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AT18523U1 - LED converter arrangement with linearized control system - Google Patents

LED converter arrangement with linearized control system

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Publication number
AT18523U1
AT18523U1 ATGM50208/2018U AT502082018U AT18523U1 AT 18523 U1 AT18523 U1 AT 18523U1 AT 502082018 U AT502082018 U AT 502082018U AT 18523 U1 AT18523 U1 AT 18523U1
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
led
converter arrangement
led converter
control
electrical supply
Prior art date
Application number
ATGM50208/2018U
Other languages
German (de)
Original Assignee
Tridonic Gmbh & Co Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Tridonic Gmbh & Co Kg filed Critical Tridonic Gmbh & Co Kg
Publication of AT18523U1 publication Critical patent/AT18523U1/en

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  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

Die Erfindung umfasst eine LED-Konverteranordnung (10) zum Betreiben zumindest einer LED (41), umfassend Erfassungsmittel (17) zum Erfassen einer elektrischen Speisungsgröße (16) der zumindest einen LED (41), und eine Steuereinrichtung (15) zum Ansteuern von als Stellglied dienenden Schaltmitteln (13A, 13B) der LED-Konverteranordnung (10) in Abhängigkeit von der erfassten elektrischen Speisungsgröße (18) und einer vorgegebenen elektrischen Speisungsgröße (19) der zumindest einen LED (41), wobei die Steuereinrichtung (15) ein Regelglied (20) und ein Linearisierungsglied (21) umfasst, welches dazu eingerichtet ist, das Regelglied (20) für jede vorgegebene elektrische Speisungsgröße (19) der zumindest einen LED (41) mit einem konstanten Reglerbeiwert (KI) zu betreiben.The invention comprises an LED converter arrangement (10) for operating at least one LED (41), comprising detection means (17) for detecting an electrical supply variable (16) of the at least one LED (41), and a control device (15) for controlling switching means (13A, 13B) of the LED converter arrangement (10) serving as an actuator as a function of the detected electrical supply variable (18) and a predetermined electrical supply variable (19) of the at least one LED (41), wherein the control device (15) comprises a control element (20) and a linearization element (21) which is designed to operate the control element (20) with a constant controller coefficient (KI) for each predetermined electrical supply variable (19) of the at least one LED (41).

Description

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BeschreibungDescription

LED-KONVERTERANORDNUNG MIT LINEARISIERTER REGELSTRECKE LED converter arrangement with linearized control system

GEBIET DER ERFINDUNG FIELD OF THE INVENTION

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine LED-Konverteranordnung zum Betreiben zumindest einer LED, ein Verfahren zum Betreiben der LED-Konverteranordnung, sowie weitere Vorrichtungen mit der LED-Konverteranordnung, welche insbesondere für Beleuchtungsanwendungen einsetzbar sind. [0001] The present invention relates to an LED converter arrangement for operating at least one LED, a method for operating the LED converter arrangement, and further devices with the LED converter arrangement, which can be used in particular for lighting applications.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG BACKGROUND OF THE INVENTION

[0002] In einem Lückbetrieb betriebene bekannte LED-Konverteranordnungen weisen regelmäBig Regelstrecken mit einem nichtlinearen Verhalten auf. [0002] Known LED converter arrangements operated in a gap mode regularly have control systems with a non-linear behavior.

[0003] In derartigen LED-Konvertern findet bei jeder Veränderung der Regelgröße eine Anpassung der Reglerbeiwerte, welche die Übertragungsfunktion des eingesetzten Regelgliedes beschreiben, statt, um die damit zwangsläufig einhergehende, nichtlineare Veränderung der Stellgröße zu kompensieren und so eine Grenzfrequenz und damit ein Zeitverhalten des Regelkreises konstant zu halten. [0003] In such LED converters, an adjustment of the controller coefficients, which describe the transfer function of the control element used, takes place with each change in the controlled variable in order to compensate for the inevitably associated non-linear change in the manipulated variable and thus to keep a cut-off frequency and thus a time response of the control loop constant.

[0004] Damit ist keine einheitliche und analytische Berechnung des Übertragungsverhaltens des zugrundeliegenden Regelkreises mit Hilfe von Ubertragungsfunktionen möglich. [0004] This means that a uniform and analytical calculation of the transfer behavior of the underlying control loop using transfer functions is not possible.

[0005] Eine geschlossene Betrachtung eines solchen nichtlinearen Regelsystems ist nur sehr schwer oder überhaupt nicht möglich. Aussagen zur Stabilität erfordern beispielsweise die Zuhilfenahme numerischer Simulationen. [0005] A comprehensive analysis of such a nonlinear control system is very difficult or even impossible. Statements regarding stability, for example, require the aid of numerical simulations.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG SUMMARY OF THE INVENTION

[0006] Es besteht daher ein Bedarf an Vorrichtungen und Verfahren, welche diesen Nachteilen abhelfen. [0006] There is therefore a need for devices and methods that remedy these disadvantages.

[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine LED-Konverteranordnung zum Betreiben zumindest einer LED gemäß Anspruch 1, durch ein Betriebsgerät gemäß Anspruch 11 mit der LED-Konverteranordnung und durch eine Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 12 mit dem Betriebsgerät gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung. [0007] This object is achieved according to the invention by an LED converter arrangement for operating at least one LED according to claim 1, by an operating device according to claim 11 comprising the LED converter arrangement, and by a lighting device according to claim 12 comprising the operating device. The dependent claims define preferred and advantageous embodiments of the invention.

[0008] Gemäß einem ersten Aspekt umfasst eine LED-Konverteranordnung zum Betreiben zumindest einer LED: Erfassungsmittel zum Erfassen einer elektrischen Speisungsgröße der zumindest einen LED; und eine Steuereinrichtung zum Ansteuern von als Stellglied dienenden Schaltmitteln der LED-Konverteranordnung in Abhängigkeit von der erfassten elektrischen Speisungsgröße und einer vorgegebenen elektrischen Speisungsgröße der zumindest einen LED. Dabei umfasst die Steuereinrichtung ein Regelglied und ein Linearisierungsglied, welches dazu eingerichtet ist, das Regelglied für jede vorgegebene elektrische Speisungsgröße der zumindest einen LED mit einem konstanten Reglerbeiwert zu betreiben. [0008] According to a first aspect, an LED converter arrangement for operating at least one LED comprises: detection means for detecting an electrical supply variable of the at least one LED; and a control device for controlling switching means of the LED converter arrangement, which serve as an actuator, as a function of the detected electrical supply variable and a predetermined electrical supply variable of the at least one LED. The control device comprises a control element and a linearization element, which is configured to operate the control element with a constant control coefficient for each predetermined electrical supply variable of the at least one LED.

