DE102015115404A1 - Steuerschaltung zum Ansteuern von mehreren Leuchtdioden und Befehls- und / oder Meldegerät mit der Steuerschaltung - Google Patents

Steuerschaltung zum Ansteuern von mehreren Leuchtdioden und Befehls- und / oder Meldegerät mit der Steuerschaltung Download PDF

Info

Publication number
DE102015115404A1
DE102015115404A1 DE102015115404.8A DE102015115404A DE102015115404A1 DE 102015115404 A1 DE102015115404 A1 DE 102015115404A1 DE 102015115404 A DE102015115404 A DE 102015115404A DE 102015115404 A1 DE102015115404 A1 DE 102015115404A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light
control
switch
control circuit
emitting diodes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102015115404.8A
Other languages
English (en)
Inventor
Matthias Weyand
Stefan Boddenberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eaton Electrical IP GmbH and Co KG
Original Assignee
Eaton Electrical IP GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eaton Electrical IP GmbH and Co KG filed Critical Eaton Electrical IP GmbH and Co KG
Priority to DE102015115404.8A priority Critical patent/DE102015115404A1/de
Publication of DE102015115404A1 publication Critical patent/DE102015115404A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/20—Controlling the colour of the light
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/04—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of a single character by selection from a plurality of characters, or by composing the character by combination of individual elements, e.g. segments using a combination of such display devices for composing words, rows or the like, in a frame with fixed character positions
    • G09G3/06—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of a single character by selection from a plurality of characters, or by composing the character by combination of individual elements, e.g. segments using a combination of such display devices for composing words, rows or the like, in a frame with fixed character positions using controlled light sources
    • G09G3/12—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of a single character by selection from a plurality of characters, or by composing the character by combination of individual elements, e.g. segments using a combination of such display devices for composing words, rows or the like, in a frame with fixed character positions using controlled light sources using electroluminescent elements
    • G09G3/14—Semiconductor devices, e.g. diodes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/105—Controlling the light source in response to determined parameters
    • H05B47/11—Controlling the light source in response to determined parameters by determining the brightness or colour temperature of ambient light
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerschaltung zum Ansteuern von zumindest zwei, insbesondere verschiedenfarbigen, Leuchtdioden und einem Vorwiderstand, wobei jede der Leuchtdioden unabhängig von den anderen Leuchtdioden ansteuerbar ist, wobei die Leuchtdioden in einem Stromzweig hintereinander geschaltet sind, wobei der Vorwiderstand in einer Stromrichtung eines den Stromzweig durchfließenden Leuchtstromes vor der ersten Leuchtdiode angeordnet ist, und wobei jeder Leuchtdiode ein elektrischer Kurzschlussschalter zugeordnet ist, mit der die Leuchtdiode überbrückbar ist. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin einen Leuchtmelder mit einer solchen Steuerschaltung.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerschaltung zum Ansteuern von zumindest zwei, insbesondere verschiedenfarbigen, Leuchtdioden und einem Vorwiderstand, wobei jede der Leuchtdioden unabhängig von den anderen Leuchtdioden ansteuerbar ist. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Befehls- und / oder Meldegerät mit einer solchen Steuerschaltung.
  • In elektrischen Schaltungen werden Leuchtdioden üblicherweise in Reihe hinter einem Vorwiderstand angeordnet, der an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen ist. Sofern kein Schaltregler eingesetzt wird, fällt am Vorwiderstand eine Spannung ab, die zu einer Verlustleistung führt, die in Wärme umgewandelt wird. Werden mehrere Leuchtdioden, insbesondere gleichzeitig, angesteuert, entsteht an jedem der Vorwiderstände die Verlustleistung.
  • In Befehls- und / oder Meldegeräten, insbesondere in industriellen Schaltanlagen (z. B. Schaltschränke), werden Leuchtdioden zum Anzeigen des Status elektrischer Geräte und Anlagen verwendet. Ein Status wird dabei durch verschiedene Farben verschiedener Leuchtdioden dargestellt, welche getrennt voneinander angeordnet sind. Um die Anzahl der möglichen Farben zu erhöhen, ist es bekannt, mehrere verschieden farbige Leuchtdioden in einem Leuchtfeld nahe beieinander anzuordnen, und gleichzeitig anzusteuern, so dass im Leuchtfeld die Mischfarbe der gleichzeitig angesteuerten Leuchtdioden sichtbar ist. Üblicherweise werden dabei zwei oder drei verschieden farbige Leuchtdioden verwendet. Dadurch wird eine höhere Funktionalität bei geringerem Platzbedarf erzeugt.
  • Jedoch dürfen in den Befehls- und / oder Meldegeräten zumeist keine Gehäuseöffnungen vorgesehen werden. Dadurch besteht dort kaum die Möglichkeit eines Wärmeaustauschs, insbesondere über das Gehäuse. Die Wärme wird daher nicht ausreichend nach außen abgeführt. Sie staut sich im Gehäuse. Durch das gleichzeitige Ansteuern mehrerer Leuchtdioden kann die Temperatur im Gehäuse der Befehls- und / oder Meldegeräten erheblich über die Arbeitstemperatur der verwendeten elektrischen Bauteile, insbesondere der Leuchtdioden, ansteigen.
