EP3764747A1 - Linear light unit, light source module for such a linear light unit and method for operating such a linear light unit - Google Patents

Linear light unit, light source module for such a linear light unit and method for operating such a linear light unit Download PDF

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EP3764747A1
EP3764747A1 EP20174422.4A EP20174422A EP3764747A1 EP 3764747 A1 EP3764747 A1 EP 3764747A1 EP 20174422 A EP20174422 A EP 20174422A EP 3764747 A1 EP3764747 A1 EP 3764747A1
Authority
EP
European Patent Office
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light source
pwm
line
control
linear light
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20174422.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Volker Grosch
Dirk Herzog
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Insta GmbH
Original Assignee
Insta GmbH
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Filing date
Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/20Controlling the colour of the light
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10Controlling the intensity of the light

Definitions

  • the invention relates to linear light unit with several light source modules connected in series via electrical lines, each supplied with direct current by a constant current source, one line being a plus line , another line being a minus line and yet another line being a control line and one via the control line transmitted signal is applied to the control line input of each light source module.
  • the invention also relates to a light source module for such a linear light unit and a method for dimming such a linear light unit.
  • Linear light units are lighting systems in which a large number of individual light source modules are connected in series and / or in parallel one behind the other.
  • a light source module typically comprises a multiplicity of individual light sources, for example LEDs.
  • Numerous light source modules can be connected in series to form the linear light unit. In this way, rigid or flexible light strips, light chains or light rails can be formed. These are used for lighting purposes, often to illuminate buildings (architectural lighting) and also for accentuation or to provide a specific lighting design.
  • the light source modules of such a linear light unit are connected in series using three-wire technology.
  • the light sources are operated with direct current. LEDs are typically used for this.
  • two of the three lines are used to supply voltage to the load (the light source modules), while the third line represents a control line.
  • a regulated current source (constant current source) is assigned to each light source module or a group of light sources resulting from series or parallel connection To compensate for voltage drops across the supply lines connected in series on the supply lines, which can have a not inconsiderable length. This measure avoids a reduction in the emitted luminous flux that would otherwise occur in the light source modules connected in series, in particular towards the end of the series connection.
  • the control line is at the inputs of the control inputs of the constant current sources.
  • pulse width modulation (PWM) of the supply voltage is used in many cases. In this way it is possible to produce the same dimming over all light source units of the linear light unit. In addition, dimming via pulse width modulation of the supply voltage is associated with little effort. However, disadvantages must be accepted with this dimming process. On the one hand, the reaction speed is limited. The reason for this is the numerous series-connected constant current sources, which sometimes have noticeable response times when the supply voltage is switched off, which is why dimming processes can only be implemented with a low pulse width modulation frequency. In addition, it was found that pulse-width-modulated light sources can contribute to discomfort in people who are exposed to the light.
  • the reason for this is the unavoidable modulation artifacts in the luminous flux with a PWM dimming process.
  • the LEDs typically used as light sources pass on the current fluctuations as luminous flux fluctuations without inertia.
  • pulse-width modulated light sources individual switch-on and switch-off pulses can sometimes be perceived.
  • a pulse-width-modulated luminous flux can cause interference with displays, for example on cell phones or the like, which are perceived by the user and perceived as annoying.
  • the invention is based on the object of proposing a linear light unit, a light source module for such a linear light unit and a method for operating a linear light unit, in which the disadvantages to be accepted in conventional PWM dimming methods are avoided and which is also suitable for being able to be designed with multiple channels.
  • a generic linear light unit of the type mentioned at the outset in which the light source modules can be controlled in multiple channels, the control line is designed in multiple channels according to the number of channels, in which the linear light unit is assigned a number of PWM transmitters corresponding to the influencing variables, with a first control voltage is provided by a first PWM encoder and this first control voltage is used to generate a control voltage for at least two channels, and in which each light source module has a PWM signal conditioning (i) for each channel to determine the distance between the switch-on edges from the respective subsequent switch-off edges of the pulses of the PWM signal, (ii) to generate defined high and low phases that are independent of the PWM signal level and (iii) to provide a DC control voltage that is dependent on the edge separation determined and a current sink module with a constant rom source and at least one of this controlled light source per channel.
  • the aspect of the task directed at the light source module is achieved by a light source module with the features of claim 12.
  • the method-related aspect of the invention is achieved by a method having the feature of claim 14.
  • the presence of a constant current source in each light source module is cleverly used.
  • the control of the light sources or the constant current source supplying the light sources of such a light source module takes place via a control line.
  • a pulse-width modulated signal is used as the control signal.
  • this signal is not used as control information with regard to the level of its level, but only with regard to the distance between a switch-on edge and the subsequent switch-off edge. In this way, the same control information is received by each light source module, even if the level of the PWM control signal should decrease or otherwise be influenced over the distance of the light source modules connected in series.
  • a DC control voltage is generated from this control signal by means of PWM signal processing, which is independent of the PWM signal level and also independent of the frequency of the PWM signals due to the evaluation of the distance between the switch-off edges and the preceding switch-on edges.
  • This direct voltage is generated by generating high and low phases that are defined in terms of their magnitude, depending on the pulse / period ratio with subsequent low-pass filtering.This is possible because an ideal low-pass filtering delivers precisely the direct component of the processed PWM signal which in turn is proportional to the ratio of switch-on time to period duration.
  • This DC control voltage is applied to the input of a current sink module as part of each light source module.
  • the constant current source is controlled by this DC control voltage, namely its arithmetic unit, which is typically designed as an operational amplifier.
  • the light sources of the light source modules are therefore not dimmed via pulse width modulation of the Supply voltage, which is why the presented concept avoids the disadvantages of the prior art, in particular the artifact formation mentioned.
  • a commercially available, cost-effective PWM encoder is cleverly used in order to use its PWM signal to generate a control signal for operating a constant current source in each light source module.
  • the currents flowing through the light sources of the light source modules are therefore proportional or approximately proportional to the switch-on duration of the PWM signal and thus the length of the high phases in relation to the period duration.
  • Edge detection of the PWM signal can be implemented with simple means.
  • an n-channel MOSFET is used to generate the PWM signal, since the switching losses are particularly low with this.
  • a switching element is thus used that has only a small voltage drop in the current flow phase.
  • These electronic switching elements usually switch the ground path. This means that the internal resistance of the PWM encoder is significantly different in the two phases.
  • a work load typically designed as a resistor
  • this working resistor is part of each light source module.
  • Such a load implemented as a working resistance, for example, can be used for a further purpose.
  • the supply lines and thus also the control line have a capacitive coating primarily due to their length, but also due to their design.
  • the load resistance is adapted to this capacitance in such a way that the time constants resulting from the resistance value and the capacitive coating are sufficiently small to also be able to transmit narrow PWM pulses.
  • the PWM signal has narrow PWM pulses as high phases when the light sources contained in the light source modules are to be dimmed to a high degree.
  • Each light source module has PWM signal processing and a current sink module.
  • the PWM signal processing is divided into a first PWM signal processing stage and a second PWM signal processing stage following this, with low-pass filtering being carried out in the second PWM processing stage.
  • the first PWM signal processing stage provides for an electronic switching element, for example a transistor, to be controlled via a voltage divider. If a transistor is provided as the electronic switching element of the first PWM signal processing stage, it is advantageous to operate the transistor in the emitter circuit and to control it through the voltage divider.
  • the voltage divider will be designed in such a way that PWM signals, which are changed in their original level by voltage drops on the lines, lead to a flawless and thus sufficiently accurately detectable formation of the edges of the PWM signal.
  • the input signal is also inverted in this PWM signal processing stage.
  • a Schottky diode connected to the collector input can be provided in this first PWM signal processing stage. This counteracts the saturation effect of the transistor and ensures constant switching times.
  • a reference voltage is required to operate a load resistor.
  • the working resistance is part of the emitter stage.
  • the reference voltage is preferably as large as possible so that when the transistor is turned on to the maximum, a desaturation voltage, which is small in relation to the supply voltage, remains across the collector-emitter path. In one design of such a light source module, the reference voltage is generated in the current sink module.
  • the output signal of the first PWM signal processing stage represents the input signal for the second PWM signal processing stage, which is low-pass filtered in this PWM signal processing stage.
  • Different low-pass filters can be used to low-pass filter the control signal.
  • a passive first-order low-pass filter is particularly simple in construction.
  • Such a low-pass filter can be implemented by a voltage divider in connection with a capacitance. The voltage divider is expediently designed so that it is used to adapt to the required voltage ranges of the downstream current sink module.
  • the DC voltage generated by the signal processing in the first PWM signal processing stage of the PWM signal processing is applied to the input of the voltage-controlled current sink module.
  • This comprises a constant current source and at least one light source controlled by this.
  • a current sink module has several or even a multiplicity of individual light sources, which are preferably designed as LEDs.
  • the constant current source of the current sink module has an operational amplifier, the output of which controls a transistor connected as an emitter follower. A measuring resistor switched into the emitter path of this transistor as an exemplary electronic switching element generates a voltage drop. This is proportional to the current flowing through the light sources. This voltage drop is fed to the inverting input of the operational amplifier, typically with the interposition of a further resistor.
  • the control line acts on the non-inverting input of the operational amplifier of the constant current source.
  • a path implemented through a resistor between the stable supply voltage of the operational amplifier and its inverting input. This path is used to compensate for the saturation effects of the switching transistor of the first processing stage as well as offset values of the operational amplifier and thus to ensure that a PWM signal that has the "Off" state represents a safe shutdown of the current flow of the power sources leads.
  • a current flow depending on this voltage and the size of the voltage drop in the non-inverting input of the operational amplifier in can be set depending on the design of the resistor switched on in these.
  • a control voltage is applied to the several channels as a function of one another.
  • several influencing variables have to be set for the desired lighting, such as the brightness and the color temperature.
  • the control voltage for the first influencing variable for example the brightness
  • the dependency of the control voltages in the channels takes place against the background that an available service package is set up in accordance with the desired lighting.
  • tunable white light source modules are provided as part of the light source unit.
  • the influencing variables are the brightness and the color temperature.
  • the brightness and color temperature are not on different channels. Rather, the influencing variable "color temperature" is applied to two channels, each channel being assigned its own control voltage.
  • a first channel is used to control the cold white light sources and a second channel is used to control the warm white light sources.
  • the Light source modules on three different light sources can thus be designed, for example, as RGB light source modules.
  • the linear light unit has a number of PWM transmitters corresponding to the number of influencing variables. If two variables are influenced, namely the brightness and the color temperature, the linear light unit has two PWM transmitters. In contrast to the above-described single-channel design of such a linear light unit, these PWM transmitters do not feed the generated control voltage directly into a current sink of the light source modules - the light sources. Rather, this first generated control voltage serves as the basis for generating a number of new control voltages corresponding to the number of channels. If the light source modules are designed as tunable white light source modules, two new control voltages are generated from the first control voltage generated, which are then used to control the warm white and cold white channels.
  • the power package provided by the first control voltage is divided between the two channels described in the aforementioned example.
  • the available performance package is generated by the brightness setting (dimming) as the first control voltage.
  • the control value for one of the two channels of the color temperature in a tunable white version of the light source modules is typically specified in terms of its share by the PWM encoder responsible for the color temperature.
  • the portion of the first control voltage that is provided for the second channel can thus be determined in a simple manner by subtraction, for example by means of a circuit-implemented difference calculator, taking into account the portion specified for the first channel.
  • the control line In the case of a linear light unit designed, for example, with two channels, the control line is designed with two channels. This means that the control line ultimately has its own line for each channel, which is looped through the light source modules connected in series. If the linear light unit is designed to work more than two channels, the control line has a number of individual control lines corresponding to the number of channels. In the case of linear light units operating in multiple channels, the individual control line present in the prior art is thus implemented by several individual control lines.
  • the PWM transmitters are not part of the light source modules, but a separate unit in the linear light unit.
  • a single-channel linear light unit 1 comprises a multiplicity of light source modules 2 connected in series with one another.
  • the light source modules 2 are connected to one another by means of three-wire wiring. Two of these lines 3, 4 are provided for the voltage supply.
  • Line 3 represents the plus line and line 4 represents the minus line.
  • the minus line 3 forms the ground line.
  • a third line is a control line 5.
  • a PWM transmitter 6 is also part of the linear light unit 1. Its output signal is applied to the control line 5.
  • the PWM signal generated by the PWM transmitter 6 is therefore used to control the individual light source modules 2.
  • the PWM transmitter 6, together with a power supply 7, is part of a supply unit 8.
  • the light source modules 2 are connected to this in series with one another.
  • FIG Figure 2 An exemplary circuit diagram of the supply unit 8 and a light source module 2 connected to it is shown in FIG Figure 2 shown.
  • the PWM transmitter 6 has a power supply 9 and a MOSFET 10 as a switching element.
  • the PWM transmitter 6 is used to switch the ground path of the linear light unit 1.
  • a resistor 11 is connected to the current-conducting branch. The resistor 11 causes the Internal resistance of the PWM encoder 6 in the on-phase (high phase) differs significantly from the off-phase (low phase).
  • the light source module 2 is connected to the power supply 7 of the supply unit 8 and with its control input 12 to the control line 5.
  • the control line 5 is looped through in the light source module 2, as are the supply lines 3, 4.
  • the lines 3, 4, 5 looped through these lines are in the row of light source modules 2 in the Figure 2 shown Light source module 2 connected or connectable light source module 2 downstream.
  • the light source module 2 has a PWM signal conditioning 13 and a current sink module 14. These two components of the light source 2 are typically arranged on a common circuit board.
  • the PWM processing 13 comprises a first PWM signal processing stage 15.
  • This first PWM signal processing stage 15 initially comprises a working resistor 16 for the PWM transmitter 6.
  • This working resistor 16 enables a voltage to be built up when the MOSFET 10 of the PWM transmitter 6 is closed is.
  • Part of the first PWM signal processing stage 15 is a voltage divider which, in the exemplary embodiment shown, is formed from resistors 17 and 18. This voltage divider controls a transistor 19 operated in the emitter circuit.
  • a Schottky diode 20 is connected in parallel with the branch of the voltage divider formed by the resistor 17.
  • the Schottky diode 20 ensures at least approximately the same switching times.
  • the node in the voltage divider formed by the resistors 17, 18 is connected to the base of the transistor 19.
  • This first PWM signal processing stage 15 also has a protective diode 21, by means of which the base-emitter path of the transistor 19 is protected against higher negative voltages in the event of possible incorrect connections.
  • a working resistor 22 is switched into the emitter stage.
  • the working resistor 22 draws its working voltage from a reference voltage generator 23, which is part of the current sink module 14 in the illustrated embodiment.
  • the reference voltage generation 23 comprises a resistor 24 which is connected in series with a Schottky diode 24.1 and a capacitor 25 connected in parallel with this.
  • the reference voltage provided by the reference voltage generator 23 is as large as possible, thus even when the transistor is turned on to the maximum 19 a desaturation voltage remains across the collector-emitter path.
  • the first PWM signal processing stage 15 is followed by a second PWM signal processing stage 26.
  • the input of the second PWM signal processing stage 26 is connected to the collector of the transistor 19.
  • the second PWM signal processing stage 26 is designed in the illustrated embodiment as a passive low-pass filter of the first order and has a voltage divider provided by the resistors 27, 28 and a capacitor 29 connected in parallel to the voltage divider grid provided by the resistor 28.
  • the ratio is of the branches of the voltage divider provided by the resistors 27, 28 are designed so that the DC voltage present at the output of the PWM processor 13 or its second PWM signal processing stage 26 is adapted to the required voltage ranges of the current sink module 14.
  • the PWM signal conditioning 13 generates a DC voltage with the two PWM signal conditioning stages 15, 26, the magnitude of which depends directly on the ratio of the switch-on time to the period duration of the PWM signal generated by the PWM transmitter 6. It is important that the level of the direct current generated in this way is independent of the level of the PWM signal. Changes in the level of the PWM signal over the possibly relatively long route of the control line 5 therefore do not influence the activation of the respective subsequent light source module 2. There is no change in the distance between the switch-on edges and the respective switch-off edges, even with a longer control line.
  • the current sink module 14 has a plurality of LEDs 30 as light sources.
  • the LEDs 30 receive their supply voltage from a constant current source as parts of the current sink module 14.
  • the constant current source is in the illustrated embodiment by an operational amplifier 31 and a transistor 32, which in the illustrated embodiment is also a bipolar transistor is executed, formed.
  • the emitter current of transistor 32 produces a voltage drop across a measuring resistor 33 located in its emitter path. This is proportional or at least approximately proportional to the current flowing through the LEDs 30.
  • This voltage drop is fed to the inverting input 34 of the operational amplifier 31 via a resistor 35.
  • the control voltage generated by the PWM signal processor 13 is fed in at the non-inverting input 36 of the operational amplifier 31.
  • FIG. 4 shows a block diagram of a further linear light unit 40, which is constructed in principle like the linear light unit 1 of FIG Figure 1 .
  • the light source modules 41 are connected in series and connected to a plus line 42 and a minus line 43.
  • the light source modules 41 are designed to work with two channels.
  • the control line 44 in this linear light unit 40 is therefore implemented by two individual lines 44.1, 44.2.
  • Each individual control line 44.1, 44.2 has a control voltage applied to it for the respective channel controlled by the control line 44.1 or 44.2.
  • the control voltage is provided by a PWM transmitter unit 45.
  • the PWM transmitter unit comprises two PWM transmitters, one PWM transmitter in each case for providing a control voltage for a control variable is provided.
  • a PWM transmitter is used to provide a control voltage corresponding to the desired brightness.
  • Another PWM encoder provides a control voltage for the color temperature. This is transmitted in two channels to the light source modules 41 via the individual control lines 44.1 or 44.2.
  • the PWM transmitter unit 45 is typically part of a supply unit 46 which also includes a power supply 47.
  • FIG. 4 illustrates the mode of operation of the linear light unit 40.
  • a first PWM transmitter 48 is connected to the power supply 47.
  • a first control voltage is provided via this, namely that which is responsible for the brightness control of the light source modules 41.
  • the dimming value (PWM value) is specified by the user.
  • the control voltage generated at the output of the PWM transmitter 48 according to the statements about the single-channel linear light unit of the above-described embodiment represents the input voltage for a second PWM transmitter 49. This generates a control voltage with regard to the color temperature desired by the user or specified by a controller.
  • the light source modules 41 are designed as tunable white light source modules.
  • the control voltage generated for the cold white light component is supplied to the light source modules 41 via the individual control line 44.1 and the control voltage generated for the warm white light component via the individual control line 44.2.
  • the first control voltage generated by the PWM transmitter 48 represents a power package which, depending on the desired color temperature, is divided as control voltages between the two individual control lines 44.1 and 44.2.
  • the power package provided by the first PWM transmitter 48 is divided up in each light source module 41, which is shown in FIG Figure 4 is indicated, as is the supply unit 46.
  • the illustrated embodiment provides that the control voltage on the one channel, here: the cold white light channel, which is proportionally specified, and the control voltage for the warm white light channel using a difference generator 50 as a function of the predetermined cold white light component is generated.
  • FIG Figure 5 A circuit structure for implementing the above-described mode of operation of the linear light unit 40 is shown in FIG Figure 5 shown.
  • the circuit structure essentially corresponds to the circuit structure of the linear light unit 1, as shown in FIG Figure 2 is shown, with the in Figure 2 The circuit shown is provided twice due to the described design of the linear light unit 40.
  • each light source module 41 has two current sink modules, one current sink module 51 having warm white LEDs 52 and a second current sink module 53 with cold white LEDs 54.
  • Each light source module 41 also has two auxiliary voltage supplies 55, 54.
  • a first auxiliary voltage supply 55 provides a voltage supply of 24 V.
  • a second auxiliary voltage supply 56 provides an auxiliary voltage of 5V.
  • the voltage source 47 of the supply unit 46 supplies a voltage of 48 V.
  • the control voltage is generated in the same way as is described for the single-channel linear light unit 1.
  • the signal (brightness) generated by the PWM transmitter 48 is processed in a PWM attenuator 57 to generate the first control voltage.
  • the PWM attenuator 57 comprises the PWM signal processing stages also described for the linear light unit 1 or its light source modules 2.
  • the PWM attenuators thus also include a low-pass filter, which is designed as a first-order passive filter.
  • At the output 58 of the PWM attenuator 57 is the in The first control voltage generated depending on the set dimming value. This is fed into a second PWM attenuator 60 via a supply line 59.
  • the second PWM attenuator 60 is used to provide a control voltage for the second influencing variable, namely the color temperature.
  • the input side of the PWM attenuator 60 is connected to the output of the PWM transmitter 49.
  • the control voltage present at the output 58 of the PWM attenuator 57 is also fed into the subtractor 50, specifically into the non-inverting input 61 of its operational amplifier 62.
  • the output of a buffer stage 64 is present at the inverting input 63.
  • the buffer stage 64 is connected to the inverting input 66 of the operational amplifier 67 of the cold white current sink module 53 via a connection line 65. In this way, the control voltage for the warm white light channel of the light source module 41 is dependent on which portion of the received power package is provided for the control of the current sink module 53 used to generate cold white light.
  • the auxiliary voltage supply 24 is implemented in the illustrated embodiment as a simple linear regulator with buffering on the output side.
  • the auxiliary voltage supply 56 for providing the auxiliary voltage of 5 V is also implemented as a simple linear regulator with buffering on the output side. Because the auxiliary voltage supply 55 is connected upstream of the auxiliary voltage supply 56, an excellent screening effect is also achieved.
  • the buffer stage 64 is designed as a buffer amplifier and ensures a low-impedance supply of the cold white light control voltage.
  • the buffer stage 64 ensures that the unbuffered voltage is separated from the low-impedance input stage of the difference generator 50. With sufficiently precise dimensioning of the difference former 50, the buffer stage 64 can in principle be dispensed with.
  • the circuit of the difference calculator 50 is dimensioned such that the voltage at the resistor 68, which is proportional to the voltage present at the output 58 of the PWM attenuator 57, is included in the difference calculation with a factor of 2. This allows the non-inverting input 61 of the operational amplifier 62 to be used without a further ground path.
  • the voltage divider formed with the resistor 68 due to the further resistor 69 is halved in terms of the ground resistance compared to the ground resistance of the voltage divider of the PWM attenuator 60 formed by the resistors 70, 71, so that roughly half the voltage at the resistor 68 drops. In this way, the doubling of the non-inverting path is compensated for.
  • the light source modules 41 are designed to be able to control a control voltage for monochrome assemblies as part of the linear light unit.
  • monochrome light source modules are also switched into the row of light source modules 41.
  • the PWM attenuator 57 is used without its operational amplifier. It goes without saying that a corresponding re-dimensioning of the components is then necessary. In this way, monochrome light source modules and tunable white light source modules can be placed mixed within a linear light unit.
  • the PWM transmitter 48 responsible for the brightness then controls all light source modules equally, while the PWM transmitter 49 responsible for the color temperature only influences the tunable white light source modules.

