DE10356608B4

DE10356608B4 - Beleuchtungsanordnung und Flüssigkristallanzeige

Info

Publication number: DE10356608B4
Application number: DE10356608.2A
Authority: DE
Inventors: Engbert Bernard Gerard Nijhof; Marcel Johannes Maria Bucks; Johannes Matheus Theodorus Claessens; Jozef Petrus Emanuel De Krijger
Original assignee: Philips Lighting North America Corp
Current assignee: Signify North America Corp
Priority date: 2002-12-03
Filing date: 2003-12-01
Publication date: 2017-09-28
Anticipated expiration: 2023-12-02
Also published as: KR100994952B1; KR20040048851A; DE10356608A1; US7030572B2; JP4588994B2; US20040145320A1; JP2004186159A

Abstract

Beleuchtungsanordnung mit einer LED-Matrix (LA) und einer Schaltungsanordnung zum Speisen der LED-Matrix (LA), wobei die Schaltungsanordnung einen Gleichspannungswandler zum Erzeugen einer Ausgangsgleichspannung (Vout) aus einer Eingangsgleichspannung (Vin) umfasst, und ausgerüstet ist mit – Eingangsklemmen (K1, K2) zum Anschluss an eine die Eingangsgleichspannung (Vin) liefernde Speisespannungsquelle, – einem induktiven Element (L1), – einer Diode (D1), – einem Schaltelement (Q1) zum Steuern des durch das induktive Element (L1) fließenden Stroms, – einer mit einer Steuerelektrode des Schaltelements (Q1) gekoppelten Steuerschaltung (CC) zum Generieren eines Steuersignals, um das Schaltelement (Q1) periodisch abwechselnd leitend und nichtleitend zu machen, – Ausgangsklemmen (K3, K4), an denen im Betrieb die Ausgangsgleichspannung (Vout) anliegt, wobei die LED-Matrix (LA) zwischen eine Eingangsklemme (K1) und eine Ausgangsklemme (K3) geschaltet ist, – dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungswandler mit Mitteln (I) zum Steuern des mittleren durch die LED-Matrix (LA) fließenden Stroms auf einen zuvor bestimmten Wert ausgerüstet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsanordnung mit einer LED-Matrix und einer Schaltungsanordnung zum Speisen der LED-Matrix, wobei die Schaltungsanordnung einen Gleichspannungswandler zum Erzeugen einer Ausgangsgleichspannung Vout aus einer Eingangsgleichspannung Vin umfasst, und ausgerüstet mit

– Eingangsklemmen zum Anschluss an eine die Eingangsgleichspannung Vin liefernde Speisespannungsquelle,
– einem induktiven Element,
– einer Diode,
– einem Schaltelement zum Steuern des durch das induktive Element fließenden Stroms,
– einer mit einer Steuerelektrode des Schaltelements gekoppelten Steuerschaltung zum Generieren eines Steuersignals, um das Schaltelement periodisch abwechselnd leitend und nichtleitend zu machen,
– Ausgangsklemmen, an denen im Betrieb die Ausgangsgleichspannung Vout anliegt.

Die Erfindung betrifft auch eine Flüssigkristallanzeige mit einer solchen Beleuchtungsanordnung.
Eine Beleuchtungsanordnung der eingangs erwähnten Art ist aus WO 01/05193 bekannt. Die bekannte Beleuchtungsanordnung wird beispielsweise als Hintergrundbeleuchtung in einer Flüssigkristallanzeige verwendet. Der verwendete Gleichspannungswandler ist vom Flyback-Typ. Da die an der LED-Matrix anliegende Spannung verhältnismäßig niedrig ist, muss der Gleichspannungswandler im Allgemeinen einen Transformator umfassen. Ein Nachteil eines solchen Transformators ist, dass er ein kostspieliges und unhandliches Bauelement ist.
