DE10119491A1 - Regelvorrichtung für eine Licht-emittierende Diode - Google Patents
Regelvorrichtung für eine Licht-emittierende DiodeInfo
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Abstract
Leuchtdioden-Treibervorrichtung mit hervorragenden Eigenschaften in Bezug auf Stabilität des Leuchtdiodenstroms, Energieverluste, Eingangsstromverzerrungen und Kosten. Die Leuchtdiodenanordnung LED wird mit der Ausgangsgleichspannung aus einem Hochsetzsteller betrieben, bestehend aus einer Induktivität L, einer Schaltvorrichtung Q und einer Diode D (die eine Leuchtdiode ersetzen kann). Die Steuerschaltung CC des Hochsetzstellers BUT wird so gesteuert, dass der Leuchtdiodenstrom über eine Zeitspanne gemittelt wird, die länger ist als eine Periode der Niederfrequenz-Wechselspannung, und zwar abhängig vom Erfassungssignal der Leuchtdiodenstrom-Rückführschaltung LFC, die den Strom erfasst, der durch die Leuchtdiodenanordnung LED fließt. Die Schaltvorrichtung Q wird eingeschaltet, wenn die in der Induktivität gespeicherte Energie freigesetzt ist. Die Schaltvorrichtung Q wird entweder abhängig vom Schaltstromwert abgeschaltet oder wenn nach dem Einschalten eine bestimmte Zeitdauer verstrichen ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Treibervorrichtung für Leucht
dioden, mit der eine Leuchtdiode oder eine Leuchtdiodenanord
nung mit Gleichspannung betrieben wird.
Bei herkömmlichen Vorrichtungen zum Betreiben von Leucht
diodenanordnungen schaltet man normalerweise eine Strombegren
zung in Reihe zu einer Leuchtdiode oder Leuchtdiodenanordnung.
Anhand von Fig. 5 bis Fig. 11 werden nun einige Beispiele
für herkömmliche Leuchtdioden-Treibervorrichtungen kurz be
schrieben. In den Zeichnungen sind gleiche Elemente mit den
gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Fig. 5 zeigt einen Schaltplan mit einem ersten Beispiel
einer herkömmlichen Leuchtdioden-Treibervorrichtung.
In Fig. 5 bezeichnet das Bezugszeichen 111 eine Wechsel
spannungsquelle, das Bezugszeichen 112 eine Leuchtdiodenbank
und das Bezugszeichen 113 eine Strombegrenzung.
Die Leuchtdiodenbank 112 besteht aus einer ersten Leucht
diodenanordnung 112a und einer zweiten Leuchtdiodenanordnung
112b, die parallel geschaltet sind, jedoch umgekehrte Polarität
aufweisen. Die erste Leuchtdiodenanordnung 112a wird angesteu
ert, wenn die Wechselspannungsquelle 111 positives Potential
liefert. Die zweite Leuchtdiodenanordnung 112b wird angesteu
ert, wenn die Wechselspannungsquelle 111 negatives Potential
liefert.
Die Strombegrenzung 113, die aus einem Widerstand besteht,
begrenzt den Eingangsstrom, der durch die Leuchtdiodenbank
112 fließt, auf einen festgelegten Wert, und zwar bei beiden
Polaritäten der Versorgungsspannung.
Fig. 6 zeigt einen Schaltplan einer zweiten herkömmlichen
Leuchtdioden-Treibervorrichtung.
In der zweiten herkömmlichen Vorrichtung besteht die
Strombegrenzung 113 aus einem Kondensator.
Fig. 7 zeigt einen Schaltplan einer dritten herkömmlichen
Leuchtdioden-Treibervorrichtung.
In der dritten herkömmlichen Vorrichtung wird eine Nieder
frequenz-Wechselspannung mit einem Vollweggleichrichter 114
und einem Glättungskondensator 115 in eine geglättete Gleich
spannung umgesetzt. Die geglättete Gleichspannung wird mit
einem Hochfrequenz-Wechselrichter 116 in eine hochfrequente
Wechselspannung umgewandelt. Die Leuchtdiodenbank 112 wird
also mit der hochfrequenten Wechselspannung angesteuert. Die
Strombegrenzung 113 besteht aus einer Induktivität. In Fig. 7
bezeichnet das Bezugszeichen 117 ein Hochfrequenzfilter und
das Bezugszeichen 118 einen Gleichspannungs-Abblockkondensator.
Der Hochfrequenz-Wechselrichter 116 ist ein Halbbrücken-Wechsel
richter, der nur aus den beiden Schaltvorrichtungen 116a und
116b und einer Gateansteuerschaltung 116c besteht.
Fig. 8 zeigt einen Schaltplan einer vierten herkömmlichen
Leuchtdioden-Treibervorrichtung.
In der Schaltung der vierten herkömmlichen Vorrichtung
werden ein Hochsetzsteller 119 und ein Tiefsetzsteller 120
verwendet. In dieser vierten herkömmlichen Anordnung wird
der durch die Leuchtdiodenbank 112' fließende Strom mit einem
Widerstand 121 erfasst. Der erfasste Strom wird in einem
Operationsverstärker 122 mit einer Bezugsspannungsquelle 123
verglichen. Das Vergleichsergebnis aus dem Operationsverstärker
122 wird an die Gateansteuerschaltung 120d angelegt, die einen
Teil des Tiefsetzstellers 120 bildet. Damit regelt man den
Tiefsetzsteller 120 mit einer Stromrückführung. Demgemäß wird
die Leuchtdiodenbank 112' mit einem stabilisierten Gleichstrom
betrieben. In der Leuchtdiodenbank 112' sind alle Leuchtdioden
in gleicher Richtung verbunden, da die Leuchtdiodenbank 112'
mit Gleichspannung gespeist wird. Der Hochsetzsteller 119
besteht nur aus einer Induktivität, einer Schaltvorrichtung
119b, einer Diode 119c, einem Kondensator 119e und einer
Gateansteuerschaltung 119d. Der Tiefsetzsteller 120 besteht
lediglich aus einer Schaltvorrichtung 120a, einer Diode 120b,
einer Induktivität 120c und einer Gateansteuerschaltung 120d.
Anhand von Fig. 9 bis 11 werden nun die Kurvenverläufe
der Versorgungsspannungen und der Eingangsströme der herkömm
lichen Leuchtdioden-Treibervorrichtungen kurz erklärt. In
den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen V den Kurvenver
lauf der Versorgungsspannung und das Bezugszeichen I den
Kurvenverlauf des Eingangsstroms.
Fig. 9 zeigt die Kurvenverläufe der Versorgungsspannung
und des Eingangsstroms bei der ersten herkömmlichen Leucht
dioden-Treibervorrichtung.
