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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Betriebsgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1, welches zum Betreiben zumindest einer LED vorgesehen ist.
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In
der modernen Beleuchtungstechnologie finden LEDs zunehmend Verwendung,
da sie gegenüber
herkömmlichen
Leuchtmitteln deutliche Vorteile aufweisen. Die mit LEDs erzielbaren
Lichtströme konnten
in der Vergangenheit kontinuierlich gesteigert werden, sodass heutzutage
LEDs nicht nur auf einige bestimmte Anwendungsgebiete beschränkt sind,
sondern in nahezu sämtlichen
Fällen
klassische Lichtquellen ersetzen können.
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Die
Anhebung des Lichtstroms der LEDs führt allerdings dazu, dass auch
die Kühlleistung, welche
erforderlich ist, um eine mit LEDs bestückte Leuchte auf einem den
Anforderungen der Hersteller von LED-Platinen entsprechenden Temperaturhaushalt
zu betreiben, ansteigt. Bislang erfolgte eine Kühlung von LED-Platinen überwiegend
passiv mit Hilfe von Strangpressprofilen oder über das Leuchtengehäuse, welche
mit der LED-Platine thermisch gekoppelt waren, um die auftretende
Wärme abzuführen. Diese
Vorgehensweise würde
jedoch bei neuartigen LEDs mit sehr hohen Lichtströmen dazu
führen,
dass die hierbei erforderliche Größe des Leuchtengehäuses größer wäre, als
die Größe eines
Gehäuses
mit konventionellen Lichtquellen bei vergleichbarem Lichtstrom.
Dies ist jedoch nicht akzeptabel, da eher das Gegenteil, nämlich kleinere
Baugrößen für die Leuchten
angestrebt werden.
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Es
ist deshalb bereits auch bekannt, LED-Platinen für Leuchten aktiv zu kühlen, wobei hierfür beispielsweise
Ventilatoren oder andere Elemente, welche gezielt eine Luftzirkulation
hervorrufen, eingesetzt werden. Diese Vorgehensweise ist allerdings
mit einem nicht unerheblichen zusätzlichen Aufwand verbunden,
da dafür
Sorge getragen werden muss, dass diese aktiven Kühlelemente in geeigneter Weise
mit Strom versorgt und betrieben werden.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine
neuartige Lösung
anzugeben, mit deren Hilfe die oben geschilderten Nachteile vermieden
werden können.
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Die
Aufgabe wird durch ein Betriebsgerät für zumindest eine LED, welches
die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die
erfindungsgemäße Lösung beruht
wiederum auf der Idee, die Kühlung
der von dem Betriebsgerät
mit Strom versorgten LED-Platine aktiv vorzunehmen. Erfindungsgemäß ist nunmehr
vorgesehen, dass das Betriebsgerät
zusätzlichen
zu Anschlüssen
für die
LED-Platine bzw. das LED-Modul auch Ausgangsanschlüsse zur
Stromversorgung eines Elements zur aktiven Kühlung der Platine aufweist.
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Erfindungsgemäß wird dementsprechend ein
Betriebsgerät
zum Betreiben zumindest einer LED bzw. einer LED-Anordnung vorgeschlagen,
welches Eingangsanschlüsse
zum Anschließen
des Betriebsgeräts
an eine Stromversorgungsquelle sowie Ausgangsanschlüsse zum
Anschließen
zumindest einer LED bzw. einer LED-Anordnung aufweist, wobei erfindungsgemäß das Betriebsgerät zusätzlich auch
Anschlüsse
zur Stromversorgung einer Einrichtung zur aktiven Kühlung der
LED bzw. LED-Anordnung aufweist.
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Dadurch,
dass erfindungsgemäß das LED-Betriebsgerät gleichzeitig
auch die Stromversorgung und Ansteuerung des Kühlelements vornimmt, kann auf
den Einsatz einer separaten Stromversorgungsquelle für das Kühlelement
verzichtet werden. Der Aufwand zur Realisierung der aktiven Kühlung kann
dementsprechend im Vergleich zu bislang bekannten Lösungen reduziert
werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass ohne größeren Aufwand
der Betrieb des Kühlelements
exakt auf den Betriebszustand der zu kühlenden LED abgestimmt werden
kann. So ist gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass das Kühlelement
zumindest immer dann mit Strom versorgt wird, wenn auch die LED
aktiviert ist. Nach Abschalten der LED wird ferner die Stromversorgung
für das
Kühlelement
auch für
einen vorgegebenen Zeitraum von beispielsweise 10 Sekunden aufrecht
erhalten. Hierdurch wird also eine gewisse Nachkühlung bewirkt, durch die sichergestellt ist,
dass die Temperatur der LED zuverlässig innerhalb des zulässigen Bereichs
gehalten wird.
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Ergänzend könnte ferner
vorgesehen sein, dass das Betriebsgerät einen zusätzlichen Anschluss für einen
Temperatursensor aufweist, mit dessen Hilfe die an der LED-Platine vorliegende
Temperatur bestimmt wird. Die Stromversorgung des Elements zur aktiven
Kühlung
der LED könnte
hierbei auch in Abhängigkeit
von der erfassten Temperatur beeinflusst werden.
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In
besonders vorteilhafter Weise ist vorgesehen, das erfindungsgemäße Betriebsgerät entfernt vom
Ort der Wärmeerzeugung,
also der zu kühlenden
LED anzubringen. Das Betriebsgerät
stellt also ein eigenständiges
Gerät dar,
welches ein von anderen Komponenten der LED bzw. LED-Anordnung unabhängiges Gehäuse aufweist
und an das die LED bzw. LED-Anordnung beispielsweise über ein
Kabel angeschlossen werden kann.
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Nachfolgend
soll die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert werden.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Betriebsgeräts zum Betreiben einer
LED;
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2 eine
schematische Darstellung zur Bereitstellung der Stromversorgung
für das
aktive Kühlelement
in Abhängigkeit
vom Betriebszustand der LED;
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3 die
von einem LED-Modul getrennte Anordnung des erfindungsgemäßen Betriebsgeräts in einer
Leuchtenrosette und
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4 die
von einem LED-Modul getrennte Anordnung des erfindungsgemäßen Betriebsgeräts in einer
Zwischendecke.
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Das
in 1 allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnete
erfindungsgemäße Betriebsgerät dient
der Stromversorgung eines LED-Moduls 10, welches zwei LED-Einheiten 11 aufweist.
Hierbei kann es sich entweder um einzelne Hochleistungs-LEDs oder um Reihenanordnung
mehrerer LEDs handeln. Die Aufgabe des Betriebsgeräts 1 besteht
hierbei darin, den LED-Einheiten 11 einen geeigneten Versorgungsstrom
zur Verfügung
zu stellen. Hierzu weist das Betriebsgerät 1 zunächst drei
Eingangsanschlüsse 2a bis 2c auf, über die
das Gerät an 1 eine
Stromversorgungsquelle, z. B. das allgemein Stromversorgungsnetz
angeschlossen werden kann. Ausgangsseitig sind pro LED-Einheit 11 jeweils zwei
Anschlüsse 3a, 3b bzw. 4a, 4b vorgesehen,
wobei über
eine interne Steuereinheit des Betriebsgeräts 1 der Strom der
allgemeinen Stromversorgung in eine geeignete Versorgungsspannung
umgesetzt wird. Mittels weiterer Anschlüsse 5a und 5b können dabei
Informationen eines an dem LED-Moduls 10 vorgesehenen Temperatursensors 12 erhalten
werden. Hierdurch kann der Betrieb der LEDs 11 an aktuelle
Ereignisse bzw. an die an dem LED-Modul 10 vorliegenden
Temperaturen angepasst werden. Bei drohender Überhitzung könnten ferner
die LED 11 deaktiviert werden.
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Der
Betrieb des LED-Moduls 10 erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit
von externen Steuerinformationen, die dem Betriebsgerät 1 zugeführt werden. Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
ist vorgesehen, dass das Betriebsgerät 1 zum Empfang von
digitalen Befehlen entsprechend dem so genannten DALI-Standard ausgebildet
ist. Hierzu weist das Betriebsgerät 1 weitere Anschlüsse 6a und 6b auf,
welche für
die Verbindung mit einer entsprechenden Busleitung ausgebildet sind.
Selbstverständlich
wäre es
auch denkbar, dass das Betriebsgerät 10 Steuerbefehle
entsprechend einem anderen Standard und/oder drahtlos empfangen
könnte.
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Die
Besonderheit des Betriebsgeräts 1 besteht
nunmehr darin, dass die Kontrolle eines Elements 20 zur
Aktivkühlung
des LED-Moduls 10 ebenfalls durch das Betriebsgerät 1 vorgenommen
wird. Bei diesem Kühlelement
kann es sich beispielsweise um einen einfachen Ventilator handeln, über den
Luft auf das LED-Modul 10 gelenkt
wird. Auch andere Lösungen
sind aus dem Stand der Technik bekannt, welche eine Kühlung bewirken.
