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Technisches Gebiet
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Die Offenbarung betrifft eine Leuchtquelle, die Licht emittierende Elemente, so beispielsweise Licht emittierende Dioden (LEDs) beinhaltet, sowie eine Leuchteinrichtung, die die Leuchtquelle beinhaltet.
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Hintergrund
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In jüngster Zeit ist eine Leuchteinrichtung, die ein Licht emittierendes Modul verwendet, das Licht emittierende Halbleiterelemente, so beispielsweise LEDs, beinhaltet, als Ersatz für eine inkandeszente bzw. weißglühende Glühbirne in den Fokus gerückt. Im Allgemeinen ändert eine Änderung des Pegels des Stromes, der durch einen LED-Chip fließt, nicht die Emissionsfarbe des LED-Chips. Dies rührt daher, dass die Emissionsfarbe des LED-Chips von der Bandlücke eines in dem LED-Chip beinhalteten Halbleitermaterials, jedoch nicht vom Strompegel abhängt.
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Eingedenk des Vorbeschriebenen offenbart Patentliteratur (PTL) 1 (Veröffentlichung der ungeprüften
japanischen Patentanmeldung Nr. 2009-09782 ) ein LED-Modul, das die Emissionsfarbe bei Verwendung der LEDs ändern kann.
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9 ist ein Schaltungsdiagramm eines in PTL 1 offenbarten herkömmlichen LED-Moduls. Wie in 9 gezeigt ist, beinhaltet das LED-Modul 900 eine Rot-LED-Feldanordnung 921 und eine Weiß-LED-Feldanordnung 922, die parallel verbunden sind. Die Rot-LED-Feldanordnung 921 beinhaltet rote LEDs 921a, 921b, 921c, ..., 921d, 921e und 921f, die in Reihe verbunden sind. Die Weiß-LED-Feldanordnung 922 beinhaltet weiße LEDs 922a, 922b, ..., 922c und 922d, die in Reihe verbunden sind. Die Weiß-LED-Feldanordnung 922 ist in Reihe mit einem Bipolartransistor 924 und einem resistiven bzw. widerstandsbehafteten Element 926 verbunden. Der Bipolartransistor 924 verfügt über einen Basisanschluss, der mit einer Variabelspannungsquelle 927 über ein resistives bzw. widerstandsbehaftetes Element 925 verbunden ist. Des Weiteren verfügt der Bipolartransistor 924 über einen Kollektoranschluss, der mit dem Kathodenanschluss der weißen LED 922d verbunden ist, und einen Emitteranschluss, der mit dem resistiven bzw. widerstandsbehafteten Element 926 verbunden ist.
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Das LED-Modul 900 ist mit einer Variabelstromquelle 933 verbunden. Eine Wechselstromleistung (AC), die aus einer AC-Quelle 931 zugeleitet wird, erfährt eine AC-DC-Wandlung, die von einem AC/DC-Wandler 932 durchgeführt wird, wobei die sich ergebende Leistung der Variabelstromquelle 933 zugeleitet wird. Entsprechend wird ein Strom dem LED-Modul 900 aus der Variabelstromquelle 933 zugeleitet.
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Das LED-Modul 900 kann einen Basisstrom durch Ändern einer Basis-Emitter-Spannung des Bipolartransistors 924 ändern. Hierbei nimmt der Kollektorstrom zu, wenn der Basisstrom des Bipolartransistors 924 zunimmt. Dies führt zu einer Zunahme des Stromes, der durch die Weiß-LED-Feldanordnung 922 fließt. Durch Vergrößern des Stromes, der durch die Weiß-LED-Feldanordnung 922 von dem Strom, der aus der Variabelstromquelle 933 zugeleitet wird, fließt, nimmt derjenige Strom, der durch die Rot-LED-Feldanordnung 921 fließt, im Vergleich ab. Im Ergebnis nähert sich die Emissionsfarbe des LED-Moduls 900 Weiß. Demgegenüber nimmt durch Verringern des Stromes, der durch die Weiß-LED-Feldanordnung 922 fließt, der Strom, der durch die Rot-LED-Feldanordnung 921 fließt, im Vergleich zu. Im Ergebnis nähert sich die Emissionsfarbe des LED-Moduls 900 Orange.
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Zusammenfassung
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Das in PTL 1 offenbarte LED-Modul weist einen Aufbau zum Ändern der Emissionsfarbe des LED-Moduls 900 entsprechend der Lichtanpassung auf und ist nicht in der Lage, zwischen Lichtemissionseigenschaften, so beispielsweise Emissionsfarben, ohne Änderung der Helligkeit und des Leistungsverbrauchs zu schalten.
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Die vorliegende Erfindung wurde eingedenk des vorbeschriebenen Problems gemacht, wobei eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin besteht, eine Leuchtquelle und eine Leuchteinrichtung bereitzustellen, die die Anzahl von Schaltungskomponenten zum Schalten zwischen den Licht emittierenden Eigenschaften minimieren und zwischen den Lichtemissionseigenschaften ohne Ändern der Herrlichkeit und des Leistungsverbrauches schalten können.
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Um die vorgenannte Aufgabe zu lösen, beinhaltet eine Leuchtquelle entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung: eine erste Licht emittierende Einheit, die eine Mehrzahl von in Reihe verbundenen ersten Licht emittierenden Elementen beinhaltet und einen ersten Anodenanschluss und einen ersten Kathodenanschluss aufweist; eine zweite Licht emittierende Einheit, die eine Mehrzahl von in Reihe verbundenen zweiten Licht emittierenden Elementen beinhaltet, einen zweiten Anodenanschluss und einen zweiten Kathodenanschluss aufweist und Lichtemissionseigenschaften aufweist, die von Lichtemissionseigenschaften der ersten Licht emittierenden Einheit verschieden sind; ein erstes Schaltelement, das in Reihe bezüglich eines jedweden von zwischen dem ersten Anodenanschluss und dem zweiten Anodenanschluss und zwischen dem ersten Kathodenanschluss und dem zweiten Kathodenanschluss verbunden ist; und eine Konstantleistungsausgabeschaltung, die (i) einen Negativausgabeanschluss, der mit dem ersten Kathodenanschluss und jedwedem von dem zweiten Kathodenanschluss und dem mit dem zweiten Kathodenanschluss verbundenen ersten Schaltelement verbunden ist, und einen Positivausgabeanschluss, der mit dem ersten Anodenanschluss und jedwedem von dem zweiten Anodenanschluss und dem mit dem zweiten Anodenanschluss verbundenen ersten Schaltelement verbunden ist, beinhaltet und (ii) Leistung an die erste Licht emittierende Einheit und die zweite Licht emittierende Einheit ausgibt, ohne einen Gesamtwert der der ersten Licht emittierenden Einheit und der zweiten Licht emittierenden Einheit zugeführten Leistung zwischen bevor und nachdem eine Leitung und eine Nichtleitung des ersten Schaltelementes geschaltet werden zu ändern, wobei eine erste Gesamtvorwärtsspannung von einer zweiten Gesamtvorwärtsspannung verschieden ist, wobei die erste Gesamtvorwärtsspannung ein Spannungswert ist, den man durch Addieren einer Vorwärtsspannung eines jeden einzelnen aus der Mehrzahl von in Reihe verbundenen ersten Licht emittierenden Elementen erhält, und die zweite Gesamtvorwärtsspannung ein Spannungswert ist, den man durch Addieren einer Vorwärtsspannung eines jeden einzelnen aus der Mehrzahl von in Reihe verbundenen zweiten Licht emittierenden Elementen erhält.
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Darüber hinaus kann bei der Leuchtquelle entsprechend einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung die erste Licht emittierende Einheit eine Emissionsfarbe aufweisen, die von einer Emissionsfarbe der zweiten Licht emittierenden Einheit verschieden ist.
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Zudem kann bei der Leuchtquelle entsprechend einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung die erste Licht emittierende Einheit Lichtverteilungseigenschaften aufweisen, die von Lichtverteilungseigenschaften der zweiten Licht emittierenden Einheit verschieden sind.
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Ferner kann bei der Leuchtquelle entsprechend einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung die Vorwärtsspannung eines jeden aus der Mehrzahl von ersten Licht emittierenden Elementen gleich der Vorwärtsspannung eines jeden aus der Mehrzahl von zweiten Licht emittierenden Elementen sein, und die Anzahl der Mehrzahl von in Reihe verbundenen ersten Licht emittierenden Elementen kann von der Anzahl der Mehrzahl von in Reihe verbundenen zweiten Licht emittierenden Elementen verschieden sein.
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Darüber hinaus kann bei der Leuchtquelle entsprechend einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung die erste Gesamtvorwärtsspannung größer als die zweite Gesamtvorwärtsspannung sein, ein erster Stromweg, der ein Weg ist, durch den Strom zu der ersten Licht emittierenden Einheit fließt, kann das erste Schaltelement überbrücken, ein zweiter Stromweg, der ein Weg ist, durch den Strom zu der zweiten Licht emittierenden Einheit fließt, kann durch das erste Schaltelement verlaufen, dann, wenn das erste Schaltelement in einem Nichtleitungszustand ist, kann die Konstantleistungsausgabeschaltung die Leistung nur der ersten Licht emittierenden Einheit von der ersten Licht emittierenden Einheit und der zweiten Licht emittierenden Einheit zuleitet, und dann, wenn das erste Schaltelement in einem Leitungszustand ist, kann die Konstantleistungsausgabeschaltung eine Hauptleistung der zweiten Licht emittierenden Einheit zuleiten.
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Zudem können bei der Leuchtquelle entsprechend einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung die erste Gesamtvorwärtsspannung und die zweite Gesamtvorwärtsspannung eine Differenz von wenigstens 4 V aufweisen, und dann, wenn das erste Schaltelement in dem Leitungszustand ist, kann die Konstantleistungsausgabeschaltung die Leistung nur der zweiten Licht emittierenden Einheit von der ersten Licht emittierenden Einheit und der zweiten Licht emittierenden Einheit zuleiten.
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Ferner können bei der Leuchtquelle entsprechend einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung die erste Gesamtvorwärtsspannung und die zweite Gesamtvorwärtsspannung eine Differenz von wenigstens 2 V, jedoch weniger als 4 V aufweisen, und dann, wenn das erste Schaltelement in dem Leitungszustand ist, kann die Konstantleistungsausgabeschaltung die Hauptleistung der zweiten Licht emittierenden Einheit und Leistung, die kleiner als die Hauptleistung ist, der ersten Licht emittierenden Einheit zuleiten.