[0009] Vorteilhaft kann dabei eine umfassende Linearisierung einer Übertragungsfunktion der Regelstrecke mit der zumindest einen LED erreicht werden, sodass das Regelglied über den gesamten Wertebereich der elektrischen Speisungsgröße hinweg mit einem dafür vorgesehenen, konstanten Reglerbeiwert betreibbar ist, ohne stets eine Linearisierung der Übertragungsfunktion der Regelstrecke beim jeweiligen Arbeitspunkt zu erfordern. [0009] Advantageously, a comprehensive linearization of a transfer function of the controlled system can be achieved with the at least one LED, so that the control element can be operated over the entire value range of the electrical supply variable with a constant controller coefficient provided for this purpose, without always requiring a linearization of the transfer function of the controlled system at the respective operating point.

[0010] Unter einer LED-Konverteranordnung kann eine elektronische Schaltung und/oder Baugruppe verstanden werden, welche dazu eingerichtet ist, eine elektrische Leistung mittels zumindest eines Energiespeichers und zumindest eines Schaltmittels umzuspannen, wobei über eine pulsweitenmodulierte Ansteuerung des zumindest einen Schaltmittels ein Leistungsfluss durch [0010] An LED converter arrangement can be understood as an electronic circuit and/or assembly which is designed to convert an electrical power by means of at least one energy storage device and at least one switching means, wherein a power flow through

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den Energiespeicher steuerbar ist. Unter einer LED-Konverteranordnung im Sinne dieser Anmeldung kann jeder LED-Konverter verstanden werden, bei welchem eine Stellgröße gesetzt und eine Regelgröße langsam nachgeregelt werden kann. the energy storage device is controllable. An LED converter arrangement within the meaning of this application can be understood as any LED converter in which a manipulated variable can be set and a controlled variable can be slowly adjusted.

[0011] Unter Erfassungsmitteln können Mittel verstanden werden, welche dazu dienen, elektrische Größen zu erfassen und zu diesem Zweck von diesen abgeleitete, erfasste elektrische Größen liefern. Beispielsweise kann ein Messwiderstand als Erfassungsmittel für eine zu erfassende Stromstärke dienen, welche durch den Messwiderstand fließt. Die durch den Messwiderstand geführte zu erfassende elektrische Speisungsgröße resultiert in einer erfassten elektrischen Speisungsgröße in Form einer an dem Messwiderstand abfallenden Spannung. [0011] Detection means can be understood as means that serve to detect electrical quantities and, for this purpose, provide detected electrical quantities derived from these quantities. For example, a measuring resistor can serve as a detection means for a current flowing through the measuring resistor. The electrical supply quantity to be detected, which is passed through the measuring resistor, results in a detected electrical supply quantity in the form of a voltage drop across the measuring resistor.

[0012] Unter einer elektrischen Speisungsgröße kann eine elektrische Größe, insbesondere Stromstärke oder Spannung, verstanden werden, welche zur Speisung einer elektrischen Last dient. [0012] An electrical supply quantity can be understood as an electrical quantity, in particular current or voltage, which serves to supply an electrical load.

[0013] Unter einer Steuereinrichtung kann eine elektronische Schaltung und/oder Baugruppe verstanden werden, welche einer planvollen und zielgerichteten Beeinflussung des Verhaltens der LED-Konverteranordnung dient und dazu insbesondere eine integrierte Schaltung umfasst, welche dazu eingerichtet ist, Ansteuersignale für aktive Betriebsmittel, insbesondere Schaltmittel, der LED-Konverteranordnung in Abhängigkeit von Eingangsgrößen und von einer Programmierung oder Verdrahtung der integrierten Schaltung bereitstellen. Beispiele für solche integrierte Schaltungen umfassen Mikrocontroller oder anwendungsspezifische integrierte Schaltungen, ASICs. [0013] A control device can be understood as an electronic circuit and/or assembly that serves to systematically and purposefully influence the behavior of the LED converter arrangement and, for this purpose, comprises, in particular, an integrated circuit configured to provide control signals for active operating means, in particular switching means, of the LED converter arrangement as a function of input variables and the programming or wiring of the integrated circuit. Examples of such integrated circuits include microcontrollers or application-specific integrated circuits (ASICs).

[0014] Unter einem Mikrocontroller kann eine programmierbare integrierte Schaltung verstanden werden, welche neben einer Prozessorfunktion auch Peripheriefunktionen umfassen kann. [0014] A microcontroller can be understood as a programmable integrated circuit which, in addition to a processor function, can also include peripheral functions.

[0015] Unter einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung kann eine nicht programmierbare integrierte Schaltung verstanden werden, deren Funktion durch Ihre Herstellung definiert wird. [0015] An application-specific integrated circuit can be understood as a non-programmable integrated circuit whose function is defined by its manufacture.

[0016] Vorteilhaft für eine Kostenstruktur ist bei Kleinserienfertigung ein Mikrocontroller, und bei Großserienfertigung ein ASIC. [0016] A microcontroller is advantageous for a cost structure in small series production, and an ASIC in large series production.

[0017] Unter einem Regelglied kann ein Mittel in einem Regelkreis verstanden werden, welches dazu dient, aus einer (Regel-)JAbweichung zwischen einer Führungsgröße (Sollwert) und einer erfassten und zurückgeführten Regelgröße (Istwert) eine allgemeine Stellgröße zu ermitteln, welche eine zugehörige Regelstrecke so beeinflusst, dass die Regelabweichung in einem eingeschwungenen Zustand des Regelkreises minimiert wird. Beispielsweise kann ein Regelglied eine allgemeine Stellgröße in Form eines Tastgrads eines pulsweitenmodulierten Ansteuersignals an als Stellglied dienende Schaltmittel ausgeben. [0017] A control element can be understood as a means in a control loop that serves to determine a general manipulated variable from a (control) deviation between a reference variable (setpoint) and a detected and fed-back controlled variable (actual value), which influences an associated controlled system such that the control deviation is minimized in a steady-state state of the control loop. For example, a control element can output a general manipulated variable in the form of a duty cycle of a pulse-width-modulated control signal to switching means serving as an actuator.

[0018] Unter einem Linearisierungsglied kann ein Glied in einem Regelkreis mit einer nichtlinearen Übertragungsfunktion verstanden werden, welches dazu dient, eine Linearisierung einer an sich nichtlinearen Kennlinie eines Glieds der Regelstrecke herbeizuführen. [0018] A linearization element can be understood as an element in a control loop with a non-linear transfer function, which serves to bring about a linearization of an inherently non-linear characteristic curve of an element of the controlled system.

[0019] Unter einem Stellglied kann ein Mittel in einem Regelkreis verstanden werden, welches dazu dient, aus einer allgemeinen Stellgröße eine Stellgröße zu ermitteln, welche eine zugehörige Regelstrecke so beeinflusst, dass sich die Regelgröße auf die Führungsgröße hin bewegt, um die Regelabweichung in einem eingeschwungenen Zustand des Regelkreises zu minimieren. Beispielsweise können als Stellglied dienende Schaltmittel eine Stellgröße in Form einer Zeitdauer einer periodischen Abwesenheit von Leistungszufuhr (d.h. einer Totzeit) an die Regelstrecke ausgeben. [0019] An actuator can be understood as a means in a control loop that serves to determine a manipulated variable from a general manipulated variable, which influences an associated controlled system in such a way that the controlled variable moves toward the reference variable in order to minimize the control deviation in a steady state of the control loop. For example, switching means serving as an actuator can output a manipulated variable in the form of a period of a periodic absence of power supply (i.e., a dead time) to the controlled system.

