DE102010043699A1 - Schaltungen und Verfahren zur Steuerung der Dimmung einer Lichtquelle - Google Patents

Schaltungen und Verfahren zur Steuerung der Dimmung einer Lichtquelle Download PDF

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Abstract

Ein Controller zur Steuerung der Dimmung einer Lichtquelle umfasst einen Erfassungs-Pin, einen Eingangssignal-Pin und einen Überwachungs-Pin. Der Erfassungs-Pin ist ausgebildet für die Überwachung einer gleichgerichteten Spannung und für die Ermittlung, ob die gleichgerichtete Spannung von einem TRIAC Dimmer oder einem Ein/Ausschalt-Dimmer kommt. Der Eingangssignal-Pin ist ausgebildet für den Empfang eines die gleichgerichtete Spannung anzeigenden Eingangssignals, und der Controller steuert die Dimmung der Lichtquelle gemäß dem Eingangssignal, wenn die gleichgerichtete Spannung von einem TRIAC Dimmer kommt. Der Überwachungs-Pin ist ausgebildet für den Empfang eines Überwachungssignals, das einen Betrieb des Ein/Ausschalt-Dimmers anzeigt, und der Controller steuert die Dimmung der Lichtquelle entsprechend dem Überwachungssignal, wenn die gleichgerichtete Spannung von einem Ein/Ausschalt-Dimmer kommt.

Description

  • Hintergrund
  • Es wurde eine Allgemeinbeleuchtung mit Leuchtdioden (LEDs) entwickelt. LEDs bieten im Vergleich zu traditionellen Lichtquellen wie Leuchtstofflampen und Glühlampen verschiedene Vorteile. Zum Beispiel haben LEDs einen deutlich geringeren Energieverbrauch. Anders als traditionelle Leuchtquellen wie beispielsweise Glühbirnen, die einen bedeutenden elektrischen Strom umwandeln, der die Metallfilamente auf eine für die Erzeugung von Licht ausreichende Temperatur erwärmt, erzeugen LEDs praktisch keine Wärme und nutzen einen Bruchteil der Energie für die Erzeugung von Lumen Lichtleistung in äquivalenter Höhe. Bei Lampenanwendung zum Beispiel kann eine LED-Lichtquelle weniger als 7 Watt verbrauchen, um verglichen mit einer Glühbirne, die 60 Watt verbraucht, die gleiche Helligkeit zu liefern. Bei Anwendung in einer T8-Röhre ist die von einer LED-Lichtquelle mit einem Verbrauch von weniger als 20 Watt erzeugte Helligkeit sogar größer als die Helligkeit, die von einer 60 Watt Glühbirne erzeugt wird.
  • Die Betriebsdauer eines LED verlängert sich auf 50.000 Stunden oder sogar 100.000 Stunden. Dagegen beträgt die durchschnittliche Betriebsdauer einer Glühbirne nur etwa 5.000 Stunden und die durchschnittliche Betriebsdauer einer Leuchtstofflampe etwas 15.000 Stunden. Darüber hinaus enthalten LEDs kein Quecksilber oder anderes gefährliches Material oder Chemikalien und erzeugen anders als Glühlampen oder Leuchtstofflampen Null ultraviolette (UV) Strahlung.
  • Zur Einstellung der Helligkeit der Lichtquellen werden Dimmverfahren angewendet. Zum Beispiel empfängt ein Leistungswandler einen Wechselstrom aus einer Wechselstromquelle und erzeugt eine Gleichspannung für den Betrieb einer LED-Lichtquelle. Ein Controller stellt die Ausgangsleistung des Leistungswandlers gemäß einem zwischen die Wechselstromquelle und den Leistungswandler geschalteten Dimmers ein, um die Dimmung der LED-Lichtquelle zu steuern. Es können verschiedene Dimmverfahren angewendet werden. Zum Beispiel kann der Dimmer ein TRIAC Dimmer oder Ein/Ausschalt-Dimmer sein. Aus diesem Grund hat der Controller für die verschiedenen Dimmertypen einen unterschiedlichen Aufbau, worunter die Flexibilität des Controllers leidet, der für den Betrieb von LEDs mit unterschiedlichen Dimmverfahren verwendet wird.
  • Kurze Zusammenfassung
  • In einer Ausführungsform umfasst ein Controller für die Steuerung der Dimmung einer Lichtquelle einen Erfassungs-Pin, einen Eingangssignal-Pin und einen Überwachungs-Pin. Der Erfassungs-Pin ist ausgebildet für die Überwachung einer gleichgerichteten Spannung und für die Ermittlung, ob die gleichgerichtete Spannung von einem TRIAC Dimmer oder von einem Ein/Ausschalt-Dimmer kommt. Der Eingangssignal-Pin ist ausgebildet für den Empfang eines Eingangssignals, das die gleichgerichtete Spannung anzeigt, und der Controller steuert die Lichtquellendimmung gemäß dem Eingangssignal, wenn die gleichgerichtete Spannung von einem TRIAC Dimmer kommt. Der Überwachungs-Pin ist ausgebildet für den Empfang eines Überwachungssignals, das einen Betrieb des Ein/Ausschalt-Dimmers anzeigt, und der Controller steuert die Lichtquellendimmung durch ein Steuern des Schalters gemäß dem Überwachungssignal, wenn die gleichgerichtete Spannung von einem Ein/Ausschalt-Dimmer kommt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen des beanspruchten Gegenstands ergeben sich aus der nachfolgenden Detailbeschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet sind. In den Zeichnungen zeigt:
  • 1 ein Blockdiagramm einer Lichtquellen-Treiberschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2A ein Diagramm einer Lichtquellen-Treiberschaltung unter Verwendung eines TRIAC Dimmers, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2B Wellenformen in Verbindung mit der Lichtquellen-Treiberschaltung in 2A gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 3A ein Diagramm einer Lichtquellen-Treiberschaltung unter Verwendung eines Ein/Ausschalt-Dimmers, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 3B Wellenformen in Verbindung mit der Lichtquellen-Treiberschaltung in 3A bei angeschaltetem Ein/Ausschalt-Dimmer, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 4 eine schematische Darstellung einer Lichtquellen-Treiberschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 5 ein Beispiel eines Steuerblocks in 4 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 6 ein Flussdiagramm eines Beispiels eines Verfahrens zur Bestimmung, ob die gleichgerichtete Spannung von einem TRIAC Dimmer oder von einem Ein/Ausschalt-Dimmer kommt, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 7A Signalwellenformen in Verbindung mit dem Dimm-Controller in 4, der in einem ersten Modus arbeitet, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 7B Signalwellenformen in Verbindung mit dem Dimm-Controller in 4, der in einem zweiten Modus arbeitet, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Detailbeschreibung
  • Es wird nunmehr im Einzelnen auf die Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen. Wenngleich die Erfindung im Zusammenhang mit diesen Ausführungsformen beschrieben wird, versteht sich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist. Die Erfindung umfasst im Gegenteil Alternativen, Modifikationen und Äquivalente innerhalb des Schutzrahmens der Erfindung, der durch die anliegenden Ansprüche definiert ist.
  • Ferner sind in der folgenden Detailbeschreibung der vorliegenden Erfindung zahlreiche spezielle Details angegeben, die der ausführlichen Erläuterung der Erfindung dienen. Der Fachmann wird jedoch erkennen, dass die vorliegende Erfindung auch ohne diese speziellen Details ausgeführt werden kann. Andererseits wurden hinreichend bekannte Verfahren, Vorgehensweisen, Komponenten und Schaltungen aus Gründen einer übersichtlichen Darstellung der Aspekte der Erfindung nicht im Detail beschrieben.