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Ferner kann bei der Leuchtquelle entsprechend einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung die Konstantleistungsausgabeschaltung beinhalten: einen Induktor, der parallel mit der ersten Licht emittierenden Einheit und parallel mit einem in Reihe verbundenen Abschnitt aus der zweiten Licht emittierenden Einheit und dem ersten Schaltelement verbunden ist; ein zweites Schaltelement, das in Reihe mit dem Induktor zwischen einem Positiveingabeanschluss und einem Negativeingabeanschluss der Konstantleistungsausgabeschaltung verbunden ist; und eine Oszillationssteuer- bzw. Regeleinheit, die ausgelegt ist zum Steuern bzw. Regeln einer Leitung und einer Nichtleitung des zweiten Schaltelementes, dann, wenn das zweite Schaltelement in einem Leitungszustand ist, kann der Induktor mit einem Strom geladen werden, der von einer Leistungsquelle zu dem Induktor fließt, und dann, wenn das zweite Schaltelement in einem Nichtleitungszustand ist, kann magnetische Energie, die in dem Induktor durch das Laden gespeichert ist, an jedwede von der ersten Licht emittierenden Einheit und der zweiten Licht emittierenden Einheit abgegeben werden.
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Zudem kann bei der Leuchtquelle entsprechend einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung die erste Licht emittierende Einheit eine Emissionsfarbe aufweisen, die eine inkandeszente bzw. weißglühende Farbe ist, und die zweite Licht emittierende Einheit kann eine Emissionsfarbe aufweisen, die Tageslichtfarbe ist.
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Darüber hinaus beinhaltet eine Leuchteinrichtung entsprechend einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung eine beliebige der vorbeschriebenen Leuchtquellen.
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Da eine Leuchtquelle und eine Leuchteinrichtung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung jeweils LED-Feldanordnungen, die jeweils eine andere Gesamtvorwärtsspannung aufweisen, und eine Konstantleistungsausgabeschaltung beinhalten und die Anzahl von Schaltungskomponenten zum Schalten zwischen dem Antrieb der LED-Feldanordnungen minimieren, sind die Leuchtquelle und die Leuchteinrichtung in der Lage, die Anzahl der Schaltungskomponenten zu verringern und zwischen Lichtemissionseigenschaften ohne Ändern der Helligkeit und des Leistungsverbrauches zu schalten.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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Die Figuren stellen eine oder mehrere Implementierungen entsprechend der vorliegenden Lehre rein beispielhalber und nicht im Sinne einer Beschränkung dar. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente.
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1A ist eine Querschnittsansicht einer Leuchteinrichtung, die eine LED-Lampe entsprechend einem Ausführungsbeispiel beinhaltet.
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1B ist eine perspektivische Ansicht eines LED-Moduls entsprechend Ausführungsbeispiel 1.
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2 ist ein Blockaufbaudiagramm der LED-Lampe entsprechend Ausführungsbeispiel 1.
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3A ist ein Zustandsübergangsdiagramm zur Darstellung eines Stromweges für den Fall, in dem ein FET-Schalter der LED-Lampe entsprechend Ausführungsbeispiel 1 in dem EIN-Zustand ist.
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3B ist ein Zustandsübergangsdiagramm zur Darstellung eines Stromweges für den Fall, in dem der FET-Schalter der LED-Lampe entsprechend Ausführungsbeispiel 1 in dem AUS-Zustand ist.
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4 ist ein Schaltungsaufbaudiagramm, das die LED-Lampe entsprechend Ausführungsbeispiel 1 beinhaltet.
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5 ist ein Schaltungsaufbaudiagramm, das eine LED-Lampe entsprechend einer Abwandlung von Ausführungsbeispiel 1 beinhaltet.
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6 ist eine perspektivische Ansicht einer LED-Lampe entsprechend Ausführungsbeispiel 2.
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7 ist eine exemplarische Layoutansicht von Komponenten in einem LED-Modul entsprechend Ausführungsbeispiel 2.
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8 ist eine schematische Querschnittsansicht von optischen Wegen aus dem LED-Modul entsprechend Ausführungsbeispiel 2.
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9 ist ein Schaltungsdiagramm eines herkömmlichen LED-Moduls gemäß Offenbarung in PTL 1.
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10 ist ein Diagramm zur Darstellung eines Aufbaus einer herkömmlichen Leuchtquelle, die zwischen Emissionsfarben schalten kann.
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Detailbeschreibung
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Grundwissen, das die Grundlage der vorliegenden Erfindung bildet
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Im Zusammenhang mit der im Abschnitt „Hintergrund” offenbarten herkömmlichen LED-Lampe ist man bei der vorliegenden Erfindung auf das nachfolgende Problem gestoßen.
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Das in PTL 1 offenbarte LED-Modul weist einen Aufbau zum Ändern der Emissionsfarbe des LED-Moduls 900 entsprechend der Lichtanpassung auf und ist nicht in der Lage, nur zwischen den Emissionsfarben zu schalten, ohne die Helligkeit und den Leistungsverbrauch zu ändern. Im Gegensatz hierzu ist ein Aufbau einer Leuchtquelle gemäß Darstellung in 10 als Leuchtquelle gegeben, die zwischen Emissionsfarben ohne Lichtanpassung schalten kann.
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10 ist ein Diagramm zur Darstellung des Aufbaus der herkömmlichen Leuchtquelle, die zwischen Emissionsfarben schalten kann. Die herkömmliche Leuchtquelle gemäß Darstellung in 10 beinhaltet LED-Feldanordnungen 511A und 521A, FET-Schalter SW51 und SW52, eine Konstantstromausgabeschaltung 520 und eine Auswahlsteuer- bzw. Regelschaltung 530. Die LED-Feldanordnungen 511A und 521A sind jeweils eine Feldanordnung, die in Reihe verbundene LEDs und jeweils eine andere Emissionsfarbe aufweist. Die Konstantstromausgabeschaltung 520 ist beispielsweise ein Rückwandler (back converter) und leitet einen Konstantstrom durch eine der LED-Feldanordnungen 511A und 521A, wenn die Auswahlsteuer- bzw. Regelschaltung 530 zwischen Wegen schaltet, auf denen jeweils der Konstantstrom fließt. Beim vorbeschriebenen Aufbau ist zum Schalten zwischen den Emissionsfarben, das heißt zum Schalten eines Stromweges von einer der LED-Feldanordnungen 511A und 521A zu der anderen der LED-Feldanordnungen 511A und 521A notwendig, exklusiv zwischen EIN und AUS der FET-Schalter SW51 und SW52, die jeweils in Verdrahtungsleitungen der LED-Feldanordnungen 511A und 521A vorgesehen sind, zu schalten.
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Bedauerlicherweise tritt das nachfolgende Problem auf, wenn die Emissionsfarbe beim vorbeschriebenen Aufbau unter Verwendung der Konstantstromausgabeschaltung 520 geschaltet wird. Im Allgemeinen wird als Verfahren zum Verschiedenmachen der Emissionsfarbe einer jeden der LED-Feldanordnungen 511A und 521A die Emissionsfarbe dadurch geändert, dass Leuchtstoffe an den Chips verschieden gewählt werden, während die LED-Feldanordnungen 511A und 521A dieselbe Chipspezifikation aufweisen. In diesem Fall tritt ein Problem dahingehend auf, dass sich die Helligkeit, wenn der Stromweg geschaltet wird, infolge einer Differenz bei der Effizienz der Leuchtstoffe ändert, und dies sogar dann, wenn die LED-Feldanordnungen 511A und 521A dieselbe Anzahl der Chips aufweisen und ein Konstantstrom fließt. Wenn darüber hinaus die Anzahlen der Chips der LED-Feldanordnungen 511A und 521A variiert werden, um eine Variation der Helligkeit zu verhindern, weisen die LED-Feldanordnungen 511A und 521A denselben Strom auf, sind jedoch bei der erzeugten Spannung verschieden. Wird der Konstantstrom von der Konstantstromausgabeschaltung 520 in diesem Aufbau durchgeleitet, so tritt ein Problem dahingehend auf, dass der Leistungsverbrauch variiert.
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Um die vorgenannte Aufgabe zu lösen, beinhaltet eine Leuchtquelle entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung: eine erste Licht emittierende Einheit, die eine Mehrzahl von in Reihe verbundenen ersten Licht emittierenden Elementen beinhaltet und einen ersten Anodenanschluss und einen ersten Kathodenanschluss aufweist; eine zweite Licht emittierende Einheit, die eine Mehrzahl von in Reihe verbundenen zweiten Licht emittierenden Elementen beinhaltet, einen zweiten Anodenanschluss und einen zweiten Kathodenanschluss aufweist und Lichtemissionseigenschaften aufweist, die von Lichtemissionseigenschaften der ersten Licht emittierenden Einheit verschieden sind; ein erstes Schaltelement, das in Reihe bezüglich eines jedweden von zwischen dem ersten Anodenanschluss und dem zweiten Anodenanschluss und zwischen dem ersten Kathodenanschluss und dem zweiten Kathodenanschluss verbunden ist; und eine Konstantleistungsausgabeschaltung, die (i) einen Negativausgabeanschluss, der mit dem ersten Kathodenanschluss und jedwedem von dem zweiten Kathodenanschluss und dem mit dem zweiten Kathodenanschluss verbundenen ersten Schaltelement verbunden ist, und einen Positivausgabeanschluss, der mit dem ersten Anodenanschluss und jedwedem von dem zweiten Anodenanschluss und dem mit dem zweiten Anodenanschluss verbundenen ersten Schaltelement verbunden ist, beinhaltet und (ii) Leistung an die erste Licht emittierende Einheit und die zweite Licht emittierende Einheit ausgibt, ohne einen Gesamtwert der der ersten Licht emittierenden Einheit und der zweiten Licht emittierenden Einheit zugeführten Leistung zwischen bevor und nachdem eine Leitung und eine Nichtleitung des ersten Schaltelementes geschaltet werden zu ändern, wobei eine erste Gesamtvorwärtsspannung von einer zweiten Gesamtvorwärtsspannung verschieden ist, wobei die erste Gesamtvorwärtsspannung ein Spannungswert ist, den man durch Addieren einer Vorwärtsspannung eines jeden einzelnen aus der Mehrzahl von in Reihe verbundenen ersten Licht emittierenden Elementen erhält, und die zweite Gesamtvorwärtsspannung ein Spannungswert ist, den man durch Addieren einer Vorwärtsspannung eines jeden einzelnen aus der Mehrzahl von in Reihe verbundenen zweiten Licht emittierenden Elementen erhält.
