DE102012002710A1

DE102012002710A1 - LED-Leuchtmittel

Info

Publication number: DE102012002710A1
Application number: DE201210002710
Authority: DE
Inventors: Jörg Schuppener; Michiel Bolsius; Markus Wix
Original assignee: Trialed UK Ltd
Current assignee: Trialed UK Ltd
Priority date: 2012-02-14
Filing date: 2012-02-14
Publication date: 2013-08-14

Abstract

Es wird ein Leuchtmittel, insbesondere eine LED-Röhre, vorgeschlagen, wobei die Ansteuerelektronik einen Konstantstromregler aufweist, der mit in Reihe geschalteten Leuchtdioden eine Reihenschaltung bildet bzw. wobei die Ansteuerelektronik transformatorfrei und/oder zumindest ausgangsseitig ausschließlich mit nicht-nass-elektrolytischen Kondensatoren aufgebaut ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein vorzugsweise röhrenförmiges Leuchtmittel, insbesondere eine LED-Röhre, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Röhrenförmige Leuchtmittel sind bekannt und verbreitet zur Beleuchtung von Räumen, Hallen, Außenbereichen oder dergleichen. Dies gilt insbesondere für Leuchtstofflampen, auch Leuchtstoffröhren genannt. Im industriellen Einsatz werden oftmals Betriebszeiten von acht oder mehr Stunden täglich erreicht. Dies führt sowohl zu einer begrenzten Lebensdauer der Leuchtmittel als auch zu einem beträchtlichen Stromverbrauch, was zu hohen Energie- und Wartungskosten führt.
Leuchtmittel mit Leuchtdioden, auch ”Light-Emitting Diodes” oder LEDs genannt, bieten sowohl eine vielfach längere Betriebszeit als konventionelle Leuchtmittel wie Leuchtstofflampen als auch eine wesentlich höhere Effizienz, da im Vergleich zu Leuchtstofflampen durch Leuchtmittel mit LEDs ein ähnlicher Lichtstrom bei einer um einen Faktor zwei bis zehn reduzierten Leistungsaufnahme erreicht werden kann. Aus diesem Grund sind zunehmend Bestrebungen zu verzeichnen, konventionelle Leuchtmittel wie Leuchtstofflampen durch LED-Leuchtmittel zu ersetzen.
Die US 8,072,124 B2 betrifft ein Leuchtmittel mit Leuchtdioden auf einer Platine in einem röhrenförmigen Gehäuse. Das Gehäuse weist einerseits eine Wärmeleiteinrichtung zur Kühlung der Leuchtdioden auf, andererseits ist eine weitere Platine mit einer Ansteuerelektronik vorgesehen, die in einem separaten Gehäuseteil angeordnet ist. Dies bedingt jedoch verhältnismäßig große Röhrendurchmesser, was in vielen Fällen unerwünscht ist und zu Inkompatibilitäten mit bestehenden Fassungen führen kann.
Die US 7,988,492 B2 betrifft einen Konnektor zum Anschluss einer Platine mit Leuchtdioden, die in einem röhrenförmigen Gehäuse angeordnet ist. Mit der Platine verbundene Klemmen werden verwendet, um Anschlussstifte zu kontaktieren, die zum Anschluss aus dem Gehäuse ragen. Eine Ansteuerelektronik zum Netzbetrieb ist jedoch nicht ersichtlich.
Vorbekannte LED-Leuchtmittel zum Betrieb mit Netzspannung weisen einerseits eine Trägerplatine mit den Leuchtdioden, andererseits eine Ansteuerelektronik zur Versorgung der Leuchtdioden auf einer separaten Platine auf, die in dem Gehäuse des Leuchtmittels oder außerhalb angeordnet sein kann.
Ist die Ansteuerelektronik in dem Gehäuse des Leuchtmittels integriert, müssen Sicherheitsabstände zwischen der Ansteuerelektronik und der die Leuchtdioden tragenden Platine vorgesehen sein, um Kurzschlüsse auszuschließen. Dies bedingt insbesondere bei röhrenförmigen Leuchtmitteln verhältnismäßig große Durchmesser. Alternativ kann die Ansteuerelektronik außerhalb des Leuchtmittels angeordnet werden, wodurch nur noch die Platinen mit den Leuchtdioden in dem Gehäuse des Leuchtmittels untergebracht werden muss und auch Bauformen mit geringeren Durchmessern ermöglicht werden. Dies hat jedoch den Nachteil, dass eine externe Elektronik installiert, angeschlossen und verstaut werden muss.
Weiter werden für unterschiedlich lange röhrenförmige Leuchtmittel im Stand der Technik unterschiedlich lange Trägerplatinen mit Leuchtdioden verwendet, was zu einem hohen Entwicklungs- und Produktions- und Logistikaufwand bei der Herstellung unterschiedlich langer Leuchtmittel führt.
Ein weiterer Nachteil vorbekannter Leuchtmittel ist eine signifikante Wärmeentwicklung aufgrund von Verlustleistung, die in dem Leuchtmittel anfällt. Mit Einsatz von Leuchtdioden als Lichtquelle konnte die Effizienz von Leuchtmitteln zwar wesentlich verbessert werden, dennoch ist die verbleibende Wärmeentwicklung signifikant und eine Wärmeableitung durch als Kühlkörper ausgebildete Rippenstrukturen ist vorzusehen. Zudem bedingt die Wärmeentwicklung die Verwendung entsprechend wärmebeständiger Materialien in und an dem Leuchtmittel, wie beispielsweise Polycarbonat, was jedoch mit der Zeit vergilbt, eine geringe UV-Beständigkeit aufweist und ferner milchig ist und daher verhältnismäßig schlechte Transmissionseigenschaften aufweist, insbesondere wobei ein Teil des durch die LEDs erzeugten Lichts absorbiert, reflektiert oder gestreut wird. Ferner stellt die Wärmeentwicklung einen Indikator für einen verbesserungswürdigen Wirkungsgrad dar.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Leuchtmittel, insbesondere eine LED-Röhre, anzugeben, die einen höheren Wirkungsgrad und/oder eine geringere Wärmeentwicklung aufweist, kompakter realisiert werden kann und/oder eine verbesserte Zuverlässigkeit bzw. Laufzeit aufweist.
Die obige Aufgabe wird durch ein Leuchtmittel gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Vorschlagsgemäß ist ein bevorzugt längliches bzw. röhrenförmiges Leuchtmittel, insbesondere eine LED-Röhre, vorgesehen, mit mehreren in Reihe geschalteten Leuchtdioden getragen von einer Platine, mit einer Ansteuerelektronik zur Versorgung der Leuchtdioden und mit einem Anschlussmittel zum Anschluss der Ansteuerelektronik an Netzspannung. Die Ansteuerelektronik weist einen Konstantstromregler auf, der mit den in Reihe geschalteten Leuchtdioden eine Reihenschaltung, im Folgenden Lastschleife genannt, bildet. Alternativ oder zusätzlich ist die Ansteuerelektronik transformatorfrei, (drossel-)spulenfrei und/oder zumindest ausgangsseitig ausschließlich mit nicht-(nass-)elektrolytischen Kondensatoren aufgebaut.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Reihenschaltung aus dem Konstantstromregler und einer Mehrzahl von Leuchtdioden verwendet. Diese auch Lastschleife genannte Reihenschaltung kann mit verhältnismäßig hohen Spannungen betrieben werden, was den Einsatz eines Transformators erübrigen kann. So kann eine ausgesprochen kompakte Bauform bei gleichzeitig geringer Verlustleistung erreicht werden.
Beispielsweise kann eine Betriebsspannung der Lastschleife zumindest im Wesentlichen einer Summe der Flussspannungen der in Reihe geschalteten Leuchtdioden und der Betriebs- bzw. Nennspannung des Konstantstromreglers und/oder mehr als 20% vorzugsweise mehr als 40%, insbesondere mehr als 50% der gleichgerichteten und geglätteten bzw. effektiven Nennspannung entsprechen.
Es kann vorgesehen sein, dass sich die an der Lastschleife anliegende Spannung über deren Elemente, also zumindest über den Konstantstromregler und die mit diesem in Reihe geschalteten Leuchtdioden, aufteilt. Hierbei ist es bevorzugt, dass die Lastschleife derart ausgebildet ist, dass an dem Konstantstromregler lediglich ein geringer Anteil der gesamten an der Lastschleife anliegenden Spannung abfällt. Dieser Anteil liegt vorzugsweise unter 50%, weiter vorzugsweise unter 30%, insbesondere unter 20% und besonders bevorzugt unter 10% oder 8%. Insbesondere entsprechen die Flussspannungen der in Reihe geschalteten Leuchtdioden mehr als 50%, weiter bevorzugt mehr als 70%, vorzugsweise mehr als 80% und besonders bevorzugt mehr als 90% oder 94% der an der Lastschleife anliegenden Spannung. Ein Abfall eines lediglich geringen Anteils der gesamten Spannung an dem Konstantstromregler ermöglicht eine minimale verbleibende Verlustleistung in dem Konstantstromregler.
In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Lastschleife über einen Gleichrichter mit gleichgerichteter Netzspannung versorgt wird. Hierbei kann es sich bevorzugt um einen Halbleiter- und/oder Brückengleichrichter handeln. Die Leuchtdioden werden zur gleichmäßigen Lichtabgabe bevorzugt mit Gleichspannung oder einer vorzugsweise geglätteten gleichgerichteten Wechselspannung bzw. mit einem Gleichstrom oder einem vorzugsweise geglätteten gleichgerichteten Strom versorgt. Auch der Stromregler ist vorzugsweise zum Betrieb mit einer Gleichspannung bzw. Gleichstrom ausgebildet. Der Einsatz eines Gleichrichters bzw. Brückengleichrichters ermöglicht es in vorteilhafter Weise, die Lastschleife mit Gleichspannung bzw. Gleichstrom zu versorgen. Verbleibende Welligkeit der gleichgerichteten Spannung bzw. des gleichgerichteten Stroms wird vorzugsweise durch den Konstantstromregler ausgeglichen bzw. ausgeregelt.
