[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein LED-Modul, ein System aus dem LED-Modul und
einem LED-Konverter und ein Verfahren, welches es ermöglicht, Betriebsparameter des
LED-Moduls an den LED-Konverter ohne eine spezifische Kommunikationsleitung zwischen
LED-Modul und LED-Konverter zu übermitteln.
[0002] Aus dem Stand der Technik sind bereits mehrere Ansätze bekannt, um einem LED-Konverter
Betriebsparameter für ein angeschlossenes LED-Modul vorzugeben. Dies ist zum Beispiel
deshalb notwendig, da für verschiedene LED-Module unterschiedliche Durchlassströme
notwendig sind, um die LED-Strecken der LED-Module zum Leuchten zu bringen. Betriebsparameter
sind zum Beispiel ein benötigter Durchlassstrom oder eine anzulegende Soll- oder Durchlassspannung.
[0003] Ein aus dem Stand der Technik bekannter Ansatz ist, am LED-Konverter über Dip-Schalter
oder Widerstände die einzustellenden Betriebsparameter für das angeschlossene LED-Modul
einzustellen. Dafür ist allerdings eine Interaktion mit dem LED-Konverter nötig.
[0004] In einem anderen Ansatz werden Konfigurationswiderstände auf dem LED-Modul verwendet,
um dem LED-Konverter die benötigten Betriebsparameter vorzugeben. Dazu sind allerdings
einerseits zusätzliche Anschlüsse nötig, andererseits ist wiederum eine Interaktion
erforderlich.
[0005] Es ist auch bekannt, dem LED-Konverter über einen separaten digitalen Signalkanal
die notwendigen Betriebsparameter zu übermitteln. Allerdings müssen dafür zusätzliche
Komponenten verbaut werden und es ist wiederum eine Interaktion nötig.
[0006] Schließlich ist es auch bekannt, dem LED-Modul beispielsweise ein EPROM zuzuordnen,
aus dem der LED-Konverter Informationen hinsichtlich der am LED-Modul einzustellenden
Betriebsparameter ermitteln kann.
[0007] Die aus dem Stand der Technik bekannten Ansätze erfordern meist entweder eine Interaktion
mit dem LED-Konverter oder dem LED-Modul, oder erfordern zusätzliche Anschlüsse oder
Komponenten. Dadurch erhöhen sich die Kosten des LED-Moduls und/oder des LED-Konverters.
Zudem wird mehr Platz für die Komponenten benötigt, was eine kompaktere Bauweise verhindert.
[0008] Ein LED-Modul gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist in der
WO 2010/092504 A1 beschrieben.
[0009] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein LED-Modul, ein LED-Konverter und
ein Verfahren zum Betreiben eines LED-Konverters zu schaffen, mit denen Informationen
bspw. hinsichtlich Betriebsparameter eines LED-Moduls an den LED-Konverter übermittelt
(zurückgemeldet) werden können, ohne dass zusätzliche Bauteile oder Anschlüsse, oder
eine Interaktion notwendig sind und die in einfacher Weise zusätzlich zu der Datenübertragungsfunktion
eine Schutz- und/oder Steuerfunktion für das LED-Modul ermöglichen. Es ist also Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, ein LED-Modul und einen LED-Konverter, welche diese Funktionen
ausweisen, kostengünstiger herzustellen und kompakter zu bauen.
[0010] Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden von den Merkmalen der unabhängigen
Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den Kerngedanken der Erfindung vorteilhaft
weiter.
[0011] Die Erfindung betrifft ein System, bei dem in einer Startphase durch von einer Schaltung
des LED-Moduls mittels einer von einem Schalter zu- und abschaltbaren Last erzeugten
Laständerungen Informationen an den LED-Konverter übermittelt werden können und bei
dem durch ein Zuschalten dieser Last eine Überspannung am Versorgungseingang des LED-Moduls
und/oder ein Nachglimmen der LED-Strecke verhindert werden kann. Beispielsweise können
gemäß der vorliegenden Erfindung in einer vorzugsweise zeitlich begrenzten Startphase
Informationen an den LED-Konverter durch eine erzeugte Last oder Laständerungen des
LED-Moduls übermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich können gemäß der vorliegenden
Erfindung mittels einer bidirektionalen Kommunikation Informationen zwischen dem LED-Konverter
und dem LED-Modul ausgetauscht werden, wobei vorzugsweise die Kommunikation von dem
LED-Modul durch eine erzeugte Last oder Laständerungen des LED-Moduls übermittelt
werden.
[0012] Ein Beispiel nützt die Tatsache aus, dass zum Betreiben eines LED-Moduls, insbesondere
um eine LED-Strecke des LED-Moduls zum Leuchten zu bringen, eine bestimmte Durchlassspannung
an der LED-Strecke, d.h. eine bestimmte Versorgungsspannung am LED-Modul notwendig
ist. Unterhalb der Durchlassspannung sperrt die LED-Strecke. Die LED-Strecke ist also
nicht leitend und stellt einen nahezu unendlichen Widerstand für den LED-Konverter
dar. Erst an oder oberhalb der Durchlassspannung stellt die LED-Strecke eine Wirkleistungslast
für den LED-Konverter dar. Eine Versorgungsspannung an einer LED-Strecke, die ungleich
Null aber unterhalb der Durchlassspannung ist, definiert ein Spannungsfenster, bei
dem die LED-Strecke noch nicht leitend ist. Dieses Spannungsfenster wird von der vorliegenden
Erfindung verwendet, um durch eine erzeugte Last oder Laständerungen des LED-Moduls
Informationen an den LED-Konverter zu übermitteln
[0013] Ein Beispiel betrifft ein LED-Modul, das aufweist: Anschlüsse für eine LED-Strecke,
eine Schaltung, die dazu ausgebildet ist, eine Last, vorzugsweise eine Wirkleistungslast
darzustellen, wenn eine erste Versorgungsspannung ungleich Null an dem LED-Modul anliegt,
bei der eine angeschlossene LED-Strecke nicht leitend ist, und die dazu ausgebildet
ist, keine Last darzustellen, wenn eine zweite Versorgungsspannung ungleich Null an
dem LED-Modul anliegt, bei der eine angeschlossene LED-Strecke leitend ist. Die Last
für das Spannungsfenster (Auslesefenster), in dem die LED-Strecke nicht leitend ist,
bewirkt eine Leistungsaufnahme des LED-Moduls.
[0014] Beispielsweise kann in einer vorzugsweise zeitlich begrenzten Startphase eine Schaltung,
die dazu ausgebildet ist, eine Last, vorzugsweise eine Wirkleistungslast darzustellen,
aktiviert werden. Nach Ablauf der vorzugsweise zeitlich begrenzten Startphase kann
die Schaltung dazu ausgebildet sein, keine Last darzustellen. Die Last für die vorzugsweise
zeitlich begrenzten Startphase bewirkt eine Leistungsaufnahme des LED-Moduls.
[0015] Ein Beispiel betrifft ein LED-Modul, das aufweist: Anschlüsse für eine LED-Strecke,
eine Schaltung, die dazu ausgebildet ist, eine Last, vorzugsweise eine Wirkleistungslast
darzustellen, wenn ein erster Versorgungsstrom ungleich Null dem LED-Modul zugeführt
wird, und die dazu ausgebildet ist, keine Last darzustellen, wenn ein zweiter Versorgungsstrom
ungleich dem ersten Versorgungsstrom dem LED-Modul zugeführt wird oder wenn eine vorzugsweise
zeitlich begrenzte Startphase abgelaufen ist. Die Last für das Spannungsfenster (Auslesefenster),
in dem die LED-Strecke nicht leitend ist, bewirkt eine Leistungsaufnahme des LED-Moduls.
[0016] Diese Leistungsaufnahme kann ein LED-Konverter erkennen und kann basierend auf der
erkannten Leistungsaufnahme Parameter des LED-Moduls ermitteln. Der LED-Konverter
kann beispielsweise basierend auf abgelegten Tabellen von der erkannten Leistungsaufnahme
auf einzustellende Betriebs- und/oder Wartungsparameter des LED-Moduls schließen.
[0017] Gemäß eines Beispiels ist die Schaltung vorzugsweise dazu ausgebildet, jedes Mal
aktiviert zu sein, wenn eine Versorgungsspannung an das LED-Modul angelegt wird. Ferner
ist die Schaltung dazu ausgelegt, sich automatisch selbst zu deaktivieren, wenn eine
vorzugsweise zeitlich begrenzte Startphase abgelaufen bzw. beendet ist. Somit ist
im dauerhaften Leuchtbetrieb der LED-Strecke keine Verlustleistung vorhanden. Um die
Schaltung zu betätigen, sind keine zusätzlichen Anschlüsse nötig. Die Schaltung kann
in dem LED-Modul integriert sein und muss nicht als separate Komponente bereitgestellt
werden. Die Schaltung funktioniert automatisch nach Anlegen einer Versorgungsspannung,
also einer Startphase, es muss deshalb keine zusätzliche Interaktion durchgeführt
werden.
[0018] Gemäß eines Beispiels ist die Schaltung vorzugsweise dazu ausgebildet, jedes Mal
aktiviert zu sein, wenn eine Versorgungsspannung zwischen Null und der Durchlassspannung
der LED-Strecke an das LED-Modul angelegt wird. Ferner ist die Schaltung dazu ausgelegt,
sich automatisch selbst zu deaktivieren, wenn die angelegte Versorgungsspannung die
Durchlassspannung der angeschlossenen LED-Strecke erreicht bzw. überschreitet. Somit
ist im Leuchtbetrieb der LED-Strecke keine Verlustleistung vorhanden. Um die Schaltung
zu betätigen, sind keine zusätzlichen Anschlüsse nötig. Die Schaltung kann in dem
LED-Modul integriert sein und muss nicht als separate Komponente bereitgestellt werden.
Die Schaltung funktioniert automatisch gemäß der angelegten Versorgungsspannung, es
muss deshalb keine zusätzliche Interaktion durchgeführt werden.
[0019] Alternativ zu dem Anlegen einer Versorgungsspannung mit einem Wert zwischen Null
und der Durchlassspannung der LED-Strecke kann zum Aktivieren der Schaltung auch ein
vorgegebener Versorgungsstrom in die LED-Strecke eingespeist werden, um die Schaltung
auf der LED-Strecke zu aktivieren. Beispielsweise kann der LED-Konverter den nominell
minimalen Ausgangsstrom gemäß seiner Spezifikation ausgeben oder einen niedrigen minimalen
Stromwert, bei dem gesichert ist, dass das LED-Modul nicht überlastet wird. In diesem
Fall ist die Schaltung dazu ausgelegt, sich automatisch selbst zu deaktivieren, beispielsweise
wenn der eingespeiste Versorgungsstrom den Nennstrom der angeschlossenen LED-Strecke
erreicht bzw. überschreitet oder wenn eine vorzugsweise zeitlich begrenzte Startphase
abgelaufen ist.
[0020] Vorzugsweise ist die Schaltung dazu ausgebildet, eine stromkonstante oder leistungskonstante
Last darzustellen, die eine konstante Stromaufnahme oder eine konstante Leistungsaufnahme
des LED-Moduls bewirkt.
[0021] Die Schaltung ist also eine selektiv im Auslesefenster der Versorgungsspannung aktivierbare
konstante Last. Eine solche Schaltung ermöglicht eine besonders einfache Ausführung
der vorliegenden Erfindung.
[0022] Erfindungsgemäß ist die Schaltung dazu ausgelegt, eine stromveränderliche Last darzustellen,
die eine Änderung der Leistungsaufnahme des LED-Moduls gemäß wenigstens einem vorgegebenen
Protokoll bewirkt.
[0023] Durch eine veränderliche Leistungsaufnahme, d.h. eine Laständerung des LED-Moduls
im Auslesefenster, können komplexere Informationen dargestellt werden.
[0024] Vorzugsweise ist die Schaltung dazu ausgelegt, wenigstens einen Betriebs- und/oder
Wartungsparameter des LED-Moduls durch die Änderung der Leistungsaufnahme gemäß dem
wenigstens einen vorgegebenen Protokoll zu kodieren.
[0025] Zusätzlich oder alternativ kann die Schaltung auf dem LED-Modul auch so ausgebildet
sein, dass sie vorzugsweise nur in einer zeitlich begrenzten Startphase des LED-Moduls
aktiviert ist.
[0026] Ein LED-Konverter kann die Änderung der Leistungsaufnahme des LED-Moduls erfassen
und gemäß dem wenigstens einen Protokoll, das beispielsweise im LED-Konverter abgelegt
ist, dekodieren. Somit wird ohne zusätzliche Leitungen oder Pins einen Kommunikationspfad
von dem LED-Modul zu dem LED-Konverter ermöglicht. Betriebsparameter des LED-Moduls
können beispielsweise der Durchlassstrom einer LED-Strecke des LED-Moduls, die entsprechende
Durchlassspannung der LED-Strecke, ein Sollstrom des LED-Moduls, oder ein Spektrum
des von der LED-Strecke emittierten Lichts sein. Wartungsparameter können beispielsweise
Alterungsparameter des LED-Moduls bzw. der LED-Strecke, eine Betriebszeitdauer des
LED-Moduls, oder eine Temperatur am LED-Modul sein.
[0027] Vorzugsweise gibt das wenigstens eine vorgegebene Protokoll eine Frequenz und/oder
eine Amplitude und/oder ein Tastverhältnis der Änderung der Leistungsaufnahme des
LED-Moduls vor.
[0028] Das wenigstens eine Protokoll kann also in vielfacher Weise kodiert sein, nämlich
hinsichtlich einer Frequenz der Leistungsaufnahme, einer Amplitude, sowie einer Einschalttaktung.
Dadurch können komplexe Informationen kodiert werden. Es können auch mehrere verschieden
kodierte Protokolle verwendet werden.
