Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Lampenbetriebsgeräte bzw. Systeme sowie Verfahren, mittels denen Leuchtmittel wie beispielsweise Leuchtdioden (LEDs) betrieben werden können. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf Lampenbetriebsgeräte mit denen LED-Leuchtmittel mit unterschiedlichen LEDs, welche unterschiedliche Temperaturcharakteristiken aufweisen, betrieben werden können, derart dass die unterschiedlichen Temperaturcharakteristiken durch Anpassung der Ströme ausgeglichen werden können.The present invention relates generally to lamp operating devices or systems and methods by means of which lighting means such as light emitting diodes (LEDs) can be operated. In particular, the present invention relates to lamp operating devices with which LED lamps with different LEDs, which have different temperature characteristics, can be operated so that the different temperature characteristics can be compensated by adjusting the currents.
„LED” schliesst dabei stets auch „OLED” ein."LED" always includes "OLED".
Der Betrieb von Leuchtmitteln, insbesondere LEDs, wird üblicherweise von einem Betriebsgerät bzw. von einer Steuereinheit übernommen. Eine solche Steuereinheit überwacht unterschiedliche elektrische Parameter, die wiederum als Istwerte bzw. Regelgrößen das Verhalten eines Regelkreises beeinflussen. Bekannt ist z. B. das Überwachen der LED-Spannung oder des Stroms durch eine LED, um Versorgung der LED zu regeln. LEDs werden dabei primär über eine Regelung des Stroms durch die LEDs getrieben.The operation of light sources, in particular LEDs, is usually taken over by an operating device or by a control unit. Such a control unit monitors different electrical parameters, which in turn influence the behavior of a control loop as actual values or controlled variables. It is known z. For example, monitoring the LED voltage or current through an LED to control supply to the LED. LEDs are primarily driven by a regulation of the current through the LEDs.
Es ist Aufgabe der Erfindung, in effizienter Weise eine Steuerung oder Regelung zum Betrieb von Leuchtmitteln durchzuführen. Es ist insbesondere Aufgabe der Erfindung, in effizienter Weise eine Steuerung oder Regelung des LED-Stroms zum Betrieb von Leuchtmitteln durchzuführen, derart dass ein spezieller Summenfarbort, also ein durch Mischen wenigstens zweier unterschiedlicher Spektren erzeugter Farbort, unabhängig von der Temperatur eingestellt bzw. konstant gehalten werden kann.It is an object of the invention to efficiently perform a control or regulation for the operation of lamps. It is a particular object of the invention to efficiently perform a control or regulation of the LED current for the operation of bulbs, such that a special Sumfarbfarbort, ie a generated by mixing at least two different spectrums color location, regardless of the temperature set or kept constant can be.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der Erfindung besonders vorteilhaft weiter.This object is achieved by the features of the independent claims. The dependent claims further form the central idea of the invention particularly advantageous.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Betriebsgerät für LEDs, aufweisend eine erste Schaltreglerschaltung zur Bereitstellung eines im zeitlichen Mittel konstant geregelten ersten Stroms für die Versorgung eines ersten LED-Kanals aufweisend eine oder mehrere ersten LEDs eines ersten Typs. Eine Information betreffend die Umgebungstemperatur des Betriebsgeräts oder der ersten LED kann von der ersten Schaltreglerschaltung zur Regelung des ersten Stroms berücksichtigt werden.A first aspect of the invention relates to an operating device for LEDs, comprising a first switching regulator circuit for providing a temporally mean-time-controlled first current for the supply of a first LED channel having one or more first LEDs of a first type. Information regarding the ambient temperature of the operating device or the first LED can be taken into account by the first switching regulator circuit for controlling the first current.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Steuereinheit z. B. in Form einer integrierten Schaltung, vorzugsweise eines Mikrocontrollers, einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) oder eines digitalen Signalprozessors, zur Steuerung einer ersten Schaltreglerschaltung zur Bereitstellung eines im zeitlichen Mittel konstant geregelten ersten Stroms für die Versorgung eines ersten LED-Kanals aufweisend eine oder mehrere ersten LEDs eines ersten Typs. Eine Information betreffend eine Umgebungstemperatur kann zur Regelung des ersten Stroms berücksichtigt werden. Zusätzliche Bauteile können dabei zur Einstellung eines definierten Stromes dienen.Another aspect of the invention relates to a control unit z. Example, in the form of an integrated circuit, preferably a microcontroller, an application-specific integrated circuit (ASIC) or a digital signal processor, for controlling a first switching regulator circuit for providing a temporally mean constant regulated first current for the supply of a first LED channel comprising one or several first LEDs of a first type. Information regarding an ambient temperature can be taken into account for controlling the first current. Additional components can serve to set a defined current.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine LED-Leuchte, bspw. eine sog. Retrofit LED-Leuchte, aufweisend ein derartiges Betriebsgerät oder eine derartige Steuereinheit.A further aspect of the invention relates to an LED lamp, for example a so-called retrofit LED lamp, comprising such an operating device or such a control unit.
„Retrofit” Leichte ist dabei ein dem Fachmann geläufiger Begriff."Retrofit" Lightweight is a familiar to the expert term.
Zusätzlich kann eine Information betreffend die Umgebungstemperatur derart berücksichtigt werden, dass die Temperaturabhängigkeit der ersten LED zumindest teilweise kompensiert wird, derart dass der Lichtstrom der ersten LED Gruppe im wesentlichen unabhängig von der Temperatur ist, wobei aufgrund der Eigenschaften der LED die erste Schaltreglerschaltung dazu ausgestaltet, bei einer Erhöhung der Umgebungstemperatur den gemittelten Wert des ersten Stroms zu erhöhen.Additionally, ambient temperature information may be taken into account such that the temperature dependency of the first LED is at least partially compensated such that the luminous flux of the first LED group is substantially independent of temperature, the first switch regulator circuit being configured, due to the characteristics of the LED, increase the average value of the first current as the ambient temperature increases.
Vorzugsweise wird der erste Strom von der ersten Schaltreglerschaltung derart geregelt, dass der Strom auf einen exakt definierten Wert eingestellt wird, derart dass die Bauteiltoleranzen und die sich dadurch ergebenden Stromfehler ausgeglichen werden. Der erste Strom kann von der ersten Schaltreglerschaltung auch derart geregelt werden, dass zwischen einem ersten und einem zweiten Wert der Umgebungstemperatur die Emissionsintensität der ersten LED oberhalb eines Schwellenwerts, unterhalb eines Schwellenwerts oder zwischen zwei Schwellenwerten gehalten wird.The first current is preferably regulated by the first switching regulator circuit in such a way that the current is adjusted to a precisely defined value in such a way that the component tolerances and the current errors resulting therefrom are compensated. The first current may also be regulated by the first switching regulator circuit such that between a first and a second value of the ambient temperature, the emission intensity of the first LED is maintained above a threshold, below a threshold, or between two thresholds.
Vorzugsweise ist ein Thermistor, Siliziumdioden oder Temperaturfühler vorgesehen zur Ermittlung der Umgebungstemperatur oder der ersten LED-Reihe.Preferably, a thermistor, silicon diodes or temperature sensor is provided for determining the ambient temperature or the first row of LEDs.
Vorzugsweise ist ein den Thermistor umfassendes Widerstandsnetzwerk, das auf die Temperaturkurve des Lichtoutputs der ersten LEDs angepasst ist.Preferably, a resistor network comprising the thermistor is adapted to the temperature curve of the light output of the first LEDs.
Vorzugsweise ist eine Speichereinheit zur Speicherung von Daten für die Stromeinstellung der beiden Kanäle vorgesehen. Diese Speichereinheit übersetzt die von den Thermistoren und dem Widerstandsnetzwerk erzeugten Temperaturinformationen in einen temperaturabhängigen Strom welche zudem derart angepasst ist, dass die gewünschte Farbe eingestellt wird und nahezu unabhängig von der Temperatur gehalten wird. Diese Daten können im Falle eines Mikroprozessors die Temperaturabhängigkeit der Emissionsintensität der beider LEDs wiedergeben und den Strom entsprechend regeln.Preferably, a memory unit for storing data for the current adjustment of the two channels is provided. This memory unit translates the temperature information generated by the thermistors and the resistor network into a temperature-dependent current which is also adapted to set the desired color and be almost independent of the Temperature is maintained. In the case of a microprocessor, these data can reflect the temperature dependence of the emission intensity of the two LEDs and regulate the current accordingly.
Vorzugsweise ist eine zweite Schaltreglerschaltung vorgesehen zur Bereitstellung eines im zeitlichen Mittel konstant geregelten zweiten Stroms für die Versorgung eines zweiten LED-Kanals aufweisend eine oder mehrere zweiten LEDs eines zweiten Typs.Preferably, a second switching regulator circuit is provided for providing a temporally averaged constant second current for the supply of a second LED channel comprising one or more second LEDs of a second type.
Die zweite Schaltreglerschaltung kann zur Bereitstellung eines temperaturunabhängigen zweiten Stroms ausgestaltet sein.The second switching regulator circuit may be designed to provide a temperature-independent second current.
