DE202009001708U1

DE202009001708U1 - Niedervolt Beleuchtungssystem und Regelschaltung zur Verwendung in einem Niedervolt Beleuchtungssystem

Info

Publication number: DE202009001708U1
Application number: DE202009001708U
Authority: DE
Original assignee: BOCOM ENERGIESPAR TECHNOLOGIEN; BOCOM ENERGIESPAR-TECHNOLOGIEN GmbH
Current assignee: BOCOM ENERGIESPAR TECHNOLOGIEN; BOCOM ENERGIESPAR-TECHNOLOGIEN GmbH
Priority date: 2008-10-17
Filing date: 2009-02-11
Publication date: 2009-04-16
Anticipated expiration: 2019-02-12
Also published as: DE202008013638U1

Abstract

Niedervolt Beleuchtungssystem (1) mit einem Transformator (2), einem Gleichrichter (3), an dessen Ausgang eine Betriebsspannung (U₄, U₄') bereitgestellt wird, wenigstens einer LED-Leuchte (5), die mit dem Gleichrichter (3) verbunden ist, und einer Regelschaltung (4, 4'), welche die anliegende Betriebsspannung (U₄, U₄') auf eine Leuchtenspannung (U₅) mit einem vorgegebenen, im wesentlichen festen Pegel einstellt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dimmer (6) vorgesehen ist, um einen Pegel der Betriebsspannung (U₄, U₄') zu variieren, und die Regelschaltung (4, 4') ausgeführt ist, abhängig von dem Pegel der Betriebsspannung (U₄, U₄') die Leuchtleistung der LED-Leuchte (5) unter Beibehaltung des Pegels der Leuchtenspannung (U₅) zu steuern.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Niedervolt Beleuchtungssystem mit einem Transformator, einem Gleichrichter, an dessen Ausgang eine Betriebsspannung bereitgestellt wird, wenigstens einer LED-Leuchte, die mit dem Gleichrichter verbunden ist, und einer Regelschaltung, welche die anliegende Betriebsspannung auf eine Leuchtenspannung mit einem vorgegebenen, im wesentlichen festen Pegel einstellt. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung eine Regelschaltung für den Betrieb einer LED-Leuchte in einem Niedervolt-Beleuchtungssystem, wobei die Regelschaltung eine anliegende Spannung auf eine Leuchtenspannung, die eine Gleichspannung mit einem vorgegebenen, im wesentlichen festen Pegel ist, wandelt. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Niedervoltleuchtmittel mit wenigstens einer LED-Leuchte zum Betrieb an einer transformierten Niedervolt Wechselspannung oder an der Betriebsspannung.
Derartige Beleuchtungssysteme sind im Stand der Technik bekannt. In den Beleuchtungssystemen wird zunächst aus einer Netzspannung von üblicherweise 230 V durch Transformieren eine Niedervolt Wechselspannung als Versorgungsspannung mit üblicherweise 12 V auf an sich bekannte Weise bereitgestellt. An diese Versorgungsspannung werden bei Niedervolt Beleuchtungssystemen mit Wechselspannung einzelne Niedervoltleuchtmittel direkt angeschlossen, wohin gegen bei Niedervolt Beleuchtungssystemen mit Gleichspannung nach dem Transformieren eine Gleichrichtung und üblicherweise eine Glättung erfolgt, und die einzelnen Niedervoltleuchtmittel an die gleichgerichtete und geglättete Betriebsspannung angeschlossen sind. Bei der Verwendung von LED-Leuchten muss die Betriebsspannung zusätzlich auf eine Leuchtenspannung von etwa 3,5 V angepasst werden. Die Anpassung der Spannung wird bei bekannten Regelschaltungen auf verschiedene Weise durchgeführt.
Zunächst kann eine LED-Leuchte z. B. mit einem Vorwiderstand in Reihe geschaltet an die Betriebsspannung angeschlossen werden, so dass die Betriebsspannung in die Leuchtenspannung von 3,5 V, die an der LED-Leuchte anliegt, und eine Spannung, die an dem Vorwiderstand anliegt, geteilt wird. Nachteilig hieran ist jedoch, dass aufgrund des verwendeten Vorwiderstandes eine hohe Verlustleistung entsteht. Zusätzlich kann sich aufgrund von Schwankungen der Betriebsspannung und der Umgebungstemperatur die Helligkeit der LED-Leuchte stark ändern, da LED-Leuchten eine nichtlineare Spannungs-/Stromkennlinie aufweisen, die außerdem temperaturabhängig ist.
Alternativ kann die LED-Leuchte in Reihe mit einem Transistor und einem Vorwiderstand geschaltet sein, wobei Transistor und Vorwiderstand eine Stromsteuerung und -begrenzung bewirken. Dadurch wird die Helligkeit der Leuchtdiode unabhängig von Spannungs- und Temperaturschwankungen eingestellt. Nachteilig ist jedoch ebenfalls die hohe Verlustleistung, die an dem Transistor und dem Vorwiderstand entsteht.
Auch kann die Betriebsspannung als geglättete Gleichspannung über einen DC-DC-Wandler direkt in die Leuchtenspannung umgewandelt werden. Derartige DC-DC-Wandler erzeugen durch eine Pulsweitenmodulation mit nachgeschaltetem Tiefpassfilter eine feste, kontinuierliche Ausgangsspannung, die so gewählt wird, dass die LED-Leuchte mittels der oben beschriebenen Strombegrenzungsmethoden mit dem von dem Hersteller vorgegebenen typischen Stromwert betrieben wird. Der DC-DC-Wandler umfasst eine Regeleinrichtung, durch welche die Ausgangsspannung des DC-DC-Wandlers bei Schwankungen der Betriebsspannung stabil knapp über der benötigten Leuchtenspannung gehalten wird. Dieser Betrieb der LED-Leuchte mit dem DC-DC-Wandler führt dazu, dass die Verlustleistung deutlich reduziert werden kann, da in dem DC-DC-Wandler nur geringe Verlust anfallen. Außerdem kann die zusätzliche Strombegrenzung verglichen mit der obigen Verwendung ohne DC-DC-Wandler verlustarm dimensioniert werden, da nur ein kleiner Überschuss an Leuchtenspannung abgefangen werden muss.