[0029] Vorzugsweise ist die Schaltung derart ausgelegt, dass die Änderung der Leistungsaufnahme
des LED-Moduls unabhängig von einem Wert der ersten Versorgungsspannung ist.
[0030] Die Schaltung auf dem LED-Modul gibt also die Kodierungsparameter (z.B. Amplitude,
Frequenz, Tastverhältnis der Laständerung) in dem Auslesefenster (d.h. Versorgungsspannung
ungleich Null aber unterhalb der Durchlassspannung der LED-Strecke) von der Versorgungsspannung
unabhängig wieder. Dadurch muss keine genaue, sondern lediglich eine konstante Spannungsvorgabe
in diesen Auslesefenster der Versorgungsspannung eingestellt werden.
[0031] Alternativ ist die Schaltung derart ausgelegt, dass die Änderung der Leistungsaufnahme
des LED-Moduls abhängig von einem Wert der ersten Versorgungsspannung gemäß einem
von mehreren vorgegebenen Protokollen bewirkt wird.
[0032] Gemäß eines Beispiels wird bei Anlegen einer Versorgungsspannung in dem Auslesefenster
nicht wie oben beschrieben stets die gleiche Rückinformation an einen LED-Konverter
übertragen, der an das LED-Modul angeschlossen ist. Vielmehr kann der Spannungsbereich
der Versorgungsspannung, bei der eine angeschlossene LED-Strecke noch nicht leitend
ist, in mehrere Unterbereiche der Versorgungsspannung unterteilt sein. Für jeden Unterbereich
kann ein anderes vorgegebenes Protokoll gelten. Das bedeutet, dass in jedem Unterbereich
eine andersartige Änderung der Leistungsaufnahme erfolgen kann (d.h. unterschiedlich
in der Frequenz der Leistungsaufnahmeänderung, der Amplitude der Leistungsaufnahmeänderung
oder dem Tastverhältnis je nach angelegter Versorgungsspannung). Dadurch können unterschiedliche
Informationen an den LED-Konverter zurückübermittelt werden. Dabei sind auch komplexere
Protokolle denkbar, die zum Beispiel die Modulation der Versorgungsspannung, ein selektives
Ein- und Ausschalten der Versorgungsspannung zwischen Null und einer Spannung im Auslesefenster
etc. umfassen. Um den Bereich der Informationsübertragung noch weiter zu unterteilen,
sind auch Frequenzmodulationen, Amplitudenmodulationen oder PWM der Versorgungsspannung
denkbar.
[0033] Vorzugsweise umfasst die Schaltung eine Timer-Schaltung, die dazu ausgelegt ist,
eine Frequenz der Änderung der Leistungsaufnahme des LED-Moduls vorzugeben. Die Timer-Schaltung
gibt also die Frequenz der Laständerung des LED-Moduls vor.
[0034] Vorzugsweise ist die Schaltung in ein Halbleitermaterial des LED-Moduls integriert.
Dadurch kann die Schaltung besonders platzsparend und kostengünstig ausgebildet werden.
[0035] Vorteilhafterweise ist auf dem LED-Modul wenigstens ein Sensor vorgesehen, der dazu
ausgelegt ist einen elektrischen Parameter der Schaltung zu beeinflussen. Der LED-Konverter
kann in einem Betriebsmodus, wenn die LED-Strecke nicht aktiv ist, den Sensor versorgen,
indem der LED-Konverter eine verringerte Versorgungsspannung an das LED-Modul abgibt.
Der wenigstens eine Sensor kann z.B. ein Sensor oder eine Kombination mehrerer Sensoren
sein, die Lichtsensoren, Temperatursensoren, Farbsensoren etc. sein können. Der beeinflusste
elektrische Parameter der Schaltung auf dem LED-Modul kann beispielsweise ein Widerstandswert
oder eine Leitfähigkeit sein.
[0036] Vorzugsweise ist der wenigstens eine Sensor ein Lichtsensor mit lichtabhängigem Widerstand
und ist der Lichtsensor so mit der Schaltung verbunden, dass eine Änderung des lichtabhängigen
Widerstands den Lastwiderstand der Schaltung verändert.
[0037] Ein Lichtsensor mit lichtabhängigem Widerstand (d.h. ein "Light Dependent Resistor")
ist einfach realisierbar. Eine Lichtleistung, die auf diesen Widerstand fällt, beeinflusst
direkt dessen Widerstandswert und somit auch im Auslesefenster die Wirkleistungslast
der Schaltung.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen LED-Konverter für ein LED-Modul wie
oben beschrieben, der dazu ausgelegt ist, eine Leistungsaufnahme des LED-Moduls für
eine an dem LED-Modul anliegende erste Versorgungsspannung, bei der eine an das LED-Modul
angeschlossene LED-Strecke nicht leitend ist, zu erfassen und basierend auf der erfassten
Leistungsaufnahme wenigstens einen Betriebs- und/oder Wartungsparameter des LED-Moduls
zu bestimmen.
[0038] Durch die erfasste Leistungsaufnahme wird dem LED-Konverter die notwendige Information
übertragen, um den Betriebs- und/oder Wartungsparameter zu bestimmen. Der LED-Konverter
kann diese Parameter beispielsweise basierend auf einer oder mehrere abgelegter oder
abgespeicherter Tabellen bestimmen, die beispielweise Betriebs- und/oder Wartungsparameter
mit konstanten oder veränderlichen Leistungsaufnahmen innerhalb des Auslesefensters
korrelieren.
[0039] Vorzugsweise ist der LED-Konverter dazu ausgelegt, den wenigstens einen bestimmten
Betriebs- und/oder Wartungsparameter: zur Einstellung oder Regelung des Betriebs des
LED-Moduls zu verwenden, in einem zugeordneten Speicher abzulegen, optisch und/oder
akustisch anzuzeigen, und/oder über eine drahtlose oder drahtgebundene Schnittstelle,
gegebenenfalls auf externe Abfrage hin, auszusenden.
[0040] Der LED-Konverter ist somit dazu geeignet, das LED-Modul umfassend zu steuern. Dazu
sind zwischen dem LED-Modul und dem LED-Konverter kein separater Kommunikationspfad
oder zusätzliche Leitungen bzw. Pins notwendig. Die Informationsübertragung, z.B.
die Übertragung der Betriebs- und/oder Wartungsparameter, erfolgt über die sowieso
vorhandenen Anschlüsse für die Versorgungsspannung.
[0041] Vorteilhafterweise ist der wenigstens eine Betriebs- und/oder Wartungsparameter ein
Sollstrom durch eine an das LED-Modul angeschlossene LED-Strecke, ein Alterungsparameter,
eine Betriebszeitdauer, und/oder ein Spektrum eines von der LED-Strecke emittierten
Lichts.
[0042] Vorteilhafterweise ist der LED-Konverter dazu ausgelegt, das LED-Modul basierend
auf den wenigsten einen bestimmten Betriebs- und/oder Wartungsparameter zu identifizieren.
[0043] Die Identifikation kann beispielsweise anhand einer oder mehrere abgelegter Tabellen
durchgeführt werden. Hat der LED-Konverter das LED-Modul identifiziert, so können
weitere Informationen in der einen oder den mehreren Tabellen abgelegt werden, die
eine umfassende Steuerung des LED-Moduls erlauben. Insbesondere ein Durchlassstrom
der LED-Strecke des LED-Moduls ist als abgelegte Information vorteilhaft.
[0044] Vorteilhafterweise ist der LED-Konverter dazu ausgelegt, durch Ändern der Versorgungsspannung
des LED-Moduls, beispielsweise über eine Puls- oder Amplituden-Modulation der Versorgungsspannung,
dem LED-Modul zu signalisieren, selektiv in einen Modus zur Änderung der Leistungsaufnahme
des LED-Moduls (Laständerung) zu wechseln. Die Modulation der Versorgungsspannung
kann dabei verschiedene Muster oder Werte einnehmen, wodurch eine gezielte Auswahl
einzelner LED-Module ermöglicht werden kann, wenn ein LED-Konverter mehrere LED-Module
versorgt. Das jeweils auf diese Weise ausgewählte LED-Modul kann dann selektiv in
den Modus der Laständerung wechseln, um Informationen an den LED-Konverter zu übertragen.
Die mehreren LED-Module können in einer Serienschaltung oder Parallelschaltung angeordnet
sein. Der LED-Konverter kann dazu ausgelegt sein, durch Ändern der Versorgungsspannung,
beispielsweise über eine Puls- oder Amplituden-Modulation der Versorgungsspannung,
je nach dem jeweiligen Muster oder Wert verschiedene Arten von Informationen von dem
oder den LED-Modulen abfragen. In dem LED-Modul können dafür verschiedene Tabellen
zur Rückmeldung der verschiedenen Informationen abgelegt sein.
[0045] Beispielsweise ist der LED-Konverter dazu ausgelegt, durch Einstellen einer ersten
Versorgungsspannung oder einer zweiten Versorgungsspannung für das LED-Modul, selektiv
zwischen einem Modus zur Erfassung einer Leistungsaufnahme des LED-Moduls und einem
Modus zum Leuchtbetrieb einer an das LED-Modul angeschlossenen LED-Strecke zu wechseln.
[0046] Die erste Versorgungsspannung ist dabei eine Spannung im Auslesefenster, das heißt
eine Versorgungsspannung zwischen Null und einer Durchlassspannung, bei der die angeschlossene
LED-Strecke noch nicht leitend ist. Die zweite Versorgungsspannung ist eine Spannung
oberhalb der Durchlassspannung, bei der die angeschlossene LED-Strecke leitend ist,
vorzugsweise leuchtet. Der LED-Konverter wird also automatisch basierend auf der eingestellten
Versorgungsspannung in den entsprechenden Modus gesetzt. Eine Erfassung der Leistungsaufnahme
findet nur in dem genannten Erfassungsmodus statt. Dadurch ist es möglich Erfassungsschaltungen
des Konverters im Leuchtbetrieb abzuschalten und Energie einzusparen. Eine Interaktion
mit dem LED-Konverter von außen ist nicht notwendig für den Wechsel des Modus.
[0047] Vorzugsweise ist der LED-Konverter dazu ausgelegt, eine Strommessung zur direkten
Erfassung der Leistungsaufnahme des LED-Moduls durchzuführen.
[0048] Alternativ ist der LED-Konverter dazu ausgelegt, eine indirekte Erfassung der Leistungsaufnahme
des LED-Moduls durchzuführen.
Vorzugsweise ist der LED-Konverter dazu ausgelegt, eine Änderung der Leistungsaufnahme
des LED-Moduls durch eine Änderung eines Tastverhältnisses einer Taktung des LED-Konverters,
beispielsweise eines Buck-Konverters (auch Tiefsetzsteller genannt) oder eines isolierten
Sperrwandlers (Flyback Konverter) zu erfassen.
[0049] Je nach Steuerkonzept für ein LED-Modul kann der LED-Konverter auch eine Änderung
des Peak-Stroms in dem LED-Konverter beispielsweise in einem isolierten Konverter,
vorzugsweise einem isolierten Sperrwandlers, erfassen.
[0050] Vorteilhafterweise ist der LED-Konverter dazu ausgelegt, einen Kondensator über eine
Last des LED-Moduls zu entladen, einen Entladestrom des Kondensators direkt, oder
indirekt über eine Entladezeit zu bestimmen und den wenigstens eine Betriebs- und/oder
Wartungsparameter des LED-Moduls basierend auf diesem Entladestrom zu bestimmen.
[0051] Insbesondere wird diese Ausführungsform des LED-Konverters bevorzugt für ein LED-Modul
mit stromkonstanter Last im Bereich des Auslesefensters der Versorgungsspannung verwendet.
Ein Kondensator im LED-Konverter wird dabei beispielsweise über eine konstante Stromsenke
auf dem LED-Modul entladen, wobei der dabei fließende Entladestrom direkt oder indirekt
über eine Entladerate (negative Steigung) der Spannung des Kondensators gemessen werden
kann. Der direkt oder indirekt erfasste Entladestrom kann dann durch den LED-Konverter
hinsichtlich des Betriebs- und/oder Wartungsparameters interpretiert werden. Die Information
über den Betriebs- und/oder Wartungsparameter ist also in der Steigung der Spannung
kodiert, die der LED-Konverter ausgibt, wenn der Kondensator entladen wird. Die Messung
der Entladerate eliminiert die Abhängigkeit von der absoluten Versorgungsspannung.
Ebenso denkbar ist auch eine Detektion des Entladestroms über die Entladedauer des
Kondensators. Dazu kann dem LED-Konverter ferner noch die Information über die absolute
Spannung zu Beginn und zum Ende der Messung, d.h. dem Entladen des Kondensators, vorliegen
oder zurückgeführt werden.
[0052] Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine LED-Leuchte aufweisend ein LED-Modul,
wie oben beschrieben, und einen LED-Konverter, wie ebenso oben beschrieben.
[0053] Ein Beispiel betrifft ferner ein Verfahren zum Übermitteln von Informationen von
einem LED-Modul an einen LED-Konverter, das umfasst: Aktivieren einer Schaltung, um
eine Last, vorzugsweise eine Wirkleistungslast, darzustellen, wenn eine erste Versorgungsspannung
ungleich Null an dem LED-Modul anliegt, bei der eine angeschlossene LED-Strecke nicht
leitend ist, und Deaktivieren der Schaltung, um keine Last darzustellen, wenn eine
zweite Versorgungsspannung ungleich Null an dem LED-Modul anliegt, bei der eine angeschlossene
LED-Strecke leitend ist.
[0054] Ein Beispiel betrifft auch ein Verfahren zum Bestimmen von Informationen bezüglich
eines LED-Moduls an einem LED-Konverter, das umfasst: Erfassen einer Leistungsaufnahme
des LED-Moduls für eine an dem LED-Modul anliegende erste Versorgungsspannung, bei
der eine an das LED-Modul angeschlossene LED-Strecke nicht leitend ist, und bestimmen
von wenigstens einem Betriebs- und/oder Wartungsparameter des LED-Moduls basierend
auf der erfassten Leistungsaufnahme.