Die US 5,739,639 beschreibt eine Schaltung zum Betrieb einer LED-Matrix wie sie zur Beleuchtung eines Notfall-Schildes verwendet werden kann. In einem Wechselspannungsmodus wird eine Batterie geladen, die in einem Notfallmodus die LED-Matrix speist. Die Schaltung ermöglicht den Betrieb sowohl im Wechselspannungsmodus als auch im Notfallmodus und umfasst einen Hochsetzsteller (boost converter), an dem die LED-Matrix und die Batterie angeschlossen sind. Der Anschluss erfolgt dabei über eine Ausgangskapazität des boost converters, so dass eine Verbindung der LED-Matrix und der Batterie in Reihe ermöglicht wird.
Die US 6,359,392 B1 beschreibt eine Treiberschaltung für LEDs. Dabei ist eine erste LED in einem Vorwärtsstrompfad und eine zweite LED in einem Rückwärtsstrompfad vorgesehen. Eine Stromversorgung führt Spannungspulse zu, wobei während der Pulse die erste LED im Vorwärtsstrompfad betrieben wird und zwischen den Pulsen die zweite LED im Rückwärtsstrompfad aus einer Kapazität gespeist wird.
Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, eine Beleuchtungsanordnung zu schaffen, bei der mit einer einfachen Schaltung ein günstiger Betrieb der LED-Matrix möglich ist.
Bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungsanordnung ist die LED-Matrix zwischen eine Eingangsklemme und eine Ausgangsklemme geschaltet.
Da es möglich ist, den Unterschied zwischen der Eingangsgleichspannung Vin und der Ausgangsgleichspannung Vout auf einen verhältnismäßig niedrigen Wert zu steuern, ist es möglich, eine LED-Matrix in einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsanordnung ohne Verwendung eines Transformators zu betreiben. Daher ist die Beleuchtungsanordnung verhältnismäßig preiswert und klein.
Für Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsanordnung, bei der die Steuerschaltung mit Mitteln zum Betreiben des Gleichspannungswandlers in der kritischen diskontinuierlichen Betriebsart ausgerüstet ist, sind gute Ergebnisse erhalten worden. In der kritischen diskontinuierlichen Betriebsart wird das Schaltelement nur dann leitend gemacht, wenn der Strom in dem induktiven Element nahezu null geworden ist. Daher sind Leistungsverluste in der Diode verhältnismäßig niedrig. Gute Ergebnisse sind auch für Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsanordnung erhalten worden, bei der der Gleichspannungswandler ein Hochsetzsteller ist. Auch der Hochsetzsteller wird vorzugsweise in der kritischen diskontinuierlichen Betriebsart betrieben. Ein wichtiger Vorteil der Verwendung eines Hochsetzstellers gegenüber den meisten anderen Gleichspannungswandlern ist, dass der Hochsetzsteller der Speisespannungsquelle einen nahezu kontinuierlichen Strom entzieht. Bei den meisten anderen Gleichspannungswandlern, die in der kritischen diskontinuierlichen Betriebsart arbeiten, wird der Speisespannungsquelle nur während eines Teils jeder Periode des Steuersignals ein Strom entzogen. Daher müssen diese letzteren Gleichspannungswandler für höhere Spitzenströme entworfen werden als ein Hochsetzsteller für den gleichen mittleren durch die LED-Matrix fließenden Strom. Vorzugsweise ist zwischen die Ausgangsklemmen ein Kondensator geschaltet. Ein solcher Kondensator stabilisiert die Spannung zwischen den Ausgangsklemmen und dadurch auch die an der LED-Matrix anliegende Spannung.