[0020] Unter einem Schaltmittel kann ein elektronisch betätigbarer Schalter verstanden werden, welcher zwischen einem geschlossenen, elektrisch leitfähigen Zustand und einem geöffneten, elektrisch isolierenden Zustand alternierbar ist. Beispiele umfassen etwa Transistoren. [0020] A switching device can be understood as an electronically actuated switch that can alternate between a closed, electrically conductive state and an open, electrically insulating state. Examples include transistors.

[0021] Unter Reglerbeiwerten können Kennwerte eines Reglers verstanden werden, welche als Konstanten in einer Übertragungsfunktion des Reglers ein Regelungsverhalten des Reglers definieren. Beispiele für Beiwerte von Reglern mit Proportional-, Integral- und/oder Differentialver-[0021] Controller coefficients can be understood as characteristic values of a controller, which, as constants in a transfer function of the controller, define the control behavior of the controller. Examples of coefficients of controllers with proportional, integral and/or derivative

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halten sind Proportional-, Integrier- und/oder Differenzierbeiwerte Kpr, Kı bzw. Kp. Proportional, integrating and/or derivative coefficients Kpr, Kı and Kp are used.

[0022] Die LED-Konverteranordnung kann derart ausgebildet sein, dass mittlere Stromstärken durch die zumindest eine LED als elektrische Speisungsgrößen der zumindest einen LED dienen. [0022] The LED converter arrangement can be designed such that average current intensities through the at least one LED serve as electrical supply variables of the at least one LED.

[0023] Vorteilhaft sind mittlere Stromstärken einfach zu erfassen. [0023] Advantageously, medium currents are easy to measure.

[0024] Beispielsweise kann hierzu eine an einem Messwiderstand abfallende Spannung analog erfasst und durch ein analoges Tiefpassfilter oder mittels digitaler Weiterverarbeitung gemittelt werden. [0024] For example, a voltage drop across a measuring resistor can be recorded analogously and averaged by an analog low-pass filter or by means of digital further processing.

[0025] Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, als Stellglied dienende Schaltmittel der LED-Konverteranordnung in einem Lückbetrieb anzusteuern. [0025] The control device can be configured to control switching means of the LED converter arrangement serving as an actuator in a gap operation.

[0026] Vorteilhaft treten dabei lediglich beim Ausschalten von als Stellglied dienenden Schaltmitteln Schaltverluste auf. [0026] Advantageously, switching losses only occur when switching means serving as actuators are switched off.

[0027] Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, die zumindest eine LED in einer Vielzahl von Dimmstufen mit einer jeweiligen zugehörigen Spitzenstromstärke einer Induktivität der LED-Konverteranordnung zu betreiben. [0027] The control device can be configured to operate the at least one LED in a plurality of dimming levels with a respective associated peak current of an inductance of the LED converter arrangement.

[0028] Vorteilhaft verschafft eine Dimmfähigkeit der LED-Konverteranordnung in verschiedenen Anwendungsbereichen weitere Einsatzmöglichkeiten. Beispielsweise reduziert sich ein Leistungsverbrauch einer gedimmten LED-Last. Des Weiteren kann eine Dimmfähigkeit einen Einsatz der LED-Konverteranordnung auch in einem Notlichtbetrieb ermöglichen. Zudem können ohne Dimmfähigkeit bestimmte, das Behagen des Nutzers positiv beeinflussende Lichtstimmungen nicht erzeugt werden. [0028] Advantageously, the dimming capability of the LED converter assembly provides additional application possibilities in various areas. For example, the power consumption of a dimmed LED load is reduced. Furthermore, the dimming capability can also enable the LED converter assembly to be used in emergency lighting mode. Furthermore, without the dimming capability, certain lighting moods that positively influence the user's comfort cannot be created.

[0029] Unter Dimmstufen werden unterschiedliche Helligkeitsstufen eines Leuchtmittels, insbesondere mit zumindest einer LED, verstanden, welche sich bei einer Ansteuerung des Leuchtmittels mit unterschiedlich hoher Leistungszufuhr pro Zeiteinheit ergeben. [0029] Dimming levels are understood to mean different brightness levels of a light source, in particular with at least one LED, which result when the light source is controlled with different power inputs per unit of time.

[0030] Das Regelglied kann als ein integrierendes Regelglied ausgebildet sein. [0030] The control element can be designed as an integrating control element.

[0031] Vorteilhaft kann ein integrierendes Regelglied (d.h. ein Il-Regler) die Regelabweichung vollständig eliminieren. [0031] Advantageously, an integrating control element (i.e. an IL controller) can completely eliminate the control deviation.

[0032] Das Linearisierungsglied kann eine Inversfunktion für eine die zumindest eine LED umfassende Regelstrecke der LED-Konverteranordnung aufweisen, wobei die Inversfunktion es erlaubt, das Regelglied in einer jeden der Vielzahl von Dimmstufen für jede vorgegebene elektrische Speisungsgröße der zumindest einen LED mit einem konstanten Reglerbeiwert zu betreiben. [0032] The linearization element can have an inverse function for a control system of the LED converter arrangement comprising the at least one LED, wherein the inverse function allows the control element to be operated in each of the plurality of dimming stages for each predetermined electrical supply variable of the at least one LED with a constant control coefficient.

[0033] Insbesondere ermöglicht dies eine Linearisierung einer durch einen Lückbetrieb des LEDKonverters mit verursachten Nichtlinearität im Regelkreis des LED-Konverters. [0033] In particular, this enables a linearization of a non-linearity in the control loop of the LED converter caused by a gap operation of the LED converter.

[0034] Vorteilhaft ermöglicht eine derartige Linearisierung eine einheitliche und analytische AnaIyse des Übertragungsverhaltens des zugrundeliegenden Regelkreises. [0034] Advantageously, such a linearization enables a uniform and analytical analysis of the transfer behavior of the underlying control loop.

[0035] Vorteilhaft ist ein solches Linearisierungsglied bei Herstellung oder auch bei Erstinbetriebnahme der LED-Konverteranordnung vorkonfigurierbar, sodass keine nennenswerten Verzögerungszeiten für eine reguläre Inbetriebnahme in einem Wirkbetrieb anfallen. [0035] Advantageously, such a linearization element can be preconfigured during manufacture or during initial commissioning of the LED converter arrangement, so that no significant delay times occur for regular commissioning in an active operation.

[0036] Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, die Inversfunktion in der jeweiligen der Vielzahl von Dimmstufen mit einer Festkomma-Arithmetik auszuwerten, wobei ein Absolutfehler zwischen der Festkomma-Arithmetik und einer entsprechenden FlieRkomma-Arithmetik geringer ist als eine vorgegebene Fehlertoleranzschwelle. [0036] The control device can be configured to evaluate the inverse function in the respective one of the plurality of dimming levels using a fixed-point arithmetic, wherein an absolute error between the fixed-point arithmetic and a corresponding floating-point arithmetic is less than a predetermined error tolerance threshold.

