AT15810U1 - Schaltungsanordnung, Leuchtmittel und Verfahren zum Betreiben eines Leuchtmittels - Google Patents

Abstract

Eine Schaltungsanordnung (1) ist zum Betreiben eines Leuchtmittels (2) eingerichtet, das wenigstens eine Leuchtdiode, LED, umfasst. Die Schaltungsanordnung (1) weist eine Treiberschaltung (11-13) auf, die zur Bereitstellung von wenigstens zwei unterschiedlichen LED-Strömen konfigurierbar ist. Die Schaltungsanordnung (1) ist eingerichtet, um eine Vorwärtsspannung des Leuchtmittels (2) zu erkennen. Die Schaltungsanordnung (1) ist eingerichtet, die Treiberschaltung (11-13) abhängig von der erkannten Vorwärtsspannung zu konfigurieren, um einen der erkannten Vorwärtsspannung zugeordneten LED-Strom bereitzustellen.

Description

Beschreibung

SCHALTUNGSANORDNUNG. LEUCHTMITTEL UND VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINES

LEUCHTMITTELS [0001] Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung und ein Verfahren zum Betreiben eines Leuchtmittels. Die Erfindung betrifft insbesondere Schaltungsanordnungen, die zur Bereitstellung unterschiedlicher LED-Ströme konfiguriert werden können, und Leuchtmittel, die mehrere Leuchtdioden (LEDs) umfassen.

[0002] Mit zunehmender Verbreitung von Leuchtmitteln wie LEDs und LED-Modulen mit mehreren LEDs gewinnen Schaltungsanordnungen zum Betreiben derartiger Leuchtmittel weiter an Bedeutung. Derartige Schaltungsanordnungen können als Betriebsgeräte, insbesondere als LED-Konverter ausgebildet sein, die ein Leuchtmittel mit wenigstens einer LED mit Strom versorgen. Die Schaltungsanordnungen sind typischerweise als Konstantstromquellen ausgebildet. Trotz der großen Bedeutung von LED-basierten Leuchtmitteln gibt es noch keine ausgeprägten Tendenzen zu einer Vereinheitlichung dahingehend, dass LED-Module immer für denselben, standardisierten LED-Strom ausgelegt werden.

[0003] Für die vielfältige Einsatzmöglichkeit einer Schaltungsanordnung zum Betreiben des Leuchtmittels ist es wünschenswert, dass die Schaltungsanordnung für Leuchtmittel mit unterschiedlichen LED-Strömen verwendet werden kann. Verschiedene Ansätze können hierfür gewählt werden.

[0004] Das Betriebsgerät kann manuell, beispielsweise über Dipschalter, oder über eine elektronische Schnittstelle programmierbar sein. Dabei besteht das Risiko einer Fehlbedienung durch den Installateur des Betriebsgeräts.

[0005] Das Betriebsgerät kann eingerichtet sein, um eine Lasterkennung durchzuführen, bei der die wesentlichen Eigenschaften des Leuchtmittels gemessen werden. Eine derartige Lasterkennung liefert zwar zuverlässige Informationen über das verwendete Leuchtmittel, ist jedoch häufig nur mit einem entsprechenden schaltungstechnischen Aufwand und entsprechenden Mehrkosten realisierbar.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Vorrichtungen und Verfahren anzugeben, die eine automatische Anpassung eines LED-Stroms, der von der Schaltungsanordnung geliefert wird, abhängig vom verwendeten Leuchtmittel erlauben. Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, derartige Vorrichtungen und Verfahren anzugeben, bei denen die Bestimmung, welcher LED-Strom ausgegeben werden soll, auf einfache Weise realisiert werden kann.

[0007] Es werden eine Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Leuchtmittels, ein Leuchtmittel und ein Verfahren mit den in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmalen bereitgestellt. Die abhängigen Ansprüche definieren Ausführungsformen der Erfindung.

[0008] Nach Ausführungsbeispielen der Erfindung dient die Vorwärtsspannung eines Leuchtmittels, das eine oder mehrere Leuchtdioden (LEDs) umfasst, zur Kodierung des entsprechenden LED-Stroms. Es existiert eine eindeutige Zuordnung zwischen Vorwärtsspannung und LED-Strom. Wenn ein Leuchtmittel für einen bestimmten LED-Strom ausgelegt ist, sind die LEDs des Leuchtmittels derart verschaltet, dass gerade diejenige Vorwärtsspannung resultiert, die diesem LED-Strom eindeutig zugeordnet ist.

[0009] Entsprechend sind eine Schaltungsanordnung und ein Verfahren zum Betreiben eines Leuchtmittels so ausgelegt, dass die Vorwärtsspannung des Leuchtmittels detektiert und abhängig von der detektierten Vorwärtsspannung dann der gewünschte LED-Strom eingestellt wird. Dieser LED-Strom ist aus der Vorwärtsspannung durch eine eindeutige Zuordnung ermittelbar.