  • Ein Abführen der Temperatur, beispielsweise über Kühlkörper, ist kostenintensiv und aufgrund des erforderlichen Bauraums nur schwer oder gar nicht möglich.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Befehls- und / oder Meldegerät zu schaffen, mit zumindest zwei oder mehr Leuchtdioden, dessen Temperatur im Gehäuse auch bei gleichzeitigem Ansteuern der Leuchtdioden die Arbeitstemperatur seiner Bauteile, insbesondere der Leuchtdioden, nicht übersteigt.
  • Die Aufgabe wird gelöst mit einer Steuerschaltung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 und einem Befehls- und / oder Meldegerät gemäß dem unabhängigen Anspruch 9. Vorteilhafte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
  • Dafür wird eine Steuerschaltung zum Ansteuern von Leuchtdioden geschaffen, die zumindest zwei, insbesondere verschiedenfarbige, Leuchtdioden sowie einen Vorwiderstand umfasst. Die Leuchtdioden sind unabhängig voneinander ansteuerbar.
  • Die Steuerschaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Leuchtdioden in einem Stromzweig hintereinander angeordnet sind, wobei der Vorwiderstand in einer Stromrichtung eines den Stromzweig durchfließenden Leuchtstromes vor der ersten Leuchtdiode angeordnet ist, und wobei jeder Leuchtdiode ein elektrischer Kurzschlussschalter zugeordnet ist, mit der sie überbrückbar ist.
  • Die Steuerschaltung enthält daher nicht für jede Leuchtdiode jeweils einen Vorwiderstand, sondern nur den einen im Stromzweig angeordneten Vorwiderstand. Die am Vorwiderstand entstehende Verlustleistung ist durch den an ihm abfallenden Spannungsabfall verursacht. Dieser berechnet sich aus der Differenz der Versorgungsspannung und der Spannungsabfälle an den eingeschalteten Leuchtdioden. Daher ist die Verlustleistung bei nur einer eingeschalteten Leuchtdiode am größten und umso geringer, je mehr Leuchtdioden eingeschaltet sind. Bei dieser Steuerschaltung besteht die Gefahr, dass die Temperatur in einem Gehäuse aufgrund des Zuschaltens mehrerer Leuchtdioden über die Arbeitstemperatur ihrer Bauteile, insbesondere der Leuchtdioden, ansteigt, nicht.
  • Ein Kurzschlussschalter ist einer ihm zugeordneten Leuchtdiode bevorzugt parallel geschaltet, so dass die Leuchtdiode bei geschlossenem Kurzschlussschalter durch diesen kurzgeschlossen ist. Bei geöffnetem Kurzschlussschalter fließt der den Stromzweig durchfließende Leuchtstrom hingegen durch die Leuchtdiode, so dass diese leuchtet.
  • Der Kurzschlussschalter ist bevorzugt ein Transistor, zum Beispiel ein Bipolartransistor. Dabei eignen sich npn-Transistoren in gleichem Maße wie pnp-Transistoren. Es sind aber auch Feldeffekttransistoren, IGBTs, oder andere, insbesondere als Halbleiter ausgebildete, Kurzschlussschalter bevorzugt.
  • Zum Ein- und / oder Ausschalten der Kurzschlussschalter ist jedem der Kurzschlussschalter bevorzugt ein elektrischer Steuerschalter zugeordnet. Der Kurzschlussschalter ist mit seinem Steuerschalter daher ein- und ausschaltbar.
  • Besonders bevorzugt ist auch der Steuerschalter ein Transistor, zum Beispiel ein Bipolartransistor. Dabei eignen sich npn-Transistoren in gleichem Maße wie pnp-Transistoren. Es sind aber auch für jeden der Steuerschalter Feldeffekttransistoren, IGBTs, oder andere, insbesondere als Halbleiter ausgebildete, Kurzschlussschalter bevorzugt.
  • Weiterhin bevorzugt ist jeweils ein Kollektor eines der Steuerschalter, insbesondere über einen Verbindungswiderstand, an eine Versorgungsspannung angeschlossen. Sofern eine Steuerschalter-Steuerstrom, insbesondere durch Beaufschlagen der Basis des Steuerschalters mit einer Steuerspannung, fließt, kann ein Schaltstrom vom Kollektor zum Emitter des Steuerschalters fließen.
  • Vorzugsweise ist jeweils der Kollektor einer der Steuerschalter in einem gemeinsamen Knotenpunkt an die Basis des derselben Leuchtdiode zugeordneten Kurzschlussschalters angeschlossen. Dadurch fließt bei geschlossenem Steuerschalter der Schaltstrom, aber kein Kurzschlussschalter-Steuerstrom. Der Kurzschlussschalter ist dann geöffnet, so dass er die ihm zugeordnete Leuchtdiode nicht mehr überbrückt.