[0055] Ein Beispiel betrifft weiterhin ein Verfahren zum Übermitteln von Informationen von
einem LED-Modul an einen LED-Konverter aufweisend einen hochfrequent getakteten Wandler
mit einem Transformator, das umfasst eine Aktivieren einer Schaltung zumindest während
einer zeitlich begrenzten Startphase um eine Last, vorzugsweise eine Wirkleistungslast,
darzustellen, und eine Erfassung einer Leistungsaufnahme des LED-Moduls auf der Primärseite
des Transformators des hochfrequent getakteten Wandlers.
[0056] Ein Beispiel betrifft auch ein Verfahren zum Bestimmen von Informationen bezüglich
eines LED-Moduls an einem LED-Konverter aufweisend einen hochfrequent getakteten Wandler
mit einem Transformator, das umfasst ein Erfassen einer Leistungsaufnahme des LED-Moduls
auf der Primärseite des Transformators des hochfrequent getakteten Wandlers, wobei
eine Schaltung auf dem LED-Modul zumindest während einer Startphase eine modulierte
Laständerung bewirkt, und Bestimmen von wenigstens einem Betriebs- und/oder Wartungsparameter
des LED-Moduls basierend auf der erfassten Leistungsaufnahme.
[0057] Insgesamt ermöglicht die vorliegende Erfindung Informationen hinsichtlich an einem
LED-Modul einzustellender Betriebs- und/oder Wartungsparameter, an einen LED-Konverter
zu übermitteln. Dabei sind keine weiteren Anschlüsse oder Verbindung zwischen LED-Konverter
und LED-Modul nötig. Es ist keine weitere Komponente außer eine, vorteilhafterweise
in ein Halbleitermaterial des LED-Moduls integrierte, Lastmodulationsschaltung nötig.
Es muss keine zusätzliche Interaktion mit LED-Modul oder dem LED-Konverter für die
Übertragung der Information durchgeführt werden. Die vorliegende Erfindung ermöglicht
also eine einfachere Steuerung eines LED-Moduls, sowie eine kostengünstigere und kompaktere
Herstellung von LED-Modul und/oder LED-Konverter.
[0058] Ein Beispiel betrifft auch ein Verfahren zum Bestimmen von Informationen bezüglich
eines LED-Moduls an einem LED-Konverter, das umfasst ein Erfassen einer Leistungsaufnahme
des LED-Moduls, wobei eine Schaltung auf dem LED-Modul zumindest während einer Startphase
eine modulierte Laständerung bewirkt, und Bestimmen von wenigstens einem Betriebs-
und/oder Wartungsparameter des LED-Moduls basierend auf der erfassten Leistungsaufnahme.
[0059] Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren genauer beschrieben.
- Fig. 1
- zeigt schematisch das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung anhand einer erfindungsgemäßen
LED-Leuchte (bestehend aus einem erfindungsgemäßen LED-Modul und einem erfindungsgemäßen
LED-Konverters).
- Fig. 2
- zeigt eine Stromspannungskennlinie einer LED-Strecke und das erfindungsgemäße Auslesefenster.
- Fig. 3
- zeigt einen Schaltkreis, der eine automatische Deaktivierung der Schaltung auf dem
erfindungsgemäßen LED-Modul ermöglicht.
- Fig. 4
- zeigt ein Beispiel der Schaltung auf dem erfindungsgemäßen LED-Modul, die eine stromkonstante
Last darstellt.
- Fig. 5
- zeigt schematisch die Erfassung einer stromkonstanten Last auf dem erfindungsgemäßen
LED-Modul durch den erfindungsgemäßen LED-Konverter.
- Fig. 6
- zeigt eine Schaltung auf dem erfindungsgemäßen LED-Modul, die eine stromveränderliche
Last darstellt und insbesondere eine Frequenz der Änderung der Leistungsaufnahme des
erfindungsgemäßen LED-Moduls einstellt.
- Fig. 7
- zeigt wie eine Änderung der Leistungsaufnahme des erfindungsgemäßen LED-Moduls an
einem Buck-Konverter als Beispiel eines erfindungsgemäßen LED-Konverters gemessen
werden kann.
- Fig. 8
- zeigt wie eine Änderung des Stroms durch die Schaltung auf dem erfindungsgemäßen LED-Modul
mit dem Strom in einem Buck-Konverter des erfindungsgemäßen LED-Konverters korreliert
- Fig. 9
- zeigt ein weiteres Beispiel der Schaltung auf dem erfindungsgemäßen LED-Modul
- Fig. 10
- zeigt ein weiteres Beispiel der Schaltung auf dem erfindungsgemäßen LED-Modul
- Fig. 11
- zeigt ein weiteres Beispiel der Schaltung auf dem erfindungsgemäßen LED-Modul
- Fig. 12
- zeigt ein weiteres Beispiel der Schaltung auf dem erfindungsgemäßen LED-Modul.
[0060] Figur 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße LED-Leuchte, die aus einem erfindungsgemäßen
LED-Modul 1 und einem erfindungsgemäßen LED-Konverter 10 besteht. Der LED-Konverter
10 ist über einen oder mehrere Spannungsanschlüsse 12 mit dem LED-Modul 1 verbunden.
Der LED-Konverter 10 versorgt das LED-Modul 1 also mit einer Versorgungsspannung.
Der LED-Konverter 10 kann auch zum Betreiben mehrerer LED-Module 1 ausgelegt sein.
Vorzugsweise ist die Versorgungsspannung eine Gleichspannung, kann aber auch eine
getaktete Spannung oder Wechselspannung sein. Der LED-Konverter 10 weist vorzugsweise
einen hochfrequent getakteten Wandler auf, beispielsweise einen Buck-Konverter (Tiefsetzsteller),
isolierten Sperrwandler (Flyback Konverter) oder einen resonanten Halbbrücken-Konverter
(vorzugsweise isoliert, beispielsweise einen LLC Konverter). Der LED-Konverter 10
kann beispielsweise eine konstante Ausgangsspannung oder einen konstanten Ausgangsstrom
an seinen Spannungsanschlüssen 12 ausgeben, wobei die Spannung an diesen Anschlüssen
der Versorgungsspannung des LED-Moduls 1 entspricht.
[0061] Die Versorgungsspannung wird über einen oder mehrere Anschlüsse 2 des LED-Moduls
1 an wenigstens eine daran angeschlossene LED-Strecke 3 (diese umfasst auch eine einzelne
LED) angelegt. Die LED-Strecke 3 muss nicht Teil des erfindungsgemäßen LED-Moduls
1 sein, sondern kann eine anschließbare und austauschbare LED-Strecke 3 sein. Das
erfindungsgemäße LED-Modul 1 benötigt also lediglich Anschlüsse 2 für wenigstens eine
LED-Strecke 3. Die LED-Strecke 3 kann aber auch fest mit dem LED-Modul 1 verbaut sein.
Die LED-Strecke 3 kann eine oder mehrere LEDs aufweisen, die beispielsweise wie in
Figur 1 gezeigt in Serie geschaltet sind. LEDs einer LED-Strecke 3 können alle gleichfarbig
leuchten, d.h. Licht gleicher Wellenlänge emittieren, oder verschiedenfarbig leuchten.
Zum Beispiel können mehrere LEDs, vorzugsweise rot-, grün- und blau-leuchtende LEDs,
kombiniert werden, um eine Mischstrahlung, vorzugsweise weißes Licht, zu erzeugen.
[0062] Die LED-Strecke 3 ist wenn sie an die Anschlüsse 2 angeschlossen ist, parallel bezüglich
der Versorgungsspannung mit einer Schaltung 4 verschaltet. Die Schaltung 4 ist beispielsweise
derart ausgebildet, dass sie für den LED-Konverter 10 eine Last, vorzugsweise eine
Wirkleistungslast, darstellt, wenn die vom LED-Konverter 10 an die Anschlüsse 12 angelegte
Versorgungsspannung ungleich Null ist, aber noch so niedrig ist, dass die an die Anschlüsse
2 angeschlossene LED-Strecke 3 noch nicht leitend ist. Die Schaltung 4 kann daher
auch als Lastschaltung oder Lastmodulationsschaltung bezeichnet werden.
[0063] Figur 2 zeigt beispielhaft eine Stromspannungskennlinie einer LED-Strecke 3, bei
der ein Strom durch die LED-Strecke in vertikaler Richtung und die Spannung an der
LED-Strecke (d.h. die Versorgungsspannung in Figur 1) in horizontaler Richtung aufgetragen
ist. Für einen ersten Spannungsbereich (d.h. eine erste Versorgungsspannung 5a innerhalb
des Auslesefensters) ist die Spannung an der LED-Strecke 3 ungleich Null, der Strom
durch die LED-Strecke 3 ist aber auch noch nahezu Null, da die LED-Strecke 3 nicht
leitend ist. Die Versorgungsspannung ist also unterhalb der Durchlassspannung. Die
LED-Strecke 3 stellt für den LED-Konverter 10 eine unendliche Last dar. Das LED-Modul
1 nimmt damit keine Leistung über die LED-Strecke 3 auf. In einem zweiten Spannungsbereich
(d.h. für eine zweite Versorgungsspannung 5b außerhalb des Auslesefensters) wird die
LED-Strecke 3 leitend und es fließt ein Strom durch die LED-Strecke 3, der diese zum
Leuchten bringt. Die Versorgungsspannung ist also oberhalb der Durchlassspannung.
[0064] Die Schaltung 4 auf dem LED-Modul 1 ist beispielsweise so ausgebildet, dass sie aktiviert
ist, wenn die erste Versorgungsspannung 5a anliegt, und dadurch eine Last, vorzugsweise
eine Wirkungsleistungslast, für den LED-Konverter 10 darstellt. Für die zweite Versorgungsspannung
5b, also im Leuchtbetrieb der LED-Strecke 3, ist die Schaltung 4 deaktiviert und stellt
keine Last für den LED-Konverter dar. Dies ist in Figur 1 durch den Schalter 6 schematisch
dargestellt, der die Schaltung 4 abhängig von der anliegenden Versorgungsspannung
automatisch aktiviert oder deaktiviert. Die Schaltung 4 kann entweder eine stromkonstante
Last oder eine stromveränderliche Last für den LED-Konverter 10 darstellen. Die Schaltung
4 bewirkt eine Leistungsaufnahme des LED-Moduls 1, obwohl eine LED-Strecke 3 noch
nicht leitend ist und keine Leistung aufnimmt. Ein herkömmliches LED-Modul 1 würde
im Auslesefenster keine Leistung aufnehmen. Zusätzlich oder alternativ kann die Schaltung
4 auf dem LED-Modul 1 auch so ausgebildet sein, dass sie nur in einer zeitlich begrenzten
Startphase des LED-Moduls 1 aktiviert ist.
[0065] Die Leistungsaufnahme des LED-Moduls 1 im Auslesefenster kann je nach Art der Schaltung
4 stromkonstant oder stromveränderlich sein. Der LED-Konverter 10 kann die Leistungsaufnahme
des LED-Moduls 1 bzw. eine Änderung der Leistungsaufnahme des LED-Moduls 1 erfassen
und basierend auf der erfassten Leistungsaufnahme auf einzustellende Betriebs- und/oder
Wartungsparameter des LED-Moduls 1 schließen. Der LED-Konverter 10 kann die Betriebs-
und/oder Wartungsparameter direkt zur Einstellung oder Regelung des LED-Moduls 1 verwenden.
Der LED-Konverter 10 kann die Betriebs- und/oder Wartungsparameter aber auch in einem
ihm zugeordneten Speicher ablegen und gegebenenfalls später verwenden, oder die Parameter
optisch und/oder akustisch einem Benutzer anzeigen, oder sie an eine weitere Einrichtung,
beispielsweise eine Steuereinheit eines Beleuchtungssystems, senden. Das Senden kann
entweder drahtlos oder drahtgebunden geschehen und kann entweder automatisch oder
nur auf Abfrage von der weiteren Einrichtung durchgeführt werden.
[0066] Zum Betreiben eines LED-Moduls 1 durch den LED-Konverter 1 der vorliegenden Erfindung
können in einer vorzugsweise zeitlich begrenzten Startphase der LED-Leuchte verschiedene
Vorgänge ausgeführt werden. Zunächst versorgt der LED-Konverter 10 das LED-Modul 1
beispielsweise mit einer konstanten Versorgungsspannung, vorzugsweise einer konstanten
DC-Spannung. Beispielsweise kann der LED-Konverter 10 mit im Vergleich zum Normalbetrieb
verringertem Einschaltverhältnis betrieben werden, wodurch eine geringere Ausgangsspannung
erreicht wird. Die Versorgungsspannung ist dabei eine erste Versorgungsspannung 5a,
d.h. sie liegt im Auslesefenster, das in Figur 2 gezeigt ist. Da die erste Versorgungsspannung
5a ungleich Null ist, wird die Schaltung 4 auf dem LED-Modul 1 aktiviert und stellt
eine Last für den LED-Konverter 10 dar. Die Last ist vorzugsweise eine Wirkleistungslast
und erzeugt eine Leistungsaufnahme des LED-Moduls 1. Nun kann der LED-Konverter 10
beispielsweise einen Entladestrom eines Kondensators über diese Last, eine absolute
Stromaufnahme der Schaltung 4, eine Frequenz einer Änderung der Leistungsaufnahme
des LED-Moduls 1, oder ein Tastverhältnis oder eine Amplitude einer Leistungsaufnahmeänderung
messen. Basierend auf dem Resultat der Messung kann der LED-Konverter 10 auf Betriebs-
und/oder Wartungsparameter schließen. Beispielweise kann der LED-Konverter 10 eine
Soll- oder Durchlassspannung oder einen Sollstrom des LED-Moduls bestimmen und diese
an das LED-Modul 1 anlegen. Damit wird eine angeschlossene LED-Strecke 3 leitend und
der LED-Konverter 10 betreibt das LED-Modul 1 im Leuchtbetrieb. Vorzugsweise wird
nun automatisch die Schaltung 4 deaktiviert. Die Schaltung 4 nimmt dadurch keine Leistung
im Leuchtbetrieb der LED-Strecke 3 auf und beeinflusst deshalb nicht den Leuchtbetrieb
der LED-Strecke 3. Der LED-Konverter 10 der LED-Leuchte hat also automatisch das LED-Modul
1 erkannt und die passenden Betriebsparameter eingestellt.