Fig. 10 zeigt die Kurvenverläufe der Versorgungsspannung
und des Eingangsstroms bei der zweiten herkömmlichen Leucht
dioden-Treibervorrichtung.
Fig. 11 zeigt die Kurvenverläufe der Versorgungsspannung
und des Eingangsstroms bei der zweiten herkömmlichen Leucht
dioden-Treibervorrichtung.
Die erste herkömmliche Vorrichtung hat den Nachteil,
dass sich der energetische Wirkungsgrad als Lichtquelle durch
die hohen Energieverluste im Widerstand verschlechtert, und
dass der Eingangsstrom viele Harmonische enthält. Sie hat
den Vorteil, dass die Schaltungsanordnung einfach ist. Bei
der ersten herkömmlichen Vorrichtung treten Perioden mit dem
Wert Null im Eingangswechselstrom auf, und zwar in der Umgebung
des Nulldurchgangspunkts der Versorgungsspannung, siehe Fig. 9.
Dadurch enthält der Eingangswechselstrom viele Harmonische.
Die zweite herkömmliche Vorrichtung hat den Vorteil,
dass die Schaltung ähnlich wie bei der ersten herkömmlichen
Anordnung einfach aufgebaut ist und dass weniger Energiever
luste im Strombegrenzungsbauteil 113 auftreten. Die zweite
herkömmliche Vorrichtung hat den Nachteil, dass die Strom
stabilität schlechter ist. Aus Fig. 10 geht zudem hervor,
dass noch weitere Nachteile auftreten, da sich die Kurvenform
mit anwachsender Phase der Eingangswechselspannung verschlech
tert und der Leistungsfaktor und die Harmonischen ungünstiger
werden.
In der dritten herkömmlichen Vorrichtung kann die Strom
begrenzung ähnlich wie in der zweiten herkömmlichen Anordnung
aus einem Reaktanzbauteil mit geringem Energieverlust bestehen.
Die dritte herkömmliche Vorrichtung kann die Phase des Ein
gangswechselstroms an die Phase der Versorgungsspannung an
gleichen. Allerdings treten bei der dritten herkömmlichen
Vorrichtung Perioden mit nahezu dem Wert Null in der Umgebung
der Nulldurchgänge des Eingangswechselstroms ähnlich wie bei
der ersten herkömmlichen Anordnung auf, siehe Fig. 9. Damit
hat die dritte herkömmliche Einrichtung den Nachteil, dass
zahlreiche Harmonische vorkommen.
In der vierten herkömmlichen Vorrichtung arbeitet der
Hochsetzsteller 119 als Leistungsfaktor-Korrekturschaltung
(PFC, PFC = Power Factor Correction). Die Kurvenform des
Eingangsstroms gleicht damit ungefähr der Kurvenform der
Versorgungsspannung. Die vierte herkömmliche Vorrichtung hat
jedoch den Nachteil, dass der Schaltungsaufbau kompliziert
ist und dass sie teuer ist.
Zusätzlich zum beschriebenen Stand der Technik offenbart
die japanische Patentschrift Tokkai-Hei 11-67471 (im Weiteren
als fünfte herkömmliche Vorrichtung bezeichnet) eine Beleuch
tungseinrichtung, in der eine Leuchtdiodenanordnung direkt
mit der Ausgangsgleichspannung des Hochsetzstellers betrieben
wird. Die als fünfte herkömmliche Vorrichtung offenbarte
Leuchtdioden-Treibervorrichtung hat die Vorteile, dass sie
vergleichsweise kostengünstig ist, wenig Energieverluste durch
eine Strombegrenzung aufweist und keine Perioden mit dem Wert
Null hat. Damit stellt die fünfte herkömmliche Vorrichtung
eine gute und zweckmäßige Leuchtdioden-Treibervorrichtung
bereit, die den Vorteil hat, dass weniger Harmonische im Ein
gangswechselstrom auftreten. In der fünften herkömmlichen
Vorrichtung wird eine Spannung, die an einer Verbindung
zwischen einem Widerstand 40 und einem einstellbaren Widerstand
41 auftritt, der eine Reihenschaltung parallel zu einem Glät
tungskondensator 39 umfasst, der zwischen die Ausgangsan
schlüsse des Hochsetzstellers geschaltet ist, auf eine
Steuerschaltung 44 zurückgeführt, damit die Welligkeit im
Strom unterdrückt wird, der durch den Glättungskondensator
39 fließt. Die fünfte herkömmliche Vorrichtung führt also
eine Konstantspannungsregelung aus. Da sich die Strom-Span
nungs-Eigenschaften der Leuchtdioden mit der Temperatur ändern,
hat die fünfte herkömmliche Anordnung den Nachteil, dass die
Stabilität des Leuchtdiodenstroms, der durch die Leuchtdioden
fließt, in einem gewissen Ausmaß gestört wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Leuchtdioden-Treiber
vorrichtung bereitzustellen, bei der der Leuchtdiodenstrom
eine gute Stabilität aufweist, die weniger Energieverluste
hat und weniger Verzerrungen im Eingangsstrom, und die billiger
ist.
Nach dem ersten Aspekt der Erfindung enthält die Leucht
dioden-Treibervorrichtung eine Gleichrichter-Gleichspannungs
versorgung, deren Wechselspannungs-Eingangsanschluss mit einer
Niederfrequenz-Wechselspannungsquelle verbunden ist, einen
Hochsetzsteller, der eine Induktivität enthält und eine Schalt
vorrichtung, die an den Gleichspannungs-Ausgangsanschlüssen
der Gleichrichter-Gleichspannungsversorgung in Reihe geschaltet
sind, eine parallel zur Schaltvorrichtung geschaltete Diode
und eine Steuerschaltung, die die Schaltvorrichtung einschal
tet, wenn die in der Induktivität gespeicherte Energie abgegeben
ist, und die die Schaltvorrichtung nach dem Verstreichen
einer bestimmten Zeit ausschaltet, eine Leuchtdiodenanordnung,
die mit der Ausgangsgleichspannung des Hochsetzstellers be
trieben wird und als Last des Hochsetzstellers dient, und
eine Rückführschaltung für den Leuchtdiodenstrom, die den
Leuchtdiodenstrom erfasst, der durch die Leuchtdiodenanordnung
fließt und den Strom auf die Steuerschaltung zurückführt,
damit der Hochsetzsteller geregelt wird und der Leuchtdioden
strom über eine Zeitspanne gemittelt wird, die länger ist
als eine Periode der Niederfrequenz-Wechselspannung.
Für die Beschreibung des ersten und die nachstehende
Aspekte der Erfindung müssen einige Definitionen und technische
Bedeutungen für bestimmte Begriffe festgelegt werden. Diese
sind wie definiert zu verstehen, sofern nichts anderes
beschrieben ist.
