DE102016202323A1

DE102016202323A1 - Treiberschaltung und Verfahren zum Ansteuern einer LED-Strecke

Info

Publication number: DE102016202323A1
Application number: DE102016202323.3A
Authority: DE
Inventors: Markus Braun; Eduardo Pereira; André Reumer
Original assignee: Tridonic GmbH and Co KG
Current assignee: Tridonic GmbH and Co KG
Priority date: 2016-02-16
Filing date: 2016-02-16
Publication date: 2017-08-17
Also published as: AT15395U1; AT17166U1

Abstract

Die Erfindung betrifft Treiberschaltungen zum Ansteuern einer LED-Strecke (3), bestehend aus wenigstens einer LED, aufweisend einen getakteten Konverter (1), der eingangsseitig mit einer Spannung (Uin) versorgt ist und der ausgangsseitig einen elektrischen Parameter (ILED, Uout) der LED-Strecke (3) regelt, eine Steuereinheit (2), die dazu ausgebildet ist, die Taktung des Konverters (1) zu verändern, um den elektrischen Parameter (ILED, Uout) der LED-Strecke (3) mittels einer Rückführgröße (7) auf einen Minimalwert (Imin, Umin) zu regeln; und die Steuereinheit (2) weiter dazu ausgebildet ist, unterhalb des Minimalwerts (Imin, Umin) des elektrischen Parameters (ILED, Uout) die Taktung des Konverters (1) und/oder die Taktung eines weiteren Schaltelements (S1) der Treiberschaltung mittels Vorwärtssteuerung graduell zu verändern, sodass nach Empfang eines Schalt-Befehls (6) der elektrische Parameter (ILED, Uout) der LED-Strecke (3) zunächst mittels Rückführgröße (7) auf den Minimalwert (Imin, Umin) geregelt ist und anschließend ohne Rückführgröße (7) in einem Bereich unterhalb des Minimalwerts (Imin, Umin) graduell geregelt ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben von Leuchtmitteln, ein Computerprogrammprodukt, eine integrierte Schaltung sowie eine Leuchte.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Ansteuerung eines Leuchtmittels, insbesondere einer LED-Strecke mit zumindest einer LED, unter Zuhilfenahme eines getakteten Konverters. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Treiberschaltung für den Betrieb wenigstens eines Leuchtmittels, z. B. mittels eines getakteten Konverters für den Betrieb wenigstens einer LED. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben von Leuchtmitteln, eine integrierte Schaltung sowie eine Leuchte.
Aus dem Stand der Technik sind Treiberschaltungen zum Betreiben von LEDs grundsätzlich bekannt. Eine solche Treiberschaltung wird von einer elektronischen Versorgungsquelle versorgt und umfasst einen Konverter, der dafür zuständig ist, einen elektrischen Parameter, insbesondere einen Strom oder eine Spannung, der LED-Strecke zu regeln.
Aus der DE 10 2014 200 437 A1 ist ein LLC-Konverter als beispielhafter Vertreter von getakteten Konvertern bekannt, der zum Ansteuern einer LED-Strecke verwendet wird. Hierbei wird eine Halbbrückenschaltung mittels eines Schaltsignals einer Steuereinheit getaktet, um einen LLC-Resonanzkreis mit einer Wechselspannung zu versorgen. Auf einer Sekundärseite des LLC-Resonanzkreises wird ein Strom durch eine LED-Strecke gemessen und über beispielsweise einen Optokoppler oder eine alternative Datenübertragung der Steuereinheit auf der Primärseite zugeführt. Der Strom durch die LED-Strecke ist dabei eine Regelrückführgröße in der Regelschleife der Treiberschaltung. Somit erfolgt eine Regelung eines elektrischen Parameters unter Verwendung einer Rückführgröße, englisch als Feedback-Control bezeichnet.
Ein getakteter Konverter für eine Treiberschaltung kann somit als Konstantstromquelle betrieben werden. Dabei wird die Taktung des Konverters derart verändert, dass der elektrische Parameter der LED-Strecke geregelt wird. Der Strom durch die LED-Strecke oder der Spannungsabfall über der LED-Strecke wird als ein Ist-Wert erfasst und mit einem Soll-Wert in einer Steuereinheit verglichen. Der Soll-Wert ist beispielsweise eine Dimmwert-Vorgabe.
Bei heutigen Konvertern ist die Änderung der Taktung des Konverters zum Regeln des elektrischen Parameters unter Verwendung einer Rückführgröße auf einen Minimalwert des elektrischen Parameters beschränkt. Der Konverter ist somit nicht in der Lage, den elektrischen Parameter über dessen gesamten Wertebereich zu regeln.
Soll die LED-Strecke nach Erhalt eines externen oder internen Ausschaltbefehls vollständig stromlos geschaltet werden – also der elektrische Parameter auf tatsächlich null herunter geregelt sein – so wird heutzutage auf den Minimalwert des elektrischen Parameters geregelt und anschließend die Versorgungsspannung abgeschaltet. Dieses abrupte Schalten verursacht Sprünge in der Lichtleistungsänderung, beispielsweise in Form von Flacker- und/oder Blitz-Effekten. Dies wird vom Benutzer als störend empfunden. Dies gilt sowohl für das Abschalten als auch für das Anschalten der LED-Strecke. Diese abrupten Lichtleistungsänderungen sind unerwünscht und sollten daher vermieden werden.
Um das sprunghafte Verschwinden oder Auftauchen des Lichts zu verhindern, könnte versucht werden, den Minimalwert weiter zu reduzieren. Für diese Fälle kann aber aufgrund technischer Randbedingungen keine verwertbare Rückführgröße erfasst werden. Darüber hinaus wäre die Ansteuerung der Konverter mit sehr kleinen nicht realisierbaren Pulsbreiten nötig, welche sofort wieder als Flicker wahrgenommen würden.
Es ist somit Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung, eine Treiberschaltung für die Ansteuerung einer LED-Strecke bereitzustellen, bei welchem keine abrupten Lichtleistungs-Änderungen beim An- oder Abschalten der LED-Strecke auftreten.