[0010] Es können unterschiedliche Klassen von LED-Modulen gebildet werden, wobei jede Klasse für einen bestimmten LED-Strom ausgelegt ist. Für jeden dieser LED-Ströme gibt es /12

AT15810U1 2018-07-15 österreichisches patentamt eine zugeordnete Vorwärtsspannung. Die Zuordnung zwischen LED-Strom und Vorwärtsspannung kann ein-eindeutig sein, so dass jeder der unterschiedlichen Vorwärtsspannungen nur genau ein LED-Strom zugeordnet ist und dass jedem der unterschiedlichen LED-Ströme jeweils nur genau eine Vorwärtsspannung zugeordnet ist. Es können auch mehrdeutige Zuordnungen verwendet werden, so lange der LED-Strom, der von der Schaltungsanordnung bereitgestellt wird, eindeutig aus der gemessenen Vorwärtsspannung bestimmbar ist.

[0011] Es kann eine geringe Anzahl von unterschiedlichen zulässigen LED-Strömen und zugeordneten Vorwärtsspannungen definiert werden. Beispielsweise kann es zwei oder drei oder mehr als drei unterschiedliche LED-Ströme, die von der Schaltungsanordnung bereitgestellt werden können, und entsprechend zwei, drei oder mehr als drei zugeordnete Vorwärtsspannungen geben. Es kann zwei oder drei oder mehr als drei unterschiedliche Vorwärtsspannungen, die die mit dem Betriebsgerät koppelbaren Leuchtmittel aufweisen, geben.

[0012] Nach einem Ausführungsbeispiel wird eine Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Leuchtmittels angegeben, wobei das Leuchtmittel eine LED oder mehrere LEDs umfasst. Die Schaltungsanordnung umfasst eine Treiberschaltung, die zur Bereitstellung von wenigstens zwei unterschiedlichen LED- Strömen konfigurierbar ist. Die Schaltungsanordnung ist eingerichtet, um eine Vorwärtsspannung des Leuchtmittels zu erkennen. Die Schaltungsanordnung ist eingerichtet, um die LED-Treiberschaltung abhängig von der erkannten Vorwärtsspannung so zu konfigurieren, dass sie einen der erkannten Vorwärtsspannung zugeordneten LED-Strom bereitstellt.

[0013] Die Schaltungsanordnung kann eingerichtet sein, um die Vorwärtsspannung des Leuchtmittels mit wenigstens zwei vordefinierten Ausgangsspannungen der Treiberschaltung zu vergleichen, wobei jeder der wenigstens zwei vordefinierten Ausgangsspannungen jeweils ein LED-Strom eindeutig zugeordnet ist.

[0014] Die Treiberschaltung kann eingerichtet sein, um nacheinander die wenigstens zwei unterschiedlichen LED-Ströme zu erzeugen, um die Vorwärtsspannung des Leuchtmittels zu erkennen.

[0015] Die Treiberschaltung kann eingerichtet sein, um beginnend mit dem kleinsten der zwei unterschiedlichen LED-Ströme mehrere unterschiedliche LED-Ströme zu erzeugen, um die Vorwärtsspannung des Leuchtmittels zu erkennen.

[0016] Die wenigstens zwei unterschiedlichen LED-Ströme können einen ersten LED-Strom und einen zweiten LED-Strom umfassen, wobei eine Stromstärke des zweiten LED-Stroms größer ist als eine Stromstärke des ersten LED-Stroms. Die Schaltungsanordnung kann eingerichtet sein, um den zweiten LED-Strom selektiv abhängig von einer Spannung zu erzeugen, die über dem Leuchtmittel abfällt, wenn der erste LED-Strom durch das Leuchtmittel fließt.

[0017] Die wenigstens zwei unterschiedlichen LED-Ströme können einen ersten LED- Strom mit einer Stromstärke von ungefähr 350 mA und einen zweiten LED- Strom mit einer Stromstärke von ungefähr 700 mA umfassen.

[0018] Die Schaltungsanordnung kann eine integrierte Schaltung umfassen, die eingerichtet ist, um die Vorwärtsspannung des Leuchtmittels zu erkennen.

[0019] Die integrierte Schaltung kann als Regler arbeiten, um einen Ausgangsstrom auf denjenigen LED-Strom einzustellen, der der erkannten Vorwärtsspannung zugeordnet ist. Die integrierte Schaltung kann ein steuerbares Schaltmittel eines Wandlers der Schaltungsanordnung getaktet schalten. Die integrierte Schaltung kann das steuerbare Schaltmittel abhängig von einem Vergleich einer Messgröße, die einen Ausgangsstrom repräsentiert, mit einem Soll-Wert, der von der erkannten Vorwärtsspannung abhängt, steuern.

