EP2420107A1 - Power regulation of led by means of an average value the led current and bidirectional counter - Google Patents

Power regulation of led by means of an average value the led current and bidirectional counter

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EP2420107A1
EP2420107A1 EP10711663A EP10711663A EP2420107A1 EP 2420107 A1 EP2420107 A1 EP 2420107A1 EP 10711663 A EP10711663 A EP 10711663A EP 10711663 A EP10711663 A EP 10711663A EP 2420107 A1 EP2420107 A1 EP 2420107A1
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EP
European Patent Office
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switch
led
circuit
current
value
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EP10711663A
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Eduardo Pereira
Michael Zimmermann
Alexander Barth
Markus Mayrhofer
Günter MARENT
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Tridonic GmbH and Co KG
Tridonic AG
Original Assignee
Tridonic GmbH and Co KG
Tridonic AG
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Publication date
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Application filed by Tridonic GmbH and Co KG, Tridonic AG filed Critical Tridonic GmbH and Co KG
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    • H05B45/385—Switched mode power supply [SMPS] using flyback topology

Definitions

  • the present invention relates to a circuit arrangement for operating light emitting diodes (LED), in particular of inorganic light emitting diodes or organic light emitting diodes, which is used in electronic ballasts for corresponding light emitting diodes.
  • LED light emitting diodes
  • the invention also relates to a lighting system.
  • the switch-off time of the switch is determined by the fact that the LED current reaches a fixed predetermined Ausschaltschwellenwert. This leads to inaccuracies, since the negative current flow range can vary immediately after switching on the switch, which makes the power control inaccurate.
  • the object of the invention is now to make the power control of an LED in a converter such as a boost converter (boost converter), buck converter (also called step-down) or buck-boost converter (flyback converter or inverter called) to make more accurate.
  • a converter such as a boost converter (boost converter), buck converter (also called step-down) or buck-boost converter (flyback converter or inverter called) to make more accurate.
  • a first aspect of the invention relates to a method for regulating, in particular for controlling the power of an LED in a converter with a switch.
  • the invention can be applied equally to:
  • the converter is formed by an active clocked switch and passive energy storage elements with, for example, an inductor.
  • a converter can be a buck converter, buck-boost converter or flyback converter (isolated flyback converter).
  • the LED is connected in the output circuit.
  • An inductance is magnetized if the switch is actively clocked and a current flow takes place via the closed switch and the inductance.
  • the feedback variable used for the control is a measured actual value representative of the mean value of the LED current, which is compared with a reference value as setpoint. Depending on a difference between the actual value and the setpoint value, the duty ratio of the current switch-on operation of the actively-clocked switch and / or a subsequent switch-on operation can be set.
  • the duty cycle of the active clocked switch can be changed only every n-th switch-on, where n is greater than or equal to 2.
  • the duty cycle of the active clocked switch can be changed, for example, over the time of switching off the active clocked switch as a control line.
  • the duty cycle can be adjusted by adaptively specifying a turn-off level of a measured, representative of the LED current size, which is switched off when the switch-off level of the active clocked switch.
  • the level of the DC bus voltage supplying the converter can alternatively or additionally be used in addition to the clocking of the active clocked switch.
  • the bus voltage can be generated by means of an active PFC circuit, wherein the level of the generated bus voltage is carried out by changing the timing of a switch of the PFC circuit.
  • a sample of the LED current may be obtained, preferably measured at half the Einschatzeitdauer the active clocked switch.
  • the actual value representative of the mean value of the LED current can be determined by a continuous measurement of the LED current (or a quantity representative thereof).
  • the continuously measured LED current may be compared to a reference value, and the actual value representative of the mean value may be the duty cycle of the comparison value over the on period of the active switch.
  • the duty cycle can be determined using a bidirectional digital payer.
  • the reference value may depend on a predetermined dimming value and / or the measured LED voltage.
  • the LED power can be through one of the following operating modes
  • a dimming of the LED (s) can be done by PWM, wherein the LED current preferably in Continous Conduction Mode in the ON time of a PWM pulse is generated.
  • the invention also relates to an integrated circuit, in particular ASIC or microcontroller or hybrid thereof, which is designed to carry out a method as stated above.
  • the invention relates to an operating device for an LED, comprising such an integrated circuit.
  • a circuit for power control of an LED which has a converter with a switch, wherein the LED in the output circuit can be connected.
  • a control unit activates the switch, whereby the switch takes over the current flow and magnetizes the inductance, whereby the LED is supplied with a high-frequency voltage.
  • the control unit is fed back a measured actual value representative of the mean value of the LED current, which is compared with a reference value.
  • control unit can set the duty cycle of the current switch-on operation of the actively switched switch and / or a subsequent switch-on operation.
  • the control unit can change the duty cycle of the active clocked switch only every n-th switch-on, where n is greater than or equal to 2.
  • the control unit may change the duty cycle of the active clocked switch over the time of switching off the active clocked switch as a control variable.
  • the control unit may adjust the duty cycle by adaptively specifying a turn-off level of a measured magnitude representative of the LED current, the control unit turning off the actively-pulsed switch upon reaching the turn-off level.
  • control unit can also control a DC link circuit and obtain feedback signals from the DC link circuit, the DC link voltage generating the DC bus voltage supplying the converter.
  • the control unit can be used as a control line of the power control alternatively or in addition to the
  • an active PFC circuit may be provided, wherein the control unit carries out the level of the generated bus voltage by changing the timing of a switch of the PFC circuit.
  • the control unit may be fed back as a measured actual value representative of the mean value of the LED current, a sample of the LED current, preferably measured at half the on-time of the active clocked switch.
  • the control unit may continuously measure the LED current (or a quantity representative thereof) for determining the actual value representative of the mean value of the LED current.
  • the control circuit may comprise a comparator which compares the continuously measured LED current with a reference value, and the control circuit uses the duty cycle of the comparator output signal as the actual value representative of the mean value.
  • the output of the comparator may be fed to a bidirectional digital counter of the control circuit.
  • the control circuit may set the reference value depending on an externally or internally predetermined dimming value and / or the measured and the control circuit supplied LED voltage.
  • FIG. 1 shows an operating device according to the invention for LEDs connected in a buck converter
  • FIG. 2 shows in detail a circuit according to the invention for LEDs connected in a buck-boost converter and the measurement signals which can be tapped off therefrom.
  • FIG. 3 shows the profile of drive signals from a switch of the half bridge as well as the center point voltage U L3 and the LED current I LED ,
  • FIG. 4 shows the structure of a regulation of the LED current
  • FIG. 5 shows the time profile of signals of the control of FIG. 4
  • Fig. 1 shows an electronic ballast for operating LED.
  • Fig. 1 shows a converter for operating at least one LED and a power factor correction circuit, both circuits being controlled by a control unit IC.
  • the electronic ballast On the input side, the electronic ballast has a mains voltage supplied - not shown rectifier - to which the active power factor correction circuit adjoins, which acts as a boost converter.
  • the PFC circuit substantially comprises a coil L ⁇ which is magnetized when the switch (transistor) S6 is closed in response to a drive command S ⁇ D from the integrated circuit IC.
  • the bus voltage Uout at the pin can be measured at the pin ST2 when the switch S ⁇ is open.
  • the time of demagnetization of the coil L6 can also be determined.
  • the converter has a further switch Sl and is designed as a buck converter.
  • the current through the switch Sl can be supplied to the control circuit IC by means of a measuring resistor (shunt) Rl at a pin CS.
  • a control signal for the switch Sl is output by the control circuit IC.
  • the reconnection of the active clocked switch Sl can be determined by the monitoring of the current flowing through the inductor Ll branch current iLl. For example, it can be monitored whether the branch current i L1 flowing through the inductance L 1 has again fallen to zero or whether the inductance L 1 has been demagnetized (critical conduction mode). This can be done by means of a secondary winding to the inductor Ll or by means of monitoring the voltage across the switch Sl. In Continuous Conduction Mode it is monitored whether one of the branch currents has reached a lower switch-on threshold (greater than zero). In the Discontinous Conduction Mode, it is monitored whether the branch current has already been at zero for a predetermined period of time before switching on. In this discontinuous conduction mode, the off time period T off is included to calculate the average time value of the current.
  • the switch-on of the switch S1 can be advantageous before complete demagnetization of the inductance L1, especially if no or only a very small capacitor C1 is present. In this case, so-called non-gap current operation can be achieved.
  • the control circuit IC drives the converter and can continue to perform the PFC control.
  • the control unit can be fed back feedback signals from the range of the PFC intermediate circuit voltage, such as.: - The input voltage via a tap STl, the current through the inductor L ⁇ by means of a voltage divider ST2 (or monitoring the voltage across the inductance L6), and the bus voltage Uout via the voltage divider ST2.
  • the control unit can adjust the level of the output voltage by clocking the switch S6 and preferably digitally control it by means of the returned bus voltage.
  • the control unit can feedback signals from the range of the load circuit containing the LED are returned to the converter: the LED voltage V LED (for example, determined by means of a comparison of the returned bus voltage with the voltage at the voltage divider
  • the LED voltage V LED can be evaluated, for example, as a parameter for the control of the LED operation or for error detection.
  • the switch-off time period T O ff of the switch S1 can be included in order to calculate the time-average value of the current through the LED.
  • the switch-off time T Off can be determined, for example, by monitoring the voltage across the switch Sl. In this case, it can be recognized over which period of time there is a demagnetization of the inductance L 1 (which is the case) Switch off period T off corresponds).
  • the switch-off duration T Off can, however, also be determined or detected, for example, by an evaluation of the drive signal for the switch S1.
  • a capacitor Cl is connected in parallel with the LED as a filter or smoothing capacitor in parallel.
  • This can smooth the LED voltage during operation and maintain the LED voltage during demagnetization of the inductance Ll.
  • the current determined via the shunt Rl does not exactly correspond to the current flowing through the LED, but additionally also contains a current component flowing through the capacitor C1.
  • This total current can also be used for the power control according to the invention, since the current through the shunt Rl again represents a measure of the actual power in the output circuit, if it is assumed that the bus voltage Uout is constant (eg due to the regulation of the PFC) or due a measurement is known. This total current is therefore referred to below as LED current.
