DE102019122823A1

DE102019122823A1 - Anordnung und Verfahren zum Betreiben von LEDs

Info

Publication number: DE102019122823A1
Application number: DE102019122823.9A
Authority: DE
Inventors: David Gajdos; Thomas Steffens
Original assignee: Zumtobel Lighting GmbH Austria
Current assignee: Zumtobel Lighting GmbH Austria
Priority date: 2019-08-26
Filing date: 2019-08-26
Publication date: 2021-03-04

Abstract

Eine Anordnung (100) zum Betreiben von LEDs weist zumindest zwei Gruppen (LED A, LED B, LED C) von LEDs, eine steuerbare Schalteranordnung (20) zum veränderbaren Verschalten der LED-Gruppen (LED A, LED B, LED C) untereinander, um eine LED-Anordnung zu bilden, sowie eine Steuerschaltung (15) auf, welche dazu ausgebildet ist, die Schalteranordnung (20) abhängig von einer Eingangsspannung (Vline) der Anordnung (100) anzusteuern, um die Verschaltung der LED-Gruppen (LED A, LED B, LED C) untereinander dynamisch zu verändern, wobei die Steuerschaltung (15) dazu ausgebildet ist, die Schalteranordnung (20) derart anzusteuern, dass alle LED-Gruppen (LED A, LED B, LED C) Bestandteil der resultierenden LED-Anordnung sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Betreiben einer Vielzahl von Leuchtdioden (LEDs, OLEDs) sowie ein entsprechendes Verfahren hierfür. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Anordnung, welche es ermöglicht, LEDs mit einer gleichgerichteten Wechselspannung direkt zu betreiben. Unter „direkt betreiben“ wird hierbei verstanden, dass kein den LEDs vorgeschalteter Gleichspannungswandler vorhanden ist, der aus der gleichgerichteten Netzwechselspannung eine Gleichspannung zum Betreiben der LEDs erzeugt.
Die in LED-Betriebsgeräten enthaltenen Spannungswandler ermöglichen die Versorgung einer oder mehrerer in Serie und/oder parallel verschalteter LEDs mit einer vorgegebenen Betriebsspannung. Zusätzliche Funktionen, wie das Dimmen oder die Veränderung/Anpassung der Lichtfarbe, können in dem Betriebsgerät vorgesehen sein, wobei die Lichtabstrahlung vom Stromfluss durch die LED abhängt. Zur Helligkeitssteuerung oder Helligkeitsregelung werden LEDs daher typischerweise in einem Modus betrieben, in dem der Stromfluss durch das Betriebsgerät gesteuert oder geregelt wird.
Die DE 10 2016 210 736 A1 offenbart eine Anordnung, bei der LEDs ohne einen Gleichspannungswandler direkt mit der gleichgerichteten Wechselspannung betrieben werden können. Derartige Anordnungen werden als AC-LED-Module bezeichnet und bestehen aus mehreren, in verschiedenen Schaltungsarten zusammenschaltbaren LEDs.
Gemäß der DE 10 2016 210 736 A1 wird die eingangsseitig anliegende Wechselspannung gleichgerichtet, der Verlauf der gleichgerichteten Wechselspannung bzw. der pulsierenden Gleichspannung erfasst und mehrere Gruppen von LEDs entsprechend dem aktuellen Verlauf in Serie und/oder parallel zu der gleichgerichteten Wechselspannung geschaltet, wobei die Anzahl von in Serie miteinander verschalteten LED-Gruppen mit zunehmender Spannung erhöht und die Anzahl von parallel miteinander verschalteten LED-Gruppen mit abnehmender Spannung erhöht wird. Die Verschaltung der LED-Gruppen ist dabei so gewählt, dass unabhängig von der momentanen Höhe der gleichgerichteten Wechselspannung an jeder LED einer Gruppe eine geeignete Betriebsspannung anliegt. Zudem wird der Stromfluss durch die LEDs bzw. die LED-Gruppen in Abhängigkeit von der Verschaltung gesteuert bzw. begrenzt, um Beschädigungen der LEDs zu vermeiden und um in jeder Verschaltung in der Summe aller LEDs die gleiche Lichtabgabe/Helligkeit zu erhalten.
Die DE 20 2017 102 336 U1 beschreibt eine Schaltungsanordnung, bei der der Stromfluss durch die LEDs mittels einer von einem Mikrocontroller steuerbaren Konstantstromquelle begrenzt wird, wobei die Konstantstromquelle abhängig von einem an einen Steueranschluss angeschlossenen Widerstand einen zum Betreiben der LEDs vorgesehen Strom einstellt und der Steueranschluss der Konstantstromquelle an einen D/A-Wandleranschluss des Mikrocontrollers angeschlossen ist. Der zum Steuern der Konstantstromquelle erforderliche Widerstand wird hierbei mittels interner Spannungsteilerkomponenten des D/A-Wandlers des Mikrocontrollers gebildet.
Die DE 10 2016 210 736 A1 oder die DE 20 2017 102 336 U1 offenbaren jedoch nicht, wie ein Dimmen bzw. eine gezielte Steuerung der Helligkeit des von dem AC-LED-Modul abgegebenen Lichts erfolgen kann. Die Steuerung der Helligkeit könnte durch eine einfache Erhöhung bzw. Verringerung des zu begrenzenden Stroms durch die LED-Gruppen erfolgen. Versuche haben jedoch gezeigt, dass es bei einer einfachen Anpassung der Strombegrenzung an ein vorgegebenes Dimm-Signal zu sichtbaren sprunghaften Änderungen der Helligkeit insbesondere bei Dimm-Pegeländerungen in niedrigen Bereichen kommen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Vorrichtungen und Verfahren anzugeben, die die beschriebenen Probleme verringern. Aufgabe ist es insbesondere, eine Anordnung und ein Verfahren zum direkten Betreiben von LEDs mit einer gleichgerichteten Wechselspannung bereitzustellen, mit denen die LEDs in einfacher Weise und trotzdem genau gedimmt werden können.