EP3127401A1 - Betriebsgerät, leuchte und verfahren zum betreiben eines leuchtmittels - Google Patents

Betriebsgerät, leuchte und verfahren zum betreiben eines leuchtmittels

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EP3127401A1
EP3127401A1 EP15722348.8A EP15722348A EP3127401A1 EP 3127401 A1 EP3127401 A1 EP 3127401A1 EP 15722348 A EP15722348 A EP 15722348A EP 3127401 A1 EP3127401 A1 EP 3127401A1
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EP
European Patent Office
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operating device
voltage
led
control unit
led current
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EP15722348.8A
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English (en)
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Wayne Bell
Blazej Szyler
Paul Dalby
Deepak MAKWANA
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Tridonic GmbH and Co KG
Original Assignee
Tridonic GmbH and Co KG
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Publication date
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Priority claimed from ATGM148/2014U external-priority patent/AT14343U1/de
Application filed by Tridonic GmbH and Co KG filed Critical Tridonic GmbH and Co KG
Publication of EP3127401A1 publication Critical patent/EP3127401A1/de
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    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Definitions

  • the invention relates to a control gear for a lighting means.
  • the invention relates to an operating device for supplying a light-emitting diode (LED) or a plurality of LEDs, wherein the operating device has a power factor correction circuit.
  • LED light-emitting diode
  • the LEDs may be inorganic or organic LEDs.
  • the operating device has a constant current source to provide an LED current to the LEDs.
  • an operating device may comprise a clocked converter.
  • the operating device has a power factor correction circuit (PFC) which generates a DC voltage (DC voltage), which is supplied to the constant current source. It is desirable to be able to generate different LED currents with one operating device so that the operating device can be combined with a larger number of different LED modules.
  • PFC power factor correction circuit
  • the invention has for its object to provide devices and methods that reduce the problems described.
  • the invention has for its object to provide devices and methods in which an operating device can generate a plurality of LED currents, wherein the above-described problems of conventional operating devices can be attenuated or eliminated.
  • the invention relates to an operating device for at least one light-emitting diode, a luminaire and a method having the features specified in the independent claims.
  • the dependent claims define embodiments of the invention.
  • an operating device for at least one light-emitting diode which has a power factor correction circuit with adjustable DC voltage.
  • the adjustability of the DC voltage generated by the power factor correction circuit and used to power a clocked converter or other constant current source provides another parameter by which the operating device can be adapted to different LED currents. As a result, the mode of operation of the operating device can be better adapted to the respectively desired LED current.
  • the operating device can be set up to read out an electrical component of an LED module, which indicates which LED current is required for the supply of the corresponding LED module.
  • a controller of the driver may switch a controllable switch of the power factor correction circuit such that a value for the LED current read from the LED module determines the DC voltage available from the power factor correction circuit on a DC bus. is provided.
  • An operating device for at least one light emitting diode comprises a power factor correction circuit for providing a DC voltage.
  • the operating device comprises a control unit for controlling the power factor correction circuit.
  • the control unit is set up to adjust the DC voltage as a function of an LED current of the at least one light-emitting diode.
  • the operating device may include a terminal for reading out a parameter of at least one electrical component of an LED module.
  • the electrical component can be encoded in the LED module, which LED current is required for the LED module.
  • the control unit may be configured to adjust the DC voltage generated by the power factor correction circuit depending on the characteristic.
  • the control unit may be arranged such that both control of a power factor correction circuit and current regulation of a constant current source supplied with the DC voltage depends on the characteristic that the operating device reads out.
  • the operating device can be set up to read out the parameter when starting the operating device.
  • the read-out characteristic may determine the DC voltage generated by the power factor correction circuit for subsequent operation.
  • the operating device can be set up in order to read out the parameter only when starting the operating device before the LED current is supplied to the at least one light-emitting diode.
  • the electrical component may be a resistor on the LED module.
  • the resistor may have one of a plurality of discrete values to indicate one of a plurality of discrete possible LED currents.
  • connection for reading the parameter can be from an output of the Be different than the operating device via which the operating device outputs the LED current as the output current of the operating device.
  • the operating device may comprise a further control unit.
  • the further control unit can be set up to transmit information about the parameter read out via a potential barrier to the control unit.
  • the potential barrier of the operating device may be a Separated Extra Low Voltage (SELV) barrier
  • the further control unit may be arranged in a SELV range of the operating device
  • the control unit may be arranged in a non-SELV region of the operating device the SELV region is separated by the potential barrier.
  • the operating device may include a galvanic isolation, for example an optocoupler or transformer, in order to transmit the information about the characteristic across the potential barrier to the control unit.
  • a galvanic isolation for example an optocoupler or transformer
  • the control unit may be a semiconductor integrated circuit.
  • the control unit may be a microcontroller, a controller or an application-specific special circuit.
  • the control unit may be a microprocessor or processor.
  • the further control unit may be a further semiconductor integrated circuit.
  • the further control unit may be a microcontroller, a controller or an application-specific special circuit.
  • the further control unit may be a microprocessor or processor.
  • the further control unit can also be omitted.
  • the resistor coding the LED current of the LED module or another electric component encoding the LED current of the LED module can be read out without using a semiconductor integrated circuit on the SELV side of the operating device.
  • the operating device may include a clocked converter, in particular a clocked converter. resonant converter, with potential isolation, which is supplied with the DC voltage.
  • An input of the clocked converter may be connected to the power factor correction circuit via a DC bus.
  • the clocked resonant converter has a resonant frequency.
  • the control unit may be configured to shift the resonance frequency by adjusting the DC voltage depending on the LED current.
  • the control unit may be configured to shift the resonance frequency by changing the DC voltage so that a switching frequency of a controllable switch of the clocked resonant converter or of a plurality of switches of the clocked resonant converter for generating different LED currents must be changed in a smaller frequency interval than at constant DC voltage.
  • the control unit may be configured to adjust the DC voltage depending on the LED current so that the resonant converter is operated on an inductive side of the resonance.
  • the control unit may be configured to adjust the DC voltage depending on the LED current such that, for each of the LED currents supported by the operating device, the resonant converter is operated on an inductive side of the resonance.
  • the control unit may be configured to set a first DC voltage for a first LED current.
  • the controller may be configured to set a second DC voltage that is less than the first DC voltage for a second LED current that is greater than the first LED current.
  • the clocked converter may be a clocked LLC resonant converter.
  • the clocked converter may be a half-bridge clocked LLC resonant converter.
  • the control unit may be configured to determine the DC voltage in accordance with the LED current using a map or a formula.
  • the control unit may include a non-volatile memory for storing the map.
  • the map may have a plurality of different Define DC voltages, one of which is selected depending on the LED current for which the LED module is designed.
  • the map or formula may set the DC voltage as a monotone decreasing function of the LED current.
  • the control unit may be configured to determine which DC voltage to set before outputting the LED current as the output current of the operating device.
  • a luminaire according to an embodiment comprises an operating device according to an embodiment and an LED module with at least one light-emitting diode, which is connected to the operating device.
  • the at least one light emitting diode may be an inorganic or organic light emitting diode.
  • the LED module may include an electrical component, such as a resistor, for encoding the LED current.
  • a terminal of the operating device may be connected to the LED module to read out the resistance and adjust the DC voltage depending on the resistance.
  • an operating device with a power factor correction circuit is used to provide a DC voltage.
  • the DC voltage is adjusted depending on an LED current of the at least one light-emitting diode.
