DE102012109724A1

DE102012109724A1 - Leistungsversorgungsvorrichtung und Treibervorrichtung

Info

Publication number: DE102012109724A1
Application number: DE102012109724A
Authority: DE
Inventors: Mamoru Horino; Yoshio Fujimura; Masami Nei
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2011-10-18
Filing date: 2012-10-12
Publication date: 2013-04-18
Also published as: CN103068103A; US20130099671A1

Abstract

Eine Leistungsversorgungsvorrichtung umfasst eine Treibervorrichtung. Die Leistungsversorgungsvorrichtung liefert an eine Lichtquelleneinheit mit einer Vielzahl an Lichtquellen eine Gleichspannung. Die Treibervorrichtung ermittelt ob ein in die Lichtquelleneinheit fließender Strom außerhalb eines vorher festgelegten Strombereichs liegt. Falls der in die Lichtquelleneinheit fließende Strom außerhalb des vorher festgelegten Strombereichs liegt, ändert die Treibervorrichtung die Anzahl der in der Lichtquelleneinheit betriebenen Lichtquellen.

Description

BEZUGNAHME AUF VERBUNDENE ANMELDUNGEN
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldungen Nr. 10-2011-0106480 , angemeldet am 18. Oktober 2011, Nr. 10-2012-0023819 , angemeldet am 8. März 2012 und Nr. 10-2012-0033493 , beim Koreanischen Patentamt angemeldet am 30. März 2012, wobei deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hier mit umfasst ist.
TECHNISCHER HINTERGRUND
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf eine Leistungsversorgungsvorrichtung und eine Treibvorrichtung.
2. Beschreibung vom Stand der Technik
Eine lichtabgebende Vorrichtung (z. B. eine lichtabgebende Diode (LED)) bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung, die in der Lage ist verschiedene Farben von Licht durch die Konfiguration einer lichtabgebenden Quelle mit verschiedenen Halbleiterverbindungen wie GaAs, AlGaAs, GaN, InGaAlP und ähnlichem darzustellen. Eine LED hat vorteilhafterweise eine exzellente monochromatische Peakwellenlänge und eine exzellente optische Ausbeute, ist kompakt gebaut und umweltfreundlich, verbraucht wenig Leistung, kann für verschiedenste Anwendungen wie beispielsweise in TVs, Computer, Beleuchtungsvorrichtungen, Automobilbeleuchtungen und Ähnlichem eingesetzt werden. Bei solchen lichtabgebenden Vorrichtungen (oder LED) tendiert der Strom dazu in Bezug auf die an ihren Enden angelegte Spannung exponentiell anzusteigen. Das heißt, im Falle der Anwendung einer Beleuchtungsvorrichtung, die eine lichtabgebende Vorrichtung als Lichtquelle mit einer zu Hause, in Büros, in Freiflächen und Ähnlichem genutzter Wechselspannung, wird üblicherweise eine Konstantstromschaltung, die einen konstanten Strom erzeugt, genutzt. Das heißt, in einer lichtabgebenden Vorrichtung (oder LED) reagiert der Strom sehr empfindlich auf Änderungen der angelegten Spannung. Es besteht daher der Bedarf an einer Vorrichtung oder einem Verfahren, um den durch eine LED fließenden Strom stabil zu steuern, um eine Wechselspannung mit großer Spannungsschwankung als Eingangsspannung verwenden zu können.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Beschreibung bezieht sich auf eine Leistungsversorgungsvorrichtung mit einem großen Maß an Effizient und geringen Kosten und einer LED-Treibervorrichtung, welche dieselbe nutzt.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Beschreibung umfasst eine Leistungsversorgungsvorrichtung, die Gleichspannung an eine Lichtquelleneinheit abgibt und eine Treibervorrichtung umfasst. Die Treibervorrichtung erfasst, ob ein Strom, der in die Lichtquelleneinheit fließt, außerhalb eines vorher gesetzten Strombereichs liegt, und ändert die Anzahl der in der Lichtquelleneinheit betriebenen Lichtquellen, wenn der Strom, der in die Lichtquelleneinheit fließt, außerhalb des vorher festgelegten Strombereichs liegt.
Die Treibervorrichtung in der Leistungsversorgungsvorrichtung kann einen Strom der an einem Ausgangsanschluss in der Lichtquelleneinheit in die Lichtquelleneinheit hineinfließt, erfassen, um ein Eingangssignal zu erzeugen und das Eingangssignal mit einem Referenzsignal vergleichen, um zu ermitteln, ob das Eingangssignal außerhalb des vorher festgelegten Strombereichs liegt oder nicht.
Die Treibervorrichtung der Leistungsversorgungsvorrichtung kann einen Komparator, einen Schaltercontroller und einen Schalter umfassen.
Der Komparator kann das nach dem Erfassen des Stroms, der in die Lichtquelleneinheit hineinfließt, erzeugte Eingangssignal mit dem Referenzsignal vergleichen und ein Steuersignal ausgeben, wenn das Eingangssignal außerhalb des vorher festgelegten Strombereichs liegt. Der Schaltercontroller kann das von dem Komparator ausgegebene Steuersignal empfangen und ein Signal zum Ändern der Anzahl der in der Lichtquelleneinheit betriebenen Lichtquellen ausgeben, wenn das Steuersignal an den Schaltercontroller ausgegeben wird. Der Schalter ist mit der Lichtquelleneinheit verbunden und wird entsprechend einem von dem Schaltercontroller ausgegebenen Signal an- oder ausgeschaltet.
Wenn der von dem Ausgangsanschluss der Lichtquelleneinheit detektierte Strom außerhalb eines vorher festgelegten Strombereichs liegt, kann der Komparator eines von einem oberen Grenzwertsteuersignal und einem unteren Grenzwertsteuersignal ausgeben.
Wenn das obere Grenzwertsteuersignal angelegt wird, kann der Schaltercontroller ein erstes Steuersignal ausgeben, um die Anzahl der betriebenen Lichtquellen zu erhöhen. Wenn ein unteres Grenzwertsteuersignal angelegt wird, kann der Schaltercontroller ein zweites Steuersignal ausgeben, um die Anzahl der betriebenen Lichtquellen zu reduzieren.
Die Treibervorrichtung der Leistungsversorgungsvorrichtung kann außerdem einen parallel mit wenigstens einen Teil der in der Lichtquelleneinheit betriebenen Lichtquellen geschaltenen Kondensator umfassen.
Die Lichtquelleneinheit kann sequentiell in Serie geschaltete erste bis n-te LED-Gruppen umfassen. Der Kondensator kann mit den beiden Enden der ersten LED-Gruppe verbunden sein.
Die Treibervorrichtung der Leistungsversorgungsvorrichtung kann einen Komparator, einen Schaltercontroller, einen Schalter und eine Flackervermeidungsschaltung umfassen. Der Komparator kann an einem Ausgangsanschluss der Lichtquelleneinheit einen in die Lichtquelleneinheit hineinfließenden Strom detektieren, um ein Eingangssignal zu erzeugen, das Eingangssignal mit einem Referenzsignal vergleichen, und entweder ein oberes Grenzwertsteuersignal oder ein unteres Grenzwertsteuersignal ausgeben, wenn das Eingangssignal außerhalb eines vorher festgelegten Strombereichs liegt. Der Schaltercontroller kann das von dem Komparator ausgegebene obere Grenzwertsteuersignal oder das untere Grenzwertsteuersignal empfangen und ein Signal zum Ändern der in der Lichtquelleneinheit betriebenen Lichtquellen ausgeben, wenn entweder das obere Grenzwertsteuersignal oder das untere Grenzwertsteuersignal an den Schaltercontroller angelegt wird. Der Schalter kann mit der Lichtquelleneinheit verbunden sein und entsprechend dem von dem Schaltercontroller ausgegebenen Signal an- oder ausgeschalten werden. Die Flackervermeidungsschaltung kann das Ausschalten des Schalters erzwingen, wenn das obere Grenzwertsteuersignal innerhalb eines Zyklus zum Treiben der Gleichspannung während eines bestimmten Bereichs innerhalb eines Intervalls von einem Zeitpunkt, wenn das obere Grenzwertsteuersignal das erste Mal ausgegeben wurde, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem das untere Grenzwertsteuersignal das erste Mal ausgegeben wurde, nicht ausgegeben wird.
Die Treibervorrichtung der Leistungsversorgungsvorrichtung kann einen Komparator, einen Schaltercontroller und einen Schalter umfassen. Der Komparator kann den in die Lichtquelleneinheit fließenden Strom an einem Ausgangsanschluss der Lichtquelleneinheit detektieren, um ein Eingangssignal zu erzeugen, das Eingangssignal mit einem Referenzsignal vergleichen, und ein Steuersignal ausgeben, wenn das Eingangssignal außerhalb eines vorher festgelegten Strombereichs liegt. Der Schaltercontroller kann das von dem Komparator ausgegebene Steuersignal empfangen und ein Signal zum Ändern der Anzahl der in der Lichtquelleneinheit betriebenen Lichtquellen ausgeben, wenn das Steuersignal an den Schaltercontroller angelegt wird. Der Schalter kann mit der Lichtquelleneinheit verbunden sein und entsprechend dem von dem Schaltercontroller ausgegebenen Signal an- oder ausgeschaltet werden. Der Komparator kann einen ersten Komparator und einen zweiten Komparator umfassen. Der erste Komparator kann das Eingangssignal mit einem ersten Referenzsignal vergleichen, und ein oberes Grenzwertsteuersignal ausgeben, wenn das Eingangssignal größer ist als das erste Referenzsignal. Der zweite Komparator kann das Eingangssignal mit einem zweiten Referenzsignal vergleichen und ein unteres Grenzwertsteuersignal ausgeben, wenn das Eingangssignal kleiner als das zweite Referenzsignal ist.
Die ersten und zweiten Komparatoren können Operationsverstärker sein. Das erste Referenzsignal kann an einen invertierenden Eingangsanschluss des ersten Komparators angelegt werden. Das Eingangssignal kann an einen nicht-invertierenden Eingangsanschluss des ersten Komparators angelegt werden. Das Eingangssignal kann an einen invertierenden Eingangsanschluss des zweiten Komparators angelegt werden. Das zweite Referenzsignal kann an einen nicht-invertierenden Eingangsanschluss des zweiten Komparators angelegt werden.
Die Treibervorrichtung der Leistungsversorgungsvorrichtung kann außerdem einen Spannungsregler der auf den Empfang eines Teils der Gleichspannung hin eine bestimmte Spannung ausgibt und eine Vielzahl zwischen einem Ausgangsanschluss des Spannungsreglers und einem Masseanschluss in Reihe verbundene Widerstände umfassen. Jedes der ersten und zweiten Referenzsignale wird so eingestellt, dass es eine von der Vielzahl der Widerstände verteilte Spannung aufweist. Der Komparator kann außerdem einen zwischen dem Ausgangsanschluss der Lichtquelleneinheit und einem Masseanschluss verbundenen Stromerfassungswiderstand aufweisen. Das Eingangssignal kann in Form einer über den Stromerfassungswiderstand abfallende Spannung erzeugt werden.
Die Lichtquelleneinheit kann außerdem nacheinander in Reihe verschaltete erste bis n-te LED-Gruppen umfassen. Der Schalter kann erste bis (n – 1)-te zwischen den Ausgangsanschlüssen der ersten bis (n – 1)-ten LED-Gruppen und dem entsprechenden Stromerfassungswiderstand verbundene Schalter aufweisen.
Der Schaltercontroller kann den An/Ausbetrieb des Schalters steuern.
Die Leistungsversorgungsvorrichtung kann außerdem eine Gleichrichtereinheit zum Umwandeln von außen angelegter Wechselspannung in Gleichspannung umfassen.
Die Gleichrichtereinheit kann eine Brückendiode enthalten.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf eine Treibervorrichtung mit einem Komparator, einem Schaltercontroller, und einen Schalter. Der Komparator kann ein Eingangssignal mit einem Referenzsignal vergleichen, und ein Steuersignal basierend auf einem Referenzsignal ausgeben, falls das Eingangssignal außerhalb eines vorher festgelegten Strombereichs liegt. Der Schaltercontroller kann das von dem Komparator ausgegebene Steuersignal empfangen und ein Signal zum Ändern der Anzahl der in der Lichtquelleneinheit betriebenen Lichtquellen ausgeben, falls das Steuersignal an den Schaltercontroller angelegt wird.
Falls das Eingangssignal außerhalb des vorher festgelegten Bereichs basierend auf dem Referenzsignal liegt, kann der Komparator eines von einem oberen Grenzwertsteuersignal und einem unteren Grenzwertsteuersignal ausgeben.
