DE102008018242A1 - Hochleistungs-Wechselstrom-LED-Treiberschaltung - Google Patents

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Abstract

In einer Wechselstromtreiberschaltung für LEDs ist ein Strombegrenzungskondensator mit einer Wechselstromquelle verbunden, und eine erste Gleichrichterdiode und einen ersten Leistungskondensator umfassender erster Schaltungsteil ist zwischen den Strombegrenzungskondensator und die Stromquelle geschaltet und ein eine in Reihe mit einem zweiten Leistungskondensator geschaltete zweite Gleichrichterdiode umfassender zweiter Schaltungsteil ist parallel mit dem ersten Schaltungsteil geschaltet. Eine erste LED ist in dem ersten Schaltungsteil prallel mit dem ersten Leistungskondensator geschaltet, während eine zweite LED in dem zweiten Schaltungsteil parallel mit dem zweiten Leistungskondensator geschaltet ist. Während positiver Halbzyklen lädt die erste Gleichrichterdiode den ersten Leistungskondensator und treibt die erste LED. Während negativer Halbzyklen lädt die zweite Gleichrichterdiode den zweiten Leistungskondensator und treibt die zweite LED.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft Leuchtdioden (LEDs) und insbesondere eine elektronische Schaltung zur Bereitstellung von Strom für LEDs aus Wechselstromquellen.
  • Beschreibung des verwandten Fachgebiets
  • Auf Grund der vielen potenziellen Vorteile von LEDs als Lichtquelle im Vergleich zu Glühlampen werden LEDs möglicherweise bald ein brauchbarer Ersatz für die meisten Anwendungen, die momentan Glühlampen verwenden. Es werden LEDs mit zunehmender Lichtleistung entwickelt – einige der momentan erhältlichen können in etwa dieselbe Beleuchtungsstärke wie eine herkömmliche 60-Watt-Glühlampe bereitstellen. Ebenso haben LEDs einen relativ hohen Wirkungsgrad, wobei moderne LED-Prototypen mit einem Weißlichtwirkungsgrad von 131 Lumen pro Watt bei einer Leistungsaufnahme von lediglich 20 mA gezeigt werden.
  • Außerdem wurde die durch LEDs erzeugte Lichtfarbe verbessert, und LEDs haben ebenfalls große Vorteile im Vergleich zu Glühlampen in Bezug auf die Lebensdauer, da manche LEDs ungefähr 100.000 Stunden überdauern. Die derzeitigen Installationskosten für eine LED-Beleuchtung liegen jedoch viel höher, obwohl die Kosten der LED-Beleuchtung zweifellos letztendlich wettbewerbsfähig zur Glühlampenbeleuchtung sein werden.
  • Ein weiteres Problem mit LED-Beleuchtung betrifft die zur Speisung einer LED benötigten elektrischen Schaltungen. Im Gegensatz zu einer Glühlampe, die unabhängig von der Polarität des an ihr angelegten elektrischen Stroms gleich gut funktioniert, erzeugt eine LED lediglich dann Licht, wenn eine Spannungsquelle mit einer positiven elektrischen Polarität angelegt wird, d. h. wenn die LED in Durchlassrichtung vorgespannt wird. Da eine LED eine Diode ist, hat die über die LED angelegte Spannung eine logarithmische Beziehung zum Strom. Somit kann die Leistung als allgemein proportional zum Strom angesehen werden, und die Energieversorgung für eine LED sollte deshalb eine Stromquelle sein, um die Leistung konstant zu halten.
  • Für Anwendungen mit geringer Leistungsaufnahme, die lediglich eine kleine Anzahl von LEDs benötigen, wie zum Beispiel Mobiltelefone, kann der benötigte Gleichstrom (DC) leicht durch eine Batteriequelle bereitgestellt werden. Der Bedarf für eine Gleichstrom-(DC-)Quelle kann jedoch für solche Anwendungen Probleme verursachen, die eine hohe Lichtleistung benötigen, wie zum Beispiel Gebäudebeleuchtungen.
  • Eine gegenwärtige Praxis besteht in der Verwendung einer linearen oder Schaltenergieversorgung zur Umwandlung von Wechselstrom (AC) in Konstantgleichstrom. Derartige Energieversorgungen benötigen jedoch große Bauelemente wie Transformatoren, Induktivitäten und Kondensatoren. Hierdurch können LEDs als Beleuchtungsart ausgeschlossen sein, wenn der Platz begrenzt ist. Des Weiteren bringt die Komplexität der Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom von sich aus Leistungsverluste mit sich.
