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EP3474632A1 - Schaltungsanordnung zum erzeugen einer referenzspannung für die stromversorgung einer led-anordnung - Google Patents

Schaltungsanordnung zum erzeugen einer referenzspannung für die stromversorgung einer led-anordnung Download PDF

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Publication number
EP3474632A1
EP3474632A1 EP17197293.8A EP17197293A EP3474632A1 EP 3474632 A1 EP3474632 A1 EP 3474632A1 EP 17197293 A EP17197293 A EP 17197293A EP 3474632 A1 EP3474632 A1 EP 3474632A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
voltage
voltage divider
power supply
divider
circuit arrangement
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
EP17197293.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3474632B1 (de
Inventor
Christian Guth
Harald Graf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZKW Group GmbH
Original Assignee
ZKW Group GmbH
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZKW Group GmbH filed Critical ZKW Group GmbH
Priority to EP17197293.8A priority Critical patent/EP3474632B1/de
Priority to KR1020207013116A priority patent/KR102318627B1/ko
Priority to US16/756,524 priority patent/US10887959B2/en
Priority to CN201880067810.5A priority patent/CN111226507B/zh
Priority to JP2020521951A priority patent/JP6914439B2/ja
Priority to PCT/EP2018/076416 priority patent/WO2019076608A1/de
Publication of EP3474632A1 publication Critical patent/EP3474632A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3474632B1 publication Critical patent/EP3474632B1/de
Active legal-status Critical Current
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light
    • H05B45/14—Controlling the intensity of the light using electrical feedback from LEDs or from LED modules
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light
    • H05B45/18—Controlling the intensity of the light using temperature feedback

Definitions

  • the invention relates to a circuit arrangement for generating a reference voltage for the power supply of an LED array, wherein the power supply, starting from an input voltage supplies a supply current for the LED array, which is determined by the height of the reference voltage.
  • Circuit arrangements of this type are known in a variety and are in power supplies for LED devices, mostly series circuits of LEDs used. Especially in the field of automotive lighting technology, a high constancy of the luminance of LED arrays is desired or required by regulations, especially the dependence of the current flowing through the array of fluctuations in the input voltage, usually the voltage of the KZF battery, and the temperature of the LED array taken into account and also to high LED temperatures are to be avoided.
  • JP 2007280458 A a circuit arrangement for generating a reference voltage which is dependent on an input voltage and the temperature.
  • a first circuit generates a current dependent on the input voltage, which is added to a temperature-dependent current, which is supplied by a second circuit.
  • the sum of these currents flows through a resistor of a third circuit, which supplies the desired output voltage via the voltage dropping across the resistor.
  • a circuit arrangement of the type mentioned which according to the invention comprises: one of two ohmic resistors first Voltage divider, which is at a constant supply voltage, consisting of two ohmic resistors second voltage divider, which is located at the input voltage of the power supply, and a third voltage divider, which consists of an ohmic resistance and a temperature-dependent resistor and which is connected to the constant supply voltage the temperature-dependent resistor is thermally coupled to the LED array, a voltage at the middle terminal of the second voltage divider voltage proportional is supplied via a first diode to the center terminal of the first voltage divider, a voltage proportional to the voltage at the center terminal of the third voltage divider via a second diode further the Middle terminal of the first voltage divider is supplied, and the voltage at the center terminal of the first voltage divider is supplied as a reference voltage of the power supply.
  • the invention provides a simple and cost-effective way to generate a temperature and input voltage-dependent reference voltage.
  • the voltage at the middle terminal of the second voltage divider and / or the third voltage divider is supplied to the middle terminal of the first voltage divider via an amplifier stage.
  • the amplifier stage comprises a transistor whose base is connected to the middle terminal of the second voltage divider and / or to the middle terminal of the third voltage divider, wherein the collector connected to a collector resistor via the first and / or second diode is connected to the center terminal of the first voltage divider.
  • the supply voltage of the circuit arrangement is also the supply voltage of the power supply.
  • the power supply comprises a controlled current source to which the reference voltage is supplied and which supplies the feed current controlled by the latter.