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Entsprechend diesem Aspekt ist es aufgrund dessen, dass die LED-Feldanordnungen, die jeweils eine andere Gesamtvorwärtsspannung aufweisen, und die Konstantleistungsausgabeschaltung beinhaltet sind und das Schaltungselement zum Schalten zwischen einem Antrieb der LED-Feldanordnungen nur das Schaltelement ist, möglich, die Anzahl von Schaltungskomponenten zu verringern und zwischen Lichtemissionseigenschaften ohne Ändern der Helligkeit und des Leistungsverbrauches zu schalten.
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Nachstehend werden eine Leuchtquelle und eine Leuchteinrichtung entsprechend Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Jedes der nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigt ein spezifisches Beispiel der vorliegenden Erfindung. Die nummerischen Werte, Formen, Materialien, Strukturelemente, die Anordnung und Verbindung der Strukturelemente und dergleichen mehr sind bei der Darstellung der nachfolgenden Ausführungsbeispiele bloße Beispiele und sollen daher den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht beschränken. Daher sind von den Strukturelementen bei den nachfolgenden Ausführungsbeispielen diejenigen Strukturelemente, die nicht in einem der unabhängigen Ansprüche aufgeführt sind, als beliebige Strukturelemente beschrieben.
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Man beachte, dass jede der Figuren ein schematisches Diagramm und keine genaue Darstellung ist. Darüber hinaus sind dieselben Bezugszeichen denselben strukturellen Komponenten in jeder Figur zugeordnet.
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Ausführungsbeispiel 1
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Aufbau der Leuchteinrichtung
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1A ist eine Querschnittsansicht einer Leuchteinrichtung, die eine LED-Lampe entsprechend Ausführungsbeispiel 1 beinhaltet. Wie in 1A gezeigt ist, ist eine LED-Lampe 210 an einer Leuchteinrichtung 1 angebracht. Die LED-Lampe 210 ist eine Leuchtquelle, die eine Kugel 211, ein äußeres Gehäuse 212 und eine Basis 213 beinhaltet und ein LED-Modul 10 (in 1A nicht gezeigt) aufnimmt. Darüber hinaus sind eine Auswahlsteuer- bzw. Regelschaltung, die zwischen Schaltelementen entsprechend einem externen Signal schaltet, und eine Konstantleistungsausgabeschaltung (in 1A nicht gezeigt), die dem LED-Modul 10 eine Konstantleistung zuleitet, innerhalb des äußeren Gehäuses 212 und der Basis 213 vorgesehen. Bei diesem Aufbau wird die Konstantleistung einer LED-Feldanordnung zugeleitet, die entsprechend dem externen Signal ausgewählt wird, und die LED-Lampe 210 emittiert Licht, das die Emissionsfarbe der ausgewählten LED-Feldanordnung aufweist.
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Die Leuchteinrichtung 1 beinhaltet die LED-Lampe 210, einen Sockel 220, der elektrisch mit der LED-Lampe 210 verbunden ist und die LED-Lampe 210 hält; und eine schalenförmige reflexionsfähige Platte 230, die von der LED-Lampe 210 emittiertes Licht in eine vorbestimmte Richtung reflektiert. Bei einem Beispiel für die Leuchteinrichtung 1 entsprechend Ausführungsbeispiel 1 ist ein so genanntes Leuchtgerät vom Downlight-Typ gezeigt.
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Die Leuchteinrichtung 1 ist mit einer externen Wechselstromquelle (AC) über einen Verbindungsabschnitt 240 verbunden. Die reflexionsfähige Platte 230 ist an einer Decke 250 angebracht, wobei die reflexionsfähige Platte 230 an der unteren Oberfläche des Umfangsabschnittes der Öffnung der Decke 250 anliegt. Der Sockel 220, der über der reflexionsfähigen Platte 230 vorgesehen ist, ist an der hinteren Seite der Decke 250 befindlich.
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Man beachte, dass der Aufbau der Leuchteinrichtung 1 gemäß Darstellung in 1A ein bloßes Beispiel ist und die Leuchteinrichtung 1 nicht auf das vorbeschriebene Leuchtgerät vom Downlight-Typ beschränkt ist.
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Aufbau des LED-Moduls
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1B ist eine perspektivische Ansicht des LED-Moduls entsprechend Ausführungsbeispiel 1. Wie in 1B gezeigt ist, ist das LED-Modul 10 ein Licht emittierendes Modul, das beinhaltet: eine Montierplatte 101; eine LED-Feldanordnung 111A; eine LED-Feldanordnung 121A, die eine Emissionsfarbe aufweist, die von einer Emissionsfarbe der LED-Feldanordnung 111A verschieden ist; und einen FET-Schalter 2. Die LED-Feldanordnung 111A beinhaltet LED-Elemente 111, die in Reihe verbunden und oberflächenmontierte Vorrichtungen (SMDs) sind, während die LED-Feldanordnung 121A LED-Elemente 121, die in Reihe verbunden und SMDs sind, beinhaltet. Jedes der LED-Elemente 111 ist ein erstes Licht emittierendes Element, das beispielsweise beinhaltet: ein Harzpaket (Behälter); einen LED-Chip, der in der Ausnehmung des Paketes montiert ist und eine Vorwärtsspannung Vf von 3 V aufweist; und eine Dichtkomponente, die einen roten Leuchtstoff beinhaltet, der in der Ausnehmung abgedichtet ist. Das erste Licht emittierende Element emittiert Licht, das eine inkandeszente bzw. weißglühende Farbe aufweist. Jedes der LED-Elemente 121 ist ein zweites Licht emittierendes Element, das beispielsweise beinhaltet: ein Harzpaket; einen LED-Chip, der in der Ausnehmung des Paketes montiert ist und eine Vorwärtsspannung Vf von 3 V aufweist; und eine Dichtkomponente, die einen weißen Leuchtstoff beinhaltet, der in der Ausnehmung abgedichtet ist. Das zweite Licht emittierende Element emittiert Licht, das Tageslichtfarbe aufweist. Man beachte, dass die Dichtkomponente beispielsweise aus einem lichtdurchlässigen Material, so beispielsweise Silikonharz, und einem Leuchtstoff besteht.
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Hierbei ist eine erste Gesamtvorwärtsspannung, die ein Spannungswert ist, den man durch Addieren einer Vorwärtsspannung Vf eines jeden einzelnen der in Reihe verbundenen LED-Elemente 111 erhält, von einer zweiten Gesamtvorwärtsspannung verschieden, die ein Spannungswert ist, den man durch Addieren einer Vorwärtsspannung Vf eines jeden einzelnen der in Reihe verbundenen LED-Elemente 121 erhält. In 1B sind die Vorwärtsspannungen der LED-Elemente 111 gleich denjenigen der LED-Elemente 121, wobei jedoch die Anzahl der in Reihe verbundenen LED-Elemente 111 (fünf) verschieden von derjenigen der in Reihe verbundenen LED-Elemente 121 (vier) ist. Mit anderen Worten, die LED-Feldanordnung ist hinsichtlich der Gesamtvorwärtsspannung und hinsichtlich der Menge des Spannungsabfalls für den Fall, dass Strom durch jede der LED-Feldanordnungen fließt, verschieden. Hierdurch ist es möglich, selektiv Strom einem Stromweg, der eine kleine Menge des Spannungsabfalls aufweist, von den Stromwegen des Stromes, der durch die LED-Feldanordnungen fließt, zuzuleiten.
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Darüber hinaus ist die erste Gesamtvorwärtsspannung größer als die zweite Gesamtvorwärtsspannung, ein erster Stromweg, der durch die LED-Feldanordnung 111A verläuft, ist ein Weg, der einen FET-Schalter SW2 überbrückt, und ein zweiter Stromweg, der durch die LED-Feldanordnung 121A verläuft, ist ein Weg, der durch den FET-Schalter SW2 verläuft. Bei diesem Aufbau leitet dann, wenn der FET-Schalter SW2 in einem Nichtleitungszustand ist, die Konstantleistungsausgabeschaltung 20 Leistung nur der LED-Feldanordnung 111A zu, während dann, wenn der FET-Schalter SW2 in einem Leitungszustand ist, die Konstantleistungsausgabeschaltung 20 Leistung der LED-Feldanordnung 121A zuleitet.
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Man beachte, dass ungeachtet dessen, dass 1B fünf LED-Elemente 111 und fünf LED Elemente 121 darstellt, die Anzahlen der LED-Elemente nicht hierauf beschränkt sind. Die LED-Feldanordnung 111A und die LED-Feldanordnung 121A können hinsichtlich eines Emissionslichtes als Unterschied hinsichtlich des Aufbaus zwischen der LED-Feldanordnung 111A und der LED-Feldanordnung 121A verschieden sein, und ihr Unterschied hinsichtlich der Gesamtvorwärtsspannung (nachstehend als Gesamt-Vf bezeichnet), die man durch Reihenaddition von Vorwärtsspannungen Vf von jeweiligen LEDs erhält, kann eine Vorwärtsspannung Vf im Wesentlichen einer LED mit beispielsweise annähernd 2,5 V oder mehr sein. Dies wird nachstehend anhand 3A und 3B beschrieben.
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Die Montierplatte 101 weist ein Verdrahtungsmuster 105 auf, das eine Verdrahtung zur Verbindung mit den LED-Elementen 111 und den LED-Elementen 121 ermöglicht. Darüber hinaus weist die Montierplatte 101 Durchgangslöcher 102 bis 104 auf. Die Verdrahtung, die mit den LED-Elementen 111 und den LED-Elementen 121 verbunden ist, ist mit der Antriebsschaltung mit Bereitstellung innerhalb des äußeren Gehäuses 212 und der Basis 213 der LED-Lampe 210 durch die Durchgangslöcher 102 bis 104 verbunden. Die Verdrahtung ist an den Durchgangslöchern 102 bis 104 zur Fixierung an der Montierplatte 101 angelötet.
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Die Form der Montierplatte 101 kann eine andere als die in 1B gezeigte vierseitige sein. Die Form der Montierplatte 101 kann beispielsweise kreisförmig oder elliptisch, wie bei Ausführungsbeispiel 2 gezeigt ist, entsprechend der Form der zu montierenden LED-Lampe 210 sein. Die LED-Feldanordnungen 111A und 121A können Layouts aufweisen, die verschieden von dem in 1B gezeigten linearen sind. Die LED-Feldanordnungen 111A und 121A können beispielsweise kreisförmig oder elliptisch entsprechend der Form der zu montierenden LED-Lampe 210 sein oder können ein Layout aufweisen, bei dem die LED-Elemente 111 und die LED-Elemente 121 abwechselnd angeordnet sind, während die vorgenannte elektrische Verbindung in den LED-Feldanordnungen 111A und 121A erhalten bleibt.