  • Vorzugsweise ist der Kurzschlussschalter
    • – bei eingeschaltetem Steuerschalter ausgeschaltet, so dass die ihm zugeordnete Leuchtdiode leuchtet, und
    • – bei ausgeschaltetem Steuerschalter eingeschaltet, so dass die ihm zugeordnete Leuchtdiode nicht leuchtet.
  • In dieser Ausführungsform sind die Leuchtdioden trotz ihrer Hintereinanderschaltung separat durch Schließen ihres Steuerschalters ansteuerbar, so dass sie leuchten.
  • Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einem Befehls- und / oder Meldegerät, insbesondere mit einem Leuchtmelder, mit einer solchen Steuerschaltung. Die Steuerschaltung umfasst die zumindest zwei, insbesondere verschiedenfarbigen, Leuchtdioden sowie den Vorwiderstand. Durch die Anordnung des Vorwiderstandes und der Leuchtdioden im selben Stromzweig hintereinander sind die am Vorwiderstand abfallende Spannung sowie die durch sie verursachte Verlustleistung bei gleichzeitigem Ansteuern mehrerer Leuchtdioden geringer, als beim Ansteuern nur einer einzigen Leuchtdiode. Die Gefahr eines Wärmestaus im Gehäuse besteht daher nicht.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren beschrieben. Die Figuren sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.
  • 1 zeigt eine herkömmliche Steuerschaltung zum Ansteuern von Leuchtdioden;
  • 2 zeigt in (a) und in (b) eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuerschaltung zum Ansteuern von Leuchtdioden, und in (c) eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuerschaltung; und
  • 3 zeigt einen Leuchtmelder mit einer der Steuerschaltungen der 2(a), (b) oder 2(c).
  • 1 zeigt das herkömmliche Ansteuern von Leuchtdioden 2 R, 2 G, 2 B. Die Schaltung umfasst hier drei verschieden farbige Leuchtdioden 2 R, 2 G, 2 B, die in einer der Grundfarben Rot, Grün und Blau leuchten. Sie ermöglicht daher das Leuchten der Leuchtdioden 2 R, 2 G, 2 B in sieben Farben, je nachdem, wie viele Leuchtdioden 2 R, 2 G, 2 B eingeschaltet werden. Die Leuchtdioden 2 R, 2 G, 2 B sind dafür nahe beieinander angeordnet, so dass sich ihre Farben durchmischen. Bei nur einer eingeschalteten Leuchtdiode 2 R, 2 G, 2 B erscheint ihre Farbe. Werden zwei Leuchtdioden 2 R, 2 G, 2 B eingeschaltet, erscheint die Mischfarbe der beiden Leuchtdioden 2 R, 2 G, 2 B. Werden alle drei Leuchtdioden 2 R, 2 G, 2 B eingeschaltet, erscheinen sie in weiß. Es können neben oder anstelle der hier beispielhaft gewählten, in den Grundfarben Rot, Grün und Blau leuchtenden Leuchtdioden 2 R, 2 G, 2 B auch Leuchtdioden 2 R, 2 G, 2 B verwendet werden, die in anderen Farben leuchten, zum Beispiel in den Farben Cyan, Magenta und Gelb.
  • Für jede Leuchtdiode 2 R, 2 G, 2 B ist ein Diodenstromzweig ZR, ZG, ZB vorgesehen. Die Diodenstromzweig ZR, ZG, ZB sind parallel zueinander angeordnet. In jedem Diodenstromzweig ZR, ZG, ZB ist jeweils ein Vorwiderstand 1 angeordnet, der in einer Stromrichtung eines ihn durchfließenden Leuchtstromes IR, IG, IB in Reihe vor der Leuchtdiode 2 R, 2 G, 2 B angeordnet ist. Über den Diodenstromzweig ZR, ZG, ZB fällt eine Versorgungsgleichspannung UR+, UG+, UB+, im Folgenden Versorgungsspannung, zu einem Minuspol (–) ab.
  • Sofern über einem der Diodenstromzweig ZR, ZG, ZB die Versorgungsspannung UR+, UG+, UB+ abfällt, fällt über den Vorwiderstand 1 eine Verlustspannung U1 ab, die in Wärme umgewandelt wird. Bei gleichzeitigem Ansteuern aller Leuchtdioden 2 R, 2 G, 2 B fällt die Verlustspannung U1 über jeden der drei Vorwiderstände 1 ab. Die daraus resultierende und in Wärme umgewandelte Verlustleistung ist dann im Vergleich zum Ansteuern nur einer der Leuchtdioden 2 R, 2 G, 2 B verdreifacht.
  • Die sich entwickelnde Wärme kann erheblich über der Arbeitstemperatur vieler Bauteile, insbesondere der Leuchtdioden 2 R, 2 G, 2 B, liegen. In Befehls- und / oder Meldegeräten 100 (s. 3) wie beispielsweise Leuchtmeldern, in denen keine Gehäuseöffnungen (nicht gezeigt) vorgesehen sind, ist sie nur schwer oder gar nicht über das Gehäuse 11 (s. 3) abführbar.
