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Die vorliegende Anmeldung betrifft LED-Treiber und insbesondere eine LED-Treiber-Leuchtstärkeregelung.
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Viele Anwendungen für eine LED-(Leuchtdioden)-basierte Festkörperbeleuchtung (solid-state lightning, SSL) erfordern Leuchtstärkeregelungsfähigkeiten. LED reagieren sofort auf Änderungen der Leistungseingabe, so dass SSL für Leuchtstärkeregelungsszenarien besonders geeignet sind. Allerdings sehen sich LED-Beleuchtungsentwickler einer Herausforderung ausgesetzt, wenn sie Produkte entwickeln, die mit einer Vielzahl geschützter Leuchtstärkeregelungstechnologien arbeiten und in manchen Fällen die Fähigkeit bieten, in neu auftretenden Drahtlosnetzsteuerungsszenarien zu arbeiten. Beleuchtungsentwickler müssen zuerst die verwandten aber getrennten Konzepte der Mechanismen, die verwendet werden, um die Leuchtstärkeregelungsinformationen der Beleuchtungseinrichtung zuzuführen, und die Technik, die für das eigentliche Verringern der Helligkeit der LED verwendet wird, verstehen. Es gibt zwei grundlegende Alternativen, die verwendet werden können, um die Lichtausgabe der LED zu verringern, nämlich eine analoge Leuchtstärkeregelung und eine Pulsbreitenmodulations-(PWM)-Leuchtstärkeregelung.
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Die analoge Leuchtstärkeregelung regelt einfach den Treiberstrom, der den LED zugeführt wird. Die volle Helligkeit verwendet den vollen Strom. Die Treiberelektronik verringert den Strom linear, um die Leuchtstärke der LED zu verringern. Eine analoge Leuchtstärkeregelung kann einfach zu implementieren sein, kann jedoch möglicherweise nicht die beste Gesamtfunktionsweise bieten. Der Wirkungsgrad von LED neigt dazu, bei niedrigeren Strömen zuzunehmen, LED können jedoch bei niedrigeren Treiberströmen keine konstante Farbe erzeugen. Für die PWM-Leuchtstärkeregelung führt die Treiberelektronik den LED Pulse des Stroms voller Amplitude zu. Der Treiber variiert den Tastgrad der Pulse, um die scheinbare Helligkeit zu regeln. Die PWM-Leuchtstärkeregelung beruht auf der Fähigkeit des menschlichen Auges, die Gesamtmenge des Lichts in den Pulsen zu integrieren. Sofern die Pulsrate hoch genug ist (typischerweise etwa 200 Hz), bemerkt das Auge nicht das Pulsen, sondern nur den Gesamtdurchschnitt.
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Damit eine LED-Beleuchtungseinrichtung richtig auf eine phasengeregelte Leuchtstärkeregelung anspricht, ist es notwendig, zur Treiberelektronik mehrere Funktionsblöcke hinzuzufügen. Beispielsweise wird typischerweise ein Sensor zum Überwachen der Wechselspannungseingangswellenform vor der Leistungsfaktorkorrektur-(PFC)-Stufe und zum Erzeugen eines zum Betrag der Phasenabschneidung proportionalen Ausgangssignals bereitgestellt. Die Steuereinrichtung treibt den an den Eingang eines Gleichspannungswandlers angeschlossenen MOSFET-Schalter. Wenn keine Wechselspannungs-Phasenabschneidung erfasst wird, wird der Ausgang auf einen Tastgrad von 100% getrieben, um die volle Helligkeit zu geben. Das Wechselspannungs-Phasenabschneiden verringert die Lampenhelligkeit durch Abschneiden eines Teils der Wechselspannungswellenform. Beispielsweise schneidet ein Vorwärtsphasen-Triac-Leuchtstärkeregler einen Abschnitt der Wechselspannungswellenform an der voreilenden Flanke jeder Halbsinuswellenform aus. Dagegen schneidet ein Rückwärtsphasenleuchtstärkeregler einen Abschnitt der Wechselspannungswellenform an der nacheilenden Flanke aus, so dass der Leuchtstärkeregler auf einem Teil des Weges durch die Sinuswelle ausschaltet. In jedem Fall wird eine LED-Leuchtstärkeregelung durch Ausschneiden eines Teils der Wechselspannungswellenform erreicht. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Anzahl der für das Unterstützen der LED-Leuchtstärkeregelung erforderlichen Komponenten zu verringern und dadurch den Entwurf des LED-Treibers zu vereinfachen und die Systemkosten zu verringern.
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Diese Aufgabe wird durch einen LED-Treiber nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 11 gelöst. Verschiedene als Beispiel dienende Ausführungsformen und Weiterentwicklungen werden durch die abhängigen Ansprüche abgedeckt.
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Gemäß den hier beschriebenen Ausführungsformen wird eine LED-Leuchtstärkeregelung durch die Verwendung der Länge (Dauer) der Pause (Phasenabschneidung) in der einem LED-Treiber bereitgestellten Eingangsspannung ermöglicht, um den Strom für die an den LED-Treiber angeschlossenen LED zu verringern.
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In einem Fall wird ein Pulssignal auf der Sekundärseite des Treibertransformators erzeugt, welches zur Eingangsspannungspause proportional ist. Dieses Pulssignal wird durch die Verwendung der auf der Sekundärseite gemessenen Dauer der Pause der Primärspannung (während der Phasenabschneidungs-Leuchtstärkeregelung) erzeugt. Der Durchschnittswert des Pulssignals wird von einem Stromreferenzsignal auf der Sekundärseite subtrahiert, wobei das Stromreferenzsignal die Referenzspannung auf der Sekundärseite für den nominellen LED-Strom ist. Die Differenz wird als ein Sollwert verwendet, welcher der Stromregelschleife des LED-Treibers zum Einstellen des Stroms für die LED bereitgestellt wird.
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In einem anderen Fall wird die Pausenlänge der Eingangsspannung auf der Primärseite gemessen, und es wird ein entsprechender Wert in die Stromregelschleife des LED-Treibers injiziert. Der LED-Strom auf der Sekundärseite wird durch einen Strommesstransformator gemessen, und die Stromregelschleife empfängt sowohl einen Wert für den LED-Strom auf der Sekundärseite als auch einen Wert für die Pausenlänge der Eingangsspannung auf der Primärseite. Der Stromregelschleife wird die Summe dieser beiden Werte bereitgestellt. Wenn eine Phasenabschneidung in der Eingangsspannung des LED-Treibers vorhanden ist, wird der LED-Ausgangsstrom proportional zur Pausendauer verringert.
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Gemäß einer Ausführungsform eines LED-Treibers umfasst der Treiber einen Transformator mit einer Primärseite und einer Sekundärseite. Die Primärseite ist in der Lage, ansprechend auf ein Eingangssignal Energie auf die Sekundärseite zu übertragen, und die Sekundärseite ist in der Lage, einer oder mehreren LED einen Ausgangsstrom mit einem Betrag zuzuführen, welcher der auf die Sekundärseite übertragenen Energiemenge entspricht. Eine Stromregelschleife des LED-Treibers ist in der Lage, den Strom in der Primärseite zu regeln, so dass der Ausgangsstrom einem Referenzstromsignal gleicht. Eine Stromeinstellungsschaltung des LED-Treibers ist in der Lage, ein Stromeinstellungssignal ansprechend auf ein Phasenabschneidesignal, welches einen Abschnitt des Eingangssignals entfernt, in die Stromregelschleife zu injizieren. Die Stromregelschleife ist ferner in der Lage, den Strom in der Primärseite ansprechend auf das Stromeinstellungssignal zu verringern, so dass die Helligkeit jeder an die Sekundärseite angeschlossenen LED um ein Maß verringert wird, das dem Betrag des Stromeinstellungssignals entspricht.
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Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen: Ein Verfahren zum Betreiben eines LED-Treibers, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Übertragen von Energie von einer Primärseite eines Transformators auf eine Sekundärseite des Transformators ansprechend auf ein Eingangssignal, so dass die Sekundärseite einer oder mehreren LED einen Ausgangsstrom mit einem Betrag zuführt, welcher der auf die Sekundärseite übertragenen Energiemenge entspricht, Regeln des Stroms in der Primärseite durch eine Stromregelschleife, so dass der Ausgangsstrom einem Referenzstromsignal gleicht, Injizieren eines Stromeinstellungssignals in die Stromregelschleife ansprechend auf ein Phasenabschneidesignal, das einen Abschnitt des Eingangssignals entfernt, und Verringern des Stroms in der Primärseite ansprechend auf das Stromeinstellungssignal, so dass die Helligkeit jeder an die Sekundärseite angeschlossenen LED um einen Betrag verringert wird, welcher dem Betrag des Stromeinstellungssignals entspricht.
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Fachleute werden zusätzliche Merkmale und Vorteile beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung und bei der Betrachtung der anliegenden Zeichnung verstehen.
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Die Elemente der Zeichnung sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht in Bezug auf einander. Gleiche Bezugszahlen bezeichnen entsprechende ähnliche Teile. Die Merkmale der verschiedenen erläuterten Ausführungsformen können kombiniert werden, es sei denn, dass sie einander ausschließen. Ausführungsformen sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der folgenden Beschreibung detailliert dargelegt. Es zeigen:
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1 einen Schaltplan einer Ausführungsform eines LED-Treibers mit einer Leuchtstärkeregelungsunterstützung,
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2 einen Schaltplan einer Ausführungsform einer Stromeinstellungsschaltung, die in einem LED-Treiber zum Unterstützen einer Leuchtstärkeregelung enthalten ist, und
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3 einen Schaltplan einer anderen Ausführungsform eines LED-Treibers mit einer Leuchtstärkeregelungsunterstützung.
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1 zeigt eine Ausführungsform eines LED-Treibers mit einer LED-Leuchtstärkeregelungsunterstützung. Der LED-Treiber weist einen Transformator (T1) mit einer Primärseite (P) und einer Sekundärseite (S) auf. Der Transformator stellt eine galvanische Isolation zwischen dem Eingang (Wechselspannungsleitung) und dem Ausgang (LED+/LED–) bereit. Die galvanische Isolation ist in 1 durch die als "galvanische Isolation" bezeichnete Linie identifiziert. Die Primärseite des Transformators überträgt ansprechend auf ein Eingangssignal Energie auf die Sekundärseite, und die Sekundärseite führt einer oder mehreren LED einen Ausgangsstrom mit einem Betrag zu, welcher der auf die Sekundärseite übertragenen Energiemenge entspricht. Die durch den LED-Treiber gesteuerten LED sind in 1 nicht dargestellt, sie können jedoch mit dem Ausgang des LED-Treibers verbunden werden und sind textlich durch die Beschriftung "Kette von LED-Dioden" dargestellt. Eine Stromregelschleife 100 des LED-Treibers regelt den Strom in der Primärseite des Transformators, so dass der Ausgangsstrom des LED-Treibers einem Referenzstromsignal gleicht.
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Eine Stromeinstellungsschaltung 110 des LED-Treibers injiziert ansprechend auf ein Phasenabschneidesignal, das einen Abschnitt des Eingangssignals entfernt, ein Stromeinstellungssignal in die Stromregelschleife 100. Das Phasenabschneidesignal kann als Teil des Eingangssignals oder getrennt bereitgestellt werden. In jedem Fall entspricht das Phasenabschneidesignal dem Maß der gewünschten LED-Leuchtstärkeregelung, so dass die gewünschte Leuchtstärkeregelung umso größer ist, je mehr Phase des Eingangssignals abgeschnitten wird. Das Stromeinstellungssignal ist proportional zum Maß der Eingangsspannungsphasenabschneidung. Die Stromregelschleife 100 verringert den Strom in der Primärseite ansprechend auf das Stromeinstellungssignal, so dass die Helligkeit jeder an die Sekundärseite angeschlossenen LED um ein Maß verringert wird, das dem Betrag des Stromeinstellungssignals entspricht.
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Gemäß der in 1 dargestellten Ausführungsform befindet sich die Stromeinstellungsschaltung 110 auf der Sekundärseite des Transformators und befindet sich die Stromregelschleife 100 auf der Primärseite. Die Stromeinstellungsschaltung 110 weist einen Spannungs-Strom-Regler (IC1) und andere passive und aktive Komponenten auf.
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2 zeigt eine Ausführungsform des in die Stromeinstellungsschaltung 110 aufgenommenen Spannungs-Strom-Reglers IC1. Gemäß dieser Ausführungsform umfasst der Spannungs-Strom-Regler eine sehr genaue Bandlückenreferenzspannung, die durch eine Vorspannungs- und Bandlückenreferenzschaltung bereitgestellt wird, einen Spannungsfehlerverstärker (V-OTA), einen Stromfehlerverstärker (C-OTA) und einen durch eine Steuerlogik gesteuerten Ausgangstreiber. Die Eingaben und Ausgaben des Spannungs-Strom-Reglers sind folgende: S(1) ist die Versorgungsspannung, VSE(2) ist die Spannungsmesseingabe, OUT(3) ist die Ausgabe, CSE(4) ist die Strommesseingabe, GND(5) ist das Erdungsreferenzpotential, CCO(6) ist die Stromkompensationsausgabe, VCO(7) ist die Spannungskompensationsausgabe und CRE(8) ist die C-OTA-Referenzeingabe. Der Ausgang von V-OCA ist durch einen Widerstand RVC mit dem VCO-Anschlussstift verbunden, der Ausgang des Treibers ist durch einen Widerstand RO mit dem OUT-Anschlussstift verbunden, und der Ausgang von C-OTA ist durch einen Widerstand RCC mit dem CCO-Anschlussstift verbunden.
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Der Spannungsfehlerverstärker V-OTA vergleicht die Eingangsspannung VSE mit einer Referenzspannung Vref. Die Differenz wird abgeschwächt, und ein proportionaler Strom treibt den Ausgang. Dieses Merkmal wird als Schutz verwendet, falls die LED-Kette aufbricht.
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Der Stromfehlerverstärker C-OTA vergleicht die Spannung am Anschlussstift CRE mit der Spannung am invertierenden Eingang von C-OTA. Der CSE-Anschlussstift ist unten an einen Nebenschlusswiderstand (RI2) angeschlossen. Der Widerstand RI1 bildet einen Spannungsteiler mit RI2. Der CRE-Anschlussstift ist geerdet. Der Referenzpunkt (Vr) für die Stromsteuerung mit dieser Konfiguration wird zu: Vr = VREF·(RI2/(RI1 + RI2) (1)
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Der Strom wird durch den CSE-Anschlussstift gemessen. Der Stromfehlerverstärker C-OTA stellt die Leistungsversorgung ein, so dass der bei CSE gemessene Ausgangsstrom (Io) des LED-Treibers mit dem Sollwert Vr/R18 (Messwiderstand) übereinstimmt. Wenn der Absolutwert des gemessenen Ausgangsstroms (Io) des LED-Treibers multipliziert mit dem zum Messen des Ausgangsstroms verwendeten Messwiderstand (R18) größer als der Referenzpunkt Vr ist, ist die Summenspannung positiv und erzeugt der C-OTA Strom. Dieser Strom wird der Stromregelschleife 100 auf der Primärseite durch einen Optokoppler (OC1A) bereitgestellt und funktioniert als ein Befehl an die Stromregelschleife 100, den Ausgangsstrom zu verringern, der den LED bereitgestellt wird. Falls Vr nicht geändert wird, stellt der LED-Treiber einen konstanten Ausgangsstrom bereit. Wenn sich Vr ändert, ändert sich der Ausgangsstrom des LED-Treibers entsprechend. Die LED-Leuchtstärkeregelung wird durch Ändern von Vr herbeigeführt. Gemäß einer Ausführungsform ist IC1 der von Infineon Technologies AG hergestellte und verkaufte Spannungs-Strom-Regler TLE4305.
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In 1 ist die Stromregelschleife 100 durch einen Optokoppler (OC1A) und den Spannungs-Strom-Regler IC1 an eine Hauptwicklung (T1 xfmr) der Sekundärseite angeschlossen. Die Stromeinstellungsschaltung 110 ist an eine Hilfswicklung (T1b xfmr) der Sekundärseite angeschlossen. Die Stromregelschleife 100 regelt den Strom in der Primärseite auf der Grundlage der Differenz zwischen einem Referenzstromsignal und dem von der Stromeinstellungsschaltung 110 über den Optokoppler OC1A empfangenen Stromeinstellungssignal.
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Zusätzlich zum Spannungs-Strom-Regler IC1 umfasst die Stromeinstellungsschaltung 110 ferner ein Widerstands-Kondensator-(RC)-Netz, das an die Hilfswicklung auf der Sekundärseite angeschlossen ist, einen MOSFET (Q2), der an die Hilfswicklung angeschlossen ist, einen Widerstand R28, der parallel zu Q2 geschaltet ist, und einen Kondensator C23, der parallel zu Q2 und zum Widerstand R28 geschaltet ist. Das RC-Netz weist Kondensatoren C21 und C22 und Widerstände R25 und R26 auf. Die Widerstände R25 und R26 bilden einen Spannungsteiler.
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Der MOSFET Q2 der Stromeinstellungsschaltung 110 schaltet ein und schließt den Widerstand R28 und den Kondensator C23 kurz, wenn Energie von der Primärseite auf die Sekundärseite des Transformators übertragen wird. Die Größen der Kondensatoren C21 und C22 werden so gewählt, dass C22 >> C21 ist, und das RC-Netz hat eine Zeitkonstante, die den MOSFET Q2 während periodischer Impulse des Eingangssignals eingeschaltet hält, wenn kein Phasenabschneidesignal vorhanden ist. Dabei haben der Widerstand R28 und der Kondensator C23 keine Wirkung auf die Stromregelschleife 100, wenn kein Phasenabschneidesignal vorhanden ist. Wenn Q1 während eines Nicht-Phasenabschneidevorgangs ausgeschaltet wird, kehrt sich die Spannung an den Anschlüssen der sekundärseitigen Hilfswicklung (T1b xfmr) um, wodurch wiederum bewirkt wird, dass der Strom durch die Dioden D6 und D7 fließt und die Kondensatoren C21, C22 lädt. Die Dioden D6 und D7 sind in Sperrrichtung geschaltet, wenn Q1 eingeschaltet ist.
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Wenn ein Phasenabschneidesignal vorhanden ist, entlädt das RC-Netz C21 vollständig, und C22 bleibt geladen, weil C21·(R25 + R26) << C22·R27 ist. Ansprechend darauf wird der MOSFET Q2 ausgeschaltet, wodurch ermöglicht wird, dass der Widerstand R28 und der Kondensator C23 das Stromeinstellungssignal mit einem Betrag erzeugen, der einer Dauer (Länge) des Phasenabschneidesignals entspricht.
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Der MOSFET Q2 bleibt eingeschaltet, und das Stromeinstellungssignal ist fest auf einen vernachlässigbaren Wert gelegt, wenn kein Phasenabschneidesignal vorhanden ist, und der MOSFET Q2 schaltet aus und das Stromeinstellungssignal wird nicht vernachlässigbar und veränderlich, wenn das Phasenabschneidesignal vorhanden ist. Der negative Eingang des Stromfehlerverstärkers C-OTA des Spannungs-Strom-Reglers IC1 empfängt das Stromeinstellungssignal. Der Stromfehlerverstärker C-OTA stellt einen konstanten Strom bereit, wenn das Stromeinstellungssignal fest ist (d.h. keine Phasenabschneidung vorliegt), und er stellt einen veränderlichen Strom bereit, wenn das Stromeinstellungssignal veränderlich ist (d.h. eine Phasenabschneidung vorhanden ist).
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Der LED-Treiber aus 1 kann ferner einen zusätzlichen Optokoppler (OC2A) aufweisen, der an einem Ende an den Widerstand R28 angeschlossen ist und am anderen Ende über den Widerstand R29 mit dem Kondensator C22 gekoppelt ist. Der Optokoppler OC2A empfängt ein Puilsbreitenmodulationsleuchtstärkeregelungssignal (PWM-Leuchtstärkeregelung) und injiziert eine elektrische Entsprechung des Pulsbreitenmodulationsleuchtstärkeregelungssignals in die Stromeinstellungsschaltung 110. Die Stromeinstellungsschaltung 110 erzeugt das Stromeinstellungssignal auf der Grundlage der elektrischen Entsprechung des PWM-Leuchtstärkeregelungssignals. Dementsprechend kann entweder eine Phasenabschneidungs-basierte oder eine PWM-basierte LED-Leuchtstärkeregelung durch den LED-Treiber unterstützt werden.
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Während des Betriebs des in 1 dargestellten LED-Treibers stellen die Widerstände R5, R6 und R7 und die Diode D3 eine Einleitspannung Vcc an einem Steuerungs-IC (IC2) der Stromregelschleife bereit. Gemäß einer Ausführungsform ist IC2 eine von Infineon Technologies AG hergestellte und verkaufte Verstärkungssteuereinrichtung TDA4863. TDA4863 ist ein Steuerungs-IC mit einem hohen Leistungsfaktor und einer niedrigen THD (gesamten harmonischen Verzerrung). Die Widerstände R5, R6 und R7 und die Diode D3 laden den Kondensator C7. Wenn die Spannung einen geeignet hohen Wert von beispielsweise 13 V erreicht, wird IC2 betriebswirksam. Wenn IC2 betriebswirksam ist, wird die Versorgung für Vcc durch die Hilfswicklung (4, 5) auf der Primärseite, die Diode D5 und den durch die Kondensatoren C4 und C2, die Zener-Diode D2, den Widerstand R8 und den MOSFET Q5 gebildeten Linearregler bereitgestellt. Die Diode D4 verbindet den Linearregler mit Vcc. Die Diode D4 trennt den Kondensator C2 während des Einleitens, wodurch der Einleitvorgang beschleunigt wird.
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Ein durch die Widerstände R16 und R17 und den Kondensator C10 gebildeter Spannungsteiler ermöglicht einen kritischen Leitungsmodus. Wenn die Spannung am Anschlussstift 7 von IC2 null kreuzt (d.h. der Strom vom Rücklauftransformator wird zur Sekundärseite entladen, und eine Oszillation geschieht zwischen der Transformatormagnetisierungsinduktanz und der Streukapazität des MOSFETs Q1 und des Transformators), schaltet IC2 den MOSFET Q1 ein, welcher den Strom auf der Primärseite festlegt.
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Ein durch die Widerstände R1, R2, R3 und R4 und den Kondensator C3 gebildeter Spannungsteiler stellt Informationen über die Eingangsspannung (Wechselspannungsleitung) bereit, die durch einen Brückengleichrichter (BR1) in Bezug auf die neutrale Wechselspannung empfangen wird. Das Teilerverhältnis beträgt vorzugsweise mindestens 100:1.
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Der Kondensator C3 ist verhältnismäßig klein, und die Bandbreite dieses Filters beträgt etwa 1 kHz, um Rauschen zu filtern. Dieses Signal wird von einem Vervielfacher verwendet, um den Eingangsstrom zu formen. Der Kondensator C14 und die Widerstände R19 und R22 formen die Verstärkung und die Phase in der Stromregelschleife 100. Der Steuerungs-IC2 weist einen Operationsverstärker auf, und C14, R19 und R22 sind um diesen Operationsverstärker herum angeordnet. Der Widerstand R21 wandelt den Strom vom Optokoppler OC1A in eine Spannung um. Der Widerstand R14 ist ein Strommesswiderstand, der für einen Überstromschutz und zur Formung des Eingangsstroms verwendet wird.
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Auf der Sekundärseite des Transformators ist der Widerstand R19 ein Nebenschlusswiderstand zum Messen des Ausgangsstroms (Io), der vom Spannungs-Strom-Regler IC1 verwendet wird, wie vorstehend beschrieben wurde. Der Kondensator C19 ist ein kleines Filter auf dem Strommessanschlussstift CSE von IC1. Die Widerstände R23 und R24 bilden einen Spannungsmessteiler, der zusammen mit der Referenzspannung und dem Stromfehlerverstärker C-OTA innerhalb von IC1 verwendet wird, um einen Überspannungsschutz bereitzustellen, falls die LED-Kette aufbricht.
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3 zeigt eine andere Ausführungsform des LED-Treibers. Die in 3 dargestellte Ausführungsform ähnelt der in 1 dargestellten, die Stromregelschleife 100 ist jedoch an die Primärseite des Transformators angeschlossen, und die Stromeinstellungsschaltung 110 ist an einen Strommesstransformator (T201 xfmr) auf der Sekundärseite angeschlossen. Der Strommesstransformator misst das Ausgangssignal auf der Sekundärseite.
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Die Stromeinstellungsschaltung weist gemäß dieser Ausführungsform ein Widerstands-Kondensator-Dioden-(RCD)-Netz auf. Das RCD-Netz weist Widerstände R211, R219, R220, R221, R222 und R223, Dioden D204 und D206, eine Zener-Diode D205 und Kondensatoren C210 und C211 auf. Das RCD-Netz erzeugt das Stromeinstellungssignal. Der in IC1 enthaltene Stromfehlerverstärker (C-OTA) sieht die Spannung am Kondensator C210, und der Widerstand R219 stellt Informationen über den gemessenen Ausgangsstrom (Io) bereit.