Die erfindungsgemäße Beleuchtungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungswandler mit Mitteln I zum Steuern des durch die LED-Matrix fließenden Stroms auf einen zuvor bestimmten Wert ausgerüstet ist. Durch Steuerung des mittleren durch die LED-Matrix fließenden Stroms wird auch der mittlere Lichtstrom der LED-Matrix gesteuert. Ein gesteuerter Lichtstrom ist häufig wünschenswert, beispielweise falls die Beleuchtungsanordnung als Hintergrundbeleuchtung verwendet wird. Die Mittel I umfassen vorzugsweise mit den Eingangsklemmen und den Ausgangsklemmen gekoppelte Mittel, um eine Zeitspanne Ton zu steuern, in der das Schaltelement während jeder Periode des Steuersignals in einem leitenden Zustand gehalten wird, proportional zu einem mathematischen Ausdruck, der eine Funktion von Vin und Vout ist. Falls der Gleichspannungswandler ein Hochsetzsteller ist, umfassen die Mittel I Mittel, um Ton proportional zu Vout/Vin² zu steuern. Es hat sich gezeigt, dass die Mittel I auf verhältnismäßig einfache Weise realisiert werden können und dass die Mittel I eine schnelle Regelung des Stroms der LED-Matrix verschaffen. Mehr Informationen hinsichtlich einer möglichen Realisierung derartiger Mittel I können in der gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung PHNL020636 der gleichen Anmelderin gefunden werden.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungswandler mit Mitteln II zum im Wesentlichen rechteckwellenförmigen Modulieren der Amplitude des durch die LED-Matrix fließenden Stroms ausgerüstet ist. Durch Einstellen des Tastgrades der im Wesentlichen rechteckwellenförmigen Modulation kann der mittlere durch die LED-Matrix fließende Strom eingestellt werden und dadurch kann der Lichtstrom der LED-Matrix geregelt werden. In der Praxis wird die Modulationstiefe häufig zu 100% gewählt, sodass die LED-Matrix während eines Teils jeder Periode der Modulation keinen Strom führt. Wenn in die LED-Matrix im restlichen Teil jeder Periode der Modulation einen Strom führt, ist es wünschenswert, dass dieser Strom verhältnismäßig schnell auf seinen stationären Wert ansteigt. Ein solcher verhältnismäßig schneller Anstieg wird durch Implementierung der oben beschriebenen Mittel I realisiert.
Eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsanordnung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 ein schematisches Schaltbild einer Ausführungsform einer Beleuchtungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung und
2 einen Teil der Schaltungselektronik der Beleuchtungsanordnung von 1 mehr im Detail.
In 1 sind K1 und K2 eine erste bzw. zweite Eingangsklemme zum Anschluss an eine Speisespannungsquelle, die eine Eingangsgleichspannung Vin liefert. Eingangsklemme K1 und Eingangsklemme K2 sind mittels eines Kondensators C1 und mittels einer Reihenschaltung aus einem induktiven Element L1 und einem Schaltelement Q1 angeschlossen. Eine Steuerelektrode des Schaltelements Q1 ist über ein Schaltelement S mit einem Ausgang des Schaltungsteils CC verbunden. Schaltungsteil CC ist eine Steuerschaltung zum Generieren eines Steuersignals, um das Schaltelement Q1 periodisch abwechselnd leitend und nichtleitend zu machen. Schaltungsteil CC umfasst Mittel I, mit den Eingangsklemmen und den Ausgangsklemmen gekoppelt (mit gestrichelten Linien angedeutet), zum Steuern einer Zeitspanne Ton, in der das Schaltelement während jeder Periode des Steuersignals in einem leitenden Zustand gehalten wird, proportional zu Vout/Vin². Das Schaltelement Q1 wird durch eine Reihenschaltung aus der Diode D1 und dem Kondensator C2 überbrückt. Eine gemeinsame Klemme der Diode D1 und des Kondensators C2 bildet eine erste Ausgangsklemme K3. Eine zweite Ausgangsklemme K4 wird von einer gemeinsamen Klemme des Kondensators C1 und des Kondensators C2 gebildet. Die Reihenschaltung aus dem induktiven Element L1 und der Diode D1 wird durch eine LED-Matrix LA überbrückt, die somit zwischen die Eingangsklemme K1 und die Ausgangsklemme K3 gekoppelt ist. Eine Ausgangsklemme des Schaltungsteils IIa ist mit dem Schaltelement S gekoppelt. Eine Eingangsklemme des Schaltungsteils IIa ist mit einem Lichtsensor SE gekoppelt. der in der Nähe der LED-Matrix LA platziert ist. Der Sensor SE, der Schaltungsteil IIa und das Schaltelement S bilden zusammen Mittel II zum im Wesentlichen rechteckwellenförmigen Modulieren der Amplitude des durch die LED-Matrix fließenden Stroms. Eingangsklemmen K1 und K2, Ausgangsklemmen K3 und K4, Kondensatoren C1 und C2, das induktive Element L1, Schaltelement Q1, die Diode D1 und der Schaltungsteil CC bilden zusammen einen Gleichspannungswandler, der ein Hochsetzsteller ist. Der Hochsetzsteller bildet zusammen mit der LED-Matrix LA eine Beleuchtungsanordnung.
