WO2013087381A1 - Elektronisches vorschaltgerät und verfahren zum betreiben mindestens zwei kaskade von leds - Google Patents

Elektronisches vorschaltgerät und verfahren zum betreiben mindestens zwei kaskade von leds Download PDF

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WO2013087381A1
WO2013087381A1 PCT/EP2012/073188 EP2012073188W WO2013087381A1 WO 2013087381 A1 WO2013087381 A1 WO 2013087381A1 EP 2012073188 W EP2012073188 W EP 2012073188W WO 2013087381 A1 WO2013087381 A1 WO 2013087381A1
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WO
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unit
electronic ballast
cascade
leds
limiting device
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/073188
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English (en)
French (fr)
Inventor
Joachim MÜHLSCHLEGEL
Wolfram Sowa
Original Assignee
Osram Gmbh
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40—Details of LED load circuits
    • H05B45/44—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • H05B45/48—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix having LEDs organised in strings and incorporating parallel shunting devices

Definitions

  • the present invention relates to an electronic ballast for operating at least a first cascade and a second cascade of LEDs, comprising an input having a first and a second input terminal for coupling with a supply AC voltage, a rectifier gekop with the first and the second input terminal pelt, wherein the rectifier has an output with a first and a second output terminal, at least one first unit comprising at least the first cascade of LEDs, at least one second unit comprising at least the second cascade of LEDs, and at least one li - Nere current limiting device, which is serially coupled to at least the first unit. It also relates to a corresponding method for operating at least a first and a second cascade of LEDs.
  • Fig. 1 shows in this context a known from the prior art electronic ballast.
  • a rectifier 10 is coupled on the input side via a first El and a second input terminal E2 to an alternating supply voltage U N , for example a mains voltage.
  • the rectifier 10 provides at its output, which includes a first AI and a second output terminal A2, the rectified supply AC voltage. there these are, in particular, rectified sine half-waves.
  • the series connection of an ohmic resistor R and several cascades K1, K2 of diodes is coupled to the output terminal AI, wherein different numbers of cascades of LEDs can be activated via associated switches S1, S2.
  • this arrangement may comprise a plurality of cascades as well as a plurality of switches.
  • the switches Si By suitable actuation of the switches Si as a function of the rectified supply change voltage currently provided at the output AI, A2 of the rectifier 10, the forward voltage of the activated LED cascades can be adapted to the instantaneous supply change voltage.
  • the ohmic resistor R is used to limit the current.
  • This circuit does not require any inductors and therefore has advantages with regard to the requirements of the relevant radio interference regulations.
  • the size is small and the power factor is good.
  • the present invention is therefore based on the object, a generic electronic ballast in such a way that it causes the lowest possible EMC interference, the existing LEDs as well as possible and uses the lowest possible Lichtstromodulation shows.
  • the present invention is based on the finding that the abovementioned object can be achieved if in each case one storage capacitor is connected in parallel to the cascades. In this way, it is also possible to supply the LEDs with current during the phases during which the rectified supply alternating voltage provided at the output of the rectifier has low voltage values. This can basically, depending on the size of each used storage capacitor, the degree of modulation of the light modulation significantly reduced, in particular be reduced to zero.
  • the LED cascades can be operated permanently. This leads to a complete utilization of the existing LEDs, that is, all LEDs can be permanently in operation with suitable dimensioning of the storage capacitor.
  • a first preferred category of electronic ballasts comprises at least a first and a second linear current limiting device, wherein the first linear current limiting device is associated with the first unit and coupled serially to the first unit, the second linear current limiting device being associated with the second unit and serial to the second unit is coupled, wherein the series circuit of the first linear current limiting device and the first unit on the one hand and the series circuit of the second linear current limiting device and second unit on the other hand, at least in phases parallel between the first output terminal of the rectifier and a reference potential, in particular the second output terminal of the rectifier coupled.
  • a linear current limiting device may in its simplest embodiment constitute a variable resistor. Although this is cheap and produces no EMC interference, undesirable losses result from this. It is therefore preferred to form the linear current limiting device as a linearly regulated current source. As a result, a specifiable current can be set.
  • Such a linearly regulated current source is preferably realized by an operational amplifier.
  • the first and second linear current limiting devices are connected to the first output interface without the interposition of an electronic switch. coupled to the rectifier.
  • the respective storage capacitors are always recharged when the voltage at the first output terminal of the rectifier is above the forward voltage of the respective LED cascade.
  • the difference between the voltage at the first output terminal of the rectifier and the voltage across the respective LED cascade drops at the respective linear current limiting device. This results in losses, which is why embodiments are preferred in which at least between the first output terminal of the rectifier and the second linear current limiting device, a first electronic switch is coupled.
  • the electronic switch does not affect the good EMC, since the switch usually switches only twice per half cycle and thus slowly, that is, without generating EMC interference, can be switched.
  • the respective LED cascades are optimized for different input voltage ranges, the respective LED cascade can be switched on and off depending on the level of the instantaneous rectifier output voltage by means of the first electronic switch, so that the respective units and the associated linear current limiting devices only in the optimal Voltage range are activated.
  • the current sources are activated according to the different forward voltages of the LED cascades at suitable, different points in time, resulting in a harmonic-reduced current consumption.
  • Such an embodiment is therefore characterized by an excellent power factor.
  • the activation of the respective cascade takes place automatically when the rectifier output voltage becomes greater than the flux voltage of the respective LED cascade, the linear current limiting device having a diode action. This results in very low losses.
  • the LEDs become permanent operated.
  • the storage capacitor of the respective unit must be interpreted accordingly.
  • linear current limiting device and associated unit with the highest voltage can be permanently coupled to the rectifier output, the associated linear current limiting device should have a diode action, so that the storage capacitor when exceeding the threshold voltage resulting from the forward voltage of the parallel-connected LED cascade , is relieved and can only discharge via the LED cascade assigned to it.
  • the diode prevents the discharge of the capacitor when connecting a parallel path.
  • a second electronic switch is coupled between the first output terminal of the rectifier and the first linear current limiting device, that is, which is associated with the LED cascade with the highest forward voltage.
  • the use of a second electronic switch offers the advantage that the time for the switching on of the associated LED cascade can be controlled and can therefore take place later than in the case in which the switching on is defined via the threshold voltage. This results in an additional degree of freedom, which can be used for optimizing the harmonic correction or for optimizing the distribution of the power to the various LED cascades.
