DE102009007505B4 - Semiconductor device and lighting device - Google Patents

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Abstract

Halbleiterbauteil (2) zur Bestromung mindestens einer Halbleiterlichtquelle (5) mit – mindestens einer Konstantstromquelle (6, 6a, 6b, 6c), die zur Abgabe eines mittleren Stromes von wenigstens 40 mA eingerichtet ist, – einer Gammakorrektureinheit (7), – genau einer dreipoligen oder fünfpoligen seriellen Dateneingangsschnittstelle (1) und genau einer seriellen Datenausgangsschnittstelle (3), und – einem Stromausgang (4, 4a, 4b, 4c), der zur direkten elektrischen Verbindung mit einer Halbleiterlichtquelle (5) eingerichtet ist, wobei – das Halbleiterbauteil (2) zur Verarbeitung eines seriellen Eingangssignals an der Dateneingangsschnittstelle (1) eingerichtet ist und das Eingangssignal ein Steuersignal, das zur Ansteuerung einer Halbleiterlichtquelle (5) eingerichtet ist, umfasst, – das Halbleiterbauteil (2) als integrierter Schaltkreis gestaltet ist, – ein serielles Ausgangssignal an der Datenausgangsschnittstelle (3) ein um das Steuersignal verkürztes Eingangssignal ist, und – das Steuersignal höchstens 10 Bit aufweist und die Gammakorrektureinheit (7) dazu eingerichtet ist, das Steuersignal auf mindestens 12 Bit zu erweitern.Semiconductor component (2) for energizing at least one semiconductor light source (5) with - at least one constant current source (6, 6a, 6b, 6c), which is designed to deliver an average current of at least 40 mA, - a gamma correction unit (7), - exactly one three-pole or five-pole serial data input interface (1) and exactly one serial data output interface (3), and - a current output (4, 4a, 4b, 4c) which is set up for direct electrical connection to a semiconductor light source (5), wherein - the semiconductor device ( 2) is arranged to process a serial input signal at the data input interface (1) and the input signal comprises a control signal adapted to drive a semiconductor light source (5), - the semiconductor device (2) is designed as an integrated circuit, - a serial output signal at the data output interface (3) is an input signal shortened by the control signal , and - the control signal has at most 10 bits, and the gamma correction unit (7) is adapted to extend the control signal to at least 12 bits.

Description

Es wird ein Halbleiterbauteil angegeben. Darüber hinaus wird eine Beleuchtungsvorrichtung mit einem solchen Halbleiterbauteil angegeben.It is given a semiconductor device. In addition, a lighting device is specified with such a semiconductor device.

In dem Artikel „Leuchten und Beleuchten – Optimierte LED-Ansteuerung” in Elektronik scout 2008, Seiten 96 bis 102, von Carsten Oppitz, sind Beleuchtungseinrichtungen für Displays und zur Architekturbeleuchtung beschrieben. Gemäß dieser Druckschrift D1 ist ein integrierter Schaltkreis (TLC5945) vorhanden, der einen seriellen Dateneingang und einen seriellen Datenausgang aufweist. Der integrierte Schaltkreis beinhaltet 16 Konstantstromtreiber zur Ansteuerung von Leuchtdioden mit einer Stromstärke bis zu 90 mA. Die Stromausgänge sind über eine Impulsweitenmodulation betreibbar und zur direkten Kontaktierung mit Leuchtdioden vorgesehen.In the article "Lighting and Lighting - Optimized LED Control" in electronics scout 2008, pages 96 to 102, by Carsten Oppitz, illumination devices for displays and architectural lighting are described. According to this document D1, there is an integrated circuit (TLC5945) having a serial data input and a serial data output. The integrated circuit contains 16 constant current drivers for the control of LEDs with a current of up to 90 mA. The current outputs can be operated via a pulse width modulation and provided for direct contacting with light emitting diodes.

Die Druckschrift US 2004/0240890 A1 betrifft einen Apparat zur Kontrolle von Bauteilen in einem Beleuchtungsnetzwerk. Dabei ist ein Prozessor vorhanden, der über Controller mehrere Reihenschaltungen von Leuchtdioden betreibt.The publication US 2004/0240890 A1 relates to an apparatus for controlling components in a lighting network. In this case, a processor is present, which operates a plurality of series connections of light emitting diodes via controllers.

Eine großflächige Beleuchtungseinrichtung ist in der Druckschrift WO 2008/001274 A2 angegeben. Dabei sind Leuchtdioden über Module, die in Serie geschaltet sind, mit einer Kontrolleinheit verbunden.A large-area lighting device is in the document WO 2008/001274 A2 specified. In this case, LEDs are connected via modules that are connected in series with a control unit.

Eine Modulationsmethode für LEDs findet sich in der Druckschrift US 2007/0103086 A1 . Dabei sin die LEDs über Signalgeneratoren und Stromquellen mit einer Kontrolleinheit verbunden.A modulation method for LEDs can be found in the publication US 2007/0103086 A1 , The LEDs are connected via signal generators and power sources to a control unit.

In der Druckschrift US 2006/0109204 A1 ist ein System zur Steuerung von LED-Bauteilen offenbart. Dabei werden über einen Rechner mit einer DMX-Schaltung viele Leuchtdioden angesteuert.In the publication US 2006/0109204 A1 discloses a system for controlling LED components. In this case, many LEDs are controlled via a computer with a DMX circuit.

Die Druckschrift DE 198 48 925 A1 betrifft eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung von Leuchtdioden. Die Leuchtdioden werden dabei so angesteuert, sodass zu kleine Stromstärken vermieden werden, um eine gleichmäßige und homogene Helligkeitsverteilung zu erreichen.The publication DE 198 48 925 A1 relates to a circuit arrangement for driving light emitting diodes. The LEDs are controlled so that too small currents are avoided in order to achieve a uniform and homogeneous brightness distribution.

Ein Leuchtensystem ist in der Druckschrift DE 10 2006 028 074 A1 wiedergegeben. Hierbei sind einzeln ansteuerbare LEDs über Verteiler- und Kopplerelemente mit einer steuerbaren Stromquelle verbunden.A lighting system is in the document DE 10 2006 028 074 A1 played. In this case, individually controllable LEDs are connected via distributor and coupler elements to a controllable current source.

In der Druckschrift US 2006/0082331 A1 findet sich ein Leuchtenkontrollsystem.In the publication US 2006/0082331 A1 there is a lighting control system.

Ein dimmbares Betriebsgerät ist in der Druckschrift DE 10 2006 028 670 A1 angegeben.A dimmable control gear is in the document DE 10 2006 028 670 A1 specified.

Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Halbleiterbauteil anzugeben, über das eine Halbleiterlichtquelle bestrombar ist. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, eine Beleuchtungsvorrichtung mit einem solchen Halbleiterbauteil anzugeben.An object to be solved is to provide a semiconductor device, via which a semiconductor light source can be energized. Another object to be solved is to provide a lighting device with such a semiconductor device.

Es ist das Halbleiterbauteil zur Bestromung mindestens einer Halbleiterlichtquelle eingerichtet. Bei der Halbleiterlichtquelle handelt es sich zum Beispiel um eine Leuchtdiode.It is the semiconductor device configured to energize at least one semiconductor light source. The semiconductor light source is, for example, a light emitting diode.

Es umfasst das Halbleiterbauteil mindestens eine Konstantstromquelle. Die Konstantstromquelle ist zur Abgabe eines mittleren Stroms von mindestens 40 mA, insbesondere von mindestens 100 mA, bevorzugt von mindestens 250 mA eingerichtet. Die Konstantstromquelle ist also bevorzugt im Hinblick auf ein Bestromen von Halbleiterlichtquellen, wie Leuchtdioden, optimiert.The semiconductor component comprises at least one constant current source. The constant current source is designed to deliver an average current of at least 40 mA, in particular of at least 100 mA, preferably of at least 250 mA. The constant current source is therefore preferably optimized with regard to an energization of semiconductor light sources, such as light-emitting diodes.

