DE10033379A1 - Stromversorgungseinrichtung zum Betrieb von Leuchtdioden - Google Patents

Abstract

Eine Stromversorgungsschaltung für zu Beleuchtungszwecken einzusetzende LED weist einen HF-Wechselrichter, einen HF-Transformator und einen HF-Gleichrichter auf, um die Netzwechselspannung potentialfrei auf eine zum Betrieb der LED geeignete (kleinere) Spannung umzusetzen. Wenigstens eine nachgeschaltete Stromquelle dient dann der Ansteuerung der LED oder einer LED-Kette. An den HF-Wechselrichter können mehrere Stromquellen und LED-Ketten parallel angeschlossen werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromversor­ gungsschaltung und Vorschaltgerät zum Betrieb von Leucht­ dioden (LED) an einem Versorgungsnetz.

Lichtemittierende Dioden, meist als Leuchtdioden oder kurz LED bezeichnet, wurden als lichtemittierende Halbleiterbauteile bislang hauptsächlich als optische Anzeigeelemente in der Elektronik oder zur optischen Da­ tenübertragung verwendet. Durch ihrer niedrigen Versor­ gungsspannung von einigen Volt und ihrer niedrige Strom­ aufnahme sind sie für derartige Anwendungen gut geeignet. Aufgrund ihrer Betriebseigenschaften können sie jedoch auch im Beleuchtungssektor Anwendung finden, und zwar insbesondere zum Ersatz von Glühlampen geringerer Leis­ tung, insbesondere wenn mehrere LED miteinander kombi­ niert werden. Gegenüber diesen herkömmlichen Glühlampen zeichnen sich LED in der Regel durch einen höheren Wir­ kungsgrad, d. h. höhere Lichtausbeute, längere Lebensdauer und weitgehenden Unempfindlichkeit gegen Erschütterungen und Vibrationen aus. Außerdem ist die Lichtabgabe prak­ tisch über deren gesamte Lebensdauer konstant.

LED haben eine nichtlineare Kennlinie. In Betriebs­ bereich liegt ein sehr geringer dynamischer Widerstand vor. Der Spannungsabfall über der LED ist für eine LED weitgehend konstant, schwankt aber je nach Farbe und Typ zwischen 1,5 Volt und 5 Volt. Der direkte Betrieb einer LED an einer Spannungsquelle ist wegen des geringen dyna­ mischen Widerstands der LED nicht möglich. Bei niedrigen Versorgungsspannungen erfolgt die Stromversorgung der LED deshalb über Vorwiderstände, an denen die Differenz zwi­ schen der Versorgungsspannung und der an der Diode ans­ tehenden Spannung abfällt. Die an dem Widerstand abfal­ lende Spannungsdifferenz hat eine gewisse Verlustleistung an dem Widerstand zur Folge. Diese Schaltungsart ist je­ doch durch den großen Spannungsunterschied zwischen der Diodenspannung und der Versorgungsspannung beim Anschluss von LED an Versorgungsnetze, bspw. 220 Volt Wechselstrom oder 110 Volt Gleichstrom nicht sinnvoll. Die über dem Vorwiderstand abfallende große Spannungsdifferenz von über 100 Volt hat eine zu große Verlustleistung zur Fol­ ge.

Sollen LED als Leuchtmittel zu Beleuchtungszwecken eingesetzt werden, ist es anzustreben, dass etwaige Vor­ schaltgeräte für mehrere vorhandene Leuchtdiodentypen einsetzbar sind, um die erforderliche Typenvielfalt bei Vorschaltgeräten auf ein notwendiges Maß zu begrenzen.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine für das Betriebsverhalten von LED für den Einsatz zu Be­ leuchtungszwecken geeignete Schaltung bzw. ein entspre­ chendes Vorschaltgerät zu schaffen.

Diese Aufgabe wird mit der erfindungsgemäßen Versor­ gungsschaltung nach Anspruch 1 bzw. einem entsprechenden Vorschaltgerät gelöst.

