EP2201821A2 - Betriebsschaltung für leuchtdioden und verfahren zum betrieb von leuchtdioden - Google Patents

Betriebsschaltung für leuchtdioden und verfahren zum betrieb von leuchtdioden

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EP2201821A2
EP2201821A2 EP08840612A EP08840612A EP2201821A2 EP 2201821 A2 EP2201821 A2 EP 2201821A2 EP 08840612 A EP08840612 A EP 08840612A EP 08840612 A EP08840612 A EP 08840612A EP 2201821 A2 EP2201821 A2 EP 2201821A2
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EP
European Patent Office
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current value
switch
current
control unit
phase
Prior art date
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EP08840612A
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Falk Richter
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Tridonic GmbH and Co KG
Original Assignee
Tridonicatco GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP2201821A2 publication Critical patent/EP2201821A2/de
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Publication of EP2201821B1 publication Critical patent/EP2201821B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light
    • H05B45/14—Controlling the intensity of the light using electrical feedback from LEDs or from LED modules
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
    • H05B45/3725—Switched mode power supply [SMPS]

Definitions

  • the present invention relates to a circuit and a method for operating light-emitting diodes by means of switching regulators for providing the operating voltage for the LEDs.
  • buck converters buck converters
  • a control unit controls a clocked semiconductor power switch, by means of which an inductance is energized in its on state, wherein the energy of the inductor then discharges in the off state of the switch via the light emitting diode path.
  • a first buck converter 10 is shown as a basic circuit for LED modules.
  • the circuit is an input DC voltage V] _ fed, which of course can be a rectified AC voltage.
  • a series connection between a switch 5, for example a semiconductor power switch, in particular a MOSFET, and a freewheeling diode 2 energizes in the switched-on state of the switch 5 an inductance 3 by means of the current flowing through the switch 5.
  • the energy stored in the inductance 3 discharges in the form of a current through the at least one light-emitting diode 7
  • the current flowing through the at least one light-emitting diode 7 current can be measured at a shunt resistor 6 by a corresponding sensor.
  • the disadvantage here is that at the shunt resistor 6, the current can be measured only during the switch-on of the switch 5.
  • the current flows through the freewheeling diode 2, the at least one light-emitting diode 7 and the inductance 3 and is not detectable for a sensor connected to the shunt resistor 6.
  • Another possibility is to arrange the elements of the circuit so that the current can be detected both in the switch-on phase and in the freewheeling phase.
  • a circuit is very expensive.
  • the present invention relates to an operating circuit for at least one light-emitting diode, comprising a switching regulator circuit, which is supplied with a DC voltage and provides a supply voltage for the at least one light-emitting diode by means of a switch clocked by a control unit, and a current sensor connected to the control unit for detecting the at least a light emitting diode during the current Switch-on phase of the switch, wherein the control unit determines the time duration between a switch-off and a subsequent switch-on of the switch depending on the current detected by the current sensor during the switch-on.
  • the present invention further relates to a method for operating at least one light-emitting diode by means of a switching regulator circuit, which is supplied with a DC voltage and provides a supply voltage for the at least one light-emitting diode by means of a clocked switch, comprising the steps of detecting the light emitted by the at least one light-emitting diode (LED). flowing current during the switch-on phase of the switch and determining the time duration between a switch-off and a subsequent switch-on of the switch depending on the current detected during the switch-on phase.
  • a switching regulator circuit which is supplied with a DC voltage and provides a supply voltage for the at least one light-emitting diode by means of a clocked switch, comprising the steps of detecting the light emitted by the at least one light-emitting diode (LED). flowing current during the switch-on phase of the switch and determining the time duration between a switch-off and a subsequent switch-on of the switch depending on the current detected during the
  • control unit calculates the current value at the end of the freewheeling phase of the switch by means of at least one current value detected by the current sensor.
  • control unit compares the calculated current value at the end of the freewheeling phase with a predetermined setpoint value.
  • control unit advantageously does not change the time duration between a switch-off and a subsequent switch-on of the switch if the calculated current value at the end of the free-running phase corresponds to the setpoint value.
  • control unit increases the time duration between a switch-off and a subsequent switching-on of the switch if the calculated current value at the end of the free-running phase is greater than the setpoint value.
  • control unit advantageously increases the time duration between a switching off and a subsequent switching on of the switch if the calculated current value at the end of the freewheeling phase is less than the setpoint value.
  • the control unit preferably waits for a blanking time tbik starting with the switch-on phase of the switch and detects a first current value immediately after the blanking time by means of the current sensor.
  • control unit determines a second current value at the end of the switch-on phase and the control unit calculates the current value at the end of the free-running phase by means of the first and second current values
  • I A is the current value at the end of the freewheeling phase
  • I B is the first current value
  • I D is the second current value
  • the control unit after detecting the first current value, the control unit again waits for the duration of the blanking time and detects a third current value immediately after the second blanking time and that the control unit calculates the current value at the end of the freewheeling phase by means of the first and third current values
  • I A 2 * I B - Ic, where I A is the current value at the end of the freewheeling phase, I B is the first current value and I c is the third current value.
  • control unit determines the time duration between switching off and subsequent switching on of the switch as a function of the rise in the current detected by the current sensor during the switch-on phase.
  • 1 shows a first known buck converter for light-emitting diodes
  • 2 shows a typical current profile through a light-emitting diode module in a Buck converter
  • FIG 3 shows an operating circuit according to the invention for light-emitting diodes
  • FIGS. 4 and 5 show details regarding the
  • FIG. 6 shows a flow chart with the steps of the method according to the invention for operating the light-emitting diode module
  • Fig. 7 shows another invention
  • Fig. 2 shows the typical voltage and current waveforms in a Buck converter, or in the case of a square wave voltage.
  • the time along the X-axis is shown for this purpose and along the Y-axis is the voltage curve or the current profile through the at least one light-emitting diode 7.
  • the operating circuit is supplied with a Recheckbeginn, ie during the switch-on phase E of the switch 5 over a period t Qn the operating circuit is supplied with a certain voltage, and during a freewheeling phase F over a period of time tgff, during which the switch 5 is open, the circuit is not powered by the voltage source.
  • a Recheckbeginning phase E of the switch 5 the current through the at least one light-emitting diode 7 increases and during the following free-wheeling phase F the current through the at least one light-emitting diode 7 decreases again.
  • FIG. 3 shows an operating circuit 1 according to the invention for the operation of at least one light-emitting diode 7.
  • the circuit here corresponds to the first buck converter 11, as shown in FIG. 1 and already explained.