  • FIG. 1 Referring to FIG. 1, one can see a circuit arrangement 1, which in principle has three voltage dividers, namely a first voltage divider R1 / R2 consisting of two ohmic resistors R1, R2, which is connected to a constant supply voltage Uv, for example 5 volts, one of two ohmic resistors R3 , R4 existing second voltage divider R3 / R4, which is connected to an input voltage U B , for example 13 V of a motor vehicle battery, a power supply 2 for an LED array LED and a third voltage divider R5 / R6, consisting of a resistor R5 and a temperature-dependent resistor R6, in this example an NTC, and which is at the constant supply voltage Uv.
  • a first voltage divider R1 / R2 consisting of two ohmic resistors R1, R2, which is connected to a constant supply voltage Uv, for example 5 volts
  • Uv constant supply voltage
  • R3 , R4 existing second voltage divider R3
  • the input voltage U B is the power supply 2 expediently supplied via an anti-interference filter 3.
  • the supply voltage Uv can be shared by both the Circuit 1 and the power supply 2 are supplied, but also separate supply voltages are possible.
  • the power supply 2 expediently contains a controlled current source 4, which is supplied with a reference voltage U ref and which supplies a supply current Is controlled by this reference voltage U ref for the LED arrangement LED.
  • the circuit arrangement 1 which serves for the feedback control of the input voltage U B and the temperature of the load, here the LED array LED, and will now be described in more detail.
  • the temperature-dependent resistor R6 is thermally coupled to the LED array LED, which means that it is arranged correspondingly close to the LED array LED or, for example, sits on a not shown heat sink of the LED array LED.
  • the thermal coupling between the temperature-dependent resistor R6 and the LED array LED is indicated in the drawing by a two-sided arrow.
  • the middle terminal of the first voltage divider R1 / R2 is connected via a first diode D1 to the center terminal of the second voltage divider R3 / R4 and the middle terminal of the first voltage divider R1 / R2 is further connected via a second diode D2 to the center terminal of the third voltage divider R5 / R6 ,
  • the voltage at the middle terminal of the first voltage divider R1 / R2 is supplied as a reference voltage U ref of the power supply 2.
  • the voltage divider R1 / R2 fed by the supply voltage Uv supplies the reference voltage U Ref for the power supply 2 as the "main voltage divider" in normal operation at its center connection.
  • the third voltage divider R5 / R6 for the temperature control is connected via the diode D2 to the center terminal of the voltage divider R1 / R2, is also powered by the supply voltage Uv. If the resistor R6, in the example an NTC resistor, due to heating of the fed from the power supply 2 load, namely the LED array LED heated, its resistance and, accordingly, the voltage at the midpoint of the voltage divider R5 / R6 decreases , If this voltage value drops below the value of the difference between the voltage at the middle terminal of the voltage divider R1 / R2 minus the forward voltage at the diode D2, then the reference voltage U Ref at the center terminal of the voltage divider R1 / R2 also decreases and the desired re-regulation of the reference voltage U Ref occurs Heating the load.
  • the resistor R6 in the example an NTC resistor, due to heating of the fed from the power supply 2 load, namely the LED array LED heated, its resistance and, accordingly, the voltage at the midpoint of the voltage divider R5
  • FIG. 4 An exemplary course of the reference voltage as a function of the temperature is in Fig. 4 represented, in which one recognizes that starting from a certain temperature, here approx. 50 ° C, the reference voltage rises up to approx. 80 ° C initially a little, from this temperature however approximately linearly steeply decreases.
  • the solid line refers to the execution Fig. 1 and the dashed line to the embodiment described below Fig. 2 ,
  • Fig. 4 also shows that the temperature control is intervened only from a certain temperature, which may be in the range of 70 ° to 80 ° C in practice. It can be achieved by appropriate dimensioning of the resistors R5 and R6 of the third voltage divider that, for example, only from 70 ° C, the diode D2 becomes conductive and thereby actively intervene in the first voltage divider R1 / R2.
  • the middle terminal of the second, fed by the input voltage U B voltage divider R3 / R4 is connected via the first diode D1 to the center terminal of the first voltage divider R1 / R2, the "main voltage divider".
  • the reference voltage U Ref at the center terminal of the voltage divider R1 / R2 also decreases and it decreases occurs the desired feedback with decreasing input voltage U B.