[0067] Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Auslesen des LED-Moduls 1 durch den LED-Konverter
10 zeitlich begrenzt erfolgen, indem die Schaltung 4 nur während einer Startphase
aufgrund einer vorgegebenen Zeitspanne aktiv ist, sobald eine Versorgungsspannung
an das LED-Modul 1 angelegt wird. Diese Versorgungsspannung kann in diesem Fall auch
der nominellen Ausgangsspannung des LED-Konverters 10 für den Normalbetrieb entsprechen.
Nach dem Anlegen der Versorgungsspannung wird die Schaltung 4 auf dem LED-Modul 1
aktiviert und stellt eine Last für den LED-Konverter 10 dar. Die Last ist vorzugsweise
eine sich wiederholt ändernde Wirkleistungslast und erzeugt eine Leistungsaufnahme
des LED-Moduls 1. Zusätzlich kann in diesem Fall auch die angeschlossene LED-Strecke
3 leitend werden womit der LED-Konverter 10 das LED-Modul 1 im Leuchtbetrieb betreibt.
Nun kann der LED-Konverter 10 beispielsweise einen Entladestrom eines Kondensators
über diese Last, eine absolute Stromaufnahme der Schaltung 4, eine Frequenz einer
Änderung der Leistungsaufnahme des LED-Moduls 1, oder ein Tastverhältnis oder eine
Amplitude einer Leistungsaufnahmeänderung messen. Basierend auf dem Resultat der Messung
kann der LED-Konverter 10 auf Betriebs- und/oder Wartungsparameter schließen. Beispielweise
kann der LED-Konverter 10 eine Soll- oder Durchlassspannung oder einen Sollstrom des
LED-Moduls bestimmen und diese an das LED-Modul 1 anlegen. Vorzugsweise wird nun automatisch
nach Ablauf der vorgegebenen Zeitspanne für die Startphase die Schaltung 4 deaktiviert.
Die Vorgabe dieser Zeitspanne für die Startphase kann beispielsweise durch eine Zeitladeschaltung
festgelegt sein, wobei ein Zeitgeber-Kondensator aufgeladen wird und nach erfolgtem
Aufladen des Zeitgeber-Kondensators die Schaltung 4 deaktiviert wird. Die Schaltung
4 nimmt dadurch keine Leistung im dauernden Leuchtbetrieb der LED-Strecke 3 auf und
beeinflusst deshalb nicht den Leuchtbetrieb der LED-Strecke 3.
[0068] Figur 3 zeigt einen Schaltkreis, der zumindest ein Teil der Schaltung 4 ist, um diese
automatisch zu deaktivieren, wenn die Versorgungsspannung im Bereich der zweiten Versorgungsspannung
5b ist, also oberhalb der Durchlassspannung der LED-Strecke 3 ist. Die Schaltung 4
kann mittels der Transistoren M4 und M3 deaktiviert werden. Mit ansteigender Versorgungsspannung,
die vom LED-Konverter 10 bereitgestellt wird und an der Schaltung 4 auf dem LED-Modul
1 anliegt, steigt auch die Spannung am Widerstand R8. Wenn diese Spannung eine Schwellenspannung
des Transistors M4 erreicht, schließt dieser und deaktiviert auch den Transistor M3,
indem er die Gate-Spannung des Transistors M3 auf Erde legt. Die Schwellenspannung
kann beispielsweise 1,4 Volt sein (bei einer Spannung von 12,5 Volt) des LED-Konverters
10). Um Verluste des Spannungsteilers R8 und R10 zu reduzieren, sollten die Widerstandswerte
hoch sein, vorzugsweise im Bereich von 20 bis 200 kΩ, noch mehr bevorzugt im Bereich
von 40 bis 100 kΩ. Außerdem ist es wichtig, dass der Transistor M3 dazu ausgelegt
ist, der maximalen Versorgungsspannung zu widerstehen, die der LED-Konverter 10 angelegen
kann, und dass die Spannung am Widerstand R8 nicht die maximale erlaubte Gate-Spannung
des Transistors M4 bei normalem Leuchtbetrieb der LED-Strecke 3 übersteigt. Alternativ
oder optinoal kann diese Schaltung beispielsweise mittels eines RC-Gliedes so ausgelegt
sein, dass sie sich nach Ablauf einer vorgegebenen Startzeit (wobei diese Zeit der
Startphase entspricht) deaktiviert, indem der Transistor M3 abhängig davon deaktiviert,
also geöffnet wird. Beispielsweise kann parallel zu dem Widerstand R8 ein Kondensator
angeordnet sein. Dieser Kondensator kann so ausgelegt sein, dass dieser nach Ablauf
der vorgegebenen Startzeit durch die angelegte Versorgungsspannung geladen ist und
somit auch die Spannung am parallelen Widerstand R8 soweit gestiegen ist, dass diese
Spannung eine Schwellenspannung des Transistors M4 erreicht hat, so dass dieser schließt
und den Transistor M3 deaktiviert, indem er die Gate-Spannung des Transistors M3 auf
Erde legt.
[0069] Figur 4 zeigt beispielhaft einen Schaltkreis TL432, der zumindest ein Teil der Schaltung
4 ist, die dazu ausgelegt ist, im Auslesefenster eine stromkonstante Last für den
LED-Konverter 10 darzustellen. Die linke Seite der Figur 4 zeigt ein Schaltbild des
Schaltkreises, die rechte Seite zeigt ein entsprechendes Ersatzschaltbild für den
Schaltkreis TL431 oder TL432. Der konstante Strom ist durch ein Verhältnis der Referenzspannung
des Schalkreises TL431 zum Widerstandswert des Auswahlwiderstands R11 (Rcfg) bestimmt.
Ein Transistor Q1 wird vorzugsweise dermaßen gesteuert, dass die Spannung an dem Widerstand
R11 (Rcfg) immer ungefähr 2,5 Volt beträgt. Ein Minimalstrom von etwa 1 mA sollte
durch den Schaltkreis TL431 fließen. Der in Figur 3 gezeigte Schaltkreis kann in Serie
mit dem in Figur 4 gezeigten Schaltkreis angeordnet werden, so dass die Serienschaltung
aus beiden parallel zu der LED-Strecke auf dem LED-Modul 1 angeordnet ist. Vorzugsweise
ist die virtuelle Masse GNDX des Schaltkreises der Figur 4 mit dem Drain-Anschluß
des Transistors M3 verbunden.
Über eine stromkonstante Last wie beispielweise in Figur 4 gezeigt kann der LED-Konverter
10 zur Messung des konstanten Stroms beispielweise einen Kondensator 11 entladen.
Der konstante Strom durch die Schaltung 4 (der dem Entladestrom des Kondensators 11
entspricht) kann direkt oder indirekt basierend auf entweder der Entladedauer und/oder
der Entladerate bestimmt werden. Basierend auf dem Entladestrom kann der LED-Konverter
auf die verwendete Schaltung 4 und somit auf das angeschlossene LED-Modul 1 schließen.
Ferner kann der LED-Konverter 10 Betriebs- und/oder Wartungsparameter des LED-Moduls
ermitteln, beispielweise anhand abgelegter Tabellen.
[0070] Das Konzept der Ermittlung des konstanten Stroms durch die Schaltung 4 ist schematisch
in Figur 5 dargestellt. Zum Beispiel kann der LED-Konverter 10 beispielhaft als Buck-Konverter
ausgeführt sein. Der LED-Konverter 10 ist mit dem Kondensator 11 versehen, der parallel
zu den Anschlüssen 12 für die Versorgungsspannung angeschlossen sein kann. Die Spannung
an den Anschlüssen 12 wird vom LED-Konverter 10 überwacht. Wenn die Versorgungsspannung
durch Öffnen des Schalters 13, welcher in dem LED-Konverter 10 angeordnet ist und
vorzugsweise beim Betrieb des LED-Konverters hochfrequent getaktet wird, vom LED-Modul
1 getrennt wird, entlädt sich der Kondensator 11 über die vorzugsweise stromkonstante
Last, die durch die Schaltung 4 auf dem LED-Modul 1 dargestellt wird. Die Entladerate,
d.h. die Änderung der Spannung des Kondensators, die an den Anschlüssen 12 anliegt,
wird vom LED-Konverter 10 vorzugsweise gemessen, um wie beschrieben auf die Betriebs-
und/oder Wartungsparameter des LED-Moduls 1 zu schließen. Beispielweise kann der Widerstand
R11, der in Figur 4 gezeigten stromkonstanten Last, bestimmt werden, wenn die Kapazität
des Kondensators 11 bekannt ist. Dieser Widerstandswert kann dann den Betriebs- und/oder
Wartungsparameter kodieren, d.h. der LED-Konverter 10 kann beispielsweise diesen Widerstandswert
mit Betriebs- und/oder Wartungsparametern in abgelegten Tabellen korrelieren.
[0071] Figur 6 zeigt einen Schaltkreis TLC555, der zumindest Teil der Schaltung 4 ist und
dazu geeignet ist, eine Laständerung des LED-Moduls 1 mit einer bestimmten Frequenz,
d.h. eine Änderung der Leistungsaufnahme des LED-Moduls 1 zu erzeugen. Auf der linken
Seite der Figur 6 ist ein Schaltbild, auf der rechten Seite ist ein entsprechendes
Ersatzschaltbild für den Schaltkreis TLC555 gezeigt. Beispielsweise kann ein Kondensator
C1 zwischen 1/3 und 2/3 der vom LED-Konverter 10 angelegten Versorgungsspannung 5a
geladen und entladen werden. Solange die vom LED-Konverter 10 angelegte Versorgungsspannung
5a konstant ist, kann so eine Frequenz der Laständerung, ein Tastverhältnis (Taktverhältnis)
der Laständerung oder eine Amplitude der Laständerung (d.h. ein Unterschied zwischen
einer Last vor und einer Last nach der Änderung) eingestellt werden. Dies bedingt
auch eine Änderung der Leistungsaufnahme mit einer entsprechenden Frequenz, Tastverhältnis
(Taktverhältnis) oder einer Amplitude.
[0072] Die Frequenz f der Änderung ist dabei definiert als

wobei R3, R4 und C1 Widerstands- bzw. Kapazitätswerte der in Fig. 6 gezeigten Komponenten
sind.
[0073] Das Tastverhältnis (Taktverhältnis) ist durch die AN-Zeit (T
high) und die AUS-Zeit (T
low) definiert, wobei

und

[0074] Eine Änderung des Tastverhältnisses ist sowohl durch eine Änderung der Pulsdauer
(Einschaltzeitdauer, AN-Zeit, T
high) als auch durch eine Änderung der Pausendauer (Ausschaltzeitdauer, AUS-Zeit, T
low) möglich.
[0075] Die Größe der Last ist durch den Widerstand R5 und der Konverterspannung V
CONV (genauer gesagt das Verhältnis V
CONV/R5) bestimmt.
[0076] Die Schaltung 4 kann beispielsweise so ausgelegt sein, dass sie nur während der Startphase
der LED-Leuchte aktiviert ist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass
die Versorgung des Schaltkreises TLC555 mit Hilfe eines Zeitgliedes wie beispielsweise
eines RC-Gliedes kann beispielsweise dieses Zeitglied derart ausgelegt sein, dass
nur für eine Zeit von beispielsweise 100 Millisekunden die Versorgung für den Schaltkreis
TLC555 anliegt und danach aufgrund einer Aufladung des Kondensators des RC-Gliedes
über einen Vorwiderstand (ausgehend von der Versorgungsspannung des LED-Modules 1)
ein vorgegebener Spannungspegel erreicht wird, der zum Abschalten der Versorgungsspannung
Vcc für den Schaltkreis TLC555 führt (Beispiel nicht dargestellt).
[0077] Beispielsweise kann über die an dem RC-Glied abfallende Spannung die Basis eines
Abschalttransistors (nicht dargestellt) angesteuert werden, der die Versorgung Vcc
für den Schaltkreis TLC555 auf Masse zieht, sobald das RC-Glied aufgeladen worden
ist. Die Ladezeit des RC-Gliedes kann dabei so ausgelegt werden, dass eine Zeit von
beispielsweise 100 Millisekunden erreicht wird, wobei diese Zeit der Startphase entspricht.
Ein Anlauf des Schaltkreis TLC555 zu Beginn der Startphase kann durch eine hochohmige
Speisung direkt von der Versorgungsspannung des LED-Modules 1 erfolgen, wobei diese
am Ende der Startphase mittels der am RC-Glied abfallenden Spannung über den Abschalttransistors
in einer Art Pull-Down Konfiguration auf Masse gezogen wird. Die Schaltung 4 kann
einen steuerbaren Schalter aufweisen, der den Widerstand R5 abhängig vom Ausgangssignal
OUT des Schaltkreis TLC555 zu- oder wegschaltet und somit die Laständerung bewirkt.
[0078] Der in Figur 3 gezeigte Schaltkreis kann in Serie mit dem in Figur 6 gezeigten Schaltkreis
angeordnet werden, so dass die Serienschaltung aus beiden parallel zu der LED-Strecke
auf dem LED-Modul 1 angeordnet ist. Vorzugsweise ist die virtuelle Masse GNDX des
Schaltkreises der Figur 6 mit dem Drain-Anschluß des Transistors M3 verbunden. Eine
Deaktivierung des Schaltkreises der Figur 6 kann beispielsweise zeitgesteuert erfolgen.
