DE102010002072A1 - Schaltungsanordnung und Verfahren zum Betreiben mindestens einer Leuchtdiode - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betreiben mindestens einer Leuchtdiode (LED1 bis LED3; LED4) mit einem Versorgungsanschluss (VCC, VCC1, VCC2) zum Koppeln mit einer Versorgungsspannung; einem Ausgang mit einem ersten und einem zweiten Ausgangsanschluss zum Koppeln mit der mindestens einen Leuchtdiode; einem Anschluss zum Koppeln mit einem Bezugspotential; und einem elektronischen Schalter (T2) mit einer Steuerelektrode, einer Bezugselektrode und einer Arbeitselektrode, wobei die Strecke Bezugselektrode – Arbeitselektrode des elektronischen Schalters (T2) zwischen den Versorgungsanschluss (VCC, VCC1, VCC2) und das Bezugspotential gekoppelt ist; wobei der erste und der zweite Ausgangsanschluss seriell zu der Strecke Bezugselektrode – Arbeitselektrode des elektronischen Schalters (T2) gekoppelt ist; und wobei die Schaltungsanordnung weiterhin einen steuerbaren Widerstand (T1) mit einer Steuerelektrode, einer Bezugselektrode und einer Arbeitselektrode umfasst, wobei die Strecke Bezugselektrode – Arbeitselektrode des steuerbaren Widerstands (T1) seriell zur Strecke Bezugselektrode – gekoppelt ist. Die Erfindung betrifft überdies ein Verfahren zum Betreiben mindestens einer Leuchtdiode an einer entsprechenden Schaltungsanordnung.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betreiben mindestens einer Leuchtdiode mit mindestens einem Versorgungsanschluss zum Koppeln mit einer Versorgungsspannung, einem Ausgang mit einem ersten und einem zweiten Ausgangsanschluss zum Koppeln mit der mindestens einen Leuchtdiode, einem Anschluss zum Koppeln mit einem Bezugspotential und einem elektronischen Schalter mit einer Steuerelektrode, einer Bezugselektrode und einer Arbeitselektrode, wobei die Strecke Bezugselektrode – Arbeitselektrode des elektronischen Schalters zwischen den Versorgungsanschluss und das Bezugspotential gekoppelt ist, wobei der erste und der zweite Ausgangsanschluss seriell zu der Strecke Bezugselektrode – Arbeitselektrode des elektronischen Schalters gekoppelt ist. Sie betrifft überdies ein Verfahren zum Betreiben mindestens einer Leuchtdiode an einer derartigen Schaltungsanordnung.
  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft grundsätzlich Betriebsarten von Leuchtdioden, die einen hohen Dynamikbereich erfordern. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Leuchtdioden mit einem pulsweitenmodulierten Signal anzusteuern, wobei zur Dimmung der Leuchtdioden die Pulsweite des pulsweitenmodulierten Signals variiert wird. Aus dem Stand der Technik ist es weiterhin bekannt, Leuchtdioden mit einem kontinuierlichen Signal anzusteuern. Dabei wird zur Dimmung der Leuchtdiode die Amplitude des Treiberstroms variiert. Diese letzte Realisierungsvariante ist auch unter dem Begriff Analogdimmung bekannt. Nachteilig an den beiden bekannten Varianten ist der Umstand, dass für bestimmte Anwendungen der mit diesen bekannten Varianten erzielbare Dynamikbereich nicht ausreichend ist.
