeugt.

[0023] Diese Spannung Vieus bildet wiederum die Eingangsspannung für die eigentliche Versorgungseinheit 20, an welche ausgangsseitig die Last 50 angeschlossen ist. Auch diese als Konstantstromquelle ausgeführte Versorgungseinheit 20 ist üblicherweise in Form eines Schaltreglers realisiert und weist bspw. die Topologie eines Buck-Konverters auf. Jedoch wäre auch die Realisierung der Konstantstromquelle in Form eines Boost-Konverters, eines Buck-Boost-Konverters, eines Flyback-Konverters oder als SEPIC wäre denkbar. Wesentlich ist, dass auch die Versorgungseinheit 20 als getaktete Schaltstufe ausgeführt ist, die in geeigneter Weise durch die Steuereinheit 30 angesteuert wird, um einen geeigneten LED-Betrieb der Last 50 zu realisieren. Die Steuereinheit 30 steuert dabei insbesondere sowohl das Schaltelement der PFC-Einheit 10 als auch das Schaltelement der Versorgungseinheit 20 an.

[0024] Hervorzuheben ist, dass die in Figur 1 dargestellte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Betriebsgeräts 100 lediglich beispielhaft zu verstehen ist. Es wären auch anderweitige Konfigurationen denkbar, bei denen bspw. zwischen der PFC-Einheit 10 und der Versorgungseinheit

20 zusätzlich zur Potentialtrennung ein zusätzlicher Flyback-Konverter angeordnet ist. Auch eine Zusammenfassung bzw. Integration mehrerer Stufen zu einer einzigen Einheit wäre denkbar oder es könnte als Konstantstromquelle alternativ zu einem DC-DC-Konverter ein AC-DC-Konverter zum Einsatz kommen.

[0025] In jedem Fall kann allerdings zumindest eine der zum Einsatz kommenden getakteten Schaltstufen gemäß der vorliegenden Erfindung in unterschiedlichen Betriebsmodi betrieben werden. Wie nachfolgend noch näher anhand des Beispiels eines Flyback-Konverters oder BuckKonverters beschrieben, besteht dabei insbesondere die Möglichkeit, den Konverter im Rahmen eines sog. Continuous Condution Modes (CCM) oder eines Discontinuous Conduction Modes (DCM) zu betreiben.

[0026] Es hat sich nun allerdings gezeigt, dass je nach Art der ausgangsseitig an das Betriebsgerät angeschlossenen Last 50 die Einheiten 10 oder 20 bzw. generell die im Betriebsgerät 100 verwendeten getakteten Schaltstufen in bestimmter Weise betrieben werden sollten. Dementsprechend ist es für einen optimierten LED-Betrieb von entscheidender Bedeutung, möglichst exakt bestimmte Eigenschaften der ausgangsseitigen Last 50 bestimmen zu können. Dabei hat sich gezeigt, dass die benötigen Informationen bzgl. der Eigenschaften der zu betreibenden Last 50 insbesondere dann erhalten werden können, wenn der sog. differenzielle Widerstand der Last 50 bekannt ist.

[0027] Dieses Konzept soll nachfolgend näher anhand von Figur 2 erläutert werden. Figur 2 zeigt hierbei idealisiert den Zusammenhang zwischen Spannung V und Strom | an einer LED-Last.

[0028] Bekanntlicherweise zeichnet sich der sog. Kennlinienverlauf einer LED bzw. einer Anordnung von LEDs nämlich derart aus, dass erst ab einer definierten Durchflussspannung Vr ein Stromfluss beginnt. D.h., für den Fall, dass - wie in Figur 2 gezeigt - die Spannung V ausgehend von Null erhöht wird, fließt zunächst noch kein Strom. Erst ab dem Spannungswert Ve, der als Durchflussspannung bezeichnet wird, beginnt ein Strom I zu fließen, wobei in Praxis die Kennlinie oberhalb dieser Durchflussspannung V- mit einer im Wesentlichen konstanten Steigung ansteigt. Lediglich bei Spannungswerten knapp oberhalb der Durchflussspannung Vr liegt kein linearer Anstieg vor, wobei dies allerdings für die nachfolgenden Betrachtungen unerheblich ist.

