AT508195A1 - Betriebsschaltung für leuchtdioden - Google Patents
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Description
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Betriebsschaltung für Leuchtdioden
Die Erfindung betrifft eine Betriebsschaltung mit Leuchtdioden gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Betreiben von 5 Leuchtdioden gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 16.
Technisches Gebiet
Halbleiterlichtquellen wie beispielsweise Leuchtdioden sind während der letzten Jahre 10 für Beleuchtungsanwendungen zunehmend interessant geworden. Der Grund dafür liegt unter anderem darin, dass entscheidende technische Innovationen und große Fortschritte sowohl bei der Helligkeit als auch bei der Lichteffizienz (Lichtleistung pro Watt) dieser Lichtquellen erzielt werden konnten. Nicht zuletzt durch die vergleichsweise lange Lebensdauer konnten sich Leuchtdioden zu einer attraktiven 15 Alternative zu herkömmlichen Lichtquellen wie Glüh- oder Gasentladungslampen entwickeln.
Halbleiterlichtquellen sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt und 20 werden im folgenden als LED (light-emitting-diode) abgekürzt. Dieser Begriff soll im folgenden sowohl Leuchtdioden aus anorganischen Materialien als auch Leuchtdioden aus organischen Materialien umfassen. Es ist bekannt, dass die Lichtabstrahlung von LEDs mit dem Stromfluss durch die LEDs korreliert. Zur Helligkeitsregelung werden LEDs daher grundsätzlich in einem Modus betrieben, in 25 dem der Stromfluss durch die LED geregelt wird.
In der Praxis werden zur Ansteuerung einer Anordnung von einer oder mehrerer LEDs vorzugsweise Schaltregler, beispielsweise Tiefsetzsteiler (Step-Down oder Buck Converter) verwendet. Ein solcher Schaltregler ist beispielsweise aus der DE 10 2006 034 371 A1 bekannt. Dabei steuert eine Steuereinheit einen hochfrequent 30 getakteten Schalter (beispielsweise einen Leistungstransistor) an. Im eingeschalteten Zustand des Schalters fließt Strom über die LED Anordnung und eine Spule, die dadurch aufgeladen wird. Die zwischengespeicherte Energie der Spule entlädt sich im ausgeschalteten Zustand des Schalters über die LEDs (Freilaufphase). Der Strom durch die LED Anordnung zeigt einen zickzackförmigen zeitlichen Verlauf: bei 35 eingeschaltetem Schalter zeigt der LED-Strom eine ansteigende Flanke, bei ausgeschaltetem Schalter ergibt sich eine abfallende Flanke.
TridonicAtco GmbH & Co KG 28/04 2010 HI 15:56 [SE/EH NR 6260] @005 Τα:+43133424535 Froa:Tridonic Atco Fax:+43 (5372) 395-9422¾. <LJ<jP£AUj at:J0-04-%-J6:f? Doc:954 Page:006 «···· · · · · ·»·····« · · • · · ········« · · ···· · · · · · ·# ·· · · ·····»
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Der zeitliche Mittelwert des LED-stroms stellt den Effektivstrom durch die LED-anordnung dar und ist ein Maß für die Helligkeit der LEDs. Durch entsprechende Taktung des Leistungsschalters kann der mittlere, effektive Strom geregelt werden. 5 Die Funktion des Betriebsgeräts ist nun, einen gewünschten mittleren Stromfluss durch die LEDs einzustellen und die zeitliche Schwankungsbreite des Stroms, bedingt durch das hochfrequente Ein· und Abschalten des Schalters (tpyischerweise im Bereich oberhalb von 10 kHz), möglichst gering zu halten. Eine große Schwankungsbreite des Stroms (Welligkeit oder Rippel) wirkt sich besonders bei 10 LEDs nachteilig aus, da mit Veränderung der Stromamplitude sich das Spektrum des emittierten Lichts verändern kann.
Um das emittierte Lichtspektrum während des Betriebs möglichst konstant zu halten, ist es bekannt, bei LEDs für Helligkeitsregelungen nicht die Stromamplitude zu 15 variieren, sondern ein sogenanntes PWM (pulse-width-modulation) - Verfahren anzuwenden. Dabei werden den LEDs durch das Betriebsgerät niederfrequente (typischerweise mit einer Frequenz im Bereich von 100-1000 Hz) Pulspakete mit (im zeitlichen Mittel) konstanter Stromampütude zugeführt. Dem Strom innerhalb eines Pulspakets ist der oben angeführter hochfrequente Rippel überlagert. Die Helligkeit 20 der LEDs kann nun durch die Frequenz der Pulspakete gesteuert werden; die LEDs können beispielsweise gedimmt werden, indem der zeitliche Abstand zwischen den Pulspaketen vergrößert wird.
Eine praktische Anforderung an das Betriebsgerät ist, dass es möglichst flexibel und 25 vielseitig eingesetzt werden kann, beispielsweise unabhängig davon, wie viele LEDs als Last tatsächlich angeschlossen sind und betrieben werden sollen. Die Last kann sich zudem während des Betriebs ändern, wenn beispielsweise eine LED ausfällt.