[0020] Die Treiberschaltung kann so eingerichtet sein, dass sie nur zur Bereitstellung einer endlichen Anzahl unterschiedlicher LED-Ströme konfigurierbar ist. Die Treiberschaltung kann so eingerichtet sein, dass der LED-Strom nicht kontinuierlich einstellbar ist, sondern nur auf mehrere unterschiedliche Werte gesetzt werden kann. Der jeweils gewählte Wert hängt von der er2/12

AT15810U1 2018-07-15 österreichisches patentamt kannten Vorwärtsspannung des Leuchtmittels ab.

[0021] Die Schaltungsanordnung kann eingerichtet sein, um die Vorwärtsspannung des Leuchtmittels jeweils beim Starten der Schaltungsanordnung zu erkennen.

[0022] Ein Leuchtmittel nach einem Ausführungsbeispiel umfasst eine Mehrzahl von LEDs. Das Leuchtmittel ist ausgelegt, um mit einem LED-Strom betrieben zu werden. Die Mehrzahl von LEDs sind derart verschaltet, dass das Leuchtmittel eine vordefinierte Vorwärtsspannung aufweist, die dem LED-Strom eindeutig zugeordnet ist.

[0023] Das Leuchtmittel kann wenigstens eine LED-Strecke mit mehreren in Reihe geschalteten LEDs aufweisen. Eine Anzahl von LED-Strecken und/oder eine Anzahl von LEDs pro LEDStrecke kann abhängig von dem LED-Strom so festgelegt sein, dass das Leuchtmittel die vordefinierte Vorwärtsspannung aufweist, die dem LED-Strom eindeutig zugeordnet ist.

[0024] Das Leuchtmittel kann ein Verschaltungsnetz aufweisen, mit dem die LEDs miteinander verbunden sind. Das Verschaltungsnetz kann so ausgestaltet sein, dass das Leuchtmittel die vordefinierte Vorwärtsspannung aufweist, die dem LED-Strom eindeutig zugeordnet ist.

[0025] Das Leuchtmittel kann ein LED-Modul sein.

[0026] Die LEDs können anorganische LEDs und/oder organische LEDs umfassen.

[0027] Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein System angegeben, das die Schaltungsanordnung nach einem Ausführungsbeispiel und das Leuchtmittel nach einem Ausführungsbeispiel umfasst.

[0028] Nach einem Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Herstellen eines Leuchtmittels mit einer Mehrzahl von Leuchtdioden (LEDs) angegeben. Dabei wird abhängig von einem LEDStrom, für den das Leuchtmittel ausgelegt ist, eine Vorwärtsspannung ermittelt, die das Leuchtmittel aufweisen soll. Eine Verschaltung der LEDs wird so gewählt, dass das Leuchtmittel die gewünschte Vorwärtsspannung aufweist.

[0029] Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Betreiben eines Leuchtmittels angegeben, wobei das Leuchtmittel wenigstens eine LED umfasst. Das Verfahren umfasst ein Erkennen einer Vorwärtsspannung des Leuchtmittels. Ein LED-Strom für das Leuchtmittel wird bestimmt, der der erkannten Vorwärtsspannung eindeutig zugeordnet ist. Eine Treiberschaltung wird derart gesteuert, dass sie den bestimmten LED-Strom an das Leuchtmittel bereitstellt.

[0030] Weiterbildungen des Verfahrens und die damit jeweils erzielten Wirkungen entsprechen den Weiterbildungen von Vorrichtungen nach Ausführungsbeispielen.

[0031] Das Verfahren kann mit der Schaltungsanordnung nach einem Ausführungsbeispiel ausgeführt werden.

[0032] Vorrichtungen und Verfahren nach Ausführungsbeispielen der Erfindung nutzen die Vorwärtsspannung eines LED-basierten Leuchtmittels, um Information über den LED-Strom zu kodieren, für den das Leuchtmittel ausgelegt ist. Die Vorwärtsspannung kann einfach ausgelesen werden. Es müssen keine zusätzlichen Kodierelemente wie Kodierwiderstände an dem Leuchtmittel vorgesehen werden. Der LED-Strom, der für das entsprechende Leuchtmittel benötigt wird, kann einfach über die Verbindung zwischen Betriebsgerät und Leuchtmittel ausgelesen werden, über die auch die Versorgung des Leuchtmittels erfolgt.

[0033] Vorrichtungen und Verfahren nach Ausführungsbeispielen der Erfindung sind so ausgelegt, dass die Vorwärtsspannung des Leuchtmittels und somit der diese Vorwärtsspannung zugeordnete LED-Strom bestimmt werden kann, ohne dass die gesamte Kennlinie des Leuchtmittels gemessen wird. Beispielsweise kann die Vorwärtsspannung erkannt werden, indem zunächst ein kleiner LED-Strom vom Betriebsgerät ausgegeben wird und dann die über dem Leuchtmittel abfallende Spannung gemessen wird. Aus dieser kann die Vorwärtsspannung des Leuchtmittels bestimmt werden.