  • Darstellung der Erfindung
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, die eingangs genannte Schaltungsanordnung beziehungsweise das eingangs genannte Verfahren derart weiterzubilden, dass der Dynamikbereich der mindestens einen Leuchtdiode vergrößert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 15.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die obige Aufgabe besonders kostengünstig bei hoher Funktionalität gelöst werden kann, wenn die beiden getrennt aus dem Stand der Technik bekannten Varianten zur Dimmung mindestens einer Leuchtdiode miteinander kombiniert werden. Eine gattungsgemäße Schaltungsanordnung umfasst daher weiterhin einen steuerbaren Widerstand mit einer Steuerelektrode, einer Bezugselektrode und einer Arbeitselektrode, wobei die Strecke Bezugselektrode – Arbeitselektrode des steuerbaren Widerstands seriell zur Strecke Bezugselektrode – Arbeitselektrode des elektronischen Schalters gekoppelt ist. Demnach wird der steuerbare Widerstand, der insbesondere als ein Transistor realisierbar ist, zur Einstellung der Amplitude des Stroms verwendet und der elektronische Schalter zur Aufprägung eines PWM-Signals auf den Strom mit einer derart vorgegebenen Amplitude. Durch diese Vorgehensweise können zwei Parameter zur Realisierung eines großen Dynamikbereichs variiert werden, wohingegen im Stand der Technik die Variation nur jeweils eines der beiden Parameter möglich war. Neben der Realisierung eines sehr großen Dynamikbereichs und geringen Herstellungskosten zeichnet sich die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung durch einen minimalen Stromverbrauch aus.
  • Bevorzugt umfasst eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung weiterhin einen ohmschen Widerstand, der seriell zur Strecke Bezugselektrode – Arbeitselektrode des steuerbaren Widerstands gekoppelt ist. Dadurch wird mittels des steuerbaren Widerstands und des ohmschen Widerstands eine über die Steuerelektrode des steuerbaren Widerstands steuerbare variable Konstantstromsenke realisiert.
  • Weiterhin bevorzugt umfasst eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung außerdem eine Steuervorrichtung mit einem ersten Ausgangsanschluss und einem zweiten Ausgangsanschluss, wobei der erste Ausgangsanschluss mit der Steuerelektrode des steuerbaren Widerstands und der zweite Ausgangsanschluss mit der Steuerelektrode des elektronischen Schalters gekoppelt ist. Dadurch, dass beide Ansteuersignale in einer Steuervorrichtung erzeugt werden, ist auf einfache Weise eine optimale Abstimmung der beiden Steuersignale aufeinander ermöglicht.
  • Die Steuervorrichtung kann insbesondere ausgelegt sein, an ihrem ersten Ausgangsanschluss ein kontinuierliches Signal und an ihrem zweiten Ausgangsanschluss ein pulsweitenmoduliertes Signal bereitzustellen. Dies eröffnet die Möglichkeit, den Strom durch die mindestens eine Leuchtdiode über zwei Parameter einzustellen, nämlich die Pulsweite durch das pulsweitenmodulierte Signal sowie die Amplitude durch das kontinuierliche Signal.
  • Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung umfasst die Steuervorrichtung einen Dimmsignaleingang zur Zuführung eines Dimmsignals, wobei die Steuervorrichtung ausgelegt ist, die Pulsweite des am zweiten Ausgangsanschluss bereitgestellten Signals in Abhängigkeit des Dimmsignals zu variieren. Besonders bevorzugt ist in diesem Zusammenhang die Steuervorrichtung ausgelegt, die Amplitude des Signals am ersten Ausgangsanschluss in Abhängigkeit der einzustellenden Pulsweite des Signals am zweiten Ausgangsanschluss zu variieren. Durch diese Maßnahme kann ein und dieselbe Helligkeit des von der mindestens einen Leuchtdiode abgegebenen Lichts durch unterschiedliche Pulsweiten eingestellt werden, wenn die Amplitude des Signals am ersten Ausgangsanschluss entsprechend geändert wird.