  • a low-impedance shunt Rl is interposed, which, however, serves only for the measurement of currents and has no measurable influence on the voltages in the circuit.
  • a brightness change (dimming) of the LED is preferably by a pulsed operation (periods with nearly constant LED current are due to periods without
  • Fig. 2 shows a converter for operating at least one LED, which circuit is controlled by a control unit IC.
  • the converter may be preceded by a circuit for power factor correction.
  • the converter has a further switch Sl and is designed as a buck-boost converter.
  • the current through the switch Sl can be supplied to the control circuit IC by means of a measuring resistor (shunt) Rl at a pin CS.
  • a control signal for the switch Sl is output by the control circuit IC.
  • the switch S1 When the switch S1 is closed, the current flows through an inductance L1 and increases substantially linearly with the magnetization of the inductance L1.
  • the LEDs are powered by the capacitor Cl during this phase.
  • the switch Sl When the switch Sl is turned off, the energy of the inductance Ll is reduced by a current flow through the LEDs and the freewheeling diode Dl substantially linearly until the switch Sl is finally turned on again.
  • the time can be determined in which the magnetization of the inductance Ll is substantially degraded and thus the current through the freewheeling path (diode Dl, LED path, inductance Ll) not more is driven on.
  • the reconnection of the active clocked switch Sl can be determined by the monitoring of the current flowing through the inductor Ll branch current iLl. For example, it can be monitored whether the branch current i L1 flowing through the inductance L 1 has fallen back to zero or whether the inductance L 1 has been demagnetized. This can be done by means of a secondary winding to the inductor Ll or by means of monitoring the voltage across the switch Sl. But it can also be a reconnection due to the expiration of a certain period of direct current measurement in the path of the LED.
  • the control circuit IC drives the converter and can continue to perform the PFC control.
  • the control unit can feedback signals from the range of the load circuit containing the LED are returned to the converter: the LED voltage V LED by means of a voltage divider, not shown, arranged parallel to the LED, the LED current I LED (for example by means of shunt Rl), and the voltage across the switch Sl by means of a tap A2 (inductive or by tapping over the switch Sl).
  • a capacitor Cl is connected in parallel with the LED as a filter or smoothing capacitor in parallel. This can smooth the LED voltage during operation and maintain the LED voltage during the magnetization or even during the demagnetization of the inductance Ll.
  • a low-impedance shunt Rl is interposed, which, however, serves only for the measurement of currents and has no measurable influence on the voltages in the circuit.
  • FIG. 3 signal curves during the switching on and off of the switch S1 are shown.
  • the switch S1 is actively clocked and switched on between the times T31 and T32 (time duration t 0N ).
  • the linearly increasing LED current I LED can only be detected during the time period t 0 N at the shunt Rl, during which the switch Sl is turned on.
  • the LED current can not be detected by means of the shunt Rl.
  • the switch-on time of the high-frequency clocked switch Sl can be determined by monitoring the branch current i L1 flowing through the inductance L 1. For example, it can be monitored whether the branch current i L1 flowing through the inductance L 1 has again dropped to zero or whether the inductance L 1 has been demagnetized. This can be done by means of a secondary winding to the inductor L2 or by means of monitoring the voltage across the switch Sl.
  • the turn-off timing of the high-frequency clocked switch Sl is thereby set when the LED current reaches a predetermined threshold value Ipeak. As already explained at the outset, any fluctuations in the maximum negative current level ⁇ I at the reversal point T31 and in that case are disregarded, which makes this type of power regulation inaccurate.
  • the turn-off instant of the actively-timed switch (in the example of FIG. 2, switch S1) is now made adaptive, so that as a result the turn-on time t.sub.N is variable.
  • This can be achieved, for example, by adapting the turn-off threshold for the LED current and / or adaptively adjusting the turn-on time duration of the actively-timed switch.
  • the adaptation takes place on the basis of a feedback signal which is representative of the mean value of the LED current (averaging over one or more switch-on durations of the actively-timed switch). By controlling the average of the LED current, the lamp power control is much more accurate.
  • the mean value of the LED current can be detected by a sample is detected and evaluated at the time t on / 2, ie half of the on time t ON of the active clocked switch. If this is higher than the setpoint mean value, the switch-on time period or the switch-off current threshold can be reduced, in the current order, in a subsequent switch-on operation of the actively-timed switch.
  • the LED current I LED is compared with a reference value lavg soii by a comparator Kl.
  • This reference value I aV g soll is therefore the nominal mean value for the LED current and can, for example, depend on an external or internal dimming value specification and / or the level of the LED voltage.
  • This reference value l a vg so ii is a measure of the target power.
  • the purpose of the control is that the duty cycle of the output of the comparator Kl during a turn-on period t 0N of the active clocked switch is 50%.
  • the output signal of the comparator is supplied to a digital up / down counter COUNTER, which is clocked by a timer of the control unit (clock signal CNT_CLK).
  • the COUNTER counter counts in one direction as long as the LED current I LED is below the reference value Iavg_setpoint, and in the opposite direction as soon as the LED current I LED reaches the reference value l avg so ii exceeds.
  • the duty cycle of the comparison signal supplied to the counter COUNTER will be 50% and thus at the end of a switch-on period the counter reading will correspond exactly to its initial level.
  • This deviation signal ERROR is fed to a preferably digital regulator REGULATOR, which is also clocked by a timer of the control unit by a signal reg_clk.
  • REGULATOR controller implements a control strategy (eg PI controller) and controls a manipulated variable that influences the power of the LED depending on the input signal ERROR and the control strategy.
  • This manipulated variable may, for example, be one or more of:
  • the manipulated variable (s) can be changed in the current switch-on process, in each subsequent switch-on process or in every n-th switch-on process, where n is an integer greater than or equal to 2.
  • the output signal of the further comparator K2 controls the switching off gate_off of the switch.
  • the converter for the LED may, for example, also be a boost converter or a flyback converter.

Abstract

The invention relates to a circuit for the power regulation of an LED, comprising a converter having a switch (51), wherein the LED is interconnected in the output circuit, wherein a control unit (1C) controls the magnetization of an inductor (L1) in that it actively clocks the switch (S1), wherein a measured actual value representative of the average value of the LED current is returned to the control unit (1C) and compared to a reference value.

Description

LEISTUNGSREGELUNG VON LED, MITTELS MITTELWERT DES LED-STROMS UND POWER CONTROL OF LED, BY MEANS OF THE AVERAGE OF LED CURRENT AND
BIDIREKTIONALER ZÄHLERBIDIRECTIONAL COUNTER
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betreiben von Leuchtdioden (LED) , insbesondere von anorganischen Leuchtdioden oder auch organischen Leuchtdioden, welche in elektronischen Vorschaltgeräten für entsprechende Leuchtdioden zum Einsatz kommt.The present invention relates to a circuit arrangement for operating light emitting diodes (LED), in particular of inorganic light emitting diodes or organic light emitting diodes, which is used in electronic ballasts for corresponding light emitting diodes.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein BeleuchtungsSystem.The invention also relates to a lighting system.
Bei dem Stand der Technik wird der Ausschaltzeitpunkt des Schalters dadurch bestimmt, dass der LED-Strom einen fest vorgegeben Ausschaltschwellenwert erreicht. Dabei kommt es zu Ungenauigkeiten, da der negative Stromflussbereich unmittelbar nach dem Einschalten des Schalters variieren kann, was die Leistungsregelung ungenau macht.In the prior art, the switch-off time of the switch is determined by the fact that the LED current reaches a fixed predetermined Ausschaltschwellenwert. This leads to inaccuracies, since the negative current flow range can vary immediately after switching on the switch, which makes the power control inaccurate.
Die Aufgabe der Erfindung ist nunmehr, die Leistungsregelung einer LED in einem Konverter wie beispielsweise einem Boost-Konverter (Hochsetzsteller) , Buck-Konverter (auch Tiefsetzsteiler genannt) oder Buck- Boost Konverter (Sperrwandler oder auch Inverter genannt) genauer zu machen.The object of the invention is now to make the power control of an LED in a converter such as a boost converter (boost converter), buck converter (also called step-down) or buck-boost converter (flyback converter or inverter called) to make more accurate.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter. Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung, insbesondere zur Leistungsregelung einer LED in einem Konverter mit einem Schalter.This object is solved by the features of the independent claims. The dependent claims further form the central idea of the invention in a particularly advantageous manner. A first aspect of the invention relates to a method for regulating, in particular for controlling the power of an LED in a converter with a switch.
Die Erfindung lässt sich dabei gleichermassen anwenden auf:The invention can be applied equally to:
- den sog. Boarderline-Mode oder Critical Conduction Mode- the so-called Boarderline-Mode or Critical Conduction Mode
(Grenzmodus), bei dem der Entmagnetisierungsstrom auf Null abfällt bzw. die Nulllinie kreuzt, was unverzüglich das Einschalten des Schalters und somit das Wiederansteigen des Stroms auslöst, den Continous Conduction Mode (nichtlückender Strombetrieb) , bei dem das Wiedereinschalten des Schalters erfolgt, bevor der Strom auf Null abgefallen ist, und den Discontinous Conduction Mode (lückender Strombetrieb) , bei dem das Wiedereinschalten des Schalters erst wieder erfolgt, nachdem der Strom während einer Zeitdauer grösser als Null auf dem Nullpegel verharrt hat.(Limit mode), in which the demagnetizing current drops to zero or crosses the zero line, which immediately triggers the switching on of the switch and thus the rise of the current, the continuous conduction mode, in which the reconnection of the switch takes place before the Current has dropped to zero, and the Discontinous Conduction Mode, in which the switch is not switched back until after the current has remained at the zero level for a period of time greater than zero.
Der Konverter wird durch einen aktiv getakteten Schalter und passive Energiespeicherelemente mit beispielsweise einer Induktivität gebildet. Beispielsweise kann es sich bei einem solchen Konverter um einen Buck-Konverter, Buck- Boost Konverter oder Flyback-Konverter (isolierter Sperrwandler) handeln.The converter is formed by an active clocked switch and passive energy storage elements with, for example, an inductor. For example, such a converter can be a buck converter, buck-boost converter or flyback converter (isolated flyback converter).