Wenn das obere Grenzwertsteuersignal angelegt wird, kann der Schaltercontroller ein erstes Kontrollsignal ausgeben, um die Anzahl der betriebenen Lichtquellen zu erhöhen. Wenn das untere Grenzwertsteuersignal angelegt wird, kann der Schaltercontroller ein zweites Kontrollsignal ausgeben, um die Anzahl der betriebenen Lichtquellen zu reduzieren.
Die Treibervorrichtung kann außerdem einen mit wenigstens einem Teil der in der Lichtquelleneinheit betriebenen Lichtquellen parallel verbundenen Kondensator umfassen.
Die Lichtquelleneinheit kann erste bis n-te LED-Gruppen umfassen. Der Kondensator kann mit zwei Enden der ersten LED-Gruppe verbunden sein.
Der Komparator kann eines von einem oberen Grenzwertsteuersignal und einem unteren Grenzwertsteuersignal ausgeben, falls basierend auf dem Referenzsignal das Eingangssignal außerhalb eines vorher festgelegten Strombereichs liegt. Die Treibervorrichtung umfasst außerdem eine Flackervermeidungsschaltung, die, gesteuert von dem Schaltercontroller das Ausschalten jedes Schalters erzwingt, wenn das obere Grenzwertsteuersignal während einer bestimmten Zeit innerhalb eines Intervalls von einem Zeitpunkt, wenn das obere Grenzwertsteuersignal erstmals ausgegeben wurde, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem das untere Grenzwertsteuersignal das erste mal ausgegeben wurde, in einem Zyklus zum Treiben der Gleichspannung nicht ausgegeben wurde.
Der Komparator kann einen ersten Komparator und einen zweiten Komparator umfassen. Der erste Komparator kann das Eingangssignal mit einem ersten Referenzsignal vergleichen, und ein oberes Grenzwertsteuersignal ausgeben, falls das Eingangssignal größer als das erste Referenzsignal ist. Der zweite Komparator kann das Eingangssignal mit einem zweiten Referenzsignal vergleichen und ein unteres Grenzwertsteuersignal ausgeben, wenn das Eingangssignal kleiner als ein zweites Referenzsignal ist.
Die ersten und zweiten Komparatoren können Operationsverstärker sein. Das erste Referenzsignal kann an einen invertierenden Eingangsanschluss des ersten Komparators angelegt werden. Das Eingangssignal kann an einen nicht-invertierenden Eingangsanschluss des ersten Komparator angelegt werden. Das Eingangssignal kann an einen invertierenden Eingangsanschluss des zweiten Komparators angelegt werden. Das zweite Referenzsignal kann an einen nicht-invertierenden Eingangsanschluss des zweiten Komparators angelegt werden.
Die Treibervorrichtung kann außerdem einen Spannungsregler umfassen, der einen Teil der Gleichspannung empfängt und eine bestimmte Spannung ausgibt, und eine Vielzahl mit dem Ausgangsanschluss des Spannungsreglers in Reihe verbundenen Widerständen umfassen. Jedes von dem ersten Referenzsignal und dem zweiten Referenzsignal wird so gesetzt, dass es eine von der Vielzahl an Widerständen aufgeteilte Spannung entspricht.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Das vorangegangene und weitere Merkmale der vorliegenden Beschreibung wird noch klarer durch die Beschreibung der folgenden speziellen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wie sie in den begleitenden Figuren dargestellt sind, in welchen gleiche Bezugszeichen zu den gleichen oder ähnlichen Teilen in den verschiedenen Ansichten auch gleich bezeichnet sind. Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgetreu, es wird vielmehr Wert darauf gelegt die grundsätzlichen Prinzipien der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Beschreibung darzustellen. In den Figuren kann die Dicke von Schichten oder Gebieten zu Zwecken der Klarheit überzeichnet dargestellt sein.
1 zeigt eine Ansicht, die schematisch eine beispielhafte lichtabgebende Vorrichtung mit einer Leistungsversorgungsvorrichtung und einer Treibervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung zeigt;
2 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer lichtabgebenden Vorrichtung mit einer Leistungsversorgungsvorrichtung und einer Treibervorrichtung gemäß der in 1 dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung zeigt.
3 ist eine Ansicht, die schematisch Wellenformen von Spannungen und Strömen zeigt, die an eine Leistungsversorgungsvorrichtung und eine Treibervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung anlegbar ist;
4 ist eine Ansicht, die schematisch eine beispielhafte lichtabgebende Vorrichtung mit einer Leistungsversorgungsvorrichtung und einer Treibervorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung zeigt;
5 ist eine Ansicht, die Wellenformen von Spannungen und Strömen, die von der in 4 dargestellten Leistungsversorgungsvorrichtung und Treibervorrichtung getrieben werden können, zeigt;
6 ist eine Ansicht, die den Betrieb der in 4 und 5 gezeigten Leistungsversorgungsvorrichtung und Treibervorrichtung zeigt;
7 ist eine Ansicht, die eine beispielhafte lichtabgebende Vorrichtung mit einer Leistungsversorgungsvorrichtung und einer Treibervorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung zeigt; und
8 ist eine Ansicht, die beispielhaft Wellenformen von Spannungen und Strömen, die an eine Leistungsversorgungsvorrichtung und eine Treibervorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung anlegbar sind, zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden in Bezug auf die beiliegenden Figuren Ausführungsformen detailliert beschrieben.
Die vorangegangenen und weitere Merkmale der vorliegenden Beschreibung wird durch die Beschreibung spezieller Ausführungsformen der vorliegenden Beschreibung, wie sie in den beiliegenden Figuren dargestellt sind, in denen sich gleiche Bezugszeichen auch auf gleiche oder ähnliche Teile in den verschiedenen Ansichten beziehen, klarer dargestellt. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht dargestellt, vielmehr wird der Schwerpunkt darauf gelegt, Prinzipien der Ausführungsformen der vorliegenden Beschreibung darzustellen. In den Figuren sind die Dicke der Schichten und Gebiete aus Gründen der Klarheit überzeichnet dargestellt.
1 zeigt eine schematische Ansicht, die eine beispielhafte lichtemittierende Vorrichtung mit einer Leistungsversorgungsvorrichtung und einer Treibervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung zeigt.
Bezugnehmend auf 1 liefert eine Leistungsversorgungseinrichtung 30 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung Gleichspannung an eine Lichtquelleneinheit 20, und detektiert einen Strom, der in die Lichtquelleneinheit 20 fließt. Wenn der detektierte Strom außerhalb eines vorher festgelegten Strombereichs liegt, veranlasst die Leistungsversorgungsvorrichtung 30 die Anzahl der in der Lichtquelleneinheit 20 betriebenen Lichtquellen zu ändern.
Die Lichtquelleneinheit 20, wie sie auf eine Leistungsversorgungsvorrichtung 30 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung anwendbar ist, kann erste bis n-te LED-Gruppen G1, G2, ..., Gn umfassen, die nacheinander in Reihe verbunden sind und mit Gleichspannung betrieben werden. Die Leistungsversorgungsvorrichtung 30 erfasst einen Strom, der in einen Ausgangsanschluss der Lichtquelleneinheit 20 fließt, und falls der erfasste Strom außerhalb eines vorher festgelegten Strombereichs liegt, kann die Leistungsversorgungsvorrichtung 30 die Anzahl der von der Lichtquelleneinheit 20 betriebenen LED-Gruppen ändern.
Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung umfasst die Leistungsversorgungsvorrichtung 30 außerdem eine Gleichrichtereinheit 10, welche die von außen angelegte Wechselspannung in Gleichspannung wandelt. Die von der Gleichrichtereinheit 10 umgewandelte Gleichspannung kann an die Lichtquelleneinheit 20 angelegt werden. Ein Widerstand R1 ist zwischen der Gleichrichtereinheit 10 und der Lichtquelleneinheit 20 angeschlossen. Die Gleichrichtereinheit 10 kann von außen angelegte Wechselspannung (z. B. kommerziell erhältliche Wechselspannung im Bereich von 220 Vac oder 100 Vac) gleichrichten. Von der von der Gleichrichtereinheit 10 gleichgerichteten Ausgangsspannung bezieht sich eine Seite, die mit der Lichtquelleneinheit 20 verbunden ist, auf eine Hochpotentialseite und eine Seite, die mit der Leistungsversorgungseinheit 30 verbunden ist, bezieht sich auf eine Niederpotentialseite. In der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Beschreibung soll die Niederpotentialseite als Referenzpotential, z. B. Masse (GND) verstanden werden. Das heißt, Strom kann von der Gleichrichtereinheit durch die Lichtquelleneinheit 20 zur Masse GND fließen. In der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Beschreibung kann externe AC-Spannung durch die Gleichrichtereinheit 10 Voll-Wellen gleichgerichtet werden.
Außerdem bezieht sich die in der Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung beschriebene Gleichspannung auf Gleichspannung mit einer breiten Bedeutung umfassend auch eine Spannung, die sich über die Zeit hinweg ändert, aber eine einheitliche Polarität aufweist und eine Spannung, die über die Zeit einen einheitlichen Spannungswert aufweist. Grundsätzlich wird angenommen, dass die Frequenz der Spannungsänderung 100 Hz oder höher ist, so dass ein Flackern vom menschlichen Auge nicht wahrgenommen werden kann.
Die Lichtquelleneinheit 20 kann erste bis n-te LED-Gruppen G1, G2, ..., Gn umfassen, und die ersten bis n-ten LED-Gruppen G1, G2, ..., Gn können jeweils mit der Leistungsversorgungsvorrichtung 30 verbunden sein. Die ersten bis n-ten LED-Gruppen G1, G2, ..., Gn sind Vorrichtungen, die wenigstens eine LED als Lichtquelle nutzen. Im Falle vieler LEDs kann die Vielzahl der LEDs geeignet sein, verschiedene elektrische Verbindungen inklusive Reihenverbindungen, Parallelverbindungen oder Reihen von Parallelverbindungen aufzuweisen und als eine einzelne Einheit betrieben zu werden. In 1 sind die jeweiligen LED-Gruppen G1, G2, ..., Gn, welche die Lichtquelleneinheit 20 bilden, zum Zwecke der Beschreibung als eine einzelne LED umfassend dargestellt, wobei die vorliegende Beschreibung nicht hierauf beschränkt sein soll und die Vielzahl von LEDs auch geeignet ist verschiedene elektrische Verbindungsbeziehungen aufzuweisen.
In der Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung kann die Leistungsversorgungsvorrichtung 30 so steuern, dass wenigstens ein Teil der ersten bis n-ten LED-Gruppen G1, G2, ..., Gn die Lichtquelleneinheit 20 bilden gemäß der Größe der von der Gleichrichtereinheit 10 ausgegebenen Spannung V1 betrieben werden.
Die Leistungsversorgungsvorrichtung 30 kann die Anzahl der während einem Intervall (oder einem Abschnitt), in dem die Größe der gleichgerichteten Gleichspannungsspannung V1 erhöht ist, vergrößern, und kann die Anzahl der während eines Intervalls, in dem die Größe der gleichgerichteten Gleichspannung verringert wurde, verkleinern, um hierdurch die maximale Anzahl an LED-Gruppen, die entsprechend der Größe der sich periodisch ändernden Eingangsspannung V1 betrieben werden kann, zu betreiben. Das heißt, der Arbeitsablauf des Verkleinerns oder Vergrößerns der Anzahl der betriebenen LED-Gruppen kann durch das Erfassen des in die Lichtquelleneinheit 20 fließenden Stroms gesteuert werden, indem der erfasste Strom mit einem Referenzsignal verglichen wird und der erfasste Strom innerhalb eines bestimmten Bereichs gehalten wird.
Im Folgenden wird der Betrieb der Leistungsversorgungsvorrichtung 30 durch Bezugnahme auf die 2 und 3 im Detail beschrieben.
2 zeigt eine Ansicht einer beispielhaften lichtabgebenden Vorrichtung 100 mit Leistungsversorgungsvorrichtung und einer Treibvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung, wie in 1 dargestellt. 3 zeigt schematisch Wellenformen von Spannungen und Strömen, die auf eine Leistungsversorgungsvorrichtung und eine Treibervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung anwendbar sind. Bezugnehmend auf 2 versorgt die Leistungsversorgungsvorrichtung 30 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung die Lichtquelleneinheit 20 mit Gleichspannung. Die Leistungsversorgungsvorrichtung 30 erfasst einen in die Lichtquelleneinheit 20 fließenden Strom, und falls der erfasste Strom außerhalb eines vorher festgelegten Strombereichs liegt, veranlasst die Leistungsversorgungsvorrichtung 30 die Anzahl der von der Lichtquelleneinheit 30 betriebenen Lichtquellen zu ändern.