  • 1 zeigt ein Blockdiagramm einer Lichtquellen-Treiberschaltung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Lichtquellen-Treiberschaltung 100 umfasst eine Stromquelle 102, z. B. eine Wechselstromquelle, einen Gleichrichter 108 zum Gleichrichten einer Wechselspannung von einem TRIAC Dimmer 104 und/oder von einem Ein/Ausschalt-Dimmer 106 für die Bereitstellung einer gleichgerichteten Spannung VREC und einen Leistungswandler 112 für den Empfang einer gleichgerichteten Spannung VREC und für die Erzeugung einer geregelten Leistung an die Lichtquelle 118. In vorteilhafter Weise überwacht ein Dimm-Controller 110 die gleichgerichtete Spannung VREC von dem Gleichrichter 108 und ermittelt, ob die Wechselspannung von dem TRIAC Dimmer 104 und/oder von dem Ein/Ausschalt-Dimmer 106 kommt. Nach Feststellen des Dimmertyps stellt der Dimm-Controller 110 die Ausgangsleistung des Leistungswandlers 112 zum Steuern der Dimmung der Lichtquelle 118 gemäß dem Dimmer-Typ ein. Wenn beispielsweise der TRIAC Dimmer 104 detektiert wird, steuert der Dimm-Controller 110 die Dimmung gemäß dem Betrieb des TRIAC Dimmers 104 und schaltet einen Strompfad 114 zum Halten eines Haltestroms des TRIAC Dimmers 104. Wenn der Ein/Ausschalt-Dimmer 106 detektiert wird, steuert der Dimm-Controller 110 die Dimmung gemäß dem Betrieb des Ein/Ausschalt-Dimmers 106.
  • 2A zeigt ein Diagramm einer Lichtquellen-Treiberschaltung 200 unter Nutzung eines TRIAC Dimmers 104 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Elemente, die wie in 1 benannt sind, haben gleiche Funktion. Die Lichtquellen-Treiberschaltung 200 umfasst eine Stromquelle 102, z. B. eine Wechselstromquelle, einen TRIAC Dimmer 104 für den Empfang einer Wechselstromeingangsspannung VIN von der Stromquelle 102 und für die Erzeugung einer Wechselspannung VTRIAC, einen Gleichrichter 108 zum Gleichrichten der Wechselspannung VTRIAC von dem TRIAC Dimmer 104 für die Bereitstellung einer gleichgerichteten Spannung VREC und einen Leistungswandler 112 für den Empfang der gleichgerichteten Spannung VREC und die Erzeugung einer geregelten Leistung an die Lichtquelle 118. In vorteilhafter Weise empfängt ein Dimm-Controller 110 ein Signal, das die gleichgerichtete Spannung VREC von dem Gleichrichter 108 anzeigt, und bestimmt, dass die von dem Gleichrichter empfangene Wechselspannung von dem TRIAC Dimmer 104 kommt. Der Dimm-Controller 110 stellt die Ausgangsleistung des Leistungswandlers 112 ein, um die Dimmung der Lichtquelle 118 entsprechend zu steuern. In einer Ausführungsform ist der Dimm-Controller 110 ferner ausgebildet für die Herstellung eines Strompfads 114 zur Aufrechterhaltung eines Haltestroms des TRIAC Dimmers 104.
  • In dem Beispiel von 2A umfasst der TRIAC Dimmer 104 einen Triac 206, der zwischen die Stromquelle 102 und den Gleichrichter 108 geschaltet ist. Der Triac 206 hat einen ersten Anschluss A1, einen zweiten Anschluss A2 und ein Gate G. Der Triac-Dimmer 104 hat ferner einen einstellbaren Widerstand 208, der mit einem Kondensator 210 in Reihe geschaltet ist, und einen Diac 212, dessen eines Ende mit dem Kondensator 210 und dessen anderes Ende mit dem Gate G des Triac 206 gekoppelt ist. Der Triac 206 ist ein bidirektionaler Schalter, der, wenn er ausgelöst wird, Strom in beiden Richtungen leiten kann. Der Triac 206 kann durch eine an das Gate G angelegte positive oder negative Spannung ausgelöst werden. Sobald der Triac 206 ausgelöst ist, bleibt er leitend, bis der den Triac durchfließende Strom unter einen Schwellenwert abfällt, d. h. den Haltestrom IH. Mit anderen Worten: Um den Triac 206 leitend zu halten, wird ein den Triac 206 durchfließender Strom nach dem Auslösen des Triac 206 auf nicht weniger als dem Haltestrom IH gehalten.
  • 2B zeigt die zur Lichtquellen-Treiberschaltung 200 in 2A zugehörigen Wellenformen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Insbesondere zeigt 2B Wellenformen der Wechselstrom-Eingangsspannung VIN, einer Spannung VA2-A1 zwischen dem Anschluss A1 und dem Anschluss A2 des Triac 206, eines Stroms IDIAC durch den Diac 212, der Wechselstromspannung VTRIAC, die von dem TRIAC Dimmer 104 bereitgestellt wird, und der gleichgerichteten Spannung VREC von dem Gleichrichter 108. In dem Beispiel von 2B hat die Wechselstrom-Eingangsspannung VIN eine sinusförmige Wellenform. 2B wird in Kombination mit 2A beschrieben.
  • Zu Beginn ist der Triac 206 abgeschaltet, und die Spannung VA2-A1 zwischen dem Anschluss A1 und A2 steigt mit der Wechselstrom-Eingangsspannung VIN. Bei Zeit T1 aktiviert die Spannung über dem Kondensator 210 den Diac 212. Der Diac 212 erzeugt einen Stromimpuls, der an das Gate G des Triac 206 angelegt wird. In Reaktion auf den Stromimpuls wird der Triac 206 aktiviert. Infolgedessen wird die Wechselstrom-Eingangsspannung VIN zu dem Gleichrichter 108 geführt, und es fließt Strom durch den Triac 206. Bei Zeit T2, nämlich nahe dem Ende der ersten Zyklushälfte der Wechselstrom-Eingangsspannung VON, wird der Triac 206 deaktiviert, da der Strom durch den Triac 206 unter den Haltestrom des Triac 206 abfällt. In der zweiten Zyklushälfte der Wechselstrom-Eingangsspannung VON wird der Triac 206 wieder aktiviert, wenn die Spannung über dem Kondensator 210 den Diac 212 aktiviert. Durch Heraufsetzen oder Herabsetzen des Widerstands des einstellbaren Widerstands 208 wird der Ladestrom des Kondensators 210 derart variiert, dass der Diac 212 bei einem unterschiedlichen Phasenwinkel leitend sein kann. Folglich kann der Triac 206 abhängig von dem Widerstand des einstellbaren Widerstands 208 mit einem einstellbaren Leitungswinkel aktiviert werden. Der Gleichrichter 108 wandelt den negativen Teil der Wechselstromspannung VTRIAC in einen entsprechenden positiven Teil um, um die gleichgerichtete Spannung VREC zu erzeugen.
  • 3A zeigt ein Diagramm einer Lichtquellen-Treiberschaltung 300, die mit einem Ein/Ausschalt-Dimmer 106 arbeitet, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Elemente, die mit den gleichen Bezugsziffern wie in 1 versehen sind, haben die gleichen Funktionen. 3B zeigt die mit der Lichtquellen-Treiberschaltung 300 in 3A verbundenen Wellenformen bei aktviertem Schalter 302 in 3A gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3A wird in Kombination mit 3B beschrieben.