Als niederfrequente Wechselspannungsquelle kann man die
Netzspannung verwenden. Der Begriff "niederfrequent" bezeichnet
eine bezogen auf die Betriebsfrequenz des Hochsetzstellers
niedere Frequenz.
Die Gleichrichter-Gleichspannungsquelle nimmt eine Wechsel
spannung auf und gibt eine Gleichspannung ab. In einer derarti
gen Gleichrichter-Gleichspannungsquelle verwendet man normaler
weise einen Brückengleichrichter; es besteht jedoch keine
Einschränkung auf eine Brückengleichrichter-Schaltung. Da
man eine Kurvenform des Eingangsstroms erhält, die der
Kurvenform der Versorgungsspannung gleicht, kann man in der
Steuerschaltung die Einschalt- und Ausschaltzeitpunkte der
Schaltvorrichtung im Hochsetzsteller geeignet abhängig vom
Momentanwert der Eingangsversorgungsspannung wählen. Man erhält
einen hohen Leistungsfaktor und geringe harmonische Verzerrun
gen. Damit kann die Gleichrichter-Gleichspannungsquelle ein
Typ sein, der nur eine ungeglättete Gleichspannung abgibt.
Man braucht sie daher in der Erfindung nicht mit einer
Glättungsvorrichtung auszustatten, beispielsweise einem
Glättungskondensator zusätzlich zum Hochsetzsteller.
Der Hochsetzsteller besteht aus einer Induktivität, einer
Schaltvorrichtung, einer Diode und einer Steuerschaltung.
Die Schaltvorrichtung kann spannungsgesteuert sein, beispiels
weise ein FET, oder stromgesteuert, beispielsweise ein Bi
polartransistor. Die Diode kann man als Last betrachten, da
die Diode die Leuchtdiodenanordnung als ihre Last verwendet.
Die Steuerschaltung regelt das Ein- und Ausschalten der
Schaltvorrichtungen. Die Steuerschaltung enthält einen An
steuersignalgenerator und einen Controller. Der Ansteuersig
nalgenerator erzeugt ein Ansteuersignal mit festgelegter
Periode und Phase. Das Ansteuersignal wird an die Schaltvor
richtungen angelegt und schaltet diese durch. Das Abschalten
der Schaltvorrichtungen erfolgt durch das Unterbrechen des
Ansteuersignals.
Schalten die Schaltvorrichtungen im Hochsetzsteller ein,
so fließt aus der Gleichrichter-Gleichspannungsquelle ein
anwachsender Strom durch die Reihenschaltung aus der Indukti
vität und der Schaltvorrichtung. Dadurch wird in der Indukti
vität elektromagnetische Energie gespeichert. Beim Wegnehmen
des Ansteuersignals aus der Steuerschaltung sperren die
Schaltvorrichtungen. Gleichzeitig wird die in der Induktivität
gespeicherte elektromagnetische Energie abgegeben, und es
fließt aus der Induktivität ein kleiner werdender Strom durch
die Reihenschaltung aus einer Diode (Leuchtdiode) und einer
Last. Damit tritt an den Ausgangsanschlüssen eine erhöhte
Spannung auf.
Gemäß den beschriebenen Vorgängen kann man eine erhöhte
Spannung ausgeben, die größer ist als die Eingangsspannung
und der folgenden Gleichung genügt. Dabei ist die Einschaltdauer
der Schaltvorrichtung im Hochsetzsteller mit Ton bezeich
net, die Ausschaltdauer mit Toff, die Eingangsspannung mit
Vin und die Ausgangsspannung mit Vout.
Vout = Vin(Ton + Toff)/Toff
Die Schaltvorrichtung wird wieder eingeschaltet, nachdem
die in der Induktivität gespeicherte Energie über die Diode
(Leuchtdiode) abgegeben ist. Damit wird in der Erfindung der
Hochsetzsteller im diskreten Modus oder stromkritischen Modus
betrieben.
Für das Wiedereinschalten der Schaltvorrichtungen nach
dem Abschluss der Energieabgabe aus der Induktivität reicht
es aus, das Ansteuersignal durch die Überwachung der Anschluss
spannung der Induktivität zu erzeugen. Nach Abschluss der
Energieabgabe aus der Induktivität ändert sich die Anschluss
spannung der Induktivität sprungartig. Beobachtet man eine
solche sprungartige Spannungsänderung, so kann man den
Zeitpunkt erkennen, zu dem die Energieabgabe vollendet ist.
Zum Überwachen der Anschlussspannung der Induktivität ist
eine Erfassungswicklung magnetisch mit der Induktivität
gekoppelt, die das erfasste Ausgangssignal direkt an die
Steuerschaltung anlegt. Bei Bedarf legt man die Anschlussspan
nung über eine Formerschaltung an die Steuerschaltung. Da
sich auch die Spannung an der Schaltvorrichtung zu dem
Zeitpunkt ändert, zu dem die Induktivitätsspannung springt,
kann man anstelle der Anschlussspannung der Induktivität auch
die Spannung an der Schaltvorrichtung beobachten.
Bei Bedarf kann man einen Glättungskondensator an die
Ausgangsanschlüsse des Hochsetzstellers anschließen. In der
Erfindung sind die Diode und der Glättungskondensator also
keine unverzichtbaren Bauteile. Schließt man den Glättungskon
densator an den Hochsetzsteller an, so kann man den
Effektivwert des durch die Leuchtdiodenanordnung fließenden
Stroms bei gleichem mittleren Strom verringern.
Die Betriebsfrequenz des Hochsetzstellers, die in einem
Frequenzbereich über der Frequenz der niederfrequenten
Wechselspannung liegt, ist durch den Wert der Induktivität
bestimmt. Es ist vorteilhaft, die Betriebsfrequenz so einzu
stellen, dass sie nicht im Audiofrequenzbereich liegt. Wie
man der angegebenen Gleichung entnehmen kann, ändert sich
das Einschaltdauerverhältnis bei den Perioden der niederfre
quenten Wechselspannung abhängig vom Momentanwert der
Eingangsspannung und der Ausgangsspannung.
Die Ausgangsspannung des Hochsetzstellers stellt man
auf einen geforderten Wert abhängig von der Anzahl der in
Reihe geschalteten Leuchtdioden in der Leuchtdiodenanordnung
ein.
Betrachtet man nun die Leuchtdiodenanordnung, so kann
man abhängig von der Ausgangsspannung des Hochsetzstellers
eine oder mehrere Dioden in Reihe schalten. Die Summe der
Durchlassspannungen aller Leuchtdioden muss gleich der Aus
gangsspannung des Hochsetzstellers sein.
Die Lichtfarbe und die Durchlassspannung der Leuchtdioden
unterliegen keiner eingeschränkten Auswahl.