Landscapes

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

Abstract

Beschrieben ist eine Linearlichteinheit mit mehreren, über elektrische Leitungen 42, 43, 44 in Reihe geschalteten, durch jeweils eine Konstantstromquelle mit Gleichstrom versorgten Lichtquellenmodulen 41, wobei eine Leitung eine plus-Leitung 42, eine weitere eine minus-Leitung 43 und noch eine weitere Leitung eine Steuerleitung 44 ist und ein über die Steuerleitung 44 übertragenes Signal an dem Steuereingang jedes Lichtquellenmoduls 41 anliegt. Dabei ist vorgesehen, dass zumindest ein Lichtquellenmodul 41 mehrkanalig ansteuerbar ist, die Steuerleitung 44 entsprechend der Anzahl der Kanäle durch mehrere Einzelsteuerleitungen 44.1, 44.2 mehrkanalig ausgelegt ist, dass der Linearlichteinheit 40 eine der Beeinflussungsgrößen entsprechende Anzahl an PWM-Gebern 48, 49 zugeordnet sind, wobei durch einen ersten PWM-Geber 48 eine erste Steuerspannung bereit gestellt ist und diese erste Steuerspannung zum Erzeugen von jeweils einer Steuerspannung für zumindest zwei Kanäle dient, und dass jedes Lichtquellenmodul 41 für jede Beeinflussungsgröße einen PWM-Abschwächer als PWM-Signalaufbereitung (i) zum Bestimmen des Abstandes der Einschaltflanken von den jeweils nachfolgenden Ausschaltflanken der Impulse des PWM-Signals, (ii) zum Erzeugen von von der PWM-Signalpegelhöhe unabhängigen, definierten High- und Low-Phasen und (iii) zum Bereitstellen einer von dem ermittelten Flankenabstand abhängigen Steuergleichspannung sowie ein Stromsenkenmodul mit einer Konstantstromquelle und wenigstens einer von dieser gesteuerten Lichtquelle pro Kanal aufweist.Beschrieben ist des Weiteren ein Lichtquellenmodul 41 für eine solche Lichtquelleneinheit 40 sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Linearlichteinheit 40.A linear light unit is described with several light source modules 41 connected in series via electrical lines 42, 43, 44, each supplied with a constant current source with direct current, one line being a plus line 42, another being a minus line 43 and another line is a control line 44 and a signal transmitted via the control line 44 is present at the control input of each light source module 41. It is provided that at least one light source module 41 can be controlled in multiple channels, the control line 44 is designed with multiple channels according to the number of channels through multiple individual control lines 44.1, 44.2, that the linear light unit 40 is assigned a number of PWM transmitters 48, 49 corresponding to the influencing variables, wherein a first control voltage is provided by a first PWM transmitter 48 and this first control voltage is used to generate a control voltage for at least two channels, and that each light source module 41 has a PWM attenuator as PWM signal processing (i) for each influencing variable Determining the distance between the switch-on edges and the subsequent switch-off edges of the pulses of the PWM signal, (ii) to generate defined high and low phases that are independent of the PWM signal level and (iii) to provide a DC control voltage that is dependent on the edge distance determined as well as a current sink mod ul with a constant current source and at least one light source controlled by this per channel. A light source module 41 for such a light source unit 40 and a method for operating such a linear light unit 40 are also described.

Description

Die Erfindung betrifft Linearlichteinheit mit mehreren, über elektrische Leitungen in Reihe geschalteten, durch jeweils eine Konstantstromquelle mit Gleichstrom versorgten Lichtquellenmodulen, wobei eine Leitung eine plus-Leitung, eine weitere eine minus-Leitung und noch eine weitere Leitung eine Steuerleitung ist und ein über die Steuerleitung übertragenes Signal an dem Steuerleitungseingang jedes Lichtquellenmoduls anliegt. Ferner betrifft die Erfindung ein Lichtquellenmodul für eine solche Linearlichteinheit sowie ein Verfahren zum Dimmen einer solchen Linearlichteinheit.The invention relates to linear light unit with several light source modules connected in series via electrical lines, each supplied with direct current by a constant current source, one line being a plus line , another line being a minus line and yet another line being a control line and one via the control line transmitted signal is applied to the control line input of each light source module. The invention also relates to a light source module for such a linear light unit and a method for dimming such a linear light unit.