  • FIG. 3 An exemplary course of the reference voltage U Ref as a function of the input voltage U B is in Fig. 3 represented, in which one recognizes that from a certain input voltage U B , in the present case about 8 volts, the reference voltage remains constant, in the example shown at 1.2 volts. If the input voltage U B drops below the stated value, then the reference voltage drops approximately linearly up to a second value of the input voltage U B , in the example about 5 volts, in order then to remain at this value with further lowering of the input voltage U B. Also at Fig. 3 the solid line refers to the execution Fig. 1 and the dashed line to the embodiment described below Fig. 2 ,
  • the temperature feedback control applies to the voltage feedback that you will dimension the second voltage divider R3 / R4 as needed so that only when a drop in the input voltage below a certain critical value, in the example of Fig. 3 Approximately 8 volts, a lowering of the reference voltage takes place, that is, the diode D1 becomes conductive and is actively intervened in the first voltage divider R1 / R2.
  • the coupling of the midpoint voltages of the second and third voltage divider R3 / R4 and R5 / R6 to the middle terminal of the first voltage divider R1 / R2 can also be effected via an amplifier stage in order to increase the slope of the control.
  • amplifier stages mentioned are transistor amplifiers, wherein it should be pointed out that an amplifier stage does not necessarily have to be assigned to both the second and the third voltage divider, but an amplifier stage can also be provided only between the first voltage divider and the second or third voltage divider.
  • the amplifier stages each comprise a transistor T1, T2, wherein the base of the transistor T1 is connected to the center terminal of the second voltage divider R3 / R4 and the base of the second transistor is connected to the center terminal of the third voltage divider R5 / R6.
  • the collector of the first transistor T1 lying at a collector resistor R8 is connected via the first diode D1 to the center terminal of the first voltage divider R1 / R2.
  • the collector of the second transistor T2 which is connected to a collector resistor R10, is connected via the second diode D2 to the center terminal of the first voltage divider R1 / R2.
  • the transistors T1 and T2 are of the npn type, the second voltage divider R3 / R4 representing the base voltage divider of the first transistor and the third voltage divider R5 / R6 the base voltage divider of the second transistor T2.
  • the base of the second transistor T2 is here via a resistor R11 to the center terminal of the third voltage divider R5 / R6.
  • the temperature sensor resistor R6 can also have a positive temperature dependence, thus can be designed as a PCT resistor. In this case, R5 and R6 must be interchanged in the circuit shown.

Landscapes

  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

Eine Schaltungsanordnung (1) zum Erzeugen einer Referenzspannung (U ref ) für die Stromversorgung (2) einer LED-Anordnung (LED), wobei die Stromversorgung ausgehend von einer Eingangsspannung (U B ) einen Speisestrom (Is) für die LED-Anordnung liefert, welcher durch die Höhe der Referenzspannung bestimmt wird, wobei die Schaltungsanordnung aufweist: einen ersten Spannungsteiler (R1/R2), der an einer konstanten Versorgungsspannung (Uv) liegt, einen zweiten Spannungsteiler (R3/R4), der an der Eingangsspannung (U B ) der Stromversorgung (2) liegt, und einen dritten Spannungsteiler (R5/R6) der aus einem ohmschen Widerstand (R5) und einem thermisch mit der LED-Anordnung gekoppelten temperaturabhängigen Widerstand (R6) besteht und der an der konstanten Versorgungsspannung liegt, eine der Spannung am Mittelanschluss des zweiten Spannungsteilers (R3/R4) proportionale Spannung über eine erste Diode (D1) dem Mittelanschluss des ersten Spannungsteilers (R1/R2) zugeführt ist, eine der Spannung am Mittelanschluss des dritten Spannungsteilers (R5/R6) proportionale Spannung über eine zweite Diode (D2) weiters dem Mittelanschluss des ersten Spannungsteilers (R1/R2) zugeführt ist, und die Spannung am Mittelanschluss des ersten Spannungsteilers (R1/R2) als Referenzspannung (U ref ) der Stromversorgung (2) zugeführt ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer Referenzspannung für die Stromversorgung einer LED-Anordnung, wobei die Stromversorgung ausgehend von einer Eingangsspannung einen Speisestrom für die LED-Anordnung liefert, welcher durch die Höhe der Referenzspannung bestimmt wird.