Das Halbleiterbauteil umfasst eine serielle Dateneingangsschnittstelle. Ein über die Dateneingangsschnittstelle an das Halbleiterbauteil gesendetes Signal kann von dem Halbleiterbauteil verarbeitet werden. Ferner umfasst das Halbleiterbauteil einen Stromausgang. Über das Signal ist eine von der Konstantstromquelle abzugebende Stromstärke am Stromausgang vorgegeben.The semiconductor device comprises a serial data input interface. A signal sent to the semiconductor device via the data input interface can be processed by the semiconductor device. Furthermore, the semiconductor device comprises a current output. Via the signal, a current to be output by the constant current source at the current output is predetermined.

Der Stromausgang des Halbleiterbauteils ist zur direkten elektrischen Verbindung mit einer Halbleiterlichtquelle eingerichtet. Direkte elektrische Verbindung kann hierbei bedeuten, dass sich zwischen dem Stromausgang und der Halbleiterlichtquelle keine elektrischen oder elektronischen, signalverarbeitenden Komponenten befinden. Mit anderen Worten befinden sich zwischen dem Stromausgang und der Halbleiterlichtquelle insbesondere keine Spannungswandler, elektrische Filter oder Stromquellen. Bevorzugt sind der Stromausgang und die Halbleiterlichtquelle mit elektrischen Leitern direkt miteinander verbunden, wobei die elektrischen Leiter beispielsweise einen Widerstand von höchstens 2,0 Ω, insbesondere von höchstens 0,76 Ω aufweisen.The current output of the semiconductor component is set up for direct electrical connection to a semiconductor light source. Direct electrical connection can mean that there are no electrical or electronic, signal-processing components between the current output and the semiconductor light source. In other words, there are, in particular, no voltage transformers, electrical filters or current sources between the current output and the semiconductor light source. Preferably, the current output and the semiconductor light source with electrical conductors are directly connected to each other, wherein the electrical conductors, for example, have a resistance of at most 2.0 Ω, in particular of at most 0.76 Ω.

Direkte elektrische Verbindung kann auch bedeuten, dass sich das Halbleiterbauteil in direktem physischem Kontakt mit der Halbleiterlichtquelle befindet, etwa dass das Halbleiterbauteil und die Halbleiterlichtquelle aneinander geklebt oder gelötet sind. Ebenso möglich ist es, dass das Halbleiterbauteil in einer Halbleiterlichtquelle oder in einem Gehäuse einer Halbleiterlichtquelle untergebracht oder in dem Gehäuse integriert ist.Direct electrical connection may also mean that the semiconductor device is in direct physical contact with the semiconductor light source, such as the semiconductor device and the semiconductor light source being glued or soldered together. It is also possible that the semiconductor device is housed in a semiconductor light source or in a housing of a semiconductor light source or integrated in the housing.

Das Halbleiterbauteils ist als integrierter Schaltkreis, englisch Integrated Circuit oder kurz IC, gestaltet. Mit anderen Worten sind bevorzugt sowohl die Konstantstromquelle als auch die Dateneingangsschnittstelle als auch der Stromausgang sowie eine Vorrichtung zur Umwandlung eines Dateneingangssignals in eine Stromstärke in einen einzigen integrierten Schaltkreis, also zum Beispiel in einen einzigen Halbleiterchip, integriert. Alle genannten Funktionen können dann von einem einzigen Halbleiterchip wahrgenommen werden.The semiconductor device is designed as an integrated circuit, English Integrated Circuit or short IC. In other words, both the constant current source and the data input interface as well as the current output are preferred and an apparatus for converting a data input signal into an amperage into a single integrated circuit, ie, for example, integrated into a single semiconductor chip. All these functions can then be perceived by a single semiconductor chip.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils umfasst dieses eine Identifikationskennung, die elektronisch abfragbar und/oder auslesbar ist. Anhand dieser Kennung ist das Halbleiterbauteil zum Beispiel innerhalb eines Beleuchtungssystems identifizierbar, adressierbar und/oder ansteuerbar.In accordance with at least one embodiment of the semiconductor component, the latter comprises an identification identifier that can be interrogated and / or read out electronically. Based on this identifier, the semiconductor device can be identified, addressed and / or controlled, for example, within an illumination system.

Das Halbleiterbauteil ist zur Bestromung mindestens einer Halbleiterlichtquelle eingerichtet. Das Halbleiterbauteil umfasst mindestens eine Konstantstromquelle, die zur Abgabe eines mittleren Stromes von wenigstens 40 mA eingerichtet ist. Weiterhin weist das Halbleiterbauteil eine serielle Dateneingangsschnittstelle und einen Stromausgang auf. Der Stromausgang ist zur direkten elektrischen Verbindung mit einer Halbleiterlichtquelle eingerichtet, wobei die Halbleiterlichtquelle kein Bestandteil des Halbleiterbauteils ist. Weiterhin ist das Halbleiterbauteil als integrierter Schaltkreis gestaltet.The semiconductor component is set up to supply at least one semiconductor light source. The semiconductor device comprises at least one constant current source arranged to deliver an average current of at least 40 mA. Furthermore, the semiconductor device has a serial data input interface and a current output. The current output is designed for direct electrical connection to a semiconductor light source, wherein the semiconductor light source is not part of the semiconductor device. Furthermore, the semiconductor device is designed as an integrated circuit.

Ein solches Halbleiterbauteil ist zur Bestromung von Halbleiterlichtquellen wie beispielsweise Leuchtdioden oder Laserdioden geeignet. Da insbesondere Halbleiterlichtquellen einem Alterungsprozess unterliegen und auch, abhängig von einer Temperatur, einen unterschiedlichen Widerstand aufweisen, kann beim Betrieb mit einer Konstantspannungsquelle der Strom durch die Halbleiterlichtquelle signifikanten Schwankungen unterworfen sein. Diese Stromschwankungen können zu einer erhöhten Belastung der Halbleiterlichtquelle und somit zu einer verminderten Lebensdauer führen. Durch die Verwendung einer integrierten Konstantstromquelle zur Bestromung der Halbleiterlichtquelle können diese Belastungen aufgrund von Stromschwankungen vermindert werden und sich die Lebensdauer einer angeschlossenen Halbleiterlichtquelle damit erhöhen. Auch können Halbleiterchips im Rahmen der Herstellung bei konstanter Stromstärke nach Helligkeit sortiert sein. Die Verwendung einer Konstantstromquelle zum Betreiben solcher Halbleiterchips kann daher eine Farbwiedergabe und/oder eine Farbhomogenität verbessern.Such a semiconductor device is suitable for supplying power to semiconductor light sources such as light-emitting diodes or laser diodes. Since, in particular, semiconductor light sources are subject to an aging process and also have a different resistance depending on a temperature, when operated with a constant voltage source, the current through the semiconductor light source can be subject to significant fluctuations. These current fluctuations can lead to an increased load on the semiconductor light source and thus to a reduced service life. By using an integrated constant current source for energizing the semiconductor light source, these loads can be reduced due to current fluctuations and thus increase the life of a connected semiconductor light source. Also, semiconductor chips can be sorted by brightness at constant current intensity during production. The use of a constant current source to drive such semiconductor chips can therefore improve color reproduction and / or color homogeneity.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils ist die Konstantstromquelle zu einer Pulsweitenmodulation eingerichtet. Beispielsweise gibt die Konstantstromquelle nur innerhalb bestimmter Einschaltzeitintervalle einen definierten elektrischen Strom ab. Während dieser Einschaltzeitintervalle, in denen die Konstantstromquelle Strom abgibt, ist eine Stromstärke des Stroms näherungsweise konstant. Mit anderen Worten gibt die Konstantstromquelle immer Strom mit derselben Stärkestärke ab, wobei ein Zeitanteil, in dem die Konstantstromquelle Strom abgibt, einstellbar ist. Die Konstantstromquelle ist also zur Regelung einer über die Zeit gemittelten Stromstärke eingerichtet.In accordance with at least one embodiment of the semiconductor component, the constant current source is set up for a pulse width modulation. For example, the constant current source only emits a defined electrical current within certain switch-on time intervals. During these switch-on time intervals, during which the constant current source delivers current, a current intensity of the current is approximately constant. In other words, the constant current source always outputs current with the same intensity of starch, and a time proportion in which the constant current source delivers current is adjustable. The constant current source is thus set up to control an average current over time.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils ist die Konstantstromquelle dazu eingerichtet, während Ausschaltzeitintervallen, in denen die Konstantstromquelle keinen oder nur einen sehr kleinen Strom abgibt, an den Halbleiterbauteile eine Spannung in Sperrrichtung anzulegen. Die Spannung liegt hierbei deutlich unter einer Durchbruchspannung der Halbleiterbauteile.According to at least one embodiment of the semiconductor device, the constant current source is adapted to apply a reverse voltage to the semiconductor devices during turn-off time intervals in which the constant current source emits no or only a very small current. The voltage here is significantly below a breakdown voltage of the semiconductor devices.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils ist die Konstantstromquelle zu einer Pulsweitenmodulation mit einer Frequenz von mindestens 200 Hz eingerichtet. Bei solch hohen Frequenzen nimmt das menschliche Auge keine Helligkeitsmodulation einer dann gepulst betriebenen, an das Halbleiterbauteil angeschlossenen und damit bestromten Halbleiterlichtquelle wahr.In accordance with at least one embodiment of the semiconductor component, the constant current source is set up for a pulse width modulation with a frequency of at least 200 Hz. At such high frequencies, the human eye does not perceive brightness modulation of a pulsed-operated semiconductor light source which is then connected to the semiconductor component and thus energized.