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Anordnung zum Betreiben von LEDs an einer Eingangsspannung zumindest zwei Gruppen von LEDs, eine steuerbare Schalteranordnung zum veränderbaren Verschalten der LED-Gruppen untereinander, um eine mit einer Eingangsspannung zu verbindende LED-Anordnung zu bilden, eine Einrichtung zum Begrenzen des durch die LEDs fließenden Stroms, ein Mittel zum Umsetzen eines Dimm-Signals in ein Steuersignal für die Begrenzungseinrichtung und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Schalteranordnung und der Begrenzungseinrichtung auf. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgebildet, die Schalteranordnung abhängig von der Höhe der Eingangsspannung anzusteuern, um die Verschaltung der LED-Gruppen anzupassen und die Helligkeit des von den verschalteten LED-Gruppen abgegebenen Lichts durch einen Wechsel der Verschaltung bei konstanter Strombegrenzung und/oder durch Ändern der Strombegrenzung bei zumindest einer verschalteten LED-Gruppe innerhalb eines periodischen Zeitraums zu variieren, um einem Quantisierungsfehler bei der Umsetzung des Dimm-Signals in das Steuersignal entgegenzuwirken.
Die erfindungsgemäße Lösung beruht auf dem Gedanken, die Helligkeit des von den LEDs abgegebenen Lichts über den periodischen Zeitraum nicht konstant zu halten, sondern zu variieren, um den Quantisierungsfehler auszugleichen bzw. die über den periodischen Zeitraum abgegebene mittlere Helligkeit an die Dimm-Wertvorgabe eines hochauflösenden Dimm-Signals anzugleichen.
Dies ermöglicht eine genaue und günstige Helligkeitssteuerung bzw. die Verwendung von günstigen Wandlern mit einer geringen Auflösung.
Die Anordnung kann mit Eingangsspannungen betrieben werden, die sich kontinuierlich oder nicht kontinuierlich ändern. Bevorzugt ist die Anordnung auf eine Wechselspannung als Eingangsspannung ausgelegt, wobei die Anordnung hierfür zusätzlich einen Gleichrichter zum Gleichrichten der Wechselspannung aufweist und der periodische Zeitraum die Periodendauer der gleichgerichteten Wechselspannung ist.
Die Steuerschaltung kann dazu ausgebildet sein, die Helligkeit auf der Grundlage einer Tabelle zu variieren, die für den periodischen Zeitraum zu einem Wert des Dimm-Signals den Verschaltungswechsel bzw. die Strombegrenzungsänderung anzeigt.
Zusätzlich kann die Anordnung selektiv mit einem aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Dimm-Signal-Typen betreibbar sein, wobei jedem Dimm-Signal-Typ eine eigene Tabelle zugeordnet ist. Das Dimm-Signal kann drahtgebunden oder drahtlos übertragen bzw. empfangen werden.
Das Dimm-Signal kann ein digitales oder analoges Signal sein, welches die Anordnung bei einer internen Wandlung, bei der der Quantisierungsfehler auftritt, in ein analoges bzw. digitales Signal umsetzt. Bevorzugt ist das Dimm-Signal ein digitales Signal, insbesondere ein DALI-Dimm-Signal, wobei das Mittel zum Umsetzen des digitalen Dimm-Signals in das analoge Steuersignal eine geringere Auflösung als die des digitalen Dimm-Signals aufweist. Die Tabelle kann hierbei für jeden möglichen DALI-Dimm-Wert den Verschaltungswechsel bzw. die Strombegrenzungsänderung anzeigen.
Einigen Dimm-Signal-Typen liegen Kennlinien zugrunde, die einen nichtlinearen Verlauf der Helligkeit bezüglich der Dimm-Werte aufweisen. Mit der Tabelle ist es möglich die Kennlinie des empfangenen Dimm-Signals zu korrigieren bzw. an eine gewünschte Kennlinie anzupassen.
Die Anordnung kann in einer Leuchte oder in einem AC-LED-Module integriert sein, die bzw. das über ein Mesh-Netzwerk drahtlos mit anderen Geräten kommunizieren kann. Die Leuchte bzw. das AC-LED-Module kann ein Bluetooth-Geräte sein, das sich mit zumindest einigen der Geräte zu einem Bluetooth Mesh Netzwerk zusammenschließen kann, wobei das Dimm-Signal ein Bluetooth Mesh-Dimm-Signal ist.
Insbesondere weil die Folgen der geringen Auflösung des Wandlers nur bei Dimm-Pegeländerungen in niedrigen Bereichen deutlich sichtbar sind, kann die Steuerschaltung dazu ausgebildet sein, lediglich die Helligkeit für Werte des Dimm-Signals, die unterhalb eines Grenzwertes liegen, zu variieren, um dem Quantisierungsfehler bei der Umsetzung des Dimm-Signals in das Steuersignal entgegenzuwirken.
Die Begrenzungseinrichtung kann einen oder mehrere Konstantstromregler aufweisen.
Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerschaltung dazu ausgebildet sein, die Schalteranordnung derart anzusteuern, dass alle LED-Gruppen Bestandteil der resultierenden LED-Anordnung sind. Dies wirkt einer ungleichen Belastung bzw. Alterung der LEDs entgegen.
Die LED-Gruppen können identisch ausgeführt und jeweils durch einen seriellen LED-Strang gebildet sein.
Die Schalteranordnung kann durch eine Matrixschaltung von steuerbaren Schaltelementen gebildet sein, die mit den Ein- und Ausgängen der LED-Gruppen verbunden sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zum Betreiben von LEDs einer der oben beschriebenen Anordnung die Schritte:

- Umsetzung eines Dimm-Signals in ein Steuersignal,
- Steuern der Schalteranordnung abhängig von der Eingangsspannung, um die Verschaltung der LED-Gruppen an die Höhe der Eingangsspannung anzupassen und
- Begrenzen des durch die LEDs fließenden Stroms basierend auf dem Steuersignal auf, wobei in dem Steuerungsschritt die Helligkeit des von den verschalteten LED-Gruppen abgegebenen Lichts durch einen Wechsel der Verschaltung bei konstanter

Strombegrenzung und/oder durch Ändern der Strombegrenzung bei zumindest einer verschalteten LED-Gruppe innerhalb eines periodischen Zeitraums variiert wird, um einem Quantisierungsfehler bei der Umsetzung des Dimm-Signals in das Steuersignal entgegenzuwirken.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Betreiben von LEDs, wobei die LEDs in drei LED-Gruppen unterteilt sind;
2 verschiedene Verschaltungszustände der LED-Gruppen untereinander abhängig von der Höhe der gleichgerichteten Eingangsspannung;
3 ein Diagramm mit einem Soll-Dimm-Werten und unkorrigierten Ist-Helligkeitswerten;
4 eine alternative Ausführungsform einer Anordnung zum Betreiben von LEDs;
5 eine dritte Variante einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Betreiben von LEDs;
6a und 6b Möglichkeiten zum dynamischen Verschalten von vier LED-Gruppen abhängig von der Höhe der Eingangsspannung;
7a bis 7e schematische Darstellungen des Ansteuerns der Schalteranordnung, um die in 6a dargestellten Konfigurationen zu erzielen;
8a und 8b das Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Ansteuern und dynamischen Verschalten der LED-Gruppen; und
9 eine vierte Variante einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Betreiben von LEDs.