  • Die Lichtquellen-Treiberschaltung 300 hat eine Stromquelle 102, z. B. eine Wechselstromquelle, einen Ein/Ausschalt-Dimmer 106, der zwischen die Stromquelle 102 und einen Gleichrichter 108 geschaltet ist, einen Leistungswandler für den Empfang einer gleichgerichteten Spannung VREC von dem Gleichrichter 108 und für die Erzeugung einer geregelten Leistung für die Lichtquelle 118. In vorteilhafter Weise empfängt ein Dimm-Controller 110 ein die gleichgerichtete Spannung VREC anzeigendes Signal von dem Gleichrichter 108 und bestimmt, dass die Wechselspannung, die der Gleichrichter 108 empfängt, von dem Ein/Ausschalt-Dimmer 106 kommt. Der Dimm-Controller 110 stellt die Ausgangsleistung des Leistungswandlers 112 ein, um die Dimmung der Lichtquelle 118 entsprechend zu steuern.
  • In dem Beispiel von 3A hat der Ein/Ausschalt-Dimmer 106 einen Schalter 302. Wenn der Schalter 302 aktiviert ist, wird die Wechselstrom-Eingangsspannung VIN an den Gleichrichter 108 angelegt. Der Gleichrichter 108 wandelt die Wechselstrom-Eingangsspannung VIN in eine gleichgerichtete Spannung VREC um. Der Gleichrichter 108 wandelt den negativen Teil der Wechselstrom-Eingangsspannung VIN in einen entsprechenden positiven Teil um, um die gleichgerichtete Spannung VREC zu erzeugen.
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Lichtquellen-Treiberschaltung 400 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Elemente, die mit den gleichen Bezugsziffern wie in 3 versehen sind, haben die gleichen Funktionen. In dem Beispiel von 4 treibt die Lichtquellen-Treiberschaltung 400 ein LED-String 408 an. Die Lichtquellen-Treiberschaltung 400 kann für den Antrieb verschiedener Arten von Lichtquellen verwendet werden. Der Gleichrichter 108 kann ein Brückengleichrichter mit vier Dioden 408 und einem Kondensator C7 sein. Der Leistungswandler 112 hat eine Induktivität L1, eine Diode D1 und einen Schalter Q1. Der Schalter Q1 ist mit dem LED-String 408 gekoppelt und wird durch den Dimm-Controller 110 an- oder ausgeschaltet.
  • In einer Ausführungsform umfasst der Dimm-Controller 110 einen Steuerblock 190. Der Steuerblock 190 kann unter anderem eine integrierte Schaltung sein. In einer Ausführungsform umfasst der Steuerblock 190 Pins VDC, RT, GND, SOURCE, CLK, DETECT, VSIN, HV_GATE, VDD, DRAIN, COMP, PWMOFF, BLEED1, BLEED2, IBLD1 und IBLD2. Der Erfassungs-Pin DETECT empfängt ein Signal, das die gleichgerichtete Spannung VREC anzeigt, und ermittelt, ob die gleichgerichtete Spannung VREC von einem TRIAC Dimmer 104 oder von einem Ein/Ausschalt-Dimmer 106 kommt. In dem Beispiel von 4 ist der Erfassungs-Pin DETECT über einen Kondensator C3 und Widerstände R5 und R6 mit dem Ausgang des Gleichrichters 108 verbunden.
  • Der Eingangssignal-Pin VSIN empfängt ein Signal VSIN, das die gleichgerichtete Spannung VREC anzeigt. In dem Beispiel von 4 ist der Eingangssignal-Pin VSIN über Widerstände R7 und R8 mit dem Ausgang des Gleichrichters 108 gekoppelt. Der Durchschnittssignal-Pin VDC empfängt ein Signal VDC, das einen Durchschnitt VAVG der gleichgerichteten Spannung VREC anzeigt. In dem Beispiel von 4 ist der Durchschnittssignal-Pin VDC über einen Kondensator C2 und Widerstände R1 und R2 mit dem Ausgang des Gleichrichters 108 gekoppelt.
  • Ein erster Vorbelastungswiderstandssteuerungs-Pin BLEED1 steuert einen Schalter Q2 für die Schaltung eines ersten Strompfads, der den Schalter Q2 enthält, und einen Widerstand R12, um einen Haltestrom des TRIAC Dimmers 104 zu halten, wenn der TRIAC Dimmer 104 mit dem Gleichrichter 108 gekoppelt ist. Insbesondere kann in einer Ausführungsform der Schalter Q2 deaktiviert werden, wenn das Signal, das der Pin DETECT empfängt, anzeigt, dass der TRIAC Dimmer 104 mit dem Gleichrichter 108 gekoppelt ist und dass das Signal VSIN, das der Pin VSIN empfängt, größer ist als das Signal VDC, das der Pin VDC empfängt. In dem Beispiel von 4 steuert der Vorbelastungswiderstandssteuerungs-Pin BLEED1 den Schalter Q2 linear gemäß einem von dem Pin IBLD1 empfangenen Erfassungssignal, z. B. einer Spannung über dem Widerstand R12.
  • Ein zweiter Vorbelastungswiderstandssteuerungs-Pin BLEED2 steuert einen Schalter Q3 für die Schaltung eines zweiten Strompfads, der den Schalter Q3 enthält, und einen Widerstand R11, so dass ein Haltestrom des TRIAC Dimmers 104 gehalten wird, wenn der TRIAC Dimmer 104 mit dem Gleichrichter 108 gekoppelt ist. Insbesondere kann in einer Ausführungsform der Schalter Q3 deaktiviert werden, wenn das von dem Pin DETECT empfangene Signal anzeigt, dass der TRIAC Dimmer 104 mit dem Gleichrichter 108 gekoppelt ist und das von dem Pin VSIN empfangene Signal VSIN kleiner ist als das von dem Pin VDC empfangene Signal. In dem Beispiel von 4 steuert der Vorbelastungswiderstandssteuerungs-Pin BLEED2 den Schalter Q3 linear gemäß einem von dem Pin IBLD2 empfangenen Erfassungssignal, z. B. einer Spannung über dem Widerstand R11.
  • Der Pin CLK empfängt ein Schaltüberwachungssignal, das einen Betrieb des Ein/Ausschalt-Dimmers 106 anzeigt, wenn der Ein/Ausschalt-Dimmer 106 mit dem Gleichrichter 108 gekoppelt ist. In dem Beispiel von 4 ist der Pin CLK über einen Kondensator C1 und Widerstände R3 und R4 mit dem Ausgang des Gleichrichters 108 gekoppelt. Wenn der Ein/Ausschalt-Dimmer 106 mit dem Gleichrichter 108 gekoppelt ist, fällt bei Deaktivierung des Ein/Ausschalt-Dimmers 106 die Spannung über dem Widerstand R4 auf Null ab. Dadurch wird ein Schaltüberwachungssignal, das einen Ausschaltvorgang des Ein/Ausschalt-Dimmers 106 anzeigt, durch den Pin CLK erfasst. Die Spannung über dem Widerstand R4 steigt auf eine vorgegebene Spannung an, wenn der Ein/Ausschalt-Dimmer 106 aktiviert wird. Dadurch wird ein Schaltüberwachungssignal, das einen Einschaltvorgang des Ein/Ausschalt-Dimmers 106 anzeigt, durch den Pin CLK erfasst.