[0037] Vorteilhaft sind in diesem Fall Steuereinrichtungen einsetzbar, welche aus Kostenund/oder Rechenleistungs- und somit Zeitgründen keine prinzipiell empfehlens- und wünschenswerte dedizierte Flie8komma-Arithmetik aufweisen und diese durch Festkomma-Arithmetik emulieren. Die dafür erforderlichen integrierten Schaltungen sind prinzipiell einfacher aufgebaut und kostengünstiger bereitstellbar. [0037] In this case, it is advantageous to use control devices that, for reasons of cost and/or computing power and thus time, do not have dedicated floating-point arithmetic, which is generally recommended and desirable, but emulate it with fixed-point arithmetic. The integrated circuits required for this are, in principle, simpler in design and can be provided more cost-effectively.

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[0038] Die Erfassungsmittel können einen Messwiderstand umfassen. [0039] Vorteilhaft ist ein Messwiderstand ein sehr kostengünstiges analoges Schaltungselement. [0040] Die Schaltmittel können einen Transistor umfassen. [0038] The detection means may comprise a measuring resistor. [0039] Advantageously, a measuring resistor is a very cost-effective analog circuit element. [0040] The switching means may comprise a transistor.

[0041] Vorteilhaft ist ein Transistor ein sehr kostengünstiges, präzise schaltbares und auf eine jeweilige Anwendung hin optimiert auswählbares analoges Schaltungselement. [0041] Advantageously, a transistor is a very cost-effective, precisely switchable analog circuit element that can be selected to be optimized for a particular application.

[0042] Die LED-Konverteranordnung kann als ein Abwärtswandler ausgebildet sein. [0042] The LED converter arrangement can be designed as a step-down converter.

[0043] Vorteilhaft weist ein Abwärtswandler eine sehr einfache und kostengünstige Schaltungsarchitektur auf, welche in vielen Fällen eine herkömmliche längsgeregelte Spannungsstabilisierung ersetzen kann. [0043] Advantageously, a step-down converter has a very simple and cost-effective circuit architecture, which in many cases can replace a conventional longitudinally regulated voltage stabilization.

[0044] Gemäß einem zweiten Aspekt umfasst ein Betriebsgerät zum Betreiben zumindest einer LED: eine LED-Konverteranordnung gemäß Ausführungsbeispielen. [0044] According to a second aspect, an operating device for operating at least one LED comprises: an LED converter arrangement according to embodiments.

[0045] Vorteilhaft sind die oben genannten Vorrichtungsmerkmale der LED-Konverteranordnung mit ihren jeweiligen Vorteilen in dem Betriebsgerät analog nutzbar. [0045] Advantageously, the above-mentioned device features of the LED converter arrangement with their respective advantages can be used analogously in the operating device.

[0046] Unter einem Betriebsgerät kann eine elektronische Schaltung und/oder Baugruppe verstanden werden, welche dazu eingerichtet ist, die zumindest eine LED aus einer elektrischen Energiequelle zu speisen, welche per se nicht dazu eingerichtet ist. [0046] An operating device can be understood as an electronic circuit and/or assembly which is designed to feed the at least one LED from an electrical energy source which is not designed to do so per se.

[0047] Gemäß einem dritten Aspekt umfasst eine Beleuchtungseinrichtung: ein Betriebsgerät gemäß Ausführungsbeispielen; und zumindest eine LED. [0047] According to a third aspect, a lighting device comprises: an operating device according to embodiments; and at least one LED.

[0048] Vorteilhaft sind die oben genannten Vorrichtungsmerkmale der LED-Konverteranordnung bzw. des Betriebsgeräts mit ihren jeweiligen Vorteilen in der Beleuchtungseinrichtung analog nutzbar. [0048] Advantageously, the above-mentioned device features of the LED converter arrangement or of the operating device with their respective advantages can be used analogously in the lighting device.

[0049] Gemäß einem vierten Aspekt umfasst ein Verfahren zum Betreiben zumindest einer LED: Erfassen einer elektrischen Speisungsgröße der zumindest einen LED; und Ansteuern von als Stellglied dienenden Schaltmitteln der LED-Konverteranordnung in Abhängigkeit von der erfassten elektrischen Speisungsgröße und einer vorgegebenen elektrischen Speisungsgröße der zumindest einen LED. Dabei ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, ein Regelglied der Steuereinrichtung für jede vorgegebene elektrische Speisungsgröße der zumindest einen LED mit einem konstanten Reglerbeiwert zu betreiben. [0049] According to a fourth aspect, a method for operating at least one LED comprises: detecting an electrical supply variable of the at least one LED; and controlling switching means of the LED converter arrangement, which serve as an actuator, as a function of the detected electrical supply variable and a predetermined electrical supply variable of the at least one LED. The control device is configured to operate a control element of the control device with a constant control coefficient for each predetermined electrical supply variable of the at least one LED.

[0050] Das Verfahren kann mit einer LED-Konverteranordnung gemäß Ausführungsbeispielen durchführbar sein. [0050] The method can be carried out with an LED converter arrangement according to embodiments.

[0051] Das Verfahren umfasst die jeweiligen korrespondierenden Merkmale der LED-Konverteranordnung. [0051] The method comprises the respective corresponding features of the LED converter arrangement.

[0052] Vorteilhaft sind die oben genannten Vorrichtungsmerkmale der LED-Konverteranordnung mit ihren jeweiligen Vorteilen in dem Verfahren analog nutzbar. KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN [0052] Advantageously, the above-mentioned device features of the LED converter arrangement, with their respective advantages, can be used analogously in the method. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

[0053] Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen kurz erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente bezeichnen. [0053] The invention will be briefly explained below using preferred embodiments and with reference to the drawings, wherein like reference numerals designate like or similar elements.

[0054] Fig. 1 zeigt schematisch eine bekannte LED-Konverteranordnung. [0054] Fig. 1 shows schematically a known LED converter arrangement.

[0055] Fig. 2 zeigt schematisch einen Regelkreis für eine LED-Konverteranordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel. [0055] Fig. 2 shows schematically a control circuit for an LED converter arrangement according to an embodiment.

[0056] Fig. 3 zeigt schematisch ein Betriebsgerät mit der LED-Konverteranordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel und eine Beleuchtungseinrichtung mit dem Betriebsgerät. [0056] Fig. 3 shows schematically an operating device with the LED converter arrangement according to an embodiment and a lighting device with the operating device.

[0057] Fig. 4 zeigt schematisch ein Verfahren zum Betreiben der LED-Konverteranordnung ge-[0057] Fig. 4 shows schematically a method for operating the LED converter arrangement

mäß einem Ausführungsbeispiel. according to an embodiment.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS

[0058] Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. [0058] The invention is explained in more detail below using preferred embodiments and with reference to the drawings.