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Patentamt [0034] Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren anhand bevorzugter

Ausführungsformen erläutert. In den Figuren bezeichnen identische Bezugszeichen identische

Elemente.

[0035] Figur 1 [0036] Figur 2 [0037] Figur 3 [0038] Figur 4 [0039] Figur 5 [0040] Figur 6 [0041] Figur 7 [0042] Figur 8 zeigt ein System nach einem Ausführungsbeispiel.

illustriert eine Kodierung unterschiedlicher LED-Ströme durch unterschiedliche Vorwärtsspannungen.

ist ein Schaltbild eines Leuchtmittels nach einem Ausführungsbeispiel.

ist ein Schaltbild eines Leuchtmittels nach einem Ausführungsbeispiel.

ist ein Schaltbild eines Leuchtmittels nach einem Ausführungsbeispiel.

ist ein Schaltbild eines Leuchtmittels nach einem Ausführungsbeispiel.

ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens nach einem Ausführungsbeispiel.

zeigt eine Blockdarstellung einer Schaltungsanordnung nach einem Ausführungsbeispiel.

[0043] Figur 1 zeigt eine Darstellung eines Systems, das ein Betriebsgerät mit einer Schaltungsanordnung 1 zum Betreiben eines Leuchtmittels 2 umfasst. Das Leuchtmittel 2 kann wenigstens eine Leuchtdiode (LED) umfassen. Das Leuchtmittel 2 kann mehrere LEDs umfassen. Die LEDs können anorganische und/oder organische LEDs sein.

[0044] Das Leuchtmittel 2 ist für eine Versorgung mit einem vorgegebenen LED-Strom ausgelegt. Dieser LED-Strom kann beispielsweise 350 mA oder 700 mA betragen. Die LEDs des Leuchtmittels 2 sind so verschaltet, dass eine Vorwärtsspannung des Leuchtmittels 2 einen bestimmten Wert aufweist, der dem LED-Strom, für den das Leuchtmittel 2 ausgelegt ist, zugeordnet ist. Die Zuordnung zwischen LED-Strom und Vorwärtsspannung ist eindeutig in dem Sinn, dass die Messung der Vorwärtsspannung des Leuchtmittels erlaubt, den LED-Strom zu bestimmen, für den das Leuchtmittel 2 ausgelegt ist.

[0045] Die Vorwärtsspannung des Leuchtmittels 2 dient also dazu, den LED-Strom zu kodieren, für den das Leuchtmittel 2 ausgelegt ist.

[0046] Die Schaltungsanordnung 1 weist eine Steuereinrichtung 14 auf. Die Steuereinrichtung 14 kann als integrierte Schaltung ausgestaltet sein. Die Steuereinrichtung 14 kann als ein Prozessor, ein Mikroprozessor, ein Controller, ein Mikrocontroller oder eine anwendungsspezifische Spezialschaltung (ASIC, „Application Specific Integrated Circuit“) ausgestaltet sein. Die Steuereinrichtung 14 weist eine Funktion 15 zum Erkennen der Vorwärtsspannung des Leuchtmittels 2 auf, das mit einem Ausgang der Schaltungsanordnung 1 verbunden ist. Die Steuereinrichtung 14 kann abhängig von der erkannten Vorwärtsspannung des Leuchtmittels die Schaltungsanordnung 1 so steuern, dass derjenige LED-Strom an das Leuchtmittel 2 bereitgestellt wird, der durch die erkannte Versorgungsspannung kodiert wird.

[0047] Die sonstige Ausgestaltung der Schaltungsanordnung 1 kann von der Anwendung abhängen, für die die Schaltungsanordnung 1 ausgelegt ist. Die Schaltungsanordnung 1 kann beispielsweise einen Gleichrichter 10 zum Gleichrichten einer Versorgungsspannung, beispielsweise der Netzspannung aufweisen. Die Schaltungsanordnung 1 kann eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung 11 aufweisen. Die Leistungsfaktorkorrekturschaltung 11 kann eine Rücksendung von Oberwellen in das Versorgungsnetz reduzieren. Eine weitere Spannungsumsetzung und/oder Dimmfunktionen können beispielsweise durch einen Wandler 12 erreicht werden. Der Wandler 12 kann als Resonanzwandler ausgestaltet sein. Andere Wandlerschaltungen können verwendet werden, beispielsweise eine Sperrwandlerschaltung. Der Wandler 12 kann einen Transformator oder anderen Umsetzer aufweisen, um eine galvanische Trennung zwischen einer Primärseite und einer Sekundärseite der Schaltungsanordnung 1 zu erreichen. Ein Ausgangskreis 13 kann vorgesehen sein, um beispielsweise Spannungsrippei am Ausgang zu glätten.