  • Darüber hinaus steuert der Pin HV_GATE den Schalter Q1. Wenn im Betrieb der Ein/Ausschalt-Dimmer 106 benutzt wird und ein Einschaltvorgang des Ein/Ausschalt-Dimmers 106 an dem Pin CLK nachgewiesen wird, aktiviert der Steuerblock 190 den Schalter Q1. Wenn ein Ausschaltvorgang des Ein/Ausschalt-Dimmers 106 an dem Pin CLK nachgewiesen wird, deaktiviert der Steuerblock 190 den Schalter Q1, sodass das LED-String 408 abgeschaltet wird, nachdem die Induktivität L1 vollständig entladen ist. Der Pin VDD ist mit dem Schalter Q1 gekoppelt, um den Steuerblock 190 zu versorgen. Der Pin DRAIN ist mit dem Schalter Q1 gekoppelt. Der Pin SOURCE ist mit dem Widerstand R13 gekoppelt. Der Pin COMP ist mit dem Kondensator C5 gekoppelt. Der Pin GND ist mit der Erde gekoppelt. Der Pin RT ist über einen Widerstand R14 mit der Erde gekoppelt, um eine Frequenz eines von dem Steuerblock 190 erzeugten Frequenzsignals zu bestimmen.
  • 5 zeigt ein Beispiel eines Steuerblocks 190 in 4 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 5 wird in Kombination mit 4 beschrieben.
  • Der Steuerblock 190 hat einen Treiber 516 für die Steuerung eines Schalters Q4, der zwischen den Pin DRAIN und den Pin SOURCE geschaltet ist, um den Strom eines LED-String 408 zu steuern, einen Komparator 514 für den Vergleich eines Eingangssignals VSIN, das eine gleichgerichtete Spannung VREC anzeigt, mit einem Durchschnittssignal VDC, das einen Durchschnitt VAVG der gleichgerichteten Spannung VREC anzeigt, um ein Pulsweitenmodulationssignal LPWM zu erzeugen, einen Multilevel-Dimmer 538, der mit dem Pin CLK gekoppelt ist, um die Helligkeit des LED-String 408 in Reaktion auf den Betrieb des Ein/Ausschalt-Dimmers 106 einzustellen, einen Spannungsdetektor 540 zur Überwachung der gleichgerichteten Spannung VREC, einen Vorbelastungswiderstands-Controller 542 für die Steuerung eines Fehlerverstärkers 550, um den ersten Strompfad mit dem Schalter Q2 und den in 4 gezeigten Widerstand R12 zu steuern, einen Vorbelastungswiderstands-Controller 546 für die Steuerung eines Fehlerverstärkers 552, um den zweiten Strompfad mit dem Schalter Q3 und den in 4 gezeigten Widerstand R11 zu steuern. Der Steuerblock 190 umfasst ferner eine Übertemperatur-Schutzeinheit 502, eine Kurzschluss-Schutzeinheit 504, eine Überstrom-Schutzeinheit 506 und eine Unterspannungs-Ausschlusseinheit 510.
  • In dem Beispiel von 5 bestimmt der Steuerblock 190, ob die gleichgerichtete Spannung VREC von einem TRIAC Dimmer 104 oder einem Ein/Ausschalt-Dimmer 106 kommt, wozu ein Spannungsdetektor 540, ein Taktgeber 532, ein Zähler 534 und ein Komparator 536 verwendet werden. 6 zeigt ein Flussdiagramm eines Beispiels einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestimmen, ob die gleichgerichtete Spannung VREC von einem TRIAC Dimmer 104 oder einem Ein/Ausschalt-Dimmer 106 kommt. 6 wird in Kombination mit 5 beschrieben.
  • In Block 602 überwacht der Spannungsdetektor 540 die gleichgerichtete Spannung VREC durch den Empfang eines die gleichgerichtete Spannung VREC anzeigenden Signals über den Erfassungs-Pin DETECT. Wenn in Block 604 die gleichgerichtete Spannung VREC größer ist als eine erste voreingestellte Spannung V1, führt das Flussdiagramm zu Block 606, und der Spannungsdetektor 540 aktiviert den Taktgeber 532, um den Zähler 534 anzutreiben. In Block 608 erhöht sich ein Zählwert des Zählers 534 in Reaktion auf jeden von dem Taktgeber 532 erzeugten Taktimpuls um den Wert 1. Wenn in Block 610 die gleichgerichtete Spannung VREC kleiner ist als eine zweite voreingestellte Spannung V2, führt das Flussdiagramm zu Block 608. Wenn in Block 610 die Spannung der gleichgerichteten Spannung VREC größer ist als die zweite voreingestellte Spannung V2, führt das Flussdiagramm zu Block 612, und der Spannungsdetektor 540 deaktiviert den Taktgeber 532. In Block 614 wird der Zählwert durch den Komparator 536 mit einem Referenzwert CNT verglichen. Wenn in Block 616 der Zählwert größer als CNT ist, erzeugt der Komparator 536 ein Selektionssignal als Hinweis darauf, dass die gleichgerichtete Spannung VREC von dem Ein/Ausschalt-Dimmer 106 kommt. Wenn in Block 618 der Zählwert kleiner ist als CNT oder gleich CNT, erzeugt der Komparator 536 ein Selektionssignal als Hinweis darauf, dass die gleichgerichtete Spannung VREC von dem TRIAC Dimmer 104 kommt.
  • Es wird erneut auf 5 Bezug genommen. Wenn der Steuerblock 190 feststellt, dass die gleichgerichtete Spannung VREC von dem Ein/Ausschalt-Dimmer 106 kommt, werden in einer Ausführungsform das SR Flipflop 528, der Vorbelastungswiderstands-Controller 542, der Fehlerverstärker 550, der Vorbelastungswiderstands-Controller 546 und der Fehlerverstärker 552 deaktiviert. Der Multilevel-Dimmer 538 wird aktiviert, um gemäß dem Betrieb des Ein/Ausschalt-Dimmers 106 ein Dimmsignal ADJ auszugeben. Der Multilevel-Dimmer 538 empfängt ein Schaltüberwachungssignal, das auf einen Betrieb des Ein/Ausschalt-Dimmers 106 über den Pin CLK hinweist. Zum Beispiel nimmt die Spannung des Dimmsignals ADJ in Reaktion auf einen Ausschaltvorgang des Ein/Ausschalt-Dimmers 106 von einem ersten Pegel auf einen zweiten Pegel ab. Ein Verstärker 530 vergleicht das Dimmsignal ADJ mit einem Erfassungssignal SEN, das von dem Stromerfassungs-Pin SOURCE empfangen wird. Das Erfassungssignal SEN gibt einen Strom des LED-String 408 an. Eine Abtast-Halte-Schaltung 520 empfängt die Ausgabe des Verstärkers 530. Ein Komparator 518 erzeugt ein Steuersignal CTRL1 zur Steuerung des Schalters Q4 durch den Vergleich eines von einem Oszillator 524 erzeugten Sägezahnsignals SAW mit der Ausgabe der Abtast-Halte-Schaltung 520. Der Komparator 541 ist mit dem Eingangssignal-Pin VSIN und dem Durchschnittssignal-Pin VDC gekoppelt und vergleicht ein Eingangssignal VSIN, das eine gleichgerichtete Spannung VREC anzeigt, mit einem Durchschnittssignal VDC, das einen Durchschnitt VAVG der gleichgerichteten Spannung VREC angibt, um ein Pulsweitenmodulationssignal LPWM zu erzeugen. Wenn in einer Ausführungsform VSIN größer ist als VDC, ist das Pulsweitenmodulationssignal LPWM in einem ersten Zustand (z. B. logisch 1), und der Schalter Q4 wird durch den Ausgang des Komparators 518 gesteuert. Insbesondere in einer Ausführungsform erzeugt der Komparator 518, wenn die Ausgabe der Abtast-Halte-Schaltung 520 größer als das Sägezahnsignal SAW ist, das Steuersignal CTRL1 in einem ersten Zustand (z. B. logisch 1), um den Schalter Q4 zu aktivieren. Wenn die Ausgabe der Abtast-Halte-Schaltung 520 kleiner als das Sägezahnsignal SAW ist, erzeugt der Komparator 518 das Steuersignal CTRL1 in einem zweiten Zustand (z. B. logisch 0), um den Schalter Q4 zu deaktivieren. Deshalb variiert das Tastverhältnis des Steuersignals CTRL1, wenn das Pulsweitenmodulationssignal LPWM in einem ersten Zustand ist, gemäß dem Dimmsignal ADJ, welches durch das Schaltüberwachungssignal, das den Betrieb des Ein/Ausschalt-Dimmers 106 anzeigt, weiter bestimmt wird.