Bei herkömmlichen Technologien werden die LEDs in einem sogenannten 'continuous conduction mode' betrieben. Dieses Verfahren sei anhand von Figur 1a und Figur 1b 30 näher erläutert (Stand der Technik). Im in Figur 1a gezeigten Beispiel ist als Grundschaltung ein Buck-Converter für den Betrieb zumindest einer LED (oder mehrerer in Serie geschalteten LEDs) dargestellt, die einen Schalter S1 aufweist. Die Betriebsschaltung wird mit einer Gleichspannung bzw einer gleichgerichteten Wechselspannung UO versorgt. 35
TridonicAtco GmbH & Co KG 28/04 2010 HI 15:56 [SE/EH NR 6260] @006 Το:+43153424535 Fro*:Tridnnic Atco Fax:+43 (5572) 395-94223^ i-TOPfALL *t: J0-04^&-16:0£ Doc:954 Page:007 Το:+43153424535 Fro*:Tridnnic Atco Fax:+43 (5572) 395-94223^ i-TOPfALL *t: J0-04^&-16:0£ Doc:954 Page:007
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Im eingeschalteten Zustand des Schalters S1 (während der Zeitdauer t_on) wird in der Spule L1 Energie aufgebaut, die sich im ausgeschalteten Zustand des Schalters S1 (Zeitdauer t_off) über zumindest eine LED entlädt. Der sich ergebende zeitliche Stromverlauf ist in Figur 1 b abgebildet (Stand der Technik). Dabei sind zwei Pulspakte 5 des PWM dargestellt. Der Stromverlauf innerhalb eines Pulspakets ist zudem vergrößert dargestellt. Aus Gründen der Farbkonstanz soll innerhalb eines Pulspakets die Amplitude des Rippels möglichst gering sein. Dies kann durch geeignete Wahl des Einschaltzeitpunkts tO und Ausschaltzeitpunkts t1 erfolgen. So können diese Zeitpunkte beispielsweise so gewählt werden, dass der Schalter S1 eingeschaltet 10 wird, wenn der Strom eine bestimmten minimalen Referenzwert unterschreitet und der Schalter ausgeschaltet wird, wenn der Strom einen maximalen Referenzwert überschreitet. Dieses Verfahren hat aber mehrere Nachteile: Zum einen, um einen möglichst geringen Rippel zu erzielen, ist eine rasche Abfolge von Ein- und Auschaltvorgängen notwendig. Die Steigung (positive bzw negative Flanke) des 15 Stroms ist nämlich nicht vom Betriebsgerät steuerbar und als gegeben zu betrachten, da sie u.a. durch die Induktivität der Spule L1 und durch die Leistungsaufnahme der LEDs bestimmt ist. Um die Welligkeit (Rippel) zu reduzieren, müssten innerhalb eines Zeitabschnitts mehr Schaltvorgänge stattfinden, was naturgemäß Schaltverluste mit sich zieht. Zum anderen sind diese Schaltverluste im continuous conduction mode 20 besonders hoch. Ein realer Halbleiterschalter schaltet zwar sehr rasch, er schaltet aber nicht unendlich schnell.
Die beim Schaltvorgang dissipierte Energie ist umso größer, je länger der Schaltvorgang dauert und je höher die Leistung ist, die während dem Schaltvorgang 25 am Schalter anliegt. Im .continuous conduction mode’ sind nun die Schaltverluste besonders hoch, da die Schaltvorgänge stattfinden, während hohe Ströme anliegen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gegenüber dem Stand der 30 Technik verbesserte Betriebsschaltung für wenigstens eine LED und ein Verfahren zum Betrieb wenigstens einer LED bereitzustellen, welche auf einfache Art und Weise die Konstanthaltung des Stroms und somit der LED-Ieistung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen 35 Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.
TridonicAtco GmbH & Co KG 28/04 2010 HI 15:56 [SE/EH NR 6260] @007 Το:+43193424533 Froa:Tridonic Atco Fax:+43 (5572) 395-94223 4.TOPCALI at: 10-04-28-16:02 Doc:954 Pag·:008 »····* ···· ·· ····· · · · · ······*· · · • · · · ···· ···« · « ···· · ···· ·· ·· · · ·· ····
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird der Betriebsschaltung für wenigstens eine LED eine Gleichspannung oder gleichgerichtete Wechselspannung zugeführt. Erfindungsgemäß wird mittels einer Spule und einem durch eine Steuer/Regeleinheit getakteten Schalter eine Versorgungsspannung für wenigstens eine LED bereitstellt, 5 wobei bei eingeschaltetem Schalter in der Spule eine Energie zwischengespeichert wird, die sich bei ausgeschaltetem Schalter über eine Diode und über wenigstens eine LED entlädt.
Bei der erfindungsgemäßen Schaltung wählt die Steuer/Regeleinheit den 10 Einschaltzeitpunkt und den Ausschaltzeitpunkt des Schalters so, dass der Stromfluss durch die wenigstens eine LED einen möglichst geringen Rippel aufweist.
Die erfindungsgemäße Betriebsschaltung treibt wenigstens eine LED, der eine Gleichspannung oder gleichgerichtete Wechselspannung zugeführt wird, und die 15 mittels einer Spule und einem durch eine Steuereinheit getakteten Schalter eine Versorgungsspannung für wenigstens eine LED bereitstellt, wobei bei eingeschaltetem Schalter in der Spule eine Energie zwischengespeichert wird, die sich bei ausgeschaltetem Schalter über wenigstens eine LED entlädt, wobei in Serie zu der LED ein Transformator mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung 20 angeordnet ist, und ein Strommeßglied in Serie zu der Sekundärwicklung angeordnet ist, so dass ein Sekundärkreis gebildet wird, wobei in die Sekundärwicklung ein definierter Strom eingespeist wird und zumindest eine Messung auf der Sekundärseite erfolgt. 25 Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Betreiben von wenigstens einer LED mittels einer Schaltreglerschaltung ermöglicht, der eine Gleichspannung oder gleichgerichtete Wechselspannung zugeführt wird und die mittels einer Spule und einem durch eine Steuer/Regeleinheit getakteten Schalter eine Versorgungsspannung für wenigstens eine LED bereitstellt, wobei bei eingeschaltetem Schalter in der Spule 30 eine Energie zwischengespeichert wird, die sich bei ausgeschaltetem Schalter über eine Diode und über wenigstens eine LED entlädt, und der Strom durch die LED durch ein erstes Energiespeicherelement fließt, welches mit einem zweiten Energiespeicherelement gekoppelt ist, und das erste Energiespeicherelement aufgrund des Stromes durch die LED seine maximale Energiespeicherfähigkeit 35 zumindest erreicht, wobei in das zweite Energiespeicherelement ein ansteigender Strom gespeist wird,
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Jo: +43153424533 Frae:Tridonic fttco Fax:+43 (5572) 395-94223^ /.TOPCALL at:10-04^28-16:02 Doc:954 Page:009 • · « · · · ♦ · ♦ ·······« · · • · · · ···· ···« · · ···· · # ♦ · ♦ ·· ·· + · ·· ··♦♦
TP0115E-AT 5/25 so dass der Zeitpunkt erkannt werden kann, zu dem das erste Energiespeicherelement aufgrund des Stromes durch das zweite Energiespeicherelement wieder eine Energiespeicherfähigkeit erlangt. 5 In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Betriebsschaltung eine zweite Sensoreinheit auf, die ein Sensorsignal erzeugt und den Strom durch die LED überwacht. Erfindungsgemäß verwendet die Steuereinheit ein Signal der zweiten Sensoreinheit oder eine Kombination mit dem Signal der optionalen ersten Sensoreinheit zur Festlegung des Ein- und Ausschaltzeitpunkts des Schalters. 10
Erfindungsgemäß schaltet das Steuer/Regeleinheit den Schalter aus, wenn der Strom durch die LED einen maximalen Referenzwert überschreitet und schaltet zu dem Zeitpunkt wieder ein, wenn der Strom durch die LED einen minimalen Referenzwert unterschreitet. 15 In einer Ausführungsform der Erfindung wird die zweite Sensoreinheit durch zwei miteinander gekoppelte Energiespeicherelemente gebildet, beispielsweise durch einen Transformator oder einen Hallsensor. 20 In einer möglichen Ausführungsform weist die Betriebsschaltung einen Kondensator auf, der parallel zu der wenigstens eine LED angeordnet ist, und der während der Phase der Entmagnetisierung der Spule den Strom durch die LED aufrecht erhält, sodass der Strom durch die LEDs geglättet wird. 25
Weitere bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter 30 Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
Figur 1a zeigt eine Schaltungsanordnung gemäß dem bekannten Stand der Technik, Figur 1b zeigt ein Diagram mit dem zeitlichen Verlauf des LEDstroms in der 35 Schaltungsanordnung von Figur 1 a (Stand der Technik).