  • 2(a) und (b) zeigen eine erste Ausführungsform einer Steuerschaltung 10 zum Ansteuern von mehreren Leuchtdioden 2 R, 2 G, 2 B, 2(c) ein weitere Ausführungsform einer solchen Steuerschaltung 10. Diese Steuerschaltungen 10 weisen jeweils nur einen Vorwiderstand 1 auf. Die durch den Vorwiderstand 1 verursachte Verlustleistung ist daher erheblich geringer. Die Steuerschaltung 10 eignet sich somit für Befehls- und / oder Meldegeräte 100 (s. 3).
  • Die Steuerschaltung 10 der 2(a) und (b) umfasst drei verschieden farbige Leuchtdioden 2 R, 2 G, 2 B, die jeweils in einer der Grundfarben Rot, Grün oder Blau leuchten. Die Erfindung ist aber auch auf Steuerschaltungen 10 mit mehr Leuchtdioden anwendbar, oder auf eine Steuerschaltung 10 mit nur zwei Leuchtdioden.
  • Die Leuchtdioden 2 R, 2 G, 2 B sind in einem Stromzweig Z2 in Reihe hintereinander angeordnet. In dem Stromzweig Z2 ist zudem der Vorwiderstand 1 angeordnet, der in einer Stromrichtung eines den Stromzweig Z2 durchfließenden Leuchtstromes I2 vor der ersten Leuchtdiode 2 R angeordnet ist. Über dem Stromzweig Z2 fällt die Versorgungsspannung U(=) ab. Dafür ist der Stromzweig Z2 über eine Versorgungsleitung Z= an eine Spannungsquelle (nicht gezeigt), insbesondere eine Gleichspannungsquelle, angeschlossen.
  • Die Leuchtdioden 2 R, 2 G, 2 B sind unabhängig voneinander ansteuerbar. Die Steuerschaltung 10 ermöglicht daher, dass nur eine einzige der Leuchtdioden 2 R, 2 G, 2 B, zwei der Leuchtdioden 2 R, 2 G, 2 B oder alle drei leuchten.
  • Dafür ist jeder der Leuchtdioden 2 R, 2 G, 2 B ein elektrischer Kurzschlussschalter T1, T2, T3 zugeordnet. Der Kurzschlussschalter T1, T2, T3 ist der Leuchtdiode 2 R, 2 G, 2 B jeweils parallel geschaltet. Er ist hier jeweils durch einen Transistor gebildet. Als Transistor wird hier ein npn-Bipolartransistor verwendet. Stattdessen sind auch Feldeffekttransistoren verwendbar, sowie anstelle eine npn- auch ein pnp-Transistor. Zudem sind auch andere elektrische Schalter, insbesondere Halbleiter-Schalter, verwendbar.
  • Sofern ein Kurzschlussschalter-Steuerstrom IS von der Basis B des jeweiligen Kurzschlussschalters T1, T2, T3 zu seinem Emitter E fließt, fließt ein die ihm zugeordnete Leuchtdiode 2 R, 2 G, 2 B kurzschließender Kurzschlussstrom IK von seinem Kollektor C zu seinem Emitter E.
  • Als Spannungsversorgung für die Kurzschlussschalter T1, T2, T3 dient dabei die Versorgungsspannung U(=). Die Basis B des Kurzschlussschalters T1, T2, T3 ist dafür in einem Versorgungsknotenpunkt KU über einen Verbindungswiderstand R1, R2, R3 an die Versorgungsleitung Z=, und somit an die Versorgungsspannung U(=), angeschlossen.
  • Damit eine der oder die Leuchtdioden 2 R, 2 G, 2 B leuchten, ist jeder Leuchtdiode 2 R, 2 G, 2 B zudem ein elektrischer Steuerschalter T4, T5, T6 zugeordnet. Auch die Steuerschalter T4, T5, T6 sind hier jeweils durch einen Transistor gebildet. Als Transistor wird hier ebenfalls ein npn-Bipolartransistor verwendet. Stattdessen sind auch hier Feldeffekttransistoren verwendbar, sowie anstelle eine npn- auch ein pnp-Transistor. Zudem sind auch andere elektrische Schalter, insbesondere Halbleiter-Schalter, verwendbar.
  • Sofern ein Steuerschalter-Steuerstrom IS von der Basis B des jeweiligen Steuerschalters T4, T5, T6 zu ihrem Emitter E fließt, fließt ein Schaltstrom ITR von seinem Kollektor C zu seinem Emitter E. Für den Steuerschalter-Steuerstrom IS ist jeweils die Basis B der Steuerschalter T4, T5, T6 an eine Steuerleitung R, G, B angeschlossen. In der Steuerleitung R, G, B kann jeweils eine die Stromrichtung begrenzende Diode D4, D5, D6 und ein Widerstand R4, R5, R6 angeordnet sein. Liegt an der Steuerleitung R, G, B eine Steuerspannung UR an, fließt der Steuerschalter-Steuerstrom IS. Dadurch fließt der Schaltstrom ITR über die Kollektor-Emitter-Strecke zum Minuspol (–) der Versorgungsspannung ab.