  • a sensor 12 is additionally provided, which is suitable for detecting the current measured by means of the shunt resistor 6 and forwarding the value to a control unit 13.
  • the control unit 13 actuates the switch 5 and is furthermore suitable for determining the switch-off time duration tgff and the switch-on time duration t Qn of the switch 5 on the basis of the measured current values transmitted by the sensor 12. The determination of the switch-off time tQff by the control unit 13 will be explained in detail below.
  • FIG. 4 again shows the voltage and current profile in a light-emitting diode module.
  • a first way to be able to infer the current I ⁇ at the end of the free-running time is, after the blanking time, ie the blanking time tkik, to measure a first current value Ig.
  • t ⁇ i ⁇ is much smaller than tQn unc * thus the current Ig measured after the blanking time corresponds approximately to the current I ⁇ at the end of the freewheeling time.
  • the thus calculated current value at the end of the freewheeling phase I ⁇ is compared with a setpoint value and if I ⁇ is greater than the desired setpoint, then the next clock increases the time period tQff between a switch-off and a subsequent switch-on. If the current I ⁇ is smaller than the desired value, on the other hand tQff is shortened at the next cycle. Corresponds to the current I ⁇ possibly within predetermined tolerance values the desired value, it is left unchanged at the next clock tgff.
  • the method can then be used if the blanking time index is not negligible compared to the switch-on time tQn and the above-assumed approximation does not allow the accuracy requirements for I ⁇ to be satisfied or in the case that I1 must be determined particularly accurately. For this case, it is possible to measure a second current value I Q at the end of the switch-on phase E.
  • the current I ⁇ at the end of the freewheeling phase can then be calculated as follows:
  • This calculation is based on the principle that the current after switching on the switch 5 increases linearly and thus can be calculated back by two measurements of the current waveform I Q and I Q to the current I ⁇ at the end of the freewheeling phase.
  • the computational effort for the above-mentioned second method is relatively complicated, especially in a digital circuit, since both division and multiplication must be performed.
  • a third method is proposed, which is based on the measurement of a third current value I Q.
  • This is shown schematically in FIG. 5.
  • the blanking time t ⁇ i ⁇ is also waited for and then the first current value at the end of the blanking time Ig is detected. Subsequently, the blanking time t ⁇ i ⁇ is again waited and the third current value I Q detected. Since the difference between I 0 and I B , ie
  • I A can be calculated from:
  • the current value I ⁇ at the end of the freewheeling phase can be calculated relatively simply, since the calculation in the digital domain is reduced to a bit shift as well as a subtraction.
  • the present invention ensures that the current flow through the at least one light-emitting diode 7 never drops to zero, ie, the invention relates in particular to the continuous conduction mode. This results in the smallest possible ripple of the current flow through the at least one light emitting diode. 7
  • the inventive method is shown in the overview in Fig. 7 again schematically.
  • step SO begins in step SO with the end of the freewheeling phase F.
  • step Sl the control unit 13 outputs the signal for the switch-on phase to the switch 5.
  • step S2 the blanking time, i. H. the blanking time waited.
  • step S3 which can also consist of several substeps, at least one current value, i. a measured value of the current during the switch-on, by the shunt resistor 6 and the sensor 12 was added.
  • control unit calculates the return flow based on the transmitted current values, i. H. the current I ⁇ at the end of the freewheeling phase.
  • Step S5 checks whether the return flow corresponds to a predetermined desired value. If this is the case, no change in the switch-off time tgff is made in the following step S7.
  • step S5 if it is determined in step S5 that the return flow I ⁇ does not correspond to a desired value, it is checked in the following step S6 whether the return flow I ⁇ is greater than the desired value. If so, in a following step S9 the next off time is increased, otherwise in a following step S8 the following off time is reduced.
  • the turn-off time is the time period between the turn-off and the subsequent turn-on of the switch 5. The process ends in step S10.
  • the calculation made in step S4 can in this case be based on one of the three methods mentioned, depending on the presettings and the recorded measured values.
  • Another possibility of the regulation is that the increase in the current value detected by the current sensor 6, 12 is evaluated. The difference between the current value at the beginning and at the end of the switch-on phase is determined. From the rise of the current can be closed to the size of the inductor 3 or the forward voltage of the LED 7. If the size of the inductor 3 or the forward voltage of the light-emitting diode 7 are known, it is possible to deduce the switch-off time t Off required for reaching a return current I A.
  • the current through the switch S results from the quotient of voltage across the inductance 3 and the value of the inductance 3 multiplied by the switch-on time.
  • the drop in the current in the freewheeling path results from the quotient of voltage across the inductance 3 and the value of the inductance 3 multiplied by the switch-off time. Since during the freewheeling phase the voltage across the inductance corresponds approximately to the voltage across the light emitting diode 7 (the difference results from the forward voltage the freewheeling diode 2).
  • both the forward voltage of the light-emitting diodes 7 and the inductance 3 can be determined.
  • the determination of the required turn-off time is simplified. But it is also possible to measure the voltage across the inductor 3 or the LED 7 during operation.
  • the switch S is turned on, according to the circuit of FIG. 3, the voltage across the inductance 3 can be measured via a voltage measurement at the connection point between the inductance 3 and the light-emitting diode 7. If both components are interchanged, the forward voltage across the light emitting diode 7 can be measured in a simple manner. Such a voltage measurement can also be used for fault detection. Thus, for example, an error of the light-emitting diode 7 or even a fault caused by a fault in the wiring of the light-emitting diode 7 such as a short circuit can be concluded.
  • a temporal monitoring of the detected current values can be carried out. If a change in the detected current values is detected, it is possible to infer a possible fault or also an aging of the light-emitting diode 7 or of other components. Also for the calculation of the required turn-off time t Off on the basis of the increase of the current through the switch S during a switch-on phase E, the already explained method of taking into account the blanking times tbik can be used.
  • the determination of the inductance 3 or the forward voltage of the LED 7 can be corrected or completed.
  • the required time duration t Off which is necessary to reach a certain current value I A at the end of the freewheeling phase F, can be calculated.
  • the actually achieved current value I A at the end of the freewheeling phase F can then be compared with a predefined setpoint value and the time period t off can be adjusted again.
  • Such a digital circuit advantageously has at least one analog-to-digital converter for detecting the current and voltage values, a computing block for processing and calculating the corresponding values, and a memory register for storing the measured values and calculated values.
  • An advantageous design of the operating circuit according to the invention can be designed so that only the current for the regulation of the current through the light emitting diode 7 during the switch-on phase is measured and evaluated, while an existing voltage detection is used only for an error shutdown.