Die Funktionsweise der Beleuchtungsanordnung von 1 ist folgendermaßen.
Wenn die Eingangsklemmen K1 und K2 mit einer Speisespannungsquelle verbunden sind, die eine erste Gleichspannung Vin liefert, generiert der Schaltungsteil CC ein Steuersignal, das das Schaltelement Q1 periodisch abwechselnd leitend und nichtleitend macht. Wenn das Schaltelement Q1 leitend ist, fließt ein Gleichstrom mit linear ansteigender Amplitude durch das induktive Element L1 und das Schaltelement Q1. Wenn das Schaltelement anschließend nichtleitend gemacht wird, nimmt die Amplitude des Stroms linear ab und ein Strom fließt durch das induktive Element L1 und die Diode D1 und lädt den Kondensator C2. Der Hochsetzsteller wird in der kritischen diskontinuierlichen Betriebsart betrieben: Wenn der Strom durch den Induktor L1 gleich null geworden ist, macht das Steuersignal das Schaltelement Q1 wieder leitend und der oben beschriebene Zyklus wird wiederholt. Infolge dieses Vorgangs liegt zwischen den Ausgangsklemmen K3 und K4 und am Kondensator C2 eine Ausgangsgleichspannung Vout an. Eine Spannung, die gleich Vout – Vin ist, liegt an der LED-Matrix LA an und ein Gleichstrom fließt durch die LED-Matrix von der Ausgangsklemme K3 zur Eingangsklemme K1. Es hat sich gezeigt, dass die Ausgangsgleichspannung Vout in der Praxis auf einen Wert gesteuert werden kann, der nur 4 Volt höher ist als die Eingangsgleichspannung Vin. Daher ist es möglich, über der LED-Matrix einen Spannungsabfall zu haben, der nur 4 Volt beträgt, ohne einen Transformator zu verwenden. Alternativ kann die Ausgangsgleichspannung Vout des Hochsetzstellers auch auf einen Wert gesteuert werden, der viel höher ist als die Eingangsspannung. In der Praxis hat sich gezeigt, dass die Ausgangsgleichspannung auf einen Wert gesteuert werden kann, der gleich 3*Vin ist. In diesem letzteren Fall ist die Spannung an der LED-Matrix gleich 2*Vin. Infolgedessen kann bei der in 1 gezeigten Beleuchtungsanordnung die Spannung an der LED-Matrix auf viele verschiedene Werte eingestellt werden, sodass die Schaltungsanordnung mit vielen verschiedenen LED-Matrizen kompatibel ist. Die Ausführungsform von 1 umfasst Mittel I zum Steuern des durch die LED-Matrix fließenden Stroms. Die Mittel I sind in der Steuerschaltung CC enthalten und mit den Eingangsklemmen und den Ausgangsklemmen gekoppelt und machen die Zeitspanne Ton, in der das Schaltelement Q1 während jeder Periode des Steuersignals in einem leitenden Zustand gehalten wird, proportional zu Vout/Vin². Es hat sich gezeigt, dass der mittlere Wert des Stroms, der den Kondensator C2 lädt, in Zeitintervallen, in denen das Schaltelement S leitend ist, auf einen konstanten Wert gesteuert wird. Dadurch wird der durch die LED-Matrix fließende Strom auch während Zeitintervallen, in denen das Schaltelement S leitend ist, auf einen konstanten Wert gesteuert. Die Schaltungsanordnung ist weiter mit Mitteln II zum im Wesentlichen rechteckwellenförmigen Modulieren der Amplitude des durch die LED-Matrix fließenden Stroms ausgerüstet. Diese Modulation wird in einfacher Weise durch periodisches Unterbrechen der Verbindung zwischen der Steuerschaltung CC und dem Schaltelement Q1 während einer zuvor bestimmten Zeitspanne realisiert, indem das Schaltelement S nichtleitend gemacht wird. Während