Es umfasst das Halbleiterbauteil genau eine Dateneingangsschnittstelle. Die Dateneingangsschnittstelle ist eine serielle Schnittstelle. Es weist die Dateneingangsschnittstelle genau drei oder genau fünf Eingänge auf. Mit anderen Worten ist die Dateneingangsschnittstelle dreipolig oder fünfpolig.It comprises the semiconductor device exactly one data input interface. The data input interface is a serial interface. It has the data input interface exactly three or exactly five inputs. In other words, the data input interface is three-pole or five-pole.

Es umfasst das Halbleiterbauteil genau eine Datenausgangsschnittstelle. Auch bei der Datenausgangsschnittstelle handelt es sich um eine serielle Schnittstelle. Insbesondere können die Dateneingangsschnittstelle und die Datenausgangsschnittstelle für eine gleiche Signalart oder Anschlussart eingerichtet sein.It comprises the semiconductor device exactly one data output interface. The data output interface is also a serial interface. In particular, the data input interface and the data output interface can be set up for a same signal type or connection type.

Es ist das Halbleiterbauteil zur Verarbeitung eines seriellen Eingangssignals an der Dateneingangsschnittstelle eingerichtet. Das Eingangssignal umfasst hierbei ein Steuersignal. Das Steuersignal ist zur Ansteuerung einer Halbleiterlichtquelle eingerichtet. Beispielsweise weist das Eingangssignal einen digitalen Bit-Wert oder Byte-Wert auf, der vom Halbleiterbauteil in eine an eine Halbleiterlichtquelle abzugebende Stromstärke umgewandelt werden kann. Das Halbleiterbauteil ist also dazu eingerichtet, aufgrund des Eingangssignals eine definierte Stromstärke an eine angeschlossene Halbleiterlichtquelle abzugeben.The semiconductor device is configured to process a serial input signal at the data input interface. The input signal in this case comprises a control signal. The control signal is set up to drive a semiconductor light source. For example, the input signal has a digital bit value or byte value that can be converted by the semiconductor device into a current to be output to a semiconductor light source. The semiconductor component is thus configured to emit a defined current intensity to a connected semiconductor light source on the basis of the input signal.

Es gibt das Halbleiterbauteil ein serielles Ausgangssignal an der Datenausgangsschnittstelle aus. Das Ausgangssignal ist das um das Steuersignal verkürzte Eingangssignal. Weist das Eingangssignal beispielsweise eine Länge von 64 Byte auf, wobei zum Beispiel ein Byte das Steuersignal einer zu bestromenden Halbleiterlichtquelle darstellt, so ist das Ausgangssignal um dieses Steuersignal reduziert und weist entsprechend nur noch eine Länge von 63 Byte auf. Weist das Eingangssignal eine Länge von nur 1 Byte oder von nur 3 Byte auf, so ist es möglich, dass kein Ausgangssignal ausgegeben wird.The semiconductor device outputs a serial output signal at the data output interface. The output signal is the input signal shortened by the control signal. For example, if the input signal has a length of 64 bytes, for example, one byte will supply the control signal one represents current-carrying semiconductor light source, the output signal is reduced by this control signal and has accordingly only a length of 63 bytes. If the input signal has a length of only 1 byte or only 3 bytes, it is possible that no output signal is output.

Das Steuersignal, das vom Eingangssignal umfasst ist, befindet sich bevorzugt am Anfang oder am Ende einer Signalsequenz, durch die das Eingangssignal gebildet ist. Hierdurch ist eine besonders effiziente Verkürzung des Eingangssignals und somit eine einfache Generierung des Ausgangssignals durch das Halbleiterbauteil ermöglicht.The control signal, which is comprised by the input signal, is preferably located at the beginning or at the end of a signal sequence, by which the input signal is formed. This allows a particularly efficient shortening of the input signal and thus a simple generation of the output signal by the semiconductor device.

Das Halbleiterbauteil weist eine Gammakorrektureinheit auf. Die Gammakorrektureinheit ist dazu eingerichtet, das Steuersignal mit einer Augenempfindlichkeitskurve zu verarbeiten.The semiconductor device has a gamma correction unit. The gamma correction unit is configured to process the control signal with an eye sensitivity curve.

Das Steuersignal umfasst höchstens zehn Bit, insbesondere höchstens oder genau acht Bit.The control signal comprises at most ten bits, in particular at most or exactly eight bits.

Die Gammakorrektureinheit ist dazu eingerichtet, das Steuersignal auf mindestens zwölf Bit, insbesondere auf mindestens oder genau 14 Bit oder auf mindestens oder genau 16 Bit zu erweitern. Insbesondere für kleine, an eine Halbleiterlichtquelle abzugebende Stromstärken und somit für kleine Helligkeitswerte einer angeschlossenen Halbleiterlichtquelle kann hierdurch eine ausreichende Anpassung an die vergleichsweise hohe Empfindlichkeit des menschlichen Auges für geringe Helligkeiten erzielt werden.The gamma correction unit is configured to expand the control signal to at least twelve bits, in particular to at least or exactly 14 bits, or to at least or exactly 16 bits. In particular for small currents to be output to a semiconductor light source and thus for low brightness values of a connected semiconductor light source, a sufficient adaptation to the comparatively high sensitivity of the human eye for low brightnesses can be achieved.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils ist dieses zur Verarbeitung von so genannten DMX-Signalen oder DMX-ähnlichen Signalen eingerichtet. Mit anderen Worten ist das Eingangssignal und bevorzugt auch das Ausgangssignal ein DMX-Signal oder ein DMX-ähnliches Signal.According to at least one embodiment of the semiconductor device, this is configured for processing so-called DMX signals or DMX-like signals. In other words, the input signal, and preferably also the output signal, is a DMX signal or a DMX-like signal.