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Figur 2a zeigt ein erstes Beispiel einer erfindungsgemäßen Betriebsschaltung (Buck) für LEDs.
Figur 2b zeigt ein Diagram, das zeitabhängige Stromverläufe und Steuersignale in der in Fig 2a dargestellten Schaltungsanordnung darstellt. 5 Figur 3a und Figur 3b zeigen spezielle Ausführungsformen der Erfindung.
Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung
Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung (Buck-Boost).
Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung zur LED Strommessung 10 Figur 1a und Figur 1b zeigen den Stand der Technik.
Die in Figur 2a dargestellte Schaltungsanordnung dient zum Betrieb von wenigstens einer (oder mehrerer in Serie geschaltenen) LED. Im dargestellten Beispiel sind beispielsweise zwei LEDs in Serie geschaltet, es können natürlich nur eine oder auch 15 mehrere LEDs sein. Die LED bzw die seriell geschaltenen LEDs werden im
Folgenden auch LED-strecke genannt. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass sich die Betriebsschaltung sehr flexibel an die Art und Anzahl der seriell verbundenen LEDs anpasst. Der Schaltung wird eine Gleichspannung UO zugeführt, die natürlich auch eine gleichgerichtete Wechselspannung sein kann. Die LEDs sind 20 in Serie mit einer Spule L1 und einem Schalter S1 verbunden. Zudem weist die
Schaltungsanordnung eine Diode D1 (die Diode D1 und die Spule L1 sind parallel zu den LEDs geschaltet) und optional einen zu den LEDs parallel geschalteten Kondensator C1 auf. Im eingeschalteten Zustand des Schalters S1 fließt Strom durch die LEDs und durch die Spule L1, die dadurch magnetisiert wird. Im ausgeschaltenen 25 Zustand des Schalters S1 entlädt sich die im Magnetfeld der Spule gespeicherte
Energie in Form eines Stroms über die Diode D1 und die LEDs. Parallel dazu wird am Beginn des Einschaltens des Schalters S1 der Kondensator C1 geladen. Während der Ausschaltphase des Schalters S1 (Freilaufphase) entlädt sich der Kondensator C1 und trägt zum Stromfluss durch die LED-strecke bei. Bei geeigneter 30 Dimensionierung des optionalen Kondensators C1 kann dies zu einer Glättung des Stroms durch die LEDs führen.
Als Schalter S1 wird vorzugsweise ein Feldeffekttransistor verwendet. Der Schalter S1 wird hochfrequent geschaltet, typischerweise in einem Frequenzbereich von über 35 10 kHz.
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Gemäß der Erfindung kann der Strom durch die LED gemessen werden und somit auf einem vorgegebenen Wert bzw. in einem vorgegebenen Wertebereich gehalten werden. 5 Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass der Schalter S1 im Betrieb geschont werden kann, da er, wie später ausgeführt, dann eingeschaltet werden kann, wenn die an ihm anliegende Leistung nahezu null ist. Beim Stand der Technik dagegen, wo die Schaltvorgänge unter hoher Leistung ablaufen, muss für den Schalter S1 ein hochwertiges Bauelement mit sehr kurzer Schaltdauer eingesetzt werden, um die 10 Schaltverluste in einem tolerierbaren Rahmen zu halten. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltung ist, dass für den Schalter S1 und die Diode D1 durchaus auch ein vergleichsweise billigeres Bauelement mit vergleichsweise etwas längerer Schaltdauer oder längerer Ausräumzeit eingesetzt werden kann.
15 In der Schaltung von Figur 2a ist weiters eine Steuer- und/oder Regeleinheit SR vorgesehen, die zur Regelung der LED-Ieistung die Taktung des Schalters S1 vorgibt. Die Steuer/Regeleinheit SR verwendet zur Festlegung des genauen Einschalt- und Ausgangszeitpunkts des Schalters S1 als Eingangsgrößen Signale von einer optionalen ersten Sensoreinheit SE1 und zumindest Signale von einer zweiten 20 Sensoreinheit SE2.
Die zweite Sensoreinheit SE2 ist innerhalb des Stromzweiges, der während der Freilaufphase vom Strom durchflossen wird, angeordnet, vorzugsweise in Serie zur LED oder alternativ auch in der Serie zu der Spule L1 (als SE2' gekennzeichnet). Mit 25 Hilfe der zweiten Sensoreinheit SE2 kann die Steuereinheit/Regeleinheit SR einen geeigneten Zeitpunkt für den Einschaltzeitpunkt des Schalters S1 und optional auch den geeigneten Zeitpunkt für den Ausschaltzeitpunkt des Schalters S1 festlegen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Schalter S1 ausgeschaltet, wenn der Strom durch die LED einen bestimmten Wert unterschreitet, 30 und der Schalter S1 wird eingeschaltet, wenn wenn der Strom durch die LED einen bestimmten Wert überschreitet.
Gemäß der Erfindung kann der Schalter S1 aber auch dann eingeschaltet werden, wenn der Strom durch die Spule L1, unmittelbar nachdem die Diode D1 in der 35 Freilaufphase sperrt, zum ersten Mal null ist oder zumindest sehr gering ist.
TridonicAtco GmbH & Co KG 28/04 2010 MI 15:56 [SE/EM NR 6260] @011 Το: +43133424535 Fro·: Tridonic Atco Fax :+43 (5572) 395-9422¾. i.TgF£AL^ at:J0-04^J-J6:fg 0oc:954 Page:012 * · · · · · · · t ···»·♦·« · · • · · · ···· ···· · · • · · · · · t · · ·· ·· ♦ · ·· ····
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Erfindungsgemäß liegt zum Einschaltzeitpunkt des Schalters S1 ein möglichst geringer Strom am Schalter S1 an. Durch Erkennen des Stromnulldurchgangs durch die Spule wird ein nahezu verlustfreies Schalten ermöglicht. Gemäß der Erfindung zeigt der Strom durch die LEDs nur geringe Welligkeit und schwankt nicht stark. Dies 5 ist auf die glättende Wirkung des zu den LEDs parallel geschalteten Kondensators C1 zurückzuführen.