Bei Linearlichteinheiten handelt es sich um Beleuchtungssysteme, bei denen eine Vielzahl von einzelnen Lichtquellenmodulen in Reihe und/oder parallel hintereinander geschaltet sind. Ein solches Lichtquellenmodul umfasst typischerweise eine Vielzahl von einzelnen Lichtquellen, beispielsweise LEDs. Zahlreiche Lichtquellenmodule können zum Ausbilden der Linearlichteinheit hintereinander geschaltet sein. Auf diese Weise lassen sich starre oder auch flexible Leuchtbänder, Lichterketten oder Lichtschienen ausbilden. Eingesetzt werden diese zu Beleuchtungszwecken, oftmals zur Beleuchtung von Gebäuden (Architekturbeleuchtung) und auch zur Akzentuierung oder zum Bereitstellen eines bestimmten Lichtdesigns.Linear light units are lighting systems in which a large number of individual light source modules are connected in series and / or in parallel one behind the other. Such a light source module typically comprises a multiplicity of individual light sources, for example LEDs. Numerous light source modules can be connected in series to form the linear light unit. In this way, rigid or flexible light strips, light chains or light rails can be formed. These are used for lighting purposes, often to illuminate buildings (architectural lighting) and also for accentuation or to provide a specific lighting design.

Um den Verdrahtungsaufwand gering zu halten, sind die Lichtquellenmodule einer solchen Linearlichteinheit in Dreidrahttechnik in Reihe geschaltet. Bei den Lichtquellen handelt es sich um mit Gleichstrom betriebene. Typischerweise werden hierfür LEDs verwendet. Aus diesem Grunde dienen zwei der drei Leitungen zur Spannungsversorgung der Last (der Lichtquellenmodule), während die dritte Leitung eine Steuerleitung darstellt. Jedem Lichtquellenmodul oder einer aus Reihen- oder Parallelschaltung entstanden Gruppe von Lichtquellen ist eine geregelte Stromquelle (Konstantstromquelle) zugeordnet, um Spannungsabfälle über die in Reihe geschalteten Zuleitungen auf den Versorgungsleitungen, die eine nicht unbeträchtliche Länge aufweisen können, zu kompensieren. Durch diese Maßnahme ist eine ansonsten eintretende Reduzierung des abgegebenen Lichtstroms in den hintereinandergeschalteten Lichtquellenmodulen, insbesondere zum Ende der Reihenschaltung hin vermieden. Die Steuerleitung liegt an den Eingängen der Steuereingänge der Konstantstromquellen an.To keep the wiring effort low, the light source modules of such a linear light unit are connected in series using three-wire technology. The light sources are operated with direct current. LEDs are typically used for this. For this reason, two of the three lines are used to supply voltage to the load (the light source modules), while the third line represents a control line. A regulated current source (constant current source) is assigned to each light source module or a group of light sources resulting from series or parallel connection To compensate for voltage drops across the supply lines connected in series on the supply lines, which can have a not inconsiderable length. This measure avoids a reduction in the emitted luminous flux that would otherwise occur in the light source modules connected in series, in particular towards the end of the series connection. The control line is at the inputs of the control inputs of the constant current sources.

Wenn eine solche Linearlichteinheit gedimmt werden soll, bedient man sich in vielen Fällen einer Pulsweitenmodulation (PWM) der Versorgungsspannung. Auf diese Weise ist es möglich, über sämtliche Lichtquelleneinheiten der Linearlichteinheit dieselbe Dimmung zu erzeugen. Zudem ist ein Dimmen über eine Pulsweitenmodulation der Versorgungsspannung mit einem geringen Aufwand verbunden. Allerdings müssen bei diesem Dimmverfahren Nachteile in Kauf genommen werden. Zum Einen ist die Reaktionsgeschwindigkeit begrenzt. Grund hierfür sind die zahlreichen in Reihe geschalteten Konstantstromquellen, die mitunter spürbare Reaktionszeiten auf das Ausschalten der Versorgungsspannung haben, weshalb Dimmvorgänge nur mit einer niedrigen Pulsweitenmodulationsfrequenz realisiert werden können. Zudem wurde festgestellt, dass pulsweitenmodulierte Lichtquellen zu einem Unwohlsein bei dem abgegebenen Licht ausgesetzten Menschen beitragen können. Grund hierfür sind die bei einem PWM-Dimmverfahren nicht zu vermeidenden Modulationsartefakte im Lichtstrom. Die typischerweise als Lichtquellen eingesetzten LEDs geben trägheitslos die Stromschwankungen als Lichtstromschwankungen weiter. Mitunter können bei pulsweiten modulierten Lichtquellen sogar einzelne Ein- und Ausschaltimpulse wahrgenommen werden. Unter einem pulsweitenmodulierten Lichtstrom können Interferenzen mit Displays, beispielsweise an Mobiltelefonen oder dergleichen auftreten, die vom Benutzer wahrgenommen und als störend empfunden werden.If such a linear light unit is to be dimmed, pulse width modulation (PWM) of the supply voltage is used in many cases. In this way it is possible to produce the same dimming over all light source units of the linear light unit. In addition, dimming via pulse width modulation of the supply voltage is associated with little effort. However, disadvantages must be accepted with this dimming process. On the one hand, the reaction speed is limited. The reason for this is the numerous series-connected constant current sources, which sometimes have noticeable response times when the supply voltage is switched off, which is why dimming processes can only be implemented with a low pulse width modulation frequency. In addition, it was found that pulse-width-modulated light sources can contribute to discomfort in people who are exposed to the light. The reason for this is the unavoidable modulation artifacts in the luminous flux with a PWM dimming process. The LEDs typically used as light sources pass on the current fluctuations as luminous flux fluctuations without inertia. With pulse-width modulated light sources, individual switch-on and switch-off pulses can sometimes be perceived. A pulse-width-modulated luminous flux can cause interference with displays, for example on cell phones or the like, which are perceived by the user and perceived as annoying.

Mitunter wird als problematisch bei PWM-Dimmsteuerungen angesehen, dass sich geringe Helligkeiten nur unzureichend realisieren lassen. Ferner wäre es wünschenswert, wenn eine solche Linearlichteinheit in einfacher Weise mehrkanalig arbeitend ausgelegt werden könnte, um Lichtquellenmodule mehrkanalig ansteuern zu können.It is sometimes seen as problematic with PWM dimming controls that low levels of brightness can only be achieved inadequately. Furthermore, it would be desirable if such a linear light unit in a simple Way could be designed to work multi-channel in order to be able to control light source modules multi-channel.

Damit liegt ausgehend von dem diskutierten Stand der Technik der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Linearlichteinheit, ein Lichtquellenmodul für eine solche Linearlichteinheit und ein Verfahren zum Betreiben einer Linearlichteinheit vorzuschlagen, bei der die bei herkömmlichen PWM-Dimmverfahren in Kauf zu nehmenden Nachteile vermieden sind und welches ebenfalls geeignet ist, mehrkanalig ausgelegt sein zu können.Thus, based on the discussed prior art, the invention is based on the object of proposing a linear light unit, a light source module for such a linear light unit and a method for operating a linear light unit, in which the disadvantages to be accepted in conventional PWM dimming methods are avoided and which is also suitable for being able to be designed with multiple channels.

Gelöst wird diese Aufgabe zum einen durch eine eingangs genannte, gattungsgemäße Linearlichteinheit, bei der die Lichtquellenmodule mehrkanalig ansteuerbar sind, die Steuerleitung entsprechend der Anzahl der Kanäle mehrkanalig ausgelegt ist, bei der der Linearlichteinheit eine der Beeinflussungsgrößen entsprechende Anzahl an PWM-Gebern zugeordnet sind, wobei durch einen ersten PWM-Geber eine erste Steuerspannung bereit gestellt ist und diese erste Steuerspannung zum Erzeugen von jeweils einer Steuerspannung für zumindest zwei Kanäle dient, und bei der jedes Lichtquellenmodul für jeden Kanal eine PWM-Signalaufbereitung (i) zum Bestimmen des Abstandes der Einschaltflanken von den jeweils nachfolgenden Ausschaltflanken der Impulse des PWM-Signals, (ii) zum Erzeugen von von der PWM-Signalpegelhöhe unabhängigen, definierten High- und Low-Phasen und (iii) zum Bereitstellen einer von dem ermittelten Flankenabstand abhängigen Steuergleichspannung sowie ein Stromsenkenmodul mit einer Konstantstromquelle und wenigstens einer von dieser gesteuerten Lichtquelle pro Kanal aufweist.This object is achieved on the one hand by a generic linear light unit of the type mentioned at the outset, in which the light source modules can be controlled in multiple channels, the control line is designed in multiple channels according to the number of channels, in which the linear light unit is assigned a number of PWM transmitters corresponding to the influencing variables, with a first control voltage is provided by a first PWM encoder and this first control voltage is used to generate a control voltage for at least two channels, and in which each light source module has a PWM signal conditioning (i) for each channel to determine the distance between the switch-on edges from the respective subsequent switch-off edges of the pulses of the PWM signal, (ii) to generate defined high and low phases that are independent of the PWM signal level and (iii) to provide a DC control voltage that is dependent on the edge separation determined and a current sink module with a constant rom source and at least one of this controlled light source per channel.

Der auf das Lichtquellenmodul gerichtete Aufgabenaspekt wird durch ein Lichtquellenmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.The aspect of the task directed at the light source module is achieved by a light source module with the features of claim 12.

Der verfahrensbezogene Aspekt der Erfindung wird durch ein Verfahren mit dem Merkmal des Anspruchs 14 gelöst.The method-related aspect of the invention is achieved by a method having the feature of claim 14.

Im Folgenden wird zunächst die Auslegung und die Betriebsweise einer einkanalig ausgeführten Linearlichteinheit beschrieben. Dies erleichtert das Verständnis einer mehrkanalig ausgelegten Linearlichteinheit, da die diesbezüglichen Ausführungen grundsätzlich für jeden Kanal einer mehrkanalig betriebenen Linearlichteinheit gelten.In the following, the design and the mode of operation of a single-channel linear light unit is first described. This makes it easier to understand a linear light unit designed with multiple channels, since the explanations in this regard apply in principle to each channel of a linear light unit operated with multiple channels.

Bei einer solchen Linearlichteinheit wird in geschickter Weise das Vorhandensein einer Konstantstromquelle in jedem Lichtquellenmodul genutzt. Die Ansteuerung der Lichtquellen bzw. der die Lichtquellen versorgenden Konstantstromquelle eines solchen Lichtquellenmoduls erfolgt über eine Steuerleitung. Als Steuersignal wird ein pulsweitenmoduliertes Signal verwendet. Zum Betreiben der Lichtquellenmodule dieser Linearlichteinheit wird dieses Signal nicht bezüglich der Höhe seines Pegels, sondern nur in Bezug auf den Abstand einer Einschaltflanke zu der nachfolgenden Ausschaltflanke als Steuerinformation genutzt. Auf diese Weise wird von jedem Lichtquellenmodul dieselbe Steuerinformation empfangen, auch wenn der Pegel des PWM-Steuersignals über die Strecke der in Reihe hintereinandergeschalteten Lichtquellenmodule abnehmen oder anderweitig beeinflusst werden sollte. In jedem Lichtquellenmodul wird aus diesem Steuersignal im Wege einer PWM-Signalaufbereitung eine Steuergleichspannung erzeugt, die aufgrund der Auswertung des Abstandes der Ausschaltflanken von den vorangegangen Einschaltflanken unabhängig von der PWM-Signalpegelhöhe und auch unabhängig von der Frequenz der PWM-Signale ist. Generiert wird diese Gleichspannung über eine Erzeugung von bezüglich ihrer Höhe definierten High- und Low-Phasen, und zwar abhängig von dem Puls-/Periodendauer-Verhältnis mit nachfolgender Tiefpassfilterung Dies ist möglich, da eine ideale Tiefpassfilterung genau den Gleichanteil des aufbereiteten PWM-Signals liefert, der wiederum proportional zum Verhältnis Einschaltzeit zu Periodendauer ist. Diese Steuergleichspannung liegt an dem Eingang eines Stromsenkenmoduls als Teil jedes Lichtquellenmoduls an. Durch diese Steuergleichspannung ist die Konstantstromquelle gesteuert, und zwar dessen Rechenglied, welches typischerweise als Operationsverstärker ausgeführt ist. Ein Dimmen der Lichtquellen der Lichtquellenmodule erfolgt somit nicht über eine Pulsweitenmodulation der Versorgungsspannung, weshalb dem vorgestellten Konzept die zu dem Stand der Technik aufgezeigten Nachteile, insbesondere die angesprochene Artefaktenbildung vermieden sind. Bei diesem Konzept wird in geschickter Weise ein handelsüblicher, kostengünstiger PWM-Geber eingesetzt, um mit dessen PWM-Signal ein Steuersignal zum Betreiben einer Konstantstromquelle in jedem Lichtquellenmodul zu erzeugen. Die durch die Lichtquellen der Lichtquellenmodule fließenden Ströme sind somit proportional bzw. näherungsweise proportional zur Einschaltdauer des PWM-Signals und damit der Länge der High-Phasen im Verhältnis zur Periodendauer.In such a linear light unit, the presence of a constant current source in each light source module is cleverly used. The control of the light sources or the constant current source supplying the light sources of such a light source module takes place via a control line. A pulse-width modulated signal is used as the control signal. To operate the light source modules of this linear light unit, this signal is not used as control information with regard to the level of its level, but only with regard to the distance between a switch-on edge and the subsequent switch-off edge. In this way, the same control information is received by each light source module, even if the level of the PWM control signal should decrease or otherwise be influenced over the distance of the light source modules connected in series. In each light source module, a DC control voltage is generated from this control signal by means of PWM signal processing, which is independent of the PWM signal level and also independent of the frequency of the PWM signals due to the evaluation of the distance between the switch-off edges and the preceding switch-on edges. This direct voltage is generated by generating high and low phases that are defined in terms of their magnitude, depending on the pulse / period ratio with subsequent low-pass filtering.This is possible because an ideal low-pass filtering delivers precisely the direct component of the processed PWM signal which in turn is proportional to the ratio of switch-on time to period duration. This DC control voltage is applied to the input of a current sink module as part of each light source module. The constant current source is controlled by this DC control voltage, namely its arithmetic unit, which is typically designed as an operational amplifier. The light sources of the light source modules are therefore not dimmed via pulse width modulation of the Supply voltage, which is why the presented concept avoids the disadvantages of the prior art, in particular the artifact formation mentioned. In this concept, a commercially available, cost-effective PWM encoder is cleverly used in order to use its PWM signal to generate a control signal for operating a constant current source in each light source module. The currents flowing through the light sources of the light source modules are therefore proportional or approximately proportional to the switch-on duration of the PWM signal and thus the length of the high phases in relation to the period duration.