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Patentamt [0048] Die Steuereinrichtung 14 kann zusätzlich zu der beschriebenen Erkennung der Vorwärtsspannung des Leuchtmittels unterschiedliche weitere Funktionen ausführen, die von der spezifischen Ausgestaltung der Schaltungsanordnung 1 abhängen. Insbesondere kann die Steuereinrichtung 14 eine Steuer- und/oder Regelfunktion ausführen. Die Steuereinrichtung 14 kann die Leistungsfaktorkorrekturschaltung 11 und/oder den Wandler 12 steuern. Dazu kann die Steuereinrichtung 14 wenigstens ein steuerbares Schaltmittel der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 11 und/oder des Wandlers 12 steuern. Die Steuereinrichtung 14 kann das wenigstens eine steuerbare Schaltmittel abhängig von der erkannten Vorwärtsspannung des Leuchtmittels 2 so schalten, dass der LED-Strom an das Leuchtmittel 2 bereitgestellt wird, der durch die Vorwärtsspannung kodiert ist und für den das Leuchtmittel 2 ausgelegt ist.

[0049] Bei unterschiedlichen Leuchtmittel, die für denselben LED-Strom ausgelegt sind, kann jeweils gezielt eine Verschaltung der LEDs derart gewählt werden, dass immer dieselbe Vorwärtsspannung resultiert. Dies gilt insbesondere auch, wenn die unterschiedlichen Leuchtmittel eine unterschiedliche Anzahl von LEDs aufweisen. Die entsprechende Vorwärtsspannung, die durch geeignete Verschaltung der LEDs eingestellt wird, kann abhängig von der fixen Zuordnung zwischen LED-Strömen und zugeordneten Vorwärtsspannung ermittelt werden. Eine Verschaltung derart, dass die gewünschte Vorwärtsspannung resultiert, kann dadurch erreicht werden, dass eine Anzahl von parallel geschalteten LED-Strecken und/oder eine Anzahl von LEDs pro LED-Strecke und/oder zusätzliche netzartige Verbindungen zwischen LEDs des Leuchtmittels geeignet gewählt werden. Zusätzlich oder alternativ können auch LEDs verwendet werden, die abhängig von ihrer LED-Vorwärtsspannung so ausgewählt werden, dass das Leuchtmittel insgesamt die gewünscht Vorwärtsspannung zeigt.

[0050] Bei unterschiedlichen Leuchtmittel, die für unterschiedliche LED-Ströme ausgelegt sind, können jeweils gezielt Verschaltungen der LEDs gewählt werden, die zu unterschiedlichen Vorwärtsspannungen führen.

[0051] Auf diese Weise können Klassen von Leuchtmitteln, z.B. Klassen von LED-Modulen, gebildet werden, wobei alle in einer Klasse enthaltenen Leuchtmittel sowohl für denselben LEDStrom ausgelegt sind als auch dieselbe Vorwärtsspannung aufweisen.

[0052] Figur 2 veranschaulicht die Kodierung des LED-Stroms durch die Vorwärtsspannung. Figur 2 zeigt Kennlinien 21-23 von Leuchtmitteln, die für eine Anzahl unterschiedlicher LEDStröme ausgelegt sind.

[0053] Eine erste Kennlinie 21 eines ersten Leuchtmittels zeigt bei einer ersten Vorwärtsspannung 31 einen deutlichen Anstieg der Stromstärke. Entsprechend nimmt der differentiellen Widerstand bei der ersten Vorwärtsspannung 31 ab. Das Leuchtmittel mit der ersten Vorwärtsspannung 31 kann beispielsweise für eine Stromstärke 39 ausgelegt sein. Die Stromstärke 39 kann ungefähr 700 mA sein. Die Stromstärke 39 kann 700 mA sein.

[0054] Eine zweite Kennlinie 22 eines zweiten Leuchtmittels zeigt bei einer zweiten Vorwärtsspannung 32 einen deutlichen Anstieg der Stromstärke. Entsprechend nimmt der differentiellen Widerstand bei der zweiten Vorwärtsspannung 32 ab. Das Leuchtmittel mit der zweiten Vorwärtsspannung 32 kann beispielsweise für eine Stromstärke 38 ausgelegt sein. Die Stromstärke 38 kann ungefähr 350 mA sein. Die Stromstärke 38 kann 350 mA sein.

[0055] Eine dritte Kennlinie 23 eines dritten Leuchtmittels zeigt bei einer dritten Vorwärtsspannung 33 einen deutlichen Anstieg der Stromstärke. Entsprechend nimmt der differentiellen Widerstand bei der dritten Vorwärtsspannung 33 ab. Das Leuchtmittel mit der dritten Vorwärtsspannung 33 kann für eine weitere Stromstärke ausgelegt sein, die von den Stromstärken 38 und 39 verschieden ist.