Schließlich kann der oben genannte DC-DC-Wandler auch derart eingesetzt werden, dass die Regeleinrichtung als Rückkopplungsgröße den Strom durch die LED-Leuchte verwendet. Dazu wird in Reihe zu der LED-Leuchte ein kleiner Messwiderstand vorgesehen, so dass über die an dem Messwiderstand abfallende Spannung der Strom durch die LED- Leuchte erfasst werden kann. Damit kann zusätzlich zu der Kompensation der Betriebsspannung auch eine Temperaturkompensation der LED-Leuchte durchgeführt werden. Durch die Wahl eines kleinen Messwiderstandes können die anfallenden Verluste klein gehalten werden.
Nachteilig an allen vorgenannten Niedervolt Beleuchtungssystemen und Regelschaltungen ist, dass die Verwendung von LED-Leuchten in gedimmten Beleuchtungssystemen nicht möglich ist bzw. das Dimmen keine Auswirkung auf die Leuchtleistung der LED-Leuchten hat.
Für eine ungeglättete Betriebsspannung ist aus dem Dokument Zetex AN56 – „12Vac LED Driving without smoothing capacitors" die Verwendung einer Regelschaltung bekannt, welche periodisch eine konstante Spannung an der LED-Leuchte erzeugt. Dazu muss der Pegel der anliegenden Betriebsspannung größer als ein Schwellwert sein, der zum Betrieb erforderlich ist. Diese Schaltung ist zwar prinzipiell auch für die Verwendung in gedimmten Beleuchtungssystemen geeignet. Durch die weit verbreitete Phasenschnittsteuerung wird beim Dimmen die Zeitperiode, in der die Betriebsspannung kleiner als der Schwellwert ist, beeinflusst und darüber die Leuchtleistung verändert. Nachteilig daran ist jedoch, dass der dynamische Bereich der Helligkeitssteuerung gering und weit von den Wahrnehmungseigenschaften des menschlichen Auges entfernt ist. Geringes Dimmen, bei dem Spannungen unterhalb des Schwellwertes abgeschnitten werden, hat keinen Einfluss auf die Helligkeit der LED-Leuchte.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Niedervolt Beleuchtungssystem bereitzustellen, welches die Einstellung der Leuchtleistung von LED-Leuchten ermöglicht. Des weiteren soll eine Regelschaltung für die Verwendung in einem dimmbaren Niedervolt Beleuchtungssystem bereitgestellt werden, welche das Dimmen der LED-Leuchte ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Dimmer vorgesehen ist, um einen Pegel der Betriebsspannung zu variieren, und die Regelschaltung ausgeführt ist, abhängig von dem Pegel der Betriebsspannung die Leuchtleistung der LED-Leuchte unter Beibehaltung des Pegels der Leuchtenspannung zu steuern.
Grundgedanke der Erfindung ist es also, die Betriebsspannung von üblicherweise maximal 12 V (effektiv) zunächst auf die vom Hersteller vorgegebene feste Leuchtenspannung zu wandeln, die beim Anlegen an die LED-Leuchte die vom Hersteller vorgegebene typische Stromstärke anhand der Diodenkennlinie ergibt. Zusätzlich wird der Pegel der Betriebsspannung und damit die Einstellung des Dimmers erfasst. Dies kann z. B. durch direkte Messung der Betriebsspannung geschehen, allerdings kann auch durch die Erfassung jeder anderen Spannung zwischen Dimmer und Regelschaltung ein Maß für den Pegel der Betriebsspannung ge wonnen werden. In Abhängigkeit von diesem Pegel wird die LED-Leuchte mit Spannungspulsen mit vorgegebenem Spannungspegel und Stromstärke angesteuert. Durch die Veränderung der Pulse bzw. ihrer zeitlichen Abfolgen wird die Leuchtleistung der LED-Leuchte und damit deren Helligkeit in Abhängigkeit von der Dimmereinstellung modifiziert. Die dabei erzeugten einzelnen Lichtpulse werden von einem Menschen nicht separat wahrgenommen, so dass sich ein insgesamt gleichmäßiger Beleuchtungseindruck ergibt.
Der Dimmer kann in an sich bekannter Weise vor oder nach dem Transformator als Phasenschnittdimmer oder auf der Ausgangsseite des Gleichrichters als elektronischer Gleichspannungsdimmer vorgesehen sein. Unabhängig davon bewirkt das Dimmen entweder eine direkte oder über den Transformator und/oder Gleichrichter eine indirekte Veränderung des Pegels der Betriebsspannung. Damit ist es prinzipiell ausreichend, die Veränderung der Betriebsspannung für die Anpassung der Leuchtleistung der LED-Leuchte zu erfassen.
Ein bestehendes Niedervolt Beleuchtungssystem für den Betrieb von LED-Leuchten kann in einfacher Weise durch die Dimmfunktion erweitert werden, ohne dass das gesamte Beleuchtungssystem neu gestaltet werden muss. Es ist lediglich erforderlich, einen Dimmer anzuschließen und eine Regelschaltung gemäß der Erfindung nachzurüsten. Durch die Regelschaltung ist die LED-Leuchte wie zuvor beschrieben dimmbar und kann daher zusammen mit der Regel schaltung zum Beispiel als Austausch für ein Leuchtmittel in dem Niedervolt Beleuchtungssystem verwendet werden. Durch den bei LED-Leuchten gegenüber herkömmlichen Leuchtmitteln geringen Stromverbrauch kann dieser Austausch die Betriebskosten senken.
Vorzugsweise umfasst die Regelschaltung eine Pulsweitensteuerung. Die Pulsweitensteuerung ist ein Verfahren, das eine besonders einfache Anpassung der Leuchtleistung ermöglicht. Die Pulsweitensteuerung ist bevorzugt für die Erzeugung von Pulsfolgen mit wenigstens 100 Hz ausgeführt. Dadurch wird sichergestellt, dass die einzelnen von der LED-Leuchte abgegebenen Lichtpulse nicht als einzelne Blitze, sondern als gleichmäßiges Licht wahrgenommen werden.
Zur Begrenzung von Spannungsspitzen der Leuchtenspannung kann die Regelschaltung ein ein- und/oder ausgangsseitiges Tiefpassfilter oder einen Überspannungsableiter umfassen. Dadurch kann eine Beschädigung oder gar eine Zerstörung der LED-Leuchte verhindert werden. Überspannungsableiter sind als elektronische Spannungsableiter z. B. in der Form von Z-Dioden oder Suppressordioden bekannt und aufgrund ihrer geringen Baugröße und Effektivität insbesondere bei geringem Raumangebot gut geeignet.
