DE102016009924B4

DE102016009924B4 - Beleuchtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102016009924B4
Application number: DE102016009924.0A
Authority: DE
Inventors: Yong Geun Kim; Ki Chul An
Original assignee: Silicon Works Co Ltd
Current assignee: LX Semicon Co Ltd
Priority date: 2015-08-13
Filing date: 2016-08-16
Publication date: 2024-04-18
Anticipated expiration: 2036-08-17
Also published as: KR101582450B1; TWI713568B; DE102016009924A1; US10201048B2; JP2017037844A; CN106455192B; CN106455192A; US20170048947A1; TW201707516A; JP6842860B2

Abstract

Beleuchtungsvorrichtung, die umfasst:- eine erste und eine zweite Beleuchtungseinrichtung (20, 22), die eine oder mehrere LEDs umfassen, und dafür konfiguriert sind, in Antwort auf eine gleichgerichtete Spannung Licht zu emittieren, und in Reihe oder parallel zueinander geschaltet werden,- eine erste Treiberschaltung (30), die dafür konfiguriert ist, einen einer Lichtemission der ersten Beleuchtungseinrichtung (20) entsprechenden ersten Strompfad bereitzustellen und einen ersten Treiberstrom des ersten Strompfads zu regeln, durch Vergleich einer ersten Bezugsspannung mit einer ersten Messspannung eines ersten Messwiderstands (RS1), der über den ersten Strompfad verbunden ist;- eine zweite Treiberschaltung (32), die dafür konfiguriert ist, einen einer Lichtemission der zweiten Beleuchtungseinrichtung (22) entsprechenden zweiten Strompfad bereitzustellen und einen zweiten Treiberstrom des zweiten Strompfads zu regeln, durch Vergleich einer zweiten Bezugsspannung mit einer zweiten Messspannung eines zweiten Messwiderstands (RS2), der über den zweiten Strompfad verbunden ist;- eine Treiberstromsteuerschaltung mit einem dritten Messwiderstand (RS3), der seriell mit dem ersten Messwiderstand (RS1) verbunden ist und mit einem zweiten Schalter (52), der parallel mit dem dritten Messwiderstand (RS3) verbunden ist, die dafür konfiguriert ist, die erste Messspannung durch die Steuerung des zweiten Schalters (52) zu erhöhen;- wobei die erste und zweite Beleuchtungseinrichtung (20,22) in Antwort auf die Vielzahl von gleichgerichteten Spannungen Licht emittieren, welche unterschiedliche repräsentative Werte haben, und in Antwort auf eine erste gleichgerichtete Spannung parallel zueinander geschaltet werden oder in Antwort auf eine zweite gleichgerichtete Spannung, die anders ist als die erste gleichgerichtete Spannung, in Reihe zueinander geschaltet werden.

Description

Hintergrund
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung und im Besonderen eine Beleuchtungsvorrichtung, die eine LED als Lichtquelle verwendet.
2. Zugehöriger Stand der Technik
Eine Beleuchtungsvorrichtung ist dafür ausgelegt, eine Lichtquelle zu verwenden, die unter Verwendung eines geringen Energiebetrags eine hohe Lichtemissionseffizienz aufweist, um den Energieverbrauch zu senken. Repräsentative Beispiele für eine in der Beleuchtungsvorrichtung verwendete Lichtquelle können eine LED umfassen. Die LED unterscheidet sich im Hinblick auf verschiedene Aspekte, wie etwa Energieverbrauch, Lebensdauer und Lichtqualität, von anderen Lichtquellen.
Da die LED jedoch durch einen Strom angesteuert wird, benötigt eine die LED als Lichtquelle verwendende Beleuchtungsvorrichtung eine große Anzahl zusätzlicher Schaltungen zum Ansteuern eines Stroms. Zum Lösen des vorstehend beschriebenen Problems wurde eine Wechselstromdirektbeleuchtungsvorrichtung entwickelt, um der LED eine Wechselspannung zuzuführen.
Die Wechselstromdirektbeleuchtungsvorrichtung ist dafür konfiguriert, eine Wechselspannung in eine gleichgerichtete Spannung umzusetzen und einen Strom unter Verwendung der gleichgerichteten Spannung anzusteuern, so dass die LED Licht emittieren kann. Da die LED-Wechselstromdirektbeleuchtungsvorrichtung ohne Einsatz eines Induktors und eines Kondensators eine gleichgerichtete Spannung verwendet, weist die LED-Wechselstromdirektbeleuchtungsvorrichtung einen zufriedenstellenden Leistungsfaktor auf. Die gleichgerichtete Spannung bezeichnet eine Spannung, die durch Vollweggleichrichten einer Wechselspannung erhalten wird.
Die Wechselstromdirektbeleuchtungsvorrichtung umfasst eine oder mehrere LED-Gruppen, wobei jede der LED-Gruppen eine oder mehrere LEDs umfasst und in Antwort auf eine Änderung der gleichgerichteten Spannung Licht emittiert.
Die Wechselstromdirektbeleuchtungsvorrichtung kann dafür konfiguriert sein, eine Mehrzahl LED-Gruppen unter Verwendung einer oder zweier oder mehrerer Treiberschaltungen anzusteuern.
Wenn die Mehrzahl LED-Gruppen beispielsweise durch zwei Treiberschaltungen angesteuert wird, kann die Mehrzahl LED-Gruppen gesteuert werden, um in Antwort auf Änderungen der gleichgerichteten Spannung Licht zu emittieren.
Nehmen wir spezifischer an, dass die Wechselstromdirektbeleuchtungsvorrichtung acht in Reihe geschaltete LED-Gruppen umfasst und jede der zwei Treiberschaltungen vier LED-Gruppen ansteuert. Nehmen wir jetzt an, dass der Wechselstromdirektbeleuchtungsvorrichtung eine Wechselspannung von 220V zugeführt wird.
Wenn eine der Wechselspannung von 220V entsprechende gleichgerichtete Spannung an die acht in Reihe geschalteten LED-Gruppen angelegt wird, emittieren die acht LED-Gruppen in Antwort auf Änderungen der gleichgerichteten Spannung sequenziell Licht.
Die Elektroinstallation kann in jedem Land oder jeder Region unterschiedlich sein.
Wenn die Wechselstromdirektbeleuchtungsvorrichtung bei einer Elektroinstallation verwendet wird, die eine Wechselspannung von 110V liefert, ist die Anzahl an LED-Gruppen, die dazu in der Lage sind, unter Verwendung einer der Wechselspannung von 110V entsprechenden gleichgerichteten Spannung Licht zu emittieren, begrenzt. Das bedeutet, wenn die Elektroinstallation der vorgesehenen Nennspannung der Beleuchtungsvorrichtung nicht gerecht wird, emittiert die Beleuchtungsvorrichtung Licht unter Verwendung einer begrenzten Anzahl LED-Gruppen.
Daher muss die Wechselstromdirektbeleuchtungsvorrichtung die Universalität für Elektroinstallationen sichern, so dass die gesamten LED-Gruppen ungeachtet der Elektroinstallation zur Beleuchtung verwendet werden können.
Die US 2011/0084619 A1 zeigt eine LED-Auswahlschaltung für einen LED-Treiber, der mehrere ungleiche Längen von LED-Ketten aufweist, wobei die LED-Auswahlschaltung selektiv die LED-Ketten EIN und AUS schaltet, entsprechend einer Eingangs-Wechselstrom (AC)-Netzspannung.
Die US 2010/0019687 A1 zeigt eine Steuervorrichtung für LED-Dioden, die in der Lage ist, sowohl eine Rückkopplungssteuerung einer der lichtemittierenden Diode zugeführten Treiberspannung als auch eine PWM-Steuerung eines der Leuchtdiode zugeführten Treiberstroms zu regeln.
Die US 2016/0007420 A1 zeigt eine LED-Beleuchtungsvorrichtung, bei der ein Schalter, der eine LED betreibt, automatisch durch eine Eingangsspannung und die Wärmeerzeugung an einem Schalt-IC umgeschaltet wird, wenn eine Spannung, die gleich oder größer als eine Nennspannung ist, eingespeist wird.
Die GB 2564911 A zeigt zwei verschiedene Arten von LED-Lichtquellen, insbesondere eine direkte AC-LED-Lichtquelle und eine LED-Lichtquelle mit mindestens einer aktiv geschalteten LED-Treiberstufe sowie eine LED-Lampe mit mindestens einer solchen LED-Lichtquelle.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.
Zusammenfassung
Verschiedene Ausführungsformen sind auf eine LED verwendende Beleuchtungsvorrichtung gerichtet, die die Universalität für die Elektroinstallation aufweist.
Außerdem sind verschiedene Ausführungsformen auf eine Beleuchtungsvorrichtung gerichtet, die die Universalität für die Elektroinstallation aufweist, da der elektrische Verbindungszustand zwischen in der Beleuchtungsvorrichtung enthaltenen Beleuchtungseinrichtungen gemäß dem Zustand einer gleichgerichteten Spannung in einen parallelen oder seriellen Verbindungszustand geändert werden kann.
Bei einer Ausführungsform kann eine Beleuchtungsvorrichtung umfassen: eine erste und eine zweite Beleuchtungseinrichtung, die eine oder mehrere LEDs umfassen und dafür konfiguriert sind, in Antwort auf eine gleichgerichtete Spannung Licht zu emittieren, eine erste Treiberschaltung, die dafür konfiguriert ist, einen einer Lichtemission der ersten Beleuchtungseinrichtung entsprechenden ersten Strompfad bereitzustellen und einen ersten Treiberstrom des ersten Strompfads zu regeln, eine zweite Treiberschaltung, die dafür konfiguriert ist, einen einer Lichtemission der zweiten Beleuchtungseinrichtung entsprechenden zweiten Strompfad bereitzustellen und einen zweiten Treiberstrom des zweiten Strompfads zu regeln, und eine Treiberstromsteuerschaltung, die dafür konfiguriert ist, den ersten und/oder zweiten Treiberstrom in Antwort auf den Verbindungszustand zwischen der ersten und zweiten Beleuchtungseinrichtung zu ändern, wobei die erste und zweite Beleuchtungseinrichtung elektrisch in Reihe oder parallel zueinander geschaltet werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen

1 ist ein Blockdiagramm, das eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer Spannungsbestimmungseinrichtung gemäß einer Modifikation der Ausführungsform von 1 zeigt.
3 ist ein Schaltbild, das eine Treiberschaltung gemäß 2 zeigt.
4 ist ein Schaltbild, das eine Spannungsbestimmungseinrichtung gemäß 2 zeigt.
5 ist ein Blockdiagramm, das zeigt, dass die Beleuchtungseinrichtungen gemäß 2 parallel geschaltet sind.
6 ist ein Wellenformdiagramm, das eine gleichgerichtete Spannung und einen Treiberstrom entsprechend dem Zustand von 5 zeigt.