  • Wenn VSIN kleiner als VDC ist, ist das Pulsweitenmodulationssignal LPWM in einem zweiten Zustand (z. B. logisch 0), und der Schalter Q4 bleibt während des zweiten Zustands des Pulsweitenmodulationssignals LPWM deaktiviert. Mit anderen Worten: Der Schalter Q4 wird während des ersten Zustands des Pulsweitenmodulationssignals LPWM gemäß dem Steuersignal CTRL1 alternierend aktiviert und deaktiviert und bleibt während des zweiten Zustands des Pulsweitenmodulatationssignals LPWM deaktiviert.
  • Wenn in einer Ausführungsform der Steuerblock 190 feststellt, dass die gleichgerichtete Spannung VREC von dem TRIAC Dimmer 104 kommt, werden der Multilevel-Dimmer 538, der Verstärker 530, die Abtast-Halte-Schaltung 520 und der Komparator 518 deaktiviert. Das SR Flipflop 528, der Vorbelastungswiderstands-Controller 542, der Fehlerverstärker 550, der Vorbelastungswiderstands-Controller 546 und der Fehlerverstärker 552 werden aktiviert.
  • Der Komparator 514 vergleicht ein die gleichgerichtete Spannung VREC anzeigendes Eingangssignal VSIN mit einem einen Durchschnitt VAVG der gleichgerichteten Spannung VREC anzeigenden Durchschnittssignal VDC, um ein Pulsweitenmodulationssignal LPWM zu erzeugen. Wenn VSIN größer ist als VDC, ist das Pulsweitenmodulationssignal LPWM in einem ersten Zustand (z. B. logisch 1). Während des ersten Zustands des Pulsweitenmodulationssignals LPWM ist der in 4 gezeigte Schalter Q4 aktiviert und wird durch den Ausgang CTRL2 des SR Flipflop 528 gesteuert. Insbesondere empfängt der S-Eingang des SR Flipflop 528 ein von dem Oszillator 524 erzeugtes Pulssignal PULSE. Das SR Flipflop 528 gibt in Reaktion auf jeden Impuls in dem Pulssignal eine logische 1 aus, um den Schalter Q4 zu aktivieren. Ein Komparator 526 vergleicht ein Referenzsignal REF3 mit dem von dem Stromerfassungs-Pin SOURCE empfangenen Erfassungssignal SEN. Das Referenzsignal REF3 bestimmt einen Spitzenpegel des Stroms des LED-String 408. Das Erfassungssignal SEN zeigt einen Strom des LED-String 408 an, wenn der Schalter Q4 aktiviert ist. Wenn das Erfassungssignal SEN auf REF3 anwächst, erzeugt der Komparator 526 eine logische 1 an dem R-Eingang des SR Flipflop 528, so dass das SR Flipflop 528 eine logische 0 ausgibt, um den Schalter Q4 zu deaktivieren. Wenn VSIN kleiner ist als VDC, ist das Pulsweitenmodulationssignal LPWM in einem zweiten Zustand (z. B. logisch 0), und die Schalter Q1 und Q4 sind deaktiviert. Mit anderen Worten: Der Schalter Q4 wird während des ersten Zustands des Pulsweitenmodulationssignals LPWM entsprechend der Ausgabe des SR Flipflop 528 alternierend aktiviert und deaktiviert und bleibt während des zweiten Zustands des Pulsweitenmodulationssignals LPWM deaktiviert.
  • Der Vorbelastungswiderstands-Controller 542 ist ausgebildet für die Aktivierung eines Schalters 548, der zwischen den Pin BLEED1 und den Fehlerverstärker 550 geschaltet ist, um einen ersten Strompfad mit dem Schalter Q2 und dem Widerstand R12 (in 4 gezeigt) während des ersten Zustands des Pulsweitenmodulationssignals LPWM herzustellen. Solchermaßen fließt Strom von dem Gleichrichter 108 durch den Schalter Q2 und den Widerstand R12 zur Erde. Der Fehlerverstärker 550 empfängt ein Referenzsignal REF1 und ein eine Spannung über dem Widerstand R12 anzeigendes Erfassungssignal und steuert den Schalter 548 linear, um den Strom durch den Schalter Q2 und den Widerstand R12 auf nicht weniger als dem Haltestrom des TRIAC Dimmers 104 zu halten.
  • Der Vorbelastungswiderstands-Controller 546 ist ausgebildet für die Aktivierung eines Schalters 554, der zwischen den Pin BLEED2 und den Fehlerverstärker 552 geschaltet ist, um einen zweiten Strompfad mit dem Schalter Q3 und dem Widerstand R11 (in 4 gezeigt) während eines zweiten Zustands des Pulsweitenmodulationssignals LPWM herzustellen. Solchermaßen fließt Strom von dem Gleichrichter 108 durch den Schalter Q3 und den Widerstand R11 zur Erde. Der Fehlerverstärker 552 empfängt das Referenzsignal REF1 und ein eine Spannung über dem Widerstand R11 anzeigendes Erfassungssignal und steuert den Schalter 554 linear, um den Strom durch den Schalter Q3 und den Widerstand R11 auf nicht weniger als dem Haltestrom des TRIAC Dimmers 104 zu halten. Darüber hinaus empfängt der Vorbelastungswiderstands-Controller 546 in einer Ausführungsform ein Einstellungssignal von dem Pin PWMOFF. Das Einstellungssignal bestimmt ein minimales Tastverhältnis DMIN des Pulsweitenmodulationssignal LPWM. Wenn sich das Tastverhältnis auf das minimale Tastverhältnis DMIN verkleinert, deaktiviert der Steuerblock 190 den Schalter Q4, und der Vorbelastungswiderstands-Controller 546 stellt den zweiten Strompfad her. Deshalb aktiviert der Vorbelastungswiderstands-Controller 546 in einer Ausführungsform den Schalter 554, um den zweiten Strompfad herzustellen, wenn einer der folgenden Zustände gegeben ist: wenn das Pulsweitenmodulationssignal LPWM in dem zweiten Zustand ist oder wenn sich das Tastverhältnis des Pulsweitenmodulationssignals LPWM auf das minimale Tastverhältnis DMIN verringert.
  • Wenn das Pulsweitenmodulationssignal LPWM in dem ersten Zustand ist, wird der Schalter Q4 alternierend aktiviert und deaktiviert. Dadurch fließt während des ersten Zustands Strom durch das LED-String 408 zur Erde. Der Steuerblock 190 ist ausgebildet für die Herstellung des ersten Strompfads, um den Haltestrom des TRIAC Dimmers 104 zu halten. Wenn das Pulsweitenmodulationssignal LPWM in dem zweiten Zustand ist, bleibt der Schalter Q4 deaktiviert. Dadurch fließt während des zweiten Zustands des LPWM kein Strom durch das LED-String 408 zur Erde. Der Steuerblock 190 ist ausgebildet für die Herstellung des zweiten Strompfads, um den Haltestrom des TRIAC Dimmers 104 zu halten. Um den gleichen Haltestrom des TRIAC Dimmers 104 zu halten, ist der während des ersten Zustands des LPWM durch den ersten Strompfad fließende Vorbelastungsstrom als solcher kleiner als der Vorbelastungsstrom, der während des zweiten Zustands des LPWM durch den zweiten Strompfad fließt. Wenngleich das Beispiel von 4 zwei Strompfade zeigt, d. h. den einen, der den Schalter Q2 und den Widerstand R12 aufweist, und den anderen, der den Schalter Q3 und den Widerstand R11 aufweist, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. In einer anderen Ausführungsform kann zum Halten des Haltestroms des TRIAC Dimmers 104 ein Strompfad vorgesehen sein.