Auch kann die Regelschaltung eine Messeinrichtung zur Messung der Stromstärke durch die LED-Leuchte aufweisen und eine Kompensation des Pegels der Leuchtenspannung ab hängig von der gemessenen Stromstärke durchführen. Auf diese Weise wird eine Stromansteuerung der LED-Leuchte erreicht, wodurch einerseits eine Temperaturkompensation der LED-Leuchte und andererseits eine Strombegrenzung durch die LED-Leuchte stattfindet. Aufgrund der bei LED-Leuchten typischen hohen Veränderung des Stroms bei bereits geringen Spannungsschwankungen ist diese Art der Ansteuerung von LED-Leuchten besonders vorteilhaft.
Des weiteren kann die Regelschaltung eine Speichereinheit aufweisen, in der eine Kennlinie zwischen der Betriebsspannung und einer gewünschten Leuchtleistung der LED-Leuchte gespeichert ist, und die Leuchtleistung abhängig von der gespeicherten Kennlinie steuern. Dadurch kann die Leuchtleistung der LED-Leuchte auf verschiedene Weisen in Abhängigkeit von der anliegenden Betriebsspannung eingestellt werden. So kann die Leuchtleistung z. B. linear mit der Betriebsspannung verändert werden, allerdings sind auch z. B. exponentielle oder logarithmische Kennlinien möglich. Zusätzlich kann in der Kennlinie berücksichtigt werden, welche effektiven Spannungen und Ströme erforderlich sind, um die gewünschte Leuchtleistung zu erhalten. Aus diesen Informationen ergibt sich z. B. eine jeweilige Pulsweite, mit der die LED-Leuchte angesteuert wird.
Auch kann dem Gleichrichter ein Glättungskondensator, insbesondere ein Elektrolytkondensator, nachgeschaltet sein, der eine geglättete Betriebsspannung bereitstellt. In dem Fall kann die Regelungsschaltung auf einfache Wei se realisiert werden kann. Diese Ausgestaltung ist besonders geeignet, wenn der Gleichrichter mit dem Glättungskondensator getrennt von der LED-Leuchte ausgeführt ist, z. B. um mehrere LED-Leuchten mit geglätteter Gleichspannung zu versorgen.
Dann kann die Regelschaltung einen DC-DC-Wandler umfassen, der aus der geglätteten Betriebsspannung die Leuchtenspannung erzeugt und den Pegel der Leuchtenspannung ein- und ausschaltet. Der DC-DC-Wandler liefert weitestgehend unabhängig von der anliegenden Betriebsspannung den konstanten Pegel für die Leuchtenspannung und führt außerdem die Schaltvorgänge z. B. für die Pulsweitenmodulation durch. Der DC-DC-Wandler kann beispielsweise ein Buck-Wandler oder ein Sepic-Wandler sein. Der Sepic-Wandler erlaubt gegenüber dem Buck-Wandler eine größere Veränderung der Betriebsspannung, da der Pegel der Betriebsspannung niedriger als der Pegel der Leuchtenspannung werden kann.
Vorteilhafterweise ist der Transformator ein frei- bzw. selbstschwingender elektronischer Transformator und zwischen dem Gleichrichter und dem Glättungskondensator ist ein Leistungsfaktorkorrekturfilter vorgesehen. Selbstschwingende elektronische Transformatoren werden häufig eingesetzt, weil sie aus der anliegenden Wechselspannung von 50 Hz oder 60 Hz Spannungspulse mit einer Frequenz von typischerweise etwa 50 kHz erzeugen, wodurch der eigentliche Übertragertransformator sehr klein ausgelegt werden kann. Kostengünstige selbstschwingende elektronische Transformatoren wurden speziell für die Verwendung von Glühlampen oder auch Halogenglühlampen entwickelt, die eine überwiegend ohmsche Last darstellen. Ausgeprägte induktive oder kapazitative Elemente in der Last können den Betrieb des selbstschwingenden elektronischen Transformators beeinträchtigen oder verhindern. Es sind auch aktiv getaktete elektronische Transformatoren bekannt, die dieses Problem nicht kennen. Diese werden in der Praxis aus Kostengründen jedoch nur selten eingesetzt.
Die Aufschaltung eines Glättungskondensators hinter dem Gleichrichter führt zu einer kapazitativen Belastung, sodass der zuverlässige Betrieb mit einem selbstschwingenden elektronischen Transformator nicht direkt möglich ist. Durch die Verwendung des Leistungsfaktorkorrekturfilters kann die Last für den Transformator näherungsweise als rein ohmsche Last wirken, wodurch der Betrieb des selbstschwingenden elektronischen Transformators mit einem Gleichrichter und diesem nachgeschaltetem Glättungskondensator ermöglicht wird. Die erzielbare Reduktion der Baugröße ermöglicht eine leichte Integration von Transformator, Gleichrichter, Glättungskondensator, Regelschaltung und LED-Leuchte zu einem Leuchtmittel, das universell in konventionellen Beleuchtungssystemen mit in Europa üblichen 230 V/50 Hz verwendbar ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann ein Steuermodul des Leistungsfaktorkorrekturfilters integral mit einer Steuereinheit für die Durchführung der Pulsweitenmodulation ausgeführt sein. Sowohl das Filter wie auch die Pulsweitenmodulation erfordern eine aktive Steuerung, die vorteilhafterweise gemeinsam ausgeführt ist. Dies vereinfacht den Aufbau der Regelschaltung und spart Kosten und Raum.
Auch kann die Betriebsspannung nicht geglättet sein und die Regelschaltung die Leuchtenspannung in regelmäßigen Perioden, in denen die nicht geglättete Betriebsspannung größer als eine zum Betrieb der Leuchte erforderliche minimale Spannung ist, erzeugen. Die Regelschaltung erzeugt die Leuchtenspannung näherungsweise als Rechteckpulse, so lange die nicht geglättete Betriebsspannung oberhalb der minimalen Spannung von z. B. 7 V liegt. Der Pegel der Rechteckpulse kann auch hier entsprechend der verwendeten LED-Leuchte eingestellt werden. Für die regelmäßigen Perioden ergibt sich durch das Gleichrichten der anliegenden Wechselspannung bereits eine Grundfrequenz von der doppelten Netzfrequenz, also üblicherweise von 100 Hz oder 120 Hz. Deshalb wird bei der Verwendung einer Pulsweitensteuerung vorzugsweise eine Pulsfolge mit einer darüber liegenden Frequenz verwendet, die insbesondere im ganzzahligen Verhältnis zur Grundfrequenz steht. Dadurch können die Pulsfolgen effektiv und passend die anliegenden Rechteckpulse unterbrechen und eine Reduzierung der Leuchtleistung herbeiführen.