Diese Aufgabe wird mit der in dem unabhängigen Patentanspruch 1 und 2 beschriebenen Treiberschaltung gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Gemäss einem ersten Aspekt der Erfindung weist eine getaktete LED-Treiberschaltung folgendes auf:

– Ausgangsanschlüsse zum Versorgen einer LED-Strecke,
– einen mittels wenigstens einem Schalter getakteten Konverter,
– eine Steuerschaltung,

Alternativ oder zusätzlich kann die Steuerschaltung dazu ausgelegt sein, bei Erhalt eines Einschaltbefehls die Taktung des Konverters über einen vorgebebenen Zeitbereich grösser Null stetig ohne Verwendung eines Rückführsignals derart zu verändern, dass die Lichtleistung graduell erhöht wird und am Ende des genannten Zeitbereichs einen vorgegeben Minimalwert aufweist, oberhalb dessen eine gedimmter Betrieb oder eine ungedimmter Betrieb mit Rückführ-Regelung erfolgen kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Treiberschaltung zum Ansteuern einer LED-Strecke bestehend aus wenigstens einer LED, bereitgestellt. Die Treiberschaltung weist einen getakteten Konverter auf, der eingangsseitig mit einer Spannung versorgt ist und der ausgangsseitig einen elektrischen Parameter der LED-Strecke regelt. Eine Steuereinheit ist dazu ausgebildet, die Taktung des Konverters zu verändern, um den elektrischen Parameter der LED-Strecke mittels einer Rückführgröße auf einen Minimalwert zu regeln. Die Steuereinheit ist weiter dazu ausgebildet, unterhalb des Minimalwerts des elektrischen Parameters die Taktung des Konverters und/oder die Taktung eines weiteren Schaltelements der Treiberschaltung mittels Vorwärtssteuerung graduell zu verändern, sodass nach Empfang eines Ausschalt-Befehls der elektrische Parameter der LED-Strecke zunächst mittels Rückführgröße auf den Minimalwert geregelt ist und anschließend ohne Rückführgröße in einem Bereich unterhalb des Minimalwerts bis auf Null gesteuert ist ist.
Die Treiberschaltung weist also eine Steuereinheit auf, die den elektrischen Parameter in einem ersten Wertebereich unter Verwendung einer Rückführgröße regelt und in einem zweiten Wertebereich ohne Verwendung einer Rückführgröße, bevorzugt dieser Rückführgröße, regelt. Der erste Wertebereich des elektrischen Parameters erstreckt sich bevorzugt von einem Maximalwert zu einem Minimalwert. Der zweite Wertebereich des elektrischen Parameters erstreckt sich von einem Minimalwert zu einem Nullwert des elektrischen Parameters. Der Minimalwert ist aufgrund der Ausgestaltung des getakteten Konverters ein Wert ungleich null, beispielsweise 10 Prozent des elektrischen Parameters, bevorzugt 5 Prozent des elektrischen Parameters, mehr bevorzugt 1 Prozent des elektrischen Parameters.
Der elektrische Parameter ist beispielsweise der Strom durch die LED-Strecke oder die Spannung über der LED-Strecke oder die elektrische Leistung, die der LED-Strecke zur Verfügung gestellt wird.
Die Regelrückführgröße ist bevorzugt eine elektrische Größe, mit deren Hilfe auf den Ist-Wert des elektrischen Parameters der LED-Strecke geschlossen werden kann. In einem Anwendungsfall ist die Regelrückführgröße der erfasste Strom durch die LED-Strecke. Alternativ oder zusätzlich ist die Regelrückführgröße die erfasste Spannung über einer der LED bzw. der LED-Strecke. Die Regelrückführgröße kann dabei durch direktes Messen direkt oder indirekt – beispielsweise mittels elektrischer Sonden oder einer elektrischen Kopplung – erfasst werden. Die Regelrückführgröße kann auch aus der abgegebenen Lichtleistung – beispielsweise unter Verwendung eines Lichtleistungssensors – ermittelt werden.
Der getaktete Konverter ist eine Schaltung zur Spannungs- und/oder Stromwandlung als Basis für die Energieversorgung der LED-Strecke mithilfe eines periodisch arbeitenden elektronischen Schalters und mindestens eines Energiespeichers, beispielsweise einer Spule. Der getaktete Konverter ist beispielsweise ein Abwärtswandler oder Tiefsetzsteller, englisch buck converter, welcher am Ausgang eine niedrigere Gleichspannung als am Eingang erzeugen. Der getaktete Konverter ist beispielsweise ein Aufwärtswandler oder Hochsetzsteller, englisch boost converter, welcher am Ausgang eine höhere Gleichspannung als am Eingang erzeugen. Der getaktete Konverter ist beispielsweise ein Inverswandler, englisch Buck-Boost, welcher am Ausgang eine höhere oder eine tiefere Gleichspannung als am Eingang erzeugen kann, allerdings ist diese invertiert.
Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, die Taktung des Konverters zu ändern. Unter Taktung ist insbesondere die Schaltfrequenz – auch als Arbeitsfrequenz bezeichnet –, die Einschaltzeit und/oder die Ausschaltzeit des Konverters zu verstehen. Die Schaltfrequenz gibt die Anzahl von Ein- und Ausschaltvorgängen eines Schaltelements des Konverters pro Sekunde an.
Die Treiberschaltung empfängt einen Schaltbefehl. Dies erfolgt beispielsweise über eine Schnittstelle, insbesondere über eine DALI-Schnittstelle der Steuereinheit von einer zentralen Steuerung des Beleuchtungssystems oder über einen Netz-Schalter. Mit diesem Schaltbefehl soll die LED-Strecke entweder angeschaltet oder ausgeschaltet werden. Um nun einen Sprung in der Lichtleistung zur Überbrückung des zweiten Wertebereichs zu verhindern, erfolgt eine graduelle Vorwärtssteuerung unterhalb des Minimalwerts des elektrischen Parameters. Dabei wird die Regelrückführgröße ignoriert und der elektrische Parameter durch Verändern der Taktung des Konverters oder durch Verändern der Taktung eines weiteren Schaltelements in der Treiberschaltung geregelt.
Die Vorwärtssteuerung, englisch „forward-control”, erfolgt graduell, was bedeutet dass der elektrische Parameter schrittweise durch Verändern der Taktung geregelt wird, um eine abrupte Lichtleistungsänderung zu verhindern. Somit erfolgt kein abruptes Ein- oder Ausschalten, sondern ein sanftes Regeln des elektrischen Parameters im zweiten Wertebereich, was auch als ein ”fade-in” bzw. ”fade-out” bezeichnet werden kann. Die graduelle Regelung erfolgt insbesondere über einen fest definierten Zeitbereich und bevorzugt ohne menschliche Wahrnehmung der einzelnen Stufen der graduellen Regelung.
Die graduelle Veränderung ist sodann eine graduelle Minimierung oder eine graduelle Vergrößerung einer Stellgröße, beispielsweise der Taktung des Konverters oder der Taktung des weiteren Schaltelements.
Wenn nunmehr die LED-Strecke ausgeschaltet werden soll, erfolgt erfindungsgemäß zunächst eine Regelung des elektrischen Parameters im ersten Wertebereich unter Verwendung der Regelrückführgröße auf einen Minimalwert des elektrischen Parameters und im direkten Anschluss eine Regelung des elektrischen Parameters im zweiten Wertebereich ohne Verwendung der Regelrückführgröße auf einen Wert von null Prozent des elektrischen Parameters.
Wenn nunmehr die LED-Strecke eingeschaltet werden soll, erfolgt erfindungsgemäß zunächst eine Regelung des elektrischen Parameters im zweiten Wertebereich ohne Verwendung der Regelrückführgröße von null Prozent des elektrischen Parameters auf den Minimalwert und anschließend eine Regelung des elektrischen Parameters im ersten Wertebereich unter Verwendung der Regelrückführgröße.