  • Außerdem nehmen typischerweise die Systemkomplexität und die Kosten zu, wenn Gleichstrom über eine Entfernung hinweg übertragen wird. Deshalb ist es wünschenswert, LED-Beleuchtungen direkt aus einer Wechselstromquelle zu betreiben. Eine der erwünschten Eigenschaften von Wechselstrom ist, dass die Spannung unter Verwendung eines Transformators leicht hoch- bzw. heruntertransformiert werden kann. Eine wechselstrombetriebene LED arbeitet jedoch lediglich während des positiven Spannungsanteils des Leistungszyklus, wodurch die LED mit der Frequenz der Wechselstromversorgung ein- und ausgeschaltet wird.
  • KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Ausführungsform einer Wechselstromtreiberschaltung zur Versorgung einer Leuchtdiode mit Leistung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst allgemein einen ersten Schaltungsteil, der mit einer Wechselstromquelle verbunden ist. Der erste Schaltungsteil umfasst eine mit einem ersten Kondensator verbundene erste Diode. Ein zweiter Schaltungsteil ist parallel mit dem ersten Schaltungsteil geschaltet und mit der Wechselstromquelle verbunden, wobei der zweite Schaltungsteil eine mit einem zweiten Kondensator verbundene zweite Diode umfasst. Die Leuchtdiode ist zwischen den ersten Schaltungsteil und den zweiten Schaltungsteil geschaltet.
  • Eine andere Ausführungsform einer Wechselstromtreiberschaltung zur Versorgung einer Mehrzahl von Leuchtdioden mit Leistung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Strombegrenzungskondensator zur Verbindung mit dem ersten Anschluss einer Wechselstromquelle. Ein erster Schaltungsteil ist zwischen den Strombegrenzungskondensator und den zweiten Anschluss der Wechselstromquelle geschaltet. Der erste Schaltungsteil umfasst eine in Reihe mit einem ersten Leistungskondensator geschaltete erste Gleichrichterdiode. Ein zweiter Schaltungsteil ist zwischen den Strombegrenzungskondensator und den zweiten Anschluss der Wechselstromquelle parallel mit dem ersten Schaltungsteil geschaltet. Der zweite Schaltungsteil umfasst eine in Reihe mit einem zweiten Leistungskondensator geschaltete zweite Gleichrichterdiode. Die Mehrzahl von Leuchtdioden ist zwischen den ersten Schaltungsteil und den zweiten Schaltungsteil geschaltet.
  • Eine Ausführungsform einer Wechselstromtreiberschaltung zur Versorgung einer ersten und einer zweiten Leuchtdiode mit Leistung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen ersten Schaltungsteil, der mit der Wechselstromquelle verbunden ist, wobei der erste Schaltungsteil eine mit einem ersten Kondensator verbundene erste Diode umfasst. Ein zweiter Schaltungsteil ist parallel mit dem ersten Schaltungsteil geschaltet und mit der Wechselstromquelle verbunden, wobei der zweite Schaltungsteil eine mit einem zweiten Kondensator verbundene zweite Diode umfasst. Die erste Leuchtdiode ist in dem ersten Schaltungsteil angeschlossen und parallel mit dem ersten Kondensator geschaltet. Die zweite Leuchtdiode ist mit entgegengesetzter Polarität wie die erste Leuchtdiode in dem zweiten Schaltungsteil angeschlossen und parallel mit dem zweiten Kondensator geschaltet.
  • Eine Ausführungsform einer Wechselstromtreiberschaltung zur Versorgung einer ersten und einer zweiten Mehrzahl von Leuchtdioden mit Leistung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Strombegrenzungskondensator zur Verbindung mit dem ersten Anschluss einer Wechselstromquelle. Ein erster Schaltungsteil ist zwischen den Strombegrenzungskondensator und den zweiten Anschluss der Wechselstromquelle geschaltet, wobei der erste Schaltungsteil eine in Reihe mit einem ersten Leistungskondensator geschaltete erste Gleichrichterdiode umfasst. Ein zweiter Schaltungsteil ist zwischen den Strombegrenzungskondensator und den zweiten Anschluss der Wechselstromquelle parallel mit dem ersten Schaltungsteil geschaltet, wobei der zweite Schaltungsteil eine in Reihe mit einem zweiten Leistungskondensator geschaltete zweite Gleichrichterdiode umfasst. Die erste Mehrzahl von Leuchtdioden ist in dem ersten Schaltungsteil angeschlossen und parallel mit dem ersten Leistungskondensator geschaltet, und die zweite Mehrzahl von Leuchtdioden ist mit entgegengesetzter Polarität wie die erste Leuchtdiode in dem zweiten Schaltungsteil angeschlossen und parallel mit dem zweiten Leistungskondensator geschaltet.