  • the method can be carried out by the operating device or the luminaire according to an embodiment.
  • the operating device may read a characteristic of an electrical component, such as the resistor, present on an LED module to indicate the LED current flowing from the LED LED module needed
  • the reading of the parameter can be made via a connection of the operating device, which is different from the output, via which the LED current is output.
  • the characteristic can be read out before the LED module is supplied with the LED current.
  • the operating device may comprise a clocked resonant converter, which is supplied with the DC voltage.
  • the clocked resonant converter may be an LLC resonant converter.
  • the clocked resonant converter may be a half-bridge drive LLC resonant converter.
  • a controller may adjust the DC voltage of the power factor correction circuit to operate the LLC resonant converter on the inductive side of the resonance.
  • the DC voltage may be adjusted in the method such that for a first LED current required by a first LED module, a DC voltage generated by the power factor correction circuit is set to a first DC voltage. For a second LED current required by a second LED module, which is greater than the first LED current, a second DC voltage may be set to supply the resonant converter that is less than the first DC voltage.
  • the DC voltage generated by the power factor correction circuit can be adapted to the desired LED current.
  • the adjustability of the DC voltage allows, for example, to shift a resonant frequency of a clocked resonant converter of the operating device. Different LED currents require less significant changes in a switching frequency of the clocked converter than conventional fixed gain power supply of the power factor correction circuit.
  • Figure 1 shows a lamp with a control gear according to an embodiment example.
  • FIG. 2 shows an exemplary setting of a DC voltage as a function of an LED current in the operating device of FIG. 1.
  • FIG. 3 shows an exemplary setting of the DC voltage as a function of an LED current in the operating device of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a schematic block diagram of a control unit according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a flow chart of a method according to an embodiment.
  • FIG. 6 shows a luminaire with an operating device according to a further exemplary embodiment.
  • FIG. 1 shows an illustration of a luminaire which comprises an operating device 1 for at least one light-emitting diode (LED).
  • the operating device 1 has a supply connection for coupling to a supply source.
  • the supply source can be, for example, a mains voltage line.
  • the operating device 1 has an output, via which the at least one LED can be supplied with energy.
  • the output of the operating device may be connected to at least one LED track.
  • the output of the operating device may be connected to an LED module 20 of the lamp.
  • the LED module 20 may include one or more LEDs 21.
  • the LEDs may be inorganic or organic LEDs.
  • the multiple LEDs can be connected in series or in parallel.
  • the plurality of LEDs can also be interconnected in more complex arrangements, for example in a plurality of each other parallel connected series circuits. While a number of LEDs are shown by way of example, only one LED, two LEDs, or more than two LEDs may be used.
  • the operating device 1 may have a rectifier 10 for rectifying a supply voltage, for example the mains voltage.
  • the operating device 1 has a power factor correction circuit 1 1.
  • the power factor correction circuit (PFC) increases the power factor of the operating device and suppresses the return of harmonics in the network.
  • the power factor correction circuit 1 1 provides a DC voltage V B us, which is also referred to as a bus voltage, for downstream components of the operating device 1 ready.
  • the operating device 1 comprises a constant current source.
  • the constant current source may include a DC-DC converter 12.
  • the DC-DC converter 12 may be a clocked resonant converter.
  • Various configurations of the DC-DC converter 12 may be used.
  • the DC / DC converter 12 may be a half-bridge driven LP LLC resonant converter.
  • the DC-DC converter 12 provides a potential separation.
  • a potential barrier 16 provides a galvanic isolation of areas 17, 18 of the operating device.
  • the potential barrier 16 may be a Separated Extra Low Voltage (SELV) barrier that isolates a SELV region 18 from a non-SELV region 17.
  • the DC to DC converter 12 includes one or more controllable switches 16.
  • the controllable switch (s) of the DC-DC converter 12 are switched so that the LED current, which is provided as the output current of the operating device to the LED module 20, is set to a desired average current value perform a control loop for the LED current, wherein the switching of the controllable switch or the controllable switch of the DC-DC converter 12 is used as a manipulated variable.
  • the operating device 1 may comprise further circuit components.
  • the operating device 1 may have an output circuit (not shown in FIG. 1) in order to provide a desired supply voltage and / or a desired supply current for the LED module 20 at the output of the operating device 1.
  • the operating device 1 is set up to generate different LED currents. This allows the use of the operating device 1 in combination with different LED modules 20 and in particular in combination with LED modules 20, which are designed for different LED currents.
  • the operating device 1 has a control unit 13.
  • the control unit 13 can be, for example, a microcontroller, a controller or a special application specific circuit (ASIC).
  • the control unit 13 is configured to set the DC voltage V B uss depending on the LED current to be generated for the LED module 20.
  • the control unit 13 switch a controllable switch of the power factor correction circuit 1 1 clocked.
  • the control unit 13 may be arranged to control the output voltage of the power factor correction circuit 11 to adjust the DC voltage V B us to a desired value depending on the LED current.
  • the control unit 13 may receive information about the LED current in different ways.
  • the LED module 20 has an electrical component 22, with which is coded, for which LED current the LED module 20 is designed.
  • the electrical component 22 may be an ohmic resistor. The resistor can then code which LED current is to be generated by the operating device 1.
  • Other configurations may be used.
  • the electrical component 22 may also be a capacitor whose capacitance indicates which LED current is to be generated by the operating device 1.
  • the operating device 1 may comprise a terminal which is connectable to the electrical component 22 of the LED module.
  • the terminal for reading out the resistance of the electrical component 22 may be separated from the output of the be different drive device, via which the LED current for the at least one LED 21 is output as the output current of the operating device 1.
  • the operating device 1 may include a read-out circuit 14, which is set up to read out the resistance of the electrical component 22.
  • the readout circuit 14 can read the resistor when starting the operating device 1.
  • the readout circuit 14 may, for example, generate a predetermined voltage in order to read out the resistance of the electrical component 22. The reading may be completed before the operating device 1 provides the LED current to the LED module 20.
  • the readout circuit 14 need not be provided as a separate unit, but may be integrated into other functional units.
  • the SELV region 18 of the operating device 1 may have a further semiconductor integrated circuit, which comprises the read-out circuit 14, but can perform even more functions.
  • the further semiconductor integrated circuit can control a converter of an output circuit of the operating device 10.
  • the readout circuit 14 may be formed as a microcontroller or controller.
  • the control unit 13 can receive information about the resistance of the electrical component 22 read by the read-out circuit 14 via a galvanic isolation 15. Thus, the control unit 13 when starting the operating device 1 information about the LED current of the LED module 20 detect.
  • the control unit 13 may determine which DC voltage V B us is to be set, depending on which LED current the LED module 20 is designed for, and may appropriately control the power factor correction circuit 11.
  • the control unit 13 can determine in different ways, depending on the LED current, which DC voltage V B us to be set.
  • the control unit 13 may determine the DC voltage V B us based on a map.
  • a non-volatile memory which indicates in a map the DC voltage V B us as a function of the selected LED current, can be in the control unit 13th be integrated or provided separately from this.
  • the controller 13 may also be configured to evaluate a function indicating DC voltage V B us as a function of the selected LED current.
  • the control unit 13 may be configured such that the DC voltage V B us can take one of a plurality of discrete values. For example, at least two or at least three different DC voltages V B us can be provided.