[0029] Die Steigung der Kennlinie wird nunmehr als sog. differenzieller Widerstand Ra der Last bezeichnet. Es handelt sich hierbei um einen für die LED-Last charakteristischen Wert, der deutlich mehr Rückschluss auf die Art der ausgangsseitig an das Betriebsgerät 100 angeschlossenen Last zulässt als ein einzelner Widerstandswert. Gleichwohl kann zusätzlich noch ein sog. Widerstandskoeffizient Ra coerr bestimmt werden, der durch die nachfolgenden näher erläuterten Gleichungen definiert wird.

[0030] Zunächst gilt nämlich unter der Voraussetzung, dass die Kennlinie der Last wie dargestellt linear ansteigt, folgender Zusammenhang:

Vo=Vr +6 Ra

[0031] Die Durchflussspannung V- kann hierbei entsprechend der nachfolgenden Gleichung als ein Faktor des aktuellen Spannungswerts betrachtet werden:

Vr=a Vo wobei a<1

[0032] Wird dieses Ergebnis in die obige Gleichung eingesetzt und nach dem differenziellen Wi-

derstand Ra aufgelöst, so ergibt sich folgender Zusammenhang zum Widerstandskoeffizienten: % % j

Ra = (1 — a) " To = Rqa_coeff " To wobei Ra _coeff <1

also der Widerstandskoeffizient Ra coer kleiner als 1 ist. Beide Werte können wie nachfolgend näher beschrieben beim Betreiben der LED-Last 50 bzw. bei der Ansteuerung der verschiedenen Komponenten des Betriebsgeräts 100 berücksichtigt werden.

[0033] In einem ersten Schritt ist also erfindungsgemäß vorgesehen, den differenziellen Wider-

stand Ra der Last 50 zu bestimmen. Dies erfolgt gemäß der schematischen Darstellung von Figur 3 dadurch, dass die Last 50 mit Hilfe der Konstantstromquelle 20 bei zwei verschiedenen Stromwerten I bzw. I» betrieben wird und die sich hierbei ergebende Spannungen V; bzw. V2 ermittelt werden. Das Erfassen der Spannungs- bzw. Stromwerte erfolgt hierbei durch die Steuereinheit 30, welche in geeigneter Weise mit dem Ausgangskreis, der die LED-Last 50 beinhaltet, gekoppelt ist.

[0034] Entsprechend der nachfolgenden Gleichungen kann dann aus den ermittelten Wertepaaren der differenzielle Widerstand bestimmt werden. Dieser stellt einen konstanten Wert dar, der wie bereits erwähnt, Rückschluss auf die Art und den Typ der ausgangsseitig angeschlossenen Last 50 zulässt.

A=L-hL AV=-Vi R _ AU dA

[0035] Weiterhin kann auf Basis der obigen Gleichungen dann für jeden aktuellen Spannungsbzw. Stromwert der Widerstandskoeffizient ermittelt werden, der sich wie folgt ergibt:

V% Ra‘ Io Ra = Ra coeff .— also Ra _coeff = Io Vo

[0036] Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, dass in einem ersten Schritt, also bspw. nach erstmaligem Anschließen der Last 50 an das Betriebsgerät 100 oder jeweils nach Einschalten des Betriebsgeräts 100 die oben beschriebenen Messungen durchgeführt werden und darauf basierend der Wert des differenziellen Widerstands Ra bestimmt wird. Dabei ist darauf hinzuweisen, dass der differenzielle Widerstand auch auf Basis von mehr als zwei Wertepaaren bestimmt werden könnte. Grundsätzlich kann also die Anzahl der Messungen erhöht werden, um hierdurch nochmals eine genauere Bestimmung durchzuführen.