So könnten
beispielsweise auch sogenannte Nuventix-Kühlelemente zum Einsatz kommen,
bei denen kleine Magnete Membrane ansteuern, über welche dann die warme Luft des
LED-Moduls 10 aktiv abgeführt wird.
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Während es
aus dem Stand der Technik bislang bekannt war, derartige Kühlelemente
durch separate Einheiten anzusteuern, ist nunmehr vorgesehen, dass
diese Funktion ebenfalls durch das Betriebsgerät 1 übernommen
wird. Dieses weist dementsprechend zusätzliche Ausgangsanschlüsse 7a und 7b auf, über welche
das Kühlelement 20 mit Strom
versorgt wird. Über
diese Anschlüsse 7a, 7b kann
beispielsweise eine Konstantspannung von 5 Volt zur Verfügung gestellt
werden, welche dann den Betrieb des Kühlelements 20 ermöglicht.
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Dabei
ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Stromversorgung für das Kühlelement 20 in
Abhängigkeit
von dem Betriebszustand der LED-Elemente 11 erfolgt. Vorzugsweise
liegt hierbei die Versorgungsspannung immer dann an, wenn die LEDs 11 aktiviert
sind. Werden hingegen die LEDs 11 ausgeschaltet, so erfolgt
das Abschalten der Stromversorgung für das Kühlelement 20 mit einer
Verzögerung
von etwa 10 Sekunden. Hierdurch wird eine gewisse Nachkühlung der
LEDs 11 erzielt.
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2 zeigt
hierzu ein Schema zum zeitlichen Verlauf der Stromversorgung für das Kühlelement,
wobei die Kurve I den Einschaltzustand bzw. Ausschaltzustand für die LEDs
darstellt und die Kurve II zeigt, in welchem Zeitraum der Versorgungsstrom
für das
Kühlelement
zur Verfügung
gestellt wird. Es ist klar zu erkennen, dass in jedem Fall dann eine
Kühlung
erfolgt, wenn auch die LEDs aktiviert sind. Nach Abschalten der
LEDs zum Zeitpunkt t1 wird allerdings die
Stromversorgung für
die Kühleinrichtung
noch über
einen Zeitraum τ beibehalten,
sodass hier der Versorgungsstrom erst zum Zeitpunkt t2 deaktiviert
wird. Der Verzögerungszeitraum τ beträgt bzw.
10 Sekunden, kann allerdings je nach Art und Leistung der LEDs entsprechend
angepasst werden.
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Ein
weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass das
Betriebsgerät
als Standardgerät
zum Betreiben unterschiedlicher Leuchtmodule eingesetzt werden kann.
Dies wird erreicht, indem das Betriebsgerät 1 als eigenständiges, also
nicht in die Leuchte oder das LED-Modul integriertes Gerät ausgestaltet
ist, welches ein separates Gehäuse 8 aufweist. Über ein
vorzugsweise lösbares Kabel 9,
welches die einzelnen Leitung zum Betreiben der LEDs 11 und
des Kühlers 20 sowie
ggf. zur Kommunikation mit dem Sensor 12 aufweist, ist
dann das Betriebsgerät
mit dem LED-Modul 10 verbunden. Bei ausreichender Länge das
Kabels 9 bestünde dann
beispielsweise die Möglichkeit,
das Betriebsgerät 1 wie
in den 3 und 4 dargestellt in einer Leuchtenrosette
oder einer Zwischendecke entfernt von dem LED-Modul 10 anzubringen.
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Durch
die getrennte Positionierbarkeit des Betriebsgeräts 1 ist auf einfache
Art und Weise ermöglicht,
dass die ebenfalls zur Wärmeentwicklung beitragenden
Komponenten der LED-Stromversorgung und der LED-Kühlungsstromversorgung
des Geräts
keinen Einfluss auf das Wärmebudget
der zu kühlenden
LED-Anordnung 11 haben. Ein weiterer Vorteil besteht darin,
das beim Design bzw. der Gestaltung des LED-Moduls oder der Leuchte
nicht auf das Betriebsgerät
Rücksicht
genommen werden muss.
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Durch
die erfindungsgemäße Losung
wird somit in einfacher Weise die aktive Kühlung von LEDs sichergestellt,
wobei hierfür
auf den Einsatz separater Einrichtungen zur Stromversorgung des
aktiven Kühlelements
verzichtet werden kann. Ferner ist sichergestellt, dass der Einsatz
der aktiven Kühlung in
optimaler Weise auf den LED-Betrieb abgestimmt ist und weitgehend
standardisierte Einrichtungen der aktiven Kühlung ohne Anpassungsaufwand
betrieben werden können.