Eine Flankenerkennung des PWM-Signals lässt sich mit einfachen Mitteln realisieren. Zum Erzeugen des PWM-Signals wird gemäß einer Ausgestaltung ein n-Kanal-MOSFET verwendet, da mit diesem die Schaltverluste besonders gering sind. Damit wird ein Schaltelement eingesetzt, das in der Stromflussphase nur einen geringen Spannungsabfall aufweist. Diese elektronischen Schaltelemente schalten üblicherweise den Massepfad. Dadurch ist der Innenwiderstand des PWM-Gebers in den beiden Phasen signifikant unterschiedlich.Edge detection of the PWM signal can be implemented with simple means. According to one embodiment, an n-channel MOSFET is used to generate the PWM signal, since the switching losses are particularly low with this. A switching element is thus used that has only a small voltage drop in the current flow phase. These electronic switching elements usually switch the ground path. This means that the internal resistance of the PWM encoder is significantly different in the two phases.

Um den Aufbau einer Spannung bei geöffnetem elektronischem Schaltelement, typischerweise einem MOSFET, zu ermöglichen, ist eine Arbeitslast, typischerweise ausgelegt als Widerstand erforderlich. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist dieser Arbeitswiderstand Teil jedes Lichtquellenmoduls. Eine solche beispielsweise als Arbeitswiderstand realisierte Last kann für einen weiteren Zweck genutzt werden. Die Versorgungsleitungen und damit auch die Steuerleitung weisen vor allem aufgrund ihrer Länge, jedoch auch aufgrund ihrer Auslegung einen kapazitiven Belag auf. An diese Kapazität ist der Arbeitswiderstand bezüglich seiner Last angepasst, und zwar derart, dass die sich aus dem Widerstandswert und dem kapazitiven Belag ergebenden Zeitkonstanten hinreichend klein sind, um auch schmale PWM-Impulse übertragen zu können. Das PWM-Signal weist schmale PWM-Impulse als High-Phasen auf, wenn die in den Lichtquellenmodulen enthaltenen Lichtquellen stark gedimmt werden sollen.To enable a voltage to build up when the electronic switching element, typically a MOSFET, is open, a work load, typically designed as a resistor, is required. According to an exemplary embodiment, this working resistor is part of each light source module. Such a load, implemented as a working resistance, for example, can be used for a further purpose. The supply lines and thus also the control line have a capacitive coating primarily due to their length, but also due to their design. The load resistance is adapted to this capacitance in such a way that the time constants resulting from the resistance value and the capacitive coating are sufficiently small to also be able to transmit narrow PWM pulses. The PWM signal has narrow PWM pulses as high phases when the light sources contained in the light source modules are to be dimmed to a high degree.

Jedes Lichtquellenmodul verfügt über eine PWM-Signalaufbereitung und über ein Stromsenkenmodul. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die PWM-Signalaufbereitung in eine erste PWM-Signalaufbereitungsstufe und eine sich an diese anschließende zweite PWM-Signalaufbereitungsstufe unterteilt, wobei in der zweiten PWM-Aufbereitungsstufe eine Tiefpassfilterung durchgeführt wird. In der ersten PWM-Signalaufbereitungsstufe ist gemäß einem Ausführungsbeispiel vorgesehen, über einen Spannungsteiler ein elektronisches Schaltelement, beispielsweise einen Transistor anzusteuern. Ist als elektronisches Schaltelement der ersten PWM-Signalaufbereitungsstufe ein Transistor vorgesehen, ist es vorteilhaft, den Transistor in Emitterschaltung zu betreiben und diesen durch den Spannungsteiler anzusteuern. Den Spannungsteiler wird man bezüglich seines Teilerverhältnisses dergestalt ausbilden, dass auch PWM-Signale, die durch Spannungsabfälle auf den Leitungen in ihrem ursprünglichen Pegel verändert werden, zu einer einwandfreien und damit hinreichend genau detektierbaren Ausbildung der Flanken des PWM-Signals führen. In dieser PWM-Signalaufbereitungsstufe wird das Eingangssignal zudem invertiert. Zur Verbesserung der Schaltgenauigkeit des beispielsweise als Transistor vorgesehenen elektronischen Schaltelementes in dieser ersten PWM-Signalaufbereitungsstufe kann eine an den Kollektoreingang angeschlossene Schottky-Diode vorgesehen sein. Diese wirkt einem Sättigungseffekt des Transistors entgegen und sorgt für gleichbleibende Schaltzeiten. Zugleich bietet es sich an, eine Schutzdiode vorzusehen, durch die der Transistor als beispielhaftes elektronisches Schaltelement bei möglichen Fehlbeschaltungen gegen höhere negative Spannungen geschützt ist.Each light source module has PWM signal processing and a current sink module. According to one exemplary embodiment, the PWM signal processing is divided into a first PWM signal processing stage and a second PWM signal processing stage following this, with low-pass filtering being carried out in the second PWM processing stage. According to one exemplary embodiment, the first PWM signal processing stage provides for an electronic switching element, for example a transistor, to be controlled via a voltage divider. If a transistor is provided as the electronic switching element of the first PWM signal processing stage, it is advantageous to operate the transistor in the emitter circuit and to control it through the voltage divider. With regard to its division ratio, the voltage divider will be designed in such a way that PWM signals, which are changed in their original level by voltage drops on the lines, lead to a flawless and thus sufficiently accurately detectable formation of the edges of the PWM signal. The input signal is also inverted in this PWM signal processing stage. To improve the switching accuracy of the electronic switching element provided, for example, as a transistor, in this first PWM signal processing stage, a Schottky diode connected to the collector input can be provided. This counteracts the saturation effect of the transistor and ensures constant switching times. At the same time, it is advisable to provide a protective diode by means of which the transistor, as an exemplary electronic switching element, is protected against higher negative voltages in the event of possible incorrect connections.

Bei einer solchen PWM-Signalaufbereitungsstufe wird eine Referenzspannung zum Betreiben eines Arbeitswiderstandes benötigt. Der Arbeitswiderstand ist Teil der Emitterstufe. Vorzugsweise ist die Referenzspannung möglichst groß, damit bei maximaler Durchsteuerung des Transistors eine im Verhältnis zur Versorgungsspannung kleine Restsättigungsspannung über der Kollektor-Emitter-Strecke verbleibt. In einer Auslegung eines solchen Lichtquellenmoduls wird die Referenzspannung im Stromsenkenmodul erzeugt.With such a PWM signal processing stage, a reference voltage is required to operate a load resistor. The working resistance is part of the emitter stage. The reference voltage is preferably as large as possible so that when the transistor is turned on to the maximum, a desaturation voltage, which is small in relation to the supply voltage, remains across the collector-emitter path. In one design of such a light source module, the reference voltage is generated in the current sink module.

Das Ausgangssignal der ersten PWM-Signalaufbereitungsstufe stellt das Eingangssignal für die zweite PWM-Signalaufbereitungsstufe dar, welches in dieser PWM-Signalaufbereitungsstufe tiefpassgefiltert wird. Zum Tiefpassfiltern des Steuersignals können unterschiedliche Tiefpassfilter verwendet werden. Besonders einfach im Aufbau ist ein passives Tiefpassfilter 1. Ordnung. Ein solcher Tiefpassfilter kann durch einen Spannungsteiler in Verbindung mit einer Kapazität ausgeführt sein. Der Spannungsteiler ist dabei zweckmäßigerweise so ausgelegt, dass über diesen eine Anpassung an die erforderlichen Spannungsbereiche des nachgeschalteten Stromsenkenmoduls erfolgt.The output signal of the first PWM signal processing stage represents the input signal for the second PWM signal processing stage, which is low-pass filtered in this PWM signal processing stage. Different low-pass filters can be used to low-pass filter the control signal. A passive first-order low-pass filter is particularly simple in construction. Such a low-pass filter can be implemented by a voltage divider in connection with a capacitance. The voltage divider is expediently designed so that it is used to adapt to the required voltage ranges of the downstream current sink module.

Die durch die Signalaufbereitung in der ersten PWM-Signalaufbereitungsstufe der PWM-Signalaufbereitung erzeugte Gleichspannung beaufschlagt den Eingang des spannungsgesteuerten Stromsenkenmoduls. Dieses umfasst eine Konstantstromquelle und wenigstens eine, von dieser angesteuerte, Lichtquelle. Typischerweise verfügt ein solches Stromsenkenmodul über mehrere oder auch eine Vielzahl einzelner Lichtquellen, die vorzugsweise als LEDs ausgeführt sind. Die Konstantstromquelle des Stromsenkenmoduls verfügt gemäß einem Ausführungsbeispiel über einen Operationsverstärker, dessen Ausgang einen als Emitterfolger beschalteten Transistors ansteuert. Ein in den Emitterpfad dieses Transistors als beispielhaftes elektronisches Schaltelement eingeschalteter Messwiderstand erzeugt einen Spannungsabfall. Dieser ist proportional zu dem durch die Lichtquellen fließenden Strom. Dieser Spannungsabfall wird dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers, typischerweise unter Zwischenschaltung eines weiteren Widerstandes zugeführt. Die Steuerleitung beaufschlagt hingegen den nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers der Konstantstromquelle. Zusätzlich besteht ein durch einen Widerstand ausgeführter Pfad zwischen der stabilen Versorgungsspannung des Operationsverstärkers und seinem invertierenden Eingang. Dieser Pfad wird dazu genutzt, die durch Sättigungseffekte des Schalttransistors der ersten Aufbereitungsstufe sowie Offsetgrößen des Operationsverstärkers zu kompensieren und damit sicherzustellen, dass ein PWM-Signal, das den Zustand "Aus" repräsentiert zu einer sicheren Abschaltung des Stromflusses der Stromquellen führt. Auf diese Weise kann über die auf der Steuerleitung an dem nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers anliegende Steuerspannung, also die durch die erste PWM-Signalaufbereitungsstufe erzeugte Gleichspannung ein Stromfluss in Abhängigkeit von dieser Spannung und der Größe des an den nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers anliegenden Spannungsabfall in Abhängigkeit von der Auslegung des in diesen eingeschalteten Widerstandes eingestellt werden.The DC voltage generated by the signal processing in the first PWM signal processing stage of the PWM signal processing is applied to the input of the voltage-controlled current sink module. This comprises a constant current source and at least one light source controlled by this. Typically, such a current sink module has several or even a multiplicity of individual light sources, which are preferably designed as LEDs. According to one exemplary embodiment, the constant current source of the current sink module has an operational amplifier, the output of which controls a transistor connected as an emitter follower. A measuring resistor switched into the emitter path of this transistor as an exemplary electronic switching element generates a voltage drop. This is proportional to the current flowing through the light sources. This voltage drop is fed to the inverting input of the operational amplifier, typically with the interposition of a further resistor. The control line, however, acts on the non-inverting input of the operational amplifier of the constant current source. In addition, there is a path implemented through a resistor between the stable supply voltage of the operational amplifier and its inverting input. This path is used to compensate for the saturation effects of the switching transistor of the first processing stage as well as offset values of the operational amplifier and thus to ensure that a PWM signal that has the "Off" state represents a safe shutdown of the current flow of the power sources leads. In this way, via the control voltage present on the control line at the non-inverting input of the operational amplifier, i.e. the direct voltage generated by the first PWM signal processing stage, a current flow depending on this voltage and the size of the voltage drop in the non-inverting input of the operational amplifier in Can be set depending on the design of the resistor switched on in these.

Bei einer mehrkanaligen Auslegung einer solchen Linearlichteinheit werden die mehreren Kanäle in Abhängigkeit voneinander mit einer Steuerspannung beaufschlagt. Typischerweise sind bei einem solchen Betrieb einer Linearlichteinheit mehrere Beeinflussungsgrößen für die gewünschte Beleuchtung einzustellen, wie etwa die Helligkeit und die Farbtemperatur. Dabei ist vorgesehen, dass die Steuerspannung für die erste Beeinflussungsgröße, beispielsweise die Helligkeit die Steuerspannungen für die einzelnen Kanäle etwa zum Erzeugen der gewünschten Farbtemperatur des abgegebenen Lichtes beeinflusst. Die Abhängigkeit der Steuerspannungen in den Kanälen voneinander erfolgt vor dem Hintergrund, dass ein zur Verfügung stehendes Leistungspaket in Entsprechung der gewünschten Beleuchtung eingerichtet werden. Bei einer zweikanaligen Auslegung einer solchen Linearlichteinheit sind Teil der Lichtquelleneinheit tunable white-Lichtquellenmodule vorgesehen. Diese verfügen jeweils über kaltweiße Lichtquellen und über warmweiße Lichtquellen. In Abhängigkeit von dem Mischungsverhältnis ergibt sich dann die von den Lichtquellenmodulen abgestrahlte Farbtemperatur. Bei einer solchen Ausgestaltung sind die Beeinflussungsgrößen die Helligkeit und die Farbtemperatur. Dabei liegen Helligkeit und Farbtemperatur nicht auf unterschiedlichen Kanälen. Vielmehr wird die Beeinflussungsgröße "Farbtemperatur" auf zwei Kanäle gelegt, wobei jedem Kanal eine eigene Steuerspannung zugeordnet ist. Dabei dient bei einer solchen Ausgestaltung ein erster Kanal zum Ansteuern der Kaltweißlichtquellen und ein zweiter Kanal zum Ansteuern der Warmweißlichtquellen. Bei einer dreikanaligen Auslegung einer solchen Linearlichteinheit weisen die Lichtquellenmodule drei unterschiedliche Lichtquellen auf, können somit beispielsweise als RGB-Lichtquellenmodule ausgelegt sein.In the case of a multi-channel design of such a linear light unit, a control voltage is applied to the several channels as a function of one another. Typically, in such an operation of a linear light unit, several influencing variables have to be set for the desired lighting, such as the brightness and the color temperature. It is provided here that the control voltage for the first influencing variable, for example the brightness, influences the control voltages for the individual channels, for example to generate the desired color temperature of the emitted light. The dependency of the control voltages in the channels takes place against the background that an available service package is set up in accordance with the desired lighting. In the case of a two-channel design of such a linear light unit, tunable white light source modules are provided as part of the light source unit. These each have cold white light sources and warm white light sources. The color temperature emitted by the light source modules then results as a function of the mixing ratio. In such a configuration, the influencing variables are the brightness and the color temperature. The brightness and color temperature are not on different channels. Rather, the influencing variable "color temperature" is applied to two channels, each channel being assigned its own control voltage. In such an embodiment, a first channel is used to control the cold white light sources and a second channel is used to control the warm white light sources. With a three-channel design of such a linear light unit, the Light source modules on three different light sources, can thus be designed, for example, as RGB light source modules.