Die einzelnen Stromverläufe und der optimale Einschaltzeitpunkt des Schalters S1 sollen nunmehr näher erläutert werden. 10 Zum Zeitpunkt t_0 wird der Schalter S1 geschlossen und es beginnt ein Strom durch die LED und die Spule L1 zu fliessen. Der Strom i_L zeigt einen Anstieg gemäß einer Exponentialfunktion, wobei im hier interessierenden Bereich ein quasi-linearer Anstieg des Stroms iLED und i_L erfolgt. iLED unterscheidet sich von i_L dadurch, dass ein Teil des Stroms i_L zur Ladung des Kondensators C1 beiträgt. Das öffnen des 15 Schalters S1 zum Zeitpunkt t_1 (beispielsweise wenn ein gewünschter maximaler Referenzwert erreicht ist) hat zur Folge, dass sich die im Magnetfeld der Spule L1 gespeicherte Energie über die Diode D1 und die LEDs bzw. den Kondensator C1 entlädt. Der Strom i_L fließt in die gleiche Richtung weiter, nimmt aber kontinuierlich ab und kann sogar einen negativen Wert erreichen. 20
Gemäß der Erfindung wird der Schalter S1 bereits wieder eingeschaltet, wenn der Strom iLED durch die LED einen gewünschten minimalen Referenzwert unterschritten hat, wobei dieser gewünschte minimale Referenzwert gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nur relativ knapp unterhalb des gewünschten maximalen 25 Referenzwerts (der das Ausschalten des Schalters S1 bestimmt) liegt, um einen möglichst konstanten Strom iLED durch die LED zu erzielen.
Ein negativer Strom (d.h. ein Stromfluss mit umgekehrter Richtung) ist solange vorhanden, solange die Ladungsträger, die zuvor in der leitend gepolten Diode D1 30 angereichert wurden, aus der Sperrschicht der Diode D1 ausgeräumt sind. Der Strom iLED hingegen nimmt nur schwach ab und wird aufrechterhalten, da der Kondensator C1 glättend wirkt. Zum Zeitpunkt t_2, also wenn die Sperrschicht ausgeräumt ist, sperrt die Diode. Der Strom i_L nimmt ab (ist aber weiter negativ) und geht gegen null. In dieser Phase werden parasitäre Kapazitäten an der Diode D1 und weitere 35 parasitäre Kapazitäten in der restlichen Schaltung geladen.
Tridonic Atco GmbH & Co KG 28/Q4 2010 MI 15;50 [SE/SM NR 62B0J ®Q12 Το: +43153424535 FroeiTridonic fttco Fax:+43 (S572) 395-94^3 ^JOP^M-L 10-p^^p-y^02 Doc:9S4 Pag·:013 » · · · · · · · ♦ • »· · · · · · · · • · · ♦ ···· ··♦· · · • · ♦ · · ♦ · · · »· ·· t · ·· ····
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Ein vorteilhafter Wiedereinschaltzeitpunkt t_3 für den Schalter S1 kann nun gegeben sein, wenn der Strom i_L den Nulldurchgang, oder zumindest die Nähe des Nulldurchgangs, erreicht. Zu diesem Zeitpunkt ist die Spule L1 nicht bzw. kaum magnetisiert. Der Schalter S1 kann zu diesem Zeitpunkt mit sehr geringen Verlusten 5 eingeschaltet werden, da kaum Strom durch die Spule L1 fließt.
Zur Detektion des vorteilhaften Einschaltzeitpunkts für Schalter S1 dient nun die zweite Sensoreinheit SE2. In einer ersten Ausführungsform kann der Strom i_L durch die LED mittels des Transformators erftisst werden. Der Strom iLED durch die LED 10 oder alternativ der Strom i_L durch die Spule L1 kann auch beispielsweise mittels eines Hallsensors erfasst werden. Vorzugsweise handelt es sich bei der zweiten Sensoreinheit SE2 um einen Serie zu den LED geschalteten Transformator mit einer Primärwicklung (T1) und einer Sekundärwicklung (T2). Ein Meßglied RM ist in Serie zu der Sekundärwicklung (T2) angeordnet, so dass ein Sekundärkreis gebildet wird, 15 wobei in die Sekundärwicklung (T2) ein definierter Strom eingespeist wird und zumindest eine Messung auf der Sekundärseite erfolgt. Die Überwachung des zeitlichen Spannungsverlaufs auf der Sekundärseite T2 ermöglicht eine Aussage über den vorteilhaften Wiedereinschaltzeitpunkts des Schalters S1. 20 Es kann aber auch der Schalter S1 durch die Steuer/Regeleinheit SR derart angesteuert werden, dass auf den Mittelwert des Stromes ILED durch die LED geregelt wird. Da durch die Erfindung auch die Messung eines Gleichstromes ermöglicht wird, muß keine hysteretische Regelung angewendet werden, sondern es kann auch eine Regelschleife angewendet werden, bei der nur ein Messwert des LED 25 Stromes ILED als Istgröße bewertet wird.
Die optionale erste Sensoreinheit SE1 ist in Serie zum Schalter S1 angeordnet und erfasst den Stromfluss durch den Schalter S1. Dies dient zur Überwachung des Stromflusses durch den Schalter S1. Übersteigt der Stromfluss durch den Schalter S1 30 einen bestimmten maximalen Referenzwert, so wird der Schalter S1 ausgeschaltet. In einer vorteilhaften Ausführungsform kann es sich bei der ersten Sensoreinheit SE1 beispielsweise um einen Messwiderstand (Shunt) handeln. 35
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Zur Überwachung des Stromflusses kann nun der Spannungsabfall am Messwiderstand (Shunt) abgegriffen werden und beispielsweise mittels eines Komparators mit einem Referenzwert verglichen werden. Überschreitet der Spannungsabfall am Messwiderstand (Shunt) einen bestimmten Wert, so wird der 5 Schalter S1 abgeschaltet.
Die Überwachung mittels der optionalen ersten Sensoreinheit SE1 kann zumindest zusätzlich oder alternativ zu der zweiten Sensoreinheit SE2 für die Erfassung der Ausschaltbedingung des Schalters S1 genutzt werden. Sie kann dabei vor allem auch 10 als Schutz des Schalters S1 gegen Überströme im Fehlerfall genutzt werden.