  • a comparator for monitoring the voltage of the light emitting diode 7 or the voltage across the inductance 3 can be used, whereby a cost-effective circuit can be constructed.
  • the circuit 7 shows a further operating circuit 1 according to the invention for the operation of at least one light-emitting diode 7.
  • the circuit here corresponds to a buck-boost converter 110.
  • the current through the switch 5 is measured by means of the shunt resistor 6 and the value is sent to a control unit 13 forwarded.
  • the control unit 13 actuates the switch 5 and is furthermore suitable for correspondingly determining the switch-off time duration tgff and the switch-on time duration tgn of the switch 5 on the basis of the measured current values transmitted by the shunt resistor 6.
  • the inductance 3 is magnetized.
  • the switch-off phase F over a period of time toff, the inductance 3 is demagnetized, the current flowing through the light-emitting diode 7 and the diode 2.
  • the inventive method can be used for all circuit topologies for the operation of light-emitting diodes, in which no direct measurement of the Current through the LEDs is possible because the LEDs are not directly connected to ground, but are connected to a variable to ground potential.
  • This method can therefore also be used in operating circuits with potential separation, wherein during a switch-on phase E an inductance 3 is magnetized and is demagnetized in a subsequent switch-off phase F while driving a current through at least one light emitting diode 7.
  • the inductor 3 may have a secondary winding through which it outputs its energy during the turn-off phase F, whereby the potential separation is achieved in the circuit.
  • Such a circuit may be, for example, a forward converter.
  • the current is detected and evaluated by a switch (and the current increase) during a switch-on phase E and the necessary switching behavior of the switch 5 (for example, the (switch-off) time period t of f) is determined
  • the present operating circuit and the present method for operating at least one light-emitting diode thus yields that regardless of the load, for example, regardless of the number of light-emitting diodes supplied, the current profile is always between a value I max and a value - "- held min, ie that always with the same value I mj _ n > 0, the switch 5 is switched on again

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betriebsschaltung für wenigstens eine Leuchtdiode (7), aufweisend eine Schaltreglerschaltung, der eine Gleichspannung zugeführt wird und mittels einem durch eine Steuereinheit (13) getakteten Schalter (5) eine Versorgungsspannung für die wenigstens eine Leuchtdiode (7) bereitstellt, und einen mit der Steuereinheit (13) verbundenen Stromsensor (6, 12) zum Erfassen des durch die zumindest eine Leuchtdiode (7) fließenden Stromes während der Einschaltphase (E) des Schalters (5), wobei die Steuereinheit (13) die Zeitdauer (toff) zwischen einem Ausschalten und einem folgenden Einschalten des Schalters (5) abhängig von dem mittels des Stromsensors (6, 12) während der Einschaltphase (E) erfassten Strom bestimmt. Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betrieb wenigstens einer Leuchtdiode (7).

Description

BetriebsSchaltung für Leuchtdioden und Verfahren zum Betrieb von Leuchtdioden
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung und ein Verfahren zum Betrieb von Leuchtdioden mittels Schaltreglern zur Bereitstellung der Betriebsspannung für die LEDs.
Es ist grundsätzlich bekannt, Schaltregler, insbesondere Tiefsetzsteiler (Buck-Konverter) zur Ansteuerung von Leuchtdioden zu verwenden. Dabei steuert eine Steuereinheit einen getakteten Halbleiter- Leistungsschalter an, mittels dessen in dessen eingeschalteten Zustand eine Induktivität energetisiert wird, wobei sich die Energie der Induktivität im ausgeschalteten Zustand des Schalters dann über die Leuchtdiodenstrecke entlädt.
Es kommt somit durch die Leuchtdioden zum einem Zick-Zack- förmigen Stromverlauf um einen konstanten Mittelwert herum, wobei sich im eingeschalteten Zustand des Schalters jeweils eine ansteigende Flanke und im ausgeschalteten Zustand des Schalters eine abfallende Flanke des Leuchtdiodenstroms ergibt.
Somit kann der zeitliche Mittelwert des Leuchtdiodenstroms durch entsprechende Taktung des Leistungsschalters eingestellt werden. Zur Regelung des Mittelwerts des Leuchtdiodenstroms muss dementsprechend der Strom durch die Leuchtdioden auch erfasst werden. In Fig. 1 ist schematisch ein Beispiel für eine Schaltung zum geregelten Betrieb für Leuchtdioden dargestellt. Im hier gezeigten Beispiel gemäß Fig. 1 ist als Grundschaltung für LED-Module ein erster Buck-Konverter 10 dargestellt. Für den Betrieb zumindest einer Leuchtdiode 7 wird der Schaltung eine Eingangs-Gleichspannung V]_ zugeführt, die natürlich auch eine gleichgerichtete Wechselspannung sein kann.
Eine Serienschaltung zwischen einem Schalter 5, beispielsweise einem Halbleiter-Leistungsschalter insbesondere einem MOSFET, und einer Freilaufdiode 2 energetisiert in. eingeschalteten Zustand des Schalters 5 eine Induktivität 3 mittels des durch den Schalter 5 fließenden Stroms. Im ausgeschalteten Zustand des Schalters 5 entlädt sich die in der Induktivität 3 gespeicherte Energie in Form eines Stromes durch die zumindest eine Leuchtdiode 7
Der durch die zumindest eine Leuchtdiode 7 fließende Strom kann an einem Shuntwiderstand 6 durch eine entsprechende Sensorik gemessen werden. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass an dem Shuntwiderstand 6 der Strom nur während der Einschaltphase des Schalters 5 gemessen werden kann. In der Freilaufphase fließt der Strom durch die Freilaufdiode 2, die zumindest eine Leuchtdiode 7 und die Induktivität 3 und ist für eine am Shuntwiderstand 6 angeschlossene Sensorik nicht detektierbar .
Um jedoch .einen gewissen Rippel, d. h. einen bestimmten zeitlichen Mittelwert des Leuchtdiodenstroms einhalten zu können, wird eine Information auch über den Kurvenverlauf des Stromes während der Freilaufzeit benötigt. Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, ist das Vorsehen eines weiteren Stromsensors, durch welchen der Strom während der Freilaufphase gemessen werden kann. Nachteilig hierbei ist jedoch die aufwändige Schaltung und Sensorik sowie die damit verbundenen Fehlerquellen.