Dieser Aufbau ist besonders geeignet, wenn z. B. aus Platzgründen die Verwendung eines Glättungskondensators ausscheidet. Somit kann ein Leuchtmittel aus Gleichrichter, Steuerungsschaltung und LED-Leuchte gebildet werden, das eine geringe Baugröße aufweist. Bisher war stets ein Kompromiss zwischen Baugröße und Lebensdauer erforderlich. Elektrolytkondensatoren weisen eine hohe Kapazität bei geringer Baugröße auf, ihre Lebensdauer ist jedoch verglichen mit der von LED-Leuchten gering. Andere Kondensatoren mit einer längeren Lebensdauer weisen jedoch bei gleicher Kapazität eine größere Bauform auf. Dieses Leuchtmittel kann direkt in einem herkömmlichen Beleuchtungssystem mit Wechselspannung verwendet werden.
Zusätzlich kann die Regelschaltung eine Synchronisierung mit der nicht geglätteten Betriebsspannung aufweisen und in den Perioden abhängig von dem Pegel der nicht geglätteten Betriebsspannung die Leuchtleistung der LED-Leuchte unter Beibehaltung des Pegels der Leuchtenspannung steuern. Dann wird die Leuchtleistung der LED-Leuchte dadurch verändert, dass nur in den Zeiträumen, in welchen die nicht geglättete Betriebsspannung oberhalb der minimalen Spannung (Schwellwert) liegt, die Leuchtenspannung geschaltet wird. Dadurch kann bereits eine geringe Betätigung des Dimmers in eine Veränderung der Leuchtleistung der LED-Leuchte umgesetzt werden. Außerdem werden bei regelmäßigen Schaltvorgängen mit einer festen Frequenz, z. B. bei der Pulsweitenmodulation, Schwebungen aus der Grundfrequenz und der Frequenz der Pulsweitenmodulation vermieden, die sonst zu unerwünschten und wahrnehmbaren Helligkeitsschwankungen oder Flimmereffekten führen könnten.
Die Synchronisierung kann eine Phase-locked loop (PLL) Synchronisierung der Pulsweitensteuerung mit der Grundfrequenz der regelmäßigen Perioden sein. Die PLL-Technik ist zuverlässig und einfach zu verwenden.
Weiterhin kann die Regelschaltung integral mit dem Gleichrichter ausgeführt sein. Dies erlaubt eine reduzierte Baugröße beim Betrieb der Regelschaltung in Niedervolt Beleuchtungssystemen, die eine Wechselspannung verwenden. Insbesondere kann so die Baugröße für komplette Leuchtmittel, die zusätzlich die LED-Leuchte umfassen, reduziert werden. Darüber hinaus kann eine Integration von Transformator, Gleichrichter, Glättungskondensator, Regelschaltung und LED-Leuchte zu einem Leuchtmittel durchgeführt werden. Diese können in konventionellen Beleuchtungssystemen direkt an der Netzspannung verwendet werden.
Schließlich kann aus der Regelschaltung und der LED-Leuchte integral ein Niedervoltleuchtmittel gebildet werden. Damit kann ein erfindungsgemäßes Niedervoltleuchtmittel in konventionellen Niedervolt-Beleuchtungssystemen, die üblicherweise eine Mehrzahl Niedervoltleuchten umfassen, anstellt der konventionellen Niedervoltleuchten verwendet werden. Der Betrieb der konventionellen Nieder voltleuchten wird dabei nicht beeinträchtigt, so dass die Niedervoltleuchmittel nach Bedarf oder Verfügbarkeit einzeln ersetzt werden können.
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigt:
1 einen Schaltplan eines erfindungsgemäßen Niedervolt-Gleichspannungs-Beleuchtungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung,
2 einen Schaltplan einer Regelschaltung gemäß einer ersten Ausführungsform für das Beleuchtungssystem gemäß 1,
3 einen Kennlinie, die den Zusammenhang von Strom und Spannung für eine Leuchtdiode zeigt,
4 Verläufe der Spannungen U₁ bis U₅ mit Glättung im nicht gedimmten Zustand,
5 Verläufe der Spannungen U₁ bis U₅ mit Glättung im gedimmten Zustand,
6 Verläufe der Spannungen U₁ bis U₅ ohne Glättung im nicht gedimmten Zustand,
7 Verläufe der Spannungen U₁ bis U₅ ohne Glättung im gedimmten Zustand,
8 einen Schaltplan einer Regelschaltung gemäß einer zweiten Ausführungsform,
9 einen Schaltplan eines Niedervolt-Beleuchtungssystems mit einer Wechselspannungsverteilung, und
10 einen Schaltplan eines Niedervolt-Beleuchtungssystems mit einer Gleichspannungsverteilung.
In der 1 ist ein Niedervolt-Beleuchtungssystem 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Zu dem Beleuchtungssystem 1 gehören ein Transformator 2 und ein Gleichrichter 3, an welchen über eine Regelschaltung 4 eine zu betreibende Leuchtdiode 5 angeschlossen ist. Die Regelschaltung 4 dient dazu, für die Leuchtdiode 5 eine gleichbleibende Leuchtenspannung U₅ zur Verfügung zu stellen. Zu dem Beleuchtungssystem gehört ferner ein Dimmer 6, um die Helligkeit einzustellen.
Der Dimmer 6 ist eingangsseitig an eine Netzspannung U₁, hier eine übliche 230 V Wechselspannung mit einer Frequenz von 50 Hz, angeschlossen und liefert eine Ausgangsspan nung U₂, die kleiner oder gleich der Netzspannung U₁ ist und die an dem Transformator 2 als Eingangsspannung anliegt. Der Dimmer 6 verfügt über eine an sich bekannte Phasenschnittsteuerung, die den Effektivwert der Ausgangsspannung U₂ verringert.