[0059] Eine Beschreibung von Ausführungsbeispielen in spezifischen Anwendungsfeldern bedeutet keine Einschränkung auf diese Anwendungsfelder. [0059] A description of embodiments in specific fields of application does not imply any restriction to these fields of application.

[0060] Elemente schematischer Darstellungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu wiedergegeben, sondern vielmehr derart, dass ihre Funktion und ihr Zweck dem Fachmann verständlich werden. [0060] Elements of schematic representations are not necessarily drawn to scale, but rather in such a way that their function and purpose will be understood by those skilled in the art.

[0061] Soweit nicht ausdrücklich anders angegeben sind die Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen miteinander kombinierbar. [0061] Unless expressly stated otherwise, the features of the various embodiments can be combined with one another.

[0062] Fig. 1 zeigt schematisch eine bekannte LED-Konverteranordnung 10, welche als ein Abwärtswandler ausgebildet ist. [0062] Fig. 1 schematically shows a known LED converter arrangement 10, which is designed as a step-down converter.

[0063] Diese beispielhafte LED-Konverteranordnung 10 dient zum Betreiben zumindest einer lastseitig anschließbaren LED 41. [0063] This exemplary LED converter arrangement 10 serves to operate at least one LED 41 that can be connected on the load side.

[0064] Zu diesem Zweck ist die LED-Konverteranordnung 10 dazu eingerichtet, eine versorgungsseitig zugeführte elektrische Leistung mittels zumindest eines Energiespeichers 11, 12 und zumindest eines Schaltmittels 13A, 13B umzuspannen, wobei über eine pulsweitenmodulierte Ansteuerung 14A, 14B des zumindest einen Schaltmittels 13A, 13B ein Leistungsfluss durch den Energiespeicher 11, 12 steuerbar ist. [0064] For this purpose, the LED converter arrangement 10 is designed to convert an electrical power supplied on the supply side by means of at least one energy storage device 11, 12 and at least one switching means 13A, 13B, wherein a power flow through the energy storage device 11, 12 can be controlled via a pulse-width modulated control 14A, 14B of the at least one switching means 13A, 13B.

[0065] Als Schaltmittel 13A, 13B umfasst die LED-Konverteranordnung 10 in einem Gegentakt anzusteuernde Transistoren. Auf diese Weise wird aus der versorgungsseitig zuführbaren elektrischen Leistung eine Rechteckspannung mit einem bestimmten Tastverhältnis erzeugt. [0065] The LED converter arrangement 10 comprises transistors that can be controlled in a push-pull manner as switching means 13A, 13B. In this way, a square-wave voltage with a specific duty cycle is generated from the electrical power supplied on the supply side.

[0066] Als Energiespeicher 11, 12 umfasst die LED-Konverteranordnung 10 eine Induktivität 11 und eine Filterkapazität 12, welche zusammen einen LC-Tiefpass bilden, welcher die durch die Schaltmittel 13A, 13B aus der versorgungsseitig zugeführten Spannung erzeugte Rechteckspannung mittelt. [0066] As energy storage 11, 12, the LED converter arrangement 10 comprises an inductance 11 and a filter capacitor 12, which together form an LC low-pass filter, which averages the square-wave voltage generated by the switching means 13A, 13B from the voltage supplied on the supply side.

[0067] Daraus resultiert eine elektrische Speisungsgröße 16, im Beispielfall eine mittlere LEDStromstärke 16, welche die Regelgröße des unten näher ausgeführten Regelkreises 30 darstellt. [0067] This results in an electrical supply variable 16, in the example case an average LED current 16, which represents the controlled variable of the control circuit 30 described in more detail below.

[0068] Ganz allgemein ist die LED-Konverteranordnung 10 derart ausgebildet, dass mittlere Stromstärken durch die zumindest eine LED 41 als elektrische Ist-Speisungsgröße 16, erfasste elektrische Ist-Speisungsgröße 18 bzw. elektrische Soll-Speisungsgröße 19 der zumindest einen LED 41 dienen. [0068] In general, the LED converter arrangement 10 is designed such that average current intensities through the at least one LED 41 serve as the actual electrical supply quantity 16, the detected actual electrical supply quantity 18 or the desired electrical supply quantity 19 of the at least one LED 41.

[0069] Die LED-Konverteranordnung 10 umfasst ferner Erfassungsmittel 17 zum Erfassen der elektrischen Speisungsgröße 16 der zumindest einen LED 41. In Fig. 1 umfassen die Erfassungsmittel 17 einen Messwiderstand, welcher dazu dient, eine von der mittleren LED-Stromstärke 16 abgeleitete, erfasste elektrische Größe 18 zu liefern, welche die Rückführgröße des unten näher ausgeführten Regelkreises 30 darstellt. [0069] The LED converter arrangement 10 further comprises detection means 17 for detecting the electrical supply variable 16 of the at least one LED 41. In Fig. 1, the detection means 17 comprise a measuring resistor which serves to provide a detected electrical variable 18 derived from the average LED current 16, which represents the feedback variable of the control circuit 30 described in more detail below.

[0070] Konkret fließt die zu erfassende mittlere LED-Stromstärke 16 durch den Messwiderstand, und führt infolgedessen zu einer erfassten elektrischen Speisungsgröße 18 in Form einer an dem Messwiderstand abfallenden Spannung gegen Masse, welche proportional zu der zu erfassenden mittleren LED-Stromstärke 16 ist. [0070] Specifically, the average LED current 16 to be detected flows through the measuring resistor and consequently leads to a detected electrical supply quantity 18 in the form of a voltage drop across the measuring resistor against ground, which is proportional to the average LED current 16 to be detected.

[0071] Die LED-Konverteranordnung 10 umfasst zudem eine Steuereinrichtung 15, welche nachfolgend in Verbindung mit Fig. 2 näher ausgeführt wird. [0071] The LED converter arrangement 10 also comprises a control device 15, which is explained in more detail below in connection with Fig. 2.

[0072] Fig. 2 zeigt schematisch einen Regelkreis 30 für eine LED-Konverteranordnung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel. [0072] Fig. 2 schematically shows a control circuit 30 for an LED converter arrangement 10 according to an embodiment.

A hes AT 18 523 U1 2025-08-15 A hes AT 18 523 U1 2025-08-15

Ss N Ss N

[0073] Die dabei auszuregelnde Regelstrecke umfasst neben einem Glied, welches die Nichtlinearität der zumindest einen LED 41 in einem Lückbetrieb ausdrückt, ein Linearisierungsglied 21. [0073] The controlled system to be controlled comprises, in addition to a member which expresses the non-linearity of the at least one LED 41 in a gap operation, a linearization member 21.