Die erfindungsgemäße Schaltung enthält einen HF- Wechselrichter zur Umsetzung der dem Netz entnommenen Spannung auf ein Spannungsniveau, das vorzugsweise nicht wesentlich größer ist als die Summe der Flussspannungen von anzuschließenden, ggfs. miteinander in Reihe geschal­ teten LED. Sind bspw. maximal 10 rote LED (Flussspannung jeweils 1,5 V) anzuschließen, wird die Ausgangsspannung des HF-Wechselrichters auf wenig mehr als 15 V einge­ stellt. Die konkrete Festlegung der Ausgangsspannung hängt von dem gewünschten Einsatzfall ab und wird vor­ zugsweise so getroffen, dass die Schaltung alternativ zur Versorgung mehrerer verschiedener LED oder LED-Zusammen­ schaltungen benutzt werden kann. Die Umsetzung der rela­ tiv hohen Netzspannung auf ein niedrigere Betriebsspan­ nung vermeidet jedoch die ansonsten bei einem Vorwider­ stand anfallende Verlustleistung. Durch die Umsetzung der Netzspannung mittels Wechselrichter und Transformator wird in diesem Bereich ein hoher Wirkungsgrad erreicht.

Die Ausgangsspannung des Transformators bzw. eines nachgeschalteten Gleichrichters wird dann so bemessen, dass wenigstens eine LED betrieben werden kann. Die Aus­ gangsspannung beträgt somit mindestens 1,5 V, in der Re­ gel liegt sie etwas höher, Vorzugsweise aber unter 42 V.

Der Wechselrichter speist einen HF-Transformator, dessen Ausgangsspannung mit einem HF-Gleichrichter auf eine niedrige Spannung umgesetzt wird. Diese dient dem Betrieb der LED, wobei zwischen LED und dem HF-Gleich­ richter eine zu der Schaltung gehörige Stromquelle vor­ gesehen ist. Die Stromquelle kann alternativ nach dem Chopper- bzw. Zerhackerprinzip arbeiten und bspw. ein induktives Bauelement zur Strombegrenzung nutzen, oder als Stromquelle mit variablen Widerstand ausgebildet sein. Letzteres wird bspw. durch einen Transistor reali­ siert, dessen Emitter-Kollektor-Strecke mit den Leucht­ dioden in Reihe geschaltet ist und in dessen Emitterzweig ein Widerstand angeordnet ist, dessen Spannungsabfall konstant gehalten wird.

In letzterem Fall entsteht an dem Transistor und dem Emitterwiderstand Verlustleistung. Diese ist jedoch auf­ grund der niedrigen Spannung gering und um Größenordnun­ gen niedriger als bei Anschluss einer Stromquelle oder eines Vorwiderstands direkt an die Netzspannung.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltung ist dem Wechsel­ richter vorzugsweise ein EMV-Filter vorgeschaltet, das Einkopplungen von hochfrequenten Störungen in das Versor­ gungsnetz unterbindet oder unterhalb vorgegebener Grenz­ werte hält.

Die erfindungsgemäße Schaltung ist ausgangsseitig nicht für bestimmte LED spezifiziert, sondern passt sich zumindest in einem gewissen Bereich automatisch an unter­ schiedliche LED oder LED-Kombinationen an. Das Vorschalt­ gerät bzw. die Schaltung legt ausgangsseitig den Betriebsstrom der angeschlossenen LED fest. Die Spannung stellt sich automatisch entsprechend den Flussspannungen der angeschlossenen Leuchtdioden ein. Solange die Summe der Flussspannungen von miteinander in Reihe geschalteten LED, die von dem HF-Gleichrichter gelieferte Spannung (evtl. abzüglich einer für die Stromquelle selbst benö­ tigten Spannung) nicht erreicht, werden diese mit dem vorgegebenen Strom betrieben und leuchten somit wie ge­ wünscht.

Auf einen eingangsseitigen Gleichrichter kann bei Festinstallation in einem Gleichspannungsnetz verzichtet werden. Ansonsten ist eingangsseitig vorzugsweise eine Brückengleichrichterschaltung angeordnet, die den Betrieb am Wechselspannungsnetz oder ohne Verpolschutz am Gleich­ spannungsnetz ermöglicht. Als Verpolschutz am Gleichspan­ nungsnetz kann unter Umständen auch eine einzelne Diode ausreichend sein.