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Aufbau der LED-Lampe
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2 ist ein Blockaufbaudiagramm der LED-Lampe entsprechend Ausführungsbeispiel 1. Wie in 2 gezeigt ist, beinhaltet die LED-Lampe 210 das LED-Modul 10, die Konstantleistungsausgabeschaltung 20 und die Auswahlsteuer- bzw. Regelschaltung 30. Darüber hinaus beinhaltet, wie in 1B gezeigt ist, das LED-Modul 10 die LED-Feldanordnung 111A, die LED-Feldanordnung 121A und den FET-Schalter SW2.
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Wie in 1B gezeigt ist, ist die LED-Feldanordnung 111A eine erste Licht emittierende Einheit, die die in Reihe verbundenen LED-Elemente 111 beinhaltet und einen ersten Anodenanschluss und einen ersten Kathodenanschluss aufweist. Die LED-Feldanordnung 121A ist eine zweite Licht emittierende Einheit, die die in Reihe verbundenen LED-Elemente 121 beinhaltet, einen zweiten Anodenanschluss und einen zweiten Kathodenanschluss aufweist und Licht emittiert, das eine Emissionsfarbe aufweist, die von einer Emissionsfarbe der ersten Licht emittierenden Einheit verschieden ist. Darüber hinaus sind der Kathodenanschluss der LED-Feldanordnung 111A und der Kathodenanschluss der LED-Feldanordnung 121A verbunden, und es sind der Anodenanschluss der LED-Feldanordnung 111A und der Anodenanschluss der LED-Feldanordnung 121A über den FET-Schalter SW2 verbunden. Man beachte, dass ungeachtet der Tatsache, dass jedes LED-Element 111 und jedes LED-Element 121 LED-Chips aufweist, die die gleiche Vorwärtsspannung Vf aufweisen, die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt ist. Das LED-Element 111 und das LED-Element 121 müssen nicht beide LED-Chips mit der gleichen Vorwärtsspannung Vf beinhalten und können hinsichtlich der Emissionsfarbe als Feldanordnung und hinsichtlich der Gesamt-Vf der gesamten Feldanordnung verschieden sein.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel ist beispielsweise jedes der LED-Elemente 111 ein erstes Licht emittierendes Element, das einen LED-Chip beinhaltet, der eine Vorwärtsspannung Vf von 3 V aufweist, sowie ein Dichtmaterial, das einen roten Leuchtstoff beinhaltet, und Licht emittiert, das eine inkandeszente bzw. weißglühende Farbe aufweist. Jedes der LED-Elemente 121 ist ein zweites Licht emittierendes Element, das einen LED-Chip beinhaltet, der eine Vorwärtsspannung Vf von 3 V aufweist, sowie ein Dichtmaterial, das einen weißen Leuchtstoff beinhaltet, und Licht emittiert, das Tageslichtfarbe aufweist. Unter der Annahme, dass die LED-Feldanordnung 111A sechzehn in Reihe verbundene LED-Elemente 111 beinhaltet, ergibt sich die Gesamt-Vf zu 48 V (= 3 V × 16). Unter der zusätzlichen Annahme, dass die LED-Feldanordnung 121A vierzehn in Reihe verbundene LED-Elemente 121 aufweist, ergibt sich die Gesamt Vf zu 42 V (= 3 V × 14).
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Der FET-Schalter SW2 ist ein erstes Schaltelement, das einen Source-Anschluss und einen Drain-Anschluss mit Verbindung zwischen dem ersten Anodenanschluss und dem zweiten Anodenanschluss aufweist, und schaltet zwischen einem ersten Stromweg, durch den Strom zu der ersten Licht emittierenden Einheit fließt, und einem zweiten Stromweg, durch den Strom zu der zweiten Licht emittierenden Einheit fließt. Mit anderen Worten, der FET-Schalter SW2 verfügt über einen Source-Anschluss und einen Drain-Anschluss, die in Reihe in dem zweiten Stromweg verbunden sind, der eine kleinere Gesamt-Vf von dem ersten Stromweg, durch den Strom von der Konstantleistungsausgabeschaltung 20 zu der LED-Feldanordnung 111A fließt, und dem zweiten Stromweg, durch den Strom von der Konstantleistungsausgabeschaltung 20 zu der LED-Feldanordnung 121A fließt, aufweist. Darüber hinaus verfügt der FET-Schalter SW2 über einen Gate-Anschluss, mit dem die Auswahlsteuer- bzw. Regelschaltung 30 ein Auswahlsteuer- bzw. Regelsignal anlegt.
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Beim Empfangen eines externen Signals gibt die Auswahlsteuer- bzw. Regelschaltung 30 ein Auswahlsteuer- bzw. Regelsignal und ein Leistungssteuer- bzw. Regelsignal an den FET-Schalter SW2 und die Konstantleistungsausgabeschaltung 20 auf Grundlage des externen Signals bezugsrichtig aus.
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Der FET-Schalter SW2 ist ein vom p-Typ seiender FET, der zwischen EIN und AUS entsprechend dem in den Gate-Anschluss eingegebenen Auswahlsteuer- bzw. Regelsignal schaltet. Dieses Schalten ermöglicht, dass die Konstant(leistungs)ausgabeschaltung 20 eine Konstantleistung der LED-Feldanordnung 111A oder der LED-Feldanordnung 121A zuleitet.
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Die Konstantleistungsausgabeschaltung 20 ändert nicht die Menge der Leistung, die dem LED-Modul 10 zugeleitet wird, durch den EIN/AUS-Betrieb des FET-Schalters SW2 bei einem bestimmten Leistungssteuer- bzw. Regelsignal. Anders gesagt, die Konstantleistungsausgabeschaltung 20 gibt denselben Leistungswert an die eine von der LED-Feldanordnung 111A und der LED-Feldanordnung 121A, durch die Strom fließt, bevor eine Leitung und Nichtleitung des FET-Schalters SW2 geschaltet sind, und die andere von der LED-Feldanordnung 111A und der LED-Feldanordnung 121A, durch die Strom nach dem Schalten fließt, aus. Im Gegensatz hierzu steuert bzw. regelt die Konstantleistungsausgabeschaltung 20 eine Menge der Leistung, die dem LED-Modul 10 zugeleitet wird, durch eine Duty- bzw. Betriebsanpassung auf Grundlage der PWM-Technik beispielsweise entsprechend dem Leistungssteuer- bzw. Regelsignal aus der Auswahlsteuer- bzw. Regelschaltung 30.
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Anders gesagt, die LED-Lampe 210 kann die Helligkeit und die Menge der Leistung relativ zum Schalten zwischen Emissionsfarben beibehalten. Darüber hinaus bietet die LED-Lampe 210 eine Funktion des Variierens der Helligkeit und der Menge der Leistung entsprechend einem externen (Lichtanpassungs-)Signal.
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Man beachte, dass ungeachtet dessen, dass dieses Ausführungsbeispiel denjenigen Aufbau exemplarisch darstellt, bei dem zwei LED-Feldanordnungen parallel verbunden sind, auch ein Aufbau, bei dem drei oder mehr LED-Feldanordnungen parallel verbunden sind, verwendet werden kann. Für den Fall eines Aufbaus beispielsweise, bei dem eine Anzahl von n LED-Feldanordnungen parallel verbunden ist, kann jede der Anzahl von n LED-Feldanordnungen eine andere Gesamt-Vf aufweisen, und es kann ein FET-Schalter in Reihe zwischen den Anodenanschlüssen von benachbarten LED-Feldanordnungen unter der Anzahl der n LED-Feldanordnungen verbunden sein. Man beachte, dass der FET-Schalter nicht in einem Stromweg vorgesehen ist, der durch eine LED-Feldanordnung verläuft, die die größte Gesamt-Vf unter der Anzahl der n LED-Feldanordnungen aufweist. Kurzum, für den Fall eines Aufbaus, bei dem die Anzahl der n LED-Feldanordnungen parallel verbunden ist, ist die Anzahl von (n – 1) FET-Schaltern notwendig.
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Im Folgenden wird eine Beziehung zwischen dem EIN/AUS-Betrieb des FET-Schalters SW2 und einem Stromweg in Bezug auf 3A und 3B beschrieben.
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3A ist ein Zustandsübergangsdiagramm zur Darstellung eines Stromweges für den Fall, dass der FET-Schalter der LED-Lampe entsprechend Ausführungsbeispiel 1 im EIN-Zustand ist. 3B ist ein Zustandsübergangsdiagramm zur Darstellung eines Stromweges für den Fall, dass der FET-Schalter der LED-Lampe entsprechend Ausführungsbeispiel 1 im AUS-Zustand ist. Hierbei ist, wie vorstehend ausgeführt worden ist, die Gesamt-Vf der LED-Feldanordnung 111A gleich 48 V, die Gesamt-Vf der LED-Feldanordnung 121A gleich 42 V und die Differenz der Gesamtvorwärtsspannung gleich 6 V.
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Beim vorbeschriebenen Aufbau fließt zunächst für den Fall, dass der FET-Schalter SW2 im EIN-Zustand entsprechend einem Auswahlsteuer- bzw. Regelsignal ist, ein Strom, der von der Konstantleistungsausgabeschaltung 20 zugeleitet wird, durch den Stromweg, der durch die LED-Feldanordnung 121A verläuft, die die kleinere Gesamt-Vf aufweist, und die LED-Feldanordnung 121A emittiert Licht, das Tageslichtfarbe aufweist. Mit anderen Worten, für den Fall, dass die Differenz der Gesamt-Vf zwischen den LED-Feldanordnungen größer oder gleich 4 V ist und der FET-Schalter SW2 leitend ist, leitet die Konstantleistungsausgabeschaltung 20 eine Leistung nur der LED-Feldanordnung 121A zu.
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Demgegenüber wird für den Fall, dass der FET-Schalter SW2 im AUS-Zustand entsprechend einem Auswahlsteuer- bzw. Regelsignal ist, der Stromweg, der durch die LED-Feldanordnung 121A verläuft, blockiert, Strom, der von der Konstantleistungsausgabeschaltung 20 zugeleitet wird, fließt durch den Stromweg, der durch die LED-Feldanordnung 111A verläuft, und die LED-Feldanordnung 111A emittiert Licht, das eine inkandeszente bzw. weißglühende Farbe aufweist.