[0037] Anhand des hierdurch ermittelten differenziellen Widerstands der Last 50 kann dann also ein Betriebsmodus für das Betriebsgerät 100 festgelegt werden. Wie bereits erwähnt, betrifft dies insbesondere die Art und Weise des Betriebs bspw. der PFC-Schaltung und/oder des DC-DCWandlers, also der Konstantstromquelle 20. Ist diese bspw. in Form eines sog. Flyback-Konverters oder Buck-Konverters ausgeführt, so wird dieser in der Regel entweder entsprechend einem sog. Continuous Conduction Mode oder eines Discontinuous Conduction Modes betrieben. Die Schaltzustände des zugehörigen steuerbaren Schaltelements (Kurve a) sowie die sich hierbei ergebenden Spannungs- und Stromverläufe (Kurven b und c) sind für beide Betriebsarten in den Figuren 4a und 4b gezeigt. In erster Linie unterscheiden sich beide Betriebsarten dadurch, dass beim Continuous Conduction Mode das Einschalten, also das Schließen des Schalters zu einem Zeitpunkt erfolgt, zu dem der Strom noch nicht auf null abgefallen ist. Beim Discontinuous Conduction Mode hingegen erfolgt das Wiedereinschalten erst nachdem der Strom auf null abgefallen ist.

[0038] Vorteile des Continuous Conduction Modes liegen bspw. darin, dass die Drossel des Konverters ggf. mit hohem Strom betrieben werden kann, was sich positiv auf die Kosten für die Herstellung des Konverters auswirkt. Auch wird die Drossel üblicherweise im linearen Bereich betrieben und Magnetisierungsverluste im Kern der Drossel sind eher gering. Auf der anderen Seite liegen sowohl beim Aus- als auch beim Einschalten Schaltverluste vor, da der Schaltvorgang nicht stromlos erfolgt.

[0039] Demgegenüber liegen beim Discontinuous Conduction Mode Schaltverluste lediglich beim Ausschalten bzw. Öffnen des Schalters vor. Allerdings wird jedes Mal, wenn der Strom in der Spule auf null abfallt, eine gedämpfte Schwingung angeregt, die zu Störemissionen führen kann.

[0040] Je nach Art der ausgangsseitig angeschlossenen Last, wirken sich dabei die oben beschriebenen Vor- und Nachteile des jeweiligen Betriebsmodus unterschiedlich stark aus, weshalb nach Identifizieren der Last bzw. Bestimmen des differenziellen Widerstands die Steuereinheit 30

einen geeigneten Betriebsmodus für den DC-DC-Wandler 20 auswählt.

[0041] In einfacher Weise kann dies dadurch erfolgen, dass anhand einer in einem Speicher 31 der Steuereinheit 30 hinterlegten Wertetabelle für jeden ermittelten differenziellen Widerstandswert oder Wertebereich ein geeigneter Betriebsmodus ausgewählt wird, gemäß dem dann während des späteren Betriebs der DC-DC-Wandler betrieben wird. Die Einträge in dieser Wertetabelle können dabei vorab anhand von Testbetrieben empirisch bestimmt werden, wobei dann die Wertetabelle bereits herstellerseitig in der Steuereinheit 30 des Betriebsgeräts 100 hinterlegt wird.

[0042] Die Auswahl eines geeigneten Betriebsmodus bezieht sich allerdings nicht zwingend bzw. nicht nur auf den DC-DC-Wandler 20, sondern kann alternativ oder ergänzend hierzu auch bei der PFC-Schaltung 10 vorgenommen werden. Diese wird üblicherweise im sog. Boundary Conduction Mode (BCM) betrieben, bei der entsprechend der Darstellung von Figur 5 das steuerbare Schaltelement derart angesteuert wird, dass die Spannung sägezahnartig dem Verlauf der gleichgerichteten Eingangsspannung folgt. Allerdings könnte auch die PFC-Schaltung in gewissen Situationen in einem Continuous Conduction Mode bzw. im Discontinuous Condution Mode betrieben werden. Auch hierfür können also entsprechend dem erfindungsgemäß bestimmten differenziellen Widerstand der Last 50 in einer Wertetabelle der Steuereinheit 30 entsprechende Information hinterlegt werden, auf deren Basis dann ein entsprechender Betrieb der PFCSchaltung 10 vorgenommen wird.

[0043] Wie bereits oben erwähnt, kann darüber hinaus allerdings während des Betriebs auch eine ergänzende Berücksichtigung des Widerstandskoeffizienten Ra coer erfolgen. Es hat sich nämlich gezeigt, dass für den Fall, dass dieser Wert niedrig ist, was letztendlich bedeutet, dass die Last effizienter die zugeführte Leistung umsetzt, verstärkt Stromschwankungen auftreten könnten, da der Anstieg der Kennlinie steil ist, also kleine Spannungsänderungen eine große Auswirkung auf den LED-Strom haben. Dieser Effekt kann bspw. durch ein entsprechendes Anpassen der Schaltgeschwindigkeiten für die Schaltregler berücksichtigt werden, sodass entsprechende Schwankungen reduziert werden können.