Die Steuer/Regeleinheit SR verwendet die Information von der optionalen ersten Sensoreinheit SE1 und der zweiten Sensoreinheit SE2 zur Festlegung des Aus- und Einschaltzeitpunkts des Schalter S1. Die Regelung der (zeitlich gemittelten) LED-15 leistung durch die Steuereinheit/Regeleinheit SR zur Einstellung der Helligkeit der LED kann beispielsweise in Form von PWM-Paketen erfolgen. Die Frequenz des PWM-Pakete liegt typischerweise in der Größenordnung von 100 -1000 Hz. Der Schalter S1 selbst wird aber während der PWM-Pakete mit einer deutlich höheren Frequenz ein- und ausgeschaltet. 20
Eine mögliche Ausführung der Erfindung ist in den Fig. 3 (3a und 3b) dargestellt.
Dort ist eine Betriebsschaltung für wenigstens eine LED gezeigt, der eine Gleichspannung oder gleichgerichtete Wechseispannung zugeführt wird, und die mittels einer Spule (L1) und einem durch eine Steuereinheit (SR) getakteten Schalter 25 (S1) eine Versorgungsspannung für wenigstens eine LED bereitstellt. Bei eingeschaltetem Schalter (S1) wird in der Spule (L1) eine Energie zwischengespeichert, die sich bei ausgeschaitetem Schalter (S1) über wenigstens eine LED entlädt. Die Betriebsschaltung kann so gesteuert werden, daß die Steuereinheit (SR) die Zeitdauer toff zwischen einem Ausschalten und einem 30 folgenden Einschalten des Schalters (S1) abhängig von der Messung des Stromes durch die LED bestimmt.
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Dabei kann die Steuereinheit (SR) den Strom durch die LED mittels eines in Serie zu der LED geschalteten Transformators mit einer Primärwicklung (T1) und einer Sekundärwicklung (T2) bestimmen. Dabei kann die Steuereinheit (SR) einen ansteigenden Strom in die Sekundärwicklung (T2) des Transformators einspeisen. 5 Vorzugsweise erfolgt dies durch eine in der Steuereinheit (SR) angeordnete Stromquelle (loff). Die Steuereinheit (SR) kann die Spannung über der Sekundärwicklung (T2) des Transformators über einen Analog-Digital-Wandler (ADC) überwachen. Es erfolgt also die Messung des Stromes durch die LED mittels einer zweiten Sensoreinheit (SE2) mittels eines Transformators. 10
Der definierte Strom, der in die Sekundärwicklung T2 durch die Stromquelle (loff) eingespeist wird, kann ein Dreiecksstrom sein. Der definierte Strom, der in die Sekundärwicklung T2 durch die Stromquelle (loff) eingespeist wird, kann auch ein Dreiecksstrom mit einem festgelegtem Gleichspannungsanteil (DC-Offset) sein. Der 15 definierte Strom, der in die Sekundärwicklung T2 durch die Stromquelle (loff) eingespeist wird, kann aber auch beispielsweise ein DC-Referenzstrom mit fixer Amplitude sein, dem ein Wechselspannungsanteil mit definierter Amplitude und Frequenz überlagert wird. Bei dieser Variante ist vorzugsweise zur Auswertung ein
Komparator vorgesehen, der ständig toggelt (also umschaltet.....). Es kann bei einer 20 Speisung mit einem DC-Referenzstrom mit fixer Amplitude sein, dem ein
Wechselspannungsanteil mit definierter Amplitude und Frequenz überlagert wird, auch das Signal über die Zeit überwacht werden, insbesondere die Zeit überwacht werden, in der... 25 Somit wird eine Strommessung ermöglicht, durch die sehr genau ein zu überwachender Strom bestimmt werden kann, wobei es sich bei dem Strom auch um einen Gleichstrom handeln kann.
Vorzugsweise hat der zu messende Strom (wobei dies wie bereits erwähnt auch ein 30 Gleichstrom sein kann) eine Amplitude, die über dem Sättigungsstrom des
Transformators liegt, vorzugsweise liegt der zu messende Strom signifikant über dem Sättigungsstrom des Transformators, um eine sichere Messung zu gewährleisten.
Somit wird der Transformator in Sättigung betrieben, wenn der zu messende Strom mit einer entsprechenden Amplitude durch den Transformator (d.h. durch die 35 Primärwicklung T1) fließt.
TridonicAtco GmbH & Co KG 28/04 2010 HI 15:56 [SE/EH NR 6260] @015 Το: +43133424335 Froa:Tridonic fttco Fax:+43 15572). *9^74223 £T(3*lil. äl»10-04-2B-16:02 Doc:954 Page: 016 s Ss s φ · · · · J ·· ···· ♦ · ··
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Wenn nunmehr in die Sekundärwicklung T2 ein definierter Strom eingespeist wird, der eine ansteigende Amplitude aufweist, dann baut sich aufgrund des Stromes durch die Sekundärwicklung T2 und dem sich daraus ergebenden Spannungsabfall über der Sekundärwicklung T2 ein magnetischer Fluss. Da die Primärwicklung T1 und die 5 Sekundärwicklung T2 magnetisch gekoppelt sind, werden sich die von den Strömen durch die Primärwicklung T1 und die Sekundärwicklung T2 hervorgerufenen magnetischen Flüsse aufheben, sobald deren Werte auf gleichem Niveau sind. Bei einem Wicklungsverhältnis von Primärwicklung T1 zu Sekundärwicklung T2 von 1:1 (d.h. die Anzahl der Primärwicklungen ist gleich der Anzahl der Sekundärwicklungen) 10 heben sich somit die magnetischen Flüsse in dem Transformator auf, sobald der sekundärseitig in den Transformator eingespeiste Strom dem primärseitig überwachten Strom entspricht. Wenn nunmehr der in die Sekundärwicklung T2 eingespeiste definierte Strom den zu überwachenden Strom übersteigt, geht die Sekundärwicklung T2 in Sättigung, was durch eine sekundärseitige Überwachung 15 (beispielsweise über die Messung am Widerstand RM) erkennbar ist. Für das in Fig. 3a und 3b dargestellte Beispiel würde über dem Widerstand RM ein erkennbarer Anstieg der über dem Widerstand RM abfallenden Spannung eintreten, sobald die Sekundärwicklung T2 in Sättigung geht. 20 Somit bildet die Primärwicklung T1 ein erstes Energiespeicherelement, wobei ein Strom durch die LED und durch die Primärwicklung T1 als ein erstes Energiespeicherelement fließt, wobei die Primärwicklung T1 als erstes Energiespeicherelement mit der Sekundärwicklung T2 als ein zweites Energiespeicherelement gekoppelt ist. Wenn die Primärwicklung T1 als das erste 25 Energiespeicherelement aufgrund des Stromes durch die LED seine maximale Energiespeicherfähigkeit zumindest erreicht hat (also in Sättigung Ist), und in Sekundärwicklung T2 als das zweite Energiespeichereiement ein definierter Strom mit vorzugsweise ansteigender Amplitude gespeist wird, so kann somit der Zeitpunkt erkannt werden, zu dem das erste Energiespeicherelement aufgrund des Stromes 30 durch das zweite Energiespeicherelement wieder eine Energiespeicherfähigkeit erlangt, also die Primärwicklung T1 den Zustand der Sättigung verlässt.
