DE102021116149A1 - Stromversorgungsanordnung und leuchtensystem - Google Patents

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Abstract

Eine Stromversorgungsanordnung zum Betreiben von parallel geschalteten LED-Leuchteinheiten umfasst einen Konstantstrom-LED-Treiber, welcher dazu ausgebildet ist, die LED-Leuchteinheiten mit einem Gleichspannungsstrom zu versorgen; eine Spannungsmesseinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, eine Ausgangsspannung des Konstantstrom-LED-Treibers fortlaufend zu messen; und eine Regeleinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, eine Änderung der gemessenen Ausgangsspannung zu überwachen und bei Feststellung einer Änderung der Ausgangsspannung von mehr als einer vordefinierten Toleranzgrenze eine Ausgangsleistung des Konstantstrom-LED-Treibers zu reduzieren.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungsanordnung zum Betreiben von parallel geschalteten LED-Leuchteinheiten sowie ein Leuchtensystem mit einer derartigen Stromversorgungsanordnung.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • Sollen mehrere LED-Leuchteinheiten mit einem Betriebsgerät betrieben werden, so werden sie in der Regel seriell an das Betriebsgerät geschaltet. Ein Beweggrund hierfür ist darin zu sehen, dass bei einer parallelen Schaltung der Ausfall einer der Leuchten (Open Circuit) dazu führen könnte, dass ein Ausgangsstrom des Betriebsgeräts auf die verbleibenden Leuchten verteilt wird und diese damit jeweils einem größeren Strom ausgesetzt sind. Im Falle von seriell geschalteten LED-Leuchten ist dagegen für jede zusätzliche Leuchteinheit eine Ausgangsspannung des Betriebsgeräts entsprechend zu erhöhen. Beispielsweise wird für drei serielle Leuchten mit 35 V Betriebsspannung je Leuchte somit eine Ausgangsspannung des Betriebsgeräts von 105 V benötigt. Solch hohe Ausgangsspannungen an einem Betriebsgerät sind für manche Anwendungen unerwünscht und/oder unvorteilhaft.
  • Aus dem Stand der Technik sind Konstantspannungs-LED-Treiber bekannt (englisch: „Constant Voltage LED Driver“), welche für den Betrieb von Beleuchtungssystemen ausgelegt sind, bei denen mehrere LED-Module parallelgeschaltet sind. In diesem Fall können LED-Module, welche an den Konstantspannungs-LED-Treiber angeschlossen sind, mit einer Strombegrenzungsvorrichtung ausgestattet werden, um mögliche Schäden an den LED-Modulen zu vermeiden, z.B. ein Widerstand, ein Konstantstromwiderstand oder eine aktive Stromregelung. Derartige Strombegrenzer können dabei eine präzise Ausgangsstromaufteilung bereitstellen und eine gleichmäßige Lichtabgabe über die LED-Module gewährleisten. Allerdings regeln solche Strombegrenzer typischerweise den Strom, indem sie überschüssige Leistung ableiten, weswegen Konstantspannungs-LED-Treiber eine vergleichsweise geringe Effizienz haben können.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, Lösungen zur Versorgung von LED-Leuchteinheiten zu finden, welche hohe Ausgangsspannungen vermeiden und dennoch effizient sind.
  • Diese und andere Aufgaben werden durch eine Stromversorgungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Leuchtensystem mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst eine Stromversorgungsanordnung zum Betreiben von parallel geschalteten LED-Leuchteinheiten einen Konstantstrom-LED-Treiber, welcher dazu ausgebildet ist, die LED-Leuchteinheiten mit einem Gleichspannungsstrom zu versorgen; eine Spannungsmesseinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, eine Ausgangsspannung des Konstantstrom-LED-Treibers fortlaufend zu messen; und eine Regeleinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, eine Änderung der gemessenen Ausgangsspannung zu überwachen und bei Feststellung einer Änderung der Ausgangsspannung von mehr als einer vordefinierten Toleranzgrenze eine Ausgangsleistung des Konstantstrom-LED-Treibers zu reduzieren.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Leuchtensystem eine erfindunsgemäße Stromversorgungsanordnung.
