DE102006029957A1 - lighting device - Google Patents

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DE102006029957A1
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Timothy Daniel Dunn
Markus Hofmann
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Abstract

Es wird eine Beleuchtungseinrichtung, aufweisend - zumindest zwei zueinander parallel geschaltete Längsstränge (L1, L2, L3), enthaltend zueinander in Reihe geschaltete strahlungsemittierende Halbleiterbauelemente (1), wobei zumindest zwei Längsstränge (L1, L2, L3) je zumindest einen Knotenpunkt (2) enthalten, - zumindest eine Querverbindung (3), die den Knotenpunkt (2) eines Längsstrangs (L1, L2, L3) mit dem Knotenpunkt (2) eines anderen Längsstrangs (L1, L2, L3) elektrisch leitend verbindet, wobei die Querverbindung (3) ein strombegrenzendes Element (4, 4a) umfast, und - zwei Anschlussstellen (6), mittels derer die Längsstränge (L1, L2, L3) gemeinsam elektrisch kontaktierbar sind, angeben.It is an illumination device, comprising - at least two longitudinal strands (L1, L2, L3) connected in parallel to each other, containing radiation-emitting semiconductor components (1) connected in series, at least two longitudinal strands (L1, L2, L3) each having at least one node (2). at least one transverse connection (3) which electrically connects the junction (2) of one longitudinal section (L1, L2, L3) with the junction (2) of another longitudinal section (L1, L2, L3), wherein the transverse connection (3 ) comprises a current-limiting element (4, 4a), and - two connection points (6), by means of which the longitudinal strands (L1, L2, L3) are electrically contacted together specify.

Description

Es wird eine Beleuchtungseinrichtung angegeben.It a lighting device is specified.

Die Druckschrift EP 0793402 B1 beschreibt eine Beleuchtungseinrichtung.The publication EP 0793402 B1 describes a lighting device.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Beleuchtungseinrichtung umfasst die Beleuchtungseinrichtung zumindest zwei zueinander parallel geschaltete Längsstränge, wobei vorzugsweise jeder Längsstrang zumindest zwei zueinander in Reihe geschaltete strahlungsemittierende Halbleiterbauelemente umfasst.At least an embodiment of the Lighting device comprises the lighting device at least two parallel longitudinal strands, preferably each longitudinal strand at least two radiation-emitting in series with each other Semiconductor devices comprises.

Bei den Halbleiterbauelementen handelt es sich vorzugsweise um Leuchtdiodenchips oder um Leuchtdioden. Unter einer Leuchtdiode ist dabei ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement zu verstehen, das zumindest einen Leuchtdiodenchip umfasst und zudem externe Anschlussstellen aufweist, über die der Leuchtdiodenchip der Leuchtdiode elektrisch kontaktierbar ist.at The semiconductor components are preferably light-emitting diode chips or light emitting diodes. Under a light emitting diode is a radiation-emitting Semiconductor device to understand that includes at least one LED chip and also has external connection points, via which the LED chip the LED is electrically contacted.

Es ist aber auch möglich, das Laserdiodenchips oder Laserdioden als Halbleiterbauelemente Verwendung finden.It but it is also possible the laser diode chips or laser diodes as semiconductor devices use Find.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform enthalten zumindest zwei Längsstränge der Beleuchtungseinrichtung je zumindest einen Knotenpunkt. Bevorzugt umfasst jeder Längsstrang der Beleuchtungseinrichtung zumindest einen Kotenpunkt.At least an embodiment included at least two longitudinal strands of the Lighting device depending at least one node. Prefers includes each longitudinal strand the lighting device at least one Kotenpunkt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Beleuchtungseinrichtung weist die Beleuchtungseinrichtung ferner zumindest eine Querverbindung auf. Die Querverbindung verbindet einen Knotenpunkt eines Längsstrangs mit einem Knotenpunkt eines anderen Längsstrangs elektrisch leitend.At least an embodiment of the Lighting device has the lighting device further at least one cross connection. The cross connection connects a node of a longitudinal strand electrically conductive with a node of another longitudinal strand.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Beleuchtungseinrichtung umfasst die Querverbindung ein strombegrenzendes Element. Die Querverbindung kann dazu beispielsweise durch das strombegrenzende Element gebildet sein oder aber das strombegrenzende Element enthalten.At least an embodiment of the Lighting device comprises the cross-connection a current-limiting Element. The cross-connection can, for example, by the current-limiting Element may be formed or contain the current-limiting element.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Beleuchtungseinrichtung weist die Beleuchtungseinrichtung ferner zwei Anschlussstellen auf, mittels derer die Längsstränge der Beleuchtungseinrichtung gemeinsam elektrisch kontaktierbar sind. Das heißt, wenn an die Anschlussstellen der Beleuchtungseinrichtung eine geeignete Spannung angelegt wird, erzeugen vorzugsweise alle strahlungsemittierenden Halbleiterbauelemente der Beleuchtungseinrichtung elektromagnetische Strahlung. Unter geeigneter Spannung ist eine Spannung zu verstehen, die die richtige Polarität und einen geeigneten Betrag zum Betreiben der strahlungsemittierenden Halbleiterbauelemente aufweist.At least an embodiment of the Lighting device has the lighting device further two connection points, by means of which the longitudinal strands of the lighting device in common are electrically contacted. That is, when to the connection points a suitable voltage is applied to the illumination device, preferably produce all radiation-emitting semiconductor components the illumination device electromagnetic radiation. Under suitable tension is a tension that is the right one polarity and a suitable amount for operating the radiation-emitting Semiconductor devices has.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Beleuchtungseinrichtung weist die Beleuchtungseinrichtung zumindest zwei zueinander parallel geschaltete Längsstränge auf, die zueinander in Reihe geschaltete strahlungsemittierende Halbleiterbauelemente enthalten. Zumindest zwei Längsstränge enthalten dabei zumindest je einen Knotenpunkt. Weiter weist die Beleuchtungseinrichtung zumindest eine Querverbindung auf, die den Knotenpunkt eines Längsstrangs mit dem Knotenpunkt eines anderen Längsstrangs elektrisch leitend verbindet. Dabei umfasst die Querverbindung ein strombegrenzendes Element. Weiter weist die Beleuchtungseinrichtung zwei Anschlussstellen auf, mittels derer die Längsstränge gemeinsam elektrisch kontaktierbar sind.At least an embodiment of the Lighting device has the lighting device at least two longitudinal strands connected in parallel to each other, which are in each other in Row connected radiation-emitting semiconductor devices included. At least two longitudinal strands included at least one node each. Next, the lighting device at least one cross connection, which is the node of a longitudinal strand with the node of another longitudinal strand electrically conductive combines. In this case, the cross-connection comprises a current-limiting element. Furthermore, the illumination device has two connection points, by means of which the longitudinal strands together are electrically contacted.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Beleuchtungseinrichtung ist jeder Knotenpunkt eines Längsstrangs der Beleuchtungseinrichtung mittels einer Querverbindung mit einem Knotenpunkt eines anderen Längsstrangs der Beleuchtungseinrichtung elektrisch leitend verbunden. Bevorzugt ist jeder Knotenpunkt eines Längsstrangs mittels der Querverbindung direkt mit einem Knotenpunkt eines anderen Längsstrangs verbunden. Das heißt, jede Querverbindung ist mit ihrem ersten Ende an den Knotenpunkt eines ersten Längsstrangs angeschlossen und mit ihrem zweiten Ende an den Knotenpunkt eines zweiten Längsstrangs angeschlossen.At least an embodiment of the Lighting device is each node of a longitudinal strand the lighting device by means of a cross-connection with a Node of another longitudinal strand the lighting device electrically connected. Prefers is every node of a longitudinal strand by means of the cross connection directly with a node of another along the strand connected. This means, Each cross connection is at its first end to the junction a first longitudinal strand connected and with its second end to the node of a second longitudinal strand connected.