Das Erfassen der Regelrückführgröße bei niedrigen Werten des elektrischen Parameters im zweiten Wertebereich ist bislang zu schwierig und zu fehleranfällig, sodass eine Regelung in diesem Bereich in herkömmlichen Treiberschaltungen schlichtweg nicht erfolgt. Erfindungsgemäß wird für den zweiten Wertebereich des elektrischen Parameters eine Vorwärtssteuerung angewendet, um eine abrupten Lichtleistungs-Änderung zu verhindern.
Das weitere Schaltelement ist insbesondere kein Schaltelement des Konverters, sondern zusätzlich in die Treiberschaltung eingebracht. Das weitere Schaltelement ist beispielsweise ein Feldeffekttransistor, der von der Steuereinheit mittels eines Schaltsignals betrieben wird. Die Taktung des weiteren Schaltsignals wird mittels der Steuereinheit verändert, um den elektrischen Parameter im zweiten Wertebereich, also unterhalb des Minimalwerts des elektrischen Parameters in Vorwärtssteuerung zu regeln.
Das Regeln unterhalb des Minimalwerts ist kein möglicher Dauerzustand der LED-Strecke, der für eine beliebige Zeitdauer aufrecht erhalten bleiben müsste, sondern ein transienter Vorgang, der als Vorwärtssteuerung abgehandelt werden kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das weitere Schaltelement parallel zur LED-Strecke angeordnet, bevorzugt weist dazu das weitere Schaltelement eine in Reihe geschaltete weitere Spule, beispielsweise in Form einer Speicherdrossel, auf, welche aufgrund der Taktung des weiteren Schalters entsprechend groß ausgestaltet sein muss oder mittels hoher Schaltfrequenzen ansteuerbar sein muss. Auf diese Weise wird ein Kurzschlussschalter in die Treiberschaltung eingebracht. Bei Erreichen des Null-Werts des elektrischen Parameters kann ein echtes Ausschalten der LED-Strecke bewirkt werden, indem der Schalter dauerhaft geschlossen wird.
In einer alternativen Ausgestaltung ist das weitere Schaltelement in Serie zur LED-Strecke angeordnet. Dieses Serien-Schaltelement unterbricht die Zufuhr des elektrischen Parameters zur LED-Strecke und bewirkt so das Ein- bzw. Ausschalten. Prinzipiell wird bei einem Konverter der neueren Generation ein LLC-Resonanzkreis verwendet. Der LLC-Resonanzkreis ist vom Prinzip her eine Spannungsquelle mit einer Ausgangskapazität im Nanofarradbereich. Bei Parallelschalten eines Schalters führt dies zu unerwünschten Spannungsänderungen in der LED-Strecke, die wiederum als abrupte Lichtleistungsänderungen wahrnehmbar sind. Daher wird bevorzugt ein Schaltelement in Serie zur LED-Strecke verwendet, dem Prinzip nach ein Anti-Glimm-Feldeffekttransistor.
Bevorzugt regelt die Steuereinheit mittels Verändern der Taktung des Konverters und mittels der Rückführgröße den elektrischen Parameter auf 10 Prozent, bevorzugt 5 Prozent, mehr bevorzugt 1 Prozent, des maximalen elektrischen Parameters als Minimalwert. Der Minimalwert ist beispielsweise der minimale Dimmwert, der unter Auswertung der Rückführgrößen ausgeregelt werden kann. Unterhalb dieses Minimalwerts wird sodann die Vorwärtssteuerung angewendet.
Bevorzugt ist in der Steuereinheit eine Ansteuer-Kennlinie abgelegt, mit der unterhalb des Minimalwerts des elektrischen Parameters die Taktung des Konverter und/oder die Taktung des weiteren Schaltelements der Treiberschaltung mittels Vorwärtssteuerung graduell verändert wird. Die Ansteuer-Kennlinie legt beispielsweise die Anzahl der Schritte der graduellen Vorwärtssteuerung fest. Die Ansteuer-Kennlinie legt beispielsweise die Zeitdauer der graduellen Vorwärtssteuerung fest. Die Ansteuer-Kennlinie legt beispielsweise die Schrittweite der graduellen Vorwärtssteuerung fest. Auf diese Weise können verschiedene Kennlinien in der Steuereinheit realisiert werden, wodurch das Ein- und Ausschalten individualisiert werden kann.
Bevorzugt ist die Ansteuer-Kennlinie linear. Somit wird die Taktung des Konverters oder des weiteren Schaltelements derart geändert, dass eine lineare Lichtleistungsänderung im zweiten Wertebereich erhalten wird, sodass keine abrupten Lichtleistungsänderungen auftreten können. Die lineare Ansteuerkennlinie kann beispielsweise durch geeignete Ansteuerung mittels PWM-Schaltsignal erhalten werden, indem die Pulsweite des PWM-Signals linear verkürzt wird, bis der Nullpunkt des elektrischen Parameters erreicht ist.
Alternativ ist die Ansteuer-Kennlinie nicht-linear, beispielsweise logarithmisch. Somit wird die Taktung des Konverters oder des weiteren Schaltelements derart geändert, dass eine nicht-lineare Lichtleistungsänderung im zweiten Wertebereich erhalten wird. Die nicht-lineare Ansteuerkennlinie kann beispielsweise dem menschlichen Augenverhalten angepasst werden, sodass insbesondere die niedrigeren Werte im zweiten Wertebereich langsamer eingestellt werden, da das menschliche Auge die Lichtänderung bei dunkler werdender LED-Strecke besser auflösen kann. Die Regelung ist somit so ausgeführt, dass die Lichtleistungs Änderung für das Auge harmonisch verläuft.
Das Vorwärtsregeln unterhalb des Minimalwerts ist auf eine Zeitdauer von 0,5 bis 3 Sekunden nach Erhalt des Schaltbefehls oder nach Erreichen des Minimalwerts beschränkt. Somit ist dieses graduelle Vorwärtssteuerung der LED-Strecke derart ausgestaltet, dass es durch das menschliche Auge als Erlöschen der LED-Strecke oder als langsames Erhellen der LED-Strecke wahrgenommen werden kann.
Bevorzugt ist das Schaltsignal für das Schaltelement des Konverters und/oder das weitere Schaltelement ein PWM-Signal. Die Taktung kann nun derart geändert werden, dass die Schaltfrequenz verändert wird und/oder die Anschaltzeit und/oder die Ausschaltzeit. Somit wird die Taktung der Schaltelemente moduliert, wobei kein Unterschied zwischen den verschiedenen Modulationsarten besteht.