Die LED ist dabei in dem Ausgangkreis verschaltet. Es wird eine Induktivität aufmagnetisiert , wenn der Schalter aktiv getaktet wird und über den geschlossenen Schalter und die Induktivität ein Stromfluß erfolgt. Als Rückführgrösse für die Regelung wird ein für den Mittelwert des LED-Stroms repräsentativer gemessener Istwert verwendet, der mit einem Referenzwert als Sollwert verglichen wird. Abhangig von einer Differenz zwischen dem Istwert und dem Sollwert kann das Tastverhaltnis des aktuellen Einschaltvorgangs des aktiv getakteten Schalters und/oder eines folgenden Einschaltvorgangs eingestellt werden.The LED is connected in the output circuit. An inductance is magnetized if the switch is actively clocked and a current flow takes place via the closed switch and the inductance. The feedback variable used for the control is a measured actual value representative of the mean value of the LED current, which is compared with a reference value as setpoint. Depending on a difference between the actual value and the setpoint value, the duty ratio of the current switch-on operation of the actively-clocked switch and / or a subsequent switch-on operation can be set.
Dabei kann das Tastverhaltnis des aktiv getakteten Schalters nur bei jedem n-ten Einschaltvorgang verändert werden, wobei n grosser oder gleich 2 ist.In this case, the duty cycle of the active clocked switch can be changed only every n-th switch-on, where n is greater than or equal to 2.
Das Tastverhaltnis des aktiv getakteten Schalters kann bspw. über den Zeitpunkt des Ausschaltens des aktiv getakteten Schalters als Steuergrosse verändert werden.The duty cycle of the active clocked switch can be changed, for example, over the time of switching off the active clocked switch as a control line.
Das Tastverhaltnis kann durch adaptive Vorgabe eines Ausschaltpegels einer gemessenen, für den LED-Strom repräsentativen Grosse eingestellt werden, wobei bei Erreichen des Ausschaltpegels der aktiv getaktete Schalter ausgeschaltet wird.The duty cycle can be adjusted by adaptively specifying a turn-off level of a measured, representative of the LED current size, which is switched off when the switch-off level of the active clocked switch.
Als Steuergrosse der Leistungsregelung kann alternativ oder zusatzlich zu der Taktung des aktiv getakteten Schalters der Pegel der den Konverter versorgenden DC- Busspannung verwendet werden.As a control line of the power control, the level of the DC bus voltage supplying the converter can alternatively or additionally be used in addition to the clocking of the active clocked switch.
Die Busspannung kann mittels einer aktiven PFC-Schaltung erzeugt werden, wobei der Pegel der erzeugten Busspannung durch Veränderung der Taktung eines Schalters der PFC- Schaltung ausgeführt wird.The bus voltage can be generated by means of an active PFC circuit, wherein the level of the generated bus voltage is carried out by changing the timing of a switch of the PFC circuit.
Als für den Mittelwert des LED-Stroms repräsentativer gemessener Istwert kann ein Abtastwert des LED-Stroms werden, vorzugsweise gemessen bei der Hälfte der Einschatzeitdauer des aktiv getakteten Schalters. Der für den Mittelwert des LED-Stroms repräsentative Istwert kann durch eine kontinuierliche Messung des LED- Stroms (oder einer dafür repräsentativen Grosse) ermittelt werden .As a measured actual value representative of the mean value of the LED current, a sample of the LED current may be obtained, preferably measured at half the Einschatzeitdauer the active clocked switch. The actual value representative of the mean value of the LED current can be determined by a continuous measurement of the LED current (or a quantity representative thereof).
Der kontinuierlich gemessene LED-Strom kann mit einem Referenzwert verglichen werden und der für den Mittelwert repräsentative Istwert kann das Tastverhaltnis des Vergleichswerts über die Einschaltzeitdauer des aktiv geschalteten Schalters sein.The continuously measured LED current may be compared to a reference value, and the actual value representative of the mean value may be the duty cycle of the comparison value over the on period of the active switch.
Das Tastverhaltnis kann anhand eines bidirektionalen digitalen Zahlers ermittelt werden.The duty cycle can be determined using a bidirectional digital payer.
Der Referenzwert kann von einem vorgegebenen Dimmwert und/oder der gemessenen LED-Spannung abhangen.The reference value may depend on a predetermined dimming value and / or the measured LED voltage.
Der LED-Strom kann durch einen der folgenden BetriebsmodiThe LED power can be through one of the following operating modes
(bzgl. der Taktung des Schalters, insbesondere seines Wiedereinschaltens) erzeugt werden:(regarding the timing of the switch, in particular its reconnection) are generated:
- dem sog. Boarderline-Mode oder Critical Conduction Mode bei dem der Entmagnetisierungsstrom auf Null abfallt bzw. die Nulllinie kreuzt, was unverzüglich das Einschalten des- the so-called Boarderline-Mode or Critical Conduction Mode in which the demagnetizing current drops to zero or crosses the zero line, which immediately switching on the
Schalters und somit das Wiederansteigen des Stroms auslost, dem Continous Conduction Mode, bei dem dasSwitch and thus the renewed increase of the current, the Continous Conduction Mode, in which the
Wiedereinschalten des Schalters erfolgt, bevor der Strom auf Null abgefallen ist, oder dem Discontinous Conduction Mode, bei dem das Wiedereinschalten des Schalters erst wieder erfolgt, nachdem der Strom wahrend einer Zeitdauer grosser als Null auf dem Nullpegel verbleibt.Restarting the switch occurs before the current has dropped to zero, or the Discontinuous Conduction Mode, in which the reclosing of the switch occurs again only after the current remains at zero level for a period of time greater than zero.
Ein Dimmen der LED(s) kann durch PWM erfolgen, wobei der LED-Strom vorzugsweise im Continous Conduction Mode in den Einschaltzeitdauern eines PWM-Impulses erzeugt wird.A dimming of the LED (s) can be done by PWM, wherein the LED current preferably in Continous Conduction Mode in the ON time of a PWM pulse is generated.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Integrierte Schaltung, insbesondere ASIC oder Mikrokontroller bzw. Hybrid davon, die zur Durchführung eines Verfahrens wie oben ausgeführt ausgelegt ist.The invention also relates to an integrated circuit, in particular ASIC or microcontroller or hybrid thereof, which is designed to carry out a method as stated above.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Betriebsgerät für eine LED, aufweisend eine derartige integrierte Schaltung.Furthermore, the invention relates to an operating device for an LED, comprising such an integrated circuit.
Erfindungsgemäss ist auch eine Schaltung zur Leistungsregelung einer LED vorgesehen, die einen Konverter mit einem Schalter aufweist, wobei die LED in dem Ausgangkreis verschaltbar ist. Eine Steuereinheit aktiviert den Schalter, wodurch der Schalter den Stromfluß übernimmt und die Induktivität aufmagnetisiert, wodurch die LED mit einer hochfrequenten Spannung versorgt ist. Der Steuereinheit wird ein für den Mittelwert des LED- Stroms repräsentativer gemessener Istwert zurückgeführt, der mit einem Referenzwert verglichen wird.According to the invention, a circuit for power control of an LED is also provided which has a converter with a switch, wherein the LED in the output circuit can be connected. A control unit activates the switch, whereby the switch takes over the current flow and magnetizes the inductance, whereby the LED is supplied with a high-frequency voltage. The control unit is fed back a measured actual value representative of the mean value of the LED current, which is compared with a reference value.
Die Steuereinheit kann abhängig von einer Differenz zwischen dem Istwert und dem Sollwert das Tastverhältnis des aktuellen Einschaltvorgangs des aktiv getakteten Schalters und/oder eines folgenden Einschaltvorgangs einstellen.Depending on a difference between the actual value and the setpoint value, the control unit can set the duty cycle of the current switch-on operation of the actively switched switch and / or a subsequent switch-on operation.
Die Steuereinheit kann das Tastverhältnis des aktiv getakteten Schalters nur bei jedem n-ten Einschaltvorgang verändern, wobei n grösser oder gleich 2 ist.The control unit can change the duty cycle of the active clocked switch only every n-th switch-on, where n is greater than or equal to 2.
Die Steuereinheit kann das Tastverhältnis des aktiv getakteten Schalters über den Zeitpunkt des Ausschaltens des aktiv getakteten Schalters als Steuergrösse verändern. Die Steuereinheit kann das Tastverhaltnis durch adaptive Vorgabe eines Ausschaltpegels einer gemessenen, für den LED-Strom repräsentativen Grosse einstellen, wobei die Steuereinheit bei Erreichen des Ausschaltpegels der aktiv getaktete Schalter ausschaltet.The control unit may change the duty cycle of the active clocked switch over the time of switching off the active clocked switch as a control variable. The control unit may adjust the duty cycle by adaptively specifying a turn-off level of a measured magnitude representative of the LED current, the control unit turning off the actively-pulsed switch upon reaching the turn-off level.
Die Steuereinheit kann neben der Regelung des Betriebs der LED auch eine Zwischenkreisschaltung ansteuern und von der Zwischenkreisschaltung Ruckfuhrsignale erhalten, wobei die Zwischenkreisspannung die den Konverter versorgende DC- Busspannung erzeugt.In addition to regulating the operation of the LED, the control unit can also control a DC link circuit and obtain feedback signals from the DC link circuit, the DC link voltage generating the DC bus voltage supplying the converter.
Die Steuereinheit kann als Steuergrosse der Leistungsregelung alternativ oder zusätzlich zu derThe control unit can be used as a control line of the power control alternatively or in addition to the
Taktung des aktiv getakteten Schalters den Pegel der den Konverter versorgenden DC-Busspannung verwenden.Clocking the active clocked switch to use the level of the DC bus voltage supplying the converter.
Zur Erzeugung der Busspannung kann eine aktive PFC- Schaltung vorgesehen sein, wobei die Steuereinheit den Pegel der erzeugten Busspannung durch Veränderung der Taktung eines Schalters der PFC-Schaltung ausfuhrt.To generate the bus voltage, an active PFC circuit may be provided, wherein the control unit carries out the level of the generated bus voltage by changing the timing of a switch of the PFC circuit.