  • the control unit 13 may be configured to adjust the DC voltage V B us so that the clocked LLC resonant converter 12 is operated on an inductive side of the resonance and / or that shifts to a capacitive side of the resonance can be reduced when a larger output current to be generated.
  • the control unit 13 may be arranged such that the power factor correction circuit 1 1 provides a smaller DC voltage V B us for generating at least some LED currents as the LED current increases.
  • Modifications of the embodiment of the operating device 1 described with reference to FIG. 1 can be implemented.
  • information about the LED current can not only be coded by an electrical component 22 of the LED module 20.
  • the operating device 1 may be configured to allow user-defined adjustment of different LED currents.
  • the setting can be made via DIP switches, whereby the resistance resulting from the position of the DIP switches can be read out and used to set the DC voltage V BU s.
  • the DIP switches may be provided in the SELV area 18 of the operating device 1.
  • the setting can also be made by programming via an interface of the operating device 1. It can also be a detection of the actual LED current, wherein the corresponding information on the potential barrier 16 can be performed to the control unit 13.
  • the setting of different DC voltages V BU s changes the switching frequency with which controllable switches of the LLC resonant converter 12 are connected. be. No further intervention in the control loop is required for this.
  • the output current is set by the control circuit for the LLC resonant converter 12 to the desired value, even if the DC voltage VBUS may have different values.
  • FIG. 2 illustrates the operation of the control unit 13 according to an embodiment.
  • the operating device 1 is set up to output at least a first LED current I L ED , I and a second LED current I L ED , 2 , which is greater than the first LED current.
  • the DC voltage V B us is set to a first DC voltage / /..
  • the DC voltage V B us is set to a second DC voltage V 2 , which is smaller than the first DC voltage V ! is.
  • FIG. 3 illustrates an exemplary dependency 25 of the DC voltage V B us of the LED current I L ED in an operating device according to an exemplary embodiment.
  • the DC voltage V B us may be a monotonically decreasing function of the LED current ILED.
  • the DC voltage V BU s need not be a strictly monotonically decreasing function of the LED current I L ED, but may be constant in sections, as shown in FIG. 3
  • a dependency, as exemplified in FIG. 3, can be map-based by the control unit 13 or used by evaluating a formula.
  • control unit 13 may not use the LED current itself, but also another characteristic indicative thereof to determine the DC voltage V BUs to be set.
  • the resistance of the electrical component 22 of the LED module or a resistor set with a DIP switch of the operating device 1 can code the LED current.
  • the dependence 25 can also take other forms exhibit.
  • the DC voltage can be defined as a function of the coding for the LED current, which in turn depends on the LED current.
  • Figure 4 is a schematic block diagram of an embodiment of the control unit 13 according to an embodiment.
  • the control unit 13 has a device 31 for determining the DC voltage V B us as a function of the LED current I L ED.
  • the device 31 may be a map or a function evaluation.
  • the control unit 13 has a device 32 for generating a control signal ctrl for a controllable switch of the power factor correction circuit 11.
  • the device 32 generates the control signal as a function of the ascertained DC voltage V B us, so that the power factor correction circuit generates the ascertained DC voltage V B us.
  • Means 32 may execute a control loop to adjust the DC voltage V B us or otherwise adjust the DC voltage V B us to the value associated with the LED current.
  • the control unit 13 may optionally comprise a device 33 for controlling the DC-DC converter 12.
  • the device 33 may generate control signals ctrl2 for one or more switches of a clocked resonant converter. For example, device 33 may generate control signals for the two switches of a half-bridge drive LLC resonant converter.
  • the device 33 may control in a closed loop the switch or switches of the LLC resonant converter so that the output current of the operating device 1 is set to the desired value.
  • FIG. 5 is a flowchart of a method 40 according to an embodiment. The method may be performed by an operating device 1 according to an embodiment.
  • the operating device 1 is started.
  • the operating device 1 may have an interface for receiving a command for starting the operating device 1 exhibit.
  • the LED current I LED is determined which is to be generated.
  • a resistor 22 of the LED module 20 can be read. It is possible to read out a resistor in a SELV range of the operating device 1. It is also possible to read out a nonvolatile memory of the operating device 1 in which the non-volatile memory stores which LED current the operating device 1 should generate for the LED module 20 coupled to it.
  • the LED current I L ED can be determined before the operating device 1 generates the LED current for the LED module 20.
  • step 43 it is determined which DC voltage V B us is to produce the power factor correction circuit 1 1 when the operating device 1 is to output the LED current ILED.
  • the payload operation is performed, in which the power factor correction circuit 1 1 is controlled to provide the detected DC voltage V B us on the DC bus to supply the DC-DC converter 12.
  • the DC-DC converter 12 can be controlled such that the output current of the operating device 1 corresponds to the desired LED current I L ED.
  • FIG. 6 shows an operating device 1 according to a further exemplary embodiment.
  • the SELV region 18 does not have to have a semiconductor integrated circuit.
  • the control unit 13 can detect, for example, the load which is connected to a secondary side of a transformer 19 and which corresponds to the resistance of the electrical component 22. The detection can be performed when starting the operating device 1. In Nutzfeld the transformer 19 must not be operated.
  • the operating devices according to the various embodiments may be configured for dimming.
  • the DC voltage VBUS can be adjusted independently of the dimming level.
  • the DC voltage may also be adjusted depending on the dimming level.
  • the operating device according to an embodiment may be an LED converter.
  • Operating devices, luminaires and methods according to exemplary embodiments can be used for lighting systems that use light sources with LEDs.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

Ein Betriebsgerät (1) für wenigstens eine Leuchtdiode (21) umfasst eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung (11) zum Bereitstellen einer DC-Spannung (VBUS) und eine Steuereinheit (13) zum Steuern der Leistungsfaktorkorrekturschaltung (11). Die Steuereinheit (13) ist eingerichtet, um die DC-Spannung (VBUS) abhängig von einem LED-Strom (ILED) der wenigstens einen Leuchtdiode (21) einzustellen.

Description

Betriebsgerät, Leuchte und Verfahren zum
Betreiben eines Leuchtmittels
Die Erfindung betrifft ein Betriebsgerät für ein Leuchtmittel. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Betriebsgerät zum Versorgen einer Leuchtdiode (LED) oder mehrerer LEDs, wobei das Betriebsgerät eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung aufweist.
Mit zunehmender Verbreitung von Leuchtmitteln wie LEDs, die beispielsweise auf einem LED-Modul angeordnet sein können, gewinnen Betriebsgeräte für derartige Leuchtmittel weiter an Bedeutung. Die LEDs können anorganische oder organische LEDs sein. Das Betriebsgerät weist eine Konstantstromquelle auf, um einen LED-Strom für die LEDs bereitzustellen. Als Konstantstromquelle kann ein Betriebsgerät einen getakteten Wandler umfassen. Das Betriebsgerät weist eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung (PFC) auf, die eine Gleichspannung (DC-Spannung) erzeugt, mit der die Konstantstromquelle versorgt wird. Es ist wünschenswert, mit einem Betriebsgerät unterschiedliche LED-Ströme erzeugen zu können, damit das Betriebsgerät mit einer größeren Anzahl unterschiedlicher LED-Module kombiniert werden kann. Auch wenn das Betriebsgerät so ausgestaltet ist, dass unterschiedliche LED-Ströme erzeugt werden können, kann die Dissipation, beispielsweise aufgrund von hartem Schalten, und somit die Wärmeentwicklung ein Problem darstellen, wenn der LED-Strom wesentlich von demjenigen LED-Strom abweicht, für den der Betrieb der Konstantstromquelle optimiert ist.