Bevorzugt, sollte die Taktung des weiteren Schaltelements oder die Taktung des Konverters eine Schaltfrequenz größer als 100 Hertz aufweisen, da eine Taktung unterhalb 100 Hz als ein Lichtflackern wahrgenommen würde. Darüber hinaus ist aus topologischer Sicht die minimale Pulsbreite auf 1 Mikrosekunde beschränkt. Es ist somit möglich, durch Verändern der Pulsanzahl selbst oder dem Abstand der Pulse zueinander den elektrischen Parameter graduell zu regeln. Am Ende der Vorwärtssteuerung ist beispielsweise ein Schaltsignal mit einem Puls mit einer Pulsdauer von einer Mikrosekunde bei einer Schaltdauer (Anschaltzeit + Ausschaltzeit) von 10 Millisekunden als Taktung des Konverters oder als Taktung des weiteren Schaltelements verwendet. Dies entspricht 10.000 Schritten in der Vorwärtssteuerung.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Konverter ein LLC-Konverter. Die Steuereinheit verändert die Taktung einer Halbbrückenschaltung nach Erhalt des Schalt-Befehls graduell mittels Vorwärtssteuerung, um den elektrischen Parameter der LED-Strecke zu verändern. Bei Verwendung eines LLC-Konverters muss die ausgangsseitig bereitgestellte Spannung über der LED-Strecke verändert werden. Eine Veränderung der Amplitude der Spannung verändert allerdings den Arbeitspunkt des LLC-Konverters. Dieser Arbeitspunkt-Veränderung wird entgegengesteuert, indem die Taktung des LLC-Konverters graduell verändert wird. Auf diese Weise wird die Arbeitspunktfrequenz beim Ausschalten graduell erhöht und beim Einschalten graduell verringert.
Bevorzugt wird eine Endfrequenz von beispielsweise 200 kHz festgelegt, sodass die Vorwärtssteuerung beendet ist (bzw. beginnt), wenn die Schaltfrequenz graduell auf diesen Wert geändert wurde. Beispielsweise kann die mittels Rückführregelung beim Minimalwert erhaltene Schaltfrequenz 100 kHz betragen. Die Schaltfrequenz wird dann graduell auf die Endschaltfrequenz von 200 kHz verändert, um die LED-Strecke auszuschalten. Umgekehrt wird auch bei einem Einschalten der Leuchtmittel zuerst die Endschaltfrequenz von 200 kHz angeschaltet, die graduell verringert wird, bis der Minimalwert erhalten ist. Die Ansteuerungsänderung in der Steuereinheit der Treiberschaltung kann durch Softwareänderung ermöglicht werden. Die Software-Änderung betrifft dann die veränderte Reaktion auf einen Schaltbefehl, beispielsweise einem DALI-ON/OFF-Befehl. Dabei wird die Schaltfrequenz derart gesteuert, dass sie zum Maximum hin einstellbar ist.
Durch die Softwareanpassung ist es nunmehr auch möglich, den schwierig zu erhaltenden Minimalwert weiter nach oben zu korrigieren. So kann beispielsweise ein Konverter, der prinzipiell zum Ausregeln auf 1% des elektrischen Parameters ausgerichtet ist, nunmehr auf einen Minimalwert von 10% mittels Rückführgrößen geregelt werden. Unterhalb von 10% bis 0% des elektrischen Parameters erfolgt dann die graduelle Vorwärtssteuerung.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben von Leuchtmitteln, insbesondere LEDs, vorgeschlagen. Dabei erfolgt zunächst ein eingangsseitiges Versorgen eines Konverters mit einer Spannung, um ausgangsseitig einen elektrischen Parameter der LED-Strecke zu regeln. Anschließend erfolgt ein Verändern einer Taktung des Konverters mittels einer Steuereinheit, um der elektrischen Parameter der LED-Strecke mittels einer Rückführgröße auf einen Minimalwert zu regeln. Schließlich erfolgt ein Verändern der Taktung des Konverters und/oder der Taktung eines weiteren Schaltelements der Treiberschaltung graduell mittels Vorwärtssteuerung durch die Steuereinheit, sodass nach Empfang eines Schalt-Befehls der elektrische Parameter der LED-Strecke zunächst mittels Rückführgröße auf den Minimalwert geregelt wird und anschließend ohne Rückführgröße in einem Bereich unterhalb des Minimalwerts graduell geregelt wird.
In einem weiteren Aspekt ist ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, welches ein Verfahren gemäß der vorhergehenden Art implementiert, wenn es in einer Recheneinrichtung läuft.
In einem weiteren Aspekt ist eine integrierte Schaltung, insbesondere ASIC oder Mikrocontroller oder eine Hybridversion davon vorgeschlagen, die zur Implementierung eines Verfahrens gemäß der vorhergehenden Art ausgebildet ist.
In einem weiteren Aspekt ist eine Leuchte, aufweisend eine LED-Strecke und eine Treiberschaltung gemäß der vorhergehend beschriebenen Art zur Ansteuerung der LED-Strecke mit einem veränderbaren elektrischen Parameter vorgesehen.
Nachfolgend wird anhand von Figuren die Erfindung bzw. weitere Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung näher erläutert, wobei die Figuren lediglich Ausführungsbeispiele der Erfindung beschreiben. Gleiche Bestandteile in den Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind nicht als maßstabsgetreu anzusehen, es können einzelne Elemente der Figuren übertrieben groß bzw. übertrieben vereinfacht dargestellt sein. Es zeigen
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Treiberschaltung;
2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Treiberschaltung;
3 eine Strom-Zeit-Kennlinie einer LED-Strecke bei klassischer Ansteuerung und bei erfindungsgemäßer Ansteuerung;
4 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Treiberschaltung;
5 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Treiberschaltung;
6 eine weitere Strom-Zeit-Kennlinie bei erfindungsgemäßer Ansteuerung;
7 ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Treiberschaltung;
8 eine Spannungs-Frequenz-Kennlinie bei erfindungsgemäßer Ansteuerung eines LLC-Konverters.
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Treiberschaltung.
Dabei ist ein Konverter 1 dazu eingerichtet, eingangsseitig eine Spannung U_IN zu erhalten. Der Konverter 1 weist zumindest ein Schaltelement S_K auf, welches mittels einer Steuereinheit 2 und einem von der Steuereinheit 2 generierten Schaltsignal getaktet wird. Der Konverter 1 weist überdies zumindest eine Speichereinheit, beispielsweise in Form einer Spule, auf, sodass der Konverter als ein getakteter Schaltregler anzusehen ist. Ausgangsseitig ist der Konverter 1 dazu eingerichtet, einen elektrischen Parameter, insbesondere einen Strom I_LED oder eine elektrische Spannung U_out, an eine LED-Strecke 3 bereitzustellen. Der Konverter 1 kann den elektrischen Parameter der LED-Strecke 3 regeln, indem die Taktung des Schaltelements S_K des Konverters 1 von der Steuereinheit 2 verändert wird. Diese Regelung des elektrischen Parameters erfolgt durch einen Vergleich eines Ist-Wertes des elektrischen Parameters und einem Soll-Wert, der der Steuereinheit 2 beispielsweise über eine DALI-Schnittstelle 6 bereitgestellt wird. Die Steuereinheit 2 erhält den Ist-Wert durch das Erfassen einer Rückführgröße 7, beispielsweise der Strommessung oder der Spannungsmessung.
