WO2011130770A1 - Operating circuit for light-emitting diodes - Google Patents

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WO2011130770A1
WO2011130770A1 PCT/AT2011/000204 AT2011000204W WO2011130770A1 WO 2011130770 A1 WO2011130770 A1 WO 2011130770A1 AT 2011000204 W AT2011000204 W AT 2011000204W WO 2011130770 A1 WO2011130770 A1 WO 2011130770A1
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WO
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switch
led
coil
sensor unit
sensor
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PCT/AT2011/000204
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German (de)
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Inventor
Horst Knödgen
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Tridonic Gmbh & Co. Kg
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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]
    • H05B45/30Driver circuits
    • H05B45/37Converter circuits
    • H05B45/3725Switched mode power supply [SMPS]
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • H05B45/3725Switched mode power supply [SMPS]
    • H05B45/39Circuits containing inverter bridges

Definitions

  • the invention relates to an operating circuit with
  • Semiconductor light sources such as light emitting diodes have become increasingly interesting for lighting applications in recent years. The reason for this is, among other things, that crucial technical
  • Brightness as well as the light efficiency (light output per watt) of these light sources could be achieved.
  • LEDs have become an attractive alternative to conventional light sources such as incandescent or
  • LED Light Emitting Diode
  • LEDs Light emission from LEDs correlates with the current flow through the LEDs. For brightness control, LEDs are therefore always operated in a mode in which the current flow through the LED is controlled.
  • One or more LEDs preferably switching regulator, such as step-down converter or buck
  • Such a switching regulator is
  • a control unit controls a high-frequency clocked switch (for example, a
  • the LED current shows a
  • the time average of the LED current represents the RMS current through the LED arrangement and is a measure of the brightness of the LEDs.
  • the function of the operating device is now to set a desired mean current flow through the LEDs and the temporal fluctuation of the current, due to the high-frequency switching on and off of the switch
  • the LEDs are supplied by the operating device with low-frequency (typically with a frequency in the range of 100-1000 Hz) pulse packets with (in the time average) constant current amplitude.
  • the current within a pulse packet is superimposed on the above-mentioned high-frequency ripple.
  • the brightness of the LEDs can now be adjusted by the frequency of the
  • Pulse packets are controlled; the LEDs can
  • a practical requirement of the operating device is that it can be used as flexibly and versatile as possible, for example, regardless of how many LEDs are actually connected as a load and should be operated.
  • the load may also change during operation if, for example, an LED fails.
  • a buck converter for the operation of at least one LED (or a plurality of LEDs connected in series), which has a first switch S1, is shown as the basic circuit.
  • the operating circuit is supplied with a DC voltage or a rectified AC voltage U0.
  • timings may be selected such that the first switch Sl is turned on when the current falls below a certain minimum reference value and the switch is turned off when the current exceeds a maximum reference value.
  • this method has several disadvantages: First, in order to achieve the lowest possible ripple, a rapid sequence of inputs and AusHaltVorêtn is necessary. The slope
  • a supply voltage for at least one LED is by means of a coil and a by a
  • Control unit clocked first switch
  • a sensor unit which monitors the current flow through the LED and produces a sensor signal.
  • the sensor signal is supplied to the control unit and processed there, the
  • Control unit the switch according to the
  • the invention also relates to an operating circuit for at least one LED, which is supplied with a supply voltage, comprising at least one coil and at least one clocked by a control / regulating unit switch, wherein the operating circuit is a supply voltage for
  • Sensor unit which monitors the current flow through the LED and generates a sensor signal depending on the current flow through the LED, and that the Se sorsignal the control / regulating unit is supplied and processed there, wherein the control unit drives the switch according to the supplied sensor signal, wherein the
  • the Sensor unit is formed by a Hall sensor.
  • the operating circuit preferably includes a capacitor disposed in parallel with the at least one LED and which maintains the current through the LED during the phase of demagnetization of the coil so that the current through the LEDs is smoothed.
  • the operating circuit has a further sensor unit (referred to as first) which generates a further (first) sensor signal dependent on the current flow through the first switch, and the sensor unit (referred to as second) designed as a Hall sensor, which detects the Current flow through the coil, preferably the achievement of the demagnetization of the coil detected and generates a sensor signal.
  • the sensor signals are supplied to the control unit. and edited.
  • the invention also relates to a method for operating at least one LED by means of a
  • Switching regulator circuit wherein a supply voltage for at least one LED is provided by means of a coil and a switch clocked by a control / regulating unit,
  • the current flow through the LED is monitored by a Hall sensor as a sensor unit, this sensor unit outputs a feedback signal and a control / regulating unit switches the switch depending on the
  • control unit uses a signal of the first sensor unit or a signal of the second
  • Sensor unit or a combination of both signals to determine the on and / or off timing of the first switch.
  • control unit turns off the first switch when the current through the first switch exceeds a maximum reference value, and turns on again at the time when the current flow through the LED falls below a minimum reference value.
  • the first sensor unit is a measuring resistor (shunt).
  • Figure la shows a circuit arrangement according to the
  • FIG. 1 b shows a diagram with the time profile of the LED current in the circuit arrangement of FIG. 1 a (prior art)
  • FIG. 2 a shows a first example of an operating circuit (buck) according to the invention for LEDs.
  • FIG. 2 b shows a diagram which is time-dependent
  • FIG. 3 and Figure 4 show special operating circuit (Buck) for LEDs
  • FIG. 5 shows a modification of the circuit of FIG. 2a (Buck Boost).
  • FIG. 6 shows a further specific embodiment of the invention
  • Figure la and Figure lb show the state of the art. If a secondary winding is shown in the figures as a tap on the coil LI, this secondary winding is shown symbolically instead of the Hall sensor (second sensor unit SE2), which can be coupled to the coil LI and monitor the current through the LED.
  • second sensor unit SE2 second sensor unit SE2
  • the circuit arrangement shown in FIG. 2a serves for the operation of at least one (or a plurality of LEDs connected in series and / or in parallel).
  • two LEDs are connected in series, it may of course be only one or more LEDs.
  • the LED or the serially and / or parallel-connected LEDs are also referred to below as the LED track.
  • An advantage of the present invention is that the operating circuit adapts very flexibly to the type and number of serially connected LEDs.
  • the circuit is supplied with a DC voltage U0, which of course can also be a rectified AC voltage.
  • the LEDs are connected in series with a coil LI and a first switch Sl.
  • the circuit arrangement has a diode D1 (the diode D1 is parallel to the LEDs and the coil LI
  • Freewheeling phase discharges the capacitor Cl and contributes to the flow of current through the LED track at. With suitable dimensioning of the capacitor Cl, this leads to a smoothing of the current through the LEDs.
  • the first switch Sl is preferably a
  • the first switch Sl is switched to high-frequency, typically in a frequency range of about 10 kHz.
  • An advantage of the invention is that the first switch Sl is spared in operation, as it is preferably switched on, as explained later, when the power applied to it is almost zero. In the state of
  • Run power must be used for the first switch Sl a high-quality device with a very short switching time to the switching losses in one
  • An advantage of the circuit according to the invention is that for the first switch Sl and the diode Dl quite a comparatively cheaper device with a comparatively slightly longer switching time or longer Aus Hurmzeit can be used.
  • a control and / or regulating unit SR is further provided, which specifies the timing of the first switch S1 for controlling the LED power.
  • the control unit SR uses to set the exact turn-on and turn-off timing of the first one
  • Switches Sl as input signals from a first sensor unit SEI and / or signals from a second
  • the first sensor unit SEI is in series with the first
  • the first sensor unit SEI may be, for example, a
  • Measuring resistor (shunt or current measuring resistor) act.
  • the sensor unit SE2 can also perform the function of
  • Sensor unit SEI take over by exceeding or reaching a maximum value for the LED current i_LED or the coil current i_L is detected and the
  • Control unit SR is signaled. To monitor the current flow can now the
  • the second sensor unit SE2 is arranged within the current branch, which is traversed by the current during the free-wheeling hare, preferably in the vicinity or on the coil LI. With the aid of the second sensor unit SE2, the control unit / control unit SR a
  • the first switch Sl is set appropriate time for the switch-on of the first switch Sl. According to the invention, the first switch Sl
  • this time is preferably switched on when the current through the coil LI has fallen below a certain value or for the first time is zero (or at least very low). In the latter case, this time is
  • the current through the LEDs shows only slight ripple and does not vary greatly. This can be achieved by virtue of the fact that the LED current can be kept in a predetermined range due to the inventive monitoring of the LED current through a Hall sensor.
  • the control unit SR turns off the first switch when the current through the first switch, a
  • the Hall sensor as the second sensor unit SE2 can also serve to detect a demagnetization of the coil LI.
  • the smoothing effect of a parallel to the LEDs connected capacitor Cl can be used.
  • the capacitor Cl can take over the supply of the LED.
  • the enlarged view shows the current flow
  • the first switch Sl is closed and current begins to flow through the LED and the coil LI.
  • the current i_L shows an increase according to an exponential function, with the one of interest here
  • i_LED Differs from i_L in that part of the current i_L contributes to the charge of the capacitor Cl.
  • the opening of the first switch Sl at time t_l (for example, when a desired maximum
  • the current i_LED decreases only weakly and is maintained, since the capacitor Cl has a smoothing effect.
  • the diode blocks.
  • the current i_L decreases (but is still negative) and goes to zero. In this. Phase are reloaded parasitic capacitances at the diode Dl and other parasitic capacitances in the remaining circuit.
  • Switch Sl and the coil LI change very quickly during this period.
  • the voltage at the node Ux drops to a low value (due to the diode Dl blocking).
  • An advantageous switch-on time t_3 for the first switch Sl is now given when the current i_L reaches the zero crossing, or at least the vicinity of the zero crossing. At this time, the coil LI is not or hardly magnetized.
  • the first switch Sl can be turned on at this time with very low losses, since hardly any current flows through the coil LI. A reconnection is also already possible at the time t_2 or shortly before, because the current through the coil LI is very low in this time range.
  • a second sensor unit SE2 For detecting the advantageous switch-on time for the first switch Sl, a second sensor unit SE2 is now used.
  • the current i_L can be detected by the coil LI.
  • the current i_L through the coil LI and the LED can be detected, for example, by means of a Hall sensor. Additionally or alternatively, therefore, other / other variables can be used, which are for the detection of an advantageous
  • the capacitor Cl is not present or has only a very small capacitance
  • the current i_L corresponds to the current i_LED through the LED, whereby current is monitored by monitoring the current i_L (which flows through the coil LI)
  • i_LED can be monitored or recorded by the LED.
  • the magnetization state of the coil LI can be detected.
  • the second sensor unit SE2 may be a Hall sensor, which is coupled to the coil LI or integrated in it.
  • Range comparator which can detect the exceeding or falling below a threshold value for the current through the LED i_LED or the coil current i_L.
  • the voltage at the node Ux above the first switch Sl can be monitored.
  • the voltage at node Ux drops significantly from a high value to a low value when the diode is turned off.
  • Switch Sl can therefore be triggered below the voltage Ux below a certain threshold.
  • Control unit SR turns on the first switch Sl again at the time when the coil LI
  • the second sensor unit SE2 can consist of a inductively coupled to the coil LI secondary winding L2 or from a voltage divider (Rl, R2) at the node Ux.
  • the control unit SR uses the information from the first sensor unit SEI and / or the second
  • Control / regulation unit SR can take place, for example, in the form of PWM signals.
  • the frequency of the PWM signal is typically on the order of more than 100 Hz up to the MHz range.
  • FIG. 3 and Figure 4 show specific embodiments of the invention.
  • FIG. 3 shows a special embodiment of the above-described switching arrangement (a Buck converter). The advantageous one
  • Switch-off is detected by detecting the voltage at the node Ux above the first switch Sl. This is done by the ohmic
  • Voltage divider Rl and R2 The node Ux is located between the coil LI, the diode Dl and the switch Sl.
  • a voltage divider is, for example, a
  • the measuring resistor (shunt) RS is used for current detection by the first switch Sl.
  • Node Ux (in particular of the 'break-in' shortly after the diode Dl is blocked near the instant t_2) makes it possible to say something about the advantageous one
  • the voltage at the node Ux above the first switch Sl can be monitored.
  • the . Voltage at node Ux drops significantly from a high value to a low value when the diode is turned off.
  • Switch Sl can therefore be triggered below the voltage Ux below a certain threshold.
  • a second switch S2 is parallel to the LEDs and the
  • Capacitor Cl is arranged.
  • the second switch S2 is selectively / independently controllable and may for example be a transistor (MOSFET or bipolar transistor). If the second switch S2 is closed, the
  • Discharge process of the capacitor Cl accelerates. Due to the accelerated discharge of the capacitor Cl is achieved that the current flow through the LED goes to zero as quickly as possible. This is desirable, for example, at the end of a PWM packet, where the current flow through the LED
  • the second switch S2 can be activated and driven at a low dimming level, where the PWM packets are very short and it is important that the current through the LED rapidly approaches zero at the end of a pulse packet. For example, an even lower dimming level can be achieved by suitable activation of the second switch S2.
  • this second switch S2 bridges the LEDs when switched on. This is required, for example, when the LEDs are to be turned off, i. should not emit light, but the supply voltage U0 is still present. Without bridging by the second switch S2, a (smaller) current would flow across the LEDs and resistors R1 and R2, and the LEDs would (slightly) light up.
  • Switch S2 parallel to the LEDs and the capacitor Cl for accelerated discharge of the capacitor Cl or for bridging the LED not only on the specific
  • Embodiment of the circuit arrangement of Figure 3 is limited, but in all embodiments of the r
  • FIG. 4 shows a modification of the circuit in FIG. 3 in that current monitoring takes place on the coil LI.
  • the current at the coil LI can be detected, for example, by means of the Hall sensor, which is coupled to the coil Sl.
  • the Hall sensor is now used as
  • Sensor unit SE2 take place, which is symbolically represented as a secondary winding L2 as already explained.
  • the determination of the time for switching the switch S1 back on may also take place by means of a threshold value monitoring (to the undershooting or exceeding of a threshold value, to monitoring by means of a Hall sensor). It should be noted that the method for detecting an advantageous switch-on time for the first switch Sl by means of Hall sensor, of course, to others
  • flyback converter for example, for a so-called flyback converter or buck-boost converter or a so-called
  • Forward converter or forward converter.