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen, allgemein mit dem Bezugszeichen 100 versehenen, Anordnung zum Betreiben von LEDs. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Konfiguration von drei LED-Gruppen LED A, LED B und LED C dargestellt, wobei - wie nachfolgend noch näher erläutert - das Konzept selbstverständlich auf eine größere Anzahl von LED-Gruppen erweitert werden kann. Ferner wird der Einfachheit halber im Folgenden davon ausgegangen, dass alle drei LED-Gruppen identisch ausgeführt sind und jeweils durch einen seriellen LED-Strang mit einer identischen Anzahl von identischen LEDs gebildet sind. Auch dies ist allerdings nicht zwingend erforderlich, sondern die LED-Gruppen könnten auch jeweils unterschiedlich hinsichtlich der Anzahl und Anordnung der LEDs ausgeführt sein. Möglich wäre beispielsweise ohne weiteres auch, dass jede Einzel-LED-Gruppe durch eine Parallelschaltung von zwei seriellen LED-Strängen gebildet ist.
Die erfindungsgemäße Anordnung 100 dient dazu, die LEDs ohne den Einsatz eines Gleichspannungswandlers betreiben zu können. D.h., die eingangsseitig anliegende Versorgungsspannung V_line wird im Wesentlichen unverändert den LEDs zugeführt. Eine Einschränkung besteht lediglich dahingehend, dass die Anordnung 100 eingangsseitig einen Gleichrichter 10 aufweist, mit dessen Hilfe die Eingangsspannung V_line grundsätzlich in eine Spannung gleichbleibender Polarität gleichgerichtet wird. Die resultierende Spannung VDC weist allerdings nach wie vor die für eine Versorgungswechselspannung typische Welligkeit auf und schwankt zwischen dem Wert 0 und dem Maximalwert der Eingangsspannung V_line.
Die drei LED-Gruppen LED A, LED B und LED C werden derart dynamisch miteinander verschaltet bzw. gekoppelt, dass die resultierende LED-Anordnung für einen Betrieb entsprechend dem aktuellen Wert der gleichgerichteten Eingangsspannung V_DC geeignet ist. Dies wird mit Hilfe einer schematisch dargestellten Schalteranordnung 20 erreicht, welche eine Schaltermatrix bildet, die es ermöglicht, die Ein- und Ausgänge der drei LED-Gruppen LED A, LED B und LED C wahlweise und dynamisch miteinander zu verbinden. Die Schaltermatrix 20 weist also dementsprechend eine Mehrzahl steuerbarer Schaltelemente auf, die in geeigneter Weise von einer Steuerschaltung 15 (Steuereinrichtung) angesteuert werden. Da das Ansteuern der Schalter abhängig von der gleichgerichteten Versorgungsspannung V_DC erfolgen muss, ist ein Spannungsteiler 11 vorgesehen, der einen zur Ansteuerung der Schalteranordnung 20 erforderlichen Eingangswert für die Steuerschaltung 15 abgreift, welcher wiederum Rückschluss auf die Höhe der gleichgerichteten Versorgungsspannung VDC zulässt. Parallel zum Spannungsteiler 11 befindet sich eine Stromversorgungseinheit 12, welche aus der gleichgerichteten Versorgungsspannung V_DC eine DC-Versorgungsspannung für einen die Steuereinheit 15 bildenden Mikroprozessor generiert. Diese kann gleichzeitig von der Steuerschaltung 15 als Referenzspannung zur Auswertung der Ausgangsspannung des Spannungsteilers 11 genutzt werden.
Das dynamische Verbinden der drei LED-Gruppen LED A, LED B und LED C untereinander erfolgt nunmehr derart, dass eine Verschaltung erzielt wird, welche für den aktuellen Wert der gleichgerichteten Eingangsspannung V_DC geeignet ist. Dieses Prinzip ist in 2 dargestellt, wobei drei unterschiedliche Verschaltungskonfigurationen gezeigt sind, die abhängig von dem Wert der Spannung eingestellt werden.
Auf der linken Seite wird hierbei davon ausgegangen, dass zunächst ein niedriger Spannungswert vorliegt, wie dies beispielsweise in der Nähe des Null-Durchgangs der externen Versorgungsspannung V_line der Fall ist. Da in diesem Fall nicht zu viele LEDs in Serie geschaltet sein sollten, um zu ermöglichen, dass trotz allem über jede individuelle LED eine für den Betrieb geeignete Spannung abfällt, die im Wesentlichen der Vorwärtsspannung der LED entspricht, werden die Schalter der Schalteranordnung 20 durch die Steuerschaltung 15 derart angesteuert, dass die drei Gruppen LED A, LED B und LED C zu einer Parallelschaltung miteinander verbunden werden. Hier ist die Anzahl der Gruppen LED A, LED B und LED C, auf die die Versorgungsspannung V_line aufgeteilt wird, am geringsten, wobei die an jeder LED anliegende Spannung durch die Anzahl der in der Gruppe in Serie geschalteten LEDs bestimmt wird.
Steigt im Verlauf einer Halbwelle der Versorgungspannung V_line die Spannung an, wird zu der in der Mitte von 2 dargestellten Konfiguration gewechselt, bei der zwei LED-Gruppen (hier: LED B und LED C) parallel verschaltet sind und die dritte LED-Gruppe (LED A) in Serie zu dieser Parallelschaltung positioniert ist. Die Anzahl der insgesamt in Serie geschalteten LEDs wird hierdurch erhöht, so dass die nunmehr erhöhte Eingangsspannung nicht zu einer Spannung an einer einzelnen LED führt, die oberhalb der maximal zulässigen Betriebsspannung liegt.
Steigt die Versorgungsspannung schließlich auf einen Wert im Bereich des Maximalwerts an, wird zu der auf der rechten Seite von 2 dargestellten Verschaltungskonfiguration gewechselt, bei der die drei LED-Gruppen LED A, LED B und LED C in Serie miteinander verschaltet sind. Hier ist die Anzahl der Gruppen LED A, LED B und LED C, auf die die Versorgungsspannung V_line durch serielle Verschaltung aufgeteilt wird, am höchsten.
Es ist also erkennbar, dass durch die Steuerschaltung 15 die Schalter der Schalteranordnung 20 abhängig vom aktuellen Wert der gleichgerichteten Versorgungsspannung V_DC derart angesteuert werden müssen, dass jeweils eine für den aktuellen Spannungswert geeignete Verschaltung der LED-Gruppen zueinander realisiert wird, die es ermöglicht, dass über die einzelnen LEDs jeweils eine geeignete Betriebsspannung anliegt. Um einer ungleichen Belastung bzw. Alterung der LEDs entgegenzuwirken, sind in diesem Beispiel immer alle LED-Gruppen Bestandteil der resultierenden LED-Anordnung und dementsprechend alle LEDs bei Vorhandensein einer Eingangsspannung gleichzeitig aktiviert. Somit weisen alle LEDs zu jedem Zeitpunkt dieselbe Betriebsdauer auf.
Für den Betrieb der LEDs muss auch der Strom, der durch die LEDs fließt, begrenzt werden. Hierfür ist vorgesehen, am Ausgang der durch die drei LED-Gruppen LED A, LED B und LED C gebildeten LED-Anordnung Stromeinstellungsmittel 30 anzuordnen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um drei parallel geschaltete Konstantstromregler 31₁ , 31₂ und 31₃ , denen jeweils ein steuerbares Schaltelement SW1, SW2 bzw. SW3 z.B. in Form eines Transistors nachgeordnet ist.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Konstantstromregler 31₁ , 31₂ und 31₃ von der Steuerschaltung 15 steuerbar, um ein Dimmen bzw. eine Steuerung der Helligkeit des von den LEDs abgegebenen Lichts durch eine Erhöhung bzw. Verringerung der durch die LED-Gruppen LED A, LED B und LED C fließenden Ströme zu ermöglichen. Die Anpassung des Stroms an die Verschaltung der LED-Gruppen LED A, LED B und LED C kann mittels der Transistoren SW1, SW2 SW3 erfolgen, mit denen die Konstantstromregler 31₁ , 31₂ und 31₃ flexibel miteinander für eine Einstellung des Stromes kombinierbar sind.
