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DE102010003739B4 - Circuit arrangement for operating a plurality of LEDs - Google Patents

Circuit arrangement for operating a plurality of LEDs Download PDF

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DE102010003739B4
DE102010003739B4 DE102010003739A DE102010003739A DE102010003739B4 DE 102010003739 B4 DE102010003739 B4 DE 102010003739B4 DE 102010003739 A DE102010003739 A DE 102010003739A DE 102010003739 A DE102010003739 A DE 102010003739A DE 102010003739 B4 DE102010003739 B4 DE 102010003739B4
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Germany
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coupled
bypass device
output
transistor
bp2a
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DE102010003739A
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German (de)
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Andreas Huber
Oskar Schallmoser
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Osram GmbH
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Osram GmbH
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40Details of LED load circuits
    • H05B45/44Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • H05B45/48Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix having LEDs organised in strings and incorporating parallel shunting devices

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

Abstract

Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Vielzahl von LEDs mit – einem Versorgungsspannungsanschluss (UV) zum Koppeln mit einer Versorgungsgleichspannung (Ua); – einem Bezugspotentialanschluss zum Koppeln mit einem Bezugspotential; – einer Stromquelle (I0), die mit dem Bezugspotentialanschluss gekoppelt ist; – der Serienschaltung mindestens einer ersten (LED1) und mindestens einer zweiten LED (LED2), wobei der mindestens einen ersten LED (LED1) eine erste Bypassvorrichtung (BP1a) und der mindestens einen zweiten LED (LED2) eine zweite Bypassvorrichtung (BP2a) parallel geschaltet ist, wobei die erste (BP1a) und die zweite Bypassvorrichtung (BP2a) jeweils einen Steueranschluss aufweisen, wobei die Parallelschaltung der mindestens einen ersten LED (LED1) und der ersten Bypassvorrichtung (BP1a), die Parallelschaltung der mindestens einen zweiten LED (LED2) und der zweiten Bypassvorrichtung (BP2a) sowie die Stromquelle (I0) seriell zwischen den Versorgungsspannungsanschluss (UV) und den Bezugspotentialanschluss gekoppelt ist; – einem PWM-Generator (12) mit mindestens einem ersten Ausgang (A1), der mit dem Steueranschluss der ersten Bypassvorrichtung...Circuit arrangement for operating a plurality of LEDs with - a supply voltage connection (UV) for coupling with a DC supply voltage (Ua); - a reference potential connection for coupling to a reference potential; - A current source (I0), which is coupled to the reference potential connection; - The series connection of at least one first (LED1) and at least one second LED (LED2), wherein the at least one first LED (LED1) a first bypass device (BP1a) and the at least one second LED (LED2) a second bypass device (BP2a) connected in parallel The first (BP1a) and the second bypass device (BP2a) each have a control connection, the parallel connection of the at least one first LED (LED1) and the first bypass device (BP1a), the parallel connection of the at least one second LED (LED2) and the second bypass device (BP2a) and the current source (I0) are serially coupled between the supply voltage connection (UV) and the reference potential connection; - A PWM generator (12) with at least one first output (A1), which with the control connection of the first bypass device ...

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Vielzahl von LEDs mit einem Versorgungsspannungsanschluss zum Koppeln mit einer Versorgungsgleichspannung, einem Bezugspotentialanschluss zum Koppeln mit einem Bezugspotential, einer Stromquelle, die mit dem Bezugspotentialanschluss gekoppelt ist, der Serienschaltung mindestens einer ersten und mindestens einer zweiten LED, wobei der mindestens einen ersten LED eine erste Bypassvorrichtung und der mindestens einen zweiten LED eine zweite Bypassvorrichtung parallel geschaltet ist, wobei die erste und die zweite Bypassvorrichtung jeweils einen Steueranschluss aufweisen, wobei die Parallelschaltung der mindestens einen ersten LED und der ersten Bypassvorrichtung, die Parallelschaltung der mindestens einen zweiten LED und der zweiten Bypassvorrichtung sowie die Stromquelle seriell zwischen den Versorgungsspannungsanschluss und den Bezugspotentialanschluss gekoppelt ist, einem PWM(Pulsweitenmodulation)-Generator mit mindestens einem ersten Ausgang, der mit dem Steueranschluss der ersten Bypassvorrichtung gekoppelt ist, und mindestens einem zweiten Ausgang, der mit dem Steueranschluss der zweiten Bypassvorrichtung gekoppelt ist, und einer Pegelwandlervorrichtung mit mindestens einem ersten Pegelwandler, der zwischen den ersten Ausgang des PWM-Generators und den Steueranschluss der ersten Bypassvorrichtung gekoppelt ist, und einem zweiten Pegelwandler, der zwischen den zweiten Ausgang des PWM-Generators und den Steueranschluss der zweiten Bypassvorrichtung gekoppelt ist.The present invention relates to a circuit arrangement for operating a plurality of LEDs having a supply voltage terminal for coupling to a DC supply voltage, a reference potential terminal for coupling to a reference potential, a current source coupled to the reference potential terminal, the series connection of at least one first and at least one second LED, wherein the at least one first LED, a first bypass device and the at least one second LED, a second bypass device is connected in parallel, wherein the first and the second bypass device each having a control terminal, wherein the parallel connection of the at least one first LED and the first bypass device, the parallel circuit of at least one second LED and the second bypass device and the current source is serially coupled between the supply voltage terminal and the reference potential terminal, a PWM (Pulse Width Modulation) generator at least one first output coupled to the control port of the first bypass device and at least one second output coupled to the control port of the second bypass device and a level converter device having at least one first level converter connected between the first output of the PWM generator and the control terminal of the first bypass device, and a second level converter coupled between the second output of the PWM generator and the control terminal of the second bypass device.

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Problematik, wie sie beispielsweise bei Autoscheinwerfern auftritt, die als Leuchtmittel eine Vielzahl von LEDs verwenden. Zur Realisierung von selektiven Beleuchtungsfunktionen, beispielsweise Kurvenlicht, Ausleuchtung von Personen, Tieren oder Verkehrszeichen am Straßenrand, Umschalten von Fernlicht auf Abblendlicht, etc., ist es erwünscht, einzelne LEDs oder Gruppen von LEDs selektiv aus- und einzuschalten.The present invention relates to a problem, as occurs for example in car headlights, which use a plurality of LEDs as the light source. In order to realize selective illumination functions, such as cornering light, illumination of persons, animals or traffic signs on the roadside, switching from high beam to low beam, etc., it is desirable to selectively switch individual LEDs or groups of LEDs off and on.

Aus der DE 101 03 611 A1 ist eine Schaltungsanordnung zum Betreiben von mehreren Leuchtmitteln bekannt, die diese seriell betreibt, wobei die Leuchtdioden jeweils mit einem Schalter überbrückt werden können.From the DE 101 03 611 A1 a circuit arrangement for operating a plurality of light sources is known, which operates these serially, wherein the light-emitting diodes can each be bridged with a switch.

Aus der GB 2 278 717 A ist ebenfalls eine Schaltungsanordnung zum seriellen Betrieb von Leuchtdioden bekannt, die mittels Transistoren überbrückt werden.From the GB 2 278 717 A is also known a circuit arrangement for the serial operation of light-emitting diodes, which are bridged by means of transistors.