Die LED-Strecke 3 ist hier beispielhaft mit einer LED dargestellt. Die tatsächliche Beschaltung der LED-Strecke 3 ist nicht begrenzt. Somit können sowohl die Anzahl als auch die Farben sowie die elektrische Anordnung in Serie oder parallel für diese LED-Strecke 3 variieren.
Die Steuereinheit 2 empfängt über eine (nicht näher dargestellte) Schnittstelle 6 Kommandos, um die LED-Strecke 3 zu regeln. Beispielsweise kann eine DALI-Schnittstelle an der Steuereinheit 2 vorgesehen sein, um Befehle zum Dimmen der LED-Strecke 3 zu erhalten. Das Dimmen erfolgt dabei von einem Maximalwert des elektrischen Parameters auf einen Minimalwert des elektrischen Parameters unter Verwendung der Rückführgröße 7, also in einem ersten Wertebereich des elektrischen Parameters. Der Minimalwert I_min, U_min entspricht dabei einem bestimmten Prozentwert des elektrischen Parameters.
Der Konverter 1 ist dazu ausgelegt, den elektrischen Parameter auf bis auf 1% als Minimalwert unter Verwendung einer Rückführgröße 7 zu regeln. Wird nun ein Schalt-Befehl an die Steuereinheit 2 übertragen, beispielsweise über die DALI-Schnittstelle oder einen Schalter der Beleuchtungseinheit, so wird die LED-Strecke 3 zunächst auf den Minimalwert I_min, U_min geregelt.
Unterhalb des Minimalwerts I_min, U_min wird der elektrische Parameter mittels gradueller Vorwärtssteuerung, d. h. ohne Verwendung der Rückführgröße 7 geregelt. Dabei ist einerseits vorgesehen, die Taktung des Konverters 1 zu verändern. Andererseits wird durch die Steuereinheit 2 ein weiteres Schaltsignal generiert, welches einem weiteren Schaltelement S₁ bereitgestellt wird. Dieses weitere Schaltelement S₁ ist gemäß 1 in Serie zur LED-Strecke 3 angeordnet und wird mittels eines PWM-Signals gesteuert. Am Ende der Regelung dient der Schalter S₁ zusätzlich der Unterbrechung der Stromzufuhr zur LED-Strecke 3. Das PWM-Signal wird im zweiten Wertebereich des elektrischen Parameters graduell verändert, insbesondere wird die Pulsbreite Ton stufenweise verringert und/oder die Ausschaltzeit T_off des PWM-Signals stufenweise vergrößert, sollte ein Ausschaltbefehl empfangen werden. Dazu wird die Rückführgröße 7 außer Acht gelassen. Alternativ kann auch ein Einschaltbefehl über die Schnittstelle 6 an die Steuereinheit 2 angelegt werden, wobei in diesem Fall der elektrische Parameter von 0% bis zum Minimalwert ohne Rückführgröße 7 geregelt wird, indem die Taktung graduell verändert wird.
Auf diese Weise wird die Lichtleistung der LED-Strecke aufgrund eines Schaltbefehls sich nicht abrupt ändern. Durch die graduelle Veränderung des elektrischen Parameters bis zum tatsächlichen Nullpunkt des elektrischen Parameters erfolgt ein Ausschalten der LED-Strecke 3, was für das Auge ohne Flackern oder abrupte Lichtleistungsänderung erfolgt.
In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Treiberschaltung dargestellt. Entgegen der seriellen Beschaltung des weiteren Schaltelements S₁ ist gemäß 2 der Schalter S₁ parallel zur LED-Strecke 3 angeordnet. Diese Anordnung entspricht einem echten Kurzschlussschalter, um die Zufuhr der Energieversorgung zu überbrücken. Der Konverter 1 weist eine nicht zu vernachlässigende Ausgangskapazität auf. Durch das parallele Anordnen des Schaltelements S₁ können Strom/Spannungsspitzen beim Schalten entstehen, die wiederum ein Flackern erzeugen könnten. Daher ist es vorteilhaft, wenn dem Schalter S₁ eine Spule L_S in Reihe geschaltet ist, um derartige Strom/Spannungsspitzen unterdrücken zu können.
In 3 ist ein Vergleich eines Strom-Zeitverlaufs bei traditioneller Ansteuerung 4 und bei erfindungsgemäßer Ansteuerung 5 einer LED-Strecke 3 gezeigt. In einem ersten Wertebereich 8 zwischen dem Maximalwert I_max und dem Minimaiwert I_min des Stroms I_LED als elektrischer Parameter erfolgt die Regelung unter Verwendung der Rückführgröße 7. Diese Regelung im Bereich 8 ist sowohl für die Ansteuerung 4 als auch die Ansteuerung 5 identisch.
In einem zweiten Wertebereich 9 zwischen dem Minimalwert I_min und dem Nullwert I_o des Stroms I_LED erfolgt gemäß traditioneller Ansteuerung 4 keinerlei Regelung. Dies führt ab dem Zeitpunkt t_x zu einem abrupten Abfall des Stroms I_LED auf den Nullwert I_o. Dieser abrupte Stromabfall bewirkt eine störende abrupte Lichtleistungsänderung, die unerwünscht ist.
Erfindungsgemäß erfolgt in dem zweiten Wertebereich 9 zwischen dem Minimalwert I_min und dem Nullwert I_o des Stroms I_LED erfolgt die Ansteuerung 5 mittels Vorwärtssteuerung des Stroms I_LED. Dabei ist die Ansteuerkennlinie gemäß der Ansteuerung 5 linear, das heißt die graduelle Veränderung zur Regelung des Stroms I_LED erfolgt stufenweise verringernd. Dies wird beispielsweise durch lineare Veränderung der Anschaltzeit eines PWM-Signals des weiteren Schaltelements S₁ oder linearer Veränderung der Taktung des Konverters zur Veränderung seiner Schaltfrequenz erreicht.
Sobald ein Ausschaltkommando über die Schnittstelle 6 erhalten wird, wird der Strom I_LED mittels Regelrückführgröße 7 auf den Minimalwert I_min geregelt und anschließend mittels Vorwärtssteuerung auf null geregelt. Diese Vorwärtssteuerung kann – wie in 3 gezeigt – linear erfolgen, um eine möglichst einfache Ansteuerung zu realisieren. Alternativ kann diese Regelung nicht-linear erfolgen, beispielsweise um ein möglichst schnelles Ausschalten zu realisieren und dabei ggf. die Augenträgheit bei dunkel werdenden Lichtquellen 3 auszunutzen.