Beispielsweise ist es möglich, dass dabei jede Querverbindung ein strombegrenzendes Element umfasst. Es ist aber auch möglich, dass manche Querverbindungen frei von einem strombegrenzenden Element sind. Solche Querverbindungen stellen dann eine direkte Verbindung zwischen zwei Knotenpunkten zweier Längsstränge dar, ohne dass sich ein strombegrenzendes Element zwischen den Knotenpunkten befindet.For example Is it possible, that each cross-connection comprises a current-limiting element. But it is also possible that some cross connections are free of a current limiting element are. Such cross-connections then provide a direct connection between two nodes of two longitudinal strands, without that one current limiting element located between the nodes.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist jedem strahlungsemittierenden Halbleiterbauelement in einem Längsstrang der Beleuchtungseinrichtung ein strombegrenzendes Element in einem Querstrang zugeordnet. Das heißt, fällt das strahlungsemittierende Halbleiterbauelement aus – weist das Halbleiterbauelement also zum Beispiel einen unendlich hohen Widerstand auf – so fällt am strombegrenzenden Bauelement eine Spannung ab, die bei funktionstüchtigem strahlungsemittierenden Bauelement am Halbleiterbauelement abfallen würde.At least an embodiment is each radiation-emitting semiconductor device in one longitudinal strand the lighting device, a current-limiting element in a transverse strand assigned. This means, falls the radiation-emitting Semiconductor device - has the Semiconductor device so for example, an infinitely high resistance on - so falls on current-limiting component from a voltage from the functional radiation-emitting component drop off at the semiconductor device would.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Beleuchtungseinrichtung ist jedem strahlungsemittierenden Halbleiterbauelement eines Längsstrangs ein strombegrenzendes Element einer Querverbindung eindeutig zugeordnet. Das heißt, für jedes strahlungsemittierende Halbleiterbauelement ist ein strombegrenzendes Element in einer Querverbindung vorhanden. Dabei ist es möglich, dass dieses strombegrenzende Element als strombegrenzendes Element für mehr als ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement dient.In accordance with at least one embodiment of the illumination device, each radiation-emitting semiconductor component of a longitudinal strand is a current-limiting element of a cross connection clearly assigned. That is, for each radiation-emitting semiconductor device, there is a current-limiting element in a cross-connection. It is possible that this current-limiting element serves as a current-limiting element for more than one radiation-emitting semiconductor component.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Beleuchtungseinrichtung ist jedes strahlungsemittierende Halbleiterbauelement eines Längsstrangs der Beleuchtungseinrichtung zwischen zwei Knotenpunkten dieses Längsstrangs angeordnet. Vorzugsweise ist dann jeder der Knotenpunkte mit einem Knotenpunkt in einem anderen Längsstrang bevorzugt in einem Nächster-Nachbar-Längsstrang mittels einer Querverbindung elektrisch leitend verbunden. Dabei kann jede der Querverbindungen ein strombegrenzendes Element umfassen. Es ist aber auch möglich, dass nur ausgewählte Querverbindungen ein solches strombegrenzendes Element umfassen.At least an embodiment of the Lighting device is any radiation-emitting semiconductor device a longitudinal strand the illumination device between two nodes of this longitudinal strand arranged. Preferably, then each of the nodes is with a Node in another longitudinal line preferably in a nearest neighbor longitudinal strand electrically connected by means of a cross connection. there For example, each of the cross connections may comprise a current limiting element. But it is also possible that only selected Cross connections comprise such a current-limiting element.