Die Leistungsversorgungsvorrichtung 30 kann außerdem die Gleichrichtereinheit 10 zum Umwandeln der von außen angelegten Wechselspannung in Gleichspannung umfassen. Die Leistungsversorgungsvorrichtung 30 kann die Betriebsspannung an die Lichtquelleneinheit 20 mit den in Reihe verbundenen ersten bis n-ten LED-Gruppen, die mit der von der Gleichrichtereinheit 10 umgewandelten Gleichspannung betrieben werden, versorgen. Die Leistungsversorgungsvorrichtung 30 erfasst einen Strom, der in den Ausgangsanschluss in der Lichtquelle 20 fließt, wobei die Leistungsversorgungsvorrichtung 30 die Anzahl der in der Lichtquelleneinheit 20 betriebenen LED-Gruppen ändert, wenn der detektierte Strom außerhalb des vorher festgelegten Strombereichs liegt. Um die von außen angelegte Wechselspannung Vac in Gleichspannung zu wandeln, kann in der Ausführungsform in der vorliegenden Beschreibung eine Brückendiode vorgesehen sein. Die in der Gleichrichtereinheit 10 gleichgerichtete Gleichspannung V1 hat die Form einer sinusuidalen Welle, und ein Treiberstrom If fließt vom Ausgangsanschluss der Gleichrichtereinheit 10 über die Lichtquelleneinheit 20 zur Masse GND. Die Lichtquelleneinheit 20 umfasst beispielsweise erste bis vierte LED-Gruppen G1, G2, G3 und G4, die nacheinander in Reihe zu einem Ausgangsanschluss der Gleichrichtereinheit 10 geschalten sind. Die ersten und vierten LED-Gruppen G1, G2, G3 und G4 umfassen eine einzelne LED, wobei die vorliegende Beschreibung nicht hierauf beschränkt ist und jede Gruppe auch eine Vielzahl von in Reihe und parallel geschalteten LEDs umfassen kann.
In dem Fall, dass eine Vielzahl an LEDs in Reihe zu dem Ausgangsanschluss der Gleichrichterschaltung 10, die als Brückendiode ausgebildet ist, geschaltet sind, wobei eine Boost-Schaltung eines Schaltnetzteils (SMPS) ausgeschlossen ist, fließt in der LED-Treiberschaltung, die die übliche kommerziell erhältliche Wechselspannung als Eingangsspannung nutzt, kein Strom während eines Intervalls, in dem die Ausgangsspannung V1 der Gleichrichtereinheit 10 kleiner als die Gesamttreiberspannung der Vielzahl der LEDs ist. Das heißt, alle LEDs können nur in einem Intervall betrieben werden, in dem die Ausgangsspannung V1 der Gleichrichtereinheit 10 größer als die Treiberspannung Vf in einer gleichgerichteten Vollwellen-Sinusuidalwelle ist. Keine der LEDs kann betrieben werden, während eines Intervalls, in dem die Ausgangsspannung V1 kleiner als die Treiberspannung V1 ist. Gemäß der Leistungsversorgungsvorrichtung 30 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung jedoch, da wenigstens ein Teil der ersten bis n-ten LED-Gruppen G1, G2, ..., Gn entsprechend der Größe der gleichgerichteten Leistungsquellenspannung V1 durch einen Schalter 31 nacheinander angeschaltet werden, ist das Intervall in dem keine der LEDs angeschaltet werden kann, auf ein Minimum gebracht, um die Treibereffizienz zu erhöhen.
Es kann auch ein kleiner Kondensator in dem Ausgangsanschluss der Gleichrichtereinheit 10 angeordnet sein, um ein Intervall, in dem der Treiberstrom If gleich Null ist, zu entfernen, während der Regulation der Oberschwingungen des Versorgungsstroms genüge getan wird.
Zu diesem Zweck kann die Leistungsversorgungsvorrichtung 30 eine mit dem Ausgangsanschluss der Lichtquelleneinheit 20 verbundenen Komparator 31 umfassen, einen Schaltercontroller 32, und einen Schalter 33. Der Komparator 31 vergleicht ein Eingangssignal, das durch Erfassung des in die Lichtquelleneinheit 20 hineinfließenen Stroms mit dem Referenzsignal und gibt ein Steuersignal aus, wenn das Eingangssignal außerhalb eines vorher festgelegten Strombereichs liegt. Nach dem Empfangen des von dem Komparator 31 ausgegebenen Steuersignals, gibt der Schaltercontroller 32 ein Steuersignal aus, um die Anzahl der betriebenen LED-Gruppen zu erhöhen oder zu erniedrigen. Der Schalter 33 wird wenigstens mit einem Teil der ersten bis n-ten LED-Gruppen G1, G2, ..., Gn, und hier im speziellen mit den ersten bis vierten LED-Gruppen G1, G2, G3 und G4 verbunden und wird gemäß dem von dem Schaltercontroller 32 ausgegebenen Signal an- oder ausgeschaltet.
Falls der von dem Ausgangsanschluss der Lichtquelleneinheit 20 erfasste Strom außerhalb des vorher festgelegten Strombereichs liegt, kann der Komparator 31 ein oberes Grenzwertsteuersignal oder ein unteres Grenzwertsteuersignal ausgeben und den Schaltkontroller 32 steuern, um die Anzahl der betriebenen LED-Gruppen zu erhöhen, wenn das obere Grenzwertsteuersignal angelegt ist und die Anzahl der betriebenen LED-Gruppen erniedrigen, wenn das untere Grenzwertsteuersignal angelegt wird.
Der Komparator 31 kann wenigstens zwei erste und zweite Komparatoren U1 und U2 enthalten, die den in die Lichtquelleneinheit 20 fließenden Strom erfassen und den erfassten Strom mit einem Referenzsignal vergleichen. Beispielsweise kann ein Komparator oder ein Operationsverstärker (OP amp) als erster und zweiter Komparator genutzt werden.
Der erste Komparator U1 kann das Eingangssignal mit einem ersten Referenzsignal VR1 vergleichen und falls das Eingangssignal größer als das erste Referenzsignal VR1 ist, kann der erste Komparator U1 ein oberes Grenzwertsteuersignal UL ausgeben.
Der zweite Komparator U2 kann das Eingangssignal mit einem zweiten Referenzsignal VR2 vergleichen und falls das Eingangssignal kleiner als das zweite Referenzsignal VR2 ist, kann der zweite Komparator U2 ein unteres Grenzwertsteuersignal LL ausgeben.
Das erste Referenzsignal VR1 kann an einen invertierenden Eingangsanschluss (–) des ersten Komparators U1 angelegt werden, und das zweite Referenzsignal VR2 kann an einen nicht-invertierenden Eingangsanschluss (+) des zweiten Komparators U2 angelegt werden. Die ersten und zweiten Referenzsignal VR1 und VR2 sind feste Werte, und gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung können die ersten und zweiten Referenzsignale VR1 und VR2 als Teil der von einem Spannungsregler stabilisierten Spannung VREF gesetzt werden. Obwohl nicht speziell gezeigt, kann der Schaltercontroller mit einem Teil der von dem Spannungsregler ausgegebenen Spannung betrieben werden.
Der Spannungsregler ist mit einem Ausgangsanschluss der Gleichrichtereinheit 10 verbunden, um einen Teil der von der Gleichrichtereinheit 10 umgewandelten Spannung V1 zu empfangen und eine gleichförmige Spannung auszugeben, und eine Vielzahl an Widerständen R3, R4 und R5 können zwischen dem Ausgangsanschluss des Spannungsreglers und der Masse GND angeschlossen sein. In diesem Fall können die ersten und zweiten Referenzsignale VR1 und VR2, wie sie an den ersten und zweiten Komparator U1 und U2 anliegen, zugesetzt werden, dass sie den an den Widerständen R3, R4 und R5 anliegenden Spannungen entsprechen. Konkret wird das erste Referenzsignal VR1, wie in der Ausführungsform in 2 dargestellt, auf R3 + R4 / R3 + R4 + R5 VREF gesetzt, und ähnlich wird das zweite Referenzsignal VR2 auf R3 / R3 + R4 + R5 VREF gesetzt. Die ersten und zweiten Referenzsignal VR1 und VR2 bilden hier einen oberen Grenzwert (If(OL)) und einen unteren Grenzwert (If(LL)) für den Strom der in die Lichtquelleneinheit 20 hineinfließt.
Der obere Grenzwert (UL) und der untere Grenzwert (LL) des am Ausgangsanschluss d der Lichtquelleneinheit 20 erfassten Treiberstrom If kann basierend auf den Werten der Widerstände R3, R4 und R5, die zwischen den ersten und zweiten Komparatoren U1 und U2 und dem Masseanschluss angeschlossen sind, gesetzt werden, und basierend auf dem Wert des zwischen einem Ausgangsanschluss der Lichtquelleneinheit 20a und dem Masseanschluss GND angeschlossenen Widerstand R2 wie folgt gesetzt werden. Der obere Grenzwert und der untere Grenzwert des Treiberstroms kann hier unter Berücksichtigung der Treiberspannung der LED-Gruppen, die die Lichtquelleneinheit 20 bilden, gesetzt werden. If(UL) = 1 / R2 R3 + R4 / R3 + R4 + R5VREF If(LL) = 1 / R2 R3 / R3 + R4 + R5VREF
Falls der Treiberstrom If kleiner als der obere Grenzwert (If(UL)) (z. B., If > If(UL)), der durch den ersten Komparator U1 fließt, ist, kann der Komparator 31 ein oberes Grenzwertsteuersignal UL an den Schaltercontroller 32 ausgeben, um den Schaltercontroller 32 so zu steuern, um die Anzahl der betriebenen LED-Gruppen entsprechend dem oberen Grenzwertsteuersignal UL zu erhöhen. Andererseits, wenn der Treiberstrom Uf größer als der untere Grenzwert (If(LL)) (z. B., If < If(LL)) durch den zweiten Komparator U2 ist, kann der Komparator 31 das untere Grenzwertsteuersignal LL an den Schaltercontroller ausgeben, um den Schaltercontroller 32 so zu steuern, um die Anzahl der betriebenen LED-Gruppen entsprechend dem unteren Grenzwertsteuersignal LL zu erniedrigen.
Genauer empfängt der erste Komparator U1 eine Spannung Vd, wie sie von dem Strom der an einem nicht-invertierenden Eingangsanschluss (+) an dem Strom, der in die Lichtquelleneinheit 20 hineinfließt, detektiert wird und ein erstes Referenzsignal VR1 an einem invertierenden Eingangsanschluss (–), und vergleicht die Größen von Vd und VR1. Wenn die Spannung Vd größer als das erste Referenzsignal VR1 ist, kann der erste Komparator U1 ein oberes Grenzwertsteuersignal UL an dem Schaltercontroller 32 erzeugen.
In der Zwischenzeit empfängt der zweite Komparator U2 die von dem Strom in der Lichtquelleneinheit 20 an einem invertierenden Eingangsanschluss (–) detektierte Spannung Vd und das zweite Referenzsignal VR2 an einem nicht-invertierenden Eingangsanschluss (+), und vergleicht die Werte von Vd und VR2. Wenn die Spannung Vd kleiner als das zweite Referenzsignal VR2 ist, erzeugt der zweite Komparator U2 ein unteres Grenzwertsteuersignal LL für den Schaltercontroller 32. Der Schaltercontroller 32 empfängt das obere Grenzwertsteuersignal UL oder das untere Grenzwertsteuersignal LL, wie es von dem Komparator 31 ausgegeben wird. Wenn das obere Grenzwertsteuersignal UL an einen ersten Komparator U1 angelegt wird, steuert der Schaltercontroller 32 die Vergrößerung der Anzahl der betriebenen LED-Gruppen und andererseits falls das untere Grenzwertsteuersignal LL an dem zweiten Komparator U2 angelegt wird, verringert der Schaltercontroller 32 die Anzahl der betriebenen LED-Gruppen. Hier können ein Schiebewiderstand (nicht extra gezeigt), ein Zähler (nicht extra gezeigt), ein Decoder (nicht extra gezeigt) oder Ähnliches bei dem Schaltercontroller 32 angeordnet sein, wobei die vorliegende Beschreibung nicht hierauf beschränkt ist.
Der Schalter 33 ist mit wenigstens einem Teil des Ausgangsanschlusses der ersten bis n-ten LED-Gruppen G1, G2, ..., Gn verbunden, um an- oder ausgeschaltet zu werden, um dadurch den Pfad des Stroms in der in die Lichtquelleneinheit 20 hineinfließt, zu ändern.
Wie in 2 dargestellt, kann der Schalter 33 erste bis (n – 1)-te Schalter SW1, SW2, ..., SW(n – 1) enthalten, die zwischen den Ausgangsanschlüssen der ersten bis (n – 1)-ten Gruppen G1, G2, ..., Gn – 1 der ersten bis n-ten LED-Gruppen G1, G2, ..., Gn und dem Stromerfassungswiderstand R2 entsprechend angeschlossen sein. Auch ein anderes aktives oder passives Bauelement kann zwischen den Ausgangsanschlüssen der LED-Gruppen und dem Masseanschluss hinzugefügt werden.