Die von dem Brückengleichrichter gleichgerichtete Netzspannung wird vorzugsweise nicht über einen größeren Ladekondensator gepuffert, sondern mit relativ großer Welligkeit zu dem Wechselrichter geleitet. Auf diese Wei­ se wird der Stromflusswinkel an den Brückendioden des Eingangsgleichrichters möglichst groß gehalten, um den Leistungsfaktor des Stroms innerhalb vorgegebener Grenzen zu halten. Ist eine derartige Einschränkung hinsichtlich des zeitlichen Verlaufs des primärseitig aufgenommenen Betriebsstroms nicht vorhanden, kann zur Glättung der Zwischenkreisspannung auch ein Kondensator vorgesehen werden.

Eine wellige Zwischenkreisspannung kann von dem HF- Wechselrichter in gewissen Grenzen ausgeglichen werden, so dass auf der Sekundärseite des Transformators bzw. hinter dem HF-Gleichrichter bezüglich der Netzfrequenz eine nicht zu große Welligkeit vorliegt. Durch den im Übrigen stattfindenden Betrieb der LED an Stromquellen wird vermieden, dass diese stark flimmern.

Die von dem HF-Wechselrichter erzeugte Wechselspan­ nung liegt deutlich oberhalb der relativ niederfrequenten Netzfrequenz. Mit dieser HF-Wechselspannung wird die Pri­ märwicklung eines Transformators betrieben, der wegen der hohen Frequenz eine kleine Baugröße haben kann. An der Sekundärwicklung liegt eine ebenfalls hochfrequente, ent­ sprechend dem Übersetzungsverhältnis des Transformators umgesetzte Sekundärspannung an. Dieses Übersetzungsver­ hältnis wird derart gewählt, dass die hohe Netzwechsel­ spannung auf eine Sekundärspannung heruntertransformiert wird, die bspw. bei 24 Volt liegt. Eine Niederspannung dieser Höhe ist physiologisch ungefährlich, so dass kein zusätzlicher Berührschutz vorgesehen werden muss. Außer­ dem schafft der Transformator eine galvanische Trennung zwischen dem Spannungsversorgungsnetz und dem Schaltungs­ ausgang.

Die Sekundärspannung des Transformators wird mittels eines HF-Gleichrichters zunächst gleichgerichtet, ggfs. mit Glättungsschaltungen in Form von Glättungskondensato­ ren und/oder Drosseln vergleichmäßigt und in die Strom­ quellen, d. h. die eigentlichen Betriebsstromquellen für die Leuchtdioden eingespeist.

Die Glättungsschaltung vermeidet auch den ausgangs­ seitigen Austritt von hochfrequenten Störungen oder min­ dert diesen zumindest, so dass ein EMV-gerechter Aufbau erreichbar ist. Eine vollständige Glättung ist nicht er­ forderlich, sondern lediglich die Verminderung des hoch­ frequenten Anteils.

Der im HF-Kreis vorgesehene Glättungskondensator ist vorzugsweise relativ klein dimensioniert. Auch dies trägt dazu bei, dass selbst bei kleinsten entnommenen Leistun­ gen eine nahezu sinusförmige Netzstromaufnahme verwirk­ licht ist, die Netzrückwirkungen bzw. nicht normgerechte Oberwellen praktisch ausschließt.

Mit der ggfs. etwas geglätteten Ausgangsspannung des HV-Gleichrichters können eine oder mehrere Stromquellen parallel gespeist werden, welche die Leuchtdioden spei­ sen. Ein besonderer Vorteil der Aufteilung des Ausgangs auf mehrere Stromquellen besteht darin, dass verschiedene Leuchtdiodenkonfigurationen, bspw. Serien oder Parallel­ schaltungen mit einer unterschiedlichen Anzahl und mit unterschiedlichen Farben an einer einzigen Stromversor­ gungseinheit betrieben werden können. Es wird dadurch eine erhebliche Flexibilität bei der Auslegung von Be­ leuchtungsanordnungen mit LED mittels einer einzigen Stromversorgungseinrichtung erhalten. Aufwendige indivi­ duelle Anpassungen an unterschiedliche Leuchtenkonfigura­ tionen sind damit nicht erforderlich. Dies führt zu einer erheblichen Verringerung des Fertigungs- und Materialauf­ wands, insbesondere bei höheren Stückzahlen.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch die Parallelanordnung mehrerer Stromquellen an dem Ausgang des Vorschaltgeräts oder der Schaltung eine kombinierte Reihen-Parallelschaltung von Dioden erreicht wird. Die an eine Stromquelle angeschlossenen LEDs sind dabei jeweils in Reihe geschaltet, wobei diese Reihenschaltungen wie­ derum parallel zueinander an verschiedene Stromquellen angeschlossen sind. Dadurch können sehr viele Leuchtdio­ den an einem einzigen Versorgungsgerät betrieben werden, ohne dass dazu die Bereitstellung einer hohen Ausgangs­ spannung erforderlich wäre. Somit wird der Berührschutz nicht beeinträchtigt. Die Ausgangsspannung kann eine Sicherheits-Kleinspannung von z. B. 24 V sein.

