EP2897444A1 - Schaltung zur LED-Stromversorgung - Google Patents

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EP2897444A1
EP2897444A1 EP15151415.5A EP15151415A EP2897444A1 EP 2897444 A1 EP2897444 A1 EP 2897444A1 EP 15151415 A EP15151415 A EP 15151415A EP 2897444 A1 EP2897444 A1 EP 2897444A1
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EP
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led
terminal
trim
circuit
power supply
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EP15151415.5A
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EP2897444B1 (de
Inventor
Hans Haselberger
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Siteco GmbH
Original Assignee
Siteco Beleuchtungstechnik GmbH
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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]
    • H05B45/20—Controlling the colour of the light
    • 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]
    • H05B45/20—Controlling the colour of the light
    • H05B45/24—Controlling the colour of the light using electrical feedback from LEDs or from LED modules

Definitions

  • the invention relates to a circuit for an LED power supply, in particular for the electrical supply of an arrangement of one or more, for example, in series LEDs (light-emitting diodes, which are to be understood as organic light-emitting diodes).
  • LEDs are being used more and more for lighting equipment such as indoor and outdoor lights.
  • circuit arrangements so-called LED drivers, are known.
  • a circuit arrangement for power supply is often provided in the prior art, which has a plurality of terminals, each terminal for delivering a predetermined current is determined (see, eg FIG. 1a ).
  • a disadvantage of these LED drivers is that the supply current for the LEDs can be selected by the driver arrangement only from a limited number of fixed predetermined current levels.
  • Object of the present invention is to provide a circuit for LED power supply, which can realize a setting of the supply current for an arrangement of at least one LED in the simplest possible way.
  • the invention provides for solving the problem, a circuit for LED power supply, comprising: an electric ballast for connection to an array of at least one LED, wherein the electronic ballast comprises a first terminal, to which the arrangement of at least one LED with an electrode, preferably the anode, is connected, and has a plurality of second terminals, to which the arrangement of at least one LED with the second electrode, preferably with the cathode, is selectively connectable to the at least one LED corresponding to one of the selected second terminal Amount of current to be supplied, further provided with a trim resistor, which is connected in parallel to two of the second terminals to adjust the selected supply current.
  • a trim resistor is connected in parallel between two second connection terminals, of which at least one is not occupied by the second electrode of the LED arrangement.
  • the trim resistor affects the amount of current provided by the electronic ballast at the selected terminal. In this way, the current intensity for supplying the at least one LED can be adjusted very easily.
  • the restriction to the predetermined by the electronic ballast discrete currents is thereby overcome without having to influence the electronic ballast itself.
  • the trim resistor is connected between the selected second terminal to which the second electrode of the array of at least one LED is connected and another second terminal which is at a lower or higher potential than the selected terminal.
  • the anode of the LED array abuts the first terminal and the cathode of the array of at least one LED on the selected second terminal.
  • the trim resistor is connected in this embodiment between the selected second terminal and a lower potential terminal.
  • the supply current level is set to a value between the current strength, which corresponds to the current of the selected second terminal and the another second terminal to which the trim resistor is clamped.
  • the supply current may be between 200 mA (trimming resistor very high) and 700 mA (trim resistor very low).
  • the invention may also provide an electronic ballast in which the terminal for the anode of the arrangement at least one LED is selectable.
  • the trim resistor is applied between the selected second terminal and another second terminal having a higher potential than the selected second terminal.
  • the trim resistance is adjustable, e.g. in the form of a rotary or sliding potentiometer.
  • the supply current can be adjusted in a particularly simple manner. For example, if the trim resistor is connected to the selected second terminal and another second terminal with higher or lower potential, and the resistance is adjustable from near zero to nearly insulative, adjusting the adjustable trim resistor can provide any supply current between the current selected second terminal and corresponds to the current corresponding to the other second terminal.
  • the electrical ballast has at least three, four, five, six, seven or eight second terminals.
  • the invention is already practicable with two second terminals, a larger number of second terminals is advantageous because it allows the upper and lower limits for adjustable supply current to be selected within a wider range or finer gradation.
  • the electronic ballast is arranged so that the second terminals each provide a constant current through the at least one LED.
  • the electronic ballast acts as a constant current source, wherein the constant current source via a voltage divider provides different but each constant current levels at the respective second selectable terminals available.
  • the one or more LEDs are preferably powered by a constant current source (as opposed to a constant voltage source) to operate different numbers of LEDs or LEDs of different types.
  • LEDs may also age over time, thereby changing their internal resistances. By supplying a constant current (as opposed to a constant voltage) then the aging effect on the brightness of the LED has no or only a smaller influence.
  • the constant current may have a current between 10 mA and 5000 mA, preferably between 30 mA and 1500 mA, e.g. between 200 mA and 700 mA.
  • the mentioned current intensities can e.g. tapped with five different intermediate values of the electronic ballast. By the trim resistor is then a further adjustment between the respective constant current levels possible.
  • the array of at least one LED comprises a row of a plurality of LEDs, the first and second electrodes of the array being defined by the outermost electrode of the first and last LEDs, respectively, within the row. It is also possible that one or more LEDs or rows of LEDs are connected in parallel. In each case, the common anode or the common cathode of the first or last LED in the plurality of parallel-connected LED rows forms the first or second electrode of the arrangement.
  • the arrangement of several LEDs in a row has the advantage that the supply voltage for the LEDs is higher, so that the power loss due to the ohmic resistance in the supply lines is lower. Even if one LED fails within a row of LEDs, this does not necessarily cause the entire LED row to fail, because in the case of a defective LED, a short circuit is usually made across the defective LED. For safety, however, several LED rows can be provided in parallel, so that at least the LEDs in the remaining parallel rows continue to operate if an LED in a row causes a break in a defect.