Ein DMX-Signal ist hierbei ein serielles Signal, bei dem Daten mit einer Übertragungsrate von 250 kbit/s übermittelt werden. Das DMX-Signal umfasst 513 Bytes, wobei das erste Byte ein Startcode ist, der die Art der zu übermittelnden Daten einem Empfänger mitteilt, und wird über eine 3-polige oder über 5-polige Datenleitung übermittelt. Eine Signalleitung für DMX-Signale folgt dem Standard EIA-485. Hierbei wird ein Datensignal mit einem Leitungspaar übertragen, wobei einer der Leiter des Paares eine invertierte und der andere Leiter eine nicht invertierte Version des Datensignals trägt. Eingangsspannungen des signaltragenden Leitungspaares liegen bei –7 V und +12 V. Ein Eingangswiderstand eines Empfängers, also zum Beispiel des Halbleiterbauteils, beträgt zirka 12 kΩ.A DMX signal is a serial signal in which data is transmitted at a transmission rate of 250 kbit / s. The DMX signal comprises 513 bytes, the first byte being a start code indicating the type of data to be transmitted to a receiver and transmitted via a 3-pin or 5-pin data line. A signal line for DMX signals follows the standard EIA-485. In this case, a data signal is transmitted with a line pair, wherein one of the conductors of the pair carries an inverted and the other conductor carries a non-inverted version of the data signal. Input voltages of the signal-carrying line pair are at -7 V and +12 V. An input resistance of a receiver, for example of the semiconductor device, is approximately 12 kΩ.

Bei einem DMX-ähnlichen Signal kann die Übertragungsrate erhöht sein. Beispielsweise ist die Übertragungsrate auf 1 Mbit/s erhöht. DMX-ähnliche Signale schließt auch eine bidirektionale Datenübermittlung ein, zum Beispiel über RDM. RDM bezeichnet hierbei Remote Device Management. Über RDM ist eine bidirektionale Kommunikation insbesondere über DMX-Datenverbindungen von Komponenten untereinander möglich.For a DMX-like signal, the transmission rate may be increased. For example, the transmission rate is increased to 1 Mbit / s. DMX-like signals also include bidirectional data transmission, for example via RDM. RDM refers to Remote Device Management. Via RDM, bidirectional communication is possible, in particular via DMX data connections between components.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils umfasst dieses mindestens eine Spannungsmesseinheit. Die Spannungsmesseinheit ist dazu eingerichtet, eine Spannung am Stromausgang zu bestimmen. Insbesondere ist die Spannungsmesseinheit dazu eingerichtet zu ermitteln, ob am Stromausgang des Halbleiterbauteils ein Kurzschluss vorliegt, oder ob die zur Bestromung einer Halbleiterlichtquelle vorgesehene Spannung anliegt. Es ist möglich, dass die Spannungseinheit lediglich eine binäre Messgröße ermittelt, also zum Beispiel nur, ob ein Kurzschluss vorliegt oder nicht.According to at least one embodiment of the semiconductor device, this comprises at least one voltage measuring unit. The voltage measuring unit is configured to determine a voltage at the current output. In particular, the voltage measuring unit is set up to determine whether there is a short circuit at the current output of the semiconductor component, or whether the voltage provided for energizing a semiconductor light source is present. It is possible that the voltage unit only determines a binary measured variable, that is, for example, only if there is a short circuit or not.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils ist ein Ergebnis der Spannungsbestimmung über die Dateneingangsschnittstelle rückleitbar. Mit anderen Worten wird über die Dateneingangsschnittstelle vom Halbleiterbauteil etwa an eine externe Steuereinheit eine Rückmeldung gegeben, ob beispielsweise am Stromausgang ein Kurzschluss vorliegt.In accordance with at least one embodiment of the semiconductor device, a result of the voltage determination can be fed back via the data input interface. In other words, a feedback is given via the data input interface from the semiconductor component to an external control unit, for example, as to whether there is a short circuit at the current output.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils umfasst dieses einen Temperatursensor oder eine Schnittstelle zu einem Temperatursensor. Der Temperatursensor kann dem Halbleiterbauteil monolithisch integriert sein und beispielsweise durch einen so genannten NTC-Widerstand, einen Negative Temperature Coefficient-Widerstand, gebildet sein.According to at least one embodiment of the semiconductor device, this includes a temperature sensor or an interface to a temperature sensor. The temperature sensor may be monolithically integrated with the semiconductor device and formed, for example, by a so-called NTC resistor, a negative temperature coefficient resistor.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils umfasst dieses einen Spannungswandler, der bevorzugt monolithisch in dem Schaltkreis, der das Halbleiterbauteil bildet, integriert ist. Der Spannungswandler ist dazu eingerichtet, eine Eingangsspannung in eine davon verschiedene Spannung umzuwandeln. Bei der Eingangsspannung kann es sich beispielsweise um eine Versorgungsspannung für eine zu bestromende Halbleiterlichtquelle handeln.According to at least one embodiment of the semiconductor device, this includes a voltage converter, which is preferably monolithically integrated in the circuit forming the semiconductor device. The voltage converter is configured to convert an input voltage to a voltage different therefrom. The input voltage may be, for example, a supply voltage for a semiconductor light source to be energized.

Insbesondere ist es möglich, dass eine Versorgungsspannung zum Betrieb des Halbleiterbauteils von der Eingangsspannung verschieden ist. Über einen Spannungswandler ist es möglich, eine Betriebsspannung beispielsweise für eine Halbleiterlichtquelle in die Versorgungsspannung für das Halbleiterbauteil umzuwandeln. Dies erlaubt eine effiziente Verkabelung des Halbleiterbauteils.In particular, it is possible that a supply voltage for the operation of the semiconductor device is different from the input voltage. A voltage converter makes it possible to convert an operating voltage, for example for a semiconductor light source, into the supply voltage for the semiconductor component. This allows efficient wiring of the semiconductor device.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils weist dieses einen internen Oszillator auf, der als Taktgeber eingerichtet ist. Ein solcher interner Oszillator kann an das Dateneingangssignal bezüglich der Frequenz angepasst sein. Ein solcher interner Oszillator ermöglicht beispielsweise ein effizientes, synchrones Betreiben einer Vielzahl von Halbleiterbauteilen, beispielsweise innerhalb eines komplexen Beleuchtungssystems. According to at least one embodiment of the semiconductor device, this has an internal oscillator, which is set up as a clock. Such an internal oscillator may be adapted to the data input signal in terms of frequency. Such an internal oscillator, for example, enables efficient, synchronous operation of a plurality of semiconductor components, for example within a complex illumination system.

Darüber hinaus wird eine Beleuchtungsvorrichtung angegeben. Die Beleuchtungsvorrichtung umfasst mehrere Halbleiterbauteile, wie es in Verbindung mit einer oder mehrerer der oben beschriebenen Ausführungsformen angegeben ist. Weiterhin umfasst die Beleuchtungsvorrichtung mehrere Halbleiterlichtquellen.In addition, a lighting device is specified. The lighting device comprises a plurality of semiconductor devices, as indicated in connection with one or more of the embodiments described above. Furthermore, the lighting device comprises a plurality of semiconductor light sources.

Die Halbleiterlichtquelle ist elektrisch direkt an das Halbleiterbauteil angeschlossen. Zwischen dem Stromausgang des Halbleiterbauteils und der Halbleiterlichtquelle befinden sich bevorzugt keine signalverändernden elektrischen oder elektronischen Komponenten. Ein Widerstand zwischen der Halbleiterlichtquelle und dem Stromausgang des Halbleiterbauteils ist bevorzugt kleiner als 2 Ω, insbesondere kleiner als 0,75 Ω.The semiconductor light source is electrically connected directly to the semiconductor device. There are preferably no signal-changing electrical or electronic components between the current output of the semiconductor device and the semiconductor light source. A resistance between the semiconductor light source and the current output of the semiconductor device is preferably less than 2 Ω, in particular less than 0.75 Ω.

Es umfasst die Halbleiterlichtquelle wenigstens zwei Farbkanäle. Beispielsweise ist in der Halbleiterlichtquelle die Emission von rotem, grünem und blauem Licht jeweils einzeln ansteuerbar. Jede der einzeln ansteuerbaren Farben des zu emittierenden Lichts bildet einen Farbkanal. Innerhalb eines Farbkanals wird Strahlung der gleichen Farbe erzeugt. Bevorzugt umfasst die Halbleiterlichtquelle genau drei Farbkanäle.It comprises the semiconductor light source at least two color channels. For example, in the semiconductor light source, the emission of red, green and blue light can each be controlled individually. Each of the individually controllable colors of the light to be emitted forms a color channel. Within a color channel, radiation of the same color is generated. Preferably, the semiconductor light source comprises exactly three color channels.