  • Eine der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, eine parallele Schaltung von Leuchteinheiten an einem (Gleichspannungs-) Betriebsgerät auf der Basis eines Konstantstrom-LED-Treibers zu realisieren, dessen Ausgangsspannung fortlaufend überwacht wird, um bei Überschreiten vorgegebener maximaler Abweichungen dessen Ausgangsleistung zum Schutz der LED-Leuchteinheiten geeignet zu reduzieren. Damit kann beispielsweise eine potenzielle Beschädigung einzelner oder aller Leuchten beim Ausfall einer oder mehrerer der Leuchten verhindert werden. Ferner kann unter der Annahme, dass alle Leuchteinheiten die gleiche Betriebsspannung benötigen, die Gleichspannung des Treibers der Betriebsspannung der einzelnen Leuchten entsprechen. Lediglich die Stromstärke des Ausgangsstroms kann sich im Vergleich zu einer seriellen Verschaltung erhöhen, was jedoch für viele Anwendungsgebiete unproblematisch ist.
  • Umgesetzt wird dies über eine Schutzanordnung mit einem Konstantstrom-LED-Treiber (englisch: „Constant Current LED Driver“), einem Spannungsmesser, einer Regeleinrichtung (z.b. einem Mikrocontroller) und zumindest zwei (parallelgeschalteten) LED-Leuchteinheiten. Der Spannungsmesser kann dabei ständig, d.h. fortlaufend, Informationen an den Mikrocontroller übermitteln. Der Mikrocontroller kann darauf aufbauend die gemessene Spannung auswerten. Weicht die Spannung (z.B. durch Ausfall einer der Leuchten oder durch einen anderen Defekt bzw. Fehler) in einem definierten Ausmaß von vorgegebenen Referenzwerten und/oder von einem unter Normalbedingungen zu erwarteten Verhalten ab, so reduziert der Mikrocontroller die Ausgangsleistung des Treibers zum Schutz der verbleibenden Leuchten. Beispielsweise kann der Mikrocontroller den Treiber anweisen, die Stromversorgung einzelner oder aller Leuchteinheiten zu beenden, um eine Beschädigung zu verhindern.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
  • Gemäß einer Weiterbildung kann die Regeleinrichtung dazu ausgebildet sein, den Kostantstrom-LED-Treiber zu veranlassen, die LED-Leuchteinheiten durch Anpassung der Ausgangsleistung zu dimmen.
  • Eine vollständige Abschaltung einzelner oder aller LED-Leuchteinheiten wird hierbei somit umgangen. Stattdessen kann der Mikrocontroller den Treiber anweisen, einen entsprechenden Dimm-Zustand für die Leuchteinheiten zu wählen, bei dem sie trotz Ausfall einer oder mehrerer der Leuchten nicht beschädigt werden. Die LED-Leuchteinheiten werden somit gemeinsam gedimmt, d.h. deren Leistung und somit auch der Stromfluss durch die einzelnen Leuchten werden heruntergefahren, dabei werden diese jedoch weiter betrieben. Die entsprechende verminderte Lichtabstrahlung kann einen Nutzer dabei darauf hinweisen, dass möglicherweise ein Störfall bzw. ein Ausfall einzelner Leuchten vorliegt.
  • Gemäß einer Weiterbildung können die LED-Leuchteinheiten mittels Pulsweitenmodulation oder Konstantstromreduzierung dimmbar sein.
  • Somit kann beispielsweise der Stromfluss durch die Leuchteinheiten verkleinert werden (englisch: „Constant Current Reduction“, CCR). Alternativ kann prinzipiell ebenso eine Pulsdauer- bzw. Pulsweitenmodulation (englisch: „Pulse Width Modulation“, PWM) oder ein anderes geeignetes Verfahren eingesetzt werden.
  • Gemäß einer Weiterbildung kann die Toleranzgrenze derart gewählt sein, dass die Toleranzgrenze bei Ausfall zumindest einer der LED-Leuchteinheiten überschritten wird.