  • FIG. 5 shows a modification of the circuit of FIG. 2a in that the arrangement of the coil LI, the diode D1 and the orientation of the LED path
  • FIG. 6 A development of the invention is shown in FIG. 6
  • Demagnetization of the coil LI by monitoring the Hall sensor can be performed by a standard available control circuit IC.
  • This control circuit IC Integrated Circuit
  • This control circuit IC has one
  • Control circuit IC via an output for controlling a switch and via further monitoring inputs.
  • a first of these monitoring inputs can be used for specifying a reference value, such as a reference voltage.
  • a second monitoring input can be used to monitor the reaching of a maximum voltage or also by means of a voltage measurement on a
  • Resistance to monitor the achievement of a maximum current can be used.
  • a third monitoring input can be used to monitor a further voltage or to activate and deactivate the control circuit IC or the control of the control circuit IC
  • control circuit IC monitors the current through the first switch S1 during the first time
  • the required level of voltage may be adjusted by providing a reference value (i.e., a reference voltage) at the input 3 of the control circuit IC.
  • a reference value i.e., a reference voltage
  • a microcontroller For example, from a microcontroller a
  • the microcontroller may output a PWM signal that is then smoothed by a filter 10 (eg, an RC element) and thus as
  • Microcontroller can control the amplitude of the signal at
  • Input 3 of the control circuit IC can be adjusted.
  • the control circuit IC can via the input 5 based on the monitoring of the current at a coupled to the coil LI Hall sensor reaching the
  • the control circuit IC can turn on the first switch Sl by driving through the output 7.
  • the control circuit IC can be activated and / or deactivated by applying a voltage at the input 1.
  • This voltage for activating at input 1 can also change between a high and a low level, wherein at high level, the control circuit IC is activated and at low level, at least the activation of the first
  • This control of the input 1 can be done by a microcontroller. For example, in this way a low-frequency activation and deactivation of the control circuit IC and thus the
  • Control of the first switch Sl can be achieved and thus the low-frequency control of the
  • a further reference voltage for the control circuit IC can also be preset via the amplitude of the signal present at this input. This voltage can, for example, the height of the maximum allowable current through the switch
  • Microcontrollers can together form the control unit SR.
  • the duty cycle of the first switch Sl can also be determined by another voltage measurement within the
  • control circuit IC can also be supplied with a voltage measurement Vsense. About this voltage measurement can over a
  • Voltage divider R40 / R47 for example, a monitoring or measurement of the voltage at the junction between coil LI and LED done. This voltage measurement Vsense can either be another input of the
  • Control circuit IC as an additional variable additively fed to an already occupied input of the control circuit IC or an input of the microcontroller.
  • a system can be constructed in which on the one hand a simple control for dimming of LED by low-frequency PWM is made possible, on the other hand, a possible low-loss high-frequency operation of the
  • the microcontroller can control the dimming of the LED by low-frequency PWM via a signal which is fed to the input 1 of the control circuit IC.
  • microcontroller via a signal which is fed to the input 3 of the control circuit IC, the height of the maximum allowable current through the first switch Sl or the necessary
  • the operating circuit may further include another
  • Switch S2 included which is arranged so that this second switch S2 can bridge the LED.
  • the second switch S2 may further be arranged so that it can take over the current through an existing high-impedance voltage measuring path or a similar existing high-resistance circuit arrangement of the LED or interrupt it.
  • Switch Sl only the current through the LED is set and regulated. However, it can be combined to use the control of the two switches Sl and S2 for an optimized dimming control.
  • the second switch S2 can be additionally used only for dimming to a low dimming level.
  • the operating circuit is designed due to the existing topology and the control circuit so that the output voltage of the operating circuit (ie, the voltage across the LED) is limited to a maximum allowable value. If the LED is bridged by closing the second switch S2, then the operating circuit limits the output voltage such that no excessive current can flow, which can lead to possible destruction. This activation of the second switch S2 can
  • the LEDs can only be dimmed with second plates S2, which should be very low impedance, and the losses are still low.
  • the second switch S2 can be controlled so that the current through an existing
  • the second switch S2 can be closed, so that the current flow through the LED is interrupted or avoided.
  • the second switch S2 can at least always be triggered following a low-frequency PWM packet in order to bridge or deactivate the LED (during the last discharge edge, that is to say at the end of a PWM
  • control circuits IC and the control units SR of the individual operating circuits are controlled by a common microcontroller.
  • Operating circuits can drive, for example, LED strands of different wavelength or color.
  • the control of the microcontroller can via a
  • the coil LI may also be a transformer, which is a potential separation of the LED relative to the feeding
  • Supply allows.
  • the LED supplying the switching regulator circuit as isolated flyback converter (flyback converter) or
  • Switching regulator circuit proposed, wherein by means of a coil LI and a clocked by a control / regulating unit SR switch Sl, a supply voltage for at least one LED is provided. The current flow through the LED is monitored by a Hall sensor as the second sensor unit SE2. This second
  • Sensor unit SE2 outputs a feedback signal and a control unit SR controls depending on the
  • the duty cycle and / or the drive frequency of the switch Sl depends on the feedback signal of the control unit SR
  • the Hall sensor can be on a semiconductor material
  • the Hall sensor can be arranged on an integrated circuit, wherein preferably also an evaluation circuit in the integrated circuit
  • the evaluation circuit may include, for example, an analog-to-digital converter, a current source and / or a digital signal processing circuit (for example a microcontroller, ASIC or DSP).
  • the evaluation circuit with a power supply
  • the Hall voltage is evaluated.
  • the Hall voltage is typical
  • the sensor unit SE2 (containing the Hall sensor) is coupled to the coil LI.
  • Sensor unit SE2 can be integrated, for example, in the coil LI. In this way, a good coupling of the Hall sensor and thus a reliable current monitoring of the LED current (corresponding to the coil current) can be achieved.- If the Hall sensor is already integrated in the production of the coil LI in this (for example on the Bobbin or attached to a winding), this can be arranged in a defined position, whereby the distance of the Hall sensor set to the coil LI. is. This is advantageous because the distance has influence on the height of the Hall voltage. But it can also be provided that a kind
  • Control unit SR to be detected sensor signals SES2 is used.
  • the control unit SR in a table for different current values (either by the coil LI or the LED, depending on the placement of the sensor unit SE2) assign different values of the sensor signal SES2. It can also be done a zero point adjustment. It can also be compared with the Hall sensor
  • Temperature fluctuations take place. It may, for example, a temperature sensor in the sensor unit SE2
  • the sensor unit SE2 (which contains the Hall sensor) may also contain protection circuits, for example against overvoltage. It can be on a compensation for
  • the sensor unit SE2 can also contain a plurality of Hall sensors. By using at least two
  • the Hall sensors can better compensate for variations due to positioning, temperature, or interference.
  • the sensor unit SE2 may have a common-mode rejection for evaluating the at least one Hall sensor. It may additionally or alternatively in particular at
  • Evaluation circuit as a sensor unit SE2 (containing the Hall sensor) data via radio or other wireless connection (such as via an air coil) to the control / SR SR transmitted. It can therefore be the supply of the sensor signals SES2 to the control / regulation unit SR via radio or another
  • Control / regulation SR done.
  • a connection detection during commissioning or connection of the supply voltage of the operating circuit can take place.
  • connection detection the connection between
  • this connection detection based on a recording of communication between the
  • control / regulating unit SR for example, a
  • Query sends to the sensor unit SE2 and waits for a corresponding response by the sensor unit SE2. Additionally or alternatively, a test measurement can be performed by the sensor unit SE2, wherein for the purpose of a
  • the measurement result is transmitted from the sensor unit SE2 to the control / regulation unit SR.

Abstract

The invention relates to a method for operating at least one LED by means of a switching-regulator circuit, a supply voltage being provided for at least one LED by means of a coil (L1) and a switch (S1) clocked by an open-loop/closed-loop control unit (SR), characterized in that the current through the LED is monitored by a Hall sensor as a sensor unit (SE2), said sensor unit (SE2) outputs a feedback signal, and an open-loop/closed-loop control unit (SR) controls the switch (S1) according to the feedback signal of the sensor unit (SE2).

Description

Betriebsschaltung für Leuchtdioden  Operating circuit for LEDs
Die Erfindung betrifft eine Betriebsschaltung mit The invention relates to an operating circuit with
Leuchtdioden gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und 4 und ein Verfahren zum Betreiben von Leuchtdioden gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 13. Light-emitting diodes according to the preamble of patent claims 1 and 4 and a method for operating light-emitting diodes according to the preamble of patent claim 13.
Technisches Gebiet Technical area
Halbleiterlichtquellen wie beispielsweise Leuchtdioden sind während der letzten Jahre für Beleuchtungsanwendungen zunehmend interessant geworden. Der Grund dafür liegt unter anderem darin, dass entscheidende technische Semiconductor light sources such as light emitting diodes have become increasingly interesting for lighting applications in recent years. The reason for this is, among other things, that crucial technical
Innovationen und große Fortschritte sowohl bei der Innovations and great progress both in the
Helligkeit als auch bei der Lichteffizienz (Lichtleistung pro Watt) dieser Lichtquellen erzielt werden konnten.  Brightness as well as the light efficiency (light output per watt) of these light sources could be achieved.
Nicht zuletzt durch die vergleichsweise lange Lebensdauer konnten sich Leuchtdioden zu einer attraktiven Alternative zu herkömmlichen Lichtquellen wie Glüh- oder Not least due to the comparatively long service life, LEDs have become an attractive alternative to conventional light sources such as incandescent or
Gasentladungslampen entwickeln. - Develop gas discharge lamps. -
Stand der Technik Halbleiterlichtquellen sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt und werden im Folgenden als LED (Light Emitting Diode) abgekürzt. Dieser Begriff soll im PRIOR ART Semiconductor light sources are well known from the prior art and are abbreviated hereafter to LED (Light Emitting Diode). This term is intended in the
Folgenden sowohl Leuchtdioden aus anorganischen Following both light emitting diodes of inorganic
Materialien als auch Leuchtdioden aus organischen Materials as well as light emitting diodes from organic
Materialien umfassen. Es ist bekannt, dass die Materials include. It is known that the
Lichtabstrahlung von LEDs mit dem Stromfluss durch die LEDs korreliert. Zur Helligkeitsregelung werden LEDs daher grundsätzlich in einem Modus betrieben, in dem der Stromfluss durch die LED geregelt wird. Light emission from LEDs correlates with the current flow through the LEDs. For brightness control, LEDs are therefore always operated in a mode in which the current flow through the LED is controlled.
In der Praxis werden zur Ansteuerung einer Anordnung
Figure imgf000004_0001
einer oder mehrerer LEDs vorzugsweise Schaltregler, beispielsweise Tiefsetzsteller (Step-Down oder Buck
In practice, to drive an arrangement
Figure imgf000004_0001
One or more LEDs, preferably switching regulator, such as step-down converter or buck
Converter) verwendet. Ein solcher Schaltregler ist Converter). Such a switching regulator is
beispielsweise aus der DE 10 2006 034 371 AI bekannt. For example, from DE 10 2006 034 371 AI known.
Dabei steuert eine Steuereinheit einen hochfrequent getakteten Schalter (beispielsweise einen In this case, a control unit controls a high-frequency clocked switch (for example, a
Leistungstransistor) an. Im eingeschalteten Zustand des Schalters fließt Strom über die LED Anordnung und eine Spule, die dadurch aufgeladen wird. Die  Power transistor). When the switch is turned on, current flows through the LED assembly and a coil, which is charged by it. The
zwischengespeicherte Energie der Spule entlädt sich im ausgeschalteten Zustand des Schalters über die LEDs cached energy of the coil discharges in the off state of the switch via the LEDs
(Freilaufphase) . Der Strom durch die LED Anordnung zeigt einen zickzackförmigen zeitlichen Verlauf :. bei  (Freewheeling phase). The current through the LED arrangement shows a zigzag time course:. at
eingeschaltetem Schalter zeigt der LED-Strom eine If the switch is switched on, the LED current shows a
ansteigende Flanke, bei ausgeschaltetem Schalter ergibt sich eine abfallende Flanke. Der zeitliche Mittelwert des LED-Stroms stellt den Effektivstrom durch die LED- anordnung dar und ist ein Maß für die Helligkeit der LEDs. Durch entsprechende Taktung des Leistungsschalters kann der mittlere, effektive Strom geregelt werden. Rising edge, when the switch is off there is a falling edge. The time average of the LED current represents the RMS current through the LED arrangement and is a measure of the brightness of the LEDs. By appropriate timing of the circuit breaker, the average, effective current can be controlled.
Die Funktion des Betriebsgeräts ist nun, einen gewünschten mittleren Stromfluss durch die LEDs einzustellen und die zeitliche Schwankungsbreite des Stroms, bedingt durch das hochfrequente Ein- und Abschalten des Schalters The function of the operating device is now to set a desired mean current flow through the LEDs and the temporal fluctuation of the current, due to the high-frequency switching on and off of the switch
(tpyischerweise im Bereich oberhalb von 10 kHz) , möglichst gering zu halten. Eine große Schwankungsbreite des Stroms (Welligkeit oder Rippel) wirkt sich besonders bei LEDs nachteilig aus, da mit Veränderung der Stromamplitude sich das Spektrum des emittierten Lichts verändern kann. (typically in the range above 10 kHz), as small as possible. A large fluctuation range of the current (ripple or ripple) has a disadvantageous effect particularly with LEDs, since the spectrum of the emitted light can change as the current amplitude changes.