Das Halbleiterbauteil der Beleuchtungsvorrichtung weist eine der Anzahl der Farbkanäle entsprechende Anzahl an Konstantstromquellen auf. Jede der Konstantstromquellen des Halbleiterbauteils ist dazu eingerichtet, genau einen Farbkanal zu bestromen. Es liegt also beispielsweise mindestens eine Konstantstromquelle für einen blauen Farbkanal, mindestens eine weitere für einen grünen und mindestens eine dritte für einen roten Farbkanal vor. Hierdurch ist es ermöglicht, den Farbort einer von der Halbleiterlichtquelle emittierten Strahlung gezielt einzustellen.The semiconductor device of the illumination device has a number of constant current sources corresponding to the number of color channels. Each of the constant current sources of the semiconductor device is adapted to energize exactly one color channel. Thus, for example, there is at least one constant current source for a blue color channel, at least one further for a green and at least a third for a red color channel. This makes it possible to selectively set the color location of a radiation emitted by the semiconductor light source.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Beleuchtungsvorrichtung umfasst die Halbleiterlichtquelle mindestens eine Leuchtdiode, kurz LED, und/oder mindestens eine Laserdiode. Ebenso ist es möglich, dass die Halbleiterlichtquelle ausschließlich aus Leuchtdioden, ausschließlich aus Laserdioden oder ausschließlich aus Leuchtdioden und Laserdioden besteht. Auch kann es sich beispielsweise bei den Leuchtdioden um organische Leuchtdioden handelt.In accordance with at least one embodiment of the illumination device, the semiconductor light source comprises at least one light-emitting diode, in short LED, and / or at least one laser diode. It is also possible that the semiconductor light source consists exclusively of light emitting diodes, exclusively of laser diodes or exclusively of light emitting diodes and laser diodes. Also, it can be, for example, in the LEDs to organic light emitting diodes.

Es weist die Halbleiterlichtquelle mindestens eine Reihenschaltung auf. Die Reihenschaltung umfasst beispielsweise mindestens zwei Leuchtdioden. Bevorzugt besteht die Reihenschaltung, neben elektrischen Verbindungsleitungen, ausschließlich aus Leuchtdioden und/oder Laserdioden. Die Reihenschaltung der Leuchtdioden und/oder Laserdioden, also die Halbleiterlichtquelle, ist direkt an den Stromausgang des Halbleiterbauteils angeschlossen.It has the semiconductor light source at least one series circuit. The series connection comprises, for example, at least two light-emitting diodes. Preferably, the series connection, in addition to electrical connection lines, exclusively of light-emitting diodes and / or laser diodes. The series connection of the LEDs and / or laser diodes, so the semiconductor light source is connected directly to the current output of the semiconductor device.

Es umfasst eine Reihenschaltung zumindest zwei im Rahmen der Herstellungstoleranzen gleichfarbig emittierende Leuchtdioden und/oder Laserdioden. Bevorzugt weist die Reihenschaltung ausschließlich Leuchtdioden und/oder Laserdioden auf, die im Betrieb gleichfarbige Strahlung emittieren. Jede der Reihenschaltungen stellt bevorzugt einen Farbkanal dar.It comprises a series connection of at least two light-emitting diodes and / or laser diodes emitting the same color in the context of manufacturing tolerances. Preferably, the series connection exclusively to light-emitting diodes and / or laser diodes which emit the same color radiation during operation. Each of the series circuits preferably represents a color channel.

Einige Anwendungsbereiche, in denen hier beschriebene Halbleiterbauteile und Beleuchtungsvorrichtungen Anwendung finden können, sind beispielsweise die Architekturbeleuchtung und die Beleuchtung von Bauwerken. Es ist möglich, hier beschriebene Beleuchtungsvorrichtungen und Halbleiterbauteile sowohl im Außenbereich als auch im Innenbereich von Gebäuden einzusetzen. Insbesondere kann eine Vielzahl von hier beschriebenen Beleuchtungsvorrichtungen und Halbleiterbauteilen zu einem Beleuchtungssystem kombiniert sein.Some applications in which semiconductor devices and lighting devices described herein may be used include architectural lighting and architectural lighting. It is possible to use lighting devices and semiconductor devices described here both outdoors and indoors of buildings. In particular, a plurality of lighting devices and semiconductor devices described herein may be combined into one lighting system.

Nachfolgend wird ein hier beschriebenes Halbleiterbauteil sowie eine hier beschriebene Beleuchtungsvorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.Hereinafter, a semiconductor device described herein and a lighting device described herein with reference to the drawings using exemplary embodiments will be explained in more detail. The same reference numerals indicate the same elements in the individual figures. However, there are no scale relationships shown, but individual elements can be shown exaggerated for better understanding.

Es zeigen:Show it:

1 und 2 sowie 4 schematische Darstellungen von Abwandlungen von hier beschriebenen Halbleiterbauteilen und von hier beschriebenen Beleuchtungsvorrichtungen, und 1 and 2 such as 4 schematic illustrations of variations of semiconductor devices described herein and lighting devices described herein, and

3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen Halbleiterbauteils und einer hier beschriebenen Beleuchtungsvorrichtung. 3 a schematic representation of an embodiment of a semiconductor device described herein and a lighting device described herein.

Eine Abwandlung eines Halbleiterbauteils 2 und einer Beleuchtungsvorrichtung 100 ist schematisch in 1 dargestellt. Das Halbleiterbauteil 2 umfasst eine Dateneingangsschnittstelle 1 und eine Datenausgangsschnittstelle 3. Über die Dateneingangsschnittstelle 1 gelangt ein Eingangssignal, symbolisiert durch einen Pfeil, in das Halbleiterbauteil 2. Über die Datenausgangsschnittstelle 3 kann das Eingangssignal weitergeleitet werden, ebenfalls symbolisiert durch einen Pfeil.A modification of a semiconductor device 2 and a lighting device 100 is schematic in 1 shown. The semiconductor device 2 includes a data input interface 1 and a Data output interface 3 , Via the data input interface 1 an input signal, symbolized by an arrow, enters the semiconductor component 2 , Via the data output interface 3 the input signal can be forwarded, also symbolized by an arrow.

Das Eingangssignal umfasst ein Steuersignal, das vom Halbleiterbauteil 2 verarbeitet wird. Über dieses Steuersignal wird eine Konstantstromquelle 6 des Halbleiterbauteils 2 angesprochen und entsprechend eine Stromstärke an einen Stromausgang 4 des Halbleiterbauteils 2 ausgegeben. Insbesondere kann die Konstantstromquelle 6 die Stromstärke über Pulsweitenmodulation einstellen.The input signal includes a control signal from the semiconductor device 2 is processed. About this control signal is a constant current source 6 of the semiconductor device 2 addressed and accordingly a current to a current output 4 of the semiconductor device 2 output. In particular, the constant current source 6 set the current via pulse width modulation.

Alle genannten Funktionen des Halbleiterbauteils 2 sind in einem einzigen integrierten Schaltkreis integriert. Mit anderen Worten ist das Halbleiterbauteil 2 durch einen einzigen Halbleiterchip gebildet.All mentioned functions of the semiconductor device 2 are integrated in a single integrated circuit. In other words, the semiconductor device 2 formed by a single semiconductor chip.

In direkter, niederohmiger elektrischer Verbindung mit dem Stromausgang 4 steht eine Halbleiterlichtquelle 5. Über den Stromausgang 4 wird die Halbleiterlichtquelle 5 bestromt, symbolisiert durch einen Doppelpfeil. Die Halbleiterlichtquelle 5 umfasst beispielsweise mindestens einen Leuchtdiodenchip. Die Halbleiterlichtquelle 5 kann auch drei Leuchtdiodenchips beinhalten, von denen einer im roten, einer im grünen und einer im blauen Spektralbereich emittiert. Die Halbleiterlichtquelle 5 kann also eine RGB-Lichtquelle sein.In direct, low-impedance electrical connection with the current output 4 is a semiconductor light source 5 , About the current output 4 becomes the semiconductor light source 5 energized, symbolized by a double arrow. The semiconductor light source 5 includes, for example, at least one LED chip. The semiconductor light source 5 may also include three LED chips, one of which emits in the red, one in the green and one in the blue spectral range. The semiconductor light source 5 So it can be an RGB light source.

Anders als in 1 dargestellt ist es ebenfalls möglich, dass das Halbleiterbauteil 2 und die Halbleiterlichtquelle 5 beide in einem gemeinsamen, nicht gezeichneten Gehäuse integriert sind oder einstückig aufgeführt sind.Unlike in 1 it is also possible that the semiconductor component 2 and the semiconductor light source 5 both are integrated in a common, not drawn housing or are listed in one piece.

In 2 ist eine weitere Abwandlung des Halbleiterbauteils 2 und der Beleuchtungsvorrichtung 100 illustriert. Das Halbleiterbauteil 2 umfasst drei Konstantstromquellen 6a, 6b, 6c. Direkt an das Halbleiterbauteil 2 angeschlossen ist die Halbleiterlichtquelle 5. Die Halbleiterlichtquelle 5 weist drei Leuchtdioden 13a, 13b, 13c auf. Beispielsweise emittiert die Leuchtdiode 13a im Betrieb rotes Licht, die Leuchtdiode 13b grünes Licht und die Leuchtdiode 13c blaues Licht.In 2 is another modification of the semiconductor device 2 and the lighting device 100 illustrated. The semiconductor device 2 includes three constant current sources 6a . 6b . 6c , Directly to the semiconductor device 2 connected is the semiconductor light source 5 , The semiconductor light source 5 has three LEDs 13a . 13b . 13c on. For example, the LED emits 13a in operation, red light, the LED 13b green light and the light emitting diode 13c blue light.

Somit ist durch jede der Leuchtdioden 13a, 13b, 13c ein Farbkanal 50a, 50b, 50c der Halbleiterlichtquelle 5 realisiert. Jeder der Farbkanäle 50a, 50b, 50c ist über einen der drei Stromausgänge 4a, 4b, 4c an eine der Konstantstromquellen 6a, 6b, 6c angeschlossen. Somit ist jeder der Farbkanäle 50a, 50b, 50c über das Halbleiterbauteil 2 einzeln bestrombar und ansteuerbar, so dass ein Farbort einer von der Halbleiterlichtquelle 5 zu emittierenden Strahlung einstellbar ist.Thus, through each of the light emitting diodes 13a . 13b . 13c a color channel 50a . 50b . 50c the semiconductor light source 5 realized. Each of the color channels 50a . 50b . 50c is via one of the three power outlets 4a . 4b . 4c to one of the constant current sources 6a . 6b . 6c connected. Thus, each of the color channels 50a . 50b . 50c over the semiconductor device 2 individually energizable and controllable, so that a color locus one of the semiconductor light source 5 is adjustable to emitting radiation.

Das Eingangssignal an der Dateneingangsschnittstelle 1 ist bevorzugt ein DMX-Signal. Für jeden der Farbkanäle 50a, 50b, 50c der Halbleiterlichtquelle 5 wird ein Byte des Dateneingangssignals als Steuersignal verwendet. An der Datenausgangsschnittstelle 3 wird ein DMX-Ausgangssignal ausgegeben, das dem um das Steuersignal verkürzten Eingangssignal entspricht. Mit anderen Worten sind aus dem Eingangssignal die drei Byte zur Ansteuerung der Halbleiterlichtquelle 5 entfernt. Das Ausgangssignal ist also bevorzugt kürzer als das Eingangssignal.The input signal at the data input interface 1 is preferably a DMX signal. For each of the color channels 50a . 50b . 50c the semiconductor light source 5 a byte of the data input signal is used as the control signal. At the data output interface 3 a DMX output signal is output which corresponds to the input signal shortened by the control signal. In other words, the three bytes for driving the semiconductor light source are from the input signal 5 away. The output signal is thus preferably shorter than the input signal.

Weiterhin umfasst das Halbleiterbauteil 2 optional eine Gammakorrektureinheit 7. Insbesondere für kleine Helligkeiten der von der Halbleiterlichtquelle 5 zu emittierenden Strahlung sind die zum Beispiel 8 Bit des Steuersignals für jeden der Farbkanäle 50a, 50b, 50c unzulänglich, da bei kleinen Helligkeiten das menschliche Auge vergleichsweise empfindlich ist. Durch die Gammakorrektureinheit 7 wird das 8 Bit-Steuersignal in ein Signal mit mehr Bit, beispielsweise mit 14 Bit, interpoliert. Bei dem Steuersignal kann es sich bezüglich der an die Halbleiterlichtquelle 5 abzugebenden Stromstärke um ein nichtlineares Signal handeln.Furthermore, the semiconductor device comprises 2 optionally a gamma correction unit 7 , Especially for small brightnesses of the semiconductor light source 5 the radiation to be emitted is, for example, 8 bits of the control signal for each of the color channels 50a . 50b . 50c inadequate, because at small brightnesses the human eye is comparatively sensitive. Through the gamma correction unit 7 For example, the 8-bit control signal is interpolated into a multi-bit signal, such as 14-bit. The control signal may be with respect to the semiconductor light source 5 output current to act on a non-linear signal.

Ferner umfasst das Halbleiterbauteil 2 optional einen Spannungswandler. Über den Spannungswandler ist beispielsweise eine Versorgungsspannung für die Halbleiterlichtquelle 5 auch zum Betrieb des Halbleiterbauteils 2 verwendbar. Zum Beispiel wird die Halbleiterlichtquelle mit 24 V betrieben, und der Spannungswandler wandelt diese Spannung in zirka 3 V um, mit denen das Halbleiterbauteil 2 betrieben wird.Furthermore, the semiconductor device comprises 2 optionally a voltage transformer. About the voltage converter, for example, a supply voltage for the semiconductor light source 5 also for operation of the semiconductor device 2 usable. For example, the semiconductor light source is operated at 24 V, and the voltage converter converts this voltage into approximately 3 V, with which the semiconductor device 2 is operated.

Ebenfalls optional kann das Halbleiterbauteil 2 einen Temperatursensor 9, beispielsweise in Form eines dem integrierten Schaltkreis des Halbleiterbauteils 2 integrierten NTC-Widerstands, umfassen. Das Halbleiterbauteil 2 ist dann bevorzugt dazu eingerichtet, beispielsweise über ein RDM-Protokoll einen Messwert des Temperatursensor 9 über die Dateneingangsschnittstelle 1 an eine externe, nicht zur Beleuchtungsvorrichtung 100 gehörige Steuervorrichtung weiterzuleiten.Also optional, the semiconductor device 2 a temperature sensor 9 , for example in the form of the integrated circuit of the semiconductor device 2 integrated NTC resistor. The semiconductor device 2 is then preferably set up, for example via a RDM protocol, a measured value of the temperature sensor 9 via the data input interface 1 to an external, not to the lighting device 100 forward the appropriate control device.

Sowohl die Konstantstromquellen 6a, 6b, 6c als auch die Gammakorrektureinheit 7, der Temperatursensor 9 und der Spannungswandler 10 können in einem einzigen integrierten Schaltkreis und somit insbesondere in einem einzigen Halbleiterchip monolithisch untergebracht sein.Both the constant current sources 6a . 6b . 6c as well as the gamma correction unit 7 , the temperature sensor 9 and the voltage converter 10 can be housed monolithic in a single integrated circuit and thus in particular in a single semiconductor chip.