  • Der Kollektor C eines Steuerschalters T4, T5, T6 ist in einem gemeinsamen Knotenpunkt KR, KG, KB an die Basis B des derselben Leuchtdiode 2 R, 2 G, 2 B zugeordneten Kurzschlussschalters T1, T2, T3 angeschlossen. Dadurch ist er über den Verbindungswiderstand R1, R2, R3 an die Versorgungsleitung Z= angeschlossen. Sofern ein Schaltstrom ITR durch den Steuerschalter T4, T5, T6 fließt, fließt am Kurzschlussschalter T1, T2, T3 daher kein Kurzschlussschalter-Steuerstrom IK. Der Kurzschlussschalter T1, T2, T3 ist dann geöffnet, und schließt die ihm zugeordnete Leuchtdiode 2 R, 2 G, 2 B nicht kurz. Der Leuchtstrom I2 fließt dann durch die Leuchtdiode 2 R, 2 G, 2 B, so dass diese leuchtet. Eine leuchtende Leuchtdiode 2 R, 2 G, 2 B ist in den 2(a) und (b) durch den Leuchtzustand L gekennzeichnet, eine nicht leuchtende Leuchtdiode 2 R, 2 G, 2 B durch den Ausschaltzustand A.
  • In 2(a) liegt neben der Versorgungsspannung U(=) am Stromzweig Z2 zudem die Steuerspannung UR an dem der in Stromrichtung ersten, hier rot leuchtenden Leuchtdiode 2 R zugeordneten Steuerschalter T4 an. Im Folgenden wird dieser Steuerschalter T4 als erster Steuerschalter bezeichnet, und der dieser Leuchtdiode 2 R zugeordnete Kurzschlussschalter T1 als erster Kurzschlussschalter. Die Steuerschalter T5, T6 der anderen Leuchtdioden 2 G, 2 B sind im Folgenden als weitere Steuerschalter T5, T6, und die diesen zugeordneten Kurzschlussschalter T2, T3 als weitere Kurzschlussschalter T2, T3 bezeichnet.
  • Der Versorgungsstrom Iges teilt sich im Versorgungsknotenpunkt KU in den Schaltstrom ITR des ersten Steuerschalters T4, den im Stromzweig Z2 fließenden Leuchtstrom I2, und die jeweils über die Verbindungswiderstände R2, R3 fließenden Steuerströme IS der Kurzschlussschalter T2, T3 der weiteren Leuchtdioden 2 G, 2 B. Der Schaltstrom ITR des ersten Steuerschalters T4 sowie die Steuerströme IS der weiteren Kurzschlussschalter T2, T3 fließen zum Minuspol (–) ab.
  • Der Leuchtstrom I2 durchfließt zunächst den Vorwiderstand 1. Da der erste Kurzschlussschalter T1 aufgrund des Schaltstroms ITR des ersten Steuerschalters T4 geöffnet ist, ist die erste Leuchtdiode 2 R nicht kurzgeschlossen, so dass der Leuchtstrom I2 sie durchfließt und die erste Leuchtdiode 2 R leuchtet.
  • Da an den Steuerschaltern T5, T6 der Leuchtdioden 2 G, 2 B, die in Stromrichtung des Leuchtstromes I2 hinter der ersten Leuchtdiode 2 R im Stromzweig Z2 angeordnet sind, keine Steuerspannung (nicht bezeichnet) anliegt, bzw. die Steuerspannung gleich 0 V (oder zumindest kleiner der Basis-Emitter-Schaltspannung der Transistoren T5, T6) im Bezug auf den Minuspol der Versorgungsspannung ist, sind die ihnen zugeordneten Kurzschlussschalter T2, T3 nicht geöffnet sondern geschlossen. Sie schalten die nachfolgenden Leuchtdioden 2 G, 2 B mit dem Kurzschlussstrom IK kurz. Der Leuchtstrom I2 fließt daher nicht durch die nachfolgenden Leuchtdioden 2 G, 2 B, so dass diese nicht leuchten. Auch der Leuchtstrom I2 fließt dann zum Minuspol (–) ab.
  • Eine an einer der Steuerleitungen R, G, B eines der Steuerschalter T4, T5, T6 anliegende Steuerspannung UR bewirkt daher ein Einschalten dieses Steuerschalters T4, T5, T6, so dass der derselben Leuchtdiode 2 R, 2 G, 2 B zugeordneter Kurzschlussschalter T1, T2, T3 sich öffnet, das heißt ausgeschaltet ist, und die Leuchtdiode 2 R, 2 G, 2 B leuchtet.
  • 2(b) zeigt die Steuerschaltung 10 der 2(a), wobei jedoch an keiner der Steuerleitungen R, G, B eine Steuerspannung UR anliegt. Daher leuchtet keine der Leuchtdioden 2 R, 2 G, 2 B.