Das Ansteuern der Transistoren SW1, SW2 bzw. SW3 erfolgt ebenfalls durch die Steuerschaltung 15 und zwar abgestimmt auf die Verschaltung der LED-Gruppen LED A, LED B und LED C untereinander, wobei abhängig davon, wieviele LED-Gruppen parallelgeschaltet sind, eine entsprechende Anzahl von Konstanstromreglern aktiviert wird. Hierdurch ist sichergestellt, dass nicht nur der resultierende Spannungsabfall über jede individuelle LED sondern auch der entsprechende Stromfluss durch die LED einen für den LED-Betrieb geeigneten Wert annimmt.
Die in 1 dargestellten Transistoren SW1 bis SW3 dienen im oben beschriebenen Beispiel als reine Schaltelemente, mit deren Hilfe die Konstantstromregler 311, 312 und 313 wahlweise aktiviert oder deaktiviert werden können. Selbstverständlich wäre es alternativ hierzu auch möglich, die Anpassung des Stroms an die Verschaltung der LED-Gruppen LED A, LED B und LED C mittels einer entsprechenden Ansteuerung der Konstantstromregler 31₁ , 31₂ und 31₃ zu erreichen. In diesem Fall kann dann auf die zusätzlichen Transistoren SW1 bis SW3 als Schalter verzichtet werden. Ferner könnte in diesem Fall auch die Anordnung von drei parallel geschalteten Stromreglern durch einen einzigen ansteuerbaren Stromregler ersetzt werden, der allerdings dann derart ausgelegt sein muss, dass er in der Lage ist, für jede entsprechende Verschaltungskonfiguration der LED-Gruppen LED A, LED B und LED C untereinander einen entsprechend geeigneten Konstantstrom einzustellen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung steuert die Steuerschaltung 15 die Konstantstromregler 31₁ , 31₂ und 31₃ , um die LEDs zu dimmen. Hierzu empfängt die Steuerschaltung 15 an einem Eingangsanschluss S der Anordnung 100 ein digitales Dimm-Signal, welches einen Dimm-Wert anzeigt und beispielsweise ein DALI-Signal oder ein verarbeitetes DALI-Signal sein kann und wandelt das digitale Dimm-Signal in ein analoges Steuersignal für die Ansteuerung der Konstantstromregler 31₁ , 31₂ und 31₃ . Die D/A-Umwandlung erfolgt dabei mit einem Wandler mit einer geringen Auflösung von beispielsweise 10 Bit, was zu einem Fehler führt, durch den es bei einem kontinuierlich steigenden oder fallenden Dimm-Wert zu einer sichtbar stufenförmigen Helligkeitsänderung kommt.
3 zeigt dies am Beispiel eines DALI-Dimm-Signals bzw. der DALI-Dimm-Kennlinie. In dem in 3 gezeigten Diagramm sind die Soll- und Ist-Helligkeitswerte in Prozent in Abhängigkeit der DALI-Dimm-Werte von 160 bis 180 aufgetragen. Die Sollwerte sind mit einem Kreis gekennzeichnet und die Istwerte mit einem Dreieck. Wie in dem Diagramm gezeigt, würde auf Grund der geringen Auflösung des Wandlers bzw. des Quantisierungsfehlers beispielsweise zwischen den Dimm-Werten 171 und 172 ein großer Sprung in den Ist-Helligkeitswerten erfolgen, wohingegen sich die Ist-Helligkeitswerte zwischen den Dimm-Werten 171 bis 175 nicht ändern.
In der in 1 gezeigten Anordnung 100 erfolgt eine Korrektur auf die Sollwerte durch einen Wechsel der Verschaltungskonfiguration der LED-Gruppen LED A, LED B und LED C bei konstanter Strombegrenzung, was zu einer Änderung der Helligkeit führt. Anzahl und Art der Wechsel sowie die Dauer der Verschaltungskonfiguration, in die gewechselt wurde, sind so bemessen, dass der mittlere Helligkeitswert einer Periode der gleichgerichteten Wechselspannung dem Sollwert entspricht. Zudem werden die Verschaltungskonfigurationen so gewählt, dass die LEDs bezüglich Strom und Spannung nicht überlastet werden. Informationen über die Verschaltungskonfiguration (Art und Dauer) und den Zeitpunkt eines Wechsels zu jedem Dimm-Wert sind in einer abgespeicherten Tabelle angegeben. Die Steuerschaltung 15 steuert für eine Korrektur die Schalteranordnung 20 basierend auf dieser Tabelle bzw. weicht von der oben beschriebenen Steuerung, welche nur vom Verlauf der gleichgerichteten Wechselspannung abhängig ist, ab.
Die Korrektur kann ständig erfolgen, nur bei Dimm-Werten, die unterhalb eines Grenzwertes liegen oder nur bei einer von der Steuerschaltung 15 detektierten Änderung in den Dimm-Werten. Zu den Zeiten, an denen keine Korrektur erfolgt, steuert die Steuerschaltung 15 die Schalteranordnung 20 nur auf der Grundlage des Verlaufs der gleichgerichteten Wechselspannung wie oben beschrieben.
4 zeigt eine leicht abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung 100 von 1. Diese unterscheidet sich darin, dass nunmehr die Mittel zur Stromeinstellung 30 nicht als Einheit am Ausgang der LED-Anordnung angeordnet sind, sondern stattdessen jedem LED-Strang bzw. jeder Gruppe LED A, LED B und LED C individuell ein Konstantstromregler 311, 312 bzw. 313 mit nachgeordnetem Schaltelement SW1, SW2 bzw. SW3 zugeordnet ist. Es gilt allerdings das Gleiche wie oben erwähnt, dass nämlich die Serienschaltung aus steuerbarem Konstantstromregler und Schaltelement auch jeweils durch einen steuerbaren Stromregler ersetzt werden könnte.
Ein Vorteil der in 4 dargestellten Variante besteht darin, dass auf die steuerbaren Schaltelemente SW1 bis SW3 verzichtet werden kann, da ohnehin der dem LED-Strang unmittelbar zugehörige Konstantstromregler 311, 312 bzw. 313 jeweils zum Einstellen des entsprechenden Stroms aktiv sein muss. Die Anzahl der Steuerausgänge der Steuerschaltung 15 könnte auf diesem Weg also reduziert werden.
5 zeigt eine Weiterbildung des Ausführungsbeispiels von 4, bei dem die Genauigkeit bei der Ansteuerung der Schalteranordnung 20 sowie der Stromeinstellungsmittel 30 dadurch verbessert wird, dass zusätzlich mit Hilfe einer eingangsseitigen Einheit 13 ein Null-Durchgang der Versorgungsspannung V_line erfasst wird. Diese Einheit 13 liefert ebenfalls ein Eingangssignal für die Steuerschaltung 15, welche darauf abgestimmt dann eine entsprechende Ansteuerung der vornimmt.
6a zeigt ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Betriebs von vier LED-Gruppen. Dabei ist vorgesehen, dass die vier LED-Gruppen A bis D in vier unterschiedlichen Konfigurationen miteinander verschaltet werden können, wobei sich die vier Konfigurationen wiederum durch die Anzahl der in Serie geschalteten Gruppen unterscheiden. Die Konfigurationen bzw. Situation 3a und 3b sind diesbezüglich also gleichwertig, d.h., es sind jeweils drei LED-Gruppen in Serie verschaltet, wobei jedoch in einem Fall die ersten beiden Gruppen und im anderen Fall die letzten beiden Gruppen parallel gekoppelt sind. In der zweiten Konfiguration hingegen sind jeweils zwei LED-Gruppen parallel miteinander verbunden und die hieraus resultierenden Parallelschaltungen in Serie gekoppelt. Mit zunehmender, gleichgerichteter Versorgungsspannung V_DC wird dann ausgehend von der linken Konfiguration (Situation 1) zu den weiter rechts befindlichen Konfigurationen gewechselt. Dies ist in 6b zeigt. Um eine gleichmäßige Verteilung der Belastung der LEDs sicherzustellen, wird dabei vorzugsweise alternierend zwischen den Konfigurationen 3a und 3b gewechselt, wobei die Konfiguration 3a beim steigenden Verlauf der gleichgerichteten Wechselspannung geschaltet ist und die Konfiguration 3b beim fallenden Verlauf. Das Prinzip ist allerdings das gleiche, wie dasjenige, welches anhand der vorherigen Figuren bereits erläutert wurde. Die Anzahl der in Serie geschalteten Gruppen wird also abhängig von der zur Verfügung stehenden gleichgerichteten Versorgungsspannung angepasst, um einen geeigneten Spannungsabfall über die LEDs erzielen zu können, wobei jedoch grundsätzlich alle LED-Gruppen aktiviert sind.