  • the array of one or more rows of LEDs may be operated on the power supply of the present invention, regardless of the number of LEDs within the rows, because the power supply provides a constant supply current corresponding to the selected terminals and the trim resistor.
  • the plurality of second terminals in the electronic ballast are each disposed at a node between a series of resistors, with a voltage drop across the series of resistors.
  • the supply voltage at the first connection terminal for the supply of the connected arrangements of at least one LED can be regulated in such a way that a constant current always flows between the first connection terminal and the selected second connection terminal.
  • the voltage to the LED supply at the first terminal is adjusted according to the measured voltage drop across the series of resistors, so that the current through the arrangement of at least one LED remains constant.
  • the trim resistor can also be formed by a low-resistance, in particular by a wire bridge.
  • This embodiment can be particularly simple and inexpensive, e.g. in a robot assembly line.
  • more than one trim resistor may also be provided in each case between two of the second connection terminal.
  • the multiple trim resistors may also be formed by a plurality of wire bridges.
  • an LED driver 4 is shown, to which an LED 2 is connected. It should be understood that the LED 2 is only symbolic of an array of LEDs, which may also include multiple LEDs in a series or parallel connection.
  • the LED driver 4 has a first terminal (LED +) to which the anode of the LED 2 is connected. Further, the LED driver 4 has a plurality of, in the illustrated example, four second terminals LED, to which either the cathode of the LED 2 can be connected. Each second LED terminal is designed to provide a constant current to power the LED, with the terminals providing discrete currents of 200 mA, 350 mA, 500 mA and 700 mA. In the figure 1a the terminal with 500 mA is selected to connect the cathode of the LED 2. Accordingly, we supplied the LED with a current of 500 mA.
  • the LED is connected between the LED + terminal and the 200 mA terminal LED. Furthermore, a trim resistor R Trim is connected in parallel between the 200 mA terminal LED and the 700 mA terminal LED. Without the trim resistor, a current of 200 mA would flow through the LED 2. The trim resistor R Trim , however, increases the current. The current through the LED is between 200 mA and 700 mA depending on the height of the trim resistor. By selecting the trim resistor R Trim , therefore, the supply current can be adjusted by the LED. According to one embodiment, the trimming resistor R Trim can be an adjustable potentiometer which can be adjusted between a very low value and a very high value. This allows the current through the LED from 200 mA to 700 mA freely set.
  • the electronic ballast 4 (in the FIGS. 1a and 1b as LED driver 4) comprises as in the FIGS. 1a and 1b a first terminal LED + for connecting the cathode of an LED array 2 and four second terminals LED-, which provide discrete currents of 200 mA, 350 mA, 500 mA and 700 mA.
  • the LED assembly 2 is in the FIG. 2 represented as a series of multiple LEDs. The anode of the first LED in the LED row is connected to the terminal LED +, while the cathode of the last LED in the row is connected to the terminal for 200 mA.
  • a trim resistor R Trim is connected in parallel between the terminal for 200 mA and the terminal for 700 mA. As related to the FIG. 1b can be adjusted by selecting the trim resistor, the current to supply the LED array between 200 mA and 700 mA.
  • the electronic ballast acts as a constant current source.
  • the electronic ballast measures the voltage drop across a series of resistors R 1 , R 2 , R 3 and R 4 , ie between the first terminal at U I_Sense and GND.
  • the voltage at the terminal + LED is readjusted so that a constant current of 200 mA flows through the LED array 2.
  • the electronic ballast also provides additional terminals at the nodes in the resistor chain R 1 to R 4 . When the LED array is connected to the cathode at one of these other terminals, a correspondingly lower voltage drop across the entire resistor chain R 1 to R 4 is measured, so that the current control to a higher supply current flowing through the LED array 2, leads.
  • I LED U I_Sense R
  • FIG. 3 shows the circuit arrangement after FIG. 2 , wherein the circuit with trimming resistor in the last column is shown, while in the columns I 1 to I 4, a circuit without trim resistor is shown.
  • trim resistor Without trim resistor, a current of 200mA, 350mA, 500mA or 700mA can be selected depending on the selection of the cathode terminal of the LED array.
  • the current depending on the trim resistor as in connection with the FIG. 2 explained, between 200 mA and 700 mA depending on the value of the trim resistor in relation to the resistor R 1 + R 2 + R 3 freely set.
  • the cathode of the LED array is connected to the same terminal as one end of the trim resistor. This is not mandatory.
  • the trim resistor may also be connected between two other terminals of the electronic ballast provided for the cathode of the LED array. The available current to supply the LED can be calculated accordingly from the series or parallel connection of the resistors R 1 to R 4 and R Trim as previously shown.
  • the LED assembly 2 in the FIGS. 1a and 1b consists only of one LED while in the FIGS. 2 and 3 an arrangement 2 of a plurality of LEDs is shown in series.
  • the LED array 2 may generally be formed of a series and / or parallel connection of multiple LEDs.
  • the arrangement in a row has the advantage that a higher voltage for supplying the LEDs is usable, so that the power loss is reduced by the resistance of the supply cable.
  • the parallel connection has the advantage that in the case of a defect of an LED which causes an interruption of the circuit, the remaining parallel-connected LEDs remain in operation. Since the electronic ballast regulates to a constant current, it is irrelevant in the context of the maximum supply voltage provided, how many LEDs are connected in series to the electronic ballast. When LEDs are connected in parallel, the supply current is increased accordingly. This can be done by selecting the second terminal and the amount of trim resistor.