einer solchen Unterbrechung wird das Schaltelement Q1 nichtleitend gemacht, sodass der Speisespannungsquelle kein Strom über Q1 entzogen wird. Folglich fällt die Ausgangsgleichspannung schnell auf einen Wert ab, der ungefähr gleich der Eingangsgleichspannung Vin ist und die LED-Matrix LA führt keinen Strom mehr. Wenn die Verbindung der Steuerschaltung CC und der Steuerelektrode von Schaltelement Q1 wieder hergestellt ist, weil der Schaltungsteil IIa das Schaltelement S wieder leitend macht, steigt die Ausgangsgleichspannung schnell auf ihren stationären Wert und die LED-Matrix LA führt einen Strom. Es hat sich gezeigt, dass die Mittel I, indem die Zeitspanne Ton proportional zu Vout/Vin² gemacht wird, die Ausgangsgleichspannung schnell ansteigen lassen, sodass für den durch die LED-Matrix fließenden Strom das Gleiche gilt. Ein so schnelles Ansprechen ist sehr wünschenswert, wenn der Lichtstrom durch die Mittel II eingestellt wird. Der Sensor SE generiert ein Signal, das den mittleren Lichtstrom der LED-Matrix repräsentiert. Der Schaltungsteil IIa steuert den Tastgrad der nahezu rechteckwellenförmigen Modulation der Amplitude des durch die LED-Matrix fließenden Stroms in solcher Weise, das der mittlere Lichtstrom der LED-Matrix einen Sollwert aufweist. Dieser Sollwert kann ein konstanter Wert sein, aber bei vielen Anwendungen ist er ein Signal, das eine Funktion der Zeit ist.
2 zeigt die bei der in 1 gezeigten Ausführungsform im Schaltungsteil CC enthaltenen Mittel I mehr im Detail. In 2 ist K5 eine Klemme, die mit der Eingangsklemme K1 verbunden ist, und K6 eine Klemme, die mit der Eingangsklemme K2 verbunden ist, sodass im Betrieb die Spannung Vin zwischen den Klemmen K5 und K6 anliegt. Die Klemmen K5 und K6 sind mittels einer Reihenschaltung aus den ohmschen Widerständen R1 und R3 und mittels einer Reihenschaltung aus dem ohmschen Widerstand R5, der Zenerdiode D3, dem Transistor Q3 und dem Kondensator C3 verbunden. Der ohmsche Widerstand R3 wird durch die Zenerdiode D2 überbrückt. Eine gemeinsame Klemme des ohmschen Widerstandes R3 und der Zenerdiode D2 ist mit einer Basiselektrode des Transistors Q3 verbunden. Die Klemme K5 ist mittels des ohmschen Widerstandes R2 mit einer Emitterelektrode des Transistors Q3 verbunden. Der Kondensator C3 wird durch ein Schaltelement Q4 überbrückt. Eine Steuerelektrode des Schaltelements Q4 ist mit der Ausgangsklemme von Schaltungsteil CC verbunden. Die ohmschen Widerstände R1, R2, R3 und R5, Zenerdioden D2 und D3 und der Transistor Q3 sind so dimensioniert, dass sie zusammen eine Stromquelle bilden, die für das Liefern eines Stroms bemessen ist, der proportional zu Vin² ist. Die Klemme K8 ist mit der Ausgangsklemme K3 verbunden. Die Klemme K8 ist auch mit der Klemme K6 mittels einer Reihenschaltung aus ohmschen Widerständen R7 und R10 verbunden. Im Betrieb liegt die Spannung Vout an dieser Reihenschaltung an. Eine gemeinsame Klemme des ohmschen Widerstandes R7 und des ohmschen Widerstandes R10 ist mit einer ersten Eingangsklemme des Komparators COMP verbunden. Eine gemeinsame Klemme des Transistors Q3 und des Kondensators C3 ist mit einer zweiten Eingangsklemme des Komparators COMP verbunden. K7 ist eine Komparatorausgangsklemme, die mit der Steuerelektrode von Schaltelement Q1 gekoppelt ist.