7 ist ein Blockdiagramm, das zeigt, dass die Beleuchtungseinrichtungen gemäß 2 in Reihe geschaltet sind.
8 ist ein Wellenformdiagramm, das eine gleichgerichtete Spannung und einen Treiberstrom entsprechend dem Zustand von 7 zeigt.
9 ist ein Blockdiagramm, das eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
10 ist ein Blockdiagramm, das eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer Spannungsbestimmungseinrichtung gemäß einer Modifikation der Ausführungsform von 9 zeigt.
11 ist ein Schaltbild, das eine Treiberschaltung gemäß 10 zeigt.
12 ist ein Blockdiagramm, das eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
13 ist ein Blockdiagramm, das eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer Spannungsbestimmungseinrichtung gemäß einer Modifikation der Ausführungsform von 12 zeigt.
14 ist ein Blockdiagramm, das eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Genaue Beschreibung
Nachstehend sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen genauer beschrieben. Die in der vorliegenden Beschreibung und den vorliegenden Ansprüchen verwendeten Begriffe sind nicht auf typische Wörterbuchdefinitionen beschränkt, sondern sind als Bedeutungen und Konzepte auszulegen, die mit dem technischen Gedanken der vorliegenden Erfindung übereinstimmen.
In der vorliegenden Beschreibung dargelegte Ausführungsformen und in den Zeichnungen veranschaulichte Konfigurationen stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar und repräsentieren nicht den gesamten technischen Gedanken der vorliegenden Erfindung. Daher können zum Zeitpunkt der Einreichung der vorliegenden Anmeldung verschiedene Äquivalente und Modifikationen bereitgestellt werden, die dazu in der Lage sind, die Ausführungsformen und Konfigurationen zu ersetzen.
Die vorliegende Erfindung kann dafür ausgelegt werden, einen Treiberstrom zu steuern, um die Universalität für eine Änderung der Elektroinstallation zu sichern.
Somit ist eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dafür konfiguriert, die Universalität zum Beleuchten bei unterschiedlichen Elektroinstallationen aufzuweisen, wie etwa der Elektroinstallation zum Liefern einer Wechselspannung von 110V und der Elektroinstallation zum Liefern einer Wechselspannung von 220V.
Bei dieser Konfiguration umfasst die Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform zwei Beleuchtungseinrichtungen und ist dafür konfiguriert, in Antwort auf einen Verbindungszustand zwischen den zwei Beleuchtungseinrichtungen einen oder mehrere der dem Betrieb der Beleuchtungseinrichtungen entsprechenden Treiberströme zu ändern. Die Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann eine Treiberstromsteuerschaltung umfassen, die dafür konfiguriert ist, einen oder mehrere der Treiberströme zu ändern. Die zwei Beleuchtungseinrichtungen können eine oder mehrere LEDs umfassen und in Reihe oder parallel geschaltet werden.
Die Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann einen Schalter zum manuellen Ändern der seriellen/parallelen elektrischen Verbindung zwischen den zwei Beleuchtungseinrichtungen und einen Schalter zum manuellen Ändern eines oder mehrerer der Treiberströme umfassen.
Die Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann ferner eine Spannungsbestimmungseinrichtung und eine Verbindungsschaltung umfassen. Die Spannungsbestimmungseinrichtung kann eine gleichgerichtete Spannung in eine erste und eine zweite gleichgerichtete Spannung mit unterschiedlichen Pegeln teilen und ein durch Teilen der gleichgerichteten Spannung erhaltenes Bestimmungssignal bereitstellen, und die Verbindungsschaltung kann in Antwort auf eine Änderung des Bestimmungssignals die Beleuchtungseinrichtungen elektrisch in Reihe oder parallel zueinander schalten. Zu diesem Zeitpunkt können einer oder mehrere der Treiberströme der Treiberschaltungen, die den zwei Beleuchtungseinrichtungen entsprechen, in Antwort auf die Änderung des Bestimmungssignals geändert werden.
Die Treiberstromsteuerschaltung kann einen oder mehrere der Treiberströme verringern. Besonders wünschenswert kann die Treiberstromsteuerschaltung den Treiberstrom einer Beleuchtungseinrichtung der in Reihe geschalteten Beleuchtungseinrichtungen verringern, die zuerst Licht emittiert.
Die Treiberstromsteuerschaltung kann die Treiberströme in einem gleichen Verhältnis oder einem unterschiedlichem Verhältnis verringern.
Die Treiberstromsteuerschaltung kann einen Teil der Treiberströme verringern und den anderen Teil der Treiberströme erhöhen. In diesem Fall kann die Treiberstromsteuerschaltung den Treiberstrom der Beleuchtungseinrichtung der in Reihe geschalteten Beleuchtungseinrichtungen verringern, die zuerst Licht emittiert, und den Treiberstrom der Beleuchtungseinrichtung erhöhen, die danach Licht emittiert.
Wenn die Beleuchtungsvorrichtung eine erste und eine zweite Beleuchtungseinrichtung umfasst, kann die Treiberstromsteuerschaltung den ersten und/oder zweiten Treiberstrom ändern, und zwar durch Steuern eines ersten Messwiderstandswerts eines ersten Messwiderstands, der mit einem ersten Strompfad einer der ersten Beleuchtungseinrichtung entsprechenden ersten Treiberschaltung verbunden ist, eines zweiten Messwiderstandswerts eines zweiten Messwiderstands, der mit einem zweiten Strompfad einer der der zweiten Beleuchtungseinrichtung entsprechenden zweiten Treiberschaltung verbunden ist, einer ersten Bezugsspannung, die an die erste Treiberschaltung angelegt wird, um den ersten Strompfad zu steuern, und/oder einer zweiten Bezugsspannung, die an die zweite Treiberschaltung angelegt wird, um den zweiten Strompfad zu steuern.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen werden durch Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen verständlich.
Bezug nehmend auf 1 umfasst die Beleuchtungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Stromversorgung 10, die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22, die Treiberschaltungen 30 und 32, eine Verbindungsschaltung 50 und eine Treiberstromsteuerschaltung. Die Treiberstromsteuerschaltung gemäß 1 ist dafür konfiguriert, einen Treiberstrom durch Steuern eines Widerstandswerts eines Messwiderstands zu steuern. Für diesen Betrieb umfasst die Treiberstromsteuerschaltung eine Messwiderstandsschaltung 60.
Die Stromversorgung 10 kann dafür konfiguriert sein, eine gleichgerichtete Spannung Vrec bereitzustellen. Für diesen Betrieb kann die Stromversorgung 10 eine Wechselstromversorgung VAC und einen Gleichrichter 12 umfassen. Die Wechselstromversorgung VAC lässt sich mit einer üblichen Wechselstromversorgung realisieren und kann eine Wechselspannung liefern. Die Wechselstromversorgung VAC kann beispielsweise eine übliche Wechselstromversorgung umfassen, die eine Wechselspannung von 110V oder 220V liefert. Der Gleichrichter 12 kann eine Vollweggleichrichtung einer Wechselspannung der Wechselstromversorgung VAC durchführen und die gleichgerichtete Spannung Vrec ausgeben. Der Gleichrichter 12 kann einen typischen Brückendiodenaufbau haben.
Die von der Stromversorgung 10 gelieferte gleichgerichtete Spannung Vrec hat eine Welligkeit, die einer Halbwelle der Wechselspannung entspricht. Wenn die von der Stromversorgung 10 gelieferte gleichgerichtete Spannung Vrec einer Wechselspannung von 110V entspricht, hat die gleichgerichtete Spannung Vrec einen 110V entsprechenden Spitzenwert, und wenn die gleichgerichtete Spannung Vrec einer Wechselspannung von 220V entspricht, hat die gleichgerichtete Spannung Vrec einen 220V entsprechenden Spitzenwert. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Änderung der gleichgerichteten Spannung Vrec nachstehend als Erhöhung/Verringerung der Welligkeit definiert.
Die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 emittieren Licht in Antwort auf die gleichgerichtete Spannung Vrec und umfassen LEDs. Die in den Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 enthaltene Mehrzahl LEDs kann in eine Mehrzahl LED-Gruppen aufgeteilt werden, wobei 1 zeigt, dass jede der Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 vier in Reihe geschaltete LED-Gruppen umfasst. Das bedeutet, die Beleuchtungseinrichtung 20 umfasst die in Reihe geschalteten LED-Gruppen LED1 bis LED4 und die Beleuchtungseinrichtung 22 umfasst die in Reihe geschalteten LED-Gruppen LED5 bis LED8. Die Anzahl der in jeder der Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 enthaltenen LED-Gruppen kann entsprechend der Absicht des Konstrukteurs auf verschiedene Werte festgelegt werden.
Jede der in den Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 enthaltenen LED-Gruppen kann eine oder mehrere LEDs oder eine Mehrzahl LEDs umfassen, die in Reihe, parallel oder seriell-parallel geschaltet sind.
Der elektrische Verbindungszustand zwischen den Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 kann gemäß einem Schaltzustand der Verbindungsschaltung 50 bestimmt werden. Die Verbindungsschaltung 50 kann die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 in Reihe oder parallel zueinander schalten.
Die Verbindungsschaltung 50 kann einen Schalter zum Schalten des Verbindungszustands zwischen den Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 in den parallelen oder seriellen Verbindungszustand umfassen.
Spezifischer kann der Schalter einen parallelen Anschluss P, einen seriellen Anschluss S und einen gemeinsamen Anschluss C umfassen. Der parallele Anschluss P kann die gleichgerichtete Spannung Vrec empfangen, der serielle Anschluss S kann mit einem Ausgangsanschluss der letzten LED-Gruppe LED4 der in Reihe geschalteten LED-Gruppen der Beleuchtungseinrichtung 20 verbunden sein und der gemeinsame Anschluss C kann mit der ersten LED-Gruppe LED5 der in Reihe geschalteten LED-Gruppen der Beleuchtungseinrichtung 22 verbunden sein. Der gemeinsame Anschluss C kann mit dem parallelen Anschluss P oder dem seriellen Anschluss S verbunden werden.
Wenn der gemeinsame Anschluss C und der parallele Anschluss P der Verbindungsschaltung 50 miteinander verbunden werden, sind die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 elektrisch parallel zueinander geschaltet, und wenn der gemeinsame Anschluss C und der serielle Anschluss S der Verbindungsschaltung 50 miteinander verbunden werden, sind die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 elektrisch in Reihe zueinander geschaltet.
Wenn der Pegel der gleichgerichteten Spannung Vrec nicht ausreicht, um die gesamten in Reihe geschalteten LED-Gruppen der Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 sequenziell einzuschalten, schaltet die Verbindungsschaltung 50 die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 elektrisch parallel zueinander. In diesem Fall emittieren die in jeder der parallel geschalteten Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 enthaltenen LED-Gruppen in Antwort auf die Änderungen der gleichgerichteten Spannung Vrec sequenziell Licht.