TridonicAtco GmbH & Co KG 28/04 2010 MI 15;56 [SE/EM NR 8200] @018 35 Το:+43153424535 Fro·:Tridonic Atco Fax:+43 «372> <Β9^-942φ /AtöluYti 10-04-28-16:02 Doc:954 Pag·: 017 Το:+43153424535 Fro·:Tridonic Atco Fax:+43 «372> <Β9^-942φ /AtöluYti 10-04-28-16:02 Doc:954 Pag·: 017
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Eine Steuer/ Regeleinheit SR kann die Spannung über der Sekundärwicklung (T2) über einen Analog-Digital-Wandler (ADC) überwachen, beispielsweise am Messpunkt C3 an dem Widerstand RM. Anstelle eines Analog-Digital-Wandlers ADC kann die Messung aber beispielsweise auch mittels eines Komparators erfolgen. Sobald die 5 überwachte Spannung einen dem Komparator zugeführte Referenzspannung überschreitet, kann so beispielsweise festgestellt werden, dass der Transformator nicht mehr aufgrund des LED Stromes auf der Primärseite in Sättigung ist.
Der Unterschied zwischen den beiden Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 3a und Fig. 10 3b besteht darin, dass bei dem Beispiel gemäß Fig. 3a die Steuer/ Regeleinheit SR nur einen Anschluß C2 für die Einspeisung des definierten Stromes in die Sekundärwicklung T2 und die Überwachung der Sekundärwicklung T2 benötigt.
Gemäß diesem Beispiel der Fig. 3a ist die Steuer/ Regeleinheit SR derart ausgelegt, 15 dass sie über den gleichen Anschluß sowohl einen Strom speisen kann (mittels der integrierten Stromquelle loff) als auch gleichzeitig die Spannung an dem Anschluß C2 überwachen kann (mittels eines Analog-Digital-Wandlers ADC), um damit die Messung an der Sekundärwicklung T2 durchzuführen. 20 Gemäß dem Beispiel der Fig. 3b ist die Steuer/ Regeleinheit SR derart ausgelegt, dass sie über einen ersten Anschluß C2 einen Strom in die Sekundärwicklung T2 speisen kann (mittels der integrierten Stromquelle loff) und mittels des Anschlußes C3 die Spannung über dem Widerstand RM überwachen kann (mittels eines Analog-Digital-Wandlers ADC), um damit die Messung an der Sekundärwicklung T2 25 durchzuführen.
Die Steuer/ Regeleinheit SR kann den definierten Strom in die Sekundärwicklung T2 durch die Stromquelle (loff) nur während der Ausschaltphase des Schalters (S1) einspeisen. 30 Die Steuereinheit (SR) kann die Messung des Stromes durch die anhand der
Spannung über Sekundärwicklung T2 während der Ausschaltphase durchführen.
Es kann also die Messung des Stromes durch die LED mittels einer zweiten Sensoreinheit (SE2) mittels eines Transformators erfolgen.
Die zweite Sensoreinheit (SE2) kann aber auch ein Hallsensor sein, insbesondere 35 durch miteinander gekoppelte Elemente eines Hallsensors gebildet werden.
TridonicAtco GmbH & Co KG 28/Q4 2Q10 M| |5?§β f§E/ßM NR ?S§Q] ®Q17
To:+431S3424335 Froa:Tridonic Atco Fax :+43 JS572> ^593-942¾ Ubfötl.· Vt· 10-04-2B-I6: 02 Doc:954 Page:018 : :s ::.·:····:·. ·: .·’ • ·· * ! m ······
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Figuren 4 und Figur 5 zeigen spezielle Ausführungsformen der Erfindung.
Figur 4 zeigt eine Modifikation von der Schaltung in Figur 3 dahingehend, dass 5 zusätzlich ein zweiter Schalter S2 parallel zu den LEDs und dem Kondensator C1 angeordnet ist. Der Schalter S2 ist selektiv/unabhängig ansteuerbar und kann beispielsweise ein Transistor sein. Wird der Schalter S2 geschlossen, so wird der Entladevorgang des Kondensators C1 beschleunigt. Durch die beschleunigte Entladung des Kondensators C1 wird erreicht, dass der Stromfluss durch die LED 10 möglichst schnell gegen null geht. Dies ist beispielsweise am Ende eines PWM-Pakets erwünscht, wo der Stromfluss durch die LED möglichst schnell abfallen soll d.h. die abfallende Flanke des Stromsverlaufs möglichst steil sein soll (aus Gründen der Farbkonstanz). 15 Vorzugsweise kann der Schalter S2 bei niedrigem Dimmlevel aktiviert und angesteuert werden, wo die PWM-Pakete sehr kurz sind und es wichtig ist, dass der Strom durch die LED am Ende eines Pulspakets rasch gegen null geht. Beispielsweise kann durch geeignete Ansteuerung des Schalters S2 ein noch niedrigeres Dimmlevel erreicht werden. 20
Eine weitere Funktion dieses Schalters S2 ist, dass er im eingeschalteten Zustand die LEDs überbrückt. Dies ist beispielsweise erforderlich, wenn die LEDs ausgeschaltet werden sollen, d.h. kein Licht emittieren sollen, aber die Versorgungsspannung UO noch anliegt. Ohne die Überbrückung durch den Schalter S2 würde ein (zwar kleiner) 25 Strom über die LEDs und die Widerstände R1 und R2 fließen und die LEDs (geringfügig) leuchten.