Ein Nächster-Nachbar-Längsstrang zu einem ersten Längsstrang ist dabei jeder zweite Längsstrang, bei dem ein Knotenpunkt des ersten Längsstrangs mit dem Knotenpunkt des zweiten Längsstrangs über eine Querverbindung direkt verbunden ist. Das heißt, die Querverbindung verbindet die beiden Längsstränge direkt miteinander, ohne mit einem zwischen geschalteten Längsstrang verbunden zu sein.One Nearest neighbor longitudinal strand to a first longitudinal strand is every second longitudinal strand, in which a node of the first longitudinal strand with the node of the second longitudinal strand via a Cross connection is directly connected. That is, the cross connection connects the two longitudinal strands directly with each other, without an interconnected longitudinal string to be connected.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Beleuchtungseinrichtung ist jeder Knotenpunkt eines Längsstrangs höchstens mit zwei Knotenpunkten anderer Längsstränge mittels je einer Querverbindung elektrisch leitend verbunden. Vorzugsweise ist jeder Knotenpunkt eines Längsstrangs mit einem Knotenpunkt eines Nächster-Nachbar-Längsstrangs mittels einer Querverbindung elektrisch leitend verbunden. Da die Längsstränge zueinander parallel geschaltet sind, weist jeder Längsstrang höchstens zwei Nächste-Nachbar-Längsstränge auf.At least an embodiment of the Lighting device is each node of a longitudinal strand at the most with two nodes of other longitudinal strands using each electrically connected to a cross connection. Preferably every node of a longitudinal strand with a node of a nearest-neighbor longitudinal line by means of a cross-connection electrically connected. Since the longitudinal strands are connected in parallel are, each longitudinal strand indicates at most two Next-neighbor longitudinal strands up.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Beleuchtungseinrichtung ist jeder Längsstrang der Beleuchtungseinrichtung über wenigstens eine Querverbindung, die ein strombegrenzendes Element umfasst, elektrisch leitend mit einem anderen Längsstrang verbunden. Vorzugsweise ist jeder Längsstrang dabei nur mit Nächste-Nachbar-Längssträngen verbunden, sodass jeder Längsstrang mit höchstens zwei benachbarten Längssträngen mittels einer solchen Querverbindung verbunden ist.At least an embodiment of the Lighting device is each longitudinal strand of the lighting device over at least a cross-connection comprising a current-limiting element, electrically connected to another longitudinal strand. Preferably is every longitudinal strand only connected to nearest neighbor longitudinal strands, so each longitudinal strand with at most two adjacent longitudinal strands by means of a connected to such cross-connection.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem strombegrenzenden Element einer Querverbindung um ein oberflächenmontierbares Bauelement. Ein solches oberflächenmontierbares Bauelement zeichnet sich durch eine besonders einfache und platzsparende Montage aus.At least an embodiment is it is at the current-limiting element of a cross connection to a surface mountable Component. Such a surface mountable Component is characterized by a particularly simple and space-saving Assembly off.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Beleuchtungseinrichtung sind die strombegrenzenden Bauelemente der Querverbindungen der Beleuchtungseinrichtung jeweils durch einen ohmschen Widerstand gebildet. Der Widerstand kann dabei ein oberflächenmontierbarer Widerstand sein.At least an embodiment of the Lighting device are the current-limiting components of Cross connections of the lighting device in each case by a ohmic resistance formed. The resistance can be surface mountable Be a resistance.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Beleuchtungseinrichtung umfasst das strombegrenzende Bauelement zwei antiparallel zueinander geschaltete Dioden. Bei den Dioden kann es sich beispielsweise um Gleichrichterdioden, Zenerdioden oder auch um Leuchtdioden handeln.At least an embodiment of the Lighting device comprises the current-limiting component two antiparallel connected diodes. At the diodes For example, these can be rectifier diodes, zener diodes or also to act light-emitting diodes.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Beleuchtungseinrichtung sind die strahlungsemittierenden Halbleiterbauelemente der Beleuchtungseinrichtung durch Leuchtdiodenchips gebildet. Bevorzugt sind die strombegrenzenden Elemente der Querverbindungen dann durch oberflächenmontierbare Bauelemente, beispielsweise durch oberflächenmontierbare ohmsche Widerstände oder durch oberflächenmontierbare Dioden gebildet. Besonders bevorzugt sind diese Komponenten – das heißt, strombegrenzende Elemente und strahlungsemittierende Halbleiterbauelemente – auf einem gemeinsamen Anschlussträger aufgebracht. Bei dem gemeinsamen Anschlussträger kann es sich beispielsweise um eine Leiterplatte handeln, die einen elektrisch isolierenden Grundkörper sowie auf den Grundkörper strukturierte elektrisch leitende Leiterbahnen umfasst. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Anschlussträger um eine Metallkernplatine oder eine bedruckte Leiterplatte (printed circuit board).At least an embodiment of the Lighting device are the radiation-emitting semiconductor devices the illumination device formed by LED chips. Prefers the current limiting elements of the cross connections are then through surface mount Components, for example, by surface mount resistive resistors or through surface mountable Diodes formed. Particularly preferred are these components - that is, current limiting Elements and radiation-emitting semiconductor devices - on one common connection carrier applied. The common connection carrier may be, for example a printed circuit board, which has an electrically insulating body as well structured on the basic body includes electrically conductive traces. Preferably it is at the connection carrier around a metal core board or a printed circuit board (printed circuit board).