Wie bereits bei dem Beispiel der Figur 3 erläutert, kann ein Kondensator parallel
zu dem Widerstand R8 angeordnet sein. In diesem Fall wird ebenfalls ein RC-Glied gebildet.
Die Ladezeit des RC-Gliedes kann dabei so ausgelegt werden, dass eine Zeit von beispielsweise
100 Millisekunden erreicht wird, wobei diese Zeit der Startphase entspricht. Nach
Ablauf der durch die Dimensionierung des RC-Gliedes vorgegebenen Startzeit hat die
Spannung am Gate des Transistors 4 eine Schwellenspannung des Transistors M4 erreicht,
so dass dieser schließt und den Transistor M3 deaktiviert, indem er die Gate-Spannung
des Transistors M3 auf Erde legt. Auf diese Weise kann die Schaltung der Figur 6 nur
für eine vorgegebene Startphase aktiviert werden.
[0079] Wird durch die Schaltung 4 eine sich wiederholend ändernde Laständerung (also eine
modulierte Laständerung) erzeugt und ausgegeben, können beispielsweise auch zwei verschiedene
Informationen übertragen werden. Beispielsweise kann sowohl die Frequenz als auch
das Tastverhältnis der Laständerung geändert werden. In diesem Fall könnte eine erste
Information (beispielsweise die Sollspannung) mittels der Frequenz kodiert übertragen
werden, während eine zweite Information (beispielsweise der Sollstrom) über das Tastverhältnis
kodiert übertragen werden kann. Eine weitere Möglichkeit zur kombinierten Übertragung
von zumindest zwei Informationen wäre die entsprechende Änderung der Pulsdauer (Einschaltzeitdauer,
AN-Zeit, T
high) und der Pausendauer (Ausschaltzeitdauer, AUS-Zeit, T
low) der Laständerung.
[0080] Die Änderung der Leistungsaufnahme des LED-Moduls 1 kann durch den LED-Konverter
10 beispielsweise durch direkte Strommessung des Stroms durch die Schaltung 4 bestimmt
werden. Alternativ kann der LED-Konverter 10 Messungen an einem Buck-Konverter wie
in Figur 7 gezeigt durchführen, wobei der Buck-Konverter vorzugsweise ein Teil des
LED-Konverters 10 ist. So zeigt zum Beispiel Figur 8, wie der Strom durch die Schaltung
4 und der Strom am Buck-Konverter, der über einen Shunt gemessen wird, korreliert.
Figur 8 zeigt oben den Strom "load current" durch Schaltung 4 und den Strom "inductor
current" durch Buck-Konverter gegen die Zeit aufgetragen. Der Buck-Konverter stellt
dabei nur ein exemplarisches Beispiel für einen hochfrequent getakteten Wandler dar,
alternativ kann beispielsweise auch ein isolierten Sperrwandler, Boost-Konverter (Hochsetzsteller)
oder einen resonanten Halbbrücken-Konverter (vorzugsweise isoliert, beispielsweise
einen LLC Konverter) zum Speisen des LED-Moduls 1 angewendet werden.
[0081] Der LED-Konverter kann wie in Figur 7 gezeigt einen Buck-Konverter aufweisen. Der
Buck-Konverter kann als Konstantstromquelle betrieben werden, also auf einen konstanten
Ausgangsstrom regeln. In diesem Fall kann beispielsweise die Ausgangsspannung des
Buck-Konverters, also die Spannung, die am Ausgang des LED-Konverters 10 ausgegeben
wird und der Spannung über dem LED-Modul 1 entspricht, erfasst und ausgewertet werden.
Zusätzlich oder alternativ kann auch die Dauer der Einschaltzeit und der Ausschaltzeit
der Ansteuerung des hochfrequent getakteten Schalters des Buck-Konverters überwacht
und ausgewertet werden, um eine Laständerung zu erkennen und somit eine Information
von dem LED-Modul 1 auszulesen.
[0082] Der Buck-Konverter kann auch als Konstantspannungsquelle betrieben werden, also auf
eine konstante Ausgangspannung regeln. In diesem Fall wird eine Laständerung an dem
LED-Modul 1 zu einer Änderung des sich einstellenden Spitzenstroms durch den hochfrequent
getakteten Schalter während der Einschaltphase des hochfrequent getakteten Schalters
des Buck-Konverters führen, wobei diese Änderung erfasst werden kann. Zusätzlich oder
alternativ kann auch die Dauer der Einschaltzeit und des Tastverhältnisses der Ansteuerung
des hochfrequent getakteten Schalters des Buck-Konverters überwacht und ausgewertet
werden, um eine Laständerung zu erkennen und somit eine Information von dem LED-Modul
1 auszulesen. Alternativ kann bei einem Betrieb als Konstantspannungsquelle auch die
Höhe des Ausgangsstromes ausgewertet werden, um eine Laständerung zu erkennen.
[0083] Der Buck-Konverter kann mit fixem Tastverhältnis bei fixer Frequenz betrieben werden,
vorzugsweise in einem nichtlückendem Strombetrieb (continuous conduction mode). Bei
einem derartigen Betrieb können die Höhe des Ausgangsstromes und / oder der Ausgangsspannung
ausgewertet werden, um eine Laständerung zu erkennen.
[0084] Der Buck-Konverter des LED-Konverters 10 kann das LED-Modul 1 beispielsweise in einer
Startphase mit einer konstanten Versorgungsspannung versorgen, vorzugsweise einer
konstanten DC-Spannung. In diesem Fall wird der Buck-Konverter in der Startphase als
Konstantspannungsquelle betrieben. Beispielsweise kann der LED-Konverter 10 mit im
Vergleich zum Normalbetrieb verringertem Einschaltverhältnis betrieben werden, wodurch
eine geringere Ausgangsspannung erreicht wird. Die Versorgungsspannung kann dabei
eine erste Versorgungsspannung 5a sein, d.h. sie kann im Auslesefenster liegen, das
in Figur 2 gezeigt ist. Der Buck-Konverter kann in einer Startphase auch das LED-Modul
1 mit einem geregelten Strom versorgen, dann wird der Buck-Konverter vorzugsweise
als Konstantstromquelle betrieben.
[0085] Figur 8 zeigt unten eine vergrößerte Ansicht dieser Auftragung. Je größer die Last
der Schaltung 4 ist, desto größer wird ein Tastverhältnis oder ein Peak-Strom am Messwiderstand
(Shunt). Abhängig von einem Steuerprinzip des LED-Moduls 1 durch den LED-Konverter
10 kann auch ein Peak-Strom an dem Shunt des Buck-Konverters oder auch eine Änderung
des Tastverhältnisses am Buck-Konverter gemessen werden. Die Änderung der Last der
Schaltung 4 bzw. der Leistungsaufnahme des LED-Moduls 1 kann direkt an dem Shunt am
Niederpotentialschalter des Buck-Konverters erfasst werden. Entweder durch eine periodische
Änderung des Tastverhältnisses oder eine periodische Änderung des Peak-Stroms, der
mit einer periodischen Änderung der Leistungsaufnahme des LED-Moduls 1 korreliert.
[0086] Wie bereits erwähnt kann der LED-Konverter 10 beispielsweise einen isolierten Wandler
mit einem Transformator zur hochfrequenten Energieübertragung (isoliert, vorzugsweise
ein isolierter Sperrwandler) zur Versorgung des LED-Moduls 1 aufweisen. Wenn der LED-Konverter
10 isoliert ausgeführt ist (beispielsweise als isolierter Sperrwandler), also einen
Transformator aufweist, kann die Erfassung der Laständerung durch den LED-Konverter
10 auch auf der Primärseite des LED-Konverters 10 erfolgen.
[0087] Beispielsweise kann bei Anwendung eines isolierten Sperrwandlers der Strom auf der
Primärseite des LED-Konverters 10, welcher durch die Primärseite des Transformators
fließt, erfasst werden. Dabei kann beispielsweise der Strom durch den Taktschalter,
welcher in Serie zu der Primärwicklung des Transformators angeordnet ist, oder aber
der Strom durch die Primärwicklung des Transformators vorzugsweise mittels eines in
Serie dazu geschalteten Shunts (Strommeßwiderstandes) erfasst werden. Beispielsweise
kann anhand des Peak-Stromes an dem Shunt die anliegende Last oder auch die Laständerung
des LED-Moduls 1 und somit beispielsweise eine Änderung des Tastverhältnisses an der
Primärseite des LED-Konverters 10 gemessen werden. Beispielsweise kann auch die Änderung
des primärseitigen Stromes über die Zeit erfasst werden. Beispielsweise kann eine
Erfassung der von der Primärseite übertragenen Leistung anhand der Messung des primärseitigen
Stromes sowie einer Messung oder zumindest der Kenntnis der den Konverter speisenden
Spannung erfolgen. Es wäre beispielsweise möglich, dass dem Konverter eine aktive
Leistungsfaktorkorrekturschaltung wie beispielsweise eine Hochsetzstellerschaltung
vorgeschaltet ist, die die Eingangsspannung für den hochfrequent getakteten, isolierten
Wandler wie beispielsweise den isolierten Sperrwandlers bereitstellt und auf einen
vorgegebenen Wert regelt. Dieser vorgegebene Wert für die von der aktiven Leistungsfaktorkorrekturschaltung
geregelte Eingangsspannung für den hochfrequent getakteten Wandler ist aufgrund der
Vorgabe (beispielsweise über einen Spannungsteiler) bekannt und kann somit bei der
Erfassung der von der Primärseite übertragenen Leistung berücksichtigt werden.
[0088] Der LED-Konverter kann wie bereits erwähnt einen isolierten Sperrwandler (Flyback-Konverter)
aufweisen. Der isolierte Sperrwandler kann als Konstantstromquelle betrieben werden,
also auf einen konstanten Ausgangsstrom regeln. In diesem Fall kann beispielsweise
die Ausgangsspannung des isolierten Sperrwandler, also die Spannung, die am Ausgang
des LED-Konverters 10 ausgegeben wird und der Spannung über dem LED-Modul 1 entspricht,
erfasst und ausgewertet werden. Diese Ausgangsspannung kann direkt oder auch indirekt,
beispielsweise mittels einer Messung der Spannung an einer primärseitigen Wicklung
des Transformators des isolierten Sperrwandlers, erfasst werden. Zusätzlich oder alternativ
kann auch die Dauer der der Ausschaltzeit der Ansteuerung des hochfrequent getakteten
Schalters des isolierten Sperrwandlers überwacht und ausgewertet werden, um eine Laständerung
zu erkennen und somit eine Information von dem LED-Modul 1 auszulesen.
[0089] Der isolierte Sperrwandler kann auch als Konstantspannungsquelle betrieben werden,
also auf eine konstante Ausgangspannung regeln. In diesem Fall wird eine Laständerung
an dem LED-Modul 1 zu einer Änderung des Ausgangsstromes führen, wobei diese Änderung
erfasst werden kann. Diese Änderung des Ausgangsstromes kann beispielsweise an einer
Änderung des sich einstellenden Spitzenstroms durch den hochfrequent getakteten Schalters
während der Einschaltphase des hochfrequent getakteten Schalters des isolierten Speerwandlers
führen. Die Überwachung des primärseitigen Stromes durch den hochfrequent getakteten
Schalters kann somit zur Überwachung einer Laständerung genutzt werden, um somit eine
Information von dem LED-Modul 1 auszulesen.
[0090] Der isolierte Sperrwandler kann auch mit fixem Tastverhältnis bei fixer Frequenz
betrieben werden. Bei einem derartigen Betrieb können die Höhe des Ausgangsstromes
und / oder der Ausgangsspannung ausgewertet werden, um eine Laständerung zu erkennen.
Wenn nur die LED-Strecke des LED-Moduls aktiv ist, dann wird die Ausgangsspannung
den Wert der Durchflußspannung der LED-Strecke annehmen. Wenn eine Laständerung durch
die Schaltung 4 erfolgt, dann wird die Ausgangsspannung abfallen. Diese Änderung kann
als Laständerung erfasst werden.
[0091] Der LED-Konverter kann wie bereits erwähnt einen isolierten resonanten Halbbrückenwandler
wie beispielsweise einen sogenannten LLC-Konverter aufweisen. Der LLC-Konverter kann
als Konstantstromquelle betrieben werden, also auf einen konstanten Ausgangsstrom
regeln. In diesem Fall kann beispielsweise die Ausgangsspannung des isolierten Sperrwandler,
also die Spannung, die am Ausgang des LED-Konverters 10 ausgegeben wird und der Spannung
über dem LED-Modul 1 entspricht, erfasst und ausgewertet werden. Diese Ausgangsspannung
kann direkt oder auch indirekt, beispielsweise mittels einer Messung der Spannung
an einer primärseitigen Wicklung des Transformators des LLC-Konverters, erfasst werden.
Wenn nur die LED-Strecke des LED-Moduls aktiv ist, dann wird die Ausgangsspannung
den Wert der Durchflußspannung der LED-Strecke annehmen. Wenn eine Laständerung durch
die Schaltung 4 erfolgt, dann wird die Ausgangsspannung abfallen. Diese Änderung kann
als Laständerung erfasst werden. Zusätzlich oder alternativ kann auch die sich aufgrund
der Regelschleife einstellende Taktfrequenz des LLC-Konverters überwacht und ausgewertet
werden, um eine Laständerung zu erkennen und somit eine Information von dem LED-Modul
1 auszulesen. Wenn die Regelschleife des LLC-Konverters so ausgelegt ist, dass bei
der Laständerung durch die Schaltung 4 ein Frequenzanschlag der Ansteuerung der Halbbrücke
des LLC-Konverters erreicht wird, kann auch dies ausgewertet werden, um die Information
auszulesen.