  • Wie in dem Beispiel von 5 erläutert, wird bei Verwendung des TRIAC Dimmers 104 die Dimmung der Lichtquelle 118 gesteuert, indem in einer Ausführungsform das die gleichgerichtete Spannung VREC anzeigende Eingangssignal VSIN mit dem einen Durchschnitt VAVG der gleichgerichteten Spannung VREC anzeigenden Durchschnittssignal VDC verglichen wird. Als Alternative kann bei Verwendung des TRIAC Dimmers 104 die Dimmung der Lichtquelle 118 auch durch eine Berechnung des Leitungswinkels der gleichgerichteten Spannung VREC gesteuert werden.
  • Wenn sich während des Betriebs ein anormaler Zustand wie eine Übertemperatur, ein Kurzschluss oder ein Überstrom nachgewiesen wird, können die Übertemperatur-Schutzeinheit 502, die Kurzschluss-Schutzeinheit 504 oder die Überstrom-Schutzeinheit 506 über die AND-Gates 508 und 512 ein Steuersignal, z. B. eine logische 0, an den Treiber 516 erzeugen, um den Schalter Q4 zu deaktivieren.
  • 7A zeigt Wellenformen von Signalen in Verbindung mit dem Dimm-Controller in 4 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der in einem ersten Betriebsmodus arbeitet, d. h. in dem Ein/Ausschalt-Dimmmodus. Insbesondere zeigt 7A den Zustand des Schalters 302, der gleichgerichteten Spannung VREC von dem Gleichrichter 108, des von dem Komparator 514 erzeugten Pulsweitenmodulationssignals LPWM, des von dem Multilevel-Dimmer 538 erzeugten Dimmsignals ADJ, des von dem Oszillator 524 bereitgestellten Sägezahnsignals SAW, der Ausgabe V520 der Abtast-Halte-Schaltung 520 und des von dem Komparator 518 erzeugten Steuersignals CTRL1, wenn der Ein/Ausschalt-Dimmer 106 verwendet wird. 7A wird in Kombination mit 4 und 5 beschrieben.
  • Wenn im Betriebszustand der Schalter 302 aktiviert ist, vergleicht der Komparator 514 ein die gleichgerichtete Spannung VREC anzeigendes Signal VSIN mit einem einen Durchschnitt VAVG der gleichgerichteten Spannung VREC anzeigenden Durchschnittssignal VDC, um das Pulsweitenmodulationssignal LPWM zu erzeugen. Wenn in einer Ausführungsform VSIN größer ist als VDC, ist das Pulsweitenmodulationssignal LPWM in einem ersten Zustand (z. B. logisch 1). Wenn VSIN kleiner als VDC ist, ist das Pulsweitenmodulationssignal LPWM in einem zweiten Zustand (z. B. logisch 0). Der Oszillator 524 liefert das Sägezahnsignal SAW. Wenn das Pulsweitenmodulationssignal LPWM in dem ersten Zustand ist, erzeugt der Komparator 518 das Steuersignal CTRL1, um den Schalter Q4 (in 4 gezeigt) alternierend zu aktivieren und zu deaktivieren, indem das Sägezahnsignal SAW mit der Ausgabe V520 der Abtast-Halte-Schaltung 520 verglichen wird. In einer Ausführungsform ist V520 proportional zu dem Dimmsignal ADJ, das durch den Multilevel-Dimmer 538 erzeugt wird. Wenn in einer Ausführungsform die Ausgabe der Abtast-Halte-Schaltung 520 größer ist als das Sägezahnsignal, erzeugt der Komparator 518 das Steuersignal CTRL1 in einem ersten Zustand (z. B. logisch 1), um den Schalter Q4 zu aktivieren. Wenn die Ausgabe der Abtast-Halte-Schaltung 520 kleiner ist als das Sägezahnsignal, erzeugt der Komparator 518 das Steuersignal CTRL1 in einem zweiten Zustand (z. B. logisch 0), um den Schalter Q4 zu deaktivieren. Wenn das Pulsweitenmodulationssignal LPWM in dem zweiten Zustand ist, ist das Steuersignal CTRL1 Null, so dass der Schalter Q4 deaktiviert bleibt.
  • Wenn der Schalter 302 deaktiviert wird, wird das einen Ausschaltbetrieb des Ein/Ausschalt-Dimmers 106 anzeigende Schaltüberwachungssignal über den Pin CLK von dem Multilevel-Dimmer 538 empfangen. Demzufolge verringert der Multilevel-Dimmer 538 in einer Ausführungsform bei erneutem Aktivieren des Schalters eine Spannung des Dimmsignals ADJ von einem ersten auf einen zweiten Pegel. Entsprechend verringert sich die Spannung des Ausgangs V520 der Abtast-Halte-Schaltung 520. Infolgedessen verringert sich auch das Tastverhältnis des Steuersignals CTRL1, weshalb die Helligkeit des LED-String 408 reduziert wird. Mit anderen Worten: Wenn der Ein/Ausschalt-Dimmer 106 verwendet wird, variiert das Tastverhältnis des Steuersignals CTRL1 gemäß dem Dimmsignal ADJ, welches weiter durch das von dem Pin CLK empfangene Schaltüberwachungssignal bestimmt wird.
  • 7B zeigt Wellenformen von Signalen in Verbindung mit dem Dimm-Controller in 4, der in einem zweiten Modus arbeitet, d. h. dem TRIAC Dimmmodus, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Insbesondere zeigt 7B die gleichgerichtete Spannung VREC von dem Gleichrichter 108, das von dem Komparator 514 erzeugte Pulsweitenmodulationssignal, das von dem Stromerfassungs-Pin SOURCE des Steuerblocks 190 empfangene Erfassungssignal SEN, das von dem Oszillator 524 bereitgestellte Pulssignal PULSE und den Ausgang CTRL2 des SR Flipflop 528, wenn der TRIAC Dimmer 104 verwendet wird. 7B wird in Kombination mit 4 und 5 beschrieben.
  • In einer Ausführungsform vergleicht der Komparator 514 ein Eingangssignal VSIN, das die gleichgerichtete Spannung anzeigt, mit einem Durchschnittssignal VDC, das einen Durchschnitt VAVG der gleichgerichteten Spannung VREC angibt, um das Pulsweitenmodulationssignal zu erzeugen. Wenn VSIN größer ist als VDC, ist das Pulsweitenmodulationssignal LPWM in einem ersten Zustand (z. B. logisch 1). Wenn VSIN kleiner als VDC ist, ist das Pulsweitenmodulationssignal LPWM in einem zweiten Zustand (z. B. logisch 0). Der Oszillator 524 liefert das Pulssignal PULSE. Der Ausgang CTRL2 des SR Flipflop 528 ändert sich in einer Ausführungsform in Reaktion auf jeden Impuls in dem Pulssignal in logisch 1. Wenn der Schalter Q4 aktiviert ist, erhöht sich ein Strom durch das LED-String 408, so dass das Erfassungssignal SEN ansteigt. Wenn das Erfassungssignal SEN auf REF3 ansteigt, erzeugt der Komparator 526 eine logische 1 an dem R-Eingang des SR Flipflop 528, so dass sich der Ausgang CTRL2 des SR Flipflop 528 in logisch 0 ändert.