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Beleuchtungseinrichtung umfasst jeder Längsstrang der Beleuchtungseinrichtung zumindest ein strombegrenzendes Element, das zu einem strahlungsemittierenden Halbleiterbauelement des Längsstrangs in Reihe geschaltet ist. Vorzugsweise ist das strombegrenzende Element durch ein oberflächenmontierbares Bauelement gebildet, das gemeinsam mit anderen Komponenten der Beleuchtungseinrichtung auf einen gemeinsamen Anschlussträger angeordnet sein kann.At least an embodiment of the Lighting device comprises each longitudinal strand of the lighting device at least one current-limiting element forming a radiation-emitting element Semiconductor component of the longitudinal strand is connected in series. Preferably, the current limiting element through a surface mountable Component formed in common with other components of the lighting device can be arranged on a common connection carrier.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Beleuchtungseinrichtung ist jedem Längsstrang der Beleuchtungseinrichtung ein strombegrenzendes Bauelement in Reihe geschaltet. Vorzugsweise handelt es sich bei dem strombegrenzenden Bauelement, das dem Längsstrang oder den strahlungsemittierenden Halbleiterbauelementen in einem Längsstrang in Reihe geschaltet ist, um einen ohmschen Widerstand, besonders bevorzugt um einen oberflächenmontierbaren ohmschen Widerstand.At least an embodiment of the Lighting device is each longitudinal strand of the lighting device a current limiting device connected in series. Preferably it is the current-limiting component, the longitudinal string or the radiation-emitting semiconductor components in a longitudinal strand is connected in series to an ohmic resistance, especially preferably a surface mountable ohmic resistance.

Im Folgenden wird die hier beschriebene Beleuchtungseinrichtung anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.in the The illumination device described here will be described below of exemplary embodiments and its associated Figures closer explained.

1 zeigt eine hier beschriebene Beleuchtungseinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. 1 shows a lighting device described here according to a first embodiment.

2 zeigt eine schematische Schaltskizze einer hier beschriebenen Beleuchtungseinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. 2 shows a schematic circuit diagram of a lighting device described here according to a second embodiment.

3 zeigt eine schematische Schaltskizze einer hier beschriebenen Beleuchtungseinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. 3 shows a schematic circuit diagram of a lighting device described here according to a third embodiment.

4 zeigt eine schematische Schaltskizze einer hier beschriebenen Beleuchtungseinrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. 4 shows a schematic circuit diagram of a lighting device described here according to a fourth embodiment.

5 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine hier beschriebene Beleuchtungseinrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel. 5 shows a schematic plan view of a lighting device described here according to a fifth embodiment.

In den Ausführungsbeispielen und Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die dargestellten Elemente sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.In the embodiments and figures are the same or equivalent components respectively provided with the same reference numerals. The illustrated elements are not to scale to look at, rather Exaggerated individual elements for better understanding be.

1 zeigt die hier beschriebene Beleuchtungseinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. 1 shows the illumination device described here according to a first embodiment.

Die Beleuchtungseinrichtung umfasst eine kombinierte Reihen- und Parallelschaltung von strahlungsemittierenden Halbleiterbauelementen 1. Bei den strahlungsemittierenden Halbleiterbauelementen handelt es sich beispielsweise um Leuchtdioden oder Leuchtdiodenchips.The illumination device comprises a combined series and parallel connection of radiation-emitting semiconductor components 1 , The radiation-emitting semiconductor components are, for example, light-emitting diodes or light-emitting diode chips.

Die Beleuchtungseinrichtung umfasst im Ausführungsbeispiel der 1 drei Längsstränge L1, L2, L3. Jeder Längsstrang L1, L2, L3 umfasst zwei zueinander in Reihe geschaltete strahlungsemittierende Halbleiterbauelemente 1. Ferner umfasst jeder Längsstrang L1, L2, L3 drei Knotenpunkte 2. Den strahlungsemittierenden Halbleiterbauelementen 1 eines jeden Längsstrangs L1, L2, L3 ist jeweils ein strombegrenzendes Element 5 in Reihe geschaltet. Bei den strombegrenzenden Elementen 5 handelt es sich vorzugsweise um ohmsche Widerstände.The illumination device comprises in the embodiment of 1 three longitudinal strands L1, L2, L3. Each longitudinal strand L1, L2, L3 comprises two radiation-emitting semiconductor components connected in series with one another 1 , Furthermore, each longitudinal strand L1, L2, L3 comprises three nodes 2 , The radiation-emitting semiconductor devices 1 of each longitudinal strand L1, L2, L3 is in each case a current-limiting element 5 connected in series. At the current-limiting elements 5 these are preferably ohmic resistors.

Der Längsstrang L1 hat mit dem Längsstrang L2 genau einen Nächster-Nachbar-Längsstrang. Der Längsstrang L2 hat mit den Längssträngen L1 und L3 genau 2 Nächste-Nachbar-Längsstränge mit denen er jeweils direkt verbunden ist. Der Längsstrang L3 hat mit dem Längsstrang L2 genau einen Nächster-Nachbar-Längsstrang.Of the longitudinal strand L1 has with the longitudinal line L2 exactly one neighbor-neighbor-line. The longitudinal strand L2 has with the longitudinal strands L1 and L3 exactly 2 next-neighbor longitudinal strands with to which he is directly connected. The longitudinal strand L3 has with the longitudinal strand L2 exactly one next-neighbor longitudinal strand.

Jeder Knotenpunkt 2 eines Längsstrangs L1, L2, L3 ist mittels einer Querverbindung 3 mit einem Knotenpunkt eines Nächster-Nachbar-Längsstrangs elektrisch leitend verbunden. Die mittels einer Querverbindung 3 verbundene Knotenpunkte 2 liegen vorzugsweise auf gleichem Potential.Every node 2 of a longitudinal line L1, L2, L3 is by means of a cross connection 3 electrically connected to a node of a nearest neighbor longitudinal string. The by means of a cross connection 3 connected nodes 2 are preferably at the same potential.

Im Ausführungsbeispiel der 1 ist jeweils genau ein Knotenpunkt eines Längsstrangs mit einem Knotenpunkt 2 eines Nächster-Nachbar-Längsstrangs über eine Querverbindung 3 verbunden, die ein strombegrenzendes Element 4 umfasst. Bei dem strombegrenzenden Element 4 handelt es sich beispielsweise um einen ohmschen Widerstand.In the embodiment of 1 is exactly one node of a longitudinal line with a node 2 of a nearest-neighbor longitudinal line via a cross-connection 3 connected, which is a current-limiting element 4 includes. In the current-limiting element 4 it is, for example, an ohmic resistance.