Die Leuchtdiodenstrom-Rückführschaltung erfasst den
Leuchtdiodenstrom, der durch die Leuchtdiodenanordnung fließt
und dient der Regelung des Hochsetzstellers, so dass der
Leuchtdiodenstrom über eine Zeitspanne gemittelt wird, die
länger ist als eine Periode der Niederfrequenz-Wechselspannung.
Zum Ausführen der beschriebenen Regelung fügt man vorteilhaft
einen Integrierer in die Leuchtdiodenstrom-Rückführschaltung
ein, um eine Betriebsweise zu beschränken, die schneller ist
als die Niederfrequenz.
- 1. Das erste Aspekt der Erfindung weist eine Leucht diodenstrom-Rückführschaltung auf; die Steuerschaltung wird mit dem Rückführsignal geregelt. Daher wird der Leuchtdioden strom über eine Zeitspanne gemittelt, die länger ist als eine Periode der Niederfrequenz-Wechselspannung. Damit wird der Leuchtdiodenstrom nahezu konstant gehalten, obwohl sich die Strom-Spannungs-Eigenschaften der Leuchtdioden mit der Veränderung der Umgebungstemperatur der Leuchtdiodenanordnung ebenfalls ändern. Dadurch verbessert sich die Stabilität der Versorgungsspannung und die Temperaturabhängigkeit des Leuchtdiodenstroms, und man kann die Schwankungen des Diodenstroms durch äußere Störungen nahezu beseitigen.
- 2. Der folgende Ablauf gleicht dem Ablauf in der fünften herkömmlichen Vorrichtung.
Da der Hochsetzsteller die aus der Niederfrequenz-Wechsel
spannung gewonnene gleichgerichtete Spannung erhöht und die
erhöhte Spannung zum Betreiben der Leuchtdiodenanordnung an
diese anlegt, kann man die Anzahl der in Reihe geschalteten
Leuchtdioden vergrößern.
Der Eingangsstrom weist keine Perioden mit dem Wert Null
auf, sondern ist nahezu vollständig sinusförmig. Damit liegt
die Leuchtdioden-Treibervorrichtung bezüglich des Standards
für die Stromharmonischen der Beleuchtungseinrichtung auf
der sicheren Seite.
Da die Steuerschaltung ein handelsübliches Leistungsfak
torkorrektur-IC sein kann, ist sie relativ billig zu erhalten.
Der erste Aspekt der erfindungsgemäßen Leuchtdioden-
Treibervorrichtung wird zur zweiten, wenn die Leuchtdioden-
Rückführschaltung aufweist einen Leuchtdiodenstrom-Erfasser,
einen Fehlerverstärker, der ein Rückführsignal erzeugt, indem
er an seinem einen Steuereingangsanschluss das Erfassungssignal
aufnimmt, das der Leuchtdiodenstrom-Erfasser ausgibt, eine
Bezugsspannungsquelle, die mit dem anderen Steuereingangs
anschluss des Fehlerverstärkers verbunden ist, und eine
Integriererschaltung, die das Rückführsignal integriert.
Der zweite Aspekt der Erfindung betrifft eine bevorzugte
Anordnung der Leuchtdiodenstrom-Rückführschaltung.
Die Leuchtdiodenstrom-Erfassungsschaltung kann so aufge
baut sein, dass sie dem Leuchtdiodenstrom mit Hilfe des
Spannungsabfalls an einem Widerstand erfasst, der zur Leucht
diodenanordnung in Reihe geschaltet ist.
Der Fehlerverstärker besitzt zwei Steuereingangsan
schlüsse. Das Ausgangssignal der Leuchtdiodenstrom-Erfassungs
schaltung liegt an einem der Steuereingangsanschlüsse. Am
anderen Steuereingangsanschluss liegt ein Bezugspotential.
Die Integriererschaltung kann mit dem Fehlerverstärker
gemeinsam aufgebaut werden, indem man sie zwischen einen der
Steuereingangsanschlüsse und den Ausgangsanschluss des
Fehlerverstärkers einfügt. Andernfalls kann man die Inte
griererschaltung getrennt vom Fehlerverstärker zwischen den
Fehlerverstärker und die Steuerschaltung einfügen.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung erfasst der
Leuchtdiodenstrom-Erfasser den Leuchtdiodenstrom. Das Erfas
sungssignal gelangt an einen der Steuereingangsanschlüsse
des Fehlerverstärkers. Das Bezugspotential der Bezugsspan
nungsquelle liegt am anderen Steuereingangsanschluss des
Fehlerverstärkers. Übersteigt der Pegel des Erfassungssignals
das Bezugspotential, so ändert sich das vom Fehlerverstärker
erzeugte Rückführsignal mit Hilfe des Integriervorgangs in
der Integriererschaltung mit einer Zeitverzögerung, die eine
zu rasche Antwort verhindert, die schneller ist als die Periode
der Niederfrequenz-Wechselspannung. Das Rückführsignal wird
an die Steuerschaltung angelegt; dadurch wird der Unterbrechungszeitpunkt
für das Ansteuersignal der Schaltvorrichtung
geregelt. Der Abschaltzeitpunkt der Schaltvorrichtung wird
so vorverlegt, dass der Laststrom mit einem Bezugswert über
einstimmt.
Im dritten Aspekt der Leuchtdioden-Treibervorrichtung
ist in Ergänzung des Aspekts der Erfindung das Bezugspotential
der Bezugsspannungsquelle variabel.
Im dritten Aspekt der Erfindung kann man das Bezugspoten
tial verändern, das an den anderen Steuereingangsanschluss
des Fehlerverstärkers angelegt wird. Man kann also das Licht
von außen steuern, indem man das beschriebene Merkmal benutzt
und das Bezugspotential verändert. Wird das Bezugspotential
abhängig von einem von außen angelegten Lichtsteuersignal
gesenkt, so schaltet die Schaltvorrichtung früher ab. Damit
sinkt die Ausgangsspannung des Hochsetzstellers und der durch
die Leuchtdiodenanordnung fließende Leuchtdiodenstrom nimmt
ab. Damit verringert sich auch die Intensität des abgestrahlten
Lichts.
Man kann das Bezugspotential auch ändern, um den Tempera
turgang der Leuchtdiodenanordnung zu kompensieren.
Neben den ersten drei Aspekten der Erfindung gibt es
einen vierten Aspekt der erfindungsgemäßen Leuchtdioden-Treiber
vorrichtung, umfassend eine Schaltstrom-Erfassungsschaltung,
die den Strom erfasst, der durch die Schaltvorrichtung fließt,
und die Steuerschaltung zum Abschalten der Schaltvorrichtung
regelt.