Eine weitere Möglichkeit ist es, die Elemente der Schaltung so anzuordnen, dass sowohl in der Einschaltphase als auch in der Freilaufphase der Strom detektiert werden 10 kann. Allerdings ist eine solche Schaltung sehr aufwändig.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Betriebsschaltung für wenigstens eine Leuchtdiode sowie ein Verfahren zum Betrieb wenigstens einer Leuchtdiode bereitzustellen, welcher auf einfache Art und Weise eine Konstanthaltung des Diodenstroms und somit der Diodenleistung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betriebsschaltung für wenigstens eine Leuchtdiode, aufweisend eine Schaltreglerschaltung, der eine Gleichspannung zugeführt wird und mittels einem durch eine Steuereinheit getakteten Schalter eine Versorgungsspannung für die wenigstens eine Leuchtdiode bereitstellt, und einen mit der Steuereinheit verbundenen Stromsensor zum Erfassen des durch die zumindest eine Leuchtdiode fließenden Stromes während der Einschaltphase des Schalters, wobei die Steuereinheit die Zeitdauer zwischen einem Ausschalten und einem folgenden Einschalten des Schalters abhängig von dem mittels des Stromsensors während der Einschaltphase erfassten Strom bestimmt.
Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betrieb wenigstens einer Leuchtdiode mittels einer Schaltreglerschaltung, der eine Gleichspannung zugeführt wird und die mittels eines getakteten Schalters eine Versorgungsspannung für die wenigstens eine Leuchtdiode bereitstellt, umfassend die Schritte Erfassen des durch die zumindest eine Leuchtdiode (LED) fließenden Stromes während der Einschaltphase des Schalters und Bestimmen der Zeitdauer zwischen einem Ausschalten und einem folgenden Einschalten des Schalters abhängig von dem während der Einschaltphase erfassten Strom.
Vorteilhafterweise berechnet die Steuereinheit mittels zumindest eines durch den Stromsensor erfassten Stromwertes den Stromwert am Ende der Freilaufphase des Schalters .
Vorteilhafterweise vergleicht die Steuereinheit den berechneten Stromwert am Ende der Freilaufphase mit einem vorgegebenen Sollwert vergleicht.
Des Weiteren verändert vorteilhafterweise die Steuereinhit die Zeitdauer zwischen einem Ausschalten und einem folgenden Einschalten des Schalters nicht, falls der berechnete Stromwert am Ende der Freilaufphase dem Sollwert entspricht. Vorteilhafterweise erhöht die Steuereinheit die Zeitdauer zwischen einem Ausschalten und einem folgenden Einschalten des Schalters, falls der berechnete Stromwert am Ende der Freilaufphase größer als der Sollwert ist.
Andernfalls erhöht vorteilhafterweise die Steuereinheit die Zeitdauer zwischen einem Ausschalten und einem folgenden Einschalten des Schalters, falls der berechnete Stromwert am Ende der Freilaufphase kleiner als der Sollwert ist.
Bevorzugt wartet die Steuereinheit beginnend mit der Einschaltphase des Schalters eine Ausblendzeit tbik ab und erfasst unmittelbar nach der Ausblendzeit mittels des Stromsensors einen ersten Stromwert.
Gemäß einer ersten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuereinheit den Stromwert am Ende der Freilaufphase mittels des ersten Stromwertes berechnet durch IA = IB, wobei IA der Stromwert am Ende der Freilaufphase und IB der erste Stromwert ist.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuereinheit einen zweiten Stromwert am Ende der Einschaltphase bestimmt und die Steuereinheit den Stromwert am Ende der Freilaufphase mittels des ersten und zweiten Stromwertes berechnet aus
ton — t ■lblk wobei IA der Stromwert am Ende der Freilaufphase, IB der erste Stromwert und ID der zweite Stromwert ist.
Gemäß einer dritten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuereinheit nach Erfassen des ersten Stromwertes erneut die Dauer der Ausblendzeit abwartet und unmittelbar nach der zweiten Ausblendzeit einen dritten Stromwert erfasst und dass die Steuereinheit den Stromwert am Ende der Freilaufphase mittels des ersten und dritten Stromwertes berechnet aus
IA = 2*IB - Ic, wobei IA der Stromwert am Ende der Freilaufphase, IB der erste Stromwert und Ic der dritte Stromwert ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuereinheit die Zeitdauer zwischen einem Ausschalten und einem folgenden Einschalten des Schalters abhängig von dem Anstieg des mittels des Stromsensors während der Einschaltphase erfassten Strom bestimmt.
Weitere Merkmale, Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung sollen nunmehr anhand der Figuren der begleitenden Zeichnungen und der detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen erläutert werden. Hierbei zeigt
Fig. 1 einen ersten bekannten Buck-Konverter für Leuchtdioden, Fig. 2 einen typischen Stromverlauf durch ein Leuchtdiodenmodul in einem Buck- Konverter,
Fig. 3 eine erfindungsgemäße Betriebsschaltung für Leuchtdioden,
Fig. 4 und Fig. 5 Details bezüglich des
Stromverlaufs durch das Leuchtdiodenmodul,
Fig. 6 in Flussdiagramm mit den Schritten des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb des Leuchtdiodenmoduls, und
Fig. 7 eine weitere erfindungsgemäße
Betriebsschaltung für Leuchtdioden.
Fig. 2 zeigt die typischen Spannungs- und Stromverläufe in einem Buck-Konverter, bzw. im Fall einer Rechteckspannung. In Fig. 2 ist hierfür entlang der X-Achse die Zeit dargestellt und entlang der Y-Achse der Spannungsverlauf bzw. der Stromverlauf durch die zumindest eine Leuchtdiode 7.
Durch entsprechendes Ansteuern des Schalters 5 wird die Betriebsschaltung mit einer Recheckspannung versorgt, d. h. während der Einschaltphase E des Schalters 5 über eine Zeitspanne tQn wird die Betriebsschaltung mit einer bestimmten Spannung versorgt, und während einer Freilaufphase F über eine Zeitspanne tgff, während welcher der Schalter 5 offen ist, wird die Schaltung nicht durch die Spannungsquelle versorgt. Durch die bereits erläuterte Induktivität 3 ergibt sich an der zumindest einen Leuchtdiode 7 ein Stromverlauf wie in Fig. 2 dargestellt. Wahrend der Einschaltphase E des Schalters 5 steigt der Strom durch die zumindest eine Leuchtdiode 7 an und wahrend der darauffolgenden Freilaufphase F sinkt der Strom durch die zumindest eine Leuchtdiode 7 wieder ab. Allerdings entsteht beim Einschalten des Schalters 5 zu Beginn der Einschaltphase E durch ein Snubber-Netzwerk oder die parasitäre Kapazität des Schalters 5 eine Stromspitze. Nach dessen Abklingen steigt der Strom aufgrund der Induktivität 3 linear an. Nach dem Ausschalten des Schalters 5 lauft sich die Induktivität über die Last und die Diode 2 frei. Die Zeitdauer wahrend der Stromspitze wird als Blanking-Time ■tblk bzw. als Ausblendzeit tbik bezeichnet.