Wenn hingegen der Pegel der gleichgerichteten Spannung Vrec ausreicht, um die gesamten in Reihe geschalteten LED-Gruppen der Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 sequenziell einzuschalten, schaltet die Verbindungsschaltung 50 die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 elektrisch in Reihe zueinander. In diesem Fall emittieren die gesamten in den Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 enthaltenen LED-Gruppen LED1 bis LED8 in Antwort auf die Änderungen der gleichgerichteten Spannung Vrec sequenziell Licht.
Die Spannung, bei der eine LED-Gruppe Licht emittiert, kann als Lichtemissionsspannung definiert werden. Spezifischer kann die Spannung, bei der die LED-Gruppe LED1 Licht emittiert, als Lichtemissionsspannung V1 der LED-Gruppe LED1, die Spannung, bei der die LED-Gruppen LED1 und LED2 Licht emittieren, als Lichtemissionsspannung V2 der LED-Gruppe LED2, die Spannung, bei der die LED-Gruppen LED1 bis LED3 Licht emittieren, als Lichtemissionsspannung V3 der LED-Gruppe LED3, und die Spannung, bei der die LED-Gruppen LED1 bis LED4 Licht emittieren, als Lichtemissionsspannung V4 der LED-Gruppe LED4 definiert werden.
Wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 in Reihe geschaltet sind, kann die Spannung, bei der die LED-Gruppen LED1 bis LED5 Licht emittieren, als Lichtemissionsspannung V5 der LED-Gruppe LED5, die Spannung, bei der die LED-Gruppen LED1 bis LED6 Licht emittieren, als Lichtemissionsspannung V6 der LED-Gruppe LED6, die Spannung, bei der die LED-Gruppen LED1 bis LED7 Licht emittieren, als Lichtemissionsspannung V7 der LED-Gruppe LED7, und die Spannung, bei der die LED-Gruppen LED1 bis LED8 Licht emittieren, als Lichtemissionsspannung V8 der LED-Gruppe LED8 definiert werden.
Die Treiberschaltungen 30 und 32 führen eine Stromregelung für eine Lichtemission der Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 durch und stellen Strompfade für eine sequenzielle Lichtemission bereit.
Spezifischer kann die Treiberschaltung 30 dafür konfiguriert sein, einen Strompfad bereitzustellen, der sich in Antwort auf Lichtemissionen der LED-Gruppen LED1 bis LED4 der Beleuchtungseinrichtung 20 gemäß den Änderungen der gleichgerichteten Spannung Vrec ändert, und eine Stromregelung des Strompfades durchzuführen.
Für diesen Betrieb umfasst die Treiberschaltung 30 die Anschlüsse C1 bis C4, einen Messwiderstandsanschluss Riset1 und einen Masseanschluss GND1. Die Anschlüsse C1 bis C4 sind mit den jeweiligen Ausgangsanschlüssen der in der Beleuchtungseinrichtung 20 enthaltenen LED-Gruppen LED1 bis LED4 verbunden und dafür konfiguriert, einen Kanal zu bilden, und der Messwiderstandsanschluss Riset1 ist dafür konfiguriert, einen in der Treiberschaltung 30 gebildeten Strompfad mit einem Messwiderstand zu verbinden.
Die Treiberschaltung 30 verwendet eine durch den Messwiderstandsanschluss Riset1 bereitgestellte Messspannung, um einen Strompfad bereitzustellen.
Die Treiberschaltung 30 vergleicht eine Messspannung mit Bezugsspannungen, die in Antwort auf die jeweiligen LED-Gruppen LED1 bis LED4 intern bereitgestellt werden. Gemäß den Vergleichsergebnissen zwischen der Messspannung und den Bezugsspannungen kann die Treiberschaltung 30 Strompfade bereitstellen, die den Messwiderstandsanschluss Riset1 jeweils mit den Anschlüssen C1 bis C4 verbinden.
Die Treiberschaltung 32 umfasst ebenfalls Anschlüsse C5 bis C8, einen Messwiderstandanschluss Riset2 und einen Masseanschluss GND2. Die Anschlüsse C5 bis C8 sind mit den jeweiligen Ausgangsanschlüssen der in der Beleuchtungseinrichtung 22 enthaltenen LED-Gruppen LED5 bis LED8 verbunden und dafür konfiguriert, einen Kanal zu bilden, und der Messwiderstandsanschluss Riset2 ist dafür konfiguriert, einen in der Treiberschaltung 32 gebildeten Strompfad mit einem Messwiderstand zu verbinden. Da der Betrieb der Treiberschaltung 32 zum Bereitstellen eines Strompfades auf die gleiche Weise wie bei der Treiberschaltung 30 durchgeführt wird, wird hierin auf eine genaue Beschreibung desselben verzichtet.
Die Treiberschaltungen 30 und 32 können dafür konfiguriert sein, dieselben Bezugsspannungen zu haben.
Die Treiberschaltungen 30 und 32 können als einzelne integrierte Schaltung ausgeführt sein.
Die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 werden in Reihe oder parallel zueinander geschaltet und emittieren in Antwort auf die Änderungen der gleichgerichteten Spannung Vrec, die periodisch ansteigt/abfällt, sequentiell Licht. Wenn die gleichgerichtete Spannung Vrec ansteigt, erhöht sich die Anzahl der LED-Gruppen, die sequenziell Licht emittieren, und wenn die gleichgerichtete Spannung Vrec abfällt, verringert sich die Anzahl der LED-Gruppen, die sequenziell Licht emittieren. Die Treiberschaltungen 30 und 32 stellen einen Strompfad bereit, der sich in Antwort auf die sequenzielle Lichtemission der in Reihe oder parallel geschalteten Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 ändert, wobei sich der Treiberstrom des Strompfades zur sequenziellen Lichtemission stufenweise ändert.
Die Messwiderstandsschaltung 60 ist dafür konfiguriert, die Treiberströme der Treiberschaltungen 30 und 32 zu steuern und den Betrag des Treiberstroms in der Treiberschaltung 30 der Treiberschaltungen 30 und 32 in Antwort auf eine Änderung des Verbindungszustands zwischen den Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 zu ändern, wodurch sie eine Funktion als Treiberstromsteuerschaltung hat. Für diesen Betrieb ändert die Messwiderstandsschaltung 60 in Antwort auf die Änderung des Verbindungszustands zwischen den Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 eine Messspannung und einen Widerstandswert des Messwiderstands, die an die Treiberschaltung 30 angelegt werden, wodurch der Betrag des der Treiberschaltung 30 zugeführten Treiberstroms geändert wird.
Die Messwiderstandsschaltung 60 kann basierend auf dem Energieverbrauch einen oder mehrere der Treiberströme der Treiberschaltungen 30 und 32 steuern. Die Messwiderstandsschaltung 60 kann beispielsweise einen oder mehrere der Treiberströme ändern, so dass ein hoher Energieverbrauch im Bereich des 0,5- bis 1,5-fachen eines niedrigen Energieverbrauchs entsteht.
Spezifischer verringert die Messwiderstandsschaltung 60, wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 in Reihe geschaltet werden, den Betrag des Treiberstroms, um den Energieverbrauch der Treiberschaltung 30 zu ändern. Somit führt die Messwiderstandsschaltung 60, wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 in Reihe geschaltet werden, der Treiberschaltung 30 einen höheren Widerstandswert und eine höhere Messspannung zu, um den Betrag des Treiberstroms zu verringern.
Das bedeutet, wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 in Reihe geschaltet werden, ändert die Messwiderstandsschaltung 60 den Widerstandswert des Messwiderstands, so dass die Messspannung der Treiberschaltung 30 einen hohen Pegel hat, wobei die Treiberschaltung 30 mit der Beleuchtungseinrichtung 20 verbunden ist, die zuerst Licht emittiert. Das bedeutet, wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 in Reihe geschaltet werden, verringert die Messwiderstandsschaltung 60 den Treiberstrom der Beleuchtungseinrichtung 20, die zuerst Licht emittiert.
Die Messwiderstandsschaltung 60 umfasst einen Messwiderstand Rs1, einen Messwiderstand Rs2, einen Schalter 52 und einen Messwiderstand Rs3. Der Messwiderstand Rs1 ist mit dem Messwiderstandsanschluss Riset1 verbunden, um mit einem Strompfad der Treiberschaltung 30 verbunden zu sein, der Messwiderstand Rs2 ist mit dem Messwiderstandsanschluss Riset2 verbunden, um mit einem Strompfad der Treiberschaltung 32 verbunden zu sein, der Schalter 52 ist mit den Messwiderständen Rs1 und Rs2 gemeinsam verbunden, und der Messwiderstand Rs3 ist parallel zum Schalter 52 geschaltet. Der Messwiderstand Rs1 wird zur Stromregelung der Treiberschaltung 30 verwendet. Der Messwiderstand Rs2 ist zwischen dem Messwiderstandsanschluss Riset2 und dem Masseanschluss GND2 der Treiberschaltung 32 angeschlossen, wird zur Stromregelung der Treiberschaltung 32 verwendet und stellt einen festen Widerstandswert und eine dem festen Widerstandswert entsprechende Messspannung bereit.
Der Schalter 52 der Messwiderstandsschaltung 60 wird eingeschaltet, wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 parallel zueinander geschaltet werden. Daher steuert die Messwiderstandsschaltung 60, wenn der Schalter 52 eingeschaltet ist, einen in die Treiberschaltung 30 fließenden Treiberstrom, wobei der Treiberstrom einem Betrag entspricht, der durch den Widerstandswert und die Messspannung des Messwiderstands Rs1 bestimmt wird.
Der Schalter 52 der Messwiderstandsschaltung 60 wird hingegen ausgeschaltet, wenn die Beleuchtungseinrichtung 20 und 22 in Reihe zueinander geschaltet werden. Daher steuert die Messwiderstandsschaltung 60, wenn der Schalter 52 ausgeschaltet ist, einen in die Treiberschaltung 30 fließenden Treiberstrom, wobei der Treiberstrom einem Betrag entspricht, der durch die Widerstandswerte und die Messspannungen der in Reihe geschalteten Messwiderstände Rs1 und Rs3 bestimmt wird.
Das bedeutet, der Betrag des Treiberstroms in der Treiberschaltung 30 wird in Antwort auf den Schaltzustand des Schalters 52 geändert.
Da jedoch der Betrag des Treiberstroms in der Treiberschaltung 32 für den Schaltzustand des Schalters 52 irrelevant ist und auf den Widerstandswert und die Messspannung des mit dem Masseanschluss GND2 verbundenen Messwiderstands Rs2 festgelegt ist, wird der Betrag des Treiberstroms in der Treiberschaltung 32 nicht geändert.