Der vierte Aspekt der Erfindung betrifft eine Anordnung,
die das Abschalten der Schaltvorrichtung regelt. Sie ist mit
einer Schaltstrom-Erfassungsschaltung versehen, die den durch
die Schaltvorrichtung fließenden Momentanstrom zum Abschalten
der Schaltvorrichtung erfasst. Die Schaltstrom-Erfassungsschal
tung legt das Erfassungssignal an die Steuerschaltung an.
Erhält die Steuerschaltung das Erfassungssignal aus der Schalt
strom-Erfassungsschaltung, so unterbricht sie das Ansteuersig
nal der Schaltvorrichtung. Dadurch schaltet die Schaltvorrich
tung ab.
Die Schaltvorrichtung wird zu dem Zeitpunkt abgeschaltet,
zu dem der durch die Schaltvorrichtung fließende Augenblick
sstrom einen Wert erreicht, der das Produkt des Absolutwerts
der Niederfrequenz-Wechselspannung mit einer Proportionalitäts
konstante ist, die abhängig von der Schaltstrom-Rückführschal
tung definiert wird.
Da im vierten Aspekt der Erfindung ein Schaltsignal
erfasst und dann das Ansteuersignal der Schaltvorrichtung
abhängig vom Wert des erfassten Schaltsignals unterbrochen
wird, kann man einen Kurvenverlauf des Eingangsstroms erhalten,
der der Kurvenform der Eingangsspannung proportional ist,
ohne dass man befürchten müsste, dass irgendein. Überstrom
durch die Schaltvorrichtung fließt.
Neben den ersten drei Aspekten der Erfindung gibt es
noch einen fünften Aspekt der Leuchtdioden-Treibervorrichtung,
wobei die Steuerschaltung so aufgebaut ist, dass sie die
Schaltvorrichtung abschaltet, nachdem eine bestimmte Zeitspanne
nach dem Einschalten der Schaltvorrichtung verstrichen ist.
Der fünfte Aspekt der Erfindung betrifft eine vom zweiten
Aspekt der Erfindung verschiedene Anordnung zum Steuern des
Abschaltens der Schaltvorrichtung. Die Steuerschaltung ist
so aufgebaut, dass sie das Ansteuersignal der Schaltvorrichtung
unterbricht, nachdem eine bestimmte Zeitspanne nach dem Ein
schalten der Schaltvorrichtung verstrichen ist.
Im fünften Aspekt der Erfindung wird eine Stromerfassungs
schaltung überflüssig, die einen Zeitpunkt zum Abschalten
der Schaltvorrichtung erkennt. Damit kann man eine einfache
Schaltungsanordnung bereitstellen.
Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung kann der
Fachmann der nachfolgenden Beschreibung und den anliegenden
Zeichnungen entnehmen. Sie bilden einen Teil der Patentanmel
dung.
Es wird nun die Erfindung und deren Vorteile eingehend
mit Bezug auf die nachstehende Beschreibung und die anliegenden
Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 einen Schaltplan einer ersten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Leuchtdioden-Treibervorrichtung;
Fig. 2A bis 2E Kurvenverläufe der Spannungen und Ströme an
vorgeschriebenen Abschnitten der Leuchtdioden-
Treibervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform
der Erfindung;
Fig. 3A bis 3C Kurvenverläufe des Induktivitätsstroms und
der Spannung der Schaltvorrichtung in der Nähe des
Spitzenwerts und des Nulldurchgangspunkts der
Versorgungsspannung der Leuchtdioden-Treibervorrich
tung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 4 einen Schaltplan einer zweiten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Leuchtdioden-Treibervorrichtung;
Fig. 5 einen Schaltplan mit einem Beispiel einer ersten
herkömmlichen Leuchtdioden-Treibervorrichtung;
Fig. 6 einen Schaltplan mit einem Beispiel einer zweiten
herkömmlichen Leuchtdioden-Treibervorrichtung;
Fig. 7 einen Schaltplan mit einem Beispiel einer dritten
herkömmlichen Leuchtdioden-Treibervorrichtung;
Fig. 8 einen Schaltplan mit einem Beispiel einer vierten
herkömmlichen Leuchtdioden-Treibervorrichtung;
Fig. 9 eine Kurvenverlaufsdarstellung der Kurvenformen
der Versorgungsspannung und des Eingangsstroms bei
der ersten herkömmlichen Leuchtdioden-Treibervor
richtung;
Fig. 10 eine Kurvenverlaufsdarstellung der Kurvenformen
der Versorgungsspannung und des Eingangsstroms bei
der zweiten herkömmlichen Leuchtdioden-Treibervor
richtung; und
Fig. 11 eine Kurvenverlaufsdarstellung der Kurvenformen
der Versorgungsspannung und des Eingangsstroms bei
der zweiten herkömmlichen Leuchtdioden-Treibervor
richtung;
Es werden nun mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen
Fig. 1 bis 11 bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Schaltplan einer ersten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Leuchtdioden-Treibervorrichtung.
In Fig. 1 bezeichnet AS eine Wechselspannungsquelle,
HF ein Hochfrequenzfilter, RDC eine Gleichrichter-Gleichspan
nungsquelle, SC einen Glättungskondensator, BUT einen
Hochsetzsteller, LED eine Leuchtdiodenanordnung, LFC eine
Leuchtdiodenstrom-Rückführschaltung, SD eine Schaltstrom-
Erfassungsschaltung, ICD eine Induktivitätsstrom-Erfas
sungsschaltung und VD eine Versorgungsspannungs-Erfas
sungsschaltung.
Die Niederfrequenz-Wechselspannungsquelle AS besteht
aus einer Netzspannung.
Das Hochfrequenzfilter HF besteht aus einem Hochfrequenz-
Sperrfilter. Das Hochfrequenzfilter HF verhindert, dass hoch
frequente Störungen, die beim Hochfrequenz-Schaltvorgang des
Hochsetzstellers entstehen, in die Niederfrequenz-Wechselspan
nungsquelle AS fließen.
Die Gleichrichter-Gleichspannungsquelle RDC besteht
lediglich aus einem Brückengleichrichter. Die Gleichrichter-
Gleichspannungsquelle RDC richtet die Niederfrequenz-Wechsel
spannung gleich und gibt sie als ungeglättete Gleichspannung
aus.
Der Hochsetzsteller BUT besteht nur aus einer Induktivität
L, einer Schaltvorrichtung Q, einer Diode D und einer Steuer
schaltung CC.
Die Induktivität L ist in Reihe zur Schaltvorrichtung
Q geschaltet. Diese Reihenschaltung liegt zwischen den Gleich
spannungs-Ausgangsanschlüssen der Gleichrichter-Gleichspan
nungsquelle RDC.
Die Schaltvorrichtung Q besteht aus einem MOSFET.
Die Diode D ist zur Leuchtdiodenanordnung LED in Reihe
geschaltet. Diese Reihenschaltung liegt parallel zur Schalt
vorrichtung Q.