Die Stromquellen sind vorzugsweise als Konstant­ stromquellen ausgebildet. Sie enthalten einen Regelkreis, der dafür sorgt, dass der maximal zulässige Betriebsstrom für eine vorgegebene LED-Anordnung auch bei Spannungs­ schwankung nicht überschritten wird.

Die Konstantstromquelle kann prinzipiell auf unter­ schiedliche Arten ausgelegt sein. In einer ersten Aus­ führungsform hält sie, sofern die Versorgungsspannung eine ausreichende Höhe hat, den Strom konstant. Unter­ schreitet die Versorgungsspannung die Mindestspannung, die ungefähr gleich der Summe der Flussspannungen der an­ geschlossenen Dioden entspricht, reduziert sich der Strom dann, weil der Regelbereich verlassen wird. Eine Wellig­ keit der Ausgangsspannung, bspw. infolge einer Modulation durch die Netzspannung, hat hier kurzzeitige Rückgänge der Diodenströme in der Nähe der Netzspannungs-Nulldurch­ gänge zur Folge. Bei einer anderen Ausführungsform, bei der eine aktive (gechopperte) Stromquelle verwendet wird, die bspw. nach dem Flusswandlerprinzip arbeitet, kann eine solche Modulation des Diodenstroms vermieden werden.

Die Stromquellen können mit einer Spannungsüberwa­ chungsschaltung verbunden sein, die die an dem Regelele­ ment anstehende Spannung und somit die Verlustleistung überwacht. Wenn die Spannung einen Grenzwert übersteigt, bspw. weil nur sehr wenige Leuchtdioden angeschlossen sind oder ausgangsseitig ein Kurzschluss vorliegt, kann die Überwachungsschaltung ansprechen und die Verlustlei­ stung begrenzen.

Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen sind Gegenstand von Unteransprüchen, ergeben sich aus der Beschreibung oder der Zeichnung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltung bzw. des erfindungsgemäßen Vorschaltgeräts, und

Fig. 2 eine schaltungstechnische Realisierung der Schaltung nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist das erfindungsgemäße Vorschaltgerät 1 schematisiert als Blockschaltbild veranschaulicht. Das Vorschaltgerät 1 ist an ein Wechselspannungs-Versorgungs­ netz angeschlossen und erhält von diesem eine Sinus-Wech­ selspannung mit 220 V_eff und mit einer Frequenz von 50 Hz. Alternativ kann das Vorschaltgerät 1 auch an eine ent­ sprechende Gleichspannung angeschlossen werden. Die Ein­ gangsspannung wird direkt zu einem EMV-Filter 2 geleitet, das in dem Vorschaltgerät 1 entstehende hochfrequente Störungen daran hindert, über die Anschlussklemmen in das Versorgungsnetz zu gelangen, und das aus dem Versorgungs­ netz kommende Störungen daran hindert, in das Vorschalt­ gerät 1 zu gelangen.

Das EMV-Filter 2 ist, wie Fig. 2 veranschaulicht, durch die Kondensatoren C1, C2, C3 sowie ggfs. C15 und eine Siebspule L4 gebildet. Zusätzlich kann eine Diffe­ rentialdrossel L1 vorgesehen sein, die insbesondere gleichsinnig gerichtete Ströme unterdrückt.