Bei einer solchen mehrkanaligen Auslegung der Linearlichteinheit verfügt diese über eine der Anzahl der Beeinflussungsgrößen entsprechende Anzahl an PWM-Gebern. Wird Einfluss auf zwei Größen Einfluss genommen, und zwar auf die Helligkeit und auf die Farbtemperatur, verfügt die Linearlichteinheit über zwei PWM-Geber. Diese PWM-Geber speisen im Unterschied zu der vorbeschriebenen einkanaligen Auslegung einer solchen Linearlichteinheit die erzeugte Steuerspannung nicht direkt in eine Stromsenke der Lichtquellenmodule - die Lichtquellen - ein. Vielmehr dient diese erste erzeugte Steuerspannung als Basis für die Erzeugung von einer der Anzahl der Kanäle entsprechenden Anzahl an neuen Steuerspannungen. Im Falle einer Auslegung der Lichtquellenmodule als tunable white-Lichtquellenmodule werden zwei neue Steuerspannungen aus der ersten erzeugten Steuerspannung erzeugt, die dann zur Steuerung des warmweißen und des kaltweißen Kanals genutzt werden. Dabei ist vorgesehen, dass das durch die erste Steuerspannung bereit gestellte Leistungspaket auf die bei dem vorgenannten Beispiel beschriebenen beiden Kanäle aufgeteilt wird. Das zur Verfügung stehende Leistungspaket wird durch die Helligkeitseinstellung (das Dimmen) als erste Steuerspannung erzeugt. Der Stellwert für einen der beiden Kanäle der Farbtemperatur bei einer tunable white Ausführung der Lichtquellenmodule ist hinsichtlich seines Anteils durch den für die Farbtemperatur verantwortlichen PWM-Geber typischerweise vorgegeben. Somit kann der Anteil der ersten Steuerspannung, die für den zweiten Kanal vorgesehen ist, in einfacher Weise durch Subtraktion, etwa mittels eines schaltungstechnisch realisierten Differenzbildners unter Berücksichtigung des für den ersten Kanal vorgegebenen Anteil ermittelt werden.With such a multi-channel design of the linear light unit, it has a number of PWM transmitters corresponding to the number of influencing variables. If two variables are influenced, namely the brightness and the color temperature, the linear light unit has two PWM transmitters. In contrast to the above-described single-channel design of such a linear light unit, these PWM transmitters do not feed the generated control voltage directly into a current sink of the light source modules - the light sources. Rather, this first generated control voltage serves as the basis for generating a number of new control voltages corresponding to the number of channels. If the light source modules are designed as tunable white light source modules, two new control voltages are generated from the first control voltage generated, which are then used to control the warm white and cold white channels. It is provided that the power package provided by the first control voltage is divided between the two channels described in the aforementioned example. The available performance package is generated by the brightness setting (dimming) as the first control voltage. The control value for one of the two channels of the color temperature in a tunable white version of the light source modules is typically specified in terms of its share by the PWM encoder responsible for the color temperature. The portion of the first control voltage that is provided for the second channel can thus be determined in a simple manner by subtraction, for example by means of a circuit-implemented difference calculator, taking into account the portion specified for the first channel.

Das Besondere einer solchen mehrkanalig, beispielsweise zweikanalig ausgelegten Linearlichteinheit ist, dass sich diese allein schaltungstechnisch und somit ohne in den Lichtquellenmodulen einen Mikrocontroller benötigen zu müssen, realisieren lässt.The special feature of such a multi-channel, for example two-channel, linear light unit is that it can be implemented solely in terms of circuitry and thus without needing a microcontroller in the light source modules.

Bei einer beispielsweise zweikanalig ausgelegten Linearlichteinheit ist die Steuerleitung zweikanalig ausgeführt. Dies bedeutet, dass die Steuerleitung letztendlich für jeden Kanal eine eigene Leitung aufweist, die durch die hintereinander geschalteten Lichtquellenmodule durchgeschleift werden. Ist die Linearlichteinheit ausgelegt, mehr als zweikanalig zu arbeiten, verfügt die Steuerleitung über eine der Kanalanzahl entsprechende Anzahl an einzelnen Steuerleitungen. Somit ist bei mehrkanalig arbeitenden Linearlichteinheiten die im Stand der Technik vorhandene einzelne Steuerleitung durch mehrere einzelne Steuerleitungen realisiert.In the case of a linear light unit designed, for example, with two channels, the control line is designed with two channels. This means that the control line ultimately has its own line for each channel, which is looped through the light source modules connected in series. If the linear light unit is designed to work more than two channels, the control line has a number of individual control lines corresponding to the number of channels. In the case of linear light units operating in multiple channels, the individual control line present in the prior art is thus implemented by several individual control lines.

Die PWM-Geber sind nicht Teil der Lichtquellenmodule, sondern eine separate Einheit in der Linearlichteinheit.The PWM transmitters are not part of the light source modules, but a separate unit in the linear light unit.

Nachfolgend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1:
Eine schematisierte Darstellung nach Art eines Blockschaltbildes einer einkanalig ausgelegten Linearlichteinheit mit einer Vielzahl von in Reihe geschalteten Lichtquellenmodulen,
Fig. 2:
eine Schaltungsanordnung einer Linearlichteinheit mit einem ersten Lichtquellenmodul,
Fig. 3:
eine schematisierte Darstellung entsprechend derjenigen der Figur 1, jedoch darstellend ein Blockschaltbild einer zweikanalig ausgelegten Linearlichteinheit mit einer Vielzahl von in Reihe geschalteten Lichtquellenmodulen,
Fig. 4:
ein Blockschaltbild zur Darstellung der Funktionsweise der zweikanalig ausgelegten Lichtquellenmodule der Linearlichteinheit der Figur 3 und
Fig. 5:
eine Schaltungsanordnung einer zweikanaligen Linearlichteinheit mit einem ersten Lichtquellenmodul.
The invention is described below with reference to the accompanying figures. Show it:
Fig. 1:
A schematic representation in the manner of a block diagram of a single-channel linear light unit with a large number of light source modules connected in series,
Fig. 2:
a circuit arrangement of a linear light unit with a first light source module,
Fig. 3:
a schematic representation corresponding to that of Figure 1 , but showing a block diagram of a two-channel linear light unit with a large number of light source modules connected in series,
Fig. 4:
a block diagram to illustrate the mode of operation of the two-channel light source modules of the linear light unit of Figure 3 and
Fig. 5:
a circuit arrangement of a two-channel linear light unit with a first light source module.

Anhand der Figuren 1 und 2 wird zunächst eine einkanalig arbeitende Linearlichteinheit beschrieben. Dieses vereinfacht das Verständnis einer im Anschluss beschriebenen zweikanalig arbeitenden Linearlichteinheit.Based on Figures 1 and 2 a single-channel linear light unit is described first. This simplifies the understanding of a two-channel linear light unit described below.

Eine einkanalig arbeitende Linearlichteinheit 1 umfasst eine Vielzahl von in Reihe zueinander geschalteter Lichtquellenmodule 2. Die Lichtquellenmodule 2 sind mittels einer Drei-Draht-Verdrahtung miteinander verbunden. Davon sind zwei Leitungen 3, 4 für die Spannungsversorgung vorgesehen. Die Leitung 3 stellt die plus-Leitung und die Leitung 4 die minus-Leitung dar. Die minus-Leitung 3 bildet die Masseleitung. Eine dritte Leitung ist eine Steuerleitung 5.A single-channel linear light unit 1 comprises a multiplicity of light source modules 2 connected in series with one another. The light source modules 2 are connected to one another by means of three-wire wiring. Two of these lines 3, 4 are provided for the voltage supply. Line 3 represents the plus line and line 4 represents the minus line. The minus line 3 forms the ground line. A third line is a control line 5.

Teil der Linearlichteinheit 1 ist des Weiteren ein PWM-Geber 6. Dessen Ausgangssignal ist auf die Steuerleitung 5 gelegt. Somit dient das von dem PWM-Geber 6 generierte PWM-Signal zur Ansteuerung der einzelnen Lichtquellenmodule 2. Der PWM-Geber 6 ist zusammen mit einer Stromversorgung 7 Teil einer Versorgungseinheit 8. An diese sind die Lichtquellenmodule 2 in Reihe zueinander angeschlossen.A PWM transmitter 6 is also part of the linear light unit 1. Its output signal is applied to the control line 5. The PWM signal generated by the PWM transmitter 6 is therefore used to control the individual light source modules 2. The PWM transmitter 6, together with a power supply 7, is part of a supply unit 8. The light source modules 2 are connected to this in series with one another.

Ein exemplarisches Schaltbild der Versorgungseinheit 8 und eines daran angeschlossenen Lichtquellenmoduls 2 ist in Figur 2 gezeigt. Der PWM-Geber 6 verfügt über eine Stromversorgung 9 und als Schaltglied über einen MOSFET 10. Geschaltet wird mit dem PWM-Geber 6 der Massepfad der Linearlichteinheit 1. Eingeschaltet in den stromleitenden Ast ist ein Widerstand 11. Der Widerstand 11 bewirkt, dass sich der Innenwiderstand des PWM-Gebers 6 in der ein-Phase (High-Phase) signifikant von der Aus-Phase (Low-Phase) unterscheidet.An exemplary circuit diagram of the supply unit 8 and a light source module 2 connected to it is shown in FIG Figure 2 shown. The PWM transmitter 6 has a power supply 9 and a MOSFET 10 as a switching element. The PWM transmitter 6 is used to switch the ground path of the linear light unit 1. A resistor 11 is connected to the current-conducting branch. The resistor 11 causes the Internal resistance of the PWM encoder 6 in the on-phase (high phase) differs significantly from the off-phase (low phase).

Das Lichtquellenmodul 2 ist an die Stromversorgung 7 der Versorgungseinheit 8 und mit ihrem Steuereingang 12 an die Steuerleitung 5 angeschlossen. Die Steuerleitung 5 wird in dem Lichtquellenmodul 2 durchgeschleift, ebenso wie die Versorgungsleitungen 3, 4. An diese durchgeschleiften Leitungen 3, 4, 5 ist das in der Reihe der Lichtquellenmodule 2 dem in Figur 2 gezeigten Lichtquellenmodul 2 nachgeschaltete Lichtquellenmodul 2 angeschlossen bzw. anschließbar.The light source module 2 is connected to the power supply 7 of the supply unit 8 and with its control input 12 to the control line 5. The control line 5 is looped through in the light source module 2, as are the supply lines 3, 4. The lines 3, 4, 5 looped through these lines are in the row of light source modules 2 in the Figure 2 shown Light source module 2 connected or connectable light source module 2 downstream.

Das Lichtquellenmodul 2 verfügt über eine PWM-Signalaufbereitung 13 und über ein Stromsenkenmodul 14. Diese beiden Bestandteile der Lichtquelle 2 sind typischerweise auf einer gemeinsamen Platine angeordnet. Die PWM-Aufbereitung 13 umfasst eine erste PWM-Signalaufbereitungsstufe 15. Diese erste PWM-Signalaufbereitungsstufe 15 umfasst zunächst einen Arbeitswiderstand 16 für den PWM-Geber 6. Dieser Arbeitswiderstand 16 ermöglicht den Aufbau einer Spannung, wenn der MOSFET 10 des PWM-Gebers 6 geschlossen ist. Teil der ersten PWM-Signalaufbereitungsstufe 15 ist ein Spannungsteiler, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus den Widerständen 17 und 18 gebildet ist. Dieser Spannungsteiler steuert einen in Emitterschaltung betriebenen Transistor 19. Parallel zu dem durch den Widerstand 17 gebildeten Ast des Spannungsteilers ist eine Schottky-Diode 20 geschaltet. Durch diese wird dem Sättigungseffekt des Transistors 19, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Bipolartransistor ausgeführt ist, entgegengewirkt. Zugleich sorgt die Schottky-Diode 20 für zumindest näherungsweise gleiche Schaltzeiten. Der Knotenpunkt in dem durch die Widerstände 17, 18 gebildeten Spannungsteiler ist an die Basis des Transistors 19 angeschlossen. Diese erste PWM-Signalaufbereitungsstufe 15 verfügt des Weiteren über eine Schutzdiode 21, durch die die Basis-Emitterstrecke des Transistors 19 bei möglichen Fehlbeschaltungen gegen höhere negative Spannungen geschützt ist. In die Emitterstufe ist ein Arbeitswiderstand 22 eingeschaltet. Der Arbeitswiderstand 22 bezieht seine Arbeitsspannung aus einer Referenzspannungserzeugung 23, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel Teil des Stromsenkenmoduls 14 ist. Die Referenzspannungserzeugung 23 umfasst einen Widerstand 24, der in Reihe mit einer Schottky-Diode 24.1 geschaltet ist und einen parallel zu dieser geschalteten Kondensator 25.The light source module 2 has a PWM signal conditioning 13 and a current sink module 14. These two components of the light source 2 are typically arranged on a common circuit board. The PWM processing 13 comprises a first PWM signal processing stage 15. This first PWM signal processing stage 15 initially comprises a working resistor 16 for the PWM transmitter 6. This working resistor 16 enables a voltage to be built up when the MOSFET 10 of the PWM transmitter 6 is closed is. Part of the first PWM signal processing stage 15 is a voltage divider which, in the exemplary embodiment shown, is formed from resistors 17 and 18. This voltage divider controls a transistor 19 operated in the emitter circuit. A Schottky diode 20 is connected in parallel with the branch of the voltage divider formed by the resistor 17. This counteracts the saturation effect of transistor 19, which is designed as a bipolar transistor in the illustrated embodiment. At the same time, the Schottky diode 20 ensures at least approximately the same switching times. The node in the voltage divider formed by the resistors 17, 18 is connected to the base of the transistor 19. This first PWM signal processing stage 15 also has a protective diode 21, by means of which the base-emitter path of the transistor 19 is protected against higher negative voltages in the event of possible incorrect connections. A working resistor 22 is switched into the emitter stage. The working resistor 22 draws its working voltage from a reference voltage generator 23, which is part of the current sink module 14 in the illustrated embodiment. The reference voltage generation 23 comprises a resistor 24 which is connected in series with a Schottky diode 24.1 and a capacitor 25 connected in parallel with this.