Um einen konstanten zeitlichen Mittelwert für den Leuchtdiodenstrom zu erhalten, ist es notwendig, den Stromwert am Ende der Freilaufzeit zu kennen, da in Abhängigkeit von diesem Stromwert die Zeitdauer zwischen einem Ausschalten und einem folgenden Einschalten des Schalters 5 festgelegt wird. Da aber wie bereits erläutert, der Freilaufström nicht über den Shuntwiderstand weglauft, kann dieser Strom nicht detektiert werden.
Die vorliegende Erfindung umgeht dieses Problem, indem der Strom direkt nach dem Einschalten des Schalters 5 detektiert wird und durch die Messwerte des Stromes wahrend der Einschaltzeit E auf den Freilaufström ruckgeschlossen wird. Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Betriebsschaltung 1 für den Betrieb wenigstens einer Leuchtdiode 7. Die Schaltung entspricht hierbei dem ersten Buck-Konverter 11, wie er in Fig. 1 dargestellt ist und bereits erläutert wurde. Erfindungsgemäß ist hierbei zusätzlich ein Sensor 12 vorgesehen, welcher geeignet ist, den mittels des Shuntwiderstands 6 gemessenen Strom zu detektieren und den Wert an eine Steuereinheit 13 weiterzuleiten. Die Steuereinheit 13 steuert den Schalter 5 an und ist des Weiteren geeignet, auf Basis der von dem Sensor 12 übermittelten Strommesswerte die Ausschaltzeitdauer tgff sowie die Einschaltzeitdauer tQn des Schalters 5 entsprechend zu bestimmen. Die Bestimmung der Ausschaltzeitdauer tQff durch die Steuereinheit 13 wird im Folgenden im Detail erläutert.
In Fig. 4 ist nochmals der Spannungs- und Stromverlauf in einem Leuchtdiodenmodul dargestellt. Eine erste Möglichkeit, auf den Strom I^ am Ende der Freilaufzeit rückschließen zu können, ist, nach der Ausblendzeit, d.h. der Blankingtime tkik, einen ersten Stromwert Ig zu messen. Bei dieser ersten Möglichkeit wird davon ausgegangen, dass t^i^ viel kleiner ist als tQn unc* somit der nach der Blankingtime gemessene Strom Ig ungefähr dem Strom I^ am Ende der Freilaufzeit entspricht. Somit kann der Stromwert am Ende der Freilaufphase mittels der ersten Stromwertes berechnet werden aus IÄ = IB.
Der so berechnete Stromwert am Ende der Freilaufphase I^ wird mit einem Sollwert verglichen und falls I^ größer als der gewünschte Sollwert ist, so wird beim nächsten Takt die Zeitdauer tQff zwischen einem Ausschalten und einem Folgenden Anschalten vergrößert. Ist der Strom I^ kleiner als der gewünschte Sollwert, so wird hingegen beim nächsten Takt tQff verkürzt. Entspricht der Strom I^ ggf. auch innerhalb vorbestimmter Toleranzwerte dem gewünschten Sollwert, so wird beim nächsten Takt tgff unverändert belassen.
Eine zweite Methode zur Bestimmung des Stromes am Ende der Freilaufphase I^ wird im Folgenden erläutert. Diese
Methode kann dann Anwendung finden, falls die Blankingtime ^bIk nicht gegenüber der Einschaltzeitdauer tQn vernachlässigbar ist und durch die oben angenommene Näherung die Genauigkeitsanforderungen an I^ nicht erfüllt werden können oder im Fall, dass I^ besonders genau bestimmt werden muss. Für diesen Fall ist es möglich, noch einen zweiten Stromwert IQ am Ende der Einschaltphase E zu messen. Der Strom I^ am Ende der Freilaufphase kann dann folgendermaßen berechnet werden:
Diese Berechnung beruht auf dem Prinzip, dass der Strom nach dem Einschalten des Schalters 5 linear ansteigt und somit durch zwei Messungen des Stromverlaufs IQ und IQ auf den Strom I^ am Ende der Freilaufphase zurückgerechnet werden kann. Der Rechenaufwand für die oben genannte zweite Methode ist insbesondere bei einer Digitalschaltung verhältnismäßig kompliziert, da sowohl Division als auch Multiplikation durchgeführt werden muss.
Erfindungsgemäß wird daher eine dritte Methode vorgeschlagen, welche auf der Messung eines dritten Stromwertes IQ basiert. Dies ist schematisch in Fig. 5 dargestellt. Für diese Methode wird ebenfalls die Blankingtime t^i^ abgewartet und dann der erste Stromwert am Ende der Blankingtime Ig erfasst. Anschließend wird nochmals die Blankingtime t^i^ abgewartet und der dritte Stromwert IQ erfasst. Da die Differenz aus I0 und IB, also
Ic - IB/ auf Grund es linearen Spulenstroms gleich der Differenz IB - IA? ist, kann IA berechnet werden aus:
IA = IB - de " IB) = 2 * IB - Ic.
Somit lässt sich auch in einer Digitalschaltung der Stromwert I^ am Ende der Freilaufphase verhältnismäßig einfach berechnen, da sich die Berechnung im Digitalbereich auf eine Bitverschiebung sowie eine Subtraktion reduziert.
Durch die vorliegende Erfindung ist sichergestellt, dass der Stromfluss durch die zumindest eine Leuchtdiode 7 möglichst nie auf Null abfällt, d. h. die Erfindung bezieht sich insbesondere auf den continuous conduction mode . Somit ergibt sich ein möglichst kleiner Rippel des Stromverlaufs durch die zumindest eine Leuchtdiode 7. Das erfindungsgemäße Verfahren ist in der Übersicht in Fig. 7 nochmals schematisch dargestellt.
Das Verfahren beginnt in Schritt SO mit dem Ende der Freilaufphase F. Im folgenden Schritt Sl gibt die Steuereinheit 13 das Signal für die Einschaltphase an den Schalter 5 aus. Im folgenden Schritt S2 wird die Ausblendzeit, d. h. die Blankingtime t^i^ abgewartet. Im folgenden Schritt S3, welcher auch aus mehreren Unterschritten besteht kann, zumindest ein Stromwert, d.h. ein Messwert des Stromes während der Einschaltphase, durch den Shuntwiderstand 6 und die Sensorik 12 aufgenommen.