Um das emittierte Lichtspektrum während des Betriebs möglichst konstant zu halten, ist es bekannt, bei LEDs für Helligkeitsregelungen nicht die Stromamplitude zu In order to keep the emitted light spectrum as constant as possible during operation, it is known that the current amplitude is not sufficient for LEDs for brightness control
variieren, sondern ein sogenanntes PWM (pulse-width- modulation) - Verfahren anzuwenden. Dabei werden den LEDs durch das Betriebsgerät niederfrequente (typischerweise mit einer Frequenz im Bereich von 100-1000 Hz) Pulspakete mit (im zeitlichen Mittel) konstanter Stromamplitude zugeführt . Dem Strom innerhalb eines Pulspakets ist der oben angeführter hochfrequente Rippel überlagert. Die Helligkeit der LEDs kann nun durch die Frequenz der vary, but to apply a so-called PWM (pulse width modulation) method. In this case, the LEDs are supplied by the operating device with low-frequency (typically with a frequency in the range of 100-1000 Hz) pulse packets with (in the time average) constant current amplitude. The current within a pulse packet is superimposed on the above-mentioned high-frequency ripple. The brightness of the LEDs can now be adjusted by the frequency of the
Pulspakete gesteuert werden; die LEDs können Pulse packets are controlled; the LEDs can
beispielsweise gedimmt werden, indem der zeitliche Abstand zwischen den Pulspaketen vergrößert wird. for example, be dimmed by the time interval between the pulse packets is increased.
Eine praktische Anforderung an das Betriebsgerät ist, dass es möglichst flexibel und vielseitig eingesetzt werden kann, beispielsweise unabhängig davon, wie viele LEDs als Last tatsächlich angeschlossen sind und betrieben werden sollen. Die Last kann sich zudem während des Betriebs ändern, wenn beispielsweise eine LED ausfällt. A practical requirement of the operating device is that it can be used as flexibly and versatile as possible, for example, regardless of how many LEDs are actually connected as a load and should be operated. The load may also change during operation if, for example, an LED fails.
Bei herkömmlichen Technologien werden die LEDs in einem sogenannten 'continuous conduction mode ' bzw. In conventional technologies, the LEDs in a so-called 'continuous conduction mode' or
nichtlückendem Betrieb betrieben. Dieses Verfahren sei anhand von Figur la und Figur lb näher erläutert (Stand der Technik) . Im in Figur la gezeigten Beispiel ist als GrundSchaltung ein Tiefsetzsteller (Buck-Converter) für den Betrieb zumindest einer LED (oder mehrerer in Serie geschalteten LEDs) dargestellt, die einen ersten Schalter Sl aufweist. Die Betriebsschaltung wird mit einer Gleichspannung bzw einer gleichgerichteten Wechselspannung U0 versorgt. operated in non-leaking mode. This method is explained in more detail with reference to FIG. 1a and FIG. 1b (prior art). In the example shown in FIG. 1a, a buck converter (buck converter) for the operation of at least one LED (or a plurality of LEDs connected in series), which has a first switch S1, is shown as the basic circuit. The operating circuit is supplied with a DC voltage or a rectified AC voltage U0.
Im eingeschalteten Zustand des ersten Schalters Sl In the on state of the first switch Sl
(während der Zeitdauer t_on) wird in der Spule LI Energie aufgebaut, die sich im ausgeschalteten Zustand des ersten Schalters Sl (Zeitdauer t_off) über zumindest eine LED entlädt. Der sich ergebende zeitliche Stromverlauf ist in Figur lb abgebildet (Stand der Technik) . Dabei sind zwei Pulspakte des PWM dargestellt.. Der Stromverlauf innerhalb eines Pulspakets ist zudem vergrößert dargestellt. Aus Gründen der Farbkonstanz soll innerhalb eines Pulspakets die Amplitude des Rippeis möglichst gering sein. Dies kann durch geeignete Wahl des Einschaltzeitpunkts tO und (During the period t_on) energy is built up in the coil LI, which discharges in the switched-off state of the first switch Sl (time t_off) via at least one LED. The resulting temporal current profile is shown in Figure lb (prior art). Two pulse sequences of the PWM are shown here. The current flow within a pulse packet is also shown enlarged. For reasons of color consistency, the amplitude of the rib should be as small as possible within a pulse packet. This can be done by a suitable choice of the switch-on time tO and
Ausschaltzeitpunkts tl erfolgen. So können diese Off time tl done. So can these
Zeitpunkte beispielsweise so gewählt werden, dass der ersten Schalter Sl eingeschaltet wird, wenn der Strom, einen bestimmten minimalen Referenzwert unterschreitet und der Schalter ausgeschaltet wird, wenn der Strom einen maximalen Referenzwert überschreitet. Dieses Verfahren hat aber mehrere Nachteile: Zum einen, um einen möglichst geringen Rippel zu erzielen, ist eine rasche Abfolge von Ein- und AusehaltVorgängen notwendig. Die Steigung For example, timings may be selected such that the first switch Sl is turned on when the current falls below a certain minimum reference value and the switch is turned off when the current exceeds a maximum reference value. However, this method has several disadvantages: First, in order to achieve the lowest possible ripple, a rapid sequence of inputs and AusHaltVorgängen is necessary. The slope
(positive bzw negative Flanke) des Stroms ist nämlich nicht vom Betriebsgerät steuerbar und als gegeben zu betrachten, da sie u.a. durch die Induktivität der Spule LI und durch die Leistungsaufnahme der LEDs bestimmt ist. Um die Welligkeit (Rippel) zu reduzieren, müssten (Positive or negative edge) of the current is namely not controlled by the operating device and considered to be given, since it is determined inter alia by the inductance of the coil LI and the power consumption of the LEDs. To reduce the ripple, would have to
innerhalb eines Zeitabschnitts mehr Schaltvorgänge more switching operations within one time period
stattfinden, was naturgemäß Schaltverluste mit sich zieht. Zum anderen sind diese Schaltverluste im continuous conduction mode besonders hoch. take place, which naturally involves switching losses. On the other hand, these switching losses in the continuous conduction mode are particularly high.
Ein realer Halbleiterschalter schaltet zwar sehr rasch, er schaltet aber nicht unendlich schnell. Die beim Although a real semiconductor switch switches very quickly, it does not switch infinitely fast. The at
Schaltvorgang dissipierte Energie ist umso größer, je länger der Schaltvorgang dauert und je höher die Leistung ist, die während dem Schaltvorgang am Schalter anliegt. Im nichtlückenden Betrieb sind nun die Schaltverluste Switching process dissipated energy is greater, the longer the switching process lasts and the higher the power is applied to the switch during the switching operation. In non-leaking operation, the switching losses are now
besonders hoch, da die Schaltvorgänge stattfinden, während hohe Ströme anliegen. particularly high, since the switching operations take place while high currents are applied.
Darstellung der Erfindung Presentation of the invention
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte It is the object of the present invention, an improved over the prior art
Betriebsschaltung für wenigstens eine LED und ein Operating circuit for at least one LED and a
Verfahren zum Betrieb wenigstens einer LED Method for operating at least one LED
bereitzustellen, welche auf einfache Art und Weise die Konstanthaltung des Stroms und somit der LED-Leistung ermöglicht . to provide, which allows in a simple manner, the constancy of the current and thus the LED power.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter. Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird der This object is achieved by the features of the independent claims. The dependent claims further form the central idea of the invention in a particularly advantageous manner. According to a first aspect of the invention, the
Betriebsschaltung für wenigstens eine LED eine Operating circuit for at least one LED a
Gleichspannung oder gleichgerichtete Wechselspannung zugeführt. Eine Versorgungsspannung für wenigstens eine LED wird mittels einer Spule und einem durch eine DC or rectified AC voltage supplied. A supply voltage for at least one LED is by means of a coil and a by a
Steuer/Regeleinheit getakteten ersten Schalter Control unit clocked first switch
bereitstellt, wobei bei eingeschaltetem erstem Schalter in der Spule eine Energie zwischengespeichert wird, die sich bei ausgeschaltetem erstem Schalter über eine Diode und über der wenigstens einen LED entlädt. provides, is cached when the first switch in the coil, an energy that discharges when switched off the first switch via a diode and the at least one LED.
Gemäß' der Erfindung ist eine Sensoreinheit vorhanden, die den Stromfluß durch die LED überwacht und ein Sensorsignal erzeugt. Das Sensorsignal wird an der Steuer/Regeleinheit zugeführt und dort bearbeitet, wobei die According 'to the invention is provided a sensor unit which monitors the current flow through the LED and produces a sensor signal. The sensor signal is supplied to the control unit and processed there, the
Steuer/Regeleinheit den Schalter entsprechend der  Control unit, the switch according to the
Stromüberwachung mittels der Sensoreinheit ansteuert wobei die Sensoreinheit ein Hallsensor ist. Die Erfindung betrifft auch eine Betriebsschaltung für wenigstens eine LED, der eine Speisespannung zugeführt wird, aufweisend zumindest eine Spule und zumindest einen durch eine Steuer/Regeleinheit getakteten Schalter, wobei die Betriebsschaltung eine VersorgungsSpannung für Current monitoring by means of the sensor unit controls the sensor unit is a Hall sensor. The invention also relates to an operating circuit for at least one LED, which is supplied with a supply voltage, comprising at least one coil and at least one clocked by a control / regulating unit switch, wherein the operating circuit is a supply voltage for
wenigstens eine LED bereitstellt, wobei bei provides at least one LED, wherein at
eingeschaltetem Schalter in der Spule eine Energie switched on switch in the coil an energy
zwischengespeichert wird, die sich bei ausgeschaltetem Schalter über eine Diode entlädt, wobei eine is cached, which discharges when the switch is switched off via a diode, wherein a
Sensoreinheit vorhanden ist, die den Stromfluß durch die LED überwacht und abhängig von dem Stromfluß durch die LED ein Sensorsignal erzeugt, und dass das Se sorsignal der Steuer/Regeleinheit zugeführt und dort bearbeitet wird, wobei die Steuer/Regeleinheit den Schalter entsprechend des zugeführten Sensorsignals ansteuert, wobei die Sensor unit is present, which monitors the current flow through the LED and generates a sensor signal depending on the current flow through the LED, and that the Se sorsignal the control / regulating unit is supplied and processed there, wherein the control unit drives the switch according to the supplied sensor signal, wherein the
Sensoreinheit durch einen Hallsensor gebildet wird. Die Betriebsschaltung weist vorzugsweise einen Kondensator auf, der parallel zu der wenigstens eine LED angeordnet ist, und der während der Phase der Entmagnetisierung der Spule den Strom durch die LED aufrecht erhält, sodass der Strom durch die LEDs geglättet wird. Sensor unit is formed by a Hall sensor. The operating circuit preferably includes a capacitor disposed in parallel with the at least one LED and which maintains the current through the LED during the phase of demagnetization of the coil so that the current through the LEDs is smoothed.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Betriebsschaltüng eine weitere Sensoreinheit (als erste bezeichnet) auf, die ein vom Stromfluss durch den ersten Schalter abhängendes weiteres (erstes) Sensorsignal erzeugt, und die als Hallsensor ausgebildete Sensoreinheit (als zweite bezeichnet) auf, die den Stromfluß durch die Spule, vorzugsweise das Erreichen der Entmagnetisierung der Spule, detektiert und ein Sensorsignal erzeugt. Die Sensorsignale werden an die Steuer/Regeleinheit zugeführt . und bearbeitet. In a preferred embodiment of the invention, the operating circuit has a further sensor unit (referred to as first) which generates a further (first) sensor signal dependent on the current flow through the first switch, and the sensor unit (referred to as second) designed as a Hall sensor, which detects the Current flow through the coil, preferably the achievement of the demagnetization of the coil detected and generates a sensor signal. The sensor signals are supplied to the control unit. and edited.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben von wenigstens einer LED mittels einer The invention also relates to a method for operating at least one LED by means of a
Schaltreglerschaltung, wobei mittels einer Spule und einem durch eine Steuer/Regeleinheit getakteten Schalter eine VersorgungsSpannung für wenigstens eine LED bereitstellt wird,  Switching regulator circuit, wherein a supply voltage for at least one LED is provided by means of a coil and a switch clocked by a control / regulating unit,
dadurch gekennzeichnet, dass der Stromfluß durch die LED durch einen Hall-Sensor als Sensoreinheit überwacht wird, diese Sensoreinheit ein Rückführsignal ausgibt und eine Steuer/Regeleinheit den Schalter abhängig von dem characterized in that the current flow through the LED is monitored by a Hall sensor as a sensor unit, this sensor unit outputs a feedback signal and a control / regulating unit switches the switch depending on the
Rückführsignal der Sensoreinheit ansteuert. Erfindungsgemäß ändert die Steuer/Regeleinheit das Feedback signal of the sensor unit activates. According to the invention, the control unit changes the
Einschaltverhältnis und / oder die Ansteuerfrequenz des Schalters abhängig von dem Rückführsignal der als Hall- Sensor ausgebildeten Sensoreinheit.: Switching ratio and / or the driving frequency of the switch depending on the feedback signal of the designed as a Hall sensor sensor unit .:
Vorzugsweise verwendet die Steuereinheit ein Signal der ersten Sensoreinheit oder ein Signal der zweiten Preferably, the control unit uses a signal of the first sensor unit or a signal of the second
Sensoreinheit oder eine Kombination von beiden Signalen zur Festlegung des Ein- und / oder Ausschaltzeitpunkts des erstens Schalters. Sensor unit or a combination of both signals to determine the on and / or off timing of the first switch.
Vorzugsweise schaltet die Steuer/Regeleinheit den ersten Schalter aus, wenn der Strom durch den ersten Schalter einen maximalen Referenzwert überschreitet und schaltet zu dem Zeitpunkt wieder ein, wenn der Stromfluß durch die LED einen minimalen Referenzwert unterschreitet. Preferably, the control unit turns off the first switch when the current through the first switch exceeds a maximum reference value, and turns on again at the time when the current flow through the LED falls below a minimum reference value.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die erste Sensoreinheit ein Messwiderstand (Shunt) . In a preferred embodiment of the invention, the first sensor unit is a measuring resistor (shunt).
Erfindungsgemäß ist die zweite Sehsoreinheit ein According to the second Sehsoreinheit is a
Hallsensor. Hall sensor.