Es sei angemerkt, dass die Anordnung eines zweiten Schalters S2 parallel zu den LEDs und dem Kondensator C1 zur beschleunigten Entladung des Kondensators C1 30 nicht nur auf die spezielle Ausführungsform der Schaltungsanordnung von Figur 4 beschränkt ist, sondern bei allen Ausführungsformen der Erfindung angewandt werden kann. 35
TridonicAtco GmbH & Co KG 28/04 2010 MI 15:50 [SE/EM NR 0200] @018 Το: +43153424535
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Es sei bemerkt, dass das Verfahren zur Messung des Stromes durch die LED, vorzugsweise zur Detektion eines vorteilhaften Einschallzeitpunkts für den Schalter S1, natürlich auf andere Schaltungstopologien angewandt werden kann, so beispielsweise für einen sogenannten Buck-Boost Converter oder einen sogenannten 5 Forward Converter. Figur 5 zeigt eine Modifikation der Schaltung von Figur 2a dahingehend, dass die Anordnung der Drossel L1, der Diode D1 sowie die Orientierung der LED-strecke modifiziert ist (Buck-Boost Converter). In Serie zu den LED ist wiederum ein Transformator mit einer Primärwicklung (T1) und einer Sekundärwicklung (T2) angeordnet. Ein Meßglied RM ist in Serie zu der 10 Sekundärwicklung (T2) angeordnet, so dass ein Sekundärkreis gebildet wird, wobei in die Sekundärwicklung (T2) ein definierter Strom eingespeist wird und zumindest eine Messung auf der Sekundärseite erfolgt. 15 Fig. 6 zeigt einen Ausschnitt einer Betriebsschaltung für wenigstens eine LED analog zu den Schaltungen der bisherigen Beispiele. Eine solche Betriebsschaltung treibt wenigstens eine LED, der eine Gleichspannung oder gleichgerichtete Wechselspannung zugeführt wird, und die mittels einer Spule (L1) und einem durch eine Steuereinheit (SR) getakteten Schalter (S1) eine Versorgungsspannung für 20 wenigstens eine LED bereitstellt, wobei bei eingeschaltetem Schalter (S1) in der Spule (L1) eine Energie zwischengespeichert wird, die sich bei ausgeschaltetem Schalter (S1) über wenigstens eine LED entlädt, wobei in Serie zu der LED ein Transformator mit einer Primärwicklung (T1) und einer Sekundärwicklung (T2) angeordnet ist, und ein Strommeßglied in Serie zu der Sekundärwicklung (T2) 25 angeordnet ist, so dass ein Sekundärkreis gebildet wird, wobei in die
Sekundärwicklung (T2) ein definierter Strom eingespeist wird und zumindest eine Messung auf der Sekundärseite erfolgt. Vorzugsweise wird der definierte Strom IM durch eine Stromquelle (loff), welche mit der Sekundärwicklung T2 verbunden ist, in die Sekundärwicklung T2 eingespeist. Das Strommeßglied kann ein Widerstand RM 30 (z.B. ein Strommess-Shunt) sein.
Mittels der Messung kann auf der Sekundärseite der Strom ILED durch die LED bestimmt werden.
TridonicAtco GmbH & Co KG 28/04 2010 MI 15:56 [SE/GM NR 6260] @019 Το:+43153424535
Fax:+^.(55Wt) 895-9^23 *£&·&*.** «t: 10-04-28-16:02 Doc:934 Page: • ·· !: . · t · ·
Froe:Tridonic fltco 020
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Der definierte Strom IM, der in die Sekundärwicklung T2 als die gekoppelte Wicklung eingespeist wird, kann ein Dreiecksstrom sein.
Der Zeitpunkt kann erkannt werden, bei dem der eingespeiste Dreiecksstrom den 5 Strom ILED durch die LED übersteigt.
Dieser Zeitpunkt kann durch eine Spannungsüberwachung oder Messung an der Sekundärwicklung T2 als gekoppelte Wicklung erkannt werden. 10 Es kann der Zeitpunkt erkannt werden, bei dem der eingespeiste Dreiecksstrom einen Wert erreicht, dass der Transformator nicht mehr aufgrund des LED Stromes ILED auf der Primärseite in Sättigung ist..
Dieser Zeitpunkt kann durch eine Spannungsüberwachung oder Messung an der Sekundärwicklung T2 als gekoppelte Wicklung erkannt werden. 15
Anhand des erkannten Zeitpunktes kann auf die Höhe des Stromes ILED durch die LED geschlossen werden. Dabei kann das Wicklungsverhältnis des Transformators bei der Bestimmung des Stromes berücksichtigt werden. Vorzugsweise ist das Wicklungsverhältnis des Transformators eins zu eins (1:1). 20
Der Transformator kann die zweite Sensoreinheit (SE2) bilden .
Die zweite Sensoreinheit (SE2) kann aber auch ein Hallsensor sein, insbesondere kann die zweite Sensoreinheit (SE2) durch miteinander gekoppelte Elemente eines 25 Hallsensors gebildet werden.
Ein Kondensator (C1) kann parallel zu der wenigstens eine LED angeordnet sein, und der während der Phase der Entmagnetisierung der Spule (L1) den Strom ILED durch die LED aufrecht erhält, so dass der Strom ILED durch die LEDs geglättet wird. 30 Ein Schalter (S2) kann der parallel zu dem Kondensator (C1) und den LEDs angeordnet ist und unabhängig ansteuerbar sein.
Der Schalter (S2) kann geschlossen werden, um den Entladevorgang des Kondensators (C1) zu beschleunigen. 35 Eine Steuereinheit (SR) kann die Spannung über der Sekundärwicklung (T2) über einen Analog-Digital-Wandler (ADC) überwachen.
Tridonic Atco GmbH & Co KG 28/04 2010 MI 15:56 [SE/EM NR 6260] @020 +43153424535
Froa:Tridonic Atco
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Somit wird ©in Verfahren zum Betreiben von wenigstens einer LED mittels einer Schaltreglerschaltung ermöglicht, der eine Gleichspannung oder gleichgerichtete Wechselspannung zugeführt wird und die mittels einer Spule (L1) und einem durch 5 eine Steuer/Regeleinheit (SR) getakteten Schalter (S1) eine Versorgungsspannung für wenigstens eine LED bereitstellt, wobei bei eingeschaltetem Schalter (S1) in der Spule (L1) eine Energie zwischengespeichert wird, die sich bei ausgeschaltetem Schalter (S1) über eine Diode (D1) und über wenigstens eine LED entlädt, und der Strom ILED durch die LED durch ein erstes Energiespeicherelement fließt, welches 10 mit einem zweiten Energiespeicherelement gekoppelt ist, und das erste
Energiespeicherelement aufgrund des Stromes ILED durch die LED seine maximale Energiespeicherfähigkeit zumindest erreicht, wobei in das zweite Energiespeicherelement ein definierter Strom IM mit vorzugsweise ansteigender Amplitude gespeist wird, so dass der Zeitpunkt erkannt werden kann, zu dem das 15 erste Energiespeicherelement aufgrund des Stromes durch das zweite
Energiespeicherelement wieder eine Energiespeicherfähigkeit erlangt. Der definierte Strom IM, der in das zweite Energiespeicherelement gespeist wird, kann auch eine Dreiecksform aufweisen. 20 Die miteinander gekoppelten Energiespeicherelemente bilden somit die zweite Sensoreinheit (SE2) und können durch magnetisch gekoppelte Wicklungen eines Transformators (T1, T2) gebildet werden. Die miteinander gekoppelten Energiespeicherelemente, die die zweite Sensoreinheit (SE2) bilden, können aber auch durch miteinander gekoppelte Elemente eines Hallsensors gebildet werden. 25
Die Schaltreglerschaltung bildet dabei eine Betriebsschaltung für zumindest eine LED.