Ein Grund für die Schwierigkeit, größere Bereiche von LED-Strömen mit her- kömmlichen Betriebsgeräten abzudecken, ist, dass bei herkömmlichen Betriebsgeräten eine Schaltfrequenz, mit der ein Schalter des getakteten Wandlers geschaltet wird, über einen Frequenzbereich verändert werden muss, der umso größer ist, je größer das Intervall möglicher LED-Ströme ist, die von dem Betriebsgerät erzeugt werden können. Mit zunehmender Abweichung von der Schaltfrequenz, für die der getaktete Wandler optimiert ist, können hartes Schalten und Dissipation zunehmend zu einem Problem werden. Dies kann den Bereich möglicher LED-Ströme in der Praxis stark einschränken. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Vorrichtungen und Verfahren anzugeben, die die beschriebenen Probleme verringern. Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Vorrichtungen und Verfahren anzugeben, bei denen ein Betriebsgerät mehrere LED-Ströme erzeugen kann, wobei die oben beschriebenen Probleme herkömmlicher Betriebsgeräte abgeschwächt oder beseitigt werden können.
Es werden ein Betriebsgerät für wenigstens eine Leuchtdiode, eine Leuchte und ein Verfahren mit den in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmalen angegeben. Die abhängigen Ansprüche definieren Ausführungs- formen der Erfindung.
Nach Ausführungsbeispielen der Erfindung ist ein Betriebsgerät für wenigstens eine Leuchtdiode vorgesehen, das eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung mit einstellbarer DC-Spannung aufweist.
Die Einstellbarkeit der DC-Spannung, die von der Leistungsfaktorkorrekturschaltung erzeugt und zur Versorgung eines getakteten Wandlers oder einer andere Konstantstromquelle verwendet werden kann, stellt einen weiteren Parameter bereit, mit dem das Betriebsgerät an unterschiedliche LED-Ströme an- gepasst werden kann. Dadurch kann die Arbeitsweise des Betriebsgeräts besser an den jeweils gewünschten LED-Strom angepasst werden.
Zur Anpassung der DC-Spannung kann das Betriebsgerät eingerichtet sein, um ein elektrisches Bauteil eines LED-Moduls auszulesen, das angibt, welcher LED-Strom für die Versorgung des entsprechenden LED-Moduls benötigt wird. Eine Steuereinheit des Betriebsgeräts kann einen steuerbaren Schalter der Leistungsfaktorkorrekturschaltung so schalten, dass ein aus dem LED-Modul ausgelesener Wert für den LED-Strom die DC-Spannung festlegt, die von der Leistungsfaktorkorrekturschaltung an einem Gleichspannugs(DC)-Bus bereit- gestellt wird.
Ein Betriebsgerät für wenigstens eine Leuchtdiode umfasst eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung zum Bereitstellen einer DC-Spannung. Das Betriebsgerät umfasst eine Steuereinheit zum Steuern der Leistungsfaktorkorrekturschaltung. Die Steuereinheit ist eingerichtet, um die DC-Spannung abhängig von einem LED-Strom der wenigstens einen Leuchtdiode einzustellen.
Das Betriebsgerät kann einen Anschluss zum Auslesen einer Kenngröße we- nigstens eines elektrischen Bauteils eines LED-Moduls umfassen. Durch das elektrische Bauteil kann in dem LED-Modul kodiert sein, welcher LED-Strom für das LED-Modul benötigt wird.
Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, um die DC-Spannung, die von der Leistungsfaktorkorrekturschaltung erzeugt wird, abhängig von der Kenngröße einzustellen. Die Steuereinheit kann so eingerichtet sein, dass sowohl eine Steuerung oder Regelung einer Leistungsfaktorkorrekturschaltung als auch die Stromregelung einer Konstantstromquelle, die mit der DC-Spannung versorgt wird, von der Kenngröße abhängt, die das Betriebsgerät ausliest.
Das Betriebsgerät kann eingerichtet ist, um die Kenngröße bei einem Starten des Betriebsgeräts auszulesen. Die ausgelesene Kenngröße kann für den nachfolgenden Betrieb die DC-Spannung festlegen, die von der Leistungsfaktorkorrekturschaltung erzeugt wird.
Das Betriebsgerät kann eingerichtet ist, um die Kenngröße nur bei einem Starten des Betriebsgeräts auszulesen, bevor die wenigstens eine Leuchtdiode mit dem LED-Strom versorgt wird. Das elektrische Bauteil kann ein Widerstand auf dem LED-Modul sein. Der Widerstand kann einen von mehreren diskreten Werte aufweisen, um einen von mehreren diskreten möglichen LED-Strömen anzuzeigen.
Der Anschluss zum Auslesen der Kenngröße kann von einem Ausgang des Betriebsgeräts verschieden sein, über den das Betriebsgerät den LED-Strom als Ausgangsstrom des Betriebsgeräts ausgibt.
Das Betriebsgerät kann eine weitere Steuereinheit umfassen. Die weitere Steuereinheit kann eingerichtet sein, um Informationen über die ausgelesene Kenngröße über eine Potenzialbarriere zu der Steuereinheit zu übertragen.
Die Potenzialbarriere des Betriebsgeräts kann eine SELV („Separated Extra Low Voltage")-Barriere sein. Die weitere Steuereinheit kann in einem SELV- Bereich des Betriebsgeräts angeordnet sein. Die Steuereinheit kann in einem nicht-SELV-Bereich des Betriebsgeräts angeordnet sein, der von dem SELV- Bereich durch die Potenzialbarriere getrennt ist.
Das Betriebsgerät kann eine galvanische Trennung, beispielsweise einen Optokoppler oder Transformator, umfassen, um die Information über die Kenngröße über die Potenzialbarriere zu der Steuereinheit zu übertragen.
Die Steuereinheit kann eine integrierte Halbleiterschaltung sein. Die Steuereinheit kann ein MikroController, ein Controller oder eine anwendungsspezifische Spezialschaltung sein. Die Steuereinheit kann ein Mikroprozessor oder Prozessor sein.
Die weitere Steuereinheit kann eine weitere integrierte Halbleiterschaltung sein. Die weitere Steuereinheit kann ein MikroController, ein Controller oder eine an- wendungsspezifische Spezialschaltung sein. Die weitere Steuereinheit kann ein Mikroprozessor oder Prozessor sein.
Die weitere Steuereinheit kann auch weggelassen werden. Der den LED-Strom des LED-Moduls kodierende Widerstand oder ein anderes den LED-Strom des LED-Moduls kodierendes elektrisches Bauteil kann ausgelesen werden, ohne dazu eine integrierte Halbleiterschaltung auf der SELV-Seite des Betriebsgeräts zu verwenden.