Gemäß einem auch unabhängig realisierbaren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Gleichrichter zur Versorgung mit Netzspannung kapazitiv mit dem Anschlussmittel gekoppelt sein, vorzugsweise ausschließlich mit einem oder auch mehreren nicht-(nass-)elektrolytischen Kondensatoren. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die kapazitive Kopplung des Gleichrichters mit der Netzspannung bzw. mit dem Anschlussmittel zum Verbinden der Ansteuerelektronik mit dem Stromnetz als kapazitiver Vorwiderstand fungiert. Es kann also vorgesehen sein, dass der Kapazitätswert eines die kapazitive Kopplung bildenden Kondensators derart ausgebildet ist, dass betriebsmäßig ein Spannungsabfall an diesem Kondensator resultiert, vorzugsweise wodurch die Spannungsamplitude an dem Gleichrichter bzw. die Spannung an der Lastschleife einstellbar ist.
Insbesondere weist dieser Kondensator einen Blindwiderstand bei Netzfrequenz, beispielsweise zwischen und/oder bei zumindest im Wesentlichen 50 Hz oder 60 Hz, derart auf, dass die Spannung an der Lastschleife auf zumindest im Wesentlichen die Summe der Flussspannungen der zur Bildung der Lastschleife in Reihe geschalteten Leuchtdioden und der Nennspannung des Stromreglers reduziert wird. Hierzu kann vorgesehen sein, dass der Kondensator, der zur elektrischen Verbindung des Gleichrichters mit dem Anschlussmittel ausgebildet ist, eine betriebsmäßig an einem Eingang des Gleichrichters anliegende Spannung auf weniger als 80%, vorzugsweise weniger als 70%, insbesondere weniger als 50% und/oder mehr als 10%, vorzugsweise mehr als 20%, insbesondere mehr als 30% einer an dem Anschlussmittel anliegenden Netzspannung reduziert bzw. einen entsprechenden Spannungsabfall zwischen seinen Klemmen hervorruft. Hierdurch ist es möglich, auch nur wenige in Reihe geschaltete Dioden Leuchtdioden und/oder mehrere Lastschleifen mit nur wenigen in Reihe geschalteten Dioden parallel zu betreiben, insbesondere mit höchstens 20, vorzugsweise weniger als 15, in Reihe geschalteten Dioden. Dies ist der Ausfallsicherheit zuträglich. Netzspannung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise eine zumindest im Wesentlichen sinusförmige Wechselspannung von vorzugsweise mehr als 100 V, beispielsweise etwa 110 V oder 230 V.
Da durch den Blindwiderstand der Kapazität keine zusätzlichen Verluste erzeugt werden, anders als bei ohmschen Widerständen, kann mit der bevorzugten kapazitiven Kopplung, auch kapazitiver Vorwiderstand genannt, zwischen Anschlussmittel und Gleichrichter in vorteilhafter Weise ein ausgesprochen effizientes Leuchtmittel mit geringer Wärmeentwicklung realisiert werden.
Ein Blindwiderstand im Sinne der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise ein zumindest im Wesentlichen imaginärer Widerstand im Sinne der Wechselstromrechnung, auch Reaktanz genannt. Der Einsatz eines Blindwiderstandes, insbesondere einer Kapazität, ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Spannungsreduktion, ohne dass hierbei größere Mengen an Wärme bzw. Verlustleistung entstehen.
Es ist möglich, dass parallel zu den in Reihe geschalteten Leuchtdioden mindestens ein vorzugsweise nicht-elektrolytischer Kondensator vorgesehen ist. Hierdurch ist es möglich, den betriebsmäßig durch die Leuchtdioden fließenden Strom zu glätten und/oder eine gleichmäßigere Lichtabgabe des Leuchtmittels zu erzielen.
Die Ansteuerelektronik kann mehrere Konstantstromregler aufweisen, die vorzugsweise eingangsseitig elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Insbesondere können die Konstantstromregler gemeinsam mit Strom versorgt werden. Es ist möglich, dass mehrere Lastschleifen jeweils mit einem Konstantstromregler in Reihenschaltung mit mehreren Leuchtdioden vorgesehen sind. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Konstantstromregler lastseitig elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Hierdurch kann eine größere Stromstärke durch die Leuchtdioden erreicht bzw. geregelt werden.
Ferner ist es möglich, dass die Lastschleife über einen Widerstand mit dem Gleichrichter verbunden ist. Dies kann einer Kurschlussspannungsfestigkeit des Leuchtmittels und/oder der Stromsteuerung durch den Konstantstromregler zuträglich sein.
Der Konstantstromregler ist vorzugsweise dazu ausgebildet, einen Strom durch die Leuchtdioden der Lastschleife zumindest im Wesentlichen konstant zu halten, insbesondere mit Abweichungen von einem Sollwert für den Strom durch die Leuchtdioden geringer als 30%, vorzugsweise geringer als 20%, insbesondere geringer als 10%. Der Sollwert für den Strom durch die Leuchtdioden ist bevorzugt größer als 10 mA, insbesondere mehr als 20 mA und/oder geringer als 1 A, insbesondere geringer als 500 mA. Dies ist der Lebensdauer der Leuchtdioden zuträglich.
Zur Regelung des Stroms durch die Leuchtdioden kann der Konstantstromregler mit dem Widerstand verbunden sein, insbesondere wobei der Widerstand als Shuntwiderstand verwendet wird. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass eine an dem Widerstand abfallende Spannung als Regelgröße für die Stromregelung durch den Konstantstromregler verwendet wird. Alternativ oder zusätzlich kann ein Steuereingang des Konstantstromreglers, insbesondere mittels eines Vorwiderstands, mit dem Ausgang des Konstantstromreglers elektrisch leitend verbunden. Das an dem Steuereingang anliegende Signal bzw. der anliegende Pegel kann zur Stromregelung des Konstantstromreglers verwendet werden. Es sind aber auch alternative oder zusätzliche Funktionen des Widerstands und/oder alternative Regelkonzepte für den Strom für bzw. durch die Leuchtdioden bzw. für den Konstantstromregler möglich.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist der Ausgang des Konstantstromreglers vorzugsweise den insbesondere in Reihe geschalteten Leuchtdioden zugewandt bzw. mit diesen elektrisch leitend verbunden. Der Eingang des Konstantstromreglers kann dem Gleichrichter zugewandt bzw. mit diesem elektrisch leitend verbunden sein.
In einem weiteren, auch unabhängig vom Anspruch 1 realisierbaren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Ansteuerelektronik, die vorzugsweise mit Netzspannung versorgt wird, bevorzugt transformatorfrei, also ohne Transformatoren aufgebaut. In vorteilhafter Weise ist es durch den vorschlagsgemäßen transformatorfreien Aufbau der Ansteuerelektronik bzw. des Leuchtmittels möglich, Verlustleistung bzw. Wärmeentwicklung zu vermeiden oder zu reduzieren. Entsprechendes kann für Schaltnetzteile gelten, die ebenfalls üblicherweise mit Transformatoren, Übertragern und/oder (Drossel-)Spulen aufgebaut sind, was hier bevorzugt vermieden wird, um die Verlustleistung zu verringern.
Zudem sind Transformatoren bzw. Spulen durch den Wicklungsprozess aufwendig und teuer in der Herstellung und bedingen einen hohen Platzbedarf im Gehäuse von Leuchtmitteln. Der transformatorfreie bzw. spulenfreie Aufbau der Ansteuerelektronik ermöglicht also ein kostengünstigeres, kompakteres Leuchtmittel.
Unter dem Begriff ”Transformator” werden im Sinne der vorliegenden Erfindung vorzugsweise jegliche gekoppelte Induktivitäten, insbesondere auch gekoppelte Spulen oder Übertrager, verstanden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der auch unabhängig realisiert werden kann, ist die Ansteuerelektronik ausschließlich mit nicht-elektrolytischen oder zumindest mit nicht-nass-elektrolytischen Kondensatoren aufgebaut. Elektrolytkondensatoren, insbesondere nass-elektrolytische Kondensatoren, sind prinzipiell dafür bekannt, dass sie sich durch eine hohe Kapazitätsdichte bei geringen kapazitätsbezogenen Kosten auszeichnen und werden daher zur Spannungsstabilisierung in Netzteilen nahezu ausschließlich eingesetzt. Elektrolytkondensatoren sind dadurch gekennzeichnet, dass eine Energiespeicherung zumindest teilweise elektrochemisch erfolgt, wobei bei nass-elektrolytischen Kondensatoren ein zumindest teilweise flüssiges Elektrolyt eingesetzt wird.
Die vorliegende Erfindung überwindet das Vorurteil, dass Elektrolytkondensatoren generell für Netzfilter, also als Kapazitäten zum Dämpfen von Netzfrequenzen, ein optimales Kosten-Nutzenverhältnis darstellen und aufgrund der hohen benötigten Kapazität alternativlos sind. Denn vorschlagsgemäß sind in der Ansteuerelektronik auch Netzfilter oder sonstige Kapazitäten zumindest ausgangsseitig vorzugsweise frei von (nass-)elektrolytischen Kondensatoren. Es hat sich nämlich überraschend gezeigt, dass die Laufzeitverlängerungen und Verbesserungen der Zuverlässigkeit des elektrolytkondensatorfreien Leuchtmittels die möglicherweise höheren initialen Kosten bei Einsatz nicht-elektrolytischer Kondensatoren bei Leuchtmitteln mit LEDs überkompensieren können. Dadurch, dass die Leuchtdioden im Vergleich zu anderen Mitteln zur Lichterzeugung eine wesentlich längere Lebensdauer aufweisen, kann der Ausfall von Elektrolytkondensatoren in bekannten Leuchtmitteln einen limitierenden Faktor für die Laufzeit des Leuchtmittels darstellen. Daher kann in synergistischer Weise die Kombination von nicht-(nass-)elektrolytischen Kondensatoren in der Ansteuerelektronik mit Leuchtdioden zur Lichterzeugung zu einer signifikant verlängerten Laufzeit des gesamten Leuchtmittels führen.
Ferner ist ein Grund für einen Ausfall von Leuchtmitteln das Austrocknen des Elektrolyts von Elektrolytkondensatoren. Die Austrocknung von Elektrolytkondensatoren wird mit erhöhter Temperatur wesentlich beschleunigt. Die verringerte Verlustleistung durch Einsatz einer transformatorfreien Ansteuerelektronik ist also der Lebensdauer der Ansteuerelektronik bei Einsatz von Elektrolytkondensatoren zuträglich. Die Lebensdauer von Elektrolytkondensatoren stellt jedoch weiterhin oftmals die laufzeitbegrenzende Größe für das Leuchtmittel dar, weshalb eine elektrolytkondensatorfreie Ansteuerelektronik, zumindest jedoch eine Ansteuerelektronik ohne nass-elektrolytische Kondensatoren und/oder ausgangsseitig ohne insbesondere nass-elektrolytische Kondensatoren, bevorzugt ist. Demnach ist der transformatorfreie Aufbau der Ansteuerelektronik auch vorteilhaft, wenn Elektrolytkondensatoren eingesetzt werden.
Ein weiterer, auch unabhängig vom Anspruch 1 realisierbarer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Leuchtmittel, insbesondere eine LED-Röhre, wobei eine kompakte Bauform auch bei direkter Eignung des Leuchtmittels für Netzspannung erreicht werden kann und/oder wobei sich Leuchtmittel unterschiedlicher Längen einfacher oder günstiger herstellen lassen.
Das Leuchtmittel, insbesondere eine LED-Röhre, kann mindestens eine erste Platine und mehrere Leuchtdioden aufweisen, die von der ersten Platine getragen sind. Ferner weist bzw. nimmt das vorschlagsgemäße Leuchtmittel vorzugsweise eine Ansteuerelektronik zur Versorgung der Leuchtdioden auf, die vorzugsweise zum Betrieb mit Netzspannung ausgebildet ist. Ein Anschlussmittel kann vorgesehen sein, um die Ansteuerelektronik an Netzspannung anzuschließen.
Gemäß einem weiteren auch unabhängig realisierbaren Aspekt der vorliegenden Erfindung trägt die erste Platine die Ansteuerelektronik oder zumindest wesentliche Teile der Ansteuerelektronik. Es wird also dieselbe Platine verwendet, um sowohl Leuchtdioden als auch die Ansteuerelektronik zu tragen. Daher kann auf die Anordnung mehrerer Platinen für die Leuchtdioden und die Ansteuerelektronik nebeneinander bzw. untereinander in einem Gehäuse des Leuchtmittels verzichtet werden und das Leuchtmittel kann flexibler, kleiner bzw. mit einem geringeren Durchmesser gestaltet werden kann. Das Leuchtmittel ist also vorzugsweise frei von gestapelten bzw. nebeneinander oder untereinander angeordneten Platinen.
Weiter wird das Material für die zusätzliche Platine eingespart und eine fehleranfällige Kabelverbindung zwischen der Ansteuerelektronik und der Platine mit den Leuchtdioden kann vermieden werden. Letzteres ist zusätzlich in Hinblick auf den Produktionsaufwand vorteilhaft, da bisherige Kabelverbindungen zwischen unterschiedlichen Platinen in der Regel nicht automatisiert hergestellt werden können und daher besonders aufwändig sind.
Es ist gemäß einem weiteren, auch unabhängig realisierbaren Aspekt der vorliegenden Erfindung möglich, dass ein vorschlagsgemäßes Leuchtmittel mindestens eine zweite Platine mit mehreren Leuchtdioden aufweist. Zwischen der ersten, der zweiten und/oder weiteren Platine kann eine elektrisch leitende Steckverbindung zur Versorgung der Leuchtdioden der zweiten und/oder weiteren Platine durch die Ansteuerelektronik hergestellt sein. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise einen flexiblen und/oder modularen Aufbau des Leuchtmittels, insbesondere wobei durch Anstecken der zweiten oder weiteren Platine die Länge des Leuchtmittels flexibel festgelegt werden kann. So können unterschiedliche Leuchtmittellängen unter Verwendung nur eines Typs oder zweier Typen von Platinen hergestellt werden. Durch Einsatz der Steckverbindung wird insbesondere erreicht, dass keine fehler- und verschleißanfällige Kabelverbindung bzw. aufwändige manuelle Lötverbindungen hergestellt werden müssen, um die Länge des Leuchtmittels skalieren zu können. Somit wird durch das vorschlagsgemäße Leuchtmittel eine einfache, kostengünstige, flexible und zuverlässige Skalierbarkeit, insbesondere der Länge des Leuchtmittels, erreicht. Zudem kann mit der Steckverbindung eine mechanische Kopplung bzw. Arretierung der Platinen zueinander erreicht werden.
Ferner ist die Kombination der obigen, auch unabhängig realisierbareren Aspekte besonders vorteilhaft. Insbesondere können die Platzierung der Ansteuerelektronik oder wesentlicher Teile dieser auf der ersten Platine und die Verwendung der Steckverbindung jeweils einen fehleranfälligen Einsatz von Kabelverbindungen vermeidbar machen. In synergetischer Weise wird durch die Kombination der Aspekte ein besonders robustes, zuverlässiges und haltbares Leuchtmittel, bevorzugt ganz ohne Kabelverbindungen, ermöglicht.
Ein Leuchtmittel sowohl mit einem Konstantstromregler, der mit den in Reihe geschalteten Leuchtdioden eine Reihenschaltung als Lastschleife bildet, sowie mit einer Ansteuerelektronik, die transformatorfrei und/oder zumindest ausgangsseitig ausschließlich mit nicht-elektrolytischen Kondensatoren aufgebaut ist, ist besonders vorteilhaft, da hierdurch die Wärmeentwicklung beim Betrieb des Leuchtmittels so weit gesenkt werden kann, dass ein Einsatz auch sehr temperaturempfindlicher Materialien möglich ist bzw. die Lebensdauer des Leuchtmittels durch die verringerte Wärmeentwicklung stark verbessert werden kann.
In dem vorschlagsgemäßen Leuchtmittel werden bevorzugt mehrere, insbesondere mit leitenden Steckverbindungen gekoppelte, Platinen mit Leuchtdioden verwendet, von denen mindestens eine, vorzugsweise stirnseitig im Leuchtmittel angeordnete, Platine zumindest wesentliche Teile der Ansteuerelektronik trägt. Dies erlaubt die Verwendung derselben Ansteuerelektronik in unterschiedlichen Leuchtmitteln bei gleichzeitig verringertem Platzbedarf, verbesserter Zuverlässigkeit und einfacherer sowie kostengünstigerer Montage.
Es kann vorgesehen sein, dass das Leuchtmittel die erste Platine mit mehreren Leuchtdioden und mindestens die zweite Platine mit mehreren Leuchtdioden aufweist, vorzugsweise wobei zwischen den Platinen eine elektrisch leitende Steckverbindung zur Versorgung der Leuchtdioden der zweiten Platine durch die Ansteuerelektronik hergestellt ist und/oder wobei die Leuchtdioden der zweiten Platine in Reihe zu den Leuchtdioden der ersten Platine geschaltet sind. Die Leuchtdioden der ersten und zweiten Platine können eine gemeinsame oder mehrere separate Lastschleifen mit einem oder mehreren Konstantstromreglern bilden, vorzugsweise wobei der oder die Konstantstromregler auf der ersten Platine angeordnet sind. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die erste, zweite und/oder weitere Platine jeweils eine Lastschleife mit einem Konstantstromregler und mehreren LEDs aufweisen. Dies kann einer einfachen modularen Skalierbarkeit zuträglich sein. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Lastschleifen der jeweiligen Platinen von der ersten Platine und/oder mit einem gemeinsamen Gleichrichter und/oder über die Steckverbindung versorgt werden. Ferner ist es möglich, dass die zweite oder weitere Platine mindestens ein Bauelement, insbesondere einen Kondensator oder Widerstand, zur Anpassung der Ansteuerelektronik bei Einsatz zusätzlicher Platinen aufweist, das bevorzugt über die Steckverbindung mit der ersten Platine bzw. mit der Ansteuerelektronik verbindbar ist.
Ein Kabel bzw. eine Kabelverbindung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein vorzugsweise flexibler, biegsamer und/oder insbesondere radial und/oder zumindest teilweise mit einer Isolierung umgebener elektrischer Leiter, der insbesondere zumindest teilweise frei im Raum verlegbar ist. Beispielsweise kann ein Kabel im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Litze, ein Klingeldraht oder dergleichen sein oder aufweisen. Insbesondere stellt ein starrer und/oder zumindest teilweise bzw. im Wesentlichen nicht-isolierter, elektrisch leitender Anschlussstift kein Kabel im Sinne der vorliegenden Erfindung dar.