Zum Beispiel, falls der zweite Schalter SW2 geschlossen ist, und die ersten bis dritten Schalter SW1 und SW3 offen sind, fließt der Strom If durch die ersten und die zweiten LED-Gruppen G1 und G2, den zweiten Schalter SW2 und den Widerstand R2 zur Masse GND. Falls die Spannung Vd (Vd = If × R2), erfasst in dem Komparator 31, zwischen dem ersten und dem zweiten Referenzsignal VR1 und VR2 liegt, wird die Stellung der ersten bis dritten Schalter SW1, SW2 und SW3 beibehalten, wie vorher.
Falls jedoch die in dem Komparator 31 detektierte Spannung Vd größer als das erste Referenzsignal VR1 ist, der zweite Schalter SW2 offen ist, und der dritte Schalter SW3 geschlossen ist, und daher der Treiberstrom If von den ersten bis zu den dritten LED-Gruppen G1, G2 und G3 über den Widerstand R2 zur Masse GND fließt und andererseits, wenn die Spannung Vd erfassten Komparator 31 kleiner als das zweite Referenzsignal VR ist, der zweite Schalter SW2 offen ist, und der erste Schalter SW1 geschlossen ist, so fließt der Treiberstrom If von der ersten LED-Gruppe G1 zum Widerstand R2 zur Masse GND.
Die 3A bis 3C sind Ansichten, die schematisch Wellenformen von Spannungen und Strömen zeigen, die auf eine Leistungsversorgungsvorrichtung und eine Treibervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung anwendbar sind. Im Detail zeigen die 3A bis 3C Wellenformen von Spannungen und Strömen und Betriebsformen von LED-Gruppen und Schaltern, wenn die in 2 dargestellte Versorgungsvorrichtung 30 genutzt wird, während einer Periode einer gleichgerichteten Gleichspannungsspannung V1. Zwei im oberen Abschnitt von 3A gezeigte Wellenformen sind Wellenformen der Spannung V1 einer durch die Gleichrichtereinheit 10 gleichgerichtete Voll-Welle und die Gesamt-LED-Treiberspannung Vf der ersten bis vierten LED-Gruppe G1, G2, G3 und G4. Eine in einem unteren Abschnitt von 3A gezeigte Wellenform stellt den Treiberstrom If dar, der in die Lichtquelleneinheit 20 hineinfließt. 3B zeigt einen An/Ausbetrieb der ersten bis dritten Schalter SW1, SW2 und SW3. 3C stellt Signale dar, wie sie von den ersten und zweiten Komparatoren U1 und U2 des Komparators 31 und gemäß der signalbetriebenen LED-Gruppen detektiert wurden.
Im Folgenden wird der Betrieb und eine Treibermethode in einer Periode einer gleichgerichteten Gleichspannung V1 Voll-Welle im Detail beschrieben. Hier wird die gleichgerichtete Gleichspannung V1 nur genutzt, um die Lichtquelleneinheit 20 zum Zwecke der Beschreibung und zur Unterstützung der Fachleute, um den Gegenstand der vorliegenden Beschreibung einfach zu verstehen, zu treiben, und wobei die Leistung, die gebraucht wird, um die verbleibenden Schaltungen zu betreiben, so gering ist, dass sie nicht berücksichtigt wird.
Bezugnehmend auf die 2 und 3 sind die lichtabgebenden Vorrichtungen gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung nicht auf die Ausführungen beschränkt, in denen die gleichgerichtete Gleichspannung V1 nur für den Betrieb der Lichtquelleneinheit 20 verwendet wird, beschränkt. Es ist klar für einen Fachmann, dass auch ein Teil der gleichgerichteten Gleichspannung V1 zum Treiben verschiedener Treiberschaltungen genutzt werden kann.
Ein Verfahren zum Betreiben einer LED gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung umfasst das Erfassen eines Stroms, der in die erste bis n-te LED-Gruppe G1, G2, ..., Gn, die nacheinander in Reihe zur gleichgerichteten Gleichspannung angeschlossen sind, fließt, das Setzen eines Treiberstrombereichs zum Steuern eines Stroms in der in die erste bis n-te LED-Gruppe G1, G2, ..., Gn fließt, und das Bereitstellen einer Steuerung, um die Anzahl der betriebenen LED-Gruppen zu einem Zeitpunkt zu ändern, wenn der von den ersten bis n-ten LED-Gruppen G1, G2, ..., Gn erfasste Strom sich aus dem vorher festgesetzten Strombereich hinausbewegt.
Erst einmal fließt in einem Betrieb während eines Intervalls t1~t2, der Treiberstrom If nicht (If = 0) in einem Anfangsstadium, in dem die Spannung gering ist, und die zu diesem Zeitpunkt von dem Antriebsstrom If detektierte Spannung Vd hat einen Wert kleiner als das zweite Referenzsignal VR2 des zweiten Komparators U2 (hier kann das Referenzsignal des zweiten Komparators U2 durch die Verwendung eines oben beschriebenen Widerstands auf einen geeigneten Wert gesetzt werden). Das heißt, der zweite Komparator U2 gibt ein unteres Grenzwertsteuersignal LL zur Steuerung des Schaltercontrollers 32 aus, um den ersten Schalter SW1 anzuschalten. Ist der erste Schalter SW1 angeschaltet, wird der Zustand des ersten Schalters SW1 nicht verändert, selbst wenn das untere Grenzwertsteuersignal LL danach als (H) erfasst wird. Da die Gleichspannungsspannung V1 stufenweise erhöht wird, beginnt der Treiberstrom Uf zu fließen und die von dem Treiberstrom If erfasste Spannung Vd weist einen Wert auf, der größer ist als das erste Referenzsignal VR1 und kleiner als das zweite Referenzsignal VR2 (z. B., VR1 < Vd < VR2), und selbst in dem Fall wird der geschlossene Zustand des ersten Schalters SW1 beibehalten.
Wenn die Gleichspannungsspannung V1 erhöht wird, erhöht sich der Treiberstrom If ebenfalls, und wenn die von dem Treiberstrom If detektierte Spannung Vd größer als das erste Referenzsignal VR1 des ersten Komparators U1 ist, z. B. wenn der Zeitpunkt t2 in 3 erreicht wird, gibt der erste Komparator U1 das obere Grenzwertsteuersignal UL an den Schaltkontroller 3 aus, um den Schaltkontroller 32 zu steuern, um den ersten Schalter SW1 auszuschalten und den zweiten Schalter SW2 entsprechend dem oberen Grenzwertsteuersignal, wie es von dem ersten Komparator U1 angelegt wurde, anzuschalten, und damit die Anzahl der betriebenen LEDs zu erhöhen.
In diesem Fall fließt der Treiberstrom If, der von der ersten LED-Gruppe G1 zur Masse GND über den ersten Schalter SW1 und den Widerstand R2 geflossen ist, nun von der ersten und zweiten LED-Gruppe G1 und G2 zur Masse GND über den zweiten Schalter SW2. Das heißt also, gleichzeitig (t2), wenn der erste Schalter SW1 abgeschaltet wird, und der zweite Schalter SW2 angeschaltet wird, wird die Treiberspannung Vf durch die zweite LED-Gruppe G2 erhöht und somit wird der Treiberstrom If gleichzeitig reduziert.
Für die Zwecke der Beschreibung wird im Folgenden angenommen, dass die ersten bis vierten LED-Gruppen G1, G2, G3 und G4 die gleiche Betriebsspannung Vf0 haben. Der Treiberstrom If zum Zeitpunkt t2 ist durch die zusätzlich betriebene zweite LED-Gruppe G2 verringert und insbesondere ändert sich der Treiberstrom If von If = V1 – Vf0 / R1 + R2 zu If = V1 – 2Vf0 / R1 + R2 .
Für den Betrieb während eines Intervalls zum Zeitpunkt t2 bis zum Zeitpunkt t3 (t2~t3), in einem Zustand, in dem der Treiberstrom If reduziert ist, da die gleichgerichtete Gleichspannung V1 erhöht ist, wird der von dem Treiberstrom If detektierte Treiberstrom If und die Spannung Vd ebenfalls stufenförmig erhöht.
Falls die von dem Treiberstrom If detektierte Spannung Vd größer als das erste Referenzsignal VR1 (z. B. Vd > VR1) ist, d. h. wenn der Zeitpunkt t3 erreicht ist, gibt der erste Komparator U1 ein oberes Grenzwertsteuersignal UL an den Schaltercontroller 32 aus und gibt ein Signal H zum Steuern des Schaltercontrollers 32 aus, um den zweiten Schalter SW2 auszuschalten und um den dritten Schalter SW3 anzuschalten, um damit eine größere Anzahl an LEDs zu betreiben. In diesem Fall fließt der Treiberstrom, der von der ersten und zweiten LED-Gruppe G1 und G2 zur Masse GND über den Widerstand R2 geflossen ist, gegenwärtig von der ersten zur dritten LED-Gruppe G1, G2 und G3 zur Masse GND über den Widerstand R2. Da die Treiberspannung Vf der LED zum Zeitpunkt t3 erhöht wurde, wird der Treiberstrom If gleichzeitig reduziert. Das heißt, der Treiberstrom If zum Zeitpunkt t3 ändert sich von If = V1 – 2Vf0 / R1 + R2 auf If = V1 – 3V0 / R1 + R2 .
Für den nächsten Betrieb in einem Intervall zum Zeitpunkt t3 bis zum Zeitpunkt t4 (z. B., t3~t4), wenn die von dem verringerten Treiberstrom If detektierte Spannung Vd zwischen dem ersten Referenzsignal VR1 und dem zweiten Referenzsignal VR2 liegt, z. B., im Fall von VR2 < Vd < VR1, fließt der Treiberstrom If durch die ersten bis dritten LED-Gruppen G1, G2 und G3, so dass die ersten bis dritten LED-Gruppen G1, G2 und G3 arbeiten können.
Ähnlich zu dem oben genannten Fall, wenn der Treiberstrom If stufenweise erhöht wird, und die von dem Treiberstrom If detektierte Spannung Vd größer als die erste Referenzspannung VR1 ist (zum Zeitpunkt t4), wird der Schaltercontroller 32 gesteuert, um den dritten Schalter SW3 auszuschalten, um dadurch alle Schalter auszuschalten, um zu ermöglichen, dass der Treiberstrom If durch die ersten bis vierten LED-Gruppen G1, G2, G3 und G4 fließt. Das heißt, der Treiberstrom If zum Zeitpunkt t4 wird geändert von If = V1 – 3Vf0 / R1 + R2 auf If = V1 – 4Vf0 / R1 + R2 .
Für einen Betrieb während des Intervalls vom Zeitpunkt t4 zum Zeitpunkt t5 (z. B. t4~t5), wenn der dritte Schalter SW3 zum Zeitpunkt t4 ausgeschaltet ist und die von dem Treiberstrom If detektierte Spannung Vd zwischen der ersten Referenzspannung VR1 und der zweiten Referenzspannung VR2 liegt, wird der ausgeschaltete Zustand des dritten Schalters SW3 beibehalten.
Zu diesem Zeitpunkt fließt der Treiberstrom If von den ersten bis vierten LED-Gruppen G1, G2, G3 und G4 durch den Widerstand R2 zur Masse GND. Da die gleichgerichtete Gleichspannungspannung V1 einen Spitzenwert erreicht und danach stufenweise reduziert wird, wird gleichzeitig auch der Treiberstrom If reduziert.
Gemäß der Reduzierung des Treiberstroms If, falls die von dem Treiberstrom If detektierte Spannung Vd kleiner als das zweite Referenzsignal VR2 des zweiten Komparators U2 ist, z. B. wenn der Zeitpunkt t5 erreicht ist, gibt der zweite Komparator U2 das untere Grenzwertsteuersignal LL an den Schaltercontroller 32 aus, um den Schaltercontroller 32 zu steuern, um den dritten Schalter SW3 anzuschalten, um die Anzahl der betriebenen LEDs zu verringern. In diesem Fall ist die vierte LED-Gruppe ausgeschaltet und nur die erste bis dritte LED-Gruppe G1, G2 und G3 werden betrieben.
Zu diesem Zeitpunkt, da die Anzahl der betriebenen LEDs gleichzeitig reduziert wird, wird die LED-Betriebsspannung Vf reduziert und der Treiberstrom If wird vorübergehend erfüllt. Insbesondere ändert sich der Treiberstrom If zum Zeitpunkt t5 von If = V1 – 4Vf0 / R1 + R2 auf If = V1 – 3Vf0 / R1 + R2 .
