DE112013006781B4

DE112013006781B4 - Schaltung mit einer dimmenden linearen Kompensation von LED

Info

Publication number: DE112013006781B4
Application number: DE112013006781.1T
Authority: DE
Inventors: Senhai Chen
Original assignee: Xiamen Yankon Energetic Lighting Co Ltd
Current assignee: Xiamen Yankon Energetic Lighting Co Ltd
Priority date: 2013-03-06
Filing date: 2013-10-10
Publication date: 2018-06-07
Anticipated expiration: 2033-10-11
Also published as: GB201501145D0; US9420646B2; CN203219540U; FR3003116B1; AU2013380674B2; US20160021711A1; SE1550161A1; SE544248C2; FR3003116A1; GB2526169A; GB2526169B; DE112013006781T5; AU2013380674A1; WO2014134918A1

Abstract

Schaltung mit einer dimmenden linearen Kompensation von LED, dadurch gekennzeichnet, dass sie aufweist: eine Gleichrichtungsschaltung, wobei die Gleichrichtungsschaltung zwei Eingangsenden aufweist, die an den Wechselstrom angeschlossen sind, und wobei die Gleichrichtungsschaltung weiter zwei Gleichstromenden ausgibt, nämlich ein positives Gleichstromende und ein negatives Gleichstromende; eine Filterschaltung (20), wobei das Eingangsende der Filterschaltung (20) ans Gleichstromende angeschlossen ist, und wobei die Filterschaltung (20) ein positives Ausgangsende und ein negatives Ausgangsende aufweist, die die Anode und die Kathode ausgeben; eine RCC-Treiberschaltung (30), aufweisend eine Oszillatorschaltung, die mit Hilfe des RCC-Verfahrens die LED-Lichtquelle treibt; sowie einen Kompensationswiderstand R1, wobei der Kompensationswiderstand in der Reihenschaltung vor einem Eingangsende der Gleichrichtungsschaltung ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsstromversorgungsschaltung, insbesondere eine Schaltung mit einer Funktion der dimmenden linearen Kompensation von LED.
STAND DER TECHNIK
Im Laufe der Entwicklung hat die Dimmfunktion der Beleuchtungslampen eine rasche Entwicklung, bei einem Verfahren wird die Einstellung des Lampenlichtsausgangs über die Änderung des Leitungswinkels mit Hilfe von SCR realisiert. Auf der ähnlichen Glühlampe der reinen ohmschen Last basierend wird das Verfahren von SCR entwickelt, deshalb wird es gefordert, dass die Spannungseigenschaften der eingestellten Lampen ein relativ gutes resistives Verhalten darstellen.
Andererseits beginnt die LED-Leuchte, die konventionelle Glühlampe in vielerlei Hinsicht zu ersetzen. Solche Geräte unter der Verwendung der LED-Lichtquelle berücksichtigen die Treibereigenschaften der LED-Lichtquelle und setzen viele nicht-resistive Elemente ein, wie Induktor und Kondensator, um die Treiberfunktionen mit der vibrierenden und wechselnden Eigenschaft zu realisieren. Aufgrund dessen weichen die Spannungseigenschaften der ganzen Last der LED-Leuchte viel vom reinen resistiven Verhalten ab. Wenn ein Dimmen mit Hilfe des SCR-Verfahrens ausgeführt wird, werden sicherlich viele Probleme erzeugt, z.B. Flackern und schlechte Dimmlinearität etc. Aus der EP 2 642 829 A1 ist ein LED-Lampensystem bekannt, das eine LED-Lampe mit einem LED-Controller und einen Dimmer-Schalter umfasst, wobei der Dimmer-Schalter in Reihenschaltung mit einer Wechselspannungsquelle und der LED-Lampe geschaltet ist und dazu dient, das Dimm-Verhalten in Abhängigkeit von einem Dimm-Eingangssignal zu steuern bzw. zu regeln.
Die dem Dimmer-Schalter nachgeordnete Schaltung der LED-Lampe umfasst einen dem Dimmer-Schalter nachgeschalteten Eingangsfilterblock, einen dem Eingangsfilterblock nachgeordneten Brückengleichrichter, einen Boost-Schaltkreis, der als AC/DC-Wandler ausgebildet und dem Brückengleichrichter nachgeschaltet ist, den LED-Controller, einen Stromregler-Schaltkreis und eine oder mehrere LED(s), wobei der Stromregler-Schaltkreis den Strom durch die LED(s) in Abhängigkeit von einer DC-Spannung des Boost-Schaltkreises und einem Steuersignal vom LED-Controller regelt, wodurch sich insgesamt ein relativ hoher schaltungstechnischer Aufwand ergibt.
INHALT DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Hinsichtlich der oben geschilderten Probleme der LED-Lampe, dass ihre nichtlineare Eigenschaften eine schlechte Anpassungsfähigkeit an den SCR-Dimmer haben, stellt die vorliegende Erfindung eine Schaltung mit einer dimmenden linearen Kompensation von LED zur Verfügung, dabei betrifft die technische Lösung:
Eine Schaltung mit einer dimmenden linearen Kompensation von LED, aufweisend:

eine Gleichrichtungsschaltung, wobei die Gleichrichtungsschaltung zwei Eingangsenden aufweist, die an den Wechselstrom angeschlossen sind, und wobei die Gleichrichtungsschaltung weiter zwei Gleichstromenden ausgibt, nämlich ein positives Gleichstromende und ein negatives Gleichstromende;
eine Filterschaltung, wobei das Eingangsende der Filterschaltung ans Gleichstromende angeschlossen ist, und wobei die Filterschaltung ein positives Ausgangsende und ein negatives Ausgangsende aufweist, die die Anode und die Kathode ausgeben;
eine RCC-Treiberschaltung, aufweisend eine Oszillatorschaltung, die mit Hilfe des RCC-Verfahrens die LED-Lichtquelle treibt; sowie einen Kompensationswiderstand R1, wobei der Kompensationswiderstand in der Reihenschaltung vor einem Eingangsende der Gleichrichtungsschaltung ist.

Bevorzugt hat die technische Lösung folgende Verbesserungen:
In einer bevorzugten Ausführungsform auf der Grundlage der Grundlösung ist die Gleichrichtungsschaltung ein Brückengleichrichter, der die Vollweggleichrichtung realisiert, wobei ein Ableitungswiderstand R2 zwischen den zwei Eingangsenden angeordnet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Filterschaltung einen Induktor L1 auf, wobei zwei Enden des Induktors L1 jeweils über einen Kondensator C1 und C2 ans negative Gleichstromende der Gleichrichtungsschaltung angeschlossen sind, und wobei der Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator C1 und dem Induktor L1 ans positive Gleichstromende der Gleichrichtungsschaltung angeschlossen ist, und wobei der Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator C2 und dem Induktor L1 als das positive Ausgangsende dient, und wobei weiter ein Widerstand R3 in der Parallelschaltung an den Induktor L1 angeschlossen ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die RCC-Treiberschaltung in einer technischen Lösung auf:

einen Transformator L2, dessen viertes Ende der Primärspule ans positive Ausgangsende der Filterschaltung angeschlossen ist, wobei das zweite Ende an den Kollektor des Schalttransistors Q1 angeschlossen ist, und wobei das Ende der Sekundärspule 3 über einen Widerstand R4 und einen Kondensator C3, die in einer Reihenschaltung sind, an die Basis von Q1 angeschlossen ist, und wobei das erste Ende geerdet ist;
Das zweite Ende der Primärspule von L2 ist an die Anode der Diode D6 angeschlossen, wobei ein Widerstand R6 und ein Elektrolytkondensator C4 zwischen dem vierten Ende und der Kathode der Diode D6 angeordnet sind, und wobei das vierte Ende über ein Widerstandsnetzwerk an die Diode D5 angeschlossen ist, und wobei die Anode der Diode D5 geerdet ist;
Der Emitter des Schalttransistors Q1 ist über den Widerstand R5 geerdet, wobei die Erde an die Kathode angeschlossen ist.

Die technische Lösung hat folgende Vorteile:

1. Der Kompensationswiderstand ist vor der Gleichrichtungsschaltung angeordnet, wenn der Hauptstrom zunimmt, wird die Spannung der nachfolgenden RCC-Schaltung verringert. Mit Hilfe der eigenen Eigenschaft der RCC-Treiberschaltung, die ähnlich wie resistive Last ist, werden die Spannungseigenschaften der Schaltung verbessert, so dass die Schaltung selbst besser an den Betrieb des SCR-Dimmers angepasst wird.
2. Der Kompensationswiderstand und der Ableitungswiderstand bilden eine Entladungsschleife aus. Die Entladungsschleife kann die Stromspitze unterdrücken und entladen.
3. Die Ausführungsform wird durch Einzelstücke ausgebildet und verfügt über die Vorteile wie weniger Schaltungskomponenten, einfaches Verfahren und niedrige Kosten.