Die Steuerschaltung CC besteht aus einer Treibersignal-
Erzeugungsschaltung DC, einem bistabilen Multivibrator BM,
einem Komparator CP und einem Multiplizierer M. Der bistabile
Multivibrator BM, der Komparator CP und der Multiplizierer
M bilden einen Controller. Der Controller legt das Ansteuersig
nal zum Einschalten der Schaltvorrichtung Q an das Gate der
Schaltvorrichtung Q, und er unterbricht das Ansteuersignal
zum Abschalten der Schaltvorrichtung Q. Die Treibersignal-
Erzeugungsschaltung DC erzeugt das Treibersignal und legt
das Treibersignal an das Gate der Schaltvorrichtung Q. Der
bistabile Multivibrator BM steuert die zeitlichen Abläufe
beim Erzeugen des Treibersignals in der Treibersignal-Er
zeugungsschaltung DC zum Unterbrechen des Treibersignals.
Der Komparator CP vergleicht das Ausgangssignal der Schalt
strom-Erfassungsschaltung SD wie unten beschrieben mit einem
Signal, das der Multiplizierer M ausgibt. Ist das von der
Schaltstrom-Erfassungsschaltung ausgegebene Signal größer
als das vom Multiplizierer M ausgegebene Signal, so legt der
Komparator CP ein Rücksetzsignal an den Multivibrator BM.
Der Multiplizierer M multipliziert eine aus der Versorgungs
spannungs-Erfassungsschaltung VD erhaltene Versorgungsspannung
(dies wird im Weiteren ausführlich erklärt) mit einem Ausgangs
signal der Leuchtdiodenstrom-Rückführschaltung LFC und legt
das Multiplikationssignal an einen der Steuereingangsanschlüsse
des Komparators CP.
Die Leuchtdiodenstrom-Rückführschaltung LFC besteht aus
einem Leuchtdiodenstrom-Erfasser LD, einem Fehlerverstärker
EA, einer Bezugsspannungsquelle E und einer Integriererschal
tung. Der Leuchtdiodenstrom-Erfasser LD besteht aus einem
Widerstand, der zur Leuchtdiodenanordnung LED in Reihe ge
schaltet ist. Der Fehlerverstärker EA beinhaltet einen
Operationsverstärker, der zwei Steuereingangsanschlüsse hat.
Ein Steuereingangsanschluss nimmt die Ausgangsspannung des
Leuchtdiodenstrom-Erfassers LD über einen Reihenwiderstand
auf. Der andere Steuereingangsanschluss ist mit der Bezugs
spannungsquelle E verbunden. Die Integriererschaltung ICC
umfasst einen Kondensator, der zwischen den Ausgangsanschluss
und den einen Steuereingangsanschluss des Fehlerverstärkers
EA geschaltet ist.
Die Schaltstrom-Erfassungsschaltung SD besteht aus einem
Widerstand, der zwischen die Source der Schaltvorrichtung
Q und den Ausgangsanschluss mit negativem Potential der Gleich
richter-Gleichspannungsquelle RDC geschaltet ist, und erfasst
den durch die Schaltvorrichtung Q fließenden Strom. Das Er
fassungssignal wird an den anderen Steuereingangsanschluss
des Komparators CP gelegt.
Die Versorgungsspannungs-Erfassungsschaltung VD besteht
aus einem Widerstandsspannungsteiler, der parallel zu den
Ausgangsanschlüssen der Gleichrichter-Gleichspannungsquelle
RDC geschaltet ist, und legt das Ausgangssignal an den anderen
Eingangsanschluss des Multiplizierers M.
Die Induktivitätsstrom-Erfassungsschaltung ICD besteht
aus einer magnetisch mit der Induktivität gekoppelten Erfas
sungswicklung und legt das Steuersignal an den bistabilen
Multivibrator BM der Steuerschaltung CC.
Der Leuchtdiodenstrom-Erfasser LD der Leuchtdiodenstrom-
Rückführschaltung LFC erfasst den durch die Leuchtdiodenanord
nung LED fließenden Strom. Der Fehlerverstärker EA vergleicht
den erfassten Strom mit dem Bezugspotential der Bezugsspan
nungsquelle E. Das Ausgangssignal des Fehlerverstärkers EA
steuert den bistabilen Multivibrator BM über den Multiplizierer
M und den Komparator CP, nachdem seine Antwort, die schneller
ist als die Periode der Niederfrequenz-Wechselspannung, in
der Integriererschaltung ICC verlangsamt worden ist. Damit
wird die Treibersignal-Erzeugungsschaltung DC so angesteuert,
dass sie ein Zeitsignal zum Unterbrechen des Treibersignals
erzeugt. Die Schaltvorrichtung Q wird abhängig vom Zeitsignal
abgeschaltet. Bei dem beschriebenen Ablauf wird der Leucht
diodenstrom zum Einstellen des Abschaltzeitpunkts der
Schaltvorrichtung Q zurückgeführt. Demgemäß wird der Leucht
diodenstrom über eine Zeitspanne gemittelt, die länger ist
als eine Periode der Niederfrequenz-Wechselspannung.
Die Stromrückführschaltung kann in der beschriebenen
Weise durch einen Konstantstrombetrieb auch Schwankungen der
Versorgungsspannung ausgleichen.
Fig. 2A bis 2E zeigen Kurvenverläufe der Spannungen und
Ströme an vorgeschriebenen Abschnitten der Leuchtdioden-
Treibervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der
Erfindung.
In Fig. 2A stellt Isw einen ansteigenden Sägezahnstrom
dar. Schaltet eine Startschaltung (nicht dargestellt) die
Schaltvorrichtung Q ein, so fließt der linear ansteigende
Sägezahnstrom Isw von der Gleichrichter-Gleichspannungsquelle
RDC über die Induktivität L durch die Schaltvorrichtung Q.
In dieser Zeitspanne wird elektromagnetische Energie in der
Induktivität L gespeichert.
Der ansteigende Sägezahnstrom Isw wird in der Schaltstrom-
Erfassungsschaltung SD erfasst, die über den Komparator CP
einen monostabilen Multivibrator UM triggert. Anschließend
steuert sie die Treibersignal-Erzeugungsschaltung DC so, dass
das Treibersignal unterbrochen wird und die Schaltvorrichtung
Q abschaltet.
In Fig. 2B stellt Id einen abnehmenden Sägezahnstrom
dar. Nach dem Abschalten der Schaltvorrichtung Q wird die
in der Induktivität L gespeicherte elektromagnetische Energie
abgegeben, so dass der Strom durch die Leuchtdiodenanordnung
LED und die Diode D fließt und dabei linear abnimmt.