Zur Bereitstellung eines großen Steuerbereiches ist die durch die Referenzspannungserzeugung 23 bereitgestellte Referenzspannung möglichst groß, damit auch bei maximaler Durchsteuerung des Transistors 19 eine Restsättigungsspannung über der Kollektor-Emittor-Strecke verbleibt.In order to provide a large control range, the reference voltage provided by the reference voltage generator 23 is as large as possible, thus even when the transistor is turned on to the maximum 19 a desaturation voltage remains across the collector-emitter path.

Der ersten PWM-Signalaufbereitungsstufe 15 ist eine zweite PWM-Signalaufbereitungsstufe 26 nachgeschaltet. Die zweite PWM-Signalaufbereitungsstufe 26 ist mit ihrem Eingang an den Kollektor des Transistors 19 angeschlossen. Die zweite PWM-Signalaufbereitungsstufe 26 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als passiver Tiefpassfilter 1. Ordnung ausgeführt und verfügt über einen durch die Widerstände 27, 28 bereitgestellten Spannungsteiler und über einen zu dem durch den Widerstand 28 bereitgestellten Spannungsteilerast parallel geschalteten Kondensator 29. Dabei ist das Verhältnis der durch die Widerstände 27, 28 bereitgestellten Äste des Spannungsteilers so ausgelegt, dass die am Ausgang der PWM-Aufbereitung 13 bzw. dessen zweite PWM-Signalaufbereitungsstufe 26 anliegende Gleichspannung an die erforderlichen Spannungsbereiche des Stromsenkenmoduls 14 angepasst ist.The first PWM signal processing stage 15 is followed by a second PWM signal processing stage 26. The input of the second PWM signal processing stage 26 is connected to the collector of the transistor 19. The second PWM signal processing stage 26 is designed in the illustrated embodiment as a passive low-pass filter of the first order and has a voltage divider provided by the resistors 27, 28 and a capacitor 29 connected in parallel to the voltage divider grid provided by the resistor 28. The ratio is of the branches of the voltage divider provided by the resistors 27, 28 are designed so that the DC voltage present at the output of the PWM processor 13 or its second PWM signal processing stage 26 is adapted to the required voltage ranges of the current sink module 14.

Durch die PWM-Signalaufbereitung 13 wird auf diese Weise mit den beiden PWM-Signalaufbereitungsstufen 15, 26 eine Gleichspannung erzeugt, deren Größe unmittelbar von dem Verhältnis der Einschaltzeit zur Periodendauer des von dem PWM-Geber 6 erzeugten PWM-Signals abhängt. Von Bedeutung ist, dass die Höhe des auf diese Weise erzeugten Gleichstroms unabhängig von dem Pegel des PWM-Signals ist. Änderungen in der Höhe des Pegels des PWM-Signals über die unter Umständen relativ lange Strecke der Steuerleitung 5 beeinflussen somit die Ansteuerung des jeweils nachfolgenden Lichtquellenmoduls 2 nicht. Eine Änderung in dem Abstand der Einschaltflanken von den jeweiligen Ausschaltflanken erfolgt auch bei längerer Steuerleitung nicht.In this way, the PWM signal conditioning 13 generates a DC voltage with the two PWM signal conditioning stages 15, 26, the magnitude of which depends directly on the ratio of the switch-on time to the period duration of the PWM signal generated by the PWM transmitter 6. It is important that the level of the direct current generated in this way is independent of the level of the PWM signal. Changes in the level of the PWM signal over the possibly relatively long route of the control line 5 therefore do not influence the activation of the respective subsequent light source module 2. There is no change in the distance between the switch-on edges and the respective switch-off edges, even with a longer control line.

Das Stromsenkenmodul 14 verfügt über Mehrzahl an LEDs 30 als Lichtquellen. Ihre Versorgungsspannung erhalten die LEDs 30 von einer Konstantstromquelle als Teile des Stromsenkenmoduls 14. Die Konstantstromquelle wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen Operationsverstärker 31 und einen Transistor 32, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls als Bipolartransistor ausgeführt ist, gebildet. Der Emitterstrom des Transistors 32 erzeugt an einem in seinem Emitterpfad befindlichen Messwiderstand 33 einen Spannungsabfall. Dieser ist proportional oder zumindest näherungsweise proportional zu dem durch die LEDs 30 fließenden Strom. Dieser Spannungsabfall wird dem invertierenden Eingang 34 des Operationsverstärkers 31 über einen Widerstand 35 zugeführt. An dem nicht invertierenden Eingang 36 des Operationsverstärkers 31 wird die von der PWM-Signalaufbereitung 13 erzeugte Steuerspannung eingespeist. Auf diese Weise wird ein Stromfluss bereitgestellt, dessen Größe dem Verhältnis der den nicht invertierenden Eingang 36 beaufschlagenden Steuerspannung und dem Widerstandswert des Widerstandes 35 entspricht. Ein weiterer Widerstand 37, der in den Ast der Referenzspannungserzeugung 23 eingeschaltet ist, ist typischerweise mehrere Zehnerpotenzen hinsichtlich seines Widerstandswertes größer als der Widerstandswert des Widerstandes 35. Daher beeinflusst dieser das vorbeschriebene Verfahren zur Stromversorgung nicht, allenfalls nicht in einem nennenswerten Maße.The current sink module 14 has a plurality of LEDs 30 as light sources. The LEDs 30 receive their supply voltage from a constant current source as parts of the current sink module 14. The constant current source is in the illustrated embodiment by an operational amplifier 31 and a transistor 32, which in the illustrated embodiment is also a bipolar transistor is executed, formed. The emitter current of transistor 32 produces a voltage drop across a measuring resistor 33 located in its emitter path. This is proportional or at least approximately proportional to the current flowing through the LEDs 30. This voltage drop is fed to the inverting input 34 of the operational amplifier 31 via a resistor 35. The control voltage generated by the PWM signal processor 13 is fed in at the non-inverting input 36 of the operational amplifier 31. In this way, a current flow is provided, the size of which corresponds to the ratio of the control voltage applied to the non-inverting input 36 and the resistance value of the resistor 35. Another resistor 37, which is connected to the branch of the reference voltage generation 23, is typically several powers of ten greater than the resistance value of the resistor 35 in terms of its resistance value. Therefore, it does not influence the above-described method for power supply, at most not to a significant extent.

Aus der Beschreibung dieser Linearlichteinheit 1 wird deutlich, dass bei diesem Konzept trotzt Einsatzes eines PWM-Gebers 6 die Energieversorgung der Lichtquellen 30 in den Lichtquellenmodulen 2 von dem PWM-Signalpegel unabhängig ist.From the description of this linear light unit 1 it becomes clear that in this concept, despite the use of a PWM transmitter 6, the energy supply of the light sources 30 in the light source modules 2 is independent of the PWM signal level.

Figur 3 zeigt ein Blockschaltbild einer weiteren Linearlichteinheit 40, die prinzipiell aufgebaut ist wie die Linearlichteinheit 1 der Figur 1. Die Lichtquellenmodule 41 sind ebenso wie bei der Linearlichteinheit 1 in Reihe hintereinander geschaltet und an eine plus-Leitung 42 sowie an eine minus-Leitung 43 angeschlossen. Die Lichtquellenmodule 41 sind zweikanalig arbeitend ausgelegt. Daher ist die Steuerleitung 44 bei dieser Linearlichteinheit 40 durch zwei Einzelleitungen 44.1, 44.2 realisiert. Jede einzelne Steuerleitung 44.1, 44.2 ist mit einer Steuerspannung für den jeweils durch die Steuerleitung 44.1 bzw. 44.2 angesteuerten Kanal beaufschlagt. Die Steuerspannung wird durch eine PWM-Gebereinheit 45 bereitgestellt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die PWM-Gebereinheit zwei PWM-Geber, wobei jeweils ein PWM-Geber zur Bereitstellung einer Steuerspannung für eine Ansteuerungsgröße vorgesehen ist. Bei der Linearlichteinheit 40 dient ein PWM-Geber zum Bereitstellen einer Steuerspannung entsprechend der gewünschten Helligkeit. Ein weiterer PWM-Geber stellt eine Steuerspannung für die Farbtemperatur bereit. Diese wird zweikanalig an die Lichtquellenmodule 41 über die Einzelsteuerleitungen 44.1 bzw. 44.2 übertragen. Figure 3 FIG. 4 shows a block diagram of a further linear light unit 40, which is constructed in principle like the linear light unit 1 of FIG Figure 1 . As with the linear light unit 1, the light source modules 41 are connected in series and connected to a plus line 42 and a minus line 43. The light source modules 41 are designed to work with two channels. The control line 44 in this linear light unit 40 is therefore implemented by two individual lines 44.1, 44.2. Each individual control line 44.1, 44.2 has a control voltage applied to it for the respective channel controlled by the control line 44.1 or 44.2. The control voltage is provided by a PWM transmitter unit 45. In the exemplary embodiment shown, the PWM transmitter unit comprises two PWM transmitters, one PWM transmitter in each case for providing a control voltage for a control variable is provided. In the case of the linear light unit 40, a PWM transmitter is used to provide a control voltage corresponding to the desired brightness. Another PWM encoder provides a control voltage for the color temperature. This is transmitted in two channels to the light source modules 41 via the individual control lines 44.1 or 44.2.

Die PWM-Gebereinheit 45 ist typischerweise Teil einer Versorgungseinheit 46, die ebenfalls eine Stromversorgung 47 umfasst.The PWM transmitter unit 45 is typically part of a supply unit 46 which also includes a power supply 47.

Figur 4 verdeutlicht die Funktionsweise der Linearlichteinheit 40. An die Stromversorgung 47 ist ein erster PWM-Geber 48 angeschlossen. Über diesen wird eine erste Steuerspannung bereitgestellt, und zwar diejenige, die für die Helligkeitsansteuerung der Lichtquellenmodule 41 verantwortlich ist. Der Dimmwert (PWM-value) wird nutzerseitig vorgegeben. Die gemäß den Ausführungen zu der einkanalig arbeitenden Linearlichteinheit des vorbeschriebenen Ausführungsbeispiels erzeugte Steuerspannung am Ausgang des PWM-Gebers 48 stellt die Eingangsspannung für einen zweiten PWM-Geber 49 dar. Über diesen wird eine Steuerspannung bezüglich der nutzerseitig gewünschten oder durch eine Steuerung vorgegebenen Farbtemperatur erzeugt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Lichtquellenmodule 41 als tunable white-Lichtquellenmodule ausgeführt. Angesteuert werden diese somit in ihrem einen Kanal mit einer Steuerspannung für den Kaltweißlichtanteil und über den zweiten Kanal bezüglich ihres Warmweißlichtanteils. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird über die Einzelsteuerleitung 44.1 die erzeugte Steuerspannung für den Kaltweißlichtanteil und über die Einzelsteuerleitung 44.2 die erzeugte Steuerspannung für den Warmweißlichtanteil den Lichtquellenmodulen 41 zugeführt. Die durch den PWM-Geber 48 erzeugte erste Steuerspannung stellt ein Leistungspaket dar, welches in Abhängigkeit von der gewünschten Farbtemperatur als Steuerspannungen auf die beiden Einzelsteuerleitungen 44.1 und 44.2 aufgeteilt wird. Die Aufteilung des von dem ersten PWM-Geber 48 bereit gestellten Leistungspaketes erfolgt in jedem Lichtquellenmodul 41, welches zur Kenntlichmachung in Figur 4 angedeutet ist, ebenso wie die Versorgungseinheit 46. Figure 4 illustrates the mode of operation of the linear light unit 40. A first PWM transmitter 48 is connected to the power supply 47. A first control voltage is provided via this, namely that which is responsible for the brightness control of the light source modules 41. The dimming value (PWM value) is specified by the user. The control voltage generated at the output of the PWM transmitter 48 according to the statements about the single-channel linear light unit of the above-described embodiment represents the input voltage for a second PWM transmitter 49. This generates a control voltage with regard to the color temperature desired by the user or specified by a controller. In the illustrated embodiment, the light source modules 41 are designed as tunable white light source modules. These are thus controlled in their one channel with a control voltage for the cold white light component and via the second channel with regard to their warm white light component. In the illustrated embodiment, the control voltage generated for the cold white light component is supplied to the light source modules 41 via the individual control line 44.1 and the control voltage generated for the warm white light component via the individual control line 44.2. The first control voltage generated by the PWM transmitter 48 represents a power package which, depending on the desired color temperature, is divided as control voltages between the two individual control lines 44.1 and 44.2. The power package provided by the first PWM transmitter 48 is divided up in each light source module 41, which is shown in FIG Figure 4 is indicated, as is the supply unit 46.