An das EMV-Filter 2 ist ein Gleichrichter 3 ange­ schlossen, der als Brückengleichrichter in Graetzschal­ tung ausgebildet sein kann. Die von dieser erzeugte Gleichspannung hat eine Maximalamplitude von etwa 310 V und ist kaum geglättet. Ein Kondensator C4 dient ledig­ lich der HF-Filterung. Die wellige Zwischenkreisspannung wird einem nachgeschalteten Wechselrichter 4 zugeleitet. Dieser enthält eine integrierte Schaltung, die als Aus­ gang eine Wechselrichterhalbbrücke aufweist. Deren an Pin 7 liegender Ausgang ist direkt an einen Anschluss einer Primärwicklung eines HF-Transformators 5 angeschlossen. Der andere Anschluss dieser Primärwicklung ist an einen durch zwei Kondensatoren C5, C6 gebildeten kapazitiven Spannungsteiler angeschlossen, der mit einem Ende mit der Zwischenkreisspannung und mit seinem anderen Ende mit Masse verbunden ist.

Die in Fig. 2 veranschaulichte integrierte Schal­ tung A1, die die Wechselrichterhalbbrücke enthält, ent­ hält außerdem eine Ansteuerschaltung für die Wechselrich­ terhalbbrücke. Die Ansteuerschaltung legt die Betriebs­ frequenz der Wechselrichterhalbbrücke weit oberhalb der Netzfrequenz fest. Als Frequenz bestimmende Glieder sind ein Kondensator C10 an Pin 3 gegen Masse und ein Wider­ stand R8 zur Bestimmung der Zeitkonstante angeschlossen. Die Betriebsfrequenz ist fest vorgegeben.

Die Spannungsversorgung der integrierten Schaltung erfolgt über einen Transistor T6, der über eine Anzapf­ wicklung (Anschlüsse 5 und 6) des HF-Transformators 5 mit Leistung versorgt wird. Die über die Anzapfwicklung ent­ nommene Wechselspannung wird über eine Graetzschaltung D2, D3, D4, D5 gleichgerichtet, gesiebt (C12) und auf ein konstantes Niveau geregelt (Z-Diode D6 in Verbindung mit dem Transistor T6).

Während die hier veranschaulichte Wechselrichter­ schaltung mit Festfrequenz arbeitet, kann alternativ auch eine anderweitige Wechselrichterschaltung mit variabler Betriebsfrequenz vorgesehen werden. Es können selbst­ schwingende Schaltungen mit strom- oder spannungsgekop­ pelter Ansteuerung oder auch fremderregte Schaltungsan­ ordnungen gewählt werden. Ebenso kann anstelle eines Halbbrückenwandlers ein Vollbrückenwandler verwendet wer­ den. Vorteilhaft ist die Verwendung eines Halbbrücken­ durchflusswandlers, der mit geringem Aufwand ausgespro­ chen effektiv arbeitet.

Ausgangsseitig weist der HF-Transformator 5 eine Sekundärwicklung (Anschlüsse 3 und 4) auf, die über eine Vollwellen-Gleichrichterschaltung DD1, DD2, DD3, DD4 (wellige) Gleichspannung liefert. Zur Reduzierung der HF- Welligkeit können eine Drossel L3 und ein nachgeschalte­ ter Glättungskondensator 7 (in Fig. 2, C13) vorgesehen sein. Über dem Glättungskondensator 7 steht dann eine Gleichspannung an, die kaum noch HF-Anteile enthält. Nicht herausgefiltert ist aber einen Netzbrummanteil von 100 Hz.

Diese Spannung dient als Speisespannung für fünf nachgeschaltete Stromquellen 8, die zueinander parallel vorgesehen sein können und ein gemeinsames Gegenpotential aufweisen. (Die Anzahl der Stromquellen kann bedarfsgemäß gewählt werden. Stromquellenausgänge können auch offen gelassen werden.) Gemäß Fig. 2 werden die Stromquellen durch Transistoren T1, T2, T3, T4, T5 gebildet, die je­ weils über einen Emitterwiderstand R14, R11, R13, R16, R18 mit der ausgangsseitigen Masse verbunden sind. Die Basen der Transistoren T1, T2, T3, T4, T5 sind jeweils über einen Widerstand R9, R10, R12, R15, R17 an eine Re­ ferenzspannung angeschlossen, die eine Z-Diode D12 lie­ fert. Diese ist mit ihrer Anode gegen Masse geschaltet. Ihre Kathode erhält über Widerstände R21, R22 Strom, so dass an ihrer Kathode die konstante abzugreifende Span­ nung anliegt. Ein Kondensator C25 puffert diese.