  • Die Toleranzgrenze ist somit speziell darauf abgestimmt, bei Ausfall einzelner LED-Leuchteinheiten überschritten zu werden, damit in diesem Fall entsprechende Maßnahmen eingeleitet werden können.
  • Gemäß einer Weiterbildung kann die Regeleinrichtung dazu ausgebildet sein, die gemessene Ausgangsspannung mit einer Sollspannung abzugleichen und bei Feststellung einer Abweichung der Ausgangsspannung von der Sollspannung von mehr als der vordefinierten Toleranzgrenze die Ausgangsleistung des Konstantstrom-LED-Treibers zu reduzieren.
  • Die Sollspannung kann beispielsweise in einem Speicher des Geräts herstellerseitig hinterlegt werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Sollspannung auch bei erstmaliger Inbetriebnahme des intakten und fehlerfreien Geräts einmalig festgestellt und anschließend in dem Speicher hinterlegt werden. In diesem Sinne kann es zusätzlich vorgesehen sein, dass die Sollspannung zu gegebener Zeit erneut festgestellt wird. Beispielsweise kann hierzu ein Kalibrierungsmodus des Geräts vorgesehen sein. Prinzipiell kann die Sollspannung auch in mehr oder weniger automatisierter Weise während des Betriebs ermittelt werden.
  • Anstelle eines derartigen Vergleichs zwischen einer Ist-Spannung und einer SollSpannung könnte alternativ oder zusätzlich auch eine Spannungsänderung (signifikante Änderung) im Betrieb festgestellt werden. Beispielsweise könnte die gemessene Ist-Spannung mit vergangenen Spannungsmessungen verglichen werden, z.B. durch Auswertung eines gleitenden Durchschnitts/Mittelwerts oder dergleichen.
  • Gemäß einer Weiterbildung kann die Regeleinrichtung dazu ausgebildet sein, die Sollspannung während des Betriebs automatisch zu ermitteln.
  • Dies bedeutet, dass die Einrichtung die Sollspannung auch in automatisierter bzw. automatischer Weise während des laufenden Betriebs ermitteln kann.
  • Gemäß einer Weiterbildung können der Konstantstrom-LED-Treiber, die Spannungsmesseinrichtung und/oder die Regeleinrichtung in einem gemeinsamen Betriebsgerät integriert sein.
  • Insbesondere können diese Einrichtungen zusammen in ein einzelnes Betriebsgerät integriert sein. Alternativ können jedoch ebenso separate Einheiten für diese Einrichtungen vorgesehen sein.
  • Gemäß einer Weiterbildung kann die Stromversorgungsanordnung einen nicht-flüchtigen Datenspeicher zur Speicherung der Toleranzgrenze und/oder der Sollspannung umfassen.
  • Dieser Datenspeicher kann insbesondere mit in das Betriebsgerät integriert sein, in welchem sich der Konstantstrom-LED-Treiber, die Regeleinrichtung und die Spannungsmesseinrichtung befinden. Ebenso ist es möglich, dass der Datenspeicher unmittelbar mit in die Regeleinrichtung integriert ist.
  • Gemäß einer Weiterbildung kann eine Vielzahl von Ausgangsspannungen für unterschiedliche Dimmlevel der LED-Leuchteinheiten mit zugehörigen Toleranzgrenzen und/oder Sollspannungen vorgesehen sein.
  • Beispielsweise kann es sich bei dem Leuchtensystem um ein stufenlos oder gestuft dimmbares System handeln. Da sich die gemessene Ausgangsspannung je nach dem aktuell eingestellten Dimmlevel unterscheidet, ist die Anordnung in dieser Weiterbildung somit dazu in der Lage, die erwarteten Soll-Ausgangsspannungen für jeden der möglichen Dimmlevel zu berücksichtigen. Prinzipiell kann jedem Dimmlevel hierzu eine geeignete Toleranzgrenze zugeordnet werden.
  • Gemäß einer Weiterbildung kann die Regeleinrichtung dazu ausgebildet sein, die Dimmlevel zeitlich getaktet hintereinander abzufahren und die jeweils gemessenen Ausgangsspannungen als Sollspannungen in dem nicht-flüchtigen Datenspeicher abzulegen.