Zum Zwecke einer Aufteilung des Leistungspaketes auf die beiden Kanäle ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Steuerspannung auf dem einen Kanal, hier: dem Kaltweißlichtkanal, der anteilsmäßig vorgegeben ist, und die Steuerspannung für den Warmweißlichtkanal unter Verwendung eines Differenzbildners 50 in Abhängigkeit von dem vorgegebenen Kaltweißlichtanteil erzeugt wird.For the purpose of dividing the power package between the two channels, the illustrated embodiment provides that the control voltage on the one channel, here: the cold white light channel, which is proportionally specified, and the control voltage for the warm white light channel using a difference generator 50 as a function of the predetermined cold white light component is generated.

Ein schaltungstechnischer Aufbau zur Realisierung der vorbeschriebenen Betriebsweise der Linearlichteinheit 40 ist in Figur 5 gezeigt.A circuit structure for implementing the above-described mode of operation of the linear light unit 40 is shown in FIG Figure 5 shown.

Der schaltungstechnische Aufbau entspricht im Wesentlichen dem schaltungstechnischen Aufbau der Linearlichteinheit 1, wie dieser in Figur 2 dargestellt ist, wobei die in Figur 2 gezeigte Schaltung aufgrund der beschriebenen Auslegung der Linearlichteinheit 40 doppelt vorgesehen ist.The circuit structure essentially corresponds to the circuit structure of the linear light unit 1, as shown in FIG Figure 2 is shown, with the in Figure 2 The circuit shown is provided twice due to the described design of the linear light unit 40.

Da es sich bei den Lichtquellenmodulen 41 um tunable white-Lichtquellenmodule 41 handelt, verfügt über jedes Lichtquellenmodul 41 über zwei Stromsenkenmodule, wobei ein Stromsenkenmodul 51 warmweiß LEDs 52 und zweites Stromsenkenmodul 53 mit kaltweiß LEDs 54 aufweist. Jedes Lichtquellenmodul 41 verfügt zudem über zwei Hilfsspannungsversorgungen 55, 54. Eine erste Hilfsspannungsversorgung 55 stellt eine Spannungsversorgung von 24 V bereit. Eine zweite Hilfsspannungsversorgung 56 stellt eine Hilfsspannung von 5 V bereit. Die Spannungsquelle 47 der Versorgungseinheit 46 liefert eine Spannung von 48 V.Since the light source modules 41 are tunable white light source modules 41, each light source module 41 has two current sink modules, one current sink module 51 having warm white LEDs 52 and a second current sink module 53 with cold white LEDs 54. Each light source module 41 also has two auxiliary voltage supplies 55, 54. A first auxiliary voltage supply 55 provides a voltage supply of 24 V. A second auxiliary voltage supply 56 provides an auxiliary voltage of 5V. The voltage source 47 of the supply unit 46 supplies a voltage of 48 V.

Die Steuerspannungserzeugung erfolgt in gleicher Weise, wie dieses zu der einkanalig arbeitenden Linearlichteinheit 1 beschrieben ist. Das von dem PWM-Geber 48 erzeugte Signal (Helligkeit) wird in einem PWM-Abschwächer 57 zum Generieren der ersten Steuerspannung verarbeitet. Der PWM-Abschwächer 57 umfasst die auch zu der Linearlichteinheit 1 bzw. deren Lichtquellenmodule 2 beschriebenen PWM-Signalaufbereitungsstufen. Somit umfassen der PWM-Abschwächer ebenfalls über einen Tiefpassfilter, der als passiver Filter erster Ordnung ausgeführt ist. Am Ausgang 58 des PWM-Abschwächers 57 liegt die in Abhängigkeit von dem eingestellten Dimmwert generierte erste Steuerspannung an. Diese wird über eine Versorgungsleitung 59 in einen zweiten PWM-Abschwächer 60 eingespeist. Der zweite PWM-Abschwächer 60 dient zum Bereitstellen einer Steuerspannung für die zweite Beeinflussungsgröße, und zwar der Farbtemperatur. Der PWM-Abschwächer 60 ist eingangsseitig an den Ausgang des PWM-Gebers 49 angeschlossen.The control voltage is generated in the same way as is described for the single-channel linear light unit 1. The signal (brightness) generated by the PWM transmitter 48 is processed in a PWM attenuator 57 to generate the first control voltage. The PWM attenuator 57 comprises the PWM signal processing stages also described for the linear light unit 1 or its light source modules 2. The PWM attenuators thus also include a low-pass filter, which is designed as a first-order passive filter. At the output 58 of the PWM attenuator 57 is the in The first control voltage generated depending on the set dimming value. This is fed into a second PWM attenuator 60 via a supply line 59. The second PWM attenuator 60 is used to provide a control voltage for the second influencing variable, namely the color temperature. The input side of the PWM attenuator 60 is connected to the output of the PWM transmitter 49.

Die am Ausgang 58 des PWM-Abschwächers 57 anliegende Steuerspannung wird ferner in den Differenzbildner 50 eingespeist, und zwar in den nicht invertierenden Eingang 61 seines Operationsverstärkers 62. An dem invertierenden Eingang 63 liegt der Ausgang einer Pufferstufe 64 an. Die Pufferstufe 64 ist über eine Anschlussleitung 65 an den invertierenden Eingang 66 des Operationsverstärkers 67 des kaltweiß Stromsenkenmoduls 53 angeschlossen. Auf diese Weise ist die Steuerspannung für den Warmweißlichtkanal des Lichtquellenmoduls 41 abhängig davon, welchen Anteil des empfangenen Leistungspaketes für die Ansteuerung des für die Erzeugung von Kaltweißlicht dienenden Stromsenkenmoduls 53 vorgesehen ist.The control voltage present at the output 58 of the PWM attenuator 57 is also fed into the subtractor 50, specifically into the non-inverting input 61 of its operational amplifier 62. The output of a buffer stage 64 is present at the inverting input 63. The buffer stage 64 is connected to the inverting input 66 of the operational amplifier 67 of the cold white current sink module 53 via a connection line 65. In this way, the control voltage for the warm white light channel of the light source module 41 is dependent on which portion of the received power package is provided for the control of the current sink module 53 used to generate cold white light.

Die Hilfsspannungsversorgung 24 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als einfacher Linearregler mit ausgangsseitiger Pufferung realisiert. Die Hilfsspannungsversorgung 56 zur Bereitstellung der Hilfsspannung von 5 V ist ebenfalls als einfacher Linearregler mit ausgangsseitiger Pufferung realisiert. Aufgrund der Vorschaltung der Hilfsspannungsversorgung 55 vor die Hilfsspannungsversorgung 56 wird zudem eine ausgezeichnete Siebwirkung erzielt.The auxiliary voltage supply 24 is implemented in the illustrated embodiment as a simple linear regulator with buffering on the output side. The auxiliary voltage supply 56 for providing the auxiliary voltage of 5 V is also implemented as a simple linear regulator with buffering on the output side. Because the auxiliary voltage supply 55 is connected upstream of the auxiliary voltage supply 56, an excellent screening effect is also achieved.

Die Pufferstufe 64 ist als Pufferverstärker ausgeführt und sorgt für eine niederomige Bereitstellung der Kaltweißlichtsteuerspannung. Die Pufferstufe 64 sorgt dafür, die ungepufferte Spannung von der niederomigen Eingangsstufe des Differenzbildners 50 zu separieren. Bei hinreichend genauer Dimensionierung des Differenzbildners 50 kann grundsätzlich auf die Pufferstufe 64 verzichtet werden.The buffer stage 64 is designed as a buffer amplifier and ensures a low-impedance supply of the cold white light control voltage. The buffer stage 64 ensures that the unbuffered voltage is separated from the low-impedance input stage of the difference generator 50. With sufficiently precise dimensioning of the difference former 50, the buffer stage 64 can in principle be dispensed with.

Die Schaltung des Differenzbildners 50 ist so dimensioniert, dass die Spannung am Widerstand 68, die proportional zu der am Ausgang 58 des PWM-Abschwächers 57 anliegenden Spannung ist, um den Faktor 2 verstärkt in die Differenzbildung eingeht. Dieses erlaubt, den nicht invertierenden Eingang 61 des Operationsverstärkers 62 ohne weiteren Massepfad zu verwenden. Der mit dem Widerstand 68 gebildete Spannungsteiler aufgrund des weiteren Widerstandes 69 ist bezüglich des Massewiderstandes im Vergleich zum Massewiderstand des durch die Widerstände 70, 71 gebildeten Spannungsteilers des PWM-Abschwächers 60 halbiert, so dass in etwa die halbe Spannung an dem Widerstand 68 abfällt. Auf diese Weise wird die Verdoppelung des nicht invertierenden Pfades kompensiert.The circuit of the difference calculator 50 is dimensioned such that the voltage at the resistor 68, which is proportional to the voltage present at the output 58 of the PWM attenuator 57, is included in the difference calculation with a factor of 2. This allows the non-inverting input 61 of the operational amplifier 62 to be used without a further ground path. The voltage divider formed with the resistor 68 due to the further resistor 69 is halved in terms of the ground resistance compared to the ground resistance of the voltage divider of the PWM attenuator 60 formed by the resistors 70, 71, so that roughly half the voltage at the resistor 68 drops. In this way, the doubling of the non-inverting path is compensated for.

In einer Weiterbildung in der beschriebenen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Lichtquellenmodule 41 ausgelegt sind, um auch eine Steuerspannung für monochrome Baugruppen als Teil der Linearlichteinheit ansteuern zu können. Bei einer solchen Ausgestaltung sind in die Reihe der Lichtquellenmodule 41 auch monochrome Lichtquellenmodule eingeschaltet. Bei den monochromen Lichtquellenmodulen wird der PWM-Abschwächer 57 ohne seinen Operationsverstärker genutzt. Es versteht sich, dass dann eine entsprechende Umdimensionierung der Bauteile erforderlich ist. Auf diese Weise können innerhalb einer Linearlichteinheit monochrome Lichtquellenmodule und tunable white-Lichtquellenmodule gemischt platziert sein. Der für die Helligkeit verantwortliche PWM-Geber 48 steuert dann alle Lichtquellenmodule gleichermaßen, während der für die Farbtemperatur verantwortliche PWM-Geber 49 nur die tunable white-Lichtquellenmodule beeinflusst.In a further development in the embodiment described, it is provided that the light source modules 41 are designed to be able to control a control voltage for monochrome assemblies as part of the linear light unit. In such a configuration, monochrome light source modules are also switched into the row of light source modules 41. In the case of the monochrome light source modules, the PWM attenuator 57 is used without its operational amplifier. It goes without saying that a corresponding re-dimensioning of the components is then necessary. In this way, monochrome light source modules and tunable white light source modules can be placed mixed within a linear light unit. The PWM transmitter 48 responsible for the brightness then controls all light source modules equally, while the PWM transmitter 49 responsible for the color temperature only influences the tunable white light source modules.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben worden. Ohne den Umfang der geltenden Ansprüche zu verlassen, ergeben sich für einen Fachmann zahlreiche weitere Möglichkeiten die Erfindung umzusetzen, ohne dass dieses im Rahmen dieser Ausführungen im Einzelnen erläutert werden müsste. Bezugszeichenliste 1 Linearlichteinheit 33 Messwiderstand 2 Lichtquellenmodul 34 Invertierender Eingang 3 plus-Leitung 35 Widerstand 4 minus-Leitung 36 invertierender Eingang 5 Steuerleitung 37 Widerstand 6 PWM-Geber 7 Stromversorgung 40 Lichtquelleneinheit 8 Versorgungseinheit 41 Lichtquellenmodul 9 Stromversorgung 42 plus-Leitung 10 MOSFET 43 minus-Leitung 11 Widerstand 44 Steuerleitung 12 Steuereingang 44.1 Einzelsteuerleitung 13 PWM-Signalaufbereitung 44.2 Einzelsteuerleitung 14 Stromsenkenmodul 45 PWM-Gebereinheit 15 erste PWM-Signalaufbereitungsstufe 46 Versorgungseinheit 16 Arbeitswiderstand 47 Stromversorgung 17 Widerstand 48 PWM-Geber 18 Widerstand 49 PWM-Geber 19 Transistor 50 Differenzbildner 20 Schottky-Diode 51 Stromsenkenmodul 21 Schutzdiode 52 Warmweiß-LED 22 Arbeitswiderstand 53 Stromsenkenmodul 23 Referenzspannungerzeugung 54 Kaltweiß LED 24 Widerstand 55 Hilfssapnnungsversorgung 24.1 Schottky-Diode 56 Hilfsspannungsversorgung 25 Kondensator 57 PWM-Abschwächer 26 zweite PWM-Signalaufbereitungsstufe 58 Ausgang 27 Widerstand 59 Versorgungsleitung 28 Widerstand 60 PWM-Abschwächer 29 Kondensator 61 nicht invertierender Eingang 30 Lichtquelle, LED 62 Operationsverstärker 31 Operationsverstärker 63 invertierender Eingang 32 Transistor 64 Pufferstufe 65 Anschlussleitung 66 invertierender Eingang 67 Operationsverstärker 68 Widerstand 69 Widerstand 70 Widerstand 71 Widerstand The invention has been described on the basis of exemplary embodiments. Without departing from the scope of the applicable claims, there are numerous other possibilities for a person skilled in the art to implement the invention without this having to be explained in detail in the context of these explanations. <b> List of reference symbols </b> 1 Linear light unit 33 Measuring resistor 2 Light source module 34 Inverting input 3 plus line 35 resistance 4th minus line 36 inverting input 5 Control line 37 resistance 6th PWM encoder 7th Power supply 40 Light source unit 8th Supply unit 41 Light source module 9 Power supply 42 plus line 10 MOSFET 43 minus line 11 resistance 44 Control line 12 Control input 44.1 Individual control line 13 PWM signal processing 44.2 Individual control line 14th Current sink module 45 PWM encoder unit 15th first PWM signal processing stage 46 Supply unit 16 Work resistance 47 Power supply 17th resistance 48 PWM encoder 18th resistance 49 PWM encoder 19th transistor 50 Difference generator 20th Schottky diode 51 Current sink module 21st Protection diode 52 Warm white LED 22nd Work resistance 53 Current sink module 23 Reference voltage generation 54 Cold white LED 24 resistance 55 Auxiliary emergency supply 24.1 Schottky diode 56 Auxiliary power supply 25th capacitor 57 PWM attenuator 26th second PWM signal processing stage 58 exit 27 resistance 59 supply line 28 resistance 60 PWM attenuator 29 capacitor 61 non-inverting input 30th Light source, LED 62 Operational amplifier 31 Operational amplifier 63 inverting input 32 transistor 64 Buffer level 65 Connecting cable 66 inverting input 67 Operational amplifier 68 resistance 69 resistance 70 resistance 71 resistance