Die Kollektoren der Transistoren T1, T2, T3, T4, T5 bilden jeweils einen Ausgang einer Stromquelle und sind zu einer Fassung X2 oder einer Klemmleiste X2 oder einem entsprechenden Anschlussbereich X2 einer Leiterplatte geführt. Anzuschließen sind hier die jeweils außenliegen­ den Kathoden 1, 2, 3, 4, 5 von LED-Reihenschaltungen. Jede dieser LED-Reihenschaltungen kann mehrere LEDs auch unterschiedlicher Farbe enthalten. Die Flussspannung der LEDs soll sich allerdings nicht über einen Wert von maxi­ mal etwa 20 Volt summieren. Die Anoden der LED-Reihen­ schaltungen können zusammengeschaltet werden und über einen einzigen Kontakt mit der von dem HF-Gleichrichter 6 bzw. dem Glättungskondensator 7 bereitgestellten Be­ triebsspannung verbunden werden.

Zur Vermeidung von thermischen Überlastungen der Stromquellentransistoren 71, T2, T3, T4, T5 können deren Kollektoren über Entkopplungdioden Dt D8, D9, D10, D11 an eine Überwachungsleitung angeschlossen sein, die ggfs. über ein einen Spannungsversatz erzeugendes Element wie bspw. eine Z-Diode D13 zur Basis eines Überwachungstran­ sistors T7 geführt ist. Seine Kollektor Emitterstrecke ist der Z-Diode D12 parallel geschaltet, so dass deren Flussspannung vermindert wird, sobald der Transistor T7 leitend wird. Er übernimmt dann den Strom von der Z-Diode D12 und reduziert die Ansteuerspannungen der Transistoren T1, T2, T3, T4, T5, was eine Stromreduktion an den Aus­ gängen und somit eine Verminderung der Verlustleistung der Transistoren T1, T2, T3, T4, T5 zur Folge hat.

Die insoweit beschriebene Schaltung 1 arbeitet wie folgt:

In Betrieb setzt der Wechselrichter 4 die Zwischen­ kreisspannung mit fester Frequenz um, wobei seine Fre­ quenz oberhalb von 10 kHz vorzugsweise etwa beim 30 kHz liegt. Die Eingangsspannung des Wechselrichters 4 ist dabei wellig. Entsprechend ist die Sekundärspannung des HF-Transformators 5 mit 100 Hz moduliert, so dass die Versorgungsspannung der Stromquellen 8 ebenfalls mit 100 Hz moduliert ist. Etwa alle 10 ms fällt die Betriebsspan­ nung hier kurzzeitig unter den Nennwert ab. In den Phasen während der Betriebsspannung ihren vollen Wert hat, lie­ fern die Stromquellen 8 den Sollstrom an die Leuchtdio­ den, der durch die Flussspannung der Z-Diode D12 und den jeweiligen Betrag der Widerstände R14, R13, R11, R16 und R18 festgelegt ist. Unterschreitet die Betriebsspannung den durch die Summe der Flussspannungen der jeweils an­ geschlossenen und miteinander in Reihe geschalteten Leuchtdioden bestimmten Wert, kann die jeweilige Strom­ quelle den Sollstrom nicht mehr halten und die Flussspan­ nungen der LED werden nicht mehr erreicht. Der Stromfluss wird dadurch kurzfristig unterbrochen oder vermindert. Die Länge der Verminderung oder Unterbrechung hängt dabei von der Anzahl der in Reihe geschalteten LED ab. Es ent­ steht dadurch gewissermaßen eine Pulsbreitenmodulation des fließenden Stroms, wobei das Tastverhältnis von der Anzahl der Leuchtdioden abhängig ist. Die Pulsbreite ver­ hält sich dabei als Funktion der Anzahl der angeschlosse­ nen LED. Der Effektivstrom ist jedoch ausreichend kon­ stant, so dass selbst bei einer unterschiedlichen Anzahl von Leuchtdioden an einer einzigen Stromquelle kein merk­ licher Helligkeitsunterschied auftritt. Hier kann auch der Umstand genutzt werden, dass die Helligkeit einer LED nicht direkt proportional zum fliessenden Strom sein muss.