  • Besonders bevorzugt ist die Steuervorrichtung ausgelegt, die Amplitude des Signals am ersten Ausgangsanschluss zu reduzieren und die Pulsweite des Signals am zweiten Ausgangsanschluss auf einen unteren vorgebbaren Grenzwert zu begrenzen, wenn die Steuervorrichtung feststellt, dass die gemäß Dimmsignal einzustellende Pulsweite unter einen ersten vorgebbaren Schwellwert absinken würde. Dies berücksichtigt, dass bei einer aus dem Stand der Technik bekannten Schaltungsanordnung zur Dimmung mindestens einer Leuchtdiode ein gewünschter Dimmfaktor beispielsweise durch Reduktion des Tastverhältnisses des PWM-Signals realisiert wird. Dies führt jedoch bei extrem starker Dimmung, wie sie beispielsweise bei Instrumentenbeleuchtungen in Flugzeugen gewünscht sein kann, dazu, dass die Einschaltzeit auf Werte unter einer Mikrosekunde, beispielsweise 100 ns, absinkt. Diese sind nur mit hohem Aufwand zu realisieren, was sich in unerwünscht hohen Kosten niederschlägt. Die Erfindung geht deshalb den Weg, die Pulsweite, d. h. das Tastverhältnis, bei entsprechendem Dimmwunsch auf einen unteren vorgebbaren Grenzwert zu begrenzen und den Dimmwunsch dadurch zu realisieren, dass die Amplitude des Signals am ersten Ausgangsanschluss reduziert wird. Dadurch können auch mit höheren Tastverhältnissen, insbesondere längeren Einschaltdauern, äußerst niedrige Dimmfaktoren erzielt werden. Damit ergibt sich ein äußert hoher Dynamikbereich einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.
  • Dabei kann die Steuervorrichtung insbesondere wie folgt ausgelegt sein: Stellt die Steuervorrichtung fest, dass die Pulsweite unter den ersten vorgebbaren Schwellwert absinken würde, so begrenzt sie die Pulsweite auf den unteren vorgebbaren Grenzwert und verringert die Amplitude des Signals am ersten Ausgangsanschluss derart, dass eine Leistung an die mindestens eine Leuchtdiode bereitgestellt wird, die der Leistung entspricht, die der mindestens einen Leuchtdiode bei der eigentlichen einzustellenden, unter dem ersten vorgebbaren Schwellwert liegenden Pulsweite und bei unmodifizierter Amplitude des am ersten Ausgangsanschluss bereitgestellten Signals zugeführt würde. Unter unmodifizierter Amplitude ist die Amplitude zu verstehen, die als Normamplitude des am ersten Ausgangsanschluss bereitgestellten Signals verwendet wird, wenn zur Einstellung des gewünschten Dimmgrads die Schaltzeiten des für den elektronischen Schalter gewählten Transistors ausreichend sind, um das nötige Pulsweitensignal zu erzeugen.
  • Bei einer besonders bevorzugten Kategorie von Weiterbildungen stellt die mindestens eine Leuchtdiode den optischen Sender eines Optokopplers das, wobei der mindestens einen Leuchtdiode ein optischer Empfänger zugeordnet ist.
  • In diesem Zusammenhang kann die Steuervorrichtung ausgelegt sein, die Amplitude des Signals am ersten Ausgangsanschluss zu reduzieren, insbesondere auf einen zweiten Grenzwert zu begrenzen, wenn sie feststellt, dass ein mit dem Strom durch die mindestens eine Leuchtdiode korreliertes Signal über einen zweiten vorgebbaren Schwellwert ansteigen würde. Dadurch lässt sich auf besonders vorteilhafte Weise einem Problem begegnen, das bei Optokopplern auftritt, die zur Datenübertragung eingesetzt werden. Es ist ein allgemein bekanntes Problem, dass das Stromübernahmeverhältnis (current transfer ratio) bei Optokopplern sehr großen Schwankungen unterliegt. Dies kann dazu führen, dass der optische Empfänger in die Sättigung geht. Die Folge davon ist, dass der optische Empfänger länger braucht, bis er sich erholt, das heißt bis er in den ausgeschalteten Zustand übergeht. Dadurch sinkt die übertragbare Datenrate. Wird dies nicht berücksichtigt, ergeben sich Fehler in der Datenübertragung. Die Erzeugung eines Ansteuersignals für den elektronischen Schalter einer geeigneten Amplitude, d. h. einer Amplitude, bei der der elektronische Schalter nicht in Sättigung geht, ist mit unerwünscht hohen Kosten verbunden, da üblicherweise die Amplituden zur Ansteuerung verwendet werden, die an einem digitalen Ausgang einer integrierten Schaltung zur Verfügung stehen, beispielsweise 0 V oder + 5 V. Mit der vorliegenden Erfindung lässt sich eine Sättigung des optischen Empfängers zuverlässig verhindern, indem durch Variation des Signals am ersten Ausgangsanschluss der Steuervorrichtung der Strom, der durch den optischen Sender des Optokopplers fließt, derart eingestellt wird, dass eine Sättigung des optischen Empfängers zuverlässig vermieden wird.