Das Betriebsgerät kann einen getakteten Wandler, insbesondere einen getak- teten Resonanzwandler, mit Potenzialtrennung umfasst, der mit der DC- Spannung versorgt wird. Ein Eingang des getakteten Wandlers kann über einen DC-Bus mit der Leistungsfaktorkorrekturschaltung verbunden sein. Der getaktete Resonanzwandler weist eine Resonanzfrequenz auf. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, um durch die Einstellung der DC-Spannung abhängig von dem LED-Strom die Resonanzfrequenz zu verschieben. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, um durch die Veränderung der DC-Spannung die Resonanzfrequenz so zu verschieben, dass eine Schaltfrequenz eines steuerbaren Schalters des getakteten Resonanzwandlers oder mehrerer Schalter des getakteten Resonanzwandlers zur Erzeugung unterschiedlicher LED- Ströme in einem kleineren Frequenzintervall verändert werden muss als bei konstanter DC-Spannung. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, um die DC-Spannung abhängig von dem LED-Strom so einzustellen, dass der Resonanzwandler auf einer induktiven Seite der Resonanz betrieben wird. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, um die DC-Spannung abhängig von dem LED-Strom so einzustellen, dass für jeden der von dem Betriebsgerät unterstützten LED-Ströme der Reso- nanzwandler auf einer induktiven Seite der Resonanz betrieben wird.
Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, um für einen ersten LED-Strom eine erste DC-Spannung einzustellen. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, um für einen zweiten LED-Strom, der größer als der erste LED-Strom ist, eine zweite DC-Spannung einzustellen, die kleiner als die erste DC-Spannung ist.
Der getaktete Wandler kann ein getakteter LLC-Resonanzwandler sein. Der getaktete Wandler kann ein getakteter LLC-Resonanzwandler mit Halbbrü- ckenansteuerung sein.
Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, um in Abhängigkeit von dem LED- Strom die DC-Spannung unter Verwendung eines Kennfelds oder einer Formel zu ermitteln. Die Steuereinheit kann einen nicht-flüchtigen Speicher zum Speichern des Kennfelds umfassen. Das Kennfeld kann eine Mehrzahl unterschied- licher DC-Spannungen definieren, von denen jeweils eine abhängig von dem LED-Strom, für den das LED-Modul ausgelegt ist, ausgewählt wird.
Das Kennfeld oder die Formel können die DC-Spannung als eine monoton fal- lende Funktion des LED-Stroms festlegen.
Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, um zu ermitteln, welche DC- Spannung eingestellt werden soll, bevor der LED-Strom als Ausgangsstrom des Betriebsgeräts ausgegeben wird.
Eine Leuchte nach einem Ausführungsbeispiel umfasst ein Betriebsgerät nach einem Ausführungsbeispiel und ein LED-Modul mit wenigstens einer Leuchtdiode, das mit dem Betriebsgerät verbunden ist. Die wenigstens eine Leuchtdiode kann eine anorganische oder organische Leuchtdiode sein.
Das LED-Modul kann ein elektrisches Bauteil, beispielsweise einen Widerstand, zum Kodieren des LED-Stroms umfassen. Ein Anschluss des Betriebs- geräts kann mit dem LED-Modul verbunden sein, um den Widerstand auszulesen und die DC-Spannung abhängig von dem Widerstand einzustellen.
Bei einem Verfahren zum Steuern eines Betriebsgeräts für wenigstens eine Leuchtdiode wird ein Betriebsgerät mit einer Leistungsfaktorkorrekturschaltung zum Bereitstellen einer DC-Spannung verwendet. Bei dem Verfahren wird die DC-Spannung abhängig von einem LED-Strom der wenigstens einen Leuchtdiode eingestellt.
Das Verfahren kann von dem Betriebsgerät oder der Leuchte nach einem Aus- führungsbeispiel ausgeführt werden.
Zum Einstellen der DC-Spannung kann das Betriebsgerät eine Kenngröße eines elektrischen Bauteils, beispielsweise den Widerstand, auslesen, das auf einem LED-Modul vorhanden ist, um den LED-Strom anzuzeigen, der von dem LED-Modul benötigt
Das Auslesen der Kenngröße kann über einen Anschluss des Betriebsgeräts erfolgen, der von dem Ausgang verschieden ist, über den der LED-Strom aus- gegeben wird.
Die Kenngröße kann ausgelesen werden, bevor das LED-Modul mit dem LED- Strom versorgt wird. Das Betriebsgerät kann einen getakteten Resonanzwandler umfassen, der mit der DC-Spannung versorgt wird. Der getaktete Resonanzwandler kann ein LLC-Resonanzwandler sein. Der getaktete Resonanzwandler kann ein LLC- Resonanzwandler mit Halbbrückenansteuerung sein. Eine Steuereinheit kann die DC-Spannung der Leistungsfaktorkorrekturschaltung so einstellen, dass der LLC-Resonanzwandler auf der induktiven Seite der Resonanz betrieben wird.
Die DC-Spannung kann bei dem Verfahren so eingestellt werden, dass für einen ersten LED-Strom, der von einem ersten LED-Modul benötigt wird, eine von der Leistungsfaktorkorrekturschaltung erzeugte DC-Spannung auf eine erste DC-Spannung eingestellt wird. Für einen zweiten LED-Strom, der von einem zweiten LED-Modul benötigt wird und der größer als der erste LED- Strom ist, kann eine zweite DC-Spannung zur Versorgung des Resonanzwandlers eingestellt werden, die kleiner als die erste DC-Spannung ist. Bei Betriebsgeräten, Leuchte und Verfahren nach Ausführungsbeispielen kann die von der Leistungsfaktorkorrekturschaltung erzeugt DC-Spannung kann an den gewünschten LED-Strom angepasst werden. Die Einstellbarkeit der DC- Spannung erlaubt beispielsweise, eine Resonanzfrequenz eines getakteten Resonanzwandlers des Betriebsgeräts zu verschieben. Unterschiedliche LED- Ströme erfordern weniger starke Veränderungen einer Schaltfrequenz des getakteten Wandlers als herkömmliche Betriebsgeräte mit unveränderlicher Ausgangsspannung der Leistungsfaktorkorrekturschaltung.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren anhand be- vorzugter Ausführungsformen erläutert. In den Figuren bezeichnen identische Bezugszeichen identische Bauteile.
Figur 1 zeigt eine Leuchte mit einem Betriebsgerät nach einem Ausführungs- beispiel.
Figur 2 zeigt eine beispielhafte Einstellung einer DC-Spannung in Abhängigkeit von einem LED-Strom bei dem Betriebsgerät von Figur 1 . Figur 3 zeigt eine beispielhafte Einstellung der DC-Spannung in Abhängigkeit von einem LED-Strom bei dem Betriebsgerät von Figur 1 .
Figur 4 ist ein schematisches Blockdiagramm eines einer Steuereinheit nach einem Ausführungsbeispiel.
Figur 5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens nach einem Ausführungsbeispiel.
Figur 6 zeigt eine Leuchte mit einem Betriebsgerät nach einem weiteren Aus- führungsbeispiel.
Figur 1 zeigt eine Darstellung einer Leuchte, die ein Betriebsgerät 1 für wenigstens eine Leuchtdiode (LED) umfasst. Das Betriebsgerät 1 weist einen Versor- gungsanschluss zur Kopplung mit einer Versorgungsquelle auf. Die Versor- gungsquelle kann beispielsweise eine Netzspannungsleitung sein. Das Betriebsgerät 1 weist einen Ausgang auf, über den die wenigstens eine LED mit Energie versorgt werden kann. Der Ausgang des Betriebsgeräts kann mit wenigstens einer LED-Strecke verbunden sein. Der Ausgang des Betriebsgeräts kann mit einem LED-Modul 20 der Leuchte verbunden sein.
