DE102010019228A1

DE102010019228A1 - Beleuchtungsvorrichtungen mit steuerbaren lichtemittierenden Elementen

Info

Publication number: DE102010019228A1
Application number: DE102010019228A
Authority: DE
Inventors: Shekhar Beaverton Borkar; Stephen G. West Linn Eichenlaub
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2009-06-26
Filing date: 2010-05-04
Publication date: 2010-12-30
Also published as: TW201625071A; JP2011009717A; US20140055054A1; JP5354547B2; TWI562682B; TWI662861B; CN101936473B; CN101936473A; TWI526119B; US20100328946A1; US10021743B2; US8573807B2; TW201110814A; CN104676321A; HK1210823A1; US20170086271A1; US9516712B2; TW201705820A

Abstract

Bei einigen Ausführungsformen beinhaltet eine Beleuchtungsvorrichtung zum Erzeugen von Licht lichtemittierende Dioden (light emitting diodes, LEDs) und Stromversorgungsschaltkreise, die zumindest einen Schaltregler beinhalten, der Schaltelemente beinhaltet, um den LEDs Strom bereitzustellen. Die Beleuchtungsvorrichtung beinhaltet eine Vorrichtungsträgerstruktur einschließlich eines Vorrichtungsverbinders und eines LED-Trägers, um die LEDs zu tragen, wobei der Vorrichtungsverbinder sich an einem Ende der Vorrichtungsträgerstruktur befindet, und der Stromversorgungsschaltkreis von der Vorrichtungsträgerstruktur getragen wird. Weitere Ausführungsformen sind beschrieben.

Description

HINTERGRUND
TECHNISCHES GEBIET
Erfindungsgemäße Ausführungsformen betreffen im Allgemeinen Beleuchtungsvorrichtungen mit steuerbaren lichtemittierenden Elementen, wie z. B. Leuchtdioden (light emitting diodes, LEDs).
STAND DER TECHNIK
LEDs sind wesentlich energieeffizienter und langlebiger als Glühlampen oder sogar Leuchtstofflampen. Bezüglich Beleuchtungsvorrichtungen auf LED-Basis gibt es jedoch zu beanstanden, dass ihre Leuchtkraft relativ gering ist.
Es sind einige Produkte auf LED-Basis erhältlich, die aussehen wie ein Standardglühlampensockel, aber ihre Leuchtkraft ist sehr gering, beispielsweise ungefähr 130 Lumen. Eine Lichtleistung von ungefähr 1000 Lumen kann benötigt werden, um derjenigen einiger herkömmlicher Glühlampen nahe zu kommen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird aus der nachstehend gegebenen ausführlichen Beschreibung und aus den begleitenden Zeichnungen der erfindungsgemäßen Ausführungsformen vollständiger verstanden werden, die jedoch die Erfindung nicht auf die spezifischen beschriebenen Ausführungsformen beschränken sollen, sondern lediglich der Erläuterung und dem Verständnis dienen.
1 ist ein Diagramm einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einiger erfindungsgemäßer Ausführungsformen.
2 ist ein Blockdiagramm eines Stromversorgungsschaltkreises und LEDs.
3 ist ein Blockdiagramm eines Stromversorgungsschaltkreises und LEDs.
4 ist ein Blockdiagramm eines Beleuchtungssystems auf LED-Basis einschließlich einer getakteten Stromversorgung mit Fähigkeiten zur Intensitätssteuerung gemäß einiger erfindungsgemäßer Ausführungsformen.
5 ist ein Diagramm, das Pulsweitenmodulation (pulse width modulation, PWM) zeigt, um Strom zu regeln.
6 ist ein Blockdiagramm eines Ringoszillators des Standes der Technik.
7 ist ein Blockdiagramm eines Pulsweitenmodulators (pulse width modulator, PWM), der bei einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen verwendet werden kann.
8 ist ein Blockdiagramm eines Beleuchtungssystems auf LED-Basis ähnlich demjenigen von 4, aber ohne einer Spule und bestimmten Kondensatoren gemäß einiger erfindungsgemäßer Ausführungsformen.
9 ist ein Diagramm einer Schaltwellenform für Transistoren, die mit den Systemen von 8 verwendet werden kann.
10 ist ein Blockdiagramm eines Beleuchtungssystems auf LED-Basis mit Fähigkeiten zur Steuerung mehrerer Farben und der Intensität gemäß einiger erfindungsgemäßer Ausführungsformen.
11 ist ein Diagramm, das eine Beleuchtungsvorrichtung einschließlich einstellbarer Steuerungen zeigt, um Farbe und/oder Intensität gemäß einiger erfindungsgemäßer Ausführungsformen zu steuern.
12 ist ein Blockdiagramm einer Beleuchtungsvorrichtung und Fernsteuerung, die durch eine Stromleitung gemäß einiger Ausführungsformen kommunizieren.
13 ist ein Blockdiagramm einer Beleuchtungsvorrichtung und einer drahtlosen Fernsteuerung gemäß einiger Ausführungsformen.
14 ist ein Blockdiagramm einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einiger Ausführungsformen.
15 ist ein Blockdiagramm einer Spule auf einem Chip gemäß einiger erfindungsgemäßer Ausführungsformen.
16 ist ein Blockdiagramm einer Spule auf einem Gehäuse gemäß einiger erfindungsgemäßer Ausführungsformen.
17 veranschaulicht eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer vollständig geschlossenen Abdeckung einschließlich transparenter und nicht transparenter Teile gemäß einiger erfindungsgemäßer Ausführungsformen.
18 veranschaulicht eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer teilweise geschlossenen Abdeckung gemäß einiger erfindungsgemäßer Ausführungsformen.
19 veranschaulicht eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer einzigen LED gemäß einiger erfindungsgemäßer Ausführungsformen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Bei einigen Ausführungsformen werden LEDs für Haushalts- oder leicht kommerzielle Beleuchtungsvorrichtungen verwendet, indem die LEDs und verbundene Elektronik in ein mechanisches Gehäuse eingebettet werden, das einen herkömmlichen Glühlampenstecker beinhaltet, sodass sie in herkömmliche Fassungen für Glühlampen oder kompakte Leuchtstofflampen passen, beispielsweise Fassungen, die es weltweit gibt. Bei einigen Ausführungsformen stellt die Beleuchtungsvorrichtung die gleiche oder eine ähnliche Leuchtkraft wie eine Glühlampe bereit, und bei einigen Ausführungsformen erfolgt dies mit wesentlich geringerer Stromeinspeisung. Beispielsweise passt eine LED-Glühlampe gemäß einiger erfindungsgemäßer Ausführungsformen in eine herkömmliche 110 V (oder 220 V) Glühlampen-Fassung oder andere herkömmliche Fassungen, vielleicht sogar ohne dass der Verbraucher den Unterschied bemerkt. Bei einigen Ausführungsformen verbreitet eine Lampenabdeckung oder -verkapselung oder ein anderes Gehäuse, die/das eventuell aus irgendeinem organischen oder anorganischen Material hergestellt ist, das Licht effizient und verleiht das Gefühl einer herkömmlichen Glühlampe oder Leuchtstofflampe. Bei weiteren Ausführungsformen sind die Details unterschiedlich.