  • Die Sollspannungen müssen somit nicht herstellerseitig auf dem Gerät gespeichert sein, sondern können erst nach Inbetriebnahme des voll funktionsfähigen Systems gewissermaßen „erlernt“ werden, indem das Gerät die einzelnen Dimmlevel nacheinander anfährt und die zu jedem Dimmlevel entsprechend gemessene Ausgangsspannung als Sollspannung abspeichert.
  • Gemäß einer Weiterbildung kann die Regeleinrichtung dazu ausgebildet sein, diskrete Dimmlevel abzufahren und die Sollspannung zum Abgleichen mit der Ausgangsspannung zwischen den diskreten Dimmleveln zu interpolieren.
  • So kann bei stufenlosem Dimming praktischerweise kaum jeder Dimmlevel gemessen werden. Stattdessen kann jedoch an konkreten, vordefinierten Leveln gemessen werden. Die zugehörigen Spannungen können entsprechend gespeichert werden. Anhand dessen lässt sich dann mit geeigneten Berechnungsverfahren eine Soll-Ausgangspannung für jeden denkbaren Dimmlevel bestimmen.
  • Gemäß einer Weiterbildung kann die Stromversorgungsanordnung weiterhin eine Betätigungseinrichtung umfassen, welche dazu ausgebildet ist, bei Betätigung durch einen Benutzer die Regeleinrichtung dazu zu veranlassen, die Dimmlevel abzufahren und die jeweiligen Sollspannungen zu erfassen.
  • Beispielsweise kann zu diesem Zweck ein Druckknopf auf einer Oberfläche der Anordnung vorgesehen werden, mittels dessen ein „Selbstlernmodus“ gestartet wird (auszuführen beispielsweise nach der Erstmontage oder wenn eine Neukalibrierung durchgeführt werden soll). Dabei können innerhalb von einem kurzen Zeitraum, z.B. ca. 30 Sekunden, alle Dimmlevel durchschritten und die Sollspannungen je Level (permanent) gespeichert werden.
  • Gemäß einer Weiterbildung können die Toleranzgrenzen temperaturbedingte Spannungsänderungen des Konstantstrom-LED-Treibers berücksichtigen.
  • Da sich LED-Leuchteinheiten im Betrieb erwärmen und sich typischerweise bei höheren Temperaturen auch die Ausgangsspannung ändert, könnte die Regeleinrichtung entsprechend zu erwartende Spannungsänderungen aufgrund von Temperaturänderungen kennen und in der bzw. den Toleranzgrenzen berücksichtigen. Differenzen innerhalb dieser derart definierten Grenzen könnten dann als natürliche Temperaturschwankungen akzeptiert werden. Höhere Differenzen wiederum können auf einen Leuchtenausfall oder einen anderen Fehler bzw. Defekt hinweisen, sodass die Regeleinrichtung dann entsprechende Maßnahmen initiieren kann.
  • Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
  • Figurenliste
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
    • 1 eine schematische Ansicht eines Leuchtensystems mit einer Stromversorgungsanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
    • 2 eine schematische Detailansicht der Stromversorgungsanordnung aus 1.
  • Die beiliegenden Figuren sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt. Richtungsangebende Terminologie wie etwa „oben“, „unten“, „links“, „rechts“, „über“, „unter“, „horizontal“, „vertikal“, „vorne“, „hinten“ und ähnliche Angaben werden lediglich zu erläuternden Zwecken verwendet und dienen nicht der Beschränkung der Allgemeinheit auf spezifische Ausgestaltungen wie in den Figuren gezeigt.
  • In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nichts anderes ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
  • 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Leuchtensystems 10 mit einer Stromversorgungsanordnung 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 2 ist eine schematische Detailansicht der Stromversorgungsanordnung aus 1.