Diese Ansteuerung 5 wird durch die in 1 und 2 dargestellten Treiberschaltungen ermöglicht. Dabei wird entweder ein weiteres Schaltelement S₁ mit einem veränderbaren PWM-Signal beaufschlagt und/oder die Taktung des Konverters 1 selbst wird entsprechend variiert. Es ist dabei zu beachten, dass die Taktung eine Frequenz von 100 Hz nicht unterschreiten sollte, um kein Flackern zu erzeugen.
In 4 ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Treiberschaltung dargestellt. Hierbei ist die in 2 dargestellte Treiberschaltung verwendet, so dass der weitere Schalter S₁ parallel zur LED-Strecke 3 angeordnet ist. Im Unterschied zu 2 ist der Konverter 1 detailliert dargestellt. Es handelt sich hier um einen Abwärtswandler, auch als Tiefsetzsteller bezeichnet oder englisch ”buck-converter”. Der Buck-Konverter weist eine Reihenschaltung aus einer Konverterdiode D und dem Schaltelement S_K auf. Der Konverter 1 wird mittels einer Eingangsspannung U_in versorgt. Zwischen der Anode der Diode D und einem ersten Kontakt des Schalters S_K ist eine Konverterspule L als Speicherelement angeordnet. Am Ausgang des Konverters 1 ist die LED-Strecke 3 angeordnet. Die Steuereinheit 2 beeinflusst das Schaltelement S_K mit einem Schaltsignal, um einen Konstantstrom I_LED bereitzustellen. Dieser Strom I_LED kann mittels Änderung der Taktung des Schalters S_K zwischen I_max und I_min unter Verwendung der Rückführgröße 7 geregelt werden. Dabei vergleicht die Steuereinheit 2 die Rückführgröße 7 als Ist-Wert mit einem Soll-Wert und stellt die Taktung des Konverters 1 ein. Mit Taktung ist sowohl die Schaltfrequenz als auch Einschalt- bzw. Ausschaltzeit gemeint.
Unterhalb des Minimalwerts I_min wird nun die Regelung des Stroms I_LED durch Variieren der Taktung des weiteren Schaltelements S₁ erfolgen. Der Konverter 1 liefert also weiter den Strom I_min, der nun mittels des weiteren Schaltelements S₁ ohne Rückführgröße 7 verringert wird.
Die Situation ist bei Buck-Konvertern, die im sog. kontinuierlichen („continuous”) Modus arbeiten, sehr einfach zu realisieren. Hier lässt sich problemlos ein Kurzschlussschalter S₁ einfügen. Diese Einfachheit ist zu relativieren: Der Schalter S_K des Buck-Konverters 1 muss in der Lage sein, den Stromminimalwert I_min auf einen Kurzschluss zu speisen, also mit sehr kurzen Einschaltzeiten umgehen können. Für diskontinuierliche („discontinuous”) oder Grenzmodus-(„boundary” mode)Systeme besteht die Gefahr von sichtbarem Flicker aufgrund von Interferenzen zwischen der Wandler- und der Kurzschluss-Frequenz.
In 5 ist ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Treiberschaltung dargestellt. Im Unterschied zu 4 ist in 5 eine Reihenschaltung des Schalters S₁ verwendet, um die in 1 diskutierten Vorteile zu erreichen.
In 6 ist ein Strom-Zeitverlauf für die in 4 und 5 dargestellten Ausführungsformen einer Treiberschaltung dargestellt. Hierbei ist das Schaltsignal für das weitere Schaltelement S₁ ab dem Zeitpunkt t_x dargestellt. Zu erkennen ist, dass das weitere Schaltelement S₁ ein PWM-Signal ist, welches eine sich vergrößernde Ausschaltzeit T₁, T₂, T₃ aufweist, bei gleichbleibender Anschaltzeit t_on.
In jedem Fall der Modulation darf die minimal auftretende Frequenz nicht unter 100 Hz fallen, da dieses sonst als Flackern wahrgenommen würde. Andererseits kann auch eine minimale Pulsbreite t_ON von einer Mikrosekunde aus treibertechnischer Sicht nicht unterschritten werden.
Somit kann entweder die Anzahl der Pulse t_ON reduziert werden oder der Abstand T₁, T₂, T₃ zwischen den einzelnen Pulsen verändert werden. Auf diese Weise wird der Strom I_LED durch die LED-Strecke 3 stufenweise – ohne Verwendung einer Regelrückführgröße 7 – verringert. Am Ende der graduellen Regelung ist nur ein Puls einer Pulsbreite von 1 μs bei einer Periode von 10 Millisekunden als minimalste Stufe eingestellt. Bei Frequenzen oberhalb von 100 Hz und einer minimalen Pulsbreite von 1 μs kann der Strom I_LED unterhalb des Minimalwerts I_min in 10000 Schritten verringert oder vergrößert werden. Geht man davon aus, dass der Konverter 1 einen Minimalwert von 1% des elektrischen Parameters ausregeln kann, so kann mit den Pulspausen und entsprechenden Pulsbreiten des PWM-Signals mit jedem Schritt ein 0,0001%ige Verringerung erreicht werden, so dass im ersten Schritt von 1% des elektrischen Parameters auf 0,9999% des elektrischen Parameters reduziert wird.
Da die Steuereinheit 2 eine endliche Bitbreite aufweist, beispielsweise 12 Bit, können beispielsweise 4.096 Schritte als graduelle Regelung im zweiten Wertebereich 9 bereitgestellt werden.
Somit kann in 4.096 Schritten von 1% Minimalwert I_MIN auf 0% des elektrischen Parameters gedimmt werden. Dies erfolgt so in einer sanften Art und Weise, dass es nicht als abrupte Lichtleistungs-Änderung wahrgenommen wird. Für praktische Anwendungszwecke sind 100 Schritte, oder maximal 1.000 Schritte ausreichend, da das menschliche Auge einen feineren Lichtunterschied nicht auflösen kann.
In 7 ist ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Treiberschaltung dargestellt. Der Konverter 1 ist hier als LLC-Konverter dargestellt. Die Funktionsweise eines LLC-Konverters ist prinzipiell bekannt und soll hier als bekannt vorausgesetzt werden. Lediglich zur Vervollständigung wird darauf hingewiesen, dass die eingangsseitig angelegte Spannung V_in eine Gleichspannung ist, die mittels einer Halbbrückenschaltung in eine Wechselspannung zerlegt wird. Ein Resonanzkreis – bestehend aus den Elementen L_R, L_M, C_R – konvertiert diese erhaltene Wechselspannung in eine ausgangsseitig bereitgestellte LED-Spannung U_out für die LED-Strecke 3. Zur galvanischen Trennung von der ggf. hohen Eingangsspannung die beispielsweise aus einer Netzspannung in Höhe von 230 Volt gewonnen wurde, ist ein Übertrager T, bestehend aus zwei Spulen, vorgesehen. Die sekundärseitige Spule weist einen Mittelabgriff auf, um eine einfache Gleichrichtung zu ermöglichen.