  • the electronic ballast further comprises at least one further linear current limiting device, a further electronic switch and a further unit with a further cascade of LEDs and a further storage capacitor.
  • the more such units are provided the more sinusoidal the current consumption can be designed.
  • the more sinusoidal the power consumption the better the power factor of such an electronic switching device.
  • three to four LED cascades have been a good compromise between cost and power factor.
  • the respective LED cascades and the associated linear current limiting device are each optimized for different input voltage ranges.
  • the power of the respective LED cascades can be different, resulting in an additional degree of freedom in order to achieve a high efficiency and an optimized harmonic correction of the current consumption.
  • a second preferred category of a ballast according to the invention is characterized in that the first and the second unit are coupled to each other in series.
  • the electronic ballast comprises a linear current limiting device, which is associated with the first unit and the second unit, wherein the linear current limiting device is serially coupled to the series connection of the first and the second unit, wherein the series circuit of linear current limiting device, first unit as well second unit at least in phases serially coupled between the first output terminal of the rectifier and a reference potential, in particular the second output terminal of the rectifier.
  • a first diode is serially coupled between the first and second units. This ensures that the storage capacitor of the first unit with conductive second unit does not discharge via the LED cascade of the second unit.
  • a first electronic switch is coupled in parallel to the series connection of the first diode and the second unit.
  • the second LED cascade can be short-circuited, so that a small voltage, which results from the forward voltage of the first LED cascade, can be coupled to the rectifier output.
  • the electro- is switched non-conductive switch, the series circuit of the first and second LED cascade is coupled between the rectifier output terminals.
  • a higher voltage at the rectifier output can be used largely loss-free for operating the LED cascades.
  • This variant may also comprise at least one further diode, a further electronic switch, a further unit with a further cascade of LEDs and a further storage capacitor for optimizing the harmonic correction and minimizing the losses.
  • the respective storage capacitor regardless of the selected wiring variant of the LED cascades, is generally dimensioned so that sufficient energy is available for supplying all LEDs of the respective cascade during a half-wave of the supply voltage change.
  • the light modulation can be reduced to values close to zero as desired.
  • the two or more cascades have a different forward voltage.
  • an optimal adaptation to the semi-sinusoidal profile of the rectifier output voltage can be achieved, which results in very low losses on the one hand and a largely sinusoidal current consumption on the other hand.
  • the respective linear current-limiting device can preferably represent a linearly controllable current source or a current-limiting resistor.
  • the electronic ballast comprises a control device for controlling at least the first and / or the second and / or the further electronic switch.
  • the control device is designed to switch the first electronic switch nonconducting as soon as current flows through the first cascade. This condition can be, for example be detected by a small shunt resistor in a simple manner.
  • control device can be designed to switch the first electronic switch to conducting as soon as no current flows through the first cascade.
  • control device can be designed to switch the respective electronic switch in such a conductive or non-conductive manner that the temporal integral of the power loss of all linear current limiting devices is below a predefinable threshold value over a half-wave of the supply alternating voltage, in particular is minimal. This results in particularly low-loss implementations.
  • the division of the LEDs in the individual cascades is such that the time integral of the power loss of all linear current limiting devices over a half-wave of the supply voltage change under a nem predetermined threshold, in particular is minimal. This procedure takes into account the fact that the losses can be minimized by a clever division of the number of LEDs specified, for example, on the basis of the power to be achieved.
  • the at least one linear current-limiting device is preferably controlled in such a way that the mains current consumption corresponds to predefinable requirements for the mains harmonics or a power factor or predefinable requirements in the form of a predefinable waveform.
  • Fig. 1 in a schematic representation of a state of the
  • FIG. 2 is a schematic representation of a first embodiment of an electronic ballast according to the invention
  • FIG. 3 shows the time profile of various sizes of the electronic ballast according to FIG. 2;
  • FIG. 4 shows the time profile of various sizes of an electronic ballast according to the invention, in which, compared with the embodiment of FIG. 2, the electronic switch S1 has been replaced by a short circuit;
  • FIG. 5 is a schematic representation of a second embodiment of an electronic ballast according to the invention.
  • FIG. 6 shows the time profile of various sizes of the electronic ballast according to FIG. 5.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a first exemplary embodiment of an electronic ballast according to the invention.
  • the rectifier output terminal AI is coupled via a first linear current limiting device SBI to a unit EH1, which comprises the parallel connection of a storage capacitor Cl and an LED cascade Kl.
  • the voltage dropped between the output terminals AI, A2 of the rectifier voltage is designated by U G i.
  • the output terminal AI is further coupled via an electronic switch Sl with a second linear current limiting device SB2, which in turn is coupled to a unit EH2.
  • the latter comprises the parallel connection of a storage capacitor C2 and a second LED cascade K2.
  • the LED cascades K1 and K2 have a different number of LEDs and therefore different forward voltages.
  • the current flowing in the first linear current limiting device SB1 is denoted by II, while the current flowing into the second linear current limiting device SB2 is denoted by 12.
  • Fig. 3 shows the time course of various sizes of the electronic ballast of Fig. 2.
  • the falling between the output terminals AI and A2 of the rectifier 10 voltage U G i is semi-sinusoidal.
  • the switch S1 is already switched on at time t1.
  • the capacitor C 2 is charged and a current 12 begins to flow into the unit EH 2.
  • the linear current limiting device SB2 is active, wherein at the time t3 the switch S1 is switched non-conducting. Because the voltage U G i exceeds the forward voltage U L, the first linear current limiting device SB 1 becomes active and the current II begins to flow.
  • the linear current-limiting device SB1 is deactivated and the linear current-limiting device SB2 is activated. It starts again to flow a current 12.
  • the current limiting device SB2 becomes inactive. Accordingly, the mains power consumption takes place between times t2 and t5 in accordance with the indicated currents II and 12 flowing at these times.
  • the respective current limiting devices SBI, SB2 and the forward voltages Ul, U2 are selected so that the second linear current limiting device (current 12) operates at a lower voltage than the first current limiting device.
  • the activation occurs in each case when the voltage U G i is greater than the forward voltage of the respective LED cascade.
  • the respective linear voltage limiting devices SBI, SB2 are preferably designed as linear regulators with diode action.
  • FIG. 4 shows the time profile of various variables of an exemplary embodiment of an electronic ballast according to the invention, in which, compared to the embodiment shown in FIG. 1, the switch S 1 is replaced by a short circuit.