Die US 2008/0191642 schließlich zeigt den seriellen Betrieb von Hochleistungs-Leuchtdioden, die ebenfalls einzeln mit Transistoren überbrückt werden können, wobei die Transistoren mit verschiedenen Pulsweitenmodulationen angesteuert werden, um unterschiedliche Abstrahlleistungen der Leuchtdioden zu erzeugen.The US 2008/0191642 Finally, shows the serial operation of high-power LEDs, which can also be bridged individually with transistors, the transistors are driven with different pulse width modulation to produce different emission rates of the light-emitting diodes.

Zur Lösung dieses Problems ist es aus dem Stand der Technik bekannt, die jeweilige Bypassvorrichtung über einen jeweiligen ohmschen Widerstand anzusteuern, der zwischen den jeweiligen Pegelwandler und die jeweilige Bypassvorrichtung gekoppelt ist. Umfasst der jeweilige Pegelwandler einen Transistor, beispielsweise einen npn-Transistor, dann ist der jeweilige ohmsche widerstand in der Basisleitung angeordnet. Dies führt jedoch in der Praxis dazu, dass LEDs, die innerhalb des LED-Strangs näher zum Bezugspotential angeordnet sind, eine andere Helligkeit abgeben als LEDs, die näher zum Versorgungsspannungsanschluss angeordnet sind.To solve this problem, it is known from the prior art, to control the respective bypass device via a respective ohmic resistance, which is coupled between the respective level converter and the respective bypass device. If the respective level converter comprises a transistor, for example an npn transistor, then the respective ohmic resistance is arranged in the base line. In practice, however, this leads to LEDs, which are arranged closer to the reference potential within the LED string, emitting a different brightness than LEDs, which are arranged closer to the supply voltage terminal.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine eingangs genannte Schaltungsanordnung derart weiterzubilden, dass die Helligkeitsabgabe einer LED weitgehend unabhängig davon ist, wo sie zwischen Versorgungsspannungsanschluss und Bezugspotentialanschluss angeordnet ist.The object of the present invention is therefore to develop a circuit arrangement mentioned in such a way that the brightness output of an LED is largely independent of where it is arranged between the supply voltage terminal and reference potential terminal.

Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1.These objects are achieved by a circuit arrangement having the features of patent claim 1.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es im Stand der Technik deshalb zu Helligkeitsunterschieden zwischen auf höherem Potential liegenden und auf niedrigerem Potential liegenden LEDs kommt, da über den Basiswiderstand ein relevanter Stromanteil des Stroms, der eigentlich die LEDs durchfließen sollte, über die Bypassvorrichtung abgezogen wird. Auf je niedrigerem Potential die jeweilige LED liegt, umso mehr Strom wurde bereits von auf höherem Potential liegenden LEDs abgezweigt, so dass die auf niedrigerem Potential liegenden LEDs nur mehr eine geringere Helligkeit abgeben – im Vergleich zu der von den auf höherem Potential liegenden LEDs abgegebenen Helligkeit.The present invention is based on the finding that, in the prior art, brightness differences therefore occur between LEDs located at a higher potential and at a lower potential, since a relevant current component of the current that should actually flow through the LEDs is transmitted via the base device via the bypass device is deducted. The lower the potential of the respective LED, the more current has already been diverted from higher-potential LEDs, so that the LEDs lying at lower potential only deliver a lower brightness compared to the brightness emitted by the LEDs located at a higher potential ,

Bei der aus dem Stand der Technik bekannten Vorgehensweise ergibt sich überdies ein weiterer Nachteil: Da bei Verwendung eines ohmschen Widerstands in der Basisleitung – wenn der Pegelwandler einen Bipolartransistor umfasst; andere Realisierungen, z. B. mit einem Feldeffekttransistor sind selbstverständlich möglich – der den ohmschen Widerstand durchfließende Strom proportional zu der Span-Widerstand durchfließende Strom proportional zu der Spannung ist, die über dem ohmschen Widerstand anliegt, das heißt im Wesentlichen die Spannung am Auskoppelpunkt im LED-Strang, ist für die auf niedrigerem Potential liegenden LEDs der ohmsche Widerstand so zu dimensionieren, dass der Transistor, der als Bypassvorrichtung wirkt, genügend Steuerstrom erhält. Dies führt jedoch dazu, dass bei den auf höherem Potential liegenden LEDs ein höherer Strom als nötig fließt. Daraus resultieren unerwünscht hohe Verluste. Überdies wird dadurch der bereits erwähnte Nachteil, das heißt, dass es aufgrund des Abziehens von Strom aus dem LED-Strang durch die auf höherem Potential liegenden LEDs zu Helligkeitsschwankungen kommt, verstärkt.Moreover, in the case of the procedure known from the prior art, there is a further disadvantage: when using an ohmic resistance in the base line - when the level converter comprises a bipolar transistor; other realizations, eg. B. with a field effect transistor Of course possible - the current flowing through the ohmic resistance proportional to the voltage flowing through chip resistor is proportional to the voltage applied to the ohmic resistance, that is essentially the voltage at the output point in the LED strand is for the lower potential LEDs to dimension the ohmic resistance so that the transistor, which acts as a bypass device, receives sufficient control current. However, this results in a higher current than necessary for the higher potential LEDs. This results in undesirably high losses. Moreover, the above-mentioned disadvantage, that is to say that due to the removal of current from the LED string due to the LEDs lying at a higher potential, brightness fluctuations are amplified.

Um diese Probleme zu vermeiden, geht die vorliegende Erfindung den Weg, den ersten und zweiten Pegelwandler als Konstantstromquelle auszubilden. Dazu wird der im Stand der Technik in der Kollektorleitung (am Beispiel eines npn-Bipolartransistors) vorgesehene ohmsche Widerstand in die Emitterleitung, das heißt die Verbindung zwischen Emitter des Transistors des Pegelwandlers und den Bezugpotentialanschluss gekoppelt. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird die Spannung am Ausgang des PWM-Generators durch einen Pegelwandler in einen Strom zur Steuerung der Bypassvorrichtung umgewandelt. Im Stand der Technik wird die Bypassvorrichtung hingegen durch eine Spannung gesteuert, wobei die zur Steuerung nötige Spannung dabei davon abhängt, wie viele LEDs ein- oder ausgeschaltet sind, die auf höherem Potential liegen als die aktuelle LED.To avoid these problems, the present invention makes the way to form the first and second level converter as a constant current source. For this purpose, in the prior art in the collector line (on the example of npn bipolar transistor) provided ohmic resistance in the emitter line, that is, the connection between the emitter of the transistor of the level converter and the reference potential terminal coupled. As a result of the measure according to the invention, the voltage at the output of the PWM generator is converted by a level converter into a current for controlling the bypass device. In the prior art, however, the bypass device is controlled by a voltage, wherein the voltage required for control depends on how many LEDs are on or off, which are at a higher potential than the current LED.

