AT514354A2 - Schaltungsanordnung und Verfahren zum Betreiben und Dimmen mindestens einer LED - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung (10) zum Betreiben und Dirnrnen mindestens einer LED umfassend einen Wandler (12) mit mindestens einem Wandlerschalter; eine Ansteuervorrichtung (14) für den mindestens einen Wandlerschalter, wobei die Ansteu­ ervorrichtung (14) eine Schnittstelle zum Koppeln mit einer Dimmvorrichtung (16) zur Zufiih­ rung eines Dimmwerts umfasst, wobei der Dimmwert mit einer Dirnrnung korreliert ist, wobei die Ansteuervorrichtung (14) ausgelegt ist, an ihrem Ausgang ein Hf-Signal mit einem vorgehba­ ren Tastverhältnis bereitzustellen; sowie einen mit dem Wandlerausgang gekoppelten Ausgang zum Koppeln mit der mindestens einen LED, wobei die Ansteuervorrichtung (14) ausgelegt ist, zumindest ab einem ersten vorgehbaren Dimmschwellwert bei zunehmender Dimmung das Hf­ Signal durch Überlagerung eines PWM-Signals derart zu modifizieren, dass in Korrelation mit dem zugefiihrten Dimmwert eine vorgehbare Anzahl von Perioden des Hf-Signals aus dem Hf­ Signal ausgeschnitten wird; und wobei die Ansteuervorrichtung (14) zur Einstellung von Dim­ mungen, die Dimmwerten entsprechen, die zwischen einem ersten und einem zweiten Dimm­ wert liegen, die sich durch mindestens eine Periode des Hf-Signals voneinander unterscheiden, ausgelegt ist, das Tastverhältnis des Hf-Signals während mindestens einer vorgehbaren Periode des Hf-Signals zu reduzieren. Die Erfindung betrifft überdies ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben und Dimmen mindestens einer LED.

Description

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Technisches Gebiet

Dis vorliegende Erfindung betri.fi). «De Schahungsanordnnng zum Betreiben und Dimmen mindestens einer LED· umfassend einen Eingang mit einem ersten und einem zweiten. Ein-' gangsansohluss zum Doppeln mit einer Versorgungsgleiehspannuog, einen Wandler mit mindestens einem Wanblerschaller, wobei der Wandler eingangsamtig mit dem Eingang gekoppelt ist, eine Ansieuervorriohtang iilr den mindestens einen Warrälersehalter, wobei die An-Steuervorrichtung eine Schnittstelle zam Doppeln mit einer Dimmvorriehtung zur Zuführung eines Dimm Werts -umfasst, wobei der Daum wen mit der Dimmong korreliert ist, wobei die Ansieuervomentung weiterbin aosgefegt ist, an ihrem. Ansgang sin BDSignai mit einem: von· gehbaren Tastvsrblltms bereiizasiellen sowie einen Ausgang mit einem ersten und einem zweiten AosgtmgsanscMuss zum Doppeln mit der mindestens einen LED, wobei der Ausgang mit dem Ausgang des Wandlers gekoppelt Ist, wobei die Ansteoetvomchtong ausgeiegt ist, zumindest ab einem ersten vergeben reo Dimmschwellweri bei zunehmender Dimmeng, das HfiSigual dmeh Überlagerung eines PWM-Signals derart au umdlnzieren, dass in Korrelation, mit dem angeführten Di mm wert. eine vorgebbare Anzahl von Perioden des HESignals aus dem HDSigoal ausgeschnitten wird. Sie behliit überdies ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben and Dimmen mindestens einer LED.

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifh insbesondere das Betreiben and Dimmen von Lichtquellen, die eine Vielzahl von LEDs umfassen; sie lässt sieh jedoch auch zum Betreiben und Dimmen einzelner LEDs verwenden. Bel Lichtquellen. die mehrere LEDs um fasse w kann beim Dimmen die Lichtfarbe ued/oder die Helligkeit der einzelnen LEDs, bedingt durch Streuung der einzelnen LED-Parazneter (FertigangssireuuugV insbesondere aufgrund der Streuung der einzelnen nichtlinearen LBD-Dennlinlen, stark unterschiedlich sein. Bei Strömen, die einen Bruchteil des Nennstroma betragen, ist daher das Verhalten der meisten LEDs nicht genau spezifiziert. 2/17

Die im Allgemeinen zur Ansteuorung von LEDs verwendeten Scbaliwanbier» wie z. B. in der Schrift US 2OO6/O033484A1 oücnban» werden daher mit einem hoehimqumüen PWM~Signal angesteuert» wobei rem Dimmen das Tasiverhahnis dieses HftSignals reduziert wird..