  • Schaltungsanordnungen dieser Gattung sind in einer Vielzahl bekannt und werden in Stromversorgungen für LED-Anordnungen, meist Serienschaltungen von LEDs, eingesetzt. Speziell auf dem Gebiet der KFZ-Beleuchtungstechnik ist eine hohe Konstanz der Leuchtdichte von LED-Anordnungen gewünscht bzw. durch Vorschriften gefordert, wobei vor allem die Abhängigkeit des durch die Anordnung fließenden Stroms von Schwankungen der Eingangsspannung, meist die Spannung der KZF-Batterie, und der Temperatur der LED-Anordnung berücksichtigt und außerdem zu hohe LED-Temperaturen vermieden werden sollen.
  • Zur Lösung dieser Probleme sind unterschiedliche Schaltungsanordnungen bekannt geworden. Beispielsweise beschreibt die JP 2007280458 A eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer Referenzspannung, welche von einer Eingangsspannung und der Temperatur abhängig ist. Dabei erzeugt eine erste Schaltung einen von der Eingangsspannung abhängigen Strom, welcher zu einem von der Temperatur abhängigen Strom addiert wird, der von einer zweiten Schaltung geliefert wird. Die Summe dieser Ströme durchfließt einen Widerstand einer dritten Schaltung, welche über die an dem Widerstand abfallende Spannung die gewünschte Ausgangsspannung liefert.
  • Der Aufwand für die Schaltungsanordnungen nach dem Stand der Technik ist beträchtlich und wird für viele Anwendungen als zu hoch empfunden. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die kostengünstig realisierbar ist.
  • Diese Aufgabe wir mit einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art gelöst, die erfindungsgemäß aufweist: einen aus zwei ohmschen Widerständen bestehenden ersten Spannungsteiler, der an einer konstanten Versorgungsspannung liegt, einen aus zwei ohmschen Widerständen bestehenden zweiten Spannungsteiler, der an der Eingangsspannung der Stromversorgung liegt, und einen dritten Spannungsteiler, der aus einem ohmschen Widerstand und einem temperaturabhängigen Widerstand besteht und der an der konstanten Versorgungsspannung liegt, wobei der temperaturabhängige Widerstand thermisch mit der LED-Anordnung gekoppelt ist, eine der Spannung am Mittelanschluss des zweiten Spannungsteilers proportionale Spannung über eine erste Diode dem Mittelanschluss des ersten Spannungsteilers zugeführt ist, eine der Spannung am Mittelanschluss des dritten Spannungsteilers proportionale Spannung über eine zweite Diode weiters dem Mittelanschluss des ersten Spannungsteilers zugeführt ist, und die Spannung am Mittelanschluss des ersten Spannungsteilers als Referenzspannung der Stromversorgung zugeführt ist.
  • Die Erfindung bietet eine einfache und kostengünstige Möglichkeit, eine temperatur- und eingangsspannungsabhängige Referenzspannung zu erzeugen.
  • Dabei ist es in Hinblick auf einen besonders einfachen Aufbau von Vorteil, wenn der Mittelanschluss des ersten Spannungsteilers über eine erste Diode mit dem Mittelanschluss des zweiten Spannungsteilers verbunden ist und der Mittelanschluss des ersten Spannungsteilers weiters über eine zweite Diode mit dem Mittelanschluss des dritten Spannungsteilers verbunden ist.
  • Um eine steilere Rückregelung zu erreichen kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass die Spannung am Mittelanschluss des zweiten Spannungsteilers und/oder des dritten Spannungsteilers dem Mittelanschluss des ersten Spannungsteilers über eine Verstärkerstufe zugeführt ist.
  • In diesem Fall lässt sich eine einfache und ökonomische Lösung erreichen, falls die Verstärkerstufe einen Transistor umfasst, dessen Basis mit dem Mittelanschluss des zweiten Spannungsteilers und/oder mit dem Mittelanschluss des dritten Spannungsteilers verbunden ist, wobei der an einem Kollektorwiderstand liegende Kollektor über die erste und/oder zweite Diode mit dem Mittelanschluss des ersten Spannungsteilers verbunden ist. Weiters ist es zweckmäßig, wenn die Versorgungsspannung der Schaltungsanordnung auch die Versorgungsspannung der Stromversorgung ist.