Ein Leuchtmittel im Sinne der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise ein Mittel zur Emission elektromagnetischer Wellen im optisch sichtbaren Bereich, das insbesondere zur Beleuchtung von Räumen, Böden, Wänden, Decken, Objekten, Außenbereichen oder dergleichen geeignet ist. Das Leuchtmittel ist also bevorzugt dazu geeignet, eine ausreichende Lichtmenge zur Beleuchtung bereitzustellen, durch Beleuchtung eines Gegenstands dessen Sichtbarkeit zu verbessern bzw. eine ausreichende Lichtmenge abzugeben, beispielsweise einen Lichtstrom von mehr als 10 Lumen, vorzugsweise mehr als 100 Lumen, insbesondere mehr als 300 Lumen, damit diese Lichtmenge auch nach Reflexion durch ein Objekt von einem menschlichen Auge wahrgenommen werden kann. Ein Leuchtmittel ist daher insbesondere keine reine Status-LED oder dergleichen, die zwar auch leuchten kann, bei der jedoch primär bzw. ausschließlich die unmittelbare Lichtemission als Anzeige verwendet wird.
Eine Platine im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine vorzugsweise plattenförmige Anordnung mit einem isolierenden und einem leitenden Material, vorzugsweise wobei das isolierende Material bzw. Dielelektrikum einen Träger für zumindest eine Leitung aus dem leitenden Material bildet. Vorzugsweise kann es sich bei der Platine um eine solche für gedruckte Schaltungen, ein so genanntes ”Printed Circuit Board” oder PCB handeln, insbesondere auf Epoxid-Basis (isolierendes Material) und/oder mit Kupferkaschierung (leitendes Material).
Eine Leuchtdiode im Sinne der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise ein Halbleiterbauelement, das zur Emission elektromagnetischer Wellen ausgebildet ist, vorzugsweise im vom menschlichen Auge detektierbaren bzw. sichtbaren Bereich. Sie weist vorzugsweise einen Halbleiterübergang auf, der in Flussrichtung der Diode mit Strom durchflossen eine Lichtemission bewirkt.
Weitere Aspekte, Einzelheiten, Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des vorschlagsgemäßen Leuchtmittels. Es zeigt:
1 ein Leuchtmittel gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 einen ausschnittsweisen Längsschnitt des vorschlagsgemäßen Leuchtmittels gemäß 1;
3 einen Querschnitt des vorschlagsgemäßen Leuchtmittels gemäß der Schnittlinie III-III aus 2;
4 ein vorschlagsgemäßes Starterersatzmittel; und
5 ein Schaltbild eines vorschlagsgemäßen Leuchtmittels.
In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Teile dieselben Bezugszeichen verwendet, wobei entsprechende oder vergleichbare Eigenschaften und Vorteile erreicht werden können, auch wenn von einer wiederholten Beschreibung abgesehen worden ist.
1 zeigt ein vorschlagsgemäßes Leuchtmittel 1, das als LED-Röhre ausgebildet ist. Es weist mindestens eine erste Platine 2 auf. Von der ersten Platine 2 werden mehrere Leuchtdioden 3 getragen.
2 zeigt einen ausschnittsweisen Längsschnitt des vorschlagsgemäßen Leuchtmittels 1 aus 1. Die erste Platine 2 weist vorzugsweise auf ihrer Rückseite bzw. auf der den Leuchtdioden 3 abgewandten Seite eine Ansteuerelektronik 4 auf und/oder trägt zumindest wesentliche Teile der Ansteuerelektronik 4.
Es ist jedoch auch möglich, dass die Leuchtdioden 3 und die Ansteuerelektronik 4 zumindest teilweise auf derselben Seite der Platine 2 angeordnet sind. Eine Platzierung der Ansteuerelektronik 4 auf der den Leuchtdioden 3 abgewandten Seite der Platine 2 ist jedoch bevorzugt, da hierdurch einerseits seitliche Abschattungen der Leuchtdioden 3 durch Bauelemente vermieden werden können und andererseits der ästhetische Eindruck nicht durch oberflächlich sichtbare elektronische Bauelemente beeinträchtigt wird.
Das vorschlagsgemäße Leuchtmittel 1 weist ferner ein Anschlussmittel 5 auf, im Darstellungsbeispiel gebildet durch zwei oder mehr Anschlussstifte 6. Die Stirnseiten des Leuchtmittels 1 sind mit Endkappen 7 verschlossen, die vorzugsweise mindestens eine Durchbrechung für die Anschlussstifte 6 aufweisen. Es ist ausreichend, wenn Anschlussstifte 6 lediglich an einer der Stirnseiten des Leuchtmittels 1 vorgesehen und/oder angeschlossen sind. Für die Kompatibilität des Leuchtmittels 1 ist jedoch ein symmetrischer Aufbau bevorzugt, bei dem Anschlussmittel 5 auf beiden Stirnseiten vorgesehen sind, welche aber nicht beide auch angeschlossen werden müssen.
Das Leuchtmittel 1 weist in einem auch unabhängig realisierbaren Aspekt zusätzlich zu der ersten Platine 2 mindestens eine zweite Platine 8 mit mehreren Leuchtdioden 9 auf.
Die erste Platine 2 und die zweite Platine 8 sind durch eine Steckverbindung 10 elektrisch leitend miteinander verbunden. Vorzugsweise wird über die Steckverbindung 10 eine Versorgung der Leuchtdioden 9 der zweiten Platine 8 durch die Ansteuerelektronik 4 ermöglicht bzw. realisiert.
Die Platinen 2, 8 sind vorzugsweise flach und/oder länglich ausgebildet und/oder zum Einsatz, insbesondere Einschub, in ein röhrenförmiges Gehäuse 11 des vorschlagsgemäßen Leuchtmittels 1 geeignet. Die erste Platine 2 und die zweite Platine 8 können durch die Steckverbindung 10 vorzugsweise stirnseitig miteinander verbunden werden, insbesondere elektrisch leitend und/oder mechanisch, beispielsweise klemmend, rastend o. dgl.
Die Platinen 2, 8 und/oder die Steckverbindung 10 können derart ausgebildet sein, dass die Platinen 2, 8 zumindest im Wesentlichen in einer Ebene und/oder auf einer Geraden liegen. Dies erlaubt insbesondere einen Einsatz der mittels der Steckverbindung 10 verbundenen Platinen 2, 8 in das röhrenförmige Gehäuse 11, insbesondere in eine in dem Gehäuse 11 gebildete Längsnut, Schiene o. dgl. Besonders bevorzugt bilden die Längsflanken der Platinen 2, 8 Fluchten zum Einschub und zur Halterung der Platinen 2, 8 in dem Gehäuse 11.
Die flachen, länglichen Platinen 2, 8 weisen vorzugsweise eine Längserstreckung auf, die die Quererstreckung übersteigt, vorzugsweise mehr als Faktor drei oder fünf, insbesondere mehr als Faktor acht. Weiter weisen die Platinen 2, 8 vorzugsweise eine Stärke des Platinenmaterials auf, die die Quererstreckung übersteigt, vorzugsweise um mehr als Faktor fünf, insbesondere mehr als Faktor zehn. Platinen 2, 8 dieser Form sind besonders geeignet, ein kompaktes, längliches Leuchtmittel 1 zu ermöglichen.
Es ist ferner bevorzugt, dass die erste Platine 2, die zweite Platine 8 und/oder die weitere Platine zumindest im Wesentlichen einheitliche Abmessungen aufweisen. Alternativ oder zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn die erste Platine 2, die zweite Platine 8 und/oder die weitere Platine Abmessungen aufweisen, die zwischen 90% und 100% des Ergebnisses einer Division von 1,80 m mit einem ganzzahligen Divisor, vorzugsweise kleiner oder gleich 20, insbesondere 2, 3, 4, 6 und/oder 9, beträgt.
Beispielsweise kann die Haupterstreckung mindestens einer der Platinen 2, 8 größer als 8 cm, vorzugsweise großer als 13 cm, insbesondere größer als 27 cm und/oder höchstens 60 cm, vorzugsweise höchstens 30 cm, insbesondere zwischen 12 und 15 cm, zwischen 27 cm und 30 cm und/oder zwischen 54 cm und 60 cm betragen. Hierdurch wird ein modularer Aufbau und eine flexible Skalierung der Länge des vorschlagsgemäßen Leuchtmittels 1 begünstigt. Besonders bevorzugt sind Haupterstreckungen der Platinen 2, 8 von etwa 9 cm bis 10 cm, 14 cm bis 15 cm, 19 cm bis 20 cm und/oder 29 cm bis 30 cm, da mit diesen Längen eine modulare Realisierung typischer bzw. genormter Leuchtmittellängen besonders effektiv erreicht werden kann.
Die Steckverbindung 10 kann mindestens zwei voneinander isolierte leitende Verbindungen, insbesondere mit Steckern, Buchsen, Klammern und/oder Klemmen, aufweisen. Dies ermöglicht die Versorgung der Leuchtdioden 9 auf der zweiten Platine 8 mittels eines Stromkreises bzw. durch die Ansteuerelektronik 4.
Die Steckverbindung 10 kann mehrteilig ausgebildet sein, insbesondere mit mindestens einem Stecker und einer Buchse. Besonders bevorzugt ermöglicht die Steckverbindung 10 sowohl eine elektrische Verbindung der Platinen 2, 8 miteinander als auch eine mechanische Halterung der Platinen 2, 8 aneinander. Die Steckverbindung 10 kann zwischen den Platinen 2, 8 und/oder auf der den Leuchtdioden 3, 9 zugewandten Seite (Oberseite) der Platinen 2, 8 angeordnet sein. Bevorzugt ist jedoch eine Anordnung der Steckverbindung 10 auf der den Leuchtdioden 3, 9 abgewandten Seite der Platinen 2, 8 (Unterseite). Hierdurch können seitliche Abschattungen der Leuchtdioden 3, 9 durch die Steckverbindung 10 vermieden werden. Die Steckverbindung 10 kann zumindest auf der gleichen Seite der jeweiligen Platine 2, 8 in Bezug auf die Leuchtdioden 3, 9 angeordnet sein.
Alternativ oder zusätzlich kann die Steckverbindung 10 auch auf der den Leuchtdioden 3, 9 zugewandten Seite der Platinen 2, 8 oder auch stirnseitig an den Platinen 3, 9 angeordnet sein. Dies ermöglicht beispielsweise, dass die zweite Platine 8 oder eine weitere Platine lediglich einseitig bzw. einlagig mit leitenden Strukturen ausgebildet sein braucht. Zumindest die erste Platine 2 ist jedoch vorzugsweise doppelseitig oder mehrlagig mit elektrisch leitenden Strukturen versehen, die vorzugsweise zumindest teilweise einerseits das Anschlussmittel 5 mit der Ansteuerelektronik 4 elektrisch leitend verbinden, andererseits die Zuleitungen von der Ansteuerelektronik 4 zu den Leuchtdioden 3, 9 bilden. Ferner können Durchkontaktierungen 12 zwischen den Leuchtdioden 3, 9 zugewandten und abgewandten Seiten zumindest einer der Platinen 2, 8 vorgesehen sein. Dies erlaubt eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Ober- und Unterseite der Platinen 2, 8 bzw. zwischen der Ansteuerelektronik 4 und den Leuchtdioden 3, 9 zur Stromversorgung.
Die Verwendung von beidseitig zumindest teilweise mit Metall, insbesondere Kupfer, belegten Platinen 2, 8 ist auch deshalb bevorzugt, da hierdurch eine verbesserte Wärmeverteilung und -ableitung erreicht werden kann. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung sind alle Platinen 2, 8 zumindest teilweise, insbesondere jeweils zu mindestens 40%, vorzugsweise 50%, insbesondere 60%, beidseitig mit Metall belegt, insbesondere mit Kupfer oder Kupferlegierungen. Ferner ist bevorzugt, dass die Metallisierungen bzw. leitenden Strukturen zumindest im Wesentlichen mit einer isolierenden Schutzschicht abgedeckt sind. Hierdurch kann die Kurzschlussfestigkeit verbessert und Korrosion vorgebeugt werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass die Steckverbindung 10 mehr als zwei elektrische Kontakte zwischen den Platinen 2, 8 herstellt. Insbesondere auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, Teile der Ansteuerelektronik 4 von der ersten Platine 2 auf die zweite Platine 8 auszulagern bzw. die Ansteuerelektronik 4 oder Teile hiervon insbesondere entsprechend der Gesamtzahl von Leuchtdioden 3, 9 zu skalieren. Es ist also möglich, dass durch Anstecken der zweiten Platine 8 und/oder weiteren Platine an die erste Platine 2 die Ansteuerelektronik 4 automatisch angepasst bzw. skaliert wird.
Die Ansteuerelektronik 4 ist vorzugsweise zum Betrieb bei Netzspannung ausgebildet. Netzspannung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Spannung, die beispielsweise zwischen 80 und 800 V, insbesondere bei 230 V, 380 V oder 110 V Wechselstrom liegen kann und/oder über die Hausinstallation o. dgl. zur Verfügung steht. Es ist also bevorzugt, dass die Ansteuerelektronik 4 einen Betrieb des Leuchtmittels 1 am öffentlichen Stromnetz erlaubt. Insbesondere ermöglicht die Ansteuerelektronik 4 einen Betrieb des Leuchtmittels 1 unmittelbar in standardisierten Leuchtmittelfassungen für den Netzbetrieb. Das Leuchtmittel 1 aus 1 kann beispielsweise in eine Leuchtstofflampenfassung eingesetzt und in dieser betrieben werden. Alternative Leuchtmittelformen und/oder eine Kompatibilität zu anderen Fassungstypen ist alternativ oder zusätzlich möglich.
Zum Betrieb der Leuchtdioden 3, 9 mit Netzspannung kann die Ansteuerelektronik 4 dazu ausgebildet sein, einen bestimmten Strom bereitzustellen, der vorzugsweise mit den Spezifikationen der Leuchtdioden 3, 9 vereinbar ist. Ein solcher Strom kann beispielsweise zwischen 1 mA und 200 mA, insbesondere zwischen 20 und 120 mA pro Leuchtdiode 3, 9 oder Reihenschaltung dieser liegen. Insbesondere kann die Ansteuerelektronik 4 dazu ausgebildet sein, eine Spannung zum Betrieb der Leuchtdioden 3, 9 derart zu beeinflussen, dass die Leuchtdioden 3, 9 mit einem zumindest im Wesentlichen konstanten Strom versorgt werden. Hierzu kann die Ansteuerelektronik 4 eine Steuer- oder Regelung aufweisen, insbesondere einen Konstantstromregler ”CCR”. Bauelemente, Steckverbinder 10 und/oder Leuchtdioden 3, 9 in SMD-Form sind aufgrund der einfacheren und kostengünstigeren Produktion bevorzugt.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Leuchtdioden 3, 9 durch die Ansteuerelektronik 4 derart unabhängig voneinander angesteuert, dass bei Ausfall einer der Leuchtdioden 3, 9 die Funktion weiterer Leuchtdioden 3, 9 oder Gruppen der Leuchtdioden 3, 9 nicht beeinträchtigt ist. Beispielsweise können Leuchtdioden 3, 9 oder Gruppen von Leuchtdioden 3, 9 parallel zueinander durch die Ansteuerelektronik 4 versorgt werden. In diesem Fall blockiert ein Ausfall einer Leuchtdiode 3, 9 bzw. einer Gruppe von Leuchtdioden 3, 9 die hierzu parallel angesteuerten Leuchtdioden 3, 9 nicht.
Das Anschlussmittel 5, insbesondere mindestens ein Anschlussstift 6, kann an der ersten Platine 2 befestigt und/oder mit der Platine 2 vorzugsweise elektrisch leitend verbunden sein. Dies ermöglicht eine stabile Halterung des Anschlussmittels 5 durch die erste Platine 2, wodurch eine feste Halterung des Anschlussmittels 5 an der Endkappe 7 und/oder eine fehleranfällige Kabelverbindung zwischen einer der Platinen 2, 8 und dem Anschlussmittel 5 vermieden werden kann. Es ist bevorzugt, dass das Leuchtmittel 1 kabelfrei aufgebaut ist, da hierdurch die Haltbarkeit und Zuverlässigkeit des Leuchtmittels 1 verbessert werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der auch unabhängig realisiert werden kann, ist die Ansteuerelektronik 4 bzw. das Leuchtmittel 1 transformatorfrei. Transformatoren werden zur Wandlung von Netzspannung in niedrigere, einfacher handhabbare Spannungen verwendet. Die Verwendung von Transformatoren hat jedoch den Nachteil, dass durch die begrenzte magnetische Verkopplung der Transformatorwicklungen und durch Kernverluste verhältnismäßig große Verlustleistungen durch die Transformation auftreten, was sowohl den Wirkungsgrad des Leuchtmittels 1 reduziert als auch zu einer verhältnismäßig starken Erwärmung des Leuchtmittels 1 führt. Die zusätzliche Erwärmung bedingt Aufwand und Einrichtungen wie Kühlkörper zur Abfuhr der Wärme und schränkt ferner die Auswahl möglicher Materialien ein. Die vorliegende Erfindung geht einen anderen Weg und verzichtet vorzugsweise auf Transformatoren. Stattdessen wird insbesondere gleichgerichtete Netzspannung unmittelbar oder über einen bevorzugt kapazitiven bzw. imaginären Vorwiderstand zur Versorgung eines Konstantstromreglers oder DC-DC-Wandlers eingesetzt, um die Leuchtdioden 3, 9 zu versorgen. Hierdurch kann die Effizienz des Leuchtmittels 1 verbessert werden, insbesondere da durch Wegfall der Transformatorverluste mit gleicher Stromaufnahme eine bessere Lichtausbeute oder bei gleicher Lichtausbeute eine geringere Stromaufnahme realisiert werden kann.
Ferner ist bevorzugt, dass die Ansteuerelektronik 4 zumindest ausgangsseitig ausschließlich mit nicht-elektrolytischen Kondensatoren aufgebaut ist. Elektrolytische Kondensatoren bieten den Vorteil einer sehr hohen Kapazitätsdichte und geringeren Herstellungskosten in Bezug auf die Kapazität. Deshalb ist es üblich, elektrolytische Kondensatoren insbesondere zur Stabilisierung der Versorgungsspannung für die Leuchtdioden 3, 9 zu verwenden. Nicht-elektrolytische Kondensatoren, insbesondere Keramikschichtkondensatoren, Folienschichtkondensatoren oder dergleichen, sind bezogen auf die Kapazität teurer in der Herstellung und wurden daher bisher vermieden, insbesondere wenn zur Stabilisierung der Versorgungsspannung für Leuchtdioden 3, 9 große Kapazitätswerte erreicht werden sollten. Es wurde nämlich davon ausgegangen, dass nur mit einem in Bezug auf die Kapazität kostengünstigen Kondensator auch ein kostengünstiges Leuchtmittel 1 erzielt werden kann. Dieses Vorurteil überwindet die vorliegende Erfindung und setzt bevorzugt zumindest ausgangsseitig in der Ansteuerelektronik 4 ausschließlich nicht-elektrolytische Kondensatoren, im Darstellungsbeispiel bevorzugt Keramikschichtkondensatoren oder Folienschichtkondensatoren, ein.
Es hat sich nämlich in überraschender Weise gezeigt, dass nicht-elektrolytische Kondensatoren neben besseren Hochfrequenzeigenschaften, die vorliegend weniger relevant sind, auch bei niedrigeren Frequenzen wesentlich verlustärmer sind als elektrolytische Kondensatoren. Durch Einsatz nicht-elektrolytischer Kondensatoren lässt sich die Wärmeentwicklung durch die Ansteuerelektronik 4 reduzieren, was einen signifikant reduzierten Material- und Produktionseinsatz für die Kühlung des vorschlagsgemäßen Leuchtmittels 1 ermöglicht. Ferner ermöglicht die reduzierte Wärmeentwicklung in dem Leuchtmittel 1 die Verwendung von Materialien, die in Bezug auf die Umgebungstemperatur empfindlicher, dafür jedoch günstiger, besser zu verarbeiten oder auf sonstige Weise der Funktion oder der Herstellungskosten des Leuchtmittels 1 zuträglich sind. Zudem führen nicht-elektrolytische Kondensatoren zu dem Vorteil, dass kein Elektrolyt vorliegt, das austrocknen und hierdurch zu einem Defekt des Leuchtmittels 1 führen kann, was eine häufige Fehlerquelle darstellt. Die Verwendung ausschließlich nicht-elektrolytischer Kondensatoren in dem Leuchtmittel 1, für das Leuchtmittel 1 und/oder in der Ansteuerelektronik 4, insbesondere ausgangsseitig, ermöglicht also eine verbesserte Haltbarkeit des Leuchtmittels 1.
3 zeigt einen Querschnitt des Leuchtmittels 1 gemäß der Schnittlinie III-III aus 2. Ein auch unabhängig realisierbarer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine zumindest im Wesentlichen transparente bzw. lichtdurchlässige Abdeckung 13 des Gehäuses 11, die gemäß einem weiteren auch unabhängig realisierbaren Aspekt der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt Polymethylmethacrylat – PMMA – aufweist oder aus PMMA besteht. Das Gehäuse 11 kann also PMMA aufweisen oder zumindest im Wesentlichen aus PMMA bestehen.
Eine PMMA-Abdeckung 13 zeichnet sich durch eine herausragende Transmissionseigenschaft für sichtbares Licht aus, weist eine hohe UV-Beständigkeit und gute Stoßeigenschaften auf und vergilbt im Gegensatz zu üblichen Abdeckungen aus Polycarbonat nicht. Bisher wird Polycarbonat wegen seiner höheren Temperaturbeständigkeit eingesetzt, hat jedoch schlechtere Transmissionseigenschaften und vergilbt bereits nach kurzer Zeit. Mit einer PMMA-Abdeckung lässt sich folglich ein stoßfestes Leuchtmittel 1 mit verbesserter UV-beständigkeit realisieren, dessen Leuchtkraft und Effizienz aufgrund verbesserter Transmissionseigenschaften der Abdeckung verbessert ist und dessen Funktion zudem nicht aufgrund von Vergilbungseffekten mit der Zeit degradiert wird. Durch Einsatz der Abdeckung aus PMMA kann also die Effizienz des Leuchtmittels 1 dadurch verbessert werden, dass durch die herausragenden Transmissionseigenschaften der Abdeckung 13 abgestrahlte Lichtleistung vergrößert werden kann.
Eine Voraussetzung ist jedoch, dass die Temperatur des Leuchtmittels 1 gering genug gehalten werden kann, dass ein Einsatz von PMMA möglich ist. Eine aktive Kühlung und/oder eine vergrößerte Kühloberfläche des Gehäuses sind zwar möglich, bedeuten jedoch einen hohen zusätzlichen Material- und Arbeitsaufwand. Die vorliegende Erfindung bevorzugt stattdessen oder zusätzlich eine transformatorfreie und/oder zumindest ausgangsseitig ausschließlich mit nicht-elektrolytischen Kondensatoren aufgebaute Ansteuerelektronik 4, insbesondere wie eingangs beschrieben. Hierdurch kann die Wärmeentwicklung in dem Leuchtmittel 1 so weit reduziert werden, dass keine zusätzlichen Kühloberflächen benötigt werden. Eine Kombination der Abdeckung aus PMMA mit der Ansteuerelektronik 4, die transformatorfrei ist und/oder zumindest ausgangsseitig ausschließlich mit nicht-elektrolytischen Kondensatoren aufgebaut ist, ist also besonders vorteilhaft, da hierdurch ein sowohl besonders sparsames als auch besonders helles Leuchtmittel 1 ermöglicht wird.
Eine zweite Abdeckung 14 kann mit der lichtdurchlässigen Abdeckung 13 verbunden sein, insbesondere klemmend und/oder rastend bzw. formschlüssig und/oder kraftschlüssig. Die zweite Abdeckung 14 ist bevorzugt aus einem wärmeableitenden Material, insbesondere Aluminium, Stahl oder dergleichen, kann aber auch PMMA und/oder Polycarbonat (PC) aufweisen oder hieraus bestehen. Die zweite Abdeckung 14 kann ein Mittel, insbesondere eine Schiene, Aufnahme oder Nut 15, zur Aufnahme, zum Einschub und/oder zur Halterung der Platinen 2, 8 aufweisen. Alternativ oder zusätzlich können die Platinen 2, 8 auch durch oder mit der lichtdurchlässigen Abdeckung 13 gehalten werden. Ferner kann die zweite Abdeckung 14 Riefen, Wülste oder Kühlrippen aufweisen, insbesondere außenseitig und/oder längs zum Gehäuse 11, um die Wärmeableitung in die Umgebung zur Kühlung des Leuchtmittels 1 zu fördern.
Gemäß einem weiteren, auch unabhängig realisierbaren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Gehäuse 11, die transparente bzw. lichtdurchlässige Abdeckung 13, die zweite Abdeckung 14 und/oder die Abschlusskappen 7 aus Kunststoff, insbesondere PMMA und/oder Polycarbonat bestehen oder PMMA bzw. Polycarbonat aufweisen. Ferner ist es möglich, dass das Gehäuse 11, die Abdeckung 13, die zweite Abdeckung 14 und/oder mindestens eine der Abschlusskappen 7 einstückig ausgebildet sind. Insbesondere können die Abdeckung 13 und die zweite Abdeckung 14 einteilig und/oder aus dem gleichen Material gebildet sein, insbesondere als Abschnitt eines PMMA-Rohrs. Das gesamte Gehäuse 11 und/oder die Abschlusskappen 7 können aus Kunststoff bestehen. Dies erlaubt ein besonders robustes Leuchtmittel 1, dass auch in mehrere Richtungen gleichzeitig Licht emittieren oder dicht gegenüber Wasser oder sonstigen Chemikalien sein kann.
Der Einsatz von PMMA für das vorzugsweise gesamte Gehäuse 11 ist besonders bevorzugt, da mit PMMA ein Leuchtmittel 1 ermöglicht wird, das zumindest im Wesentlichen nicht vergilbt und/oder UV beständig ist. Es kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse 11 bzw. die zweite Abdeckung 14 metallfrei und/oder kühlrippenfrei ist. Insbesondere kann das Gehäuse 11 zumindest im Wesentlichen riefenfrei, furchenfrei und/oder glatt ausgebildet sein. Hierbei kann vorgesehen sein, dass ein Radius des Gehäuses 11, der durchsichtigen bzw. lichtdurchlässigen Abdeckung 13 und/oder der zweiten Abdeckung 14 eine äußere Oberfläche aufweist, die in Bezug auf einen Radius im Querschnitt eine Varianz bzw. Abweichung von einem mittleren Radius geringer als 10%, vorzugsweise geringer als 2%, insbesondere geringer 1% aufweist, und/oder weniger als 1 mm, vorzugsweise weniger als 0,7 mm, insbesondere weniger als 0,5 mm.
Das Leuchtmittel 1 bzw. das Gehäuse 11 kann die Form einer lang gestreckten Röhre haben, insbesondere mit einer Länge größer als 25 cm, geringer als 200 cm, im Wesentlichen 30 cm, 45 cm, 60 cm, 90 cm, 120 cm, 150 cm oder 180 cm und/oder mit im Wesentlichen rundem Querschnitt, vorzugsweise größer als 7 mm, insbesondere größer als 15 mm und/oder geringer als 40 mm, vorzugsweise geringer als 30 mm, insbesondere zumindest im Wesentlichen zwischen 16 und 28 mm.
Ferner kann vorgesehen sein, dass unterschiedliche Platinen 2, 8 des Leuchtmittels 1 die Ansteuerelektronik 4 oder wesentliche Teile hiervon und das Anschlussmittel 5 tragen. Bevorzugt ist jedoch die Platzierung der Ansteuerelektronik 4 auf der ersten Platine 2 des Leuchtmittels gemeinsam mit dem Anschlussmittel 5. Zudem ist bevorzugt, dass die erste Platine 2 in dem Gehäuse 11 stirnseitig angeordnet ist, was einen Netzanschluss vereinfacht. Es sind aber auch andere Lösungen denkbar, insbesondere wobei die Netzspannung mittels der Steckverbindung 10 oder dergleichen auf eine weitere Platine 2, 8 übertragen wird.