In einer weiteren Ausführungsform erkennt die zweite In a further embodiment, the second recognizes
Sensoreinheit das Erreichen der Entmagnetisierung der Spule, indem sie die Spannung oberhalb des ersten Sensor unit reaching the demagnetization of the coil, putting the voltage above the first
Schalters mittels eines (ohmschen) Spannungsteilers überwacht . Weitere bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche. Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand Switch monitored by means of a (ohmic) voltage divider. Further preferred embodiments and further developments of the invention are the subject of further subclaims. The present invention will be described below
bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Figur la zeigt eine Schaltungsanordnung gemäß dem preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. Figure la shows a circuit arrangement according to the
bekannten Stand der Technik known prior art
Fig r lb zeigt ein Diagram mit dem zeitlichen Verlauf des LEDstroms in der Schaltungsanordnung von Figur la (Stand der Technik) FIG. 1 b shows a diagram with the time profile of the LED current in the circuit arrangement of FIG. 1 a (prior art)
Figur 2a zeigt ein erstes Beispiel einer erfindungsgemäßen Betriebsschaltung (Buck) für LEDs Figur 2b zeigt ein Diagram, das zeitabhängige FIG. 2 a shows a first example of an operating circuit (buck) according to the invention for LEDs. FIG. 2 b shows a diagram which is time-dependent
Stromverläufe und Steuersignale in der in Fig 2a  Current curves and control signals in the in Fig. 2a
dargestellten Schaltungsanordnung darstellt represents a circuit arrangement shown
Figur 3 und Figur 4 zeigen spezielle Betriebsschaltung (Buck) für LEDs Figure 3 and Figure 4 show special operating circuit (Buck) for LEDs
Figur 5 zeigt eine Abwandlung der Schaltung von Figur 2a (Buck-Boost) FIG. 5 shows a modification of the circuit of FIG. 2a (Buck Boost).
Figur 6 zeigt eine weitere spezielle Ausführungsform der Erfindung FIG. 6 shows a further specific embodiment of the invention
Figur la und Figur lb zeigen den Stand der Technik. Sofern in den Figuren eine Sekundärwicklung als Abgriff an der Spule LI dargestellt ist, ist diese Sekundärwicklung symbolisch anstelle des Hall-Sensors (zweite Sensör-Enheit SE2) dargestellt, der an die Spule LI gekoppelt sein kann und den Strom durch die LED überwachen soll. Figure la and Figure lb show the state of the art. If a secondary winding is shown in the figures as a tap on the coil LI, this secondary winding is shown symbolically instead of the Hall sensor (second sensor unit SE2), which can be coupled to the coil LI and monitor the current through the LED.
Die in Figur 2a dargestellte Schaltungsanordnung dient zum Betrieb von wenigstens einer (oder mehrerer in Serie und / oder parallel geschaltenen) LED. Im dargestellten Beispiel sind beispielsweise zwei LEDs in Serie geschaltet, es können natürlich auch nur eine oder mehrere LEDs sein. Die LED bzw. die seriell und / oder parallel geschaltenen LEDs werden im Folgenden auch LED-strecke genannt. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass sich die Betriebsschaltung sehr flexibel an die Art und Anzahl der seriell verbundenen LEDs anpasst. Der Schaltung wird eine Gleichspannung U0 zugeführt, die natürlich auch eine gleichgerichtete WechselSpannung sein kann. Die LEDs sind in Serie mit einer Spule LI und einem ersten Schalter Sl verbunden. The circuit arrangement shown in FIG. 2a serves for the operation of at least one (or a plurality of LEDs connected in series and / or in parallel). In the example shown, for example, two LEDs are connected in series, it may of course be only one or more LEDs. The LED or the serially and / or parallel-connected LEDs are also referred to below as the LED track. An advantage of the present invention is that the operating circuit adapts very flexibly to the type and number of serially connected LEDs. The circuit is supplied with a DC voltage U0, which of course can also be a rectified AC voltage. The LEDs are connected in series with a coil LI and a first switch Sl.
Zudem weist die Schaltungsanordnung eine Diode Dl (die Diode Dl ist parallel zu den LEDs und der Spule LI In addition, the circuit arrangement has a diode D1 (the diode D1 is parallel to the LEDs and the coil LI
geschaltet) und einen zu den LEDs parallel geschalteten Kondensator Cl auf. Im eingeschalteten Zustand des ersten Schalters Sl fließt Strom durch die LEDs und durch die Spule LI, die dadurch magnetisiert wird. Im switched) and a parallel to the LEDs connected capacitor Cl. In the switched-on state of the first switch S1, current flows through the LEDs and through the coil LI, which is thereby magnetized. in the
ausgeschaltenen Zustand des ersten Schalters Sl entlädt sich die im Magnetfeld der Spule gespeicherte Energie in Form eines Stroms über die Diode Dl und die LEDs. Parallel dazu wird am Beginn des Einschaltens des ersten Schalters Sl der Kondensator Cl geladen. Während der Ausschaltphase des ersten Schalters Sl switched off state of the first switch Sl discharges stored in the magnetic field of the coil energy in the form of a current through the diode Dl and the LEDs. In parallel with this, at the beginning of the switching on of the first switch S1, the capacitor C1 is charged. During the turn-off of the first switch Sl
( Freilaufphase) entlädt sich der Kondensator Cl und trägt zum Stromfluss durch die LED-Strecke bei. Bei geeigneter Dimensionierung des Kondensators Cl führt dies zu einer Glättung des Stroms durch die LEDs . (Freewheeling phase) discharges the capacitor Cl and contributes to the flow of current through the LED track at. With suitable dimensioning of the capacitor Cl, this leads to a smoothing of the current through the LEDs.
Als erster Schalter Sl wird vorzugsweise ein  As the first switch Sl is preferably a
Feldeffekttransistor oder auch Bipolartransistor Field effect transistor or bipolar transistor
verwendet . Der erste Schalter Sl wird hochfrequent geschaltet, typischerweise in einem Frequenzbereich von über 10 kHz. used. The first switch Sl is switched to high-frequency, typically in a frequency range of about 10 kHz.
Ein Vorteil der Erfindung ist, dass der erste Schalter Sl im Betrieb geschont wird, da er, wie später ausgeführt, vorzugsweise dann eingeschaltet wird, wenn die an ihm anliegende Leistung nahezu null ist. Beim Stand der An advantage of the invention is that the first switch Sl is spared in operation, as it is preferably switched on, as explained later, when the power applied to it is almost zero. In the state of
Technik dagegen, wo die Schaltvorgänge unter hoher Technology, on the other hand, where the switching operations under high
Leistung ablaufen, muss für den ersten Schalter Sl ein hochwertiges Bauelement mit sehr kurzer Schaltdauer eingesetzt werden, um die Schaltverluste in einem Run power, must be used for the first switch Sl a high-quality device with a very short switching time to the switching losses in one
tolerierbaren Rahmen zu halten. tolerable framework.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltung ist, dass für den ersten Schalter Sl und die Diode Dl durchaus auch ein vergleichsweise billigeres Bauelement mit vergleichsweise etwas längerer Schaltdauer oder längerer Ausräumzeit eingesetzt werden kann. An advantage of the circuit according to the invention is that for the first switch Sl and the diode Dl quite a comparatively cheaper device with a comparatively slightly longer switching time or longer Ausräumzeit can be used.
In der Schaltung von Figur 2a ist weiters eine Steuer- und/oder Regeleinheit SR vorgesehen, die zur Regelung der LED-Leistung die Taktung des ersteh Schalters Sl vorgibt. Die Steuer/Regeleinheit SR verwendet zur Festlegung des genauen Einschalt- und AusgangsZeitpunkts des ersten In the circuit of Figure 2a, a control and / or regulating unit SR is further provided, which specifies the timing of the first switch S1 for controlling the LED power. The control unit SR uses to set the exact turn-on and turn-off timing of the first one
Schalters Sl als Eingangsgrößen Signale von einer ersten Sensoreinheit SEI und/oder Signale von einer zweiten Switches Sl as input signals from a first sensor unit SEI and / or signals from a second
Sensoreinheit SE2. Sensor unit SE2.
Die erste Sensoreinheit SEI ist in Serie zum ersten The first sensor unit SEI is in series with the first
Schalter Sl angeordnet und erfasst den Stromfluss durch den ersten Schalter Sl. Dies dient zur Überwachung des Stromflusses durch den ersten Schalter Sl. Übersteigt der Stromfluss durch den ersten Schalter Sl einen bestimmten maximalen Referenzwert, so wird der erste Schalter Sl ausgeschaltet. In einer vorteilhaften Ausführungsform kann es sich bei der ersten Sensoreinheit SEI beispielsweise um einen Switch Sl arranged and detects the flow of current through the first switch Sl. This serves to monitor the current flow through the first switch Sl. If the current flow through the first switch Sl exceeds a certain maximum reference value, the first switch S1 is switched off. In an advantageous embodiment, the first sensor unit SEI may be, for example, a
Messwiderstand (Shunt oder Strommesswiderstand) handeln. Measuring resistor (shunt or current measuring resistor) act.
Die Sensoreinheit SE2 kann auch die Funktion der The sensor unit SE2 can also perform the function of
Sensoreinheit SEI übernehmen, indem ein Überschreiten oder Erreichen eines Maximalwertes für den LED Strom i_LED bzw. den Spulenstrom i_L erfasst wird und der Sensor unit SEI take over by exceeding or reaching a maximum value for the LED current i_LED or the coil current i_L is detected and the
Steuer/Regeleinheit SR signalisiert wird. Zur Überwachung des Stromflusses kann nun der Control unit SR is signaled. To monitor the current flow can now the
Spannungsabfall am Messwiderstand (Shunt) abgegriffen werden und beispielsweise mittels eines Komparators mit einem Referenzwert verglichen werden. Überschreitet der Spannungsabfall am Messwiderstand  Voltage drop at the measuring resistor (shunt) are tapped and compared for example by means of a comparator with a reference value. Exceeds the voltage drop at the measuring resistor
(Shunt) einen bestimmten Wert, so wird der erste Schalter Sl abgeschaltet. Die zweite Sensoreinheit SE2 ist innerhalb des Stromzweiges, der während der Freilauf hase vom Strom durchflössen wird, angeordnet, vorzugsweise in der Nähe oder an der Spule LI. Mit Hilfe der zweiten Sensoreinheit SE2 kann die Steuereinheit/Regeleinheit SR einen (Shunt) a certain value, the first switch Sl is turned off. The second sensor unit SE2 is arranged within the current branch, which is traversed by the current during the free-wheeling hare, preferably in the vicinity or on the coil LI. With the aid of the second sensor unit SE2, the control unit / control unit SR a
geeigneten Zeitpunkt für den Einschaltzeitpunkt des ersten Schalters Sl festlegen. Gemäß der Erfindung wird der ersten Schalter Sl set appropriate time for the switch-on of the first switch Sl. According to the invention, the first switch Sl
vorzugsweise dann eingeschaltet, wenn der Strom durch die Spule LI einen bestimmten Wert unterschritten hat oder zum ersten Mal null ist (oder zumindest sehr gering ist) . In dem letzteren Fall liegt also dieser Zeitpunkt preferably switched on when the current through the coil LI has fallen below a certain value or for the first time is zero (or at least very low). In the latter case, this time is
vorzugsweise in dem Zeitbereich, wenn die Diode Dl am Ende der Freilaufphase sperrt. Erfindungsgemäß liegt zum preferably in the time domain, when the diode Dl shuts off at the end of the freewheeling phase. According to the invention lies to
Einschaltzeitpunkt des ersten Schalters Sl ein möglichst geringer Strom am Schalter Sl an. Durch Erkennen des Switching time of the first switch Sl the lowest possible current at the switch Sl. By recognizing the
Stromnulldurchgangs durch die Spule LI wird ein nahezu verlustfreies Schalten ermöglicht. Current zero crossing through the coil LI allows almost lossless switching.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zeigt der Strom durch die LEDs nur geringe Welligkeit und , schwankt nicht stark. Dies kann dadurch erreicht werden, dass aufgrund der erfindungsgemäßen Überwachung des LED Stromes durch einen Hall-Sensor der LED Strom in einem vorgegebenen Bereich gehalten werden kann. _ Vorzugsweise schaltet die Steuer/Regeleinheit SR den ersten Schalter aus, wenn der Strom durch den ersten Schalter, einen According to an advantageous embodiment of the invention, the current through the LEDs shows only slight ripple and does not vary greatly. This can be achieved by virtue of the fact that the LED current can be kept in a predetermined range due to the inventive monitoring of the LED current through a Hall sensor. Preferably, the control unit SR turns off the first switch when the current through the first switch, a
maximalen Referenzwert überschreitet und schaltet zu dem Zeitpunkt wieder ein, wenn der Stromfluß durch die LED einen minimalen Referenzwert unterschreitet. Der Hall-Sensor als zweite Sensoreinheit SE2 kann wie bereits erläutert auch dazu dienen, eine Entmagnetisierung der Spule LI festzustellen. Zusätzlich kann die glättende Wirkung eines zu den LEDs parallel geschalteten Kondensators Cl genutzt werden. maximum reference value and turns on at the time when the current flow through the LED falls below a minimum reference value. As already explained, the Hall sensor as the second sensor unit SE2 can also serve to detect a demagnetization of the coil LI. In addition, the smoothing effect of a parallel to the LEDs connected capacitor Cl can be used.
Während der Phase eines geringen Spulenstroms kann der Kondensator Cl die Speisung der LED übernehmen. Die einzelnen Stromverläufe und der optimale During the phase of a low coil current, the capacitor Cl can take over the supply of the LED. The individual current courses and the optimal
Einschaltzeitpunkt des ersten Schalters Sl sollen anhand des Diagrams in Figur 2b näher erläutert werden.  Turn-on time of the first switch Sl are to be explained in more detail with reference to the diagram in Figure 2b.
Analog zu Diagram in Figur lb ist der zeitliche Verlauf des Stroms i_L über zwei Pulspakete dargestellt. Analogous to the diagram in FIG. 1b, the time profile of the current i_L is shown over two pulse packets.