  • Günstig ist es weiters, wenn die Eingangsspannung der Stromversorgung über ein Entstörfilter zugeführt ist.
  • Mit Vorteil kann auch vorgesehen sein, dass die Stromversorgung eine gesteuerte Stromquelle umfasst, welcher die Referenzspannung zugeführt ist und welche den durch diese gesteuerten Speisestrom liefert.
  • Die Erfindung samt weiteren Vorteilen ist im Folgenden an Hand beispielsweiser Ausführungen näher erläutert, die in der Zeichnung veranschaulicht sind. In dieser zeigen
    • Fig. 1 ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
    • Fig. 2 ein Schaltbild einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
    • Fig. 3 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Rückregelung der Eingangsspannung bei den beiden beispielsweisen Ausführungsformen und
    • Fig. 4 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Temperaturrückregelung bei den beiden beispielsweisen Ausführungsformen.
  • Nun auf Fig. 1 Bezug nehmend erkennt man eine Schaltungsanordnung 1, welche im Prinzip drei Spannungsteiler aufweist, nämlich einen aus zwei ohmschen Widerständen R1, R2 bestehenden ersten Spannungsteiler R1/R2, der an einer konstanten Versorgungsspannung Uv, beispielsweise 5 Volt, liegt, einen aus zwei ohmschen Widerständen R3, R4 bestehenden zweiten Spannungsteiler R3/R4, der an einer Eingangsspannung UB, beispielsweise 13 V einer KFZ-Batterie, einer Stromversorgung 2 für eine LED-Anordnung LED liegt und einen dritten Spannungsteiler R5/R6, der aus einem ohmschen Widerstand R5 und einem temperaturabhängigen Widerstand R6, in diesem Beispiel ein NTC, besteht und der an der konstanten Versorgungsspannung Uv liegt.
  • Die Eingangsspannung UB wird der Stromversorgung 2 zweckmäßigerweise über ein Entstörfilter 3 zugeführt. Die Versorgungsspannung Uv kann gemeinsam sowohl der Schaltungsanordnung 1 als auch der Stromversorgung 2 zugeführt werden, doch sind ebenso getrennte Versorgungsspannungen möglich.
  • Die Stromversorgung 2 enthält zweckmäßigerweise eine gesteuerte Stromquelle 4, welcher eine Referenzspannung Uref zugeführt ist und welche einen durch diese Referenzspannung Uref gesteuerten Speisestrom Is für die LED-Anordnung LED liefert.
  • Zur Erzeugung dieser Referenzspannung Uref ist nun die Schaltungsanordnung 1 vorgesehen, welche zur Rückregelung der Eingangsspannung UB und der Temperatur der Last, hier der LED-Anordnung LED, dient und nun näher beschrieben wird.
  • Wesentlich ist zunächst, dass der temperaturabhängige Widerstand R6 thermisch mit der LED-Anordnung LED gekoppelt ist, was bedeutet, dass er entsprechend nahe zu der LED-Anordnung LED angeordnet ist oder beispielsweise auf einem nicht gezeigten Kühlkörper der LED-Anordnung LED sitzt. Die thermische Kopplung zwischen dem temperaturabhängigen Widerstand R6 und der LED-Anordnung LED ist in der Zeichnung durch einen zweiseitigen Pfeil angedeutet.
  • Der Mittelanschluss des ersten Spannungsteilers R1/R2 ist über eine erste Diode D1 mit dem Mittelanschluss des zweiten Spannungsteilers R3/R4 verbunden und der Mittelanschluss des ersten Spannungsteilers R1/R2 ist weiters über eine zweite Diode D2 mit dem Mittelanschluss des dritten Spannungsteilers R5/R6 verbunden. Das bedeutet, dass die Spannung am Mittelanschluss des zweiten Spannungsteilers R3/R4 über die erste Diode D1 dem Mittelanschluss des ersten Spannungsteilers R1/R2 zugeführt ist und die Spannung am Mittelanschluss des dritten Spannungsteilers R5/R6 über die zweite Diode D2 dem Mittelanschluss des ersten Spannungsteilers R1/R2 zugeführt ist.