  • Das Leuchtensystem 10 umfasst mehrere parallel an einen Kontaktstrom-LED-Treiber 3 angeschlossene LED-Leuchteinheiten 2, z.B. einzelne LED-Module wie COB-Module oder dergleichen mit mehreren LEDs. Rein beispielhaft sind in 1 drei solcher LED-Leuchteinheiten 2 abgebildet. Es verstehet sich dabei, dass dies rein beispielhaft zu verstehen ist und in anderen Ausführungen lediglich zwei oder alternativ auch mehr als drei LED-Leuchteinheiten 2 vorgesehen sein können.
  • Der Konstantstrom-LED-Treiber 3 ist dabei dazu ausgebildet, die LED-Leuchteinheiten 2 mit einem Gleichspannungsstrom I zu versorgen. Sollte eine der LED-Leuchteinheiten 2 ausfallen, so würden sich die zugehörigen Teilströme I1-3 über die verbleibenden LED-Leuchteinheiten 2 entsprechend erhöhen, was im Extremfall dazu führen kann, dass die LED-Leuchteinheiten 2 beschädigt werden. Um dies zu vermeiden, werden mehrere elektronische Elemente in einer Schutzanordnung in Form eines integrierten Betriebsgeräts 16 bereitgestellt, wie mit Bezug auf 2 näher erläutert wird.
  • Der Übersichtlichkeit halber ist in 2 lediglich eine der LED-Leuchteinheiten 2 aus 1 als stellvertretende Last eingezeichnet. Diese wird von dem Konstantstrom-LED-Treiber 3 mit einem Gleichspannungsstrom versorgt. Der Konstantstrom-LED-Treiber 3 wird hierzu mit einer Eingangswechselspannung UE gespeist, welche über eine Spannungsversorgung 9 bereitgestellt, anschließend in eine Ausgangsgleichspannung U umgewandelt, z.B. 35 V, und über eine Schutzeinrichtung 14 (z.B. ein Kurzschlussschutz) und einen EMV-Ausgangfilter 13 an die LED-Leuchteinheiten 2 weitergereicht wird.
  • Dabei wird die Ausgangsspannung über eine zwischengeschaltete Spannungsmesseinrichtung 4 fortlaufend gemessen, z.B. in periodischen Zeitabständen. Das Betriebsgerät 16 weist ferner eine Regeleinrichtung 5 auf, z.B. einen Mikroprozessor oder einen Mikrocontroller, welche dazu ausgebildet ist, eine Änderung der gemessenen Ausgangsspannung U zu überwachen und bei Feststellung einer Änderung der Ausgangsspannung U von mehr als einer vordefinierten Toleranzgrenze eine Ausgangsleistung des Konstantstrom-LED-Treibers 3 zu reduzieren. Die Regeleinrichtung 5 kann dabei in bekannter Art und Weise über eine Steuerschnittstelle 11 mit einem Netzwerk verbunden sein, und über dieses Steuersignale empfangen und aussenden, z.B. DALI-Signale.
  • Die Regeleinrichtung 5 ist dabei insbesondere dazu ausgebildet, die gemessene Ausgangsspannung U mit einer Sollspannung abzugleichen und bei Feststellung einer Abweichung der Ausgangsspannung U von der Sollspannung von mehr als der vordefinierten Toleranzgrenze die Ausgangsleistung des Konstantstrom-LED-Treibers 3 zu reduzieren. Hierbei kann die Toleranzgrenze derart gewählt sein, dass die Toleranzgrenze bei Ausfall zumindest einer der LED-Leuchteinheiten 2 überschritten wird. Die Toleranzgrenze bzw. Sollspannung kann dabei in einem nicht-flüchtigen Datenspeicher 6 des Betriebsgeräts 16 hinterlegt sein. Es versteht sich, dass auch weitere relevante Kenngrößen gemessen werden können. Beispielsweise kann die Messung der Ausgangsspannung die Erfassung einer Änderungsgeschwindigkeit beinhalten (zeitabhängiges differenzielles Verhalten).