Die vergrößerte Darstellung zeigt den Stromverlauf The enlarged view shows the current flow
innerhalb eines PWM Pulspaketes: Es ist der zeitliche Verlaufs des Stroms i_L durch die Spule LI, der zeitliche Verlauf des Stroms i_LED durch die LEDs und der zeitliche Verlauf des Zustand des ersten Schalters Sl aufgetragen (Im Zustand 0 ist der erste Schalter Sl ausgeschaltet, im Züstand 1 ist der Schalter geschlossen; die Signale für den Zustand des Schalters Sl entsprechen dem within a PWM pulse packet: The time profile of the current i_L through the coil LI, the time profile of the current i_LED by the LEDs and the time profile of the state of the first switch S1 are plotted (in state 0, the first switch S1 is off, im Level 1, the switch is closed, the signals for the state of the switch Sl correspond to the
Ansteuersignal (also am Gate) des Schalters Sl) . Zum Control signal (ie at the gate) of the switch Sl). To the
Zeitpunkt t_0 wird der erste Schalter Sl geschlossen und es beginnt ein Strom durch die LED und die Spule LI zu fließen. Der Strom i_L zeigt einen Anstieg gemäß einer Exponentialfunktion, wobei im hier interessierenden  At time t_0, the first switch Sl is closed and current begins to flow through the LED and the coil LI. The current i_L shows an increase according to an exponential function, with the one of interest here
Bereich ein quasi -linearer Anstieg des Stroms i_L zu erkennen ist. i_LED Unterscheidet sich von i_L dadurch, dass ein Teil des Stroms i_L zur Ladung des Kondensators Cl beiträgt. Area a quasi-linear increase of the current i_L can be seen. i_LED Differs from i_L in that part of the current i_L contributes to the charge of the capacitor Cl.
Das Öffnen des ersten Schalters Sl zum Zeitpunkt t_l (beispielsweise wenn ein gewünschter maximaler The opening of the first switch Sl at time t_l (for example, when a desired maximum
Referenzwert erreicht ist) hat zur Folge, dass sich die im Magnetfeld der Spule gespeicherten Energie über die Diode Dl und die LEDs bzw den Kondensator Cl entlädt. Der Strom i_L fließt in die gleiche Richtung weiter, nimmt aber kontinuierlich ab und kann sogar einen negativen Wert erreichen. Ein negativer Strom (d.h. ein Stromfluss mit umgekehrter Richtung) ist solange vorhanden, solange die Ladungsträger, die zuvor in der leitend gepolten Diode Dl angereichert wurden, aus der Sperrschicht der Diode Dl ausgeräumt sind.  Reference value is reached) has the consequence that the stored energy in the magnetic field of the coil via the diode Dl and the LEDs or the capacitor Cl discharges. The current i_L continues to flow in the same direction, but decreases continuously and can even reach a negative value. A negative current (i.e., a reverse current flow) is present as long as the carriers previously accumulated in the conductively polarized diode Dl are removed from the barrier layer of the diode D1.
Der Strom i_LED hingegen nimmt nur schwach ab und wird aufrechterhalten, da der Kondensator Cl glättend wirkt. Zum Zeitpunkt t_2 sperrt die Diode. Der Strom i_L nimmt ab (ist aber weiter negativ) und geht gegen null. In dieser. Phase werden parasitäre Kapazitäten an der Diode Dl und weitere parasitäre Kapazitäten in der restlichen Schaltung umgeladen. Die Spannungen am Knotenpunkt Ux oberhalb des ersten The current i_LED, on the other hand, decreases only weakly and is maintained, since the capacitor Cl has a smoothing effect. At time t_2, the diode blocks. The current i_L decreases (but is still negative) and goes to zero. In this. Phase are reloaded parasitic capacitances at the diode Dl and other parasitic capacitances in the remaining circuit. The voltages at node Ux above the first
Schalters Sl und an der Spule LI ändern sich in diesem Zeitraum sehr rasch. Die Spannung am Knotenpunkt Ux fällt auf einen niedrigen Wert ab (aufgrund des Sperrens der Diode Dl) . Ein vorteilhafter Wiedereinschaltzeitpunkt t_3 für den ersten Schalter Sl ist nun gegeben, wenn der Strom i_L den Nulldurchgang, oder zumindest die Nähe des Nulldurchgangs, erreicht. Zu diesem Zeitpunkt ist die Spule LI nicht bzw kaum magnetisiert . Switch Sl and the coil LI change very quickly during this period. The voltage at the node Ux drops to a low value (due to the diode Dl blocking). An advantageous switch-on time t_3 for the first switch Sl is now given when the current i_L reaches the zero crossing, or at least the vicinity of the zero crossing. At this time, the coil LI is not or hardly magnetized.
Der erste Schalter Sl kann zu diesem Zeitpunkt mit sehr geringen Verlusten eingeschaltet werden, da kaum Strom durch die Spule LI fließt. Ein Wiedereinschalten ist aber auch bereits zum Zeitpunkt t_2 oder kurz vorher möglich, da der Strom durch die Spule LI in diesem Zeitbereich sehr niedrig ist. The first switch Sl can be turned on at this time with very low losses, since hardly any current flows through the coil LI. A reconnection is also already possible at the time t_2 or shortly before, because the current through the coil LI is very low in this time range.
Zur Detektion des vorteilhaften Einschaltzeitpunkts für den ersten Schalter Sl dient nun eine zweite Sensoreinheit SE2. In einer ersten Ausführungsform kann beispielsweise der Strom i_L durch die Spule LI erfasst werden. Dies erfordert aber relativ aufwendige Schaltungen. Der Strom i_L durch die Spule LI und die LED kann beispielsweise mittels eines Hallsensors erfasst werden. Zusätzlich oder alternativ können daher weitere/andere Größen herangezogen werden, die zur Detektion eines vorteilhaften For detecting the advantageous switch-on time for the first switch Sl, a second sensor unit SE2 is now used. In a first embodiment, for example, the current i_L can be detected by the coil LI. However, this requires relatively complicated circuits. The current i_L through the coil LI and the LED can be detected, for example, by means of a Hall sensor. Additionally or alternatively, therefore, other / other variables can be used, which are for the detection of an advantageous
Einschaltzeitpunkts geeignet sind. Wenn der Kondensator Cl nicht vorhanden ist oder nur eine sehr geringe Kapazität aufweist, entspricht der Strom i_L (der durch die Spule LI fließt) dem Strom i_LED durch die LED, womit durch die Überwachung des Stromes i_L (der durch die Spule LI fließt) Strom i_LED durch die LED überwacht bzw. erfasst werden kann. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann beispielsweise der Magnetisierungszustand der Spule LI erfasst werden. Es kann sich bei der zweiten Sensoreinheit SE2 um einen Hall-Sensor handeln, der an die Spule LI gekoppelt oder in diese integriert ist. Einschaltzeitpunkts are suitable. If the capacitor Cl is not present or has only a very small capacitance, the current i_L (which flows through the coil LI) corresponds to the current i_LED through the LED, whereby current is monitored by monitoring the current i_L (which flows through the coil LI) i_LED can be monitored or recorded by the LED. In a further advantageous embodiment, for example, the magnetization state of the coil LI can be detected. The second sensor unit SE2 may be a Hall sensor, which is coupled to the coil LI or integrated in it.
Die Überwachung des Stromverlaufs an der Spule LI The monitoring of the current flow at the coil LI
(insbesondere des 'Einbruchs' kurz nach Sperren der Diode Dl nach dem Zeitpunkt t_2) ermöglicht eine Aussage über den vorteilhaften WiedereinschaltZeitpunkt des ersten Schalters Sl .  (In particular, the 'break-in' shortly after blocking the diode Dl after the time t_2) allows a statement about the advantageous reclosing time of the first switch Sl.
In einer einfachen AusführungsVariante würde ein In a simple execution variant would be a
Komparator reichen, der das Über- bzw. Unterschreiten eines Schwellwerts für den Strom durch die LED i_LED bzw. den Spulenstrom i_L erkennen kann. Range comparator, which can detect the exceeding or falling below a threshold value for the current through the LED i_LED or the coil current i_L.
Anstatt oder ergänzend zur Stromüberwachung an der Spule LI kann beispielsweise die Spannung am Knotenpunkt Ux oberhalb des ersten Schalters Sl überwacht werden. Die Spannung am Knotenpunkt Ux fällt beim Sperren der Diode von einem hohen Wert signifikant ab auf einen niedrigen Wert. Das Signal zum Wiedereinschalten des ersten Instead of or in addition to the current monitoring on the coil LI, for example, the voltage at the node Ux above the first switch Sl can be monitored. The voltage at node Ux drops significantly from a high value to a low value when the diode is turned off. The signal to turn on the first
Schalters Sl kann daher bei Unterschreiten der Spannung Ux unter einem gewissen Schwellwert ausgelöst werden. DieSwitch Sl can therefore be triggered below the voltage Ux below a certain threshold. The
Steuer/Regeleinheit SR schaltet den ersten Schalter Sl zu dem Zeitpunkt wieder ein, wenn die Spule LI Control unit SR turns on the first switch Sl again at the time when the coil LI
entmagnetisiert ist und/oder die Diode Dl sperrt. is demagnetized and / or the diode Dl blocks.
Die zweite Sensoreinheit SE2 kann dabei aus einer induktiv an die Spule LI gekoppelten Sekundärwicklung L2 oder aus einem Spannungsteiler (Rl, R2) am Knotenpunkt Ux bestehen. Die Steuer/Regeleinheit SR verwendet die Information von der ersten Sensoreinheit SEI und/oder der zweiten The second sensor unit SE2 can consist of a inductively coupled to the coil LI secondary winding L2 or from a voltage divider (Rl, R2) at the node Ux. The control unit SR uses the information from the first sensor unit SEI and / or the second
Sensoreinheit SE2 zur Festlegung des Aus- und Sensor unit SE2 for defining the off and on
Einschaltzeitpunkts des ersten Schalter Sl . Turn-on time of the first switch Sl.
Die Regelung der "(zeitlich gemittelten) Stromes durch die LED und somit der LED-leistung durch die The regulation of the " (time-averaged) current through the LED and thus the LED power through the
Steuer/Regeleinheit SR kann beispielsweise in Form von PWM-Signalen erfolgen. Die Frequenz des PWM Signals liegt typischerweise in der Größenordnung von über 100 Hz bis in den MHz Bereich. Control / regulation unit SR can take place, for example, in the form of PWM signals. The frequency of the PWM signal is typically on the order of more than 100 Hz up to the MHz range.
Figur 3 und Figur 4 zeigen spezielle Ausfuhrungsformen der Erfindung. Figure 3 and Figure 4 show specific embodiments of the invention.
In Figur 3 ist eine spezielle Ausführungsform der oben beschriebenen Schaltanordnung (eines Tiefsetzstellers bzw. Buck-Converter) dargestellt. Der vorteilhafte FIG. 3 shows a special embodiment of the above-described switching arrangement (a Buck converter). The advantageous one
Ausschaltzeitpunkt wird hierbei mittels Erfassung der Spannung am Knotenpunkt Ux oberhalb des ersten Schalters Sl detektiert . Diese erfolgt durch den ohmschen Switch-off is detected by detecting the voltage at the node Ux above the first switch Sl. This is done by the ohmic
Spannungsteiler Rl und R2. Der Knotenpunkt Ux liegt zwischen der Spule LI, der Diode Dl und dem Schalter Sl . Als Spannungsteiler ist beispielsweise auch ein Voltage divider Rl and R2. The node Ux is located between the coil LI, the diode Dl and the switch Sl. As a voltage divider is, for example, a
kapazitiver Spannungsteiler oder kombinierter capacitive voltage divider or combined
Spannungsteiler, der aus Widerstand und Kapazität Voltage divider consisting of resistance and capacity
aufgebaut ist, möglich. Der Messwiderstand (Shunt) RS dient zur Stromerfassung durch den ersten Schalter Sl. Die Überwachung des zeitlichen Spannungsverlaufs am is built up, possible. The measuring resistor (shunt) RS is used for current detection by the first switch Sl. The monitoring of the temporal voltage curve on
Knotenpunkt Ux (insbesondere des 'Einbruchs' kurz nach Sperren der Diode Dl in der Nähe des Zeitpunkts t_2) ermöglicht eine Aussage über den vorteilhaften Node Ux (in particular of the 'break-in' shortly after the diode Dl is blocked near the instant t_2) makes it possible to say something about the advantageous one
Wiedereinschaltzeitpunkt des ersten Schalters . Sl . Reclosing time of the first switch. Sl.
Anstatt oder ergänzend zu einer' Stromüberwachung an der Spule LI kann beispielsweise die Spannung am Knotenpunktes Ux oberhalb des ersten Schalters Sl überwacht werden. Die. Spannung am Knotenpunkt Ux fällt beim Sperren der Diode von einem hohen Wert signifikant ab auf einen niedrigen Wert. Das Signal zum Wiedereinschalten des ersten Instead of or in addition to a 'current monitoring on the coil LI, for example, the voltage at the node Ux above the first switch Sl can be monitored. The . Voltage at node Ux drops significantly from a high value to a low value when the diode is turned off. The signal to turn on the first
Schalters Sl kann daher bei Unterschreiten der Spannung Ux unter einem gewissen Schwellwert ausgelöst werden. Switch Sl can therefore be triggered below the voltage Ux below a certain threshold.
In Schaltungsanordnung von Figur 3 ist zusätzlich ein zweiter Schalter S2 parallel zu den LEDs und dem In the circuit arrangement of Figure 3, in addition, a second switch S2 is parallel to the LEDs and the
Kondensator Cl angeordnet. Der zweite Schalter S2 ist selektiv/unabhängig ansteuerbar und kann beispielsweise ein Transistor (MOSFET oder Bipolartransistor) sein. Wird der zweite Schalter S2 geschlossen, so wird der Capacitor Cl is arranged. The second switch S2 is selectively / independently controllable and may for example be a transistor (MOSFET or bipolar transistor). If the second switch S2 is closed, the
Entladevorgang des Kondensators Cl beschleunigt. Durch die beschleunigte Entladung des Kondensators Cl wird erreicht, dass der Stromfluss durch die LED möglichst schnell gegen null geht. Dies ist beispielsweise am Ende eines PWM- Pakets erwünscht, wo der Stromfluss durch die LED Discharge process of the capacitor Cl accelerates. Due to the accelerated discharge of the capacitor Cl is achieved that the current flow through the LED goes to zero as quickly as possible. This is desirable, for example, at the end of a PWM packet, where the current flow through the LED
möglichst schnell abfallen soll d.h. die abfallende Flanke des Stromsverlaufs möglichst steil sein soll (aus Gründen der Farbkonstanz) . Vorzugsweise kann der zweite Schalter S2 bei niedrigem Dimmlevel aktiviert und angesteuert werden, wo die PWM- Pakete sehr kurz sind und es wichtig ist, dass der Strom durch die LED am Ende eines Pulspakets rasch gegen null geht. Beispielsweise kann durch geeignete Ansteuerung des zweiten Schalters S2 ein noch niedrigeres Dimmlevel erreicht werden. should fall as quickly as possible ie the falling edge of the current flow should be as steep as possible (for reasons of color constancy). Preferably, the second switch S2 can be activated and driven at a low dimming level, where the PWM packets are very short and it is important that the current through the LED rapidly approaches zero at the end of a pulse packet. For example, an even lower dimming level can be achieved by suitable activation of the second switch S2.