Die Schaltzustände des in der Verbindungsschaltung 50 enthaltenen Schalters und des Schalters 52 der Messwiderstandsschaltung 60 können manuell geändert werden. Das bedeutet, ein Benutzer kann die Schaltzustände unter Berücksichtigung der Elektroinstallation manuell ändern.
Der in der Verbindungsschaltung 50 enthaltene Schalter kann dafür konfiguriert sein, die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 bei der Elektroinstallation, die eine Wechselspannung von 110V liefert, parallel zueinander zu schalten, und die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 bei der Elektroinstallation, die eine Wechselspannung von 220V liefert, in Reihe zueinander zu schalten.
Anders als bei der Ausführungsform gemäß 1, kann die vorliegende Erfindung so ausgeführt werden, dass sie ferner eine Spannungsbestimmungseinrichtung 40 umfasst, wie in 2 gezeigt. Die Spannungsbestimmungseinrichtung 40 erzeugt einen repräsentativen Wert, der den Zustand der gleichgerichteten Spannung Vrec angibt, und stellt ein dem repräsentativen Wert entsprechendes Bestimmungssignal bereit.
Wenn die Spannungsbestimmungseinrichtung 40 wie in 2 gezeigt hinzugefügt ist, kann die Verbindungsschaltung 50 den Verbindungszustand zwischen den Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 in Antwort auf eine Änderung des Bestimmungssignals ändern, und die Messwiderstandsschaltung 60 kann den Betrag des Treiberstroms der Treiberschaltung 30 in Antwort auf die Änderung des Bestimmungssignals steuern.
Die Spannungsbestimmungseinrichtung 40 kann einen repräsentativen Wert erzeugen, der dem Zustand der gleichgerichteten Spannung Vrec während einer Halbwelle oder mehr, dem Spitzenwert der gleichgerichteten Spannung Vrec, dem Mittelwert der gleichgerichteten Spannungen Vrec oder dem Mittelwert der Eingangsströme entspricht.
Die Spannungsbestimmungseinrichtung 40 kann die gleichgerichtete Spannung basierend auf einem voreingestellten Bezugspegel in eine erste und eine zweite gleichgerichtete Spannung teilen, wobei der Bezugspegel im Bereich des 1,1- bis 2,6-fachen der gleichgerichteten Spannung eingestellt werden kann, die unter der ersten und der zweiten gleichgerichteten Spannung einen niedrigeren Pegel hat.
Die Treiberschaltung 30 gemäß den 1 und 2 ist unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
Die Treiberschaltung 30 kann eine Mehrzahl Schaltkreise 31 bis 34 und eine Bezugsspannungsversorgung 36 umfassen. Die Mehrzahl Schaltkreise 31 bis 34 kann dafür konfiguriert sein, einen Strompfad für die LED-Kanäle LED1 bis LED4 bereitzustellen, und die Bezugsspannungsversorgung 36 kann dafür konfiguriert sein, die Bezugsspannungen VREF1 bis VREF4 bereitzustellen.
Die Bezugsspannungsversorgung 36 kann dafür konfiguriert sein, die Bezugsspannungen VREF1 bis VREF4 bereitzustellen, die entsprechend der Absicht des Konstrukteurs unterschiedliche Pegel haben.
Die Bezugsspannungsversorgung 36 umfasst eine Mehrzahl in Reihe geschalteter Widerstände, wobei die Mehrzahl in Reihe geschalteter Widerstände eine konstante Spannung Vd1 empfängt und mit dem Masseanschluss GND1 verbunden ist. Die Bezugsspannungsversorgung 36 kann dafür konfiguriert sein, die unterschiedliche Pegel aufweisenden Bezugsspannungen VREF1 bis VREF4 an Knoten zwischen den jeweiligen Widerständen auszugeben. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Bezugsspannungsversorgung 36 unabhängige Spannungsversorgungsquellen zum Bereitstellen der unterschiedliche Pegel aufweisenden Bezugsspannungen VREF1 bis VREF4 umfassen.
Unter den unterschiedliche Pegel aufweisenden Bezugsspannungen VREF1 bis VREF4 kann die Bezugsspannung VREF1 den niedrigsten Spannungspegel und die Bezugsspannung VREF4 den höchsten Spannungspegel haben. Die Bezugsspannungen VREF1 bis VREF4 können so bereitgestellt werden, dass der Spannungspegel in der Reihenfolge von VREF1 bis VREF4 allmählich zunimmt.
Die Bezugsspannung VREF1 hat einen Pegel zum Abschalten des Schaltkreises 31 zu dem Zeitpunkt, zu dem die LED-Gruppe LED2 Licht emittiert. Spezifischer kann die Bezugsspannung VREF1 auf einen niedrigeren Pegel als die Messspannung eingestellt werden, die zu dem Zeitpunkt, zu dem die LED-Gruppe LED2 Licht emittiert, im Messwiderstand Rs1 gebildet wird.
Die Bezugsspannung VREF2 kann einen Pegel zum Abschalten des Schaltkreises 32 zu dem Zeitpunkt haben, zu dem die LED-Gruppe LED3 Licht emittiert. Spezifischer kann die Bezugsspannung VREF2 auf einen niedrigeren Pegel als die Messspannung eingestellt werden, die zu dem Zeitpunkt, zu dem die LED-Gruppe LED3 Licht emittiert, im Messwiderstand Rs1 gebildet wird.
Die Bezugsspannung VREF3 hat einen Pegel zum Abschalten des Schaltkreises 33 zu dem Zeitpunkt, zu dem die LED-Gruppe LED4 Licht emittiert. Spezifischer kann die Bezugsspannung VREF3 auf einen niedrigeren Pegel als die Messspannung eingestellt werden, die zu dem Zeitpunkt, zu dem die LED-Gruppe LED4 Licht emittiert, im Messwiderstand Rs1 gebildet wird.
Die Bezugsspannung VREF4 kann so eingestellt werden, dass der durch den Messwiderstand Rs1 fließende Strom ein konstanter Strom im oberen Grenzpegelbereich der gleichgerichteten Spannung Vrec wird.
Nehmen wir jetzt an, dass die Bezugsspannungen VREF1 bis VREF4 in Antwort auf das Einschalten des Schalters 52 eingestellt werden.
Die Schaltkreise 31 bis 34 sind gemeinsam mit dem Messwiderstand Rs1 verbunden, um eine Stromregelung durchzuführen und einem Strompfad zu bilden.
Die Schaltkreise 31 bis 34 vergleichen die Messspannung des Messwiderstands Rs1 jeweils mit den Bezugsspannungen VREF1 bis VREF4 der Bezugsspannungsversorgung 36 und bilden einen Strompfad für eine Lichtemission der Beleuchtungseinrichtung 20.
Jeder der Schaltkreise 31 bis 34 kann eine Bezugsspannung mit hohem Pegel empfangen, da der Schaltkreis entfernt von der Position, an der die gleichgerichtete Spannung Vrec angelegt wird, mit einer LED-Gruppe verbunden ist.
Die Schaltkreise 31 bis 34 können jeweils die Komparatoren 38a bis 38d und Schaltelemente umfassen, wobei die Schaltelemente jeweils die NMOS-Transistoren 39a bis 39d umfassen.
Jeder der Komparatoren 38a bis 38d der Schaltkreise 31 bis 34 hat einen positiven Eingangsanschluss (+), der dafür konfiguriert ist, eine Bezugsspannung zu empfangen, einen negativen Eingangsanschluss (-), der dafür konfiguriert ist, eine Messspannung zu empfangen, und einen Ausgangsanschluss, der dafür konfiguriert ist, ein Ergebnis auszugeben, das durch Vergleichen der Bezugsspannung und der Messspannung erhalten wird.
Die NMOS-Transistoren 39a bis 39d der jeweiligen Schaltkreise 31 bis 34 führen entsprechend den Ausgängen der Komparatoren 38a bis 38d, die über ihre Gate-Anschlüsse angelegt werden, einen Schaltvorgang durch. Die Drain-Anschlüsse der jeweiligen NMOS-Transistoren 39a bis 39d und die negativen Eingangsanschlüsse (-) der jeweiligen Komparatoren 38a bis 38d können gemeinsam mit dem Messwiderstand Rs1 verbunden sein.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann der Messwiderstand Rs1 die Messspannung an die negativen Eingangsanschlüsse (-) der Komparatoren 38a bis 38d anlegen und Strompfade bereitstellen, die den NMOS-Transistoren 39a bis 39d der jeweiligen Schaltkreise 31 bis 34 entsprechen.
Bei der Beleuchtungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die LED-Gruppen LED1 bis LED4 in Antwort auf die Änderungen der gleichgerichteten Spannung Vrec sequenziell Licht emittieren, und die Strompfade, die den sequenziellen Lichtemissionen der LED-Gruppen LED1 bis LED4 entsprechen, können durch die Treiberschaltung 30 bereitgestellt werden.
Die Spannungsbestimmungseinrichtung 40 ist unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
Die Spannungsbestimmungseinrichtung 40 kann die Widerstände R1 und R2 zum Teilen der gleichgerichteten Spannung Vrec und einen Kondensator Cp umfassen, der parallel zum Widerstand R2 geschaltet ist.
Die auf die vorstehend beschriebene Weise konfigurierte Spannungsbestimmungseinrichtung 40 erzeugt einen repräsentative Wert, der den Zustand der gleichgerichteten Spannung Vrec angibt, und stellt ein Bestimmungssignal bereit, das dem repräsentativen Wert entspricht und basierend auf einem Bezugspegel auf einen hohen oder niedrigen Pegel festgelegt werden kann.
Die Spannungsbestimmungseinrichtung 40 kann unter Verwendung des Kondensators Cp einen repräsentativen Wert erzeugen, der dem Zustand der gleichgerichteten Spannung Vrec während einer Halbwelle oder mehr, dem Spitzenwert der gleichgerichteten Spannung Vrec, dem Mittelwert der gleichgerichteten Spannungen Vrec oder dem Mittelwert der Eingangsströme entspricht.
Beispielsweise können sich der Mittelwert der einer Wechselspannung von 110V entsprechenden gleichgerichteten Spannungen Vrec und der Mittelwert der einer Wechselspannung von 220V entsprechenden gleichgerichteten Spannungen Vrec voneinander unterscheiden, und der im Kondensator Cp gespeicherte repräsentative Wert kann in ein Bestimmungssignal DS umgesetzt werden, das gemäß dem Bezugspegel auf einen hohen oder niedrigen Pegel festgelegt und dann der Verbindungsschaltung 50 und dem Schalter 52 zugeführt werden kann.