Das LED-Modul 20 kann eine LED oder mehrere LEDs 21 umfassen. Die LEDs können anorganische oder organische LEDs sein. Die mehreren LEDs können in Serie oder parallel geschaltet sein. Die mehreren LEDs können auch in komplexeren Anordnungen verschaltet sein, beispielsweise in mehreren zueinander parallel geschalteten Reihenschaltungen. Während beispielhaft eine Anzahl von LEDs dargestellt ist, können auch nur eine LED, zwei LEDs oder mehr als zwei LEDs verwendet werden. Das Betriebsgerät 1 kann einen Gleichrichter 10 zum Gleichrichten einer Versorgungsspannung, beispielsweise der Netzspannung aufweisen. Das Betriebsgerät 1 weist eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung 1 1 auf. Die Leistungsfaktorkorrekturschaltung (PFC) erhöht den Leistungsfaktor des Betriebsgeräts und unterdrückt die Rücksendung von Oberschwingungen in das Netz. Die Leistungsfaktorkorrekturschaltung 1 1 stellt eine DC-Spannung VBus, die auch als Busspannung bezeichnet wird, für nachgeschaltete Komponenten des Betriebsgeräts 1 bereit.
Das Betriebsgerät 1 umfasst eine Konstantstromquelle. Die Konstantstromquel- le kann einen Gleichspannungswandler 12 umfassen. Der Gleichspannungswandler 12 kann ein getakteter Resonanzwandler sein. Verschiedene Ausgestaltungen des Gleichspannungswandlers 12 können verwendet werden. Beispielsweise kann der Gleichspannungswandler 12 ein getakteter LLC- Resonanzwandler mit Halbbrückenansteuerung sein. Der Gleichspannungs- wandler 12 stellt eine Potenzialtrennung bereit. Eine Potenzialbarriere 16 stellt eine galvanische Trennung von Bereichen 17, 18 des Betriebsgeräts. Die Potenzialbarriere 16 kann eine SELV („Separated Extra Low Voltage")-Barriere sein, die einen SELV-Bereich 18 von einem nicht-SELV-Bereich 17 trennt. Der Gleichspannungswandler 12 weist ein oder mehrere steuerbare Schalter auf. Der oder die steuerbaren Schalter des Gleichspannungswandlers 12 werden so geschaltet, dass der LED-Strom, der als Ausgangsstrom des Betriebsgeräts an das LED-Modul 20 bereitgestellt wird, auf eine gewünschte gemittelte Stromstärke eingestellt wird. Eine Steuereinrichtung, beispielsweise die nach- folgend noch ausführlicher beschriebene Steuereinheit 13, kann eine Regelschleife für den LED-Strom ausführen, wobei das Schalten des steuerbaren Schalters oder der steuerbaren Schalter des Gleichspannungswandlers 12 als Stellgröße verwendet wird. Das Betriebsgerät 1 kann weitere Schaltungskomponenten umfassen. Beispielsweise kann das Betriebsgerät 1 einen (in Figur 1 nicht dargestellten) Ausgangskreis aufweisen, um an dem Ausgang des Betriebsgeräts 1 eine gewünschte Versorgungsspannung und/oder einen gewünschten Versorgungs- ström für das LED-Modul 20 bereitzustellen.
Das Betriebsgerät 1 ist eingerichtet, um unterschiedliche LED-Ströme zu erzeugen. Dies erlaubt die Verwendung der Betriebsgeräts 1 in Kombination mit unterschiedlichen LED-Modulen 20 und insbesondere in Kombination mit LED- Modulen 20, die für unterschiedliche LED-Ströme ausgelegt sind. Wie noch ausführlicher beschrieben wird, weist das Betriebsgerät 1 eine Steuereinheit 13 auf. Die Steuereinheit 13 kann beispielsweise ein MikroController, ein Controller oder eine awendungsspezifische Spezialschaltung (ASIC) sein. Die Steuereinheit 13 ist eingerichtet, um abhängig von dem LED-Strom, der für das LED- Modul 20 erzeugt werden soll, die DC-Spannung VBus einzustellen. Dazu kann die Steuereinheit 13 einen steuerbaren Schalter der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 1 1 getaktet schalten. Die Steuereinheit 13 kann für eine Regelung der Ausgangsspannung der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 1 1 eingerichtet sein, um die DC-Spannung VBus auf einen gewünschten Wert einzustellen, der von dem LED-Strom abhängt.
Die Steuereinheit 13 kann Information über den LED-Strom auf unterschiedliche Weise erhalten. Bei einer Ausgestaltung weist das LED-Modul 20 ein elektrisches Bauteil 22 auf, mit dem kodiert wird, für welchen LED-Strom das LED- Modul 20 ausgelegt ist. Das elektrische Bauteil 22 kann ein Ohm'scher Widerstand sein. Der Widerstand kann dann kodieren, welcher LED-Strom von dem Betriebsgerät 1 erzeugt werden soll. Andere Ausgestaltungen können verwendet werden. Beispielsweise kann das elektrische Bauteil 22 auch ein Kondensator sein, dessen Kapazität angibt, welcher LED-Strom von dem Betriebsgerät 1 erzeugt werden soll.
Das Betriebsgerät 1 kann einen Anschluss umfassen, der mit dem elektrischen Bauteil 22 des LED-Moduls verbindbar ist. Der Anschluss zum Auslesen des Widerstands des elektrischen Bauteils 22 kann von dem Ausgang des Be- triebsgeräts verschieden sein, über den der LED-Strom für die wenigstens eine LED 21 als Ausgangsstrom des Betriebsgeräts 1 ausgegeben wird.
Das Betriebsgerät 1 kann eine Ausleseschaltung 14 umfassen, die eingerichtet ist, um den Widerstand des elektrischen Bauteils 22 auszulesen. Die Ausleseschaltung 14 kann den Widerstand beim Starten des Betriebsgeräts 1 auslesen. Die Ausleseschaltung 14 kann beispielsweise eine vorgegeben Spannung erzeugen, um den Widerstand des elektrischen Bauteils 22 auszulesen. Das Auslesen kann abgeschlossen sein, bevor das Betriebsgerät 1 den LED-Strom an das LED-Modul 20 bereitstellt.
Die Ausleseschaltung 14 muss nicht als separate Einheit vorgesehen sein, sondern kann in andere funktionale Einheiten integriert sein. Beispielsweise kann der SELV-Bereich 18 des Betriebsgeräts 1 eine weitere integrierte Halbleiterschaltung aufweisen, die die Ausleseschaltung 14 umfasst, aber noch weitere Funktionen ausführen kann. Die weitere integrierte Halbleiterschaltung kann einen Wandler eines Ausgangskreises des Betriebsgeräts 10 steuern. Die Ausleseschaltung 14 kann als ein MikroController oder Controller ausgebildet sein.