In der Schrift US 2O0S/O224629A! wird, das boehfteqnerrte PWM--Sigu.al eines Schaltwaran fers im Aas-Zustand eines angesebfessenen Phasen- Ab- oder “Anschnittdimmers in einem Modus betreiben» der Sen wh mengen zwischen Sc hak wandte? und Dimmer dämpft.

In der Schrift US 2012/0019160Α1 wird mit Hufe eines Längsreglew die Amplitude eines niederwequenien FWM Stroms abhängig vom. Dotw-Cycle des entsprechenden mederftequen·· ten PWM-Signals eingestellt.

Bei allen oben erwähnten Dinmt-Veriabreu. ans dem Stand der Technik darf der während der Du-·Zehen an die LEDs bereitgestelite Strom ein vorgehbares Minimem nicht iwterschreitem da sich sonst die oben bereits erwähnten negativen Effekte zeigen würden» üblicherweise wird dieses Minimum bei ca.. 30 % des Nennstroms angenommen. Um unter diesem vergeh-baren Dimmsehwellwert liegende Dimmwerte zu erreichen; wird im Stand der Technik dem HhSigaah das einem Strom durch die LEDs von ca. 30 % des Nennstroms entspricht, .»gega-tedri das ho dH es wird ein niederwequentes PWM-Sig-aa! überlagert sodass das HDSlgnai nur nahte ml bestimmter Zeiten an den Ausgang der Anmeuervorriehtung weitergegeben, wird.» den Rest der Zeit nicht (sogenanntes FWMdfemmen)..

Aach weite das niederfrequente FWM.“Dimmen, bereits auf der Basis des Nennstroms vorge-nommen werden Damm, wird dies in der Praxis aufgrund der dabei anftretenden (Dünsche (Drossel) nicht realisiert»

Fig. 1 zeigt in diesem Zusammenhang den. zeitlichen Verlauf des von der Ansteuervorriebiung an. den Waerilewcbalier bereitgestellten Ansieuewignals AS für zwei, onterscbiedlicne Dimmwerte. Diesem Hit Signal, das eine Periode TI anlwelst sowie eine Lnr-Zeh ρ.η· und eine OfUZeit Ufn, ist ein niederfrequentes PWM·Signal überlagert; mit dem das HDSlgnai quasi „gegawD wird. In der scheotati sehen Darstellung von Fig. I weist das P WM ••Signal vor dem DtmmseMit die OwZeit t0“2 sowie die Off-Zeit Dm auf und eine Periodendaner T2 Nach dem Dimmschrat ist die Periodendauer unverändert; das heißt TS T2» allerdings hat sich die On-Zelt t.... » gegenüber um eine Periode Ti des Hf-Signals verringert; Er« hat sich gegen· 3/17 üb«· «η;? entsprechend w; groben., In lüg. I ist weiterhin eingetragen der sieh hi den beiden Fähen ergebende Ansgangsstrom Mo bzw. des Wandlers.

Das HfeSignal beträgt beispielsweise zwischen 60 kHz und ISO kHz. während das PWM-Signal beispielsweise zwischen 100 Hz nnd 1000 Hz behagen kann. Aufgrund dieses Fre-quenzvethälirhsses ist es offensichtlich. dass nur diskmie Dimmsehrhte eingestellt werden können, das heißt es kenn nur eine ganze Periode 11 des HfeSlgnals von einem Dinanwert zum näehsbhedngeren Dimmwerl abgeseMitten werden. Aufgrund y® Toleranzen, seien sie bedingt euren Schwankungen der Tenrperatur oder der Versorgungsspsnnnng, ist es in der Praxis nicht rnögiieht so za. legen, dass es an einer gewünschten Steile innerhalb u:,, zu liegen kommt, um dadurch. eine feinere Auflösung beim Dimmen za erhalten. Durch die dar· gestellte Vergebensweise werden beim Vc> andern der Dimmstellung immer ganze Perioden des HDSignals abgesehtuifen.