1 veranschaulicht eine Beleuchtungsvorrichtung 100 einschließlich einer oder mehrerer LEDs 120 und einen Glühlampenverbinder 110, der ebenfalls Beleuchtungsvorrichtungsverbinder, Glühlampenstecker oder Sockel genannt werden kann. LEDs 120 werden von einem LED-Träger 124 getragen. Bei weiteren Ausführungsformen erstreckt sich Träger 124 nicht über Glühlampenverbinder 110. Verbinder 110 beinhaltet Gewinde 114, um es ihm zu ermöglichen, sich mit einer Fassung zu verbinden. Strom wird dem Verbinder 110 von der Fassung bereitgestellt. Verbinder 110 befindet sich an einem Ende der Glühlampe (oder Beleuchtungsvorrichtung). Stromversorgungsschaltkreis 130 stellt LEDs 120 Strom bereit und ist in Glühlampenverbinder 110 und/oder sonst wo in Vorrichtung 100 beinhaltet. In 17 beispielsweise befindet sich Stromversorgungsschaltkreis 130 teilweise in Verbinder 110 und teilweise in Abdeckung 150 und noch spezieller teilweise in Träger 160. LED-Träger 160 trägt LEDs 120. In 18 befindet sich Stromversorgungsschaltkreis 130 vollständig in LED-Träger 160 oder auf Träger 160. Die unterschiedlichen Platzierungen von Stromversorgungsschaltkreis 130 könnten mit jeglichen in den Figuren gezeigten Beleuchtungsvorrichtungen umgesetzt werden.
LEDs 120 können ultrahelle LEDs oder irgendeine andere Art von LEDs einschließlich derzeit erhältlicher und zukünftiger LEDs sein. Bei einigen Ausführungsformen beinhaltet Beleuchtungsvorrichtung 100 eine Glühlampenabdeckung oder -verkapselung 140. Verbinder 110 und Träger 124 sind Teil einer Vorrichtungsträgerstruktur 144 für LEDs und einer Stromversorgung 130. Es ist zu beachten, dass sich Verbinder 110 an einem Ende von Trägerstruktur 144 befindet. Glühlampenverkapselung 140 streut oder verbreitet Licht von den LEDs, die typischerweise stark gerichtet sind. Bei einigen Ausführungsformen ist beabsichtigt, dass das Licht gerichtet ist, daher ist eine Lichtstreuungsglühlampe nicht beinhaltet. Obwohl mehrere der Figuren nur zwei LEDs zeigen, können LEDs 120 mehr als zwei LEDs in einer Beleuchtungsvorrichtung beinhalten. Es kann unterschiedliche Arten von LEDs in den unterschiedlichen Beleuchtungsvorrichtungen geben und es kann unterschiedliche Arten von LEDs in der gleichen Beleuchtungsvorrichtung geben. 19 zeigt eine Beleuchtungsvorrichtung mit nur einer LED 120. Es ist zu beachten, dass Stromversorgungsschaltkreis 130 anders sein kann, wenn nur eine LED verwendet wird.
Bei einigen Ausführungsformen gibt es keine Abdeckung oder Verkapselung. Bei einigen Ausführungsformen ist ein Teil der Abdeckung nicht transparent (beispielsweise reflektierend), während ein anderer Teil der Verkapselung transparent oder abdeckend ist. 17 beispielsweise veranschaulicht eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer vollständig geschlossenen Abdeckung 150 mit einem transparenten Teil 154 und einem nicht transparenten Teil 156, um LEDs 120 vollständig abzuschließen. 1 zeigt ebenfalls eine vollständig geschlossene Abdeckung. 18 zeigt eine teilweise geschlossene Abdeckung 170, da LEDs 120 am oberen Ende freiliegend bleiben. In 18 sind LEDs als sich teilweise über Abdeckung 170 erstreckend gezeigt, aber hierbei ist es egal, ob die Abdeckung vollständig oder teilweise geschlossen ist.
Die Erfindung ist nicht auf eine Verwendung mit Beleuchtungsvorrichtungen, wie sie in 1 gezeigt sind, beschränkt. Verschiedene andere Formen und Größen können verwendet werden. Glühlampenverbinder 110 kann derart gestaltet sein, dass er eine standardisierte Größe aufweist, um in eine von verschiedenen Fassungen mit Standardgröße zu passen, oder er kann keine Standardgröße aufweisen. Beispiele von Standardstrom für herkömmliche Glühlampen und Leuchtstofflampen beinhalten 25 W, 40 W, 60 W, 75 W und 100 W. Einige erfindungsgemäße Ausführungsformen ermöglichen die gleiche, mehr als die gleiche oder beinahe die gleiche Lumenleistung wie die herkömmlichen Glühlampen und Leuchtstofflampen bei wesentlich weniger Stromeinspeisung. Beispielsweise können einige Ausführungsformen von Beleuchtungsvorrichtung 100 die gleichen Lumen bei weniger als der Hälfte der Eingangsenergie bereitstellen. Einige Ausführungsformen von Beleuchtungsvorrichtung 100 funktionieren mit vielerlei Spannungen und Spannungsbereichen. Bei einigen Ausführungsformen beispielsweise kann die Beleuchtungsvorrichtung mit einem großen Bereich von Eingangsspannungen von 90 bis 250 V (Volt) funktionieren, oder als weiteres Beispiel kann der Eingangsbereich bei einigen Ausführungsformen 100 bis 230 V. betragen. Das heißt, dass bei weiteren Ausführungsformen die Beleuchtungsvorrichtung nur mit einem sehr viel beschränkteren Bereich von Eingangsspannungen funktionieren kann. LEDs sind ein Beispiel lichtemittierender Elemente. Weitere Beispiele lichtemittierender Elemente beinhalten kleine herkömmliche Glühlampen, die in eine größere Beleuchtungsvorrichtung passen. Wie hierin verwendet, ist der Begriff Licht nicht auf das sichtbare Spektrum beschränkt, sondern kann Frequenzen außerhalb des sichtbaren Spektrums beinhalten.
Eine 100-W-Glühlampe kann ungefähr 1500 (Bereich zwischen 1300 und 1700) Lumen Licht erzeugen, und die heutigen LEDs können ungefähr 60 (Bereich zwischen 50 und 70) Lumen pro Watt bereitstellen, was erwartungsgemäß mit sich entwickelnder Technologie steigen soll. Daher bräuchte man ungefähr 10 LEDs, von denen jede 2,5 W verbraucht, was insgesamt 25 W elektrischen Strom verbraucht, um die gleiche Leistung (Lumen) bereitzustellen, wie eine 100-W-Glühlampe. Der Spannungsabfall über eine LED kann von 2 bis 5 Volt variieren, abhängig von der Art und der Farbe der LED. Es ist zu beachten, dass eine einzelne LED nicht direkt mit der Hauptversorgungsspannung verbunden werden kann. Wenn der Spannungsabfall über eine LED ungefähr 5 V beträgt, dann beträgt der Strom durch die LED ungefähr 0,5 Ampere, wobei 2,5 W verbraucht und ungefähr 150 Lumen Licht erzeugt werden.
2 veranschaulicht Stromversorgungsschaltkreis 200, um Strom für LEDs 240 bereitzustellen, einschließlich paralleler Gruppen von Serien-LEDs 240 (242-1 ... 242-n) und LEDs 244 (244-1 ... 244-n). Diese Implementierung ist nicht sehr effizient, aber sie wird hier zum Verständnis der Idee erörtert. Eine Wechselstromversorgungsspannung 210 wird durch Eingangsleiter 212 und 214 einem Vollwellen-Brückengleichrichter 220 in Reihe mit einer Spule 230 bereitgestellt. Brückengleichrichter 220 wandelt das alternierende Wechselstrom-Eingangssignal in ein direktes Gleichstromsignal um. Spule 230 dient als eine Vorschaltung, um einen ausreichenden Spannungsabfall darüber bereitzustellen, sodass der Rest des Systems mit sehr viel geringerer Spannung gespeist wird. Der Spannungsabfall über die Spule 230 kann proportional zu der Induktivität der Spule 230 sein, wobei eine höhere Induktivität einen größeren Spannungsabfall bereitstellt, aber eine größere Spule 230 zur Folge hat. Daher gibt es eine praktische Grenze für die Größe der Spule 230, die eingesetzt werden kann. Eine Spule, wie z. B. Spule 230, wird bei verschiedenen Ausführungsformen verwendet, um im Voraus einen Spannungsabfall bereitzustellen, bevor ein Wechselstromsignal in ein Gleichstromsignal umgewandelt wird. Bei weiteren Ausführungsformen wird eine Vorschaltspule, wie Spule 230, nicht verwendet.
Brückengleichrichter 220 ist zwischen Spule 230 und Leiter 214 und zwischen Knoten 236 (+) und Knoten 238 (–) gekoppelt. Ein zwischen Knoten 236 und 238 gekoppelter Kondensator 260 dient als ein Filter, um ein 50/60 Hz Brummen zu entfernen und die Versorgungsspannung an reinen Gleichstrom anzunähern. Die Gleichstromspannung über Kondensator 260 kann genauso groß sein, wie der Spitzenwert der Eingangsspannung, beispielsweise ungefähr das 1,4-Fache der Eingangsspannung (110 V oder 220 V), ungefähr 150 oder 300 V gegebenenfalls. In unserem hypothetischen Fall wird angenommen, dass LEDs 242 und 244 jeweils 10 LEDs in Reihe aufweisen, mit 5 V über jede LED, womit der Gesamtabfall über die LEDs 50 V beträgt. Wenn Vorschaltspule 230 nicht vorhanden ist, fällt der Rest der Spannung (z. B. 100 bis 250 V) über Vorschaltwiderstände 250 und 252 ab. Die LEDs verbrauchen 25 W Leistung und Vorschaltwiderstände 250 und 252 verbrauchen 50 bis 125 W Leistung, die als Wärme verloren gehen. Wenn eine Vorschaltspule 230 vorhanden ist, wäre der Abfall über den Widerstand 250 geringer, abhängig von der Induktivität der Spule 230.
3 ist ähnlich 2, mit der Ausnahme, dass der Stromversorgungsschaltkreis 300 einen Transformator 310 beinhaltet und nicht eine Spule 230. Transformatoren 310 sind jedoch tendenziell sperrig und schwer. Es ist wichtig zu beachten, dass für beide Aufbauten von 2 und 3 der gleiche Aufbau nicht für sowohl 110 V als auch 220 V verwendet werden kann. Das heißt, dass für 110 V ein anderer Wert von Spule 230 verwendet werden würde als für 220 V, und dass für 110 V ein anderer Wert von Transformator 310 verwendet werden würde als für 220 V. Stromversorgungsschaltkreise 200 und 300 entsprechen dem Stand der Technik, obwohl die Erfinder nicht sicher wissen, ob genau diese Stromversorgungsschaltkreise in Verbindung mit Glühlampen auf LED-Basis mit Standardgröße verwendet wurden.
4 veranschaulicht einen Stromversorgungsschaltkreis 400 einschließlich eines Schaltreglers 410, um für LEDs 240 Strom bereitzustellen. Schaltregler 410 bringt eine Regelung ein, die einen Stromverbrauch in LEDs 240 überwacht, um den durch LEDs 240 fließenden Strom zu regulieren. Schaltregler 410 (im Stand der Technik manchmal auch Abwärtswandler, Schaltumwandler oder getaktete Stromversorgung genannt) ist mit Knoten 236 und 238 gekoppelt und beinhaltet Schaltelemente 420 und 425, Kondensator 470, eine Spule 414 (oder Spulen 414), Widerstand 440, Kondensator 450 und Schaltsteuerschaltkreis 430. Verschiedene Arten von getakteten Stromversorgungen sind aus der Technik bekannt. Schaltsteuerschaltkreis 430 steuert Schaltelemente 420 und 425 durch Leiter 436 und 438. Schaltelemente 420 und 425 können beispielsweise bipolare Hochspannungs- oder MOSFET-Transistoren T1 und T2 sein. Die Verwendung von zwei Transistoren ist beispielhaft und soll nicht einschränkend sein. Ähnliche Schaltungen können einen Transistor und eine Diode oder unterschiedliche Kombinationen von Transistoren und Dioden verwenden. Bei einigen Ausführungsformen beispielsweise ist Element 420 ein Transistor und Element 425 ist eine Diode.
Bei Betrieb wird der Hochspannungswechselstromeingang an Leitern 212 und 214 unter Verwendung eines herkömmlichen Vollwellen-Brückengleichrichters 220 in Gleichstrom umgewandelt. Vorschaltspule 230 stellt einen Spannungsabfall bereit, bevor sie in Gleichstrom umgewandelt wird. Die Gleichstromspannung wird von dem Kondensator 460 zwischen Knoten 236 und 238 gefiltert, um ein Wechselstrom-Brummen zu entfernen oder zumindest zu verringern. Ein Entfernen von Brummen aus Signalen ist wohlbekannt.