Die Steuereinheit 13 kann über eine galvanische Trennung 15 Informationen über den von der Ausleseschaltung 14 ausgelesen Widerstand des elektrischen Bauteils 22 empfangen. Somit kann die Steuereinheit 13 beim Starten des Betriebsgeräts 1 Information über den LED-Strom des LED-Moduls 20 erfassen. Die Steuereinheit 13 kann abhängig davon, für welchen LED-Strom das LED-Modul 20 ausgelegt ist, bestimmen, welche DC-Spannung VBus eingestellt werden soll, und kann die Leistungsfaktorkorrekturschaltung 1 1 entsprechend steuern. Die Steuereinheit 13 kann auf unterschiedliche Weise abhängig von dem LED- Strom bestimmen, welche DC-Spannung VBus eingestellt werden soll. Die Steuereinheit 13 kann die DC-Spannung VBus kennfeldbasiert bestimmen. Ein nicht-flüchtiger Speicher, der in einem Kennfeld die DC-Spannung VBus als Funktion des ausgewählten LED-Stroms angibt, kann in die Steuereinheit 13 integriert oder separat von dieser vorgesehen sein. Die Steuereinheit 13 kann auch eingerichtet sein, um eine Funktion auszuwerten, die DC-Spannung VBus als Funktion des ausgewählten LED-Stroms angibt. Die Steuereinheit 13 kann so ausgestaltet sein, dass die DC-Spannung VBus einen von mehreren diskreten Werten annehmen kann. Beispielsweise können wenigstens zwei oder wenigstens drei unterschiedliche DC-Spannung VBus vorgesehen sein. Die Steuereinheit 13 kann eingerichtet sein, um die DC-Spannung VBus so einzustellen, dass der getaktete LLC-Resonanzwandler 12 auf einer induktiven Seite der Resonanz betrieben wird und/oder dass Verschiebungen zu einer kapazitiven Seite der Resonanz verringert werden können, wenn ein größerer Ausgangsstrom erzeugt werden soll. Die Steuereinheit 13 kann so eingerichtet sein, dass die Leistungsfaktorkorrekturschaltung 1 1 für die Erzeugung wenigstens einiger LED-Ströme eine kleinere DC-Spannung VBus bereitstellt, wenn der LED-Strom größer wird.
Abwandlungen der unter Bezugnahme auf Figur 1 beschriebenen Ausgestal- tung des Betriebsgeräts 1 können implementiert werden. Beispielsweise kann Information über den LED-Strom nicht nur durch ein elektrisches Bauteil 22 des LED-Moduls 20 kodiert werden. Das Betriebsgerät 1 kann eingerichtet sein, um eine benutzerdefinierte Einstellung unterschiedlicher LED-Ströme zu erlauben. Die Einstellung kann über DIP-Schalter erfolgen, wobei der aus der Stellung der DIP-Schalter resultierende Widerstand ausgelesen werden kann und zur Einstellung der DC-Spannung VBUs verwendet werden kann. Die DIP-Schalter können in dem SELV-Bereich 18 des Betriebsgeräts 1 vorgesehen sein. Die Einstellung kann auch durch eine Programmierung über eine Schnittstelle des Betriebsgeräts 1 erfolgen. Es kann auch eine Erfassung des tatsächlichen LED-Stroms erfolgen, wobei die entsprechende Information über die Potenzialbarriere 16 zu der Steuereinheit 13 geführt werden kann.
Die Einstellung unterschiedlicher DC-Spannungen VBUs verändert die Schaltfrequenz, mit der steuerbare Schalter des LLC-Resonanzwandlers 12 geschal- tet werden. Hierfür sind keine weiteren Eingriffe in den Regelkreis erforderlich. Der Ausgangsstrom wird von dem Regelkreis für den LLC-Resonanzwandler 12 auf den jeweils gewünschten Wert eingestellt, auch wenn die DC-Spannung VBUS unterschiedliche Werte aufweisen kann.
Figur 2 illustriert die Funktionsweise der Steuereinheit 13 nach einem Ausführungsbeispiel. Das Betriebsgerät 1 ist eingerichtet, um wenigstens einen ersten LED-Strom ILED, I und einen zweiten LED-Strom ILED, 2, der größer als der erste LED-Strom ist, auszugeben. Um den ersten LED-Strom ILED, 1 zu erzeugen, wird die DC-Spannung VBus auf eine erste DC-Spannung ^/^ eingestellt. Um den zweiten LED-Strom ILED, 2 zu erzeugen, wird die DC-Spannung VBus auf eine zweite DC-Spannung V2 eingestellt, die kleiner als die erste DC-Spannung V! ist. Auf diese Weise können insbesondere bei Verwendung eines LLC- Resonanzwandlers 12 als Kontaktstromquelle die bei herkömmlichen Betriebs- geraten existierenden Probleme im Zusammenhang mit hartem Schalten und Dissipation verringert werden.
Figur 3 illustriert eine beispielhafte Abhängigkeit 25 der DC-Spannung VBus von dem LED-Strom ILED bei einem Betriebsgerät nach einem Ausführungsbeispiel. Die DC-Spannung VBus kann eine monoton fallende Funktion des LED-Stroms ILED sein. Die DC-Spannung VBUs muss keine streng monoton fallende Funktion des LED-Stroms ILED sein, sondern kann abschnittsweise konstant sein, wie in Figur 3 dargestellt. Eine Abhängigkeit, wie sie in Figur 3 beispielhaft dargestellt ist, kann von der Steuereinheit 13 kennfeldbasiert oder durch Auswertung einer Formel genutzt werden.
Es sollte beachtet werden, dass die Steuereinheit 13 nicht den LED-Strom selbst, sondern auch eine andere, diesen anzeigende Kenngrößer verwenden kann, um die DC-Spannung VBUs zu bestimmen, die eingestellt werden soll. Beispielsweise kann der Widerstand des elektrischen Bauteils 22 des LED- Moduls oder ein mit einem DIP-Schalter des Betriebsgeräts 1 eingestellter Widerstand den LED-Strom kodieren. Abhängig von dem Zusammenhang zwischen Kodierung, z.B. Widerstand des elektrischen Bauteils 22, und dem dadurch kodierten LED-Strom kann die Abhängigkeit 25 auch andere Formen aufweisen. Insbesondere kann durch das Kennfeld oder eine Formel die DC- Spannung als Funktion der Kodierung für den LED-Strom definiert sein, die wiederum von dem LED-Strom abhängt. Figur 4 ist eine schematische Blockdarstellung einer Ausgestaltung der Steuereinheit 13 nach einem Ausführungsbeispiel. Die Steuereinheit 13 weist eine Einrichtung 31 zum Ermitteln der DC-Spannung VBus in Abhängigkeit von dem LED-Strom ILED auf. Die Einrichtung 31 kann ein Kennfeld oder eine Funktionsauswertung sein.
Die Steuereinheit 13 weist eine Einrichtung 32 zum Erzeugen eines Steuersignals ctrl für einen steuerbaren Schalter der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 1 1 auf. Die Einrichtung 32 erzeugt das Steuersignal abhängig von der ermittelten DC-Spannung VBus, so dass die Leistungsfaktorkorrekturschaltung die er- mittelte DC-Spannung VBus erzeugt. Die Einrichtung 32 kann eine Regelschleife ausführen, um die DC-Spannung VBus einzustellen, oder kann die DC- Spannung VBus auf andere Weise auf den dem LED-Strom jeweils zugeordneten Wert einstellen. Die Steuereinheit 13 kann optional eine Einrichtung 33 zum Steuern des Gleichspannungswandlers 12 umfassen. Die Einrichtung 33 kann Steuersignale ctrl2 für einen oder mehrere Schalter eines getakteten Resonanzwandlers erzeugen. Beispielsweise kann die Einrichtung 33 Steuersignale für die zwei Schalter eines LLC-Resonanzwandlers mit Halbbrückenansteuerung erzeugen. Die Einrichtung 33 kann in einer Regelschleife den oder die Schalter des LLC- Resonanzwandlers so steuern, dass der Ausgangsstrom des Betriebsgeräts 1 auf den gewünschten Wert eingestellt wird.