  • Wenn ein Benutzer den TRIAC Dimmer 104 einstellt, um die Leitungszeit des Triac 206 zu reduzieren, nimmt das Tastverhältnis des Pulsweitenmodulationssignals LPWM ab. Folglich nimmt die Helligkeit des LED-String 408 ab. Wenn der TRIAC Dimmer 104 verwendet wird, variiert die Helligkeit des LED-String 408 gemäß der gleichgerichteten Spannung VREC. In dem Beispiel von 7B wird das Pulsweitenmodulationssignal LPWM durch den Vergleich des die gleichgerichtete Spannung VREC anzeigenden Eingangssignals VSIN mit dem einen Durchschnitt VAVG der gleichgerichteten Spannung VREC anzeigenden Durchschnittssignals VDC gewonnen. Wenn in einer alternativen Ausführungsform der TRIAC Dimmer 104 verwendet wird, kann das Pulsweitenmodulationssignal LPWM auch durch eine Berechnung des Leitungswinkels der gleichgerichteten Spannung VREC gewonnen werden. Zum Beispiel ist das Pulsweitenmodulationssignal LPWM während des Leitungswinkels der gleichgerichteten Spannung VREC in dem ersten Zustand (z. B. logisch 1). Andernfalls ist das Pulsweitenmodulationssignal LPWM in dem zweiten Zustand (z. B. logisch 0).
  • Durch die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden Schaltungen und Verfahren für die Steuerung der Dimmung einer Lichtquelle bereitgestellt. Ein Dimm-Controller ist geeignet für die Ermittlung, ob ein TRIAC Dimmer oder ein Ein/Ausschalt-Dimmer zwischen eine Stromquelle und einen Leistungswandler geschaltet ist. Nach Ermittlung des Dimmertyps steuert der Dimm-Controller dementsprechend die Dimmung der Lichtquelle. Wenn zum Beispiel der TRIAC Dimmer erfasst wird, steuert der Dimm-Controller die Dimmung gemäß dem Betrieb des TRIAC Dimmers. Wenn der Ein/Ausschalt-Dimmer erfasst wird, steuert der Dimm-Controller die Dimmung gemäß dem Betrieb des Ein/Ausschalt-Dimmers. In vorteilhafter Weise kann der Dimm-Controller an verschiedene Dimmertypen angepasst sein, wodurch seine Flexibilität vergrößert wird.
  • Während in der vorstehenden Beschreibung und in den Zeichnungen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt sind, versteht sich, dass verschiedene Ergänzungen, Modifikationen und Substitutionen möglich sind, ohne von dem Erfindungsgedanken und von dem Umfang der Erfindung abzuweichen, der in den anliegenden Ansprüchen angegeben ist. Der Fachmann wird erkennen, dass die Erfindung mit zahlreichen Modifikation hinsichtlich ihrer Form, Struktur, Anordnung, Proportionen, Materialien, Elemente und Komponenten und dergleichen angewendet werden kann, die insbesondere an die spezifischen Umgebungs- und Betriebsbedingungen angepasst sind, ohne dadurch von dem Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen dienen sämtlich dem Zweck der Darstellung, ohne die Erfindung einzuschränken, deren Schutzumfang durch die anliegenden Ansprüche und ihre rechtlichen Äquivalente angegeben ist und nicht auf die vorstehende Beschreibung beschränkt ist.

Claims (23)

  1. Controller zur Steuerung der Dimmung einer LED-Lichtquelle, wobei der Controller umfasst: einen Erfassungs-Pin, der ausgebildet ist für die Überwachung einer gleichgerichteten Spannung und für die Ermittlung, ob die gleichgerichtete Spannung von einem TRIAC Dimmer oder von einem Ein/Ausschalt-Dimmer kommt; einen Eingangssignal-Pin, der ausgebildet ist für dem Empfang eines die gleichgerichtete Spannung anzeigenden Eingangssignals, wobei der Controller ausgebildet ist für die Steuerung der Dimmung der LED-Lichtquelle durch die Steuerung eines Schalters in Reihe mit der LED-Lichtquelle gemäß dem Eingangssignal, wenn die gleichgerichtete Spannung von dem TRIAC Dimmer kommt; und einen Überwachungs-Pin, der ausgebildet ist für den Empfang eines einen Betrieb des Ein/Ausschalt-Dimmers anzeigenden Überwachungssignals, wobei der Controller ausgebildet ist für die Steuerung der Dimmung der LED-Lichtquelle durch ein Steuern des Schalters gemäß dem Überwachungssignal, wenn die gleichgerichtete Spannung von dem Ein/Ausschalt-Dimmer kommt.
  2. Controller nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Vorbelastungswiderstandssteuerungs-Pin, der ausgebildet ist für die Herstellung eines Strompfads, um einen Haltestrom des TRIAC Dimmers zu halten, wenn die gleichgerichtete Spannung von dem TRIAC Dimmer kommt.
  3. Controller nach Anspruch 1, wobei der Controller ausgebildet ist für die Steuerung der Dimmung der LED-Lichtquelle durch die Berechnung eines Leitungswinkels der gleichgerichteten Spannung, wenn die gleichgerichtete Spannung von dem TRIAC Dimmer kommt.
  4. Controller nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Durchschnittssignal-Pin, der ausgebildet ist für den Empfang eines einen Durchschnitt der gleichgerichteten Spannung anzeigenden Durchschnittssignals, wobei der Controller ausgebildet ist für die Steuerung der Dimmung der LED-Lichtquelle durch einen Vergleich des Eingangssignals mit dem Durchschnittssignal, wenn die gleichgerichtete Spannung von dem TRIAC Dimmer kommt.
  5. Controller nach Anspruch 1, wobei der Controller ausgebildet ist für die Erzeugung eines Pulsweitenmodulationssignals und wobei der Controller ausgebildet ist für das alternierende Aktivieren und Deaktivieren des Schalters während eines ersten Zustands des Pulsweitenmodulationssignals und wobei der Schalter während eines zweiten Zustands des Pulsweitenmodulationssignals deaktiviert bleibt.
  6. Controller nach Anspruch 5, wobei das Pulsweitenmodulationssignal erzeugt wird durch den Vergleich des Eingangssignals mit einem Durchschnittssignal, das einen Durchschnitt der gleichgerichteten Spannung anzeigt.
  7. Controller nach Anspruch 5, ferner umfassend: einen ersten Vorbelastungswiderstandssteuerungs-Pin, der ausgebildet ist für die Herstellung eines ersten Strompfads zum Halten eines Haltestroms des TRIAC Dimmers, wenn die gleichgerichtete Spannung von dem TRIAC Dimmer kommt; und einen zweiten Vorbelastungswiderstandssteuerungs-Pin, der ausgebildet ist für die Herstellung eines zweiten Strompfads zum Halten des Haltestroms des TRIAC Dimmers, wenn die gleichgerichtete Spannung von dem TRIAC Dimmer kommt, wobei der erste Vorbelastungswiderstandssteuerungs-Pin ausgebildet ist für die Herstellung des ersten Strompfads während des ersten Zustands des Pulsweitenmodulationssignals und wobei der zweite Vorbelastungswiderstandssteuerungs-Pin ausgebildet ist für die Herstellung des zweiten Strompfads während des zweiten Zustands des Pulsweitenmodulationssignals.
  8. Controller nach Anspruch 7, ferner umfassend: einen ersten Fehlerverstärker für den Empfang einer vorgegebenen Referenz und für die Bereitstellung einer Ausgabe an den ersten Vorbelastungswiderstandssteuerungs-Pin; und einen zweiten Fehlerverstärker für den Empfang der vorgegebenen Referenz und für die Bereitstellung einer Ausgabe an den zweiten Vorbelastungswiderstandssteuerungs-Pin, wobei der erste und der zweite Fehlerverstärker deaktiviert sind, wenn die gleichgerichtete Spannung von dem Ein/Ausschalt-Dimmer kommt.