[0056] Es kann eine kleine Anzahl unterschiedlicher LED-Ströme, die von der Schaltungsanordnung 1 bereitgestellt werden können, und zugeordneter Vorwärtsspannungen definiert werden. Beispielsweise kann die Schaltungsanordnung 1 eingerichtet sein, um zwei unterschiedliche LED-Ströme auszugeben. Diese können durch zwei unterschiedliche Vorwärtsspannungen kodiert sein. Die Schaltungsanordnung 1 kann eingerichtet sein, um drei unterschiedliche LED5/12

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Ströme auszugeben. Diese können durch drei unterschiedliche Vorwärtsspannungen kodiert sein. Die Schaltungsanordnung 1 kann eingerichtet sein, um wenigstens vier unterschiedliche

LED-Ströme auszugeben. Diese können durch wenigstens vier unterschiedliche Vorwärtsspannungen kodiert sein.

[0057] Die Intervalle zwischen den Vorwärtsspannungen können so festgelegt sein, dass die unterschiedlichen Vorwärtsspannungen zuverlässig unterschieden werden können. Beispielsweise können die Kennlinien 21-23 der unterschiedlichen Klassen von Leuchtmitteln durch entsprechende Verschaltung der LEDs so festgelegt werden, dass für die unterschiedlichen möglichen Ausgangsströme die entsprechende, über einem Leuchtmittel mit der ersten Kennlinie 21 abfallende Spannung immer kleiner ist als die Spannung, die über einem Leuchtmittel mit der zweiten Kennlinie 22 abfällt, wenn der kleinste LED-Strom 38 ausgegeben wird.

[0058] Zur Bestimmung der Vorwärtsspannung kann die Steuereinrichtung 14 die Schaltungsanordnung 1 so steuern, dass der kleinste der mehreren unterschiedlichen LED-Ströme ausgegeben wird. Beispielsweise kann der in Figur 2 bei 38 dargestellte LED-Strom ausgegeben werden. Durch Messung der Spannung, die über dem Leuchtmittel 2 abfällt, kann ermittelt werden, welche der Vorwärtsspannungen 31-33 das Leuchtmittel aufweist.

[0059] Während in Figur 2 beispielhaft drei unterschiedliche Vorwärtsspannungen dargestellt sind, kann auch eine andere Anzahl zulässiger Vorwärtsspannungen definiert werden, beispielsweise nur zwei oder mehr als drei unterschiedliche Vorwärtsspannungen. Die LEDs eines Leuchtmittels, das mit der Schaltungsanordnung 1 betrieben werden soll, werden dann jeweils immer so verschaltet, dass die Vorwärtsspannung nur einen der unterschiedlichen Werte aufweist, die den verschiedenen LED-Strömen eindeutig zugeordnet sind.

[0060] Figur 3 bis Figur 6 veranschaulichen unterschiedliche Verschaltungen 41-44 von LEDs bei einem Leuchtmittel nach einem Ausführungsbeispiel. Eine Anzahl von LED-Strecken und/ oder eine Anzahl von LEDs pro LED-Strecke kann abhängig von der Vorwärtsspannung gewählt werden, die zum Kodieren des LED-Stroms eingestellt werden muss. So kann beispielsweise mit den LED-Anordnungen und Verschaltungen 42, 43 eine größere Vorwärtsspannung erreicht werden als mit der LED-Anordnung 41.

[0061] Figur 6 illustriert, dass auch komplexere Verschaltungen gewählt werden können. Beispielsweise kann ein Verschaltungsnetz 44 gewählt werden, bei dem mehrere LED-Strecken nicht nur an ihren Enden, sondern auch an Knoten zwischen LEDs einer LED-Strecke miteinander verbunden sind.

[0062] Figur 7 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 50 nach einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren kann von der Schaltungsanordnung 1 automatisch ausgeführt werden. Dabei kann die Steuereinrichtung 14 die verschiedenen Steuer- und/oder Regelschritte vornehmen. [0063] Bei Schritt 51 wird die Schaltungsanordnung gestartet.

[0064] Bei Schritt 52 wird ein Index, der die unterschiedlichen LED-Ströme und die ihnen zugeordneten Vorwärtsspannungen bezeichnet, auf einen Anfangswert gesetzt. Der Anfangswert kann insbesondere dem kleinsten der unterschiedlichen LED-Ströme entsprechen, die die Schaltungsanordnung 1 ausgeben kann.

[0065] Bei Schritt 53 wird eine Treiberschaltung der Schaltungsanordnung so konfiguriert, dass der kleinste der LED-Ströme ausgegeben wird. Dazu kann ein steuerbares Schaltmittel des Wandlers 12 so geschaltet werden, dass der Ausgangsstrom der Schaltungsanordnung 1 dem kleinsten der mehreren möglichen LED-Ströme entspricht. Die Steuereinrichtung 14 kann als Regler wirken, der eine den Ausgangsstrom anzeigende Messgröße mit dem kleinsten der mehreren möglichen LED-Ströme vergleicht und ein steuerbares Schaltmittel des Wandlers 12 abhängig von dem Vergleich getaktet schaltet.