  • Diese und andere Aspekte und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, die die Merkmale der Erfindung beispielhaft darstellen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein schematisches Schaltbild einer gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufgebauten Wechselstromtreiberschaltung zur Versorgung von Leuchtdioden mit Leistung.
  • 2 ist ein schematisches Schaltbild, das gleich ist wie 1, aufgebaut gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zur Versorgung von Leuchtdioden mit Leistung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung stellt allgemein neue Techniken und Treiberschaltungen zur Speisung von Leuchtdioden aus einer Wechselstromquelle bereit. Die Treiberschaltungen gemäß der vorliegenden Erfindung erhöhen das Anwendungspotenzial von LEDs als Beleuchtungsquellen erheblich, indem sie den Wirkungsgrad erhöhen, Flackern beseitigen und Flexibilität durch eine einfache Skalierbarkeit bieten.
  • In einer Ausführungsform umfasst eine Wechselstromtreiberschaltung zur Versorgung einer Leuchtdiode mit Leistung einen Strombegrenzungskondensator zur Verbindung mit dem ersten Anschluss einer Wechselstromquelle, einen ersten Schaltungsteil, der zwischen den Strombegrenzungskondensator und den zweiten Anschluss der Wechselstromquelle geschaltet ist, wobei der erste Schaltungsteil eine in Reihe mit einem ersten Leistungskondensator geschaltete erste Gleichrichterdiode umfasst, und einen zweiten Schaltungsteil, der zwischen den Strombegrenzungskondensator und den zweiten Anschluss der Wechselstromquelle parallel mit dem ersten Schaltungsteil geschaltet ist, wobei der zweite Schaltungsteil eine in Reihe mit einem zweiten Leistungskondensator geschaltete zweite Gleichrichterdiode umfasst.
  • Die Leuchtdiode ist zwischen den ersten Schaltungsteil und den zweiten Schaltungsteil geschaltet, wobei die erste und die zweite Gleichrichterdiode mit entgegengesetzter Polarität geschaltet sind, so dass während jedes positiven Halbzyklus in der Stromquelle Strom durch die erste Gleichrichterdiode fließt und den ersten Leistungskondensator lädt sowie die Leuchtdiode mit Leistung versorgt, und dass während jedes negativen Halbzyklus in der Stromquelle Strom durch die zweite Gleichrichterdiode fließt und den zweiten Leistungskondensator lädt sowie die Leuchtdiode mit Leistung versorgt. Während jedes positiven Halbzyklus entlädt sich der zweite Leistungskondensator und versorgt die Leuchtdiode mit Leistung, während sich der erste Leistungskondensator während jedes negativen Halbzyklus entlädt und die Leuchtdiode mit Leistung versorgt.
  • An Stelle einer einzelnen Leuchtdiode kann die Schaltung eine Mehrzahl von Leuchtdioden umfassen, die zwischen den ersten Schaltungsteil und den zweiten Schaltungsteil in Reihe geschaltet sind. In einer spezielleren Ausführungsform wird die Summe der Einschaltspannungen für die Mehrzahl von Leuchtdioden so gewählt, dass sie die der Mehrzahl von Leuchtdioden durch die Schaltung zugeführte Spannung nicht übersteigt.
  • Die Treiberschaltungen gemäß der vorliegenden Erfindung können mit vielen verschiedenen Bauelementen auf viele unterschiedliche Arten angeordnet sein. Eine andere Wechselstromtreiberschaltung versorgt die erste und die zweite Leuchtdiode mit Leistung und umfasst einen Strombegrenzungskondensator zur Verbindung mit dem ersten Anschluss einer Wechselstromquelle, wobei ein erster Schaltungsteil zwischen den Strombegrenzungskondensator und den zweiten Anschluss der Wechselstromquelle geschaltet ist und der erste Schaltungsteil eine in Reihe mit einem ersten Leistungskondensator geschaltete erste Gleichrichterdiode umfasst.