Wenn eine der Wechselspannung von 110V entsprechende gleichgerichtete Spannung Vrec als erste gleichgerichtete Spannung und eine der Wechselspannung von 220V entsprechende gleichgerichtete Spannung Vrec als zweite gleichgerichtete Spannung bezeichnet wird, stellt die Spannungsbestimmungseinrichtung 40 das Bestimmungssignal DS mit einem Pegel zum Teilen der gleichgerichteten Spannung in die erste und zweite gleichgerichtete Spannung bereit, je nachdem, ob das Bestimmungssignal DS gleich oder größer als der voreingestellte Bezugspegel ist. Der Bezugspegel kann im Bereich des 1,1- bis 2,6-fachen des niedrigeren Pegels der ersten und zweiten gleichgerichteten Spannung eingestellt werden. Der Bezugspegel kann gemäß der Kapazität des Kondensators Cp oder dem Widerstandsverhältnis der Widerstände R1 und R2 unterschiedlich definiert werden.
Der parallele Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beschrieben und der serielle Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist unter Bezugnahme auf die 7 und 8 beschrieben.
Der parallele Betriebszustand der 5 und 6 entspricht dem Fall, in dem das Bestimmungssignal DS mit einem niedrigen Pegel ausgegeben wird, da der der gleichgerichteten Spannung Vrec entsprechende repräsentative Wert niedriger als der Bezugspegel ist. Zu diesem Zeitpunkt kann die gleichgerichtete Spannung Vrec beispielsweise einer Wechselspannung von 110V entsprechen.
Wenn das Bestimmungssignal DS mit einem niedrigen Pegel bereitgestellt wird, stellt die Verbindungsschaltung 50 einen Pfad zwischen dem parallelen Anschluss P und dem gemeinsamen Anschluss C her, um die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 parallel zu schalten.
Wenn das Bestimmungssignal DS mit einem niedrigen Pegel bereitgestellt wird, behält der Schalter 52 der Messwiderstandsschaltung 60 einen Einschaltzustand bei. Dadurch regelt die Treiberschaltung 30 einen Treiberstrom unter Verwendung des Widerstandswerts und der Messspannung des Messwiderstands Rs1, und die Treiberschaltung 32 regelt einen Treiberstrom unter Verwendung des Widerstandswerts und der Messspannung des Messwiderstands Rs2. Die Messwiderstände Rs1 und Rs2 können dafür ausgelegt sein, denselben Widerstandswert zu haben. In diesem Fall können die Treiberschaltungen 30 und 32 in Antwort auf die gleichgerichtete Spannung Vrec denselben Widerstandswert und dieselbe Messspannung verwenden und die Treiberströme ipp1 und ipp2, die den Lichtemissionen der Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 entsprechen, können dieselbe Wellenform und denselben Pegel haben.
Wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22, wie in den 5 und 6 gezeigt, parallel geschaltet sind, wird der Betrieb der Beleuchtungseinrichtung 20 und der Treiberschaltung 30 in Antwort auf Änderungen der gleichgerichteten Spannung Vrec wie folgt durchgeführt.
Wenn sich die gleichgerichtete Spannung Vrec im Anfangszustand befindet, behalten alle Schaltkreise 31 bis 34 einen Einschaltzustand bei, da die an ihre positiven Eingangsanschlüsse (+) angelegten Bezugsspannungen VREF1 bis VREF4 höher sind als die Messspannung des Widerstands Rs1, die an ihre negativen Eingangsanschlüsse (-) angelegt wird. Da die gleichgerichtete Spannung Vrec jedoch einen Pegel hat, der nicht ausreicht, um die LED-Gruppen LED1 bis LED4 einzuschalten, emittieren die LED-Gruppen LED1 bis LED4 kein Licht.
Wenn die gleichgerichtete Spannung Vrec dann ansteigt, um die Lichtemissionsspannung V1 zu erreichen, emittiert die LED-Gruppe LED1 Licht. Wenn die LED-Gruppe LED1 der Beleuchtungseinrichtung 20 Licht emittiert, stellt der mit der LED-Gruppe LED1 verbundene Schaltkreis 31 einen Strompfad zur Lichtemission bereit.
Wenn die gleichgerichtete Spannung Vrec die Lichtemissionsspannung V1 erreicht, so dass die LED-Gruppe LED1 Licht emittiert, und der Strompfad durch den Schaltkreis 31 gebildet wird, wird der auf einen vorgegebenen Pegel erhöhte Strom ipp1 der LED-Gruppe LED1 zugeführt.
In Antwort auf die Lichtemission der LED-Gruppe LED1 fließt der Strom ipp1 entlang eines Pfades, der durch die LED-Gruppe LED1, den Schaltkreis 31 der Treiberschaltung 30 und den Messwiderstand Rs1 verläuft.
Wenn die gleichgerichtete Spannung Vrec dann stetig ansteigt, um die Lichtemissionsspannung V2 zu erreichen, emittiert die LED-Gruppe LED2 Licht. Wenn die LED-Gruppe LED2 der Beleuchtungseinrichtung 20 Licht emittiert, stellt der mit der LED-Gruppe LED2 verbundene Schaltkreis 32 einen Strompfad zur Lichtemission bereit.
Wenn die gleichgerichtete Spannung Vrec die Lichtemissionsspannung V2 erreicht, so dass die LED-Gruppe LED2 Licht emittiert, und der Strompfad durch den Schaltkreis 32 gebildet wird, steigt der Pegel der Messspannung des Messwiderstands Rs1 an. Zu diesem Zeitpunkt hat die Messspannung einen höheren Pegel als die Bezugsspannung VREF1. Daher wird der NMOS-Transistor 39a des Schaltkreises 31 durch einen Ausgang des Komparators 38a abgeschaltet. Das bedeutet, der Schaltkreis 31 wird abgeschaltet und der Schaltkreis 32 stellt einen Strompfad bereit, der der Lichtemission der LED-Gruppe LED2 entspricht. Zu diesem Zeitpunkt behält auch die LED-Gruppe LED1 den Lichtemissionszustand bei und der Pegel des Treiberstroms ipp1 steigt auf den durch den Schaltkreis 32 geregelten Pegel an.
Wenn die gleichgerichtete Spannung Vrec dann stetig ansteigt, um die Lichtemissionsspannung V3 zu erreichen, emittiert die LED-Gruppe LED3 Licht. Wenn die LED-Gruppe LED3 Licht emittiert, stellt der mit der LED-Gruppe LED3 verbundene Schaltkreis 33 einen Strompfad zur Lichtemission bereit.
Wenn die gleichgerichtete Spannung Vrec die Lichtemissionsspannung V3 erreicht, so dass die LED-Gruppe LED3 Licht emittiert, und der Strompfad durch den Schaltkreis 33 gebildet wird, steigt der Pegel der Messspannung des Messwiderstands Rs1 an. Zu diesem Zeitpunkt hat die Messspannung einen höheren Pegel als die Bezugsspannung VREF2. Daher wird der NMOS-Transistor 39b des Schaltkreises 32 durch einen Ausgang des Komparators 38b abgeschaltet. Das bedeutet, der Schaltkreis 32 wird abgeschaltet und der Schaltkreis 33 stellt den Strompfad bereit, der der Lichtemission der LED-Gruppe LED3 entspricht. Zu diesem Zeitpunkt behalten auch die LED-Gruppen LED1 und LED2 den Lichtemissionszustand bei und der Pegel des Treiberstroms ipp1 steigt auf den durch den Schaltkreis 33 geregelten Pegel an.
Wenn die gleichgerichtete Spannung Vrec dann stetig ansteigt, um die Lichtemissionsspannung V4 zu erreichen, emittiert die LED-Gruppe LED4 Licht.
Wenn die LED-Gruppe LED4 Licht emittiert, stellt der mit der LED-Gruppe LED4 verbundene Schaltkreis 34 einen Strompfad zur Lichtemission bereit.
Wenn die gleichgerichtete Spannung Vrec die Lichtemissionsspannung V4 erreicht, so dass die LED-Gruppe LED4 Licht emittiert, und der Strompfad durch den Schaltkreis 34 gebildet wird, steigt der Pegel der Messspannung des Messwiderstands Rs1 an. Zu diesem Zeitpunkt hat die Messspannung einen höheren Pegel als die Bezugsspannung VREF3. Daher wird der NMOS-Transistor 39c des Schaltkreises 33 durch einen Ausgang des Komparators 38c abgeschaltet. Das bedeutet, der Schaltkreis 33 wird abgeschaltet und der Schaltkreis 34 stellt den Strompfad bereit, der der Lichtemission der LED-Gruppe LED4 entspricht. Zu diesem Zeitpunkt behalten auch die LED-Gruppen LED1 bis LED3 den Lichtemissionszustand bei und der Pegel des Treiberstroms ipp1 steigt auf den durch den Schaltkreis 34 geregelten Pegel an.
Die Lichtemission der LED-Gruppe LED4 wird beibehalten bis die gleichgerichtete Spannung Vrec abfällt, um nach einem Anstieg auf den maximalen Pegel die Lichtemissionsspannung V4 zu erreichen.
Wenn die gleichgerichtete Spannung Vrec dann stetig abfällt, werden die mit den LED-Gruppen LED4 bis LED1 verbundenen Schalkreise 34 bis 31 sequenziell abgeschaltet, die LED-Gruppen LED4 bis LED1 sequenziell abgeschaltet und der Treiberstrom ipp1 nimmt schrittweise ab.
Der Betrieb der Beleuchtungseinrichtung 22 und der Treiberschaltung 32 in Antwort auf die Änderungen der gleichgerichteten Spannung Vrec wird gleichzeitig und in gleicher Weise wie der Betrieb der Beleuchtungseinrichtung 20 und der Treiberschaltung 30 durchgeführt. Daher wird hierin auf eine genaue Beschreibung desselben verzichtet.
Der Gesamttreiberstrom irec ist gleich der Summe der Treiberströme ipp1 und ipp2 der parallel geschalteten Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 und es werden gleichzeitig durch die Treiberschaltung 30 ein Strompfad PP1 und durch die Treiberschaltung 32 ein Strompfad PP2 gebildet.
Der serielle Betriebszustand der 7 und 8 entspricht dem Fall, in dem das Bestimmungssignal DS mit einem hohen Pegel ausgegeben wird, da der der gleichgerichteten Spannung Vrec entsprechende repräsentative Wert gleich oder höher als der Bezugspegel ist. Zu diesem Zeitpunkt kann die gleichgerichtete Spannung Vrec beispielsweise einer Wechselspannung von 220V entsprechen.
Wenn das Bestimmungssignal DS mit einem hohen Pegel bereitgestellt wird, stellt die Verbindungsschaltung 50 einen Pfad zwischen dem seriellen Anschluss S und dem gemeinsamen Anschluss C her, um die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 in Reihe zu schalten.