  • Bevorzugt weist eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung deshalb weiterhin eine Strommessvorrichtung auf, die mit der Steuervorrichtung gekoppelt ist, um ein Signal zu ermitteln, das mit dem Strom durch die mindestens eine Leuchtdiode korreliert ist. Zu diesem Zweck kann beispielsweise die Spannung über dem ohmschen Widerstand ausgewertet werden, der seriell zur Strecke Bezugselektrode – Arbeitselektrode des steuerbaren Widerstands gekoppelt ist. Alternativ oder zusätzlich kann zu dem genannten Zweck die Steuervorrichtung auch mit dem optischen Empfänger gekoppelt und ausgelegt sein, zur Messung eines Signals, das mit dem Strom durch die mindestens eine Leuchtdiode korreliert ist, das Ausgangssignal des optischen Empfängers auszuwerten. Zu diesem Zweck kann beispielsweise die Spannung ausgewertet werden, die an einem seriell zum optischen Empfänger gekoppelten Shunt-Widerstand abfällt.
  • Bevorzugt ist der steuerbare Widerstand als ein Transistor realisiert. In diesem Zusammenhang ist es besonders bevorzugt, wenn der elektronische Schalter und der steuerbare Widerstand als Doppeltransistor ausgeführt sind. Hierdurch lässt sich eine besonders hohe Integrationsdichte erzielen.
  • Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Schaltungsvorrichtung vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend, soweit anwendbar, für das erfindungsgemäße Verfahren.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung(en)
  • Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 in schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung;
  • 2 den zeitlichen Verlauf des Stroms IL für das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel für unterschiedliche Einstellungen der Spannung Ua(t) und Ud(t), bei jedoch gleich bleibender Helligkeit des von den Leuchtdioden abgestrahlten Lichts;
  • 3 in schematischer Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung; und
  • 4 den zeitlichen Verlauf des Stroms IS durch den Shunt-Widerstand RS des in 2 dargestellten Ausführungsbeispiels für unterschiedliche Ansteuersignale Ua(t).
  • Bevorzugte Ausführung der Erfindung
  • 1 zeigt in schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Diese umfasst vorliegend die Serienschaltung dreier Dioden LED1 bis LED3, die mit einer Versorgungsspannung VCC gekoppelt sind. In Serie zu den drei Leuchtdioden LED1 bis LED3 ist ein Transistor T1 geschaltet, der vorliegend als steuerbarer Widerstand betrieben wird, das heißt analog. In Serie zum Emitter des Transistors T1 ist ein ohmscher Widerstand R0 angeordnet, wobei wiederum in Serie zum ohmschen Widerstand R0 ein Transistor T2 angeordnet ist, der als elektronischer Schalter betrieben wird. Die Schaltungsanordnung umfasst weiterhin eine Steuervorrichtung 12, die ebenfalls mit der Versorgungsspannung VCC gekoppelt ist. Die Steuervorrichtung 12 weist einen Dimmsignaleingang DIM auf, mit dem ein Dimmsignal an die Steuervorrichtung 12 übermittelbar ist. Bei dem Dimmsignal kann es sich beispielsweise um ein DALI-Signal handeln, wenngleich auch andere Arten von Dimmsignalen möglich sind.