  9. Controller nach Anspruch 5, ferner umfassend: einen Stromerfassungs-Pin, der ausgebildet ist für die Bereitstellung eines Erfassungssignals, das einen Strom der LED-Lichtquelle anzeigt; einen Komparator, der ausgebildet ist für den Vergleich des Erfassungssignals mit einer vorgegebenen Referenz, wobei der Schalter während des ersten Zustands des Pulsweitenmodulationssignals gemäß einer Ausgabe des Komparators und gemäß einem Pulssignal aktiviert und deaktiviert wird.
  10. Controller nach Anspruch 5, ferner umfassend: einen Stromerfassungs-Pin, der ausgebildet ist für die Bereitstellung eines Erfassungssignals, das einen Strom der LED-Lichtquelle anzeigt; einen Verstärker, der ausgebildet ist für den Vergleich des Erfassungssignals mit einem Dimmsignal, wobei ein Pegel des Dimmsignals durch den Betrieb des Ein/Ausschalt-Dimmers bestimmt wird.
  11. Controller nach Anspruch 10, ferner umfassend: eine Abtast-Halte-Schaltung für den Empfang einer Ausgabe des Verstärkers; einen Komparator, der ausgebildet ist für den Vergleich einer Ausgabe der Abtast-Halte-Schaltung mit einem Sägezahnsignal, wobei der Schalter während des ersten Zustands des Pulsweitenmodulationssignals gemäß einer Ausgabe des Komparators aktiviert und deaktiviert wird.
  12. Controller nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Taktgenerator, der mit dem Erfassungs-Pin gekoppelt ist und der ausgebildet ist für die Erzeugung eines Taktsignals, wenn die gleichgerichtete Spannung größer ist als eine erste voreingestellte Spannung und kleiner als eine zweite voreingestellte Spannung; und einen Zähler, der mit dem Taktgenerator gekoppelt ist und der ausgebildet ist für das Zählen von Impulsen des Taktsignals.
  13. Controller nach Anspruch 12, ferner umfassend: einen Komparator, der mit dem Zähler gekoppelt ist und der ausgebildet ist für die Erzeugung eines Selektionssignals durch Vergleichen eines Zählwerts des Zählers mit einem Referenzwert, wobei das Selektionssignal angibt, ob die gleichgerichtete Spannung von dem TRIAC Dimmer oder von dem Ein/Ausschalt-Dimmer kommt.
  14. System, umfassend: einen Gleichrichter, der ausgebildet ist für die Gleichrichtung einer Wechselspannung und für die Erzeugung einer gleichgerichteten Spannung; einen Leistungswandler, der mit dem Gleichrichter gekoppelt ist und der ausgebildet ist für den Empfang einer gleichgerichteten Spannung und für die Erzeugung einer geregelten Leistung an eine Lichtquelle; einen Dimm-Controller, der ausgebildet ist für die Ermittlung, ob die Wechselspannung von einem TRIAC Dimmer oder von einem Ein/Ausschalt-Dimmer kommt, und für die Steuerung des Leistungswandlers, um die Dimmung der Lichtquelle zu steuern, wobei der Dimm-Controller ausgebildet ist für die Steuerung der Dimmung der Lichtquelle durch Steuern eines Schalters in Reihe mit der Lichtquelle gemäß der gleichgerichteten Spannung, wenn die Wechselspannung von dem TRIAC Dimmer kommt, und wobei der Dimm-Controller ausgebildet ist für die Steuerung der Dimmung der Lichtquelle durch Steuern des Schalters gemäß dem Betrieb des Ein/Ausschalt-Dimmers, wenn die Wechselspannung von dem Ein/Ausschalt-Dimmer kommt.
  15. System nach Anspruch 14, wobei der Dimm-Controller ausgebildet ist für die Steuerung der Dimmung der Lichtquelle durch den Vergleich eines Eingangssignals, das die gleichgerichtete Spannung anzeigt, mit einem Durchschnittssignal, das einen Durchschnitt der gleichgerichteten Spannung angibt, wenn die gleichgerichtete Spannung von dem TRIAC Dimmer kommt.
  16. System nach Anspruch 14, wobei der Dimm-Controller ausgebildet ist für die Steuerung der Dimmung der Lichtquelle durch Berechnen eines Leitungswinkels der gleichgerichteten Spannung, wenn die gleichgerichtete Spannung von dem TRIAC Dimmer kommt.
  17. System nach Anspruch 14, wobei der Dimm-Controller ausgebildet ist für die Erzeugung eines Pulsweitenmodulationssignals und wobei der Schalter während des ersten Zustands des Pulsweitenmodulationssignals alternierend aktiviert und deaktiviert wird und während des zweiten Zustands des Pulsweitenmodulationssignals deaktiviert bleibt.
  18. System nach Anspruch 17, wobei der Dimm-Controller konfiguriert ist für die Erzeugung des Pulsweitenmodulationssignals durch Vergleichen eines die gleichgerichtete Spannung anzeigenden Eingangssignals mit einem Durchschnittssignal, das einen Durchschnitt der gleichgerichteten Spannung anzeigt.
  19. System nach Anspruch 17, wobei der Dimm-Controller ausgebildet ist für die Herstellung eines ersten Strompfads, um während des ersten Zustands des Pulsweitenmodulationssignals einen Haltstrom des TRIAC Dimmers zu halten, und wobei der Controller ausgebildet ist für die Herstellung eines zweiten Strompfads, um während des zweiten Zustands des Pulsweitenmodulationssignals den Haltestrom des TRIAC Dimmers zu halten.
  20. System nach Anspruch 17, wobei der Dimm-Controller ausgebildet ist für den Vergleich eines Erfassungssignals, das einen Strom durch die Lichtquelle anzeigt, mit einer vorgegebenen Referenz und wobei der Schalter während des ersten Zustands des Pulsweitenmodulationssignals gemäß einem Impulssignal und einem Ergebnis des Vergleichs des Erfassungssignals und der vorgegebenen Referenz aktiviert und deaktiviert wird.
  21. System nach Anspruch 17, wobei der Dimm-Controller ausgebildet ist für den Vergleich eines Erfassungssignals, das einen Strom durch die Lichtquelle anzeigt, mit einem Dimmsignal, wobei ein Pegel des Dimmsignals bestimmt wird durch den Betrieb des Ein/Ausschalt-Dimmers und wobei der Schalter während des ersten Zustands des Pulsweitenmodulationssignals gemäß einem Sägezahnsignal und einem Ergebnis des Vergleichs des Erfassungssignals und des Dimmsignals aktiviert und deaktiviert wird.
  22. System nach Anspruch 14, wobei der Dimm-Controller umfasst: einen Taktgenerator, der ausgebildet ist für die Erzeugung eines Taktsignals, wenn die gleichgerichtete Spannung größer als eine erste voreingestellte Spannung und kleiner als eine zweite voreingestellte Spannung ist; und einen Zähler, der mit dem Taktgenerator gekoppelt ist und der ausgebildet ist für das Zählen der Impulse des Taktsignals.
  23. System nach Anspruch 22, wobei der Dimm-Controller ferner umfasst: einen Komparator, der mit dem Zähler gekoppelt ist und der ausgebildet ist für die Erzeugung eines Selektionssignals durch den Vergleich eines Zählwerts des Zählers mit einem Referenzwert, wobei das Selektionssignal angibt, ob die Wechselspannung von dem TRIAC Dimmer oder von dem Ein/Ausschalt-Dimmer kommt.
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