Gezeigt ist in 6a ferner auch der für einen bestimmten Dimm-Pegel einzustellende Strom, wobei die Angabe in Prozent bezogen auf den Maximalwert dargestellt ist, der sich bei der rechten bzw. ersten Konfiguration ergibt. In dem in 6b gezeigten Verlauf erfolgt in der ersten Halbwelle keine Korrektur der Helligkeit, während bei der zweiten Halbwelle eine Korrektur bzw. eine Verringerung der mittleren Helligkeit erfolgt. Dies wird dadurch erreicht, dass in den Zeitabschnitten 3a' und 3b' der Strom auf 25% reduziert ist, anstelle der 33,3% in den Zeitabschnitten 3a und 3b. Die Umschaltung der Verschaltungskonfiguration (Situation) von 4 auf 3b' erfolgt somit ohne Änderung der Strombegrenzung bzw. bei konstanter Strombegrenzung auf 25%. Bei der Korrektur bzw. der Wahl des Zeitpunkts der Umschaltung ist darauf zu achten, dass es bei der gewählten Schaltungskonfiguration 1, 2, 3a, 3b oder 4 an den LEDs zu keiner Überspannung oder Unterspannung (Spannung unterhalb der Vorwärtsspannung der LEDs) kommt, da diese sonst beschädigt werden könnten bzw. nicht leuchten. Eine Verschiebung des Umschaltzeitpunkts für die Korrektur kann somit nur in einem durch die Überspannung und Unterspannung begrenzten Bereich der gleichgerichteten Eingangsspannung für die jeweilige Schaltungskonfiguration 1, 2, 3a, 3b oder 4 erfolgen.
Die in 6b gezeigten zwei Diagramme sollen nur die Korrektur gemäß der vorliegenden Erfindung verdeutlichen. Ein Wechsel zwischen den zwei Konfigurationen erfolgt bei einem konstanten Dimm-Pegel im Betrieb bzw. nach einer Aktivierung des Korrekturbetriebs nicht. Die Korrektur kann mittels einer Tabelle erfolgen, welche zu jedem möglichen Eingangs-Dimm-Pegel für Spannungswerte der Halbwelle oder für Zeiten der Halbwelle die zuschaltende Schaltungskonfigurationen 1, 2, 3a, 3b oder 4 mit dem Stromwert anzeigt. Alternativ kann die Wahl der Zeitpunkte des Wechsels der Schaltungskonfigurationen 1, 2, 3a, 3b, 4 mit deren Stromwerten eine Stellgröße in einer Regelung sein, bei der eine Abweichung zwischen einem gemessenen Helligkeitswert und dem Eingangs-Dimm-Pegel bestimmt wird und die Stellgröße entsprechend der bestimmten Abweichung gesetzt wird.
Die Funktionsweise der Schalteranordnung 20 soll nachfolgend näher anhand der 7a bis 7e erläutert werden. In diesem Fall ist jede LED-Gruppe durch eine einzelne LED schematisch dargestellt, wobei die Schalteranordnung 20 durch eine gitterartige Anordnung in der Zeichnung vertikal und horizontal verlaufender Leiterbahnen ausgeführt ist. Zwei sich kreuzende Leiterbahnen sind an den jeweiligen Kreuzungspunkten zunächst nicht elektrisch verbunden, wobei jedoch über an den Kreuzungspunkten positionierte steuerbare Schalter eine elektrische Verbindung realisiert sein kann. Die 7a bis 7e zeigen dann für die in den 6 dargestellten verschiedenen Schaltungsvarianten, welche der jeweiligen Schalter durch die Steuereinheit aktiviert sein müssen bzw. an welchen Kreuzungspunkten eine elektrische Verbindung vorliegen muss, um die gewünschte Schaltungskonfiguration zu erzielen. Der sich hierbei ergebende Stromfluss ist lediglich für die Situation 5 in 7e durch eine gestrichelte Linie explizit dargestellt, in den weiteren Situationen ergibt er sich in analoger Weise.
Erkennbar ist, dass an einigen Kreuzungspunkten nicht zwingend Schalter vorhanden sein müssen, da hier keine entsprechende Verbindung der sich kreuzenden Leiterbahnen erforderlich ist. Andere Kreuzungspunkte hingegen werden grundsätzlich gleichartig angesteuert, so dass letztendlich bei der dargestellten Ausführungsform mit vier LED-Gruppen die Steuerschaltung 15 acht Ausgänge zum Ansteuern der Schalteranordnung 20 - sowie vier weitere zum Ansteuern der Konstanstromregler - benötigt. Die dargestellte Variante ist allerdings nicht die einzige denkbare Lösung, sondern es wäre auch möglich, durch geschickte Ansteuerung der Schalter die Anzahl der erforderlichen Steuerausgänge für die Schalteranordnung 20 auf sechs zu reduzieren.
Als steuerbare Schaltelemente können hierbei beispielsweise Optokoppler genutzt werden. Die Steuerschaltung 15, die weiteren Einheiten zur Erfassung der gleichgerichteten Versorgungsspannung sowie ggf. auch die Schalter der Schalteranordnung 20 können in ein sog. ASIC integriert werden, wobei jedoch auch die Möglichkeit besteht, die Schalter in ein separates Modul auszulagern. Je nach Ausführungsform befinden sich dann an dem ASIC mit der Steuerschaltung 15 entweder Ausgangsanschlüsse zum Ansteuern der Schalter oder Ausgangsanschlüsse für die jeweils variabel miteinander zu verbindenden LED-Gruppen.
Das durch die Steuerschaltung 15 in Bezug auf die in den 6 und 7 dargestellte Variante mit vier LED-Gruppen durchgeführte Verfahren ist schematisch in den 8a und 8b dargestellt, wobei dieses - wie in 8a gezeigt - in einer ersten Phase darin besteht, abhängig von der gemessenen gleichgerichteten Versorgungsspannung einen gewünschten Zustand (State (1) bis State (4)) hinsichtlich der Verschaltung der LED-Gruppen untereinander auszuwählen. Hierfür wird die gemessene Spannung jeweils mit Schwellwerten verglichen und bei Erkennen des Über- oder Unterschreitens bestimmter Schwellwerte dann auf einen neuen Zustand gewechselt.
Das Umsetzen des ausgewählten Zustands ist dann schematisch in 8b dargestellt, wobei eine Besonderheit des dargestellten Verfahrens darin besteht, dass bei einem Wechsel eines Zustands einer Verschaltung auf einen neuen Verschaltungszustand die den Konstantstromreglern zugeordneten Schalter SW1 bis SW4 sehr kurz abgeschaltet werden, um während des Wechselns ein Aufblitzen der LEDs zu verhindern sowie ein gleichzeitiges Ansteuern der Schalter der Schalteranordnung 20 zu ermöglichen. Erst nachdem die Schalteranordnung 20 entsprechend angesteuert und damit die LED-Gruppen in der gewünschten Weise miteinander verbunden werden, werden abhängig von der ausgewählten Schaltungskonfiguration dann wieder die den vier Stromreglern zugeordneten Schalter aktiviert und ein der gewählten Konfiguration entsprechender Stromfluss eingestellt. Dabei ist im vorliegenden Fall vorgesehen, dass die in den 7a und 7b dargestellten Stromregler nicht jeweils den gleichen Strom einstellen, sondern - wiederum bezogen auf den einem eizustellenden Dimm-Pegel zugeordneten Strom - folgenden Anteil einstellen:

SW1: 25%, SW2: 8,33%, SW3: 16,67%, SW4: 50%

Hierdurch kann durch Ansteuern der Schalter SW1 bis SW4 entsprechend dem Diagramm in 8b der Stromfluss auf den jeweiligen in 6a dargestellten erforderlichen Wert eingestellt werden. Dieses Beispiel zeigt also, dass die Stromregler nicht zwingend identisch ausgeführt sein müssen.
Weiterhin ist in 8b erkennbar, dass durch das alternierende Setzen eines Kontrollbits abwechselnd zwischen den Schaltungskonfigurationen 3a und 3b (siehe 6a) gewechselt wird, um die gleichmäßige Belastung der verschiedenen LED-Gruppen weiter zu optimieren.
Ein LED-Betrieb ist auch möglich, wenn am Eingang der Anordnung eine Gleichspannung anliegt, was beispielsweise in einem Notbetriebszustand der Fall sein könnte. Es muss dann lediglich eine der anliegenden Gleichspannung entsprechende Verschaltung der LED-Gruppen gewählt werden. Eine Korrektur kann auch hier erfolgen, wobei eine Periode von (beispielsweise 10 ms) gesetzt wird, in welcher der mittlere Helligkeitswert dem Sollwert entsprechen soll.
Die Anordnung ist also in der Lage, bei unterschiedlichsten Eingangsspannungen einen Betrieb der LEDs zu gewährleisten. Da die Funktionsweise insbesondere auch von der Frequenz der Versorgungsspannung unabhängig ist (sofern die Steuerschaltung und die Schalter der Schalteranordnung ausreichend schnell arbeiten), kann die erfindungsgemäße Lösung bei unterschiedlichsten Versorgungsspannungen und Netzfrequenzen und damit auch in verschiedenen Ländern genutzt werden.
9 zeigt eine vierte Variante einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Betreiben von LEDs gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der eine Korrektur auf die Sollwerte nur durch ein Ändern der Strombegrenzung bei zumindest einer verschalteten LED-Gruppe LED A, LED B, LED C, LED D innerhalb eines periodischen Zeitraums erfolgt. Die LED-Gruppen LED A, LED B, LED C und LED D sind mit der Schalteranordnung 20 verbunden, welche die Ein- und Ausgänge der vier LED-Gruppen LED A, LED B und LED C in Abhängigkeit des Spannungsverlaufs wie oben beschrieben dynamisch miteinander verbindet. Die Steuerschaltung 15 ist ein Mikrocontroller, der einen D/A-Wandler aufweist. Der Stromfluss durch die von der Schalteranordnung 20 verschalteten LEDs wird von einer steuerbaren Konstantstromquelle CCR begrenzt, die abhängig von einem an einen Steueranschluss R_set angeschlossenen Widerstand einen zum Betreiben der LEDs vorgesehenen Strom einstellt. Der Steueranschluss R_set der Konstantstromquelle CCR ist mit einem Anschluss D/A des Mikrocontrollers bzw. der Steuerschaltung 15 verbunden, an dem der Ausgang des D/A-Wandlers angekoppelt ist. Der D/A-Wandler weist einen Multiplexer auf, der entsprechend dem digitalen Eingangswert Widerstände eines Spannungsteilers miteinander verbindet (nicht gezeigt). Wie in der DE 20 2017 102 336 U1 beschrieben, wird mittels dem D/A-Wandler ein steuerbarer Widerstand zwischen dem Anschluss A/D und dem Bezugspotential am Masseanschluss M für die Ansteuerung der Konstantstromquelle CCR erzielt. Gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt mittels der Konstantstromquelle CCR zusätzlich zur Strombegrenzung (Stromanpassung an die geschaltete LED-Konfiguration) auch das Dimmen entsprechend dem an dem Anschluss S zugeführten digitalen Dimm-Signal.
Der D/A-Wandler weist gegenüber dem digitalen Dimm-Signal eine geringe Auflösung auf, was zu einem Fehler führt, der von der Steuerschaltung 15 über eine Halbwelle bzw. innerhalb des periodischen Zeitraums korrigiert oder verringert wird. Hierzu wird für eine Erhöhung der innerhalb des periodischen Zeitraums durchschnittlich abgegebenen Helligkeit der dem Dimm-Pegel (Dimm-Wert) zugeordnete Strombegrenzungswert in zumindest einem der in 6b gezeigten Zeitabschnitte/Konfigurationen 1, 2, 3a, 4, 3b, 2 und 1 erhöht, so dass durch die LEDs ein höherer Strom fließt, und für eine Verringerung der Helligkeit der Strombegrenzungswert dagegen abgesenkt, so dass durch die LEDs ein geringerer Strom fließt. Da eine Änderung des Strombegrenzungswerts mit der groben Auflösung des D/A-Wandlers in nur einem bzw. nicht allen Zeitabschnitten gleichermaßen erfolgt, sind feinere Abstufungen der mittleren Helligkeit während einer Halbwelle möglich. Eine Anhebung des Strombegrenzungswerts für eine Fehlerkorrektur erfolgt nur bis zu einer Höhe, bis zu der keine Beschädigungen der LEDs zu erwarten sind.
Der Fehler bzw. die Höhe der Korrektur ergibt sich aus der Differenz zwischen der Soll-Helligkeit, welche von dem an dem Eingangsanschluss S empfangenen Dimm-Signal angezeigt wird, und der von den LEDs mit der in 6a gezeigten Strombegrenzung abgegebenen Ist-Helligkeit, wobei der gesetzte Wert der Strombegrenzung aufgrund der ungenauen Umsetzung des Dimm-Signals fehlerbehaftet ist.
In dem in 9 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Helligkeit der von den LEDs beleuchteten Umgebung von der Steuerschaltung 15 mittels einem Sensor 21 erfasst, eine Abweichung der erfassten Helligkeit von der von dem Dimm-Signal angezeigten Helligkeit bestimmt und der Abweichung durch eine Änderung der Strombegrenzung entgegengewirkt, wobei für eine genaue Korrektur der Abweichung eine Änderung der Strombegrenzung in einzelnen Zeitabschnitten der Halbwelle und nicht synchron für alle Zeitabschnitte erfolgt.

Die folgende Tabelle zeigt die Werte der Strombegrenzung bei der Korrektur bzw. der Dimm-Einstellung gemäß der vorliegenden Erfindung am Beispiel der vier höchsten DALI-Dimm-Werte/Stufen 254, 253, 252 und 251.

DALI-Wert	Helligkeit	I (1)	I (2)	I (3a)	I (4)	I (3b)	I (2)	I (1)
254	100%	100%	50%	33%	25%	33%	50%	100%
253	97%	100%	50%	25%	25%	25%	50%	100%
252	95%	100%	33%	33%	25%	33%	33%	100%
251	92%	100%	33%	25%	25%	25%	33%	100%