Durch die einfache Maßnahme der vorliegenden Erfindung wird nur mehr ein minimaler Strom aus dem LED-Strang abgezogen, der nur noch einen Bruchteil des Stroms beträgt, der im Stand der Technik aus dem LED-Strang abgezweigt wurde. Damit sinkt zwar der den auf tieferem Potential liegenden LEDs zugeführte Strom minimal gegenüber den auf höherem Potential liegenden LEDs ab, jedoch ist die Stromdifferenz nunmehr derart gering, dass Helligkeitsunterschiede von einem menschlichen Auge nicht mehr erfasst werden können. Dadurch, dass nur ein minimaler Strom aus dem LED-Strang abgezogen wird, das heißt nur der Strom, der aus dem Steueranschluss der Bypassvorrichtung herausfließt, sind die Verluste der Schaltungsanordnung minimiert.By the simple measure of the present invention, only a minimal current is removed from the LED string, which is only a fraction of the current that was diverted from the LED string in the prior art. Although the current supplied to the lower potential drops minimally in relation to the LEDs located at a higher potential, the current difference is now so small that brightness differences can no longer be detected by a human eye. The fact that only a minimum current is drawn from the LED string, that is, only the current flowing out of the control connection of the bypass device, the losses of the circuit arrangement are minimized.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der PWM-Generator ausgelegt ist, eine steigende Flanke an mindestens einem ersten Ausgang mit einer fallenden Flanke an mindestens einem zweiten Ausgang, und umgekehrt, zeitlich miteinander zu koordinieren. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass sich die über der Stromquelle abfallende Spannung möglichst wenig ändert. Während bei nicht koordiniertem Ein- und Ausschalten von LEDs die über der Stromquelle abfallende Spannung im Extremfall zwischen einem Minimalwert, der benötigt wird, um die auf dem niedrigsten Potential liegende LED noch sicher zu schalten, und dem am Versorgungsspannungsanschluss liegenden Potential schwanken kann, gelingt es durch diese Maßnahme, die Schwankungsbreite der über der Stromquelle abfallenden Spannung zumindest in einer Vielzahl von Betriebsbedingungen der Schaltungsanordnung, beispielsweise wenn alle LEDs mit einem PWM-Signal mit einem Duty-Cycle (Tastverhältnis) von 50% betrieben werden, zu minimieren. Dies resultiert in einer Verringerung der von der Schaltungsanordnung abgegebenen EMV- und Leitungsstörungen.A particularly preferred embodiment is characterized in that the PWM generator is designed to temporally coordinate a rising edge at at least one first output with a falling edge at at least one second output, and vice versa. This measure ensures that the voltage drop across the current source changes as little as possible. While in uncoordinated switching on and off of LEDs, the voltage drop across the current source in extreme cases between a minimum value that is needed to switch the lowest potential LED still safe, and the potential lying at the supply voltage potential, it succeeds by this measure, to minimize the variation in the voltage drop across the current source at least in a variety of operating conditions of the circuit, for example, when all LEDs are operated with a PWM signal having a duty cycle of 50%. This results in a reduction in the EMC and line noise emitted by the circuitry.

Bevorzugt erfolgt die zeitliche Koordinierung derart, dass das Steigen der Flanke und das Fallen der Flanke, und umgekehrt, gegenläufig ablaufen. Betrachtet man die Serienschaltung zweier LEDs, wobei die eine augenblicklich mit einer steigenden Flanke, die andere mit einer fallenden Flanke betrieben werden, so ändert sich die über der Serienschaltung abfallende Spannung nicht.The temporal coordination preferably takes place in such a way that the rise of the flank and the falling of the flank, and vice versa, occur in opposite directions. If one considers the series connection of two LEDs, one being operated instantaneously with a rising edge and the other with a falling edge, the voltage drop across the series circuit does not change.

Besonders bevorzugt erfolgt die zeitliche Koordinierung derart, dass die Änderung der über der Stromquelle im Betrieb der Schaltungsanordnung abfallenden Spannung unter einem vorgebbaren Schwellwert bleibt, wobei der Schwellwert insbesondere maximal 10%, bevorzugt maximal 5%, noch bevorzugter maximal 2% der im Betrieb am Versorgungsspannungsanschluss angeschlossenen Spannung beträgt.Particularly preferably, the temporal coordination takes place in such a way that the change in the voltage drop across the current source during operation of the circuit remains below a predefinable threshold, the threshold being in particular at most 10%, preferably at most 5%, more preferably at most 2%, of the supply voltage connection during operation connected voltage is.

Erfindungsgemäß umfasst der erste Pegelwandler einen ersten elektronischen Schalter mit einer Steuerelektrode, einer Bezugselektrode und einer Arbeitselektrode, wobei dessen Arbeitselektrode mit dem Steueranschluss der ersten Bypassvorrichtung, dessen Steuerelektrode mit dem ersten Ausgang des PWM-Generators und dessen Bezugselektrode über einen ersten ohmschen Widerstand mit dem Bezugspotentialanschluss gekoppelt ist, wobei der zweite Pegelwandler einen zweiten elektronischen Schalter mit einer Steuerelektrode, einer Bezugselektrode und einer Arbeitselektrode umfasst, wobei dessen Arbeitselektrode mit dem Steueranschluss der zweiten Bypassvorrichtung, dessen Steuerelektrode mit dem zweiten Ausgang des PWM-Generators und dessen Bezugselektrode über einen zweiten ohmschen Widerstand mit dem Bezugspotentialanschluss gekoppelt ist. Durch diese Maßnahme lassen sich die Pegelwandler durch geringstmöglichen Aufwand als Konstantstromquelle realisieren.According to the invention, the first level converter comprises a first electronic switch with a control electrode, a reference electrode and a working electrode, wherein its working electrode with the control terminal of the first bypass device, the control electrode to the first output of the PWM generator and the reference electrode via a first resistor to the reference potential terminal wherein the second level converter comprises a second electronic switch having a control electrode, a reference electrode and a working electrode, wherein the working electrode with the control terminal of the second bypass device, the control electrode to the second output of the PWM generator and the reference electrode via a second resistor is coupled to the reference potential terminal. By this measure, the level converter can be realized by the least possible effort as a constant current source.

Efindungsgemäß ist zumindest die erste und die zweite Bypassvorrichtung als einstellbare Bypassvorrichtung ausgebildet, das heißt beispielsweise als variabler Widerstand, insbesondere als Transistor. Zusätzlich ist zwischen den ersten Ausgang des PWM-Generators und die Steuerelektrode des ersten elektronischen Schalters ein erster Tiefpass gekoppelt, wobei zwischen den zweiten Ausgang des PWM-Generators und die Steuerelektrode des zweiten elektronischen Schalters ein zweiter Tiefpass gekoppelt ist. Durch diese Maßnahme ergeben sich weichere Schaltflanken, wodurch sich die Synchronisation einer steigenden mit einer fallenden Flanke deutlich vereinfacht. Dadurch kann der Regler für die Stromquelle mit deutlich reduziertem Aufwand realisiert werden, da er nicht mehr für den Fall ausgelegt werden braucht, dass er trotz Synchronisation von steigenden mit fallenden Flanken auf sehr spontane große Spannungsschwankungen reagieren muss. Durch diese Ausgestaltung ergeben sich weniger plötzliche Wechsel des von der Stromquelle bereitzustellenden Stroms.Efindungsgemäß is at least the first and the second bypass device as adjustable Bypass device formed, that is, for example, as a variable resistor, in particular as a transistor. In addition, a first low-pass filter is coupled between the first output of the PWM generator and the control electrode of the first electronic switch, wherein a second low-pass filter is coupled between the second output of the PWM generator and the control electrode of the second electronic switch. This measure results in softer switching edges, which significantly simplifies the synchronization of a rising edge with a falling edge. Thereby, the controller for the power source can be realized with significantly reduced effort, since it no longer needs to be designed for the case that it must respond to very spontaneous large voltage fluctuations in spite of synchronization of rising with falling edges. This configuration results in less sudden change of the current to be provided by the current source.