Der Steuereinheit kann als ein für den Mittelwert des LED- Stroms repräsentativer gemessener Istwert ein Abtastwert des LED-Stroms, vorzugsweise gemessen bei der Hälfte der Einschaltzeitdauer des aktiv getakteten Schalters, zurückgeführt sein.The control unit may be fed back as a measured actual value representative of the mean value of the LED current, a sample of the LED current, preferably measured at half the on-time of the active clocked switch.
Die Steuereinheit kann zur Ermittelung des für den Mittelwert des LED-Stroms repräsentativen Istwerts kontinuierlich den LED-Strom (oder eine dafür repräsentative Grosse) messen.The control unit may continuously measure the LED current (or a quantity representative thereof) for determining the actual value representative of the mean value of the LED current.
Die Steuerschaltung kann einen Komparator aufweisen, der den kontinuierlich gemessenen LED-Strom mit einem Referenzwert vergleicht und die Steuerschaltung als für den Mittelwert repräsentativen Istwert das Tastverhältnis des Ausgangssignals des Komparators verwendet.The control circuit may comprise a comparator which compares the continuously measured LED current with a reference value, and the control circuit uses the duty cycle of the comparator output signal as the actual value representative of the mean value.
Das Ausgangssignal des Komparators kann einem bidirektionalen digitalen Zähler der Steuerschaltung zugeführt sein.The output of the comparator may be fed to a bidirectional digital counter of the control circuit.
Die Steuerschaltung kann den Referenzwert abhängig von einem extern oder intern vorgegebenen Dimmwert und/oder der gemessenen und der Steuerschaltung zugeführten LED- Spannung einstellen.The control circuit may set the reference value depending on an externally or internally predetermined dimming value and / or the measured and the control circuit supplied LED voltage.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben.The present invention will be described below with reference to preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Betriebsgerät für in einem Buck-Konverter verschaltete LED,1 shows an operating device according to the invention for LEDs connected in a buck converter,
Figur 2 zeigt im Detail eine erfindungsgemäße Schaltung für in einem Buck-Boost-Konverter verschaltete LED sowie die daran abgreifbaren Messignale,FIG. 2 shows in detail a circuit according to the invention for LEDs connected in a buck-boost converter and the measurement signals which can be tapped off therefrom.
Figur 3 zeigt den Verlauf von Ansteuersignalen von einem Schalter der Halbbrücke sowie der Mittenpunktspannung UL3 und des LED-Stroms ILED,FIG. 3 shows the profile of drive signals from a switch of the half bridge as well as the center point voltage U L3 and the LED current I LED ,
Figur 4 zeigt den Aufbau einer Regelung des LED- Stroms,FIG. 4 shows the structure of a regulation of the LED current,
Figur 5 zeigt den zeitlichen Verlauf von Signalen der Regelung von Figur 4, Fig. 1 zeigt ein elektronisches Vorschaltgerät zum Betreiben von LED.FIG. 5 shows the time profile of signals of the control of FIG. 4, Fig. 1 shows an electronic ballast for operating LED.
Fig. 1 zeigt einen Konverter zum Betreiben mindestens einer LED und eine Schaltung zur Leistungsfaktorkorrektur, wobei beide Schaltungen durch eine Steuereinheit IC gesteuert wird.Fig. 1 shows a converter for operating at least one LED and a power factor correction circuit, both circuits being controlled by a control unit IC.
Eingangsseitig weist das elektronische Vorschaltgerät einen mit Netzspannung versorgten - nicht dargestellten Gleichrichter - auf, an den sich die aktive Leistungsfaktor-Korrekturschaltung anschliesst, die als Hochsetzsteller fungiert.On the input side, the electronic ballast has a mains voltage supplied - not shown rectifier - to which the active power factor correction circuit adjoins, which acts as a boost converter.
Die PFC-Schaltung weist im wesentlichen eine Spule Lβ auf, die aufmagnetisiert wird, wenn der Schalter (Transistor) S6 auf einen Ansteuerbefehl SβD von der integrierten Schaltung IC aus vorgegeben geschlossen ist.The PFC circuit substantially comprises a coil Lβ which is magnetized when the switch (transistor) S6 is closed in response to a drive command SβD from the integrated circuit IC.
Wenn der Schalter Sβ geöffnet wird, entlädt sich die Energie der aufmagnetisierten Spule Lβ über ein Diode D9 zum Speicherkondensator Cβ, so dass sich an dem Kondensator C6 eine hochgesetzte Gleichspannung Uout (Busspannung Uout) einstellt, die einen dreieckförmigen Rippel mit der Frequenz der Taktung des Schalter S6 aufweist .When the switch Sβ is opened, the energy of the magnetized coil Lβ discharges via a diode D9 to the storage capacitor Cβ, so that on the capacitor C6 a high DC voltage Uout (bus voltage Uout) is established, which forms a triangular ripple with the frequency of the clock Switch S6 has.
An dem Pin ST2 kann bei geöffnetem Schalter Sβ einerseits die Busspannung Uout an diesem Pin gemessen werden, andererseits kann auch der Zeitpunkt der Entmagnetisierung der Spule L6 festgestellt werden.On the one hand, the bus voltage Uout at the pin can be measured at the pin ST2 when the switch Sβ is open. On the other hand, the time of demagnetization of the coil L6 can also be determined.
Ausgangsseitig umfaßt das in Fig. 1 gezeigte elektronische Vorschaltgerat einen Konverter mit einem Schalter Sl und einer Induktivität Ll. Eine Beschreibung der weiteren Elemente wird nachfolgend gegeben.On the output side comprises the electronic shown in Fig. 1 Vorschaltgerat a converter with a switch Sl and an inductance Ll. A description of the other elements will be given below.
Der Konverter weist einen weiteren Schalter Sl auf und ist als Buck-Konverter ausgeführt. Der Strom durch den Schalter Sl kann mittels eines Messwiderstands (Shunt) Rl an einem Pin CS der Steuerschaltung IC zugeführt werden. An dem Pin SlD wird ein Steuersignal für den Schalter Sl durch die Steuerschaltung IC ausgegeben.The converter has a further switch Sl and is designed as a buck converter. The current through the switch Sl can be supplied to the control circuit IC by means of a measuring resistor (shunt) Rl at a pin CS. At the pin SlD, a control signal for the switch Sl is output by the control circuit IC.
Bei geschlossenem Schalter Sl fließt der Strom durch die Leuchtdioden (LED) und eine Induktivität Ll und steigt naherungsweise linear mit der Magnetisierung der Induktivität Ll an. Bei ausgeschaltetem Schalter Sl baut sich die Energie der Induktivität Ll durch einen Stromfluss wiederum durch die LEDs und die Freilaufdiode Dl naherungsweise linear ab, bis der Schalter Sl schließlich wieder eingeschaltet wird. Mittels des Spannungsteilers R5, R6 kann an einem Messpunkt und Pin A2 der Zeitpunkt ermittelt werden, indem die Magnetisierung der Induktivität Ll im Wesentlichen abgebaut ist und somit der Strom durch den Freilaufpfad (Diode Dl, LED-Strecke, Ll) nicht mehr weitergetrieben wird.When the switch S1 is closed, the current flows through the light-emitting diodes (LED) and an inductance L1 and rises approximately linearly with the magnetization of the inductance L1. When the switch Sl is turned off, the energy of the inductor Ll by a current flow in turn through the LEDs and the freewheeling diode Dl approximately linearly decreases until the switch Sl is finally turned on again. By means of the voltage divider R5, R6 can be determined at a measuring point and pin A2 the time by the magnetization of the inductance Ll is substantially degraded and thus the current through the freewheeling path (diode Dl, LED track, Ll) is no longer driven.
Das Wiedereinschalten des aktiv getakteten Schalters Sl kann durch die Überwachung des durch die Induktivität Ll fließenden Zweigstroms iLl festgelegt werden. Beispielsweise kann überwacht werden, ob der durch die Induktivität Ll fließende Zweigstrom iLl wieder auf Null abgesunken bzw. ob die Induktivität Ll entmagnetisiert ist (Critical Conduction Mode) . Dies kann mittels einer Sekundärwicklung an der Induktivität Ll oder auch mittels einer Überwachung der Spannung über dem Schalter Sl erfolgen. Im Continous Conduction Mode wird überwacht, ob eine der Zweigstrom eine untere Einschaltschwelle (grösser als Null) erreicht hat. Im Discontinous Conduction Mode wird überwacht, ob der Zweigstrom bereits eine vorbestimmte Zeitdauer auf Null war, bevor eingeschalten wird. In diesem Discontinous Conduction Mode wird zur Berechnung des zeitlich mittleren Werts des Stroms die Ausschaltzeitdauer Toff einbezogen.The reconnection of the active clocked switch Sl can be determined by the monitoring of the current flowing through the inductor Ll branch current iLl. For example, it can be monitored whether the branch current i L1 flowing through the inductance L 1 has again fallen to zero or whether the inductance L 1 has been demagnetized (critical conduction mode). This can be done by means of a secondary winding to the inductor Ll or by means of monitoring the voltage across the switch Sl. In Continuous Conduction Mode it is monitored whether one of the branch currents has reached a lower switch-on threshold (greater than zero). In the Discontinous Conduction Mode, it is monitored whether the branch current has already been at zero for a predetermined period of time before switching on. In this discontinuous conduction mode, the off time period T off is included to calculate the average time value of the current.
Es kann aber auch ein Wiedereinschalten aufgrund des Ablaufs einer bestimmten Zeitspanne einer direkten Strommessung in dem Pfad der LED erfolgen. Es kann aber auch ein Wiedereinschalten aufgrund der Auswertung der Steilheit des Anstieges des erfassten LED-Stromes während der Einschaltphase des Schalters Sl und / oder der Dauer der Einschaltphase des Schalters Sl erfolgen. Es kann auch der aktuelle Stromwert unmittelbar oder kurz nach dem Wiedereinschalten des Schalters Sl ausgewertet werden, um davon abhängig die Dauer der Ausschaltphase und somit den nächsten Wiedereinschaltzeitpunkt festzulegen.But it can also be a reconnection due to the expiration of a certain period of direct current measurement in the path of the LED. But it can also be a reconnection due to the evaluation of the slope of the rise of the detected LED current during the switch-on of the switch Sl and / or the duration of the switch-on of the switch Sl done. It is also possible to evaluate the instantaneous current value directly or shortly after the switch S1 is switched back on in order to determine the duration of the switch-off phase and thus the next switch-on time depending thereon.