Wenn T1 an ist, ist T2 aus und umgekehrt. Wenn T1 an ist, leitet er, und T2 wird ausgeschaltet, wodurch eine offene Schaltung geschaffen wird und umgekehrt. Wenn T1 angeschaltet wird, ist die Spule 414 zwischen der hohen Gleichstromspannung und geringen Ausgangsspannung verbunden und Induktionsfluss wird in Spule 414 aufgebaut.
Wenn T1 ausgeschaltet wird und T2 an ist, fließt der Strom durch Spule 414 weiter zu Kondensator 470 und zu LEDs 240. Widerstände 250 und 252 in Reihe mit LED-Ketten 242 und 244 können einen sehr geringen Widerstand aufweisen und als eine Vorschaltung dienen, um Fehlanpassungen bei den LED-Charakteristika zu kompensieren, und könnten entfallen, wenn nur eine LED-Kette 240 verwendet wird.
Ein Widerstand 440 kann ein Messwiderstand mit einem sehr geringen Widerstandswert Rsense sein. Der Spannungsabfall über Widerstand 440 wird von einem kleinen Kondensator 450 gefiltert, um ein Brummen auszusondern und das Signal auszumitteln. Diese Spannung Vs ist ein Maß für den Strom, der durch LEDs 240 fließt, und wird auf Leiter 482 an Schaltsteuerschaltkreis 430 gespeist.
Die Ausgangsspannung von Schaltregler 410 kann auf die Anzahl von LEDs 240 in LED-Ketten 242 und 244 reagieren. Die Anzahl von LEDs in einer Kette und die Anzahl von Ketten kann, bei einer vorgegebenen gewünschten Lichtleistung, von bekannten technischen Kompromissen gewählt werden.
Bei einigen Ausführungsformen empfängt Schaltsteuerschaltkreis 430 ein Intensitätssteuersignal auf Leiter(n) 480, die in Verbindung mit 7 erörtert werden. Bei einigen Ausführungsformen, wie z. B. in 11, erfolgt eine Intensitätssteuerung durch manuelle Betätigung und ein Leiter 480 wird nicht verwendet. Bei weiteren Ausführungsformen gibt es keine solche Intensitätssteuerung. Eine Intensitätssteuerung ermöglicht es, die Helligkeit einiger oder aller LEDs zu steuern und wird nachstehend ausführlicher beschrieben. Dies kann ebenfalls Dimmersteuerung genannt werden. Ein internes Intensitätssteuersignal, wie z. B. auf Leiter 480, kann auf ein externes Intensitätssteuersignal reagieren.
5 zeigt einen Effekt eines Regel-Rückkopplungssystems mit Pulsweitenmodulation, das aus der Technik bekannt ist. Bei einigen Ausführungsformen wird die Betriebsfrequenz konstant gehalten, somit ist die Zeitdauer T unveränderlich. In Fall (a), während eines nominalen Betriebs, baut Spule 414 Induktionsfluss während Zeit t auf und stellt Kondensator 470 und LEDs 240 während Zeit T-t weiterhin Strom bereit. In Fall (b) ist die erfasste Spannung Vs größer als Referenz Vref, was anzeigt, dass höherer Strom durch LEDs 240 fließt und somit ist Zeit t verringert. Gleichermaßen ist in Fall (c) der Strom durch LEDs 240 erhöht, indem in Spule 414 ein höherer Strom aufgebaut wird, indem Zeit t erhöht wird.
In 5 ist die Frequenz konstant und der Arbeitszyklus wird verändert, indem die Impulsbreite variiert wird. Bei einem zweiten Ansatz kann der Arbeitszyklus verändert werden, indem die Impulsbreite konstant gehalten wird und die Zeitdauer (Frequenz) verändert wird. Bei einem dritten Ansatz wird der Arbeitszyklus konstant gehalten, aber die Frequenz ändert sich. Der zweite und dritte Ansatz kann Veränderungen beim Brummen hervorrufen, aber dies ist ein bekannter Aufbau-Kompromiss. Noch alternativ könnten sowohl die Frequenz als auch die Impulsbreite verändert werden.
6 zeigt eine Ausführungsform eines freischwingenden Oszillators 610 mit Ausgangssignal Vosz auf Leiter 620. Der Ausgang des Ringoszillators 620 ist ein beinahe sinusförmiges Spannungssignal wie in 6 gezeigt. Ein einfacher Ringoszillator kann stabil genug sein, da Schaltsteuerschaltkreis 430 den Arbeitszyklus einstellen kann, um Veränderungen der Vosz-Frequenz zu kompensieren.
7 zeigt einen der vielen Wege, Schaltsteuerschaltkreis 430 zu implementieren. Schaltsteuerschaltkreis 430 beinhaltet einen Oszillator 610, der derselbe oder ein anderer Oszillator wie von 6 sein kann, um das Signal Vosz auf Leiter 620 an einen positiven Eingang von Vergleicher 740 bereitzustellen. Ein negativer Eingang von Vergleicher 740 stammt von dem Ausgang eines Vergleichers 730, der die erfasste Spannung Vs und ein Referenzspannungssignal Vref als Eingänge empfängt. Ein Rückkopplungsschaltkreis zur Steuerung des Zuwachses der Vergleicher ist aus der Technik bekannt und ist nicht gezeigt, um ein Durcheinander zu vermeiden. Das Vref-Signal wird von einer Spannungsreferenz-Messschaltung 710 bereitgestellt. Bei dem Beispiel von 7 beinhaltet Spannungsreferenz-Schaltung 710 eine einfache Zener-Diode 720 und Widerstände 722 und 724, um das Vref-Signal zu erzeugen. Aus der Technik ist die Verwendung einer Zener-Diode und von Widerständen wohlbekannt, um eine Spannungsreferenz zu erzeugen. Es gibt mehrere andere, komplexere Arten, die aus der Technik bekannt sind, um Spannungsreferenz zu erzeugen, wie z. B. unter Verwendung von Bandlückenreferenz. Bei einigen Ausführungsformen mit Intensitätssteuerung ist Widerstand 724 ein variabler Widerstand oder eine Gruppe von Widerständen. Widerstand 724 kann ein Potentiometer oder ähnliches Gerät sein, bei dem der Widerstand durch manuelle Steuerung wie in 11 verändert wird. Alternativ kann Widerstand 724 in Antwort auf eine Signaländerung in Leiter(n) 480 verändert werden. Beispielsweise könnte ein Signal auf Leiter 480 Schalter steuern, was dazu führt, dass ein oder mehr zusätzliche Widerstände parallel geschaltet sind, wodurch der Widerstand verändert wird. Es ist zu beachten, dass Leiter 480 bei einigen Ausführungsformen nicht beinhaltet ist. Bei einigen Ausführungsformen könnte Vref direkt von Leiter 480 bereitgestellt werden, sodass der andere Referenzschaltkreis 710 nicht verwendet wird, um Vref zu erzeugen.
Vergleicher 730 vergleicht die erfasste Spannung Vs mit der Referenzspannung Vref und erzeugt einen Schwellpunkt des nächsten Vergleichers 740. Vergleicher 730 und 740 können Betriebsverstärker sein. Vergleicher 740 erzeugt Markierimpulse t (erörtert in Verbindung mit 5), deren Breite von dem Ausgang von Vergleicher 730 abhängt. Wenn Vergleicher 730 bestimmt, dass der Strom durch LEDs 240 zu gering ist, dann wird die Impulsbreite t 520 vergrößert und umgekehrt.
Wenn bei den veranschaulichten Ausführungsformen Vs größer als Vref ist, ist der Strom durch LEDs 240 höher als gewünscht und das Steuersystem tritt in Aktion, indem es die Zeit verringert, während der T1 an ist. Je kürzer T1 an ist, desto weniger Strom wird in Spule 410 aufgebaut. Wenn gleichermaßen Vs geringer als Vref ist, erhöht das Steuersystem die Zeit, während der T1 420 AN ist und so weiter. Dieses Regel-Rückkopplungssystem überwacht ständig den Strom durch LEDs 240 und tritt in Aktion, um die Helligkeit von LEDs 240 auf dem gewünschten Niveau zu halten. Wird Intensitätssteuerung verwendet, kann Vref eingestellt werden. Wenn Vref erhöht wird, wird der Strom durch LEDs 240 erhöht. Daher stellt die veranschaulichte Steuerschaltung 430 eine integrierte Intensitätssteuerung bereit. Demnach ist Schaltsteuerschaltkreis 430 ein Pulsweitenmodulator, der die Breite des Impulses t steuert, um Veränderungen von Strom und Spannungen zu kompensieren. Die hier gezeigte Implementierung ist analog. Es ist möglich, ein digitales Design zu erzeugen, wenn dies gewünscht wird. Pulsweitenmodulation ist ein wohlbekanntes Verfahren zur Steuerung von Spannung und Strom und bei der Steuerung von LED-Helligkeit.
Es besteht eine Beziehung zwischen der Eingangsgleichstromspannung V und Ausgangsgleichstromspannung v, wobei die Veränderung des Stroms in der Spule 414 während Zeit t ΔI = (V – v)t/L (dem in Spule 414 aufgebauten Strom) ist, wobei L die Induktivität von Spule 414 ist. Genauso ist der Strom in Spule 414 während der Zeit (T – t) ΔI = v(T – t)/L (der von Spule 414 abgeleitete Strom). Die beiden Erträge t/T = v/V werden gleichgesetzt. Daher ist das Verhältnis der Ausgangsspannung zur Eingangsspannung während durchgängigen Strombetriebs proportional zu dem Arbeitszyklus der Schaltwellenform (t/T). Das Steuersystem kann den Arbeitszyklus ständig einstellen, um die Spannung v einzustellen, um den gewünschten Strom in LEDs 240 aufrechtzuerhalten. Es ist zu beachten, dass diese und andere Gleichungen in dieser Beschreibung Modelle für den Betrieb und nicht notwendigerweise genaue Beschreibungen des Betriebs sind.
Wenn beispielsweise der Aufbau für nominalen 110-V-Wechselstrom ist, dann beträgt die Eingangsgleichstromspannung ungefähr 150 V, eine LED-Kette 242 erfordert 50 V, und das Verhältnis (t/T) = (v/V) = 50/150 = 1/3, das heißt ein 33% Arbeitszyklus. Das Steuersystem stellt den Arbeitszyklus automatisch auf 33% ein, wenn 110-V-Wechselstrom als Eingang verbunden ist. Wenn die Eingangsspannung unter 110 V gesenkt wird, dann steigt der Arbeitszyklus automatisch, um sich der Veränderung anzupassen. Wenn gleichermaßen 220 V am Eingang angelegt werden, dann kann die Eingangsgleichstromspannung V ungefähr 300 V betragen, und der Arbeitszyklus wird automatisch auf 50/300 = 1/6 eingestellt. Somit passt sich dieser Aufbau automatisch an jede Eingangsspannung innerhalb eines angemessenen Bereichs an, der von der implementierten Elektronik toleriert wird.
Angenommen W ist die gesamte in LEDs 240 verbrauchte Leistung, der durchschnittliche Strom durch LEDs 240 beträgt I = W/v und ein Brummstromprozentsatz ΔI/I = ((V – v) t v)/LW = ((1/WL) × (1 – (v/V)) × (v²/f)), wobei f die Schaltfrequenz ist. Daher ist (L × f) = (1/W(ΔI/I)) × (1(1 – (v/V)) × (v²). Als Beispiel für einen hierin beschriebenen Aufbau, v = 50, V = 150, W = 25, und unter Annahme von 10% Brummstrom, erhalten wir (L × f) = 0,66 × 10³. Die folgende Tabelle zeigt unterschiedliche Werte von Spule 414 und damit verbundene Schaltfrequenzen, die mit dem Aufbau verwendet werden können.

Schaltfrequenz f (MHz) Induktivität L von Spule 414

1 660 Mikrohenry

10 66 Mikrohenry

100 6,6 Mikrohenry
Es ist zu beachten, dass, wenn die Betriebsfrequenz erhöht wird, die Größe der Spule 414 abnimmt. Die heutige Hochleistungselektronik kann leicht bei mehr als 100 MHz umschalten und würde somit eine sehr kleine Spule 414 von 6,6 Mikrohenry erfordern. Bei einigen Ausführungsformen wird der Umwandler bei einer sehr hohen Frequenz umgeschaltet, um die Größe der Spule 414 zu verringern, sodass die Spule 414 leicht in den Sockel von Glühlampenverbinder 110 eingebracht werden kann oder sogar in die Elektronik 130 selbst integriert werden kann, was nachstehend erörtert wird.
Beispielsweise kann eine 6-Mikrohenry-Spule 414 mit einem Magnetkern gebaut werden, der beispielsweise 5 mm lang ist, einen Durchmesser von 5 mm und sieben Windungen Kupferdraht aufweist – klein genug, um in den Sockel einer herkömmlichen Glühlampe wie in 1 zu passen. Solch eine kleine Spule 414 ist aufgrund höherer Schaltfrequenz möglich.
Es gibt mehrere andere Wege, eine kleine Spule 414 zu implementieren, außer eine vorstehend erwähnte separate Magnetkern-Spule zu verwenden. Die Spule 414 kann als eine separate „Luftkern”-Spule 414 implementiert sein, die ein wenig größer sein kann, aber dennoch in den Sockel des herkömmlichen Glühlampenverbinders 110 passen würde. Spule 414 kann auf einem magnetischen Material oder einem nicht magnetischen Material basieren. Ein weiteres Verfahren ist, Spule 414 auf der Leiterplatte oder dem Gehäusesubstrat des integrierten Controllers 430 zu integrieren. Bei dieser Implementierung kann die Spule 414 von den Signalspuren auf der Platte oder auf dem Gehäuse gebildet werden. Magnetisches Material hoher Durchlässigkeit kann eingebracht sein, um die Größe der Spule 414 auf der Platte oder auf dem Gehäuse zu verringern. Die Spule 414 kann auf einem Controller-Die (integrierte Schaltung) als eine integrierte Spule mit oder ohne magnetischem Material implementiert sein. All diese Optionen sind möglich, da die Betriebsfrequenz hoch ist, was eine kleinere Spule 414 ermöglicht. Siehe 15 und 16.
8 veranschaulicht Stromversorgungsschaltkreis 800 einschließlich eines Schaltreglers 810, die ähnlich dem Stromversorgungsschaltkreis 400 und Schaltregler 410 sind, mit der Ausnahme, dass Spule 230 und Kondensatoren 460 und 470 nicht beinhaltet sind. Ohne die Filterkondensatoren ist der Strom noch immer Gleichstrom, aber mit einem größeren Wechselstrombrummen als bei der Schaltung mit den Filterkondensatoren 460 und 470. Der durchschnittliche Strom wird gesteuert, es gibt jedoch größere Stromschwankungen, obwohl der Pulsweitenmodulator, wie in 9 zu sehen, arbeiten könnte.
Bei der Beleuchtungsapplikation kann die Augenträgheit sehr groß sein und auch wenn LEDs 240 Stromimpulsspitzen, wie in 9 gezeigt, empfangen, bestimmt der durchschnittliche Strom (oder RMS-Strom) den Stromverbrauch und die empfundene Menge an Licht, das von dem LED-Beleuchtungssystem erzeugt wird. Diese Art gepulster Gleichstromversorgung kann für andere Elektronik nicht geeignet sein, aber sie kann für die Beleuchtungsapplikationen ausreichen. Ein Vorteil, wenn Kondensatoren 460 und 470 weggelassen werden, sind geringere Kosten und eine eventuell verringerte Größe, was es leichter macht, in den Glühlampenverbinder 110 zu passen.
Bei verschiedenen Ausführungsformen gibt es unterschiedliche Intensitätsniveaus, aus denen gewählt werden kann. Bei einigen Ausführungsformen beispielsweise können sehr feingranulare Veränderungen der Intensität und Farbe vorgenommen werden. Bei weiteren Ausführungsformen mit separater Steuerung der Intensitätsniveaus gibt es weniger Niveaus, aus denen gewählt werden kann. Bei einigen Ausführungsformen sind die Veränderungen der Intensität mehr oder weniger stufenlos, während es bei anderen Ausführungsformen relativ wenig mögliche unterschiedliche Intensitätsniveaus geben kann, aus denen gewählt werden kann.
10 veranschaulicht ein System, das demjenigen von 4 ähnlich ist, mit der Ausnahme, dass Stromversorgungsschaltkreis 1000 drei Schaltregler (oder Schaltumwandler) 1032, 1034 und 1036 für mehrere Farben (beispielsweise Blau, Grün und Rot) beinhaltet, und LEDs 240 beinhalten LEDs verschiedener Farben, beispielsweise blaue LEDs 1062 (1062-1 ... 1062-n), grüne LEDs 1064 (1064-1 ... 1064-n) und rote LEDs 1066 (1066-1 ... 1066-n). Widerstände 1072, 1074 und 1076 können als Teil der Schaltregler betrachtet werden, sind aber zum Zwecke der Veranschaulichung getrennt gezeigt. Obwohl nur eine Kette von LEDs pro Farbe gezeigt ist, kann es mehr als eine parallele Kette für eine Farbe geben. Die LEDs können in die Beleuchtungsvorrichtung eingestreut sein oder in der Beleuchtungsvorrichtung getrennt sein. Es kann zusätzliche Farben, wie z. B. weiße LEDs, geben. Vorschaltwiderstände 1052, 1054 und 1056 und Messwiderstände 1072, 1074 und 1076 ähneln Widerständen 250 und 440 in 4. Schaltumwandler 1032, 1034 und 1036 können je Schaltelemente wie Schaltelemente 420 und 425 und Schaltsteuerschaltkreis 430 und Kondensator 450 von 4 beinhalten, oder ein wenig anders als in 4 sein. Sie können ebenfalls Kondensatoren wie Kondensatoren 460 und 470 beinhalten.
System 1000 kann Steuersignale für Intensität und Farbe auf Leitern 1042, 1044 und 1046 für blaue, grüne bzw. rote Farben verwenden. Es ist zu beachten, dass die Gesamtintensität und Gesamtfarbe der kombinierten LEDs verändert werden kann, indem die relative Intensität unterschiedlicher Farb-LEDs verändert wird oder auch indem bestimmte Farb-LEDs ausgeschaltet werden. Die Gesamtfarbe kann erhalten bleiben, indem die Intensität aller Farben im gleichen Maße verändert wird, oder die Gesamtfarbe kann sich verändern, indem die Intensität unterschiedlicher Farb-LEDs in unterschiedlichem Maße verändert wird.
11 zeigt eine Beleuchtungsvorrichtung 1100 einschließlich einer Vielzahl an Potentiometer 1150-1, 1150-2 und 1150-3, die als Widerstand 724 von 7 verwendet werden können, um die Intensität unterschiedlicher LEDs 1120 zu steuern. LEDs 1120 können LEDs 1062, 1064 und 1066 darstellen, deren Intensität durch Potentiometer 1150-1, 1150-2 bzw. 1150-3 gesteuert werden kann. Stromversorgungsschaltkreis 1130 kann sich hauptsächlich innerhalb von Glühlampenverbinder 110 befinden, kann aber einige Schaltkreise, wie z. B. Potentiometer, in Glühlampenverkapselung 140 beinhalten. Bei weiteren Ausführungsformen gibt es lediglich ein Potentiometer wie 1150-1, 1150-2 oder 1150-3, oder zwei Potentiometer oder mehr als drei Potentiometer. Ein Träger (wie LED-Träger 124) könnte in den Vorrichtungen von 11-14 beinhaltet sein und der Stromversorgungsschaltkreis könnte sich teilweise oder vollständig in oder auf dem Träger, wie LED-Träger 124, befinden.