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Hierbei weisen die Leuchtstoffe der LED-Feldanordnung 121A beispielsweise eine hohe Leuchteffizienz auf, während die Leuchtstoffe der LED-Feldanordnung 111A eine niedrige Leuchteffizienz aufweisen. Zum Verbinden der beiden LED-Feldanordnungen 111A und 121A mit der Konstantleistungsausgabeschaltung 20 und Antreiben der LED-Feldanordnungen 111A und 121A mit derselben Leuchtkraft bzw. Illuminanz wird die Anzahl der LED-Elemente, die in Reihe verbunden und in jeder der Feldanordnungen beinhaltet sind, derart angepasst, dass eine Zunahme der Anzahl der LED-Elemente der LED-Feldanordnung 111A mit der niedrigeren Leuchteffizienz gegeben ist. Dies ermöglicht, dass die Emissionsfarbe geschaltet wird, während die LED-Feldanordnung 111A und die LED-Feldanordnung 121A dieselbe Leuchtkraft bzw. Illuminanz aufweisen.
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Für den Fall, dass der Strom durch die vorgenannten beiden Stromwege fließt, ist sogar dann, wenn der FET-Schalter SW2 zwischen den Stromwegen in einer Situation schaltet, in der das Leistungssteuer- bzw. Regelsignal konstant ist, die Konstantleistungsausgabeschaltung 20 in der Lage, denselben Leistungswert für die LED-Feldanordnung 111A und die LED-Feldanordnung 121A bereitzustellen.
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Da darüber hinaus ein Schaltungselement, das zwischen den Stromwegen der LED-Feldanordnungen schaltet, nur der FET-Schalter SW2 ist, ist es möglich, die Anzahl von Schaltungskomponenten zu verringern und zwischen den Emissionsfarben ohne Änderung der Helligkeit und des Leistungsverbrauchs zu schalten.
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Man beachte, dass es dann, wenn die Gesamt-Vf der LED-Feldanordnung 111A um wenigstens 4 V größer als die Gesamt-Vf der LED-Feldanordnung 121A im Zustandsübergang von 3A ist, möglich ist, den Strom vollständig durch die LED-Feldanordnung 121A zu leiten.
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Wenn im Gegensatz hierzu die Gesamtvorwärtsspannung der LED-Feldanordnung 111A um wenigstens 2 V, jedoch weniger als 4 V größer als die Gesamtvorwärtsspannung der LED-Feldanordnung 121A ist, ist es, da der Strom vornehmlich durch die LED-Feldanordnung 121A fließt, während nur ein sehr geringer Strom durch die LED-Feldanordnung 111A fließt, möglich, die Emissionsfarben zu mischen. Anders gesagt, in demjenigen Fall, in dem der FET-Schalter SW2 im Leitungszustand ist, leitet die Konstantleistungsausgabeschaltung 20 die Hauptleistung der LED-Feldanordnung 121A und eine Leistung, die geringer als die Hauptleistung ist, der LED-Feldanordnung 111A zu. In diesem Fall gibt die Konstantleistungsausgabeschaltung 20 die Leistung an die LED-Feldanordnung 111A und die LED-Feldanordnung 121A ohne einen Gesamtwert der der LED-Feldanordnung zugeführten 111A und der LED-Feldanordnung 121A zugeführten Leistung zwischen bevor und nachdem eine Leitung und Nichtleitung des FET-Schalters SW2 geschaltet werden zu ändern.
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Aufbau der LED-Lampe
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Als Nächstes werden der Schaltungsaufbau der LED-Lampe 210 und insbesondere der Schaltungsaufbau der Konstantleistungsausgabeschaltung 20 anhand 4 beschrieben.
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4 ist ein Blockdiagramm einer Antriebsschaltung, die die LED-Lampe entsprechend Ausführungsbeispiel 1 beinhaltet. 4 zeigt das LED-Modul 10, die Konstantleistungsausgabeschaltung 20, die Auswahlsteuer- bzw. Regelschaltung 30, eine Gleichrichterschaltung 40, eine Filterschaltung 50 und eine Wechselstromquelle (AC) 60. Die Konstantleistungsausgabeschaltung 20, die Auswahlsteuer- bzw. Regelschaltung 30, die Gleichrichterschaltung 40 und die Filterschaltung 50 bilden eine Antriebsschaltung, die das LED-Modul 10 antreibt. Die LED-Lampe 210 beinhaltet die Antriebsschaltung und das LED-Modul 10.
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Die AC-Quelle 60 gibt beispielsweise einen Wechselstrom mit einem Spannungseffektivwert von 100 V aus.
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Die Gleichrichterschaltung 40 beinhaltet beispielsweise eine Diodenbrücke mit vier Dioden D1 bis D4.
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Die Filterschaltung 50 glättet den Strom, der von der Gleichrichterschaltung 40 gleichgerichtet wird, unter Verwendung eines Elektrolytkondensators C1 und filtert den Strom bezüglich einer vorbestimmten Frequenz.
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Die Konstantleistungsausgabeschaltung 20 beinhaltet eine Buck-Boost-Schaltung, bei der eine Primärspule eines Transformators L2 parallel mit den LED-Feldanordnungen 111A und 121A verbunden ist und ein FET-Schalter SW1 in Reihe mit der Primärspule des Transformators L2 verbunden ist. Der Strom, der der Konstantleistungsausgabeschaltung 20 über die Gleichrichterschaltung 40 und die Filterschaltung 50 zugeleitet wird, wird als magnetische Energie in dem Transformator L2 gespeichert. Insbesondere gibt die Konstantleistungsausgabeschaltung 20 die magnetische Energie, die in dem Transformator L2 gespeichert ist, an das LED-Modul 10 mit einem vorbestimmten Zeittakt ab.
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Die Auswahlsteuer- bzw. Regelschaltung 30 beinhaltet einen Mikrocontroller MC1 und FET-Schalter SW3 und SW4. Beim Empfangen eines externen Signals zum Veranlassen, dass die LED-Feldanordnung 121A Licht emittiert, gibt beispielsweise der Mikrocontroller MC1 ein Auswahlsteuer- bzw. Regelsignal zum EIN-schalten des FET-Schalters SW3 an ein Gate des FET-Schalters SW3 aus. Hierbei wird der FET-Schalter SW3 EIN-geschaltet, eine Gate-Spannung des FET-Schalters SW2 vom p-Typ wird heruntergezogen, und der FET-Schalter SW2 wird EIN-geschaltet. Damit fließt der Strom, der dem LED-Modul 10 zugeleitet wird, selektiv durch den Stromweg, der durch die LED-Feldanordnung 121A verläuft. Im Gegensatz hierzu gibt beim Empfangen eines externen Signals zum Veranlassen, dass die LED-Feldanordnung 111A Licht emittiert, der Mikrocontroller MC1 ein Auswahlsteuer- bzw. Regelsignal zum AUS-schalten des FET-Schalters SW3 an das Gate des FET-Schalters SW3 aus. Hierbei ist der FET-Schalter SW3 AUS-geschaltet, eine Gate-Spannung des FET-Schalters SW2 vom p-Typ ändert sich auf einen hohen Pegel, und der FET-Schalter SW2 wird AUS-geschaltet. Damit fließt der Strom, der dem LED-Modul 10 zugeleitet wird, selektiv durch den Stromweg, der durch die LED-Feldanordnung 111A verläuft.
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Zusätzlich zum Vorbeschriebenen gibt beispielsweise beim Empfangen eines externen Signals zum Variieren der Helligkeit (Leuchtkraft bzw. Illuminanz) des LED-Moduls 10 der Mikrocontroller MC1 ein Signal zum Steuern bzw. Regeln eines EIN/AUS-Betriebes des FET-Schalters SW3 an ein Gate des FET-Schalters SW4 aus. Hierbei wird der FET-Schalter SW4 in vorbestimmten Intervallen EIN- oder AUS-geschaltet, weshalb ein Ausgabesteuer- bzw. Regelsignal zum Steuern bzw. Regeln einer Oszillationsfrequenz des FET-Schalters SW1 für IC1 einer Oszillationssteuer- bzw. Regeleinheit 21 bereitgestellt wird.
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Mit anderen Worten, der FET-Schalter SW3 ist ein Schaltelement zum Schalten zwischen Emissionsfarben, und der FET-Schalter SW4 ist ein Schaltelement zum Schalten einer Leuchtkraft bzw. Illuminanz.
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Aufbau und Betrieb der Konstantleistungsausgabeschaltung
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Die Konstantleistungsausgabeschaltung 20 beinhaltet den Transformator L2, den FET-Schalter SW1, eine Diode D6, einen Widerstand R9 und die Oszillationssteuer- bzw. Regeleinheit 21. Die Oszillationssteuer- bzw. Regeleinheit 21 beinhaltet den IC1, der eine Leitung und Nichtleitung des FET-Schalters SW1 steuert bzw. regelt. Im Folgenden wird die Verbindungsbeziehung eines jeden der Strukturelemente beschrieben.
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Die Primärspule des Transformators L2 verfügt über einen Hochpotenzialanschluss, der mit einem Drain-Anschluss des FET-Schalters SW1 verbunden ist. Die Konstantleistungsausgabeschaltung 20, die mit der Gleichrichterschaltung 40 und der Filterschaltung 50 verbunden ist, verfügt über einen Positiveingabeanschluss, der mit einem Niedrigpotenzialanschluss der Primärspule des Transformators L2 verbunden ist (Negativausgabeanschluss der Konstantleistungsausgabeschaltung 20). Der FET-Schalter SW1 verfügt über einen Source-Anschluss, der über einen Widerstand R11 mit einem Negativeingabeanschluss der Konstantleistungsausgabeschaltung 20 verbunden ist, die mit der Gleichrichterschaltung 40 und der Filterschaltung 50 verbunden ist. Der Widerstand R9 ist in Reihe zwischen dem Source-Anschluss des FET-Schalters SW1 und einem ISENSE-Anschluss des IC1 eingefügt. Eine Sekundärspule des Transformators L2 stellt eine Leistungszuleitungsspannung Vcc des IC1 über einen Widerstand R7 und eine Diode D5 bereit. Die Primärspule des Transformators L2 verfügt über den Hochpotenzialanschluss, der mit einem Anodenanschluss der Diode D6 verbunden ist, und die Diode D6 verfügt über einen Kathodenanschluss (Positivausgabeanschluss der Konstantleistungsausgabeschaltung 20), der mit dem Anodenanschluss der LED-Feldanordnung 111A verbunden ist. Die Primärspule des Transformators L2 verfügt über den Niedrigpotenzialanschluss, der mit dem Kathodenanschluss der LED-Feldanordnung 111A verbunden ist. Man beachte, dass bei diesem Ausführungsbeispiel der Transformator L2 eine Induktanz von beispielsweise 0,8 mH aufweist.