Da ein Betrieb der LED mit einem möglichst konstanten Strom erfolgen sollte, kann das Wiedereinschalten des Schalters Sl vor der vollständigen Entmagnetisierung der Induktivität Ll vorteilhaft sein, vor allem, wenn kein oder nur ein sehr kleiner Kondensator Cl vorhanden ist. In diesem Fall kann ein sogenannter nichtlückender Strombetrieb erreicht werden.Since operation of the LED should take place with as constant a current as possible, the switch-on of the switch S1 can be advantageous before complete demagnetization of the inductance L1, especially if no or only a very small capacitor C1 is present. In this case, so-called non-gap current operation can be achieved.
Die Steuerschaltung IC steuert den Konverter an und kann weiterhin die PFC-Regelung durchführen.The control circuit IC drives the converter and can continue to perform the PFC control.
Der Steuereinheit können Rückführsignale aus dem Bereich der PFC-Zwischenkreisspannung zurückgeführt werden, wie bspw. : - die Eingangsspannung über einen Abgriff STl, der Strom durch die Induktivxtat Lβ mittels eines Spannungsteilers ST2 (oder eine Überwachung der Spannung über der Induktivität L6) , und die Busspannung Uout über den Spannungsteiler ST2.The control unit can be fed back feedback signals from the range of the PFC intermediate circuit voltage, such as.: - The input voltage via a tap STl, the current through the inductor Lβ by means of a voltage divider ST2 (or monitoring the voltage across the inductance L6), and the bus voltage Uout via the voltage divider ST2.
Die Steuereinheit kann den Pegel der Ausgangsspannung durch Taktung des Schalters S6 einstellen und mittels der zurückgeführten Busspannung vorzugsweise digital regeln.The control unit can adjust the level of the output voltage by clocking the switch S6 and preferably digitally control it by means of the returned bus voltage.
Der Steuereinheit können Ruckfuhrsignale aus dem Bereich des die LED enthaltenden Lastkreises mit dem Konverter zurückgeführt werden: die LED-Spannung VLED (beispielsweise ermittelt mittels eines Vergleiches der zurückgeführten Busspannung mit der Spannung am SpannungsteilerThe control unit can feedback signals from the range of the load circuit containing the LED are returned to the converter: the LED voltage V LED (for example, determined by means of a comparison of the returned bus voltage with the voltage at the voltage divider
A2) , den LED-Strom ILED mittels des Shunts Rl (nur wahrend des Einschaltens des aktiv getaktetenA2), the LED current I LED by means of the shunt Rl (only during the switching of the active clocked
Schalters Sl) , und - die Spannung über dem Schalter Sl mittels einesSwitch Sl), and - the voltage across the switch Sl by means of a
Abgriffs A2 (beispielsweise induktiv oder durchTap A2 (for example, inductive or through
Abgriff über dem dem Schalter Sl) .Tap above the switch Sl).
Die LED-Spannung VLED kann beispielsweise als Parameter für die Regelung des LED Betriebes oder auch zur Fehlererkennung ausgewertet werden.The LED voltage V LED can be evaluated, for example, as a parameter for the control of the LED operation or for error detection.
Im Discontinous Conduction Mode kann wie bereits erwähnt zur Berechnung des zeitlich mittleren Werts des Stroms durch die LED die Ausschaltzeitdauer TOff des Schalters Sl einbezogen werden. Die Ausschaltzeitdauer TOff kann beispielsweise mittels der Überwachung der Spannung über dem Schalter Sl bestimmt werden. In diesem Fall kann erkannt werden, über welchen Zeitraum eine Entmagnetisierung der Induktivität Ll vorliegt (was der Ausschaltzeitdauer Toff entspricht) . Die Ausschaltzeitdauer TOff kann aber beispielsweise auch durch eine Auswertung des Ansteuersignals für den Schalter Sl bestimmt bzw. erfasst werden.In the Discontinous Conduction Mode, as already mentioned, the switch-off time period T O ff of the switch S1 can be included in order to calculate the time-average value of the current through the LED. The switch-off time T Off can be determined, for example, by monitoring the voltage across the switch Sl. In this case, it can be recognized over which period of time there is a demagnetization of the inductance L 1 (which is the case) Switch off period T off corresponds). The switch-off duration T Off can, however, also be determined or detected, for example, by an evaluation of the drive signal for the switch S1.
Vorzugsweise ist parallel zur LED ein Kondensator Cl als Filter- oder Glättungskondensator parallel geschaltet. Dieser kann im Betrieb die LED-Spannung glätten und während der Entmagnetisierung der Induktivität Ll die LED- Spannung aufrecht erhalten. In diesem Fall entspricht der über den Shunt Rl ermittelte Strom nicht exakt dem durch die LED fliesenden Strom, sondern enthält zusätzlich auch einen über den Kondensator Cl fließenden Stromanteil. Auch dieser Gesamtstrom kann für die erfindungsgemäße Leistungsregelung genutzt werden, da der Strom durch den Shunt Rl wiederum ein Maß für die aktuelle Leistung im Ausgangskreis darstellt, wenn davon ausgegangen wird, dass die Busspannung Uout konstant ist (z.B. aufgrund der Regelung des PFC) oder aufgrund einer Messung bekannt ist. Auch dieser Gesamtstom wird deshalb im nachfolgenden als LED-Strom bezeichnet.Preferably, a capacitor Cl is connected in parallel with the LED as a filter or smoothing capacitor in parallel. This can smooth the LED voltage during operation and maintain the LED voltage during demagnetization of the inductance Ll. In this case, the current determined via the shunt Rl does not exactly correspond to the current flowing through the LED, but additionally also contains a current component flowing through the capacitor C1. This total current can also be used for the power control according to the invention, since the current through the shunt Rl again represents a measure of the actual power in the output circuit, if it is assumed that the bus voltage Uout is constant (eg due to the regulation of the PFC) or due a measurement is known. This total current is therefore referred to below as LED current.
Zwischen dem Schalter Sl und dem negativen Pol der Gleichspannungsquelle ist ein niederohmiger Shunt Rl zwischengeschaltet, der jedoch nur zur Messung von Strömen dient und auf die Spannungen in der Schaltung keinen messbaren Einfluß hat.Between the switch Sl and the negative pole of the DC voltage source, a low-impedance shunt Rl is interposed, which, however, serves only for the measurement of currents and has no measurable influence on the voltages in the circuit.
Eine Helligkeitsänderung (Dimmen) der LED wird vorzugsweise durch einen gepulsten Betrieb (Perioden mit nahezu konstantem LED-Strom werden durch Perioden ohneA brightness change (dimming) of the LED is preferably by a pulsed operation (periods with nearly constant LED current are due to periods without
Stromfluß unterbrochen, PWM) erreicht. Für diesen Betrieb eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren, insbesondere bei Anwendung eines nichtlückenden Strombetriebs, der in den Einschalt-Zeitdauern eines PWM-Betriebs durchgeführt wird .Current flow interrupted, PWM) reached. For this operation, the inventive method, in particular when using a non-lapping current operation, which performed in the turn-on periods of a PWM operation becomes .
Dabei kann vorgesehen sein, dass bei einem Einschalten der LEDs der oder die ersten PWM-Impulse eines Impulszuges gezielt verlängert werden, damit ein üblicherweise parallel zu der LED-Strecke geschalteter Speicherkondensator schneller auf die Sollspannung aufgeladen wird.It can be provided that upon turning on the LEDs or the first PWM pulses of a pulse train are selectively extended, so that a usually connected in parallel to the LED circuit storage capacitor is charged faster to the target voltage.
Fig. 2 zeigt einen Konverter zum Betreiben mindestens einer LED, wobei diese Schaltung durch eine Steuereinheit IC gesteuert wird. Dem Konverter kann eine Schaltung zur Leistungsfaktorkorrektur vorgeschaltet sein.Fig. 2 shows a converter for operating at least one LED, which circuit is controlled by a control unit IC. The converter may be preceded by a circuit for power factor correction.
Der Konverter weist einen weiteren Schalter Sl auf und ist als Buck-Boost-Konverter ausgeführt. Der Strom durch den Schalter Sl kann mittels eines Messwiderstands (Shunt) Rl an einem Pin CS der Steuerschaltung IC zugeführt werden. An dem Pin SR wird ein Steuersignal für den Schalter Sl durch die Steuerschaltung IC ausgegeben.The converter has a further switch Sl and is designed as a buck-boost converter. The current through the switch Sl can be supplied to the control circuit IC by means of a measuring resistor (shunt) Rl at a pin CS. At the pin SR, a control signal for the switch Sl is output by the control circuit IC.