[0092] Der isolierte resonante Halbbrückenwandler wie beispielsweise LLC-Konverter kann
auch als Konstantspannungsquelle betrieben werden, indem er bei fixer Frequenz betrieben
wird, wobei die Frequenz so gewählt ist, dass die sich ergebende Spannung am Ausgang
unterhalb des Wertes der Durchflußspannung der LED-Strecke befindet. In diesem Fall
wird eine Laständerung an dem LED-Modul 1 zu einer Änderung des Ausgangsstromes führen,
wobei diese Änderung erfasst werden kann. Diese Änderung des Ausgangsstromes kann
beispielsweise an der Sekundärseite des LLC-Konverters erfolgen und mittels eines
Koppelelements wie beispielsweise eines Stromtransformators auf die Primärseite übertragen
werden. Die Überwachung des Ausgangsstromes kann somit zur Überwachung einer Laständerung
genutzt werden, um somit eine Information von dem LED-Modul 1 auszulesen.
[0093] Der LED-Konverter 10 wird beispielsweise in einer Startphase in einem bestimmten
Modus betrieben, beispielsweise in einem fix-frequenten Modus oder aber auch als Stromquelle
oder Spannungsquelle betrieben werden, um eine Laständerung zu erkennen und somit
eine Information der Schaltung 4 auszulesen, die beispielsweise gemäß zumindest einem
Protokoll übertragen wird.
[0094] Die Schaltung 4 kann auch eine digitale Steuereinheit IC1 aufweisen, die dazu ausgelegt
ist, als vorzugsweise modulierte Laständerung verschiedene Arten von modulierten Signalen
auszugeben, beispielsweise auch eine bestimmte Pulsfolge als digitale Kodierung (Folge
von Nullen und Einsen). Der LED-Konverter 10 kann dazu ausgelegt sein, durch eine
Änderung der Versorgungsspannung verschiedene Arten von Informationen, also verschiedene
Betriebsparameter und / oder Wartungsparameter von dem LED-Modul 1 abzufragen und
auch selektiv eines von mehreren LED-Modulen abzufragen. Die Änderung der Versorgungsspannung
kann beispielsweise mittels einer niederfrequenten (im Bereich von wenigen Hertz bis
zu einem Kilohertz) oder hochfrequenten Modulation (im mehrerer zehn oder hundert
Kilohertz oder bis zum Megahertzbereich) erfolgen.
[0095] Die digitale Steuereinheit IC1 der Schaltung 4 kann als integrierte Schaltung ausgeführt
sein. Beispielsweise kann die integrierte Schaltung als integrierter Steuerschaltkreis
mit nur drei oder vier Anschlüssen ausgeführt sein.
[0096] In einer Ausführungsform mit drei Anschlüssen hätte die digitale Steuereinheit IC1
einen ersten Anschluß Vp, der mit der Versorgungsspannung des LED-Moduls 1 verbunden
ist (Fig. 9). Über diesen ersten Anschluß Vp kann die digitale Steuereinheit IC1 mittels
des mit diesem Anschluß Vp verbundenen ersten Analog-Digital-Wandlers A/D1 die Versorgungsspannung
des LED-Moduls 1 erfassen. Ein zweiter Anschluß Vn ist mit der Masse des LED-Moduls
1 verbunden und ermöglicht eine interne Masseverbindung innerhalb der digitalem Steuereinheit
IC1. Ein dritter Anschluß Vdd kann mit einem Kondensator verbunden sein, der mit seinem
anderen Anschluß ebenfalls mit Masse des LED-Moduls 1 verbunden ist. Der zweite Anschluß
Vp kann intern über eine Diode und eine Schalter Svdd mit dem ersten Anschluß Vp verbunden
sein. Dieser Schalter Svdd kann abhängig von einem Vergleicht der aktuell an dem Anschluß
Vdd anliegenden Spannung mit einem Referenzwert Ref mittels eines Komperators Comp1
verglichen werden. Abhängig von dem Vergleichsergebnis kann der Schalter Svdd durch
die Treibereinheit VddCtrl eingeschaltet werden, wenn der Istwert der Spannung an
dem an dem Anschluß Vdd kleiner als der Referenzwert Ref ist. Dann fließt über den
Schalter Svdd ein Strom in den Kondensator, der mit dem dritten Anschluß Vdd verbunden
ist. Die an dem dritten Anschluß Vdd anliegende Spannung kann als interne Spannungsversorgung
für die digitale Steuereinheit IC1 verwendet werden. Der Anschluß Vdd dient in diesem
Fall zur Stabilisierung der internen Spannungsversorgung der digitale Steuereinheit
IC1.
[0097] Die digitale Steuereinheit IC1 kann gemäß diesem Beispiel vorab, beispielsweise während
der Fertigung oder Bestückung des LED-Moduls 1, programmiert werden. Diese Programmierung
der digitale Steuereinheit IC1 kann beispielsweise einen Betriebsparameter des LED-Moduls
1 wie beispielsweise den Sollstrom oder die Sollspannung vorgeben.
[0098] In die digitale Steuereinheit IC1 ist ein Schaltelement S6 integriert, welches in
der Funktion dem Schalter 6 des Beispiels der Fig. 1 entspricht und dazu ausgelegt
ist, vorzugsweise als modulierte Laständerung zumindest ein moduliertes Signal oder
auch verschiedene Arten von modulierten Signalen auszugeben. Dabei wird die Spannung
an dem ersten Anschluß Vp intern durch Schließen des integrierten Schaltelements S6
mit dem zweiten Anschluß Vn direkt oder indirekt, beispielsweise über einen integrierten
Widerstand R6, verbunden und somit die Spannung an dem Anschluß Vp auf ein niedrigeres
Potential zieht. Beispielsweise kann das modulierte Signal eine bestimmte Pulsfolge
sein und als digitale Kodierung (Folge von Nullen und Einsen) ausgegeben werden. Mittels
des Schaltelements S6 kann die digitale Steuereinheit IC1 somit beispielsweise in
einer Hochlaufphase (also einer zeitlich begrenzten Startphase des LED-Konverters
und LED-Moduls 1) eine Information übermitteln, vorzugsweise gemäß dem wenigstens
einen Protokoll, das beispielsweise in dem LED-Modul 1 und im LED-Konverter 10 abgelegt
ist. Der Strom durch das Schaltelement S6 kann mittels des Widerstandes R6 überwacht
werden, wobei das Schaltelement S6 geöffnet werden kann, wenn der Strom durch das
Schaltelement S6 und somit den Widerstand R6 zu groß wird. Die Erfassung der über
dem Widerstand R6 abfallenden Spannung und somit des dadurch fließenden Stromes kann
mittels eines zweiten Analog-Digital-Wandlers A/D2 erfolgen. Das Auslesen und Auswerten
der beiden Analog-Digital-Wandler sowie die Ansteuerung des Schaltelements S6 kann
durch einen in die digitale Steuereinheit IC1 integrierten Steuerblock "Config and
Com" erfolgen. Auch alle weiteren Operationen wie Signalauswertungen und Ausgaben
können durch diesen Steuerblock ausgeführt werden.
[0099] In die digitale Steuereinheit IC1 kann beispielsweise auch eine Sensorik zur Erfassung
der Temperatur integriert sein, wodurch die digitale Steuereinheit IC1 als Wartungsparameter
eine Übertemperatur oder eine Betriebstemperatur als Information gemäß dem wenigstens
einem Protokoll an den LED-Konverter übermitteln kann. Als Wartungsparameter kann
die digitale Steuereinheit IC1 beispielsweise auch einen Zähler für die Betriebszeit
aufweisen und die digitale Steuereinheit IC1 kann dazu ausgelegt sein, einen Alterungsparameter
des LED-Moduls bzw. der LED-Strecke oder eine Betriebszeitdauer des LED-Moduls als
Wartungsparameter auszugeben. Die digitale Steuereinheit IC1 kann auch eine Überspannung
an dem LED-Modul 1 erfassen und eine entsprechende Fehlermeldung als Wartungsparameter
ausgeben. Optional oder alternativ kann durch Schließen des Schaltelements S6 die
LED-Strecke des LED-Moduls 1 überbrückt und somit vor der Überspannung geschützt werden.
[0100] In der Fig. 10 ist eine Ausführungsform der digitalen Steuereinheit IC1 mit vier
Anschlüssen dargestellt. Die digitalen Steuereinheit IC1 weist einen vierten Anschluß
Cfg auf, an diesen kann ein Konfigurationselement wie beispielsweise ein Widerstand
Rcfg (Auswahlwiderstand R11) angeschlossen sein. Mit diesem vierten Anschluß Cfg kann
intern eine steuerbare Stromquelle Icfg verbunden sein. Die über dem Widerstand Rcfg
abfallende Spannung, die sich aufgrund des durch die steuerbare Stromquelle Icfg eingespeisten
Stromes und des Widerstandswertes des Widerstandes Rcfg ergibt, kann durch den Steuerblock
"Config and Com" der digitalen Steuereinheit IC1 über einen dritten Analog-Digital-Wandler
A/D3 erfasst werden. Diese erfasste Spannung an dem vierten Anschluß Cfg kann einen
Betriebsparameter des LED-Moduls 1 wie beispielsweise den Sollstrom oder die Sollspannung
vorgeben. Optional kann auch beispielsweise ein temperaturabhängiger Widerstand zwischen
dem vierten Anschluß Cfg und dem dritten Anschluß Vdd angeordnet sein. Der temperaturabhängige
Widerstand kann derart ausgelegt sein, dass sich sein Widerstand bei einer Übertemperatur
auf dem LED-Modul 1 stark ändert, wodurch sich auch die Spannung an dem vierten Anschluß
Cfg ändert. Diese Änderung kann durch die digitale Steuereinheit IC1 erfasst werden
und es kann beispielsweise als Wartungsparameter eine Übertemperatur als Information
gemäß dem wenigstens einem Protokoll an den LED-Konverter übermittelt werden. Beispielsweise
kann als temperaturabhängiger Widerstand ein NTC angewendet werden, der bei zu hoher
Temperatur seinen Widerstand absenkt, wodurch die Spannung am vierten Anschluß Cfg
ansteigt. Die steuerbare Stromquelle Icfg kann beispielsweise nur beim Start der digitalen
Steuereinheit IC1 aktiv sein, um den Wert des Widertandes R11 auszulesen, während
im Dauerbetrieb des LED-Moduls 1 nur die sich über den Spannungsteiler aus temperaturabhängigen
Widerstand und Widerstand R11 ergebende Spannung zum Erkennen einer Übertemperatur
überwacht wird.
[0101] Im Unterschied zu den Beispielen der Fig. 9 und 10 ist in dieser Variante der Fig.
11. der Schalter nicht als integriertes Schaltelement S6 sondern als externer Schalter
6 analog zu dem Beispiel der Fig. 1 ausgeführt. Dieser Schalter 6 wird über einen
fünften Anschluß Sdrv durch die digitale Steuereinheit IC1 angesteuert. In Serie zu
dem Schalter 6 ist ein Widerstand R6 angeordnet. Der Strom durch den Widerstand R6
kann anhand der über dem Widerstand R6 abfallenden Spannung mittels eines sechsten
Anschluß Imon durch die digitale Steuereinheit IC1 erfasst und überwacht werden.
[0102] Das Beispiel der Fig. 12 zeigt eine weitere Ausgestaltungsform der digitalen Steuereinheit
IC1. Dieses Beispiel weist wie das Beispiel der Fig. 10 die Anschlüsse Vp, Vn und
Vdd auf. Auch ist der vierte Anschluß Cfg vorhanden, an diesem ist wiederum ein Widerstand
R11 (Riled) als Konfigurationselement angeschlossen. Weiterhin weist die digitale
Steuereinheit IC1 zwei weitere Anschlüsse auf. An einen weiteren Anschluß Vovt ist
ein Widerstand Rovt, welcher ein temperaturabhängiger Widerstand ist, angeschlossen.
Mit der Überwachung des Widerstandswertes dieses Widerstandes Rovt kann eine Übertemperatur
erkannt werden. Dazu kann in der digitalen Steuereinheit IC1 eine weitere steuerbare
Stromquelle angeordnet sein, die einen Strom an dem weiteren Anschluß Vovt ausgibt,
der in den Widerstand Rovt fließt. Abhängig vom aktuellen Widerstandswert, der anhand
der erfassten Spannung an diesem Anschluß Vovt überwacht wird, kann die digitale Steuereinheit
IC1 auf eine Übertemperatur auf dem LED-Modul 1 schließen. In analoger Weise kann
über eine weitere steuerbare Stromquelle an dem weiteren Anschluß Vitm ein Strom in
den daran angeschlossenen temperaturabhängigen Widerstand Ritm gespeist werden, und
vom aktuellen Widerstandswert, der anhand der erfassten Spannung an diesem Anschluß
Vitm überwacht wird, kann die digitale Steuereinheit IC1 auf die Betriebstemperatur
auf dem LED-Modul 1 schließen. Abhängig vom Wert der erfassten Betriebstemperatur
kann diese als Information genau so wie eine Übertemperatur als Information gemäß
dem wenigstens einem Protokoll an den LED-Konverter übermittelt werden. Die Information
über die Betriebstemperatur kann durch den LED-Konverter ausgewertet werden, wobei
eine intelligente Rückregelung des Stromes durch das LED-Modul 1 erfolgen kann, ohne
dass eine Übertemperatur erreicht werden muß.