In dem Transformator 2 wird die anliegende Spannung U₂ auf eine Niedervolt Wechselspannung U₃ transformiert. Der maximale Effektivwert der Niedervolt Wechselspannung U₃ entspricht den in Niedervolt-Beleuchtungssystemen üblichen 12 V. Diese Spannung U₃ wird anschließend in dem Gleichrichter 3 zu einer Betriebsspannung U₄ gleichgerichtet und geglättet. Dazu umfasst der Gleichrichter 3 einen hier nicht näher gezeigten Elektrolyt-Kondensator als Glättungskondensator. Der Pegel der Betriebsspannung U₄ ist somit von dem Effektiv-wert der Ausgangsspannung U₂ abhängig und ändert sich durch das Dimmen.
Die Regelschaltung 4, die im Detail in 2 gezeigt ist, umfasst ein Wandlerelement 10 in der Form eines DC-DC-Wandlers, der als Sepic-Wandler ausgeführt ist. Der Sepic-Wandler 10, an dessen Eingang die Betriebsspannung U₄ anliegt, stellt die Leuchtenspannung U₅ mit einem vorgegebenen, im Wesentlichen festen Pegel bereit. Dieser Pegel der Leuchtenspannung U₅ korrespondiert gemäß einer Kennlinie der Leuchtdiode 5, die in 3 gezeigt ist, mit einem von dem Hersteller der Leuchtdiode 5 vorgegebenen Betriebsstrom.
Der Pegel der Leuchtenspannung U₅ wird von dem Sepic-Wandler 10 unabhängig von dem eingestellten Pegel der geglätteten Betriebsspannung U₄ auf die erforderliche Leuchtenspannung U₄ der Leuchtdiode 5, hier 3,5 V, eingestellt. Der Sepic-Wandler 10 liefert den erforderlichen Pegel der Leuchtenspannung U₅ selbst in dem Fall, dass die geglättete Betriebsspannung U₄ niedriger als der Pegel der Leuchtenspannung U₅ ist.
Der Sepic-Wandler 10 umfasst ein nicht gezeigtes Schaltelement zur Durchführung einer Pulsweitensteuerung, mit der die Leuchtenspannung U₅ abhängig von einem von außen zugeführten Steuersignal S geschaltet wird. Außerdem verfügt der Sepic-Wandler 10 über eine nicht im Detail gezeigte Messeinrichtung mit einem Messeingang M. Der Messwert der Messeinrichtung dient der Kompensation des Pegels der Leuchtenspannung U₅.
Dem Sepic-Wandler 10 ist ein Tiefpassfilter 11 bestehend aus einer Spule 12 und einem Kondensator 13 nachgeschaltet. Der Tiefpassfilter 11 reduziert Spannungsspitzen, die bei den Schaltvorgängen des Sepic-Wandlers 10 auftreten können.
Des weiteren verfügt die Regelschaltung 4 über eine Steuereinheit 15, die an dem Steuereingang S des Sepic-Wandlers 10 ein Steuersignal zur Steuerung der Pulsweitenmodulation zur Verfügung stellt. Die Steuereinheit 15 und der Sepic-Wandler 10 sind für eine Pulsweitensteuerung mit Pulsfolgen von etwa 300 Hz ausgeführt.
Die Steuereinheit 15 umfasst zwei Anschlüsse 16, 17, welche die geglättete Betriebsspannung U₄ abgreifen, um deren Pegel zu messen. Zusätzlich verfügt die Steuereinheit 15 über eine nicht gezeigte Speichereinheit, in der eine nicht gezeigte Kennlinie gespeichert ist. Die Kennlinie gibt einen Zusammenhang zwischen der geglätteten Betriebsspannung U₄ und einer Leuchtleistung der Leuchtdiode 5 wieder. Zusätzlich ist der jeweiligen Leuchtleistung eine Pulsweite zugeordnet, mit der die Leuchtleistung an der Leuchtdiode 5 erzeugbar ist.
Ausgangsseitig ist an die Regelschaltung 4 ein Messwiderstand 20 angeschlossen. Der durch den Messwiderstand 20 fließende Strom I bewirkt einen Spannungsabfall über den Widerstand 20, der von dem Sepic-Wandler 10 über die Messverbindung 21 an dem Messeingang M erfasst wird.
Im Betrieb liegt zunächst ohne Nutzung der Dimmfunktion des Dimmers 6 bei eingeschalteter Netzspannung U₁ der maximale Pegel der geglätteten Betriebsspannung U₄ am Eingang der Regelschaltung 4 an. Die prinzipiellen Spannungsverläufe sind in 4 gezeigt. Der Sepic-Wandler 10 liefert ausgangsseitig die Leuchtenspannung U₅ für die zu betreibende Leuchtdiode 5 mit einem festen Pegel. Die Steuereinheit 15 misst die anliegende geglättete Betriebsspannung U₄ und vergleicht den Messwert mit der ge speicherten Kennlinie. Ohne Nutzung der Dimmfunktion liegt die maximale geglättete Betriebsspannung U₄ an der Steuereinheit 15 an, die den Sepic-Wandler 10 derart ansteuert, dass er quasi kontinuierlich die Leuchtenspannung U₅ bereitstellt, und die Leuchtleistung der Leuchtdiode 5 und damit deren Helligkeit ist maximal.
Sobald die Dimmfunktion des Dimmers 6 benutzt wird, ändert sich der Pegel der geglätteten Betriebsspannung U₄. Die entsprechenden Spannungsverläufe sind prinzipiell in 5 gezeigt. Diese Änderung wird von der Steuereinheit 15 über die Anschlüsse 16, 17 erfasst. Die Steuereinheit 15 vergleicht die aktuell anliegende geglättete Betriebsspannung U₄ mit der Kennlinie, um daraus eine gewünschte Leuchtleistung für die Leuchtdiode 5 zu erhalten. Daraus ermittelt die Steuereinheit 15 das zu der Leuchtleistung korrespondierende Pulsverhältnis für die Leuchtenspannung U₅.
Die Steuereinheit 15 steuert den Sepic-Wandler 10 über das Steuersignal S so an, dass dieser Pulsfolgen der Leuchtenspannung U₅ gemäß des ermittelten Pulsverhältnisses bei quasi konstantem Pegel der Leuchtenspannung U₅ erzeugt. Somit wird bei jedem Puls der Leuchtenspannung U₅ der von dem Hersteller spezifizierte typische Strom I gemäß der Diodenkennlinie durch die Leuchtdiode 5 eingestellt. Die gewünschte Leuchtleistung ergibt sich aus den Effektivwerten von Strom I und Leuchtenspannung U₅, die durch das Pulsverhältnis eingestellt werden.