Die Ansteuerelektronik 4 ist bevorzugt nur auf einer Seite, insbesondere auf derselben Seite wie das Anschlussmittel 5, der ersten Platine 2 angeordnet. Hierdurch können Netzspannungsbereiche von Verbraucherbereichen, insbesonere der Platinenmetallisierungen, getrennt auf unterschiedlichen Seiten der Platinen 2, 8 angeordnet werden, was vorteilhaft für die Betriebssicherheit ist.
Ein weiterer, auch unabhängig realisierbarer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Kit mit dem vorschlagsgemäßen Leuchtmittel 1 und mit einem Starterersatzmittel 16, insbesondere wie in 4 dargestellt. Das Starterersatzmittel 16 ist vorzugsweise dazu ausgebildet, das Leuchtmittel 1 bzw. die Ansteuerelektronik 4 des Leuchtmittels 1 mit Netzspannung zu versorgen, also mit dem Stromnetz zu verbinden. Das Leuchtmittel 1 und das Starterersatzmittel 16 sind vorzugsweise zum Einsatz in einer Leuchtstofflampenfassung ausgebildet. Bei dem Starterersatzmittel 16 kann es sich insbesondere um eine Kurzschlussbrücke oder dergleichen handeln. Das Starterersatzmittel 16 kann einen Anschluss 17 aufweisen, der zu der Starteraufnahme einer Leuchtstofflampenfassung oder einem sonstigen Sockel für einen Starter kompatibel ist. Das Starterersatzmittel 16 wird also bevorzugt zum Ersatz eines Starters und/oder das Leuchtmittel 1 als Ersatz für eine Leuchtstofflampe verwendet. Entsprechend sind die Bauformen und Anschlüsse von Leuchtmittel 1 und Starterersatzmittel 16 vorzugsweise kompatibel zu den Schnittstellen einer Leuchtstofflampenfassung.
5 zeigt ein Schaltbild eines vorschlagsgemäßen Leuchtmittels 1. Das Anschlussmittel 5 ist vorgesehen, um die Ansteuerelektronik 4 mit Netzspannung zu versorgen, was in 5 durch den Pfeil U angedeutet ist. Ein Gleichrichter 18 ist im Darstellungsbeispiel kapazitiv mit dem Anschlussmittel 5 gekoppelt. Insbesondere ist mindestens ein Kondensator 19 vorgesehen, über den das Anschlussmittel 5 mit dem Gleichrichter 18 elektrisch leitend verbunden ist. Der Kondensator 19 kann auch durch mehrere Kondensatoren gebildet sein, insbesondere durch eine Kondensatorbank mit mehreren Kondensatoren in Reihenschaltung und/oder Parallelschaltung. Es kann also beispielsweise vorgesehen sein, dass der Kondensator 19 durch eine Parallelschaltung mehrerer Reihenschaltungen einzelner Kondensatoren gebildet ist.
Der Kondensator 19 kann derart ausgebildet sein, dass er betriebsmäßig einen Spannungsabfall erzeugt, so dass die Netzspannung den Gleichrichter 18 mit einer reduzierten Amplitude erreicht. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Kondensator 19 bzw. die Ansteuerelektronik 4 derart ausgebildet ist, dass die Amplitude der Spannung am Eingang 18A des Gleichrichters 18 weniger als 80%, vorzugsweise weniger als 70%, insbesondere weniger als 50% und/oder mehr als 5%, vorzugsweise mehr als 10%, insbesondere mehr als 20% der Netzspannungsamplitude entspricht. Die Kapazität des Kondensators 19 kann mehr als 1 μF, vorzugsweise mehr als 2 μF, insbesondere mehr als 3 μF und/oder weniger als 100 μF, vorzugsweise weniger als 50 μF, insbesondere weniger als 20 μF betragen.
Der Gleichrichter 18 kann eine oder mehrere Dioden und/oder Transistoren aufweisen. Insbesondere ist der Gleichrichter 18 als Brückengleichrichter aufgebaut oder weist einen solchen auf. Hierdurch kann eine hohe Effizienz des Gleichrichters 18 und eine entsprechend geringere Verlustleistung erreicht werden. Der Gleichrichter 18 ist vorzugsweise dazu ausgebildet, aus einer Wechselspannung an seinem Eingang 18A eine Gleichspannung oder gleichgerichtete Spannung an seinem Ausgang 18B zu erzeugen. Die durch den Kondensator 19 vorzugsweise in ihrer Amplitude reduzierte Netzspannung kann also dem Gleichrichter 18 zugeführt werden, der hieraus eine korrespondierende Gleichspannung erzeugen kann. Diese Gleichspannung kann dann dazu verwendet werden, die Leuchtdioden 3, 9 zu betreiben.
Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in dem Schaltplan aus 5 lediglich eine Leuchtdiode 3, 9 dargestellt, auch wenn es sich hierbei um eine Reihenschaltung, Parallelschaltung oder Kombination aus Reihen- und Parallelschaltung von mehreren Leuchtdioden 3, 9 handeln kann. Wie im Darstellungsbeispiel aus 5 kann aber auch nur eine Leuchtdiode 3, 9 vorgesehen sein. Besonders bevorzugt ist jedoch zumindest eine Reihenschaltung mehrerer Leuchtdioden 3, 9 die sich über mehrere Platinen, insbesondere zumindest über die erste Platine 2 und die zweite Platine 8 erstrecken kann. Es ist also bevorzugt, im Darstellungsbeispiel aus 5 das Diodensymbol bzw. die Leuchtdiode 3, 9 durch eine Reihenschaltung mehrerer Leuchtdioden 3, 9 zu ersetzen, was aufgrund der besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist. Ferner ist es möglich, dass Leuchtdioden 3, 9 parallel zueinander angeordnet sind, insbesondere wobei mehrere Reihenschaltungen von Leuchtdioden 3, 9 parallel zueinander angeordnet sein können.
Die Leuchtdioden 3, 9 bilden vorzugsweise eine Reihenschaltung mit einem Konstantstromregler 20, wobei diese Reihenschaltung auch Lastschleife genannt wird. Der Konstantstromregler 20, auch ”Constant Current Regulator” oder CCR genannt, ist vorzugsweise dazu ausgebildet, einen Strom konstant zu halten bzw. Stromschwankungen auszugleichen und/oder einen Strom zu begrenzen. Der Konstantstromregler 20 im Darstellungsbeispiel ist dazu ausgebildet, einen vorzugsweise voreingestellten bzw. vordefinierten Strom 21 insbesondere dadurch konstant zu halten, dass durch Regelung einer Impedanz ein Spannungsabfall durch den Konstantstromregler 20 verändert bzw. geregelt werden kann. Diese Impedanz kann mit steigendem Strom vergrößert und/oder mit sinkendem Strom verringert werden, wodurch einer Stromänderung entgegengewirkt werden kann. Es sind alternativ oder zusätzlich jedoch auch andere Regelmechanismen möglich, um mit dem Konstantstromregler 20 den Strom 21 zu stabilisieren, zu regeln bzw. konstant zu halten.
Der Strom 21 durch die Lastschleife und/oder die Leuchtdioden 3, 9 wird also vorzugsweise durch den Konstantstromregler 20 bestimmt, insbesondere geregelt. Hierzu kann ein optionaler Abgriff am Ausgang 20B des Konstantstromreglers 20 vorgesehen sein, der mit einem Steuereingang 20C des Konstantstromreglers 20 verbunden sein kann, insbesondere über einen Vorwiderstand 22. Der durch den Konstantstromregler 20 geregelte Strom 21 wird vorzugsweise zum Betrieb der Leuchtdioden 3 verwendet. Hierzu kann der Konstantstromregler 20 mit seinem Ausgang 20B leitend mit den Leuchtdioden 3, 9 verbunden sein.
Es kann vorgesehen sein, dass der Ausgang 20B des Konstantstromreglers 20 einen Kondensator 23 aufweist, vorzugsweise wobei mit dem Kondensator 23 der von dem Konstantstromregler 20 abgegebene Strom 21 stabilisiert werden kann. Insbesondere ist der Kondensator 23 dazu ausgebildet, Spannungsänderungen am Ausgang 20B des Konstantstromreglers 20 bzw. an den Leuchtdioden 3, 9 zu kompensieren. Hierzu kann der Kondensator 23 derart ausgebildet und elektrisch angeschlossen sein, dass bei einer Spannungs- bzw. Stromänderung am Ausgang 20B des Konstantstromreglers 20 ein Strom in den oder aus dem Kondensator 23 fließt, wodurch einer Spannungsänderung entgegengewirkt wird. Der Kondensator 23 ist vorzugsweise aus mehreren Kondensatoren gebildet. Es kann vorgesehen sein, dass der Kondensator 23 eine oder mehrere Reihenschaltungen bzw. Parallelschaltungen von Kondensatoren aufweist, insbesondere eine Parallelschaltung mehrerer Reihenschaltungen von Kondensatoren.
Auf der ersten Platine 2 kann für den Kondensator 19 und/oder für den Kondensator 23 eine Anschlussbank mit einer Vielzahl von Anschlussmöglichkeiten für Kondensatoren vorgesehen sein. Dies ermöglicht eine individuelle Belegung und somit Skalierung des Kondensators 19 und/oder des Kondensators 23, ohne dass Änderungen an dem Platinenlayout notwendig wären.