Für den Betrieb während eines Intervalls vom Zeitpunkt t5 zum Zeitpunkt t6 (z. B. t5~t6) wird der Antriebsstrom If entsprechend der Reduzierung der Gleichspannungsspannung V1 zum Spitzenwert stufenweise reduziert. In diesem Fall, wenn die vom Treiberstrom If detektierte Spannung Vw zwischen dem ersten Referenzsignal VR1 und dem zweiten Referenzsignal VR2 (z. B., VR2 < Vd < VR1) ist, wird der Zustand der ersten bis dritten Schalter SW1, SW2 und SW3 beibehalten wie er ist. Wenn die von dem reduzierten Treiberstrom If detektierte Spannung einen Wert aufweist kleiner als das zweite Referenzsignal VR2 (zum Zeitpunkt t6) gibt der zweite Komparator U2 ein unteres Grenzwertsteuersignal LL an den Schaltercontroller 32 aus.
Zu diesem Zeitpunkt wird der Schaltercontroller 32, um entsprechend dem unteren Grenzwertsteuersignal LL vom zweiten Komparator U2 eine geringere Anzahl von LEDs zu betreiben, gesteuert, um den dritten Schalter SW3 von einem Ein-Zustand aus auszuschalten, und um den zweiten Schalter SW2 von einem Aus-Zustand einzuschalten, um nur die ersten und zweiten LED-Gruppen G1 und G2 zu betreiben.
Für den Betrieb während eines Intervalls vom Zeitpunkt t6 bis zum Zeitpunkt t7 (t6~t7), wenn der dritte Schalter SW3 ausgeschaltet ist und der zweite Schalter SW2 eingeschaltet ist, wird die Treiberspannung Vf der LED reduziert und der Treiberstrom If wird gleichzeitig erhöht. Insbesondere wird der Treiberstrom If zum Zeitpunkt t6 geändert von If = V1 – 3Vf0 / R1 + R2 auf If = V1 – 2Vf0 / R1 + R2 .
Ähnlich wie beim Intervall vom Zeitpunkt t5 zum Zeitpunkt t6 (z. B., t5~t6), wird der Treiberstrom If gemäß der Verkleinerung der Gleichspannungsspannung V1 reduziert. Zum Zeitpunkt t7, wenn der zweite Komparator U2 das kleine Grenzwertsteuersignal LL über den Schaltercontroller 32 erzeugt, wird der zweite Schalter SW2 ausgeschaltet und der erste Schalter SW1 angeschaltet, und zu dieser Zeit arbeitet die zweite LED-Gruppe G2 nicht. Zu diesem Zeitpunkt wird der Treiberstrom If zum Zeitpunkt t7 geändert von If = V1 – 2Vf0 / R1 + R2 auf If = V1 – Vf0 / R1 + R2 .
Für den Betrieb während des Intervalls vom Zeitpunkt t7 zum Zeitpunkt t8 (z. B. t7~t8) wird nur die erste LED-Gruppe G1 entsprechend dem Betrieb der ersten und zweiten Schalter SW1 und SW2 zum Zeitpunkt t7 betrieben und wenn die Gleichspannungsspannung V1 weiter reduziert wird, auf ein Niveau zu dem selbst die erste LED-Gruppe G1 nicht betrieben werden kann, wird die erste LED-Gruppe G1 ausgeschaltet.
Nach dem Zeitpunkt t8 wird die gleichgerichtete Gleichspannungsspannung V1, wenn sie den untersten Punkt überschritten hat, wieder erhöht, so dass die Arbeitsabläufe während des Intervalls vom Zeitpunkt t1 zum Zeitpunkt t8 (t1~t8) wiederholt durchgeführt werden.
In der Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung kann einer der ersten bis drei Schalter SW1 bis SW2 und SW3, die den Schalter 33 bilden, angeschaltet sein, oder aber alle Schalter können ausgeschaltet sein, jedoch sind keine zwei oder mehr Schalter gleichzeitig eingeschaltet. Das heißt, wenn der n-te Schalter eingeschaltet ist, beeinflusst das An- oder Ausschalten eines (n + 1)-ten Schalters und weiterer Schalter den Betrieb der Treiberschaltung nicht.
Wie in 3B dargestellt, werden die ersten bis dritten Schalter SW1, SW2 und SW3 nacheinander an- und nacheinander ausgeschaltet, wenn die gleichgerichtete Gleichspannung V1 erhöht wird und wenn die gleichgerichtete Gleichspannung V1 beginnt vom Spitzenwert her reduziert zu werden, wird der dritte Schalter, der zweite Schalter, und der erste Schalter nacheinander angeschaltet.
Dementsprechend werden die ersten bis vierten LED-Gruppen G1, G2, G3 und G4 nacheinander während eines Intervalls, in dem die gleichgerichtete Gleichspannungsspannung V1 erhöht wird, angeschaltet (hier bedeutet das Anschalten der ersten bis vierten LED-Gruppen G1, G2, G3 und G4 nacheinander dass die zweiten bis vierten LED-Gruppen G2, G3 und G4 zusätzlich zur ersten LED-Gruppe G1 angeschaltet wird, eher als dass die erste LED-Gruppe G1 ausgeschaltet wird und die zweite LED-Gruppe G2 danach angeschaltet wird). Die vierten bis ersten LED-Gruppen G4, G3, G2 und G1 werden während des Intervalls, in dem die gleichgerichtete Gleichspannung V1 reduziert wird nacheinander ausgeschaltet.
Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung wird der Treiberstrom, der basierend auf einer Änderung in der gleichgerichteten Gleichspannung V1 in die Gleichrichtereinheit 10 fließt, erfasst und mit dem vorher festgelegten Obere-Grenze-Stromwert If(UL) und dem Untere-Grenze-Stromwert If(LL) zu den Steuerschaltern verglichen, um dadurch die Anzahl der betriebenen LEDs anzupassen. Das heißt, da die Anzahl der LEDs gesteuert werden kann, um entsprechend der Intervalle durch Nutzung allein der Schalter und Widerstände selbst ohne eine Stromtreiberschaltung zum Treiben von Strömen mit unterschiedlichen Größen gemäß der entsprechenden Intervalle, kann der Aufbau vereinfacht werden und der Leistungsverbrauch reduziert werden, um dadurch eine LED-Treiberschaltung mit verbesserter Leistungseffizienz bereitzustellen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung, anders als bei der Ausführungsform wie in 2 dargestellt, wird, um verschiedene Anzahlen erster bis vierter LED-Gruppen G1, G2, G3, G4 entsprechend der Größe der gleichgerichteten Gleichspannungsspannung V1 zu betreiben, ein Verfahren zum Steuern von Schaltern gemäß der Größe der Treiberspannungen der entsprechenden ersten bis vierten LED-Gruppen G1, G2, G3 und G4 eingesetzt.
Genauer gesagt, falls die gleichgerichtete Gleichspannung V1 zwischen der Betriebsspannung der ersten LED-Gruppe G1 und der Betriebsspannungen der ersten und zweiten LED-Gruppen G1 und G2 liegt, wird der erste Schalter SW1 gesteuert um angeschaltet zu werden um einen Strom nur durch die erste LED-Gruppe G1 zur Masse GND fließen zu lassen, und zum Zeitpunkt t2 zudem die gleichgerichtete Gleichspannung V1 größer als die Betriebsspannung der ersten und der zweiten LED-Gruppe G1 und G2 wird der erste Schalter SW1 ausgeschaltet und der zweite Schalter SW2 wird angeschaltet um dem Treiberstrom If zu ermöglichen durch die ersten und zweiten LED-Gruppen G1 und G2 zur Masse GND zu fließen.
In diesem Fall, da die entsprechenden LEDs in Bezug auf ihre Betriebsspannung eine gewisse Toleranz aufweisen, sollten die Steuerintervalle der Schalter unter Berücksichtigung dieser Toleranz ausgelegt werden. D. h. falls eine durchschnittliche Betriebsspannung der LED-Gruppen Vf(typisch) ist und eine maximale Betriebsspannung innerhalb der Toleranz Vf(max) ist, werden die LED-Gruppen nicht eingeschaltet entsprechend dem Betrieb der Schalter falls die Schwellspannung der Schalter basierend auf der durchschnittlichen Betriebsspannung Vf(typisch) gesetzt wird.
Beispielsweise bezugnehmend auf 2 wird angenommen, dass, wenn die gleichgerichtete Leistungsspannung V1 die durchschnittliche Betriebsspannung Vf(typisch) der ersten bis dritten LED-Gruppen G1, G2 und G3 erreicht während der zweite Schalter SW2 angeschaltet ist und die ersten und zweiten LED-Gruppen G1 und G2 betrieben werden, wird der dritte Schalter SW3 angeschaltet. Falls in diesem Fall die Betriebsspannung der dritten LED-Gruppe G3 einen maximalen Wert Vf(max) aufweist, hat die gleichgerichtete Gleichspannung V1 einen Wert kleiner als die Betriebsspannung Vf(max) der dritten LED-Gruppe G1 obwohl der dritte Schalter SW3 angeschaltet ist, und als Ergebnis können die ersten bis dritten LED-Gruppen G1, G2 und G3 nicht betrieben werden.
D. h. um das zu verhindern sollte der Schwellwert der Schalter basierend auf der Maximumbetriebsspannung Vf(max) innerhalb der Toleranz in Bezug auf alle der ersten bis vierten LED-Gruppen G1, G2, G3 und G4 ausgelegt werden. D. h. alle von n-Schaltern, sollten die Schwellspannung zum Betreiben der n-te LED-Gruppe auf nxVf(max) (in dem Fall in dem die ersten bis n-te LED-Gruppen eine einzelne LED mit jeweils der gleichen Betriebsspannung Vf aufweisen) gesetzt werden, und da der Leistungsverlust (Vf(max) – Vf(min)) gemäß der Toleranz der Betriebsspannung proportional zur Anzahl (n) der Schalter erhöht wird, wird die Leistungseffizienz mit erhöhter Anzahl an Schaltern reduziert.
Da entsprechende Schalter gemäß der Betriebsspannung gesteuert werden, werden Komparatoren entsprechend der Anzahl an Schaltern ein Schaltkreis zum Erfassen des An-/Auszustandes eines jeden Schalters, und eine Stromtreiberschaltung zum Treiben verschiedener Ströme gemäß dem Zustand jedes Schalters benötigt, was jedoch zu einer komplizierten Schaltungskonfiguration und einem zusätzlichen Leistungsbedarf führt.
Mittlerweile wird, um die Größe der Treiberschaltung zu reduzieren ein Schaltungsteil zum Treiben eines Stroms benötigt der in einer integrierten Schaltung (IC) integriert ist.
In diesem Fall, da der Treiberstrom in den PC fließt und einen hohen Leistungsverbrauch innerhalb des ICs erzeugt, ist diese Lösung thermisch von Nachteil und limitiert den Leistungsverbrauch des ICs, sodass die Schwierigkeiten beim Betreten einer Umgebung indem die Umgebungstemperatur hoch ist und es schwierig wird den Leistungsbedarf mit einer einzelnen Einheit zu decken.
Im Vergleich zu der vorher beschriebenen Ausführungsform zur Steuerung der Schalter entsprechend der Größe der Betriebsspannungen der entsprechenden ersten bis vierten LED-Gruppen G1, G2, G3 und G4 in der lichtabgebenden Vorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung wie in 2 dargestellt, wird jeder Schalter automatisch durch das Erfassen der Größe des Treiberstroms If der in die Lichtquelleneinheit 20 hineinfließt gesteuert, statt dass ein Zustand jedes Schalters gemäß der Größe der Betriebsspannung jeder LED-Gruppe erfasst wird und jeder Schalter direkt gesteuert wird.
D. h. es ist kein Verfahren zum Steuern eines Schalters unter Berücksichtigung der Größe der Betriebsspannung jeder LED-Gruppe, sodass kein Leistungsverlust gemäß der Erhöhung der Anzahl an Schaltern entsteht, wodurch eine hoch effiziente lichtabgebende Vorrichtung bereitgestellt wird.
Es werden außerdem kein Komparator oder Operationsverstärker für die entsprechenden ersten bis n-te LED-Gruppen benötigt. Vielmehr werden nur die beiden Komparatoren U1 und U2 zum Vergleichen ob oder ob nicht ein Betriebsstrom zwischen der oberen Grenze Stromwert If(UL) und dem unteren Stromwert If(LL) liegen oder ein Operationsverstärker benötigt wird. Ohne die Notwendigkeit einer zusätzlichen Stromtreiberschaltung zum Treiben eines vorher festgesetzten Stroms in Bezug auf jede der ersten bis n-te LED-Gruppen kann die Vielzahl der LED-Gruppen individuell betrieben werden und durch eine einfache Schaltung mit Schaltern und Widerstand gesteuert werden.