[0044] Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Maßnahmen kann also der Betrieb einer LED-Last weiter optimiert werden kann. Der Aufwand zum Realisieren der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist dabei verhältnismäßig gering, sodass die Vorteile sehr kostengünstig und effizient erzielt werden können.

Claims (10)

Ansprüche

1. Verfahren zum Betreiben einer Last (50), welche zumindest ein LED-Modul (55) aufweist, mit einem Betriebsgerät (100), wobei das Betriebsgerät (100) die Last (50) mit einem Versorgungsstrom (I) versorgt und das Verfahren aufweist: a) Bereitstellen von mindestens zwei verschiedenen Versorgungsströmen und Bestimmen der sich hierbei jeweils ergebenden Versorgungsspannung; b) Berechnen eines differentiellen Widerstands (Ra) der Last (50) auf Basis der in Schritt a) erhaltenen Wertepaare; c) Auswahl eines Betriebsmodus für das Betriebsgerät (100) zum Betreiben der Last (50) auf Basis des in Schritt b) berechneten differentiellen Widerstands (Ra).

2, Verfahren zum Betreiben einer Last gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Betriebsgerät (100) einen Konverter (20) beinhaltet, der in unterschiedlichen Betriebsmodi betreibbar ist, wobei in Schritt c) auf Basis des differentiellen Widerstands (Ra) ein Betriebsmodus für den Konverter (20) ausgewählt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Konverter (20) um einen DC-DC-Konverter oder einen AC-DC-Konverter handelt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Konverter (20) einen aktiv getakteten Schaltregler aufweist, insbesondere einen Buck-Konverter, einen Boost-Konverter, einen Buck-Boost-Konverter, einen Flyback-Konverter oder einen SEPIC-Konverter.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltregler abhängig von dem ermittelten differentiellen Widerstand im Continuous Conduction Mode oder im Discontinuous Condution Mode oder im Boundary Conduction Mode betrieben wird.

6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betriebsgerät (100) eine PCF-Schaltung (10) aufweist, die vorzugsweise einen Schaltregler beinhaltet und welche abhängig von dem ermittelten differentiellen Widerstand (Ra) in einem Betriebsmodus betrieben wird.

7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein dem aktuellen Stromwert entsprechender Widerstandskoeffizient (Ra coer) der Last (50) ermittelt und das Ansteuerverhalten für in dem Betriebsgerät (100) vorgesehene Schaltregler angepasst wird.

8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl des Betriebsmodus mit Hilfe einer in einer Steuereinheit (30) des Betriebsgeräts (100) hinterlegten Wertetabelle erfolgt.

9. Betriebsgerät (100) zum Betreiben einer Last (50), welche zumindest ein LED-Modul (55) aufweist, wobei das Betriebsgerät (100) dazu ausgebildet ist, die Last (50) mit einem Versorgungsstrom zu versorgen, und wobei das Betriebsgerät (100) aufweist:

a) Mittel zum Bereitstellen von mindestens zwei verschiedenen Versorgungsströmen und Bestimmen der sich hierbei jeweils ergebenden Versorgungsspannung;

b) Mittel zum Berechnen eines differenziellen Widerstands (Ra) der Last (50) auf Basis der erhaltenen Wertepaare und

c) eine Steuereinheit (30), welche dazu ausgebildet sind, einen Betriebsmodus für das Betriebsgerät (100) zum Betreiben der Last (50) auf Basis des berechneten differenziellen Widerstands (Ra) zu bestimmen und das Betriebsgerät (100) entsprechend zu betreiben.

10. Betriebsgerät gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Betriebsgerät (100) einen Konverter (20) beinhaltet, der in unterschiedlichen Betriebsmodi betreibbar ist, wobei auf Basis des differentiellen Widerstands (Ra) ein Betriebsmodus für den Konverter (20) ausgewählt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen