DE102009027484A1 - Circuit arrangement for dimming light source, has radiation-emitting semiconductor component and pre-connection with component - Google Patents

Circuit arrangement for dimming light source, has radiation-emitting semiconductor component and pre-connection with component

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DE102009027484A1
DE102009027484A1 DE102009027484A DE102009027484A DE102009027484A1 DE 102009027484 A1 DE102009027484 A1 DE 102009027484A1 DE 102009027484 A DE102009027484 A DE 102009027484A DE 102009027484 A DE102009027484 A DE 102009027484A DE 102009027484 A1 DE102009027484 A1 DE 102009027484A1
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Peter Rotsch
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OSA OPTO LIGHT GMBH
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    • H05B33/08Circuit arrangements not adapted to a particular application
    • H05B33/0803Circuit arrangements not adapted to a particular application for light emitting diodes [LEDs] comprising only inorganic semiconductor materials
    • H05B33/0806Structural details of the circuit
    • H05B33/0809Structural details of the circuit in the conversion stage

Abstract

The circuit arrangement has a radiation-emitting semiconductor component. A pre-connection has a component, whose voltage drop is almost independent of the supply voltage. The light source is connected with a supply terminal by a pre-connection.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Dimmen einer Leuchtquelle, die wenigstens ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement umfasst, wobei die Leuchtquelle über eine Vorschaltung mit einer Stromquelle verbunden ist oder verbindbar ist. The invention relates to a circuit arrangement for dimming a light source comprising at least one radiation-emitting semiconductor component, wherein the light source is connected via an upstream connection to a power source or can be connected. Als Dimmen sei im Folgenden die gezielte Absenkung der Lichtstärke beziehungsweise des Lichtstromes einer Lichtquelle verstanden. As dimming hereinafter is to be understood that controlled reduction of the light intensity or the light flux of a light source.
  • Es ist bekannt, als strahlungsemittierende Halbleiterbauelemente Leuchtdioden (LED-Light emitting diods) einzusetzen. It is known as a radiation-emitting semiconductor components emitting diodes (LED Light emitting diods) use. Diese weisen in der Regel eine starke Lichtstrahlung bei gleichzeitig hoher Licht- bzw. Stromausbeute und kleinen Abmessungen auf. These usually have a powerful rays with high light or current efficiency and small dimensions. Leuchtdioden können Licht in einem Lichtspektrum ausstrahlen, welches beispielsweise zum sichtbaren Bereich oder zu einem Infrarotbereich oder zu anderen nicht sichtbaren Frequenzbereichen zuordbar ist. LEDs can emit light in a light spectrum that is assignable, for example, the visible region or an infrared range or to other non-visible frequency ranges.
  • Die Helligkeit einer Leuchtdiode kann beispielsweise durch Steuerung eines Wertes eines Stroms durch die Leuchtdiode gesteuert werden. The brightness of a light emitting diode can be controlled for example by controlling a value of a current through the light emitting diode. Hierzu ist der Einsatz regelbarer Konstantstromquellen bekannt. To this end, the use of adjustable constant current sources is known. Eine weitere Möglichkeit zur Steuerung von Leuchtdioden ist die Verwendung einer Pulsweitenmodulation (PWM) oder einer Pulsdichtemodulation (PDM), wobei hier Steuersignale generiert werden, durch die die Leuchtdioden abwechselnd an- und ausgeschaltet werden. A further possibility for controlling LEDs is the use of a pulse width modulation (PWM) or a pulse density modulation (PDM), which control signals are generated here, through the switch the LEDs are alternately on and off. In diesem Fall hängt die Helligkeit der Leuchtdioden vom zeitlichen Mittelwert des Stroms durch die Leuchtdioden ab. In this case, the brightness of the light emitting diodes of the temporal mean value of the current depends on by the light emitting diodes.
  • Es ist also bekannt LEDs entweder durch eine Konstantstromsteuerung oder eine Pulsweitenmodulationssteuerung zu dimmen (siehe hierzu z. B. It is therefore known LEDs to be dimmed by a constant current control or a pulse width modulation control (either see z. B. ). ). Beide Ansätze beruhen darauf, dass die Helligkeit einer Leuchtquelle, wie beispielsweise einer LED eine Funktion des mittleren Stromflusses durch die Leuchtquelle ist. Both approaches are based on the brightness of a light source such as an LED is a function of the average current flow through the light source. Folglich kann eine Dimmfunktion, das heißt wechselnde Helligkeit der Leuchtquelle, durch einzustellende Intensität des Stromflusses durch die Leuchtquelle erreicht werden. Consequently, a dimming function, that is, changing the brightness of the light source, can be achieved by adjusted intensity of the current flow through the light source.
  • In dem Schrifttum sind eine Reihe von Schaltungen beschrieben. In the literature a number of circuits are described. Als Beispiele seien erwähnt Schaltungsanordnungen, die entweder die Dynamik des dimmbaren Helligkeitsbereiches erweitern (z. B. As examples mentioned circuits that extend either the dynamics of the dimmable brightness range are (z. B. DE 10 2007 034 177 B4 DE 10 2007 034 177 B4 ), die PWM mit der DC Regelung kombinieren oder weitere Funktionen ermöglichen (z. B. ), The PWM control with the DC combine or more functions enable (z. B. DE 10 2007 010 039 A1 DE 10 2007 010 039 A1 , . DE 10 2007 049 533 A1 DE 10 2007 049 533 A1 , . DE 101 40 331 C2 DE 101 40 331 C2 , . DE 10 2006 028 670 A1 DE 10 2006 028 670 A1 ). ).
  • Es ist zunehmend erwünscht, thermische Strahlungsquellen (Glühlampen) durch strahlungsemittierende Halbleiterbauelemente (LED) zu ersetzen, wobei das Dimmverhalten der thermischen Strahlungsquellen weitgehend beibehalten werden soll. It is increasingly desirable to replace thermal radiation sources (light bulbs) by radiation-emitting semiconductor elements (LED), wherein the dimming behavior of the thermal radiation sources should be largely maintained. Zwischen Glühlampen und LED bestehen zwei grundsätzliche Unterschiede, die Betriebsart und das Dimmverhalten. There are two fundamental differences, the operating mode and the dimming behavior between light bulbs and LED. Thermische Strahlungsquellen werden mit Konstantspannung betrieben, das Dimmverhalten ist in Thermal radiation sources are operated with constant voltage, the dimming is in 6 6 , Graph , graph 30 30 gezeigt. shown. Bei Halbierung der Spannung reduziert sich die Helligkeit einer Glühlampe auf ca. 5%. At halving the voltage, the brightness of a light bulb reduced to about 5%. Der Betriebszustand Betriebsspannung 100% sei im Folgenden als Normalbetrieb und der Betriebszustand Betriebsspannung 50% als Nachtbetrieb bezeichnet. The operating state of the operating voltage is 100% referred to 50% as a night mode, referred to as normal operation and the operating state operating voltage. LEDs werden mit Konstantstrom betrieben und es besteht ein in erster Näherung linearer Zusammenhang zwischen Strom und Lichtstärke. LEDs are operated with a constant current, and there is a linear to a first approximation relationship between current and luminous intensity. Eine typische, über die Spannung in der Lichtstärke regelbare Schaltungsanordnung ist der Betrieb mit einem Vorwiderstand, das Dimmverhalten dieser ist in A typical, controllable via the voltage in the light intensity of the circuitry is operating with a series resistor, which is in this dimming 6 6 , Graph , graph 32 32 gezeigt. shown. Bei der Halbierung der Spannung fällt die Helligkeit auf etwa 30–45% ab (in Abhängigkeit von der Relation Spannungsabfall am Widerstand zum Spannungsabfall an der LED). When halving the voltage, the brightness drops to about 30-45% from (depending on the relative voltage drop across the resistor to the voltage drop on the LED). Damit ist der LED-Ersatz im gedimmten Zustand etwa 6–10x heller als eine Glühlampe, dies kann z. In order for the LED replacement in the dimmed state is about 6-10x brighter than a light bulb, this can for. B. im Nachtbetrieb zu Blendeffekten führen und ist unerwünscht. B. cause glare during night operation and is undesirable. Eine Schaltungsanordnung zur Lösung dieser Aufgabenstellung ist bislang nicht bekannt. A circuit arrangement for the solution of this problem is not yet known.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der gattungsgemäßen Art anzubieten, um auf einfache Weise das Dimmverhalten von Leuchtquellen, die wenigstens ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement umfassen, an das Dimmverhalten von thermischen Strahlern anzupassen. The invention is therefore based on the object to provide a circuit arrangement of the generic type in order to adapt in a simple manner, the dimming of light sources comprising at least one radiation-emitting semiconductor component to the dimming behavior of thermal radiators.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Schaltungsanordnung mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. According to the invention this object is achieved by a circuit arrangement to those listed in claim 1. Dadurch, dass die Vorschaltung wenigstens ein Bauelement oder eine Baugruppe umfasst, über dem wenigstens 40% des Gesamtspannungsabfalls der Schaltungsanordnung bei Normalbetrieb abfallen, wird das Dimmverhalten dem Dimmverhalten thermischer Strahler angepasst. Characterized in that the upstream connection comprises at least one component or module, drop over the at least 40% of the total voltage drop of the circuit arrangement during normal operation, the dimming is adjusted to the dimming thermal radiator. Der Spannungsabfall dieses Bauelementes sei von der Betriebsspannung und dem Strom durch die Schaltungsanordnung nahezu unabhängig. The voltage drop of this component is almost independent of the operating voltage and the current through the circuit arrangement. Oberhalb der hierdurch definierten Spannungsgrenze besteht ein nahezu linearer Zusammenhang zwischen Spannung und Lichtstärke, somit ist vortelihaft möglich, das Dimmverhalten der wenigstens ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement umfassenden Leuchtquelle an ein Dimmverhalten von thermischen Strahlungsquellen anzupassen. Above the voltage limit defined thereby, there is a nearly linear relationship between voltage and intensity, so the dimming behavior of the at least one radiation-emitting semiconductor device comprising light source is vortelihaft possible to adapt to a dimming behavior of thermal radiation sources.
  • In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorschaltung eine Reihenschaltung eines Widerstandes und einer Zener-Diode umfasst. In a preferred embodiment of the invention provides that the upstream connection comprises a series circuit of a resistor and a Zener diode. Hierdurch ist vorteilhaft möglich, dass durch den Widerstand das Dimmen durch Absenken der Betriebsspannung für das strahlungsemittierende Halbleiterbauelement möglich ist und, da über der Zener-Diode wenigstens 40% der Gesamtspannung abfallen, im Nachtbetrieb der Strom durch das strahlungsemittierende Halbleiterbauelement und damit die Lichtstärke auf ca. 5% abfällt. This advantageously possible that through the resistor is dimming by lowering the operating voltage for the radiation-emitting semiconductor component and possible, since across the Zener diode drop at least 40% of the total voltage in the night mode, the current through the radiation-emitting semiconductor component and the light intensity at ca . 5% drop.
  • In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorschaltung eine Reihenschaltung eines Widerstandes und zweier entgegengesetzt gepolter Zener-Dioden umfasst. In another preferred embodiment of the invention provides that the upstream connection comprises a series circuit of a resistor and two oppositely poled zener diodes. Hierdurch wird vorteilhaft möglich, die Leuchtquelle mit einer Wechselspannungsquelle oder unterschiedlich gepolten Gleichspannungsquellen zu betreiben. Thereby, the light source is advantageously possible to operate with an AC voltage source or differently poled DC voltage sources.
  • Ferner ist in weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Reihenschaltung der zwei entgegengesetzt gepolten Zener-Dioden ein Widerstand parallel geschaltet ist. Further, in another preferred embodiment of the invention it is provided that the series circuit of two oppositely poled Zener diodes, a resistor is connected in parallel. Durch diesen parallel geschalteten Widerstand wird vorteilhaft eine weiter verbesserte Anpassung der Spannuns-Lichtstärke-Kennlinie des wenigstens einen strahlungsemittierenden Halbleiterbauelementes an das Dimmverhalten von thermischen Leuchtstrahlungsquellen möglich. By this parallel resistor, a further improved adaptation of Spannuns-light intensity characteristic of the at least one radiation-emitting semiconductor component to the dimming of light emitting thermal radiation sources is possible advantageous. Die zusätzliche Anordnung des parallel geschalteten Widerstandes führt dazu, dass, wenn der Spannungsabfall der Zener-Diode auf über 50% der Betriebsspannung im Normalbetrieb angehoben wird, der Strom durch die LED und damit die Lichtstärke vom Parallelwiderstand ( The additional arrangement of the parallel-connected resistance means that, when the voltage drop of the Zener diode is increased to over 50% of the operating voltage during normal operation, the current through the LED and thereby the intensity (the parallel resistance 26 26 , . 3 3 ) bestimmt wird und damit technologisch bedingte Flussspannungsschwankungen der LED und Z-Spannungsschwankungen der Zener-Dioden wesentlich besser ausgeglichen werden. ) Is determined and therefore technologically caused forward voltage fluctuations of the LED and Z-voltage variations of the Zener diodes are much better balanced.
  • Darüber hinaus ist in weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Leuchtquelle, die wenigstens ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement umfasst, ein Widerstand parallel geschaltet ist. Moreover, in a further preferred embodiment of the invention that the light source comprises at least one radiation-emitting semiconductor component, a resistor is connected in parallel. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, dass mittels dieses zusätzlichen Widerstandes ein störspannungsinduziertes Flackern der Leuchtquellen im gedimmten oder abgeschalteten Zustand unterdrückt werden kann. This advantageously ensures that a störspannungsinduziertes flickering of the light sources can be suppressed in the dimmed or switched-off state by means of this additional resistance. Insbesondere bei dunkler Umgebung könnte dieses störspannungsinduzierte Flackern wahrgenommen und fehlinterpretiert werden. Especially when it is dark this störspannungsinduzierte flickering could be perceived and misinterpreted.
  • Die Aufgabe wird ferner durch eine Schaltungsanordnung mit den im Anspruch 8 genannten Merkmalen gelöst. The object is further achieved by a circuit arrangement having the features mentioned in claim 8 features. Dadurch, dass die Schaltung mindestens ein Bauelement umfasst, dessen Spannungsabfall nahezu unabhängig von der Versorgungsspannung und dem sich einstellenden Strom ist, dessen Spannungsabfall im ungedimmten Zustand wenigstens 40% des Gesamtspannungsabfalles der Schaltungsanordnung ( Characterized in that the circuit comprises at least one component whose voltage drop is substantially independent of the supply voltage and the self-adjusting current, the voltage drop in the undimmed state of at least 40% of the total voltage drop of the circuit arrangement ( 10 10 ) ist und die oberhalb der hierdurch definierten Spannungsgrenze einen linearen Zusammenhang zwischen Strom und Spannung und damit Lichtstärke, alternativ Lichtstrom, realisiert, ist vorteilhaft möglich, eine Anpassung des Dimmverhaltens an das Dimmverhalten von thermischen Strahlungsquellen zu erreichen. ) And which is above the voltage limit defined thereby a linear relationship between current and voltage and luminous intensity, luminous flux, alternatively, realized advantageously possible to achieve an adjustment of the dimming behavior of the dimming behavior of thermal radiation sources.
  • Der Vollständigkeit halber sei angemerkt, dass das Bauelement oder die Baugruppe, deren Spannungsabfall nahezu unabhängig von der Versorgungsspannung und dem sich einstellenden Strom ist, durch die Reihenschaltung von Dioden, Zener-Dioden oder LEDs realisiert werden können. For completeness, it is noted that the component or the module whose voltage drop is substantially independent of the supply voltage and the self-adjusting power may be realized by the series connection of diodes, Zener diodes or LEDs.
  • Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen. Further preferred embodiments of the invention emerge from the other, referred to in the subclaims.
  • Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. The invention will now be described in embodiments with reference to the accompanying drawings. Es zeigen: Show it:
  • 1 1 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in einer ersten Ausführungsvariante; a circuit arrangement according to the invention in a first embodiment;
  • 2 2 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in einer zweiten Ausführungsvariante; a circuit arrangement according to the invention in a second embodiment;
  • 3 3 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in einer dritten Ausführungsvariante; a circuit arrangement according to the invention in a third embodiment;
  • 4 4 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in einer vierten Ausführungsvariante; a circuit arrangement according to the invention in a fourth embodiment;
  • 5 5 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in einer fünften Ausführungsvariante; a circuit arrangement according to the invention in a fifth embodiment;
  • 6 6 eine Gegenüberstellung von Spannungs-Lichtstärke-Kennlinien; a comparison of voltage-brightness characteristics; und and
  • 7 7 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in einer sechsten Ausführungsvariante. a circuit arrangement according to the invention in a sixth embodiment.
  • 1 1 zeigt eine insgesamt mit shows a whole by 10 10 bezeichnete Schaltungsanordnung zum Dimmen einer Leuchtquelle Marked circuit arrangement for dimming a light source 12 12 , die eine LED That an LED 14 14 umfasst. includes. Der LED the LED 14 14 ist eine Vorschaltung is a prescreening 16 16 vorgeschaltet, die eine Reihenschaltung eines Widerstandes upstream, a series circuit of a resistor 18 18 und einer Zener-Diode and a Zener diode 20 20 umfasst. includes. Hierbei ist die Kathode der Zener-Diode Here, the cathode of the Zener diode 20 20 mit dem Widerstand with the resistance 18 18 verbunden. connected. Die Schaltungsanordnung The circuitry 10 10 ist mit einer nicht dargestellten Spannungsquelle verbunden. is connected to an unillustrated voltage source. Ein Beispiel für die Dimensionierung könnte beispielsweise sein, die Z-Spannung der Zener-Diode An example of the dimensions may be, for example, the Zener voltage of the Zener diode 20 20 ist 9 V der Widerstand 9 is V, the resistance 18 18 hat einen Widerstandswert R = 650 Ω, die Versorgungsspannung beträgt 24 V und die Flussspannung U f der LED has a resistance value R = 650 Ω, the supply voltage is 24 V and the forward voltage of the LED U f 18 18 beträgt 2 V (rote LED). is 2 V (red LED). Durch die Vorschaltung By attaching 16 16 wird erreicht, dass bei anliegender Versorgungsspannung von 24 V der Strom durch die LED 20 mA beträgt, während bei reduzierter Versorgungsspannung von 12 V der Strom durch die LED 1,5 mA beträgt. it is achieved that when the power supply voltage of 24 V, the current through the LED is 20 mA, while at a reduced supply voltage of 12 V, the current through the LED is 1.5 mA. Damit wird der Strom durch die LED und folglich die Lichtstärke auf 7,5% reduziert. So that the current through the LED, and thus the light intensity is reduced to 7.5%.
  • 2 2 zeigt eine Schaltungsanordnung shows a circuit arrangement 10 10 , bei der die Leuchtquelle In which the light source 12 12 zwei LEDs two LEDs 14 14 und and 24 24 umfasst, die entgegengesetzt gepolt parallel geschaltet sind. includes oppositely poled in parallel. Die Vorschaltung the prescreening 16 16 umfasst den Widerstand includes the resistance 18 18 sowie eine Reihenschaltung der Zener-Diode and a series circuit of the Zener diode 20 20 mit einer weitern Zener-Diode with to a further Zener diode 22 22 . , Die Zener-Dioden The Zener diodes 20 20 und and 22 22 sind hierbei entgegengesetzt gepolt geschaltet. are in this case connected in opposite polarity. Die in In the 2 2 gezeigte Schaltungsanordnung ist entweder mit unterschiedlich gepolten Gleichspannungsquellen oder auch mit einer Wechselspannungsquelle betreibbar. Circuitry shown is operable either with different polarities DC voltage source or with an alternating voltage source.
  • Eine Dimensionierung der Bauelemente gemäß der Schaltungsanordnung A dimensioning of the components of the circuit arrangement 10 10 in in 2 2 könnte bei einer Versorgungsspannung von 28 V beispielsweise folgendermaßen sein. could for instance be as follows at a supply voltage of 28 volts. Die Durchbruchspannung der Zener-Dioden The breakdown voltage of the zener diode 20 20 , . 22 22 beträgt 9,7 V. Der Widerstand is 9.7 V. The resistance 18 18 hat einen Widerstandswert R = 730 Ω und die LEDs has a resistance value R = 730 Ω, and the LEDs 14 14 , . 24 24 besitzen eine Flussspannung U f = 3,5 V (weiße LEDs). have a forward voltage U f = 3.5 V (white LEDs). Bei anliegender Versorgungsspannung von 28 V beträgt der Strom durch die LEDs When the power supply voltage of 28 V, the current through the LEDs 14 14 bzw. or. 24 24 20 mA während bei einer reduzierten Versorgungsspannung von 14 V der Strom durch die LEDs 20 mA during reduced at a supply voltage of 14 V, the current through the LEDs 14 14 bzw. or. 24 24 0,8 mA beträgt. is 0.8 mA. Damit wird der Strom durch die LED und folglich die Lichtstärke auf 4% reduziert. Thus, the current through the LED, and hence the light intensity is reduced to 4%.
  • 3 3 zeigt eine Schaltungsanordnung shows a circuit arrangement 10 10 , die gegenüber der in Facing in 2 2 dargestellten Schaltungsanordnung modifiziert ist. Circuit arrangement shown is modified. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert. Identical parts are provided with the same reference numerals and not explained again. Hier umfasst die Vorschaltung Herein, the upstream connection 16 16 zusätzlich ein zu der Reihenschaltung der Zener-Dioden additionally to the series connection of Zener diodes 20 20 , . 22 22 parallel geschalteten Widerstand parallel resistor 26 26 . , Eine Dimensionierung der Bauelemente dieser Schaltungsanordnung A dimensioning of the components of this circuit arrangement 10 10 könnte beispielsweise folgendermaßen sein. for example, could be as follows. Der Widerstand The resistance 18 18 besitzt einen Widerstandswert R = 500 Ω während der Widerstand has a resistance value R = 500 Ω and the resistance 26 26 den Widerstandswert R = 10 kΩ besitzt. the resistance value of R = 10 k has. Die Durchbruchspannung der Zener-Dioden The breakdown voltage of the zener diode 20 20 , . 22 22 beträgt 14 V. Die LEDs is 14 V. The LEDs 22 22 , . 24 24 besitzen eine Spannung U f = 3,5 V (weiße LED). have a voltage U f = 3.5 V (white LED). Hierdurch ergibt sich bei einer Versorgungsspannung von 28 V ein Strom durch die LEDs von 20 mA und bei reduzierter (halbierter) Versorgungsspannung von 14 V ein Strom von 1 mA durch die LEDs. In this way, a current through the LEDs of 20 mA and at a reduced (halved) supply voltage of 14 V is obtained at a supply voltage of 28 V, a current of 1 mA through the LEDs. Damit wird der Strom durch die LED und folglich die Lichtstärke auf 5% reduziert. Thus, the current through the LED, and hence the light intensity is reduced to 5%.
  • 4 4 zeigt eine weitere Modifizierung der Schaltungsanordnung shows a further modification of the circuit arrangement 10 10 gemäß according to 2 2 . , Hierbei ist zusätzlich zu der aus Here, in addition to the out 2 2 beschriebenen Schaltungsanordnung Circuit arrangement described 10 10 der Parallelschaltung der LEDs the parallel connection of the LEDs 14 14 und and 24 24 ein Widerstand a resistor 28 28 parallel geschaltet. connected in parallel. Dieser parallel geschaltete Widerstand This parallel resistance 28 28 führt zu einer Unterdrückung von störspannungsinduziertem Flackern der LEDs leads to a suppression of flickering of LEDs störspannungsinduziertem 14 14 bzw. or. 24 24 . ,
  • 5 5 zeigt eine weitere Schaltungsanordnung shows a further circuit arrangement 10 10 , bei der die Schaltungsanordnung Wherein the circuit arrangement 10 10 gemäß according to 3 3 ebenfalls um den Widerstand also the resistance 28 28 erweitert wurde. has been expanded. Hinsichtlich der übrigen Bestandteile wird auf die Beschreibung der vorhergehenden Figuren verwiesen. With regard to the other components is made to the description of the preceding figures. Der Widerstand The resistance 18 18 besitzt beispielsweise einen Widerstandswert R = 50 kΩ und der Widerstand for example, has a resistance value R = 50K and the resistance 26 26 einen Widerstandswert R = 10 kΩ. a resistance value R = 10 k. Die übrigen Dimensionierungen sind wie zu The other dimensions are like 3 3 angegeben. specified.
  • 6 6 zeigt die Gegenüberstellung von Kennlinien, die bei der Dimmung einer thermischen Strahlungsquelle und bei einer Dimmung gemäß der in den shows the comparison of characteristics of the in dimming a thermal radiation source and at a dimming according to the 2 2 , . 3 3 und and 4 4 erzielten Lichtstärke-Spannungs-Kennlinien. achieved Aperture-voltage characteristics. Eine Kennlinie A characteristic curve 30 30 verdeutlicht hierbei die Lichtstärke-Spannungs-Kennlinie beim Dimmen einer thermischen Strahlungsquelle (Glühlampe). this illustrates the intensity-voltage characteristic line when dimming a thermal radiation source (incandescent lamp). Anhand der Kennlinie Using the characteristic 30 30 wird deutlich, dass Dimmverhalten der thermischen Strahlungsquelle darin besteht, dass bei einer Halbierung der Betriebsspannung die Lichtstärke auf 5% reduziert wird. it is clear that dimming behavior of the thermal radiation source is that at a halving of the operating voltage of the light intensity is reduced to 5%. Eine Kennlinie A characteristic curve 32 32 verdeutlicht die Lichtstärke-Spannungs-Kennlinie einer nach dem Stand der Technik gedimmten LED. illustrates the intensity-voltage characteristic of a dimmed according to the prior art LED. Es wird deutlich, dass hier das Dimmverhalten der LED linear ist, das heißt die Halbierung der Betriebsspannung bedeutet die Halbierung des Stromes durch die LED und damit die Halbierung der Lichtstärke/des Lichtstromes der LED. It is clear that the dimming of the LED is linearly here, that is, to halve the operating voltage means halving the current through the LED and thereby halve the light intensity / the luminous flux of the LED.
  • Die Kennlinie The characteristic curve 34 34 verdeutlicht das Dimmverhalten der Schaltungsanordnung illustrates the dimming behavior of the circuit arrangement 10 10 gemäß according to 2 2 . , Es wird deutlich, dass hier das Dimmverhalten gemäß der Kennlinie It is clear that here the dimming behavior according to the characteristic 34 34 dem Dimmverhalten der Kennlinie the dimming behavior of the characteristic curve 30 30 für thermische Strahlungsquellen im Bereich einer halbierten Betriebsspannung nahezu angenähert ist. is nearly approximated thermal radiation sources in the area of ​​half the operating voltage. Eine gemäß der Schaltungsanordnung der A circuit arrangement according to the 2 2 gedimmte LED besitzt bei halbierter Betriebsspannung gegenüber einer nach dem Stand der Technik gedimmten LED (Kennlinie dimmed LED has at half the operating voltage over a dimmed according to the prior art LED (curve 32 32 ) ein deutlich verbessertes Dimmverhalten. ) Significantly improved dimming behavior.
  • Schließlich zeigt die Kennlinie Finally, the curve shows 36 36 das Dimmverhalten der Schaltungsanordnung the dimming behavior of the circuit arrangement 10 10 gemäß der according to the 3 3 . , Es wird deutlich, dass durch die zusätzliche Parallelschaltung des Widerstandes It is clear that the additional parallel connection of resistance 26 26 zu den Zener-Dioden the Zener diodes 20 20 , . 22 22 eine weitere Annäherung des Dimmverhaltens an das Dimmverhalten einer thermischen Strahlungsquelle (Kennlinie Another approach of the dimming behavior of the dimming behavior of a thermal radiation source (curve 30 30 ) erfolgt. ) he follows. Insbesondere im Bereich der halbierten Versorgungsspannung ist hier das Dimmverhalten der LED nahezu identisch mit dem Dimmverhalten einer thermischen Strahlungsquelle. Particularly in the area of ​​the halved supply voltage, the dimming of the LED is almost identical to the dimming behavior of a thermal radiation source here.
  • 7 7 zeigt schließlich eine weitere Schaltung finally shows a further circuit 10 10 analog der Schaltungsanordnung analog of the circuit arrangement 10 10 gemäß according to 5 5 , bei der die Schaltungsanordnung Wherein the circuit arrangement 11 11 getrennt wurde, der Widerstand was separated, the resistance 18 18 befindet auf der einen, die Reihenschaltung der Zener-Dioden is on the one hand, the series connection of Zener diodes 20 20 , . 22 22 mit Parallelwiderstand with parallel resistance 26 26 auf der anderen Seite der LED Anordnung on the other side of the LED array 12 12 umfassend LED LED comprising 14 14 , . 24 24 mit Parallelwiderstand with parallel resistance 28 28 . ,
  • Ein weiterer, erfindungsgemäßer Vorteil dieser Schaltungsanordnung ist, dass mit ihr die technologisch bedingten Schwankungen sowohl der Flussspannungen der Leuchtdioden als auch der Z-Spannung der Zener-Dioden kompensiert werden. is another advantage of the invention of this circuit arrangement is that the technologically fluctuations both of the forward voltages of the diodes and the Zener voltage of the Zener diodes are compensated with it. In Anordnungen von mehreren Leuchtdioden wird eine wesentlich homogenere Helligkeit erreicht. In arrangements of several light emitting diodes a substantially homogeneous brightness is achieved. Erfindungsgemäß ist weiterhin, dass die Schaltungsanordnung auch geteilt werden kann, dh dass Teile vor und nach dem strahlungsemittierenden Halbleiterbauelement angeordnet sein können. According to the invention is further that the circuit arrangement can also be divided, which means that parts can be arranged before and after the radiation-emitting semiconductor component.
  • Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung The inventive circuit arrangement 10 10 kann in einfacher Weise durch deren kleinbauenden und kompakten Aufbau eine Integration in den genormten Sockel einer thermischen Strahlungsquelle (Glühlampe) erfolgen. can take place in simple manner by its small-sized and compact construction of an integration into the standard socket of a thermal radiation source (incandescent lamp). Sofern ist ein Ersatz bekannter thermischer Strahlungsquellen (Glühlampen) durch eine Leuchtquelle, die wenigstens ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung Unless a replacement of known thermal radiation sources (light bulbs) by a light source comprising at least one radiation-emitting semiconductor component with the inventive circuit arrangement 10 10 umfasst und deren Dimmverhalten aufweist in einfacher Weise möglich. , and having the dimming in a simple manner possible.
  • Eine Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung An application of the circuit arrangement 10 10 ist für Leuchtquellen, die wenigstens ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement umfassen, im Automotiv-Bereich, Luftfahrtbereich und auch in Bereichen des täglichen Lebensbedarfs denkbar. for luminous sources, comprising at least one radiation-emitting semiconductor component, conceivable within the automotive field, the field of aviation and also in areas of daily life requirements. Insbesondere eine sichere, blendfreie Erkennung bei einer Umschaltung von Tag- auf Nachtbetrieb ist so in einfacher Weise realisierbar. In particular, a safe, glare-free detection in a switch from day to night operation can be realized in a simple manner.
  • Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
  • 10 10
    Schaltungsanordnung circuitry
    12 12
    Leuchtquelle light source
    14 14
    LED LED
    16 16
    Vorschaltung prescreening
    18 18
    in Reihe geschalteter Widerstand series connected resistor
    20 20
    Zener-Diode Zener diode
    22 22
    Zener-Diode Zener diode
    24 24
    LED LED
    26 26
    parallel geschalteter Widerstand parallel-connected resistor
    28 28
    parallel geschalteter Widerstand parallel-connected resistor
    30 30
    Kennlinie (thermischen Strahlungsquelle) Characteristic (thermal radiation source)
    32 32
    Kennlinie (nach dem Stand der Technik gedimmte LED) Characteristic (dimmed according to the prior art LED)
    34 34
    Kennlinie (Dimmverhalten der Schaltungsanordnung 10 gemäß 2) Characteristic (dimming behavior of the circuit arrangement 10 shown in Figure 2)
    36 36
    Kennlinie (Dimmverhalten der Schaltungsanordnung 10 gemäß 3) Characteristic (dimming behavior of the circuit arrangement 10 shown in Figure 3)
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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  • Zitierte Patentliteratur Cited patent literature
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  • Zitierte Nicht-Patentliteratur Cited non-patent literature
    • - A. Zukauskas, Introduction to Solid state Lightening, Whiley & Sons 2002 [0004] - A. Zukauskas, Introduction to Solid state Lightening, Whiley & Sons 2002 [0004]

Claims (8)

  1. Schaltungsanordnung zum Dimmen einer Leuchtquelle, die wenigstens ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement umfasst, wobei die Leuchtquelle über eine Vorschaltung mit einer Spannungsquelle verbunden ist oder verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet , dass die Vorschaltung ( A circuit arrangement for dimming a light source comprising at least one radiation-emitting semiconductor component, wherein the light source is connected via an upstream connection to a voltage source or can be connected, characterized in that the upstream connection ( 16 16 ) mindestens ein Bauelement umfasst, dessen Spannungsabfall nahezu unabhängig von der Versorgungsspannung und dem sich einstellenden Strom ist, dessen Spannungsabfall im ungedimmten Zustand wenigstens 40% des Gesamtspannungsabfalles der Schaltungsanordnung ( ) Comprises at least one component whose voltage drop is substantially independent of the supply voltage and the self-adjusting current whose voltage drop (in the undimmed state of at least 40% of the total voltage drop of the circuit arrangement 10 10 ) ist und die oberhalb der hierdurch definierten Spannungsgrenze einen linearen Zusammenhang zwischen Strom und Spannung und damit Lichtstärke, alternativ Lichtstrom, realisiert. ), And the above defined thereby voltage limit a linear relationship between current and voltage and luminous intensity, luminous flux alternatively realized.
  2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschaltung ( Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the upstream connection ( 16 16 ) eine Reihenschaltung eines Widerstandes ( ) (A series circuit of a resistor 18 18 ) und einer Zener-Diode ( ) And a Zener diode ( 20 20 ) umfasst. ) Includes.
  3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschaltung ( Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the upstream connection ( 16 16 ) einen Reihenschaltung eines Widerstandes ( ) (A series circuit of a resistor 18 18 ) und zweier entgegengesetzt gepolter Zener-Dioden ( ) And two oppositely poled zener diodes ( 20 20 , . 22 22 ) umfasst. ) Includes.
  4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Reihenschaltung der zwei entgegengesetzt gepolten Zener-Dioden ( Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that the series circuit of two oppositely poled Zener diodes ( 20 20 , . 22 22 ) ein Widerstand ( ) Is a resistor ( 26 26 ) parallel geschaltet ist. ) Is connected in parallel.
  5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtquelle ( Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the light source ( 12 12 ) ein Widerstand ( ) Is a resistor ( 28 28 ) parallel geschaltet ist. ) Is connected in parallel.
  6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsquelle eine Gleichspannungsquelle ist. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the voltage source is a DC voltage source.
  7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsquelle eine Wechselspannungsquelle ist. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the voltage source is an alternating voltage source.
  8. Schaltungsanordnung zum Dimmen einer Leuchtquelle, die wenigstens ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement umfasst, wobei die Leuchtquelle über einer Schaltung mit einer Spannungsquelle verbunden ist oder verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung mindestens ein Bauelement umfasst, dessen Spannungsabfall nahezu unabhängig von der Versorgungsspannung und dem sich einstellenden Strom ist, dessen Spannungsabfall im ungedimmten Zustand wenigstens 40% des Gesamtspannungsabfalles der Schaltungsanordnung ( A circuit arrangement for dimming a light source comprising at least one radiation-emitting semiconductor component, wherein the light source is connected via a circuit with a voltage source or can be connected, characterized in that the circuit comprises at least one component whose voltage drop almost independent of the supply voltage and the adjusting is current, the voltage drop in the undimmed state of at least 40% of the total voltage drop of the circuit arrangement ( 10 10 ) ist und die oberhalb der hierdurch definierten Spannungsgrenze einen linearen Zusammenhang zwischen Strom und Spannung und damit Lichtstärke, alternativ Lichtstrom, realisiert. ), And the above defined thereby voltage limit a linear relationship between current and voltage and luminous intensity, luminous flux alternatively realized.
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