Gemäß 7 wird die erfindungsgemäße Ansteuerung dadurch erreicht, dass der Arbeitspunkt des LLC-Konverters verändert wird. Die Steuereinheit 2, beispielsweise in Form eines Mikrokontrollers, treibt die Halbbrückenschaltung durch ein komplementäres Schaltsignal. Dieses Schaltsignal weist eine Schaltfrequenz auf. Durch Änderung der Frequenz des Schaltsignals an der Halbbrückenschaltung kann die Ausgangsspannung U_out variiert werden, wodurch die Lichtleistung variiert wird. Je kleiner die Schaltfrequenz wird, umso höher wird die Ausgangsspannung und damit die Lichtleistung am Ausgang des Konverters 1.
Somit wird durch eine Änderung der Schaltfrequenz der Halbbrücke die Spannung U_out über der LED-Strecke 3 geregelt. Diese Regelung erfolgt bis zu einem Minimalwert U_min der Spannung U_out mittels einer Regelrückführgröße 7. Unterhalb des Minimalwerts U_min erfolgt die Regelung der Schaltfrequenz der Halbbrücke ohne die Rückführgröße 7, um eine abrupte Lichtleistungsänderung zu vermeiden.
Bei LLC-Konvertern 1 ist nämlich ein Kurzschlussschalter S₁ nicht optimal. Der LLC-Konverter ist vom Prinzip her eine Spannungsquelle mit einer Kapazität von einigen hundert Nanofarrad am Ausgang. Daher müsste eher ein Unterbruchschalter in Serie zum LED-Strang verwende werden (Prinzip ”Antiglimm-FET”). Hier sind aber die Verluste im Normalbetreib zu beachten. Dazu haben die LLC-Konverter 1 zumeist keinerlei intelligente Steurschaltung auf der Sekundärseite. Somit wird die Ansteuerung eines solchen Schalters S₁ schwierig oder umständlich, beispielsweise könnten Optokoppler vorgesehen sein.
Ein nicht dargestellter Lösungsansatz wäre das Verwenden einer Hilfswicklung am Übertrager T. Es wäre denkbar, eine Hilfswicklung inklusive Gleichrichter periodisch kurzzuschließen, und so den Strom I_LED vom LLC-Konverterausgang wegzunehmen. Irgendwann ist die Spannung U_out sekundärseitig zu klein, um durch die LED-Strecke 3 einen Strom I_LED treiben zu können. Im Dauerkurzschluss pumpt der LLC-Konverter 1 dann nur noch Blindleistung zwischen dem Resonanzkondensator C_r und der Streuinduktivität L_r hin und her.
Aus Sicherheitsgründen (Selv) müsste ggf. die Hilfswicklung auf der Primärseite des Übertrages T angebracht werden. Diese hat dann aber eine bessere Kopplung, als die Sekundärwicklung und verkleinert damit möglicherweise die wirksame Streuinduktivität L_r. Würde man der Hauptwicklung sekundär einen zusätzlichen Gleichrichter zuordnen und diesen periodisch kurzschließen, wäre keine Hilfswicklung nötig, das Problem mit der Kopplungsveränderung und den Ausgangskondensatoren würde einfach gelöst werden, aber es ist wieder eine Ansteuerung über die Selv-Strecke nötig.
Ein LLC-Konverter 1 ist prinzipiell ein Spannungskonverter. Große Spannungsregelbereiche sind schwierig zu handhaben, weil dann kein Zero-Voltage-Betrieb oder Zero-Current-Betrieb möglich ist. Die Regelung der Spannung U_out erfolgt somit im Verhältnis 1 zu 2, also beispielsweise im Bereich zwischen U_min = 50 und U_max = 100 Volt. Schränkt man nun den Spannungsbereich weiter ein und verlangt, dass an diesen Konverter mindestens so viele LEDs angeschlossen werden müssen, dass die Spannung über 80 V liegt, dann ist der Strom auf Null einstellbar, da bei U_min = 50 V aufgrund der addierten Grenzspannungen U_cut-off kein Strom mehr fließen kann.
Sobald die LED-Spannung mindestens 1/6 über dem Minimum liegt, rund 60 V bei Minimalwert U_min von 50 V, kann der Strom I_LED auf null eingestellt werden.
In 8 ist ein Spannungs-Frequenzverlauf für ein erfindungsgemäßes Ansteuern eines LLC-Konverters dargestellt. Hierbei ist die Ausgangsspannung U_out maximal, wenn die Frequenz f der Halbbrückenschaltung minimal ist. Mit steigender Frequenz f des Schaltsignals für die Halbbrückenschaltung des LLC-Konverters 1 verringert sich die Spannung U_out am Ausgang des Konverters 1 und somit die Lichtleistung, die von der LED-Strecke 3 abgegeben wird. Auch der LLC-Konverter 1 kann nur bis auf einen Minimalwert U_min des elektrischen Parameters U_out zum Betreiben der LED-Strecke 3 mittels Rückführgröße 7 geregelt werden. Für diesen Minimalwert U_min wird eine Arbeitsfrequenz f₁ eingestellt.
In Anwendung der erfindungsgemäßen Ansteuerung wird nun die Arbeitsfrequenz f der Halbbrückenschaltung des LLC-Konverters 1 graduell erhöht, sodass die Ausgangsspannung U_out graduell sinkt. Bei einer Frequenz f₂ wird die Grenzspannung Ucut_-off der LED-Strecke 3 erreicht und die LED-Strecke 3 erlischt vollständig. Die Arbeitsfrequenz f₂ stellt dabei die Endfrequenz dar, die mittels der Steuereinheit 2 eingestellt werden kann.
Alle gezeigten, dargestellten und beschriebenen Merkmale können beliebig miteinander kombiniert werden.
Bezugszeichenliste

1: Getakteter Konverter
2: Steuereinheit
3: LED-Strecke, LED
4: Traditionelle Ansteuerung
5: Erfindungsgemäße Ansteuerung
6: Schaltbefehl, DALI-Schnittstelle
7: Rückführgröße
8: Erster Wertebereich
9: Zweiter Wertebereich
S_k: Schaltelement des Konverters
S₁: Weiteres Schaltelement
D: Konverterdiode
L: Konverterspule
L_S: Schalterspule
T: Übertrager des LLC-Konverters
I_LED: Strom durch die LED-Strecke
I_max: Maximalwert des Stroms durch die LED-Strecke
I_min: Regelbarer Minimalwert des Stroms durch die LED-Strecke
f₁: Arbeitsfrequenz des Konverters bei Minimalwert
f₂: Arbeitsfrequenz des Konverters bei Grenzfrequenz der LED
U_out: Spannung über der LED-Strecke
U_max: Maximalwert der Spannung über der LED-Strecke
U_min: Regelbarer Minimalwert der Spannung über der LED-Strecke U_min
U_cut-off: Ausschaltspannung der LED-Strecke

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102014200437 A1 [0003]

Claims

Getaktete LED-Treiberschaltung, aufweisend: – Ausgangsanschlüsse zum Versorgen einer LED-Strecke, – einen mittels wenigstens einem Schalter getakteten Konverter, – eine Steuerschaltung, – die ein Steuersignal zur Taktung des Konverters ausgibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung dazu ausgelegt ist, bei Erhalt eines Ausschaltbefehls die Taktung des Konverters über einen vorgebebenen Zeitbereich grösser Null stetig ohne Verwendung eines Rückführsignals derart zu verändern, dass die Lichtleistung graduell verringert wird und am Ende des genannten Zeitbereichs Null ist.