Im Ausführungsbeispiel der Beleuchtungsvorrichtung 100 gemäß 3 umfasst die Halbleiterlichtquelle 5 zwei Reihenschaltungen 12a, 12b. Die Reihenschaltungen 12a, 12b weisen beispielsweise drei Leuchtdioden 13 auf. Durch jede der Reihenschaltungen 12a, 12b ist ein Farbkanal 50a, 50b realisiert. Wie auch gemäß 2 ist für die Farbkanäle 50a, 50b und somit für die Reihenschaltungen 12a, 12b je eine der Konstantstromquellen 6a, 6b vorgesehen.In the embodiment of the lighting device 100 according to 3 includes the semiconductor light source 5 two series connections 12a . 12b , The series connections 12a . 12b For example, have three light emitting diodes 13 on. Through each of the series connections 12a . 12b is a color channel 50a . 50b realized. As well as according to 2 is for the color channels 50a . 50b and thus for the series connections 12a . 12b one each of the constant current sources 6a . 6b intended.

Optional umfasst das Halbleiterbauteil 2 eine Spannungsmesseinheit 8. Über die Spannungsmesseinheit 8 kann festgestellt werden, ob beispielsweise an den Stromausgängen 4a, 4b Kurzschlüsse vorliegen, also ein Widerstand ungefähr Null ist. Auch kann ermittelt werden, ob näherungsweise unendlich hohe Widerstände auftreten und/oder ob eine erhöhte oder reduzierte Spannung an den Stromausgängen 4a, 4b anliegt. Über die Spannungsmesseinheit 8 ist also zum Beispiel ein Status der Halbleiterlichtquelle 5 bestimmbar, insbesondere kann ein Ausfall einer oder mehrerer der Leuchtdioden 13 detektiert werden.Optionally, the semiconductor device includes 2 a voltage measuring unit 8th , About the voltage measuring unit 8th can be determined, for example, at the power outputs 4a . 4b Short circuits are present, so a resistance is about zero. It can also be determined whether approximately infinitely high resistances occur and / or whether an increased or reduced voltage at the current outputs 4a . 4b is applied. About the voltage measuring unit 8th So, for example, is a status of the semiconductor light source 5 determinable, in particular, a failure of one or more of the LEDs 13 be detected.

Ein Messergebnis der Spannungseinheit 8 ist über die Dateneingangsschnittstelle 1 an eine externe Steuereinheit rückleitbar, zum Beispiel mittels RDM. Die Bestromung der einzelnen Farbkanäle 50a, 50b ist bei Ausfall etwa einer der Leuchtdioden 13 über die Halbleiterbauteile 2 oder über eine externe Steuervorrichtung anpassbar, so dass ein Farbort der von der Halbleiterlichtquelle 5 emittierten Strahlung trotz Ausfall einer der Leuchtdioden 13 im Rahmen der Toleranzen gleich bleibt.A measurement result of the voltage unit 8th is via the data input interface 1 be returned to an external control unit, for example by means of RDM. The energization of the individual color channels 50a . 50b is in case of failure about one of the LEDs 13 over the semiconductor devices 2 or adaptable via an external control device, such that a color locus of the semiconductor light source 5 emitted radiation despite failure of one of the LEDs 13 remains the same within the tolerances.

Ferner weist das Halbleiterbauteil 2 eine Schnittstelle 90 auf, an der der Temperatursensor 9 angeschlossen ist. Über den Temperatursensor 9 kann eine Temperatur beispielsweise der Leuchtdioden 13 festgestellt werden. Bevorzugt ist auch der Messwert des Temperatursensors 9 über die Dateneingangsschnittstelle 1 rückleitbar.Furthermore, the semiconductor device has 2 an interface 90 on, at which the temperature sensor 9 connected. About the temperature sensor 9 may be a temperature, for example, the LEDs 13 be determined. The measured value of the temperature sensor is also preferred 9 via the data input interface 1 rückleitbar.

Über den Temperatursensor 9 ist es auch möglich, etwa an einer besonders hitzeanfälligen Stelle, einem so genannten Hot Spot, eine Temperatur zu bestimmen. Aufgrund der ermittelten Temperatur können die Halbleiterlichtquellen 5 geregelt werden. Beispielsweise kann in einem Beleuchtungssystem ein ganzer Bereich mit mehreren Halbleiterlichtquellen 5 um den Hot Spot herum mit reduziertem Strom betrieben werden. Hierdurch ist ein sanfter Übergang bezüglich der Helligkeit zu anderen, mit normaler Stromstärke betriebenen Bereichen des Beleuchtungssystems realisierbar.About the temperature sensor 9 It is also possible to determine a temperature, for example at a location which is particularly susceptible to heat, a so-called hot spot. Due to the determined temperature, the semiconductor light sources 5 be managed. For example, in an illumination system, a whole area may be provided with a plurality of semiconductor light sources 5 around the hot spot with reduced power. This makes it possible to achieve a smooth transition with respect to the brightness to other areas of the illumination system operated with normal current intensity.

Bei der Abwandlung gemäß 4 sind zwei Beleuchtungsvorrichtungen 100a, 100b in Serie geschaltet. Die Datenausgangsschnittstelle 3a ist hierbei mit der Dateneingangsschnittstelle 1b der nachgeordneten Beleuchtungsvorrichtung 100b verbunden.In the modification according to 4 are two lighting devices 100a . 100b connected in series. The data output interface 3a is here with the data input interface 1b the downstream lighting device 100b connected.

Die Halbleiterbauteile 2a, 2b umfassen jeweils einen internen Oszillator 11. Über den internen Oszillator ist insbesondere eine Schaltung einer Vielzahl von Beleuchtungsvorrichtung 100a, 100b synchronisierbar, zum Beispiel innerhalb eines komplexen Beleuchtungssystems. Dies ermöglicht einen Einsatz der Beleuchtungsvorrichtung 100a, 100b insbesondere bei der Wiedergabe bewegter Bilder, bei der eine hohe zeitliche Korrelation zwischen einzelnen Halbleiterbauteilen 2 und/oder Halbleiterlichtquellen 5 gefordert ist. Der interne Oszillator 11 ist bevorzugt dem integrierten Schaltkreis, als der die Halbleiterbauteile 2a, 2b gestaltet sind, monolithisch integriert.The semiconductor components 2a . 2 B each include an internal oscillator 11 , In particular, a circuit of a plurality of lighting device is via the internal oscillator 100a . 100b synchronizable, for example within a complex lighting system. This allows use of the lighting device 100a . 100b in particular in the reproduction of moving images, in which a high temporal correlation between individual semiconductor components 2 and / or semiconductor light sources 5 is required. The internal oscillator 11 is preferable to the integrated circuit than that of the semiconductor devices 2a . 2 B are designed, monolithically integrated.

Claims (11)