[0074] Die aus dem Regelkreis 30 ebenfalls ersichtliche Steuereinrichtung 15 dient zum Ansteuern der als Stellglied dienenden Schaltmittel 13A, 13B der LED-Konverteranordnung 10 in Abhängigkeit von der erfassten elektrischen Speisungsgröße 18 (Rückführgröße, welche den Istwert der Regelgröße umfasst) und einer vorgegebenen elektrischen Speisungsgröße 19 (Sollwert der Regelgröße) der zumindest einen LED 41. [0074] The control device 15, which can also be seen from the control circuit 30, serves to control the switching means 13A, 13B of the LED converter arrangement 10, which act as an actuator, as a function of the detected electrical supply variable 18 (feedback variable, which comprises the actual value of the controlled variable) and a predetermined electrical supply variable 19 (setpoint value of the controlled variable) of the at least one LED 41.

[0075] Das Ansteuern des Stellglieds erfolgt in einem Lückbetrieb mit einer Totzeit Tpzap, welche insbesondere von einem Tastverhältnis und einer Periodendauer des puls- weitenmodulierten Ansteuersignals 14A abhängt und die Stellgröße des Regelkreises 30 darstellt. [0075] The control of the actuator takes place in a gap operation with a dead time Tpzap, which depends in particular on a duty cycle and a period of the pulse-width modulated control signal 14A and represents the manipulated variable of the control circuit 30.

[0076] Die Steuereinrichtung 15 ist ferner dazu eingerichtet, die zumindest eine LED 41 in einer Vielzahl von Dimmstufen mit einer jeweiligen zugehörigen Spitzenstromstärke Ip der Induktivität 11 zu betreiben. [0076] The control device 15 is further configured to operate the at least one LED 41 in a plurality of dimming levels with a respective associated peak current Ip of the inductance 11.

[0077] Die elektrische Speisungsgröße 16 der zumindest einen LED 41 wird somit bestimmt durch [0077] The electrical supply size 16 of the at least one LED 41 is thus determined by

- eine versorgungsseitig zugeführte Spannung gegen Masse, - a voltage supplied on the supply side against ground,

- ein aufgrund einer gewünschten Dimmstufe vorgegebenes Tastverhältnis des pulsweitenmodulierten Ansteuersignals 14A, welches das Tastverhältnis der Rechteckspannung bestimmt, - a duty cycle of the pulse-width modulated control signal 14A, which is predetermined based on a desired dimming level and which determines the duty cycle of the square-wave voltage,

- eine Dimensionierung der Induktivität 11, an welcher sich durch Anlegen der Rechteckspannung ein Stromfluss mit einer entsprechenden Spitzenstromstärke Ip einstellt, - a dimensioning of the inductance 11, at which a current flow with a corresponding peak current Ip is established by applying the square-wave voltage,

- eine aufgrund des Lückbetriebs vorgegebene Periodendauer des pulsweitenmodulierten Ansteuersignals 14A, welche zusammen mit dem vorgegebenen Tastverhältnis desselben Signals die Totzeit TpzAp (Stellgröße) zwischen aufeinanderfolgenden Stromflüssen bestimmt, und - a period of the pulse-width modulated control signal 14A, which is predetermined due to the gap operation and which, together with the predetermined duty cycle of the same signal, determines the dead time TpzAp (manipulated variable) between successive current flows, and

- eine Dimensionierung der Filterkapazität 12 zur Glättung der sich durch die Induktivität 11 einstellenden Stromstärke. - dimensioning of the filter capacitance 12 to smooth the current intensity generated by the inductance 11.

[0078] Die Steuereinrichtung 15 umfasst ein Regelglied 20, welches insbesondere als ein integrierendes Regelglied ausgebildet ist. Ein integrierendes Regelglied wirkt durch zeitliche Integration der Regelabweichung auf die Stellgröße mit einer Gewichtung durch den Reglerbeiwert Kı = 1/Ty (mit Nachstellzeit T\N). Der integrierende Regler weist im Frequenzbereich eine Übertragungsfunktion G(s) auf von: [0078] The control device 15 comprises a control element 20, which is designed in particular as an integrating control element. An integrating control element acts on the manipulated variable by temporally integrating the control deviation with a weighting by the controller coefficient Kı = 1/Ty (with reset time T\N). The integrating controller has a transfer function G(s) in the frequency domain of:

G(s)=Kı/s. G(s)=Kı/s.

[0079] Die Regelstrecke kann ganz allgemein durch die Regelgröße als Funktion f der Stellgröße beschrieben werden. Für den Regelkreis 30 aus Fig. 2 mit der zugrundeliegenden LED-Konverteranordnung 10 aus Fig. 1 bedeutet das, dass sich der mittlere LED-Strom 16 als Funktion der Totzeit TpozAp des Lückbetriebs ergibt: [0079] The controlled system can be described quite generally by the controlled variable as a function f of the manipulated variable. For the control circuit 30 of Fig. 2 with the underlying LED converter arrangement 10 of Fig. 1, this means that the average LED current 16 results as a function of the dead time TpozAp of the gap operation:

[0080] lavc = ATpDpeAD) [0080] lavc = ATpDpeAD)

[0081] Eine Grenzfrequenz fc des geschlossenen Regelkreises 30 ist ganz allgemein von dem Reglerbeiwert Ki und von einer Steigung der die Regelstrecke beschreibenden Funktion fabhängig. Aufgrund der Nichtlinearität der Funktion f wäre daher eine Linearisierung der Funktion fan jedem zulässigen Wert für die Stellgröße Tpead vorzunehmen. Um die Grenzfrequenz fe jedoch konstant, und damit das Zeitverhalten des Regelkreises 30 für jeden zulässigen Wert der Regelgröße Iave konstant zu halten, müsste der Reglerbeiwert Ki daher eine Funktion der Regelgröße lavc sein. [0081] A cutoff frequency fc of the closed control loop 30 is generally dependent on the controller coefficient Ki and on a slope of the function f describing the controlled system. Due to the non-linearity of the function f, a linearization of the function f would therefore have to be performed for each permissible value of the manipulated variable Tpead. However, in order to keep the cutoff frequency fe constant, and thus the time response of the control loop 30 constant for each permissible value of the controlled variable Iave, the controller coefficient Ki would have to be a function of the controlled variable lavc.

[0082] Um dies zu vermeiden, umfasst die Steuereinrichtung 15 auch das Linearisierungsglied 21, welches dazu eingerichtet ist, das Regelglied 20 für jede vorgegebene elektrische Speisungsgröße 19 der zumindest einen LED 41, d.h. für jeden mittleren LED-Sollstrom Iave, mit einem konstanten Reglerbeiwert Ki zu betreiben. [0082] To avoid this, the control device 15 also comprises the linearization element 21, which is designed to operate the control element 20 with a constant control coefficient Ki for each predetermined electrical supply variable 19 of the at least one LED 41, i.e. for each average LED target current Iave.