Darüber hinaus variiert der Sepic-Wandler 10 den Pegel der Leuchtenspannung U₅ abhängig von dem über den Messwiderstand 20 gemessenen Spannungsabfall. So wird direkt der durch die Leuchtdiode 5 fließende Strom I bestimmt. Über eine Kompensation der Leuchtenspannung U₅ kann der Strom I für jeden Puls auf dem für die Leuchtdiode 5 vorgegebenen Wert gehalten werden. Dadurch werden insbesondere Temperaturschwankungen, die bei der Leuchtdiode 5 zu einer starken Verschiebung der Strom-Spannungs-Kennlinie (siehe 3) führen, ausgeglichen. Somit sind die Helligkeit und auch andere Parameter, z. B. die Farbtemperatur, des von der Leuchtdiode 5 erzeugten Lichts während jedes Pulses gleich. Auch wird der Strom I durch die Leuchtdiode 5 auf den vom Hersteller spezifizierten typischen Strom begrenzt.
Eine Abwandlung der ersten Ausführungsform ist im Wesentlichen identisch zu dieser, jedoch umfasst der Gleichrichter 3 keine Glättung und die Regelschaltung ist dementsprechend modifiziert. Für die ungeglättete Betriebsspannung U₄' ergibt sich ein in 6 gezeigter Verlauf. Die Regelschaltung 4 der Abwandlung erzeugt aus der ungeglätteten Betriebsspannung U₄' unmittelbar die Leuchtenspannung U₅. Dies wird durch die Verwendung eines geänderten Wandlerelements 10 und einer erweiterten Steuereinheit 15 erreicht. Das Wandlerelement 10 wandelt die ungeglättete Betriebsspannung U₄' näherungsweise in Rechteckpulse mit dem vorgegebenen, im wesentlichen fe sten Pegel. Diese Pulse haben eine Grundfrequenz von der doppelten Netzfrequenz, also etwa 100 Hz, und entstehen dadurch, dass das Wandlerelement 10 die Leuchtenspannung U₅ nur erzeugen kann, wenn die ungeglättete Betriebsspannung U₄' größer als ein Schwellwert von typischerweise 7 V ist.
Die Steuereinheit 15 weist zusätzlich eine Synchronisierung in der Form einer PLL-Synchronisierung auf, welche die Pulsweitenmodulation mit der Grundfrequenz der ungeglätteten Betriebsspannung U₄' synchronisiert.
Im Betrieb ist ohne Nutzung der Dimmfunktion des Dimmers 6, wie in 6 gezeigt ist, der Effektivwert der ungeglätteten Betriebsspannung U₄' maximal. Das Wandlerelement 10 wird derart ansteuert, dass es die Leuchtenspannung U₅ für die zu betreibende Leuchtdiode 5 mit einem festen Pegel von 3,5 V quasi kontinuierlich bereitstellt. Die von der ungeglätteten Betriebsspannung U₄' und dem Schwellwert definierten Pulse werden von der Steuereinheit 15 nicht unterbrochen, so dass die Leuchtleistung der Leuchtdiode 5 und damit deren Helligkeit maximal ist.
Auch in diesem Ausführungsbeispiel misst die Steuereinheit 15 die anliegende ungeglättete Betriebsspannung U₄' und vergleicht den Messwert mit der gespeicherten Kennlinie. Die gespeicherte Kennlinie gibt hier einen Zusammenhang zwischen der nicht geglätteten Betriebsspannung U₄' und einer Leuchtleistung der Leuchtdiode 5 wieder. Sobald die Dimmfunktion des Dimmers 6 benutzt wird, ändert sich die ungeglättete Betriebsspannung U₄' und damit auch deren Effektivwert. Die entsprechenden Spannungsverläufe sind prinzipiell in 7 gezeigt. Diese Änderung wird von der Steuereinheit 15 wie oben beschrieben erfasst und die gewünschte Leuchtleistung für die Leuchtdiode 5 sowie das zu der Leuchtleistung korrespondierende Pulsverhältnis aus der gespeicherten Kennlinie ermittelt.
Außerdem führt die Steuereinheit 15 eine PLL-Synchronisierung der Pulsweitensteuerung mit der ungeglätteten Betriebsspannung U₄' durch. Dadurch wird jeweils der gleiche Teil eines Rechteckpulses der Leuchtenspannung U₅ ein- bzw. ausgeschaltet, so dass sich bei konstanter Dimmereinstellung eine konstante Helligkeit der LED-Leuchte 5 ergibt.
Auch in dieser Abwandlung wird bei jedem Puls der Leuchtenspannung U₅ der von dem Hersteller spezifizierte typische Strom I gemäß der Diodenkennlinie durch die Leuchtdiode 5 eingestellt. Die gewünschte Leuchtleistung ergibt sich aus den Effektivwerten von Strom I und Leuchtenspannung U₅, die durch das Pulsverhältnis eingestellt werden. Auch wird wie zuvor beschrieben direkt der durch die Leuchtdiode 5 fließende Strom I bestimmt und eine Kompensation der Leuchtenspannung U₅ durchgeführt.
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform zur Verwendung einer geglätteten Gleichspannung dadurch, dass der Transformator 2 ein selbstschwingender elektronischer Transformator ist und eine modifizierte Regelschaltung 4' verwendet wird, die im Detail in 8 gezeigt ist. Die modifizierte Regelschaltung 4' weist ein Leistungsfaktorkorrekturfilter 22 auf, dem ein Glättungskondensator 23 nachgeschaltetet ist. Eingangsseitig liegt an der Regelschaltung 4' die ungeglättete Betriebsspannung U₄' an. Durch den Glättungskondensator 23 steht im Betrieb dem Wandlerelement 10 wie beschrieben die geglättete Betriebsspannung U₄ zur Verfügung, so dass der Betrieb der LED-Leuchte 5 wie zuvor beschrieben durchgeführt wird. Durch das Leistungsfaktorkorrekturfilter 22 arbeitet der selbstschwingende elektronische Transformator 2 wie mit einer nahezu rein ohmschen Belastung.