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Anders gesagt, der Transformator L2 ist ein Induktor, der parallel mit der LED-Feldanordnung 111A und parallel mit einem reihenverbundenen Abschnitt aus der LED-Feldanordnung 121A und dem FET-Schalter SW2 verbunden ist. Der FET-Schalter SW1 ist ein zweites Schaltelement, das in Reihe mit dem Transformator L2 zwischen dem Positiveingabeanschluss und dem Negativeingabeanschluss der Konstantleistungsausgabeschaltung 20 verbunden ist. Die Konstantleistungsausgabeschaltung 20 verfügt über den Negativausgabeanschluss, der mit den Kathodenanschlüssen der LED-Feldanordnungen 111A und 121A verbunden ist, und den Positivausgabeanschluss, der mit dem Anodenanschluss der LED-Feldanordnung 111A und dem FET-Schalter SW2 verbunden ist. Die Konstantleistungsausgabeschaltung 20 gibt denselben Leistungswert an die LED-Feldanordnung 111A und die LED-Feldanordnung 121A aus, durch die der Strom fließt, bevor und nachdem die Leitung und die Nichtleitung des FET-Schalters SW2 geschaltet sind.
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Im Folgenden wird detailliert eine Beziehung zwischen dem Schaltbetrieb der FET-Schalter SW1 und SW2 und dem Lichtemissionsbetrieb des LED-Moduls 10 in dem vorgenannten Schaltungsaufbau beschrieben.
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Zunächst ist der FET-Schalter SW2 zur Zeit t0 im AUS-Zustand. Darüber hinaus ist der FET-Schalter SW1 im EIN-Zustand, und ein Strom, der durch die Gleichrichterschaltung 40 und die Filterschaltung 50 gleichgerichtet und geglättet ist, fließt durch den Transformator L2 (Primärseite), den FET-Schalter SW1 und den Widerstand R11. Indes nimmt die magnetische Energie, die in dem Transformator L2 gespeichert ist, infolge der Leistungszuleitung aus einer Leistungsquelle zu. Zu diesem Zeitpunkt überwacht der IC1 den Strom, der durch den Transformator L2 fließt, unter Verwendung des Widerstandes R9. Da die Kathodenanschlüsse der LED-Feldanordnungen 111A und 121A mit dem Positiveingabeanschluss (Negativausgabeanschluss) der Konstantleistungsausgabeschaltung 20 verbunden sind, fließt, wenn der Transformator L2 geladen ist, der Strom nicht durch die LED-Feldanordnungen 111A und 121A.
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Als Nächstes schaltet, wenn der Strom, der durch den Transformator L2 fließt, einen vorbestimmten Stromwert erreicht, der IC1 den FET-Schalter SW1 zur Zeit t1 AUS. Zu diesem Zeitpunkt ist die Leistungszuleitung von der Leistungsquelle abgeschnitten, die magnetische Energie, die in dem Transformator L2 gespeichert ist, wird an einen Stromweg von dem Transformator L2 (Primärseite) zu der Diode D6 zu der LED-Feldanordnung 111A und zu dem Transformator L2 (Primärseite) abgegeben, und die LED-Feldanordnung 111A emittiert Licht.
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Als Nächstes schaltet der IC1 den FET-Schalter SW1 zur Zeit t2 EIN. Hierbei wird die Leistungszuleitung aus der Leistungsquelle zu dem Transformator L2 begonnen, die Energie, die in dem Transformator L2 gespeichert ist, nimmt zu, und die LED-Feldanordnung 111A beendet das Emittieren von Licht.
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Der IC1 bestimmt auf Grundlage eines Leistungssteuer- bzw. Regelsignals aus der Auswahlsteuer- bzw. Regelschaltung 30 einen Betriebszyklus (duty cycle), der ein Verhältnis zwischen einer EIN-Periode (t0 bis t1) und einer AUS-Periode (t1 bis t2) des FET-Schalters SW1 ist, und steuert bzw. regelt den FET-Schalter SW1 unter Verwendung einer Pulsbreitenmodulation. Eine konstante Leistung wird dem LED-Modul 10 durch wiederholtes EIN- und AUS-Schalten des FET-Schalters SW1 entsprechend dem Betriebszyklus zugeleitet, und das LED-Modul 10 emittiert Licht mit vorbestimmter Leuchtkraft bzw. Illuminanz. Hierbei wird eine Leistung, die der magnetischen Energie entspricht, die in dem Transformator L2 gespeichert ist, der LED-Feldanordnung 111A in einer Periode zugeleitet, in der der FET-Schalter SW2 im AUS-Zustand ist. Man beachte, dass bei diesem Ausführungsbeispiel der FET-Schalter SW1 eine Schaltfrequenz von beispielsweise 66,5 kHz aufweist.
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Als Nächstes wird ein externes Signal zum Schalten zwischen Emissionsfarben in die Auswahlsteuer- bzw. Regelschaltung 30 zur Zeit t3 eingegeben. Zu diesem Zeitpunkt wechselt der FET-Schalter SW3 in den EIN-Zustand, weshalb der FET-Schalter SW2 in den EIN-Zustand wechselt.
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Als Nächstes schaltet, wenn der Strom, der durch den Transformator L2 fließt, einen vorbestimmten Stromwert erreicht, der IC1 den FET-Schalter SW1 zur Zeit t4 AUS. Zu diesem Zeitpunkt ist die Leistungszuleitung von der Leistungsquelle abgeschnitten, die magnetische Energie, die in dem Transformator L2 gespeichert ist, wird an den Stromweg von dem Transformator L2 (Primärseite) zu der Diode D6 zu der LED-Feldanordnung 121A und zu dem Transformator L2 (Primärseite) abgegeben, und die LED-Feldanordnung 121A emittiert Licht.
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Als Nächstes schaltet der IC1 den FET-Schalter SW1 zur Zeit t5 EIN. Hierbei wird die Leistungszuleitung aus der Leistungsquelle zu dem Transformator L2 begonnen, die magnetische Energie, die in dem Transformator L2 gespeichert ist, nimmt zu, und die LED-Feldanordnung 121A beendet das Emittieren des Lichtes.
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Zwischen der Zeit t3 und der Zeit t5 steuert bzw. regelt der IC1 auf Grundlage desselben Leistungssteuer- bzw. Regelsignals wie das Leistungssteuer- bzw. Regelsignal in der Periode zwischen der Zeit 0 bzw. t0 und der Zeit t3, den FET-Schalter SW1 mit demselben Betriebszyklus wie der Betriebszyklus zwischen der Zeit t0 und der Zeit t2 unter Verwendung einer Pulsbreitenmodulation. Das LED-Modul 10 wird auf dieselbe Leuchtkraft bzw. Illuminanz wie die Leuchtkraft bzw. Illuminanz zwischen der Zeit t0 und der Zeit t3 auf Grundlage des Betriebszyklus eingestellt. Hierbei wird dieselbe Leistung wie die Leistung, die der LED-Feldanordnung 111A in der Periode zugeleitet wird, in der der FET-Schalter SW2 im AUS-Zustand ist, der LED-Feldanordnung 121A in der Periode, in der der FET-Schalter SW2 im EIN-Zustand ist, zugeleitet.
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Mit anderen Worten, wenn der FET-Schalter SW1 im Leitungszustand ist, wird der Transformator L2 mit dem Strom geladen, der von der Leistungsquelle zu der Primärspule des Transformators L2 fließt, und wenn der FET-Schalter SW1 im Nichtleitungszustand ist, wird die magnetische Energie, die in der Primärspule des Transformators L2 durch das Laden gespeichert worden ist, an die LED-Feldanordnung 111A oder die LED-Feldanordnung 121A abgegeben. Darüber hinaus wird es durch Anordnen eines Kondensators C3 parallel zu der LED-Feldanordnung 111A möglich, den Strom, der durch die LED-Feldanordnung fließt, zu glätten und eine Variation der optischen Ausgabe zu verringern.
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Beim vorbeschriebenen Aufbau und Betrieb verwendet die LED-Lampe 210 entsprechend diesem Ausführungsbeispiel die Konstantleistungsausgabegestaltung anstelle der Konstantstromschaltung, die als Antriebsschaltung bei einer herkömmlichen Leuchtquelle verwendet wird, weshalb Leistung nur entsprechend der vorbestimmten Menge der magnetischen Energie, die in dem Transformator L2 gespeichert ist, der LED-Feldanordnung zugeleitet wird. Daher ist sogar dann, wenn die Mengen des Spannungsabfalls der Stromwege, die für das LED-Modul 10 bereitgestellt werden, verschieden sind, die Leistung, die jeder LED-Feldanordnung zugeleitet wird, konstant.
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Man beachte, dass entsprechend der Konstantleistungsausgabeschaltung 20, die eine Schaltung vom Buck-Boost-Typ ist, die magnetische Energie kontinuierlich während der Periode, in der der FET-Schalter SW1 EIN ist, gespeichert wird, weshalb es möglich wird, eine Leistung einer LED-Feldanordnung mit größerer Gesamtvorwärtsspannung zuzuleiten.
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Man beachte, dass ungeachtet dessen, dass der FET-Schalter SW2 auf der Hochpotenzialseite der LED-Feldanordnungen 111A und 121A in dem Schaltungsaufbau des LED-Moduls 10 angeordnet ist, der FET-Schalter SW2 auch auf einer Niedrigpotenzialseite der LED-Feldanordnungen 111A und 121A angeordnet sein kann.
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Man beachte, dass ungeachtet dessen, dass die Antriebsschaltung, die in der LED-Lampe 210 beinhaltet ist, den FET als Schaltelement bei diesem Ausführungsbeispiel verwendet, die Antriebsschaltung auch einen Bipolartransistor verwenden kann.
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7 ist ein Schaltungsaufbaudiagramm, das eine LED-Lampe entsprechend einer Abwandlung von Ausführungsbeispiel 1 beinhaltet. Der Aufbau einer Antriebsschaltung gemäß Darstellung in 5 unterscheidet sich vom Aufbau der Antriebsschaltung gemäß Darstellung in 4 dahingehend, dass ein PNP-Bipolartransistor SW5 anstelle des FET-Schalters SW2 als Schaltelement des LED-Moduls 10 vorgesehen ist und ein NPN-Bipolartransistor SW6 anstelle des FET-Schalters SW3 als Schaltelement der Auswahlsteuer- bzw. Regelschaltung 30 vorgesehen ist.