  • Ein zweiter Schaltungsteil ist zwischen den Strombegrenzungskondensator und den zweiten Anschluss der Wechselstromquelle parallel mit dem ersten Schaltungsteil geschaltet, wobei der zweite Schaltungsteil eine in Reihe mit einem zweiten Leistungskondensator geschaltete zweite Gleichrichterdiode umfasst. Die erste Leuchtdiode ist in dem ersten Schaltungsteil angeschlossen und parallel mit dem ersten Leistungskondensator geschaltet, während die zweite Leuchtdiode mit entgegengesetzter Polarität wie die erste Leuchtdiode in dem zweiten Schaltungsteil angeschlossen und parallel mit dem zweiten Leistungskondensator geschaltet ist.
  • Die erste und die zweite Gleichrichterdiode sind mit entgegengesetzter Polarität geschaltet, so dass während jedes positiven Halbzyklus in der Stromquelle Strom durch die erste Gleichrichterdiode fließt und den ersten Leistungskondensator lädt sowie die erste Leuchtdiode mit Leistung versorgt. Während jedes negativen Halbzyklus in der Stromquelle fließt Strom durch die zweite Gleichrichterdiode und lädt den zweiten Leistungskondensator und versorgt die zweite Leuchtdiode mit Leistung. Außerdem entlädt sich während jedes positiven Halbzyklus der zweite Leistungskondensator und versorgt die zweite Leuchtdiode mit Leistung, und während jedes negativen Halbzyklus entlädt sich der erste Leistungskondensator und versorgt die erste Leuchtdiode mit Leistung.
  • In einer spezielleren Ausführungsform wird die erste Leuchtdiode auf eine erste Mehrzahl von Leuchtdioden erhöht, die in dem ersten Schaltungsteil in Reihe und parallel mit dem ersten Leistungskondensator geschaltet sind, und die zweite Leuchtdiode wird durch eine zweite Mehrzahl von Leuchtdioden ersetzt, die in dem zweiten Schaltungsteil in Reihe und parallel mit dem zweiten Leistungskondensator geschaltet sind. Die Summe der Einschaltspannungen für die erste Mehrzahl von Leuchtdioden wird so gewählt, dass sie die der ersten Mehrzahl von Leuchtdioden durch die Schaltung zugeführte Spannung nicht übersteigt, und die Summe der Einschaltspannungen für die zweite Mehrzahl von Leuchtdioden wird so gewählt, dass sie die der zweiten Mehrzahl von Leuchtdioden durch die Schaltung zugeführte Spannung nicht übersteigt.
  • Die vorliegende Erfindung wird hierin unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben, aber es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung auf viele verschiedene Arten ausgeführt sein kann und nicht als auf die hierin dargelegten Ausführungsformen beschränkt aufgefasst werden darf. Es wird ebenfalls darauf hingewiesen, dass ein Element oder eine Komponente, wenn auf diese(s) als „verbunden mit" bzw. „gekoppelt mit" einem anderen Element oder einer anderen Komponente verwiesen wird, direkt mit dem anderen Element oder der anderen Komponente verbunden bzw. gekoppelt sein kann, oder dass auch Zwischenelemente vorhanden sein können.
  • Obwohl die Begriffe erster, zweiter usw. hierin zur Beschreibung diverser Elemente, Komponenten und/oder Abschnitte verwendet werden, werden diese Elemente, Komponenten und/oder Abschnitte nicht durch diese Begriffe eingeschränkt. Diese Begriffe werden lediglich dazu verwendet, um ein Element, eine Komponente oder einen Abschnitt von einem anderen Element, einer anderen Komponente oder einem anderen Abschnitt zu unterscheiden. Somit könnte ein erstes Element, eine erste Komponente oder ein erster Abschnitt, die nachfolgend erläutert werden, auch ein zweites Element, eine zweite Komponente oder ein zweiter Abschnitt genannt werden, ohne von den Lehren der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung ist in 1 abgebildet, die ein schematisches Schaltbild einer Wechselstromtreiberschaltung (AC-Treiberschaltung) zur Versorgung einer Kette von Leuchtdioden (LEDs) 100, 102 und 104 mit Leistung ist.
  • Ein Strombegrenzungskondensator 106 ist mit dem ersten Anschluss 108 einer Wechselstromquelle (AC) 110 verbunden. Der Wert des Kondensators 106 sollte unter Berücksichtigung der Spannung und der Frequenz der Wechselstromquelle 110 sowie der Einschaltspannungen der LEDs 100, 102 und 104 so ausgewählt werden, dass der den LEDs zugeführte Strom optimiert wird.