  • electronic ballasts can be provided with more or fewer terminals for the cathode of the LED array. In the simplest embodiment, only two cathode terminals are required. However, electronic ballasts with more than four terminals as shown in the figures can be used.
  • the invention is not limited to electronic ballasts which provide different terminals for the cathode only. It is also possible ballasts to use, instead of or in addition, several terminals for the anode of the LED array available.
  • the trim resistor may be connected between terminals of lower or higher potential than the terminal selected for the LED array 2 to increase or decrease the LED supply current.
  • FIG. 4 a further embodiment of a circuit arrangement is shown with a trim resistor, wherein the trim resistor between two second terminals, which in the FIG. 4 23 and 27 are connected.
  • the LED array 2 is connected between the first terminal LED + and a selected second terminal, which in this example forms the terminal 22.
  • the trim resistor is not connected to the selected second terminal to which the one electrode of the LED array is connected.
  • FIG. 5 shows a further circuit arrangement with a trim resistor, which is formed in this embodiment by a wire bridge.
  • This embodiment represents the special case that the trim resistor is low impedance.
  • trim resistors are connected between each two second terminals.
  • the trim resistors in this embodiment are also low impedance, ie formed by a wire bridge.

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  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur LED-Stromversorgung, die Folgendes umfasst: ein elektrisches Vorschaltgerät zum Anschluss von einer Anordnung aus wenigstens einer LED, wobei das elektronische Vorschaltgerät eine erste Anschlussklemme aufweist, an welcher die Anordnung aus wenigstens einer LED mit einer Elektrode, vorzugangsweise der Anode, angeschlossen ist, und mehrere zweite Anschlussklemmen aufweist, an welchen die Anordnung aus wenigstens einer LED mit der zweiten Elektrode, vorzugsweise mit der Kathode, wahlweise anschließbar ist, um die wenigstens eine LED mit einer der ausgewählten zweiten Anschlussklemme entsprechenden Stromstärke zu versorgen, wobei ein Trimmwiderstand vorgesehen ist, welcher parallel zu zwei der zweiten Anschlussklemmen geschaltet ist, um die gewählte Versorgungsstromstärke einzustellen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schaltung für eine LED-Stromversorgung, insbesondere für die elektrische Versorgung einer Anordnung aus einer oder mehreren zum Beispiel in Reihe geschalteten LEDs (lichtemittierende Dioden, worunter auch organische lichtemittierende Dioden zu verstehen sind).
  • LEDs werden in immer größerem Umfang für Beleuchtungseinrichtungen wie Innen- und Außenleuchten eingesetzt. Zur elektrischen Versorgung der LEDs sind Schaltungsanordnungen, sogenannte LED-Treiber, bekannt. Um unterschiedliche LED-Anordnungen, unterschiedliche Typen von LEDs oder LEDs mit unterschiedlicher Helligkeit betreiben zu können, ist im Stand der Technik häufig eine Schaltungsanordnung zur Stromversorgung vorgesehen, die mehrere Anschlussklemmen aufweist, wobei jede Anschlussklemme zur Abgabe einer vorgegebenen Stromstärke bestimmt ist (siehe z.B. Figur 1a).
  • Ein Nachteil dieser LED-Treiber ist jedoch, dass der Versorgungsstrom für die LEDs durch die Treiberanordnung nur aus einer begrenzten Anzahl von fest vorgegebenen Stromstärken wählbar ist.
  • Andere Ansätze aus dem Stand der Technik sehen vor, die LED-Treiber mit einer Softwareschnittstelle zu versehen, so dass die Stromquelle in dem LED-Treiber elektronisch einstellbar ist. Diese Lösung erfordert jedoch einen hohen Aufwand sowohl auf der Hardwareseite, um eine frei programmierbare Stromversorgung vorzusehen, als auch auf der Softwareseite, um den Treiber wunschgemäß programmieren zu können.
  • Weitere Ansätze im Stand der Technik sehen vor, einen LED-Treiber mit Dip-Schaltern oder mit Drahtbrücken auszustatten, die es ermöglichen, unterschiedliche Stromstärken auswählen zu können. Der Nachteil dieser Anordnung ist jedoch, dass auch nur eine begrenzte Anzahl von diskreten Stromstärken wählbar ist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltung zur LED-Stromversorgung bereitzustellen, welche ein Einstellen der Versorgungsstromstärke für eine Anordnung aus wenigstens einer LED auf möglichst einfache Weise realisieren kann.
  • Die Erfindung sieht zur Lösung der Aufgabe eine Schaltung zur LED-Stromversorgung vor, die Folgendes umfasst: ein elektrisches Vorschaltgerät zum Anschluss von einer Anordnung aus wenigstens einer LED, wobei das elektronische Vorschaltgerät eine erste Anschlussklemme aufweist, an welcher die Anordnung aus wenigstens einer LED mit einer Elektrode, vorzugangsweise der Anode, angeschlossen ist, und mehrere zweite Anschlussklemmen aufweist, an welchem die Anordnung aus wenigstens einer LED mit der zweiten Elektrode, vorzugsweise mit der Kathode, wahlweise anschließbar ist, um die wenigstens eine LED mit einer der ausgewählten zweiten Anschlussklemme entsprechenden Stromstärke zu versorgen, wobei ferner ein Trimmwiderstand vorgesehen ist, welcher parallel zu zwei der zweiten Anschlussklemmen geschaltet ist, um die gewählte Versorgungsstromstärke einzustellen.