In Fig. 2C stellt Il einen Induktivitätsstrom dar, der
durch die Induktivität L fließt. Der Induktivitätsstrom Il
während eines gesamten Zyklus ist also die Summe aus dem
ansteigenden Sägezahnstrom Isw und dem abnehmenden Sägezahn
strom Id, die nacheinander durch die Induktivität L fließen.
In Fig. 2D stellt Vsw die Spannung an der Schaltvorrich
tung Q dar. Vin stellt die an das Gate der Schaltvorrichtung
Q angelegte Eingangsspannung dar. In Fig. 2E stellt Vl die
an der Induktivität L abfallende Spannung dar.
Fig. 3A bis 3C zeigen Kurvenverläufe des Induktivitäts
stroms und der Spannung der Schaltvorrichtung in der Nähe
des Spitzenwerts und des Nulldurchgangspunkts der Versor
gungsspannung der Leuchtdioden-Treibervorrichtung gemäß der
ersten Ausführungsform der Erfindung.
Genauer gesagt zeigt Fig. 3A den Kurvenverlauf des Induk
tivitätsstroms Il zu dem Zeitpunkt, zu dem die Versorgungsspan
nung nahezu ihren Höchstwert hat. Fig. 3B zeigt den
Kurvenverlauf des Induktivitätsstroms Il zu dem Zeitpunkt,
zu dem die Versorgungsspannung nahezu ihren Nulldurchgang
aufweist. Fig. 3C zeigt den Kurvenverlauf der Spannung Vsw
an der Schaltvorrichtung.
Fig. 3A bis 3C kann man entnehmen, dass die Schaltvorrich
tung Q zu den Zeitpunkten eingeschaltet wird, zu denen der
abnehmende Sägezahnstrom Id den Wert Null annimmt, und dass
die Schaltvorrichtung Q zu den Zeitpunkten ausgeschaltet wird,
zu denen der zunehmende Sägezahnstrom Isw einen Wert annimmt,
der gleich dem Betrag der Niederfrequenz-Versorgungsspannung
multipliziert mit einer Konstanten ist. Die Einschaltdauer
der Schaltvorrichtung ist damit konstant. Dagegen ändert sich
die Ausschaltdauer abhängig vom Betrag des Momentanwerts der
Niederfrequenz-Versorgungsspannung.
Fig. 4 zeigt einen Schaltplan einer zweiten Ausfüh
rungsform der erfindungsgemäßen Leuchtdioden-Treibervorrich
tung.
Gleiche Bauteile sind in Fig. 4 und in Fig. 1 mit den
gleichen Bezugszeichen bezeichnet; sie werden nicht mehr
erklärt. Diese zweite Ausführungsform der Leuchtdioden-
Treibervorrichtung unterscheidet sich von der ersten
Ausführungsform der Leuchtdioden-Treibervorrichtung dadurch,
dass die zweite Ausführungsform in der Steuerschaltung der
Schaltstrom-Erfassungsschaltung und des Hochsetzstellers BUT
mit einem monostabilen Multivibrator UM anstelle des bistabilen
Multivibrators BM versehen ist.
Die Steuerschaltung CC besteht also aus der Treibersignal-
Erzeugungsschaltung DC und einem monostabilen Multivibrator
UM. Die Induktivitätsstrom-Erfassungsschaltung ICD enthält
eine Kurvenformungsschaltung WS, die den Verlauf des Ausgangs
signals der Erfassungswicklung formt, die magnetisch mit der
Induktivität L gekoppelt ist.
In der zweiten Ausführungsform formt die Kurvenfor
mungsschaltung WS das mit der Induktivitätsstrom-Erfas
sungsschaltung ICD erfasste Signal, das anschließend einen
monostabilen Multivibrator UM triggert, der die Steuerschaltung
CC darstellt. Dadurch wird der monostabile Multivibrator UM
in seinen anderen Zustand versetzt. Somit wird das Ansteuersig
nal in der Treibersignal-Erzeugungsschaltung DC erzeugt und
an die Schaltvorrichtung Q angelegt, damit die Schaltvorrich
tung Q einschaltet.
Der in seinen anderen Zustand versetzte monostabile
Multivibrator UM kehrt automatisch zurück, wenn nach dem
Triggern eine bestimmte Zeitspanne verstrichen ist. Dadurch
unterbricht die Treibersignal-Erzeugungsschaltung DC das
Ansteuersignal, und die Schaltvorrichtung Q schaltet ab.
Da das Ausgangssignal des Fehlerverstärkers EA der
Leuchtdiodenstrom-Rückführschaltung LFC einen Zeitpunkt für
die Rückkehr des monostabilen Multivibrators UM einstellt,
der die Steuerschaltung CC bildet, wird der Leuchtdiodenstrom
gemittelt.
Gemäß den Erfindungen in Anspruch 1 bis Anspruch 5 kann
man eine Leuchtdioden-Treibervorrichtung bereitstellen, die
eine gute Stabilität des Leuchtdiodenstroms und geringere
Energieverluste hat, weniger harmonische Verzerrungen des
Eingangsstroms aufweist, da im Eingangsstrom keine stationären
Perioden auftreten, und die zudem billiger ist, weil sie die
Leuchtdiodenanordnung mit einer Gleichspannung speist, die
der Hochsetzsteller ausgibt, und weil die Steuerschaltung
des Hochsetzstellers so geregelt wird, dass der Leuchtdioden
strom abhängig vom Erfassungssignal der Leuchtdiodenstrom-
Rückführschaltung über eine Zeitspanne gemittelt wird, die
länger ist als eine Periode der Niederfrequenz-Wechselspannung.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 2 kann man eine
Leuchtdioden-Treibervorrichtung bereitstellen, die mit einer
Leuchtdiodenstrom-Rückführschaltung geeigneter Anordnung
versehen ist, da die Leuchtdiodenstrom-Rückführschaltung mit
einer Leuchtdiodenstrom-Erfassungsschaltung, einem Fehler
verstärker, einer Bezugsspannungsquelle und zusätzlich einer
Integriererschaltung ausgestattet ist.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 3 kann man eine
Leuchtdioden-Treibervorrichtung bereitstellen, die das Licht
von außen steuern kann und die den Temperaturgang in der
Leuchtdiodenanordnung kompensieren kann, da das Bezugspotential
der Bezugsspannungsquelle zusätzlich variabel ist.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 4 kann man eine
Leuchtdioden-Treibervorrichtung bereitstellen, die eine
Kurvenform des Eingangsstroms erzielt, die proportional zur
Kurvenform der Versorgungsspannung ist, ohne dass irgendein
Überstrom in der Schaltvorrichtung zu befürchten ist, da sie
mit einer Schaltstrom-Erfassungsschaltung versehen ist, die
den durch die Schaltvorrichtung fließenden Schaltstrom erfasst
und zusätzlich die Steuerschaltung des Hochsetzstellers zum
Abschalten der Schaltvorrichtung regelt.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 5 kann man eine
Leuchtdioden-Treibervorrichtung bereitstellen, die einen
einfachen Schaltungsaufbau hat, da die Steuerschaltung des
Hochsetzstellers die Schaltvorrichtung zusätzlich abschaltet,
wenn nach dem Einschalten der Schaltvorrichtung eine bestimmte
Zeitspanne verstrichen ist.