Erfindungsgemäß ist der erste und/oder der zweite Tiefpass als RC-Tiefpass ausgebildet. Dadurch lassen sich weichere Flanken bei verhältnismäßig geringem Aufwand erzielen. Erfindungsgemäß umfasst der RC-Tiefpass die Serienschaltung eines dritten und eines vierten ohmschen Widerstands, wobei der dritte ohmsche Widerstand zwischen den Kondensator des RC-Tiefpasses und den vierten ohmschen Widerstand gekoppelt ist und wobei der dritte ohmsche Widerstand mit einer Strombegrenzungsvorrichtung gekoppelt ist. Über die Strombegrenzungsvorrichtung wird erreicht, dass der vom PWM-Generator an den elektronischen Schalter des jeweiligen Pegelwandlers bereitzustellende Strom einen vorgebbaren Schwellwert nicht überschreitet. Dadurch wird ein konstanter Lade- und Entladestrom des Kondensators sichergestellt. Im Gegensatz zum exponentiellen Verlauf der Kondensatorspannung bei der RC-Lösung ergibt sich hier ein linearer Verlauf über der Zeit.According to the invention, the first and / or the second low-pass filter is designed as an RC low-pass filter. As a result, softer edges can be achieved with relatively little effort. According to the invention, the RC low-pass filter comprises the series connection of a third and a fourth ohmic resistor, wherein the third ohmic resistor is coupled between the capacitor of the RC low-pass filter and the fourth ohmic resistor and wherein the third ohmic resistor is coupled to a current limiting device. The current-limiting device ensures that the current to be provided by the PWM generator to the electronic switch of the respective level converter does not exceed a predefinable threshold value. This ensures a constant charge and discharge current of the capacitor. In contrast to the exponential course of the capacitor voltage in the RC solution, this results in a linear progression over time.

Bevorzugt umfasst dabei eine Strombegrenzungsvorrichtung einen ersten Transistor und einen dazu komplementären zweiten Transistor, wobei die Steuerelektroden des ersten und des zweiten Transistors mit dem dem Kondensator des RC-Tiefpasses zugewandten Pol des dritten ohmschen Widerstands gekoppelt sind, wobei die Bezugselektroden des ersten und des zweiten Transistors mit dem dem Ausgang des PMW-Generators zugewandten Pol des dritten ohmschen Widerstands gekoppelt sind, wobei die Arbeitselektrode des ersten Transistors mit einem Versorgungsspannungsanschluss und die Arbeitselektrode des zweiten Transistors mit dem Bezugspotentialanschluss gekoppelt ist.In this case, a current-limiting device preferably comprises a first transistor and a complementary second transistor, the control electrodes of the first and second transistors being coupled to the pole of the third ohmic resistor facing the capacitor of the RC low-pass filter, the reference electrodes of the first and second transistors are coupled to the output of the PMW generator facing pole of the third ohmic resistor, wherein the working electrode of the first transistor is coupled to a supply voltage terminal and the working electrode of the second transistor to the reference potential terminal.

Die erste und/oder die zweite Bypassvorrichtung sind/ist bevorzugt als pnp-Transistor, als Darlington-Schaltung, als Komplementär-Darlington-Schaltung oder als n-Kanal-Transistor mit eingebauter Schutzdiode realisiert. Besonders vorteilhaft in der Ansteuerung sind dabei pnp-Transistoren, die kostengünstiger sind als Feldeffekttransistoren, jedoch in ihrem leitenden Zustand höhere Verluste aufweisen als Feldeffekttransistoren. Die Mehrverluste sind jedoch unbedeutend und stellen vorliegend kein zusätzliches Problem im Hinblick auf die Wärmeabfuhr dar, da diese ohnehin auf die beim Betrieb der LEDs entstehende Wärme ausgelegt ist und diese ein Vielfaches dessen beträgt, was in einem pnp-Transistor umgesetzt wird, der eine LED kurzschließt. Im Hinblick auf eine besonders gleichförmige Lichtverteilung ist die Darlington-Schaltung beziehungsweise die Komplementär-Darlington-Schaltung bevorzugt, da dann nur ein sehr kleiner Steuerstrom aus dem LED-Strang abgezweigt werden muss.The first and / or the second bypass device are / is preferably realized as a pnp transistor, as a Darlington circuit, as a complementary Darlington circuit or as an n-channel transistor with a built-in protective diode. In this case, pnp transistors, which are more cost-effective than field-effect transistors, but in their conducting state have higher losses than field-effect transistors, are particularly advantageous in driving. However, the additional losses are insignificant and represent no additional problem in terms of heat dissipation, since this is designed anyway on the heat generated during operation of the LEDs and this is a multiple of what is implemented in a pnp transistor having an LED shorts. With regard to a particularly uniform light distribution, the Darlington circuit or the complementary Darlington circuit is preferred because then only a very small control current has to be diverted from the LED string.

Besonders bevorzugt umfasst die erste und/oder die zweite Bypassvorrichtung einen npn-Transistor, wobei der Kollektor des npn-Transistors mit der Anode der zugehörigen LED und der Emitter mit der Kathode der zugehörigen LED gekoppelt ist, wobei die erste und/oder die zweite Bypassvorrichtung weiterhin mindestens eine Stromspiegelvorrichtung umfasst, wobei der Ausgang der Stromspiegelvorrichtung mit dem Emitter des npn-Transistors gekoppelt ist, wobei die Stromspiegelvorrichtung derart ausgelegt ist, dass der Ausgangsstrom der Stromspiegelvorrichtung hinsichtlich seiner Amplitude dem Basisstrom des npn-Transistors entspricht und hinsichtlich seiner Richtung entgegen dem Basisstrom des npn-Transistors gepolt ist. Diese Ausführung der Bypassvorrichtung ist bevorzugt als integrierte Schaltung realisiert. Sie bietet den Vorteil, dass der zur Steuerung des npn-Transistors benötigte Basisstrom nicht in den LED-Strang eingeführt wird, sondern von der Stromspiegelvorrichtung wieder abgezogen wird. Damit lässt sich erreichen, dass unabhängig vom Schaltzustand der jeweiligen Bypassvorrichtung der Stromfluss im LED-Strang, das heißt der Serienschaltung der Vielzahl von LEDs, unbeeinflusst bleibt, wodurch Helligkeitsschwankungen besonders zuverlässig vermieden werden können.Particularly preferably, the first and / or the second bypass device comprises an npn transistor, wherein the collector of the npn transistor is coupled to the anode of the associated LED and the emitter to the cathode of the associated LED, wherein the first and / or the second bypass device Furthermore, at least one current mirror device, wherein the output of the current mirror device is coupled to the emitter of the npn transistor, wherein the current mirror device is designed such that the output current of the current mirror device corresponds in amplitude to the base current of the npn transistor and in its direction opposite to the base current of the npn transistor is poled. This embodiment of the bypass device is preferably realized as an integrated circuit. It offers the advantage that the base current required for controlling the npn transistor is not introduced into the LED string, but is subtracted from the current mirror device again. This makes it possible to ensure that regardless of the switching state of the respective bypass device, the current flow in the LED string, that is, the series connection of the plurality of LEDs, is unaffected, whereby brightness fluctuations can be avoided particularly reliably.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend, soweit anwendbar, für das erfindungsgemäße Verfahren.The preferred embodiments presented with reference to the circuit arrangement according to the invention and their advantages apply correspondingly, as far as applicable, to the method according to the invention.