Fällt nun beispielsweise im in Verbindung mit der 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel der Beleuchtungseinrichtung das strahlungsemittierende Halbleiterbauelement 1a im linken unteren Eck der Beleuchtungseinrichtung aus, so wird der Widerstand dieses Halbleiterbauelements unendlich groß. Elektrischer Strom, der beispielsweise von der Stromquelle 15 konstant in die Beleuchtungseinrichtung eingeprägt wird, fließt dann über das strombegrenzende Element 4a in den Längszweig L2 ab. Das strombegrenzende Element 4a ist dabei derart dimensioniert, dass eine Überstromung der verbleibenden, funktionstüchtigen strahlungsemittierenden Bauelemente 1 der Beleuchtungseinrichtung verhindert wird. Auf diese Weise tragen die strombegrenzenden Bauelemente 4, 4a in den Querverbindungen 3 zu einer Erhöhung der Lebensdauer der strahlungsemittierenden Halbleiterbauelemente bei.Falls now, for example, in conjunction with the 1 described embodiment of the illumination device, the radiation-emitting semiconductor device 1a in the lower left corner of the lighting device, the resistance of this semiconductor device becomes infinitely large. Electric power, for example, from the power source 15 is constantly impressed into the illumination device, then flows through the current-limiting element 4a in the longitudinal branch L2. The current-limiting element 4a is dimensioned such that an overcurrent of the remaining, functioning radiation-emitting components 1 the lighting device is prevented. In this way, carry the current-limiting components 4 . 4a in the cross connections 3 to an increase in the lifetime of the radiation-emitting semiconductor devices.

Die Beleuchtungseinrichtung weist ferner Anschlussstellen 6 auf, über die die Beleuchtungseinrichtung elektrisch kontaktierbar ist.The lighting device also has connection points 6 on, over which the lighting device is electrically contacted.

Die Vorwärtsspannung der strahlungsemittierenden Halbleiterbauelemente 1 beträgt vorzugsweise zwischen wenigstens 1,9 V und höchsten 2,5 V bei einer Stromstärke des Gruppierungsstroms von 50 mA. Der Widerstandswert für einen Widerstand 5 in einen Längszweig berechnet sich zu R = (U3 – n U1)/Isoll. The forward voltage of the radiation-emitting semiconductor components 1 is preferably between at least 1.9 V and at most 2.5 V at a current strength of the grouping current of 50 mA. The resistance value for a resistor 5 in a longitudinal branch calculates to R = (U 3 - n U 1 ) / I should ,

Dabei ist U3 die Spannung an der Querverbindung 3, n ist die Zahl der strahlungsemittierenden Halbleiterbauelemente 1 im Längszweig, U1 ist die mittlere Vorwärtsspannung der Leuchtdioden im Längszweig beim Gruppierungsstrom und Isoll ist der Sollstrom durch die strahlungsemittierenden Halbleiterbauelemente 1. Diese Berechnung gilt in guter Näherung, wenn der Sollstrom nahe beim Gruppierungsstrom der strahlungsemittierenden Halbleiterbauelemente 1 liegt. Alternativ ist es möglich, den Widerstandswert R durch eine Simulation zu ermitteln.Here U 3 is the voltage at the cross connection 3 , n is the number of radiation-emitting semiconductor components 1 in the longitudinal branch, U 1 is the average forward voltage of the light-emitting diodes in the longitudinal branch in the grouping current and I soll is the desired current through the radiation-emitting semiconductor components 1 , This calculation applies to a good approximation when the target current is close to the grouping current of the radiation-emitting semiconductor devices 1 lies. Alternatively, it is possible to determine the resistance value R by a simulation.

Der Widerstandswert für das strombegrenzende Element 4a liegt bei wenigstens 20 Ohm, so dass ausreichend Spannung an diesen Widerständen abfällt.The resistance value for the current-limiting element 4a is at least 20 ohms, so that sufficient voltage drops across these resistors.

2 zeigt die hier beschriebene Beleuchtungseinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. 2 shows the illumination device described here according to a second embodiment.

Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel wie es in Verbindung mit der 1 beschrieben ist, ist die Stromquelle 15 durch einen Widerstand 5 ersetzt, der in Reihe zu den Längssträngen L1, L2, L3 geschaltet ist. Der Widerstand 5 prägt einen konstanten Strom in die Längsstränge L1, L2, L3 ein.In contrast to the embodiment as it is in connection with the 1 is described, is the power source 15 through a resistance 5 replaced, which is connected in series with the longitudinal strands L1, L2, L3. The resistance 5 imposes a constant current in the longitudinal strands L1, L2, L3.

In Verbindung mit 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der hier beschriebenen Beleuchtungseinrichtung beschrieben. Im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen der 1 und 2 ist jeder der Längsstränge L1, L2, L3 an je zwei Knotenpunkten 2 über eine Querverbindung 3, die ein strombegrenzendes Element 4 umfasst, mit einem Nächster-Nachbar-Längsstrang elektrisch leitend verbunden.Combined with 3 a third embodiment of the illumination device described here is described. In contrast to the embodiments of the 1 and 2 each of the longitudinal strands L1, L2, L3 is at two nodes each 2 via a cross connection 3 which is a current-limiting element 4 comprises, electrically connected to a nearest neighbor longitudinal line.