Die in den Spalten angegeben Begrenzungswerte 1(1), 1(2), I(3a), 1(4), 1 (3b), I(2) und 1(1) sind den in 6b gezeigten Zeitabschnitten/Konfigurationen 1, 2, 3a, 4, 3b, 2 bzw. 1 zugeordnet, wobei der DALI-Wert 254 einer Helligkeit von 100% entspricht bzw. eine Helligkeit von 100% vorgibt. Für die Helligkeit von 100% wird in den Zeitabschnitten 1, 2, 3a, 4, 3b, 2 und 1 der Strom auf 100%, 50%, 33%, 25%, 33%, 50% bzw. 100% gesetzt. Beim einem Herunterdimmen von dem DALI-Wert 254 zum DALI-Wert 253 (=97% Helligkeit) wird nicht der Strom in jedem Zeitabschnitt 1, 2, 3a, 4, 3b, 2 bzw. 1 reduziert, sondern nur der Strom der Zeitabschnitte/Konfigurationen 3a und 3b. Für den nächstniedrigeren DALI-Wert 252 (=95% Helligkeit) wird der Strom der Zeitabschnitte/Konfigurationen 3a und 3b wieder auf 33% erhöht und stattdessen der Strom in den Zeitabschnitten/Konfigurationen 2, 2 von 50% auf 33% gesenkt. Zum Erreichen des DALI-Werts 251 (=92% Helligkeit) wird der Strom der Zeitabschnitte/Konfigurationen 2, 3a, 3b, 2 auf 33%, 25%, 25% bzw. 33% gesenkt.
Alternativ oder zusätzlich zu der Erfassung der Helligkeit mit dem Sensor 21 kann die Strombegrenzung in einzelnen Zeitabschnitten mittels einer Tabelle bestimmt oder mittels einer Formel berechnet werden. Da die Zeitdauer jeder der Konfigurationen 1, 2, 3a, 4, 3b, 2 und 1 innerhalb des periodischen Zeitraums und das Verhältnis von Helligkeit und Strombegrenzung bekannt ist, kann für einen oder mehrere Zeitabschnitte/Konfigurationen 1, 2, 3a, 4, 3b, 2 und 1 eine Änderung der Strombegrenzung berechnet werden, mit der die Soll-Helligkeit erreicht wird bzw. mit der der Fehler unter einem bestimmten Grenzwert liegt. Die berechneten Werte können in einer Tabelle für verschiedene Dimm-Werte abgelegt sein, mittels der die Steuerschaltung 15 die Korrektur durchführt.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel mit der Änderung der Strombegrenzung für eine Korrektur erfolgt ein Wechsel der Schaltungskonfiguration 1, 2, 3a, 3b oder 4, wie im Stand der Technik, nur in Abhängigkeit des Verlaufs der gleichgerichteten Eingangsspannung bzw. des Verlaufs der von dem Spannungsteiler 11 ausgegebenen Spannung und ist somit nicht vom Dimm-Pegel oder dem Fehler des D/A-Wandlers abhängig. Es ist jedoch auch möglich für die Korrektur bzw. die genaue Helligkeitsteuerung oder Regelung die beschriebene Änderung der Strombegrenzung in einzelnen Zeitabschnitten und die beschriebene Änderung der Zeitpunkte des Wechsels der Schaltungskonfigurationen 1, 2, 3a, 3b, 4 zu kombinieren, um eine genauere Korrektur durchzuführen und/oder den Korrekturbereich zu vergrößern. Alternativ, kann zwischen den zwei Korrekturvarianten und/oder zwischen einer Korrekturvariante und der Kombination beider Korrekturvarianten abhängig von der Höhe des Dimm-Pegels und/oder der Dynamik einer Dimm-Pegel-Änderung gewechselt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016210736 A1 [0003, 0004, 0006]
DE 202017102336 U1 [0005, 0006, 0057]

Claims

Anordnung (100) zum Betreiben von LEDs an einer Eingangsspannung, aufweisend zumindest zwei Gruppen (LED A, LED B, LED C) von LEDs, eine steuerbare Schalteranordnung (20) zum veränderbaren Verschalten der LED-Gruppen (LED A, LED B, LED C) untereinander, um eine mit der Eingangsspannung (Vline) zu verbindende LED-Anordnung zu bilden, eine Einrichtung zum Begrenzen des durch die LEDs fließenden Stroms, ein Mittel zum Umsetzen eines Dimm-Signals in ein Steuersignal für die Begrenzungseinrichtung, eine Steuereinrichtung (15) zum Steuern der Schalteranordnung (20) und der Begrenzungseinrichtung, wobei die Steuereinrichtung (15) dazu ausgebildet ist, die Schalteranordnung (20) abhängig von der Eingangsspannung (Vline) anzusteuern, um die Verschaltung der LED-Gruppen (LED A, LED B, LED C) an die Höhe der Eingangsspannung (Vline) anzupassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (15) dazu ausgebildet ist, die Helligkeit des von den verschalteten LED-Gruppen (LED A, LED B, LED C) abgegebenen Lichts durch einen Wechsel der Verschaltung bei konstanter Strombegrenzung und/oder durch Ändern der Strombegrenzung bei zumindest einer verschalteten LED-Gruppe (LED A, LED B, LED C) innerhalb eines periodischen Zeitraums zu variieren, um einem Quantisierungsfehler bei der Umsetzung des Dimm-Signals in das Steuersignal entgegenzuwirken.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsspannung (Vline) eine Wechselspannung ist und die Anordnung einen Gleichrichter zum Gleichrichten der Wechselspannung aufweist, wobei der periodische Zeitraum die Periodendauer der gleichgerichteten Wechselspannung ist.
Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (15) dazu ausgebildet ist, die Helligkeit auf der Grundlage einer Tabelle zu variieren, die für den periodischen Zeitraum zu einem Wert des Dimm-Signals den Verschaltungswechsel bzw. die Strombegrenzungsänderung anzeigt.
Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dimm-Signal ein DALI-Dimm-Signal ist.
Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dimm-Signal ein Bluetooth Mesh-Dimm-Signal ist.
Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, die Steuerschaltung (15) dazu ausgebildet ist, die Helligkeit nur für Werte des Dimm-Signals, die unterhalb eines Grenzwertes liegen, zu variieren, um dem Quantisierungsfehler bei der Umsetzung des Dimm-Signals in das Steuersignal entgegenzuwirken.
Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungseinrichtung einen oder mehrere Konstantstromregler aufweist.
Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (15) dazu ausgebildet ist, die Schalteranordnung (20) derart anzusteuern, dass alle LED-Gruppen (LED A, LED B, LED C) Bestandteil der resultierenden LED-Anordnung sind.
Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die LED-Gruppen (LED A, LED B, LED C) identisch ausgeführt und jeweils durch einen seriellen LED-Strang gebildet sind.
Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteranordnung (20) durch eine Matrixschaltung von steuerbaren Schaltelementen gebildet ist, die mit den Ein- und Ausgängen der LED-Gruppen (LED A, LED B, LED C) verbunden sind.
Verfahren zum Betreiben von LEDs an einer Eingangsspannung, wobei mittels einer steuerbaren Schalteranordnung zumindest zwei Gruppen (LED A, LED B, LED C) von LEDs miteinander verschaltbar sind, um eine mit einer Eingangsspannung (Vline) zu verbindende LED-Anordnung zu bilden und das Verfahren die Schritte aufweist: Umsetzung eines Dimm-Signals in ein Steuersignal, Steuern der Schalteranordnung (20) abhängig von der Eingangsspannung (Vline), um die Verschaltung der LED-Gruppen (LED A, LED B, LED C) an die Höhe der Eingangsspannung (Vline) anzupassen und Begrenzen des durch die LEDs fließenden Stroms basierend auf dem Steuersignal, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Steuerungsschritt die Helligkeit des von den verschalteten LED-Gruppen (LED A, LED B, LED C) abgegebenen Lichts durch einen Wechsel der Verschaltung bei konstanter Strombegrenzung und/oder durch Ändern der Strombegrenzung bei zumindest einer verschalteten LED-Gruppe (LED A, LED B, LED C) innerhalb eines periodischen Zeitraums variiert wird, um einem Quantisierungsfehler bei der Umsetzung des Dimm-Signals in das Steuersignal entgegenzuwirken.