[0103] Der Schalter 6 bzw. das Schaltelement S6 führt erfindungsgemäß weitere Funktionen
auf dem LED-Modul 1 aus, welche durch die digitale Steuereinheit IC1 gesteuert werden
können. So kann kann gemäß einer ersten Variante der Erfindung ein Nachglimm-Schutz
ermöglicht werden. Die digitale Steuereinheit IC1 ist eingerichtet zu erkennen, wann
das LED-Modul 1 abgeschaltet werden soll oder bereits durch Wegschalten der Versorgungsspannung
abgeschaltet worden ist. Um durch parasitäre Effekte oder verbliebene Restladungen
eingekoppelte Spannungen zu vermeiden, kann der Schalter 6 bzw. das Schaltelement
S6 geschlossen werden, um ein Glimmen der LED aufgrund der eingekoppelten Spannungen
zu vermeiden. Alternativ oder zusätzlich kann gemäß einer zweiten Variante der Erfindung
ein Schutz des LED-Moduls 1 vor Überspannungen ermöglicht werden, indem bei Überspannung
an dem Versorgungseingang des LED-Moduls 1 der Schalter 6 bzw. das Schaltelement S6
zumindest kurzzeitig geschlossen wird, um die Überspannung abzubauen bzw. die LED
zu schützen. Somit kann auch ein Schutz vor Überspannungen beim Trennen des LED-Moduls
1 von dem LED-Konverter im Betrieb des LED-Moduls 1 ermöglicht werden, also ein sogenannter
"Hot-Plug" Schutz. Ein derartiges Abtrennen kann sowohl ungewollt durch einen plötzlichen
Kontaktunterbruch in der Versorgungsleitung oder auch durch einen Nutzerfehler durch
einen Eingriff, wie beispielsweise einen Wechsel des LED-Moduls 1 während des Betriebs,
auftreten.
[0104] Der LED-Konverter 10 kann durch eine selektive Änderung der Versorgungsspannung für
das LED-Modul 1 einen Wechsel des LED-Moduls in einen Kommunikationsmodus bewirken,
und dann kann der LED-Konverter 10 die Änderung der Leistungsaufnahme des LED-Moduls
1 erfassen und gemäß dem wenigstens einen Protokoll, das beispielsweise in dem LED-Modul
1 und im LED-Konverter 10 abgelegt ist, dekodieren. Beispielsweise kann somit der
LED-Konverter 10 verschiedene Informationen von dem LED-Modul 1 abfragen, wobei für
jede Abfrage ein spezifisches Protokoll hinterlegt sein kann. Somit wird ohne zusätzliche
Leitungen oder Pins einen bidirektionaler Kommunikationspfad zwischen dem LED-Modul
und dem LED-Konverter ermöglicht.
[0105] Die Änderung der Leistungsaufnahme des LED-Moduls 1 kann abhängig von einem Wert
der ersten Versorgungsspannung 5a gemäß einem von mehreren vorgegebenen Protokollen
bewirkt werden und somit eine unterschiedliche Laständerung gemäß einem von mehreren
vorgegebenen Protokollen bewirkt werden.
[0106] Es werden von der vorliegenden der Erfindung drei Konzepte zur Erfassung der Änderung
der Leistungsaufnahme des LED-Moduls 1 durch den LED-Konverter 10 bevorzugt. Zum einen
das Bestimmen einer stromkonstanten Last, wobei der konstante Strom beispielweise
über eine Entladerate eines Kondensators am LED-Konverter 10 gemessen werden kann.
Zum anderen durch Bestimmen einer Frequenz der Änderung der Leistungsaufnahme des
LED-Moduls 1, beispielweise durch direktes Erfassen des Stroms auf der Konverterseite.
Und schließlich durch indirektes Erfassen mittels Bestimmen eines Peak-Stroms innerhalb
des LED-Konverters, der beispielsweise einen isolierten Sperrwandler oder Buck-Konverter
aufweist, der über einen Shunt gemessen wird. Der Peak-Strom folgt der Änderung der
Leistungsaufnahme des LED-Moduls 1.
[0107] Zusammenfassend schlägt die vorliegende Erfindung vor, Informationen von einem LED-Modul
1 an einem LED-Konverter 10 zu übermitteln, die auf an dem LED-Modul 1 einzustellende
Betriebs- und/oder Wartungsparameter schließen lassen. Der einzustellende Betriebsparameter
kann beispielsweise der Sollstrom oder die Sollspannung sein. Dazu ist erfindungsgemäß
auf dem LED-Modul eine Schaltung 4 (Lastmodulationsschaltung) vorgesehen, die beispielsweise
in einem Spannungsbereich einer ersten Versorgungsspannung 5a, die ungleich Null ist
und bei der eine an das LED-Modul 1 angeschlossene LED-Strecke 3 nicht leitend ist,
eine Last für den LED-Konverter darstellt, und in einem Spannungsbereich einer zweiten
Versorgungsspannung 5b, die ungleich Null ist und bei der eine angeschlossene LED-Strecke
3 leitend ist, keine Last für den LED-Konverter 10 darstellt. Die Schaltung 4 kann
auch nur zeitweise aktiviert sein, vorzugsweise nur während einer Startphase der LED_Leuchte.
Die Last kann konstant oder wiederholt veränderlich (moduliert) sein, beispielsweise
gemäß einem vorgegebenen Protokoll. Es kann beispielsweise eine modulierte Laständerung
erfolgen, beispielsweise gemäß einem vorgegebenen Protokoll. Die Leistungsaufnahme
kann von dem LED-Konverter 10 erfasst werden, insbesondere auch eine Änderung der
Leistungsaufnahme (Amplitude, Frequenz, Tastverhältnis). Dadurch kann der LED-Konverter
10 die Betriebs- und/oder Wartungsparameter bestimmen. Die Übermittlung dieser Informationen
zwischen dem LED-Modul 1 und dem LED-Konverter 10 bedarf keiner zusätzlichen Anschlüsse
(nur den Anschluss der Versorgungsspannung). Außerdem ist keine Interaktion mit LED-Modul
1 und/oder LED-Konverter 10 nötig. Dadurch werden die Nachteile des bekannten Stands
der Technik verbessert.
1. LED-Modul (1), das aufweist:
- einen Versorgungseingang (12) zum Versorgen des LED-Moduls (1) mit einer Versorgungsspannung;
- Anschlüsse (2) für eine LED-Strecke (3);
- eine mit dem Versorgungseingang (12) und den Anschlüssen (2) verbundene Schaltung
(4, IC1, S6), die dazu ausgebildet ist, eine Last, vorzugsweise eine Wirkleistungslast
darzustellen, wenn in einer Startphase ein konstanter Strom an dem LED-Modul (1) angelegt
wird, und
die dazu ausgebildet ist, keine Last darzustellen, wenn die Startphase abgelaufen
ist,
wobei
die Schaltung (4, IC1, S6) einen Schalter (S6) aufweist, mittels dem eine stromveränderliche
Last (R6) an den Anschlüssen (2) zu- und abschaltbar ist, und die Schaltung (4, IC1,
S6) dazu ausgebildet ist, in der Startphase durch eine Ansteuerung des Schalters (S6)
eine Änderung der Leistungsaufnahme des LED-Moduls (1) gemäß wenigstens einem vorgegebenen
Protokoll zu bewirken, um Informationen in der Startphase über den Versorgungseingang
(12) zu übertragen, dadurch charakterisiert, dass
die Schaltung (4, IC1, S6) dazu ausgebildet ist, eine Überspannung an dem Versorgungseingang
(12) zu erkennen und/oder zu erkennen, wann das LED-Modul (1) abgeschaltet werden
soll oder durch Wegschalten der Versorgungsspannung abgeschaltet worden ist, und durch
eine Ansteuerung des Schalters (S6) die LED-Strecke (3) durch Schließen des Schalters
(S6) vor einer Überspannung zu schützen, wenn von der Schaltung (4, IC1, S6) eine
Überspannung an dem Versorgungseingang (12) ermittelt wird und/oder ein Nachglimmen
der LED-Strecke (3) zu unterdrücken, wenn von der Schaltung (4, IC1, S6) ermittelt
wird, dass das LED-Modul (1) abgeschaltet werden soll oder ist.
2. LED-Modul (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Schaltung (4) dazu ausgelegt ist, wenigstens
einen Betriebs- und/oder Wartungsparameter des LED-Moduls (1) durch die Änderung der
Leistungsaufnahme gemäß dem wenigstens einen vorgegebenen Protokoll zu kodieren.
3. LED-Modul (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das wenigstens eine vorgegebene Protokoll
eine Frequenz und/oder eine Amplitude und/oder ein Tastverhältnis der Änderung der
Leistungsaufnahme des LED-Moduls (1) vorgibt.
4. LED-Modul (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei
die Schaltung (4) derart ausgelegt ist, dass die Änderung der Leistungsaufnahme des
LED-Moduls (1) abhängig von einem Wert der ersten Versorgungsspannung (5a) gemäß einem
von mehreren vorgegebenen Protokollen bewirkt wird.
5. LED-Modul (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei
die Schaltung (4) eine Timer-Schaltung (6) umfasst, die dazu ausgelegt ist, eine Frequenz
der Änderung der Leistungsaufnahme des LED-Moduls (1) vorzugeben.
6. LED-Modul (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei
wenigstens ein Sensor auf dem LED-Modul (1) vorgesehen ist, der dazu ausgelegt ist
einen elektrischen Parameter der Schaltung (4) zu beeinflussen, wobei vorzugsweise
der wenigstens eine Sensor ein Lichtsensor mit lichtabhängigem Widerstand ist, und
der Lichtsensor so mit der Schaltung (4) verbunden ist, dass eine Änderung des lichtabhängigen
Widerstands den Lastwiderstand der Schaltung (4) verändert.
7. System (1, 10) aufweisend
- ein LED-Modul (1) gemäß Anspruch 2, oder einem der Ansprüche 3 bis 6 rückbezogen
auf Anspruch 2, und
- einen an den Versorgungseingang (12) des LED-Moduls (1) angeschlossenen LED-Konverter
(10), aufweisend einen hochfrequent getakteten Wandler, vorzugsweise einen isolierten
Sperrwandler,
wobei der hochfrequente Wandler einen Transformator aufweist, und wobei der hochfrequent
getaktete Wandler zumindest in einer Startphase als Konstantstromquelle betrieben
werden kann und dazu ausgelegt ist,
während der Startphase eine Leistungsaufnahme des LED-Moduls (1) auf der Primärseite
des Transformators des hochfrequent getakteten Wandlers zu erfassen, und
basierend auf der erfassten Leistungsaufnahme wenigstens einen Betriebs- und/oder
Wartungsparameter des LED-Moduls (1) zu bestimmen.
8. System (1, 10) gemäß Anspruch 7, wobei der LED-Konverter (10) dazu ausgelegt ist,
den wenigstens einen bestimmten Betriebs- und/oder Wartungsparameter:
- zur Einstellung oder Regelung des Betriebs des LED-Moduls (1) zu verwenden,
- in einem zugeordneten Speicher abzulegen,
- optisch und/oder akustisch anzuzeigen, und/oder
- über eine drahtlose oder drahtgebundene Schnittstelle, ggf. auf externe Abfrage
hin, auszusenden.
9. System (1, 10) gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei der wenigstens eine Betriebs- und/oder
Wartungsparameter ein Sollstrom durch eine an das LED-Modul (1) angeschlossene LED-Strecke
(3), ein Alterungsparameter,
eine Betriebszeitdauer, und/oder ein Spektrum eines von der LED-Strecke (3) emittierten
Lichts ist.
10. System (1, 10) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, 2. wobei der LED-Konverter (10)
dazu ausgelegt ist, das LED-Modul (1) basierend auf dem wenigstens einen bestimmten
Betriebs- und/oder Wartungsparameter zu identifizieren.
11. System (1, 10) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei der LED-Konverter (10) dazu
ausgelegt ist,
durch Einstellen eines ersten Versorgungsstromes oder eines zweiten Versorgungsstromes
für das LED-Modul (1) selektiv zwischen einem Modus zur Erfassung einer Leistungsaufnahme
des LED-Moduls (1) und einem Modus zum Leuchtbetrieb einer an das LED-Modul (1) angeschlossenen
LED-Strecke (3) zu wechseln.
12. System (1, 10) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei der LED-Konverter (10) dazu
ausgelegt ist, eine Spannungsmessung zur direkten Erfassung der Leistungsaufnahme
des LED-Moduls (1) durchzuführen.
13. System (1, 10) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei der LED-Konverter (10) dazu
ausgelegt ist, eine indirekte Erfassung der Leistungsaufnahme des LED-Moduls (1) durchzuführen,
wobei vorzugsweise der LED-Konverter dazu ausgelegt ist, eine Änderung der Leistungsaufnahme
des LED-Moduls (1) durch eine Änderung eines Tastverhältnisses einer Taktung des LED-Konverters
(10) zu erfassen.
14. System (1, 10) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 13, wobei der LED-Konverter (10) dazu
ausgelegt ist
- einen Kondensator (11) über eine Last des LED-Moduls (1) zu entladen,
- einen Entladestrom des Kondensators (11) direkt, oder indirekt über eine Entladezeit
zu bestimmen, und
- den wenigstens einen Betriebs- und/oder Wartungsparameter des LED-Moduls (1) basierend
auf diesem Entladestrom zu bestimmen.
15. LED-Leuchte, aufweisend ein System (1, 10) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 14.
16. Verfahren zum Betreiben eines Systems (1, 10) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 14 oder
einer Leuchte gemäß Anspruch 15, aufweisend die Schritte:
Aktivieren der Schaltung (4, IC1, S6) zumindest während der Startphase um
die Änderung der Leistungsaufnahme des LED-Moduls (1) gemäß dem vorgegebenen Protokoll
durch die Schaltung (4) zu bewirken,
charakterisiert durch
Ansteuerung des Schalters (S6) um die LED-Strecke (3) durch Schließen des Schalters
(S6) vor einer Überspannung zu schützen, wenn von der Schaltung (4, IC1, S6) eine
Überspannung an dem Versorgungseingang (12) ermittelt wird und/oder
Ansteuerung des Schalters (S6) um durch Schließen des Schalters (S6) ein Nachglimmen
der LED-Strecke (3) zu unterdrücken, wenn von der Schaltung (4, IC1, S6) ermittelt
wird, dass die LED-Strecke (3) abgeschaltet werden soll oder ist.