  • Ein erster Schaltungsteil 112 ist zwischen den Kondensator 106 und den zweiten Anschluss 114 der Wechselstromquelle 110 geschaltet. Der Schaltungsteil 112 umfasst eine in Reihe mit einem ersten Leistungskondensator 118 geschaltete erste Gleichrichterdiode 116.
  • Ein zweiter Schaltungsteil 120 ist ebenfalls zwischen den Kondensator 106 und den Anschluss 114 parallel mit dem Schaltungsteil 112 geschaltet. Der zweite Schaltungsteil 120 umfasst eine in Reihe mit einem zweiten Leistungskondensator 124 geschaltete zweite Gleichrichterdiode 122.
  • Die LEDs 100, 102 und 104 sind zwischen den ersten Schaltungsteil 112 und den zweiten Schaltungsteil 120 geschaltet, wobei die erste Diode und die zweite Diode 116 und 122 mit einander entgegengesetzten Polaritäten geschaltet sind. Mit dieser Anordnung fließt während jedes von der Wechselstromquelle 110 bereitgestellten positiven Halbzyklus Strom durch die erste Diode 116 und dann zu dem ersten Leistungskondensator 118 und den LEDs 100 bis 104, wodurch der Kondensator 118 geladen wird, während er Leistung bereitstellt, damit die LEDs Licht ausstrahlen.
  • Gleichermaßen fließt während jedes von der Wechselstromquelle bereitgestellten negativen Halbzyklus Strom durch die zweite Diode 122 und weiter zu dem zweiten Leistungskondensator 124 und den LEDs 100 bis 104, wodurch der Kondensator 124 geladen wird, während er Leistung bereitstellt, damit die LEDs Licht ausstrahlen.
  • Außerdem entlädt sich der zweite Leistungskondensator 124 während jedes positiven Halbzyklus der Energieversorgung und versorgt die Leuchtdioden mit zusätzlicher Leistung. Gleichermaßen entlädt sich der erste Leistungskondensator 118 während jedes negativen Halbzyklus und versorgt die Leuchtdioden mit Leistung.
  • Die Werte des ersten und des zweiten Leistungskondensators 118 und 124 sollten so gewählt werden, dass die den Leuchtdioden durch den ersten Leistungskondensator während jedes negativen Halbzyklus und durch den zweiten Leistungskondensator während jedes positiven Halbzyklus zugeführte Leistung optimiert wird.
  • Wie der Fachmann verstehen wird, kann die Anzahl von Leuchtdioden in der Schaltung auf bis zu lediglich eine LED angepasst werden, damit sie sich für die Anwendung bzw. die zu verwendenden LEDs eignet. Unabhängig von der Anzahl verwendeter LEDs darf die Summe der Einschaltspannungen für die Reihe von LEDs die den LEDs durch die Schaltung bereitgestellte Spannung nicht übersteigen.
  • Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in 2 abgebildet, die, gleich wie 1, ein schematisches Schaltbild einer Wechselstromtreiberschaltung zur Versorgung von LEDs mit Leistung ist. In dieser Ausführungsform ist die Schaltung jedoch so konfiguriert, dass sie eine erste Kette von LEDs 200, 202 und 204 sowie eine zweite Kette von LEDs 226, 228 und 230 mit Leistung versorgt.
  • Ein Strombegrenzungskondensator 206 ist mit dem ersten Anschluss 208 einer Wechselstromquelle (AC) 210 verbunden. Der Wert des Kondensators 206 sollte unter Berücksichtigung der Spannung und der Frequenz der Wechselstromquelle 210 sowie der Einschaltspannungen der LEDs 200, 202, 204, 226, 228 und 230 so ausgewählt werden, dass der den LEDs zugeführte Strom optimiert wird.
  • Ein erster Schaltungsteil 212 ist zwischen den Kondensator 206 und den zweiten Anschluss 214 der Wechselstromquelle 210 geschaltet. Der Schaltungsteil 212 umfasst eine in Reihe mit einem ersten Leistungskondensator 218 geschaltete erste Gleichrichterdiode 216.