Eine weitere Funktion dieses zweiten Schalters S2 ist, dass er im eingeschalteten Zustand die LEDs überbrückt. Dies ist beispielsweise erforderlich, wenn die LEDs ausgeschaltet werden sollen, d.h. kein Licht emittieren sollen, aber die VersorgungsSpannung U0 noch anliegt. Ohne die Überbrückung durch den zweiten Schalter S2 würde ein (zwar kleiner) Strom über die LEDs und die Widerstände Rl und R2 fließen und die LEDs (geringfügig) leuchten. Another function of this second switch S2 is that it bridges the LEDs when switched on. This is required, for example, when the LEDs are to be turned off, i. should not emit light, but the supply voltage U0 is still present. Without bridging by the second switch S2, a (smaller) current would flow across the LEDs and resistors R1 and R2, and the LEDs would (slightly) light up.
Es sei angemerkt, dass die Anordnung eines zweiten It should be noted that the arrangement of a second
Schalters S2 parallel zu den LEDs und dem Kondensator Cl zur beschleunigten Entladung des Kondensators Cl bzw. zur Überbrückung der LED nicht nur auf die spezielle Switch S2 parallel to the LEDs and the capacitor Cl for accelerated discharge of the capacitor Cl or for bridging the LED not only on the specific
Ausführungsform der Schaltungsanordnung von Figur 3 beschränkt ist, sondern bei allen Ausführungsformen der r Embodiment of the circuit arrangement of Figure 3 is limited, but in all embodiments of the r
Erfindung angewandt werden kann.  Invention can be applied.
Figur 4 zeigt eine Modifikation von der Schaltung in Figur 3 dahingehend, dass eine Stromüberwachung an der Spule LI erfolgt. Der Strom an der Spule LI kann beispielsweise mittels des Hall-Sensors, der an die Spule Sl gekoppelt ist, erfasst werden. Zur Detektion des vorteilhaften Einschaltzeitpunkts für den ersten Schalter Sl dient nun der Hall-Sensor als FIG. 4 shows a modification of the circuit in FIG. 3 in that current monitoring takes place on the coil LI. The current at the coil LI can be detected, for example, by means of the Hall sensor, which is coupled to the coil Sl. To detect the advantageous switch-on time for the first switch Sl, the Hall sensor is now used as
Sensoreinheit SE2 Die Überwachung des zeitlichen Spannungsverlaufs an der Spule LI (insbesondere des 'Einbruchs1 in der Nähe des Sperrens der Diode Dl nach dem Zeitpunkt t_2) ermöglicht eine Aussage über den vorteilhaften Wiedereinschalt- zeitpunkt des ersten Schalters Sl. Diese Überwachung kann wie bereits erwähnt anhand eines Hall -Sensors als Sensor unit SE2 The monitoring of the temporal voltage curve on the coil LI (in particular of the 'break-in 1 in the vicinity of the blocking of the diode Dl after the time t_2) makes it possible to say something about the advantageous reclosing time of the first switch S1. This monitoring can, as already mentioned, using a Hall sensor as
Sensoreinheit SE2 erfolgen, der wie bereits erläutert symbolisch als Sekundärwicklung L2 dargestellt ist.  Sensor unit SE2 take place, which is symbolically represented as a secondary winding L2 as already explained.
Die Bestimmung des Zeitpunkts für das Wiedereinschalten des Schalters Sl kann wie bereits erwähnt auch mittels einer Schwellwertüberwachung erfolgen (auf das Unter- oder Überschreiten eines Schwellwerts , bei einer Überwachung mittels Hall-Sensors) . Es sei bemerkt, dass das Verfahren zur Detektion eines vorteilhaften Einschaltzeitpunkts für den ersten Schalter Sl mittels Hall-Sensors natürlich auf andere As already mentioned, the determination of the time for switching the switch S1 back on may also take place by means of a threshold value monitoring (to the undershooting or exceeding of a threshold value, to monitoring by means of a Hall sensor). It should be noted that the method for detecting an advantageous switch-on time for the first switch Sl by means of Hall sensor, of course, to others
Schaltungstopologien angewandt werden kann, so Circuit topologies can be applied, so
beispielsweise für einen sogenannten Sperrwandler bzw. Buck-Boost Converter oder einen sogenannten for example, for a so-called flyback converter or buck-boost converter or a so-called
Durchflusswandler bzw. Forward Converter. Forward converter or forward converter.
Die Figur 5 zeigt eine Modifikation der Schaltung von Figur 2a dahingehend, dass die Anordnung der Spule LI, der Diode Dl sowie der Orientierung der LED- strecke FIG. 5 shows a modification of the circuit of FIG. 2a in that the arrangement of the coil LI, the diode D1 and the orientation of the LED path
modifiziert ist (bildet einen Sperrwandler bzw. Buck-Boost Konverter) . Eine Weiterbildung der Erfindung ist in Fig. 6 is modified (forms a flyback converter or buck-boost converter). A development of the invention is shown in FIG. 6
dargestellt. Die Erkennung des Erreichens der shown. The recognition of the achievement of
Entmagnetisierung der Spule LI anhand Überwachung des Hall-Sensors (dargestellt als Wicklung L2) kann durch einen standardmäßig verfügbaren Steuerschaltkreis IC durchgeführt werden. Demagnetization of the coil LI by monitoring the Hall sensor (shown as winding L2) can be performed by a standard available control circuit IC.
Dieser Steuerschaltkreis IC (integrierter Schaltkreis), als eine spezielle Ausführungsform der Steuer- /Regeleinheit SR gemäß Fig. 2 bis 5, verfügt über einenThis control circuit IC (Integrated Circuit), as a specific embodiment of the control unit SR shown in FIGS. 2 to 5, has one
Eingang zur Erkennung des Erreichens der Entmagnetisierung einer Spüle LI anhand Überwachung an die Spule LI Input for detecting the achievement of demagnetization of a sink LI by monitoring to the coil LI
gekoppelten Hall-Sensors. Weiterhin verfügt der coupled Hall sensor. Furthermore, the
Steuerschaltkreis IC über einen Ausgang zur Ansteuerung eines Schalters und über weitere Überwachungseingänge. Ein erster dieser Überwachungseingänge kann für die Vorgabe eines Referenzwertes wie bspw. einer Referenzspannung genutzt werden. Ein zweiter Überwachungseingang kann für die Überwachung des Erreichens einer maximalen Spannung oder auch anhand einer Spannungsmessung an einem Control circuit IC via an output for controlling a switch and via further monitoring inputs. A first of these monitoring inputs can be used for specifying a reference value, such as a reference voltage. A second monitoring input can be used to monitor the reaching of a maximum voltage or also by means of a voltage measurement on a
Widerstand zur Überwachung des Erreichens eines maximalen Stromes genutzt werden. Ein dritter Überwachungseingang kann für die Überwachung einer weiteren Spannung oder auch zur Aktivierung und Deaktivierung des Steuerschaltkreis IC oder der Ansteuerung den Steuerschaltkreis IC  Resistance to monitor the achievement of a maximum current can be used. A third monitoring input can be used to monitor a further voltage or to activate and deactivate the control circuit IC or the control of the control circuit IC
angesteuerten Schalters genutzt werden. controlled switch can be used.
Gemäß der Fig. 6 überwacht der Steuerschaltkreis IC den Strom durch den ersten Schalter Sl während der Referring to FIG. 6, the control circuit IC monitors the current through the first switch S1 during the first time
Einschaltphase des ersten Schalters Sl über den Switch-on of the first switch Sl via the
Meßwiderstand (Shunt) Rs und den Eingang 4 am Measuring resistor (shunt) Rs and the input 4 am
Steuerschaltkreis IC. Sobald die Spannung, die über dem Meßwiderstand (Shunt) Rs abgegriffen wird, einen bestimmten Maximalwert erreicht, wird der ersten Schalter Sl geöffnet. Die Vorgabe der zum Öffnen des ersten Schalters Sl Control circuit IC. As soon as the voltage which is tapped across the measuring resistor (shunt) Rs reaches a certain maximum value, the first switch S1 is opened. The specification of opening the first switch Sl
erforderlichen Höhe der Spannung kann durch die Vorgabe eines Referenzwertes (d.h. einer Referenzspannung) am Eingang 3 des Steuerschaltkreis IC angepasst werden. the required level of voltage may be adjusted by providing a reference value (i.e., a reference voltage) at the input 3 of the control circuit IC.
Beispielsweise kann von einem Microcontroller eine For example, from a microcontroller a
Referenzspannung vorgegeben werden, die die Höhe der maximal über dem Meßwiderstand (Shunt) Rs zulässigen Reference voltage are given, the height of the maximum over the measuring resistor (shunt) Rs permissible
Spannung und damit den maximal durch den ersten Schalter Sl zulässigen Strom vorgibt. Beispielweise kann der Microcontroller ein PWM-Signal ausgeben, dass dann durch ein Filter 10 geglättet wird (beispielsweise ein RC-Glied) und somit als Voltage and thus the maximum permissible by the first switch Sl current. For example, the microcontroller may output a PWM signal that is then smoothed by a filter 10 (eg, an RC element) and thus as
Gleichspannungssignal mit einer bestimmten Amplitude an dem Eingang 3 des Steuerschaltkreis IC anliegt. Durch Änderung des Tastverhältnisses des PWM-Signales des DC signal with a certain amplitude at the input 3 of the control circuit IC is applied. By changing the duty cycle of the PWM signal of the
Microcontrollers kann die Amplitude des Signales am Microcontroller can control the amplitude of the signal at
Eingang 3 des Steuerschaltkreis IC angepasst werden. Input 3 of the control circuit IC can be adjusted.
Der Steuerschaltkreis IC kann über den Eingang 5 anhand der Überwachung des Stromes an einer mit der Spule LI gekoppelten Hall-Sensors das Erreichen der The control circuit IC can via the input 5 based on the monitoring of the current at a coupled to the coil LI Hall sensor reaching the
Entmagnetisierung der Spule LI erkennen. Diese Erkennung kann als iedereinschaltsignal genutzt werden. Sobald die Entmagnetisierung der Spule LI durch den Steuerschaltkreis IC erkannt wurde, kann der Steuerschaltkreis IC den ersten Schalter Sl durch eine Ansteuerung über den Ausgang 7 einschalten. Der Steuerschaltkreis IC kann durch Anlegen einer Spannung am Eingang 1 aktiviert und / oder auch deaktiviert werden. Diese Spannung zum Aktivieren am Eingang 1 kann auch zwischen einem Hoch- und einem Tiefpegel wechseln, wobei bei Hochpegel der Steuerschaltkreis IC aktiviert wird und bei Tiefpegel zumindest die Ansteuerung des ersten Detecting demagnetization of the coil LI. This detection can be used as a reclosing signal. Once the demagnetization of the coil LI has been detected by the control circuit IC, the control circuit IC can turn on the first switch Sl by driving through the output 7. The control circuit IC can be activated and / or deactivated by applying a voltage at the input 1. This voltage for activating at input 1 can also change between a high and a low level, wherein at high level, the control circuit IC is activated and at low level, at least the activation of the first
Schalters Sl unterbricht. Diese Ansteuerung des Eingangs 1 kann durch einen Microcontroller erfolgen. Beispielsweise kann auf diese Weise eine niederfrequente Aktivierung und Deaktivierung des Steuerschaltkreis IC und somit der Switch Sl interrupts. This control of the input 1 can be done by a microcontroller. For example, in this way a low-frequency activation and deactivation of the control circuit IC and thus the
Ansteuerung des ersten Schalters Sl erreicht werden und somit die niederfrequente Ansteuerung des  Control of the first switch Sl can be achieved and thus the low-frequency control of the
Betriebsschaltung zum Dimmen der LED. Über den Eingang 1 kann über die Amplitude des an diesem Eingang anliegenden Signales weiterhin auch eine weitere Referenzspannung für den Steuerschaltkreis IC vorgegeben werden. Diese Spannung kann beispielsweise auch die Höhe des maximal zulässigen Stromes durch den Schalter Operating circuit for dimming the LED. Via the input 1, a further reference voltage for the control circuit IC can also be preset via the amplitude of the signal present at this input. This voltage can, for example, the height of the maximum allowable current through the switch
beeinflussen oder aber auch die zulässige Einschaltdauer des ersten Schalters Sl. Der Steuerschaltkreis IC und/oder der Steuerschaltkreis IC kombiniert mit dem affect or else the permissible duty cycle of the first switch Sl. The control circuit IC and / or the control circuit IC combined with the
Microcontroller können gemeinsam die Steuereinheit SR bilden. Microcontrollers can together form the control unit SR.
Die Einschaltdauer des ersten Schalters Sl kann auch von einer weiteren Spannungsmessung innerhalb der The duty cycle of the first switch Sl can also be determined by another voltage measurement within the
Betriebsschaltung abhängig sein. Beispielweise kann dem Steuerschaltkreis IC auch eine Spannungsmessung Vsense zugeführt werden. Über diese Spannungsmessung kann über einen Operating circuit dependent. For example, the control circuit IC can also be supplied with a voltage measurement Vsense. About this voltage measurement can over a
Spannungsteiler R40/ R47 beispielweise eine Überwachung oder auch Messung der Spannung am Knotenpunkt zwischen Spule LI und LED erfolgen. Diese Spannungsmessung Vsense kann entweder einem weiteren Eingang des Voltage divider R40 / R47, for example, a monitoring or measurement of the voltage at the junction between coil LI and LED done. This voltage measurement Vsense can either be another input of the
Steuerschaltkreises IC, als zusätzliche Größe additiv einem bereits belegten Eingang des Steuerschaltkreis IC oder auch einen Eingang des Microcontrollers zugeführt werden.  Control circuit IC, as an additional variable additively fed to an already occupied input of the control circuit IC or an input of the microcontroller.