Die Funktionsweise der in 2 gezeigten Mittel I ist folgendermaßen.
Wenn der Schaltungsteil CC feststellt, dass das Schaltelement Q1 leitend werden muss, ändert sich die Spannung an seiner Ausgangsklemme von niedrig auf hoch und das Schaltelement Q4 wird leitend, sodass der Kondensator C3 entladen wird. Daher wird die an der zweiten Eingangsklemme des Komparator COMP anliegende Spannung niedriger als die an der ersten Eingangsklemme des Komparators anliegende Spannung, sodass die an der Komparatorausgangsklemme K7 anliegende Spannung hoch und das Schaltelement Q1 leitend wird. Sobald Kondensator C3 entladen ist, wird das Schaltelement Q4 wieder nichtleitend gemacht und die Stromquelle, die einen Strom liefet, der proportional zu Vin² ist, lädt den Kondensator C3. So lange die Spannung am Kondensator C3 niedriger ist als die Spannung an der ersten Eingangsklemme des Komparators COMP, ist die Spannung an der Komparatorausgangsklemme hoch und das Schaltelement Q1 wird in einem leitenden Zustand gehalten. Die Spannung an der Komparatorausgangsklemme wird niedrig und daher wird das Schaltelement Q1 nichtleitend, wenn die Spannung am Kondensator C3 gleich der Spannung an der ersten Eingangsklemme des Komparators COMP wird. Da der den Kondensator C3 ladende Strom proportional zu Vin² ist und die Spannung an der ersten Eingangsklemme proportional zu Vout ist, folgt, dass Ton proportional zu Vout/Vin² ist. Die Stromquelle ist so entworfen, dass sie für zwei verschiedene Werte von Vin geeignet ist, wie z. B. 12 V und 24 V. Beim niedrigsten Wert der beiden verschiedenen Werte von Vin ist nur die Zenerdiode D2 und nicht die Zenerdiode D3 leitend. Daher ist der von der Stromquelle gelieferte Strom der durch den ohmschen Widerstand R2 fließende Strom. Beim höchsten der beiden verschiedenen Werte von Vin sind beide Zenerdioden leitend und der von der Stromquelle gelieferte Strom ist die Summe der Ströme durch die ohmschen Widerstände R2 und R5.
Es sei bemerkt, dass die Stromquelle in 2 so entworfen ist, dass der Strom, den sie liefert, nur in guter Näherung und nicht genau proportional zu Vin² ist. Außerdem wird Vin häufig von einer Batterie geliefert und wird daher nur in einem begrenzten Bereich schwanken. Daher braucht die Stromquelle für Werte von Vin, die nicht zu stark (beispielweise nur höchstens 10% oder 20%) vom mittleren Wert von Vin abweichen, nur einen Strom zu liefern, der ungefähr proportional zu Vin² ist. Falls beispielweise die Stromquelle für einen mittleren Wert von Vin entworfen ist, der gleich 12 V ist, ist es in den meisten praktischen Fällen völlig ausreichend, wenn die Stromquelle für Werte von Vin im Bereich 10,8 V < Vin < 13,2 V einen Strom liefert, der ungefähr proportional zu Vin² ist. Ebenso werden, falls die Stromquelle für zwei verschiedene mittlere Werte von Vin wie z. B. 12 V und 24 V entworfen ist, zufriedenstellende Ergebnisse erhalten, wenn die Stromquelle für Werte von Vin beispielweise im Bereich 10,8 V < Vin < 13,2 V und für Werte von Vin beispielweise im Bereich 21,6 V < Vin < 26,4 V, einen Strom liefert, der nur ungefähr proportional zu Vin² ist.