  • In einer konkreten Ausbildung kann die Regeleinrichtung 5 dazu ausgebildet sein, den Konstantstrom-LED-Treiber 3 zu veranlassen, die LED-Leuchteinheiten 2 durch Anpassung der Ausgangsleistung zu dimmen. Beispielsweise kann hierzu der Konstantstrom durch die LED-Leuchteinheiten 2 geeignet reduziert werden. Es versteht sich hierbei natürlich, dass auch andere geeignete Dimmverfahren genutzt werden können, z.B. PWM. Im Prinzip können die LED-Leuchteinheiten 2 auch ganz ausgeschaltet werden.
  • Das Leuchtensystem 10 der 1 und 2 kann dabei stufenweise oder stufenlos dimmbar sein. Weil sich die gemessene Ausgangsspannung U je nach Dimmlevel unterscheidet, gibt es in diesem Fall entsprechend zu jedem Dimmlevel eine zugehörige Sollspannung. Die Anordnung 1 muss somit dazu in der Lage sein, die erwarteten Sollspannungen für jeden der möglichen Dimmlevel zu kennen bzw. zu lernen. Dazu weist das Betriebsgerät eine Betätigungseinrichtung 7 auf, z.B. ein Druckknopf auf einer Gehäusefläche, mittels dessen ein Selbstlernmodus gestartet werden kann (z.B. auszuführen nach der Erstmontage und/oder bei Neukalibrierung). Dabei werden innerhalb weniger bis einiger Sekunden alle Dimmlevel durchschritten und die zugehörigen Ausgangsspannungen als Sollspannungen je Level in dem Datenspeicher 5 abgelegt.
  • Im Falle eines stufenlos dimmbaren Leuchtensystems 10 kann dabei natürlich nicht jedes Dimmlevel angefahren werden. Aus diesem Grund kann lediglich eine vorgegebene Anzahl diskreter Dimmlevel vorgesehen sein, welche dann angefahren werden. Die Sollspannung zum Abgleichen mit der Ausgangsspannung U kann in diesem Fall von der Regeleinrichtung 5 zwischen den diskreten Dimmleveln interpoliert werden.
  • Da sich LEDs im Betrieb erwärmen und sich bei höheren Temperaturen auch die Ausgangsspannung U ändert, kann die Regeleinrichtung 5 entsprechende Toleranzgrenzen von erwarteten Spannungsänderungen im Vergleich mit den SollWerten aus dem Selbst-Test (je Dimmlevel) kennen. Differenzen innerhalb dieser Grenzen werden durch Temperaturschwankungen erklärt. Höhere Differenzen bedeuten einen Leuchtenausfall und die Regeleinrichtung 5 kann ein unverzügliches Dimmen der verbleibenden Leuchteinheiten 2 (durch den Treiber 3) auf ein Mindestniveau veranlassen.
  • Es versteht sich, dass die Sollspannungen bzw. Toleranzgrenzen nicht nur beim Start-Up bzw. der Inbetriebnahme oder bereits herstellerseitig festgestellt und in dem Datenspeicher 6 abgelegt sein können. Alternativ oder zusätzlich kann es zudem vorgesehen sein, die Sollspannungen auch während des Betriebs zu ermitteln und/oder festzulegen. Dies kann beispielsweise entsprechend zu dem Selbstlernmodus in automatisierter Weise von der Regeleinrichtung 5 durchgeführt werden (z.B. nach jedem Anschalten des Leuchtensystems 10 oder in regelmäßigen zeitlichen Abständen während des Betriebs).
  • Es versteht sich zudem, dass das Betriebsgerät 16 bzw. die Stromversorgungsanordnung 10 weitere gängige Elemente bzw. Funktionen aufweisen kann. Beispielsweise können wie in 2 gezeigt eine oder mehrere Status-LEDs an dem Betriebsgerät 16 vorgesehen sein. So kann der Selbstlernprozess über derartige Indikations-LEDs dargestellt bzw. angezeigt werden. Das Betriebsgerät 16 bzw. die Regeleinrichtung 5 kann über einen Wahlschalter 15, z.B. einen DIP-Schalter, bedienbar sein. Beispielsweise kann der (Gleichspannungs-)Strom zur Versorgung der LED-Leuchteinheiten 2 einstellbar sein. Soll-Werte und Systeminformationen (Anzahl Leuchten, Temperaturschwankung, Spannungen, Toleranzgrenzen) könnten auch über ein Interface übergebbar sein (nicht abgebildet).