  • the unit EH2 is permanently active, resulting in higher losses, as the voltage range is greater, to which it must be designed.
  • the mains current consumption is comparable to FIG. 3 with that of the embodiment shown in FIG. 2.
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment of an electronic ballast according to the invention, in which the units EH1 and EH2 are connected in series with the interposition of a diode D1.
  • the switch Sl is connected so that it bridges the series connection of diode Dl and unit EH2 in its conducting state.
  • a linear current limiting device SB1 which is coupled in series with the units EH1 and EH2, is sufficient.
  • the diode Dl serves to prevent when switched switch S1, that the capacitor Cl empties over the LED cascade K2. If switch S1 is not switched, the two cascades K1, K2 are connected in series.
  • the switch S1 is turned on at the time t1.
  • a current begins to flow through the cascade K 1.
  • the switch S1 is switched non-conducting. This is the case at time t3.
  • a current begins through both cascades K1 and K2 flow.
  • U G i again falls below the voltage U 2
  • the switch S 1 is again turned on, whereby the current flow is limited again to the cascade K 1.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektronisches Vorschaltgerät zum Betreiben mindestens einer ersten (K1) und einer zweiten Kaskade (K2) von LEDs, umfassend einen Eingang mit einem ersten (E1) und einem zweiten Eingangsanschluss (E2) zum Koppeln mit einer Versorgungswechselspannung (UN); einen Gleichrichter (10), der mit dem ersten (E1) und dem zweiten Eingangsanschluss (E2) gekoppelt ist, wobei der Gleichrichter (10) einen Ausgang mit einem ersten (A1) und einem zweiten Ausgangsanschluss (A2) aufweist; mindestens eine erste Einheit (EH1), die zumindest die erste Kaskade (K1) von LEDs umfasst; mindestens eine zweite Einheit (EH2), die zumindest die zweite Kaskade (K2) von LEDs umfasst; und mindestens eine lineare Strombegrenzungsvorrichtung (SB1), die seriell zu zumindest der ersten Einheit (EH1) gekoppelt ist; wobei die erste Einheit (EH1) einen ersten Speicherkondensator (C1) umfasst, der der ersten Kaskade (K1) parallel geschaltet ist; und die zweite Einheit (EH2) einen zweiten Speicherkondensator (C2) umfasst, der der zweiten Kaskade (K2) parallel geschaltet ist. Die Erfindung betrifft überdies ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben mindestens einer ersten und einer zweiten Kaskade von LEDs.

Description

Beschreibung
ELEKTRONISCHES VORSCHALTGERÄT UND VERFAHREN UM BETREIBEN MINDESTENS ZWEI KASKADE VON LEDS
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Vor- schaltgerät zum Betreiben mindestens einer ersten Kaskade und einer zweiten Kaskade von LEDs, umfassend einen Eingang mit einem ersten und einem zweiten Eingangsanschluss zum Koppeln mit einer VersorgungswechselSpannung, einen Gleichrichter, der mit dem ersten und dem zweiten Eingangsanschluss gekop- pelt ist, wobei der Gleichrichter einen Ausgang mit einem ersten und einem zweiten Ausgangsanschluss aufweist, mindestens eine erste Einheit, die zumindest die erste Kaskade von LEDs umfasst, mindestens eine zweite Einheit, die zumindest die zweite Kaskade von LEDs umfasst, und mindestens eine li- neare Strombegrenzungsvorrichtung, die seriell zu zumindest der ersten Einheit gekoppelt ist. Sie betrifft überdies ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben mindestens einer ersten und einer zweiten Kaskade von LEDs.
Stand der Technik
Fig. 1 zeigt in diesem Zusammenhang ein aus dem Stand der Technik bekanntes elektronisches Vorschaltgerät . Dabei ist ein Gleichrichter 10 eingangsseitig über einen ersten El und einen zweiten Eingangsanschluss E2 mit einer Versorgungswechselspannung UN, beispielsweise einer Netzspannung, gekoppelt. Der Gleichrichter 10 stellt an seinem Ausgang, der einen ers- ten AI und einen zweiten Ausgangsanschluss A2 umfasst, die gleichgerichtete VersorgungswechselSpannung bereit. Dabei handelt es sich insbesondere um gleichgerichtete Sinushalbwellen. Mit dem Ausgangsanschluss AI ist die Serienschaltung eines ohmschen Widerstands R sowie mehrerer Kaskaden Kl, K2 von Dioden gekoppelt, wobei unterschiedliche Anzahlen von Kaskaden von LEDs über zugeordnete Schalter Sl, S2 aktiviert werden können. Beispielsweise können durch Leitendschalten des Schalters S2 (bei nichtleitend geschaltetem Schalter Sl) die Kaskaden Kl, K2 zwischen die Gleichrichterausgangsanschlüsse AI, A2 gekoppelt werden.
Wenngleich vorliegend nur zwei Kaskaden und zwei Schalter dargestellt sind, kann diese Anordnung eine Vielzahl von Kaskaden sowie eine Vielzahl von Schaltern umfassen. Durch geeignete Ansteuerung der Schalter Si in Abhängigkeit der am Ausgang AI, A2 des Gleichrichters 10 momentan bereitgestell - ten gleichgerichteten VersorgungswechselSpannung kann die Flussspannung der aktivierten LED-Kaskaden an die momentane VersorgungswechselSpannung angepasst werden. Der ohmsche Widerstand R dient der Strombegrenzung.
Diese Schaltung kommt ohne Induktivitäten aus und hat daher Vorteile im Hinblick auf die Anforderungen an die einschlägigen Funkentstörungsvorschriften. Außerdem ist die Baugröße gering sowie der Leistungsfaktor gut.
Allerdings gehen mit diesem bekannten elektronischen Vor- schaltgerät eine Vielzahl von Nachteilen einher: Die LEDs werden schlecht ausgenutzt, da viele LEDs über große Zeiträume nicht genutzt werden. In Anbetracht des hohen Preises von LEDs ist dies unerwünscht. Weiterhin werden bestimmte LEDs sehr viel häufiger betrieben als andere LEDs. Beispielsweise werden mit Bezug auf Fig. 1 die LEDs der Kaskade Kl häufig betrieben als die LEDs der Kaskade K2. LEDs der Kaskaden rechts der Kaskade K2 werden noch seltener betrieben. Dies führt zu einer ungleichmäßigen Lebensdauererwartung und kann zu einem frühzeitigen Versagen führen, obwohl ein Großteil der LEDs noch lange nicht die vorgesehene Betriebsdauer erreicht hat .