  • Erfindungsgemäß wird ein Trimmwiderstand parallel zwischen zwei zweiten Anschlussklemmen, von denen wenigstens eine nicht von der zweiten Elektrode der LED-Anordnung belegt ist, geschaltet. Durch den Trimmwiderstand wird die Stromstärke beeinflusst, welche von dem elektronischen Vorschaltgerät an der ausgewählten Anschlussklemme zur Verfügung gestellt wird. Auf diese Weise lässt sich sehr einfach die Stromstärke zur Versorgung der wenigstens einen LED einstellen. Die Beschränkung auf die von dem elektronischen Vorschaltgerät vorgegebenen diskreten Stromstärken wird dadurch überwunden, ohne auf das elektronische Vorschaltgerät selbst Einfluss nehmen zu müssen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Trimmwiderstand zwischen der ausgewählten zweiten Anschlussklemme, an welcher die zweite Elektrode der Anordnung aus wenigstens einer LED anliegt und einer weiteren zweiten Anschlussklemme, welche auf einem niedrigeren oder höheren Potential als die ausgewählte Anschlussklemme liegt, angeschlossen. In einer Ausführungsform liegt z.B. die Anode der LED-Anordnung an der ersten Anschlussklemme an und die Kathode der Anordnung aus wenigstens einer LED an der ausgewählten zweiten Anschlussklemme. Der Trimmwiderstand wird in dieser Ausführungsform zwischen die ausgewählte zweite Anschlussklemme und einer Anschlussklemme mit niedrigerem Potential geschaltet. Abhängig von der Größe des Trimmwiderstandes wird in dieser Ausführungsform die Versorgungsstromstärke auf einen Wert eingestellt werden, der zwischen der Stromstärke liegt, welche der Stromstärke der ausgewählten zweiten Anschlussklemme und der einen weiteren zweiten Anschlussklemme, an welcher der Trimmwiderstand geklemmt ist, entspricht. Wenn beispielsweise die Stromstärke der ausgewählten zweiten Anschlussklemme 200 mA entspricht und die weitere zweite Anschlussklemme, an welcher der Trimmwiderstand angeschlossen ist, einer Stromstärke von 700 mA entspricht, kann abhängig von der Größe des Trimmwiderstands die Versorgungsstromstärke zwischen 200 mA (Trimmwiderstand sehr hoch) und 700 mA (Trimmwiderstand sehr niedrig) eingestellt werden.
  • Selbstverständlich kann die Erfindung auch ein elektronisches Vorschaltgerät vorsehen, bei welchem die Anschlussklemme für die Anode der Anordnung wenigstens einen LED auswählbar ist. In diesem Fall liegt der Trimmwiderstand bei der vorhergehend zitierten Ausführungsform zwischen der ausgewählten zweiten Anschlussklemme und einer weiteren zweiten Anschlussklemme an, die ein höheres Potential als die ausgewählte zweite Anschlussklemme besitzt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Trimmwiderstand verstellbar, z.B. in Form eines Dreh- oder Schiebepotentiometers. Bei dieser Ausführungsform kann auf besonders einfache Weise die Versorgungsstromstärke eingestellt werden. Wenn beispielsweise der Trimmwiderstand an der ausgewählten zweiten Anschlussklemme und einer weiteren zweiten Anschlussklemme mit höherem oder niedrigerem Potential angeschlossen ist, und der Widerstand von nahezu Null bis nahezu isolierend einstellbar ist, kann durch Verstellen des verstellbaren Trimmwiderstandes jede beliebige Versorgungsstromstärke zwischen der Stromstärke, welche der ausgewählten zweiten Anschlussklemme entspricht und der Stromstärke, die der weiteren zweiten Anschlussklemme entspricht, eingestellt werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das elektrische Vorschaltgerät wenigstens drei, vier, fünf, sechs, sieben oder acht zweite Anschlussklemmen auf. Obgleich die Erfindung bereits mit zwei zweiten Anschlussklemmen ausführbar ist, ist eine größere Anzahl von zweiten Anschlussklemmen von Vorteil, weil dadurch die oberen und unteren Grenzwerten für die einstellbare Versorgungsstromstärke in einem größeren Bereich oder mit einer feineren Abstufung gewählt werden können.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das elektronische Vorschaltgerät so eingerichtet, dass die zweiten Anschlussklemmen jeweils eine konstante Stromstärke durch die wenigstens eine LED liefern. Dazu wirkt das elektronische Vorschaltgerät als eine Konstantstromquelle, wobei die Konstantstromquelle über einen Spannungsteiler unterschiedliche aber jeweils konstante Stromstärken an den jeweils zweiten auswählbaren Anschlussklemmen zur Verfügung stellt. Die eine oder mehreren LEDs werden vorzugsweise mit einer Konstantstromquelle (im Unterschied zu einer konstanten Spannungsquelle) versorgt, um unterschiedliche Anzahlen von LEDs oder LEDs verschiedenen Bautyps betreiben zu können. Ferner können LEDs auch im Laufe der Zeit altern, wodurch sich deren Innenwiderstände ändern. Durch die Versorgung mit einem konstanten Strom (im Unterschied zu einer konstanten Spannung) hat dann der Alterungseffekt auf die Helligkeit der LED keinen oder nur einen geringeren Einfluss.