Somit kann ein System aufgebaut werden, bei dem zum einen eine einfache Ansteuerung zum Dimmen von LED durch niederfrequente PWM ermöglicht wird, zum anderen ein möglichst verlustarmer hochfrequenter Betrieb des Thus, a system can be constructed in which on the one hand a simple control for dimming of LED by low-frequency PWM is made possible, on the other hand, a possible low-loss high-frequency operation of the
Betriebsgerätes kombiniert mit einem möglichst konstanten Strom durch die LED. Es kann durch einen Microcontroller sowohl die Frequenz als auch das Tastverhältnis eines PWM Singales zum Dimmen von LED vorgegeben werden, daneben kann auch die Höhe des maximal zulässigen Stromes durch den ersten Schalter Sl vorgegeben werden. Operating device combined with a constant current through the LED. It can be specified by a microcontroller, both the frequency and the duty cycle of a PWM signal for dimming LED, in addition, the height of the maximum allowable current can be specified by the first switch Sl.
Der Microcontroller kann über ein Signal, welches an den Eingang 1 des Steuerschaltkreis IC geführt wird, das Dimmen der LED durch niederfrequente PWM steuern. The microcontroller can control the dimming of the LED by low-frequency PWM via a signal which is fed to the input 1 of the control circuit IC.
Weiterhin kann der Microcontroller über ein Signal, welches an den Eingang 3 des Steuerschaltkreis IC geführt wird, die Höhe des maximal zulässigen Stromes durch den ersten Schalter Sl oder auch die notwendige Furthermore, the microcontroller via a signal which is fed to the input 3 of the control circuit IC, the height of the maximum allowable current through the first switch Sl or the necessary
Einschaltdauer des ersten Schalters Sl vorgegeben. Die Betriebsschaltung kann weiterhin einen weiteren Duty cycle of the first switch Sl predetermined. The operating circuit may further include another
Schalter S2 enthalten, der so angeordnet ist, dass dieser zweiten Schalter S2 die LED überbrücken kann. Der zweite Schalter S2 kann weiterhin so angeordnet sein, dass er den Strom durch einen vorhandenen hochohmigen Spannungsmesspfad oder eine ähnliche vorhandene hochohmige Schaltungsanordnung von der LED übernehmen oder diesen unterbrechen kann. Switch S2 included, which is arranged so that this second switch S2 can bridge the LED. The second switch S2 may further be arranged so that it can take over the current through an existing high-impedance voltage measuring path or a similar existing high-resistance circuit arrangement of the LED or interrupt it.
Durch Parallelschaltung des zweiten Schalters S2 zu den LED kann dieser die LED überbrücken und somit By connecting the second switch S2 in parallel to the LED, the latter can bridge the LED and thus
deaktivieren. Dieses Verfahren kann zum Einstellen der Helligkeit (Dimmen) der LED genutzt werden. Eine mögliche Variante wäre, dass das Dimmen über den zweiten Schalter S2 erfolgt, während über die Ansteuerung des ersten deactivate. This method can be used to adjust the brightness (dimming) of the LED. A possible variant would be that the dimming via the second switch S2, while on the activation of the first
Schalters Sl nur der Strom durch die LED eingestellt und geregelt wird. Es kann aber die Ansteuerung der beiden Schalter Sl und S2 für eine optimierte Dimmansteuerung kombiniert genutzt werden. So kann beispielsweise der zweite Schalter S2 nur für das Dimmen auf niedrige Dimmlevel zusätzlich genutzt werden. Die Betriebsschaltung ist aufgrund der vorhandenen Topologie und der Regelschaltung so ausgelegt, dass die AusgangsSpannung der Betriebsschaltung (d.h. die Spannung über der LED) auf einen maximal zulässigen Wert begrenzt wird. Wird durch Schließen des zweiten Schalters S2 die LED überbrückt, dann begrenzt die Betriebsschaltung die AusgangsSpannung derart, dass kein überhöhter Strom fließen kann, der zu einer möglichen Zerstörung führen kann . Diese Ansteuerung des zweiten Schalters S2 kann Switch Sl only the current through the LED is set and regulated. However, it can be combined to use the control of the two switches Sl and S2 for an optimized dimming control. For example, the second switch S2 can be additionally used only for dimming to a low dimming level. The operating circuit is designed due to the existing topology and the control circuit so that the output voltage of the operating circuit (ie, the voltage across the LED) is limited to a maximum allowable value. If the LED is bridged by closing the second switch S2, then the operating circuit limits the output voltage such that no excessive current can flow, which can lead to possible destruction. This activation of the second switch S2 can
beispielsweise nur für das Dimmen auf niedrige Dimmlevel genutzt werden. Wenn beispielsweise der Tiefsetzsteller (Buck-Converter) fix auf Stromquellenbetrieb (im sogenannten Hysteritischen Modus wie in den Ausführungsbeispielen beschrieben) arbeitet und effizient läuft, können die LED einzig mit zweiten Schälter S2, der sehr niederohmig sein sollte, gedimmt werden, und die Verluste sind trotzdem gering. For example, only be used for dimming to low dimming levels. For example, when the buck converter operates fixedly on current source operation (in the so-called hysteretic mode as described in the embodiments) and operates efficiently, the LEDs can only be dimmed with second plates S2, which should be very low impedance, and the losses are still low.
Zusätzlich kann der zweite Schalter S2 so angesteuert werden, dass er den Strom durch einen vorhandenen In addition, the second switch S2 can be controlled so that the current through an existing
hochohmigen Spannungsmesspfad oder eine ähnliche high-impedance voltage measuring path or similar
vorhandene hochohmige Schaltungsanordnung von der LED übernehmen kann. existing high-impedance circuit arrangement can take over from the LED.
Wenn beispielsweise gemäß Fig. 6 der erste Schalter Sl nicht getaktet wird, sollte kein Strom durch die LED fließen. Aufgrund des vorhandenen Spannungsteilers R40/For example, if the first switch S1 is not clocked according to FIG. 6, no current should flow through the LED. Due to the existing voltage divider R40 /
R47 kann jedoch ein geringer Strom durch die LED fließen. In diesem Fall kann bei einer gewünschten Deaktivierung der LED (beispielsweise wenn kein Licht abgegeben werden soll) der zweite Schalter S2 geschlossen werden, damit der Stromfluß durch die LED unterbrochen oder vermieden wird. R47, however, a small current can flow through the LED. In this case, with a desired deactivation of the LED (for example, when no light is to be delivered), the second switch S2 can be closed, so that the current flow through the LED is interrupted or avoided.
Der zweite Schalter S2 kann zumindest immer im Anschluss an ein niederfrequentes PWM-Paket angesteuert werden, um die LED zu überbrücken bzw. zu deaktivieren (während der letzten Entladeflanke, das heißt am Ende eines PWM The second switch S2 can at least always be triggered following a low-frequency PWM packet in order to bridge or deactivate the LED (during the last discharge edge, that is to say at the end of a PWM
Pulspaketes) . Eine Unterbrechung des Stromes durch die LED kann auch durch Anordnung des zweiten Schalters S2 in Serie mit den LED erfolgen. Das Beispiel der Fig. 6 (und die anderen natürlich auch) kann dahingehend erweitert werden, däss mehrere Pulse packets). An interruption of the current through the LED can also be done by arranging the second switch S2 in series with the LED. The example of Fig. 6 (and the others, of course) can be extended to include several
Betriebsschaltungen gemäß Figur 6 vorhanden sind. Die Steuerschaltkreise IC bzw. die Steuereinheiten SR der einzelnen Betriebsschaltungen werden von einem gemeinsamen Microcontroller aus angesteuert. Die einzelnen Operating circuits according to Figure 6 are present. The control circuits IC and the control units SR of the individual operating circuits are controlled by a common microcontroller. The single ones
Betriebsschaltungen können beispielsweise LED- stränge unterschiedlicher Wellenlänge oder Farbe ansteuern. Die Ansteuerung des Microcontrollers kann über eine  Operating circuits can drive, for example, LED strands of different wavelength or color. The control of the microcontroller can via a
Schnittstelle (drahtlos oder leitungsgebunden) erfolgen. Dabei können Steuersignale zum Einstellen der Helligkeit oder Farbe oder auch Statusinformationen über die Interface (wireless or wired) take place. This control signals for adjusting the brightness or color or status information on the
Schnittstelle übertragen werden. Interface are transmitted.
Die Spule LI kann auch ein Transformator sein, der eine Potentialtrennung der LED gegenüber der speisenden The coil LI may also be a transformer, which is a potential separation of the LED relative to the feeding
Versorgung (Speisespannung) ermöglicht. Beispielsweise kann die die LED versorgende Schaltreglerschaltung auch als isolierter Sperrwandler (Flyback-Konverter) oder  Supply (supply voltage) allows. For example, the LED supplying the switching regulator circuit as isolated flyback converter (flyback converter) or
Halbbrückenwandler mit Transformator ausgeführt sein. Half-bridge converter with transformer be executed.
Somit wird gemäß der Erfindung auch ein Verfahren zum Betreiben von wenigstens einer LED mittels einer Thus, according to the invention, a method for operating at least one LED by means of a
Schaltreglerschaltung vorgeschlagen, wobei mittels einer Spule LI und einem durch eine Steuer/Regeleinheit SR getakteten Schalter Sl eine VersorgungsSpannung für wenigstens eine LED bereitstellt wird. Der Stromfluß durch die LED wird durch einen Hall-Sensor als zweite Sensoreinheit SE2 überwacht. Diese zweite Switching regulator circuit proposed, wherein by means of a coil LI and a clocked by a control / regulating unit SR switch Sl, a supply voltage for at least one LED is provided. The current flow through the LED is monitored by a Hall sensor as the second sensor unit SE2. This second
Sensoreinheit SE2 gibt ein Rückführsignal aus und eine Steuer/Regeleinheit SR steuert abhängig von dem Sensor unit SE2 outputs a feedback signal and a control unit SR controls depending on the
Rückführsignal der zweiten Sensoreinheit SE2 den Schalter Sl an. Vorzugsweise wird dabei von der Steuer/Regeleinheit SR das Einschaltverhältnis und / oder die Ansteuertrequenz des Schalters Sl abhängig von dem Rückführsignal der Return signal of the second sensor unit SE2 to the switch Sl. Preferably, the duty cycle and / or the drive frequency of the switch Sl depends on the feedback signal of the control unit SR
Sensoreinheit SE2 geändert. Sensor unit SE2 changed.
Der Hall-Sensor kann auf einem Halbleitermaterial The Hall sensor can be on a semiconductor material
basieren. Der Hall-Sensor kann auf einem integrierten Schaltkreis angeordnet sein, wobei vorzugsweise auch eine Auswerteschaltung in dem integrierten Schaltkreis based. The Hall sensor can be arranged on an integrated circuit, wherein preferably also an evaluation circuit in the integrated circuit
angeordnet ist. Die Auswerteschaltung kann beispielsweise eine Analog-Digital-Wandler, eine Stromquelle und / oder eine digitale Signalverarbeitungsschaltung (beispielsweise einen Microcontroller, ASIC oder DSP) enthalten. Die Auswerteschaltung mit einer Energieversorgung is arranged. The evaluation circuit may include, for example, an analog-to-digital converter, a current source and / or a digital signal processing circuit (for example a microcontroller, ASIC or DSP). The evaluation circuit with a power supply
verbunden sein, beispielsweise kann an dem LED Pfad ein Abgriff vorgesehen sein, von dem eine Energieversorgung für die Auswerteschaltung abgegriffen wird. Insbesondere wird bei der Nutzung des Hall-Sensors zur Stromüberwachung als Erfassungssignal die Hall-Spannung ausgewertet. Die Hall-Spannung ist typischerweise be connected, for example, a tap can be provided on the LED path, from which a power supply for the evaluation circuit is tapped. In particular, when using the Hall sensor for current monitoring as the detection signal, the Hall voltage is evaluated. The Hall voltage is typical
proportional zum durchfließenden Strom und aus diesem Zusammenhang heraus kann anhand der Hall-Spannung auf den zu überwachenden Strom geschlossen werden. Vorzugsweise ist die Sensoreinheit SE2 (die den Hall- Sensor enthält) an die Spule LI gekoppelt. Die proportional to the current flowing through and out of this context can be concluded on the basis of the Hall voltage on the current to be monitored. Preferably, the sensor unit SE2 (containing the Hall sensor) is coupled to the coil LI. The
Sensoreinheit SE2 kann beispielsweise in die Spule LI integriert sein. Auf diese Weise kann eine gute Kopplung des Hall-Sensors und somit eine sichere Stromüberwachung des LED -Stromes (der dem Spulenstrom entspricht) erreicht werden.- Wenn der Hall-Sensor bereits bei der Fertigung der Spule LI in diese integriert wird (beispielsweise an dem Spulenkörper oder an einer Wicklung angebracht wird) , kann dieser in einer definierten Position angeordnet werden, wodurch die Entfernung des Hall-Sensors zur Spule LI festgelegt . ist . Dies ist vorteilhaft, da die Entfernung Einfluß auf die Höhe der Hall-Spannung hat. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass eine Art Sensor unit SE2 can be integrated, for example, in the coil LI. In this way, a good coupling of the Hall sensor and thus a reliable current monitoring of the LED current (corresponding to the coil current) can be achieved.- If the Hall sensor is already integrated in the production of the coil LI in this (for example on the Bobbin or attached to a winding), this can be arranged in a defined position, whereby the distance of the Hall sensor set to the coil LI. is. This is advantageous because the distance has influence on the height of the Hall voltage. But it can also be provided that a kind
Kalibrierungsmessung durchgeführt wird, die zur Calibration measurement is performed, the
Einstellung des Hall-Sensors und des durch die Adjustment of the Hall sensor and by the
Steuer/Regeleinheit SR zu erfassenden Sensorsignale SES2 dient. Control unit SR to be detected sensor signals SES2 is used.