Im Vergleich zu den Ausführungsbeispielen der Beleuchtungseinrichtung gemäß den 1 und 2 ist die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Beleuchtungseinrichtung durch diese Maßnahme weiter erhöht, da auf diese Weise jedem strahlungsemittierenden Halbleiterbauelement 1 ein strombegrenzendes Element 4 einer Querverbindung 3 zugeordnet ist. Auf diese Weise wird bei Ausfall irgendeines der strahlungsemittierenden Halbleiterbauelemente 1 der Beleuchtungseinrichtung der Strom durch ein strombegrenzendes Element 4 abgeleitet. Auf diese Weise sind die verbleibenden strahlungsemittierenden Halbleiterbauelemente 1 optimal vor einem zu großen Strom, der zu einer Beschädigung der verbleibenden Halbleiterbauelemente führen könnte, geschützt.Compared to the embodiments of the lighting device according to the 1 and 2 the reliability and life of the lighting device is further increased by this measure, since in this way each radiation-emitting semiconductor device 1 a current-limiting element 4 a cross connection 3 assigned. In this way, upon failure of any of the radiation-emitting semiconductor devices 1 the lighting device, the current through a current-limiting element 4 derived. In this way, the remaining radiation-emitting semiconductor devices 1 optimally protected against excessive current that could result in damage to the remaining semiconductor devices.

Den Längssträngen L1, L2, L3 der in Verbindung mit der 3 beschriebenen Beleuchtungseinrichtung kann ferner ein strombegrenzendes Element 5 oder eine Stromquelle 15 wie in den 2 oder 3 dargestellt in Reihe geschaltet sein, um einen konstanten Strom in die Längsstränge L1, L2, L3 der Beleuchtungseinrichtung einzuprägen.The longitudinal strands L1, L2, L3 in conjunction with the 3 described lighting device may further comprise a current-limiting element 5 or a power source 15 like in the 2 or 3 shown in series to impress a constant current in the longitudinal strands L1, L2, L3 of the illumination device.

In Verbindung mit 4 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der hier beschriebenen Beleuchtungseinrichtung beschrieben. Im Unterschied zum in Verbindung mit 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel der Beleuchtungseinrichtung sind die strombegrenzenden Elemente 4 der Querverbindungen 3 durch zwei antiparallel zueinander geschalteten Dioden 4b gebildet.Combined with 4 a fourth embodiment of the illumination device described here is described. Unlike in conjunction with 3 described embodiment of the lighting device are the current-limiting elements 4 the cross connections 3 by two antiparallel connected diodes 4b educated.

Hierzu finden vorzugsweise Dioden 4b Verwendung, die für einen Vorwärtsstrom von wenigstens 100 mA geeignet sind, und die eine Sperrspannung von wenigstens 20 V besitzen.For this purpose, preferably find diodes 4b Use suitable for a forward current of at least 100 mA and having a reverse voltage of at least 20V.

In Verbindung mit 5 ist ein fünftes Ausführungsbeispiel der hier beschriebenen Beleuchtungseinrichtung beschrieben.Combined with 5 a fifth embodiment of the illumination device described here is described.

In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Beleuchtungseinrichtung einen Anschlussträger 10. Bei dem Anschlussträger 10 kann es sich beispielsweise um eine Leiterplatte handeln, die einen Grundkörper aus einem elektrisch isolierenden Material umfasst, auf den Leiterbahnen strukturiert sind. Die strahlungsemittierenden Halbleiterbauelemente 1 sind in diesem Ausführungsbeispiel vorzugsweise durch Leuchtdiodenchips gebildet, die direkt auf die Leiterplatte 10 montiert sind.In this embodiment, the illumination device comprises a connection carrier 10 , At the connection carrier 10 it may, for example, be a printed circuit board which comprises a main body made of an electrically insulating material, on which conductor tracks are structured. The radiation-emitting semiconductor components 1 are preferably formed in this embodiment by light-emitting diode chips, which directly on the circuit board 10 are mounted.

Bei der Leiterplatte 10 handelt es sich beispielsweise um eine Metallkernplatine oder um eine bedruckte Leiterplatte (printed circuit board).At the circuit board 10 it is for example a metal core board or a printed circuit board (printed circuit board).

Bei den strombegrenzenden Elementen 4, 5 handelt es sich vorzugsweise um oberflächenmontierbare Bauelemente wie beispielsweise oberflächenmontierbare Widerstände. Die Komponenten der Beleuchtungseinrichtung können beispielsweise gemäß den in Verbindung mit den 1 bis 4 beschriebenen Beleuchtungseinrichtungen angeordnet sein. Die Beleuchtungseinrichtung gemäß 5 zeichnet sich durch eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung aus.At the current-limiting elements 4 . 5 these are preferably surface-mountable components such as, for example, surface-mountable resistors. The components of the lighting device can, for example, according to the in connection with the 1 to 4 be arranged lighting devices described. The lighting device according to 5 is characterized by a particularly simple and inexpensive production.

Die hier beschriebene Beleuchtungseinrichtung ist nicht auf eine bestimmte Anzahl von Längssträngen oder auf eine bestimmte Anzahl von strahlungsemittierenden Halbleiterbauelementen in einen Längsstrang beschränkt. Vielmehr können beliebig dimensionierte Felder von strahlungsemittierenden Halbleiterbauelementen in kombinierter Reihen- und Parallelschaltung auf die beschriebene Weise gebildet werden. Die hier beschriebene Beleuchtungseinrichtung zeichnet sich durch eine besonders hohe Lebensdauer aus, da auch bei Ausfall mehrer strahlungsemittierender Halbleiterbauelemente eine Überstromung der verbleibenden Halbleiterbauelemente verhindert wird.The Lighting device described here is not limited to a particular Number of longitudinal strands or to a certain number of radiation-emitting semiconductor devices in a longitudinal line limited. Rather, you can arbitrarily dimensioned fields of radiation-emitting semiconductor components in combined series and parallel connection to the described Way be formed. The illumination device described here is characterized by a particularly long life, as well in case of failure of several radiation-emitting semiconductor devices an overcurrent the remaining semiconductor devices is prevented.