Wenn das Bestimmungssignal DS mit einem hohen Pegel bereitgestellt wird, behält der Schalter 52 der Messwiderstandsschaltung 60 einen Ausschaltzustand bei. Dadurch stellt die Treiberschaltung 30 einen Strompfad bereit und führt unter Verwendung des Widerstandswerts und der Messspannung der Messwiderstände Rs1 und Rs3 eine Regelung durch, und die Treiberschaltung 32 stellt einen Strompfad bereit und führt unter Verwendung des Widerstandswerts und der Messspannung des Messwiderstands Rs2 eine Regelung durch. Zu diesem Zeitpunkt sind der Widerstandswert und die Messspannung der Messwiderstände Rs1 und Rs3 höher als der Widerstandswert und die Messspannung des Messwiderstands Rs2.
Somit wird, wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22, wie in den 7 und 8 gezeigt, in Reihe geschaltet sind, der Treiberstrom der Treiberschaltung 30 kleiner als wenn der Schalter 52, wie in den 5 und 6 gezeigt, eingeschaltet ist. Dadurch verringert die Messwiderstandsschaltung 60 den Treiberstrom der Treiberschaltung 30.
Wenn beispielsweise die Beleuchtungseinrichtung 20 in Antwort auf die einer Wechselspannung von 110V entsprechende gleichgerichtete Spannung Vrec parallel geschaltet wird, ist der Stromverbrauch der jeweiligen Kanäle der Treiberschaltung wie folgt: LED-Gruppe LED1 : LED-Gruppe LED2 : LED-Gruppe LED3 : LED-Gruppe LED4 = 20mA : 40mA : 50mA : 60mA. Zu diesem Zeitpunkt ist der Stromverbrauch der jeweiligen Kanäle der Treiberschaltung 32, da der Messwiderstandswert der Treiberschaltung 32 gleich dem der Treiberschaltung 30 ist, ebenfalls gleich dem Stromverbrauch der jeweiligen Kanäle der Treiberschaltung 30.
Wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 jedoch in Reihe geschaltet werden, steigen der Widerstandswert und die Messspannung der Messwiderstände Rs1 und Rs3 in der Treiberschaltung 30 an, da der Messwiderstand Rs3 hinzugefügt wird. Daher ist der Stromverbrauch der jeweiligen Kanäle der Treiberschaltung 30 wie folgt: LED-Gruppe LED1 : LED-Gruppe LED2 : LED-Gruppe LED3 : LED-Gruppe LED4 = 5mA : 10mA : 12,5mA : 15mA. Zu diesem Zeitpunkt wird, da die Treiberschaltung 32 den Messwiderstandswert und die Messspannung verwendet, die durch den Messwiderstand Rs2 festgelegt werden, der Stromverbrauch der jeweiligen Kanäle der Treiberschaltung 32 wie folgt aufrechterhalten: LED-Gruppe LED5 : LED-Gruppe LED6 : LED-Gruppe LED7 : LED-Gruppe LED8 = 20mA : 40mA : 50mA : 60mA.
Wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 in Reihe geschaltet werden und der Widerstandswert und die Messspannung des Messwiderstands in der Treiberschaltung 30 in Antwort auf die serielle Verbindung ansteigen, emittieren die LED-Gruppen LED1 bis LED8 sequenziell Licht.
Wenn der Messwiderstandswert und die Messspannung der Treiberschaltung 30 ansteigen, emittieren die LED-Gruppen LED1 bis LED4 der Beleuchtungseinrichtung 20 in Antwort auf die gleichgerichtete Spannung Vrec, die niedriger ist als wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 parallel geschaltet sind, sequenziell Licht und der Treiberstrom i_sp erhöht sich stufenweise in Antwort auf die sequenziellen Lichtemissionen der LED-Gruppen LED1 bis LED4.
Wenn die gleichgerichtete Spannung Vrec nach der sequenziellen Lichtemission der Beleuchtungseinrichtung 20 ansteigt, wird eine sequenzielle Lichtemission der Beleuchtungseinrichtung 22 durchgeführt und die Treiberschaltung 32 stellt einen Strompfad bereit und führt in Antwort auf die sequenzielle Lichtemission der Beleuchtungseinrichtung 22 eine Stromregelung durch. Zu diesem Zeitpunkt wird die an die Treiberschaltung 32 angelegte Messspannung durch den Widerstandswert des Messwiderstands Rs2 bestimmt und ist niedriger als die der Treiberschaltung 30 zugeführte Messspannung.
Da die sequenziellen Lichtemissionen der Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 und der Betreib der Treiberschaltungen 30 und 32 in Antwort auf die sequenziellen Lichtemissionen unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beschrieben worden sind, wird hierin auf eine genaue Beschreibung derselben verzichtet.
Zu diesem Zeitpunkt ist der Gesamttreiberstrom irec im Wesentlichen gleich einem Treiberstrom, der in die in Reihe geschalteten Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 eingegeben wird. Des Weiteren wird in Antwort auf die Erhöhung der gleichgerichteten Spannung Vrec durch die Treiberschaltung 30 zuerst der Strompfad SP1 und durch die Treiberschaltung 32 dann der Strompfad SP2 gebildet.
Wie vorstehend beschrieben, arbeitet die Messwiderstandsschaltung 60 als Treiberstromsteuerschaltung. Spezifischer steuert die Messwiderstandsschaltung 60, wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 in Reihe geschaltet werden, die Treiberströme des durch die Treiberschaltung gebildeten ersten Strompfads und des durch die Treiberschaltung 32 gebildeten zweiten Strompfads und verringert den Betrag des Treiberstroms der Treiberschaltung 30, die der Beleuchtungseinrichtung 20 entspricht, die zuerst Licht emittiert.
Zu diesem Zeitpunkt kann die Messwiderstandsschaltung 60 den Betrag des Treiberstroms der Treiberschaltung 30 so ändern, dass der höhere des Energieverbrauchs, der durch die Treiberströme der Treiberschaltungen 30 und 32 verursacht wird, im Bereich des 0,5- bis 1 ,5-fachen des niedrigeren Energieverbrauchs gebildet wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform kann, wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 in Reihe geschaltet werden, die Gesamtzahl der Kanäle, die in Antwort auf eine sequenzielle Lichtemission durch den Betrag des Treiberstroms geteilt wird, so gesteuert werden, dass sie größer als die Anzahl der Kanäle ist, die in jeder der Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 enthalten ist. Das bedeutet, wenn die Beleuchtungseinrichtung 20 X Kanäle aufweist, die Beleuchtungseinrichtung 22 Y Kanäle aufweist und die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 in Reihe geschaltet werden, wobei X und Y natürliche Zahlen sind, kann die Gesamtzahl der Kanäle, die in Antwort auf eine sequenzielle Lichtemission durch den Betrag des Treiberstroms geteilt wird, gleich oder größer als die größere von X und Y sein.
Durch die vorstehend beschriebene Konfiguration kann die Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Universalität für die Änderung der Elektroinstallation zum Bereitstellen einer Wechselspannung von 110V aufweisen.
Spezifischer kann, da der elektrische Verbindungszustand zwischen den in der Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthaltenen Beleuchtungseinrichtungen gemäß dem Zustand der gleichgerichteten Spannung in den seriellen oder parallelen Zustand geändert wird, die Beleuchtungsvorrichtung die Universalität aufweisen, die der Änderung der Elektroinstallation entspricht.
Zum Steuern der Treiberströme der Treiberschaltungen 30 und 32 kann die Treiberstromsteuerschaltung dafür konfiguriert sein, die Bezugsspannung zu ändern. Die Konfiguration kann beispielsweise wie in den 9 und 10 gezeigt ausgeführt sein.
9 zeigt, dass der Verbindungszustand zwischen den Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 manuell geändert und der Schaltzustand einer Bezugsspannungssteuerschaltung 70 manuell eingestellt wird. 10 zeigt, dass die Spannungsbestimmungseinrichtung 40 enthalten ist, wobei der Verbindungszustand zwischen den Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 durch das Bestimmungssignal DS der Spannungsbestimmungseinrichtung 40 geändert und der Schaltzustand der Bezugsspannungssteuerschaltung 70 gemäß dem Bestimmungssignal DS der Spannungsbestimmungseinrichtung 40 eingestellt wird. Bei den Ausführungsformen der 9 und 10 können eine Messwiderstandsschaltung 62 und eine Bezugsspannungssteuerschaltung 70 als Treiberstromsteuerschaltung enthalten sein. In diesem Fall kann die Treiberstromsteuerschaltung die Bezugsspannung der Treiberschaltung 30 gemäß dem Betrieb der Bezugsspannungssteuerschaltung 70 ändern, wodurch der Treiberstrom der Treiberschaltung 30 verringert wird.
Da die Ausführungsformen der 9 und 10 bis auf die Spannungsbestimmungseinrichtung 40 dieselbe Konfiguration haben, konzentriert sich die folgende Beschreibung auf die Ausführungsform gemäß 10.
Bezug nehmend auf 10 führt die in der Treiberstromsteuerschaltung enthaltene Messwiderstandsschaltung 62 den Treiberschaltungen 30 und 32 einen festen Messwiderstandswert und eine feste Messspannung zu, und die in der Treiberstromsteuerschaltung enthaltene Bezugsspannungssteuerschaltung 70 steuert die Bezugsspannung, um den Betrag des Treiberstroms der Treiberschaltung 30 zu steuern. In 10 sind die anderen Komponenten bis auf die vorstehend beschriebene Konfiguration wie in 2 konfiguriert. Deshalb wird hierin auf eine doppelte Beschreibung derselben verzichtet.
Die Bezugsspannungssteuerschaltung 70 umfasst die in Reihe geschalteten Widerstände Ra, Ra1 und Ra2, um eine konstante Spannung Vd2 zu empfangen, wobei ein Knoten zwischen den Widerständen Ra und Ra1 mit einem Bezugsspannungsanschluss Vrefa der Treiberschaltung verbunden ist und ein Schalter 54 parallel zum Widerstand Ra2 geschaltet ist. Der Schalter 54 wird in Antwort auf das Bestimmungssignal der Spannungsbestimmungseinrichtung 40 geschaltet.
Gemäß dem Bestimmungssignal DS wird der Schalter 54 ausgeschaltet, wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 parallel geschaltet werden, und eingeschaltet, wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 in Reihe geschaltet werden.
Wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 parallel geschaltet werden, kann die Bezugsspannung der Treiberschaltung 30 durch eine an den Bezugsspannungsanschluss Vrefa angelegte Spannung bestimmt werden. Zu diesem Zeitpunkt können die Treiberschaltungen 30 und 32 dieselbe Bezugsspannung erzeugen. In diesem Fall wird eine Spannung, die an den Knoten zwischen den Widerständen Ra und Ra1 der in Reihe geschalteten Widerstände Ra, Ra1 und Ra2 angelegt wird, durch das Ausschalten des Schalters 54 an den Bezugsspannungsanschluss Vrefa der Treiberschaltung 30 angelegt. Die an den Bezugsspannungsanschluss Vrefa angelegte Spannung wird gemäß dem Widerstandsverhältnis des Widerstands Ra zu den Widerständen Ra1 und Ra2 bestimmt.
Wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 jedoch in Reihe geschaltet werden, wird der Schalter 54 durch das Bestimmungssignal DS eingeschaltet. Dadurch wird die an den Bezugsspannungsanschluss Vrefa der Treiberschaltung 30 angelegte Spannung gemäß dem Widerstandsverhältnis des Widerstands Ra zum Widerstand Ra1 bestimmt. Das bedeutet, die an den Bezugsspannungsanschluss Vrefa angelegte Spannung wird herabgesetzt. Dadurch verringert sich die Bezugsspannung der Treiberschaltung 30 und der Treiberstrom der Treiberschaltung 30 wird reduziert.
Spezifischer können, wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 parallel geschaltet werden, die Treiberschaltungen 30 und 32 den jeweiligen Kanälen Bezugsspannungen von 0,4V, 0,8V, 1,0V und 1,2V zuführen.
Wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 jedoch in Reihe geschaltet werden, kann die Treiberschaltung 30 den jeweiligen Kanälen Bezugsspannungen von 0,1V, 0,2V, 0,25V und 0,3V zuführen, da die an den Bezugsspannungsanschluss Vrefa angelegte Bezugsspannung herabgesetzt wird. Da die Bezugsspannungen geändert werden, kann der Stromverbrauch der jeweiligen Kanäle der Treiberschaltung 30 wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform geändert werden.
Die Änderung der Bezugsspannungen der Treiberschaltung wird durch Bezugnahme auf 11 verständlich.
Die Bezugsspannungsversorgung 36 der Treiberschaltung 30 kann die gesamten Bezugsspannungen gemäß der Spannung des Bezugsspannungsanschlusses Vrefa ändern, die an einen Knoten zwischen einem Widerstand Rb und einem Widerstand Rb4 der in Reihe geschalteten Widerstände angelegt wird.
Das bedeutet, die Bezugsspannungsversorgung 36 verringert die gesamten Bezugsspannungen, wenn die an den Bezugsspannungsanschluss Vrefa angelegte Spannung reduziert wird.
Daher wird, wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 in Reihe geschaltet werden, die Treiberschaltung 30 gemäß den verringerten Bezugsspannungen betrieben.
Nachstehend ist der Betrieb der Ausführungsform gemäß 10 beschrieben.
Wenn das Bestimmungssignal DS mit einem niedrigen Pegel bereitgestellt wird, stellt die Verbindungsschaltung 50 einen Pfad zwischen dem parallelen Anschluss P und dem gemeinsamen Anschluss C her, um die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 parallel zu schalten.
Zu diesem Zeitpunkt können die Treiberschaltungen 30 und 32 dieselbe Bezugsspannung erzeugen. Die Messspannungen der Treiberschaltungen 30 und 32 werden durch die Messwiderstände Rs1, Rs2 und Rs3 auf denselben Pegel festgelegt.
Somit sind die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 parallel geschaltet und emittieren in Antwort auf die Änderungen der gleichgerichteten Spannung sequenziell Licht. Zu diesem Zeitpunkt sind die Treiberströme der jeweiligen Kanäle der Treiberschaltung 30 gleich den Treiberströmen der jeweiligen Kanäle der Treiberschaltung 32.
Wenn das Bestimmungssignal DS jedoch mit einem hohen Pegel bereitgestellt wird, stellt die Verbindungsschaltung 50 einen Pfad zwischen dem seriellen Anschluss S und dem gemeinsamen Anschluss C her, um die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 in Reihe zueinander zu schalten. Zu diesem Zeitpunkt werden die Bezugsspannungen der Treiberschaltung 30 durch den Betrieb der Bezugsspannungssteuerschaltung 70 verringert und die Bezugsspannungen der Treiberschaltung 32 auf demselben Pegel gehalten, da die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 parallel geschaltet sind.
Wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 in Reihe geschaltet und die Bezugsspannungen der Treiberschaltung 30 verringert werden, emittieren die LED-Gruppen LED1 bis LED8 der Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 sequenziell Licht. In diesem Fall werden die Bezugsspannungen und der Treiberstrom der Treiberschaltung 30 durch den Betrieb der in der Treiberstromsteuerschaltung enthaltenen Bezugsspannungssteuerschaltung 70 im Vergleich dazu verringert, wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 parallel geschaltet sind.
Des Weiteren kann die vorliegende Erfindung dafür ausgelegt werden, alle Treiberströme der Treiberschaltungen 30 und 32 zu steuern. In diesem Fall kann die Treiberstromsteuerschaltung den Widerstandswert und die Bezugsspannung des Messwiderstands ändern. Eine solche Konfiguration kann beispielsweise wie in den 12 und 13 gezeigt ausgeführt sein. In den 12 und 13 kann die Treiberstromsteuerschaltung eine Messwiderstandsschaltung 64 und eine Bezugsspannungssteuerschaltung 72 umfassen.
12 zeigt, dass der Verbindungszustand zwischen den Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 manuell geändert wird und die Schaltzustände der Messwiderstandsschaltung 64 und der Bezugsspannungssteuerschaltung 72 manuell eingestellt werden. 13 zeigt, dass die Spannungsbestimmungseinrichtung 40 enthalten ist, wobei der Verbindungszustand zwischen den Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 durch das Bestimmungssignal DS der Spannungsbestimmungseinrichtung 40 geändert wird und die Schaltzustände der Messwiderstandsschaltung 64 und der Bezugsspannungssteuerschaltung 72, die in der Treiberstromsteuerschaltung enthalten sind, gemäß dem Bestimmungssignal DS der Spannungsbestimmungseinrichtung 40 eingestellt werden.
Da die Ausführungsformen der 12 und 13 bis auf die Spannungsbestimmungseinrichtung 40 gleich konfiguriert sind, konzentriert sich die folgende Beschreibung auf die Ausführungsform gemäß 13.
Bezug nehmend auf 13 ändert die in der Treiberstromsteuerschaltung enthaltene Messwiderstandsschaltung 64 die Messwiderstandsspannungen und die Messspannungen der Treiberschaltungen 30 und 32 in Antwort auf eine Änderung des Verbindungszustands zwischen den Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 und steuert somit die Treiberströme der Treiberschaltungen 30 und 32. Die in der Treiberstromsteuerschaltung enthaltene Bezugsspannungssteuerschaltung 72 steuert die Bezugsspannung der Treiberschaltung 32 und den Treiberstrom der Treiberschaltung 32.
In 13 sind die anderen Komponenten bis auf die vorstehend beschriebene Konfiguration wie in 2 konfiguriert. Daher wird hierin auf eine doppelte Beschreibung derselben verzichtet.
Wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 in Antwort auf die gleichgerichtete Spannung Vrec durch den Betrieb der Messwiderstandsschaltung 64 in Reihe geschaltet werden, kann die Ausführungsform gemäß 13 im Vergleich dazu, wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 in Antwort auf die gleichgerichtete Spannung Vrec parallel geschaltet werden, die Messwiderstandswerte und die Messspannungen der Messwiderstände der Treiberschaltungen 30 und 32 erhöhen und die Treiberströme der Treiberschaltungen 30 und 32 verringern.
Des Weiteren kann die Ausführungsform gemäß 13, wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 in Antwort auf die gleichgerichtete Spannung Vrec durch die Bezugsspannungssteuerschaltung 72 in Reihe geschaltet werden, im Vergleich dazu, wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 in Antwort auf die gleichgerichtete Spannung Vrec parallel geschaltet werden, die der Treiberschaltung 32 zugeführte Bezugsspannung heraufsetzen und den Treiberstrom der Treiberschaltung 32 erhöhen.
Die Bezugsspannungssteuerschaltung 72 umfasst die in Reihe geschalteten Widerstände Rc, Rc1 und Rc2, um eine konstante Spannung Vd zu empfangen, wobei ein Knoten zwischen den Widerständen Rc und Rc1 mit einem Bezugsspannungsanschluss Vrefb der Treiberschaltung 32 verbunden ist und ein Schalter 56 parallel zum Widerstand Rc2 geschaltet ist. Der Schalter 56 wird in Antwort auf das Bestimmungssignal DS der Spannungsbestimmungseinrichtung 40 geschaltet. Gemäß dem Bestimmungssignal DS wird der Schalter 56 eingeschaltet, wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 parallel geschaltet werden, und ausgeschaltet, wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 in Reihe geschaltet werden.
Gemäß dem Bestimmungssignal wird der Schalter 52 der Messwiderstandsschaltung 64 eingeschaltet, wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 parallel geschaltet werden, und ausgeschaltet, wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 in Reihe geschaltet werden.
Nachstehend ist der Betrieb der Ausführungsform gemäß 13 beschrieben.
Wenn das Bestimmungssignal DS mit einem niedrigen Pegel bereitgestellt wird, stellt die Verbindungsschaltung 50 einen Pfad zwischen dem parallelen Anschluss P und dem gemeinsamen Anschluss C her, um die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 parallel zu schalten.
Zu diesem Zeitpunkt werden der Schalter 56 der Bezugsspannungssteuerschaltung 72 und der Schalter 52 der Messwiderstandsschaltung 64 eingeschaltet. Dadurch können die Bezugsspannungen der Treiberschaltungen 30 und 32 mit demselben Pegel bereitgestellt werden und die Treiberschaltungen 30 und 32 können denselben Messwiderstandswert und dieselbe Messspannung haben, da die Messwiderstände Rs1 und Rs2 denselben Widerstandswert haben.
Daher werden die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 in Antwort auf die Änderungen der gleichgerichteten Spannung Vrec parallel zueinander geschaltet und emittieren sequenziell Licht. Zu diesem Zeitpunkt sind die Treiberströme der Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 einander gleich.
Wenn das Bestimmungssignal DS jedoch mit einem hohen Pegel bereitgestellt wird, stellt die Verbindungsschaltung 50 einen Pfad zwischen dem seriellen Anschluss S und dem gemeinsamen Anschluss C her, um die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 in Reihe zu schalten. Zu diesem Zeitpunkt werden der Schalter 56 der Bezugsspannungssteuerschaltung 72 und der Schalter 52 der Messwiderstandsschaltung 64 ausgeschaltet. Somit wird die Bezugsspannung der Treiberschaltung 32 durch den hinzugefügten Widerstand Rc2 erhöht und die Messwiderstandswerte und die Messspannungen der Treiberschaltungen 30 und 32 werden durch den üblicherweise hinzugefügten Messwiderstand Rs3 ebenfalls erhöht.
Wenn der durch die Erhöhung der Bezugsspannung erhaltene Effekt größer ist als der durch die Erhöhung des Messwiderstandswerts erhaltene Effekt, wird der Treiberstrom der Treiberschaltung 32 reduziert. Somit werden, wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 in Reihe geschaltet werden, die Treiberströme der Treiberschaltungen 30 und 32 stärker verringert als wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 parallel geschaltet werden.