  • Wird nur eine der Leuchtdioden 2 R, 2 G, 2 B angesteuert, fällt über dem Vorwiderstand 1 die Verlustspannung U1 ab, die sich aus der Differenz der Versorgungsspannung U(=) und der über der Leuchtdiode 2 R, 2 G, 2 B abfallenden Diodenspannung ULED ergibt. Sofern jedoch mehrere Leuchtdioden 2 R, 2 G, 2 B eingeschaltet sind, verringert sich die über dem Vorwiderstand 1 abfallende Verlustspannung U1, da über jeder der Leuchtdioden 2 R, 2 G, 2 B die Diodenspannung ULED abfällt. Bei der hier gezeigten Steuerschaltung 10 mit den drei Leuchtdioden 2 R, 2 G, 2 B ist sie minimal, wenn alle drei Leuchtdioden 2 R, 2 G, 2 B leuchten. Sie beträgt dann U1 = U(=) – 3ULED.
  • Da die jeweils über die Basis B der Kurzschlussschalter T1, T2, T3 und der Steuerschalter T4, T5, T6 fließenden Ströme IS sehr klein sind, ist die durch die Beschaltung, das heißt die weiteren Widerstände R4, R5, R6 und Dioden D4, D5, D6, die Kurzschlussschalter T1, T2, T3 und die Steuerschalter T4, T5, T6 erzeugte Verlustleistung gering gegenüber der, die durch den Vorwiderstand 1 verursacht wird. Insgesamt verringert sich die Verlustleistung der Steuerschaltung 10 daher sogar mit Zuschalten der weiteren Leuchtdioden 2 R, 2 G, 2 B. Die Steuerschaltung 10 ermöglicht somit die Verwendung mehrerer Leuchtdioden 2 R, 2 G, 2 B in Befehls- und / oder Meldegeräten 100.
  • Die Steuerschaltung 10 der 2(c) sieht für jede Leuchtdiode 2 R, 2 G, 2 B eine ihr zugeordnete Versorgungsleitung R+, G+, B+ vor. Die in der Steuerschaltung 10 der 2(a) und (b) vorgesehene gemeinsam genutzte Versorgungsleitung Z= entfällt.
  • In den drei Versorgungsleitungen R+, G+, B+ ist jeweils eine Diode D1, D2, D3 vorgesehen, die die Stromrichtung in der Versorgungsleitung R+, G+, B+ begrenzt. Die Versorgungsleitungen R+, G+, B+ sind an den Versorgungsknotenpunkt KU angeschlossen, der in Richtung des Versorgungsstromes IR+, IG+, IB+ jeweils hinter den Dioden D1, D2, D3 angeordnet ist.
  • Die Steuerleitungen R, G, B für die Steuerschalter T4, T5, T6 sind jeweils an die Versorgungsleitung R+, G+, B+ der ihnen zugeordneten Leuchtdiode 2 R, 2 G, 2 B angeschlossen. Durch Anlegen einer Versorgungsspannung (nicht bezeichnet) an eine der Versorgungsleitungen R+, G+, B+ fließt daher auch bei dieser Steuerschaltung 10 der Steuerschalter-Steuerstrom IS des Steuerschalters T4, T5, T6. Der derselben Leuchtdiode 2 R, 2 G, 2 B zugeordnete Kurzschlussschalter T1, T2, T3 wird dadurch geöffnet (ausgeschaltet), so dass die Leuchtdiode 2 R, 2 G, 2 B leuchtet.
  • 3 zeigt schematisch ein Befehls- und / oder Meldegerät 100 mit einer solchen Steuerschaltung 10, und zwar hier einen Leuchtmelder. Der Leuchtmelder weist ein Leuchtfeld 20 auf. Das Leuchtfeld 20 ist bevorzugt transparent ausgebildet, so dass durch das Leuchtfeld 20 das Leuchten einer im Gehäuse 11 des Leuchtmelders 100 hinter dem Leuchtfeld 20 angeordneten Leuchtdiode 2 R, 2 G, 2 B sichtbar ist.
  • Bei diesem Leuchtmelder 100 sind hinter dem Leuchtfeld 20 die drei Leuchtdioden 2 R, 2 G, 2 B angeordnet. Der Leuchtmelder 100 weist zudem eine der in den 2(a)–(c) beschriebene Steuerschaltung 10 zum Ansteuern der Leuchtdioden 2 R, 2 G, 2 B auf. Die Leuchtdioden 2 R, 2 G, 2 B sind daher einzeln oder gemeinsam ansteuerbar.