Bei einer praktischen Ausführungsform der in 1 und 2 dargestellten Schaltungselektronik zeigte sich, dass eine Schwankung von Vin um 10% eine Änderung des Ausgangsstroms Iout von weniger als 3% bewirkte. Ebenso bewirkte eine Schwankung von Vin um 20% eine Änderung des Ausgangsstroms Iout von weniger als 5%. Falls die Mittel I nicht vorhanden wären oder mit anderen Worten falls die Zeitspanne Ton des Schaltelements Q1 unverändert bliebe, würde eine Schwankung der Eingangsspannung Vin um 10% zu einer Änderung des Ausgangsstroms von 20% führen, während eine Schwankung der Eingangsspannung Vin um 20% zu einer Änderung des Ausgangsstroms Iout von 40% führen würde.

Claims

Beleuchtungsanordnung mit einer LED-Matrix (LA) und einer Schaltungsanordnung zum Speisen der LED-Matrix (LA), wobei die Schaltungsanordnung einen Gleichspannungswandler zum Erzeugen einer Ausgangsgleichspannung (Vout) aus einer Eingangsgleichspannung (Vin) umfasst, und ausgerüstet ist mit – Eingangsklemmen (K1, K2) zum Anschluss an eine die Eingangsgleichspannung (Vin) liefernde Speisespannungsquelle, – einem induktiven Element (L1), – einer Diode (D1), – einem Schaltelement (Q1) zum Steuern des durch das induktive Element (L1) fließenden Stroms, – einer mit einer Steuerelektrode des Schaltelements (Q1) gekoppelten Steuerschaltung (CC) zum Generieren eines Steuersignals, um das Schaltelement (Q1) periodisch abwechselnd leitend und nichtleitend zu machen, – Ausgangsklemmen (K₃, K₄), an denen im Betrieb die Ausgangsgleichspannung (Vout) anliegt, wobei die LED-Matrix (LA) zwischen eine Eingangsklemme (K₁) und eine Ausgangsklemme (K₃) geschaltet ist, – dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungswandler mit Mitteln (I) zum Steuern des mittleren durch die LED-Matrix (LA) fließenden Stroms auf einen zuvor bestimmten Wert ausgerüstet ist.
Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 1, bei der der Gleichspannungswandler ein Hochsetzsteller ist.
Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der ein Kondensator (C) zwischen die Ausgangsklemmen (K₃, K₄) geschaltet ist.
Beleuchtungsanordnung nach den Ansprüchen 1–3, bei der die Steuerschaltung (CC) mit Mitteln (I) zum Betreiben des Gleichspannungswandlers in der kritischen diskontinuierlichen Betriebsart ausgerüstet ist.
Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 4, bei der die Mittel (I) mit den Eingangsklemmen (K₁, K₂) und den Ausgangsklemmen (K₃, K₄) gekoppelte Mittel umfassen, um eine Zeitspanne (Ton) zu steuern, in der das Schaltelement (Q1) während jeder Periode des Steuersignals in einem leitenden Zustand gehalten wird, proportional zu einem mathematischen Ausdruck, der eine Funktion der Eingangsgleichspannung (Vin) und der Ausgangsgleichspannung (Vout) ist.
Beleuchtungsanordnung nach den Ansprüchen 2 und 5, bei der die Mittel (I) Mittel umfassen, um die Zeitspanne (Ton) proportional zu Ausgangsgleichspannung/(Eingangsgleichspannung)² zu steuern.
Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, bei der der Gleichspannungswandler mit Mitteln (II) zum im Wesentlichen rechteckwellenförmigen Modulieren der Amplitude des durch die LED-Matrix (LA) fließenden Stroms ausgerüstet ist.
Flüssigkristallanzeige, ausgerüstet mit einer Hintergrundbeleuchtung, die eine Beleuchtungsanordnung nach den Ansprüchen 1–7 umfasst.