Solange die Dimmsieilung noch nicht sehr niedrige Dirtimwcrte repräsentiert, wirkt sieh dies kann· sichtbar ans. Sind beispielsweise in t;s-a 500 Perioden TI enthalten, dann kamt durch Wegschnelden einer Periode des HASiguals eine recht kleiner Dimmschrhi erzieh werden, das heilii feo weial 409 Perioden des Hh-Signals auf. Bet niedrigen Dnnmwerien fohrt jedoch das Ahsohneiden einer Periode des Hb Signals zu prozentual groben Sprüngen in dem von den LEDs abgegebenen Lieht.. Sind beispielsweise nur noch 1.0 BAPetioden Ti verbanden und wird eine weggesebnitiew entspricht dies einem Spreng von 10 %.

Diese Sprünge sind im Ausgangsstrom sichtbar and können störend wirken. Eine feinere Auflösung bei niedrigen Di mm werten ist nicht möglich. Weiterhin, kamt sieh aufgrund von Temperatur- oder Spannungsändernngen irn System die Frequenz des Hi-Sigmils ändern (geregeltes System). Das P WM-Signal zürn Dimmen passt sich aeigrimd einer davon getrennten Erzeugung nicht an. Fällt durch diese Schwankungen eine Periode des HDSignals fortlaufend weg und kommt wieder dazu. {örcnzseltwingungT kann sich ein unerwünschtes Flackern ergeben. 4/17 PäFsiÄBg der Eränötmg

Die Aufgabe der vorliegendes Erfindung besteis deshalb darin, eise eingangs· genässte Schab tnngss.üordnun.g uzte. ein. eingangs genanntes Verfahren derart weiierzubilden, dass auch bei niedrigen Dmimstehungen eine Verbesserung des Dimm Verhaltens ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird gelost durch eine Schal tun gsanordnung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 9,

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass sieb die oben gensamte Aufgabe optimal dadurch lösen lässt, dass das bekannte FWM-Dimmen geschickt mit einer angepassten Form des Analogdimmens verknapp wird. Denwotsprechend ist die AnsteuervöMcitnmg ausgelegt, nur 'Einstellung von Dimmungen, die Dimmwerien entsprechen, die zwischen einem ersten und einem zweiten Dimmsvert liegen, die sieh durch mindestens eine Periode des HDSignals voneinander unterscheiden, das Tastverbältnia des HDSIgnals während mindestens einer vorgebbaren Periode des HPSignals an reduzieren.

Demnach wird bei. zunehmender Dimmung nicht schlagartig eine Periode des HPSignals weggesehniden, sondern das Tasiverbältnis des HPSignals in mindestens einer Periode des HPSigmbs, bevorzugt in einer vorgebbaren Anzahl von Perioden des Do Signals „geiadedV Während dieser mindestens einen Periode des HPSignals wird vom. Wandler ein geringerer Strom an die mindestens eine LBD ansgegeben als wahrend der übrigen Ön-Zeit des PWM-Signais, Damit iaht sieb auch bei niedrigen Dimmsteilnngen eine hohe Auflösung erzielen, bei der Sprünge in dem an die mindestens eine LED bereitgestellten Ausgangsstrom zuverlässig vermieden, werden können..

Dadurch, dass während dem überwiegenden Anteil der Ön-Zeit des P WM-Signais ein Strom an die LEDs bereitgestellt ward, der steherstellt, dass es zu keinen Schwankungen in der Lientnu'be und/oder der Helligkeit der einzelnen LEDs kommt, können die Vorteile des PWM-Dirnmens, siehe oben, in das erfinöengsgemäbe Verfahren bzw. bei der ertlodungsge-mähen Schaitungsanorönung übernommen werden,

Zusammenlassend kann damit testgesteilt werden, dass öa.s Dimmen durch Redaktion des Tastverhälinisses des HPSignals während mindestens einer, bevorzugt mehrerer vorgebbarer 5/17

Perioden des Hf-Slgnals nick zu Hekigkeitssehwaikungen .fuhrt-, da die Anzahl dieser vorgebaren Perioden verglichen mit der restlichen Öü-Zeit des P WM-Signals relativ kure ist, wo-hingegen Nachteile wie Flackern durch. Schwankungen ins System (Teuvpeminr/Spannung, etcp oder sichtbare Sprünge in dem von der mindestens einen LED· abgegebenen Liebt bei. eitler Änderung des DImmweris zuverlässig vermieden werden, können.