Außerdem tritt bei der Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung nur ein geringer Leistungsverbrauch und Wärmeerzeugung auf und da der Treiberstrom If nicht innerhalb des IC fließt was dadurch vorteilhaft für den Betrieb in einer Umgebung mit hoher Temperatur ist. Da der Widerstand und die Schalter (z. B. FETs) außerhalb des ICs angeordnet sind, ist der Freiheitsgrad zum Entwerfen der Schaltung hoch und es ist möglich die Leistung in einem relativ großen Bereich mit einer einzigen Einheit zu erreichen.
Außerdem, falls die gleiche Leistung für ein externes kommerzielles Leistungssystem von 200 V und 100 V benötigt wird muss der Treiberstrom If des 100 Volt Systems etwa doppelt so groß sein wie der des 200 Volt Systems. D. h. um denselben IC für das 200 Volt System und das 100 Volt System anzuwenden steigen die Kosten und die Schaltungsgröße.
Bei der vorliegenden Ausführungsform dagegen, da der Treiberstrom If nicht innerhalb des ICs fließt, kann ein IC der für beide systembasierte Leistungsquellen, 200 Volt und 100 Volt, anwendbar ist leicht entworfen werden.
4 stellt schematisch eine lichtabgebende Vorrichtung 101 dar mit einer Leistungsversorgungsvorrichtung 30' und einer Treibervorrichtung (IC) gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung. 5 zeigt eine Ansicht die Wellenformen von Spannungen und Strömen darstellt, die von der Leistungsversorgungsvorrichtung 30' und der Treibervorrichtung (IC), wie in 4 dargestellt, betrieben werden können. 6 zeigt eine Ansicht von Arbeitsabläufen der Leistungsversorgungsvorrichtung 30' und der Treibervorrichtung (IC), wie in 4 und 5 dargestellt.
Zuerst, bezugnehmend auf 4, liefert die Leistungsversorgungsvorrichtung 30' gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung Gleichspannung an eine Lichtquelleneinheit 20', und erfasst einen Storm der in die Lichtquelle 20' hineinfließt.
Falls der erfasste Strom außerhalb eines vorher festgelegten Strombereichs liegt veranlaßt die Leistungsversorgungsvorrichtung 30', dass die Anzahl der Lichtquelleneinheit betriebenen Lichtquellen geändert wird.
Die Leistungsversorgungsvorrichtung 30' kann außerdem eine Gleichrichtereinheit 10' aufweisen, die eine von außen angelegte Wechselspannung in Gleichspannung wandelt. Die Leistungsversorgungsvorrichtung 30' kann den Strom der in die Lichtquelleneinheit 20' mit den ersten bis fünften LED-Gruppen G1, G2, G3, G4 und G5 die nacheinander in Reihe miteinander verbunden sind und von der von der Gleichrichtereinheit 10' gewandelten Gleichspannung betrieben werden, steuern.
Die Leistungsversorgungsvorrichtung 30' gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung umfasst einen Komparator 31' der ein Eingangssignal das durch die Erfassung eines Stroms der in die Lichtquelleneinheit 20' hineinfließt erzeugt wurde mit einem Referenzsignal vergleicht, und ein Schaltsteuersignal ausgibt, einen Schaltercontroller 32' der die An-/Ausfunktion des Schalters nach dem Empfang des von dem Komparator 31' ausgegebenen Schaltsteuersignals steuert, und einen Schalter 33' der mit Ausgangsanschlüssen der ersten bis fünften LED-Gruppen G1, G2, G3, G4 und G5 verbunden ist um den Pfad eines Treiberstroms gemäß einem von den Schaltercontrollern 32' angelegten Signal ändert.
In der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Beschreibung kann ebenso eine Flackervermeidungsschaltung in der Leistungsversorgungsvorrichtung 30 und der Treiberschaltung IC gemäß der in 2 dargestellten Ausführungsform enthalten sein.
Bezugnehmend auf die 4 und 5 kann die Leistungsversorgungsvorrichtung 30' gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung auf eine ähnliche Art und Weise wie die Leistungsversorgungsvorrichtung 30, wie in den 2 und 3 gezeigt, betrieben werden.
Genauer gesagt entspricht, bei den Spannungs- und Stromwellenformen wie in 5 dargestellt, das Intervall t1~t4 in etwa dem in 3 dargestellten Intervall t1~t4, das Intervall t7~t10 in etwa dem Intervall t5~t8 wie in 8 dargestellt. Ein Unterschied im Betrieb besteht nur in dem Intervall t4~t7 in dem Peak der gleichgerichteten Gleichspannung V1, sodass der Betrieb während des Intervalls t3~t7 kurz beschrieben wird.
Wenn die von dem Treiberstrom If erfasste Spannung Vd zwischen dem ersten Referenzsignal VR1 und dem zweiten Referenzsignal VR2 während des Intervalls t3~t4 liegt, z. B. im Fall von VR2 < Vd < VR1, fließt der Treiberstrom If durch die ersten bis dritten LED-Gruppen G1, G2 und G3.
Wenn die gleichgerichtete Gleichspannung V1 erhöht wird, wird der Treiberstrom If stufenweise erhöht, und wenn die von dem Treiberstrom If erfasste Spannung Vd größer als die erste Referenzspannung VR1 ist (zum Zeitpunkt t4), wird der Schaltercontroller 32' gesteuert um den dritten Schalter SW3 abzuschalten und einen vierten Schalter SW4 anzuschalten um den Treiberstrom If durch die ersten bis vierten LED-Gruppen G1, G2, G3 und G4 fließen zu lassen.
Für den Betrieb zwischen dem Intervall t4~t7 ohne das Intervall t4~t6, wenn der vierte Schalter SW4 zum Zeitpunkt t4 angeschaltet ist und die von dem Treiberstrom If in dem Komparator 31 detektierte Spannung Vd zwischen der ersten Referenzspannung VR1 und der zweiten Referenzspannung VR2 liegt, wird der vierte Schalter im An-Zustand belassen.
Im Vergleich zu den in 3 dargestellten Wellenformen, in denen alle Schalter in einem Aus-Zustand sind, so wie der dritte Schalter SW3 in 3C in einem Aus-Zustand ist, ist in 5C der dritte Schalter SW3 ausgeschaltet und der vierte Schalter SW4 ist angeschaltet, aber beide Betriebsarten sind ähnlich beim Betreiben der vierten LED-Gruppe G4. Wenn die gleichgerichtete Gleichspannung V1, ausgehend von dem Peak, während des Intervalls t4~t7 verringert wird, wird der Treiberstrom If ebenfalls entsprechend der Verringerung in der Gleichspannungsspannung V1 reduziert. Wenn die von dem reduzierten Treiberstrom If erfasste Spannung Vd kleiner ist als das zweite Referenzsignal VR2 des zweiten Komparators U2, z. B. zum Zeitpunkt t7, gibt der zweite Komparator U2 das Untere-Grenze-Steuersignal LL an den Schaltercontroller 32' aus, um den Schaltercontroller 32' zu steuern, um den vierten Schalter SW4 auszuschalten und den dritten Schalter SW3 anzuschalten, um die Anzahl der betriebenen LEDs zu verringern. In diesem Fall ist die vierte LED-Gruppe G4 abgeschaltet und nur die erste bis dritte LED-Gruppe G1, G2 und G3 werden betrieben.
Der nachfolgende Ablauf ist der gleiche wie der in Bezug auf 2 und 3 beschriebene, so dass auf diese Beschreibung verzichtet wird.
Für die in dem unteren Abschnitt der 5A gezeigten Wellenform des Treiberstroms If wird der Treiberstrom If in dem Intervall t4~t5, in dem die gleichgerichtete Spannung V1 einen Peak hat, unter dem oberen Grenze-Steuerwert UL gehalten.
Es kann jedoch passieren, dass der Treiberstrom If gleich der oberen Grenze des ersten Komparators U1 (If = If(UL)) durch Zufall wegen einer Änderung der gleichgerichteten Gleichspannung V1 oder der Abweichung der Treiberspannungen Vf der jeweiligen LED-Gruppen in dem Peak in der Gleichspannungsspannung V1 liegt.
Insbesondere in dem Fall, in dem die Wellenform der Treiberspannung (LED total Vf) der LED-Gruppen sich der Wellenform der gleichgerichteten Gleichspannung V1 bis zum höchsten Grad annähern, um die Treibereffizienz zu verbessern, kann zwar die Treibereffizienz verbessert werden, aber es gibt jedoch eine große Wahrscheinlichkeit, dass der Treiberstrom If während eines Intervalls, das die Peaks der Spannungen umfasst, dem oberen Grenze-Stromwert (If(UL)) entspricht.
In diesem Fall erzeugt der Komparator U1 das Obere-Grenze-Steuersignal UL für den Schaltercontroller 32', um den Betrieb eines Schalters zu ändern, und einen nachfolgenden Zustand, wie in 6A gezeigt, zu veranlassen, oder der vorherige Zustand wird beibehalten wie er ist, ohne das Obere-Grenze-Steuersignal UL, wie in 6B gezeigt, zu erzeugen.
Es gibt hier kein Problem mit dem Festhalten des nachfolgenden Zustands (6A) oder dem Beibehalten des vorherigen Zustands, wie in 6B. Wenn jedoch die in den 6A und 6B dargestellten verschiedenen Wellenformen abwechselnd auftreten, so dass in einer Periode der nachfolgende Zustand auftritt, und der vorherige Zustand in der nächsten Periode beibehalten wird, oder ähnlich, kann eine Änderung der Helligkeit mit einer Frequenz kleiner als 120 Hz oder 100 Hz auftreten, was vom menschlichen Auge als Flackern wahrgenommen werden kann.
Im Folgenden wird der Betrieb einer Schaltung, wie in den 6A und 6B dargestellt, im Detail beschrieben.
Bezugnehmend auf 6A wird zuerst der Betrieb während eines Intervalls t1'~t4' beschrieben, dass ähnlich dem Intervall t1~t4, wie in den 3A und 5A dargestellt ist. Falls der Treiberstrom If gleich einem oberen Grenzwert des ersten Komparators U1 ist, wenn die ersten bis vierten LED-Gruppen G1, G2, G3 und G4 während eines Intervalls t4'~t5' betrieben werden, werden die ersten bis vierten Schalter SW1, SW2, SW3 und SW4 ausgeschaltet, um eine größere Anzahl an LEDs zu betreiben und damit werden die ersten bis fünften LED-Gruppen G1, G2, G3, G4 und G5 betrieben.
Wenn die Anzahl der betriebenen LEDs erhöht wird, wird gleichzeitig (zum Zeitpunkt t5') der Treiberstrom If reduziert. Während des Intervalls t5'~t6', da die gleichgerichtete Betriebsspannung V1 ausgehend vom Peak reduziert wird, wird gleichzeitig auch der Treiberstrom If reduziert, und falls der Treiberstrom If bis unter die untere Grenze des zweiten Komparators U2 reduziert wird, wird der Schaltercontroller 32' durch das von dem zweiten Komparator U2 ausgegebene Untere-Grenze-Steuersignal LL gesteuert, um den vierten Schalter SW4 anzuschalten, um eine kleinere Anzahl LEDs zu betreiben. Der Betrieb nach dem Zeitpunkt t6' ist dem Betrieb nach dem Zeitpunkt t7 in den 5A bis 5C ähnlich.
In dem Fall von 6B wird mit Ausnahme von dem Intervall t5~t6 in 5 ein Betrieb ähnlich dem in 5B durchgeführt, so dass die fünfte LED-Gruppe G5 nicht angeschaltet ist.
Das heißt, wenn das Obere-Grenze-Steuersignal UL während einer bestimmten Zeitspanne innerhalb eines Intervalls von einem Zeitpunkt (t2) zu dem das erste Obere-Grenze-Steuersignal UL von dem ersten Komparator U1 erzeugt wurde, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem das erste Untere-Grenze-Steuersignal LL von dem zweiten Komparator U2 erzeugt wurde, nicht von dem ersten Komparator U1 erzeugt wird (t4~t5 in 5A), um das Auftreten eines Flackerphänomens wegen dem unregelmäßigen Auftreten der in 6A und 6B gezeigten Wellenformen zu vermeiden, wird ein Dummypuls erzwungen, um den nächsten Zustand sicher auszuführen, um dadurch das Flackerphänomen zu verhindern.
Das heißt, wenn der Treiberstrom If gleich dem oberen Grenze-Stromwert If(UL) ist, wie er von dem ersten Komparator U1 detektiert wird, wird ein nachfolgender Schritt durchgeführt, um die in 6A dargestellten Wellenformen zu erzeugen, um dadurch das Flackerphänomen, das aufgrund verschiedener Wellenformen auftritt, zu vermeiden.