  • Über die Busleitungen 3 kann ein Status durch Ansteuern einer oder gleichzeitig mehrerer Leuchtdioden 2 R, 2 G, 2 B des Leuchtfeldes 20 angezeigt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Vorwiderstand
    10
    Steuerschaltung
    11
    Gehäuse
    100
    Leuchtmelder
    2R, 2G, 2B
    Leuchtdioden
    20
    Leuchtfeld
    3
    Flachkabel
    U(=), UR=, UG=, UB=
    Versorgungsspannung, Gleichspannung
    UR
    Steuerspannung
    U1
    Verlustspannung
    ULED
    Diodenspannung
    (–)
    Minuspol
    IS
    Steuerstrom
    Iges, IR+, IG+, IB+
    Versorgungsstrom
    IR
    Leuchtstrom durch den Diodenstromzweig
    I2
    Leuchtstrom durch den Stromzweig
    IK
    Kurzschlussstrom
    ITR
    Schaltstrom
    Z2
    Stromzweig
    ZR, ZG, ZB
    Diodenstromzweig
    R, G, B
    Steuerleitung
    Z=, R+, G+, B+
    Versorgungsleitung
    KR, KG, KB
    Knotenpunkt
    KU
    Versorgungsknotenpunkt
    D1–D6
    Diode
    R1–R3
    Verbindungswiderstand
    R4–R6
    Widerstand
    T1–T3
    Kurzschlussschalter
    T4–T6
    Steuerschalter
    B
    Basis
    E
    Emitter
    C
    Kollektor
    L
    Leuchtzustand
    A
    Ausschaltzustand

Claims (9)

  1. Steuerschaltung (10) zum Ansteuern von zumindest zwei, insbesondere verschiedenfarbigen, Leuchtdioden (2 R, 2 G, 2 B) und einem Vorwiderstand (1), wobei jede der Leuchtdioden (2 R, 2 G, 2 B) unabhängig von den anderen Leuchtdioden (2 R, 2 G, 2 B) ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdioden (2 R, 2 G, 2 B) in einem Stromzweig (Z2) hintereinander angeordnet sind, wobei der Vorwiderstand (1) in einer Stromrichtung eines den Stromzweig (Z2) durchfließenden Leuchtstromes (I2) vor der ersten Leuchtdiode (2 R) angeordnet ist, und wobei jeder Leuchtdiode (2 R, 2 G, 2 B) ein elektrischer Kurzschlussschalter (T1–T3) zugeordnet ist, mit der die Leuchtdiode (2 R, 2 G, 2 B) überbrückbar ist.
  2. Steuerschaltung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurzschlussschalter (T1–T3) der ihm zugeordneten Leuchtdiode (2 R, 2 G, 2 B) parallel geschaltet ist.
  3. Steuerschaltung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurzschlussschalter (T1–T3) ein Transistor, insbesondere ein Feldeffekttransistor oder ein Bipolartransistor, ist.
  4. Steuerschaltung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem der Kurzschlussschalter (T1–T3) ein elektrischer Steuerschalter (T4–T6) zugeordnet ist, mit dem der ihm zugeordnete Kurzschlussschalter (T1–T3) ein- und ausschaltbar ist.
  5. Steuerschaltung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerschalter (T4–T6) ein Transistor, insbesondere ein Feldeffekttransistor oder ein Bipolartransistor, ist.
  6. Steuerschaltung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Kollektor (C) eines der Steuerschalter (T4, T5, T6) über einen Verbindungswiderstand (R1, R2, R3), an eine Versorgungsspannung (U(=)) angeschlossen ist.
  7. Steuerschaltung (10) nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils der Kollektor (C) eines der Steuerschalter (T4, T5, T6) in einem gemeinsamen Knotenpunkt (KR, KG, KB) an eine Basis (B) des derselben Leuchtdiode (2 R, 2 G, 2 B) zugeordneten Kurzschlussschalters (T1, T2, T3) angeschlossen ist.
  8. Steuerschaltung (10) nach einem der Ansprüche 4–7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurzschlussschalter (T1–T3) – bei eingeschaltetem Steuerschalter (T4–T6) ausgeschaltet ist, so dass die ihm zugeordnete Leuchtdiode (2 R, 2 G, 2 B) leuchtet, und – bei ausgeschaltetem Steuerschalter (T4–T6) eingeschaltet ist, so dass die ihm zugeordnete Leuchtdiode (2 R, 2 G, 2 B) nicht leuchtet.
  9. Befehls- oder Meldegerät, insbesondere Leuchtmelder (100), mit einer Steuerschaltung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche.