Bei einer bevor engem Aushknmgsferm ist die Aosteuorvomchiong ausgeiegt, beim Rednxie-ren des Tastverhälmisses während der mindestens einen vorgebbaren Periode des Hb-Signais die Frequenz des BBSignari eben lab s zu modlriztemn, insbesondere zu reduzieren oder an erbeben, wobei das Integral der On-Zeiien über die mindestens eine vergebbare Periode des BBSignari Meinet' Ist als das Integral der On-Zeiten übet die mindestens eine vorgebbaro beende des BBSignals vor der Lied Ui km ton Durch eine Erhebung der Frequenz können die Rippte in. dem an die mindestens eine LED bewitgesteilten Ausgangsstrom reduziert werden. Dadurch lasst sieb überdies eine Reduktion der elektromagnetischen Verzerrungen erzielen. Eine Reduktion der Frequenz des H1' Signals bietet hingegen den Vorteil, dass die Furiere den des Hf-Signals größer sind als bei erhöhter oder unveränderter Frequenz, wodurch der mindestens eine Wandlersehaher nicht so sehnell in. den rein linearen Betrieb übergeht.

Alternativ kann die An Steuervorrichtung ausgeiegt sein, beim Reduzieren des Tastverhdltnis-ses wahrend der mindestens einet; Periode wahrend mindestens einer Periode des HBSIgnari die Frequenz des HbSigmhs nick zu verändern. Auf diese Weise ändert sich der an. die mindestens eine LED hereltgestellte Strom proportional zur Impuribreite und ist damit besonders einfach vorhersagbar.

Zur Vermeidung von Geräuschen, insbesondere durch eine Drossel des Wandlers, kann die Anstcnervorrkhtnng ausgeiegt sein, zur Einstellung von Dinuntmgen zwischen einem. Dlmmwert, der Ämter Dmtmong entspricht, und dem ersten vorgebbaren DknmschweHwert bei. zunehmender Dimmung das Tastverhältks des FiBSlgnais zunehmend zn reduzieren, (Zur Klarstehang: Dies betrüb: den Fall bevor eine Reduktion des 'Tastverhältnisses während aus-gewählter Perioden des BBSignals zur Realisierung einer besonders feinen Auflösung der Dimmung bei niedrigen Dlmmwerten vorgenommen wird,) Wie erwähnt, wird dies bevorzugt maximal bis zu einem Tastverhäkhs vorgenommen, bei dem der an die mindestens eine LED bereligesteilie Ausgangsstrom ea, 30 % des Nennern ans beträgt. Würde man das Tastverhäit- 6/17 nis weiter reduzieren, würden sich Schwankungen der Lichiikrbe nnd/oder der Heiligkeit ergeben.

Wie bereits erwähnt, wird etftndungsgemäB das Tasiverkaftnis des HftSignals während vor·· gebbarer Ferindert des liftblgnals reduziert, wobei in vorteilhafter Welse die vorgebbaren Perioden des HftSignals zwischen 0,2 % und 10 %, bevorzugt 1 %, einer Periode des PWM-Signals entsprechen, Da demnach die Reduktion des Tastverhältnisses mm wahrend eines kleinen Anteils einer Periode des PW Po biguab. vorgenommen wird, können dadurch Schwankungen der Heiligkeit trnd/oder der Farbe in dem von der mindestens einen LED abgegebenen Liebt zuverlässig vermieden werden.

Die mindestens eine vorgebbare Periode des IlftSlgnais, nährend der das T'astvsrhältnis reduziert wird, hegt vorteilhaft am Ende der Ow-Zeii des PWM-Signals, Sie kann jedoch prinzipiell an einer beliebigen Siehe bzsv: Steilen innerhalb der On-Zelt des P WM »Signals liegen.

Die Frequenz des PlftSignals beträgt bevorzugt zwischen 60 und 150 kHz, während die Frequenz des P WjVl.-Signals bevorzugt zwischen 100 Hz nnd 20 kHz, insbesondere 400 Hz, beträgt.

Weitere vorteilhafte Ansftfttnmgsftwmen ergeben sich aus den Dntnraaenruchen.

Die mit Bezug auf die erftndungsgemäße Schaltwtgsänoninnng vorgestellten bevorzttgten Ausnthrangsibrmen.und deren. Vorteile gelten entsprechend, soweit anwendbar, Ihr das eriln-dungsgemälle Yerthbren.