Weiterhin ergibt sich hinsichtlich eines Großteils der LEDs eine Lichtstrommodulation mit einem Modulationsgrad von 100 %. Dies resultiert in unerwünschten Flickererscheinungen. Während der Lichtstrom im Wesentlichen halbsinusförmig ist, erfolgt die Stromaufnahme aus dem Netz rechteckförmig . Dadurch entstehen viele Oberschwingungen. Dies resultiert in einem schlechten Leistungsfaktor. Da insbesondere für Leuch- ten mit einer Leistung von mehr als 25 W Vorschriften existieren, die eine weitgehend sinusförmige Stromaufnahme fordern, ist das aus dem Stand der Technik bekannte, in Fig. 1 dargestellte elektronische Vorschaltgerät zum Betreiben von Beleuchtungsvorrichtungen mit höheren Leistungen ungeeignet.
Darstellung der Erfindung
Die vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes elektronisches Vorschaltgerät derart weiterzubilden, dass es möglichst geringe EMV-Störungen verursacht, die vorhandenen LEDs möglichst gut ausnutzt und eine möglichst geringe Lichtstrommodulation zeigt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein elektronisches Vorschaltgerät mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 19.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die oben genannte Aufgabe gelöst werden kann, wenn den Kaskaden jeweils ein Speicherkondensator parallel geschaltet wird. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, die LEDs auch während der Phasen mit Strom zu versorgen, während derer die am Ausgang des Gleichrichters bereitgestellte gleichgerichte- te VersorgungswechselSpannung niedrige Spannungswerte aufweist. Dadurch kann grundsätzlich, je nach Größe des jeweils verwendeten Speicherkondensators, der Modulationsgrad der Lichtmodulation deutlich reduziert, insbesondere auf null gesenkt werden. Erfindungsgemäß können die LED-Kaskaden dauerhaft betrieben werden. Dies führt zu einer vollständigen Aus- nutzung der vorhandenen LEDs, das heißt alle LEDs können bei geeigneter Dimensionierung des Speicherkondensators dauerhaft in Betrieb sein.
Eine erste bevorzugte Kategorie erfindungsgemäßer elektronischer Vorschaltgeräte umfasst mindestens eine erste und eine zweite lineare Strombegrenzungsvorrichtung, wobei die erste lineare Strombegrenzungsvorrichtung der ersten Einheit zugeordnet ist und seriell zur ersten Einheit gekoppelt ist, wobei die zweite lineare Strombegrenzungsvorrichtung der zweiten Einheit zugeordnet ist und seriell zur zweiten Einheit gekoppelt ist, wobei die Serienschaltung aus erster linearer Strombegrenzungsvorrichtung und erster Einheit einerseits sowie die Serienschaltung aus zweiter linearer Strombegrenzungsvorrichtung und zweiter Einheit andererseits zumindest phasenweise parallel zwischen den ersten Ausgangsanschluss des Gleichrichters und ein Bezugspotential, insbesondere den zweiten Ausgangsanschluss des Gleichrichters, gekoppelt ist. Eine lineare Strombegrenzungsvorrichtung kann in ihrer einfachsten Ausführung einen regelbaren Widerstand darstellen. Dieser ist zwar billig und erzeugt keine EMV-Störungen, je- doch ergeben sich dadurch unerwünschte Verluste. Bevorzugt ist es deshalb, die lineare Strombegrenzungsvorrichtung als linear geregelte Stromquelle auszubilden. Dadurch lässt sich ein vorgebbarer Strom einstellen. Bevorzugt ist eine derartig linear geregelte Stromquelle realisiert durch einen Operati- onsverstärker .
Bei einer ersten Ausführungsform ist die erste und die zweite lineare Strombegrenzungsvorrichtung ohne Zwischenschaltung eines elektronischen Schalters mit dem ersten Ausgangsan- schluss des Gleichrichters gekoppelt. Dabei werden die jeweiligen Speicherkondensatoren immer dann nachgeladen, wenn die Spannung am ersten Ausgangsanschluss des Gleichrichters über der Flussspannung der jeweiligen LED-Kaskade liegt. Die Dif- ferenz zwischen der Spannung am ersten Ausgangsanschluss des Gleichrichters und der Spannung über der jeweiligen LED- Kaskade fällt an der jeweiligen linearen Strombegrenzungsvorrichtung ab. Dadurch entstehen Verluste, weshalb Ausführungs- formen bevorzugt sind, bei denen zumindest zwischen den ers- ten Ausgangsanschluss des Gleichrichters und die zweite lineare Strombegrenzungsvorrichtung ein erster elektronischer Schalter gekoppelt ist. Der elektronische Schalter beeinträchtigt die gute EMV nicht, da der Schalter üblicherweise nur zweimal pro Halbwelle schaltet und damit langsam, das heißt ohne EMV-Störungen zu erzeugen, geschaltet werden kann. Sind die jeweiligen LED-Kaskaden für verschiedene Eingangsspannungsbereiche optimiert, kann die jeweilige LED-Kaskade abhängig von der Höhe der momentanen Gleichrichterausgangs- Spannung mittels des ersten elektronischen Schalters zu- und weggeschaltet werden, so dass die jeweiligen Einheiten und die zugehörigen linearen Strombegrenzungsvorrichtungen nur im optimalen Spannungsbereich aktiviert sind. Dabei werden die Stromquellen entsprechend der unterschiedlichen Flussspannungen der LED-Kaskaden zu geeigneten, unterschiedlichen Zeit- punkten aktiviert, so dass sich eine oberwellenreduzierte Stromaufnahme ergibt. Eine derartige Ausführungsform zeichnet sich demnach durch einen ausgezeichneten Leistungsfaktor aus. Die Aktivierung der jeweiligen Kaskade erfolgt automatisch, wenn die Gleichrichterausgangsspannung größer als die Fluss- Spannung der jeweiligen LED-Kaskade wird, wobei die lineare Strombegrenzungsvorrichtung eine Diodenwirkung aufweist. Dadurch ergeben sich sehr geringe Verluste. Trotz des Zu- und Wegschaltens der jeweiligen Einheit werden die LEDs dauerhaft betrieben. Dazu ist der Speicherkondensator der jeweiligen Einheit entsprechend auszulegen.