  • Die Steuervorrichtung 12 stellt an einem ersten Ausgang A1 ein kontinuierliches Signal Ua(t) bereit, das an die Steuerelektrode des Transistors T1 gekoppelt wird. An ihrem Ausgang A2 stellt die Steuervorrichtung 12 ein pulsweitenmoduliertes Signal Ud(t) bereit, das an die Steuerelektrode des Transistors T2 gekoppelt wird. Zur Messung des die Leuchtdioden LED1 bis LED3 durchfließenden Stroms IL wird der Steuervorrichtung 12 die über dem Widerstand R0 abfallende Spannung zugeführt. Dazu sind die Eingänge E1, E2 der Steuervorrichtung 12 vorgesehen.
  • Die besondere Auslegung der Steuervorrichtung 12 wird mit Bezug auf die 2 näher erläutert: Bei pulsweitenmodulierten Signalen mit sehr kleinen Einschaltdauern Δt1 ist eine weitere Reduktion des Tastverhältnisses aufgrund der physikalischen Eigenschaften des Transistors T2 nicht mehr möglich. Die in 1 dargestellte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ermöglicht jedoch die Einstellung noch kleinerer Dimmgrade, indem durch entsprechende Ansteuerung des Transistors T1 die Amplitude des Stroms IL von N1, siehe 2a, auf N2, siehe 2b, reduziert wird. Beispielsweise ergibt sich dieselbe Helligkeit des von den Leuchtdioden LED1 bis LED3 abgestrahlten Lichts unter Verwendung der Parameter (Ua1; Ud1) gemäß 2a und (Ua2; Ud2) gemäß 2b, obwohl in 2b die Einschaltdauer Δt1 sehr viel größer ist als die Einschaltdauer Δt1 von 2a. Demnach kann mit den Parametern von 2b die Einschaltdauer Δt2 zur Einstellung noch geringerer Dimmgrade weiter reduziert werden, beispielsweise bis Δt1. Selbstverständlich ist auch eine weitere Reduktion der Amplitude zur Realisierung noch geringerer Dimmgrade möglich.
  • 3 zeigt in schematischer Darstellung als zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung einen einstellbaren Optokoppler mit Rückmeldung der Signalamplitude. In diesem Ausführungsbeispiel ist die LED4 der optische Sender eines ersten Optokopplers 14a, wobei der LED4 ein Phototransistor PT1 als optischer Empfänger zugeordnet ist. Die mit dem Ausführungsbeispiel von 1 übereinstimmenden Bezugszeichen betreffen gleiche oder gleich wirkende Bauelemente und werden deshalb nicht nochmals beschrieben. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel von 1 umfasst beim Ausführungsbeispiel gemäß 3 die Steuervorrichtung 12 einen Dateneingang Data zur Zuführung insbesondere digitaler, mit dem Optokoppler 14a zu übertragender Daten. Ein Ohmscher Widerstand R1 ist paralle zum Ausgang A gekoppelt und dient als Arbeitswiderstand. Am Ausgang A werden die über den Optokoppler übertragenen Daten für die Weiterverarbeitung bereitgestellt.
  • Das am Ausgang A bereitgestellte Signal wird jedoch auch an den Minus-Eingang eines Komparators 16 gekoppelt, an dessen Plus-Eingang eine Referenzspannungsquelle Uref angeschlossen ist. Das Ausgangssignal des Komparators 16 wird über einen Ohmschen Widerstand R2 dem optischen Sender LED5 eines zweiten Optokopplers 14b zugeführt, wobei der LED5 ein Phototransistor PT2 als optischer Empfänger zugeordnet ist. Der Ausgang des optischen Empfänger ist mit einem Rückkoppeleingang FB der Steuervorrichtung 12 verbunden.