Im folgenden Schritt S4 berechnet die Steuereinheit auf Basis der übermittelten Stromwerte den Rücklaufström, d. h. den Strom I^ am Ende der Freilaufphase . Im folgenden
Schritt S5 wird überprüft, ob der Rücklaufström einen vorgegebenen Sollwert entspricht. Falls dies der Fall ist, wird im folgenden Schritt S7 keine Veränderung der Ausschalt zeit tgff vorgenommen.
Andernfalls, falls im Schritt S5 festgestellt wird, dass der Rücklaufström I^ nicht einem Sollwert entspricht, wird im folgenden Schritt S6 überprüft, ob der Rücklaufström I^ größer als der Sollwert ist. Falls dies der Fall ist, wird in einem folgenden Schritt S9 die nächste Ausschaltzeit erhöht, andernfalls wird in einem folgenden Schritt S8 die folgende Ausschaltzeit verringert. Hierbei ist die Ausschaltzeit die Zeitdauer zwischen dem Ausschalten und dem folgenden Einschalten des Schalters 5. Das Verfahren endet in Schritt SlO. Die in Schritt S4 vorgenommene Berechnung kann hierbei auf einer der drei genannten Methoden basieren in Abhängigkeit von den Voreinstellungen und den aufgenommenen Messwerten.
Eine weitere Möglichkeit der Regelung besteht darin, daß der Anstieg des durch den Stromsensor 6, 12 erfassten Stromwertes ausgewertet wird. Dabei wird die Differenz zwischen dem Stromwert am Anfang und am Ende der Einschaltphase ermittelt. Aus dem Anstieg des Stromes kann auf die Größe der Induktivität 3 oder auch die Flußspannung der Leuchtdiode 7 geschlossen werden. Wenn die Größe der Induktivität 3 oder auch die Flußspannung der Leuchtdiode 7 bekannt sind, kann auf die für ein Erreichen eines RücklaufStromes IA erforderliche Ausschaltzeit tOff geschlossen werden.
Die Berechung der erforderlichen Ausschaltzeit toff bereits während einer Einschaltphase E anhand des Anstiegs des Stromes durch den Schalter S bietet den Vorteil, daß bereits vor der ersten Freilaufphase F die Ausschaltzeit vorausbestimmt werden kann.
Während der Einschaltphase ergibt sich der Strom durch den Schalter S aus dem Quotienten von Spannung über der Induktivität 3 und dem Wert der Induktivität 3 multipliziert mit der Einschaltzeit. Während der Ausschaltzeit ergibt sich der Abfall des Strom im Freilaufpfad (durch die Leuchtdiode 7) aus dem Quotienten von Spannung über der Induktivität 3 und dem Wert der Induktivität 3 multipliziert mit der Ausschaltzeit. Da während der Freilaufphase die Spannung über der Induktivität in etwa der Spannung über der Leuchtdiode 7 entspricht (die Differenz ergibt sich aus der Flußspannung der Freilaufdiode 2) . Somit kann über die Dauer von Einschaltphase E und Ausschaltphase F sowie durch Messung der Einschaltzeit und Ausschaltzeit tOff sowohl die Flußspannung der Leuchtdioden 7 als auch die Induktivität 3 bestimmt werden.
Wenn die Größe der Induktivität 3 oder die Flußspannung der Leuchtdiode 7 bereits (beispielsweise durch die Auslegung der Betriebsschaltung) bekannt ist, wird die Ermittlung der erforderlichen Ausschaltzeit vereinfacht. Es ist aber auch möglich, während des Betriebs die Spannung über der Induktivität 3 oder auch der Leuchtdiode 7 zu messen. Wenn der Schalter S eingeschaltet ist, kann gemäß der Schaltung nach Fig. 3 die Spannung über der Induktivität 3 über eine Spannungsmessung am Anschlußpunkt zwischen der Induktivität 3 und der Leuchtdiode 7 gemessen werden. Wenn beide Bauteile vertauscht sind, kann auf einfache Weise die Flußspannung über der Leuchtdiode 7 gemessen werden. Eine solche Spannungsmessung kann auch für eine Fehlererkennung genutzt werden. So kann beispielsweise auf einen Fehler der Leuchtdiode 7 oder auch auf einen durch einen in der Verkabelung der Leuchtdiode 7 verursachten Fehler wie einen Kurzschluß geschlossen werden.
Bei einer Speicherung der Werte für den Stromwert IA kann eine zeitliche Überwachung der erfassten Stromwerte durchgeführt werden. Wenn eine Änderung der erfaßten Stromwerte erkannt wird, kann auf einen möglichen Fehler oder auch eine Alterung der Leuchtdiode 7 oder auch anderer Bauteile geschlossen werden. Auch für die Berechnung der erforderlichen Ausschaltzeit tOff anhand des Anstiegs des Stromes durch den Schalter S während einer Einschaltphase E kann das bereits erläuterte Verfahren der Berücksichtigung der Ausblendzeiten tbik genutzt werden.
Unter Zuhilfenahme des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Vergleich des erfassten Stromwertes IA am Ende der Freilaufphase F mit einem vorgegebenen Sollwert kann dabei die Bestimmung der Induktivität 3 oder auch der Flußspannung der Leuchtdiode 7 korrigiert oder auch vervollständigt werden. Somit kann anhand des Anstieges des Stromes während einer Einschaltphase die erforderliche Zeitdauer tOff berechnen, die zum Erreichen eines bestimmten Stromwertes IA am Ende der Freilaufphase F notwendig ist. Zusätzlich kann dann der tatsächlich erreichte Stromwert IA am Ende der Freilaufphase F mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen werden und die Zeitdauer toff nochmals angepasst werden.
Bei dem Einsatz einer Digitalschaltung ist die Nutzung eines Speichers wie auch die Durchführung der notwendigen Berechnungen auf einfache Weise realisierbar. Eine solche Digitalschaltung verfügt vorteilhafterweise über mindestens einen Analog-Digital-Wandler zur Erfassung der Strom- und Spannungswerte, einen Rechenblock zur Verarbeitung und Berechung der entsprechenden Werte sowie ein Speicher-Register zur Ablage der Messwerte und berechneten Werte.
Eine vorteilhafte Auslegung der erfindungsgemäßen Betriebsschaltung kann so ausgeführt sein, dass für die Regelung des Stromes durch die Leuchtdiode 7 nur der Strom während der Einschaltphase gemessen und ausgewertet wird, während eine vorhandene Spannungsdetektion nur für eine Fehlerabschaltung verwendet wird. Somit kann beispielsweise ein Komparator zur Überwachung der Spannung der Leuchtdiode 7 oder der Spannung über der Induktivität 3 eingesetzt werden, womit eine kostengünstige Schaltung aufgebaut werden kann.