  • Ferner muss nicht notwendigerweise ein Abgleich der Ausgangsspannung U mit einer vorgegebenen Sollspannung bzw. mit mehreren Sollspannungen vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine signifikante Spannungsänderung im Betrieb festgestellt werden. Hierzu kann die Messung der Ausgangsspannung beispielsweise die Berechnung eines gleitenden Mittelwerts, eines gewichteten arithmetischen Mittelwerts etc. umfassen. Erwartete Änderungen der Spannung können durch Änderung des Dimmlevels berücksichtigt und einbezogen werden.
  • Es versteht sich, dass in der vorliegenden Beschreibung lediglich auf die erfindungsrelevanten Details eingegangen werden kann. Der Fachmann wird bei der praktischen Umsetzung der Anordnung 1 entsprechend bekannte Elemente berücksichtigen. Beispielsweise kann die Messung der Ausgangsspannung ein Integrations-Glied, einen Spannungsteiler, einen Tiefpass zur Glättung des Spannungswerts etc. enthalten. Die Messung der Ausgangsspannung kann galvanisch getrennt über Optokoppler, über eine Operationsverstärker-Schaltung etc. erfolgen. Ebenso kann die Messung der Ausgangsspannung indirekt über eine Strommessung erfolgen, wobei der Strom proportional zur Ausgangsspannung ist, oder als differentielle Spannungsmessung etc.
  • In der vorangegangenen detaillierten Beschreibung sind verschiedene Merkmale zur Verbesserung der Stringenz der Darstellung in einem oder mehreren Beispielen zusammengefasst worden. Es sollte dabei jedoch klar sein, dass die obige Beschreibung lediglich illustrativer, keinesfalls jedoch beschränkender Natur ist. Sie dient der Abdeckung aller Alternativen, Modifikationen und Äquivalente der verschiedenen Merkmale und Ausführungsbeispiele. Viele andere Beispiele werden dem Fachmann aufgrund seiner fachlichen Kenntnisse in Anbetracht der obigen Beschreibung sofort und unmittelbar klar sein.
  • Die Ausführungsbeispiele wurden ausgewählt und beschrieben, um die der Erfindung zugrundeliegenden Prinzipien und ihre Anwendungsmöglichkeiten in der Praxis bestmöglich darstellen zu können. Dadurch können Fachleute die Erfindung und ihre verschiedenen Ausführungsbeispiele in Bezug auf den beabsichtigten Einsatzzweck optimal modifizieren und nutzen. In den Ansprüchen sowie der Beschreibung werden die Begriffe „beinhaltend“ und „aufweisend“ als neutralsprachliche Begrifflichkeiten für die entsprechenden Begriffe „umfassend“ verwendet. Weiterhin soll eine Verwendung der Begriffe „ein“, „einer“ und „eine“ eine Mehrzahl derartig beschriebener Merkmale und Komponenten nicht grundsätzlich ausschließen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Stromversorgungsanordnung
    2
    LED-Leuchteinheit
    3
    Konstantstrom-LED-Treiber
    4
    Spannungsmesseinrichtung
    5
    Regeleinrichtung
    6
    Datenspeicher
    7
    Betätigungseinrichtung
    8
    Steuerungssignale
    9
    Spannungsversorgung
    10
    Leuchtensystem
    11
    Steuerschnittstelle
    12
    Status-LED
    13
    EMV-Ausgangsfilter
    14
    Schutzeinrichtung
    15
    Wahlschalter
    16
    Betriebsgerät
    I
    Gleichspannungsstrom
    I1-3
    Teilströme
    U
    Ausgangsspannung
    UE
    Eingangswechselspannung

Claims (14)

  1. Stromversorgungsanordnung (1) zum Betreiben von parallel geschalteten LED-Leuchteinheiten (2), umfassend: einen Konstantstrom-LED-Treiber (3), welcher dazu ausgebildet ist, die LED-Leuchteinheiten (2) mit einem Gleichspannungsstrom (I) zu versorgen; eine Spannungsmesseinrichtung (4), welche dazu ausgebildet ist, eine Ausgangsspannung (U) des Konstantstrom-LED-Treibers (3) fortlaufend zu messen; und einer Regeleinrichtung (5), welche dazu ausgebildet ist, eine Änderung der gemessenen Ausgangsspannung (U) zu überwachen und bei Feststellung einer Änderung der Ausgangsspannung (U) von mehr als einer vordefinierten Toleranzgrenze eine Ausgangsleistung des Konstantstrom-LED-Treibers (3) zu reduzieren.