Claims (16)

Linearlichteinheit mit mehreren, über elektrische Leitungen (42, 43, 44) in Reihe geschalteten, durch jeweils eine Konstantstromquelle mit Gleichstrom versorgten Lichtquellenmodulen (41), wobei eine Leitung eine plus-Leitung (42), eine weitere eine minus-Leitung (43) und noch eine weitere Leitung eine Steuerleitung (44) ist und ein über die Steuerleitung (44) übertragenes Signal an dem Steuereingang jedes Lichtquellenmoduls (41) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Lichtquellenmodul (41) mehrkanalig ansteuerbar ist, die Steuerleitung (44) entsprechend der Anzahl der Kanäle durch mehrere Einzelsteuerleitungen (44.1, 44.2) mehrkanalig ausgelegt ist, dass der Linearlichteinheit (40) eine der Beeinflussungsgrößen entsprechende Anzahl an PWM-Gebern (48, 49) zugeordnet sind, wobei durch einen ersten PWM-Geber (48) eine erste Steuerspannung bereit gestellt ist und diese erste Steuerspannung zum Erzeugen von jeweils einer Steuerspannung für zumindest zwei Kanäle dient, und dass jedes Lichtquellenmodul (41) für jede Beeinflussungsgröße einen PWM-Abschwächer (57, 60) als PWM-Signalaufbereitung (i) zum Bestimmen des Abstandes der Einschaltflanken von den jeweils nachfolgenden Ausschaltflanken der Impulse des PWM-Signals, (ii) zum Erzeugen von von der PWM-Signalpegelhöhe unabhängigen, definierten High- und Low-Phasen und (iii) zum Bereitstellen einer von dem ermittelten Flankenabstand abhängigen Steuergleichspannung sowie ein Stromsenkenmodul (51, 53) mit einer Konstantstromquelle und wenigstens einer von dieser gesteuerten Lichtquelle (52, 54) pro Kanal aufweist.Linear light unit with several light source modules (41) connected in series via electrical lines (42, 43, 44), each supplied with a constant current source with direct current, one line being a plus line (42), another a minus line (43) and yet another line is a control line (44) and a signal transmitted via the control line (44) is present at the control input of each light source module (41), characterized in that at least one light source module (41) can be controlled in multiple channels, the control line (44) According to the number of channels through several individual control lines (44.1, 44.2), the linear light unit (40) is assigned a number of PWM transmitters (48, 49) corresponding to the influencing variables, with a first PWM transmitter (48) a first control voltage is provided and this first control voltage is used to generate a control voltage for at least two channels, and that each light source module (41) a PWM attenuator (57, 60) as PWM signal processing (i) for determining the distance between the switch-on edges and the respective subsequent switch-off edges of the pulses of the PWM signal, (ii) for generating from the Defined high and low phases independent of the PWM signal level and (iii) for providing a DC control voltage dependent on the determined edge distance and a current sink module (51, 53) with a constant current source and at least one light source (52, 54) per channel controlled by this having. Linearlichteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die PWM-Geber (48, 49) als Schaltelement einen MOSFET aufweisen.Linear light unit according to Claim 1, characterized in that the PWM transmitters (48, 49) have a MOSFET as a switching element. Linearlichteinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die PWM-Signalaufbereitung für jede Beeinflussungsgröße in einer ersten PWM-Signalaufbereitungsstufe einen ein elektronisches Schaltelement ansteuernden Spannungsteiler umfasst.Linear light unit according to claim 1 or 2, characterized in that the PWM signal processing for each Influencing variable in a first PWM signal processing stage comprises a voltage divider which controls an electronic switching element. Linearlichteinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Spannungsteiler ein in Emitterschaltung betriebener Transistor angesteuert ist.Linear light unit according to Claim 3, characterized in that a transistor operated in an emitter circuit is controlled by the voltage divider. Linearlichteinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in die PWM-Signalaufbereitung eine Schottky-Diode zum Entgegenwirken eines Sättigungseffektes des Transistors integriert ist.Linear light unit according to Claim 4, characterized in that a Schottky diode is integrated into the PWM signal processing to counteract a saturation effect of the transistor. Linearlichteinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die PWM-Signalaufbereitung in einer zweiten PWM-Signalaufbereitungsstufe einen Tiefpassfilter aufweist.Linear light unit according to one of Claims 3 to 5, characterized in that the PWM signal processing has a low-pass filter in a second PWM signal processing stage. Linearlichteinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Tiefpassfilter als passiver Filter 1. Ordnung ausgeführt ist.Linear light unit according to Claim 6, characterized in that the low-pass filter is designed as a passive filter of the first order. Linearlichteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Stromsenkenmodul (51, 53) einen Operationsverstärker (67) umfasst, durch dessen Ausgangssignal ein elektronisches Schaltelement, etwa ein als Bipolartransistor ausgeführter Transistor angesteuert ist.Linear light unit according to one of Claims 1 to 7, characterized in that each current sink module (51, 53) comprises an operational amplifier (67) whose output signal controls an electronic switching element, for example a transistor designed as a bipolar transistor. Linearlichteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrkanaligen Lichtquellenmodule (41) als Lichtquelle für jeden Kanal jeweils mehrere oder eine Vielzahl von LEDs (52, 54) aufweisen.Linear light unit according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the multi-channel light source modules (41) each have a plurality or a plurality of LEDs (52, 54) as the light source for each channel. Linearlichteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem ersten PWM-Geber (48) und dem diesen zugeordneten PWM-Abschwächer (57) erzeugte Steuerspannung über eine Versorgungsleitung (59) in den PWM-Abschwächer (60) eingespeist ist, dessen Eingang an einen zweiten PWM-Geber (49) angeschlossen ist.Linear light unit according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the control voltage generated with the first PWM transmitter (48) and the PWM attenuator (57) assigned to it is fed into the PWM attenuator via a supply line (59) (60) is fed, the input of which is connected to a second PWM encoder (49). Linearlichteinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht invertierende Eingang (66) des Operationsverstärkers (67) eines Stromsenkenmoduls (53) über eine Anschlussleitung (65) den nicht invertierenden Eingang (63) des Operationsverstärkers (62) eines Differenzbildners (50) beaufschlagt, wobei der Ausgang des Differenzbildners (50) an den Eingang eines anderen Stromsenkenmoduls (51) angeschlossen ist.Linear light unit according to claim 10, characterized in that the non-inverting input (66) of the operational amplifier (67) of a current sink module (53) acts on the non-inverting input (63) of the operational amplifier (62) of a subtractor (50) via a connecting line (65) , wherein the output of the differentiator (50) is connected to the input of another current sink module (51). Lichtquellenmodul für eine Lichtquelleneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Lichtquellenmodul (41) mehrkanalig ansteuerbar ist, die Steuerleitung (44) entsprechend der Anzahl der Kanäle durch mehrere Einzelsteuerleitungen (44.1, 44.2) mehrkanalig ausgelegt ist, dass der Linearlichteinheit (40) eine der Beeinflussungsgrößen entsprechende Anzahl an PWM-Gebern (48, 49) zugeordnet sind, wobei durch einen ersten PWM-Geber (48) eine erste Steuerspannung bereit gestellt ist und diese erste Steuerspannung zum Erzeugen von jeweils einer Steuerspannung für zumindest zwei Kanäle dient, und dass jedes Lichtquellenmodul (41) für jede Beeinflussungsgröße einen PWM-Abschwächer (57, 60) als PWM-Signalaufbereitung (i) zum Bestimmen des Abstandes der Einschaltflanken von den jeweils nachfolgenden Ausschaltflanken der Impulse des PWM-Signals, (ii) zum Erzeugen von von der PWM-Signalpegelhöhe unabhängigen, definierten High- und Low-Phasen und (iii) zum Bereitstellen einer von dem ermittelten Flankenabstand abhängigen Steuergleichspannung sowie ein Stromsenkenmodul (51, 53) mit einer Konstantstromquelle und wenigstens einer von dieser gesteuerten Lichtquelle (52, 54) pro Kanal aufweist.Light source module for a light source unit according to one of claims 1 to 11, characterized in that at least one light source module (41) can be controlled in multiple channels, the control line (44) is designed in multiple channels according to the number of channels through multiple individual control lines (44.1, 44.2), that the Linear light unit (40) is assigned a number of PWM transmitters (48, 49) corresponding to the influencing variables, a first control voltage being provided by a first PWM transmitter (48) and this first control voltage for generating one control voltage for at least two Channels, and that each light source module (41) has a PWM attenuator (57, 60) as PWM signal processing (i) for determining the distance between the switch-on edges and the respective subsequent switch-off edges of the pulses of the PWM signal, (ii) for generating defined high and low phases that are independent of the PWM signal level and (iii) for area It provides a DC control voltage dependent on the determined edge distance and a current sink module (51, 53) with a constant current source and at least one light source (52, 54) controlled by this per channel. Lichtquellenmodul nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass Lichtquellenmodul (41) die Merkmale eines oder mehrerer der Ansprüche 3 bis 11 aufweist.Light source module according to Claim 12, characterized in that the light source module (41) has the features of one or more of Claims 3 to 11. Verfahren zum Betreiben einer Linearlichteinheit mit mehreren, über elektrische Leitungen (42, 43, 44) in Reihe geschalteten, durch jeweils eine Konstantstromquelle mit Gleichstrom versorgten Lichtquellenmodulen (41), wobei eine Leitung eine plus-Leitung (42), eine weitere eine minus-Leitung (43) und noch eine weitere Leitung eine Steuerleitung (44) ist und ein über die Steuerleitung (44) übertragenes Signal an dem Steuereingang jedes Lichtquellenmoduls (41) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Anzahl der Beeinflussungsgrößen entsprechende Anzahl an PWM-Signalen erzeugt und in die Steuerleitung (44) eingespeist werden und in jedem Lichtquellenmodul (41) in Abhängigkeit von dem Abstand der Einschaltflanken jedes PWM-Signals von den jeweils nachfolgenden Ausschaltflanken ein der Einschaltdauer des PWM-Signals proportionales Gleichstromsignal erzeugt wird, mit dem nach der Aufteilung des einer Beeinflussungsgröße entsprechenden Gleichstromsignals in eine der Anzahl der anzusteuernden Kanäle entsprechende Anzahl an neuen Gleichstromsignalen (Steuerspannungen) die Konstantstromquelle in jedem Lichtquellenmodul (41) zum Betreiben der darin befindlichen Lichtquellen (52, 54) angesteuert wird.Method for operating a linear light unit with a plurality of light source modules (41) connected in series via electrical lines (42, 43, 44), each supplied with a constant current source with direct current, one line being a plus line (42), another being a minus - Line (43) and yet another line is a control line (44) and a signal transmitted via the control line (44) is present at the control input of each light source module (41), characterized in that a number of PWM signals corresponding to the number of influencing variables and fed into the control line (44) and in each light source module (41) depending on the distance between the switch-on edges of each PWM signal and the respective subsequent switch-off edges, a direct current signal proportional to the switch-on duration of the PWM signal is generated, with which after the division of the direct current signal corresponding to an influencing variable into one of the number of The constant current source in each light source module (41) for operating the light sources (52, 54) located therein is controlled by a number of new direct current signals (control voltages) corresponding to the changing channels. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass durch einen ersten, für eine erste Beeinflussungsgröße verantwortlichen PWM-Geber (48) eine erste Steuerspannung bereit gestellt wird, die das Leistungspaket definiert, welches in Abhängigkeit von dem Signal des für die weitere Beeinflussungsgröße vorgesehenen PWM-Gebers (49) auf die für jeden Ansteuerkanal vorgesehene Einzelsteuerleitung (44.1, 44.2) aufgeteilt wird.Method according to Claim 14, characterized in that a first control voltage is provided by a first PWM transmitter (48) responsible for a first influencing variable, which control voltage defines the power package that is generated depending on the signal of the PWM signal provided for the further influencing variable. Encoder (49) is distributed to the individual control line (44.1, 44.2) provided for each control channel. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des einen Kanals dieser weiteren Beeinflussungsgröße an dem zur Verfügung gestellten Leistungspaket vorgegeben ist und die Steuerspannung für den zweiten Kanal durch Subtraktion unter Berücksichtigung des für den ersten Kanal vorgegebenen Anteils ermittelt wird.Method according to Claim 15, characterized in that the proportion of one channel is based on this further influencing variable the provided power package is specified and the control voltage for the second channel is determined by subtraction taking into account the proportion specified for the first channel.
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