Die hier beschriebene Beleuchtungseinrichtung eignet sich besonders gut für einen Einsatz in Scheinwerfern, zum Beispiel in Kfz-Scheinwerfern.The Lighting device described here is particularly suitable good for an insert in headlamps, for example in vehicle headlamps.

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.The invention is not limited by the description with reference to the embodiments. Rather, the invention encompasses every new feature as well as any combination of features, which in particular includes any combination of features in the patent claims, even if this feature or combination itself is not explicitly stated in the patent claims or exemplary embodiments.

Claims (22)

Beleuchtungseinrichtung, aufweisend – zumindest zwei zueinander parallel geschaltete Längsstränge (L1, L2, L3) enthaltend zueinander in Reihe geschaltete strahlungsemittierende Halbleiterbauelemente (1), wobei zumindest zwei Längsstränge (L1, L2, L3) je zumindest einen Knotenpunkt (2) enthalten, – zumindest eine Querverbindung (3), die den Knotenpunkt (2) eines Längsstrangs (L1, L2, L3) mit dem Knotenpunkt (2) eines anderen Längsstrangs (L1, L2, L3) elektrisch leitend verbindet, wobei die Querverbindung (3) ein strombegrenzendes Element (4, 4a) umfasst, und – zwei Anschlussstellen (6) mittels derer die Längsstränge (L1, L2, L3) gemeinsam elektrisch kontaktierbar sind.Lighting device, comprising - at least two longitudinal strands (L1, L2, L3) connected in parallel to each other and containing radiation-emitting semiconductor components connected in series with each other ( 1 ), wherein at least two longitudinal strands (L1, L2, L3) each have at least one node ( 2 ), - at least one cross-connection ( 3 ), the node ( 2 ) of a longitudinal line (L1, L2, L3) with the node ( 2 ) of another longitudinal line (L1, L2, L3) electrically conductively connects, wherein the cross-connection ( 3 ) a current-limiting element ( 4 . 4a ), and - two connection points ( 6 ) by means of which the longitudinal strands (L1, L2, L3) are electrically contacted together. Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 1, bei der jeder Knotenpunkt (2) eines Längsstrangs (L1, L2, L3) mittels einer Querverbindung (3) mit einem Knotenpunkt (2) eines anderen Längsstrangs (L1, L2, L3) verbunden ist.Lighting device according to claim 1, in which each node ( 2 ) of a longitudinal strand (L1, L2, L3) by means of a cross-connection ( 3 ) with a node ( 2 ) of another longitudinal strand (L1, L2, L3) is connected. Beleuchtungseinrichtung gemäß zumindest einem der vorherigen Ansprüche, bei der jede Querverbindung (3) ein strombegrenzendes Element (4, 4a) umfasst.Lighting device according to at least one of the preceding claims, in which each transverse connection ( 3 ) a current-limiting element ( 4 . 4a ). Beleuchtungseinrichtung gemäß zumindest einem der vorherigen Ansprüche, bei der jedem strahlungsemittierenden Halbleiterbauelement (1) eines Längsstrangs (L1, L2, L3) ein strombegrenzendes Element (4) in einer Querverbindung (3) zugeordnet ist.Lighting device according to at least one of the preceding claims, in which each radiation-emitting semiconductor component ( 1 ) of a longitudinal strand (L1, L2, L3) a current-limiting element ( 4 ) in a cross-connection ( 3 ) assigned. Beleuchtungseinrichtung gemäß zumindest einem der vorherigen Ansprüche, bei der jedem strahlungsemittierenden Halbleiterbauelement (1) eines Längsstrangs (L1, L2, L3) ein strombegrenzendes Element (4, 4a) in einer Querverbindung (3) eindeutig zugeordnet ist.Lighting device according to at least one of the preceding claims, in which each radiation-emitting semiconductor component ( 1 ) of a longitudinal strand (L1, L2, L3) a current-limiting element ( 4 . 4a ) in a cross-connection ( 3 ) is uniquely assigned. Beleuchtungseinrichtung gemäß zumindest einem der vorherigen Ansprüche, bei der jedes strahlungsemittierende Halbleiterbauelement (1) zwischen zwei Knotenpunkten (2) desselben Längsstrangs (L1, L2, L3) angeordnet ist.Lighting device according to at least one of the preceding claims, in which each radiation-emitting semiconductor component ( 1 ) between two nodes ( 2 ) of the same longitudinal strand (L1, L2, L3) is arranged. Beleuchtungseinrichtung gemäß dem vorherigen, bei der jeder Knotenpunkt (2) eines Längsstrangs (L1, L2, L3) mittels einer Querverbindung (3) mit einem Knotenpunkt (2) eines benachbarten Längsstrangs (L1, L2, L3) verbunden ist.Lighting device according to the previous, in which each node ( 2 ) of a longitudinal strand (L1, L2, L3) by means of a cross-connection ( 3 ) with a node ( 2 ) of a neighboring longitudinal strand (L1, L2, L3) is connected. Beleuchtungseinrichtung gemäß zumindest einem der vorherigen Ansprüche, bei der jeder Knotenpunkt (2) eines Längsstrangs (L1, L2, L3) höchstens mit zwei Knotenpunkten (2) anderer Längsstränge (L1, L2, L3) mittels je einer Querverbindung (3) verbunden ist.Lighting device according to at least one of the preceding claims, in which each node ( 2 ) of a longitudinal strand (L1, L2, L3) with at most two nodes ( 2 ) of other longitudinal strands (L1, L2, L3) by means of a respective cross connection ( 3 ) connected is. Beleuchtungseinrichtung gemäß zumindest einem der vorherigen Ansprüche, bei der jeder Längsstrang (L1, L2, L3) über wenigstens eine Querverbindung (3), die ein strombegrenzendes Element (4, 4a) umfasst, mit einem anderen Längsstrang (L1, L2, L3) verbunden ist.Lighting device according to at least one of the preceding claims, in which each longitudinal strand (L1, L2, L3) is connected via at least one transverse connection ( 3 ), which is a current-limiting element ( 4 . 