Die Kombination aus linearer Strombegrenzungsvorrichtung und zugehöriger Einheit mit der höchsten Spannung kann dauerhaft mit dem Gleichrichterausgang gekoppelt sein, wobei die zugehörige lineare Strombegrenzungsvorrichtung eine Diodenwirkung aufweisen sollte, damit der Speicherkondensator bei Überschreitung der Schwellenspannung, die sich aus der Flussspannung der parallel geschalteten LED-Kaskade ergibt, nachgela- den wird und sich nur über die ihm zugeordnete LED-Kaskade entladen kann. Die Diode verhindert das Entladen des Kondensators beim Zuschalten eines parallelen Pfades.
Noch bevorzugter ist zwischen den ersten Ausgangsanschluss des Gleichrichters und die erste lineare Strombegrenzungsvor- richtung, das heißt, die der LED-Kaskade mit der höchsten Flussspannung zugeordnet ist, ein zweiter elektronischer Schalter gekoppelt. Die Verwendung eines zweiten elektronischen Schalters bietet den Vorteil, dass der Zeitpunkt für das Einschalten der zugeordneten LED-Kaskade gesteuert erfol - gen kann und damit später erfolgen kann als im Fall, dass das Einschalten über die SchwellSpannung definiert wird. Damit ergibt sich ein zusätzlicher Freiheitsgrad, der für die Optimierung der Oberwellenkorrektur oder für die Optimierung der Aufteilung der Leistung auf die verschiedenen LED-Kaskaden genutzt werden kann.
Bevorzugt weist das elektronische Vorschaltgerät weiterhin mindestens eine weitere lineare Strombegrenzungsvorrichtung, einen weitern elektronischen Schalter sowie eine weitere Einheit mit einer weiteren Kaskade von LEDs sowie einen weiteren Speicherkondensator auf. Je mehr derartige Einheiten vorgesehen sind, umso sinusförmiger kann die Stromaufnahme gestaltet werden. Je sinusförmiger die Stromaufnahme ist, desto besser ist der Leistungsfaktor eines derartigen elektronischen Vor- schaltgeräts. Bei Systemen mit Leistungen über 25 W haben sich drei bis vier LED-Kaskaden als guter Kompromiss zwischen Kosten und Leistungsfaktor ergeben. Die jeweiligen LED- Kaskaden und die zugehörige lineare Strombegrenzungsvorrich- tung sind jeweils optimiert für verschiedene Eingangsspannungsbereiche. Die Leistung der jeweiligen LED-Kaskaden kann dabei unterschiedlich sein, wodurch sich ein zusätzlicher Freiheitsgrad ergibt, um einen hohen Wirkungsgrad und eine optimierte Oberwellenkorrektur der Stromaufnahme zu errei- chen.
Eine zweite bevorzugte Kategorie eines erfindungsgemäßen Vor- schaltgeräts zeichnet sich dadurch aus, dass die erste und die zweite Einheit zueinander in Serie gekoppelt sind. Dabei umfasst das elektronische Vorschaltgerät eine lineare Strom- begrenzungsvorrichtung, die der ersten Einheit und der zweiten Einheit zugeordnet ist, wobei die lineare Strombegrenzungsvorrichtung seriell zur Serienschaltung der ersten und der zweiten Einheit gekoppelt ist, wobei die Serienschaltung aus linearer Strombegrenzungsvorrichtung, erster Einheit so- wie zweiter Einheit zumindest phasenweise seriell zwischen den ersten Ausgangsanschluss des Gleichrichters und ein Bezugspotential, insbesondere den zweiten Ausgangsanschluss des Gleichrichters, gekoppelt ist. Bevorzugt ist seriell zwischen die erste und die zweite Einheit eine erste Diode gekoppelt. Diese sorgt dafür, dass sich der Speicherkondensator der ersten Einheit bei leitender zweiter Einheit nicht über die LED- Kaskade der zweiten Einheit entlädt.
Weiterhin bevorzugt ist parallel zur Serienschaltung aus erster Diode und zweiter Einheit ein erster elektronischer Schalter gekoppelt. Auf diese Weise kann die zweite LED- Kaskade kurzgeschlossen werden, so dass eine kleine Spannung, die sich aus der Flussspannung der ersten LED-Kaskade ergibt, mit dem Gleichrichterausgang koppelbar ist. Wenn der elektro- nische Schalter nichtleitend geschaltet ist, ist die Serienschaltung aus erster und zweiter LED-Kaskade zwischen die Gleichrichterausgangsanschlüsse gekoppelt. Damit kann eine höhere Spannung am Gleichrichterausgang weitgehend verlust- frei zum Betreiben der LED-Kaskaden verwendet werden.
Auch diese Variante kann zur Optimierung der Oberwellenkorrektur sowie der Minimierung der Verluste weiterhin mindestens eine weitere Diode, einen weiteren elektronischen Schalter, eine weitere Einheit mit einer weiteren Kaskade von LEDs sowie einen weiteren Speicherkondensator umfassen.
Bevorzugt ist generell der jeweilige Speicherkondensator, unabhängig von der gewählten Verschaltungsvariante der LED- Kaskaden, so dimensioniert, dass ausreichend Energie zum Versorgen aller LEDs der jeweiligen Kaskade während einer Halb- welle der VersorgungswechselSpannung vorhanden ist. Dadurch kann die Lichtmodulation wunschgemäß auf Werte nahe Null reduziert werden. Bevorzugt weisen die zwei oder mehr Kaskaden eine unterschiedliche Flussspannung auf. Dadurch lässt sich eine optimale Anpassung an den halbsinusförmigen Verlauf der Gleichrichterausgangsspannung erzielen, was in sehr geringen Verlusten einerseits sowie einer weitgehend sinusförmigen Stromaufnahme andererseits resultiert.
Wie bereits erwähnt, kann die jeweilige lineare Strombegrenzungsvorrichtung bevorzugt eine linear regel- oder steuerbare Stromquelle darstellen oder einen Strombegrenzungswiderstand. Weiterhin bevorzugt umfasst das elektronische Vorschaltgerät eine Steuervorrichtung zum Steuern zumindest des ersten und/oder des zweiten und/oder des weiteren elektronischen Schalters. In diesem Zusammenhang ist es bei einer parallelen Verschaltung der LED-Einheiten besonders bevorzugt, wenn die Steuervorrichtung ausgelegt ist, den ersten elektronischen Schalter nichtleitend zu schalten, sobald Strom durch die ersten Kaskade fließt. Dieser Zustand kann beispielsweise durch einen kleinen Shuntwiderstand auf einfache Weise detek- tiert werden.