Treiberschaltung mit Ausgangsanschlüssen zum vorzugsweise dimmbaren Ansteuern einer LED-Strecke (3) bestehend aus wenigstens einer LED, aufweisend: einen getakteten Konverter (1), der eingangsseitig mit einer Spannung (U_in) versorgt ist und der ausgangsseitig einen elektrischen Parameter (I_LED, U_out) der LED-Strecke (3) regelt, eine Steuereinheit (2), die dazu ausgebildet ist, ein Steuersignal zur Taktung des Konverters (1) auszugeben, um den elektrischen Parameter (I_LED, U_out) der LED-Strecke (3) in einem Bereich oberhalb eines Minimalwerts (I_min, U_min) mittels einer Rückführgröße (7) zu regeln; und die Steuereinheit (2) weiter dazu ausgebildet ist, unterhalb des Minimalwerts (I_min, U_min) des elektrischen Parameters (I_LED, U_out) die Taktung des Konverters (1) und/oder die Taktung eines weiteren Schaltelements (S₁) der Treiberschaltung mittels Vorwärtssteuerung graduell zu verändern, sodass nach Empfang eines Ausschalt-Befehls (6) der elektrische Parameter (I_LED, U_out) der LED-Strecke (3) zunächst mittels Rückführgröße (7) auf den Minimalwert (I_min, U_min) geregelt ist und anschließend ohne Rückführgröße (7) in einem Bereich unterhalb des Minimalwerts (I_min, U_min) mit dieser Vorwärtssteuerung graduell auf Null zu fahren.
Treiberschaltung nach Anspruch 2, wobei das weitere Schaltelement (S₁) parallel zur LED-Strecke (3) angeordnet ist, bevorzugt wobei das weitere Schaltelement (S₁) in Reihe mit einer weiteren Spule geschaltet ist.
Treiberschaltung nach Anspruch 2, wobei das weitere Schaltelement (S₁) in Serie zur LED-Strecke (3) angeordnet ist.
Treiberschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Steuereinheit (2) mittels Verändern der Taktung des Konverters (1) und mittels der Rückführgröße (7) den elektrischen Parameter (I_LED, U_out) auf 10 Prozent, bevorzugt 5 Prozent, mehr bevorzugt 1 Prozent, des maximalen elektrischen Parameters (I_LED, U_out) als Minimalwert (I_min, U_min) regelt.
Treiberschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei in der Steuereinheit (2) eine Ansteuer-Kennlinie abgelegt ist, mit der unterhalb des Minimalwerts (I_min, U_min) des elektrischen Parameters (I_LED, U_out) die Taktung des Konverter (1) und/oder die Taktung des weiteren Schaltelements (S₁) der Treiberschaltung mittels Vorwärtssteuerung graduell veränderbar ist.
Treiberschaltung nach Anspruch 6, wobei die Ansteuer-Kennlinie linear verläuft.
Treiberschaltung nach Anspruch 6, wobei die Ansteuer-Kennlinie nicht-linear, beispielsweise logarithmisch verläuft.
Treiberschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei das Verändern des elektrischen Parameters (I_LED, U_out) unterhalb des Minimalwerts (I_min, U_min) auf eine Zeitdauer von 0,5 Sekunden bis 3 Sekunden nach Erhalt des Schaltbefehls (6) oder nach Erreichen des Minimalwerts (I_min, U_min) beschränkt ist.
Treiberschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei die Einschaltzeit und/oder die Ausschaltzeit des Konverters (1) oder des weiteren Schaltelements (S₁) mittels der Steuereinheit (2) graduell verändert wird.
Treiberschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei die Taktung des weitere Schaltelement (S₁) oder die Taktung des Konverters (1) eine Schaltfrequenz größer als 100 Hertz aufweist.
Treiberschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei die Taktung des weiteren Schaltelement (S₁) oder die Taktung des Konverters (1) in eintausend Schritten, bevorzugt einhundert Schritten graduell verändert wird.
Treiberschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, wobei der Konverter (1) ein LLC-Konverter ist und die Steuereinheit (2) die Taktung einer Halbbrückenschaltung nach Erhalt des Schalt-Befehls (6) graduell mittels Vorwärtssteuerung verändert.
Treiberschaltung nach Anspruch 13, wobei die Schaltfrequenz für den LLC-Konverter (1) einen fest vorgegebenen Endwert aufweist, beispielsweise 200 Kilohertz beträgt.
Treiberschaltung nach Anspruch 13 oder 14, wobei bei Erhalt eines Ausschaltbefehls die Schaltfrequenz des LLC-Konverters (1) graduell erhöht wird; und bei Erhalt eines Einschaltbefehls die Schaltfrequenz des LLC-Konverters (1) graduell verringert wird.
Verfahren zum Betreiben von Leuchtmitteln, insbesondere LEDs, aufweisend folgende Schritte: Eingangsseitiges Versorgen eines Konverters (1) mit einer Spannung (V_in), um ausgangsseitig einen elektrischen Parameter (I_LED, U_out) der LED-Strecke (3) zu regeln; Verändern einer Taktung des Konverters (1) mittels einer Steuereinheit (2), um die elektrischen Parameter (I_LED, U_out) der LED-Strecke (3) mittels einer Rückführgröße (7) auf einen Minimalwert (I_min, U_min) zu regeln; und Verändern der Taktung des Konverters (1) und/oder der Taktung eines weiteren Schaltelements (S₁) der Treiberschaltung graduell mittels Vorwärtssteuerung durch die Steuereinheit (2), sodass nach Empfang eines Schalt-Befehls der elektrische Parameter (I_LED, U_out) der LED-Strecke (3) zunächst mittels Rückführgröße (7) auf den Minimalwert (I_min, U_min) geregelt wird und anschließend ohne Rückführgröße (7) in einem Bereich unterhalb des Minimalwerts (I_min, U_min) graduell geregelt wird.
Integrierte Schaltung, insbesondere ASIC oder Mikrocontroller oder eine Hybridversion davon, die zur Implementierung eines Verfahrens nach dem Anspruch 16 ausgebildet ist.
Leuchte, aufweisend eine LED-Strecke und eine Treiberschaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 zur Ansteuerung der LED-Strecke (3) mit einem veränderbaren elektrischen Parameter (I_LED, U_out).