12 zeigt Intensitätssteuerschaltkreis 1210 gekoppelt mit einer Beleuchtungsvorrichtung 1200 durch Stromleiter 1214. Beleuchtungsvorrichtung 1200 beinhaltet LEDs 1220, die eine einzige Farbe oder mehrere Farben von LEDs, wie z. B. LEDs 1062, 1064 und 1066, beinhalten können. Wenn lediglich eine einzige Farbe verwendet wird, kann diese einzige Farbe ein weißer Farbton oder ein anderer Farbton als Weiß sein. Stromversorgungsschaltkreis 1230 steuert die Intensität von LEDs 1220 in Antwort auf Steuersignale, die den Stromsignalen von Schaltkreis 1210 durch Leiter 1214 überlagert sind. Extraktionsschaltkreis 1240 entfernt die Intensitätssteuersignale von dem Stromsignal und stellt dem Schaltregler die Intensitätssteuersignale bereit. Die Intensitätssteuersignale können LEDs einer einzigen Farbe oder LEDs mehrerer Farben steuern. Stromversorgungsschaltkreis 1230 kann sich vollständig innerhalb von Glühlampenverbinder 110 befinden oder er kann sonst wo sein, wie z. B. teilweise innerhalb Verbinder 110 und teilweise innerhalb Glühlampenverkapselung 140 oder vollständig innerhalb Verkapselung 140. Ein internes Intensitätssteuersignal kann auf ein externes Intensitätssteuersignal reagieren. Bei einigen Ausführungsformen beispielsweise kann Extraktionsschaltkreis 1240 das externe Intensitätssteuersignal unverändert weitergeben und bei anderen Ausführungsformen erzeugt Extraktionsschaltkreis 1240 eine interne Intensitätssteuerung als Antwort auf das externe Intensitätssteuersignal von Stromleiter 1214, wobei aber das interne Intensitätssteuersignal sich ein wenig von dem externen Intensitätssteuersignal unterscheiden kann. Mehrere interne Intensitätssteuersignale können auf ein einzelnes externes Intensitätssteuersignal oder auf mehrere externe Intensitätssteuersignale reagieren.
13 zeigt Intensitätssteuerschaltkreis 1310, der drahtlos mit einer Beleuchtungsvorrichtung 1300 durch Transmitter 1342 und Empfänger 1344 gekoppelt ist. Beleuchtungsvorrichtung 1300 beinhaltet LEDs 1320, die eine einzige Farbe oder mehrere Farben von LEDs, wie z. B. LEDs 1062, 1064 und 1066, beinhalten können. Stromversorgungsschaltkreis 1330 steuert die Intensität von LEDs 1220 in Antwort auf Steuersignale von Steuerschaltkreis 1310. Die Intensitätssteuersignale können LEDs einer einzigen Farbe oder LEDs mehrerer Farben steuern. Die Intensitätssteuersignale können auf Funkfrequenz (radio frequency, RF) oder Infrarot (IR) oder irgendeiner anderen Frequenz sein. Verschiedene Arten bekannter drahtloser Signalcodierungstechniken könnten verwendet werden, um die Intensität zu steuern. Stromversorgungsschaltkreis 1330 kann sich vollständig innerhalb von Glühlampenverbinder 110 befinden oder er kann sonst wo sein, wie z. B. teilweise innerhalb Verbinder 110 und teilweise innerhalb Glühlampenverkapselung 140 oder vollständig innerhalb Verkapselung 140.
14 zeigt eine Beleuchtungsvorrichtung 1400 einschließlich eines Audiosensors 1444, um Audiosignale zu erkennen und Signale als Antwort auf Stromversorgungsschaltkreis 1430 bereitzustellen. Ein Beispiel eines Audiosignals kann Händeklatschen sein. Beleuchtungsvorrichtung 1400 beinhaltet LEDs 1420, die eine einzige Farbe oder mehrere Farben von LEDs, wie z. B. LEDs 1062, 1064 und 1066, beinhalten können. Stromversorgungsschaltkreis 1330 steuert die Intensität von LEDs 1220 als Antwort auf Steuersignale von Audiosensor 1444. Audiosignale können LEDs einer einzigen Farbe oder LEDs mehrerer Farben steuern. Stromversorgungsschaltkreis 1430 kann sich vollständig innerhalb von Glühlampenverbinder 110 befinden oder er kann sonst wo sein, wie z. B. teilweise innerhalb Verbinder 110 und teilweise innerhalb Glühlampenverkapselung 140 oder vollständig innerhalb Verkapselung 140. Händeklatschen zum Ein- oder Ausschalten von Licht ist bekannt, obwohl sich die Audiosensoren physikalisch von der Beleuchtungsvorrichtung entfernt befinden.
Andere Arten der Intensitätssteuerung könnten verwendet werden. Beispielsweise könnte es einen von dem Stromleiter getrennten Leiter geben, um Steuersignale an eine Glühlampe zu übertragen.
15 zeigt Spule(n) 414 als Teil eines Halbleiterchips 1520 in einem Gehäuse 1510 in Stromversorgungsschaltkreis 400. Bei einigen Ausführungsformen ist Schaltregler 410 (mit der möglichen Ausnahme von Spule(n) 414 wie erklärt) in Chip 1520 oder Chip 1620 beinhaltet, die in Verbindung mit 16 erörtert werden. Spule(n) 414 kann als Teil von Chip 1520 gefertigt sein oder lediglich auf Chip 1520 platziert sein.
16 zeigt Spule(n) 414 als Teil eines Gehäuses 1610 für einen Halbleiterchip 1620 in Stromversorgungsschaltkreis 400. Spule(n) 414 kann als Teil von Gehäuse 1610 (beispielsweise auf inneren Schichten eines Gehäusesubstrats) gefertigt sein oder lediglich auf Gehäuse 1610 platziert sein. Alternativ können Spule(n) 414 und andere Spulen, wie z. B. 230, von dem Chip und Gehäuse getrennt sein. Beispielsweise könnte(n) die Spule(n) ein Teil von oder auf einer Schaltplatte, wie z. B. einer Leiterplatte (printed circuit board, PCB), sein.
Die relativen Größen von Objekten, wie sie in den Figuren erscheinen, sollen wirkliche relative Größen nicht ausdrücken.
Bei einigen Ausführungsformen ist der empfangene Strom Gleichstrom, sodass Wechselstrom nicht in Gleichstrom umgewandelt werden muss.
ZUSÄTZLICHE INFORMATION UND AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Ausführungsform ist eine Implementierung oder ein Beispiel der Erfindung. Die Bezugnahme auf „eine Ausführungsform”, „einige Ausführungsformen” oder „andere Ausführungsformen” bedeutet, dass eine bestimmte Funktion, Struktur oder ein bestimmtes Merkmal, die/das im Zusammenhang mit den Ausführungsformen beschrieben wird, in mindestens einigen Ausführungsformen, aber nicht notwendigerweise allen Ausführungsformen eingeschlossen ist. Das verschiedenartige Auftreten von „eine Ausführungsform” oder „einige Ausführungsformen” bezieht sich nicht notwendigerweise auf die gleichen Ausführungsformen.
Wenn gesagt wird, dass das Element „A” mit Element „B” gekoppelt ist, kann Element A direkt mit Element B gekoppelt sein oder indirekt durch beispielsweise Element C gekoppelt sein.