  • Die Spannung am Mittelanschluss des ersten Spannungsteilers R1/R2 ist als Referenzspannung Uref der Stromversorgung 2 zugeführt.
  • Was die Funktion der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung betrifft, so liefert der von der Versorgungsspannung Uv gespeiste Spannungsteiler R1/R2 als "Hauptspannungsteiler" im Normalbetrieb an seinem Mittelanschluss die Referenzspannung URef für die Stromversorgung 2.
  • Der dritte Spannungsteiler R5/R6 für die Temperaturrückregelung, dessen Mittelanschluss über die Diode D2 an den Mittelanschluss des Spannungsteilers R1/R2 angeschlossen ist, ist gleichfalls von der Versorgungsspannung Uv gespeist. Falls sich der Widerstand R6, im Beispiel ein NTC-Widerstand, auf Grund einer Erwärmung der von der Stromversorgung 2 gespeisten Last, nämlich der LED-Anordnung LED, erwärmt, sinkt sein Widerstand und dementsprechend auch die Spannung an dem Mittelpunkt des Spannungsteilers R5/R6. Sinkt dieser Spannungswert unter den Wert der Differenz der Spannung am Mittelanschluss des Spannungsteilers R1/R2 minus der Durchlassspannung an der Diode D2 so sinkt die Referenzspannung URef an dem Mittelanschluss des Spannungsteilers R1/R2 ebenfalls und es tritt die erwünschte Rückregelung der Referenzspannung URef bei Erwärmung der Last ein.
  • Ein beispielsweiser Verlauf der Referenzspannung in Abhängigkeit der Temperatur ist in Fig. 4 dargestellt, in welcher man erkennt, das ab einer bestimmten Temperatur, hier ca. 50° C, die Referenzspannung bis ca. 80° C zunächst ein wenig ansteigt, ab dieser Temperatur jedoch etwa linear steil abfällt. In der genannten Fig. 4 bezieht sich die ausgezogene Linie auf die Ausführung nach Fig. 1 und die strichlierte Linie auf die weiter unten beschriebene Ausführung nach Fig. 2.
  • Fig. 4 zeigt auch, dass in die Temperaturrückregelung erst ab einer bestimmten Temperatur eingegriffen wird, die in der Praxis im Bereich von 70° bis 80° C liegen kann. Man kann durch eine entsprechende Dimensionierung der Widerstände R5 und R6 des dritten Spannungsteilers erreichen, dass beispielsweise erst ab 70° C die Diode D2 leitend wird und dadurch aktiv in den ersten Spannungsteiler R1/R2 eingegriffen wird.
  • Nach dem soeben beschriebenen Prinzip funktioniert auch die Eingangsspannungsrückregelung. Der Mittelanschluss des zweiten, von der Eingangsspannung UB gespeisten Spannungsteilers R3/R4 ist über die erste Diode D1 mit dem Mittelanschluss des ersten Spannungsteilers R1/R2, des "Hauptspannungsteilers", verbunden. Sinkt der Spannungswert an dem Mittelanschluss des zweiten Spannungsteilers R3/R4 unter den Wert der Differenz der Spannung am Mittelanschluss des Spannungsteilers R1/R2 minus der Durchlassspannung an der Diode D1 so sinkt die Referenzspannung URef an dem Mittelanschluss des Spannungsteilers R1/R2 ebenfalls und es tritt die erwünschte Rückregelung mit sinkender Eingangsspannung UB ein.
  • Ein beispielsweiser Verlauf der Referenzspannung URef in Abhängigkeit von der Eingangsspannung UB ist in Fig. 3 dargestellt, in welcher man erkennt, dass ab einer bestimmten Eingangsspannung UB, im vorliegenden Fall ca. 8 Volt, die Referenzspannung konstant bleibt, im gezeigten Beispiel bei 1,2 Volt. Sinkt die Eingangsspannung UB unter den genannten Wert, so sinkt die Referenzspannung etwa linear bis zu einem zweiten Wert der Eingangsspannung UB, im Beispiel ca. 5 Volt, um dann bei weiterem Absinken der Eingangsspannung UB auf diesem Wert zu bleiben. Auch bei Fig. 3 bezieht sich die ausgezogene Linie auf die Ausführung nach Fig. 1 und die strichlierte Linie auf die weiter unten beschriebene Ausführung nach Fig. 2.