Kurze Besebreibnag der Eeiehsroog(en)

Im Naohfoigendeu wird mmmebr ein Aosftötrangsbelspiel der vorliegenden Et ibxiung unter

Bezugnahme auf die be; ge lugten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen: 1- lg. 1 den zeitlichen Verlauf des Ansteuer Signals AS iur den Wsnälerschalier dir zwei untersehiedliehe Dimm werte, die sich durch eine Periode des HftSignals voneinander tmtersehelden, beim so genannte?: PWM-Dlmmen gemäB dem Stand der Technik: 7/17

Fig. 2 in schematischer Darst.dl.img ein Biocksehakhiid einer erEndungsgcmäikn Schall· tungsunorämmg: und

Pig, 3 den zeitlichen Verlauf des an den Wandlerschaiier bewiigeAeliten AnsieuersignaJs AS zur Einstellung unterschiedlicher Dhnmwerte gemäß dem erEwiangsgemäßen Verfahren,

BcYomngte Aus.fltlmmg der Erfindung

Die mit Beeng auf Fig, 1 eingehlhAen Bezugszeichen werden in den nachfolgenden Ansßlh-rangen weiter verwendet, sofern sie gleiche and gleich wirkende Elemente bzw Signale betreffen.

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung ein AusEdirungsbeisptel einet erfindungsgemäßen Schal tungsanofon wag IC?. Diese umfasst einen Eingang mit einem ersten und einem zweiten Eingangsansehlnss El, E2, zwischen denen eine Versorgungsgleichspannung liE angelegt werden kann. Diese kann beispielsweise unter Verwendung eins öleichtlehfers ans einer Netzweehselspannang gewesenen werden.. Der Eingang HE E2 Ist mit dem Eingang eines Wandlers 12 gekoppelt, der mindestens einen schematisch dargesleiiten Wandfersehofen· umfasst

Der Ausgang des Wandlers 12 steht den .Ausgang der Schal iongsatwrdnung 10 dar und um-fessl einen ersten tmd einen zweiten Ausgangsanschluss Al, A2. Zwischen diese Ausgangs·· anschislsse Ai, A2 ist die Serienschaltung einer Vielzahl von LEDs gekoppelt. Selbstverständlich körnten auch eine Vielzahl derartiger Serienschaltungen parallel geschaltet sein. Der Wandler 12 umfasst mindestens einen bereits erwähnten W and I erschallen dessen Steaereleki-rode mit einer Anstoaervomchmng 14 gekoppelt ist, die an ihrem Ausgang ein Signal AS an die Steuewiektrode des mindestens einen Wsudterschaiiem bereitstellt. Die An Steuervorrichtung 14 ist mit einer DimmVorrichtung 16 zur Zuführung eines Dimmweris gekoppelt, wobei der Dimmwert mit der Dimmung korreliert ist. Der Wandler 12 stellt an seinem Ausgang einen HP-Sirom I0,,5 mit einem, vorgebbaren Tastverhälinis bereit, Die AnsCeuervorriehtung 14 ist ausgelegt, zumindest bei einem ersten vorgebbaren DimmschwellweA bei zunehmender Dimmung das HC-Signal durch Überlagerung eines PWM~Signals derart zn modifizieren, dass 8/17 in Korrelation mit. dem zugeiobrten Dimmweri eine vorgebbare Anzahl von Perioden des HK Signals aus dem KE Signal ausgeschnitten wird.

Wie mit Bezug auf Fig, 3 noch deutlicher dargextehi wenden wird, ist die Anawuermrricbümg 1.4 nur Einstellung von Dimmungen, die Diwooverten entsprechen, die zwischen einem ersten und einem zweiten Dimmwert liegen, die sieb durch mindestens eine Periode des HKSignais voneinander unterscheiden, aasgelegt das Tastvsrhälinis des Hb Sigmas wahrend mindestens einer Periode des HKSignais, bevorzug während, mehrerer yergehbarer Perioden des HK Signals zu reduzieren.

Bei dem in Fig, 3 dargesteilten AnsEihrangsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind jeweils drei Perioden des HKSignais ms einer so genannten ..dehscheibe'" zusannnengeiasst. Wie rar den Fachmann oirenslehüinh, kann eine Zeitseheibe auch nur eine Periode des HKSignais oder mehrere Perioden nee Hf Aignais an nassen.

Fig. 3a) zeigt den zeitlichen Verlauf des An Steuersignals AS sowie des Ausgangsstroms I0ii; bei einem Dimmweri von 30 Pli, Die kleinste Zeiteinheit um die das PW34-Signal verkürzt oder verlängert werden kann, entspricht einer Zeiischelbe. Wie Fig. 3a) zu entnehmen Hk benag;, das Tasiverhällnis etwa 30 Pf und ist identisch ln allen daxgesteliten Zeitscheiben 1 bis 5 während der On-Zeit des P WMAignals.