Wenn die Beschreibung oder Ansprüche besagen, dass eine Komponente, Merkmal, Struktur, Prozess oder Charakteristikum A eine Komponente, Merkmal, Struktur, Prozess oder Charakteristikum B „veranlasst”, bedeutet dies, dass „A” zumindest eine teilweise Ursache von „B” ist, dass da aber ebenfalls zumindest eine weitere Komponente, Merkmal, Struktur, Prozess oder Charakteristikum sein kann, das bei der Ursache von „B” hilft. Ebenso bedeutet, dass A auf B reagiert nicht, dass es ebenfalls auf C reagiert.
Wenn die Beschreibung besagt, dass eine Komponente, Merkmal, Struktur, Prozess oder Charakteristikum beinhaltet sein „kann” oder „könnte”, muss diese bestimmte Komponente, Merkmal, Struktur, Prozess oder Charakteristikum nicht beinhaltet sein. Wenn sich die Beschreibung oder ein Anspruch auf „ein” Element bezieht, bedeutet dies nicht, dass nur eines des Elements vorhanden ist.
Die Erfindung ist nicht auf die hierin beschriebenen bestimmten Einzelheiten beschränkt. In der Tat können viele weitere Variationen der vorstehenden Beschreibung und Zeichnungen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung gemacht werden. Nur die nachfolgenden Ansprüche und alle Änderungen dazu stellen eine genaue Definition des Umfangs der Erfindung dar.

Claims

Beleuchtungsvorrichtung zum Erzeugen von Licht, umfassend: Leuchtdioden (light emitting diodes, LEDs); Stromversorgungsschaltkreis einschließlich zumindest eines Schaltreglers, der Schaltelemente beinhaltet, um den LEDs Strom bereitzustellen; und eine Vorrichtungsträgerstruktur einschließlich eines Vorrichtungsverbinders und einen LED-Träger, um die LEDs zu tragen, wobei der Vorrichtungsverbinder sich an einem Ende der Vorrichtungsträgerstruktur befindet und der Stromversorgungsschaltkreis von der Vorrichtungsträgerstruktur getragen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Stromversorgungsschaltkreis innerhalb des Vorrichtungsverbinders beinhaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Vorrichtungsverbinder eine standardisierte Größe aufweist und die Beleuchtungsvorrichtung genauso viele Lumen ausgibt wie eine Glühlampe.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Beleuchtungsvorrichtungsverbinder die gleichen Lumen bei weniger als der Hälfte der Eingangsenergie der Glühlampe bereitstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der zumindest eine Schaltregler jeweils zumindest einen Schalter und eine mit dem Schalter gekoppelte Spule beinhaltet, und wobei zumindest ein Teil des Schaltreglers in einem Halbleiterchip beinhaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Spule in dem Chip gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, weiter umfassend ein Gehäusesubstrat für den Chip, und wobei die Spule in dem Gehäusesubstrat gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, weiter umfassend eine Leiterplatte, die mit dem Chip gekoppelt ist, und wobei die Spule in der Leiterplatte gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Schaltregler einen Schaltsteuerschaltkreis beinhaltet, um das Schalten der Schaltelemente zu steuern und die Intensität der LEDs zu steuern.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Schaltsteuerschaltkreis eine Impulsbreite steuert, um die Schaltelemente zu steuern.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Schaltsteuerschaltkreis eine Frequenz steuert, um die Schaltelemente zu steuern.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Schaltsteuerschaltkreis auf eine Veränderung in einem Referenzsignal reagiert.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei das Referenzsignal auf zumindest ein Intensitätssteuersignal reagiert, das von zumindest einem externen Intensitätssteuersignal stammt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, weiter umfassend Potentiometer, um das Referenzsignal zu steuern.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die LEDs verschiedene Gruppen von LEDs beinhalten, und wobei jede Gruppe eine unterschiedliche Farbe aufweist, und wobei es mehr als einen der Schaltregler gibt und sie jeweils getrennt einen Steuerschaltkreis beinhalten, um die Intensität von verschiedenen Gruppen der Gruppen von LEDs zu steuern.
Beleuchtungsvorrichtung zum Erzeugen von Licht, umfassend: zumindest ein lichtemittierendes Element; einen Stromversorgungsschaltkreis einschließlich eines Schaltreglers, der Schaltelemente beinhaltet, um zumindest einem lichtemittierenden Element Strom bereitzustellen; und eine Vorrichtungsträgerstruktur einschließlich eines Vorrichtungsverbinders und eines lichtemittierenden Elementträgers, um das zumindest eine lichtemittierende Element zu tragen, wobei der Vorrichtungsverbinder sich an einem Ende der Vorrichtungsträgerstruktur befindet und der Stromversorgungsschaltkreis von der Vorrichtungsträgerstruktur getragen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Vorrichtungsverbinder eine standardisierte Größe aufweist und die Beleuchtungsvorrichtung genauso viele Lumen ausgibt wie eine Glühlampe.
System, umfassend: einen externen Intensitätssteuerschaltkreis, um zumindest ein externes Intensitätssteuersignal bereitzustellen; und eine Beleuchtungsvorrichtung zum Erzeugen von Licht, umfassend: Leuchtdioden (light emitting diodes, LEDs; einen Stromversorgungsschaltkreis einschließlich eines Schaltreglers, der Schaltelemente beinhaltet, um den LEDs Strom bereitzustellen, wobei der Stromversorgungsschaltkreis Eingangsleiter beinhaltet, um Eingangsstrom zu empfangen, und wobei die Helligkeit von zumindest einigen der LEDs steuerbar auf Veränderungen beim Schalten als Antwort auf das zumindest eine externe Intensitätssteuersignal reagiert.
System nach Anspruch 18, wobei der Vorrichtungsverbinder eine standardisierte Größe aufweist und die Beleuchtungsvorrichtung genauso viele Lumen ausgibt wie eine Glühlampe.
System nach Anspruch 18, weiter umfassend Stromleiter, die mit den Eingangsleitern und mit dem externen Intensitätssteuerschaltkreis gekoppelt sind, und wobei der Intensitätssteuerschaltkreis auf den Stromleitern das zumindest eine externe Intensitätssteuersignal bereitstellt.
System nach Anspruch 20, weiter umfassend einen Extraktionsschaltkreis, um zumindest ein Intensitätssignal von dem externen elektrischen Stromsignal zu extrahieren.
System nach Anspruch 18, wobei das externe Intensitätssteuersignal einen drahtlosen Transmitter beinhaltet und die Beleuchtungsvorrichtung einen drahtlosen Empfänger beinhaltet, um die zumindest eine externe Intensitätssteuerung zu empfangen.
System nach Anspruch 18, wobei die LEDs verschiedene Gruppen von LEDs beinhalten und wobei jede Gruppe eine unterschiedliche Farbe aufweist, und wobei es mehr als einen der Schaltregler gibt und sie jeweils getrennt einen Steuerschaltkreis beinhalten, um die Intensität von verschiedenen Gruppen der Gruppen von LEDs zu steuern.