Ist an einem der Stromquellentransistoren T1, T2, T3, T4, T5 eine zu hohe Spannung vorhanden, bspw. infolge von Kurzschluss am Ausgang oder durch Anschluss zu weni­ ger LED, könnte seine Verlustleistung evtl. ein Grenzmaß übersteigen. Um dies und Folgeschäden zu verhindern, kann die Überwachungsschaltung (T7) vorgesehen sein, die die Spannungen an den Kollektoren der Stromquellentransisto­ ren T1 bis T5 überprüft. Wird diese zu groß, erhält der Überwachungstransistor T7 Basisstrom und schließt somit die Z-Diode D12 zunehmend kurz. Dadurch werden die Ströme der Stromquellen und somit deren Verlustleistungen redu­ ziert.

Alternativ zu dieser Überwachungsschaltung können Temperatursensoren vorgesehen sein, die zur Erfassung der Temperatur am Regelbaustein (Transistoren T1 bis T5) der Stromquellen ausgebildet sind. Es wird somit einer Be­ schädigung der Stromquellen entgegengewirkt.

Alternativ zu dem in Fig. 2 veranschaulichten Kon­ stantstromquellen kann vorgesehen werden, dass die Span­ nungsüberwachungsschaltung mit zunehmender Höhe der von dem HF-Gleichrichter 6 abgegebenen Versorgungsspannung den eingestellten Wert für den Konstantstrom der Strom­ quellen verringert, um das erläuterte Strom-Pulsbreiten- Verhältnis zu kompensieren. Selbst bei variabler Ein­ gangsspannung und variabler Diodenzahl können die Leucht­ dioden dann eine konstante Emission bekommen, so dass der Helligkeitseindruck gleich bleibt.

Eine Stromversorgungsschaltung 1 für zu Beleuch­ tungszwecken einzusetzende LED weist einen HF-Wechsel­ richter 4, einen HF-Transformator 5 und einen HF-Gleich­ richter 6 auf, um die Netzwechselspannung potentialfrei auf eine zum Betrieb der LED geeignete (kleinere) Span­ nung umzusetzen. Wenigstens eine nachgeschaltete Strom­ quelle 8 dient dann der Ansteuerung der LED oder einer LED-Kette. An den HF-Wechselrichter können mehrere Strom­ quellen 8 und LED-Ketten parallel angeschlossen werden.

Claims (14)

1. Stromversorgungsschaltung zum Betrieb von Leucht­ dioden (9) an einem Versorgungsnetz,
mit einem HF-Wechselrichter (4) zur Umsetzung der Netzspannung auf eine zum Betrieb der Leuchtdioden (9) geeignete Spannung,
mit einem HF-Transformator (5), der an den HF-Wech­ selrichter (4) angeschlossen ist und
dessen Ausgang zur Speisung wenigstens einer Strom­ quelle (8) dient, an die wenigstens eine Leuchtdiode (9) anschließbar ist.

2. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, dass dem HF-Wechselrichter (4) ein EMV-Filter (2) vorgeschaltet ist.

3. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ausgang des Transformators (5) und der Stromquelle (8) ein HF-Gleich­ richter (6) angeordnet ist.

4. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, dass der HF-Transformator (5) gal­ vanisch getrennte Primär- und Sekundärwicklungen aufweist und an seiner Sekundärwicklung eine Kleinspannung abgibt.

5. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (4) eine selbstschwingende Schaltung aufweist.

6. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (4) mit einer Ansteuerschaltung für eine Festfrequenz verbunden ist.

7. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (4) ein Halbbrückendurchflusswandler ist.

8. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, dass an den Ausgang des HF-Gleich­ richters (6) eine HF-Glättungsschaltung (7) angeschlossen ist.

9. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, dass der HF-Transformator (S) meh­ rere Stromquellen (8) speist.

10. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Stromquel­ le (8) als Konstantstromquelle ausgebildet ist.

11. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, dass der wenigstens einen Strom­ quelle (8) eine Überwachungsschaltung (10) zur Begrenzung der Verlustleistung zugeordnet ist.

12. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 10, da­ durch gekennzeichnet, dass die Überwachungsschaltung (10) als Temperaturüberwachungsschaltung oder als Spannungs­ überwachungsschaltung ausgebildet ist.

13. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 9, da­ durch gekennzeichnet, dass die Konstantstromquellen ein gemeinsames Gegenpotential aufweisen.

14. Vorschaltgerät für LED mit einer Stromversor­ gungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.