17. Verfahren gemäß Anspruch 16, das zusätzlich die Schritte umfasst:
Erfassen einer Leistungsaufnahme des LED-Moduls (1) durch den hochfrequent getakteten
Wandler, und
Bestimmen der Betriebs- und/oder Wartungsparameter des LED-Moduls (1) basierend auf
der erfassten Leistungsaufnahme.
1. An LED module (1) which has:
- A supply input (12) for supplying the LED module (1) with a supply voltage;
- connections (2) for an LED series (3);
- a circuit (4, IC1, S6) connected to the supply input (12) and the connections (2),
which is configured to produce a load, preferably an effective power load, if during
a starting phase a constant current is applied to the LED module (1), and
which is configured to produce no load, if the starting phase has expired,
wherein the circuit (4, IC1, S6) has a switch (S6), by means of which a variable-current
load (R6) at the connections (2) can be switched on and off, and the circuit (4, IC1,
S6) is configured to effect a change in the power consumption of the LED module (1)
in the starting phase by a control of the switch (S6) according to at least one predetermined
protocol, in order to transmit information in the starting phase via the supply input
(12),
characterized in that
the circuit (4, IC1, S6) is configured to detect an overvoltage at the supply input
(12) and/or to detect if the LED module (1) should be switched off or has been switched
off by switching off the supply voltage, and by a control of the switch (S6) to protect
the LED series (3) against overvoltage by closing the switch (S6), if an overvoltage
at the supply input (12) is determined by the circuit (4, IC1, S6) and/or to suppress
an after-glow of the LED series (3), if it is determined by the circuit (4, IC1, S6),
that the LED module (1) should be or is switched off.
2. The LED module (1) according to Claim 1, wherein the circuit (4) is configured to
encode at least one operating and/or maintenance parameter of the LED module (1) by
changing the power consumption according to the at least one predetermined protocol.
3. The LED module (1) according to Claim 1 or 2, wherein the at least one predetermined
protocol specifies a frequency and/or an amplitude and/or a duty cycle of the change
in the power consumption of the LED module (1).
4. The LED module (1) according to any one of Claims 1 to 3, wherein the circuit (4)
is configured in such a manner that the change in the power consumption of the LED
module (1) is effected depending on a value of the first supply voltage (5a) according
to one of several predetermined protocols.
5. The LED module (1) according to any one of Claims 1 to 4, wherein the circuit (4)
comprises a timer circuit (6), which is configured to specify a frequency of the change
in the power consumption of the LED module (1).
6. The LED module (1) according to any one of Claims 1 to 5, wherein at least one sensor
is provided on the LED module (1), which is configured to influence an electric parameter
of the circuit (4), wherein preferably the at least one sensor is a light sensor with
light-dependent resistance, and the light sensor is connected to the circuit (4) so
that a change in the light-dependent resistance changes the load resistance of the
circuit (4).
7. A system (1,10) having
- an LED module (1) according to Claim 2, or according to any one of Claims 3 to 6
referring back to Claim 2, and
- an LED converter (10) connected to the supply input (12) of the LED module (1),
having a high-frequency clocked converter, preferably an isolated flyback converter,
wherein the high-frequency converter has a transformer, and
wherein the high-frequency clocked converter can be operated at least in the starting
phase as a constant current source and is configured during the starting phase to
detect a power consumption of the LED module (1) on the primary side of the transformer
of the high-frequency clocked converter, and based on the detected power consumption
to determine at least one operating and/or maintenance parameter of the LED module
(1).
8. The system (1,10) according to Claim 7, wherein the LED converter (10) is configured
to use the at least one determined operating and/or maintenance parameter:
- for adjusting or controlling the operation of the LED module (1),
- to store said parameter in an associated memory,
- to display it optically and/or acoustically, and/or
- to transmit it via a wireless or wired interface, if necessary, to an external query.
9. The system (1,10) according to Claim 7 or 8, wherein the at least one operating and/or
maintenance parameter is a target current through an LED series (3) connected to the
LED module (1), an aging parameter, an operational period of time, and/or a spectrum
of a light emitted by the LED series (3).
10. The system (1, 10) according to any one of Claims 7 to 9, wherein the LED converter
(10) is configured to identify the LED module (1) based on the at least one determined
operating and/or maintenance parameter.
11. The system (1, 10) according to any one of Claims 7 to 10, wherein the LED converter
(10) is configured to selectively switch between a mode for the detection of a power
consumption of the LED module (1) and a mode for the lighting operation of an LED
series (3) connected to the LED module (1) by adjusting a first supply current or
a second supply current for the LED module (1).
12. The system (1,10) according to any one of Claims 7 to 11, wherein the LED converter
(10) is configured to carry out a voltage measurement for the direct detection of
the power consumption of the LED module (1).
13. The system (1, 10) according to any one of Claims 7 to 12, wherein the LED converter
(10) is configured to carry out an indirect detection of the power consumption of
the LED module (1), wherein preferably the LED converter is configured to detect a
change in the power consumption of the LED module (1) by a change in the duty cycle
of a clocking of the LED converter (10).
14. The system (1, 10) according to any one of Claims 7 to 13, wherein the LED converter
(10) is configured
- to discharge a capacitor (11) via a load of the LED module (1),
- to determine a discharge current of the capacitor (11) directly, or indirectly via
a discharge time, and
- to determine the at least one operating and/or maintenance parameter of the LED
module (1) based on said discharge current.
15. The LED lamp, having a system (1, 10) according to any one of Claims 7 to 14.
16. The method for the operation of a system (1, 10) according to any one of Claims 7
to 14 or the lamp according to Claim 15, having the steps:
Activation of the circuit (4, IC1, S6) at least during the starting phase in order
to effect the change in the power consumption of the LED module (1) according to the
predetermined protocol by the circuit (4),
characterized by
control of the switch (S6) in order to protect the LED series (3) against an overvoltage
by closing the switch (S6), if an overvoltage at the supply input (12) is determined
by the circuit (4, IC1, S6) and/or
control of the switch (S6) in order to suppress an after-flow of the LED series (3)
by closing the switch (S6), if it is determined by the circuit (4, IC1, S6), that
the LED series (3) should be or is switched off.
17. The method according to Claim 16, which in addition comprises the steps:
Detection of a power consumption of the LED module (1) by the high-frequency clocked
converter, and
determination of the operating and/or maintenance parameter of the LED module (1)
based on the detected power consumption.
1. Module LED (1) qui comprend :
- une entrée d'alimentation (12) pour l'alimentation du module LED (1) avec une tension
d'alimentation ;
- des connexions (2) pour une chaîne de LED (3) ;
- un circuit (4, IC1, S6) relié avec l'entrée d'alimentation (12) et les connexions
(2), qui est conçu pour représenter une charge, de préférence une charge de puissance
active lorsque, dans une phase de démarrage, un courant constant est appliqué au module
LED (1) et
qui est conçu pour ne représenter aucune charge lorsque la phase de démarrage est
terminée,
le circuit (4, IC1, S6) comprenant un commutateur (S6) au moyen duquel une charge
à courant variable (R6) peut être activée ou désactivée au niveau des connexions (2),
et le circuit (4, IC1, S6) est conçu pour provoquer, dans la phase de démarrage, par
un pilotage du commutateur (S6), une variation de la consommation de puissance du
module LED (1) selon au moins un protocole prédéterminé afin de transmettre des informations,
dans la phase de démarrage, concernant l'entrée d'alimentation (12),
caractérisé en ce que
le circuit (4, IC1, S6) est conçu pour détecter une surtension au niveau de l'entrée
d'alimentation (12) et/ou de détecter quand le module LED (1) doit être désactivé
ou a été désactivé par une coupure de la tension d'alimentation et pour protéger,
par un pilotage du commutateur (S6), la chaîne de LED (3), grâce à la fermeture du
commutateur (S6), d'une surtension lorsqu'une surtension au niveau de l'entrée d'alimentation
(12) est détectée par le circuit (4, IC1, S6) et/ou pour atténuer un rougeoiement
de la chaîne de LED (3) lorsque le circuit (4, IC1, S6) détecte que le module LED
(1) doit être désactivé ou est désactivé.
2. Module LED (1) selon la revendication 1, le circuit (4) étant conçu pour coder au
moins un paramètre de fonctionnement et/ou de maintenance du module LED (1) par la
variation de la consommation de puissance selon l'au moins un protocole prédéterminé.
3. Module LED (1) selon la revendication 1 ou 2, l'au moins un protocole prédéterminé
spécifiant une fréquence et/ou une amplitude et/ou un rapport cyclique de la variation
de la consommation de puissance du module LED (1).
4. Module LED (1) selon l'une des revendications 1 à 3, le circuit (4) étant conçu de
façon à ce que la variation de la consommation de puissance du module LED (1) est
provoquée en fonction d'une valeur de la première tension d'alimentation (5a) selon
un parmi plusieurs protocoles prédéterminés.
5. Module LED (1) selon l'une des revendications 1 à 4, le circuit (4) comprenant un
circuit de minutage (6) qui est conçu pour spécifier une fréquence de la variation
de la consommation de puissance du module LED (1).
6. Module LED (1) selon l'une des revendications 1 à 5,
au moins un capteur étant prévu sur le module LED (1), qui est conçu pour influer
sur un paramètre électrique du circuit (4), de préférence
l'au moins un capteur étant un capteur de lumière avec une résistance dépendant de
la lumière et
le capteur de lumière étant relié avec le circuit (4) de façon à ce qu'une variation
de la résistance en fonction de la lumière fasse varier la résistance de charge du
circuit (4).
7. Système (1, 10) comprenant
- un module LED (1) selon la revendication 2 ou une des revendications 3 à 6, en référence
à la revendication 2 et
- un convertisseur LED (10) connecté à l'entrée d'alimentation (12) du module LED
(1), comprenant un convertisseur cadencé à haute fréquence, de préférence un convertisseur
flyback isolé, le convertisseur cadencé à haute fréquence pouvant être utilisé au
moins dans une phase de démarrage en tant que source de courant constant et étant
conçu pour mesurer, pendant la phase de démarrage, une consommation de puissance du
module LED (1) sur le côté primaire du transformateur du convertisseur cadencé à haute
fréquence et pour déterminer, sur la base de la consommation de puissance mesurée,
au moins un paramètre de fonctionnement et/ou de maintenance du module LED (1).
8. Système (1, 10) selon la revendication 7, le convertisseur LED (10) étant conçu pour
:
- utiliser l'au moins un paramètre de fonctionnement et/ou de maintenance déterminé
pour le réglage ou la régulation du fonctionnement du module LED (1),
- l'enregistrer dans une mémoire correspondante,
- l'afficher de manière optique et/ou acoustique et/ou
- l'envoyer, par l'intermédiaire d'une interface sans fil ou filaire, le cas échéant
sur demande externe.
9. Système (1, 10) selon la revendication 7 ou 8, l'au moins un paramètre de fonctionnement
et/ou de maintenance est un courant de consigne à travers une chaîne de LED (3) connectée
au module LED (1), un paramètre de vieillissement, une durée de fonctionnement et/ou
un spectre d'une lumière émise par la chaîne de LED (3).
10. Système (1, 10) selon l'une des revendications 7 à 9, le convertisseur LED (10) étant
conçu pour identifier le module LED (1) sur la base de l'au moins un paramètre de
fonctionnement et/ou de maintenance déterminé.
11. Système (1, 10) selon l'une des revendications 7 à 10, le convertisseur LED (10) étant
conçu pour changer, par le réglage d'un premier courant d'alimentation ou d'un deuxième
courant d'alimentation pour le module LED (1), de manière sélective entre un mode
de mesure d'une consommation de puissance du module LED (1) et un mode de fonctionnement
d'éclairage d'une chaîne de LED (3) connectée au module LED (1).
12. Système (1, 10) selon l'une des revendications 7 à 11, le convertisseur LED (10) étant
conçu pour effectuer une mesure de tension pour la mesure directe de la consommation
de puissance du module LED (1).
13. Système (1, 10) selon l'une des revendications 7 à 12, le convertisseur LED (10) étant
conçu pour effectuer une mesure indirecte de la consommation de puissance du module
LED (1), de préférence le convertisseur LED étant conçu pour détecter une variation
de la consommation de puissance du module LED (1) à l'aide d'une variation d'un rapport
cyclique d'un cadencement du convertisseur LED (10).
14. Système (1, 10) selon l'une des revendications 7 à 13, le convertisseur LED (10) étant
conçu pour :
- décharger un condensateur (11) par l'intermédiaire d'une charge du module LED (1),
- déterminer un courant de décharge du condensateur (11) directement ou indirectement
par l'intermédiaire d'un temps de décharge et
- déterminer l'au moins un paramètre de fonctionnement et/ou de maintenance du module
LED (1) sur la base de ce courant de décharge.
15. Luminaire à LED comprenant un système (1, 10) selon l'une des revendications 7 à 14.
16. Procédé d'exploitation d'un système (1, 10) selon l'une des revendications 7 à 14
ou d'un luminaire selon la revendication 15, comprenant les étapes suivantes :
activation du circuit (4, IC1, S6) au moins pendant la phase de démarrage afin de
provoquer la variation de la consommation de puissance du module LED (1) selon le
protocole prédéterminé grâce au circuit (4),
caractérisé par
le pilotage du commutateur (S6) afin de protéger la chaîne de LED (3) contre une surtension
par la fermeture du commutateur (S6) lorsque le circuit (4, IC1, S6) détecte une surtension
au niveau de l'entrée d'alimentation (12) et/ou
le pilotage du commutateur (S6) afin d'atténuer, par la fermeture du commutateur (S6),
un rougeoiement de la chaîne de LED (3) lorsque le circuit (4, IC1, S6) détecte que
la chaîne de LED (3) doit être désactivée ou est désactivée.
17. Procédé selon la revendication 16, qui comprend en outre les étapes suivantes :
mesure d'une consommation de puissance du module LED (1) par le convertisseur cadencé
à haute fréquence et
détermination des paramètres de fonctionnement et/ou de maintenance du module LED
(1) sur la base de la consommation de puissance mesurée.