  • Beispielsweise kann die konstante Stromstärke in Abhängigkeit von der ausgewählten zweiten Anschlussklemme einen Strom zwischen 10 mA und 5000 mA, vorzugsweise zwischen 30 mA und 1500 mA, z.B. zwischen 200 mA und 700 mA, bereitstellen. Die genannten Stromstärken können z.B. mit fünf verschiedenen Zwischenwerten von dem elektronischen Vorschaltgerät abgegriffen werden. Durch den Trimmwiderstand ist dann eine weitere Einstellmöglichkeit zwischen den jeweils genannten konstanten Stromstärken möglich.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Anordnung aus wenigstens einer LED eine Reihe von mehreren LEDs, wobei die erste und die zweite Elektrode der Anordnung durch die äußerste Elektrode der ersten bzw. der letzten LED innerhalb der Reihe definiert ist. Es ist auch möglich, dass eine oder mehrere LEDs oder Reihen von LEDs parallel geschaltet sind. Es bildet jeweils die gemeinsame Anode bzw. die gemeinsame Kathode der ersten bzw. letzten LED in den mehreren parallel geschalteten LED-Reihen die erste bzw. zweite Elektrode der Anordnung.
  • Die Anordnung aus mehreren LEDs in einer Reihe hat den Vorteil, dass die Versorgungspannung für die LEDs höher ist, so dass der Leistungsverlust durch den ohmschen Widerstand in den Zuleitungen geringer ist. Selbst wenn innerhalb von einer Reihe von LEDs eine LED versagen sollte, führt das nicht zwangsläufig zum Ausfall der gesamten LED-Reihe, weil im Fall einer defekten LED meistens ein Kurzschluss über die defekte LED gebildet wird. Zur Sicherheit können aber mehrere LED-Reihen parallel vorgesehen sein, so dass wenigstens die LEDs in den übrigen parallelen Reihen weiter betrieben werden, falls eine LED in einer Reihe eine Unterbrechung durch einen Defekt hervorruft. Die Anordnung aus einer oder mehreren LED-Reihen kann an der erfindungsgemäßen Stromversorgung betrieben werden und zwar unabhängig von der Anzahl der LEDs innerhalb der Reihen, weil die Stromversorgung einen konstanten Versorgungsstrom entsprechend der ausgewählten Anschlussklemmen und dem Trimmwiderstand bereitstellt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die mehreren zweiten Anschlussklemmen im elektronischen Vorschaltgerät jeweils an einem Knoten zwischen einer Reihe von Widerständen angeordnet, wobei über die Reihe von Widerständen eine Spannung abfällt. Die Versorgungsspannung an der ersten Anschlussklemme für die Versorgung der angeschlossenen Anordnungen aus wenigstens einer LED kann derart geregelt werden, so dass zwischen der ersten Anschlussklemme und der ausgewählten zweiten Anschlussklemme immer eine konstante Stromstärke fließt. Dazu wird die Spannung zur LED-Versorgung an der ersten Anschlussklemme entsprechend dem gemessenen Spannungsabfall über die Reihe von Widerständen nachgeregelt, so dass der Strom durch die Anordnung aus wenigstens einer LED konstant bleibt. Bei Auswahl unterschiedlicher zweiter Anschlussklemmen zum Anschluss der zweiten Elektrode der LED-Anordnung, während der Spannungsabfall immer über die ganze Reihe von Widerständen gemessen wird, stellt sich ein entsprechend unterschiedlicher konstanter Strom durch die LED-Anordnung ein. Dies entspricht einer Konstantstromquelle mit mehreren wählbaren diskreten Stromstärken. Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Weiterbildung wird jedoch der Vorteil erzielt, dass die konstante Stromstärke mit Hilfe des Trimmwiderstands über einen weiten Bereich frei einstellbar ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Trimmwiderstand auch durch einen niederohmigen Widerstand, insbesondere durch eine Drahtbrücke gebildet werden. Diese Ausführungsform lässt sich besonders einfach und kostengünstig z.B. in einer Roboterbestückungsanlage herstellen.
  • Gemäß weiterer bevorzugter Ausführungsformen können auch mehr als ein Trimmwiderstand jeweils zwischen zwei der zweiten Anschlussklemme vorgesehen sein. Auf diese Weise ergeben sich noch mehr Möglichkeiten, um den Strom durch die LED-Anordnung bei gegebenem elektrischen Vorschaltgerät einzustellen. Beispielsweise können die mehreren Trimmwiderstände auch durch mehrere Drahtbrücken gebildet sein.
  • Weitere Merkmale und Vorzüge der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform deutlich, die in Verbindung mit den beigefügten Figuren beschrieben wird. In den Figuren ist Folgendes dargestellt:
    • Figuren 1a und b
    zeigen im Vergleich einen LED-Treiber, welche eine LED ohne und mit Trimmwiderstand betreiben, wobei Figur 1b eine erste Ausführungsform der Erfindung zeigt.
    Figur 2
    zeigt eine Schaltung zum Betreiben einer LED-Anordnung mit Trimmwiderstand.
    Figur 3
    zeigt eine Schaltung zum Betreiben einer LED-Anordnung in verschiedenen Konfigurationen mit und ohne Trimmwiderstand.
    Figur 4
    zeigt eine weitere Schaltung zum Betreiben einer LED-Anordnung.
    Figur 5
    zeigt eine weitere Schaltung zum Betreiben einer LED-Anordnung, wobei der Trimmwiderstand durch eine Drahtbrücke gebildet ist.
    Figur 6
    zeigt eine weitere Schaltung zum Betreiben einer LED-Anordnung mit zwei Trimmwiderständen, die als Drahtbrücken ausgeführt sind.
  • Bezug nehmend auf die Figuren 1a und 1b ist ein LED-Treiber 4 dargestellt, an welchem eine LED 2 angeschlossen ist. Es ist zu verstehen, dass die LED 2 nur symbolisch für eine Anordnung von LEDs darstellt, die auch mehrere LEDs in einer Reihen- oder Parallelschaltung umfassen kann.