Kurze Beschreibung der Zeichnung(en)Short description of the drawing (s)

Im Nachfolgenden werden nunmehr Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung; 1 a schematic representation of an embodiment of a circuit arrangement according to the invention;

2 in schematischer Darstellung verschiedene Ausführungsformen einer Bypassvorrichtung, wie sie in der in 1 dargestellten Schaltungsanordnung verwendet werden können; 2 in a schematic representation of various embodiments of a bypass device, as shown in the in 1 shown circuit arrangement can be used;

3 ein erstes Ausführungsbeispiel eines zwischen dem PWM-Generator und dem Pegelwandler angeordneten Tiefpasses; 3 a first embodiment of a arranged between the PWM generator and the level converter low-pass filter;

4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines zwischen dem PWM-Generator und dem Pegelwandler angeordneten Tiefpasses; und 4 a second embodiment of a arranged between the PWM generator and the level converter low-pass filter; and

5 den zeitlichen Verlauf zweier aufeinander abgestimmter, „weich” verlaufender Schaltflanken der Ströme I1 und I2 der in 1 dargestellten Schaltungsanordnung. 5 the time course of two coordinated, "soft" running switching edges of the currents I 1 and I 2 of in 1 illustrated circuit arrangement.

Bevorzugte Ausführung der ErfindungPreferred embodiment of the invention

1 zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Zur Bereitstellung einer Versorgungsspannung Ua, die beispielsweise 48 V betragen kann, wird ein Spannungswandler verwendet, dessen Eingang mit einer Eingansspannung Ue gekoppelt ist, die beispielsweise 12 V betragen kann. Der Spannungswandler umfasst vorliegend eine Induktivität L1, eine Diode D1, einen Schalter S1 sowie einen Kondensator C1. Der Schalter S1 wird in bekannter Weise über eine Steuervorrichtung 10 gesteuert. Zur Regelung der Spannung Ua kann eine Rückkopplung vorgesehen werden. Die Ausgangsspannung Ua dient zur Versorgung eines Strangs, der eine Vielzahl von LEDs aufweist, wobei vorliegend beispielhaft die LEDs LED1, LED2, LED3, LEDi, LEDn eingezeichnet sind. Jede der LEDs kann ihrerseits eine Vielzahl von LEDs umfassen, insbesondere in Parallel- oder Serienanordnung. Zwischen dem Versorgungsspannungsanschluss UV, an dem die Versorgungsspannung Ua anliegt, und einem Bezugspotentialanschluss, vorliegend das Massepotential, ist seriell zu dem LED-Strang eine Stromquelle angeordnet, die eine Induktivität L2, einen Schalter S2, einen ohmschen Widerstand R sowie eine Freilaufdiode D2 umfasst. Die Stromquelle ist mit I0 bezeichnet und zeichnet sich durch eine hohe Ausgangsimpedanz sowie eine sehr geringe Ausgangskapazität aus. Wie in 1 links unten dargestellt, steuert die Steuervorrichtung 10 auch den Schalter S2 der Stromquelle I0, die vorliegend als Stromsenke angeordnet ist, wobei die Stromquelle I0 im Continuous Mode betrieben wird mit einer Schwankungsbreite der Amplitude von 10 bis 15%. Wenngleich die Stromquelle I0 vorliegend als Schaltregler realisiert ist, kann sie auch als Linearregler realisiert sein. Die im Betrieb der Schaltungsanordnung über der Stromquelle abfallende Spannung ist mit U0 bezeichnet. Der den LED-Strang durchfließende Strom ist mit I bezeichnet. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a circuit arrangement according to the invention. To provide a supply voltage U a , which may be, for example, 48 V, a voltage converter is used whose input is coupled to an input voltage U e , which may be 12 V, for example. The voltage converter in the present case comprises an inductance L1, a diode D1, a switch S1 and a capacitor C1. The switch S1 is in a known manner via a control device 10 controlled. For regulating the voltage U a feedback can be provided. The output voltage U a is used to supply a strand having a plurality of LEDs, in the present case the LEDs LED1, LED2, LED3, LEDi, LEDn are shown as examples. Each of the LEDs may in turn comprise a plurality of LEDs, in particular in parallel or series arrangement. Between the supply voltage terminal U V , to which the supply voltage U a is applied, and a reference potential terminal, in this case the ground potential, a current source is arranged in series with the LED string, which comprises an inductance L2, a switch S2, a resistor R and a freewheeling diode D2 includes. The current source is designated I 0 and is characterized by a high output impedance and a very low output capacitance. As in 1 shown below, controls the control device 10 also the switch S2 of the current source I 0 , which is presently arranged as a current sink, wherein the current source I 0 is operated in continuous mode with a fluctuation range of the amplitude of 10 to 15%. Although the current source I 0 is realized here as a switching regulator, it can also be realized as a linear regulator. The voltage drop across the current source during operation of the circuit is designated U 0 . The current flowing through the LED string is denoted by I.

Parallel zu jeder LED – beziehungsweise parallel zu einer Vielzahl von LEDs – ist jeweils eine einstellbare Bypassvorrichtung geschaltet, die vorliegend mit BP1a, BP2a, BP3a, BPia, BPna bezeichnet sind. In dem Ausführungsbeispiel von 1 sind die jeweiligen Bypassvorrichtungen als pnp-Transistoren realisiert, wobei, siehe beispielhaft die LED LEDi, der Emitter der entsprechenden Bypassvorrichtung mit einem Knoten Ni im LED-Strang gekoppelt ist, der auf einem höheren Potential als die LEDi liegt, wobei der Kollektor mit einem Knoten Ni+1 gekoppelt ist, der auf einem niedrigeren Potential als die LEDi liegt, und wobei die Basis mit einem Knoten Npi gekoppelt ist, der mit einem Ausgang einer Pegelwandlers PWi einer Pegelwandlervorrichtung 14 gekoppelt ist. Entsprechend ist jeder LED (bzw. einer Vielzahl von LEDs) ein Pegelwandler zugeordnet, vorliegend der LED1 der Pegelwandler PW1, der LED2 der Pegelwandler PW2, der LED3 der Pegelwandler PW3, der LEDi der Pegelwandler PWi und der LEDn der PEgelwandler PWn.Parallel to each LED - or parallel to a plurality of LEDs - is in each case an adjustable bypass device connected, which are referred to in the present case with BP1a, BP2a, BP3a, BPia, BPna. In the embodiment of 1 the respective bypass devices are realized as pnp transistors, wherein, for example, the LED LEDi, the emitter of the corresponding bypass device is coupled to a node N i in the LED string, which is at a higher potential than the LEDi, the collector with a Node N i + 1 , which is at a lower potential than the LEDi, and wherein the base is coupled to a node N pi connected to an output of a level converter PW i of a level converter device 14 is coupled. Accordingly, each of LED (or a plurality of LEDs) associated with a level converter, in this case the LED1 of the level converter PW 1, the LED2 of the level converter PW 2, the LED3 of the level converter PW 3, the LEDi the level converter PW i and the LEDn the level converter PW n .