4a ) is connected to another longitudinal strand (L1, L2, L3). Beleuchtungseinrichtung gemäß zumindest einem der vorherigen Ansprüche, bei der das strombegrenzende Element (4, 4a) durch ein oberflächenmontierbares Bauelement gebildet ist.Lighting device according to at least one of the preceding claims, wherein the current-limiting element ( 4 . 4a ) is formed by a surface mountable device. Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch zumindest einem der vorherigen Ansprüche, bei der zumindest eines der strombegrenzenden Elemente (4, 4a) einen ohmschen Widerstand umfasst.Lighting device according to claim at least one of the preceding claims, wherein at least one of the current-limiting elements ( 4 . 4a ) comprises an ohmic resistance. Beleuchtungseinrichtung gemäß zumindest einem der vorherigen Ansprüche, bei der zumindest eines der strombegrenzenden Elemente (4) einen Antiparallelschaltung von zwei Dioden (4b) umfasst.Lighting device according to at least one of the preceding claims, in which at least one of the current-limiting elements ( 4 ) an anti-parallel connection of two diodes ( 4b ). Beleuchtungseinrichtung gemäß zumindest einem der vorherigen Ansprüche, bei der zumindest eines der strahlungsemittierenden Halbleiterbauelemente (1) durch einen Leuchtdiodenchip gebildet ist.Lighting device according to at least one of the preceding claims, in which at least one of the radiation-emitting semiconductor components ( 1 ) is formed by a LED chip. Beleuchtungseinrichtung gemäß zumindest einem der vorherigen Ansprüche, bei der zumindest eines der strahlungsemittierenden Halbleiterbauelemente (1) durch eine Leuchtdiode gebildet ist.Lighting device according to at least one of the preceding claims, in which at least one of the radiation-emitting semiconductor components ( 1 ) is formed by a light emitting diode. Beleuchtungseinrichtung gemäß zumindest einem der vorherigen Ansprüche, bei der die strahlungsemittierenden Halbleiterbauelemente (1) der Beleuchtungseinrichtung auf einem gemeinsamen Anschlussträger (10) angeordnet sind.Lighting device according to at least one of the preceding claims, in which the radiation-emitting semiconductor components ( 1 ) of the illumination device on a common connection carrier ( 10 ) are arranged. Beleuchtungseinrichtung gemäß zumindest einem der vorherigen Ansprüche, bei der die strahlungsemittierenden Halbleiterbauelemente (1) durch Leuchtdiodenchips gebildet sind und das strombegrenzende Element (4, 4a) durch ein oberflächenmontierbares Bauelement gebildet ist, wobei die Leuchtdiodenchips und das strombegrenzende Element auf einem gemeinsamen Anschlussträger (10) angeordnet sind.Lighting device according to at least one of the preceding claims, in which the radiation-emitting semiconductor components ( 1 ) are formed by light-emitting diode chips and the current-limiting element ( 4 . 4a ) is formed by a surface-mountable component, wherein the light-emitting diode chips and the current-limiting element on a common connection carrier ( 10 ) are arranged. Beleuchtungseinrichtung gemäß zumindest einem der vorherigen Ansprüche, bei der jeder Längsstrang (L1, L2, L3) zumindest ein strombegrenzendes Element (5) umfasst, das zu einem strahlungsemittierenden Halbleiterbauelement (1) des Längsstrangs in Reihe geschaltet ist.Lighting device according to at least one of the preceding claims, wherein each Longitudinal line (L1, L2, L3) at least one current-limiting element ( 5 ) which forms a radiation-emitting semiconductor component ( 1 ) of the longitudinal strand is connected in series. Beleuchtungseinrichtung gemäß dem vorherigen Anspruch, bei der das strombegrenzende Element (5) im Längsstrang (L1, L2, L3) durch ein oberflächenmontierbares Bauelement gebildet ist.Lighting device according to the preceding claim, in which the current-limiting element ( 5 ) is formed in the longitudinal strand (L1, L2, L3) by a surface mountable component. Beleuchtungseinrichtung gemäß zumindest einem der vorherigen Ansprüche, bei der das strombegrenzende Element (5) im Längsstrang (L1, L2, L3) einen ohmschen Widerstand umfasst.Lighting device according to at least one of the preceding claims, wherein the current-limiting element ( 5 ) in the longitudinal line (L1, L2, L3) comprises an ohmic resistance. Beleuchtungseinrichtung gemäß zumindest einem der vorherigen Ansprüche, bei der jedem Längsstrang (L1, L2, L3) zumindest ein strombegrenzedes Bauelement (5) in Reihe geschaltet ist.Lighting device according to at least one of the preceding claims, wherein each longitudinal strand (L1, L2, L3) at least one current-limited component ( 5 ) is connected in series. Beleuchtungseinrichtung gemäß dem vorherigen Anspruch, bei der das jedem Längsstrang (L1, L2, L3) in Reihe geschaltete strombegrenzende Element (5) durch ein oberflächenmontierbares Bauelement gebildet ist.Lighting device according to the preceding claim, in which the current-limiting element connected in series to each longitudinal line (L1, L2, L3) ( 5 ) is formed by a surface mountable device. Beleuchtungseinrichtung gemäß zumindest einem der vorherigen Ansprüche, bei der das jedem Längsstrang (L1, L2, L3) in Reihe geschaltete strombegrenzende Element (5) einen ohmschen Widerstand umfasst.Lighting device according to at least one of the preceding claims, in which the current-limiting element connected in series to each longitudinal line (L1, L2, L3) ( 5 ) comprises an ohmic resistance.
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