TridonicAtco GmbH & Co KG £§/Q4 3010 Ml !§;5S [§E/EM NR 6200) @021
Claims (17)
- . Τα:+43Ϊ53424535 Froa:Tridonic Atco Fax :+44^5578^ 3T5-94223 ΖϊΟΡΟΛ«.***: 10-04-28-16:02 Doc: :: :T7..·* . · · · · ; ·· ···· :954 Page:022 TP0115E-AT 18/25 Ansprüche: 1. Betriebsschaltung für wenigstens eine LED, der eine Gleichspannung oder gleichgerichtete Wschselspannung zugeführt wird, und die mittels einer Spule (L1) und, und einem durch eine Steuereinheit (SR) getakteten Schalter (S1) 5 eine Versorgungsspannung für wenigstens eine LED bereitstellt, wobei bei eingeschaltetem Schalter (S1) in der Spule (L1) eine Energie zwischengespeichert wird, die sich bei ausgeschaltetem Schalter (S1) über wenigstens eine LED entlädt, gekennzeichnet dadurch, dass in Serie zu der LED ein Transformator mit einer Primärwicklung (T1) und 10 einer Sekundärwicklung (T2) angeordnet ist, und ein Strommeßglied in Serie zu der Sekundärwicklung (Γ2) angeordnet ist, so dass ein Sekundärkreis gebildet wird, wobei in die Sekundärwicklung (T2) ein definierter Strom eingespeist wird und zumindest eine Messung auf der Sekundärseite erfolgt.
- 2. Betriebsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Messung auf der Sekundärseite der Strom durch die LED bestimmt werden kann.
- 3. Betriebsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der definierte Strom, der in die Sekundärwicklung (T2) eingespeist wird, ein Dreiecksstrom ist. 25 30
- 4. Betriebsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, dass der Zeitpunkt erkannt wird, bei dem der eingespeiste Dreiecksstrom den Strom durch die LED übersteigt.
- 5. Betriebsschaltung nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, dass dieser Zeitpunkt durch eine Spannungsüberwachung oder Messung an der Sekundärwicklung (T2) erfolgt.
- 6. Betriebsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, dass der Zeitpunkt erkannt wird, bei dem der eingespeiste Dreiecksstrom einen Wart erreicht, dass der Transformator nicht mehr 35 aufgrund des LED Stromes auf der Primärseite in Sättigung ist.. TridonicAtco GmbH & Co KG 28/04 2010 Ifl 1§:56 [SE/gM NR 02§0J ®02g Το:+43153424535 Froa:Tridonic Atco Fax: +43.(553» 395-94523 *»t: 10-04-20-16:02 Doc:954 Page: 023 : «5 is-s······.·. .·* I · · · · J ·· ···· .a · · · TP0115E-AT 19/25
- 7. Betriebsschaltung nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, dass dieser Zeitpunkt durch eine Spannungsüberwachung oder Messung an der Sekundärwicklung (T2) erfolgt.
- 8. Betriebsschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, das der Transformator eine zweite Sensoreinheit (SE2) bildet. 10
- 9. Betriebsschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, das die Sekundärwicklung (T2) durch eine Stromquelle (loff) mit dem definierten Strom gespeist wird.
- 10. Betriebsschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, aufweisend einen Kondensator (C1), der parallel zu der wenigstens eine LED angeordnet 15 ist, und der während der Phase der Entmagnetisierung der Spule (L1) den Strom durch die LED aufrecht erhält, so dass der Strom durch die LEDs geglättet wird.
- 11. Betriebsschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, aufweisend 20 einen Steuerschaltkreis IC, der über einen Eingang zur Erkennung des Erreichens der Entmagnetisierung einer Spule (L1) und einen Schalter (S1) ansteuert. 25
- 12. Betriebsschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schalter (S2), der parallel zu dem Kondensator (C1) und den LEDs angeordnet ist und unabhängig ansteuerbar ist. 30
- 13. Betriebsschaltung nach Anspruch 14, gekennzeichnet dadurch, dass der Schalter (S2) geschlossen wird, um den Entladevorgang des Kondensators (C1) zu beschleunigen.
- 14. Betriebsschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass eine Steuereinheit (SR) die Spannung über der Sekundärwicklung (T2) über einen Analog-Digital-Wandler (ADC) 35 überwacht. TridonicAtco GmbH & Co KG 28/04 2010 MI 15:§S [SE/EM NR 8260] ®)Q23 •To: +431Ä3424535 Froa:Tridanic Atco F«x:+43. ({Ϊ572ί· 398-94223 * 5*: 10-04-28^6:02 Doc:954 Page: 024 • · · ϊ! .T. · · • #··· ·« TP0115E-AT 20/25
- 15. Verfahren zum Erfassen des Stromes durch wenigstens eine LED, wobei der Strom durch die LED durch ein erstes Energiespeicherelement fließt, welches mit einem zweiten Energiespeicherelement gekoppelt ist, und das erste 5 Energiespeicherelement aufgrund des Stromes durch die LED seine maximale Energiespeicherfähigkeit zumindest erreicht, und wobei in das zweite Energiespeicherelement ein definierter Strom mit vorzugsweise ansteigender Amplitude gespeist wird, so dass der Zeitpunkt erkannt werden kann, zu dem das erste Energiespeicherelement aufgrund des Stromes durch 10 das zweite Energiespeicherelement wieder eine Energiespeicherfähigkeit erlangt. 15
- 16. Verfahren zum Betreiben von wenigstens einer LED nach Anspruch 15, gekennzeichnet dadurch, dass die Energiespeicherelemente durch magnetisch gekoppelte Wicklungen eines Transformators gebildet werden.
- 17. Verfahren zum Betreiben von wenigstens einer LED nach Anspruch 15, gekennzeichnet dadurch, dass die Energiespeicherelemente durch miteinander gekoppelte Elemente eines Hallsensors gebildet werden. TridonicAtco GmbH & Co KG 28/04 2010 MI 15:58 [SE/EM NR 6260] ®024
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2010
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