  • Ebenso wie im Fall der Temperaturrückregelung gilt für die Spannungsrückregelung, dass man je nach Bedarf den zweiten Spannungsteiler R3/R4 so dimensionieren wird, dass erst bei einem Absinken der Eingangsspannung unter einen bestimmten kritischen Wert, im Beispiel der Fig. 3 ca. 8 Volt, ein Absenken der Referenzspannung erfolgt, d.h. die Diode D1 leitend wird und aktiv in den ersten Spannungsteiler R1/R2 eingegriffen wird.
  • An Hand der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform kann man erkennen, dass die Kopplung der Mittelpunktspannungen des zweiten und dritten Spannungsteilers R3/R4 und R5/R6 an den Mittelanschluss des ersten Spannungsteilers R1/R2 auch über eine Verstärkerstufe erfolgen kann, um die Steilheit der Regelung zu erhöhen. Ganz allgemein gesprochen kann eine der Spannung am Mittelanschluss des zweiten Spannungsteilers R3/R4 proportionale Spannung über die erste Diode D1 dem Mittelanschluss des ersten Spannungsteilers R1/R2 und eine der Spannung am Mittelanschluss des dritten Spannungsteilers R5/R6 proportionale Spannung über eine zweite Diode D2 dem Mittelanschluss des ersten Spannungsteilers R1/R2 zugeführt werden.
  • In Fig. 2 sind die erwähnten Verstärkerstufen Transistorverstärker, wobei darauf hingewiesen werden soll, dass eine Verstärkerstufe nicht notwendigerweise sowohl dem zweiten als auch dem dritten Spannungsteiler zugeordnet sein muss, sondern eine Verstärkerstufe auch nur zwischen dem ersten Spannungsteiler und dem zweiten oder dritten Spannungsteiler vorgesehen sein kann.
  • Gemäß Fig. 2 umfassen die Verstärkerstufen je einen Transistor T1, T2, wobei die Basis des Transistors T1 mit dem Mittelanschluss des zweiten Spannungsteilers R3/R4 verbunden ist und die Basis des zweiten Transistors mit dem Mittelanschluss des dritten Spannungsteilers R5/R6 verbunden ist. Dabei ist der an einem Kollektorwiderstand R8 liegende Kollektor des ersten Transistors T1 über die erste Diode D1 mit dem Mittelanschluss des ersten Spannungsteilers R1/R2 verbunden. In analoger Weise ist der an einem Kollektorwiderstand R10 liegende Kollektor des zweiten Transistors T2 über die zweite Diode D2 mit dem Mittelanschluss des ersten Spannungsteilers R1/R2 verbunden.
  • Im gezeigte Beispiel sind die Transistoren T1 und T2 vom npn-Typ, wobei der zweite Spannungsteiler R3/R4 den Basisspannungsteiler des ersten Transistors und der dritte Spannungsteiler R5/R6 den Basisspannungsteiler des zweiten Transistors T2 darstellt. Die Basis des zweiten Transistor T2 liegt hier über einen Widerstand R11 an dem Mittelanschluss des dritten Spannungsteilers R5/R6.
  • Wieder auf die Fig. 3 und 4 zurückkommend sind dort die Abhängigkeiten der Referenzspannung URef von der Eingangsspannung (Fig. 3) und der Temperatur (Fig.4) der LED-Anordnung strichliert dargestellt. In Fig. 3 ist gezeigt, dass die Referenzspannung URef bei der Schaltung nach Fig. 2 mit sinkender Eingangsspannung noch weiter abfällt als bei der Schaltung nach Fig. 1, nämlich auf einen Wert von ca. 650 mV, und in Fig. 4 erkennt man, dass die Referenzspannung URef bei der Schaltung nach Fig. 2 in Abhängigkeit von steigender Temperatur steiler abfällt als bei der Schaltung nach Fig. 1.