  2. Stromversorgungsanordnung (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Regeleinrichtung (5) dazu ausgebildet ist, den Konstantstrom-LED-Treiber (3) zu veranlassen, die LED-Leuchteinheiten (2) durch Anpassung der Ausgangsleistung zu dimmen.
  3. Stromversorgungsanordnung (1) gemäß Anspruch 2, wobei die LED-Leuchteinheiten (2) mittels Pulsweitenmodulation oder Konstantstromreduzierung dimmbar sind.
  4. Stromversorgungsanordnung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Toleranzgrenze derart gewählt ist, dass die Toleranzgrenze bei Ausfall zumindest einer der LED-Leuchteinheiten (2) überschritten wird.
  5. Stromversorgungsanordnung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Regeleinrichtung (5) dazu ausgebildet ist, die gemessene Ausgangsspannung (U) mit einer Sollspannung abzugleichen und bei Feststellung einer Abweichung der Ausgangsspannung (U) von der Sollspannung von mehr als der vordefinierten Toleranzgrenze die Ausgangsleistung des Konstantstrom-LED-Treibers (3) zu reduzieren.
  6. Stromversorgungsanordnung (1) gemäß Anspruch 5, wobei die Regeleinrichtung (5) dazu ausgebildet ist, die Sollspannung während des Betriebs automatisch zu ermitteln.
  7. Stromversorgungsanordnung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Konstantstrom-LED-Treiber (3), die Spannungsmesseinrichtung (4) und/oder die Regeleinrichtung (5) in einem gemeinsamen Betriebsgerät (16) integriert sind.
  8. Stromversorgungsanordnung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, weiterhin mit einem nicht-flüchtigen Datenspeicher (6) zur Speicherung der Toleranzgrenze und/oder der Sollspannung.
  9. Stromversorgungsanordnung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei eine Vielzahl von Ausgangsspannungen (U) für unterschiedliche Dimmlevel der LED-Leuchteinheiten (2) mit zugehörigen Toleranzgrenzen und/oder Sollspannungen vorgesehen ist.
  10. Stromversorgungsanordnung (1) gemäß Anspruch 9, wobei die Regeleinrichtung (5) dazu ausgebildet ist, die Dimmlevel zeitlich getaktet hintereinander abzufahren und die jeweils gemessenen Ausgangsspannungen (U) als Sollspannungen in dem nicht-flüchtigen Datenspeicher (6) abzulegen.
  11. Stromversorgungsanordnung (1) gemäß Anspruch 10, wobei die Regeleinrichtung (5) dazu ausgebildet ist, diskrete Dimmlevel abzufahren und die Sollspannung zum Abgleichen mit der Ausgangsspannung (U) zwischen den diskreten Dimmleveln zu interpolieren.
  12. Stromversorgungsanordnung (1) gemäß Anspruch 10 oder 11, weiterhin mit einer Betätigungseinrichtung (7), welche dazu ausgebildet ist, bei Betätigung durch einen Benutzer die Regeleinrichtung (5) dazu zu veranlassen, die Dimmlevel abzufahren und die jeweiligen Sollspannungen zu erfassen.
  13. Stromversorgungsanordnung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Toleranzgrenzen temperaturbedingte Spannungsänderungen des Konstantstrom-LED-Treibers (3) berücksichtigen.
  14. Leuchtensystem (10) mit einer Stromversorgungsanordnung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13.
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