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Beim Empfangen eines externen Signals zum Veranlassen, dass die LED-Feldanordnung 121A Licht emittiert, gibt der Mikrocontroller MC1 beispielsweise ein Auswahlsteuer- bzw. Regelsignal zum Durchlassen eines Basis-Emitter-Stroms des Bipolartransistors SW6 an eine Basis des Bipolartransistors SW6 aus. Hierbei wird der Bipolartransistor SW6 EIN-geschaltet, und ein Emitter-Basis-Strom des PNP-Bipolartransistors SW5 und ein Emitter-Kollektor-Strom des Bipolartransistors SW fließen infolge eines Kollektor-Emitter-Stromes des Bipolartransistors SW6. Damit fließt der Strom, der dem LED-Modul 10 zugeleitet wird, selektiv durch den Stromweg, der durch die LED-Feldanordnung 121A verläuft. Im Gegensatz hierzu gibt beim Empfangen eines externen Signals zum Veranlassen, dass die LED-Feldanordnung 111A Licht emittiert, der Mikrocontroller MC1 ein Auswahlsteuer- bzw. Regelsignal zum AUS-Schalten des Bipolartransistors SW6 an die Basis des Bipolartransistors SW6 aus. Hierbei wird der Bipolartransistor SW6 AUS-geschaltet, und der Bipolartransistor SW5 wird ebenfalls AUS-geschaltet. Damit fließt der Strom, der dem LED-Modul 10 zugeleitet wird, selektiv durch den Stromweg, der durch die LED-Feldanordnung 111A verläuft.
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Wie vorstehend beschrieben worden ist, beinhaltet die LED-Lampe 210 entsprechend diesem Ausführungsbeispiel die LED-Feldanordnungen, die jeweils eine andere Gesamtvorwärtsspannung und eine andere Emissionsfarbe, die Teil der Lichtemissionseigenschaften ist, aufweisen, und die Konstantleistungsausgabeschaltung 20, wobei das Schaltungselement zum Schalten zwischen dem Antrieb der LED-Feldanordnungen nur der FET-Schalter SW2 ist, weshalb die Anzahl der Schaltungselemente minimiert wird. Hierdurch wird es möglich, die Anzahl der Schaltungskomponenten zu verringern und die Emissionsfarbe ohne Ändern der Helligkeit und des Leistungsverbrauchs zu schalten.
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Ausführungsbeispiel 2
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Nachstehend wird eine LED-Lampe entsprechend Ausführungsbeispiel 2 anhand der Zeichnung beschrieben. Man beachte, dass die Beschreibung desselben Aufbaus wie bei der LED-Lampe 210 entsprechend Ausführungsbeispiel 1 weggelassen ist und nachstehend hauptsächlich im Vergleich zur LED-Lampe 210 verschiedene Aufbauten beschrieben werden.
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Aufbau der LED Lampe
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Dieses Ausführungsbeispiel beschreibt eine Leuchtquelle, die zwischen Lichtverteilungseigenschaften mit demselben Leistungsverbrauch durch Veranlassen dessen, dass der FET-Schalter SW2 zwischen Stromwegen des Stromes, der durch die beiden LED-Feldanordnungen fließt, schalten kann.
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6 ist eine perspektivische Ansicht einer LED-Lampe entsprechend Ausführungsbeispiel 2. Eine LED-Lampe 360 ist an der in 1A gezeigten Leuchteinrichtung 1 angebracht. Die LED-Lampe 360 beinhaltet eine Kugel 361, eine äußeres Gehäuse 362 und eine Basis 363, und nimmt ein LED-Modul 300 auf. Des Weiteren sind die Auswahlsteuer- bzw. Regelschaltung 30, die zwischen Schaltelementen entsprechend einem externen Signal schaltet, und die Konstantleistungsausgabeschaltung 20 (in 6 nicht gezeigt), die dem LED-Modul 300 eine Konstantleistung zuleitet, innerhalb des äußeren Gehäuses 362 und der Basis 363 vorgesehen.
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Bei der LED-Lampe 360 dient eine obere Oberfläche einer annähernd ringförmigen Basisplattform als Montierplatte 301, an der LED-Elemente 311 und LED-Elemente 321, die SMDs sind, montiert sind.
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7 ist eine exemplarische Layoutansicht von Komponenten in einem LED-Modul entsprechend Ausführungsbeispiel 2. Das LED-Modul 300 ist ein Licht emittierendes Modul, das eine LED-Feldanordnung 311A, eine LED-Feldanordnung 321A, die Lichtverteilungseigenschaften aufweist, die von denjenigen der LED-Feldanordnung 311A verschieden sind, und einen FET-Schalter SW7, der nahe an einem zweiten Stromweg L2 angeordnet ist, aufweist. Hierbei ist eine erste Gesamtvorwärtsspannung, die man durch Reihenaddition einer Vorwärtsspannung eines jeden einzelnen der LED-Elemente 311 erhält, größer als eine zweite Gesamtvorwärtsspannung gewählt, die man durch Reihenaddition einer Vorwärtsspannung eines jeden einzelnen der LED-Elemente 321 erhält.
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Die LED-Feldanordnung 311A beinhaltet die LED-Elemente 311, die in Reihe verbunden und in einer Ringform angeordnet sind, und die LED-Feldanordnung 321A beinhaltet die LED-Elemente 321, die in Reihe verbunden und in Ringform entlang des inneren Umfanges der LED-Feldanordnung 311A angeordnet sind. Jedes der LED-Elemente 311 ist ein erstes Licht emittierendes Element, das beispielsweise ein Harzpaket, einen LED-Chip, der in der Ausnehmung des Paketes montiert ist und eine Vorwärtsspannung Vf von 3 V aufweist, und eine Dichtkomponente, die einen weißen Leuchtstoff beinhaltet, der in der Ausnehmung abgedichtet ist, beinhaltet. Die erste Licht emittierende Einheit emittiert Licht, das Tageslichtfarbe aufweist. Jedes der LED-Elemente 321 ist ein zweites Licht emittierendes Element, das beispielsweise ein Harzpaket, einen LED-Chip, der in der Ausnehmung des Paketes montiert ist und eine Vorwärtsspannung Vf von 3 V aufweist, und eine Dichtkomponente, die einen weißen Farbstoff aufweist, der in der Ausnehmung abgedichtet ist, beinhaltet. Das zweite Licht emittierende Element emittiert Licht, das Tageslichtfarbe aufweist. Man beachte, dass die Dichtkomponente beispielsweise aus einem lichtdurchlässigen Material, so beispielsweise Silikonharz, und einem Leuchtstoff besteht.
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Obwohl 7 achtzehn LED-Elemente 311 und acht LED Elemente 321 zeigt, sind die Anzahlen der LED-Elemente nicht hierauf beschränkt. Die LED-Feldanordnung 311A und die LED-Feldanordnung 321A können hinsichtlich der Montierposition als Unterschied beim Aufbau zwischen der LED-Feldanordnung 311A und der LED-Feldanordnung 321A verschieden sein, und ihr Unterschied hinsichtlich der Gesamtvorwärtsspannung (nachstehend als Gesamt-Vf bezeichnet), die man durch Reihenaddition von Vorwärtsspannungen Vf von jeweiligen LEDs erhält, kann eine Vorwärtsspannung Vf im Wesentlichen einer LED mit annähernd beispielsweise 2,5 V oder mehr sein.
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Die LED-Feldanordnung 311A und die Konstantleistungsausgabeschaltung 20 bilden einen ersten Stromweg, und die LED-Feldanordnung 321A, der FET-Schalter SW7 und die Konstantleistungsausgabeschaltung 20 bilden einen zweiten Stromweg.
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Die Layouts der LED-Feldanordnungen 311A und 321A sind nicht auf die in 7 dargestellte Ringform oder eine zentralisierte bzw. mittenbezogene Anordnung beschränkt. Die Layouts können beispielsweise auch eine rechteckige Anordnung oder eine elliptische Anordnung in Formentsprechung zur Form der zu montierenden LED-Lampe 360 sein.
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Darüber hinaus ist die Montierplatte 301 nicht auf eine im Wesentlichen ringförmige Form beschränkt, sondern kann eine Form in Formentsprechung zur Form der LED-Lampe 360 aufweisen. Darüber hinaus muss die Oberfläche der Montierplatte 301 nicht gänzlich flach sein, wenn die LEDs planar angeordnet werden können. Zudem ist die hintere Oberfläche der Montierplatte 301 nicht darauf beschränkt, eine flache Oberfläche zu sein.
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Das LED-Modul 300 ist beispielsweise an die Basisplattform zusammen mit einer reflexionsfähigen Komponente 364 geschraubt. Das LED-Modul 300 kann auch an die Basisplattform durch Ankleben oder einen Eingriff fixiert sein.
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Die reflexionsfähige Komponente 364 ist ein im Wesentlichen kreisförmiger Zylinder mit einem größeren Außendurchmesser an dem oberen Abschnitt als an dem unteren Abschnitt. Die reflexionsfähige Komponente 364 ist über dem LED-Modul 300 vorgesehen und kontaktiert die LED-Feldanordnung 311A nicht, weshalb die zylindrische Achse der reflexionsfähigen Komponente 364 und die Oberfläche der Montierplatte 301 senkrecht zueinander sind.
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Die reflexionsfähige Komponente 364 beinhaltet eine Mehrzahl von Öffnungen 365, die in einem Abstand voneinander entlang der Umfangsrichtung des äußeren Umfanges angeordnet sind. Insbesondere ist dieselbe Anzahl von Öffnungen 365 wie bei den LEDs 311 gleichmäßig entlang der Umfangsrichtung des äußeren Umfanges deratt beabstandet, dass die Öffnungen 365 in einer 1:1-Entsprechung den LEDs 311 gegenüberliegen.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel ist jede Öffnung 365 ein Durchgangsloch, in die nichts eingepasst ist. Die Öffnung 365 kann jedoch einen Aufbau aufweisen, der nicht der vorbeschriebene ist, solange nur Licht nach oben austreten kann. Es kann beispielsweise auch geschehen, dass eine lichtdurchlässige Komponente gänzlich oder teilweise in die Öffnung 365 eingepasst ist, wodurch ermöglicht wird, dass Licht durch die lichtdurchlässige Komponente für einen Austritt nach vorne hindurchgeht. Des Weiteren kann die Anzahl der Öffnungen 365 von der Anzahl der LEDs 311 verschieden sein und kann kleiner oder größer als die Anzahl der LEDs 311 sein oder kann eine oder mehrere sein.
