DE102015211207A1

DE102015211207A1 - Mehrkanal-LED-Konverter und Verfahren zu dessen Betreiben

Info

Publication number: DE102015211207A1
Application number: DE102015211207.1A
Authority: DE
Inventors: Eduardo Pereira
Original assignee: Tridonic GmbH and Co KG
Current assignee: Tridonic GmbH and Co KG
Priority date: 2015-06-18
Filing date: 2015-06-18
Publication date: 2016-12-22
Also published as: AT16711U1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Mehrkanal-LED-Konverters sowie einen Mehrkanal-LED-Konverter, eine Treiberschaltung für eine LED-Last und ein elektronisches Vorschaltgerät. Der LED-Konverter weist zumindest eine erste Wandlerstufe (1) und eine zweite Wandlerstufe (2) auf, deren Ausgänge (OUT1, OUT2) jeweils eine LED-Last (4, 4') versorgen. Die LED-Lasten (4, 4') sind an einem gemeinsamen Anschluss miteinander verbunden. Ein gemeinsamer Schalter (5) ist vorgesehen, wobei der gemeinsame Schalter (5) sowohl die erste Wandlerstufe (1) als auch die zweite Wandlerstufe (2) taktet. Eine Steuerschaltung (3) zum Betreiben eines gemeinsamen Schaltsignals zum Schalten des gemeinsamen Schalters (5) ist ebenfalls im Konverter vorgesehen. Die erste Wandlerstufe (1) und die zweite Wandlerstufe (2) sind in einem Zeitmultiplex-Betrieb aktivierbar. Zu einem Zeitpunkt ist maximal eine der Wandlerstufen (1, 2) aktiviert.

Description

Die Erfindung betrifft einen Mehrkanal-LED-Konverter sowie ein Verfahren zum Betreiben eines LED-Konverters. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Treiberschaltung mit einem Mehrkanal-LED-Konverter und ein elektronisches Vorschaltgerät mit einem Mehrkanal-LED-Konverter.
Als LED-Konverter, auch als LED-Schaltregler bezeichnet, werden erfindungsgemäß Techniken zur Spannungs- und/oder Stromwandlung als Basis für die Spannungs- bzw. Stromversorgung eines Leuchtmittels, beispielsweise einer LED, mithilfe eines periodisch arbeitenden elektronischen Schalters und mindestens eines Energiespeichers verstanden.
Als Mehrkanal-LED-Konverter werden LED-Konverter bezeichnet, die mehrere vorzugsweise unabhängige Ausgänge zur Ansteuerung von LED-Lasten aufweisen. Derartige Mehrkanal-LED-Konverter weisen eine größere Flexibilität bezüglich ihres Einsatzgebietes auf. Jeder LED-Kanal kann dabei einzeln angesteuert werden.
Problematisch bei der Ansteuerung derartiger Mehrkanal-LED-Konverter ist, dass für jede LED-Last eine eigene Wandlerstufe vorzusehen ist. Durch die Verwendung von separaten Wandlerstufen zur Ansteuerung der einzelnen LED-Last wird die Abstimmung der einzelnen Wandlerstufen untereinander unmöglich. Dementsprechend ist die Einstellbarkeit der unterschiedlichen Kanäle stark limitiert oder mit einem enormen Schaltungsaufwand verbunden.
Beispielsweise ist aus dem Dokument DE 198 16 815 C1 ein Vorschaltgerät zum parallelen Betreiben von Gasentladelampen bekannt. Dabei wird jede Gasentladelampe durch eine eigene Wandlerstufe angesteuert, was mittels großem Schaltungsaufwand realisiert wird.
Aus dem Dokument DE 10 2007 054 806 A1 ist eine Betriebsschaltung für in Serie geschalteter Gasentladelampen beschrieben. Dabei wird zu einer Hauptregelschaltung eine weitere Regelschaltung und eine Balance-Einheit benötigt, um jede Gasentladelampe gezielt betreiben zu können. Auch hier ist der Schaltungsaufwand groß, um gezielt jeden einzelnen Kanal einstellen zu können.
Zum Betreiben eines Mehrkanal-LED-Konverters müssen sodann eine Vielzahl von Schaltungskomponenten mehrfach verwendet. Dies verursacht unterschiedliche Anstiegszeiten während der Stromanstiegsphase und während der Stromabfallphase in den einzelnen Energiespeichern pro Wandlerstufe. Dies verursacht wiederum einen Tastverhältnisfehler, der nicht kompensiert werden kann. Insbesondere wird so ein Fehler im Durchschnittsstromwert nicht verhindert.
Es ist daher Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung, die Komplexität eines Mehrkanal-LED-Konverters zu reduzieren. Dabei soll eine Ansteuerungsschaltung möglichst einfach und synchron aufgebaut sein. Ein Tastverhältnisfehler aufgrund unterschiedlicher Stromanstiege bzw. Stromabfälle soll verhindert werden.
Die Aufgabe wird mit den Gegenständen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Erfindungsgemäß kommt eine Topologie zum Einsatz, bei der ein hochfrequenter Takt zur Ansteuerung des elektronischen Schalters mit einer niederfrequenten Pulsweitenmodulation zum Dimmen bzw. zum Tunen der LED-Last überlagert wird.
Zu den LED-Konvertern gehören unter anderem Abwärtswandler oder Tiefsetzsteller (engl. buck regulator/converter), die am Ausgang eine niedrigere Gleichspannung als am Eingang erzeugen. Alternativ sind als LED-Konverter Aufwärtswandler oder Hochsetzsteller (engl. boost regulator/converter) vorgesehen, die am Ausgang eine höhere Gleichspannung als am Eingang erzeugen. Alternativ können auch Inverswandler (engl. Buck-Boost) verwendet werden, die am Ausgang eine invertierte höhere oder eine invertierte tiefere Gleichspannung als am Eingang erzeugen.
Insbesondere wird die gestellte Aufgabe durch einen Mehrkanal-LED-Konverter gelöst, der zumindest eine erste Wandlerstufe und eine zweite Wandlerstufe aufweist, deren Ausgänge jeweils eine LED-Last versorgen. Die LED-Lasten sind an einem gemeinsamen Anschluss miteinander verbunden. In dem Mehrkanal-LED-Konverter ist ein gemeinsamer Schalter vorgesehen, wobei der gemeinsame Schalter sowohl die erste Wandlerstufe als auch die zweite Wandlerstufe taktet. Eine Steuerschaltung zum Bereitstellen eines gemeinsamen Schaltsignals zum Schalten des gemeinsamen Schalters ist überdies im Mehrkanal-LED-Konverter vorgesehen. Die erste Wandlerstufe und die zweite Wandlerstufe sind in einem Zeitmultiplex-Betrieb aktivierbar. Dabei ist zu einem Zeitpunkt maximal eine Wandlerstufe aktiviert.
Durch den gemeinsamen Schalter, der sowohl die erste Wandlerstufe als auch die zweite Wandlerstufe taktet, kann ein Hochfrequenzschalter im Mehrkanal-LED-Konverter eingespart werden. Dies vereinfacht die gemeinsame Steuerschaltung und ermöglicht eine kostengünstigere Herstellung des Mehrkanal-LED-Konverters.
Damit ist zu einem Zeitpunkt jeweils nur der Kanal für eine LED-Last aktiv, während der Kanal für die jeweils andere LED-Last inaktiv geschaltet ist. Aufgrund der Verringerung auf nur einen einzigen Hochfrequenzschalter zum Bereitstellen des Takts ist auch nur ein Ansteuersignal für einen derartigen Schalter notwendig. Auf diese Art kann die Steuerschaltung stark vereinfacht ausgebildet werden.
Ein typisches Anwendungsgebiet der hier vorliegenden Erfindung ist ein Zweikanal-LED-Konverter, um beispielsweise ein einstellbares Weißlicht, englisch Tunable White, oder aber auch andere Farbmischungen mittels eines LED-Konverters bereitzustellen. Mit einer derartigen Farbtemperaturdynamik kann beispielsweise der natürliche Tageslichtverlauf nachgebildet werden. Damit kann je nach Anwendungssituation, Architektur oder Objekt die Farbtemperatur flexibel angepasst werden, ohne das Leuchtmittel zu tauschen. Damit wird die Wahrnehmungsqualität verbessert und Farben werden gezielt hervorgehoben. Dabei werden die Farben nicht verfälscht.
Bevorzugt wird jede der Wandlerstufen mit einem Hochfrequenztakt betrieben. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die erste Wandlerstufe durch einen ersten Schalter selektiv aktivierbar. Die zweite Wandlerstufe ist durch einen zweiten Schalter selektiv aktivierbar. Durch den Einsatz des ersten Schalters bzw. des zweiten Schalters können die erste Wandlerstufe bzw. die zweite Wandlerstufe mittels eines Zeitmultiplex-Betriebs aktiviert werden. Durch eine antiparallele Ausgestaltung ist entweder der eine Wandler oder der zweite Wandler aktivierbar. Das Aktiv- bzw. Nichtaktivschalten der einzelnen Wandlerstufe wird dadurch erreicht, dass die jeweilige Wandlerstufe von einem Betriebsspannungspotenzial getrennt wird, sodass kein Stromfluss durch diese Wandlerstufe möglich ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung stellt die Steuerschaltung ein erstes Schaltsignal bereit, welches den ersten Schalter schaltet. Die Steuerschaltung stellt überdies ein zweites Schaltsignal bereit, welches den zweiten Schalter schaltet. Durch Verbinden des ersten Schalters und/oder des zweiten Schalters mit einem Betriebsspannungspotential, beispielsweise einer Betriebsspannung, ist das An- bzw. Abschalten des jeweiligen Wandlers vereinfacht möglich.
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind sowohl das erste Schaltsignal als auch das zweite Schaltsignal als PWM-Signal ausgebildet, wobei bevorzugt das erste Schaltsignal invertiert zum zweiten Schaltsignal ist. Dies vereinfacht die Generierung der Schaltsignale.
Alternativ wird eine Schaltertopologie des ersten Schalters invers zur Schaltertopologie des zweiten Schalters angewendet. Beispielsweise könnte der erste Schalter ein NMOS-FET und der zweite Schalter ein PMOS-FET sein. Beispielsweise könnte der erste Schalter ein selbstleitender MOS-FET sein und der zweite Schalter ein selbstsperrender MOS-FET sein. Somit kann ein einziges Schaltsignal sowohl das erste Schaltsignal des ersten Schalters sowie das zweite Schaltsignal des zweiten Schalters sein.
Bevorzugt ist das erste Schaltsignal und das zweite Schaltsignal ein gemeinsames PWM-Signal, welches beispielsweise in der An-Phase, den ersten Schalter öffnet und gleichzeitig den zweiten Schalter schließt. Mit dem Flankenwechsel des PWM-Signals von einer AN-Phase zu einer AUS-Phase dreht sich dieses Verhältnis um. In der Aus-Phase des PWM-Signals ist sodann der erste Schalter geschlossen und der zweite Schalter geöffnet. Somit werden mittels eines PWM-Tastverhältnisses beide Schaltsignale eingestellt. Durch Einstellung des Tastverhältnisses dieses PWM-Signals können die Aktivierungszeiten der einzelnen Wandlerstufen optimal angepasst werden. Auf diese Weise ist ein Einstellen der jeweiligen LED-Last bevorzugt möglich.
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind das erste Schaltsignal und das zweite Schaltsignal im Vergleich zum gemeinsamen Schaltsignal niederfrequente PWM-Schaltsignale. Auf diese Weise wird die hochfrequente Taktung des jeweiligen Wandlers mit einer niederfrequenten PWM-Modulation zum Dimmen bzw. zum Einstellen der LED-Last überlagert. Die Funktionalität des Mehrkanal-LED-Konverters ist somit verbessert.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird mittels der Steuerschaltung zwischen dem Deaktivieren des ersten Wandlers und dem Aktivieren des zweiten Wandlers eine Totzeit eingefügt, wobei die Dauer der Totzeit mittels der Steuerschaltung einstellbar ist. Als Totzeit wird hierin eine Zeitdauer verstanden, in der weder die erste Wandlerstufe noch die zweite Wandlerstufe aktiv geschaltet ist. Auf diese Weise wird die reine Lichtleistung des LED-Konverters verringert und ein zusätzliches Dimmen ermöglicht. Je größer die Dauer der Totzeit ist, desto geringer wird die Lichtleistung des Mehrkanal-LED-Konverters. Dieses Einfügen der Totzeit stellt somit eine Nichtbetriebszeitdauer des hochfrequenten gemeinsamen Schalters ein, wodurch im zeitlichen Mittel das Tastverhältnis des gemeinsamen PWM-Schaltsignals verringert wird und somit eine gewünschte konstante Farbe durch eine Lichtleistungsverringerung erfolgt.
Bevorzugt kann die Ausschaltamplitude des jeweiligen Stroms durch die Induktivität verändert werden, indem das Hochfrequenztaktsignal variiert wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Stromabfall durch die Spule nach dem Deaktivieren der jeweiligen Wandlerstufe betragsmäßig die gleiche Steigung auf, wie die Steigung des Stromanstiegs durch die Spule beim Aktivieren des jeweiligen Wandlers. Auf diese Weise wird das Tastverhältnis verbessert und der Tastverhältnisfehler beseitigt. Die Einstellung des Stromabfalls mit einer gleichen Steigung wie die betragsmäßige Steigung des Stromanstiegs erfolgt insbesondere durch flankensynchrones Schalten des ersten Schalters bzw. des zweiten Schalters mit dem gemeinsamen Hochfrequenzschalter.
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die erste Wandlerstufe und die zweite Wandlerstufe als Abwärtswandler ausgebildet und weisen entsprechend jeweils eine Spule als Energiespeicher und eine Freilaufdiode auf. Dies ermöglicht eine energieeffiziente Ansteuerung der jeweiligen LED-Last. Der gemeinsame Schalter wird sodann sowohl zum hochfrequenten Takten der Spule der ersten Wandlerstufe als auch der Spule der zweiten Wandlerstufe der jeweiligen LED-Last eingesetzt.
Alternativ und vom Erfindungsgedanken nicht ausgeschlossen, ist der Einsatz anderer LED-Konverter-Topologien. Erfindungsgemäß ist aber bei allen Konverter-Topologien vorgesehen, dass ein gemeinsamer Schalter zum Takten sowohl der ersten Wandlerstufe als auch der zweiten Wandlerstufe eingesetzt wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der LED-Konverter zumindest eine weitere Wandlerstufe auf, deren weiterer Ausgang ebenfalls eine LED-Last versorgt. Auch die LED-Last der weiteren Wandlerstufe ist an dem gemeinsamen Anschluss der LED-Lasten verbunden. Bevorzugt wird die weitere Wandlerstufe ebenfalls mittels des Hochfrequenztakts betrieben. Somit wird jede weitere Wandlerstufe mittels des einen gemeinsamen Schalters getaktet, wodurch der Hardwareaufwand weiter reduziert wird. Auf diese Weise wird ein Mehrkanal-LED-Konverter erhalten, bei dem ein gemeinsamer Verbindungspunkt der antiparallelen LED-Lasten mit vergleichbaren Schaltern aktivierbar bzw. deaktivierbar ist. Aufgrund des Zeitmultiplex-Betriebs ist jeweils nur eine Wandlerstufe des Mehrkanal-LED-Konverters zu einem Zeitpunkt aktiv.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die jeweiligen LED-Lasten parallel zueinander angeordnet. Auf diese Weise wird mittels eines einfachen Schaltungsaufbaus erwirkt, dass bei Aktivieren des ersten Wandlers der zweite Wandler deaktiviert ist und schlussfolgernd lediglich eine LED-Last aktiv ist. Somit kann ein gemeinsamer Schalter alle Wandlerstufen takten, wobei nur eine Wandlerstufe aktiv ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist ein erster Anschluss der jeweiligen LED-Last mit dem jeweiligen Ausgang der Wandlerstufe verbunden. Ein zweiter Anschluss der jeweiligen LED-Last ist mit dem gemeinsamen Schalter verbunden. Der zweite Anschluss der jeweiligen LED-Last bildet einen gemeinsamen Verbindungspunkt für alle LED-Lasten des LED-Konverters.
Bevorzugt ist der jeweilige zweite Anschluss der LED-Lasten mit einer Anode einer gemeinsamen Diode verbunden, wobei die Kathode der gemeinsamen Diode mit der Betriebsspannung verbunden ist. Die gemeinsame Diode ist die Freilaufdiode der jeweiligen aktiv geschalteten Wandlerstufe und somit für alle Wandlerstufen des LED-Konverters gemeinsam verwendbar. Dieser gemeinsame Leerlaufpfad spart somit Dioden und reduziert den Schaltungsaufwand weiter.
Bevorzugt ist die erste Wandlerstufe antiparallel und symmetrisch zur zweiten Wandlerstufe angeordnet. Damit wird das Takten der jeweiligen Wandlerstufe mit einem gemeinsamen Schalter ermöglicht, ohne zusätzliche Maßnahmen bezüglich der Strompfade treffen zu müssen.
Insbesondere ist das Taktsignal flankensynchron zum ersten Schaltsignal bzw. zum zweiten Schaltsignal. Damit werden gleiche Steigungen in den Stromanstiegen bzw. Stromabfällen des Stroms durch die jeweilige Ladespule erzeugt und ein Tastverhältnisfehler kompensiert.
In einer bevorzugten Ausgestaltung aktiviert die Steuerschaltung die jeweilige Wandlerstufe in Abhängigkeit einer einstellbaren Impulsanzahl des Taktsignals. Durch das Ausgestalten der Steuerschaltung als digitale Steuerschaltung, beispielsweise als Mikrocontroller, Mikroprozessor, ASIC oder FPGA, wird somit auf einfache Weise eine Aktivierungsbedingung definiert und eingehalten.
Alternativ oder zusätzlich erfolgt das Aktivieren oder Deaktivieren der jeweiligen Wandlerstufe durch Überwachen des Spulenstroms durch die jeweilige Spule des Wandlers mittels Überwachungselementen. Ein Aktivieren/Deaktivieren der Wandlerstufe erfolgt, sobald der Strom einen voreingestellten Wert über- bzw. unterschreitet.
Erfindungsgemäß ist überdies eine Treiberschaltung für eine LED-Last vorgesehen, die einen LED-Konverter der vorhergehend beschriebenen Art aufweist. Die Treiberschaltung ist beispielsweise für Straßenbeleuchtungssysteme oder ähnliche Beleuchtungssysteme vorgesehen.
Erfindungsgemäß ist weiterhin ein elektronisches Vorschaltgerät zum Betreiben einer LED-Last mittels eines LED-Konverters der vorhergehend beschriebenen Art vorgesehen.
Erfindungsgemäß ist weiterhin ein Verfahren zum Betreiben eines LED-Konverters der vorhergehenden Art vorgesehen, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte aufweist: Bereitstellen eines Taktsignals mittels einer Steuerschaltung; Aktivieren einer ersten Wandlerstufe im LED-Konverter mittels der Steuerschaltung, wobei bei der Aktivierung gleichzeitig alle weiteren Wandlerstufen im LED-Konverter deaktiviert werden; und Deaktivieren der ersten Wandlerstufe bei gleichzeitigem Aktivieren einer zweiten Wandlerstufe.
Das Verfahren weist Vorteile auf, wenn zwischen dem Deaktivieren der ersten Wandlerstufe und dem Aktivieren der zweiten Wandlerstufe eine Totzeit eingefügt wird. Die Dauer der Totzeit wird mittels der Steuerschaltung eingestellt. Diese Totzeit ermöglicht es, ein Dimmen der LED-Lasten zu erwirken. Durch das Einstellen der Totzeit wird im zeitlichen Mittel das Tastverhältnis verringert und somit bei gewünschtem konstanten Farbort eine reine Lichtleistungsverringerung erhalten.
Bevorzugt erfolgt das Deaktivieren des ersten Wandlers nach einer festgelegten Anzahl von Taktimpulsen des Hochfrequenztakts. Die Anzahl kann mittels der Steuerschaltung einstellbar gewählt werden. Somit kann ein Betrieb mit konstanter Impulsanzahl oder aber auch ein Betrieb mit konstanter Ausschaltzeitdauer und entsprechend variabler Einschaltzeitdauer erfolgen.
Bevorzugt ist das Taktsignal flankensynchron zu einem ersten Schaltsignal bzw. zu einem zweiten Schaltsignal ist, wobei das erste Schaltsignal einen ersten Schalter zum Aktivieren oder Deaktivieren der ersten Wandlerstufe schaltet und wobei das zweite Schaltsignal einen zweiten Schalter zum Aktivieren oder Deaktivieren der zweiten Wandlerstufe schaltet. Damit werden die Anstiegszeiten und Abfallzeiten der jeweiligen Ströme durch eine Ladespule mit der gleichen Steigung versehen und ein Tastverhältnisfehler verhindert.
Die Aktivierungszeit des ersten Wandlers entspricht der Deaktivierungszeit des zweiten Wandlers und umgekehrt aufgrund der Verwendung eines PWM-Signals. Nachfolgend wird anhand von Figuren die Erfindung bzw. weitere Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung näher erläutert, wobei die Figuren lediglich Ausführungsbeispiele der Erfindung beschreiben. Gleiche Bestandteile in den Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind nicht als maßstabsgetreu anzusehen, es können einzelne Elemente der Figuren übertrieben groß bzw. übertrieben vereinfacht dargestellt werden.
Es zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mehrkanal-LED-Konverters,
2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mehrkanal-LED-Konverters,
3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mehrkanal-LED-Konverters,
4 Beispielhafte Zeitverläufe von Signalen im erfindungsgemäßen Mehrkanal-LED-Konverter,
5 ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mehrkanal-LED-Konverters.
1 zeigt einen Mehrkanal-LED-Konverter gemäß der Erfindung. In 1 ist ein Zweikanal-LED-Konverter dargestellt, wobei ein erster Kanal eine erste LED-Last 4 und ein zweiter Kanal eine zweite LED-Last 4' mit Spannung versorgt. Der Mehrkanal-LED-Konverter gemäß 1 weist dazu eine erste Wandlerstufe 1 und eine zweite Wandlerstufe 2 auf. Dabei ist der Ausgang OUT1 der ersten Wandlerstufe 1 mit der LED-Last 4 verbunden. Die LED-Last 4 ist beispielsweise eine Leuchtdiode, kurz LED, oder eine LED-Strecke bestehend aus einer Mehrzahl von in Reihe geschalteter LEDs. Die zweite Wandlerstufe 2 ist an ihrem Ausgang OUT2 ebenfalls mit einer LED-Last 4' verbunden. Die Kathoden als zweite Anschlüsse der LED-Lasten 4, 4' sind mit einem gemeinsamen Schalter 5 verbunden.
Gemäß 1 ist eine Steuerschaltung 3 vorgesehen, die ein hochfrequentes Schaltsignal HF_clk an den gemeinsamen Schalter 5 bereitgestellt. Der gemeinsame Schalter 5 wird sodann mittels einer von der Steuerschaltung 3 bereitgestellten Hochfrequenztaktung HF_clk geschaltet. Die Steuerschaltung 3 stellt überdies ein erstes Schaltsignal S1_Gate an der ersten Wandlerstufe 1 bereit. Mittels des ersten Schaltsignals S1_Gate wird die erste Wandlerstufe 1 aktiviert bzw. deaktiviert. Die Steuerschaltung 3 stellt überdies ein zweites Schaltsignal S2_Gate an der zweiten Wandlerstufe 2 bereit. Mittels des zweiten Schaltsignals S2_Gate wird die zweite Wandlerstufe 2 aktiviert bzw. deaktiviert.
In 1 wird der grundsätzliche Erfindungsgedanke verdeutlicht. Die einzelnen Wandlerstufen 1, 2 werden mittels der Schaltsignale S1_Gate und S2_Gate der Steuerschaltung 3 aktiviert bzw. deaktiviert. Die Steuerschaltung 3 arbeitet dabei in einem Zeitmultiplex-Betrieb, sodass entweder die erste Wandlerstufe 1 oder die zweite Wandlerstufe 2 aktiviert ist. Die Aktivierungs- bzw. Deaktivierungssignale der Steuerschaltung 3 sind gegenüber der Taktung HF_clk niederfrequent, wobei. das Verhältnis zwischen der Taktfrequenz HF_clk und der Schaltfrequenz der Schaltsignale S1_Gate und S2_Gate für die erste Wandlerstufe 1 oder die zweite Wandlerstufe 2 im Verhältnis 1:20, bevorzugt 1:10, mehr bevorzugt 1:5 ist.
Durch Verwendung eines gemeinsamen Schalters 5, der die Taktung für die Wandlerstufen 1, 2 steuert, kann der Schaltungsaufwand für einen LED-Konverter stark reduziert werden. Durch die antiparallele Anordnung der LED-Lasten 4, 4' bzw. der antiparallel und symmetrischen Ausgestaltung der Wandlerstufen 1, 2 ist die vereinfachte Ausbildung des LED-Konverters ermöglicht.
In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines LED-Konverters der Erfindung dargestellt. Die erste Wandlerstufe 1 und die zweite Wandlerstufe 2 sind jeweils als Abwärtswandler ausgebildet. Die erste Wandlerstufe 1 weist eine Reihenschaltung aus einem Schalter S1 und einer ersten Freilaufdiode D1 auf. Am Verbindungspunkt des ersten Schalters S1 und der Kathode der Diode D1 ist eine Reihenschaltung aus einer Ladespule L1 und der LED-Last 4 zu einem gemeinsamen Verbindungspunkt V angeordnet. Der gemeinsame Verbindungspunkt V ist mit einer Anode einer gemeinsamen Freilaufdiode 6 zur Betriebsspannung V_BUS geschaltet. Der gemeinsame Verbindungspunkt V ist überdies mit einem ersten Anschluss des gemeinsamen Schalters 5 verbunden. Der zweite Anschluss des gemeinsamen Schalters 5 ist mit einem zweiten Bezugspotenzial, beispielsweise Masse, verbunden. Die erste Wandlerstufe 1 wird somit gebildet aus den Komponenten: Erster Schalter S1, erste Diode D1, erste Spule L1, gemeinsame Diode 6 sowie gemeinsamer Schalter 5. Am Ausgang OUT1 der ersten Wandlerstufe 1 ist die LED-Last 4 angeschlossen. Die erste Wandlerstufe 1 wird mittels des an den gemeinsamen Schalter 5 angeschalteten Takts HF_clk der Steuerschaltung 3 gesteuert.
Überdies ist in 2 auch die zweite Wandlerstufe 2 dargestellt. Diese zweite Wandlerstufe 2 ist wie die erste Wandlerstufe 1 aufgebaut, sodass die zweite Wandlerstufe 2 gebildet wird aus den Komponenten: Zweiter Schalter S2, zweite Diode D2, zweite Ladespule L2, sowie den mit der ersten Wandlerstufe 1 gemeinsamen Komponenten gemeinsamer Schalter 5 und gemeinsame Diode 6.
Der erste Schalter S1 wird mit einem Schaltsignal S1_GATE gesteuert. Der zweite Schalter S2 wird mit einem zweiten Schaltsignal S2_GATE geschaltet. Die Schaltsignale S1_GATE und S2_GATE werden mittels der Steuerschaltung 3 bereitgestellt. Die Steuerschaltung 3 arbeitet dabei im Zeitmultiplexbetrieb, sodass bei aktivierter Wandlerstufe 1 mittels des aktivierten ersten Schalters S1 gleichzeitig die zweite Wandlerstufe 2 mittels des deaktivierten zweiten Schalters S2 deaktiviert ist.
Dieser Zeitmultiplex-Betrieb ist einerseits dadurch ermöglicht, dass zwei unterschiedliche Schaltsignale S1_GATE und S2_GATE mittels der Steuerschaltung 3 an die jeweiligen Schalter S1, S2 angeschaltet werden. Die Schalter S1, S2 sind beispielsweise als MOSFETs ausgebildet und werden über einen Gateanschluss des jeweiligen Feldeffekttransistors gesteuert.
Um nun ein vereinfachtes Ansteuern zu ermöglichen, kann andererseits der Schalter S1 zum Schalter S2 invers ausgebildet sein, so dass der Schalter S1 selbst-leitend ist, währenddessen der Schalter S2 selbst-sperrend ist. Oder der Schalter S1 ist ein NMOS-FET und der Schalter S2 ist ein PMOS-FET. In diesem Fall kann das erste Schaltsignal S1_Gate für den Schalter S1 auch gleichzeitig als zweites Schaltsignal S2_Gate für den zweiten Schalter S2 verwendet werden. Somit wird in der Steuerschaltung ein PWM-Signal generiert, welches an den ersten Schalter S1 und den zweiten Schalter S2 angeschaltet wird und durch komplementäre Wirkung der Schalter S1, S2 zum Zeitmultiplex-Betrieb führt.
Alternativ werden zwei getrennte Schaltsignale S1_Gate und S2_Gate erzeugt.
Bevorzugt ist das Schaltsignal S1_Gate und das zweite Schaltsignal S2_Gate ein niederfrequentes PWM-Signal, welches in Abhängigkeit des Aktivierungszustandes mit einem HF-Takt HF_clk überlagert wird.
Nachfolgend wird die Funktionsweise des LED-Konverters gemäß 2 erläutert.
Die Steuerschaltung S1 aktiviert den ersten Wandler 1 über das Schaltsignal S1_GATE. Zum gleichen Zeitpunkt deaktiviert die Steuerschaltung 3 den zweiten Wandler 2 mittels des zweiten Schaltsignals S2_GATE.
Zunächst wird davon ausgegangen, dass in einer ersten Betriebsphase des LED-Konverters der erste Schalter S1 geschlossen und der zweite Schalter S2 geöffnet ist. In der ersten Betriebsphase ist demnach der zweite Schalter S2 stets geöffnet, währenddessen der erste Schalter S1 beispielsweise flankensynchron im Hochfrequenztakt HF_clk mit dem gemeinsamen Schalter 5 geöffnet und geschlossen wird. Ein Schließen des Schalters S1 bewirkt sodann einen Stromfluss von der Betriebsspannung V_Bus über die Ladespule L1 und der LED-Last 4 zum gemeinsamen Verbindungspunkt V, sobald der gemeinsame Schalter 5 geschlossen ist. Ein Öffnen des gemeinsamen Schalters 5 bei gleichzeitigem Öffnen des Schalters S1 und weiterhin geöffnetem Schalter S2 bewirkt nun, dass die Spule L1 den Strom I_L1 weiter treibt. Da der Schalter S1 nicht mehr leitend ist, übernimmt beispielsweise die Freilaufdiode D1 den Stromfluss in der Schaltung. Je nach Stromrichtung kann aber auch die Body-Diode des Schalters S1 den Stromfluss übernehmen, beispielsweise wenn der Schalter S1 als MOSFET ausgebildet ist. Weiterhin übernimmt die gemeinsame Diode 6 als Freilaufdiode den Stromfluss zum Betriebspotential V_BUS. Wird der Schalter S1 und der gemeinsame Schalter 5 wieder geöffnet, was aufgrund der Taktung in einem Hochfrequenzmodus geschieht, wird erneut die Spule L1 aufgeladen und der Stromfluss über die Schalter S1, 5 nach Masse geführt. Das Öffnen der Schalter S1, 5 erfolgt bevorzugt anhand einer festgelegten Anzahl von Impulsen. Ist die Anzahl der Impulse, die in der Steuerschaltung 3 einstellbar ist, erreicht, so wird die zweite Betriebsphase des LED-Konverters gemäß 2 eingeleitet.
In der zweiten Betriebsphase des LED-Konverters wird mittels des ersten Schaltsignals S1_GATE der erste Wandler 1 deaktiviert und der zweite Wandler 2 mittels des zweiten Schaltsignals S2_GATE aktiviert. In der zweiten Betriebsphase ist demnach der erste Schalter S1 stets geöffnet, währenddessen der zweite Schalter S2 beispielsweise flankensynchron im Hochfrequenztakt HF_clk mit dem gemeinsamen Schalter 5 geöffnet und geschlossen wird. Wird der Schalter S2 und der Schalter 5 erstmalig geschlossen, erfolgt ein Stromfluss von dem Betriebspotential V_BUS über die zweite Spule L2 und die LED-Last 4' zum gemeinsamen Verbindungspunkt V. Bei geschlossenem gemeinsamem Schalter 5 erfolgt weiterhin ein Stromfluss hin zur Masse. Beim gemeinsamen Öffnen der Schalter S2, 5 bei weiterhin geöffnetem Schalter S1 wird die Freilaufdiode D2 den Stromfluss innerhalb des zweiten Wandlers 2 übernehmen und die Spule L2 den Strom I_L2 in Richtung der gemeinsamen Freilaufdiode 6 zum gemeinsamen Potential V_BUS treiben. Das Öffnen und Schließen der Schalter S2, 5 erfolgt ebenfalls anhand einer festgelegten Anzahl von HF Impulsen, wobei die Anzahl bevorzugt der Anzahl der Impulse in der ersten Betriebsphase entspricht.
Auf diese Weise wird mit einem niederfrequenten Pulsweitenmodulationssignal S1_GATE, S2_GATE – welches mit dem Hochfrequenztakt HF_clk in Abhängigkeit des Aktivierungszustandes der jeweiligen Wandlerstufe 1, 2 überlagert wird – die jeweilige Wandlerstufe aktiviert bzw. deaktiviert. In der aktivierten Phase der jeweiligen Wandlerstufe 1, 2 wird eine gewisse Anzahl von Impulsen der Hochfrequenztaktung HF_clk mittels der Synchronausgestaltung der Schaltsignale S1, 5 bzw. S2, 5 den Betrieb der jeweiligen Wandlerstufe 1, 2 erwirken.
Durch flankensynchrones Schalten des Hochfrequenz-Taktsignals HF_clk und des ersten Schaltsignals S1_GATE bzw. des zweiten Schaltsignals S2_GATE wird die Steigung des Stromes I_L1 betragsmäßig gleich sein zur Steigung bei Abfall des Stroms I_L1. Überdies wird auch die Steigung des Stromes I_L2 betragsmäßig gleich sein zur Steigung bei Abfall des Stroms I_L2 in den jeweils unterschiedlichen Betriebsphasen der Wandlerstufen 1, 2.
Die Steuerschaltung 3 kann beispielsweise als Mikrocontroller oder ASIC ausgebildet sein. Somit ist die Anzahl der Impulse des Hochfrequenz-Taktsignals HF_clk oder die Zeitdauer, die der Schalter S1 bzw. der Schalter S2 aktiviert oder deaktiviert ist, sehr flexibel einstellbar. Anhand einer Dimmvorgabe, die an die Steuerschaltung 3 als Dimmsignal angeschaltet ist, kann nunmehr ein unterschiedliches Dimmen der einzelnen LED-Lasten 4, 4' erzielt werden. Beispielsweise kann eine einstellbare Totzeit, in der weder der erste Schalter S1 noch der zweite Schalter S2 aktiviert sind und somit sowohl der erste Wandler 1 als auch der zweite Wandler 2 deaktiviert sind, in die Schaltsignale S1_Gate, S2_Gate eingefügt werden. Auf diese Weise wird das zeitliche Mittel des Tastverhältnisses reduziert, wodurch ein konstanter Farbort erhalten wird, da die reine Lichtleistung verringert wird. Weiterhin kann ein konstantes Ausschalten oder ein variables Einschalten ermöglicht werden.
Beim in 2 dargestellten LED-Konverter wird ein gemeinsamer Schalter 5 und eine gemeinsame Diode 6 verwendet, die sowohl für die erste Wandlerstufe 1 als auch für die zweite Wandlerstufe 2 vorgesehen sind.
In 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel eines LED-Konverters dargestellt. Nachfolgend wird lediglich auf die Unterschiede zwischen dem LED-Konverter gemäß 2 und dem in 3 dargestellten LED-Konverter eingegangen.
Der erste Unterschied besteht darin, dass die LED-Lasten 4, 4' nicht durch eine einzelne LED gebildet ist, sondern eine Reihenschaltung von einer Mehrzahl von LEDs sind. Die Anzahl der LEDs sowie die Ausgestaltung der LEDs sind erfindungsgemäß variabel.
Weiterhin ist die Steuerschaltung 3 innerhalb des Schaltungsaufbaus konkreter ausgebildet. Gemäß 3 wird ein Mikrocontroller verwendet, der die Signale HF_clk, S1_GATE und S2_GATE bereitstellt, die entsprechend der 2 an die Schalter S1, S2 und 5 angeschaltet werden. Um den Einschalt- bzw. Ausschaltzeitpunkt der Schaltsignale für den Schalter S1, S2 und 5 erfassen zu können, ist ein Shunt-Widerstand R_Shunt im gemeinsamen Zweig der beiden Wandlerstufen 1, 2 eingebracht. Die Spannung über dem Shunt-Widerstand R_Shunt wird dem Mikrocontroller 3 zur Verfügung gestellt, um den Stromfluss durch den geschlossenen Schalter 5 erfassen zu können. Bei geöffnetem Schalter 5 ist ein Stromfluss durch den Shunt-Widerstand R_Shunt nicht gegeben. Dementsprechend sind zwei zusätzliche Spulen im LED-Konverter vorgesehen, die die Spannungserfassungssignalen V_F1, V_F2 über der jeweiligen Spule L1, L2 erfassen, wenn der gemeinsame Schalter 5 geöffnet ist. Diese Spannungserfassung ist nötig, um im geöffneten Zustand der jeweiligen Schalter S1, S2, 5 die Höhe der Ströme I_L1 und I_L2 ermitteln zu können.
In 4 sind sechs Zeitverläufe von den Signalen Dimmsignal, Spulenstrom T_L1, erstes Schaltsignal S1_Gate, Schaltsignal S_Gate des gemeinsamen Schalters 5, Spulenstrom I_L2, zweites Schaltsignal S2_Gate des LED-Konverters gemäß 1 bis 3 dargestellt. Im ersten Zeitdiagramm wird ein niederfrequentes Signal gezeigt, welches eine Periodendauer von T_LF aufweist. Dieses Signal stellt das Dimmsignal dar und ist als pulsweitenmoduliertes Signal mit einem Tastverhältnis von 1:1 ausgebildet. Dementsprechend ist in einer ersten Hälfte der Periodendauer T_LF ein AN-Signal und in der zweiten Hälfte der Periodendauer T_LF ein AUS-Signal als Dimmsignal bereitgestellt. Dieses Dimmsignal wird der Steuerschaltung 3 zugeführt, wodurch die Steuerschaltung 3 erfährt, dass in einer ersten Hälfte der Periodendauer der erste Wandler 1 aktiviert sein soll und in einer zweiten Hälfte der Periodendauer T_LF der zweite Wandler 2 aktiviert sein soll. Durch das Tastverhältnis 1:1 wird überdies der Steuerschaltung 3 mitgeteilt, dass beide Wandlerstufen 1, 2 gleichlang aktiviert bzw. deaktiviert sein sollen.
Entsprechend ist das erste Schaltsignal S1_Gate aktiv geschaltet, während das zweite Schaltsignal S2_GATE in der ersten Hälfte der Periodendauer T_LF deaktiviert ist.
Durch Schließen des gemeinsamen Schalters 5 entsprechend einer HF-Taktung HF_clk und flankensynchrones Schalten des Schalters S1 wird ein Stromverlauf I_L1 erhalten, wie er im zweiten Zeitdiagramm dargestellt ist. Sind die Schalter S1 und 5 geschlossen, so steigt der Strom I_L1 in der Ladespule L1 linear an. Beim Öffnen des Schalters S1 mittels des Schaltsignals S1_GATE und gleichzeitigem Öffnen des gemeinsamen Schalters 5 sinkt der Strom I_L1 mit gleicher Steigung wieder ab. Das periodische Öffnen und Schließen der Schalter S1 und 5 erfolgt gemäß 4 beispielhaft fünfmal und erwirkt den Stromverlauf I_L1.
Wird die Hälfte der Periodendauer T_LF erreicht, so deaktiviert die Steuerschaltung 3 die erste Wandlerstufe 1, indem der Schalter S1 vollständig geöffnet bleibt und der Strom I_L1 auf null abfällt. Gleichzeitig wird der Schalter S2 und der gemeinsame Schalter 5 flankensynchron geöffnet und geschlossen, wobei der Strom I_L2 an der Ladespule L2 in Abhängigkeit der Schalterstellungen der Schalter S2, 5 linear ansteigt bzw. abfällt. Die Anzahl der HF-Impulse ist ebenfalls fünf.
In 4 wird gezeigt, dass keine Totzeit zwischen den einzelnen Aktivierungsphasen der Wandlerstufen 1, 2 eingestellt ist. Durch (nicht dargestelltes) Variieren der AN-Zeit des Dimmsignals bzw. der AUS-Zeit des Dimmsignals innerhalb der Periodendauer T_LF wird der Stromverlauf I_L1 bzw. der Stromverlauf I_L2 variiert und entsprechend eine Lichtleistungsverringerung an der jeweiligen LED-Last 4, 4' erwirkt. Zu beachten ist, dass bei flankensynchroner Ansteuerung der Anstieg betragsmäßig gleich dem Abfall des Stroms I_L1 bzw. I_L2 ist. Somit wird ein Tastverhältnisfehler vermieden.
In 5 ist ein viertes Ausführungsbeispiel eines LED-Konverters gemäß der Erfindung dargestellt. Entgegen der in 3 dargestellten Ausführung sind die jeweiligen Schalter S1, S2 mit den Dioden D1 bzw. D2 vertauscht. Weiterhin ist der gemeinsame Schalter 5 mit der gemeinsamen Diode 6 vertauscht. Ansonsten ist der LED-Konverter gleich ausgebildet. Diese äquivalente Schaltungsimplementierung verdeutlicht, dass die konkrete Polrichtung bzw. konkrete Platzierung der Schalter S1, S2, 5 und Dioden D1, D2, 6 variieren kann, um trotzdem die geforderte Wirkung zu erzielen. Es ist lediglich darauf zu achten, dass im Zeitmultiplex-Betrieb lediglich nur entweder die erste Wandlerstufe 1 oder die zweite Wandlerstufe 2 aktiviert ist.
Alle gezeigten, beschriebenen oder beanspruchten Merkmale können beliebig miteinander kombiniert werden.
Bezugszeichenliste

1: Erste Wandlerstufe
S1: erster Schalter
D1: Erste Freilaufdiode
L1: Erste Spule
Out1: Erster Ausgang
2: Zweite Wandlerstufe
S2: Zweiter Schalter
D2: Zweite Freilaufdiode
L2: Zweite Spule
Out2: Zweiter Ausgang
3: Steuerschaltung
Dd: Steuerdiode
R_shunt: Strommesswiderstand
S1_Gate: Erstes Schaltsignal
S2_Gate: Zweites Schaltsignal
Sd_Gate: HF-Takt
Vf1: erstes Spannungserfassungssignal
Vf2: zweites Spannungserfassungssignal
μC: Mikrokontroller
4, 4': Leuchtmittel, LED, LED-Strecke
5: Gemeinsamer Schalter
6: Gemeinsame Diode
V: Verbindungspunkt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19816815 C1 [0005]
DE 102007054806 A1 [0006]

Claims

Mehrkanal-LED-Konverter, aufweisend: – zumindest eine erste getaktete Wandlerstufe (1) und eine zweite getaktete Wandlerstufe (2), deren Ausgänge (Out1, Out2) jeweils eine LED-Last (4, 4') versorgen können, wobei die LED-Lasten (4, 4') an einem gemeinsamen Anschluss miteinander verbunden sind, – einen gemeinsamen Schalter (5), wobei der gemeinsame Schalter (5) sowohl die erste getaktete Wandlerstufe (1) als auch die zweite getaktete Wandlerstufe (2) taktet; – eine Steuerschaltung (3) zum Bereitstellen eines Schaltsignals (SD_Gate) zum Schalten des gemeinsamen Schalters (5); – wobei die erste Wandlerstufe (1) und die zweite Wandlerstufe (2) in einem Zeitmultiplex-Betrieb aktivierbar sind; und – wobei zu einem Zeitpunkt maximal eine der Wandlerstufen (1, 2) aktiviert ist.