Weiterhin kann in diesem Zusammenhang die Steuervorrichtung ausgelegt sein, den ersten elektronischen Schalter leitend zu schalten, sobald kein Strom mehr durch die erste Kaskade fließt .
Generell kann die Steuervorrichtung ausgelegt sein, den/die jeweiligen elektronischen Schalter derart leitend oder nichtleitend zu schalten, dass das zeitliche Integral der Verlust- leistung aller linearen Strombegrenzungsvorrichtungen über eine Halbwelle der VersorgungswechselSpannung unter einem vorgebbaren Schwellwert liegt, insbesondere minimal ist. Dadurch ergeben sich besonders verlustarme Realisierungen.
Es kann auch vorgesehen sein, dass eine Anzahl aller mittels des elektronischen Vorschaltgeräts zu betreibenden LEDs vorgegeben ist, wobei die Aufteilung der LEDs in die einzelnen Kaskaden derart erfolgt, dass das zeitliche Integral der Verlustleistung aller linearen Strombegrenzungsvorrichtungen über eine Halbwelle der VersorgungswechselSpannung unter ei- nem vorgebbaren Schwellwert liegt, insbesondere minimal ist. Diese Vorgehensweise trägt dem Umstand Rechnung, dass sich die Verluste minimieren lassen durch eine geschickte Aufteilung der beispielsweise aufgrund der zu erzielenden Leistung vorgegebenen Anzahl an LEDs .
Bevorzugt wird die mindestens eine lineare Strombegrenzungs- vorrichtung dabei derart angesteuert, dass die Netzstromaufnahme vorgebbaren Anforderungen an die Netzoberschwingungen oder einen Powerfaktor oder vorgebbare Anforderungen in Form einer vorgebbaren Kurvenform entspricht.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen .
Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße elektronische Vor- schaltgerät vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend, soweit anwendbar, für das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben zumindest einer ersten und einer zweiten Kaskade von LEDs.
Kurze Beschreibung der Zeichnung (en)
Im Nachfolgenden werden nunmehr Ausführungsbeispiele der vor- liegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung ein aus dem Stand der
Technik bekanntes elektronisches Vorschaltgerät ;
Fig. 2 in schematischer Darstellung ein erstes Ausführungs- beispiel eines erfindungsgemäßen elektronischen Vor- schaltgeräts ;
Fig. 3 den zeitlichen Verlauf diverser Größen des elektronischen Vorschaltgeräts gemäß Fig. 2 ;
Fig. 4 den zeitlichen Verlauf diverser Größen eines erfin- dungsgemäßen elektronischen Vorschaltgeräts, bei dem gegenüber der Ausführungsform von Fig. 2 der elektronische Schalter Sl durch einen Kurzschluss ersetzt ist ;
Fig. 5 in schematischer Darstellung ein zweites Ausführungs- beispiel eines erfindungsgemäßen elektronischen Vorschaltgeräts; und
Fig. 6 den zeitlichen Verlauf diverser Größen des elektronischen Vorschaltgeräts gemäß Fig. 5.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Die mit Bezug auf Fig. 1 eingeführten Bezugszeichen werden im Folgenden für gleiche und gleich wirkende Bauelemente weiterverwendet . Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektronischen Vor- schaltgeräts . Demnach ist der Gleichrichterausgangsanschluss AI über eine erste lineare Strombegrenzungsvorrichtung SBl mit einer Einheit EH1 gekoppelt, die die Parallelschaltung eines Speicherkondensators Cl und einer LED-Kaskade Kl um- fasst. Die zwischen den Ausgangsanschlüssen AI, A2 des Gleichrichters abfallende Spannung ist mit UGi bezeichnet. Der Ausgangsanschluss AI ist weiterhin über einen elektroni- sehen Schalter Sl mit einer zweiten linearen Strombegrenzungsvorrichtung SB2 koppelbar, die ihrerseits mit einer Einheit EH2 gekoppelt ist. Letztere umfasst die Parallelschaltung eines Speicherkondensators C2 und einer zweiten LED- Kaskade K2.
Die LED-Kaskaden Kl und K2 weisen eine unterschiedliche Anzahl an LEDs und deshalb unterschiedliche Flussspannungen auf. Der in die erste lineare Strombegrenzungsvorrichtung SBl fließende Strom ist mit II bezeichnet, während der in die zweite lineare Strombegrenzungsvorrichtung SB2 fließende Strom mit 12 bezeichnet ist.
Fig. 3 zeigt den zeitlichen Verlauf diverser Größen des elektronischen Vorschaltgeräts von Fig. 2. Die zwischen den Ausgangsanschlüssen AI und A2 des Gleichrichters 10 abfallende Spannung UGi ist halbsinusförmig. Der Schalter Sl wird be- reits zum Zeitpunkt tl leitend geschaltet. Sobald die Spannung UGi die Flussspannung U2 übersteigt, wird der Kondensator C2 geladen und ein Strom 12 beginnt in die Einheit EH2 zu fließen. Bis zum Zeitpunkt t3 ist die lineare Strombegrenzungsvorrichtung SB2 aktiv, wobei zum Zeitpunkt t3 der Schal - ter Sl nichtleitend geschaltet wird. Dadurch, dass die Spannung UGi die Flussspannung Ul übersteigt, wird die erste lineare Strombegrenzungsvorrichtung SBl aktiv und der Strom II beginnt zu fließen. Sobald die Spannung UGi wieder unter einen vorgebbaren Schwellwert fällt, das heißt vorliegend zum Zeitpunkt t4 , wird die lineare Strombegrenzungsvorrichtung SB1 deaktiviert und die lineare Strombegrenzungsvorrichtung SB2 aktiviert. Es beginnt wieder ein Strom 12 zu fließen. Zum Zeitpunkt t5 wird die Strombegrenzungsvorrichtung SB2 inaktiv. Die Netzstromaufnahme erfolgt demnach zwischen den Zeitpunkten t2 und t5 gemäß den eingezeichneten, zu diesen Zeitpunkten fließenden Strömen II und 12.