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Die Stromregelschleife 100 schaltet den MOSFET Q201 ein, wenn kein Phasenabschneidesignal vorhanden ist, und aus, wenn das Phasenabschneidesignal vorhanden ist. Der MOSFET Q201 überschreibt das RCD-Netz, wenn er eingeschaltet wird, so dass das Stromeinstellungssignal am Kondensator C210 fest auf einen vernachlässigbaren Wert gelegt wird, wenn kein Phasenabschneidesignal vorhanden ist. Andernfalls erzeugt das RCD-Netz das Stromeinstellungssignal als Funktion der Dauer der Phasenabschneidung. Das heißt, dass die Spannung am Kondensator C210 umso größer ist, je länger die Dauer des Phasenabschneideereignisses ist. Die Stromeinstellungsschaltung 110 addiert das Stromeinstellungssignal zu dem vom Strommesstransformator gemessenen und vom Widerstand R219 in eine Spannung umgewandelten Ausgangssignal. Die Stromregelschleife 100 regelt den Strom auf der Primärseite über den MOSFET Q1, so dass der Ausgangsstrom (Io) proportional zur Summe des Stromeinstellungssignals und des Ausgangssignals ist.
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Auf der Sekundärseite wird die Diode D207 in Durchlassrichtung vorgespannt, wenn der MOSFET Q1 ausgeschaltet wird und die Polarität der Spannung an der zweiten Sekundärwicklung umgekehrt wird. Die Kondensatoren C213 und C214 sind Teil des Filters, welches gewährleistet, dass die LED während des Betriebs geeignet belastet werden.
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Während eines Phasenabschneideereignisses ist die Ausgabe am Anschlussstift 6 von IC1 niedrig und leitet der MOSFET Q201 nicht. Daher ist die Diode D206 in Durchlassrichtung vorgespannt und bewirken die Widerstände R222 und R221, dass ein Signal mit einem Betrag, der zur Dauer der Phasenabschneidung proportional ist, in die Stromregelschleife 100 injiziert wird. Dieses Signal wird zum gemessenen Ausgangsstrom (Io) addiert, wodurch die Stromregelschleife 100 veranlasst wird, den Strom auf der Primärseite entsprechend zu verringern. Wenn keine Phasenabschneidung des Eingangssignals auftritt, ist die Ausgabe am Anschlussstift 6 von IC1 hoch und leitet der MOSFET Q201, so dass die Diode D206 in Sperrrichtung vorgespannt ist und kein Strom durch die Widerstände R221 und R222 fließt, wodurch das Stromeinstellungssignal effektiv auf Null gesetzt wird.
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Der optionale Optokoppler OC200A und der Widerstand R223 können bereitgestellt werden, um eine PWM-basierte LED-Leuchtstärkeregelung bereitzustellen. In diesem Fall wird das Leuchtstärkeregelungssignal durch den Optokoppler OC200A erfasst, der einen entsprechenden Strom erzeugt. Dieser Strom wird über den Widerstand R223 zum gemessenen Ausgangsstrom (Io) addiert und mit einem Referenzstrom verglichen, um den primärseitigen Strom zu verringern, falls wie zuvor eine Leuchtstärkeabschwächung signalisiert wird.
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Begriffe, wie "erste", "zweite" und dergleichen, werden verwendet, um verschiedene Elemente, Gebiete, Abschnitte usw. zu beschreiben, und sie sind auch nicht als einschränkend zu verstehen. Gleiche Begriffe bezeichnen in der gesamten Beschreibung gleiche Elemente.
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Hier sind die Begriffe "habend", "enthaltend", "aufweisend", "umfassend" und dergleichen nicht einschränkende Begriffe, welche das Vorhandensein erwähnter Elemente oder Merkmale angeben, zusätzliche Elemente oder Merkmale jedoch nicht ausschließen. Die Artikel "ein", "eine", "eines" und "der/die/das" sollen, sofern der Zusammenhang nichts anderes klar angibt, den Plural sowie den Singular einschließen.
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Es sei bemerkt, dass die Merkmale der hier beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, es sei denn, dass etwas anderes spezifisch ausgesagt wird.
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Wenngleich hier spezifische Ausführungsformen erläutert und beschrieben wurden, werden Durchschnittsfachleute verstehen, dass eine Vielzahl alternativer und/oder gleichwertiger Implementationen die spezifischen dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen ersetzen können, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Diese Anmeldung soll beliebige Anpassungen oder Variationen der hier erörterten spezifischen Ausführungsformen abdecken. Es ist daher vorgesehen, dass diese Erfindung nur durch die Ansprüche und ihre Entsprechungen eingeschränkt ist.