  • Ein zweiter Schaltungsteil 220 ist ebenfalls zwischen den Kondensator 206 und den Anschluss 214 parallel mit dem ersten Schaltungsteil 212 geschaltet. Der zweite Schaltungsteil 220 umfasst eine in Reihe mit einem zweiten Leistungskondensator 224 geschaltete zweite Gleichrichterdiode 222, deren Polarität entgegengesetzt der Polarität der ersten Gleichrichterdiode 216 ist.
  • Die erste Kette von LEDs 200 bis 204 ist in dem ersten Schaltungsteil 212 angeschlossen und parallel mit dem ersten Leistungskondensator 218 geschaltet, während die zweite Kette von LEDs 226 bis 230 mit entgegengesetzten Polaritäten wie die der LEDs 200 bis 204 in der ersten Kette in dem zweiten Schaltungsteil 220 angeschlossen und parallel mit dem zweiten Leistungskondensator 224 geschaltet ist.
  • Mit dieser Anordnung der Schaltungselemente fließt während jedes von der Wechselstromquelle 210 bereitgestellten positiven Halbzyklus Strom durch die erste Diode 216 und dann zu dem ersten Leistungskondensator 218 und den LEDs 200 bis 204, wodurch der Kondensator 218 geladen wird, während er Leistung bereitstellt, damit die LEDs Licht ausstrahlen.
  • Gleichermaßen fließt während jedes von der Wechselstromquelle bereitgestellten negativen Halbzyklus Strom durch die zweite Diode 222 und weiter zu dem zweiten Leistungskondensator 224 und den LEDs 226 bis 230, wodurch der Kondensator 224 geladen wird, während er Leistung bereitstellt, damit die LEDs Licht ausstrahlen.
  • Außerdem entlädt sich der zweite Leistungskondensator 224 während jedes positiven Halbzyklus der Energieversorgung und versorgt die zweite Kette von Leuchtdioden 226 bis 230 mit zusätzlicher Leistung. Gleichermaßen entlädt sich der erste Leistungskondensator 218 während jedes negativen Halbzyklus und versorgt die erste Kette von Leuchtdioden 200 bis 204 mit Leistung.
  • Die Werte des ersten und des zweiten Leistungskondensators 218 und 224 sollten so gewählt werden, dass die den Leuchtdioden durch den ersten Leistungskondensator während jedes negativen Halbzyklus und durch den zweiten Leistungskondensator während jedes positiven Halbzyklus zugeführte Leistung optimiert wird.
  • Wie bei der in 1 abgebildeten Ausführungsform kann die Anzahl von Leuchtdioden in der Schaltung auf bis zu lediglich eine LED in jeder der ersten und zweiten Kette angepasst werden, damit sie sich für die Anwendung bzw. die bestimmten, zu verwendenden LEDs eignet. Unabhängig von der Anzahl verwendeter LEDs darf die Summe der Einschaltspannungen für jede Kette von LEDs die der Kette durch die Schaltung bereitgestellte Spannung nicht übersteigen.
  • Die bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung wurden obenstehend veranschaulicht und beschrieben. Für den Fachmann sind jedoch zweifellos Abwandlungen und zusätzliche Ausführungsformen offensichtlich. Es kann zum Beispiel wünschenswert sein, der Schaltung Bauelemente hinzuzufügen, um den Leistungsfaktor zu verbessern. Außerdem könnten Elemente wie Sicherungen oder Thermistoren eingebaut werden, um eine Einschaltstromstoßsicherheit bereitzustellen. Es könnte auch vorteilhaft sein, Bauelemente hinzuzufügen, damit Hochfrequenzrauschen wie elektromagnetische Störung gefiltert wird und nicht zurück in die Energieversorgung gestrahlt wird. Ein weiteres zusätzliches Merkmal, das in einigen Beleuchtungsanwendungen wünschenswert sein kann, wäre die Bereitstellung einer Helligkeitsregelung für die LEDs.
  • Außerdem können gleichwertige Elemente an Stelle der hierin dargestellten und beschriebenen verwendet werden, Teile oder Verbindungen können umgekehrt oder anderweitig ausgetauscht werden, und gewisse Merkmale der Erfindung können unabhängig von anderen Merkmalen genutzt werden. Folglich sind die beispielhaften Ausführungsformen als veranschaulichend und nicht als umfassend anzusehen, während die beigefügten Ansprüche den vollen Umfang der Erfindung besser aufzeigen.