In den 9 und 10 sind weitere Niedervolt-Beleuchtungssysteme 1 gemäß der Erfindung gezeigt. Bei der in 9 gezeigten Ausführungsform sind ein Dimmer 6 und ein Transformator 2 zentral angeordnet, wobei über eine nachgeordnete Spannungsverteilung 24, die eine Niedervolt Wechselspannung U₃ bereitstellt, mehrere Niedervoltleuchtmittel 25 für den Betrieb an einer Niedervolt Wechselspannung angeschlossen sind. Die Niedervoltleuchtmittel 25 umfassen in dieser Ausführungsform einen Gleichrichter 3 inklusive nicht gezeigtem Glättungskondensator, eine Regelschaltung 4 für den Betrieb an einer geglätteten Betriebsspannung U₄ und eine LED-Leuchte 5. Ohne funktionale Änderung ist alternativ die nicht ge zeigte Verwendung des Gleichrichters 3 ohne Glättungskondensator mit der Regelschaltung 4' für den Betrieb an einer nicht geglätteten Betriebsspannung U₄' in dem Niedervoltleuchtmittel 25 möglich. Der Aufbau und die Funktionsweise der einzelnen Komponenten ist dabei wie oben beschrieben.
Bei der in 10 gezeigten Ausführungsform ist gegenüber der Ausführungsform aus 9 neben dem Dimmer 6 und dem Transformator 2 auch der Gleichrichter 6 inklusive nicht gezeigtem Glättungskondensator zentral angeordnet. Die Spannungsverteilung 24 stellt somit eine geglättete Betriebsspannung U₄ bereit. An die Spannungsverteilung 24 sind zwei Niedervoltleuchtmittel 25' für den Betrieb an einer Gleichspannung angeschlossen, die in dieser Ausführungsform die Regelschaltung 4 für den Betrieb an einer geglätteten Betriebsspannung U₄ und die LED-Leuchte 5 umfassen. Alternativ ist die nicht gezeigte Verwendung des zentralen Gleichrichters 3 ohne Glättungskondensator möglich, wobei in dem Niedervoltleuchtmittel 25 die Regelschaltung 4' für den Betrieb an einer nicht geglätteten Betriebsspannung U₄' verwendet wird. Der Aufbau und die Funktionsweise der einzelnen Komponenten ist auch hier wie zuvor beschrieben.
Die erfindungsgemäßen Niedervoltleuchtmittel 25, 25' sind auch gegen herkömmliche Niedervoltleuchtmittel austauschbar. Dadurch können konventionelle Beleuchtungssysteme erfindungsgemäße Niedervoltleuchtmittel 25, 25' einge setzt werden. Der Betrieb des konventionellen Beleuchtungssystems wird durch die erfindungsgemäßen Niedervoltleuchtmittel 25, 25' nicht eingeschränkt. Auch wenn das konventionelle Beleuchtungssystem einen selbstschwingenden elektronischen Transformatoren verwendet ist der stabile Betrieb des Transformators sichergestellt. Dazu muss lediglich ein Niedervoltleuchtmittel 25, 25' mit Leistungsfaktorkorrekturfilter 22 eingesetzt werden.

Claims

Niedervolt Beleuchtungssystem (1) mit einem Transformator (2), einem Gleichrichter (3), an dessen Ausgang eine Betriebsspannung (U₄, U₄') bereitgestellt wird, wenigstens einer LED-Leuchte (5), die mit dem Gleichrichter (3) verbunden ist, und einer Regelschaltung (4, 4'), welche die anliegende Betriebsspannung (U₄, U₄') auf eine Leuchtenspannung (U₅) mit einem vorgegebenen, im wesentlichen festen Pegel einstellt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dimmer (6) vorgesehen ist, um einen Pegel der Betriebsspannung (U₄, U₄') zu variieren, und die Regelschaltung (4, 4') ausgeführt ist, abhängig von dem Pegel der Betriebsspannung (U₄, U₄') die Leuchtleistung der LED-Leuchte (5) unter Beibehaltung des Pegels der Leuchtenspannung (U₅) zu steuern.
Niedervolt Beleuchtungssystem (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelschaltung (4, 4') eine Pulsweitensteuerung umfasst.
Niedervolt Beleuchtungssystem (1) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulsweitensteuerung für die Erzeugung von Pulsfolgen mit wenigstens 100 Hz ausgeführt ist.
Niedervolt Beleuchtungssystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelschaltung (4, 4') ein ein- und/oder ausgangsseitiges Tiefpassfilter (11) oder einen Überspannungsableiter umfasst, das/der Spannungsspitzen der Leuchtenspannung (U₅) begrenzt.
Niedervolt Beleuchtungssystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelschaltung (4, 4') eine Messeinrichtung zur Messung der Stromstärke (I) durch die LED-Leuchte (5) aufweist und eine Kompensation des Pegels der Leuchtenspannung (U₅) abhängig von der gemessenen Stromstärke (I) durchführt.
Niedervolt Beleuchtungssystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelschaltung (4, 4') eine Speichereinheit aufweist, in der eine Kennlinie zwischen der Betriebsspannung (U₄, U₄') und einer gewünschten Leuchtleistung der LED-Leuchte (5) gespeichert ist, und die Leuchtleistung abhängig von der gespeicherten Kennlinie steuert.
Niedervolt Beleuchtungssystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gleichrichter (3) ein Glättungskondensator (23), insbesondere ein Elektrolytkondensator, nachgeschaltet ist, der eine geglättete Betriebsspannung (U₄) bereitstellt.
Niedervolt Beleuchtungssystem (1) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelschaltung (4, 4') einen DC-DC-Wandler (10) umfasst, der aus der geglätteten Betriebsspannung (U₄) die Leuchtenspannung (U₅) erzeugt und den Pegel der Leuchtenspannung (U₅) ein- und ausschaltet.
Niedervolt Beleuchtungssystem (1) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der DC-DC-Wandler (10) ein Buck-Wandler oder ein Sepic-Wandler ist.
Niedervolt Beleuchtungssystem (1) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Transformator (2) ein frei- bzw. selbstschwingender elektronischer Transformator ist und zwischen dem Gleichrichter (3) und dem Glättungskondensator (23) ein Leistungsfaktorkorrekturfilter (22) vorgesehen ist.