  • Die Anschlüsse VCC1 und VCC2 sind mit Spannungsquellen gekoppelt und dienen der Versorgung der Steuervorrichtung 12, der Optokopple 14a und 14b sowie des Komparators 16.
  • Zur Funktionsweise: Wenn der Pegel des am Ausgang A bereitgestellten Signals den Pegel der Referenzspannung Uref übersteigt, geht das Signal am Eingang FB der Steuervorrichtung 12 auf Low. Die Steuervorrichtung 12 ist ausgelegt, dies dahingehend zu interpretieren, dass der Strom IL zu groß ist. Die Steuervorrichtung 12 reduziert daraufhin das am Ausgang A1 an die Steuerelektrode des Transistors T1 gekoppelte Signal. Diese Reduktion nach unterschiedlichen Algorithmen erfolgen, beispielsweise nach vorgebbaren Stufen. Es kann auch vorgesehen sein, das am Ausgang A1 an die Steuerelektrode des Transistors T1 bereitgestellte Signal zu vergrößern, wenn über einen vorgebbaren Zeitraum kein Low-Signal am FB-Eingang der Steuervorrichtung 12 empfangen wird. Weitere dafür geeignete Regelalgorithmen sind dem Fachmann hinlänglich bekannt.
  • Für die Auslegung der Rückkopplung hingegen ist es unschädlich, wenn der Phototransistor PT2 hin und wieder in Sättigung geht. Entscheidend ist im Ausführungsbeispiel, dass er leitend wird und den Eingang FB der Steuervorrichtung 12 auf Low-Pegel legt, sobald die Spannung am Minus-Eingang des Komparators 16 den durch die Referenzspannung Uref vorgegebenen Pegel übersteigt.
  • 4 zeigt in diesem Zusammenhang den zeitlichen Verlauf des Stroms IS durch den Phototransistor PT1 für drei unterschiedliche Parametersätze (Ua3; Ud3), (Ua4; Ud4) und (Ua5; Ud5). Wie zu erkennen ist, unterscheidet sich beim Parametersatz (Ua3; Ud3) die Amplitude des Stroms IS beim eingeschalteten vom nicht-eingeschalteten Zustand zu wenig, das heißt selbst im eingeschalteten Zustand wird die Schwelle S, die zur Unterscheidung zwischen ein- und ausgeschaltetem Zustand herangezogen wird, nicht erreicht. Beim Parametersatz (Ua4; Ud4) wird zwar die Schwelle S erreicht, allerdings ist die Amplitude des Stroms IS so hoch, dass der Phototransistor PT1 in Sättigung geht. Dies zeigt sich dadurch, dass er um die Zeitdauer Δt3 länger eingeschaltet bleibt als eigentlich durch den zeitlichen Verlauf des Ansteuersignals Ud(t) vorgegeben ist. Dadurch reduziert sich die mittels des Optokopplers 14 übertragbare Datenrate. Mit dem Parametersatz (Ua5; Ud5) ergibt sich hingegen ein zeitlicher Verlauf des Stroms IS, siehe 4a, bei dem die Einschaltdauern die Schwelle S überschreiten, es jedoch zu keinen Sättigungseffekten kommt. Hierdurch lässt sich eine Datenübertragung mit optimaler Datenrate und minimaler Fehlerwahrscheinlichkeit erzielen.
  • Da das Stromübernahmeverhältnis bei Optokopplern 14 sehr großen Toleranzen ausgesetzt ist, wird die Amplitude des Stroms IL durch Auswertung der über dem Widerstand R0 abfallenden Spannung oder durch die erwähnte Rückkopplung über den zweiten Optokoppler 14b und entsprechende Ansteuerung des Transistors T1 durch die Steuervorrichtung 12 erfindungsgemäß geeignet eingestellt.