LED-Konverter nach Anspruch 1, wobei die erste Wandlerstufe (1) durch einen ersten Schalter (S1) selektiv aktivierbar ist und wobei die zweite Wandlerstufe (2) durch einen zweiten Schalter (S2) selektiv aktivierbar ist.
LED-Konverter nach Anspruch 2, wobei die Steuerschaltung (3) ein erstes Schaltsignal (S1_Gate) bereitstellt, welches den ersten Schalter (S1) schaltet und wobei die Steuerschaltung (3) ein zweites Schaltsignal (S2_Gate) bereitstellt, welches den zweiten Schalter (S2) schaltet.
LED-Konverter nach Anspruch 3, wobei das erste Schaltsignal (S1_Gate) und das zweite Schaltsignal (S2_Gate) PWM-Signale sind, wobei bevorzugt das erste Schaltsignal (S1_Gate) komplementär zum zweiten Schaltsignal (S2_Gate) ist.
LED-Konverter nach Anspruch 3 oder 4, wobei das erste Schaltsignal (S1_Gate) und das zweite Schaltsignal (S2_Gate) im Vergleich zur Taktfrequenz niederfrequente PWM-Schaltsignale sind.
LED-Konverter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerschaltung (3) zwischen dem Deaktivieren des ersten Wandlers (1) und dem Aktivieren des zweiten Wandlers (2) eine Totzeit einfügt, wobei die Dauer der Totzeit mittels der Steuerschaltung (3) einstellbar ist.
LED-Konverter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stromabfall nach dem Deaktivieren der jeweiligen Wandlerstufe (1, 2) die gleiche Steigung aufweist wie der Stromanstieg beim Aktivieren der jeweiligen Wandlerstufe (1, 2)
LED-Konverter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Wandlerstufe (1) und/oder die zweite Wandlerstufe (2) als Abwärtswandler ausgebildet sind.
LED-Konverter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend zumindest eine weitere Wandlerstufe deren weiterer Ausgang ebenfalls eine LED-Last versorgen kann, wobei auch die LED-Last der weiteren Wandlerstufe an dem gemeinsamen Anschluss der LED-Lasten verbunden ist und wobei die weitere Wandlerstufe ebenfalls mittels des Hochfrequenztakts betrieben wird.
LED-Konverter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die jeweiligen LED-Lasten (4, 4') parallel zueinander angeordnet sind.
LED-Konverter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein erster Anschluss der jeweiligen LED-Last (4, 4') mit dem jeweiligen Ausgang (Out1, Out2) der Wandlerstufe (1, 2) verbunden ist und wobei ein zweiter Anschluss der jeweiligen LED-Last (4, 4') mit dem gemeinsamen Schalter (5) verbunden ist.
LED-Konverter nach Anspruch 11, wobei der jeweilige zweite Anschluss der LED-Lasten mit einer Anode einer gemeinsamen Diode verbunden ist und wobei die Kathode der gemeinsamen Diode mit der Betriebsspannung verbunden ist.
LED-Konverter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Wandlerstufe (1) antiparallel zur zweiten Wandlerstufe (2) angeordnet ist und wobei die erste Wandlerstufe (1) symmetrisch zur zweiten Wandlerstufe (2) aufgebaut ist.
LED-Konverter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Taktsignal (HF_clk) flankensynchron zum ersten Schaltsignal (S1_Gate) bzw. zum zweiten Schaltsignal (S2_Gate) ist.
LED-Konverter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerschaltung (3) die jeweilige Wandlerstufe (1, 2) in Abhängigkeit einer einstellbaren Impulsanzahl des Taktsignals (HF_clk) aktiviert.
Treiberschaltung für eine LED-Last (4, 4') aufweisend einen LED-Konverter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
Elektronisches Vorschaltgerät zum Betreiben einer LED-Last (4, 4') mittels eines LED-Konverters gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15.
Verfahren zum Betreiben eines LED-Konverters gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 15 mit den Verfahrensschritten: – Bereitstellen eines Taktsignals (HF_clk) mittels einer Steuerschaltung (3); – Aktivieren einer ersten Wandlerstufe (1) im LED-Konverter mittels der Steuerschaltung (3), wobei bei der Aktivierung gleichzeitig alle weiteren Wandlerstufen (2) im LED-Konverter deaktiviert werden; und – Deaktivieren der ersten Wandlerstufe (1) bei gleichzeitigem Aktivieren einer zweiten Wandlerstufe (2).
Verfahren nach Anspruch 18, wobei zwischen dem Deaktivieren der ersten Wandlerstufe (1) und dem Aktivieren der zweiten Wandlerstufe (2) eine Totzeit mittels der Steuerschaltung (3) eingefügt wird und wobei die Dauer der Totzeit durch die Steuerschaltung (3) einstellbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 oder 19, wobei das Deaktivieren der ersten Wandlerstufe (1) nach einer festgelegten Anzahl von Taktimpulsen erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei das Taktsignal (HF_clk) flankensynchron zu einem ersten Schaltsignal (S1_Gate) bzw. zu einem zweiten Schaltsignal (S2_Gate) ist, wobei das erste Schaltsignal (S1_Gate) einen ersten Schalter (S1) zum Aktivieren oder Deaktivieren der ersten Wandlerstufe (1) schaltet und wobei das zweite Schaltsignal (S2_Gate) einen zweiten Schalter (S2) zum Aktivieren oder Deaktivieren der zweiten Wandlerstufe (2) schaltet.
Verfahren nach einem der Ansprüchen 18 bis 21, wobei ein Stromanstieg in der jeweiligen Wandlerstufe (1, 2) bei dessen Aktivierung die gleiche Steigung aufweist, wie der Stromabfall bei Deaktivierung der Wandlerstufe (1, 2).
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, wobei die Aktivierungszeit des ersten Wandlers (1) der Deaktivierungszeit des zweiten Wandlers (2) entspricht und umgekehrt.