Die Pegelwandler PW umfassen vorliegend jeweils einen npn-Transistor. Dabei ist der Kollektor jedes Pegelwandlers PW mit der Steuerelektrode der zugehörigen Bypassvorrichtung BP gekoppelt, und der Emitter jedes Pegelwandlers PW über einen jeweiligen ohmschen Widerstand Ri mit dem Bezugspotential. Die Pegelwandler PW sind daher als Konstantstromquellen realisiert. Die Steuerelektrode, das heißt vorliegend die Basis des jeweiligen npn-Transistors, ist über einen jeweiligen Tiefpass TP1 bis TPn mit einem jeweiligen Ausgang A1 bis An eines PWM-Generators 12 gekoppelt. Der PWM-Generator wird ebenfalls aus der Spannungsquelle Ue versorgt.The level converter PW in the present case in each case comprise an npn transistor. In this case, the collector of each level converter PW is coupled to the control electrode of the associated bypass device BP, and the emitter of each level converter PW via a respective ohmic resistor R i to the reference potential. The level converter PW are therefore realized as a constant current sources. The control electrode, that is to say the base of the respective NPN transistor in the present case, is connected via a respective low-pass filter TP1 to TPn to a respective output A 1 to A n of a PWM generator 12 coupled. The PWM generator is also supplied from the voltage source U e .

Die 2 zeigt verschiedene Ausführungsformen von Bypassvorrichtungen BP, jeweils am Beispiel der Bypassvorrichtung BPi für die LED LEDi. 2a gibt die bereits in 1 dargestellte Ausführungsform wieder, bei der die Bypassvorrichtung BPia als pnp-Transistor realisiert ist. Gemäß der in 2b dargestellten Ausführungsform ist die Bypassvorrichtung BPib als Darlington-Schaltung realisiert. Die in 2c dargestellte Ausführungsform zeigt eine Bypassvorrichtung BPic, die eine Komplementär-Darlington-Schaltung umfasst. Gemäß der in 2d dargestellten Ausführungsform kann eine Bypassvorrichtung BPid auch als n-Kanal-Transistor mit eingebauter Schutzdiode realisiert sein. Dabei ist die Steuerelektrode über einen ohmschen Widerstand Rid mit der Spannung Ua gekoppelt.The 2 shows various embodiments of bypass devices BP, each by the example of the bypass device BP i for the LED LEDi. 2a are already in 1 illustrated embodiment again, in which the bypass device BPia is realized as a PNP transistor. According to the in 2 B illustrated embodiment, the bypass device BPib is implemented as a Darlington circuit. In the 2c illustrated embodiment shows a bypass device BPic, which includes a complementary Darlington circuit. According to the in 2d illustrated embodiment, a bypass device BPid can also be implemented as an n-channel transistor with built-in protection diode. In this case, the control electrode via a resistor R id is coupled to the voltage U a .

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform einer Bypassvorrichtung ist in 2e am Beispiel der Bypassvorrichtung BPie dargestellt, welche bevorzugt als integrierte Schaltung realisiert ist. Diese umfasst eine erste SP1 und eine zweite SP2 Stromspiegelvorrichtung sowie als wesentliches Element einen npn-Transistor Td. Der Kollektor des npn-Transistors Td ist dabei mit dem Knoten Ni gekoppelt, der Emitter des Transistors Td mit dem Knoten Ni+1. Der Ausgang der Stromspiegelvorrichtung SP2 ist derart mit dem Emitter des Transistors Td gekoppelt, dass der Ausgangsstrom ISP2 der Stromspiegelvorrichtung SP2 hinsichtlich seiner Amplitude dem Basisstrom Ib des Transistors Td entspricht und hinsichtlich seiner Richtung dem Basisstrom Ib des Transistors Td entgegengesetzt gepolt ist. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, dass der am Knoten Ni aus dem LED-Strang fließende Strom exakt dem Strom entspricht, der am Knoten Ni+1 in den LED-Strang zurückgekoppelt wird.A particularly preferred embodiment of a bypass device is in 2e illustrated by the example of the bypass device BPie, which is preferably realized as an integrated circuit. This comprises a first SP 1 and a second SP 2 current mirror device and, as an essential element, an npn transistor T d . The collector of the npn transistor T d is coupled to the node N i , the emitter of the transistor T d to the node N i + 1 . The output of the current mirror device SP 2 is coupled to the emitter of the transistor T d in such a way that the output current I SP2 of the current mirror device SP 2 corresponds in amplitude to the base current I b of the transistor T d and with respect to its direction to the base current I b of the transistor T d opposite poled. This measure ensures that the current flowing from the LED string at the node N i exactly corresponds to the current which is fed back to the LED string at the node N i + 1 .

3 zeigt in schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel für einen Tiefpass TPi von 1. Dieser umfasst in an sich bekannter Weise ein RC-Glied mit einem ohmschen Widerstand RT und einen Kondensator C. 3 shows a schematic representation of a first embodiment of a low pass TP i of 1 , This comprises, in a manner known per se, an RC element with an ohmic resistance R T and a capacitor C.

4 zeigt ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel für einen Tiefpass TPi. Dieser umfasst die Serienschaltung zweier ohmscher Widerstände RT1, RT2 sowie wiederum einen Kondensator CT. Zur Strombegrenzung sind zwei elektronische Schalter ST1, ST2 vorgesehen, wobei der Transistor ST2 komplementär zum Transistor ST1 ausgebildet ist. Die Steuerelektroden der Transistoren ST1, ST2 sind mit einem Pol P1 gekoppelt, über den der Widerstand RT2 mit dem Kondensator CT gekoppelt ist. Die Bezugselektroden der Transistoren ST1, ST2 sind mit einem Pol P2 gekoppelt, über den der Widerstand RT2 mit dem Widerstand RT1 gekoppelt ist. Während der Kollektor des Transistors ST1 mit der Eingangsspannung Ue gekoppelt ist, ist der Kollektor des Transistors ST2 mit dem Bezugspotential gekoppelt. 4 shows a particularly preferred embodiment for a low pass TP i . This includes the series connection of two ohmic resistors R T1 , R T2 and again a capacitor C T. To limit the current, two electronic switches S T1 , S T2 are provided, wherein the transistor S T2 is formed complementary to the transistor S T1 . The control electrodes of the transistors S T1 , S T2 are coupled to a pole P1, via which the resistor R T2 is coupled to the capacitor C T. The reference electrodes of the transistors S T1 , S T2 are coupled to a pole P2, via which the resistor R T2 is coupled to the resistor R T1 . While the collector of the transistor S T1 is coupled to the input voltage U e , the collector of the transistor S T2 is coupled to the reference potential.