  • Der LED-Treiber 4 besitzt eine erste Anschlussklemme (LED+), an welcher die Anode der LED 2 angeschlossen ist. Ferner besitzt der LED-Treiber 4 mehrere, in dem dargestellten Beispiel vier zweite Anschlussklemmen LED-, an welchem wahlweise die Kathode der LED 2 angeschlossen werden kann. Jede zweite Anschlussklemme LED- ist dafür bestimmt, einen konstanten Strom zur Versorgung der LED zur Verfügung zu stellen, wobei die Anschlüsse diskrete Stromstärken vom 200 mA, 350 mA, 500 mA und 700 mA bereitstellen. In der Figur 1a ist die Anschlussklemme mit 500 mA ausgewählt, um die Kathode der LED 2 anzuschließen. Demgemäß wir die LED mit einer Stromstärke von 500 mA versorgt.
  • In der Figur 1b ist die LED zwischen der Anschlussklemme LED+ und der Anschlussklemme LED- mit 200 mA angeschlossen. Ferner ist ein Trimmwiderstand RTrim zwischen der Anschlussklemme LED- mit 200 mA und der Anschlussklemme LED- mit 700 mA parallel geschaltet. Ohne den Trimmwiderstand würde eine Stromstärke von 200 mA durch die LED 2 fließen. Durch den Trimmwiderstand RTrim wird die Stromstärke jedoch erhöht. Die Stromstärke durch die LED liegt abhängig von der Höhe des Trimmwiderstands zwischen 200 mA und 700 mA. Durch die Wahl des Trimmwiderstands RTrim kann daher die Versorgungsstromstärke durch die LED eingestellt werden. Gemäß einer Ausführungsform kann der Trimmwiderstand RTrim ein verstellbares Potentiometer sein, welches zwischen einem sehr niederohmigen und einem sehr hochohmigen Wert verstellt werden kann. Dadurch lässt sich die Stromstärke durch die LED von 200 mA bis 700 mA frei einstellen.
  • Bezug nehmend auf die Figur 2 ist ein Schaltbild gemäß der Erfindung dargestellt. Das elektronische Vorschaltgerät 4 (in den Figuren 1a und 1b als LED-Treiber 4 bezeichnet) umfasst wie in den Figuren 1a und 1b eine erste Anschlussklemme LED+ zum Anschließen der Kathode einer LED-Anordnung 2 und vier zweite Anschlussklemmen LED-, welche diskrete Stromstärken von 200 mA, 350 mA, 500 mA und 700 mA bereitstellen. Die LED-Anordnung 2 ist in der Figur 2 als eine Reihe von mehreren LEDs dargestellt. Die Anode ersten LED in der LED-Reihe ist an der Anschlussklemme LED+ angeschlossen, während die Kathode der letzten LED in der Reihe an der Anschlussklemme für 200 mA angeschlossen ist. Ferner ist ein Trimmwiderstand RTrim zwischen der Anschlussklemme für 200 mA und der Anschlussklemme für 700 mA parallel geschaltet. Wie im Zusammenhang mit der Figur 1b erläutert, kann durch Wahl des Trimmwiderstands die Stromstärke zur Versorgung der LED-Anordnung zwischen 200 mA und 700 mA eingestellt werden.
  • Das elektronische Vorschaltgerät wirkt als eine Konstantstromquelle. Dazu misst das elektronische Vorschaltgerät den Spannungsabfall über eine Reihe von Widerständen R1, R2, R3 und R4, d.h. zwischen der ersten Anschlussklemme bei UI_Sense und GND. Abhängig von dem gemessenen Spannungsabfall über die Widerstandskette wird die Spannung an der Anschlussklemme LED+ nachgeregelt, so dass ein konstanter Strom von 200 mA durch die LED-Anordnung 2 fließt. Das elektronische Vorschaltgerät sieht ferner weitere Anschlussklemmen an den Knoten in der Widerstandskette R1 bis R4 vor. Wenn die LED-Anordnung mit der Kathode an einer dieser weiteren Anschlussklemmen angeschlossen ist, wird ein entsprechend geringerer Spannungsabfall über die gesamte Widerstandskette R1 bis R4 gemessen, so dass die Stromregelung zu einem höheren Versorgungsstrom, der durch die LED-Anordnung 2 fließt, führt.
  • Für den Strom durch die LED-Anordnung 2 gilt allgemein: I LED = U I_sense R
    Figure imgb0001
  • Der Widerstand R wird in Schaltungsanordnung gemäß Figur 2 gebildet durch die Parallelschaltung von (R1 + R2 + R3) mit RTrim und dem Widerstand R4 in Reihe dazu gebildet. Für den Strom durch die LEDs gilt daher I LED = U I_sense R 4 + R 1 + R 2 + R 3 * R Trim R 1 + R 2 + R 3 + R Trim
    Figure imgb0002
  • Aus der Formel ist leicht zu erkennen, dass sich für einen sehr niederohmigen Trimmwiderstand, d.h. RTrim « (R1+R2+R3) ein Versorgungsstrom durch die LED ILED = UI_sense/R4 ergibt. Bei einem sehr hochohmigen Trimmwiderstand, d.h. RTrim >> (R1+R2+R3), ergibt sich ein Strom durch die LED von ILED = UI_sense/(R1+R2+R3+R4). Der Strom kann daher zwischen 200 mA und 700 mA entsprechend der oberen und unteren Anschlussklemme für die Kathode der LED-Anordnung eingestellt werden.