  • Für eine optimale Genauigkeit ist der Transistor T1 als NPN-Transistor realisiert, während der Transistor T2 vom N-Kanal-Anreicherungstyp ist. Eine bevorzugte Alternative ist die Realisierung des Transistors T2 als NPN-Transistor und des Transistors T1 als N-Kanal-Transistor. Bei umgekehrter Stromrichtung können die entsprechenden PNP- beziehungsweise P-Kanal-Transistoren verwendet werden.
  • Eine hohe Integrationsdichte lässt sich erzielen, wenn die Transistoren T1, T2 auf der Basis einer gleichartigen Technologie realisiert und als Doppeltransistoren ausgeführt sind.

Claims (15)

  1. Schaltungsanordnung zum Betreiben mindestens einer Leuchtdiode (LED1 bis LED3; LED4) mit – mindestens einem Versorgungsanschluss (VCC, VCC1, VCC2) zum Koppeln mit einer Versorgungsspannung; – einem Ausgang mit einem ersten und einem zweiten Ausgangsanschluss zum Koppeln mit der mindestens einen Leuchtdiode (LED1 bis LED3; LED4); – einem Anschluss zum Koppeln mit einem Bezugspotential; und – einem elektronischen Schalter (T2) mit einer Steuerelektrode, einer Bezugselektrode und einer Arbeitselektrode, wobei die Strecke Bezugselektrode – Arbeitselektrode des elektronischen Schalters (T2) zwischen den Versorgungsanschluss und das Bezugspotential gekoppelt ist; wobei der erste und der zweite Ausgangsanschluss seriell zu der Strecke Bezugselektrode – Arbeitselektrode des elektronischen Schalters (T2) gekoppelt ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung weiterhin einen steuerbaren Widerstand (T1) mit einer Steuerelektrode, einer Bezugselektrode und einer Arbeitselektrode umfasst, wobei die Strecke Bezugselektrode – Arbeitselektrode des steuerbaren Widerstands (T1) seriell zur Strecke Bezugselektrode – Arbeitselektrode des elektronischen Schalters (T2) gekoppelt ist.
  2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung weiterhin einen ohmschen Widerstand (R0) umfasst, der seriell zur Strecke Bezugselektrode – Arbeitselektrode des steuerbaren Widerstands (T1) gekoppelt ist.
  3. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung weiterhin eine Steuervorrichtung (12) mit einem ersten Ausgangsanschluss (A1) und einem zweiten Ausgangsanschluss (A2) umfasst, wobei der erste Ausgangsanschluss (A1) mit der Steuerelektrode des steuerbaren Widerstands (T1) und der zweite Ausgangsanschluss (A2) mit der Steuerelektrode des elektronischen Schalters (T2) gekoppelt ist.
  4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (12) ausgelegt ist, an ihrem ersten Ausgangsanschluss (A1) ein kontinuierliches Signal und an ihrem zweiten Ausgangsanschluss (A2) ein pulsweitenmoduliertes Signal bereitzustellen.
  5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (12) einen Dimmsignaleingang (DIM) zur Zuführung eines Dimmsignals umfasst, wobei die Steuervorrichtung (12) ausgelegt ist, die Pulsweite des am zweiten Ausgangsanschluss (A2) bereitgestellten Signals in Abhängigkeit des Dimmsignals zu variieren.
  6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (12) ausgelegt ist, die Amplitude des Signals am ersten Ausgangsanschluss (A1) in Abhängigkeit der einzustellenden Pulsweite des Signals am zweiten Ausgangsanschluss (A2) zu variieren.
  7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (12) ausgelegt ist, die Amplitude des Signals am ersten Ausgangsanschluss (A1) zu reduzieren und die Pulsweite des Signals am zweiten Ausgangsanschluss (A2) auf einen unteren vorgebbaren Grenzwert zu begrenzen, wenn die Steuervorrichtung (12) feststellt, dass die gemäß Dimmsignal einzustellende Pulsweite unter einen ersten vorgebbaren Schwellwert absinken würde.