5 zeigt in schematischer Darstellung zwei aufeinander abgestimmte Schaltvorgänge innerhalb des LED-Strangs. Vorliegend wird beispielhaft die LED1 eingeschaltet, während die LED2 ausgeschaltet wird. Infolge der Tiefpässe TP1, TP2 wird der jeweilige Schaltvorgang auf die Zeitdauer Δt ausgedehnt, das heißt innerhalb der Zeitdauer Δt geht der Strom I1 von seinem Nennwert IN zurück auf null, während gleichzeitig der Strom I2 von null auf seinen Nennwert IN ansteigt. Durch die zeitliche Koordination dieser beiden Schaltvorgänge bleibt die Spannung U0 während des gesamten Schaltvorgangs im Wesentlichen konstant. 5 shows a schematic representation of two coordinated switching operations within the LED string. In the present example, the LED1 is turned on while the LED2 is turned off. As a result of the low-passes TP1, TP2, the respective switching operation is extended to the time duration Δt, that is, within the period Δt, the current I 1 goes from its nominal value I N back to zero, while at the same time the current I 2 rises from zero to its nominal value I N , Due to the temporal coordination of these two switching operations, the voltage U 0 remains substantially constant throughout the switching process.

Claims (7)

Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Vielzahl von LEDs mit – einem Versorgungsspannungsanschluss (UV) zum Koppeln mit einer Versorgungsgleichspannung (Ua); – einem Bezugspotentialanschluss zum Koppeln mit einem Bezugspotential; – einer Stromquelle (I0), die mit dem Bezugspotentialanschluss gekoppelt ist; – der Serienschaltung mindestens einer ersten (LED1) und mindestens einer zweiten LED (LED2), wobei der mindestens einen ersten LED (LED1) eine erste Bypassvorrichtung (BP1a) und der mindestens einen zweiten LED (LED2) eine zweite Bypassvorrichtung (BP2a) parallel geschaltet ist, wobei die erste (BP1a) und die zweite Bypassvorrichtung (BP2a) jeweils einen Steueranschluss aufweisen, wobei die Parallelschaltung der mindestens einen ersten LED (LED1) und der ersten Bypassvorrichtung (BP1a), die Parallelschaltung der mindestens einen zweiten LED (LED2) und der zweiten Bypassvorrichtung (BP2a) sowie die Stromquelle (I0) seriell zwischen den Versorgungsspannungsanschluss (UV) und den Bezugspotentialanschluss gekoppelt ist; – einem PWM-Generator (12) mit mindestens einem ersten Ausgang (A1), der mit dem Steueranschluss der ersten Bypassvorrichtung (BP1a) gekoppelt ist, und mindestens einem zweiten Ausgang (A2), der mit dem Steueranschluss der zweiten Bypassvorrichtung (BP2a) gekoppelt ist; und – einer Pegelwandlervorrichtung (14) mit mindestens einem ersten Pegelwandler (PW1), der zwischen den ersten Ausgang (A1) des PWM-Generators (12) und den Steueranschluss der ersten Bypassvorrichtung (BP1a) gekoppelt ist, und einem zweiten Pegelwandler (PW2), der zwischen den zweiten Ausgang (A2) des PWM-Generators (12) und den Steueranschluss der zweiten Bypassvorrichtung (BP2a) gekoppelt ist; – wobei der erste (PW1) und der zweite Pegelwandler (PW2) als Konstantstromsenke ausgebildet sind, – und der erste Pegelwandler (PW1) einen ersten elektronischen Schalter mit einer Steuerelektrode, einer Bezugselektrode und einer Arbeitselektrode umfasst, wobei dessen Arbeitselektrode mit dem Steueranschluss der ersten Bypassvorrichtung (BP1a), dessen Steuerelektrode mit dem ersten Ausgang (A1) des PWM-Generators (12) und dessen Bezugselektrode über einen ersten ohmschen Widerstand (R1) mit dem Bezugspotentialanschluss gekoppelt ist, wobei der zweite Pegelwandler (PW2) einen zweiten elektronischen Schalter mit einer Steuerelektrode, einer Bezugselektrode und einer Arbeitselektrode umfasst, wobei dessen Arbeitselektrode mit dem Steueranschluss der zweiten Bypassvorrichtung (BP2a), dessen Steuerelektrode mit dem zweiten Ausgang (A2) des PWM-Generators (12) und dessen Bezugselektrode über einen zweiten ohmschen Widerstand (R2) mit dem Bezugspotentialanschluss gekoppelt ist; – wobei die erste (BP1a) und die zweite Bypassvorrichtung (BP2a) als einstellbare Bypassvorrichtung ausgebildet ist, wobei zwischen den ersten Ausgang (A1) des PWM-Generators (12) und die Steuerelektrode des ersten elektronischen Schalters ein erster Tiefpass (TP1) gekoppelt ist, wobei zwischen den zweiten Ausgang (A2) des PWM-Generators (12) und die Steuerelektrode des zweiten elektronischen Schalters ein zweiter Tiefpass (TP2) gekoppelt ist; – wobei der erste (TP1) und/oder der zweite Tiefpass (TP2) als RC-Tiefpass ausgebildet ist; – wobei der RC-Tiefpass die Serienschaltung eines dritten (RT2) und eines vierten ohmschen Widerstands (RT1) umfasst, wobei der dritte ohmsche Widerstand (RT2) zwischen den Kondensator (CT) des RC-Tiefpasses und dem vierten ohmschen Widerstand (RT1) gekoppelt ist und wobei der dritte ohmsche Widerstand (RT2) mit einer Strombegrenzungsvorrichtung gekoppelt ist.Circuit arrangement for operating a plurality of LEDs with - a supply voltage terminal (U V ) for coupling to a DC supply voltage (U a ); A reference potential terminal for coupling to a reference potential; - A current source (I 0 ), which is coupled to the reference potential terminal; - The series circuit of at least a first (LED1) and at least one second LED (LED2), wherein the at least one first LED (LED1) a first bypass device (BP1a) and the at least one second LED (LED2) a second bypass device (BP2a) connected in parallel wherein the first (BP1a) and the second bypass device (BP2a) each have a control terminal, the parallel connection of the at least one first LED (LED1) and the first bypass device (BP1a), the parallel connection of the at least one second LED (LED2) and the second bypass device (BP2a) and the current source (I 0) in series between the supply voltage terminal (U V) and said reference potential terminal is coupled; A PWM generator ( 12 ) having at least a first output (A1) coupled to the control port of the first bypass device (BP1a) and at least one second output (A2) coupled to the control port of the second bypass device (BP2a); and a level converter device ( 14 ) with at least one first level converter (PW1) connected between the first output (A1) of the PWM generator ( 12 ) and the control terminal of the first bypass device (BP1a), and a second level converter (PW2) connected between the second output (A2) of the PWM generator ( 12 ) and the control port of the second bypass device (BP2a); - Wherein the first (PW1) and the second level converter (PW2) are designed as Konstantstromsenke, - and the first level converter (PW1) comprises a first electronic switch having a control electrode, a reference electrode and a working electrode, wherein the working electrode with the control terminal of the first Bypass device (BP1a) whose control electrode is connected to the first output (A1) of the PWM generator ( 12 ) and whose reference electrode is coupled to the reference potential terminal via a first ohmic resistor (R 1 ), the second level converter (PW 2) comprising a second electronic