Beispielsweise kann während der Fertigung oder For example, during manufacturing or
Inbetriebnahme der Betriebsschaltuhg ein vorgegebener Strom in die Spule LI eingeprägt werden und das sich ergebende Sensorsignal SES2 entsprechend abgeglichen werden. Dabei kann beispielsweise die Steuer/Regeleinheit SR in einer Tabelle für verschiedene Stromwerte (entweder durch die Spule LI oder die LED, je nach Platzierung der Sensoreinheit SE2) verschiedene Werte des Sensorsignals SES2 zuordnen. Es kann auch eine Nullpunkt-Justierung erfolgen. Es kann auch ein Abgleich des Hall -Sensors gegenüber Commissioning the Betriebsschaltuhg a predetermined current in the coil LI are impressed and the resulting sensor signal SES2 be adjusted accordingly. In this case, for example, the control unit SR in a table for different current values (either by the coil LI or the LED, depending on the placement of the sensor unit SE2) assign different values of the sensor signal SES2. It can also be done a zero point adjustment. It can also be compared with the Hall sensor
Temperaturschwankungen erfolgen. Es kann beispielsweise auch ein Temperatursensor in der Sensoreinheit SE2 Temperature fluctuations take place. It may, for example, a temperature sensor in the sensor unit SE2
vorhanden sein, der eine Kompensation von be present, which is a compensation of
Temperaturänderungen ermöglicht. Temperature changes possible.
Die Sensoreinheit SE2 (die den Hall-Sensor enthält) kann auch Schutzschaltungen, beispielsweise gegen Überspannung, enthalten. Es kann auf eine Kompensation für The sensor unit SE2 (which contains the Hall sensor) may also contain protection circuits, for example against overvoltage. It can be on a compensation for
Verschiebungen bei Massepotential des Sensors zum Shifts at ground potential of the sensor for
Massepotential der Auswerteschaltung oder der Ground potential of the evaluation circuit or the
Betriebsschaltung enthalten. Operating circuit included.
Es kann die Sensoreinheit SE2 auch eine Mehrzahl von Hall- Sensoren enthalten. Durch den Einsatz von zumindest zweiThe sensor unit SE2 can also contain a plurality of Hall sensors. By using at least two
Hall-Sensoren können Schwankungen, beispielsweise aufgrund der Positionierung, der Temperatur oder hervorgerufen durch Störungen, besser kompensiert werden. Die Sensoreinheit SE2 kann zur Auswertung des zumindest einen Hall-Sensors eine Gleichtaktunterdrückung aufweisen. Es kann zusätzlich oder alternativ insbesondere bei Hall sensors can better compensate for variations due to positioning, temperature, or interference. The sensor unit SE2 may have a common-mode rejection for evaluating the at least one Hall sensor. It may additionally or alternatively in particular at
Einsatz mehrerer Hall-Sensoren eine differentielle Messung zur Auswertung angewendet werden, um Einflüsse durch Using multiple Hall sensors a differential measurement can be applied for evaluation to influence
Störungen zu verringern. Reduce interference.
In einer besonderen Ausführungsform kann die In a particular embodiment, the
Auswerteschaltung als Sensoreinheit SE2 (die den Hall- Sensor enthält) Daten über Funk oder eine andere drahtlose Verbindung (wie beispielsweise über eine Luftspule) an die Steuer/Regeleinheit SR übertragen. Es kann also die Zuführung der Sensorsignale SES2 an die Steuer/Regeleinheit SR über Funk oder eine andere Evaluation circuit as a sensor unit SE2 (containing the Hall sensor) data via radio or other wireless connection (such as via an air coil) to the control / SR SR transmitted. It can therefore be the supply of the sensor signals SES2 to the control / regulation unit SR via radio or another
drahtlose Verbindung erfolgen. Es kann insbesondere bei Nutzung einer drahtlosen wireless connection. It can be especially useful when using a wireless
Verbindung zwischen der Sensoreinheit SE2 (die den Hall- Sensor enthält) eine Verbindungserkennung mit der  Connection between the sensor unit SE2 (which contains the Hall sensor) a connection detection with the
Steuer/Regeleinheit SR erfolgen. Insbesondere kann eine Verbindungserkennung bei Inbetriebnahme oder Zuschalten der Speisespannung der Betriebsschaltung erfolgen. Bei der Verbindungserkennung kann die Verbindung zwischen Control / regulation SR done. In particular, a connection detection during commissioning or connection of the supply voltage of the operating circuit can take place. In connection detection, the connection between
Sensoreinheit SE2 und der Steuer/Regeleinheit SR geprüft bzw. initialisiert werden. Sensor unit SE2 and the control / regulation unit SR to be checked or initialized.
Beispielsweise kann diese Verbindungserkennung anhand einer Aufnahme der Kommunikation zwischen der For example, this connection detection based on a recording of communication between the
Sensoreinheit SE2 und der Steuer/Regeleinheit SR erfolgen, wobei die Steuer/Regeleinheit SR beispielsweise eine Sensor unit SE2 and the control / regulating unit SR take place, wherein the control / regulating unit SR, for example, a
Abfrage an die Sensoreinheit SE2 schickt und auf eine entsprechende Antwort durch die Sensoreinheit SE2 wartet. Zusätzlich oder alternativ kann eine Testmessung durch die Sensoreinheit SE2 erfolgen, wobei zum Zwecke einer Query sends to the sensor unit SE2 and waits for a corresponding response by the sensor unit SE2. Additionally or alternatively, a test measurement can be performed by the sensor unit SE2, wherein for the purpose of a
Plausibilisierung des Messergebnisses das Messergebnis von der Sensoreinheit SE2 an die Steuer/Regeleinheit SR übertragen wird. Plausibilisierung the measurement result, the measurement result is transmitted from the sensor unit SE2 to the control / regulation unit SR.

Claims

Betriebsschaltung für wenigstens eine LED, der eine Gleichspannung oder gleichgerichtete Wechselspannung zugeführt wird und die mittels einer Spule (LI) und einem durch eine Steuer/Regeleinheit (SR) getakteten ersten Schalter (Sl) eine VersorgungsSpannung für wenigstens eine LED bereitstellt, wobei bei  Operating circuit for at least one LED, which is supplied with a DC voltage or rectified AC voltage and by means of a coil (LI) and a clocked by a control / regulating unit (SR) first switch (Sl) provides a supply voltage for at least one LED, wherein at
eingeschaltetem erstem Schalter Sl in der Spule (LI) eine Energie zwischengespeichert wird, die sich bei ausgeschaltetem erstem Schalter (Sl) über eine Diode (Dl) und über wenigstens eine LED entlädt,  switched on the first switch Sl in the coil (LI) an energy is stored, which discharges when switched off the first switch (Sl) via a diode (Dl) and at least one LED,
wobei eine Sensoreinheit (SE2) vorhanden ist, die den Stromfluß durch die LED überwacht und ein  wherein a sensor unit (SE2) is provided, which monitors the current flow through the LED and a
Sensorsignal (SES2) erzeugt, und dass das  Sensor signal (SES2) generated, and that the
Sensorsignale (SES2) an die Steuer/Regeleinheit (SR) zugeführt und dort bearbeitet wird, wobei die  Sensor signals (SES2) is fed to the control unit (SR) and processed there, wherein the
Steuer/Regeleinheit (SR) den ersten Schalter (Sl) entsprechend der Stromüberwachung mittels der  Control unit (SR) the first switch (Sl) according to the current monitoring by means of
Sensoreinheit (SE2) ansteuert  Sensor unit (SE2) controls
dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (SE2) ein Hallsensor ist.  characterized in that the sensor unit (SE2) is a Hall sensor.
Betriebsschaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Sensoreinheit (SE2) an die Spule (LI) gekoppelt ist. Operating circuit according to claim 1, characterized in that the sensor unit (SE2) is coupled to the coil (LI).
3. Betriebsschaltung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, dass die Sensoreinheit (SE2) in die Spule (LI) integriert ist. Betriebsschaltung für wenigstens eine LED, der eine Speisespannung zugeführt wird, aufweisend zumindest eine Spule (LI) und zumindest einen durch eine 3. Operating circuit according to claim 2, characterized in that the sensor unit (SE2) is integrated in the coil (LI). Operating circuit for at least one LED, which is supplied with a supply voltage, comprising at least one coil (LI) and at least one by a
Steuer/Regeleinheit (SR) getakteten Schalter (Sl) , wobei die Betriebsschaltung eine VersorgungsSpannung für wenigstens eine LED bereitstellt, wobei bei eingeschaltetem Schalter (Sl) in der Spule (LI) eine Energie zwischengespeichert wird, die sich bei ausgeschaltetem Schalter (Sl) über eine Diode (Dl) entlädt , Control / regulating unit (SR) clocked switch (Sl), wherein the operating circuit provides a supply voltage for at least one LED, wherein when the switch (Sl) in the coil (LI) an energy is temporarily stored, which is switched off when the switch (Sl) discharges a diode (Dl),
wobei eine Sensoreinheit (SE2) vorhanden ist, die den Stromfluß durch die LED überwacht und abhängig von dem Stromfluß durch die LED ein Sensorsignal (SES2) erzeugt, und dass das Sensorsignal (SES2) der Steuer/Regeleiriheit (SR) zugeführt und dort wherein a sensor unit (SE2) is provided which monitors the current flow through the LED and generates a sensor signal (SES2) depending on the current flow through the LED, and that the sensor signal (SES2) is fed to the control unit (SR) and there
bearbeitet wird, wobei die Steuer/Regeleinheit (SR) den Schalter (Sl) entsprechend des zugeführten is processed, wherein the control / regulating unit (SR) the switch (Sl) according to the supplied
Sensorsignals (SES2) ansteuert Sensor signal (SES2) controls
dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (SE2) ein Hallsensor ist. characterized in that the sensor unit (SE2) is a Hall sensor.
Betriebsschaltung nach Anspruch 4 , gekennzeichnet dadurch, dass die Sensoreinheit (SE2) an die Spule (LI) gekoppelt ist. Operating circuit according to claim 4, characterized in that the sensor unit (SE2) is coupled to the coil (LI).
Betriebsschaltung nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, dass die Sensoreinheit (SE2) in die Spule (LI) integriert ist. Betriebsschaltung nach einem der vorangehenden Operating circuit according to claim 5, characterized in that the sensor unit (SE2) is integrated in the coil (LI). Operating circuit according to one of the preceding
Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass zusätzlich eine weitere (erste) Sensoreinheit (SEI) , Claims, characterized in that additionally a further (first) sensor unit (SEI),
vorzugsweise ein Messwiderstand (Shunt, RS), zur Überwachung des Stromes durch den getakteten preferably a measuring resistor (shunt, RS), for monitoring the current through the clocked
Schalter (Sl) vorhanden ist. Switch (Sl) is present.
Betriebsschaltung nach einem der vorangehenden Operating circuit according to one of the preceding
Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, das die zweite Sensoreinheit (SE2) das Erreichen der Claims, characterized in that the second sensor unit (SE2) reaches the reaching of
Entmagnetisierung der Spule (LI) erkennt. Demagnetization of the coil (LI) detects.
Betriebsschaltung nach einem der vorangehenden Operating circuit according to one of the preceding
Ansprüche, wobei die Steuer/Regeleinheit (SR) durch einen Steuerschaltkreis (IC) gebildet wird, der über einen Eingang zur Erkennung des Erreichens der Claims, wherein the control unit (SR) is formed by a control circuit (IC) having an input for detecting the arrival of the
Entmagnetisierung einer Spule (LI) verfügt und einen ersten Schalter (Sl) ansteuert. Demagnetization of a coil (LI) has and a first switch (Sl) controls.
Betriebsschaltung nach einem der vorangehenden Operating circuit according to one of the preceding
Ansprüche, aufweisend einen Microcontroller, der durch Anlegen einer Spannung an einem Eingang des Steuerschaltkreis (IC) diesen aktiviert und/ oder deaktiviert und an einem weiteren Eingang eine Claims, comprising a microcontroller which by activating a voltage at one input of the control circuit (IC) activates and / or deactivates the latter and at another input a
Referenzspannung für den Steuerschaltkreis IC vorgibt . Specifies reference voltage for the control circuit IC.
Betriebsschaltung nach einem der vorangehenden Operating circuit according to one of the preceding
Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass die Claims, characterized in that the
Sensoreinheit (SE2) über eine drahtlose Verbindung, insbesondere Funkverbindung, mit, der Sensor unit (SE2) via a wireless connection, in particular radio link, with, the
Steuer/Regeleinheit (SR) verbunden ist. Control unit (SR) is connected.
12. Betriebsschaltung nach einem der vorangehenden 12. Operating circuit according to one of the preceding
Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass zwischen der Sensoreinheit (SE2) und der Steuer/Regeleinheit (SR) eine Verbindungserkennung durchgeführt wird,  Claims, characterized in that between the sensor unit (SE2) and the control / regulating unit (SR) a connection detection is performed,
insbesondere bei Inbetriebnahme oder Zuschalten der Speisespannung.  especially when commissioning or connecting the supply voltage.
13. Verfahren zum Betreiben von wenigstens einer LED 13. A method of operating at least one LED
mittels einer Schaltreglerschaltung, wobei mittels einer Spule (LI), und einem durch eine  by means of a switching regulator circuit, wherein by means of a coil (LI), and by a
Steuer/Regeleinheit (SR) getakteten Schalter (Sl) eine Versorgungsspannung für wenigstens eine LED bereitstellt wird,  Control unit (SR) clocked switch (Sl) provides a supply voltage for at least one LED,
dadurch gekennzeichnet, dass der Stromfluß durch die LED durch einen Hall-Sensor als Sensoreinheit (SE2) überwacht wird, diese Sensoreinheit (SE2) ein  characterized in that the current flow through the LED is monitored by a Hall sensor as the sensor unit (SE2), this sensor unit (SE2)
Rückführsignal ausgibt und eine Steuer/Regeleinheit (SR) den Schalter (Sl) abhängig von dem  Return signal outputs and a control / regulating unit (SR) the switch (Sl) depending on the
Rückführsignal der Sensoreinheit (SE2) ansteuert.  Feedback signal of the sensor unit (SE2) controls.
14. Verfahren zum Betreiben von wenigstens einer LED 14. Method for operating at least one LED
nach Anspruch 14, gekennzeichnet dadurch, dass die Steuer/Regeleinheit (SR) das Einschaltverhältnis und / oder die Ansteuerfrequenz des Schalters (Sl) abhängig von dem Rückführsignal der Sensoreinheit (SE2) ändert .  according to claim 14, characterized in that the control / regulating unit (SR) changes the duty cycle and / or the driving frequency of the switch (Sl) depending on the feedback signal of the sensor unit (SE2).
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