Figurenliste
Im Zusammenhang mit Figuren und Ausführungsformen wird die vorliegende Erfindung im Folgenden näher erläutert.

1 zeigt eine schematische Darstellung der Schaltung in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Wie in 1 dargestellt, 1 zeigt ein Schaltbild einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Eine Schaltung mit einer dimmenden linearen Kompensation von LED in der vorliegenden Ausführungsform, aufweisend eine Gleichrichtungsschaltung, eine Filterschaltung und eine RCC-Treiberschaltung. In einer vorliegenden Ausführungsform ist die Gleichrichtungsschaltung ein Brückengleichrichter, der die Vollweggleichrichtung realisiert, wobei die Gleichrichtungsschaltung D1-D4 aufweist, und wobei vor einem Eingangsende ein Kompensationswiderstand R1 angeordnet ist, und wobei ein Ableitungswiderstand R2 zwischen den zwei Eingangsenden angeordnet ist. Die Kathoden von D1 und D2 sind miteinander verbunden und dienen als Ausgang des positiven Gleichstromendes. Die Anoden von D3 und D4 sind miteinander verbunden und dienen als Ausgang des negativen Gleichstromendes.
Die nachfolgende Stufe der Gleichrichtungsschaltung ist die Filterschaltung. Die Filterschaltung weist einen Induktor L1 auf, wobei zwei Enden des Induktors L1 jeweils über einen Kondensator C1 und C2 ans negative Gleichstromende der Gleichrichtungsschaltung angeschlossen sind, und wobei der Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator C1 und dem Induktor L1, nämlich das Eingangsende der Filterschaltung, ans positive Gleichstromende der Gleichrichtungsschaltung angeschlossen ist, und wobei der Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator C2 und dem Induktor L1 als das positive Ausgangsende dient, und wobei weiter ein Widerstand R3 in der Parallelschaltung an den Induktor L1 angeschlossen ist.
Die RCC-Treiberschaltung weist eine Oszillatorschaltung auf, die mit Hilfe des RCC-Verfahrens die LED-Lichtquelle treibt. Die RCC-Treiberschaltung weist einen Transformator L2 auf, dessen viertes Ende der Primärspule ans positive Ausgangsende der Filterschaltung, nämlich an den Verbindungspunkt zwischen L1 und R3, angeschlossen ist, wobei das zweite Ende an den Kollektor des Schalttransistors Q1 angeschlossen ist, und wobei das Ende der Sekundärspule 3 über einen Widerstand R4 und einen Kondensator C3, die in einer Reihenschaltung sind, an die Basis von Q1 angeschlossen ist, und wobei das erste Ende geerdet ist;
Das zweite Ende der Primärspule von L2 ist an die Anode der Diode D6 angeschlossen, wobei ein Widerstand R6 und ein Elektrolytkondensator C4 zwischen dem vierten Ende und der Kathode der Diode D6 angeordnet sind, und wobei das vierte Ende über ein Widerstandsnetzwerk an die Diode D5 angeschlossen ist, und wobei die Anode der Diode D5 geerdet ist;
Der Emitter des Schalttransistors Q1 ist über den Widerstand R5 geerdet, wobei die Erde an die Kathode angeschlossen ist.
Der Kompensationswiderstand R1 ist vor der Gleichrichtungsschaltung angeordnet, wenn der Hauptstrom zunimmt, wird die Spannung der nachfolgenden RCC-Schaltung 30 verringert. Mit Hilfe der eigenen Eigenschaft der RCC-Treiberschaltung, die ähnlich wie eine resistive Last ist, werden die Spannungseigenschaften der Schaltung verbessert, so dass die Schaltung selbst besser an den Betrieb des SCR-Dimmers angepasst wird.
Der Widerstand R1 und der Widerstand R2 bilden eine Entladungsschleife 10 aus. Die Entladungsschleife 10 kann die Stromspitze unterdrücken und entladen. Die Schleife 20, nämlich die Filterschaltung, befindet sich nach der Gleichrichtungsschaltung. Die Filterschaltung in der vorliegenden Ausführungsform verfügt über eine kleine Kapazität und kann zur Kompensation der Eigenschaft der ganzen Schaltung dienen, so dass sie sich möglichst an der resistiven Last nähert. Die Schleife 20 verfügt über die Funktion der Verarbeitung der elektromagnetischen Verträglichkeit, darüber hinaus kann die Schleife mit der Schleife 10 zusammenarbeiten. Dadurch kann die Stromspitze stark begrenzt werden, ferner kann ein zusätzlicher Stromentladungskanal bereitgestellt werden, um die Arbeit des Dimmers zu stabilisieren. Insbesondere wird die Ausführungsform durch Einzelstücke ausgebildet und verfügt über die Vorteile wie weniger Schaltungskomponenten, einfaches Verfahren und niedrige Kosten. In der tatsächlichen Ausführung kann für die Filterschaltung eine Änderung der konventionellen Gestaltung auf dem betroffenen Gebiet nach verschiedenen Standards ausgeführt werden. Nach der Eigenschaft und den Kosten der Lastleistung kann die Änderung der RCC-Schaltung auch berücksichtigt werden.
Der vorstehende Inhalt ist lediglich die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Umfang der vorliegenden Erfindung kann nicht darauf beschränkt werden. Alle auf der Grundlage des Patentumfangs und der Inhalt der Beschreibung der vorliegenden Erfindung ausgeführten äquivalenten Änderungen und Modifikationen sollen als vom Umfang der vorliegenden Erfindung angesehen werden.