In der Leistungsversorgungsvorrichtung 30' gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung wird, falls das Obere-Grenze-Steuersignal UL von dem ersten Komparator U1 nicht während eines bestimmten Zeitraums während eines Intervalls vom Zeitpunkt t2, zu dem das erste Obere-Grenze-Steuersignal UL an den ersten Komparator U1 erzeugt wurde, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem das erste Untere-Grenze-Steuersignal LL von dem zweiten Komparator U2 erzeugt wurde, ein Dummypuls von dem ersten Komparator U1 (t5~t6) erzeugt, wobei während des Intervalls t4~t7, in dem die gleichgerichtete Gleichspannung V1 am höchsten ist eine Flackervermeidung durchgeführt werden kann.
Wie in den 5A bis 5C dargestellt, kann die fünfte LED-Gruppe G5 beständig angeschaltet werden innerhalb einer Periode und dadurch das Flackerphänomen verringert werden, wenn keine Änderung in dem Zustand während eines bestimmten Zeitraums (t4~t5) ist, unabhängig davon, ob der Treiberstrom If gleich dem oberen Grenzwert UL des ersten Komparators U1 während eines Intervalls, das den Peak der gleichgerichteten Gleichspannung V1 enthält (z. B. ein Intervall währenddessen die größte Anzahl an LED-Gruppen betrieben werden kann).
In diesem Fall, wie in den 5A bis 5C dargestellt, selbst wenn der Treiberstrom in einem Strombereich von dem oberen Grenzwert UL und dem unteren Grenzwert betrieben wird, werden alle Schalter in den Aus-Zustand gezwungen, um zum vorher festgelegten Zeitpunkt t5 die fünfte LED-Gruppe G5 zu betreiben, wobei der Treiberstrom durch die ersten bis fünften LED-Gruppen G1, G2, G3, G4 und G5 fließt. Zu diesem Zeitpunkt, zu dem die Betriebsspannung Vf durch die fünfte LED-Gruppe G5 erhöht wird, wird der Treiberstrom If reduziert. Wenn der reduzierte Treiberstrom If kleiner wird als der untere Grenzwert If(LL) des zweiten Komparators, steuert der Schaltercontroller 32' den Schalter derart um die Anzahl der betriebenen LEDs zu reduzieren und zu einem nachfolgenden Zustand (t6~t7) zu kommen, in dem der vierte Schalter SW4 eingeschaltet ist und die ersten bis vierten LED-Gruppen G1, G2, G3 und G4 betrieben werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung ist eine Treibervorrichtung (IC) mit umfasst, um die Lichtquelleneinheiten 20 und 20' zu betreiben, wobei die Treibervorrichtung (IC) einen Komparator umfasst, der ein Eingangssignal mit einem Referenzsignal vergleicht und ein Steuersignal ausgibt, wenn das Eingangssignal außerhalb eines vorher festgesetzten Strombereichs liegt und einen Schaltercontroller, der das von dem Komparator ausgegebene Steuersignal empfängt und ein Signal zum Ändern der Anzahl der betriebenen Lichtquellen ausgibt, wenn das Steuersignal an den Schaltercontroller angelegt wird.
Als Treibervorrichtung (IC) können die IC-Gebiete (mit dem Spannungsregler, dem Schaltercontroller 32 und dem Komparator 31), die durch gestrichelte Linien in den lichtemittierenden Vorrichtungen 100 und 101 gemäß der Ausführungsformen, wie in den 2 und 4 gezeigt, dargestellt werden, und hier kann der Spannungsregler, wenn nötig, weggelassen werden.
7 zeigt eine Darstellung einer lichtemittierenden Vorrichtung 102 mit einer Leistungsversorgungsvorrichtung 30 und einer Treibervorrichtung (IC) gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung. 8 zeigt schematisch Wellenformen von Spannungen und Strömen, die auf die Leistungsversorgungsvorrichtung und die Treibervorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung anwendbar sind.
Zuerst, bezugnehmend auf 7, weisen die Leistungsversorgungsvorrichtung 30, die Treibervorrichtung (IC) und die lichtemittierende Vorrichtung 102 mit der Leistungsversorgungsvorrichtung 30 und der Treibervorrichtung (IC) eine Konfiguration auf, in der ein Kondensator 40 zur Lichtquelleneinheit 20 in der in 2 dargestellten Ausführungsform hinzugeführt ist. Die anderen Elemente außer dem Kondensator 40 sind ähnlich der in 2 gezeigten Elemente. Daher wird im Folgenden nur die neue Komponente beschrieben.
Bezugnehmend auf 7 umfasst die Leistungsversorgungsvorrichtung 30, die Treibervorrichtung (IC), und die lichtemittierende Vorrichtung 102 den mit wenigstens einem Abschnitt der in der Lichtquelleneinheit 20 betriebenen Lichtquellen verbundenen Kondensator, der mit einem Ausgangsanschluss des Gleichrichters 10 verbunden ist. Die Lichtquelleneinheit 20 kann erste bis n-te LED-Gruppen umfassen, die nacheinander in Reihe mit dem Ausgangsanschluss der Gleichrichtereinheit 10 verbunden sind. Der Kondensator 40 kann mit beiden Enden der ersten LED-Gruppe G1, die am nächsten zu dem Ausgangsanschluss der Gleichrichtereinheit 10 angeordnet ist, verbunden sein.
Zum Zwecke der Beschreibung werden im Folgenden die ersten bis n-ten LED-Gruppen G1, G2, ..., Gn als erste bis vierte LED-Gruppe G1, G2, G3 und G4, wie in 7 dargestellt, bezeichnet, aber die Anzahl und Anschlusskonfiguration der LED-Gruppen, welche die Lichtquelleneinheit 20 bilden, kann, wenn nötig, auch variabel modifiziert werden.
Der Kondensator 40 kann zu wenigstens einem Abschnitt der in der Lichtquelleneinheit 20 betriebenen Lichtquellen parallel verbunden sein, um zu vermeiden, dass alle LED-Gruppen der Lichtquelleneinheit 20 durch einen Strom ausgeschaltet werden, wenn Leistung von der Gleichrichtereinheit 10 bereitgestellt wird.
Im Detail, wenn in einem früheren Stadium Leistung angelegt wird und die Spannung V1, ausgegeben von der Gleichrichtereinheit 10, von 0 V an ansteigt, wird die erste LED-Gruppe G1 aus den ersten bis n-ten LED-Gruppen G1, G2, ..., Gn im Ausgeschalteten Zustand als erste angeschaltet. Wenn die gleichgerichtete Gleichspannungsspannung V1 ansteigt und der erste Komparator U1 das Obere-Grenze-Steuersignal UL ausgibt, werden der zweite und dritte Schalter Q2 und Q3 nacheinander angeschaltet und somit auch die ersten bis dritten LED-Gruppen G1, G2 und G3 nacheinander angeschaltet.
Nachdem die ersten bis dritten LED-Gruppen G1, G2 und G3 angeschaltet sind, wenn alle Schalter Q1, Q2, Q3 und Q4 ausgeschaltet sind, werden die ersten bis vierten LED-Gruppen G1, G2, G3 und G4 angeschaltet. Wenn der Wert der gleichgerichteten Gleichspannung V1 reduziert wird, wird ein Untere-Grenze-Steuersignal LL vom zweiten Komparator U2 ausgegeben und die dritten bis ersten Schalter Q3, Q2 und Q1 werden nacheinander angeschaltet und reduzieren dadurch die Anzahl der angeschalteten LED-Gruppen.
Im Falle einer allgemeinen Wechselspannungstreiberschaltung, wird die gesamte Lichtquelleneinheit 20 abgeschaltet, wenn die gleichgerichtete Gleichspannung V1 unter eine bestimmte Spannung, z. B. die Spannung, bei der die erste LED-Gruppe G1 betrieben wird, reduziert wird. Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung jedoch, da der Kondensator 40 mit beiden Enden der ersten LED-Gruppe G1 verbunden ist und eine in dem Kondensator 40 geladene Spannung unter einem bestimmten Niveau an die Lichtquelleneinheit 20 angelegt wird, wird die erste LED-Gruppe G1 vor dem Ausschalten während jedes Intervalls geschützt.
Das heißt, da wenigstens eine LED-Gruppe während jedes Intervalls angeschaltet ist, wodurch vermieden wird, dass es ein Intervall gibt, in dem die gesamte Lichtquelleneinheit 20 ausgeschaltet ist, kann das Flackerphänomen verbessert werden. Im Detail heißt das, dass ein Flackerreferenzstandard, bei dem ein Intervall mit einem Wert kleiner oder gleich 5% eines optischen Leistungsspitzenwertes nicht vorhanden sein sollte, oder ähnlich dazu, erfüllt werden kann, der durch eine gewöhnliche Wechselspannungs-LED-Schaltung nicht erfüllt werden kann.
8 zeigt eine Ansicht, die schematische Wellenformen von Spannungen und Strömen zeigt, die an eine Leistungsversorgungsvorrichtung und die Treibervorrichtung, wie in 7 gezeigt, anwendbar sind.
Bezugnehmend auf 8 wird die gleichgerichtete Gleichspannung V1, die an die Lichtquelleneinheit 20 angelegt ist, nachdem sie von der Gleichrichtereinheit 10 ausgegeben wurde, als eine einheitliche Spannung durch den Kondensator 40 beibehalten. Demgemäß wird die erste LED-Gruppe G1 durch den mit den beiden Enden davon verbundenen Kondensator 40 beibehalten, so dass ein gleichförmiger Strom I(G1) hindurchfließt.
Die Ströme I(G2~G4), die in die zweiten bis vierten LED-Gruppen G2, G3 und G4 fließen, haben ähnlich denen der ersten bis vierten LED-Gruppen G1 bis G4, wie in den 3A bis 3B dargestellt, Sägezahnwellenform.
In dieser Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung kann je nach Bedarf die Anzahl der mit dem Kondensator 40 verbundenen LED-Gruppen Eins oder mehrere Gruppen sein, und in dem Fall, in dem der Kondensator 40 mit einer LED-Gruppe verbunden ist, kann ein kleiner Nieder-Druckkondensator zur Anwendung kommen, so dass das Flackern mit einer kleinen einfachen Schaltung verbessert werden kann. Für die Mehrheit der LEDs sind keine kapazitiven Elemente parallel verbunden, so dass in der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Beschreibung das Flackerphänomen verbessert werden kann, ohne den Leistungsfaktor zu verschlechtern.
Wenn die gleichgerichtete Gleichspannung V1 kleiner als die Betriebsspannung von wenigstens einer LED-Gruppe (z. B. der ersten LED-Gruppe) ist, werden alle LEDs abgeschaltet. Um dieses Problem zu adressieren, kann der Kondensator mit dem Ausgangsanschluss der Gleichrichtereinheit 10 verbunden sein. In diesem Fall wird jedoch der Leistungsfaktor (Pf) durch den Eingangskondensator verschlechtert und ein hoher Widerstand-Spannungskondensator wird benötigt, und dadurch wird die Größe der Treibervorrichtung erhöht.
In der Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung jedoch, da der Kondensator 40 mit beiden Enden eines Teils der LED-Gruppen der Lichtquelleneinheit 20 verbunden ist, kann das Flackern durch eine einfache Ausführung verbessert werden, ohne den Leistungsfaktor zu verschlechtern. Der genutzte Kondensator hat außerdem eine geringe Widerstandsspannung, so dass die Vorrichtung kompakt, ökonomisch wird und tatsächlich auch einem Triac-Dimmer gewachsen ist.
In 7 wurde die Treibervorrichtung, die Leistungsversorgungsvorrichtung und die lichtabgebende Vorrichtung gemäß der in 2 dargestellten Ausführungsform beschrieben, jedoch soll die Beschreibung nicht hierauf beschränkt sein und es ist klar, dass die vorliegende Beschreibung von einem Fachmann auch in ähnlicher Art und Weise auf eine Ausführungsform mit einer Flackervermeidungsschaltung, wie in 8 dargestellt, angewandt werden kann.
Wie oben dargestellt, ist gemäß der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die lichtemittierende Vorrichtung mit einer einfachen Schaltung ausgebildet und kann mit niedrigen Kosten hergestellt werden und ein hohes Maß an Effizienz und ein LED-Betriebsverfahren wird bereitgestellt.