Claims (13)

  1. Wechselstromtreiberschaltung zur Versorgung einer Leuchtdiode mit Leistung, umfassend: einen ersten Schaltungsteil, der mit einer Wechselstromquelle verbunden ist, wobei der erste Schaltungsteil eine mit einem ersten Kondensator verbundene erste Diode umfasst; und einen zweiten Schaltungsteil, der parallel mit dem ersten Schaltungsteil geschaltet und mit der Wechselstromquelle verbunden ist, wobei der zweite Schaltungsteil eine in Reihe mit einem zweiten Kondensator geschaltete zweite Diode umfasst, wobei die Leuchtdiode zwischen den ersten Schaltungsteil und den zweiten Schaltungsteil geschaltet ist.
  2. Schaltung gemäß Anspruch 1, bei der die Wechselstromquelle einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss umfasst und der erste und der zweite Schaltungsteil zwischen den ersten und den zweiten Anschluss geschaltet sind.
  3. Schaltung gemäß Anspruch 1, ferner umfassend einen Strombegrenzungskondensator.
  4. Schaltung gemäß Anspruch 2, ferner umfassend einen Strombegrenzungskondensator zwischen dem ersten Anschluss und dem ersten und zweiten Schaltungsteil.
  5. Schaltung gemäß Anspruch 1, bei der die erste und die zweite Diode Gleichrichterdioden umfassen.
  6. Schaltung gemäß Anspruch 1, bei der die erste und die zweite Diode in Reihe mit dem ersten bzw. zweiten Kondensator geschaltet sind.
  7. Schaltung gemäß Anspruch 1, bei der die erste und die zweite Diode mit entgegengesetzter Polarität geschaltet sind, so dass während jedes positiven Halbzyklus in der Stromquelle Strom durch die erste Diode fließt und den ersten Kondensator lädt sowie die Leuchtdiode mit Leistung versorgt, und dass während jedes negativen Halbzyklus in der Stromquelle Strom durch die zweite Diode fließt und den zweiten Kondensator lädt sowie die Leuchtdiode mit Leistung versorgt.
  8. Schaltung gemäß Anspruch 7, bei der sich während jedes positiven Halbzyklus der zweite Leistungskondensator entlädt und die Leuchtdiode mit Leistung versorgt, und bei der sich während jedes negativen Halbzyklus der erste Leistungskondensator entlädt und die Leuchtdiode mit Leistung versorgt.
  9. Schaltung gemäß Anspruch 1, bei der die Leuchtdiode ferner eine Mehrzahl von zwischen den ersten Schaltungsteil und den zweiten Schaltungsteil in Reihe geschalteten Leuchtdioden umfasst.
  10. Schaltung gemäß Anspruch 9, bei der die Summe der Einschaltspannungen für die Mehrzahl von Leuchtdioden so gewählt ist, dass sie nicht größer als die der Mehrzahl von Leuchtdioden durch die Schaltung zugeführte Spannung ist.
  11. Schaltung gemäß Anspruch 3, bei welcher der Wert des Strombegrenzungskondensators in Verbindung mit der durch die Wechselstromquelle bereitgestellten Spannung, der Frequenz der Wechselstromquelle und der Einschaltspannung der Leuchtdiode so gewählt ist, dass der der Leuchtdiode zugeführte Strom optimiert ist.
  12. Schaltung gemäß Anspruch 1, bei der die Werte des ersten und des zweiten Kondensators so gewählt sind, dass die der Leuchtdiode durch den ersten Kondensator während jedes negativen Halbzyklus und durch den zweiten Kondensator während jedes positiven Halbzyklus zugeführte Leistung optimiert ist.
  13. Wechselstromtreiberschaltung zur Versorgung einer ersten und einer zweiten Leuchtdiode mit Leistung, umfassend: einen ersten Schaltungsteil, der mit einer Wechselstromquelle verbunden ist, wobei der erste Schaltungsteil eine mit einem ersten Kondensator verbundene erste Diode umfasst; einen zweiten Schaltungsteil, der parallel mit dem ersten Schaltungsteil geschaltet und mit der Wechselstromquelle verbunden ist, wobei der zweite Schaltungsteil eine mit einem zweiten Leistungskondensator verbundene zweite Diode umfasst; wobei die erste Leuchtdiode in dem ersten Schaltungsteil angeschlossen und parallel mit dem ersten Kondensator geschaltet ist; und die zweite Leuchtdiode mit entgegengesetzter Polarität wie die erste Leuchtdiode in dem zweiten Schaltungsteil angeschlossen und parallel mit dem zweiten Kondensator geschaltet ist.
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