Wurde man mm nach dem. Stand net Technik weiter dlmmen. so würde man die On-Xeli des PWM-Signals um eine Einheit, das beißt eine Zeit scheibe, verkürzen, wie dies in Fig. 3f) dax-gestellt ist. Dabei würde sich allerdings bereits ein Dimmweri von 25 % ergehen. Der Übergang des von der mindestens einen LED abgegebenen Lichts bei Ansteuertmg mit einem. Strom Icsssi gemäß Fig. 3a.) zu einer Ansteuertmg gemäß Fig. 3t) würde von einem Benutzer durch einen denk leben Sprung In der Heiligkeit ond/oder der Farbe des von der mindestens ehren LED abgegebenen Lichts registriert werden,

ErhnänngsgemäB hingegen, siche Fig. 3b), wird in einer Zeitscheibe, vorliegend in der Zeh·· sebeibe 5 am Ende der OwZeit des PWlVb-Signals, das Tasiverhäknis des HKSignais reduziert, beispielsweise um weitere 20 Pf. Das resultierende TaAverhältnis beträgt daher 30 % - 6 % 24 Pt. Die Frequenz des FWM-Signals beträgt bei der Darstellung von. Fig, 3 400 Hz, während die Frequenz des HKSignais beträgt zwischen 60 und 150 kHz. Da. das letzigenaunte 9/17

Signal aus einem 48 MHz-Takt erzeugt wird, ist eine wie in Fig. 3bj dargestelhe Reduktion des lAstverbälloisses des I IDDgnais um 20 % völlig problemlos möglich, Feie ans dein Yen-lauf des Stroms j,...s au erkennen ist, sinkt dieser während der Zeitsebelbe 5 leicht ab, wodurch die gewtmsehte Dirnmnng erzielt wird.

Die Darstellung von Fig. 3e) unterscheidet sieh gegenüber der Darstellung von Fig. 3b| da-durch, dass in der Zeitscheibe 5 das T&stverhälmis des HF Signals um weitere 20 öd red uziert wurde und nunmehr 18 % beträgt. Wie aus dem Verlauf des Stroms l«si an ersehen ist, DIR dieser während der Zeitscheibe 5 weiter ab. Der Dhntnwert bei der Darstellung von Fig, 3e) beträgt etwa 28 %.

Zur Einstellung eines Dimmweris von 27 % wird gemäß Fig, 3d) das Taslverhllinls des HD Signals während der Zeitsebelbe 5 wo wehere 20 % reduziert. Der Ansgaagsshom l0:;, iaht werter ab. Das Tastverhältuis des HDSignais während der Zeitsehsihe 5beträgt 12 %.

SchheBboh wird au· Einstellung eines Dimmweris von 26 36, siehe Fig, 3e), das Tastverhältnis des HDSignais während der Zeitseheibe 5 auf 6 % reduziert, wodurch, der Ausgangsstrom. 13-,:;: während de? Zeifsckcibe S noch weiter abiäili, Aue bereits erwähnt, wird am Einstellung eines Dimmweris von 2$ % die OmZeii des PWM-Signais um die Dauer einer Zeitscheibe verkürzt, siehe Fig, 31).

Bei dem. in Fig. 3 dsrgesieüien Ausiunrungsbeisplei wurde die Frequenz, des HDSignais in der Zeitscheibe, in der das Tastverhältms weiter reduziert wurde, vorliegend die Zeitsebelbe $, unverändert be; bebaken Wie weiter unten, noch näher erläutert wird, kann diese jedoch beispielsweise itn Hinblick, auf den verwendeten Wandler, sowohl erniedrigt als auch erhöh; werden, solange das Integral der On-Zeiten über die Perioden des HDSignais der jeweiligen. Zeitsebelbe kleiner Ist als das Integral der entsprechenden On-Zeiten vor der Modinkation. Auch eine reine Verkürzung der HDEinschaitzelt, die normalerweise eine Erhöhung der HD Frequenz nach sich zieht, fuhr; zu dem gewünschten Ergebnis.