Obwohl Ausführungsformen der vorliegenden Beschreibung dargestellt und beschrieben wurden, ist es klar, dass von einem Fachmann auch Änderungen vorgenommen werden können, ohne von den Prinzipien und dem Sinn der vorliegenden Beschreibung abzuweichen, wobei der Umfang von den beiliegenden Patentansprüchen bestimmt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 10-2011-0106480 [0001]
KR 10-2012-0023819 [0001]
KR 10-2012-0033493 [0001]

Claims

Leistungsversorgungsvorrichtung (30), welche eine Lichtquelleneinheit (20) mit einer Vielzahl von Lichtquellen mit einer Gleichspannung versorgt, umfassend eine Treibervorrichtung geeignet um: zu erfassen ob ein in die Lichtquelleneinheit (20) hinein fließender Strom außerhalb eines vorher festgesetzten Strombereichs liegt; und die Anzahl der Lichtquellen, die in der Lichtquelleneinheit betrieben werden zu ändern, wenn der in die Lichtquelleneinheit (20) hinein fließende Strom außerhalb des vorher festgesetzten Strombereichs liegt.
Leistungsvorsorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Treibervorrichtung den in die Lichtquelleneinheit hinein fließenden Strom an einem Ausgangsanschluss der Lichtquelleneinheit (20) erfasst um ein Eingangssignal zu erzeugen, und die Treibervorrichtung das Eingangssignal mit einem Referenzsignal vergleicht um zu ermitteln ob das Eingangssignal außerhalb des vorher festgesetzten Strombereichs liegt oder nicht.
Leistungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Treibervorrichtung umfasst: einen Komparator (31) geeignet um das auf die Erfassung des in die Lichtquelleneinheit (20) hinein fließenden Stromes hin erzeugte Eingangssignal mit dem Referenzsignal zu vergleichen, und ein Steuersignal auszugeben wenn das Eingangssignal außerhalb des vorher festgelegten Strombereiches liegt; ein Schalterkontroller (32) geeignet um das von dem Komparator (31) ausgegebene Steuersignal zu empfangen, und ein Signal zum ändern der Anzahl der in der Lichtquelleneinheit (20) betriebenen Lichtquellen auszugeben wenn das Steuersignal dem Schalterkontroller (32) zugeführt wird; und einen Schalter (33) der mit der Lichtquelleneinheit (20) verbunden ist und geeignet ist um entsprechend dem von dem Schalterkontroller (32) ausgegebenen Signal an- oder ausgeschaltet zu werden.
Leistungsversorgungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei wenn der von dem Ausgangsanschluss der Lichtquelleneinheit erfasste Storm außerhalb des vorher festgesetzten Stormbereichs liegt, der Komparator (31) eines von einem oberen Grenzwertsteuersignal (UL) oder einem unteren Grenzwertsteuersignal (LL) ausgibt.
Leistungsversorgunsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei wenn das obere Grenzwertsteuersignal (UL) zugeführt wird, der Schalterkontroller (32) ein erstes Steuersignal ausgibt um die Anzahl der betriebenen Lichtquellen zu erhöhen, und wenn das untere Grenzwertsteuersignal zugeführt wird, der Schalterkontroller ein zweites Steuersignal ausgibt um die Anzahl der betrieben Lichtquellen zu verringern.
Leistungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die Treibervorrichtung außerdem einen mit wenigstens einem Teil der in der Lichtquelleneinheit betriebenen Lichtquellen parallel geschalteten Kondensator (40) umfasst, und die Lichtquelleneinheit (20) 1. bis n. LED-Gruppen umfasst, die nacheinander in Reihe geschalten sind, und der Kondensator mit zwei Enden der 1. LED-Gruppe verbunden ist.
Leistungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Treibervorrichtung außerdem umfasst: einen mit wenigstens einem Teil der in der Lichtquelleneinheit (20) betriebenen Lichtquellen verbundenen Kondensator (40); einen Komparator geeignet um an einem Ausgangsanschluss der Lichtquelleneinheit den Strom der in die Lichtquelleneinheit hineinfließt zu detektieren um ein Eingangssignal zu erzeugen, das Eingangssignal mit einem Referenzsignal zu vergleichen, und eines aus einem oberen Grenzwertsteuersignal (UL) und einem unteren Grenzwertsteuersignal (LL) auszugeben, wenn das Eingangssignal außerhalb des vorher festgesetzten Strombereichs liegt; einen Schalterkontroller (32) geeignet um eines von einem oberen Grenzwertsteuersignal und einem unteren Grenzwertsteuersignal ausgegeben von dem Komparator zu empfangen und ein Signal zum Ändern der Anzahl der in der Lichtquelleneinheit betriebenen Lichtquellen auszugeben, wenn das eine aus dem oberen Grenzwertsteuersignal und dem unteren Grenzwertsteuersignal dem Schalterkontroller (32) zugeführt wird; einen Schalter verbunden mit der Lichtquelleneinheit und geeignet um entsprechend den von dem Schalterkontroller (32) ausgegebenen Signal an- oder ausgeschalten zu werden; und eine Flackervermeidungsschaltung geeignet um den Schalter (33) gewaltsam auszuschalten wenn das obere Grenzwertsteuersignal in einem Zyklus des Treibens der Gleichspannung nicht während eines bestimmten Zeitraums innerhalb eines Intervalls von einem Zeitpunkt wenn das obere Grenzwertsteuersignal das erste mal ausgegeben wurde bis zu einem Zeitpunkt wenn das untere Grenzwertsteuersignal das erste mal Ausgegeben wurde, ausgegeben wurde.
Leistungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Treibervorrichtung außerdem umfasst: einen mit wenigstens einem Teil der in der Lichtquelleneinheit betriebenen Lichtquellen parallel geschalteten Kondensator (40); einen Komparator geeignet um den Storm an einem Ausgangsanschluss der Lichtquelleneinheit der in die Lichtquelleneinheit fließt zu erfassen um ein Eingangssignal zu erzeugen, das Eingangssignal mit einem Referenzsignal zu vergleiche, und ein Steuersignal auszugeben wenn das Eingangssignal außerhalb des vorher festgelegten Strombereichs liegt; ein Schalterkontroller (32) geeignet um ein von dem Komparator ausgegebenes Steuersignal zu empfangen, und ein Signal der in der Lichtquelleneinheit (20) betriebenen Lichtquellen zu ändern wenn das Steuersignal dem Schalterkontroller (32) zugeführt wird; und einen mit der Lichtquelleneinheit verbundenen Schalter, der geeignet ist um gemäß einem von dem Schalterkontroller ausgegeben Signal an- oder ausgeschalten zu werden, wobei der Komparator einen ersten Komparator und einen zweiten Komparator umfasst, und der erste Komparator geeignet ist um das Eingangssignal mit einem ersten Referenzsignal zu vergleichen, und ein oberes Grenzwertsteuersignal ausgibt wenn das Eingangssignal größer als das erste Referenzsignal ist, und der zweite Komparator geeignet ist das Eingangssignal mit einem zweiten Referenzsignal zu vergleichen, und ein unteres Grenzwertsteuersignal auszugeben, wenn dass Eingangssignal kleiner als das zweite Referenzsignal ist.
Leistungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die ersten und zweiten Komparatoren Operationsverstärker sind, das erste Referenzsignal an einen invertierenden Eingangsanschluss des ersten Komparator angelegt wird und das Eingangssignal an einen nicht-invertierenden Eingangsanschluss des ersten Komparators angelegt wird, und das Eingangssignal an einen invertierenden Eingangsanschluss des zweiten Komparators angelegt wird, und das zweite Referenzsignal an einen nicht-invertierenden Eingangsanschluss des zweiten Komparators angeschlossen wird.
Leistungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 8, außerdem umfassend: einen Spannungsregler geeignet um auf den Empfang eines Teils der Gleichspannung hin eine bestimmte Spannung auszugeben; und eine Vielzahl zwischen dem Ausgangsanschluss des Spannungsreglers und einem Masseanschluss in Reihe verbundenen Widerstanden, wobei das erste Referenzsignal und das zweite Referenzsignal gesetzt wird um eine von der Vielzahl der Widerstände aufgeteilte Spannung aufzuweisen.
Leistungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Komparator außerdem einen zwischen dem Ausgangsanschluss der Lichtquelleneinheit und einem Masseanschluss angeschlossenen Stromerfassungswiderstand aufweist, und das Eingangssignal in der Form einer Spannung über den Stromerfassungswiderstand erzeugt wird.
Leistungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Lichtquelleneinheit nacheinander in Reihe verbundene 1. bis n. LED-Gruppen umfasst, und der Schalter 1. bis (n – 1)te zwischen den Ausgangsanschlüssen der ersten des (n – 1)te LED-Gruppen und dem Stromerfassungswiderstand verbundene Schalter aufweist.
Treibervorrichtung umfassend: einen Komparator, der geeignet ist um ein Eingangssignal mit einem Referenzsignal zu vergleichen, und basierend auf einem Referenzsignal ein Steuersignal auszugeben falls das Eingangssignal außerhalb eines vorher festgelegten Strombereiches liegt; und einen Schalterkontroller der geeignet ist das von dem Komparator ausgegebene Steuersignal zu empfangen, und ein Signal zum Ändern der in der Lichtquelleneinheit betriebenen Lichtquellen auszugeben falls das Steuersignal an den Schalterkontroller angelegt wird.
Treibervorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Komparator (31) eines von einem oberen Grenzwertsteuersignal und einem unteren Grenzwertsteuersignal ausgibt, falls das Eingangssignal basierend auf dem Referenzsignal außerhalb des vorher festgelegten Strombereichs liegt.
Treibervorrichtung nach Anspruch 14, wobei der Schalterkontroller (32) ein erstes Steuersignal ausgibt um die Anzahl der betriebenen Lichtquellen zu erhöhen wenn das obere Grenzwertsteuersignal angelegt ist, und der Schalterkontroller (32) ein zweites Steuersignal ausgibt um die Anzahl der betriebenen Lichtquellen zu verringern falls das untere Grenzwertsteuersignal angelegt ist.
Treibervorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Treibervorrichtung außerdem einen mit wenigstens einem Teil der in der Lichtquelleneinheit betriebenen Lichtquellen parallel geschalteten Kondensator (40) aufweist, die Lichtquelleneinheit 1. bis n. LED-Gruppen G1, G2...Gn umfasst, und der Kondensator (40) mit zwei Enden der ersten LED-Gruppe G1 verbunden ist.
Treibervorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Treibervorrichtung außerdem einen mit wenigstens einem Teil der in der Lichtquelleneinheit betriebenen Lichtquellen parallel geschalteten Kondensator (40) umfasst, der Komparator (31) eines von einem oberen Grenzwertsteuersignal und einem unteren Grenzwertsteuersignal ausgibt falls das Eingangssignal basierend auf dem Referenzsignal außerhalb des vorher festgelegten Strombereichs liegt, die Treibervorrichtung außerdem eine Flackerverhinderungsschaltung umfasst, die geeignet ist um den von dem Schalterkontroller (32) gesteuerten Schalter (33) gewaltsam auszuschalten, falls das obere Grenzwertsteuersignal in einem Zyklus der Gleichspannung während eines bestimmten Zeitraums innerhalb eines Intervalls von einem Zeitpunkt zu dem das obere Grenzwertsteuersignal das erste Mal ausgegeben wurde bis zu einem Zeitpunkt zu dem das untere Grenzwertsteuersignal das erste Mal ausgegeben wurde, nicht ausgegeben wurde.
Treibervorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Treibervorrichtung außerdem einen mit wenigstens einem Teil der in der Lichtquelleneinheit betriebenen Lichtquellen parallel verbunden ist, der Komparator (31) umfasst: einen ersten Komparator (U1) um ein Eingangssignal mit einem ersten Referenzsignal zu vergleichen, und ein oberes Grenzwertsteuersignal auszugeben falls das Eingangssignal größer als das erste Referenzsignal ist; und einen zweiten Komparator (U2) geeignet um das Eingangssignal mit einem zweiten Referenzsignal zu vergleichen und ein unteres Grenzwertsteuersignal auszugeben falls das Eingangssignal kleiner als ein zweites Referenzsignal ist.
Treibervorrichtung nach Anspruch 18, wobei der erste (U1) und zweite (U2) Komparator Operationsverstärker sind, das erste Referenzsignal an einen invertierenden Eingangsanschluss des ersten Komparators angelegt wird und das Eingangssignal an einen nicht-invertierenden Eingangsanschluss des ersten Komparators angelegt wird, und das Eingangssignal an einen invertierenden Eingangsanschluss des zweiten Komparators angelegt wird und das zweite Referenzsignal an einen nicht-invertierenden Anschluss des zweiten Komparators anschlossen wird.
Treibervorrichtung nach Anspruch 18 außerdem umfassend: einen Spannungsregler der geeignet ist auf das Empfangen eines Teils der Gleichspannung hin eine bestimmte Spannung auszugeben; und eine Vielzahl mit dem Ausgangsanschluss des Spannungsreglers in Reihe geschaltete Widerstände, wobei das erste Referenzsignal und das zweite Referenzsignal so gesetzt sind dass sie eine von der Vielzahl der Widerstände aufgeteilte Spannung aufweisen.