Es wurden die Ausführungsformen der Erfindung erläutert
und beschrieben, die derzeit als bevorzugt betrachtet werden.
Fachleuten ist jedoch klar, dass verschiedene Abwandlungen
und Veränderungen ausführbar sind, und dass Elemente durch
gleichartige ersetzbar sind, ohne den Bereich der Erfindung
zu verlassen. Zusätzlich können an den Lehren der Erfindung
viele Abwandlungen vorgenommen werden, um sich an eine
besondere Situation oder ein besonderes Material anzupassen,
ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Daher ist
beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf die besondere
offenbarte Ausführungsform eingeschränkt ist, die als die
beste Art betrachtet wird, die Erfindung auszuführen, sondern
dass die Erfindung alle Ausführungsformen enthält, die in
den Bereich der beigefügten Ansprüche fallen.
Der Anmelder geht davon aus, dass die obige Beschreibung
und die Zeichnungen eine Anzahl einzelner erfinderischer
Konzepte enthalten, von denen einige ganz oder teilweise
außerhalb des Bereichs einiger oder aller folgenden Ansprüche
liegen können. Die Tatsache, dass sich der Anmelder zum
Zeitpunkt der Einreichung dieser Patentschrift dafür
entschieden hat, den beanspruchten Schutzumfang gemäß der
folgenden Ansprüche zu beschränken, darf man nicht als Verzicht
auf andere erfinderische Konzepte auffassen, die im Inhalt
der Patentschrift enthalten sind und durch Ansprüche bestimmt
werden könnten, deren Bereich von den folgenden Ansprüchen
abweicht. Die abweichenden Ansprüche könnten im weiteren
Fortgang beansprucht werden, beispielsweise zum Zweck einer
Teilanmeldung.
Claims (5)
1. Leuchtdioden-Treibervorrichtung, umfassend:
eine Gleichrichter-Gleichspannungsversorgung (RDC), deren Wechselspannungs-Eingangsanschluss mit einer Niederfrequenz-Wechselspannungsquelle (AS) verbunden ist;
einen Hochsetzsteller (BUT), der eine Induktivität (L) enthält und eine Schaltvorrichtung (Q), die beide an den Gleichspannungs-Ausgangsanschlüssen der Gleichrich ter-Gleichspannungsversorgung (RDC) in Reihe geschaltet sind, eine parallel zur Schaltvorrichtung (Q) geschaltete Diode (D) und eine Steuerschaltung (CC), die die Schaltvorrichtung (Q) einschaltet, wenn die in der Induktivität (L) gespeicherte Energie abgegeben ist, und die die Schaltvorrichtung (Q) nach dem Verstreichen einer bestimmten Zeit ausschaltet;
eine Leuchtdiode (LED), die mit der Ausgangsgleich spannung des Hochsetzstellers (BUT) betrieben wird und als Last des Hochsetzstellers dient; und
eine Rückführschaltung (LFC) für den Leuchtdioden strom, die den Leuchtdiodenstrom erfasst, der durch die Leuchtdiode (LED) fließt und den Strom auf die Steuer schaltung (CC) zurückführt, damit der Hochsetzsteller (BUT) geregelt wird und der Leuchtdiodenstrom über eine Zeitspanne gemittelt wird, die länger ist als eine Periode der Niederfrequenz-Wechselspannung.
eine Gleichrichter-Gleichspannungsversorgung (RDC), deren Wechselspannungs-Eingangsanschluss mit einer Niederfrequenz-Wechselspannungsquelle (AS) verbunden ist;
einen Hochsetzsteller (BUT), der eine Induktivität (L) enthält und eine Schaltvorrichtung (Q), die beide an den Gleichspannungs-Ausgangsanschlüssen der Gleichrich ter-Gleichspannungsversorgung (RDC) in Reihe geschaltet sind, eine parallel zur Schaltvorrichtung (Q) geschaltete Diode (D) und eine Steuerschaltung (CC), die die Schaltvorrichtung (Q) einschaltet, wenn die in der Induktivität (L) gespeicherte Energie abgegeben ist, und die die Schaltvorrichtung (Q) nach dem Verstreichen einer bestimmten Zeit ausschaltet;
eine Leuchtdiode (LED), die mit der Ausgangsgleich spannung des Hochsetzstellers (BUT) betrieben wird und als Last des Hochsetzstellers dient; und
eine Rückführschaltung (LFC) für den Leuchtdioden strom, die den Leuchtdiodenstrom erfasst, der durch die Leuchtdiode (LED) fließt und den Strom auf die Steuer schaltung (CC) zurückführt, damit der Hochsetzsteller (BUT) geregelt wird und der Leuchtdiodenstrom über eine Zeitspanne gemittelt wird, die länger ist als eine Periode der Niederfrequenz-Wechselspannung.
2. Leuchtdioden-Treibervorrichtung nach Anspruch 1, wobei
die Leuchtdiodenstrom-Rückführschaltung (LFC) mit einem
Leuchtdiodenstrom-Erfasser (LD) versehen ist, mit einem
Fehlerverstärker (EA), der ein Rückführsignal erzeugt,
das der Leuchtdiodenstrom-Erfasser (LD) über einen seiner
Steuereingangsanschlüsse an ihn anlegt, mit einer Bezugs
spannungsquelle (E), die an den anderen Steuereingangs
anschluss des Fehlerverstärkers angeschlossen ist, und
mit einer Integriererschaltung (ICC), die das Rückführsig
nal integriert.
3. Leuchtdioden-Treibervorrichtung nach Anspruch 2, wobei
die Bezugsspannungsquelle (E) ein variables Potential
aufweist.
4. Leuchtdioden-Treibervorrichtung nach irgendeinem der
Ansprüche 1 bis 3, zudem umfassend eine Schaltstrom-
Erfassungsschaltung (SD), die den durch die Schaltvorrich
tung (Q) fließenden Strom erfasst und die Steuerschaltung
(CC) regelt, so dass diese die Schaltvorrichtung (Q)
abschaltet.
5. Leuchtdioden-Treibervorrichtung nach irgendeinem der
Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuerschaltung (CC) die
Schaltvorrichtung (Q) abschaltet, wenn nach dem
Einschalten der Schaltvorrichtung (Q) eine bestimmte
Zeitdauer verstrichen ist.
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