  • Es ist erwähnenswert, dass der Temperaturfühlerwiderstand R6 auch eine positive Temperaturabhängigkeit besitzen kann, somit als PCT-Widerstand ausgebildet sein kann. In diesem Fall müssen bei der gezeigten Schaltung R5 und R6 vertauscht werden.
  • Ganz allgemein ist zu sagen, dass dem Fachmann noch andere Möglichkeiten zur Verfügung stehen, um die erfindungsgemäße Schaltung zu realisieren, wobei in der Anordnung nach Fig. 2 beispielsweise andere Transistortypen zum Einsatz kommen können oder bei Bedarf auch andere Verstärkerstufen, wie z.B. integrierte Schaltungen.

Claims (7)

  1. Schaltungsanordnung (1) zum Erzeugen einer Referenzspannung (Uref) für die Stromversorgung (2) einer LED-Anordnung (LED), wobei die Stromversorgung ausgehend von einer Eingangsspannung (UB) einen Speisestrom (IS) für die LED-Anordnung liefert, welcher durch die Höhe der Referenzspannung bestimmt wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Schaltungsanordnung aufweist:
    einen aus zwei ohmschen Widerständen (R1, R2) bestehenden ersten Spannungsteiler (R1/R2), der an einer konstanten Versorgungsspannung (UV) liegt,
    einen aus zwei ohmschen Widerständen (R3, R4) bestehenden zweiten Spannungsteiler (R3/R4), der an der Eingangsspannung (UB) der Stromversorgung (2) liegt, und
    einen dritten Spannungsteiler (R5/R6), der aus einem ohmschen Widerstand (R5) und einem temperaturabhängigen Widerstand (R6) besteht und der an der konstanten Versorgungsspannung liegt,
    wobei der temperaturabhängige Widerstand thermisch mit der LED-Anordnung gekoppelt ist,
    eine der Spannung am Mittelanschluss des zweiten Spannungsteilers (R3/R4) proportionale Spannung über eine erste Diode (D1) dem Mittelanschluss des ersten Spannungsteilers (R1/R2) zugeführt ist,
    eine der Spannung am Mittelanschluss des dritten Spannungsteilers (R5/R6) proportionale Spannung über eine zweite Diode (D2) weiters dem Mittelanschluss des ersten Spannungsteilers (R1/R2) zugeführt ist,
    und die Spannung am Mittelanschluss des ersten Spannungsteilers (R1/R2) als Referenzspannung (Uref) der Stromversorgung (2) zugeführt ist.
  2. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelanschluss des ersten Spannungsteilers über eine erste Diode (D1) mit dem Mittelanschluss des zweiten Spannungsteilers (R3/R4) verbunden ist und der Mittelanschluss des ersten Spannungsteilers (R1/R2) weiters über eine zweite Diode (D2) mit dem Mittelanschluss des dritten Spannungsteilers (R5/R6) verbunden ist.
  3. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung am Mittelanschluss des zweiten Spannungsteilers (R3/R4) und/oder des dritten Spannungsteilers (R5/R6) dem Mittelanschluss des ersten Spannungsteilers (R1/R2) über eine Verstärkerstufe (T1, R7, R8; T2, R9, R10) zugeführt ist.
  4. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkerstufe einen Transistor (T1, T2) umfasst, dessen Basis mit dem Mittelanschluss des zweiten Spannungsteilers (R3/R4) und/oder mit dem Mittelanschluss des dritten Spannungsteilers (R5/R6) verbunden ist, wobei der an einem Kollektorwiderstand (R8, R10) liegende Kollektor über die erste und/oder zweite Diode (D1, D2) mit dem Mittelanschluss des ersten Spannungsteilers (R1/R2) verbunden ist.
  5. Schaltungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsspannung (UV) der Schaltungsanordnung (1) auch die Versorgungsspannung der Stromversorgung (2) ist.
  6. Schaltungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsspannung (UB) der Stromversorgung (2) über ein Entstörfilter (3) zugeführt ist.
  7. Schaltungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgung (2) eine gesteuerte Stromquelle (4) umfasst, welcher die Referenzspannung (Uref) zugeführt ist und welche den durch diese gesteuerten Speisestrom (IS) liefert.
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