Die erste Schaltreglerschaltung kann dazu ausgestaltet sein, den Quotient der Emissionsintensität der ersten LED einerseits und der Emissionsintensität der zweiten LED andererseits für unterschiedliche Umgebungstemperaturen oberhalb eines Schwellenwerts und/oder unterhalb eines Schwellenwerts zu halten.The first switching regulator circuit may be configured to maintain the quotient of the emission intensity of the first LED on the one hand and the emission intensity of the second LED on the other hand for different ambient temperatures above a threshold value and / or below a threshold value.
Beide Schaltreglerschaltung verfügen separat über die Möglichkeit den Strom des jeweiligen Kanals einzustellen, wobei dies dazu genutzt werden kann, die Intensitätslevel anzupassen und die Ströme der Kanäle derart anzupassen, dass die Intensitätsunterschiede der Einzelkanäle ausgeglichen werden, derart dass ein spezieller Farbort eingestellt werden kann. Mit Mikroprozessor oder D/A Wandler werden die gleichen Ziele erreicht, wobei beim Mikroprozessor die Temperaturwerte als Funktion oder Lookup Table vorhanden sein können und die Stromeinstellung über Rechenmodelle erfolgen kann. In der D/A Wandler Variante werden die analogen Referenzspannungen, welche auch Temperaturinformationen enthalten können unterschiedlich übersetzt, und durch diese unterschiedliche Übersetzung proportional des programmierten digitalen Wertes die Stromeinstellung durchgeführt.Both switching regulator circuits have the option to adjust the current of the respective channel separately, which can be used to adjust the intensity levels and to adjust the currents of the channels in such a way that the intensity differences of the individual channels are compensated so that a specific color location can be set. With microprocessor or D / A converter, the same goals are achieved, the microprocessor, the temperature values as a function or lookup table can be present and the current setting can be done on computer models. In the D / A converter variant, the analog reference voltages, which may also contain temperature information, are translated differently, and the current setting is made proportional to the programmed digital value through this different ratio.
Die erste oder die zweite Schaltreglerschaltung kann dazu ausgelegt sein, die Differenz der Temperaturabhängigkeiten zwischen der ersten LED und der zweiten LED bei der Regelung des ersten Stroms zu kompensieren. Die erste Schaltreglerschaltung dient vorzugsweise primär der Kompensation der Intensität um den Lichtstrom, innerhalb des erlaubten Temperaturbereiches, temperaturunabhängig zu machen.The first or second switching regulator circuit may be configured to compensate for the difference in temperature dependencies between the first LED and the second LED in the regulation of the first current. The first switching regulator circuit preferably serves primarily to compensate the intensity in order to make the luminous flux, within the permitted temperature range, independent of temperature.
Die Emissionsintensität der ersten LED und die Emissionsintensität der zweiten LED können eine unterschiedliche Temperaturabhängigkeit aufweisen. Die Temperaturabhängigkeit der Emissionsintensität kann bei der ersten LED ausgeprägter sein als bei der zweiten LED.The emission intensity of the first LED and the emission intensity of the second LED may have a different temperature dependence. The temperature dependence of the emission intensity may be more pronounced in the first LED than in the second LED.
Der zweite Kanal kann insbesondere so gewählt sein, das dieser auch ohne Temperaturkompensation auskommt und der stabilerer bezüglich Temperatur ist.The second channel can in particular be chosen such that it also manages without temperature compensation and is more stable with respect to temperature.
Vorzugsweise können die ersten LEDs des ersten Typs, deren Temperaturabhängigkeit zumindest teilweise kompensiert wird, als monochromatische LEDs einer ersten Farbe, z. B. rote LEDs, und/oder die zweiten LEDs des zweiten Typs als monochromatische LEDs einer zweiten Farbe, z. B. blau LEDs oder farbstoffkonvertierte blaue LEDs, ausgebildet sein.Preferably, the first LEDs of the first type whose temperature dependence is at least partially compensated, as monochromatic LEDs of a first color, z. As red LEDs, and / or the second LEDs of the second type as monochromatic LEDs of a second color, z. B. blue LEDs or dye-converted blue LEDs, be formed.
Weitere Merkmale, Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung sollen nunmehr anhand der Figuren der beigefügten Zeichnungen sowie der detaillierten Erläuterung der Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.Other features, advantages and features of the present invention will now be described with reference to the figures of the accompanying drawings and the detailed explanation of the embodiments.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Schaltung gemäß der Erfindung, 1 shows a schematic representation of an embodiment of a circuit according to the invention,
2 ist eine Teilansicht einer Ausführungsform der in 1 gezeigten erfindungsgemäßen Schaltung, 2 is a partial view of an embodiment of in 1 shown circuit according to the invention,
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Systems gemäß der Erfindung, 3 shows a schematic representation of an embodiment of a system according to the invention,
4 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Systems gemäß der Erfindung, 4 shows a schematic representation of another embodiment of a system according to the invention,
5 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Leuchte gemäß der Erfindung, 5 shows a schematic representation of an embodiment of a luminaire according to the invention,
6 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Leuchte gemäß der Erfindung, 6 shows a schematic representation of a further embodiment of a luminaire according to the invention,
7 zeigt eine Kurve der Emissionsintensität in Abhängigkeit von der Temperatur, und 7 shows a curve of the emission intensity as a function of the temperature, and
8 zeigt eine Kurve des LED-Stroms in Abhängigkeit von der Temperatur, 8th shows a curve of the LED current as a function of the temperature,
9 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Schaltung gemäß der Erfindung, und 9 shows a schematic representation of another embodiment of a circuit according to the invention, and
10 zeigt eine schematische Darstellung eines noch weiteren Ausführungsbeispiels einer Schaltung gemäß der Erfindung. 10 shows a schematic representation of yet another embodiment of a circuit according to the invention.
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Betriebsschaltung 1. Die Betriebsschaltung 1 weist eingangsseitig zwei Eingangsanschlüsse VSUP+, VSUP–, an denen eine Versorgungsspannung für die Betriebsschaltung 1 angelegt wird. Diese Versorgungsspannung ist eine Gleichspannung vorzugsweise mit konstantem Wert, jedoch sind Schwankungen in der Stabilität der Gleichspannung oder eine überlagerte Wechselspannung erlaubte Betriebszustände. 1 shows an inventive embodiment of an operating circuit 1 , The operating circuit 1 has on the input side two input connections VSUP +, VSUP-, at which a supply voltage for the operating circuit 1 is created. This supply voltage is a DC voltage, preferably of constant value, but fluctuations in the stability of the DC voltage or a superimposed AC voltage are permitted operating states.
Es sind zwei Schutzdioden D3, D4 vorgesehen. Eine erste Schutzdiode D3 soll die restliche Schaltung vor Verpolung schützen. Die Anode der ersten Schutzdiode D3 ist mit dem potentialhöheren Eingangsanschluss VSUP+ verbunden. Die zweite Schutzdiode D4 soll die Schaltung vor Überspannungen schützen und kann als Zenerdiode oder als Suppressordiode ausgeführt sein. Die zweite Schutzdiode D4 ist vorzugsweise als Zenerdiode ausgebildet und dient insbesondere zum Überspannungsschutz, wobei die Anode dieser zweite Schutzdiode D4 mit dem potentialniedrigeren Eingangsanschluss VSUP– und ihre Kathode mit der Kathode der ersten Schutzdiode D3 verbunden sind. Parallel zur Zenerdiode D4 ist ein als Speicher dienender Eingangskondensator C3 vorgesehen.There are two protective diodes D3, D4 provided. A first protection diode D3 is intended to protect the rest of the circuit from reverse polarity. The anode of the first protection diode D3 is connected to the more potential input terminal VSUP +. The second protection diode D4 is intended to protect the circuit from overvoltages and can be designed as a Zener diode or as a suppressor diode. The second protective diode D4 is preferably designed as a Zener diode and serves in particular for overvoltage protection, the anode of this second protective diode D4 being connected to the potential-lower input terminal VSUP- and its cathode to the cathode of the first protective diode D3. Parallel to the zener diode D4 serving as a memory input capacitor C3 is provided.
Die Betriebsschaltung 1 umfasst einen ersten Regelbaustein 2 für einen Abwärtswandler, auch Tiefsetzsteller oder Step-Down Konverter genannt. Der Regelbaustein 2 kann z. B. zur Regelung des LED-Stroms oder der LED-Leistung ausgestaltet sein. Ein erster Eingangsanschluss P1 des Regelbausteins 2 ist mit der Kathode der Diode D3 verbunden. Weiterhin ist ein fünfter Eingangsanschluss P5 des Regelbausteins 2 mit dem potentialniedrigeren Eingangsanschluss VSUP– verbunden. Über den ersten Eingangsanschluss P1 bzw. über die zwei Anschlüsse P1, P5 wird dem Regelbaustein 2 somit die Versorgungsspannung für die Betriebsschaltung 1 zugeführt.The operating circuit 1 includes a first control block 2 for a buck converter, also known as buck converter or step-down converter. The control block 2 can z. B. configured to control the LED current or the LED power. A first input terminal P1 of the control module 2 is connected to the cathode of the diode D3. Furthermore, a fifth input terminal P5 of the control block 2 connected to the potential lower input terminal VSUP-. The control module is connected via the first input connection P1 or via the two connections P1, P5 2 thus the supply voltage for the operating circuit 1 fed.
Zwischen dem ersten Eingangsanschluss P1 und einem zweiten Eingangsanschluss P2 des Regelbausteins 2 sind drei Widerstände RSENSE1, RSENSE2, RSENSE3 in parallel verschaltet. Mit diesen Widerständen RSENSE1, RSENSE2, RSENSE3 wird der Strom für diesen Baustein 2 eingestellt, bzw. es wird damit der an den zwei Ausgangsanschlüssen VLED+W, VLED–W bereitgestellte Ausgangsstrom iw eingestellt. Vorzugsweise ermittelt der Regelbaustein 2 den Widerstand RP1-P2 zwischen den zwei Eingangsanschlüssen P1, P2 und steuert den Ausgangsstrom iw z. B. entsprechend der Gleichung iw = A/RP1-P2, wobei A eine vorgegebene Spannung darstellt. Durch Erhöhung bzw. Senkung des Widerstands RP1-P2 kann der nominale Ausgangsstrom iw gesenkt bzw. erhöht werden. Die Verwendung von mehreren parallelen Widerständen ist nicht technisch erforderlich, erlaubt aber eine Feineinstellung der Ströme und kann bei mangelnder Verfügbarkeit einzelner erforderlicher Widerstandswerte Alternativlösungen ermöglichen.Between the first input terminal P1 and a second input terminal P2 of the control module 2 three resistors RSENSE1, RSENSE2, RSENSE3 are connected in parallel. With these resistors RSENSE1, RSENSE2, RSENSE3 becomes the current for this device 2 is set, or so it is set at the two output terminals VLED + W, VLED-W provided output current iw. The control module preferably determines 2 the resistor R P1-P2 between the two input terminals P1, P2 and controls the output current iw z. B. according to the equation iw = A / R P1-P2 , where A represents a predetermined voltage. By increasing or decreasing the resistance R P1-P2 , the nominal output current iw can be lowered or increased. The use of multiple parallel resistors is not technically required, but allows for fine adjustment of the currents and may allow for alternative solutions in the absence of individual required resistance values.
Im Ausführungsbeispiel der 1 ergibt sich für den ermittelten Widerstand RP1-P2 aufgrund der Parallelschaltung der drei Widerstände folgenden Wert: 1/RP1-P2 = 1/RSENSE1 + 1/RSENSE2 + 1/RSENSE3 In the embodiment of 1 results for the determined resistance R P1-P2 due to the parallel connection of the three resistors the following value: 1 / R P1-P2 = 1 / RSENSE1 + 1 / RSENSE2 + 1 / RSENSE3
Der ermittelte Widerstandswert RP1-P2 kann z. B. durch gezieltes Bestücken mit Widerständem RSENSE1, RSENSE2, RSENSE3 eingestellt werden, wobei in dem Beispiel nur aus Genauigkeitsgründen 3 Widerstände vorhanden sind.The determined resistance R P1-P2 can z. B. can be set by specific equipment with resistors RSENSE1, RSENSE2, RSENSE3, in the example only for reasons of accuracy 3 Resistors are present.
An einem dritten Anschluss P3 des Regelbausteins 2 ist ein erster Anschluss einer Spule L1 angeschlossen. Die Spule L1 ist weiterhin an dem potentialniedrigeren Anschluss VLED–W angeschlossen. Diese Spule 1 speichert Energie und die Ausgangsspannung bzw. der Ausgangsstrom iw für die LEDs wird über die zwei Anschlüsse VLED+W, VLED–W bereitgestellt. Zwischen den zwei Anschlüssen VLED+W, VLED–W ist ein Kondensator C6 verschaltet. Zwischen dem ersten Eingangsanschluss P1 und dem dritten Anschluss P3 des Regelbausteins 2 ist eine Diode D1 angeschlossen.At a third connection P3 of the control module 2 a first terminal of a coil L1 is connected. The coil L1 is further connected to the potential-lower terminal VLED-W. This coil 1 stores energy and the output voltage or output current iw for the LEDs is provided via the two terminals VLED + W, VLED-W. Between the two terminals VLED + W, VLED-W a capacitor C6 is connected. Between the first input terminal P1 and the third terminal P3 of the control module 2 a diode D1 is connected.
In dem Baustein 2 ist ein ansteuerbarer Schalter 5 vorgesehen, siehe 2, wobei bei Schließen des Schalters 5 die Spule L1 energetisiert wird und bei geöffnetem Schalter 5 sich die Energie der Spule L1 wiederum über die LEDs entlädt, so dass sich letztendlich ein zickzackförmiger Stromverlauf über die LEDs einstellt.In the building block 2 is a controllable switch 5 provided, see 2 , wherein when closing the switch 5 the coil L1 is energized and with the switch open 5 the energy of the coil L1 again discharges via the LEDs, so that ultimately sets a zigzag current pattern over the LEDs.
Ein Kondensator C1 ist zwischen einem vierten Anschluss P4 des Regelbausteins 2 und dem potentialniedrigeren Eingangsanschluss VSUP– verschaltet. Dieser Kondensator C1 sowie dieser vierte Anschluss P4 sind optional.A capacitor C1 is connected between a fourth terminal P4 of the control module 2 and the potential-lower input terminal VSUP- interconnected. This capacitor C1 and this fourth terminal P4 are optional.
2 zeigt eine besondere Ausgestaltung des Regelbausteins 2. Der Schalter 5 ist hier zwischen dem dritten P3 und dem fünften Anschluss P5 angeordnet. Bei eingeschaltetem Schalter 5 wird am dritten Anschluss P3 dann eine derartige Spannung generiert, dass der Strom durch die Spule L1 steigt. 2 shows a special embodiment of the control block 2 , The desk 5 is here arranged between the third P3 and the fifth terminal P5. When the switch is on 5 At the third terminal P3, a voltage is then generated such that the current through the coil L1 rises.
Während einer darauffolgenden Freilaufphase bzw. Sperrphase wird der Schalter 5 ausgeschaltet. Dies führt dazu, dass die Spannung am dritten Anschluss P3 bzw. die Ausgangsspannung des Schalters sich verändert. An der Spule L1 liegt nunmehr eine derartige Spannung, dass der Strom durch diese Spule L1 linear wieder abfällt und die gespeicherte elektrische Leistung zu den LEDs weitergegeben wird.During a subsequent freewheel phase or lock phase, the switch 5 switched off. This causes the voltage at the third terminal P3 or the output voltage of the switch to change. At the coil L1 is now such a voltage that the current through this coil L1 linearly drops again and the stored electrical power is passed to the LEDs.
Der Regelbaustein 2 umfasst eine Steuereinheit 7. Diese ist dazu ausgelegt, die Taktung des Schalters 5 beispielsweise in Form von PWM-modulierten bzw. pulsweitenmodulierten Signalen vorzugeben. Über den Eingang P4 und P9 können Pulsweitensignale verarbeitet werden, indem diese auf Masse gesetzt werden. Der Baustein arbeitet an sich ohne externen Einfluss. The control block 2 includes a control unit 7 , This is designed to control the timing of the switch 5 For example, in the form of PWM-modulated or pulse width modulated signals pretend. Pulse width signals can be processed via inputs P4 and P9 by setting them to ground. The block works by itself without external influence.
Somit kann ein zumindest im zeitlichen Mittel konstant gesteuerten bzw. geregelten Strom iw durch die Spule L1 bzw. durch die LEDs 8 erreicht werden. Die Höhe dieses konstanten Stroms iw wird vorzugsweise durch den äquivalenten Widerstand RP1-P2 zwischen den zwei Eingangsanschlüssen P1, P2 eingestellt.Thus, a constant current or constant current iw through the coil L1 or through the LEDs can be controlled at least on a time average 8th be achieved. The magnitude of this constant current iw is preferably set by the equivalent resistance R P1-P2 between the two input ports P1, P2.
Der in 1 gezeigte erste Regelbaustein 2 dient zur Regelung des Betriebs einer oder mehreren LEDs 8. Vorzugsweise emittieren diese LEDs 8 im selben Frequenzbereich bzw. erzeugen dieselbe Farbe. Die LEDs 8 haben vorzugsweise die gleiche Intensität. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die ausgehend vom ersten Regelbaustein 2 betriebenen LEDs 8 als farbstoffkonvertierte blaue LEDs ausgebildet.The in 1 shown first control block 2 is used to control the operation of one or more LEDs 8th , Preferably, these LEDs emit 8th in the same frequency range or produce the same color. The LEDs 8th preferably have the same intensity. In a preferred embodiment, these are based on the first control module 2 operated LEDs 8th formed as dye-converted blue LEDs.
Die Betriebsschaltung 1 umfasst einen zweiten Regelbaustein 3 für eine oder mehrere LEDs 9. Diese LEDs 9 emittieren vorzugsweise im selben Frequenzbereich und können beispielsweise als rote LEDs ausgebildet sein, d. h. die LEDs emittieren im Wesentlichen im roten Wellenlängenbereich. Die Intensitäten der LEDs 8 sind vorzugsweise zu den Intensitäten der LEDs 9 des zweiten Kanals in einem konstanten Verhältnis. Vorzugsweise ist die Gesamtintensität der LEDs 8 in einem konstanten Verhältnis zu der Gesamtintensität der LEDs 9.The operating circuit 1 includes a second control block 3 for one or more LEDs 9 , These LEDs 9 preferably emit in the same frequency range and can be formed for example as red LEDs, ie the LEDs emit essentially in the red wavelength range. The intensities of the LEDs 8th are preferably to the intensities of the LEDs 9 of the second channel in a constant ratio. Preferably, the total intensity of the LEDs 8th in a constant relation to the total intensity of the LEDs 9 ,
Der zweite Regelbaustein 3 ist ähnlich wie der erste Regelbaustein 2 verschaltet. Der zweite Regelbaustein 3 umfasst insbesondere vier Anschlüsse P6, P7, P8, P10, die mit den vier Anschlüssen P1, P2, P3, P5 des ersten Regelbausteins 2 vergleichbar bzw. identisch verschaltet sind und identische Funktionen ausführen.The second control block 3 is similar to the first control block 2 connected. The second control block 3 In particular, it comprises four ports P6, P7, P8, P10 connected to the four ports P1, P2, P3, P5 of the first control device 2 comparable or identical interconnected and perform identical functions.
Ein erster P6 und ein fünfter Anschluss P10 des zweiten Regelbaustein 3 sind nämlich jeweils an dem potentialhöheren Eingangsanschluss VSUP+ und an dem potentialniedrigeren Eingangsanschluss VSUP– angeschlossen. Zwischen dem ersten Eingangsanschluss P6 und einem zweiten Eingangsanschluss P7 des zweiten Regelbausteins 3 sind ebenfalls drei Widerstände RSENSE4, RSENSE5, RSENSE6 in parallel verschaltet zur Einstellung des Ausgangsstroms iR für die LEDs 9. Der zweite Regelbaustein 3 umfasst ebenfalls einen von einer Steuereinheit gesteuerten Schalter 6 zum Laden bzw. Entladen einer Spule L2, so dass über die LEDs 9 ein regelbarer zickzackförmiger Stromverlauf sich einstellt. Der Ausgangsstrom iR kann im zeitlichen Mittel konstant gehalten werden, ist erfindungsgemäß aber von der Temperatur abhängig.A first P6 and a fifth port P10 of the second control block 3 namely, in each case at the potential higher input terminal VSUP + and at the potential lower input terminal VSUP- connected. Between the first input terminal P6 and a second input terminal P7 of the second control module 3 are also three resistors RSENSE4, RSENSE5, RSENSE6 in parallel connected to set the output current iR for the LEDs 9 , The second control block 3 also includes a switch controlled by a control unit 6 for charging or discharging a coil L2, so that via the LEDs 9 an adjustable zigzag current curve is established. The output current iR can be kept constant over the time average, but according to the invention depends on the temperature.
Ein Unterschied zwischen den zwei Regelbausteinen 2, 3 zum Betreiben der LEDs 8, 9 besteht darin, dass der vierte Anschluss P9 des zweiten Regelbausteins 3 mit einer Kompensationsschaltung 10 verbunden ist. Diese Kompensationsschaltung 10 ist zwischen den ersten und fünften Anschlüssen P6, P10 des zweiten Regelbausteins 3 d. h. zwischen den Eingangsanschlüssen VSUP+, VSUP– verschaltet. An diesen Eingang P9 und P4 kann zusätzlich ein PWM Signal gelegt werden, indem ein Kurzschluss zu Masse erzeugt wird und dadurch Helligkeitsregelung ermöglich wird.A difference between the two control blocks 2 . 3 to operate the LEDs 8th . 9 consists in that the fourth terminal P9 of the second control block 3 with a compensation circuit 10 connected is. This compensation circuit 10 is between the first and fifth terminals P6, P10 of the second control block 3 ie interconnected between the input connections VSUP +, VSUP-. In addition, a PWM signal can be applied to this input P9 and P4 by generating a short circuit to ground, thereby enabling brightness control.
Die Kompensationsschaltung 10 umfasst eine Serienschaltung bestehend aus einem Widerstand R1 und einem Bauelement 4, das eine DC-Spannung bzw. Gleichspannung von z. B. 2,5 Volt einstellt. Das Bauelement 4 kann insbesondere in Form einer Z-Diode oder eines Spannungsreglers ausgebildet sein. Diese Serienschaltung ist zwischen den Eingangsanschlüssen VSUP+, VSUP– vorgesehen, wobei die Anode der Z-Diode bzw. eines Spannungsreglers an dem potentialniedrigeren Eingangsanschluss VSUP– angeschlossen ist.The compensation circuit 10 includes a series circuit consisting of a resistor R1 and a device 4 , which has a DC voltage or DC voltage of z. B. sets 2.5 volts. The component 4 may be formed in particular in the form of a Zener diode or a voltage regulator. This series connection is provided between the input terminals VSUP +, VSUP-, wherein the anode of the Zener diode or of a voltage regulator is connected to the potential-lower input terminal VSUP-.
Eine parallel zum Bauelement 4 vorgesehene Kapazität C2 dient zur Stabilisierung der Referenzspannung gegen Netzschwankungen.A parallel to the device 4 provided capacitance C2 serves to stabilize the reference voltage against mains fluctuations.
Ein Widerstandsnetzwerk ist parallel zum Bauelement 4 verschaltet, und somit mit der DC-Spannung von z. B. 2,5 Volt versorgt. Das Widerstandsnetzwerk umfasst vorzugsweise vier Widerstände RNTC, R9, R7, R5, sowie einen zur Stabilisierung eingesetzten Kondensator C5. Mindestens einer dieser Widerstände ist als temperaturabhängiger Widerstand wie z. B. als Heißleiter ausgebildet.A resistor network is parallel to the device 4 interconnected, and thus with the DC voltage of z. B. supplied 2.5 volts. The resistor network preferably comprises four resistors RNTC, R9, R7, R5 and a capacitor C5 used for the stabilization. At least one of these resistors is used as a temperature-dependent resistor such. B. formed as a thermistor.
Im Ausführungsbeispiel der 1 ist eine erste Reihenschaltung bestehend aus den Widerständen R9, RNTC und dem Kondensator C5 in parallel zum Bauelement 4 verschaltet. Ebenso ist eine zweite Reihenschaltung bestehend aus den Widerständen R7, R5 in parallel zum Bauelement 4 verschaltet. Dabei ist der Knotenpunkt zwischen dem Widerstand RNTC und dem Kondensator C5 an dem vierten Anschluss bzw. Kompensationsanschluss P9 des Regelbausteins 3 angeschlossen. Der Knotenpunkt zwischen den Widerständen R7, R5 ist ebenfalls an dem Kompensationsanschluss P9 angeschlossen.In the embodiment of 1 is a first series connection consisting of the resistors R9, RNTC and the capacitor C5 in parallel to the device 4 connected. Likewise, a second series circuit consisting of the resistors R7, R5 in parallel to the device 4 connected. In this case, the node between the resistor RNTC and the capacitor C5 at the fourth terminal or compensation terminal P9 of the control module 3 connected. The node between the resistors R7, R5 is also connected to the compensation terminal P9.
Ganz allgemein ist in der Kompensationsschaltung 10 ein temperaturabhängiges Bauelement RNTC vorgesehen, welches an einem Anschluss P9 des Regelbausteins 3 eine Temperaturinformation liefert. Diese Information bezieht sich auf die Temperatur in der Umgebung des temperaturabhängigen Bauelements RNTC und vorzugsweise auf die Temperatur der LEDs 9 bzw. auf die Umgebungstemperatur der LEDs 9. Die Spannung am Anschluss P9 gibt somit die Temperatur der LEDs 9 bzw. die Umgebungstemperatur der LEDs 9 wieder.Generally speaking, in the compensation circuit 10 a temperature-dependent component RNTC is provided, which is connected to a terminal P9 of the control module 3 a temperature information supplies. This information relates to the temperature in the vicinity of the temperature-dependent component RNTC and preferably to the temperature of the LEDs 9 or to the ambient temperature of the LEDs 9 , The voltage at terminal P9 thus indicates the temperature of the LEDs 9 or the ambient temperature of the LEDs 9 again.
Abhängig von diesem vierten Anschluss bzw. von diesem Eingangspin P9 stellt der zweite Regelbaustein 3 beispielsweise über Verstellung der Einschalt- und Abschaltschwellen für den Strom durch die LEDs letztendlich den zeitlichen Mittelwert des Stroms iR durch diese LEDs 9 ein. Vorzugsweise ist der Strom durch die LEDs 9 direkt proportional zu der Spannung am Eingangspin P9.Depending on this fourth connection or on this input pin P9, the second control module sets 3 For example, via adjustment of the switch-on and switch-off for the current through the LEDs ultimately the time average of the current iR through these LEDs 9 one. Preferably, the current is through the LEDs 9 directly proportional to the voltage at input pin P9.
In einer Ausführungsform der Erfindung emittieren die vom ersten Regelbaustein 2 betriebenen LEDs 8 im selben Frequenzbereich. Vorzugsweise sind diese LEDs farbstoffkonvertierte blaue LEDs. Die vom zweiten Regelbaustein 3 betriebenen LEDs 9 emittieren vorzugsweise ebenfalls in einem gemeinsamen Frequenzbereich, der sich allerdings vom Frequenzbereich der LEDs 8 unterscheidet. Z. B. kann der Regelbaustein 3 rote LEDs betreiben.In one embodiment of the invention, the emit from the first control device 2 operated LEDs 8th in the same frequency range. Preferably, these LEDs are dye-converted blue LEDs. The second control module 3 operated LEDs 9 also preferably emit in a common frequency range, but differing from the frequency range of the LEDs 8th different. For example, the control module 3 operate red LEDs.
9 zeigt eine alternative Betriebsschaltung 90. Diese Betriebsschaltung 90 unterscheidet von der in 1 gezeigten Betriebsschaltung 1 dahingehend, dass eine zweifache Temperaturkompensation durchgeführt wird. 9 shows an alternative operating circuit 90 , This operating circuit 90 different from the one in 1 shown operating circuit 1 in that a dual temperature compensation is performed.
Die Kompensationsschaltung 10 ist weiterhin mit dem Regelbaustein 3 verbunden. Die über die Kompensationsschaltung gewonnene Temperaturinformation wird nunmehr auch einem weiteren Regelbaustein 92 zugeführt zum Versorgen eines weiteren LED-Kanals in einer LED-Anordnung 93. Der Aufbau und die Verschaltung des Regelbausteins 3 und des weiteren Regelbausteins 92 sind ähnlich.The compensation circuit 10 is still with the control block 3 connected. The temperature information obtained via the compensation circuit now also becomes a further control module 92 supplied to power another LED channel in an LED array 93 , The structure and interconnection of the control module 3 and the further control module 92 are similar.
Das temperaturabhängige Bauelement RNTC wird hier zur Temperaturkompensation von zwei LED-Kanälen eingesetzt. Durch Anschließen von weiteren Regelbausteinen an die Kompensationsschaltung 10 kann eine Temperaturkompensation für weitere LED-Module unterstützt werden.The temperature-dependent component RNTC is used here for temperature compensation of two LED channels. By connecting further control blocks to the compensation circuit 10 Temperature compensation for other LED modules can be supported.
Alternativ ist auch eine Steuerung mit digitalem Signalprozessor bzw. Mikroprozessor stets möglich.Alternatively, a control with digital signal processor or microprocessor is always possible.
10 zeigt eine weitere alternative Betriebsschaltung 100. Die Grundstruktur dieser Betriebsschaltung 100 entspricht die der in 1 dargestellten Betriebsschaltung 1. 10 zeigt eine Variante mit Speicherung von Stromwerten bzw. Spannungswerten. 10 shows a further alternative operating circuit 100 , The basic structure of this operating circuit 100 corresponds to the in 1 shown operating circuit 1 , 10 shows a variant with storage of current values or voltage values.
Der Regelbaustein 2 weist Ausgangsanschlüsse VLED+Wrechts, VLED–Wrechts für einen ersten Satz LEDs und Ausgangsanschlüsse VLED+Wlinks, VLED–Wlinks für einen zweiten Satz LEDs. Der Regelbaustein 3, der die Temperaturkompensation unterstützt, weist ebenfalls Ausgangsanschlüsse VLED+Rrechts, VLED–Rrechts für einen ersten Satz LEDs und Ausgangsanschlüsse VLED+Rlinks, VLED–Rlinks für einen zweiten Satz LEDs.The control block 2 has output connections VLED + Wrechts, VLED-Wrechts for a first set of LEDs and output connections VLED + Wlinks, VLED-Wlinks for a second set of LEDs. The control block 3 , which supports the temperature compensation, also has output terminals VLED + Rright, VLED-Rrechts for a first set of LEDs and output terminals VLED + Rlinks, VLED-Rlinks for a second set of LEDs.
Zwischen der Zener-Diode und dem Widerstand R1 ist eine Diode D5 geschaltet. Im Gegensatz zur Ausführungsform der 1 ist der temperaturabhängige Widerstand RNTC nicht mit dem Anschluss P9 des zweiten Regelbausteins 3 verbunden.Between the Zener diode and the resistor R1, a diode D5 is connected. In contrast to the embodiment of 1 is the temperature-dependent resistor RNTC not connected to the terminal P9 of the second control block 3 connected.
Der temperaturabhängige Widerstand RNTC bzw. der Knotenpunkt zwischen den Widerständen RNTC, R5, R7 der Kompensationsschaltung 10 ist mit einem Eingang eines A/C-Wandlers 101 verbunden. Der A/D-Wandler 101 ist z. B. als EEPROM ausgestaltet. Der Ausgang des A/D-Wandlers 101 ist mit dem Anschluss P9 des zweiten Regelbausteins 3 verbunden. Das Widerstandsnetzwerk bzw. die Referenzspannung VT der Kompensationsschaltung 10 wird somit über den A/D Wandler 101 auf den Anschluss P9 bzw. Trimmeingang des Regelbausteins bzw. Treiberbausteins 3 gelegt.The temperature-dependent resistor RNTC or the junction between the resistors RNTC, R5, R7 of the compensation circuit 10 is with an input of an A / C converter 101 connected. The A / D converter 101 is z. B. configured as EEPROM. The output of the A / D converter 101 is connected to terminal P9 of the second control module 3 connected. The resistor network or the reference voltage VT of the compensation circuit 10 is thus via the A / D converter 101 to connection P9 or trim input of the control block or driver block 3 placed.
Der A/D Wandler 101 verwendet die vom Widerstandsnetzwerk generierte temperaturabhängige Spannung VT als Referenzspannung und der einprogrammierte digitale Wert wandelt die Spannung, was zu einer Stromeinstellung des Kanals führt. Der Ausgangsstrom kann dann präzise eingestellt werden. Insofern ist zwischen den Eingangsanschlüssen P6, P7 des Regelbausteins auch nur ein Widerstand RSENSE2' erforderlich, da eine Feineinstellung des Stroms über die in 1 gezeigte Parallelschaltung von drei Widerständen überflüssig wird.The A / D converter 101 uses the temperature-dependent voltage VT generated by the resistor network as the reference voltage, and the programmed digital value converts the voltage, resulting in current adjustment of the channel. The output current can then be adjusted precisely. In this respect, only one resistor RSENSE2 'is required between the input terminals P6, P7 of the control module, since a fine adjustment of the current over the in 1 shown parallel connection of three resistors is unnecessary.
Auch am Eingang P4 des ersten Regelbausteins kann ein A/D-Wandler 102 geschaltet werden. Dieser Wandler 102 kann ähnlich zu Stromeinstellung des entsprechenden Kanals benutzt werden, so dass in ähnlicher Weise nur noch ein Widerstand RSENSE1' zwischen den Eingangsanschlüssen P1, P2 erforderlich ist. Insgesamt ist in der Betriebsschaltung nur ein Widerstand RSENSE1', RSENSE1' pro Kanal erforderlich.Also at the input P4 of the first control block, an A / D converter 102 be switched. This converter 102 can be used similarly to current setting of the corresponding channel, so that in a similar way only a resistor RSENSE1 'between the input terminals P1, P2 is required. Overall, only one resistor RSENSE1 ', RSENSE1' per channel is required in the operating circuit.
3 zeigt eine Leuchte 30 aufweisend die Betriebsschaltung 1 sowie daran angeschlossene LEDs 8, 9. 3 shows a lamp 30 comprising the operating circuit 1 as well as connected LEDs 8th . 9 ,
Die Ausgangsanschlüsse VLED+W, VLED–W der Betriebsschaltung 1 definieren einen Weißlichtkanal 31, an dem beispielsweise 1 bis 5 farbstoffkanvertierte blaue LEDs 8 in Serie versorgt werden. Über den durch die Ausgangsanschlüsse VLED+R, VLED–R definierten roten Kanal 32 können 2 bis 10 rote LEDs 9 in Serie versorgt werden. Dies gilt bei einer Eingangsspannung von z. B. 24 Volt DC, welche an die Eingangsanschlüsse VSUP+, VSUP– angelegt wird.The output terminals VLED + W, VLED-W of the operating circuit 1 define a white light channel 31 to which, for example, 1 to 5 dye-encoded blue LEDs 8th be supplied in series. Via the output terminals VLED + R, VLED-R defined red channel 32 can have 2 to 10 red LEDs 9 be supplied in series. This applies to an input voltage of z. B. 24 volts DC, which is applied to the input terminals VSUP +, VSUP-.
Im Ausführungsbeispiel der 3 ist eine Reihenschaltung von drei LED-Modulen 33, 34, 35 an der Betriebsschaltung 1 angeschlossen. Jedes Modul umfasst eine farbstoffkonvertierte blaue LED 8 und zwei rote LEDs 9. Jedes der drei LED-Module kann zwei rote und einen blauen LED-Chip aufweisen. Ein Modul 33, 34, 35 weist acht Anschlüsse auf, vier davon In+W, In–W, Out+W, Out–W für den Weißlichtkanal 31 und vier weitere In+R, In–R, Out+R, Out–R für den Rotlichtkanal 32.In the embodiment of 3 is a series connection of three LED modules 33 . 34 . 35 at the operating circuit 1 connected. Each module includes a dye-converted blue LED 8th and two red LEDs 9 , Each of the three LED modules can have two red and one blue LED chip. A module 33 . 34 . 35 has eight ports, four of them In + W, In-W, Out + W, Out-W for the white light channel 31 and four more In + R, In-R, Out + R, Out-R for the red light channel 32 ,
Die Anode bzw. die Kathode der blauen LED 8 ist mit dem potentialhöheren Eingangsanschluss In+W bzw. mit dem potentialhöheren Ausgangsanschluss Out+W verbunden ist. Die potentialniedrigere Eingangs- und Ausgangsanschlüssen In–W, Out–W sind im LED-Modul direkt miteinander verbunden.The anode or the cathode of the blue LED 8th is connected to the higher-potential input terminal In + W or to the higher-potential output terminal Out + W. The potential-lower input and output connections In-W, Out-W are directly connected to each other in the LED module.
Durch Serienschaltung der LED-Module 33, 34, 35 ergibt sich ein geschlossener Kreis für den Weißlichtkanal 31. In dem Ausführungsbeispiel der 3 sind die Ausgangsanschlüsse VLED+W, VLED–W der Betriebsschaltung 1 mit den Eingangsschlüssen In+W, In–W des ersten LED-Moduls 33 verbunden. Die Ausgangsschlüsse Out+W, Out–W des ersten LED-Moduls 33 sind dann mit den Eingangsschlüssen In+W, In–W des zweiten LED-Moduls 34 verbunden, usw. Eine Vielzahl an LED-Modulen kann auf dieser Art in Serie verschaltet werden. Beim letzten LED-Modul 35 der Serienschaltung werden die Ausgangsschlüsse Out+W, Out–W über ein Kontaktpad oder Verbindungsteil 36 verbunden bzw. kurzgeschlossen.By series connection of the LED modules 33 . 34 . 35 This results in a closed circle for the white light channel 31 , In the embodiment of 3 are the output terminals VLED + W, VLED-W of the operating circuit 1 with the input terminals In + W, In-W of the first LED module 33 connected. The output terminals Out + W, Out-W of the first LED module 33 are then with the input terminals In + W, In-W of the second LED module 34 connected, etc. A variety of LED modules can be connected in this way in series. At the last LED module 35 In the series circuit, the output terminals Out + W, Out-W via a contact pad or connector 36 connected or short-circuited.
Die Verschaltung der vier weiteren Anschlüsse In+R, In–R, Out+R, Out–R der LED-Module führt in ähnlicher Weise zur Bildung des Rotlichtkanals 32.The interconnection of the four further connections In + R, In-R, Out + R, Out-R of the LED modules leads in a similar way to the formation of the red light channel 32 ,
In 3 sind die LEDs 8, 9 jeweils zwischen den potentialhöheren Anschlüssen In+W, Out+W, In+R, Out+R vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich dazu können die LEDs 8, 9 zwischen den potentialniedrigeren Anschlüssen In–W, Out–W, In–R, Out–R angeordnet sein, wobei dann die LEDs anodenseitig mit dem Ausgangsanschluss Out–W, Out–R zu verschalten sind.In 3 are the LEDs 8th . 9 each between the higher-potential connections In + W, Out + W, In + R, Out + R provided. Alternatively or additionally, the LEDs 8th . 9 be arranged between the potential-lower terminals In-W, Out-W, In-R, Out-R, in which case the LEDs on the anode side to be connected to the output terminal Out-W, Out-R.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Leuchte 40 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Betriebsschaltung 41 weist einen ähnlichen Aufbau wie die Betriebsschaltung 1 auf. Während bei der Leuchte 30 nur ein Weißlichtkanal 31 und ein Rotlichtkanal 32 vorhanden ist, ist die Betriebsschaltung zur Bildung von mehreren Weißlichtkanälen und/oder mehreren Rotlichtkanälen ausgestaltet. 4 shows a further embodiment of a lamp 40 according to the present invention. The operating circuit 41 has a similar structure as the operating circuit 1 on. While with the light 30 only a white light channel 31 and a red light channel 32 is present, the operating circuit for forming a plurality of white light channels and / or a plurality of red light channels is configured.
Ein erster Weißlichtausgang 46 besteht aus den Ausgängen VLED+W, VLED–W, die weiterhin zur Bildung des Weißlichtkanals 31 dienen. Parallel zu den Ausgängen VLED+W, VLED–W sind zusätzliche Ausgangsanschlüsse VLED+W', VLED–W' vorgesehen, die einen zweiten Weißlichtausgang 46' bilden. Die potentialhöheren Anschlüsse VLED+W, VLED+W' sind in der Betriebsschaltung 41 vorzugsweise direkt verbunden, ähnliches gilt für die potentialniedrigeren Anschlüsse VLED–W, VLED–W'. LED-Module 42, 43 können dann am ersten Weißlichtausgang 46 in Serie geschaltet sein, um den ersten Weißlichtkanal 31 zu erzeugen.A first white light output 46 consists of the outputs VLED + W, VLED-W, which continue to form the white light channel 31 serve. Parallel to the outputs VLED + W, VLED-W additional output terminals VLED + W ', VLED-W' are provided which provide a second white light output 46 ' form. The more potential connections VLED + W, VLED + W 'are in the operating circuit 41 preferably directly connected, the same applies to the potential-lower terminals VLED-W, VLED-W '. LED modules 42 . 43 can then be at the first white light output 46 be connected in series to the first white light channel 31 to create.
Der zweite Weißlichtkanal 31' wird durch den Anschluss von weiteren LED-Modulen 44, 45 an den zweiten Weißlichtausgang 46' gebildet. Wie in 4 gezeigt, kann nunmehr der potentialniedrigere Ausgangsanschluss Out–W des LED-Moduls 44 mit dem potentialhöheren Ausgang VLED+W' der Betriebsschaltung 41 verbunden werden. Grund dafür ist, dass die LEDs immer anodenseitig mit dem potentialhöheren Ausgang VLED+W' der Betriebsschaltung 41 zu verschalten sind. Insgesamt wird also der in 1 gezeigte LED-Strom iW nunmehr in zwei LED-Ströme iW1, iW2 für den ersten und den zweiten Weißlichtkanal 31, 31' geteilt.The second white light channel 31 ' is made by connecting more LED modules 44 . 45 to the second white light output 46 ' educated. As in 4 now shown, the potential-lower output terminal Out-W of the LED module 44 with the potential higher output VLED + W 'of the operating circuit 41 get connected. This is because the LEDs are always on the anode side with the potential higher output VLED + W 'of the operating circuit 41 to interconnect. Overall, therefore, the in 1 shown LED current iW now in two LED currents iW1, iW2 for the first and the second white light channel 31 . 31 ' divided.
Die Bildung eines ersten und eines zweiten Rotlichtkanals 32, 32' ausgehend von einem ersten und einem zweiten Rotlichtausgang 47, 47' erfolgt in ähnlicher Weise.The formation of a first and a second red light channel 32 . 32 ' starting from a first and a second red light output 47 . 47 ' is done in a similar way.
5 zeigt eine Leuchte 50 basierend auf dem Ausführungsbeispiel der 3. Die Betriebsschaltung 1 und die LED-Module 33 sind in einem Gehäuse 51 angeordnet, wobei das Gehäuse 51 vorzugsweise in Form einer Schiene oder in Form eines Leuchtstoffröhren-Gehäuses ausgebildet ist. Die Betriebsschaltung 1 versorgt die LEDs des Weißlichtkanals 31 mit einem Strom iW, und die LEDs des Rotlichtkanals 32 mit einem Strom iR. Über die LEDs eines LED-Moduls kann ein Globe Top 52 (Dispens über die LED-Chips) gesetzt werden, was zu einer guten Farbmischung jeweils eines LED-Modules 33 führt. Über sämtliche LED-Module, vorzugsweise bis zu 10 Modulen, kann eine Linearlinse 53 angebracht werden. Somit lässt sich mit dieser linearen Anordnung und der Linearlinse ein Ersatz für bekannte Leuchtstoffröhren erzielen. 5 shows a lamp 50 based on the embodiment of 3 , The operating circuit 1 and the LED modules 33 are in a housing 51 arranged, the housing 51 is preferably formed in the form of a rail or in the form of a fluorescent tube housing. The operating circuit 1 supplies the LEDs of the white light channel 31 with a current iW, and the LEDs of the red light channel 32 with a current iR. The LEDs of an LED module can be used as a globe top 52 (Dispensing over the LED chips) are set, resulting in a good color mixing of each one LED module 33 leads. All LED modules, preferably up to 10 modules, can be equipped with a linear lens 53 be attached. Thus, a replacement for known fluorescent tubes can be achieved with this linear arrangement and the linear lens.