Wie sich aus den dick eingezeichneten Doppelpfeilen ergibt, fließt im Spannungsbereich UBl der Spannung UGi ein Strom II, wohingegen der Spannungsbereich UB2 durch den dann phasenweise fließenden Strom 12 abgedeckt ist. Wie für den Fachmann offensichtlich, könnte durch Vorsehen weiterer Spannungsbe- grenzungsvorrichtungen SBI sowie Einheiten EI eine verbesserte Anpassung der Stromaufnahme an den Verlauf der Spannung UGi bewirkt werden, was in einer weiteren Optimierung des Leistungsfaktors sowie in einer Reduktion der Verlustleistung resultieren würde. Die jeweilige Verlustleistung bestimmt sich insbesondere als das Produkt des durch die jeweilige Strombegrenzungsvorrichtung fließenden Stroms sowie der über der jeweiligen Spannungsbegrenzungsvorrichtung abfallenden Spannungsdifferenz. Diese ist proportional dem Zwischenraum zwischen der Kurve UGi sowie den jeweils eingezeichneten Stromverläufen.
Die jeweiligen Strombegrenzungsvorrichtungen SBI, SB2 sowie die Flussspannungen Ul , U2 sind so gewählt, dass die zweite lineare Strombegrenzungsvorrichtung (Strom 12) mit kleinerer Spannung arbeitet als die erste Strombegrenzungsvorrichtung. Die Aktivierung erfolgt jeweils, wenn die Spannung UGi größer als die Flussspannung der jeweiligen LED-Kaskade wird. Die jeweiligen linearen Spannungsbegrenzungsvorrichtungen SBI, SB2 sind bevorzugt als Linearregler mit Diodenwirkung ausgeführt .
Fig. 4 zeigt den zeitlichen Verlauf diverser Größen eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen elektronischen Vorschaltgeräts , bei dem gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Schalter Sl durch einen Kurzschluss ersetzt ist. Bei dieser Variante ist die Einheit EH2 dauerhaft aktiv, wodurch sich höhere Verluste ergeben, da der Spannungsbereich größer ist, auf den sie ausgelegt werden muss. Die Netzstromaufnahme ist, vergleiche hierzu mit Fig. 3, mit der des in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels vergleichbar.
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektronischen Vorschaltgeräts, bei dem die Einheiten EHl und EH2 unter Zwischenschaltung einer Diode Dl in Serie geschaltet sind. Der Schalter Sl ist so geschaltet, dass er in seinem leitend geschalteten Zustand die Serienschaltung aus Diode Dl und Einheit EH2 überbrückt. Wie zu erkennen ist, genügt bei dieser Ausführungsform eine lineare Strombegrenzungsvor- richtung SB1, die seriell zu den Einheiten EHl und EH2 gekoppelt ist. Die Diode Dl dient dazu, um bei leitend geschaltetem Schalter Sl zu verhindern, dass sich der Kondensator Cl über der LED-Kaskade K2 entleert. Bei nichtleitend geschaltetem Schalter Sl sind die beiden Kaskaden Kl, K2 in Serie ge- schaltet.
Mit Bezug auf Fig. 6 wird der Schalter Sl zum Zeitpunkt tl leitend geschaltet. Sobald die Spannung UGi die Flussspannung Ul der ersten LED-Kaskade Kl übersteigt, beginnt ein Strom durch die Kaskade Kl zu fließen. Sobald die Spannung UGi grö- ßer ist als die Summe U2 der Flussspannungen der Kaskaden Kl und K2 sowie der Diode Dl, wird der Schalter Sl nichtleitend geschaltet. Dies ist vorliegend zum Zeitpunkt t3 der Fall. Daraufhin beginnt ein Strom durch beide Kaskaden Kl und K2 zu fließen. Sobald UGi die Spannung U2 wieder unterschreitet, wird der Schalter Sl wieder leitend geschaltet, wodurch sich der Stromfluss wieder auf die Kaskade Kl beschränkt.

Claims

Patentansprüche
1. Elektronisches Vorschaltgerat zum Betreiben mindestens einer ersten (Kl) und einer zweiten Kaskade (K2) von LEDs, umfassend :
- einen Eingang mit einem ersten (El) und einem zweiten Eingangsanschluss (E2) zum Koppeln mit einer Versorgungswechselspannung (UN) ;
- einen Gleichrichter (10) , der mit dem ersten (El) und dem zweiten Eingangsanschluss (E2) gekoppelt ist, wobei der Gleichrichter (10) einen Ausgang mit einem ersten (AI) und einem zweiten Ausgangsanschluss (A2) aufweist;
- mindestens eine erste Einheit (EH1) , die zumindest die erste Kaskade (Kl) von LEDs umfasst;
- mindestens eine zweite Einheit (EH2) , die zumindest die zweite Kaskade (K2) von LEDs umfasst; und
- mindestens eine lineare Strombegrenzungsvorrichtung (SB1) , die seriell zu zumindest der ersten Einheit (EH1) gekoppelt ist;
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Einheit (EH1) einen ersten Speicherkondensator (Cl) umfasst, der der ersten Kaskade (Kl) parallel geschaltet ist; und
die zweite Einheit (EH2) einen zweiten Speicherkondensator (C2) umfasst, der der zweiten Kaskade (K2) parallel geschaltet ist.
2. Elektronisches Vorschaltgerat nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das elektronische Vorschaltgerat mindestens eine ers- te (SB1) und eine zweite lineare Strombegrenzungsvorrichtung (SB2) umfasst, wobei die erste lineare Strombegrenzungsvorrichtung (SB1) der ersten Einheit (EH1) zu- geordnet ist und seriell zur ersten Einheit (EH1) gekoppelt ist, wobei die zweite lineare Strombegrenzungsvorrichtung (SB2) der zweiten Einheit (EH2) zugeordnet ist und seriell zur zweiten Einheit (EH2) gekoppelt ist, wobei die Serienschaltung aus erster linearer Strombegrenzungsvorrichtung (SB1) und erster Einheit (EH1) einerseits sowie die Serienschaltung aus zweiter linearer Strombegrenzungsvorrichtung (SB2) und zweiter Einheit (EH2) andererseits zumindest phasenweise parallel zwischen den ersten Ausgangsanschluss des Gleichrichters (10) und ein Bezugspotential, insbesondere den zweiten Ausgangsanschluss (A2) des Gleichrichters (10), gekoppelt ist.
Elektronisches Vorschaltgerat nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest zwischen den ersten Ausgangsanschluss (AI) des Gleichrichters (10) und die zweite lineare Strombegrenzungsvorrichtung (SB2) ein erster elektronischer Schalter (Sl) gekoppelt ist.