Wie bereits eingangs erläutert, ist es bevorzugt, dass die Ansteuerelektronik 4 zumindest ausgangsseitig elektrolytkondensatorfrei ausgebildet ist. Hierzu ist es bevorzugt, dass der Kondensator 23 bzw. den Kondensator 23 bildende Kondensatoren nicht-elektrolytischen Typs ist bzw. sind. So kann erreicht werden, dass Ausgleichsströme, die den Kondensator 23 laden oder entladen, insbesondere um die Ausgangsspannung bzw. den Ausgangsstrom des Konstantstromreglers 18 zu stabilisieren, nicht oder nur zu einem sehr geringen Teil durch den Innenwiderstand des Kondensators 23 in Wärme umgesetzt werden.
Ein Verlustfaktor im Sinne der vorliegenden Erfindung beschreibt das Verhältnis von Imaginärteil zu Realteil einer Impedanz, insbesondere des Kondensators 19 bzw. 23, vorzugsweise bei Netzfrequenz, insbesondere also bei 50 bzw. 60 Hz. Es ist also bevorzugt, dass zumindest der ausgangsseitige Kondensator 23 und/oder der Kondensator 19, optional aber auch weitere oder alle Kondensatoren der Ansteuerelektronik 4, einen Verlustfaktor geringer als 5%, vorzugsweise geringer als 4%, insbesondere geringer als 3% aufweisen, insbesondere bei Frequenzen größer als 45 Hz und/oder geringer als 65 Hz. Hierdurch kann die Effizienz des Leuchtmittels 1 gesteigert und die Wärmeentwicklung reduziert werden.
Die Lastschleife kann über einen (Vor-)Widerstand 24 mit dem Gleichrichter 18 verbunden sein. Der Widerstand 24 kann also in Reihe zu dem Konstantstromregler 20 und den Leuchtdioden 3, 9 geschaltet sein. Der Widerstand 24 dient vorzugsweise der Kurzschlussfestigkeit, einer Strombegrenzung und/oder der Anpassung der Betriebsspannung für den Konstantstromregler 20. Der Widerstand 24 kann aus mehreren Widerständen zusammengesetzt sein, die ihrerseits eine Reihenschaltung, eine Parallelschaltung und/oder eine Parallelschaltung von Reihenschaltungen bilden können.
Im Darstellungsbeispiel ist der Gleichrichter 18 vorzugsweise als Brückengleichrichter ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann es jedoch auch möglich sein, dass ein einfacher Gleichrichter, beispielsweise lediglich eine Gleichrichterdiode, zur Bildung des Gleichrichters 18 verwendet wird. In diesem Fall kann die Lastschleife, insbesondere über den Widerstand 24, direkt mit dem Anschlussmittel 5 für die Netzspannung verbunden werden. Es kann also ausreichend sein, dass der Konstantstromregler 20 über den Gleichrichter 18 mit gleichgerichteter Netzspannung versorgt wird.
Auch ist es möglich, dass der Kondensator 19 zwischen unterschiedlichen leitenden Verbindungen zwischen dem Anschlussmittel 5 und dem Gleichrichter 18 aufgeteilt ist. Dies gilt insbesondere, wenn der Gleichrichter 18 einen Brückengleichrichter aufweist oder als Brückengleichrichter ausgebildet ist.
Einzelne Aspekte der vorliegenden Erfindung können auch unabhängig voneinander und in beliebiger Kombination realisiert bzw. verwendet werden, wobei zumindest teilweise ähnliche oder sonstige Eigenschaften oder Vorteile wie die beschriebenen erreicht werden können.
Des Weiteren wird darauf hingewiesen, dass alle vorgenannten Bereichsangaben und Werteintervalle sämtliche innerhalb der jeweiligen Bereiche bzw. Intervalle liegenden weiteren Bereiche/Intervalle und auch sämtliche Einzelwerte umfassen, auch wenn diese im Einzelnen nicht angegeben sind. Sämtliche dieser nicht genannten Bereiche/Intervalle und Einzelwerte werden als erfindungswesentlich angesehen.
Insbesondere ist es vorteilhaft, die auf der Unterseite der ersten Platine 2 angeordnete Ansteuerelektronik 4 transformatorfrei und/oder elektrolytkondensatorfrei auszubilden. Dies ermöglicht eine kleine Bauform, wobei die verringerte Verlustleistung trotzdem ausreichend auch über eine entsprechend kleinere Gehäuseoberfläche abgeführt werden kann. Ferner ist es vorteilhaft, die Abdeckung 13 mit PMMA in Kombination mit vorzugsweise ausschließlich doppelseitig metallisierten Platinen 2, 8 zu verwenden, da die hierdurch verbesserte Wärmeabfuhr für die Haltbarkeit, insbesondere des PMMA, zuträglich ist. Entsprechendes gilt für eine Kombination der Ansteuerelektronik 4 mit Elektrolytkondensatoren mit einem oder mehreren der voranstehenden, vorzugsweise zu Reduktion der Verlustleistung geeigneten Aspekte, insbesondere mit einer transformatorfreien Ansteuerelektronik 4 bzw. mit doppelseitiger Metallisierung der Platinen 2, 8. Hierbei kann durch Reduktion der Leuchtmitteltemperatur die Lebensdauer der Elektrolytkondensatoren und des Leuchtmittels 1 verbessert werden. Dies sind jedoch lediglich Beispiele für eine Vielzahl von vorteilhaften Kombinationen unterschiedlicher Aspekte der vorliegenden Erfindung.
Bezugszeichenliste

1: Leuchtmittel
2: erste Platine
3: Leuchtdiode
4: Ansteuerelektronik
5: Anschlussmittel
6: Stift
7: Abschlusskappe
8: zweite Platine
9: Leuchtdioden
10: Steckverbindung
11: Gehäuse
12: Durchkontaktierungen
13: lichtdurchlässige Abdeckung
14: zweite Abdeckung
15: Nut
16: Starterersatzmittel
17: Anschluss
18: Gleichrichter
18A: Gleichrichtereingang
18B: Gleichrichterausgang
19: Kondensator
20: Konstantstromregler
20A: Eingang des Konstantstromreglers
20B: Ausgang des Konstantstromreglers
20C: Steuereingang
21: Strom
22: Vorwiderstand
23: Kondensator
24: Widerstand
U: Pfeil (Netzspannung)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 8072124 B2 [0004]
US 7988492 B2 [0005]

Claims

Leuchtmittel (1), insbesondere LED-Röhre, mit mehreren in Reihe geschalteten Leuchtdioden (3) getragen von einer Platine (2), mit einer Ansteuerelektronik (4) zur Versorgung der Leuchtdioden (3), und mit einem Anschlussmittel (5) zum Anschluss der Ansteuerelektronik (4) an Netzspannung, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerelektronik (4) einen Konstantstromregler (20) aufweist, der mit den in Reihe geschalteten Leuchtdioden (3) eine Reihenschaltung, im Folgenden Lastschleife genannt, bildet; und/oder dass die Ansteuerelektronik (4) transformatorfrei und/oder zumindest ausgangsseitig ausschließlich mit nicht-nass-elektrolytischen Kondensatoren (23) aufgebaut ist.
Leuchtmittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastschleife über einen Gleichrichter (18) mit gleichgerichteter Netzspannung versorgbar ist.
Leuchtmittel gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichrichter (18) zur Versorgung mit Netzspannung kapazitiv mit dem Anschlussmittel (5) gekoppelt ist, vorzugsweise ausschließlich mit einem oder mehreren nicht-nass-elektrolytischen Kondensatoren (19).
Leuchtmittel gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den in Reihe geschalteten Leuchtdioden (3, 9) mindestens ein vorzugsweise nicht-elektrolytischer Kondensator (23) zugeordnet ist, vorzugsweise wobei der Kondensator (23) zu den in Reihe geschalteten Leuchtdioden (3, 9) parallel geschaltet ist.
Leuchtmittel gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerelektronik (4) mehrere Konstantstromregler (20) aufweist, die eingangsseitig und vorzugsweise lastseitig elektrisch leitend verbunden sind.
Leuchtmittel gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Lastschleifen jeweils mit einem Konstantstromregler (20) in Reihenschaltung mit mehreren Leuchtdioden (3, 9) vorgesehen sind.
Leuchtmittel gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastschleife über einen Widerstand (24) mit dem Gleichrichter (18) verbunden ist.
Leuchtmittel gemäß einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (19) zur elektrischen Verbindung des Gleichrichters (18) mit dem Anschlussmittel (5) ausgebildet ist, wobei der Kondensator (19) dazu ausgebildet ist, betriebsmäßig eine an einem Eingang des Gleichrichters (18) anliegende Spannung auf höchstens 80%, vorzugsweise weniger als 70%, insbesondere weniger als 50% und/oder mehr als 10%, vorzugsweise mehr als 20%, insbesondere mehr als 30% einer an dem Anschlussmittel (5) anliegenden Netzspannung zu reduzieren.
Leuchtmittel gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel (1) mindestens eine zweite Platine (8) mit mehreren Leuchtdioden (9) aufweist, vorzugsweise wobei zwischen den Platinen (2, 8) eine elektrisch leitende Steckverbindung (10) zur Versorgung der Leuchtdioden (9) der zweiten Platine durch die Ansteuerelektronik (4) hergestellt ist und/oder wobei die Leuchtdioden (9) der zweiten Platine (8) in Reihe zu den Leuchtdioden (3) der ersten Platine (2) geschaltet sind.
Leuchtmittel gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel (1) frei von Kabeln ist und/oder ein Gehäuse (11) aufweist, wobei das Gehäuse (11) Polymethylmethacrtylat aufweist oder zumindest im Wesentlichen aus Polymethylmethacrylat besteht.