6 zeigt eine Weiterentwicklung des Ausführungsbeispiels der 4. Im Unterschied zur Leuchte 50 umfasst die in 6 gezeigte Leuchte 60 jeweils zwei Weißlichtkanäle 31, 31', und zwei Rotlichtkanäle 32, 32'. Die Betriebsschaltung 41 ist vorzugsweise zentral im Gehäuse 61 angeordnet. 6 shows a further development of the embodiment of 4 , In contrast to the light 50 includes the in 6 shown light 60 two white light channels each 31 . 31 ' , and two red light channels 32 . 32 ' , The operating circuit 41 is preferably central in the housing 61 arranged.
Die Erfindung zielt somit insbesondere auf eine Temperaturkompensation von LED-Modulen, die eine farbstoffkonvertierte blaue LED 8 und wenigstens eine rote LED 9 aufweisen. Typische Anwendungen sind Thekenbeleuchtungen im Wurst- oder Fleischbereich. Weitere Anwendungsgebiete sind Fischtheken und Backwaren. The invention thus aims, in particular, at a temperature compensation of LED modules comprising a dye-converted blue LED 8th and at least one red LED 9 exhibit. Typical applications are counter lighting in the sausage or meat area. Further applications are fish counters and baked goods.
7 zeigt die Temperaturabhängigkeit der Emissionsintensität der LEDs 8, 9 für einen gegebenen LED-Strom. Wie ersichtlich nimmt die Emissionsintensität E der LEDs mit zunehmender Temperatur ab. Steigt die Umgebungstemperatur der LEDs, so sinkt die ausgestrahlte Lichtintensität der roten LEDs 9 viel starker ab als die der blauen bzw. der farbstoffkonvertierten blauen LEDs 8. Die in 7 gezeigten Kurven und Werte sind nicht maßstabsgetreu. 7 shows the temperature dependence of the emission intensity of the LEDs 8th . 9 for a given LED current. As can be seen, the emission intensity E of the LEDs decreases with increasing temperature. If the ambient temperature of the LEDs rises, the emitted light intensity of the red LEDs decreases 9 much stronger than the blue or dye-converted blue LEDs 8th , In the 7 The curves and values shown are not to scale.
8 zeigt die Temperaturabhängigkeit des LED-Stroms, um eine gewünschte Helligkeit zu erzielen. Das Bezugszeichen 80 bezieht sich auf den Strom für den Weißlichtkanal 31. Die Strom-Kurve für den roten Kanal 32 wird mit dem Bezugszeichen 81, 82 oder 83 bezeichnet. Die Strom-Kurve 81 zeigt die Temperaturabhängigkeit von roten LEDs, die z. B. im Bereich von 650 nm einen Peak aufweisen. Für rote LEDs mit einer dominaten Wellenlänge von 628 nm bzw. 615 nm ist jeweils ein höherer Strom 82, 83 notwendig, um bei steigenden Temperaturen eine stabile Helligkeit beizubehalten. 8th shows the temperature dependence of the LED current to achieve a desired brightness. The reference number 80 refers to the current for the white light channel 31 , The current curve for the red channel 32 is denoted by the reference numeral 81 . 82 or 83 designated. The current curve 81 shows the temperature dependence of red LEDs, the z. B. have a peak in the range of 650 nm. For red LEDs with a dominant wavelength of 628 nm and 615 nm, respectively, a higher current 82 . 83 necessary to maintain a stable brightness with increasing temperatures.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Betriebsschaltung 1 wird der Weißlichtkanal 31 vorzugsweise mit einem im zeitlichen Mittel konstant geregelten Strom iW = 350 mA betrieben. Es wird davon ausgegangen, dass bei einer sich verändernden Umgebungstemperatur die Lichtintensität der farbstoffkonvertierten blauen LEDs 8 konstant bzw. konstant genug bleibt. Die Lichtintensität der blauen LEDs 8 muss also nicht unbedingt korrigiert werden.According to a particular embodiment of the operating circuit 1 becomes the white light channel 31 preferably operated with a temporally mean constant current iW = 350 mA. It is assumed that as the ambient temperature changes, the light intensity of the dye-converted blue LEDs 8th remains constant or constant enough. The light intensity of the blue LEDs 8th does not necessarily have to be corrected.
Der rote Kanal 32 wird hingegen mit einem temperaturabhängigen Strom iR betrieben. Ziel der Kompensationsschaltung 10 bzw. des Widerstandsnetzwerks ist es, die Temperaturabhängigkeit der Lichtausbeute der roten LEDs 9 zu kompensieren. Das Widerstandsnetzwerk ist jeweils angepasst auf die Temperaturkurve des Lichtoutputs der roten LEDs.The red channel 32 is operated with a temperature-dependent current iR. Target of the compensation circuit 10 or the resistance network, it is the temperature dependence of the luminous efficacy of the red LEDs 9 to compensate. The resistor network is adapted to the temperature curve of the light output of the red LEDs.
Bei einer Erhöhung der Umgebungstemperatur kann nämlich die Lichtausbeute derart sinken, dass es für das menschliche Auge bemerkbar. Als Gegenmaßnahme sorgt die Betriebsschaltung in so einem Fall dafür, dass der Strom iR für den Rotlichtkanal 32 erhöht wird. Durch die Regelung des Stroms iR in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur kann die Temperaturabhängigkeit der Lichtausbeute kompensiert werden. Entsprechend kann die Betriebsschaltung 41 zur Kompensierung die Ströme iR1 und iR2 erhöhen bzw. regeln.Namely, when the ambient temperature is raised, the luminous efficacy may decrease so as to be noticeable to the human eye. As a countermeasure provides the operating circuit in such a case that the current iR for the red light channel 32 is increased. By regulating the current iR as a function of the ambient temperature, the temperature dependence of the light output can be compensated. Accordingly, the operation circuit 41 for compensation, increase or regulate the currents iR1 and iR2.
Durch diese Kompensierung wird sichergestellt, dass zumindest in einem bestimmten Temperaturbereich die Emissionsintensität E der LEDs 9 konstant bleibt. Alternativ wird zumindest gewährleistet, dass die Emissionsintensität E der LEDs 9 nicht unter einem definierten Schwellenwert Emin absinkt bzw. dass diese Emissionsintensität E einen definierten Wertebereich von Emin bis Emax nicht verlässt.This compensation ensures that, at least in a certain temperature range, the emission intensity E of the LEDs 9 remains constant. Alternatively, it is at least ensured that the emission intensity E of the LEDs 9 does not fall below a defined threshold Emin or that this emission intensity E does not leave a defined value range from Emin to Emax.
Durch die Temperaturkompensation kann also der Farbort des von der Leuchte 30 erzeugten Mischlichts bei sich verändernder Temperatur stabil gehalten werden.Due to the temperature compensation can therefore the color of the lamp 30 generated mixed light are kept stable with changing temperature.
Dafür können die in 7 gezeigten Kurven und Werte insbesondere bezüglich den roten LEDs in der Betriebsschaltung, vorzugsweise in einer Speichereinheit der Betriebsschaltung oder des Regelbausteins, abgebildet sein. In einem derartigen Speicher kann für unterschiedliche Temperaturwerte T0, T1, T2 die entsprechende Emissionsintensität Er(T0), Er(T1), Er(T2) von einer oder mehreren roten LEDs abgespeichert werden. Ausgehend von diesen abgespeicherten Werten ist die Betriebsschaltung 1 bzw. der Regelbaustein 3 dazu ausgebildet, die Emissionsintensität einer beliebigen Umgebungstemperatur z. B. durch Interpolation zu bestimmen.For that, the in 7 shown curves and values in particular with respect to the red LEDs in the operating circuit, preferably in a memory unit of the operating circuit or the control module, be mapped. In such a memory, the corresponding emission intensity Er (T0), Er (T1), Er (T2) of one or more red LEDs can be stored for different temperature values T0, T1, T2. Based on these stored values is the operating circuit 1 or the control block 3 adapted to the emission intensity of any ambient temperature z. B. to determine by interpolation.
Die erfindungsgemäße Kompensierung der Temperaturabhängigkeit der Lichtausbeute erfolgt insbesondere unter Verwendung des temperaturabhängigen Widerstand RNTC, der die gleiche Temperatur wie die Umgebungstemperatur der roten LED senst.The compensation according to the invention of the temperature dependence of the luminous efficacy takes place, in particular, by using the temperature-dependent resistor RNTC, which senst the same temperature as the ambient temperature of the red LED.
Alternativ kann auch die Temperaturabhängigkeit der Emissionsintensität der blauen (farbstoffkonvertierten) LEDs ausgeglichen bzw. kompensieren werden. Vorzugsweise ist in der Betriebsschaltung eine einzige Kompensationsschaltung 10 bzw. ein einziges temperaturabhängiges Bauelement RNTC vorgesehen. Der Pin P4 des Regelbausteins 2 ist in diesem Fall ähnlich wie der Pin P9 mit der Kompensationsschaltung 10 bzw. mit dem temperaturabhängigen Bauelement RNTC verbunden. Es wird dabei vorausgesetzt, dass die rote LEDs sowie die blaue LEDs die gleiche Umgebungstemperatur erfahren.Alternatively, the temperature dependence of the emission intensity of the blue (dye-converted) LEDs can be compensated or compensated. Preferably, in the operating circuit is a single compensation circuit 10 or a single temperature-dependent component RNTC provided. Pin P4 of the control block 2 is in this case similar to the pin P9 with the compensation circuit 10 or connected to the temperature-dependent component RNTC. It is assumed that the red LEDs and the blue LEDs experience the same ambient temperature.