A hes AT 18 523 U1 2025-08-15 A hes AT 18 523 U1 2025-08-15

Ss N Ss N

[0083] Das Linearisierungsglied 21 weist hierzu eine Invers- oder Umkehrfunktion f’ auf, welche die Stellgröße als Funktion der Regelgröße beschreibt: [0083] The linearization element 21 has an inverse or reverse function f’, which describes the manipulated variable as a function of the controlled variable:

Tpeap= f'(lave) Tpeap= f'(lave)

[0084] Durch Verkettung der in dem Linearisierungsglied 21 implementierten Umkehrfunktion f7 und der die Regelstrecke beschreibenden Funktion fwird jeder Wert der Regelgröße lave auf sich selbst abgebildet: [0084] By concatenating the inverse function f7 implemented in the linearization element 21 and the function f describing the controlled system, each value of the controlled variable lave is mapped to itself:

HF" (Invo)) = lavc HF" (Invo)) = lavc

[0085] Aufgrund einer Abhängigkeit der Inversfunktion f’ von der Spitzenstromstärke Ip, d.h. vom der vorgegebenen Dimmstufe, erfolgt stets eine optimale Linearisierung der Regelstrecke für jede Spitzenstromstärke Ip. [0085] Due to a dependence of the inverse function f' on the peak current Ip, i.e. on the specified dimming level, an optimal linearization of the control system is always carried out for each peak current Ip.

[0086] Die Inversfunktion erlaubt es daher, das Regelglied 20 in der jeweiligen der Vielzahl von Dimmstufen für jede vorgegebene elektrische Speisungsgröße 19 der zumindest einen LED 41 mit einem konstanten Reglerbeiwert Kı zu betreiben. [0086] The inverse function therefore allows the control element 20 to be operated in the respective one of the plurality of dimming levels for each predetermined electrical supply variable 19 of the at least one LED 41 with a constant control coefficient Kı.

[0087] Die Steuereinrichtung 15 ist dazu eingerichtet, die Inversfunktion in der jeweiligen der Vielzahl von Dimmstufen mit einer Festkomma-Arithmetik auszuwerten, wobei ein Absolutfehler zwischen der Festkomma-Arithmetik und einer entsprechenden FlieRkomma-Arithmetik geringer ist als eine vorgegebene Fehlertoleranzschwelle. [0087] The control device 15 is configured to evaluate the inverse function in the respective one of the plurality of dimming levels using a fixed-point arithmetic, wherein an absolute error between the fixed-point arithmetic and a corresponding floating-point arithmetic is less than a predetermined error tolerance threshold.

[0088] Insbesondere ist eine genauere Linearisierung erzielbar, sofern die Spitzenstromstärke Ip in der Inversfunktion f’ über die Dimmstufen veränderbar ist. Alternativ dazu ist es möglich, die Spitzenstromstärke Ip in der Inversfunktion konstant zu halten, etwa bei einem Maximalwert der Spitzenstromstärke Ip. [0088] In particular, a more precise linearization can be achieved if the peak current Ip in the inverse function f' can be varied via the dimming levels. Alternatively, it is possible to keep the peak current Ip constant in the inverse function, for example, at a maximum value of the peak current Ip.

[0089] Fig. 3 zeigt schematisch ein Betriebsgerät 40 mit der LED-Konverteranordnung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel und eine Beleuchtungseinrichtung 50 mit dem Betriebsgerät 40. [0089] Fig. 3 schematically shows an operating device 40 with the LED converter arrangement 10 according to an embodiment and a lighting device 50 with the operating device 40.

[0090] Das Betriebsgerät 40 zum Betreiben zumindest einer LED 41 umfasst eine LED-Konverteranordnung 10 und ggf. weitere Funktionselemente wie beispielsweise Gleichrichter, eine Hilfswicklung für eine Niedervolt-Stromversorgung usw. [0090] The operating device 40 for operating at least one LED 41 comprises an LED converter arrangement 10 and optionally further functional elements such as a rectifier, an auxiliary winding for a low-voltage power supply, etc.

[0091] Die Beleuchtungseinrichtung 50 umfasst ein solches Betriebsgerät 40 gemäß Ausführungsbeispielen und die zumindest eine LED 41, und eignet sich insbesondere für „point-of-load“Energieversorgungsarchitekturen. [0091] The lighting device 50 comprises such an operating device 40 according to embodiments and the at least one LED 41, and is particularly suitable for "point-of-load" energy supply architectures.

[0092] Fig. 4 zeigt schematisch ein Verfahren 60 zum Betreiben der LED-Konverteranordnung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel. [0092] Fig. 4 schematically shows a method 60 for operating the LED converter arrangement 10 according to an embodiment.

[0093] Das Verfahren 60 kann mit einer LED-Konverteranordnung 10 gemäß Ausführungsbeispielen durchgeführt werden und dient zum Betreiben zumindest einer LED 41 mit einer LEDKonverteranordnung 10, welche wie beispielsweise in Fig. 1 ausgebildet ist und welche in einen Regelkreis 30 wie beispielsweise in Fig. 2 einbezogen ist. [0093] The method 60 can be carried out with an LED converter arrangement 10 according to embodiments and serves to operate at least one LED 41 with an LED converter arrangement 10 which is designed as in Fig. 1, for example, and which is included in a control circuit 30 as in Fig. 2, for example.

[0094] Das Verfahren 60 umfasst: ein Erfassen 61 einer elektrischen Speisungsgröße 16 der zumindest einen LED 41; und ein Ansteuern 61 von als Stellglied dienenden Schaltmitteln 13A, 13B der LED-Konverteranordnung 10 in Abhängigkeit von der erfassten elektrischen Speisungsgröße 18 und einer vorgegebenen elektrischen Speisungsgröße 19 der zumindest einen LED 41. Dabei ist die Steuereinrichtung 15 dazu eingerichtet, ein Regelglied 20 der Steuereinrichtung 15 für jede vorgegebene elektrische Speisungsgröße 19 der zumindest einen LED 41 mit einem konstanten Reglerbeiwert Ki zu betreiben. [0094] The method 60 comprises: detecting 61 an electrical supply variable 16 of the at least one LED 41; and controlling 61 switching means 13A, 13B of the LED converter arrangement 10 serving as an actuator as a function of the detected electrical supply variable 18 and a predetermined electrical supply variable 19 of the at least one LED 41. The control device 15 is configured to operate a control element 20 of the control device 15 for each predetermined electrical supply variable 19 of the at least one LED 41 with a constant control coefficient Ki.

[0095] Zwar wurden LED-Konverteranordanungen gemäß Ausführungsbeispielen beschrieben, jedoch können diverse Abwandlungen in anderen Ausführungsbeispielen verwirklicht werden. Beispielsweise sind die erfindungswesentlichen Merkmale in jeglicher LED-Konverteranordnung anwendbar, bei welcher eine Stellgröße gesetzt und eine Regelgröße langsam nachgeregelt werden kann. [0095] Although LED converter arrangements have been described according to exemplary embodiments, various modifications can be implemented in other exemplary embodiments. For example, the features essential to the invention can be applied to any LED converter arrangement in which a manipulated variable can be set and a controlled variable can be slowly adjusted.