Um eine möglichst genaue Bestimmung der notwendigen Schaltparameter wie der Ausschaltzeit tOff zu ermöglichen, kann es vorteilhaft sein, die Temperatur der Leuchtdiode 7 zu überwachen.
Fig. 7 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Betriebsschaltung 1 für den Betrieb wenigstens einer Leuchtdiode 7. Die Schaltung entspricht hierbei einem Buck-Boost-Konverter 110. Erfindungsgemäß wird hierbei mittels des Shuntwiderstands 6 der Strom durch den Schalter 5 gemessen und der Wert an eine Steuereinheit 13 weitergeleitet. Die Steuereinheit 13 steuert den Schalter 5 an und ist des Weiteren geeignet, auf Basis der von dem Shuntwiderstand 6 übermittelten Strommesswerte die Ausschaltzeitdauer tgff sowie die Einschaltzeitdauer tgn des Schalters 5 entsprechend zu bestimmen. Während der Einschaltphase E des Schalters 5 wird die Induktivität 3 aufmagnetisiert . Während der Ausschaltphase F über eine Zeitspanne toff wird die Induktivität 3 entmagnetisiert, wobei der Strom durch die Leuchtdiode 7 und die Diode 2 fließt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann für alle Schaltungstopologien zum Betrieb von Leuchtdioden eingesetzt werden, bei denen keine direkte Messung des Stromes durch die Leuchtdioden möglich ist, weil die Leuchtdioden nicht direkt gegen Masse verschaltet sind, sondern auf einem gegenüber Masse veränderlichen Potential angeschlossen sind. Dieses Verfahren kann daher auch bei Betriebsschaltungen mit Potentialtrennung eingesetzt werden, wobei während einer Einschaltphase E eine Induktivität 3 aufmagnetisiert wird und in einer darauffolgenden Ausschaltphase F entmagnetisiert wird und dabei einen Strom durch wenigstens eine Leuchtdiode 7 treibt. Die Induktivität 3 kann eine Sekundärwicklung aufweisen, über die sie ihre Energie während der Ausschaltphase F abgibt, wodurch die Potentialtrennung in der Schaltung erreicht wird. Eine solche Schaltung kann beispielsweise ein Forward-Konverter sein. Dabei wird der Strom durch einen Schalter (und der Stromanstieg) während einer Einschaltphase E erfasst und ausgewertet und das notwendige Schaltverhalten des Schalters 5 (beispielsweise die (Ausschalt-) Zeitdauer tOff) bestimmt
Die vorliegende Betriebsschaltung und das vorliegende Verfahren zum Betrieb wenigstens einer Leuchtdiode ergibt also, dass unabhängig von der Last, beispielsweise unabhängig von der Anzahl der versorgten Leuchtdioden, der Stromverlauf immer zwischen einem Wert Imax und einem Wert -"-min gehalten wird, d. h. dass immer bei demselben Wert Imj_n>0 das Wiedereinschalten des Schalters 5 erfolgt. Ein
Vorteil des durch die Erfindung garantierten verhältnismäßig geringen Rippeis, d. h. der Differenz zwischen Imj_n und Imax, also Imin'^max' ist esr dass die Leuchtdiode im Wesentlichen mit einem gleichbleibenden Strom versorgt wird, so dass sich die Farbverschiebung bei sehr unterschiedlichen Leuchtdiodenströmen nicht zeigt. Dies ist ein Nachteil von Schaltungen, die im discontinuous mode arbeiten, bei dem also der Leuchtdiodenstrom auf Null absinkt und ggf. auch eine Zeitlang auf Null verbleibt, bevor der Schalter wieder eingeschaltet wird.

Claims

Ansprüche
1. Betriebsschaltung für wenigstens eine Leuchtdiode (7), aufweisend eine Schaltreglerschaltung, der eine Gleichspannung zugeführt wird und mittels einem durch eine Steuereinheit
(13) getakteten Schalter (5) eine Versorgungsspannung (Vi) für die wenigstens eine Leuchtdiode (7) bereitstellt, und einen mit der Steuereinheit (13) verbundenen Stromsensor (6, 12) zum Erfassen des durch die zumindest eine
Leuchtdiode (7) fließenden Stromes während der
Einschaltphase (E) des Schalters (5), wobei die Steuereinheit (13) die Zeitdauer (tOff) zwischen einem Ausschalten und einem folgenden Einschalten des
Schalters (5) abhängig von dem mittels des Stromsensors (6, 12) während der Einschaltphase (E) erfassten Strom bestimmt .
2. Schaltung (1) nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (13) mittels zumindest eines durch den Stromsensor (6, 12) erfassten Stromwertes den Stromwert (IA) am Ende der Freilaufphase (F) des Schalters (5) berechnet.
3. Schaltung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinheit (13) die Zeitdauer (tOff) zwischen einem Ausschalten und einem folgenden Einschalten des Schalters (5) abhängig von dem Anstieg des mittels des Stromsensors (6, 12) während der Einschaltphase (E) erfassten Strom bestimmt.
4. Schaltung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinheit (13) abhängig von dem Anstieg des während der Einschaltphase (E) erfassten Stromes durch den Schalter (5) den Stromwert (IA) am Ende der Freilaufphase (F) des Schalters (5) berechnet.
5. Schaltung (1) nach Anspruch 2 oder 4, wobei die Steuereinheit (13) den berechneten Stromwert (JA) am Ende der Freilaufphase (F) mit einem vorgegebenen Sollwert vergleicht.
6. Schaltung (1) nach Anspruch 5, wobei die Steuereinhit die Zeitdauer (toff) zwischen einem Ausschalten und einem folgenden Einschalten des Schalters (5) nicht verändert, falls der berechnete Stromwert (IA) am Ende der Freilaufphase (F) dem Sollwert entspricht.
7. Schaltung (1) nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Steuereinhit die Zeitdauer (tOff) zwischen einem Ausschalten und einem folgenden Einschalten des Schalters (5) erhöht, falls der berechnete Stromwert (IA) am Ende der Freilaufphase (F) größer als der Sollwert ist.
8. Schaltung (1) nach Anspruch 4, 5 oder 6, wobei die Steuereinhit die Zeitdauer (toff) zwischen einem Ausschalten und einem folgenden Einschalten des Schalters (5) verringert, falls der berechnete Stromwert (IA) am Ende der Freilaufphase (F) kleiner als der Sollwert ist.