Bei geschlossenem Schalter Sl fließt der Strom durch eine Induktivität Ll und steigt im Wesentlichen linear mit der Magnetisierung der Induktivität Ll an. Die LED werden während dieser Phase von dem Kondensator Cl gespeist. Bei ausgeschaltetem Schalter Sl baut sich die Energie der Induktivität Ll durch einen Stromfluss durch die LEDs und die Freilaufdiode Dl im Wesentlichen linear ab, bis der Schalter Sl schließlich wieder eingeschaltet wird. Mittels der Sekundärwicklung L2 auf der Induktivität Ll kann an einem Messpunkt und Pin A2 der Zeitpunkt ermittelt werden, in dem die Magnetisierung der Induktivität Ll im Wesentlichen abgebaut ist und somit der Strom durch den Freilaufpfad (Diode Dl, LED-Strecke, Induktivität Ll) nicht mehr weitergetrieben wird. Das Wiedereinschalten des aktiv getakteten Schalters Sl kann durch die Überwachung des durch die Induktivität Ll fließenden Zweigstroms iLl festgelegt werden. Beispielsweise kann überwacht werden, ob der durch die Induktivität Ll fließende Zweigstrom iLl wieder auf Null abgesunken bzw. ob die Induktivität Ll entmagnetisiert ist. Dies kann mittels einer Sekundärwicklung an der Induktivität Ll oder auch mittels einer Überwachung der Spannung über dem Schalter Sl erfolgen. Es kann aber auch ein Wiedereinschalten aufgrund des Ablaufs einer bestimmten Zeitspanne einer direkten Strommessung in dem Pfad der LED erfolgen. Es kann aber auch ein Wiedereinschalten aufgrund der Auswertung der Steilheit des Anstieges des erfassten LED-Stromes während der Einschaltphase des Schalters Sl und / oder der Dauer der Einschaltphase des Schalters Sl erfolgen. Es kann auch der aktuelle Stromwert unmittelbar oder kurz nach dem Wiedereinschalten des Schalters Sl ausgewertet werden, um davon abhängig die Dauer der Ausschaltphase und somit den nächsten Wiedereinschaltzeitpunkt festzulegen.When the switch S1 is closed, the current flows through an inductance L1 and increases substantially linearly with the magnetization of the inductance L1. The LEDs are powered by the capacitor Cl during this phase. When the switch Sl is turned off, the energy of the inductance Ll is reduced by a current flow through the LEDs and the freewheeling diode Dl substantially linearly until the switch Sl is finally turned on again. By means of the secondary winding L2 on the inductance Ll at a measuring point and pin A2, the time can be determined in which the magnetization of the inductance Ll is substantially degraded and thus the current through the freewheeling path (diode Dl, LED path, inductance Ll) not more is driven on. The reconnection of the active clocked switch Sl can be determined by the monitoring of the current flowing through the inductor Ll branch current iLl. For example, it can be monitored whether the branch current i L1 flowing through the inductance L 1 has fallen back to zero or whether the inductance L 1 has been demagnetized. This can be done by means of a secondary winding to the inductor Ll or by means of monitoring the voltage across the switch Sl. But it can also be a reconnection due to the expiration of a certain period of direct current measurement in the path of the LED. But it can also be a reconnection due to the evaluation of the slope of the rise of the detected LED current during the switch-on of the switch Sl and / or the duration of the switch-on of the switch Sl done. It is also possible to evaluate the instantaneous current value directly or shortly after the switch S1 is switched back on in order to determine the duration of the switch-off phase and thus the next switch-on time depending thereon.
Die Steuerschaltung IC steuert den Konverter an und kann weiterhin die PFC-Regelung durchführen.The control circuit IC drives the converter and can continue to perform the PFC control.
Der Steuereinheit können Rückführsignale aus dem Bereich des die LED enthaltenden Lastkreises mit dem Konverter zurückgeführt werden: die LED-Spannung VLED mittels eines nicht dargestellten, parallel zur LED angeordneten Spannungsteilers, den LED-Strom ILED (bspw. mittels Shunt Rl), und die Spannung über dem Schalter Sl mittels eines Abgriffs A2 (induktiv oder durch Abgriff über dem Schalter Sl) . Vorzugsweise ist parallel zur LED ein Kondensator Cl als Filter- oder Glättungskondensator parallel geschaltet. Dieser kann im Betrieb die LED-Spannung glätten und während der Aufmagnetisierung oder auch während der Entmagnetisierung der Induktivität Ll die LED-Spannung aufrecht erhalten.The control unit can feedback signals from the range of the load circuit containing the LED are returned to the converter: the LED voltage V LED by means of a voltage divider, not shown, arranged parallel to the LED, the LED current I LED (for example by means of shunt Rl), and the voltage across the switch Sl by means of a tap A2 (inductive or by tapping over the switch Sl). Preferably, a capacitor Cl is connected in parallel with the LED as a filter or smoothing capacitor in parallel. This can smooth the LED voltage during operation and maintain the LED voltage during the magnetization or even during the demagnetization of the inductance Ll.
Zwischen dem Schalter Sl und dem negativen Pol der Gleichspannungsquelle ist ein niederohmiger Shunt Rl zwischengeschaltet, der jedoch nur zur Messung von Strömen dient und auf die Spannungen in der Schaltung keinen messbaren Einfluß hat.Between the switch Sl and the negative pole of the DC voltage source, a low-impedance shunt Rl is interposed, which, however, serves only for the measurement of currents and has no measurable influence on the voltages in the circuit.
In Figur 3 werden Signalverläufe während des Ein- und Ausschaltens des Schalters Sl dargestellt. Dabei ist wie ersichtlich der Schalter Sl aktiv getaktet und zwischen den Zeitpunkten T31 und T32 (Zeitdauer t0N) eingeschaltet. Wie ersichtlich kann der linear ansteigende LED-Strom ILED nur während der Zeitdauer t0N an dem Shunt Rl erfasst werden, während der der Schalter Sl eingeschaltet ist. In der Zeitdauer des Ausschaltens des Schalters Sl, in der die Induktivität Ll den Strom durch die LED absinkend bis zum unteren Umkehrpunkt weitertreibt, kann der LED-Strom mittels des Shunts Rl dagegen nicht erfasst werden.In FIG. 3, signal curves during the switching on and off of the switch S1 are shown. As can be seen, the switch S1 is actively clocked and switched on between the times T31 and T32 (time duration t 0N ). As can be seen, the linearly increasing LED current I LED can only be detected during the time period t 0 N at the shunt Rl, during which the switch Sl is turned on. On the other hand, in the period of turning off the switch Sl in which the inductance Ll drives the current through the LED down to the lower reversal point, the LED current can not be detected by means of the shunt Rl.
Der Einschaltzeitpunkt des hochfrequent getakteten Schalters Sl kann durch die Überwachung des durch die Induktivität Ll fließenden Zweigstroms iLl festgelegt werden. Beispielsweise kann überwacht werden, ob der durch die Induktivität Ll fließende Zweigstrom iLl wieder auf Null abgesunken bzw. ob die Induktivität Ll entmagnetisiert ist. Dies kann mittels einer Sekundärwicklung an der Induktivität L2 oder auch mittels einer Überwachung der Spannung über dem Schalter Sl erfolgen. Bei dem Stand der Technik wird der Ausschaltzeitpunkt des hochfrequent getakteten Schalters Sl dadurch festgelegt, wenn der LED-Strom einen festgelegten Schwellenwert Ipeak erreicht. Dabei bleibt - wie bereits eingangs erläutert - etwaige Schwankungen des maximalen negativen Strompegels ΔI bei dem Umkehrpunkt T31 und dem unberücksichtigt, was diese Art der Leistungsregelung ungenau macht.The switch-on time of the high-frequency clocked switch Sl can be determined by monitoring the branch current i L1 flowing through the inductance L 1. For example, it can be monitored whether the branch current i L1 flowing through the inductance L 1 has again dropped to zero or whether the inductance L 1 has been demagnetized. This can be done by means of a secondary winding to the inductor L2 or by means of monitoring the voltage across the switch Sl. In the prior art, the turn-off timing of the high-frequency clocked switch Sl is thereby set when the LED current reaches a predetermined threshold value Ipeak. As already explained at the outset, any fluctuations in the maximum negative current level ΔI at the reversal point T31 and in that case are disregarded, which makes this type of power regulation inaccurate.
Gemäss der Erfindung wird nunmehr der Ausschaltzeitpunkt des aktiv getakteten Schalters (im Beispiel der Figur 2 Schalter Sl) adaptiv gestaltet, so dass im Ergebnis die Einschaltzeitdauer t0N variabel ist. Dies kann bspw. dadurch erzielt werden, indem die Ausschaltschwelle für den LED-Strom adaptiv gestaltet wird und/oder die Einschaltzeitdauer des aktiv getakteten Schalters adaptiv einstellbar ist.According to the invention, the turn-off instant of the actively-timed switch (in the example of FIG. 2, switch S1) is now made adaptive, so that as a result the turn-on time t.sub.N is variable. This can be achieved, for example, by adapting the turn-off threshold for the LED current and / or adaptively adjusting the turn-on time duration of the actively-timed switch.
Die Adaptierung erfolgt dabei anhand eines Rückführsignals, das für den Mittelwert des LED-Stroms (Mittelung über eine oder mehrere Einschaltzeitdauern des aktiv getakteten Schalters) repräsentativ ist. Durch Regelung auf den Mittelwert des LED-Stroms ist die Lampenleistungsregelung wesentlich genauer.The adaptation takes place on the basis of a feedback signal which is representative of the mean value of the LED current (averaging over one or more switch-on durations of the actively-timed switch). By controlling the average of the LED current, the lamp power control is much more accurate.
Der Mittelwert des LED-Stroms kann erfasst werden, indem zu dem Zeitpunkt ton/2, also zur Hälfte der Einschaltzeitdauer t0N des aktiv getakteten Schalters ein Abtastwert erfasst und ausgewertet wird. Ist dieser höher als der Soll-Mittelwert, kann die Einschaltzeitdauer oder die Ausschaltstromschwelle verringert werde, und zwar im aktuellen order in einem folgenden Einschaltvorgang des aktiv getakteten Schalters.The mean value of the LED current can be detected by a sample is detected and evaluated at the time t on / 2, ie half of the on time t ON of the active clocked switch. If this is higher than the setpoint mean value, the switch-on time period or the switch-off current threshold can be reduced, in the current order, in a subsequent switch-on operation of the actively-timed switch.
(Im Discontinous Conduction Mode wird wie gesagt zur Berechnung des zeitlich mittleren Werts des Stroms die Ausschaltzeitdauer TOff einbezogen.)(In Discontinous Conduction Mode, as I said) Calculation of the time average value of the current, the switch-off period T Off is included.)
Im Folgenden soll indessen ein Ausführungsbeispiel erläutert werden, bei dem der LED-Strom kontinuierlich erfasst und zu der Steuereinheit zurückgeführt wird.In the following, however, an embodiment will be explained, in which the LED current is continuously detected and returned to the control unit.