DE102015115404.8A 2015-09-11 2015-09-11 Steuerschaltung zum Ansteuern von mehreren Leuchtdioden und Befehls- und / oder Meldegerät mit der Steuerschaltung Ceased DE102015115404A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015115404.8A DE102015115404A1 (de) 2015-09-11 2015-09-11 Steuerschaltung zum Ansteuern von mehreren Leuchtdioden und Befehls- und / oder Meldegerät mit der Steuerschaltung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015115404.8A DE102015115404A1 (de) 2015-09-11 2015-09-11 Steuerschaltung zum Ansteuern von mehreren Leuchtdioden und Befehls- und / oder Meldegerät mit der Steuerschaltung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102015115404A1 true DE102015115404A1 (de) 2017-03-16

Family

ID=58160786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015115404.8A Ceased DE102015115404A1 (de) 2015-09-11 2015-09-11 Steuerschaltung zum Ansteuern von mehreren Leuchtdioden und Befehls- und / oder Meldegerät mit der Steuerschaltung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102015115404A1 (de)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4017847A (en) * 1975-11-14 1977-04-12 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Luminous indicator with zero standby power
DE2555584A1 (de) * 1975-12-10 1977-06-16 Siemens Ag Anzeigetafel mit mehreren leuchtdioden
DE2758551A1 (de) * 1977-12-23 1979-06-28 Elmeg Schaltungsanordnung zur steuerung von lichtemittierenden dioden (led)
DE3319779A1 (de) * 1983-05-27 1984-11-29 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Elektrisches geraet mit einer schaltungsanordnung zur anzeige mehrerer betriebszustaende durch leuchtdioden
DE10103611A1 (de) * 2001-01-26 2002-08-01 Insta Elektro Gmbh Schaltungsanordnung zum Betreiben von mehreren Leuchtmitteln
US20080122376A1 (en) * 2006-11-10 2008-05-29 Philips Solid-State Lighting Solutions Methods and apparatus for controlling series-connected leds

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4017847A (en) * 1975-11-14 1977-04-12 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Luminous indicator with zero standby power
DE2555584A1 (de) * 1975-12-10 1977-06-16 Siemens Ag Anzeigetafel mit mehreren leuchtdioden
DE2758551A1 (de) * 1977-12-23 1979-06-28 Elmeg Schaltungsanordnung zur steuerung von lichtemittierenden dioden (led)
DE3319779A1 (de) * 1983-05-27 1984-11-29 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Elektrisches geraet mit einer schaltungsanordnung zur anzeige mehrerer betriebszustaende durch leuchtdioden
DE10103611A1 (de) * 2001-01-26 2002-08-01 Insta Elektro Gmbh Schaltungsanordnung zum Betreiben von mehreren Leuchtmitteln
US20080122376A1 (en) * 2006-11-10 2008-05-29 Philips Solid-State Lighting Solutions Methods and apparatus for controlling series-connected leds

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017100879B4 (de) Elektrische Schaltung und Verfahren zum Betrieb einer elektrischen Schaltung
DE202015009241U1 (de) Stromverteiler
DE102004007278A1 (de) Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere für den Innenraum von Fahrzeugen
EP0129498B1 (de) Elektrisches Gerät mit einer Schaltungsanordnung zur Anzeige mehrerer Betriebszustände durch Lichtdioden
EP3449478A2 (de) Modul zur bereitstellung einer eigensicheren elektrischen ausgangsleistung sowie explosionsgeschützte leuchte
DE102010002227A1 (de) Schutz von LEDs gegen Überhitzung und zu hohem Durchgangsstrom
DE102010003506A1 (de) LED-Clusterschaltung mit Fehlerdetektion
DE102015115404A1 (de) Steuerschaltung zum Ansteuern von mehreren Leuchtdioden und Befehls- und / oder Meldegerät mit der Steuerschaltung
EP3527043B1 (de) Led-beleuchtungsvorrichtung, insbesondere für fahrzeuge
DE102007001716B4 (de) Leuchtdioden-Schaltungsanordnung sowie Verfahren zum Betreiben einer Leuchtdioden-Schaltungsanordnung
DE102015100672A1 (de) Beleuchtungsbaugruppe und Beleuchtungssystem mit dieser
DE102006056712A1 (de) Schaltungsanordnung und Verfahren zur Ausfallsicherung einer LED-oder OLED-Kette
EP3503688B1 (de) Scheinwerfer
EP0393224A1 (de) Schaltungsanordnung zur Temperaturüberwachung von in einem Halbleiterschaltkreis integrierten Leistungsschalttransistoren
DE19814745A1 (de) Schaltung für eine LED-Leuchte
EP3170368B1 (de) Schaltungsanordnung und verfahren zur ansteuerung von leds in matrix-konfiguration
DE102020125996A1 (de) Halbleiterrelaismodul und halbleiterrelaiskreis
DE2758551A1 (de) Schaltungsanordnung zur steuerung von lichtemittierenden dioden (led)
DE102020126073A1 (de) Halbleiterrelaismodul und halbleiterrelaiskreis
DE10243794B9 (de) Schaltungsanordnung mit einer LED-Anordnung
DE102015116492A1 (de) Steuerschaltung zum Ansteuern von mehreren Leuchtdioden und Befehls- und / oder Meldegerät mit der Steuerschaltung
DE202013104307U1 (de) LEDs auf Platinenstreifen
DE102021003750A1 (de) Schaltungsanordnung zum Betrieb mindestens einer Leuchtdiode
DE102017123259B3 (de) Verfahren zur Versorgung von LED-Ketten mit elektrischer Energie mit Einzel-LED-Kurzschlusserkennung
DE202011001604U1 (de) Spannungsbegrenzende und polaritätsumgekehrt reihengeschaltete Leuchtdiodenvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R082 Change of representative

Representative=s name: BUCHER, RALF, DIPL.-ING. UNIV., DE

R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: G09G0003140000

Ipc: H05B0037020000

R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final