Wichtig ist, dass bei der Erfindung die Stromversorgung für die rote LED unabhängig ist von der der blauen LED. Darüber hinaus liegt hier eine hysteretische Regelung mit Stromabschalt- und -einschaltschwellen vor.It is important that in the invention, the power supply for the red LED is independent of the blue LED. In addition, there is a hysteretic control with Stromabschalt- and -inschaltschwellen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Weißlichtkanal 31 vorzugsweise mit einem im zeitlichen Mittel konstant geregelten Strom von z. B. iW = 350 mA betrieben.According to a further embodiment of the invention, the white light channel 31 preferably with a temporally mean constant regulated current of z. B. iW = 350 mA operated.
Der rote Kanal 32 wird hingegen mit einem temperaturabhängigen Strom iR derart betrieben, dass der Quotient Q der Emissionsintensität EW der vorzugsweise farbstoffkonvertierten blauen LED(s) durch die Emissionsintensität ER der roten LED(s) konstant gehalten wird. Ziel ist es, den Farbton des von der Leuchte erzeugten Mischlichts bzw. das Verhältnis zwischen den unterschiedlichen Farben konstant zu behalten. Die Umgebungstemperatur beeinflusst somit nicht mehr z. B. den Farbton.The red channel 32 however, is operated with a temperature-dependent current iR such that the quotient Q of the emission intensity E W of the preferably color-converted blue LED (s) is kept constant by the emission intensity E R of the red LED (s). The aim is to keep the color of the mixed light produced by the luminaire or the ratio between the different colors constant. The ambient temperature does not influence z. B. the color.
Alternativ wird dieser Regelung so durchgeführt, dass dieser Quotient zumindest in einem bestimmten Temperaturbereich größer als ein Schwellenwert Qmin und/oder kleiner als ein Schwellenwert Qmax bleibt: Qmin < Q = EW/ER, oder Q = EW/ER < Qmax, oder Qmin < Q = EW/ER < Qmax. Alternatively, this regulation is carried out in such a way that this quotient remains greater than a threshold value Qmin and / or smaller than a threshold value Qmax at least in a certain temperature range: Qmin <Q = E W / E R , or Q = E W / E R <Qmax, or Qmin <Q = E W / E R <Q max.
Zusätzlich zu der Kompensation der Erwärmung kann auch ein Dimmsignal an den zweiten Regelbaustein 3 weitergeleitet werden. Der zweite Regelbaustein 3 kann in diesem Fall einen Steuereingang Pst aufweisen zum Empfangen von z. B. digitalen Dimmsignalen, s. 1. Die Betriebsschaltung 1, 41 verfügt dann entsprechend über einen Steuereingang Vst, s. 3, 4.In addition to the compensation of the heating, a dimming signal can also be sent to the second control module 3 to get redirected. The second control block 3 may in this case have a control input Pst for receiving z. B. digital dimming signals, s. 1 , The operating circuit 1 . 41 then has correspondingly a control input Vst, s. 3 . 4 ,
Alternativ dazu kann ein Dimmbefehl auf die Versorgungsspannung für die Betriebsschaltung 1 aufmoduliert sein. An den Eingangsanschlüssen VSUP+, VSUP– ist dann eine Demodulationseinheit (nicht gezeigt) angeschlossen, die die Versorgungsspannung auswertet und den ausgewerteten Dimmbefehl der Betriebsschaltung 1, 41 weiterleitet.Alternatively, a dimming command can be applied to the supply voltage for the operating circuit 1 be modulated. At the input terminals VSUP +, VSUP- then a demodulation unit (not shown) is connected, which evaluates the supply voltage and the evaluated dimming command of the operating circuit 1 . 41 forwards.
Ein derartiger direkt oder indirekt übermittelter Dimmbefehl kann auch zur Adjustierung des LED-Stroms genutzt werden.Such a directly or indirectly transmitted dimming command can also be used to adjust the LED current.
Erfindungsgemäß ist das Ziel der Kompensationsschaltung 10 bzw. des Widerstandsnetzwerks, die Temperaturabhängigkeit der Lichtausbeute der roten LEDs 9 zu kompensieren. Alternativ kann auch die Differenz der Temperaturabhängigkeiten der blauen bzw. der roten LED zu kompensieren sein.According to the invention, the goal of the compensation circuit 10 or the resistance network, the temperature dependence of the light output of the red LEDs 9 to compensate. Alternatively, the difference of the temperature dependencies of the blue and the red LED can be compensated.
Die Erfindung ist nicht auf zwei Farbkanäle begrenzt. Die Betriebsschaltung kann z. B. einen dritten Farbkanal (nicht gezeigt) für z. B. gelbe oder grüne LEDs aufweisen. Weitere Farbkanäle sind ebenfalls denkbar. Eine erfindungsgemäße Betriebsschaltung kann auch nur ein Farbkanal aufweisen, wobei dann die Temperaturabhängigkeit der Lichtausbeute der LEDs dieses Farbkanals kompensiert wird.The invention is not limited to two color channels. The operating circuit can, for. B. a third color channel (not shown) for z. B. have yellow or green LEDs. Other color channels are also conceivable. An operating circuit according to the invention can also have only one color channel, in which case the temperature dependence of the luminous efficacy of the LEDs of this color channel is compensated.
Alternativ zu den in den Figs. gezeigten roten und (farbstoffkonvertierten) blauen LEDs können auch andere Farbe eingesetzt werden.Alternatively to the in FIGS. red and (dye converted) blue LEDs can also be used with other colors.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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11
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Betriebsschaltungoperating circuit
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2, 32, 3
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Regelbausteincontrol module
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44
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Zener-DiodeZener diode
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55
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Schalter des Regelbausteins 2 Switch of the control module 2
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66
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Schalter des Regelbausteins 3 Switch of the control module 3
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77
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Steuereinheitcontrol unit
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8, 98, 9
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LEDsLEDs
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1010
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Kompensationsschaltungcompensation circuit
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3030
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Leuchtelamp
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3131
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WeißlichtkanalWhite light channel
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3232
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Roter KanalRed channel
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33, 34, 3533, 34, 35
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LED-ModuleLED modules
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3636
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Kontaktpadcontact pad
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4040
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Leuchtelamp
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4141
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Betriebsschaltungoperating circuit
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42, 43, 44, 4542, 43, 44, 45
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LED-ModuleLED modules
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46, 46'46, 46 '
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erster und zweiter Weißlichtausgangfirst and second white light output
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47, 47'47, 47 '
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erster und zweiter Rotlichtausgangfirst and second red light output
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5050
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Leuchtelamp
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5151
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Gehäusecasing
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5252
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Globe TopGlobe Top
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5353
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Linearlinselinear lens
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6060
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Leuchtelamp
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C1, C2C1, C2
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Kondensatorencapacitors
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C3C3
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Eingangskondensatorinput capacitor
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C5, C6C5, C6
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Kondensatorencapacitors
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D1, D2, D3D1, D2, D3
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Diodendiodes
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D4D4
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ZenerdiodeZener diode
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L1, L2L1, L2
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SpuleKitchen sink
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P1, P2, P3, P4, P5P1, P2, P3, P4, P5
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Anschlüsse des Regelbausteins 2 Connections of the control module 2
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P6, P7, P8, P9, P10P6, P7, P8, P9, P10
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Anschlüsse des Regelbausteins 3 Connections of the control module 3
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R1, R5, R7, R9R1, R5, R7, R9
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Widerständeresistors
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RNTCR NTC
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Temperaturabhängiger WiderstandTemperature-dependent resistance
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RSENSE1, RSENSE2, RSENSE3RSENSE1, RSENSE2, RSENSE3
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Widerständeresistors
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RSENSE4, RSENSE5, RSENSE6RSENSE4, RSENSE5, RSENSE6
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Widerständeresistors
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VLED+R, VLED–RVLED + R, VLED-R
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Ausgangsanschlüsse für LEDs 9 Output connections for LEDs 9
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VLED+W, VLED–WVLED + W, VLED-W
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Ausgangsanschlüsse für LEDs 8 Output connections for LEDs 8th
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VSUP+, VSUP–VSUP +, VSUP-
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Eingangsanschlüsseinput terminals
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In+W, In–WIn + W, In-W
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Eingangsanschlüsse des LED-Moduls für WeißlichtkanalInput terminals of the LED module for white light channel
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Out+W, Out–WOut + W, Out-W
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Ausgangsanschlüsse des LED-Moduls für WeißlichtkanalOutput terminals of the LED module for white light channel
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In+R, In–RIn + R, In-R
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Eingangsanschlüsse des LED-Moduls für RotlichtkanalInput terminals of the LED module for red light channel
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Out+R, Out–ROut + R, Out-R
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Ausgangsanschlüsse des LED-Moduls für RotlichtkanalOutput connections of the LED module for red light channel