Eine Erhöhung der Frequenz des HDSignais während der vorgebbaten Perioden kommt beispielsweise in Betracht hei einem Buckwandler im 1 kansition Mode mit aktivem Retrlgger, 10/17

Als Wtatdier kommen Io Betracht alle Arten von Treibern, die in der Lago sind PW TL Dimmen drirdizuruhreu. Damit wird in der Auslog-DimnuBg-Zcitsekeibe, bei dem Beispiel von Pie. 3 ist dies die Zebscheibe 5, je nach Topologie unterschiedlich veribhrem Bei einer beEetzenden Endstufe wird entweder das Tastvethältnis proportional nur gcwünscliien Dimrnstellung (feine Amidsong; bei gfelchbfeibeoder Lreqoonz verringert (wie geneigt) oder die llilnschalizeit entsprechend verringert and eine Prequenzändernng zugelassen, beispielsweise vor Vermeid eng übergroßer Rippie im. Ansgangssirotn Wird als Wandler eine Halbbrücke mit einem Transformator verwenden beispielsweise LLC. wird die Frequenz des I lLSlg;uns enter Beibehaltung des Duty Cycies geändert oder der Dein Cyclo bei gleiehblvi-bender Ereqoenz geändert. Auch eine gleichzeitige Änderung der Frequenz des HBSignais und des Duty Cycies ist unter Einhaltung der ober; genannter; JTandbedingnng (Integral) möglich. Entsprechendes gilt für einen so genannten Fiyback-Wand len

Geüirnmt wird erBndnngsgemäß also nicht mein durch ciufeeh.es .foatingA sondern durch. „Ausladen^ des HBSignais am rinde des nfederBecgientcn PWVLSignais.. Pig. 3 zeigt als Beispiel den zeitlichen Verlauf des Ansteuersignals AS, das für einer; TieBetzsteller als Wandler geeignet wäre.

Obwohl in Pig.. 3 zur besseren Verdeutlichung eine Verringerung in 20 3C Schritten vorgenommen wurde, kommen selbstverständlich unter Berücksichtigung der Auflösung des HG Signals auch deutlich kleinere prozentuale Änderungen in Betracht.

Sind die Zen scheiben. In denen das Tastvethäitrsis weiter reduziert wird, klein genug, besteht keine Gefehr. den Wandler zu überlasten. Im Warst Ca.se wäre der Schalttmnsisior zwar ihr einige Takte im Linear betrieb, wobei auch dies verhindert werden kann durch eine Begrenzung der HGEmsehahzeii nach unten oder eine Verringerung der Frequenz des HBSignais während der Zcitsolteibe, 11/17

Claims (8)