Wie in Figur 4 gezeigt wird in der Steuereinheit der LED- Strom ILED durch einen Komparator Kl mit einem Referenzwert lavg soii verglichen. Dieser Referenzwert IaVg soll gibt also den Soll-Mittelwert für den LED-Strom vor und kann bspw. von einer externen oder internen Dimmwertvorgabe und/oder der Höhe der LED-Spannung abhängen. Dieser Referenzwert lavg soii ist ein Mass für die Sollleistung.As shown in FIG. 4, in the control unit the LED current I LED is compared with a reference value lavg soii by a comparator Kl. This reference value I aV g soll is therefore the nominal mean value for the LED current and can, for example, depend on an external or internal dimming value specification and / or the level of the LED voltage. This reference value l a vg so ii is a measure of the target power.
Um eine konstante Lampenleistung zu erzielen, muss bei schwankender LED-Spannung VLED die Sollwertvorgabe für den Mittelwert des LED-Stroms invers nachgeführt werden, so dass sich ergebende Produkt aus LED-Strom und LED-Spannung konstant geregelt bleibt. Bei konstanter LED-Spannung entspricht natürlich eine Mittelstromregelung genau einer Larαpenleistungsregelung .In order to achieve a constant lamp power, when the LED voltage V LED fluctuates, the setpoint value for the mean value of the LED current must be inversely adjusted, so that the resulting product of LED current and LED voltage remains constantly regulated. Of course, with a constant LED voltage, a medium-current control corresponds exactly to a maximum power control.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es Ziel der Regelung, dass das Tastverhältnis des Ausgangs des Komparators Kl während einer Einschaltzeitdauer t0N des aktiv getakteten Schalters 50% beträgt. In dem Ausführungsbeispiel wird dazu das Ausgangssignal des Komparators einem digitalen Up-/Down-Zähler COUNTER zugeführt, der von einem Zeitgeber der Steuereinheit getaktet ist (Taktsignal CNT_CLK) . Wie in Figur 5 ersichtlich zählt der Zähler COUNTER in eine Richtung, solange der LED-Strom ILED unterhalb des Referenzwerts Iavg_soll liegt, und in die umgekehrte Richtung, sobald der LED-Strom ILED den Referenzwert lavg soii überschreitet. Wenn der Istwert des Mittelwerts des LED-Stroms ILED genau der Referenzwertvorgabe Iavg_soll entspricht, wird das Tastverhältnis des dem Zähler COUNTER zugeführten Vergleichssignals 50% sein und somit am Ende einer Einschaltzeitdauer der Zählerstand genau seinem Anfangsstand entsprechen.In this embodiment, the purpose of the control is that the duty cycle of the output of the comparator Kl during a turn-on period t 0N of the active clocked switch is 50%. In the embodiment, for this purpose, the output signal of the comparator is supplied to a digital up / down counter COUNTER, which is clocked by a timer of the control unit (clock signal CNT_CLK). As can be seen in FIG. 5, the COUNTER counter counts in one direction as long as the LED current I LED is below the reference value Iavg_setpoint, and in the opposite direction as soon as the LED current I LED reaches the reference value l avg so ii exceeds. If the actual value of the mean value of the LED current I LED corresponds exactly to the reference value specification Iavg_soll, the duty cycle of the comparison signal supplied to the counter COUNTER will be 50% and thus at the end of a switch-on period the counter reading will correspond exactly to its initial level.
Jedwege Abweichung wird indessen zu einer Abweichung ERROR des Zählerendsands von dessen Anfangsstand führen. Dieses Abweichungssignal ERROR wird einem vorzugsweise digitalen Regler REGULATOR zugeführt, der ebenfalls von einem Zeitgeber der Steuereinheit getaktet durch ein Signal reg_clk wird. Der Regler REGULATOR implementiert eine Regelstrategie (bspw. PI-Regler) und steuert abhängig vom dem Eingangssignal ERROR und der Regelstrategie eine die Leistung der LED beeinflussende Stellgrösse an. Diese Stellgrösse kann bspw. eines oder mehreres sein von:Any deviation, however, will lead to a deviation ERROR of the counter end of its initial state. This deviation signal ERROR is fed to a preferably digital regulator REGULATOR, which is also clocked by a timer of the control unit by a signal reg_clk. The REGULATOR controller implements a control strategy (eg PI controller) and controls a manipulated variable that influences the power of the LED depending on the input signal ERROR and the control strategy. This manipulated variable may, for example, be one or more of:
- Busspannung,- bus voltage,
- adaptive Ausschaltschwelle Ipeak, und/oder - adaptive Einschaltzeitdauer Ton.- Adaptive switch-off threshold Ipeak, and / or - Adaptive switch-on time Ton.
Die Stellgrösse (n) kann im aktuellen Einschaltvorgang, in einem jeden folgenden Einschaltvorgang oder aber in jedem n-ten Einschaltvorgang verändert werden, wobei n eine ganze Zahl grösser oder gleich 2 ist.The manipulated variable (s) can be changed in the current switch-on process, in each subsequent switch-on process or in every n-th switch-on process, where n is an integer greater than or equal to 2.
Im Beispiel von Figur 4 und 5 wird entweder die Einschaltzeitdauer Ton verändert, oder aber der Regler REGULATOR verändert den Referenzwerts eines weiteren Komparators K2 der Steuereinheit, an dessen nichtinvertierten Eingang der LED-Strom ILED anliegt.In the example of FIGS. 4 and 5, either the switch-on time Ton is changed, or else the regulator REGULATOR changes the reference value of a further comparator K2 of the control unit, to whose non-inverted input the LED current I LED is applied.
Das Ausgangssignal des weiteren Komparators K2 steuert das Ausschalten gate_off des Schalters. Bei dem Konverter für die LED kann es sich beispielweise auch um einen Boost Konverter oder einen Flyback-Konverter handeln. The output signal of the further comparator K2 controls the switching off gate_off of the switch. The converter for the LED may, for example, also be a boost converter or a flyback converter.

Claims

Ansprüche claims
1. Verfahren zur Regelung einer LED mittels eines Konverters mit einem Schalter, wobei die LED in dem Ausgangkreis verschaltet ist und eine Induktivität (Ll) aufmagnetisiert wird, wenn der Schalter (Sl) aktiv getaktet wird, wobei als Rückführgrösse für die Regelung ein für den Mittelwert des LED-Stroms (ILED) repräsentativer gemessener Istwert verwendet wird, der mit einem Referenzwert (IAVG SOLL) verglichen wird.1. A method for controlling an LED by means of a converter with a switch, wherein the LED is connected in the output circuit and an inductance (Ll) is magnetized when the switch (Sl) is actively clocked, as a feedback variable for the control a for the average value of the LED current (I LED) representative of the measured actual value (I SOLL AVG) is compared with a reference value is used.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der aktiv getaktete Schalter (Sl) zu einem Zeitpunkt eingeschaltet wird, wenn der indirekt oder direkt erfasste Strom auf Null abgeklungen ist, vorzugsweise seinen unteren Umkehrpunkt erreicht hat.2. The method of claim 1, wherein the active clocked switch (Sl) is turned on at a time when the indirectly or directly detected current has decayed to zero, preferably has reached its lower reversal point.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem abhängig von einer Differenz zwischen dem Istwert und dem Sollwert das Tastverhältnis des aktuellen Einschaltvorgangs des aktiv getakteten Schalters und/oder eines folgenden Einschaltvorgangs eingestellt wird.3. The method of claim 1 or 2, wherein depending on a difference between the actual value and the desired value, the duty cycle of the current switch-on of the active clocked switch and / or a subsequent switch-on is set.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Tastverhältnis des aktiv getakteten Schalters nur bei jedem n-ten Einschaltvorgang verändert wird, wobei n grösser oder gleich 2 ist. 4. The method of claim 3, wherein the duty cycle of the active clocked switch is changed only every n-th switch-on, where n is greater than or equal to 2.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Tastverhältnis des aktiv getakteten Schalters über den Zeitpunkt des Ausschaltens des aktiv getakteten Schalters als Steuergrösse verändert wird.5. The method according to any one of the preceding claims, wherein the duty cycle of the active clocked switch over the time of switching off the active clocked switch is changed as a control variable.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Tastverhältnis durch adaptive Vorgabe eine Ausschaltpegels einer gemessenen für den LED- Strom repräsentativen Grossen eingestellt wird, wobei bei Erreichen des Ausschaltpegels der aktiv getaktete Schalter ausgeschaltet wird.6. The method according to any one of the preceding claims, wherein the duty cycle is set by adaptive default a Ausschaltpegels a measured representative of the LED current magnitudes, wherein upon reaching the turn-off, the active clocked switch is turned off.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als Steuergrösse der Leistungsregelung alternativ oder zusätzlich zu der Taktung des aktiv getakteten Schalters der Pegel der den Konverter versorgenden DC-Busspannung verwendet wird.7. The method according to any one of the preceding claims, wherein the control variable of the power control, alternatively or in addition to the timing of the active clocked switch, the level of the DC bus voltage supplying the converter is used.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Busspannung mittels einer aktiven PFC- Schaltung erzeugt wird, wobei der Pegel der erzeugten Busspannung durch Veränderung der Taktung eines Schalters der PFC-Schaltung ausgeführt wird.8. The method of claim 7, wherein the bus voltage is generated by means of an active PFC circuit, wherein the level of the generated bus voltage is performed by changing the timing of a switch of the PFC circuit.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als ein für den Mittelwert des LED-Stroms repräsentativer gemessener Istwert ein Abtastwert des LED-Stroms, vorzugsweise gemessen bei der Hälfte der Einschatzeitdauer des aktiv getakteten Schalters, verwendet wird. A method according to any one of the preceding claims, wherein as a measured actual value representative of the mean value of the LED current, a sample of the LED current, preferably measured at half the insertion time of the actively-pulsed switch, is used.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der für den Mittelwert des LED-Stroms repräsentative Istwert durch eine kontinuierliche Messung des LED-Stroms ermittelt wird.10. The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the representative of the mean value of the LED current actual value is determined by a continuous measurement of the LED current.
11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der kontinuierlich gemessene LED-Strom mit einem Referenzwert verglichen wird und der für den Mittelwert repräsentative Istwert das Tastverhältnis des Vergleichswerts über die Einschaltzeitdauer des aktiv geschalteten Schalters ist.11. The method of claim 10, wherein the continuously measured LED current is compared with a reference value and representative of the mean value of the actual value is the duty cycle of the comparison value over the switch-on of the actively switched switch.