[0066] Bei Schritt 54 wird die über dem Leuchtmittel abfallende Spannung erfasst, während der kleinste der LED-Ströme durch das Leuchtmittel fließt. Entsprechende Messpunkte sind im Ausgangskreis der Schaltungsanordnung 1 vorgesehen.

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Patentamt [0067] Bei Schritt 55 wird die Vorwärtsspannung des Leuchtmittels bestimmt. Dazu kann diejenige der mehreren möglichen Vorwärtsspannungen 31-33 als die Vorwärtsspannung des Leuchtmittels erkannt werden, die am nächsten bei der Spannung liegt, die bei Schritt 54 erfasst wurde. Es kann die größte der mehreren möglichen Vorwärtsspannungen 31-33, die noch kleiner als die bei Schritt 54 erfasste Spannung ist, als die Vorwärtsspannung des Leuchtmittels erkannt werden.

[0068] Bei Schritt 56 kann ermittelt werden, ob die Schaltungsanordnung umkonfiguriert werden soll, um einen anderen LED-Strom als Ausgangsstrom bereitzustellen. Dazu kann überprüft werden, ob die bei Schritt 55 erkannt Vorwärtsspannung dem kleinsten der möglichen LEDStröme zugeordnet ist, der bereits an das Leuchtmittel ausgegeben wird. Falls keine Änderung des LED-Stroms erforderlich ist, fährt das Verfahren bei Schritt 58 fort.

[0069] Falls ein anderer LED-Strom eingestellt werden soll, wird bei Schritt 57 ermittelt, welcher LED-Strom der Vorwärtsspannung zugeordnet ist, die bei Schritt 55 erkannt wurde.

[0070] Bei Schritt 58 wird das Leuchtmittel betrieben. Die Schaltungsanordnung 1 wird so gesteuert, dass der vorher bestimmte LED-Strom eingestellt wird, der der erkannten Vorwärtsspannung des Leuchtmittels zugeordnet ist. Der entsprechende andere Strom kann als Sollwert in einer Regelschleife verwendet werden, mit der der Ausgangsstrom der Schaltungsanordnung 1 geregelt wird. Parameter, die den Betrieb der Schaltungsanordnung 1 bestimmen, können abhängig davon gewählt werden, welcher LED-Strom bei Schritt 57 bestimmt wurde.

[0071] Der Sollwert für die Regelschleife und/oder die Parameter, die den Betrieb der Schaltungsanordnung bestimmen, können kennfeldbasiert ermittelt werden.

[0072] Der Sollwert für die Regelschleife und/oder die Parameter, die den Betrieb der Schaltungsanordnung bestimmen, können abhängig von der Vorwärtsspannung des Leuchtmittels aus einem nicht-flüchtigen Speicher ausgelesen werden.

[0073] Figur 8 ist eine Blockdarstellung einer Schaltungsanordnung nach einem Ausführungsbeispiel. Zur Einstellung eines von mehreren möglichen LED-Strömen als Ausgangsstrom ist ein Regler 63 vorgesehen.

[0074] Eine Funktion 61 ermittelt die über dem Leuchtmittel abfallende Spannung, wenn ein bekannter LED-Strom, beispielsweise der kleinste der unterschiedlichen LED-Ströme, ausgegeben wird. Diese Spannung gibt die Vorwärtsspannung des Leuchtmittels an.

[0075] Durch ein Kennfeld 62 kann bestimmt werden, welcher LED-Strom für diese Vorwärtsspannung vorgesehen ist. Der entsprechende LED-Strom l_LED kann dem Regler 63 als Sollwert zugeführt werden.

[0076] Ein Istwert des Ausgangsstroms, der mit einer Messkomponente 64 ermittelt wird, kann ebenfalls dem Regler 63 zugeführt werden. Der Regler 63 kann eine Abweichung des Istwerts von dem Sollwert I_Led bestimmen.

[0077] Der Regler kann ein Steuersignal S, das an einen Wandler 65 der Schaltungsanordnung ausgegeben wird, abhängig von der Abweichung des Istwerts von dem Sollwert I_Led erzeugen. Der Regler kann ein Schaltmittel 66 des Wandlers 65 getaktet Schalten, wobei beispielsweise ein Verhältnis von Ein-Zeit und Aus- Zeit des Schaltmittels 66 von der Abweichung des Istwerts von dem Sollwert I_LEd abhängt.

[0078] Die Funktionen der Blöcke 61-64 können von einer Steuereinrichtung 14 ausgeführt werden. Die Steuereinrichtung 14 kann als integrierte Schaltung ausgestaltet sein.