1. knaprikshe 1 < Schalnmgsanordnung (10) zum Betreiben und Dimmen mindestens einer LED umiss" send: - eisen Eingang mir einem ersten (El) und einem zweiten Bingangsansehinss (E2) zum Kuppeln mit einer Vefsorgungsglelehspanmmg (IE); • einen Wandler (12) mit mindestens einem Wandlerschafter, wobei der Wandler ( 12} eingangsseitig mit dem Eingang gekoppelt ist; " eine AnstenemnAchtong {14) ihr den mindestens einen Wandl erschallen wobei die Änsteneworrielmmg (14) eine Schnittstelle man Koppeln mit einer Dimmvorriehiung (16) zur Zuführung eines Di mm wen:: um lasst, wobei der Ptmmwert mit einer Dero meng korreliert ist, reo bei die Ansteuervorhchtung weiterhin ausgelegt ist, an ihrem Ausgang ein Ho Signa: mit ei eens vorgebbarcu Tastverhaltais bereitzastelkn; sowie · einen Ausgang mit einem ersten (AI) und einem zweiten Ausgangsanschluss (Λ2) zum Koppeln mit der mindestens einen LED, wobei der Ansgang mit dorn Ansgang des Wandlers (12) gekoppelt Ist - wobei die Ansteuervorricntung (14) ausgelegt ist, zumindest ab einem ersten vorgebba-rc« Dimmsehweliwert bei zueehinender Dimmmtg das HDSignal durch IJberlagenmg eines F WM-Signals demn zu moditzleren,, dass in Korrelation mit dem zu ge ruhten Ditnrnweri eine vorgebbam Anzahl, von Perioden des HASignais aus dem HESigna! ausgeschnitten wird; dadurch gekennzeichnet, dass die Ansieuervorrtehtung (14) zur Einstellung von Dimmnngen, die Dimmwerten entsprechen, die zwischen einem erste?: und einem zweiten Dirnmwert liegen, die sich, dnreh mindestens eine Periode des HASignais YonewanUer unterscheiden, ansgelegt ist,, das Tasrverhalinis des HBSIgnals während mindestens einer vorgebbaren Periode des HA Signals zu reduzieren,
2. 2. Scbaitongsanordnung (10) nach Anspruch L dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuenminiehtang (14) ansgelegt ist, beim. Reduzieren des TasWerhättnisses die Frequenz des HASignais ebenfalls zu modifizieren, insbesondere zu reduzieren oder zu eo- 12/17 hohe«, wobei das: integral der ömZeiten über die mindestens eine vorgebbare Periode des HESignals kleiner ist als das Integral der On-ZeUen über die mindestens eine vorgebbare Periode des HwSigüsds vor der Modifikation.
3. 3. Schsiteogsanordntmg (10) nach Anspruch L dadurch gekennzeichnet, dass die Ansleuervoniditung (14) ansgekgt ist beim kedowewo des Tastverimiinisses die Frequenz des HESignals nicht au. verändern
4. 4. Schaltungsanordnung (Iö) nach einem der vorhergehenden Anspräehe, dadoreh gekerawekbnek dass die Amsteuervomebinng (14) aasgelegt ist, rar Einstellung von Dimmnngen mischen einem Dimmwerb der keiner Dirnnrnng entspricht, and den:· ersten vo; gehbaren Dimtnsclnvehwert bei zunehmender Dinnnang das Tastverhaltms des HASignals zonch-;neni na reduzieren. Schal umgaanordnang (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anstenervnrrichiung (14) ausgelegt ist, das Tssiveriiälinis des Hobignals warnend vorgebbarer Perioden des HASigaais za reduzieren, wobei die vorgebbaren Perioden des HESignals zwischen 0,2% und KE4 bevorzugt1%, einer Periode des PWAbSignak enb sprechen,
5. 6, Schaitnngsanooinang i 10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadrneb gekennzeichnet, dass die mindestens eine vorgebbare Periode des Hb Signals am Ende der Om Zeh des PwM-Signals angeordnet sind,
6. 7, Sehaltnngsanordnang (10) nach, einem der vorhergehender; Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die ikeqnanz des HASignals zwischen 60 and 1 SC) kHz beträgt. 13/17
7. 8. Sdisdiüogsarmtdnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz des PWEE Signals zwischen 100 Hs und 20 kHz. bevorzugt 400 Ha, betrag: .
8. 9. Verfahren zum Betreiben und Dimmen, mindestens einer LED an einer SvhahungsanouE nnng HE) unpassend einen Eingang mit einem, ersten (El) und einem zweiten Elngangsan-schloss (E2) sinn Doppeln mit einer Yersorgirngsgleiehspannung (Ua): einen Wandler (12) mit mindestens einem Wandbrschslter, wobei der Wandler (12) eingangsseitig mit dem Eingang gekngneli Ist; eine Ansieoervnrrichtnng (14) für den mindestens einen Wandlern schalten wobei die Ansteuervordchnmg (14) eine Schnittstelle zam Koppein mit einet Dimuworrichoutg (16) zur Aiuhbomg eines Dimmwerts unnhssl, wobei der DImmwert mit einer Dinsmnng korreliert ist, wobei die AnAenervorrkntnng ansgelegt Ist, an ihr ent Ansgang ein 1 fESignaf mit einem vorgehbaren Tastverhältnis beaehzasteiien; sowie einen Ansgang mit einem ersten (AI ) und einem zweiten Aasgangsanseidoss (A2) zmn Koppein mit der mindestens einen LED, wobei, der Ansgang mb dem. Ausgang des Wandlers (i 2.1 gekoppelt ist; wobei zwwndest ab einem ersten vorgebnaren Dmmisehweihvert bei zunehmender ßimmong das H(·Signal dttreh Überlagerung eines PWM-Signais derart modifiziert wird, dass in Korrelation mit dem. zugePikrten Dimmwert eine eofgebbare Anzahl von Perioden, des HESignals ans dem HESigoa! ansgesebnäten wird; gekennzeichnet durch tobenden weiteren Schritt: zur Einntelhmg von Dbmnungen, die Dinrmwenen entsprechen, die zwischen einem ersten und einem zweiten Dimmwert liegen, die sieb durch mindestens eine Periode dos HE Signals voneinander unterscheiden, wird das Tastverhältnis des HESignals wahrend mindestens einer vorgehhanen Periode des HESignals reduziert. 14/17