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8 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm von optischen Wegen aus dem LED-Modul entsprechend diesem Ausführungsbeispiel. Wie in 8 gezeigt ist, läuft Licht, das von den LED-Elementen 321 emittiert wird, entlang Lichtwegen L1 in Aufwärtsrichtung. Demgegenüber verfügt Licht, das von den LED-Elementen 311 emittiert wird, über eine Komponente, die durch die Öffnung 365 hindurchgeht und entlang der Lichtwege L2 in Aufwärtsrichtung läuft, und eine Komponente, die von der äußeren Umfangsoberfläche der reflexionsfähigen Komponente 364 reflektiert wird und entlang der optische Wege L2 seitlich zur Seite wandert. Insbesondere wird Licht, das von den LED-Elementen 311 emittiert wird, durch die reflexionsfähige Komponente 364 in die oberen und seitlichen Richtungen diffundiert. Hierbei weisen die LED-Feldanordnung 321A und die LED-Feldanordnung 311A verschiedene Lichtverteilungswinkel auf. Die LED-Feldanordnung 311A weist einen größeren Lichtverteilungswinkel als die LED-Feldanordnung 321A auf.
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Hierbei ist, da die LED-Feldanordnung 321A an der inneren Seite der LED-Feldanordnung 311A ist, die Anzahl der in Reihe verbundenen LED-Elemente der LED-Feldanordnung 321A kleiner als diejenige der LED-Feldanordnung 311A. Daher ist die Gesamt-Vf der LED-Feldanordnung 321A kleiner als diejenige der LED-Feldanordnung 311A. Da im Gegensatz hierzu das emittierte Licht der LED-Feldanordnung 311A nach einer partiellen Reflexion durch die reflexionsfähige Komponente 364 wandert, ist die Lichtextraktionseffizienz in die Umgebung der Kugel 361 für den Fall, in dem die LED-Feldanordnung 311A das Licht emittiert, niedriger als die Lichtextraktionseffizienz für den Fall, dass die LED-Feldanordnung 321A Licht emittiert. Mit anderen Worten, die LED-Feldanordnung 311A, die die kleinere Lichtextraktionseffizienz aufweist, verfügt über mehr LED-Elemente, und die LED-Feldanordnung 321A mit der größeren Lichtextraktionseffizienz verfügt über weniger LED-Elemente. Darüber ich hinaus ist der Aufbau der Antriebsschaltung der LED-Lampe 360 mit diesem Aufbau derselbe wie bei der Schaltung gemäß Darstellung in 4 entsprechend Ausführungsbeispiel 1. Bei dem Aufbau leitet sogar dann, wenn der FET-Schalter SW7 zwischen den Stromwegen in einer Situation schaltet, in der das Leistungssteuer- bzw. Regelsignal konstant ist, die Konstantleistungsausgabeschaltung 20 dieselbe Leistung der LED-Feldanordnung 311A und der LED-Feldanordnung 321A zu. Hierdurch wird es möglich, zwischen Lichtverteilungseigenschaften ohne Änderung der Menge der dem LED-Modul zugeführten Leistung zwischen vor und nach dem Schalten durch den FET-Schalter SW7 zu schalten.
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Wie vorstehend beschrieben worden ist, beinhaltet die LED-Lampe 360 entsprechend diesem Ausführungsbeispiel LED-Feldanordnungen, die jeweils eine andere Gesamtvorwärtsspannung und einen anderen Lichtverteilungswinkel aufweisen, der ein Teil der Lichtemissionseigenschaften ist, und die Konstantleistungsausgabeschaltung 20, wobei das Schaltungselement zum Schalten zwischen dem Antrieb der LED-Feldanordnung nur der FET-Schalter SW7 ist, wodurch die Anzahl der Schaltungselemente minimiert wird. Hierdurch wird es möglich, die Anzahl der Schaltungskomponenten zu verringern und zwischen den Lichtverteilungseigenschaften ohne Ändern der Helligkeit und des Leistungsverbrauches zu schalten.
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Verschiedenes
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Entsprechend Ausführungsbeispielen 1 und 2 wird es aufgrund dessen, dass die LED-Feldanordnungen, die jeweils eine andere Gesamtvorwärtsspannung aufweisen, und die Konstantleistungsausgabeschaltung beinhaltet sind und die Anzahl der Schaltungskomponenten zum Schalten zwischen dem Antrieb der LED-Feldanordnungen minimiert wird, möglich, die Anzahl der Schaltungskomponenten zu verringern und zwischen den Lichtemissionseigenschaften, so beispielsweise den Emissionsfarben und den Lichtverteilungseigenschaften, ohne Ändern der Helligkeit und des Leistungsverbrauches zu schalten.
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Obwohl die Leuchtquelle und die Leuchteinrichtung entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung anhand Ausführungsbeispielen 1 und 2 beschrieben worden sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Der hier offenbarte Gegenstand soll beschreibend und illustrativ betrachtet werden, und es sollen die beigefügten Ansprüche einen Umfang aufweisen, der nicht nur die offenbarten speziellen Ausführungsbeispiele, sondern auch äquivalente Strukturen, Verfahren und/oder Verwendungen abdeckt und/oder einschließt.
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Obwohl darüber hinaus die gepackten LED-Elemente, die SMDs sind, als LED-Modul bei Ausführungsbeispielen 1 und 2 verwendet werden, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. So kann beispielsweise ein Chip-on-Board-LED-Modul, das LED-Chips aufweist, die direkt an einer Montierplatte montiert und kollektiv mit einem leuchtstoffhaltigen Harz abgedichtet sind (Dichtkomponente), das LED-Modul sein.
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Obwohl darüber hinaus beispielsweise die LED-Elemente, die in Reihe verbunden sind, als Aufbau einer jeden LED-Feldanordnung bei Ausführungsbeispielen 1 und 2 angenommen sind, kann die LED-Feldanordnung auch nur ein LED-Element beinhalten. Für diesen Fall ist jedoch erforderlich, dass die LED-Elemente jeweils eine andere Vorwärtsspannung und andere Lichtemissionseigenschaften aufweisen.
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Obwohl zudem die LED-Feldanordnung 111A, die das Licht emittiert, das die inkandeszente bzw. weißglühende Farbe aufweist, und die LED-Feldanordnung 121A, die das Licht emittiert, das Tageslichtfarbe aufweist, in den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen 1 und 2 geschaltet sind, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Es können beispielsweise auch drei LED-Feldanordnungen, die einzeln rotes Licht, grünes Licht und blaues Licht emittieren, ohne Ändern der Helligkeit und des Leistungsverbrauchs geschaltet werden.
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Obwohl ferner das LED-Modul bei der glühbirnenförmigen Lampe der Ausführungsbeispiele verwendet wird, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Das LED-Modul kann beispielsweise auch bei einem Deckenlicht und einer Halogenlampe Anwendung finden.
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Darüber hinaus beinhaltet die Leuchteinrichtung eine LED-Lampe 210 oder 360, kann jedoch auch zwei oder mehr LED-Lampen 210 oder 360 beinhalten.
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Die Schaltungsaufbauten in den vorbeschriebenen Schaltungsdiagrammen sind als Beispiele gezeigt. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Beispiele beschränkt. Insbesondere beinhaltet die vorliegende Erfindung auch eine Schaltung, die charakteristische Funktionen der vorliegenden Erfindung ähnlich zu den vorbeschriebenen Schaltungsaufbauten erreicht. Die vorliegende Erfindung beinhaltet beispielsweise eine Schaltung, bei der ein Element mit einem anderen Element, so beispielsweise einem Transistor, einem resistiven bzw. widerstandsbehafteten Element, einem kapazitiven Element und einem induktiven Element in Reihe oder parallel in einem Bereich verbunden ist, der Funktionen ähnlich zu denjenigen der vorbeschriebenen Schaltungsaufbauten ermöglicht. Mit anderen Worten, der Ausdruck „verbunden” ist bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen nicht auf denjenigen Fall beschränkt, in dem zwei Anschlüsse (Knoten) direkt verbunden sind, sondern beinhaltet auch denjenigen Fall, in dem zwei Anschlüsse (Knoten) über ein Element in einem Bereich, der ähnliche Funktionen ermöglicht, verbunden sind.
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Obwohl vorstehend dasjenige beschrieben worden ist, was als optimale Ausführung und/oder weitere Beispiele betrachtet wird, sollte einsichtig sein, dass verschiedene Abwandlungen daran vorgenommen werden können, der hier offenbarte Gegenstand in verschiedenen Formen und Beispielen implementiert sein kann und diese in verschiedenen Anwendungen zum Einsatz kommen können, von denen hier nur einige aufgeführt sind. Es ist in den nachfolgenden Ansprüchen beabsichtigt, beliebige und sämtliche Abwandlungen und Änderungen, die in den wahren Umfang der vorliegenden Lehre fallen, zu beanspruchen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Leuchteinrichtung
- 10, 300, 900
- LED-Modul
- 20
- Konstantleistungsausgabeschaltung
- 21
- Oszillationssteuer- bzw. Regelschaltung
- 30, 530
- Auswahlsteuer- bzw. Regelschaltung
- 40
- Gleichrichterschaltung
- 50
- Filterschaltung
- 60, 931
- Wechselstromquelle (AC)
- 101, 301
- Montierplatte
- 102, 103, 104
- Durchgangsloch
- 105, 303
- Verdrahtungsmuster
- 111, 121, 311, 321
- LED-Element (Licht emittierendes Element)
- 111A, 121A, 311A, 321A, 511A, 521A
- LED-Feldanordnung (Licht emittierende Einheit)
- 210, 360
- LED-Lampe
- 211, 361
- Kugel
- 212, 362
- äußeres Gehäuse
- 213, 363
- Basis
- 220
- Sockel
- 230
- reflexionsfähige Platte
- 240
- verbundener Abschnitt
- 250
- Decke
- 364
- reflexionsfähige Komponente
- 365
- Öffnung
- 520
- Konstantstromausgabeschaltung
- 921
- Rot-LED-Feldanordnung
- 921a, 921b, 921c, 921d, 921e, 921f
- rote LED
- 922
- Weiß-LED-Feldanordnung
- 922a, 922b, 922c, 922d
- weiße LED
- 924
- Bipolartransistor
- 927
- Variabelspannungsquelle
- 932
- AC/DC-Wandler
- 933
- Variabelstromquelle
- SW1, SW2, SW3, SW4, SW7, SW51, SW52
- FET-Schalter
- SW5, SW6
- Bipolartransistor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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