Halbleiterbauteil (2) zur Bestromung mindestens einer Halbleiterlichtquelle (5) mit – mindestens einer Konstantstromquelle (6, 6a, 6b, 6c), die zur Abgabe eines mittleren Stromes von wenigstens 40 mA eingerichtet ist, – einer Gammakorrektureinheit (7), – genau einer dreipoligen oder fünfpoligen seriellen Dateneingangsschnittstelle (1) und genau einer seriellen Datenausgangsschnittstelle (3), und – einem Stromausgang (4, 4a, 4b, 4c), der zur direkten elektrischen Verbindung mit einer Halbleiterlichtquelle (5) eingerichtet ist, wobei – das Halbleiterbauteil (2) zur Verarbeitung eines seriellen Eingangssignals an der Dateneingangsschnittstelle (1) eingerichtet ist und das Eingangssignal ein Steuersignal, das zur Ansteuerung einer Halbleiterlichtquelle (5) eingerichtet ist, umfasst, – das Halbleiterbauteil (2) als integrierter Schaltkreis gestaltet ist, – ein serielles Ausgangssignal an der Datenausgangsschnittstelle (3) ein um das Steuersignal verkürztes Eingangssignal ist, und – das Steuersignal höchstens 10 Bit aufweist und die Gammakorrektureinheit (7) dazu eingerichtet ist, das Steuersignal auf mindestens 12 Bit zu erweitern.Semiconductor device ( 2 ) for energizing at least one semiconductor light source ( 5 ) with - at least one constant current source ( 6 . 6a . 6b . 6c ) arranged to deliver an average current of at least 40 mA, - a gamma correction unit ( 7 ), - exactly one three-pole or five-pole serial data input interface ( 1 ) and exactly one serial data output interface ( 3 ), and - a current output ( 4 . 4a . 4b . 4c ) for direct electrical connection to a semiconductor light source ( 5 ), wherein - the semiconductor component ( 2 ) for processing a serial input signal at the data input interface ( 1 ) and the input signal is a control signal which is used to drive a semiconductor light source ( 5 ), comprises, - the semiconductor component ( 2 ) is designed as an integrated circuit, - a serial output signal at the data output interface ( 3 ) is an input signal shortened by the control signal, and - the control signal has at most 10 bits and the gamma correction unit ( 7 ) is adapted to extend the control signal to at least 12 bits. Halbleiterbauteil (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Konstantstromquelle (6, 6a, 6b, 6c) zu einer Pulsweitenmodulation mit einer Frequenz von mindestens 200 Hz eingerichtet ist.Semiconductor device ( 2 ) according to the preceding claim, in which the constant current source ( 6 . 6a . 6b . 6c ) is arranged to a pulse width modulation with a frequency of at least 200 Hz. Halbleiterbauteil (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Konstantstromquelle (6, 6a, 6b, 6c) dazu eingerichtet, während Ausschaltzeitintervallen, in denen die Konstantstromquelle (6, 6a, 6b, 6c) keinen oder nur einen sehr kleinen Strom abgibt, an der Halbleiterlichtquelle (5) eine Spannung in Sperrrichtung anzulegen, wobei die Spannung deutlich unter einer Durchbruchspannung der Halbleiterlichtquelle (5) liegt.Semiconductor device ( 2 ) according to one of the preceding claims, in which the constant current source ( 6 . 6a . 6b . 6c ) during off-time intervals in which the constant current source ( 6 . 6a . 6b . 6c ) emits no or only a very small current at the semiconductor light source ( 5 ) to apply a voltage in the reverse direction, wherein the voltage well below a breakdown voltage of the semiconductor light source ( 5 ) lies. Halbleiterbauteil (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zumindest das Eingangssignal ein DMX-Signal oder ein DMX-ähnliches Signal ist.Semiconductor device ( 2 ) according to one of the preceding claims, in which at least the Input signal is a DMX signal or a DMX-like signal. Halbleiterbauteil (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das eine Spannungsmesseinheit (8) umfasst, die dazu eingerichtet ist, eine Spannung am Stromausgang (4, 4a, 4b, 4c) zu bestimmen, wobei ein Ergebnis der Spannungsbestimmung über die Dateneingangsschnittstelle (1) rückleitbar ist.Semiconductor device ( 2 ) according to one of the preceding claims, comprising a voltage measuring unit ( 8th ), which is adapted to provide a voltage at the current output ( 4 . 4a . 4b . 4c ), whereby a result of the voltage determination via the data input interface ( 1 ) is zurückleitbar. Halbleiterbauteil (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das einen Temperatursensor (9) oder eine Schnittstelle (90) zu einem Temperatursensor (9) umfasst.Semiconductor device ( 2 ) according to one of the preceding claims, comprising a temperature sensor ( 9 ) or an interface ( 90 ) to a temperature sensor ( 9 ). Halbleiterbauteil (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das einen Spannungswandler (10) umfasst, der dazu eingerichtet ist, eine Eingangsspannung in eine davon verschiedene Spannung umzuwandeln.Semiconductor device ( 2 ) according to one of the preceding claims, comprising a voltage transformer ( 10 ) configured to convert an input voltage to a voltage different therefrom. Halbleiterbauteil (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das einen internen Oszillator (11) umfasst, der als Taktgeber eingerichtet ist.Semiconductor device ( 2 ) according to one of the preceding claims, comprising an internal oscillator ( 11 ), which is set up as a clock. Beleuchtungsvorrichtung (100) mit – mehreren Halbleiterbauteilen (2), und – mehreren Halbleiterlichtquellen (5), die je mehrere Leuchtdioden (13) und/oder mehrere Laserdioden umfassen, wobei die Halbleiterlichtquellen (5) je wenigstens zwei Farbkanäle (50a, 50b, 50c) umfassen, wobei jedes der Halbleiterbauteile (2) jeweils elektrisch direkt an mindestens eine der Halbleiterlichtquellen (5) angeschlossen ist, und wobei jedes der Halbleiterbauteile (2) zur Bestromung mehrerer der Leuchtdioden (13) und/oder Laserdioden der zumindest einen daran angeschlossenen Halbleiterlichtquelle (5) vorgesehen und als integrierter Schaltkreis gestaltet ist und aufweist: – mehrere Konstantstromquellen (6a, 6b, 6c), die jeweils zur Abgabe eines mittleren Stromes von wenigstens 40 mA eingerichtet sind, – eine Gammakorrektureinheit (7), die dazu eingerichtet ist, ein Steuersignal mit einer Augenempfindlichkeitskurve zu verarbeiten, – einen monolithisch integrierten Temperatursensor (9), – eine serielle Dateneingangsschnittstelle (1), und – einen Stromausgang (4a, 4b, 4c), der zur direkten elektrischen Verbindung mit einer der Halbleiterlichtquellen (5) eingerichtet ist, wobei jede der Konstantstromquellen (6a, 6b, 6c) zur Bestromung von genau einem von mehreren Farbkanälen eingerichtet ist und jeder Farbkanal eine Reihenschaltung von mindestens zwei der Leuchtdioden (13) und/oder Laserdioden umfasst, die im Betrieb eine gleichfarbige Strahlung emittieren.Lighting device ( 100 ) with - a plurality of semiconductor components ( 2 ), and - a plurality of semiconductor light sources ( 5 ), each having a plurality of light emitting diodes ( 13 ) and / or a plurality of laser diodes, wherein the semiconductor light sources ( 5 ) at least two color channels ( 50a . 50b . 50c ), wherein each of the semiconductor components ( 2 ) each electrically directly to at least one of the semiconductor light sources ( 5 ), and wherein each of the semiconductor devices ( 2 ) for energizing several of the light-emitting diodes ( 13 ) and / or laser diodes of the at least one semiconductor light source connected thereto ( 5 ) and is designed as an integrated circuit and comprises: - a plurality of constant current sources ( 6a . 6b . 6c ), each adapted to deliver an average current of at least 40mA, - a gamma correction unit ( 7 ) adapted to process a control signal with an eye sensitivity curve, - a monolithic integrated temperature sensor ( 9 ), - a serial data input interface ( 1 ), and - a current output ( 4a . 4b . 4c ) for direct electrical connection to one of the semiconductor light sources ( 5 ), each of the constant current sources ( 6a . 6b . 6c ) is arranged to energize exactly one of a plurality of color channels and each color channel is a series connection of at least two of the light-emitting diodes ( 13 ) and / or laser diodes which emit a same color radiation during operation. Beleuchtungsvorrichtung (100) nach Anspruch 9, bei die Halbleiterbauteile (2) je eine den zugehörigen Farbkanälen (50a, 50b, 50c) entsprechende Anzahl von Konstantstromquellen (6a, 6b, 6c) aufweisen, wobei jede dieser Konstantstromquellen (6a, 6b, 6c) dazu eingerichtet ist, genau einen der Farbkanäle (50a, 50b, 50c) zu bestromen.Lighting device ( 100 ) according to claim 9, wherein the semiconductor components ( 2 ) one each the associated color channels ( 50a . 50b . 50c ) corresponding number of constant current sources ( 6a . 6b . 6c ), each of these constant current sources ( 6a . 6b . 6c ) is set up exactly one of the color channels ( 50a . 50b . 50c ) to energize. Beleuchtungsvorrichtung (100) nach Anspruch 9 oder 10, bei dem die Halbleiterlichtquelle (5) je aus mehreren Leuchtdioden (13) und/oder mehreren Laserdioden besteht.Lighting device ( 100 ) according to claim 9 or 10, wherein the semiconductor light source ( 5 ) each of a plurality of light emitting diodes ( 13 ) and / or multiple laser diodes.
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