Figur 5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 40 nach einem Ausführungs- beispiel. Das Verfahren kann von einem Betriebsgerät 1 nach einem Ausführungsbeispiel ausgeführt werden.
Bei Schritt 41 wird das Betriebsgerät 1 gestartet. Das Betriebsgerät 1 kann eine Schnittstelle zum Empfangen eines Befehls zum Starten des Betriebsgeräts 1 aufweisen.
Bei Schritt 42 wird der LED-Strom I LED ermittelt, der erzeugt werden soll. Dazu kann ein Widerstand 22 des LED-Moduls 20 ausgelesen werden. Es kann ein Widerstand in einem SELV-Bereich des Betriebsgeräts 1 ausgelesen werden. Es kann auch ein nichtflüchtiger Speicher des Betriebsgeräts 1 ausgelesen werden, in dem nicht-flüchtig gespeichert ist, welchen LED-Strom das Betriebsgerät 1 für das mit ihm gekoppelte LED-Modul 20 erzeugen soll. Der LED- Strom ILED kann ermittelt werden, bevor das Betriebsgerät 1 den LED-Strom für das LED-Modul 20 erzeugt.
Bei Schritt 43 wird ermittelt, welche DC-Spannung VBus die Leistungsfaktorkorrekturschaltung 1 1 erzeugen soll, wenn das Betriebsgerät 1 den LED-Strom ILED ausgeben soll.
Bei Schritt 44 erfolgt dann der Nutzbetrieb, bei dem die Leistungsfaktorkorrekturschaltung 1 1 so gesteuert wird, dass sie die ermittelte DC-Spannung VBus am DC-Bus bereitstellt, um den Gleichspannungswandler 12 zu versorgen. Der Gleichspannungswandler 12 kann so gesteuert werden, dass der Ausgangs- ström des Betriebsgeräts 1 dem gewünschten LED-Strom ILED entspricht.
Figur 6 zeigt ein Betriebsgerät 1 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel. Bei dem Betriebsgerät 1 muss der SELV-Bereich 18 keine integrierte Halbleiterschaltung aufweisen. Um den Widerstand des elektrischen Bauteils 22 auszu- lesen, kann die Steuereinheit 13 beispielsweise die Last erkennen, die an einer Sekundärseite eines Transformators 19 angeschlossen ist und die dem Widerstand des elektrischen Bauteils 22 entspricht. Die Erkennung kann beim Starten des Betriebsgeräts 1 ausgeführt werden. Im Nutzbetrieb muss der Transformator 19 nicht mehr betrieben werden.
Während Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben wurden, können Abwandlungen bei weiteren Ausführungsbeispielen realisiert werden. Während beispielsweise Ausführungsbeispiele beschrieben wurden, bei denen ein LLC-Resonanzwandler als Konstantstromquelle verwendet wird, können auch andere Ausgestaltungen der Konstantstromquelle verwendet werden.
Die Betriebsgeräte nach den verschiedenen Ausführungsbeispielen können für ein Dimmen eingerichtet sein. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann die DC- Spannung VBUS unabhängig vom Dimmlevel eingestellt werden. Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann die DC-Spannung auch abhängig vom Dimmlevel eingestellt werden. Das Betriebsgerät nach einem Ausführungsbeispiel kann ein LED-Konverter sein.
Betriebsgeräte, Leuchten und Verfahren nach Ausführungsbeispielen können für Beleuchtungssysteme, die Leuchtmittel mit LEDs verwenden, eingesetzt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Betriebsgerät für wenigstens eine Leuchtdiode (21), wobei das Betriebsgerät (1) umfasst:
eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung (11) zum Bereitstellen einer DC- Spannung (VBus), und
eine Steuereinheit (13) zum Steuern der Leistungsfaktorkorrekturschal- tung (11),
wobei die Steuereinheit (13) eingerichtet ist, um die DC-Spannung (VBUS) abhängig von einem LED-Strom (ILED) der wenigstens einen Leuchtdiode (21) einzustellen.
2. Betriebsgerät nach Anspruch 1 ,
wobei das Betriebsgerät (1) einen Anschluss zum Auslesen einer Kenngröße wenigstens eines elektrischen Bauteils (22) eines LED-Moduls (21) umfasst, um Information über den LED-Strom (ILED) der wenigstens einen Leuchtdiode (21) auszulesen.
3. Betriebsgerät nach Anspruch 2,
wobei die Steuereinheit (13) eingerichtet ist, um die DC-Spannung (VBUS) abhängig von der Kenngröße einzustellen.
4. Betriebsgerät nach Anspruch 2 oder Anspruch 3,
wobei das Betriebsgerät (1) eingerichtet ist, um die Kenngröße nur bei einem Starten des Betriebsgeräts (1) auszulesen.
5. Betriebsgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
wobei das elektrische Bauteil (22) ein Widerstand auf dem LED-Modul
(21) ist.
6. Betriebsgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
wobei das Betriebsgerät (1) eine weitere Steuereinheit (14) umfasst, wobei die weitere Steuereinheit (14) eingerichtet ist, um Informationen über die ausgelesene Kenngröße über eine Potenzialbarriere (1 6) zu der Steuereinheit (1 3) zu übertragen.
7. Betriebsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Betriebsgerät (1 ) einen getakteten Wandler (1 2), insbesondere einen getakteten Resonanzwandler, mit Potenzialtrennung umfasst, der mit der DC-Spannung (VBus) versorgt wird.
8. Betriebsgerät nach Anspruch 7,
wobei der getaktete Wandler (1 2) ein getakteter LLC-Resonanzwandler ist.
9. Betriebsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Steuereinheit (1 3) eingerichtet ist, um in Abhängigkeit von dem LED-Strom (ILED) die DC-Spannung (VBus) unter Verwendung eines Kennfelds oder einer Formel zu ermitteln.
10. Betriebsgerät nach Anspruch 9,
wobei das Kennfeld oder die Formel die DC-Spannung (VBus) als eine monoton abnehmende Funktion des LED-Stroms (LED) festlegt.
1 1 . Betriebsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Steuereinheit (1 3) eine integrierte Halbleiterschaltung ist.
12. Leuchte, umfassend
ein Betriebsgerät (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und ein LED-Modul (20) mit wenigstens einer Leuchtdiode (21 ), das mit dem Betriebsgerät (1 ) verbunden ist.
13. Leuchte nach Anspruch 1 2,
wobei das LED-Modul (20) einen Widerstand (22) zum Kodieren des LED-Stroms (LED) umfasst, und
wobei ein Anschluss des Betriebsgeräts (1 ) mit dem LED-Modul (20) verbunden ist, um den Widerstand (22) auszulesen und die DC-Spannung (VBUS) abhängig von dem Widerstand (22) einzustellen.
14. Verfahren zum Steuern eines Betriebsgeräts (1) für wenigstens eine Leuchtdiode (21), wobei das Betriebsgerät (1) eine Le istung sfaktorkorrektu r- Schaltung (11) zum Bereitstellen einer DC-Spannung (VBUS) umfasst, wobei das Verfahren umfasst:
Einstellen der DC-Spannung (VBus) abhängig von einem LED-Strom (ILED) der wenigstens einen Leuchtdiode (21).
15. Verfahren nach Anspruch 14,
das von dem Betriebsgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgeführt wird.
EP15722348.8A 2014-03-31 2015-03-25 Betriebsgerät, leuchte und verfahren zum betreiben eines leuchtmittels Ceased EP3127401A1 (de)

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