Claims

Schaltung mit einer dimmenden linearen Kompensation von LED, dadurch gekennzeichnet, dass sie aufweist: eine Gleichrichtungsschaltung, wobei die Gleichrichtungsschaltung zwei Eingangsenden aufweist, die an den Wechselstrom angeschlossen sind, und wobei die Gleichrichtungsschaltung weiter zwei Gleichstromenden ausgibt, nämlich ein positives Gleichstromende und ein negatives Gleichstromende; eine Filterschaltung (20), wobei das Eingangsende der Filterschaltung (20) ans Gleichstromende angeschlossen ist, und wobei die Filterschaltung (20) ein positives Ausgangsende und ein negatives Ausgangsende aufweist, die die Anode und die Kathode ausgeben; eine RCC-Treiberschaltung (30), aufweisend eine Oszillatorschaltung, die mit Hilfe des RCC-Verfahrens die LED-Lichtquelle treibt; sowie einen Kompensationswiderstand R1, wobei der Kompensationswiderstand in der Reihenschaltung vor einem Eingangsende der Gleichrichtungsschaltung ist.
Schaltung mit einer dimmenden linearen Kompensation von LED nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichrichtungsschaltung ein Brückengleichrichter ist, der die Vollweggleichrichtung realisiert, wobei ein Ableitungswiderstand R2 zwischen den zwei Eingangsenden angeordnet ist.
Schaltung mit einer dimmenden linearen Kompensation von LED nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterschaltung (20) einen Induktor L1 aufweist, wobei zwei Enden des Induktors L1 jeweils über einen Kondensator C1 und C2 ans negative Gleichstromende der Gleichrichtungsschaltung angeschlossen sind, und wobei der Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator C1 und dem Induktor L1 ans positive Gleichstromende der Gleichrichtungsschaltung angeschlossen ist, und wobei der Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator C2 und dem Induktor L1 als das positive Ausgangsende dient, und wobei weiter ein Widerstand R3 in der Parallelschaltung an den Induktor L1 angeschlossen ist.
Schaltung mit einer dimmenden linearen Kompensation von LED nach einem von Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die RCC-Treiberschaltung (30) einen Transformator L2 aufweist, dessen viertes Ende der Primärspule ans positive Ausgangsende der Filterschaltung (20) angeschlossen ist, wobei das zweite Ende an den Kollektor des Schalttransistors Q1 angeschlossen ist, und wobei das Ende der Sekundärspule 3 über einen Widerstand R4 und einen Kondensator C3, die in einer Reihenschaltung sind, an die Basis von Q1 angeschlossen ist, und wobei das erste Ende geerdet ist; und wobei das zweite Ende der Primärspule von L2 an die Anode der Diode D6 angeschlossen ist, und wobei ein Widerstand R6 und ein Elektrolytkondensator C4 zwischen dem vierten Ende und der Kathode der Diode D6 angeordnet sind, und wobei das vierte Ende über ein Widerstandsnetzwerk an die Diode D5 angeschlossen ist, und wobei die Anode der Diode D5 geerdet ist; und wobei der Emitter des Schalttransistors Q1 über den Widerstand R5 geerdet ist, wobei die Erde an die Kathode angeschlossen ist.