  8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (12) wie folgt ausgelegt ist: Stellt die Steuervorrichtung (12) fest, dass die Pulsweite unter den ersten vorgebbaren Schwellwert absinken würde, so begrenzt sie die Pulsweite auf den unteren vorgebbaren Grenzwert und verringert die Amplitude des Signals am ersten Ausgangsanschluss (A1) derart, dass eine Leistung an die mindestens eine Leuchtdiode (LED1 bis LED3) bereitgestellt wird, die der Leistung entspricht, die der mindestens einen Leuchtdiode (LED1 bis LED3) bei der eigentlich einzustellenden, unter dem ersten vorgebbaren Schwellwert liegenden Pulsweite und bei unmodifizierter Amplitude des am ersten Ausgangsanschluss (A1) bereitgestellten Signals zugeführt würde.
  9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Leuchtdiode (LED4) den optischen Sender eines Optokopplers darstellt, wobei der mindestens einen Leuchtdiode (LED) ein optischer Empfänger (PT1) zugeordnet ist.
  10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (12) ausgelegt ist, die Amplitude des Signals am ersten Ausgangsanschluss (A1) zu reduzieren, insbesondere auf einen zweiten Grenzwert zu begrenzen, wenn sie feststellt, dass ein mit dem Strom (IL) durch die mindestens eine Leuchtdiode (LED4) korreliertes Signal über einen zweiten vorgebbaren Schwellwert ansteigen würde.
  11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, die Schaltungsanordnung weiterhin eine Strommessvorrichtung (R0) umfasst, die mit der Steuervorrichtung (12) gekoppelt ist, um ein Signal zu ermitteln, das mit dem Strom durch die mindestens eine Leuchtdiode (LED4) korreliert ist.
  12. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (12) mit dem optischen Empfänger (PT1) gekoppelt und ausgelegt ist, zur Messung eines Signals, das mit dem Strom durch die mindestens eine Leuchtdiode (LED4) korreliert ist, das Ausgangssignal des optischen Empfängers (PT1) auszuwerten.
  13. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der steuerbare Widerstand (T1) ein Transistor ist.
  14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Schalter (T2) und der steuerbare Widerstand (T1) als Doppeltransistor ausgeführt sind.
  15. Verfahren zum Betreiben mindestens einer Leuchtdiode (LED1 bis LED3; LED4) an einer Schaltungsanordnung mit mindestens einem Versorgungsanschluss (VCC, VCC1, VCC2) zum Koppeln mit einer Versorgungsspannung; einem Ausgang mit einem ersten und einem zweiten Ausgangsanschluss zum Koppeln mit der mindestens einen Leuchtdiode (LED1 bis LED3; LED4); einem Anschluss zum Koppeln mit einem Bezugspotential; und einem elektronischen Schalter (T2) mit einer Steuerelektrode, einer Bezugselektrode und einer Arbeitselektrode, wobei die Strecke Bezugselektrode – Arbeitselektrode des elektronischen Schalters (T2) zwischen den Versorgungsanschluss (VCC, VCC1, VCC2) und das Bezugspotential gekoppelt ist; wobei der erste und der zweite Ausgangsanschluss seriell zu der Strecke Bezugselektrode – Arbeitselektrode des elektronischen Schalters (T2) gekoppelt ist; gekennzeichnet durch folgenden Schritt: a) Anordnen eines steuerbaren Widerstands (T1), der eine Steuerelektrode, eine Bezugselektrode und eine Arbeitselektrode umfasst, derart, dass seine Strecke Bezugselektrode – Arbeitselektrode seriell zur Strecke Bezugselektrode – Arbeitselektrode des elektronischen Schalters (T2) gekoppelt ist.
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