12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das Tastverhältnis anhand eines bidirektionalen digitalen Zählers ermittelt wird.12. The method of claim 11, wherein the duty cycle is determined based on a bidirectional digital counter.
13. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem der Referenzwert von einem vorgegebenen Dimmwert und/oder der gemessenen LED-Spannung abhängt .13. The method of claim 9 or 10, wherein the reference value of a predetermined dimming value and / or the measured LED voltage depends.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der LED-Strom durch eine der folgenden Betriebsmodi erzeugt wird: - dem sog. Boarderline-Mode oder Critical Conduction Mode bei dem der Entmagnetisierungsstrom auf Null abfällt bzw. die Nulllinie kreuzt, was unverzüglich das Einschalten des Schalters und somit das Wiederansteigen des Stroms auslöst, - dem Continous Conduction Mode, bei dem das14. The method according to any one of the preceding claims, wherein the LED current is generated by one of the following operating modes: - the so-called. Boarderline mode or Critical Conduction Mode in which the demagnetizing current drops to zero or crosses the zero line, which immediately Switching the switch on and thus causing the current to rise again, - the continuous conduction mode, in which the
Wiedereinschalten des Schalters erfolgt, bevor der Strom auf Null abgefallen ist, oder - dem Discontinous Conduction Mode, bei dem das Wiedereinschalten des Schalters erst wieder erfolgt, nachdem der Strom während einer Zeitdauer grösser als Null auf dem Nullpegel verbleibt.The switch is switched on again before the current has fallen to zero, or - the Discontinous Conduction Mode, in which the switch is switched on again, after the current remains at zero level for a period of time greater than zero.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Dimmen der LED(s) durch PWM erfolgt, wobei der LED-Strom vorzugsweise im Continous Conduction Mode in den Einschaltzeitdauern eines PWM-Impulses erzeugt wird.15. The method according to any one of the preceding claims, wherein a dimming of the LED (s) is effected by PWM, wherein the LED current is preferably generated in the continuous conduction mode in the turn-on periods of a PWM pulse.
16. Integrierte Schaltung, insbesondere ASIC, die zur Durchführung eines Verfahrens ausgelegt ist.16. Integrated circuit, in particular ASIC, which is designed to carry out a method.
17. Betriebsgerät für eine LED, aufweisend eine integrierte Schaltung nach Anspruch 16.17. Operating device for an LED, comprising an integrated circuit according to claim 16.
18. Schaltung zur Leistungsregelung einer LED, aufweisend einen Konverter mit einem Schalter, wobei die LED in dem Ausgangskreis verschaltet wird, wobei eine Steuereinheit die Aufmagnetisierung einer Induktivität (Ll) steuert, indem sie den Schalter (Sl) aktiv taktet, wobei der Steuereinheit ein für den Mittelwert des LED-Stroms repräsentativer gemessener Istwert zurückgeführt ist, der mit einem Referenzwert verglichen wird.18. A circuit for power control of an LED, comprising a converter with a switch, wherein the LED is connected in the output circuit, wherein a control unit controls the magnetization of an inductance (Ll) by actively clocking the switch (Sl), wherein the control unit a for the mean value of the LED current representative measured actual value is compared, which is compared with a reference value.
19. Schaltung nach Anspruch 18, bei dem die Steuereinheit abhängig von einer Differenz zwischen dem Istwert und dem Sollwert das Tastverhältnis des aktuellen Einschaltvorgangs des aktiv getakteten Schalters und/oder eines folgenden Einschaltvorgangs einstellt.19. The circuit of claim 18, wherein the control unit adjusts the duty cycle of the current switch-on of the active clocked switch and / or a subsequent switch-on depending on a difference between the actual value and the desired value.
20. Schaltung nach Anspruch 19, bei dem die Steuereinheit das Tastverhaltnis des aktiv getakteten Schalters nur bei jedem n-ten Einschaltvorgang verändert, wobei n grosser oder gleich 2 ist.20. A circuit according to claim 19, in which the control unit alters the duty cycle of the actively-timed switch only every n-th turn-on, where n is greater than or equal to 2.
21. Schaltung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, bei dem die Steuereinheit das Tastverhaltnis des aktiv getakteten Schalters über den Zeitpunkt des Ausschaltens des aktiv getakteten Schalters als Steuergrosse verändert.21. A circuit according to any one of claims 18 to 20, wherein the control unit changes the duty cycle of the active clocked switch over the time of turning off the active clocked switch as a control line.
22. Schaltung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, bei dem die Steuereinheit das Tastverhaltnis durch adaptive Vorgabe eine Ausschaltpegels einer gemessenen für den LED-Strom repräsentativen Grossen einstellt, wobei die Steuereinheit bei Erreichen des Ausschaltpegels der aktiv getaktete Schalter ausschaltet .22. A circuit according to any one of claims 18 to 21, wherein the control unit sets the duty cycle by adaptive default a Ausschaltpegels a measured representative of the LED current magnitudes, wherein the control unit switches off upon reaching the turn-off, the active clocked switch.
23. Schaltung nach einem der Ansprüche 18 bis 22, bei der die Steuereinheit neben der Regelung des Betriebs der LED auch eine Zwischenkreisschaltung ansteuert und von der Zwischenkreisschaltung Ruckfuhrsignale erhalt, wobei die Zwischenkreisspannung die den Konverter versorgende DC-Busspannung erzeugt.23. A circuit according to any one of claims 18 to 22, wherein the control unit in addition to the control of the operation of the LED also drives a DC link circuit and receives from the DC link circuit return signals, wherein the DC link voltage generates the DC bus voltage supplying the converter.
24. Schaltung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, bei dem die Steuereinheit als Steuergrosse der Leistungsregelung alternativ oder zusatzlich zu der Taktung des aktiv getakteten Schalters den Pegel der den Konverter versorgenden DC-Busspannung verwendet.24. A circuit according to any one of claims 18 to 23, wherein the control unit used as a control line of the power control alternatively or additionally to the timing of the active clocked switch, the level of the DC bus voltage supplying the converter.
25. Schaltung nach Anspruch 24, bei der für Erzeugung der Busspannung eine aktive PFC-Schaltung vorgesehen ist, wobei die Steuereinheit den Pegel der erzeugten Busspannung durch Veränderung der Taktung eines Schalters der PFC-Schaltung ausführt.25. A circuit according to claim 24, in which an active PFC circuit is provided for generating the bus voltage, wherein the control unit carries out the level of the generated bus voltage by changing the timing of a switch of the PFC circuit.
26. Schaltung nach einem der Ansprüche 18 bis 25, bei dem der Steuereinheit als ein für den Mittelwert des LED-Stroms repräsentativer gemessener Istwert ein Abtastwert des LED-Stroms, vorzugsweise gemessen bei der Hälfte der Einschatzeitdauer des aktiv getakteten Schalters, zurückgeführt ist.26. A circuit according to any one of claims 18 to 25, wherein the control unit is fed back as a measured value of the LED current representative of the mean value of the LED current, preferably measured at half of the Einschatzeitdauer the active clocked switch.
27. Schaltung nach einem der Ansprüche 18 bis 25, bei dem die Steuereinheit zur Ermittelung des für den Mittelwert des LED-Stroms repräsentativen Istwerts kontinuierlich den LED-Strom misst.27. A circuit according to any one of claims 18 to 25, wherein the control unit continuously measures the LED current to determine the value representative of the mean value of the LED current.
28. Schaltung nach Anspruch 27, bei dem die Steuerschaltung einen Komparator aufweist, der den kontinuierlich gemessenen LED- Strom mit einem Referenzwert vergleicht und die Steuerschaltung als für den Mittelwert repräsentativen Istwert das Tastverhältnis des Ausgangssignals des Komparators verwendet.28. The circuit of claim 27, wherein the control circuit comprises a comparator which compares the continuously measured LED current with a reference value, and the control circuit uses the duty cycle of the output signal of the comparator as the actual value representative of the mean value.
29. Schaltung nach Anspruch 26, bei dem das Ausgangsssignal des Komparators einem bidirektionalen digitalen Zähler der Steuerschaltung zugeführt ist.29. The circuit of claim 26, wherein the output signal of the comparator is fed to a bidirectional digital counter of the control circuit.
30. Schaltung nach einem der Ansprüche 18 bis 29, bei dem die Steuerschaltung den Referenzwert abhängig von einem extern oder intern vorgegebenen Dimmwert und/oder der gemessenen und der Steuerschaltung zugeführten LED-Spannung abhängt.30. A circuit according to any one of claims 18 to 29, wherein the control circuit, the reference value depending on an externally or internally predetermined Dimming value and / or the measured and the control circuit supplied LED voltage depends.
31. Schaltung nach einem der Ansprüche 18 bis 30, wobei die Steuerschaltung (IC) als digitale Schaltung ausgeführt ist.31. A circuit according to any one of claims 18 to 30, wherein the control circuit (IC) is designed as a digital circuit.
32. Schaltung nach einem der Ansprüche 18 bis 30, wobei die Steuerschaltung (IC) als integrierte Schaltung, vorzugsweise als ASIC ausgebildet ist.32. Circuit according to one of claims 18 to 30, wherein the control circuit (IC) is designed as an integrated circuit, preferably as an ASIC.
33. Betriebsgerät für LED, aufweisend eine Schaltung nach einem der Ansprüche33. Operating device for LED, comprising a circuit according to one of the claims
18 bis 32.18 to 32.
34. Leuchte, aufweisend eine LED und eine Betriebsgerät nach Anspruch 333.34. Luminaire, comprising an LED and an operating device according to claim 333.
35. Beleuchtungssystem, aufweisend mehrere Leuchten, darunter wenigstens eine gemäss Anspruch 34, wobei die Leuchten vorzugsweise durch eine oder mehrere Busleitungen untereinander und/oder mit einer zentralen Steuereinheit verbunden sind. 35. Lighting system, comprising a plurality of lights, including at least one according to claim 34, wherein the lights are preferably connected by one or more bus lines with each other and / or with a central control unit.
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