  • Figur 3 zeigt die Schaltungsanordnung nach Figur 2, wobei die Schaltung mit Trimmwiderstand in der letzten Spalte dargestellt ist, während in den Spalten I1 bis I4 eine Schaltung ohne Trimmwiderstand dargestellt ist.
  • Ohne Trimmwiderstand lässt sich abhängig von der Auswahl der Anschlussklemme für die Kathode der LED-Anordnung ein Strom von 200 mA, 350 mA, 500 mA oder 700 mA auswählen. In der erfindungsgemäßen Schaltung mit einem Trimmwiderstand kann der Strom abhängig von dem Trimmwiderstand, wie im Zusammenhang mit der Figur 2 erläutert, zwischen 200 mA und 700 mA abhängig von dem Wert des Trimmwiderstands im Verhältnis zu dem Widerstand R1+R2+R3 frei eingestellt werden.
  • In den in den Figuren dargestellten Ausführungsformen der Erfindung ist die Kathode der LED-Anordnung an der gleichen Anschlussklemme angeschlossen, wie ein Ende des Trimmwiderstand. Dies ist nicht zwingend erforderlich. Der Trimmwiderstand kann auch zwischen zwei anderen Anschlussklemmen des elektronischen Vorschaltgeräts, welche für die Kathode der LED-Anordnung vorgesehen sind, angeschlossen sein. Die zur Verfügung stehende Stromstärke zur Versorgung der LED kann entsprechend aus der Reihen- bzw. Parallelschaltung der Widerstände R1 bis R4 und RTrim berechnet werden wie vorhergehend dargestellt.
  • Die LED-Anordnung 2 in den Figuren 1a und 1b besteht nur aus einer LED, während in den Figuren 2 und 3 eine Anordnung 2 aus mehreren LEDs in Reihe gezeigt ist. Es ist jedoch zu verstehen, dass die LED-Anordnung 2 im Allgemeinen aus einer Reihen- und/oder Parallelschaltung von mehreren LEDs gebildet werden kann. Die Anordnung in einer Reihe hat den Vorteil, dass eine höhere Spannung zur Versorgung der LEDs verwendbar ist, so dass sich der Leistungsverlust durch den ohmschen Widerstand der Zuleitungskabel verringert. Die Parallelschaltung hat den Vorteil, dass im Falle eines Defekts einer LED, die eine Unterbrechung der Schaltung bewirkt, die übrigen parallel geschalteten LEDs in Betrieb bleiben. Da das elektronische Vorschaltgerät auf einen konstanten Strom regelt, ist es im Rahmen der maximal zur Verfügung gestellten Versorgungsspannung unerheblich, wie viele LEDs in Reihe an dem elektronischen Vorschaltgerät angeschlossen sind. Bei parallel geschalteten LEDs wird die Versorgungsstromstärke entsprechend erhöht. Dies kann durch die Auswahl der zweiten Anschlussklemme und der Stärke des Trimmwiderstands erfolgen.
  • Erfindungsgemäß können elektronische Vorschaltgeräte mit mehr oder weniger Anschlussklemmen für die Kathode der LED-Anordnung vorgesehen sein. In der einfachsten Ausführungsform sind lediglich zwei Kathoden-Anschlussklemmen erforderlich. Es können jedoch elektronische Vorschaltgeräte mit mehr als vier Anschlussklemmen, wie in den Figuren dargestellt, angewandt werden.
  • Ferner ist die Erfindung nicht beschränkt auf elektronische Vorschaltgeräte, welche lediglich für die Kathode verschiedene Anschlussklemmen bereitstellen. Es ist auch möglich, Vorschaltgeräte zu verwenden, welche anstelle dessen oder in Ergänzung mehrere Anschlussklemmen für die Anode der LED-Anordnung zur Verfügung stellen.
  • Der Trimmwiderstand kann zwischen Anschlussklemmen mit niedrigeren oder höheren Potential als die für die LED-Anordnung 2 ausgewählte Anschlussklemme geschaltet werden, um den LED-Versorgungsstrom zu erhöhen bzw. zu verringern.
  • In Figur 4 ist eine weitere Ausführungsform einer Schaltungsanordnung mit einem Trimmwiderstand dargestellt, wobei der Trimmwiderstand zwischen zwei zweiten Anschlussklemmen, welche in der Figur 4 als 23 und 27 bezeichnet sind, angeschlossen ist. Die LED-Anordnung 2 ist zwischen der ersten Anschlussklemme LED+ und einer ausgewählten zweiten Anschlussklemme, welche in diesem Beispiel die Klemme 22 bildet, angeschlossen ist. Im Unterschied zu der Ausführungsform nach Figur 1b ist bei dieser Ausführungsform der Trimmwiderstand nicht mit der ausgewählten zweiten Anschlussklemme, an welcher die eine Elektrode der LED-Anordnung angeschlossen ist, verbunden.
  • Figur 5 zeigt eine weitere Schaltungsanordnung mit einem Trimmwiderstand, der in dieser Ausführungsform durch eine Drahtbrücke gebildet ist. Diese Ausführungsform stellt den Sonderfall dar, dass der Trimmwiderstand niederohmig ist.
  • In der Ausführungsform nach Figur 6 sind zwei Trimmwiderstände zwischen jeweils zwei zweiten Anschlussklemmen angschlossen. Die Trimmwiderstände in dieser Ausführungsform sind ebenfalls niederohmig, d.h. durch eine Drahtbrücke gebildet.