Niedervolt Beleuchtungssystem (1) gemäß Anspruch 10 in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuermodul des Leistungsfaktorkorrekturfilters (22) integral mit einer Steuereinheit (15) für die Durchführung der Pulsweitenmodulation ausgeführt ist.
Niedervolt Beleuchtungssystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsspannung (U₄') nicht geglättet ist und die Regelschaltung (4, 4') die Leuchtenspannung (U₅) in regelmäßigen Perioden, in denen die nicht geglättete Betriebsspannung (U₄') größer als eine zum Betrieb der Leuchte erforderliche minimale Spannung ist, erzeugt.
Niedervolt Beleuchtungssystem (1) gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelschaltung (4, 4') eine Synchronisierung mit der nicht geglätteten Betriebsspannung (U₄') aufweist und in den Perioden abhängig von dem Pegel der nicht geglätteten Betriebsspannung (U₄') die Leuchtleistung der LED-Leuchte (5) unter Beibehaltung des Pegels der Leuchtenspannung (U₅) steuert.
Niedervolt Beleuchtungssystem (1) gemäß einem der Ansprüche 12 oder 13 in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisierung eine Phase-locked loop (PLL) Synchronisierung der Pulsweitensteuerung mit der Grundfrequenz der regelmäßigen Perioden ist.
Regelschaltung (4, 4') für den Betrieb einer LED-Leuchte (5) in einem Niedervolt-Beleuchtungssystem (1), wobei die Regelschaltung (4, 4') eine anliegende Spannung auf eine Leuchtenspannung (U₅), die eine Gleichspannung mit einem vorgegebenen, im wesentlichen festen Pegel ist, wandelt, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelschaltung (4, 4') ausgeführt ist, abhängig von dem Pegel der anliegenden Spannung die Leuchtleistung der LED-Leuchte (5) unter Beibehaltung des Pegels der Leuchtenspannung (U₅) zu steuern.
Regelschaltung (4, 4') gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelschaltung (4, 4') einen Gleichrichter (3) umfasst und die anliegende Spannung eine Wechselspannung ist.
Regelschaltung (4, 4') gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelschaltung (4, 4') integral mit einem Transformator (2) ausgebildet ist.
Regelschaltung (4, 4') gemäß einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelschaltung (4, 4') eine Pulsweitensteuerung umfasst.
Regelschaltung (4, 4') gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulsweitensteuerung für die Erzeugung von Pulsfolgen mit wenigstens 100 Hz ausgeführt ist.
Regelschaltung (4, 4') gemäß einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelschaltung (4, 4') ein ein- und/oder ausgangsseitiges Tiefpassfilter (11) oder einen Überspannungsableiter umfasst, das/der Spannungsspitzen der Leuchtenspannung (U₅) begrenzt.
Regelschaltung (4, 4') gemäß einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelschaltung (4, 4') eine Messeinrichtung zur Messung der Stromstärke (I) durch die LED-Leuchte (5) aufweist und eine Kompensation des Pegels der Leuchtenspannung (U₅) abhängig von der gemessenen Stromstärke (I) durchführt.
Regelschaltung (4, 4') gemäß einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelschaltung (4, 4') eine Speichereinheit aufweist, in der eine Kennlinie zwischen der Betriebsspannung (U₄, U₄') und einer gewünschten Leuchtleistung der LED-Leuchte (5) gespeichert ist, und die Leuchtleistung abhängig von der gespeicherten Kennlinie steuert.
Regelschaltung (4, 4') gemäß einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die anliegende Spannung eine geglättete Gleichspannung ist oder die Regelschaltung (4, 4') einen Glättungskondensator (23), insbesondere einen Elektrolytkondensator, aufweist, der eine geglättete Betriebsspannung (U₄) bereitstellt.
Regelschaltung (4, 4') gemäß Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelschaltung (4, 4') einen DC-DC-Wandler (10) umfasst, der die Leuchtenspannung (U₅) erzeugt und den Pegel der Leuchtenspannung (U₅) ein- und ausschaltet.
Regelschaltung (4, 4') gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der DC-DC-Wandler (10) ein Buck-Wandler oder ein Sepic-Wandler ist.
Regelschaltung (4, 4') gemäß einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelschaltung (4, 4') einen Glättungskondensator (23) und ein diesem vorgeschaltetes Leistungsfaktorkorrekturfilter (22) aufweist.
Regelschaltung (4, 4') gemäß Anspruch 26 in Verbindung mit Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuermodul des Leistungsfaktorkorrekturfilters (22) integral mit einer Steuereinheit (15) für die Durchführung der Pulsweitenmodulation ausgeführt ist.
Regelschaltung (4, 4') gemäß einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die anliegende Spannung eine nicht geglättete Betriebsspannung (U₄') ist und die Regelschaltung (4, 4') die Leuchtenspannung (U₅) in regelmäßigen Perioden, in denen die nicht geglättete Betriebsspannung (U₄') größer als eine zum Betrieb der Leuchte erforderliche minimale Spannung ist, erzeugt.
Regelschaltung (4, 4') gemäß Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelschaltung (4, 4') eine Synchronisierung mit der nicht geglätteten Betriebsspannung (U₄') aufweist und in den Perioden abhängig von dem Pegel der nicht geglätteten Betriebsspannung (U₄') die Leuchtleistung der LED-Leuchte (5) unter Beibehaltung des Pegels der Leuchtenspannung (U₅) steuert.
Regelschaltung (4, 4') gemäß einem der Ansprüche 28 oder 29 in Verbindung mit Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisierung eine Phase-locked lo op (PLL) Synchronisierung der Pulsweitensteuerung mit der Grundfrequenz der regelmäßigen Perioden ist.
Niedervoltleuchtmittel (25) mit wenigstens einer LED-Leuchte (5) zum Betrieb an einer transformierten Niedervolt Wechselspannung (U₂), dadurch gekennzeichnet, dass das Niedervoltleuchtmittel (25) eine Regelschaltung (4, 4') gemäß einem der Ansprüche 16 bis 30 umfasst.
Niedervoltleuchtmittel (25') mit wenigstens einer LED-Leuchte (5) zum Betrieb an einer Betriebsspannung (U₄, U₄'), dadurch gekennzeichnet, dass das Niedervoltleuchtmittel (25') eine Regelschaltung (4, 4') gemäß einem der Ansprüche 23 bis 30 umfasst.