Claims (10)

A hes AT 18 523 U1 2025-08-15 Ss N AnsprücheA hes AT 18 523 U1 2025-08-15 Ss N Claims 1. LED-Konverteranordnung (10) zum Betreiben zumindest einer LED (41), umfassend Erfassungsmittel (17) zum Erfassen einer elektrischen Speisungsgröße (16) der zumindest einen LED (41), und eine Steuereinrichtung (15) zum Ansteuern von als Stellglied dienenden Schaltmitteln (13A, 13B) der LED-Konverteranordnung (10) in Abhängigkeit von der erfassten elektrischen Speisungsgröße (18) und einer vorgegebenen elektrischen Speisungsgröße (19) der zumindest einen LED (41), wobei die Steuereinrichtung (15) ein Regelglied (20) und ein Linearisierungsglied (21) umfasst, welches dazu eingerichtet ist, das Regelglied (20) für jede vorgegebene elektrische Speisungsgröße (19) der zumindest einen LED (41) mit einem konstanten Reglerbeiwert (Kı) zu betreiben. 1. An LED converter arrangement (10) for operating at least one LED (41), comprising detection means (17) for detecting an electrical supply variable (16) of the at least one LED (41), and a control device (15) for controlling switching means (13A, 13B) of the LED converter arrangement (10) serving as an actuator as a function of the detected electrical supply variable (18) and a predetermined electrical supply variable (19) of the at least one LED (41), wherein the control device (15) comprises a control element (20) and a linearization element (21) which is designed to operate the control element (20) with a constant controller coefficient (Kı) for each predetermined electrical supply variable (19) of the at least one LED (41). 2. LED-Konverteranordnung (10) gemäß Anspruch 1, wobei die LED-Konverteranordnung (10) derart ausgebildet ist, dass mittlere Stromstärken durch die zumindest eine LED (41) als elektrische Speisungsgrößen (16, 18, 19) der zumindest einen LED dienen. 2. LED converter arrangement (10) according to claim 1, wherein the LED converter arrangement (10) is designed such that average current intensities through the at least one LED (41) serve as electrical supply variables (16, 18, 19) of the at least one LED. 3. LED-Konverteranordnung (10) gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Steuereinrichtung (15) dazu eingerichtet ist, als Stellglied dienende Schaltmittel (13A, 13B) der LED-Konverteranordnung (10) in einem Lückbetrieb anzusteuern. 3. LED converter arrangement (10) according to claim 1 or claim 2, wherein the control device (15) is designed to control switching means (13A, 13B) of the LED converter arrangement (10) serving as an actuator in a gap operation. 4. LED-Konverteranordnung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (15) dazu eingerichtet ist, die zumindest eine LED (41) in einer Vielzahl von Dimmstufen mit einer jeweiligen zugehörigen Spitzenstromstärke (Ip) einer Induktivität (11) der LED-Konverteranordnung (10) zu betreiben. 4. LED converter arrangement (10) according to one of the preceding claims, wherein the control device (15) is configured to operate the at least one LED (41) in a plurality of dimming levels with a respective associated peak current intensity (Ip) of an inductance (11) of the LED converter arrangement (10). 5. LED-Konverteranordnung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Regelglied (20) als ein integrierendes Regelglied ausgebildet ist. 5. LED converter arrangement (10) according to one of the preceding claims, wherein the control element (20) is designed as an integrating control element. 6. LED-Konverteranordnung (10) gemäß Anspruch 5, wobei das Linearisierungsglied (21) eine Inversfunktion für eine die zumindest eine LED (41) umfassende Regelstrecke der LED-Konverteranordnung (10) aufweist, wobei die Inversfunktion es erlaubt, das Regelglied (20) in einer jeden der Vielzahl von Dimmstufen für jede vorgegebene elektrische Speisungsgröße (19) der zumindest einen LED (41) mit einem konstanten Reglerbeiwert (Kı) zu betreiben. 6. LED converter arrangement (10) according to claim 5, wherein the linearization element (21) has an inverse function for a control system of the LED converter arrangement (10) comprising the at least one LED (41), wherein the inverse function allows the control element (20) to be operated with a constant control coefficient (Kı) in each of the plurality of dimming stages for each predetermined electrical supply variable (19) of the at least one LED (41). 7. LED-Konverteranordnung (10) gemäß Anspruch 6, wobei die Steuereinrichtung (15) dazu eingerichtet ist, die Inversfunktion in der jeweiligen der Vielzahl von Dimmstufen mit einer Festkomma-Arithmetik auszuwerten, wobei ein Absolutfehler zwischen der Festkomma-Arithmetik und einer entsprechenden FlieRkomma-Arithmetik geringer ist als eine vorgegebene Fehlertoleranzschwelle. 7. LED converter arrangement (10) according to claim 6, wherein the control device (15) is configured to evaluate the inverse function in the respective one of the plurality of dimming stages using fixed-point arithmetic, wherein an absolute error between the fixed-point arithmetic and a corresponding floating-point arithmetic is less than a predetermined error tolerance threshold. 8. LED-Konverteranordnung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Erfassungsmittel (17) einen Messwiderstand umfassen. 8. LED converter arrangement (10) according to one of the preceding claims, wherein the detection means (17) comprise a measuring resistor. 9. LED-Konverteranordnung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schaltmittel (13A, 13B) einen Transistor umfassen. 9. LED converter arrangement (10) according to one of the preceding claims, wherein the switching means (13A, 13B) comprise a transistor. 10. LED-Konverteranordnung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die LED-Konverteranordnung (10) als ein Abwärtswandler ausgebildet ist. 10. LED converter arrangement (10) according to one of the preceding claims, wherein the LED converter arrangement (10) is designed as a step-down converter. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080272744A1 (en) * 2007-05-02 2008-11-06 Cirrus Logic, Inc. Power control system using a nonlinear delta-sigma modulator with nonlinear power conversion process modeling
US20140091720A1 (en) * 2012-09-28 2014-04-03 Power Systems Technologies, Ltd. Controller for Use with a Power Converter and Method of Operating the Same
WO2016134945A1 (en) * 2015-02-24 2016-09-01 Tridonic Gmbh & Co Kg Switching regulator for operating luminaires, featuring peak current value controlling and mean current value detection

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080272744A1 (en) * 2007-05-02 2008-11-06 Cirrus Logic, Inc. Power control system using a nonlinear delta-sigma modulator with nonlinear power conversion process modeling
US20140091720A1 (en) * 2012-09-28 2014-04-03 Power Systems Technologies, Ltd. Controller for Use with a Power Converter and Method of Operating the Same
WO2016134945A1 (en) * 2015-02-24 2016-09-01 Tridonic Gmbh & Co Kg Switching regulator for operating luminaires, featuring peak current value controlling and mean current value detection

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
D. MENARD ; R. ROCHER ; O. SENTIEYS: "Analytical Fixed-Point Accuracy Evaluation in Linear Time-Invariant Systems", IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS I: REGULAR PAPERS, IEEE, US, vol. 55, no. 10, 1 November 2008 (2008-11-01), US , pages 3197 - 3208, XP011333282, ISSN: 1549-8328, DOI: 10.1109/TCSI.2008.923279 *

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