    • Bezugszeichenliste:
    • 2
    Anordnung aus wenigstens einer LED
    4
    elektronisches Vorschaltgerät
    LED+
    erste Anschlussklemme
    LED-
    zweite Anschlussklemme
    RTrim
    Trimmwiderstand
    R1 bis R4
    Widerstände im elektronischen Vorschaltgerät
    UI_sense
    Spannungsabfall über R1 bis R4
    ILED
    Strom durch die Anordnung aus wenigstens einer LED

Claims (12)

  1. Schaltung zur LED-Stromversorgung, die Folgendes umfasst:
    ein elektrisches Vorschaltgerät (4) zum Anschluss von einer Anordnung (2) aus wenigstens einer LED, wobei das elektronische Vorschaltgerät eine erste Anschlussklemme (LED+) aufweist, an welcher die Anordnung (2) aus wenigstens einer LED mit einer Elektrode, vorzugangsweise der Anode, angeschlossen ist, und mehrere zweite Anschlussklemmen (LED-) aufweist, an welchen die Anordnung (2) aus wenigstens einer LED mit der zweiten Elektrode, vorzugsweise mit der Kathode, wahlweise anschließbar ist, um die wenigstens eine LED mit einer der ausgewählten zweiten Anschlussklemme (LED-) entsprechenden Stromstärke zu versorgen,
    gekennzeichnet durch einen Trimmwiderstand (RTrim), welcher parallel zu zwei der zweiten Anschlussklemmen (LED-) geschaltet ist, um die gewählte Versorgungsstromstärke einzustellen.
  2. Schaltung zur LED-Stromversorgung nach Anspruch 1, wobei der Trimmwiderstand (RTrim) parallel zwischen der ausgewählten zweiten Anschlussklemme (LED-), an welcher die zweite Elektrode der Anordnung (2) aus wenigstens einer LED anliegt, und einer weiteren zweiten Anschlussklemme (LED-), welche auf einem niedrigeren oder höheren Potential als die ausgewählte zweite Anschlussklemme (LED-) liegt, geschaltet ist.
  3. Schaltung zur LED-Stromversorgung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Trimmwiderstand (RTrim) verstellbar ist.
  4. Schaltung zur LED-Stromversorgung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das elektrische Vorschaltgerät (4) wenigstens drei, vier, fünf, sechs, sieben oder acht zweite Anschlussklemmen (LED-) aufweist.
  5. Schaltung zur LED-Stromversorgung, wobei das elektronische Vorschaltgerät so eingerichtet ist, dass die zweiten Anschlussklemmen (LED-) jeweils eine konstante Stromstärke durch die wenigstens eine LED liefern.
  6. Schaltung zur LED-Stromversorgung nach Anspruch 5, wobei die konstante Stromstärke abhängig von der ausgewählten zweiten Anschlussklemme (LED-) einen Strom zwischen 10 mA und 5000 mA, vorzugsweise zwischen 30 mA und 1500 mA bereitstellt.
  7. Schaltung zur LED-Stromversorgung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anordnung aus wenigstens einer LED eine Reihe von mehreren LEDs umfasst, wobei die erste und zweite Elektrode durch die äußersten Elektroden der ersten und der letzten LED in der einen Reihe definiert sind.
  8. Schaltung zur LED-Stromversorgung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mehreren zweiten Anschlussklemmen (LED-) im elektronischem Vorschaltgerät (4) jeweils an einem Knoten zwischen einer Reihe von Widerständen (R1 bis R4) angeordnet sind, wobei eine über die Reihe von Widerständen (R1 bis R4) abfallende Spannung (UI_sense) zur Regelung der Versorgungsstromstärke für die Anordnung (2) aus wenigstens einer LED gemessen wird.
  9. Schaltung zur LED-Stromversorgung nach Anspruch 8, wobei das elektronische Vorschaltgerät so eingerichtet ist, dass in Abhängigkeit von dem gemessenen Spannungsabfall (UI_sense) über die Widerstandskette (R1 bis R4) eine Versorgungsspannung an der ersten Anschlussklemme (LED+) derart geregelt wird, dass zwischen der ersten Anschlussklemme (LED+) und der ausgewählten zweiten Anschlussklemme (LED-) eine konstante Stromstärke durch die Anordnung (2) aus wenigstens einer LED fließt.
  10. Schaltung zur LED-Stromversorgung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehrere Trimmwiderstände (RTrim) jeweils zwischen zwei der zweiten Anschlussklemmen (LED-) geschaltet sind, um die Versorgungsstromstärke einzustellen.
  11. Schaltung zur LED-Stromversorgung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der eine oder, bei Rückbezug auf den Anspruch 10, mehrere der Trimmwiderstände (RTrim) niederohmig sind, insbesondere durch eine Drahtbrücke gebildet werden.
  12. Verfahren zum Einstellen einer Versorgungsstromstärke für eine Anordnung (2) aus wenigstens einer LED mit einem elektronischen Vorschaltgerät (4) zum Anschluss der Anordnung (2) aus wenigstens einer LED, wobei das elektronische Vorschaltgerät (4) eine erste Anschlussklemme (LED+) aufweist, in welcher die Anordnung aus wenigstens einer LED mit einer Elektrode, vorzugsweise der Anode, angeschlossen wird und mehrere zweite Anschlussklammern (LED-) aufweist, von denen eine ausgewählt wird, um die Anordnung aus wenigstens einer LED mit der zweiten Elektrode, vorzugsweise mit der Kathode, daran anzuschließen, um die wenigstens eine LED mit einer der ausgewählten zweiten Anschlussklemme (LED-) entsprechenden Stromstärke zu versorgen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Trimmwiderstand (RTrim) parallel zwischen zwei der zweiten Anschlussklemmen (LED-) geschaltet wird, um die Versorgungsstromstärke weiter einzustellen.
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