switch having a control electrode, a reference electrode and a working electrode, the working electrode thereof being connected to the control terminal of the second bypass device (BP2a) whose control electrode is connected to the second output (A2) of the PWM generator ( 12 ) and whose reference electrode is coupled to the reference potential terminal via a second ohmic resistor (R 2 ); - wherein the first (BP1a) and the second bypass device (BP2a) is designed as an adjustable bypass device, wherein between the first output (A1) of the PWM generator ( 12 ) and the control electrode of the first electronic switch first low pass (TP1) is coupled, wherein between the second output (A2) of the PWM generator ( 12 ) and the control electrode of the second electronic switch is coupled to a second low-pass filter (TP2); - Wherein the first (TP1) and / or the second low-pass filter (TP2) is designed as RC low-pass filter; - wherein the RC low-pass filter comprises the series connection of a third (R T2 ) and a fourth ohmic resistance (R T1 ), wherein the third ohmic resistance (R T2 ) between the capacitor (C T ) of the RC low-pass and the fourth ohmic resistance (R T1 ) is coupled and wherein the third ohmic resistor (R T2 ) is coupled to a current limiting device. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der PWM-Generator (12) ausgelegt ist, eine steigende Flanke an mindestens einem ersten Ausgang (A1) mit einer fallenden Flanke an mindestens einem zweiten Ausgang (A2), und umgekehrt, zeitlich miteinander zu koordinieren.Circuit arrangement according to Claim 1, characterized in that the PWM generator ( 12 ) is designed to temporally coordinate a rising edge at at least one first output (A1) with a falling edge at at least one second output (A2), and vice versa. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Koordinierung derart erfolgt, dass das Steigen der Flanke und das Fallen der Flanke, und umgekehrt, gegenläufig ablaufen.Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the temporal coordination takes place in such a way that the rise of the flank and the falling of the flank, and vice versa, proceed in opposite directions. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Koordinierung derart erfolgt, dass die Änderung der über der Stromquelle (I0) im Betrieb der Schaltungsanordnung abfallenden Spannung (U0) unter einem vorgebbaren Schwellwert bleibt, wobei der Schwellwert insbesondere maximal 10%, bevorzugt maximal 5%, noch bevorzugter maximal 2% der im Betrieb am Versorgungsspannungsanschluss (UV) angeschlossenen Spannung beträgt.Circuit arrangement according to one of claims 2 or 3, characterized in that the temporal coordination takes place in such a way that the change of the voltage (U 0 ) dropping across the current source (I 0 ) during operation of the circuit arrangement remains below a predefinable threshold value, the threshold value in particular a maximum of 10%, preferably a maximum of 5%, more preferably a maximum of 2% of the voltage connected during operation to the supply voltage terminal (U V ). Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strombegrenzungsvorrichtung einen ersten Transistor (ST1) und einen dazu komplementären zweiten Transistor (ST2) umfasst, wobei die Steuerelektroden des ersten (ST1) und des zweiten Transistors (ST2) mit dem dem Kondensator (CT) des RC-Tiefpasses zugewandten Pol des dritten ohmschen Widerstands (RT2) gekoppelt sind, wobei die Bezugselektroden des ersten (ST1) und des zweiten Transistors (ST2) mit dem dem Ausgang (A1; A2) des PWM-Generators (12) zugewandten Pol des dritten ohmschen Widerstands (RT2) gekoppelt sind, wobei die Arbeitselektrode des ersten Transistors (ST1) mit einem Versorgungsspannungsanschluss (Ue) und die Arbeitselektrode des zweiten Transistors (ST2) mit dem Bezugspotentialanschluss gekoppelt ist.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the current limiting device comprises a first transistor (S T1 ) and a complementary second transistor (S T2 ), wherein the control electrodes of the first (S T1 ) and the second transistor (S T2 ) with the pole of the third ohmic resistor (R T2 ) facing the capacitor (C T ) of the RC low-pass filter, the reference electrodes of the first (S T1 ) and the second transistor (S T2 ) being coupled to the output (A1; A2) of the PWM generator ( 12 ) facing the pole of the third ohmic resistor (R T2 ) are coupled, wherein the working electrode of the first transistor (S T1 ) with a supply voltage terminal (U e ) and the working electrode of the second transistor (S T2 ) is coupled to the reference potential terminal. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (BP1a) und/oder die zweite Bypassvorrichtung (BP2a) als pnp-Transistor (BPia), als Darlington-Schaltung (BPib), als Komplementär-Darlington-Schaltung (BPic) oder als n-Kanal-Transistor (BPid) mit eingebauter Schutzdiode realisiert ist.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first (BP1a) and / or the second bypass device (BP2a) as pnp transistor (BPia), as Darlington circuit (BPib), as complementary Darlington circuit (BPic) or realized as an n-channel transistor (BPid) with built-in protection diode. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (BP1a) und/oder die zweite Bypassvorrichtung (BP2a) einen npn-Transistor (Td) umfasst, wobei der Kollektor des npn-Transistors (Td) mit der Anode der zugehörigen LED (LEDi) und der Emitter mit der Kathode der zugehörigen LED (LEDi) gekoppelt ist, wobei die erste (BP1a) und/oder die zweite Bypassvorrichtung (BP2a) weiterhin mindestens eine Stromspiegelvorrichtung (SP2) umfasst, wobei der Ausgang der Stromspiegelvorrichtung (SP2) mit dem Emitter des npn-Transistors (Td) gekoppelt ist, wobei die Stromspiegelvorrichtung (SP2) derart ausgelegt ist, dass der Ausgangsstrom (ISP2) der Stromspiegelvorrichtung (SP2) hinsichtlich seiner Amplitude dem Basisstrom (Ib) des npn-Transistors (Td) entspricht und hinsichtlich seiner Richtung entgegen dem Basisstrom (Ib) des npn-Transistors (Td) gepolt ist.Circuit arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the first (BP1a) and / or the second bypass device (BP2a) comprises an npn transistor (T d ), wherein the collector of the npn transistor (T d ) with the Anode of the associated LED (LEDi) and the emitter is coupled to the cathode of the associated LED (LEDi), wherein the first (BP1a) and / or the second bypass device (BP2a) further comprises at least one current mirror device (S P2 ), wherein the output the current mirror device (S P2 ) is coupled to the emitter of the npn transistor (T d ), the current mirror device (S P2 ) being designed such that the output current (I SP2 ) of the current mirror device (S P2 ) is proportional to the base current ( I b ) of the npn transistor (T d ) corresponds and with respect to its direction against the base current (I b ) of the npn transistor (T d ) is poled.
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