Elektronisches Vorschaltgerat nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen den ersten Ausgangsanschluss (AI) des Gleichrichters (10) und die erste lineare Strombegrenzungsvorrichtung (SB1) ein zweiter elektronischer Schalter (S2) gekoppelt ist.
Elektronisches Vorschaltgerat nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das elektronische Vorschaltgerat weiterhin mindestens eine weitere lineare Strombegrenzungsvorrichtung (SBi) , einen weiteren elektronischen Schalter (Si) sowie eine weitere Einheit (EHi) mit einer weiteren Kaskade (Ki) von LEDs sowie einen weiteren Speicherkondensator (d) um- fasst .
6. Elektronisches Vorschaltgerat nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste (EHI) und die zweite Einheit (EH2) zueinander in Serie gekoppelt sind, wobei das elektronische Vorschaltgerat eine lineare Strombegrenzungsvorrichtung (SB1) umfasst, die der ersten Einheit (EHI) und der zweiten Einheit (EH2) zugeordnet ist, wobei die lineare Strombegrenzungsvorrichtung (SB1) seriell zur Serienschaltung der ersten (EHI) und der zweiten Einheit (EH2) gekoppelt ist, wobei die Serienschaltung aus linearer Strombegrenzungsvorrichtung (SB1) , erster Einheit (EHI) sowie zweiter Einheit (EH2) zumindest phasenweise seriell zwischen den ersten Ausgangsanschluss (AI) des Gleichrichters (10) und ein Bezugspotential, insbesondere den zweiten Ausgangsanschluss (A2) des Gleichrichters (10), gekoppelt ist.
7. Elektronisches Vorschaltgerat nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass seriell zwischen die erste (EHI) und die zweite Einheit (EH2) eine erste Diode (Dl) gekoppelt ist.
8. Elektronisches Vorschaltgerat nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass parallel zur Serienschaltung aus erster Diode (Dl) und zweiter Einheit (EH2) ein erster elektronischer Schalter (Sl) gekoppelt ist.
9. Elektronisches Vorschaltgerat nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
dass das elektronische Vorschaltgerat weiterhin mindestens eine weitere Diode (Di) , einen weiteren elektronischen Schalter (Si) sowie eine weitere Einheit (EHi) mit einer weiteren Kaskade (Ki) von LEDs sowie einem weiteren Speicherkondensator (C±) umfasst.
Elektronisches Vorschaltgerat nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der jeweilige Speicherkondensator (Cl; C2) so dimensioniert ist, dass ausreichend Energie zum Versorgen aller LEDs der jeweilige Kaskade (Kl; K2) während einer Halbwelle der VersorgungswechselSpannung (UN) vorhanden ist.
Elektronisches Vorschaltgerat nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zwei (Kl, K2) oder mehr Kaskaden eine unterschiedliche Flussspannung aufweisen.
Elektronisches Vorschaltgerat nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die jeweilige lineare Strombegrenzungsvorrichtung (SB1; SB2) eine linear regel- oder steuerbare Stromquelle oder einen Strombegrenzungswiderstand darstellt.
Elektronisches Vorschaltgerat nach einem der Ansprüche 3 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass das elektronische Vorschaltgerat weiterhin eine Steuervorrichtung zum Steuern zumindest des ersten und/oder des zweiten und/oder des weiteren elektronischen Schalters umfasst .
14. Elektronisches Vorschaltgerat nach Anspruch 13 in Kombination mit einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuervorrichtung ausgelegt ist, den ersten elektronischen Schalter (Sl) nichtleitend zu schalten, sobald Strom durch die erste Kaskade (Kl) fließt.
15. Elektronisches Vorschaltgerat nach einem der Ansprüche 13 oder 14 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuervorrichtung ausgelegt ist, den ersten elektronischen Schalter (Sl) leitend zu schalten, sobald kein Strom durch die erste Kaskade (Kl) fließt.
16. Elektronisches Vorschaltgerat nach einem der Ansprüche 13 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuervorrichtung ausgelegt ist, den/die jeweiligen elektronischen Schalter (Sl, S2, Si) derart leitend oder nicht leitend zu schalten, dass das zeitliche Integral der Verlustleistung aller linearen Strombegrenzungs- vorrichtungen über eine Halbwelle der Versorgungswechselspannung (UN) unter einem vorgebbaren Schwellwert liegt, insbesondere minimal ist.
17. Elektronisches Vorschaltgerat nach einem der Ansprüche 13 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Anzahl aller mittels des elektronischen Vorschaltgerats zu betreibenden LEDs vorgegeben ist, wobei die Aufteilung der LEDs m die einzelnen Kaskaden (Kl; K2 ; Ki) derart erfolgt, dass das zeitliche Integral der Verlustleistung aller linearen Strombegrenzungsvorrichtungen über eine Halbwelle der VersorgungswechselSpannung (UN) unter einem vorgebbaren Schwellwert liegt, insbesondere minimal ist.
Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 16 oder 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mindestens eine lineare Strombegrenzungsvorrichtung (SB1; SB2 ; SBi) derart angesteuert wird, dass die Netzstromaufnahme vorgebbaren Anforderungen an die Netzoberschwingungen oder einen Powerfaktor oder vorgebbare Anforderungen in Form einer vorgebbaren Kurvenform entspricht .
Verfahren zum Betreiben mindestens einer ersten (Kl) und einer zweiten Kaskade (K2) von LEDs mittels eines elektronischen Vorschaltgerats umfassend einen Eingang mit einem ersten (El) und einem zweiten Eingangsanschluss (E2) zum Koppeln mit einer Versorgungswechselspannung (UN) ; einen Gleichrichter (10) , der mit dem ersten (El) und dem zweiten Eingangsanschluss (E2) gekoppelt ist, wobei der Gleichrichter (10) einen Ausgang mit einem ersten (AI) und einem zweiten Ausgangsanschluss (A2) aufweist; mindestens eine erste Einheit (EH1) , die zumindest die erste Kaskade (Kl) von LEDs umfasst; mindestens eine zweite Einheit (EH2) , die zumindest die zweite Kaskade (K2) von LEDs umfasst; und mindestens eine lineare Strombegrenzungsvorrichtung (SBI) , die seriell zu zumindest der ersten Einheit (EH1) gekoppelt ist;
gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Bereitstellen eines ersten und eines zweiten Speicherkondensators ; und
b) Parallelschalten des ersten Speicherkondensators der ersten Kaskade (Kl) und Parallelschalten des zweiten Speicherkondensators der zweiten Kaskade (K2) .
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