Wenn hingegen der durch die Erhöhung der Bezugsspannung erhaltene Effekt kleiner ist als der durch die Erhöhung des Messwiderstandswerts erhaltene Effekt, wird der Treiberstrom der Treiberschaltung 32 erhöht. Somit wird, wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 in Reihe geschaltet werden, der Treiberstrom der Treiberschaltung 30 stärker verringert als wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 parallel geschaltet werden, und der Treiberstrom der Treiberschaltung 32 stärker erhöht als wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 parallel geschaltet werden.
Wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 in Reihe geschaltet werden, emittieren die gesamten LED-Gruppen LED1 bis LED8 bei der Ausführungsform gemäß 13 sequenziell Licht.
Bei der vorliegenden Ausführungsform kann die höhere der ersten und zweiten gleichgerichteten Spannung zum Teilen der gleichgerichteten Spannung Vrec auf das Doppelte der niedrigeren eingestellt werden. Wenn jedoch die erste und zweite gleichgerichtete Spannung auf 120V bzw. 277V eingestellt werden, kann die zweite gleichgerichtete Spannung hinsichtlich der ersten gleichgerichteten Spannung einen Spannungsspielraum von 37V haben. Dadurch können eine oder mehrere LEDs zusätzlich realisiert werden, um den Spannungsspielraum zu beseitigen.
Bei dieser Konfiguration kann die Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ferner eine oder mehrere erste LEDs, die mit der Beleuchtungseinrichtung 20 verbunden sind und Licht mit niedrigerer Priorität emittieren als die Beleuchtungseinrichtung 20, und/oder eine oder mehrere zweite LEDs umfassen, die mit der Beleuchtungseinrichtung 22 verbunden sind und Licht mit niedrigerer Priorität emittieren als die Beleuchtungseinrichtung 22, wobei die ersten LEDs und/oder zweiten LEDs Licht emittieren können, wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 in Reihe geschaltet werden.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform kann wie in 14 gezeigt konfiguriert sein.
Bei der Ausführungsform gemäß 14 kann eine LED-Gruppe LED9 mit der Beleuchtungseinrichtung 20 in Reihe geschaltet werden und Licht mit einer niedrigeren Priorität emittieren als die Beleuchtungseinrichtung 20. In 14 sind die anderen Komponenten wie in 1 konfiguriert. Daher wird hierin auf eine doppelte Beschreibung derselben verzichtet.
Bei der Ausführungsform gemäß 14 emittiert die LED-Gruppe LED9 gemäß dem Pegel der ersten gleichgerichteten Spannung kein Licht, wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 in Antwort auf die erste gleichgerichtete Spannung parallel geschaltet werden.
Wenn die Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 hingegen in Antwort auf die zweite gleichgerichtete Spannung in Reihe geschaltet werden, emittieren die LED-Gruppen LED1 bis LED9 sequenziell Licht. Zu diesem Zeitpunkt können die LED-Gruppe LED9 und die LED-Gruppe LED5 in Reihe geschaltet werden und gleichzeitig Licht emittieren.
Wenn beispielsweise die erste gleichgerichtete Spannung auf 120V und die zweite gleichgerichtete Spannung auf 277V eingestellt wird, kann die LED-Gruppe LED9 eine oder mehrere LEDs umfassen, die dazu in der Lage sind, 37V abzudecken.
Wie vorstehend beschrieben, kann die Beleuchtungsvorrichtung gemäß den vorliegenden Ausführungsformen die serielle/parallele Verbindung zwischen den Beleuchtungseinrichtungen 20 und 22 in Antwort auf den Zustand der gleichgerichteten Spannung Vrec steuern. Somit kann die Beleuchtungsvorrichtung die Universalität für die Elektroinstallation aufweisen.
Obgleich vorstehend verschiedene Ausführungsformen beschrieben sind, versteht es sich für Fachleute, dass die beschriebenen Ausführungsformen rein beispielhaft sind. Demgemäß soll die hierin beschriebene Offenbarung nicht durch die beschriebenen Ausführungsformen eingeschränkt werden.

Claims

Beleuchtungsvorrichtung, die umfasst: - eine erste und eine zweite Beleuchtungseinrichtung (20, 22), die eine oder mehrere LEDs umfassen, und dafür konfiguriert sind, in Antwort auf eine gleichgerichtete Spannung Licht zu emittieren, und in Reihe oder parallel zueinander geschaltet werden, - eine erste Treiberschaltung (30), die dafür konfiguriert ist, einen einer Lichtemission der ersten Beleuchtungseinrichtung (20) entsprechenden ersten Strompfad bereitzustellen und einen ersten Treiberstrom des ersten Strompfads zu regeln, durch Vergleich einer ersten Bezugsspannung mit einer ersten Messspannung eines ersten Messwiderstands (RS1), der über den ersten Strompfad verbunden ist; - eine zweite Treiberschaltung (32), die dafür konfiguriert ist, einen einer Lichtemission der zweiten Beleuchtungseinrichtung (22) entsprechenden zweiten Strompfad bereitzustellen und einen zweiten Treiberstrom des zweiten Strompfads zu regeln, durch Vergleich einer zweiten Bezugsspannung mit einer zweiten Messspannung eines zweiten Messwiderstands (RS2), der über den zweiten Strompfad verbunden ist; - eine Treiberstromsteuerschaltung mit einem dritten Messwiderstand (RS3), der seriell mit dem ersten Messwiderstand (RS1) verbunden ist und mit einem zweiten Schalter (52), der parallel mit dem dritten Messwiderstand (RS3) verbunden ist, die dafür konfiguriert ist, die erste Messspannung durch die Steuerung des zweiten Schalters (52) zu erhöhen; - wobei die erste und zweite Beleuchtungseinrichtung (20,22) in Antwort auf die Vielzahl von gleichgerichteten Spannungen Licht emittieren, welche unterschiedliche repräsentative Werte haben, und in Antwort auf eine erste gleichgerichtete Spannung parallel zueinander geschaltet werden oder in Antwort auf eine zweite gleichgerichtete Spannung, die anders ist als die erste gleichgerichtete Spannung, in Reihe zueinander geschaltet werden.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, die umfasst: - einen ersten Schalter, der dafür konfiguriert ist, die serielle oder parallele elektrische Verbindung zwischen der ersten und zweiten Beleuchtungseinrichtung manuell zu ändern, und - der zweite Schalter, der dafür konfiguriert ist, die erste Messspannung durch die Steuerung des zweiten Schalters (52) zu erhöhen, um den ersten Treiberstrom zu verringern, wenn die erste und zweite Beleuchtungseinrichtung in Reihe geschaltet werden und die erste Beleuchtungseinrichtung zuerst Licht emittiert.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner eine Spannungsbestimmungseinrichtung umfasst, die dafür konfiguriert ist, die gleichgerichtete Spannung in die erste und zweite gleichgerichtete Spannung zu teilen, welche unterschiedliche repräsentative Werte haben, und ein Bestimmungssignal bereitzustellen, das durch Teilen der gleichgerichteten Spannung erhalten wird, - wobei die erste und zweite Beleuchtungseinrichtung gemäß dem Bestimmungssignal parallel oder in Reihe geschaltet werden.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 3, die ferner eine Verbindungsschaltung umfasst, die dafür konfiguriert ist, die erste und zweite Beleuchtungseinrichtung in Antwort auf das Bestimmungssignal elektrisch in Reihe oder parallel zu schalten, - wobei die Treiberstromsteuerschaltung den ersten Treiberstrom durch Erhöhung der ersten Messspannung erhöht in Antwort auf das Bestimmungssignal ändert.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Spannungsbestimmungseinrichtung den repräsentativen Wert der gleichgerichteten Spannung zum Teilen der gleichgerichteten Spannung in die erste und zweite gleichgerichtete Spannung erzeugt, und wobei der repräsentative Wert dem Zustand der gleichgerichteten Spannung während einer Halbwelle oder mehr, dem Spitzenwert der gleichgerichteten Spannung, dem Mittelwert der gleichgerichteten Spannung oder dem Mittelwert des Eingangsstroms entspricht.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Spannungsbestimmungseinrichtung den repräsentativen Wert gemäß einem voreingestellten Bezugspegel bestimmt, um die gleichgerichtete Spannung in die erste und zweite Spannung zu teilen, und wobei der Bezugspegel im Bereich des 1,1- bis 2,6-fachen des niedrigeren der Pegel der ersten und zweiten gleichgerichteten Spannung eingestellt wird.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Treiberstromsteuerschaltung den ersten Treiberstrom verringert, so dass der höhere eines durch den ersten Treiberstrom verursachten ersten Energieverbrauchs und eines durch den zweiten Treiberstrom verursachten zweiten Energieverbrauchs im Bereich des 0,5- bis 1 ,5-fachen des niedrigeren Energieverbrauchs gebildet wird.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Treiberstromsteuerschaltung den ersten Treiberstrom durch Erhöhung der ersten Messspannung verringert und der zweite Treiberstrom durch Erhöhung der zweiten Bezugsspannung erhöht wird, wenn die erste und zweite Beleuchtungseinrichtung in Reihe geschaltet werden.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein zweiter Messwiderstandswert des zweiten Messwiderstands (RS2) fest ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Treiberstromsteuerschaltung folgendes umfassend, einen Schalter der gemeinsam mit dem ersten und zweiten Messwiderstand (RS1, RS2) verbunden ist und einen dritten Messwiderstand (Rs3), der in Parallelschaltung mit dem Schalter verbunden ist und den ersten und zweiten Treiberstrom durch Steuerung des Schalters ändert.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei, wenn die erste Beleuchtungseinrichtung X Kanäle aufweist, die sequenziell Licht emittieren, die zweite Beleuchtungseinrichtung Y Kanäle aufweist, die sequenziell Licht emittieren, und die erste und zweite Beleuchtungseinrichtung in Reihe geschaltet werden, wobei X und Y natürliche Zahlen sind, die Gesamtzahl der Kanäle, die in Antwort auf eine sequenzielle Lichtemission durch den Betrag des Treiberstroms geteilt werden, gleich oder größer als die größere von X und Y ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner eine oder mehrere erste LEDs, die mit der ersten Beleuchtungseinrichtung verbunden und dafür konfiguriert sind, Licht mit später als die erste Beleuchtungseinrichtung zu emittieren, und/oder eine oder mehrere zweite LEDs umfasst, die mit der zweiten Beleuchtungseinrichtung verbunden und dafür konfiguriert sind, Licht mit später als die zweite Beleuchtungseinrichtung zu emittieren, - wobei die ersten und/oder zweiten LEDs Licht emittieren, wenn die erste und zweite Beleuchtungseinrichtung in Reihe geschaltet werden.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste und zweite Treiberschaltung (30, 32) als einzelne integrierte Schaltung ausgeführt sind.