9. Schaltung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die Steuereinheit (13) beginnend mit der Einschaltphase (E) des Schalters (5) eine Ausblendzeit (tbik) abwartet und unmittelbar nach der Ausblendzeit (tbik) mittels des Stromsensors (6, 12) einen ersten Stromwert (IB) erfasst.
10. Schaltung (1) nach Anspruch 9, wobei die Steuereinheit (13) den Stromwert (IA) am Ende der Freilaufphase (F) mittels des ersten Stromwertes (IB) berechnet durch wobei IA der Stromwert am Ende der Freilaufphase (F) und IB der erste Stromwert ist.
11. Schaltung (1) nach Anspruch 9, wobei die Steuereinheit (13) einen zweiten Stromwert (ID) am Ende der Einschaltphase (E) bestimmt und wobei die Steuereinheit (13) den Stromwert (IA) am Ende der Freilaufphase (F) mittels des ersten (IB) und zweiten Stromwertes (I0) berechnet aus
wobei IA der Stromwert am Ende der Freilaufphase (F), IB der erste Stromwert und ID der zweite Stromwert ist.
12. Schaltung (1) nach Anspruch 9, wobei die Steuereinhit nach Erfassen des ersten Stromwertes (IB) erneut die Dauer der Ausblendzeit (tbik) abwartet und unmittelbar nach der zweiten Ausblendzeit (tbik) einen dritten Stromwert (I0) erfasst und wobei die Steuereinheit (13) den Stromwert (IA) am Ende der Freilaufphase (F) mittels des ersten (IB) und dritten Stromwertes (Ic) berechnet aus
IA = 2*IB - Ic, wobei IA der Stromwert am Ende der Freilaufphase (F), IB der erste Stromwert und Ic der dritte Stromwert ist.
13. Verfahren zum Betrieb wenigstens einer Leuchtdiode (7) mittels einer Schaltreglerschaltung, der eine Gleichspannung zugeführt wird und die mittels eines getakteten Schalters (5) eine Versorgungsspannung für die wenigstens eine Leuchtdiode (7) bereitstellt, umfassend die Schritte
- Erfassen des durch die zumindest eine Leuchtdiode (7) (LED) fließenden Stromes während der Einschaltphase (E) des Schalters (5) und
- Bestimmen der Zeitdauer (tOff) zwischen einem Ausschalten und einem folgenden Einschalten des Schalters (5) abhängig von dem während der Einschaltphase (E) erfassten Strom.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Zeitdauer (tOff) zwischen einem Ausschalten und einem folgenden Einschalten des Schalters (5) abhängig von dem Anstieg des mittels des Stromsensors (6, 12) während der Einschaltphase (E) erfassten Strom bestimmt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Steuereinheit (13) mittels zumindest eines durch den Stromsensor (6, 12) erfassten Stromwertes den Stromwert (IA) am Ende der Freilaufphase (F) des Schalters (5) berechnet.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Steuereinheit (13) den berechneten Stromwert (IA) am Ende der Freilaufphase (F) mit einem vorgegebenen Sollwert vergleicht.
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Steuereinhit die Zeitdauer (toff) zwischen einem Ausschalten und einem folgenden Einschalten des Schalters (5) nicht verändert, falls der berechnete Stromwert am Ende der Freilaufphase (F) dem Sollwert entspricht.
17. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Steuereinhit die Zeitdauer (tOff) zwischen einem Ausschalten und einem folgenden Einschalten des Schalters (5) erhöht, falls der berechnete Stromwert (IA) am Ende der Freilaufphase (F) größer als der Sollwert ist.
18. Verfahren nach Anspruch 15, 16 oder 17, wobei die Steuereinhit die Zeitdauer (toff) zwischen einem Ausschalten und einem folgenden Einschalten des Schalters (5) verringert, falls der berechnete Stromwert (IA) am
Ende der Freilaufphase (F) kleiner als der Sollwert ist.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei die Steuereinheit (13) beginnend mit der Einschaltphase (E) des Schalters (5) eine Ausblendzeit
(tbik) abwartet und unmittelbar nach der Ausblendzeit (tbik) mittels des Stromsensors (6, 12) einen ersten Stromwert (IB) erfasst.
20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Steuereinheit (13) den Stromwert (IA) am Ende der Freilaufphase (F) mittels des ersten Stromwertes (IB) berechnet durch , wobei IA der Stromwert am Ende der Freilaufphase (F) und IB der erste Stromwert ist.
21. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Steuereinheit (13) einen zweiten Stromwert (I0) am Ende der Einschaltphase (E) bestimmt und wobei die Steuereinheit (13) den Stromwert (IA) am Ende der Freilaufphase (F) mittels des ersten (IA) und zweiten Stromwertes (I0) berechnet aus
wobei IA der Stromwert am Ende der Freilaufphase (F), IB der erste Stromwert und ID der zweite Stromwert ist.
22. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Steuereinhit nach Erfassen des ersten
Stromwertes (IA) erneut die Dauer der Ausblendzeit (tbik) abwartet und unmittelbar nach der zweiten Ausblendzeit (tbik) einen dritten Stromwert (Ic) erfasst und wobei die Steuereinheit (13) den Stromwert (IA) am Ende der Freilaufphase (F) mittels des ersten (IA) und dritten Stromwertes (Ic) berechnet aus IA = 2*IB - Ic, wobei IA der Stromwert am Ende der Freilaufphase (F), IB der erste Stromwert und Ic der dritte Stromwert ist.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009027484A1 (de) 2009-07-06 2011-01-13 Osa Opto Light Gmbh Schaltungsanordnung zur Dimmung einer Leuchtquelle, die wengistens ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement umfasst
DE102011088966A1 (de) * 2011-12-19 2013-06-20 Tridonic Gmbh & Co. Kg Betriebsschaltung für Leuchtdioden und Verfahren zum Betrieb von Leuchtdioden
AT13857U1 (de) * 2013-04-30 2014-10-15 Tridonic Gmbh & Co Kg Fehlererkennung für Leuchtdioden

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI106770B (fi) * 1999-01-22 2001-03-30 Nokia Mobile Phones Ltd Valaiseva elektroninen laite ja valaisumenetelmä
US20050151708A1 (en) * 2004-01-12 2005-07-14 Farmer Ronald E. LED module with uniform LED brightness
US7378805B2 (en) * 2005-03-22 2008-05-27 Fairchild Semiconductor Corporation Single-stage digital power converter for driving LEDs
US7259525B2 (en) * 2005-11-03 2007-08-21 System General Corporation High efficiency switching LED driver

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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