[0079] Während Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben wurden, können Abwandlungen bei weiteren Ausführungsbeispielen realisiert werden. Beispielsweise kann die Anzahl von möglichen LED-Strömen und diesen zugeordneten Vorwärtsspannungen verändert werden, um eine mehr oder weniger Klassen von Leuchtmitteln durch ein Betriebsgerät betreiben zu können. Verfahren und Vorrichtungen nach Ausführungsbeispielen können insbesondere bei einem LED-Konverter verwendet werden.

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Patentamt

Claims (12)

1. Ansprüche

   1. Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Leuchtmittels (2; 41-44), das wenigstens eine Leuchtdiode, LED, umfasst, wobei die Schaltungsanordnung (1; 60) eine Treiberschaltung (11-13; 65) aufweist, die zur Bereitstellung von wenigstens zwei unterschiedlichen LEDStrömen (38, 39) konfigurierbar ist, wobei die Schaltungsanordnung (1; 60) eingerichtet ist, um eine Vorwärtsspannung (31-33) des Leuchtmittels (2; 41-44) zu erkennen, und um die Treiberschaltung (11-13; 65) abhängig von der erkannten Vorwärtsspannung zu konfigurieren, um einen der erkannten Vorwärtsspannung (31-33) zugeordneten LEDStrom (38, 39) bereitzustellen.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, wobei die Schaltungsanordnung (1; 60) eingerichtet ist, um die Vorwärtsspannung (31-33) des Leuchtmittels (2; 41-44) mit wenigstens zwei vordefinierten Ausgangsspannungen der Treiberschaltung (11-13; 65) zu vergleichen, wobei jede der wenigstens zwei vordefinierten Ausgangsspannungen jeweils ein LED-Strom (38, 39) eindeutig zugeordnet ist.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Treiberschaltung (11-13; 65) eingerichtet ist, um nacheinander die wenigstens zwei unterschiedlichen LED-Ströme (38, 39) zu erzeugen, um die Vorwärtsspannung des Leuchtmittels (2; 41-44) zu erkennen und den der erkannten Vorwärtsspannung (31-33) zugeordneten LED-Strom (38, 39) bereitzustellen.
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, wobei die wenigstens zwei unterschiedlichen LED-Ströme einen ersten LED-Strom (38) und einen zweiten LED-Strom (39) umfassen, wobei eine Stromstärke des zweiten LEDStroms (39) größer als eine Stromstärke des ersten LED-Stroms (38) ist, wobei die Schaltungsanordnung (1; 60) eingerichtet ist, um den zweiten LED-Strom selektiv abhängig von einer Spannung zu erzeugen, die über dem Leuchtmittel (2) abfällt, wenn der erste LED-Strom (38) durch das Leuchtmittel (2) fließt.
5. 5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wenigstens zwei unterschiedlichen LED-Ströme einen ersten LED-Strom (38) mit einer Stromstärke von ungefähr 350 mA und einen zweiten LED-Strom (39) mit einer Stromstärke von ungefähr 700 mA umfassen.
6. 6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schaltungsanordnung (1; 60) eine integrierte Schaltung (14) umfasst, die eingerichtet ist, um die Vorwärtsspannung (31-33) des Leuchtmittels (2; 41-44) zu erkennen.
7. 7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Treiberschaltung (11-13; 65) so eingerichtet ist, dass sie nur zur Bereitstellung einer endlichen Anzahl unterschiedlicher LED-Ströme (38, 39) konfigurierbar ist.
8. 8. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schaltungsanordnung (1; 60) eingerichtet ist, um die Vorwärtsspannung des Leuchtmittels (2; 41-44) jeweils beim Starten der Schaltungsanordnung (1; 60) zu erkennen.
9. 9. Leuchtmittel, umfassend eine Mehrzahl von Leuchtdioden, LEDs, wobei das Leuchtmittel (2; 41-44) ausgelegt ist, um mit einem LED-Strom betrieben zu werden, wobei die Mehrzahl von LEDs derart verschaltet ist, dass das Leuchtmittel (2; 41-44) eine vordefinierte Vorwärtsspannung aufweist, die dem LED-Strom eindeutig zugeordnet ist.
10. 10. Leuchtmittel nach Anspruch 9, wobei das Leuchtmittel (2; 41-44) wenigstens eine LED-Strecke aufweist, wobei eine Anzahl von LED-Strecken und/oder eine Anzahl von LEDs pro LED-Strecke abhängig von dem LED-Strom so festgelegt ist, dass das Leuchtmittel (2; 41-44) die vordefinierte Vorwärtsspannung aufweist, die dem LED-Strom eindeutig zugeordnet ist.

    Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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    AT15810U1 2018-07-15 österreichisches

    Patentamt

    1/4 ⁾^^z

    FIG.2

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    2018-07-15 österreichisches AT 15 810 U1

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    FIG. 3

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11. 11 /12

    AT15810U1 2018-07-15 österreichisches

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    4/4

    65 63 62 61

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    Wandler / S Regler Led Kennfeld Uouf Messung I 66 'out^- Messung

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    FIG. 8
12. 12/12