DE102017103294A1 - OPTOELECTRONIC LIGHTING DEVICE AND METHOD FOR OPERATING AN OPTOELECTRONIC LIGHTING DEVICE - Google Patents
OPTOELECTRONIC LIGHTING DEVICE AND METHOD FOR OPERATING AN OPTOELECTRONIC LIGHTING DEVICE Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Leuchtvorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung.Die Erfindung schlägt vor, dass eine optimierte Anzahl an miteinander verschalteten LED-Chips von einer elektrischen Versorgungsspannung, beispielsweise einer elektrischen Bordspannung eines Kraftfahrzeugs versorgt werden, wobei eine Ansteuerungseinrichtung für die miteinander definiert verschaltbaren LED-Chips ausgelegt ist, abhängig vom Spannungspegel der Versorgungsspannung die LED-Chips miteinander derart zu verschalten, dass eine Spannungsdifferenz zwischen der elektrischen Versorgungsspannung und einem Spannungsabfall an den definiert miteinander verschalteten LED-Chips minimiert ist. Im Ergebnis wird dadurch vorteilhaft eine Verlustleistung der Ansteuerungseinrichtung minimiert.The invention relates to an optoelectronic light-emitting device and a method for operating an optoelectronic light-emitting device. The invention proposes that an optimized number of interconnected LED chips are supplied by an electrical supply voltage, for example an on-board voltage of a motor vehicle, wherein a driving device for the one another defined interconnected LED chips is designed, depending on the voltage level of the supply voltage, the LED chips interconnect with each other such that a voltage difference between the electrical supply voltage and a voltage drop across the LED chips interconnected defined is minimized. As a result, advantageously, a power loss of the drive device is minimized.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine optoelektronische Leuchtvorrichtung. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung.The present invention relates to an optoelectronic lighting device. The present invention further relates to a method for operating an optoelectronic lighting device.
Bekannt sind modulartige optoelektronische Leuchtvorrichtungen für Kraftfahrzeuge, bei denen ein geeigneter Treiber-Chip mit einer LED gemeinsam auf einer FR-4-Leiterplatte verbaut wird. Dabei wird der Treiber-Chip mit einer elektrischen Bord-Netzspannung, die zwischen ca. 7 V und ca. 16 V schwanken kann, versorgt. Die Ansteuerung der LEDs erfolgt mittels eines Linearreglers, bei dem überschüssige elektrische Spannung in Wärme umgesetzt wird. Diese Wärme kann zu einer thermischen Limitierung von Helligkeiten führen, die mit derartigen Modul-Lösungen erreicht wird. Zusätzlich verhindert dieses thermische Problem eine weitere Miniaturisierung der Module. Aufgrund der üblicherweise schwankenden elektrischen Bordspannung werden dadurch lokal stark schwankende Temperaturen erzeugt, die sich negativ auf einen Farbshift der LED-Chips auswirken können.Known are modular optoelectronic light-emitting devices for motor vehicles, in which a suitable driver chip is installed with an LED together on a FR-4 printed circuit board. The driver chip is supplied with an on-board electrical system voltage that can fluctuate between approx. 7 V and approx. 16 V. The LEDs are controlled by means of a linear regulator, in which excess electrical voltage is converted into heat. This heat can lead to a thermal limitation of brightnesses, which is achieved with such module solutions. In addition, this thermal problem prevents further miniaturization of the modules. Due to the usually fluctuating electrical system voltage locally locally fluctuating temperatures are generated, which can adversely affect a color shift of the LED chips.
Abhilfe kann durch eine Reduktion der Abwärme im Treiberbaustein erfolgen, die dann auch eine weitere Miniaturisierung erlaubt. Allerdings kommt es durch den relativ großen Abstand zwischen den LED-Chips in aktuell verfügbaren Gehäusen bei vielen Anwendungen (wie z.B. Einkopplung in einen Lichtleiter) nachteilig zu relativ langen Strecken, bis eine homogene Farbmischung erreicht werden kann.Remedy can be done by reducing the waste heat in the driver block, which then allows further miniaturization. However, in many applications (such as coupling into an optical fiber), the relatively large spacing between the LED chips in currently available packages adversely results in relatively long runs until homogeneous color mixing can be achieved.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist darin zu sehen, eine optoelektronische Leuchtvorrichtung mit einem verbesserten Wirkungsgrad bereitzustellen.The object underlying the invention is to be seen to provide an optoelectronic lighting device with improved efficiency.
Diese Aufgabe wird mit den Gegenständen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.This object is achieved with the objects of the independent claims. Advantageous developments of the invention are the subject of dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt schafft die Erfindung eine optoelektronische Leuchtvorrichtung, aufweisend:
- - zwei Kontakte zum Anschließen an eine elektrische Versorgungsspannung;
- - wenigstens eine Gruppe von miteinander definiert verschaltbaren LED-Chips, die über ein Leitungsnetz an die elektrische Versorgungsspannung schaltbar ist;
- - wobei wenigstens eine Gruppe von miteinander definiert verschaltbaren LED-Chips über eine definierte Anzahl von elektrischen Stromquellen an die Versorgungsspannung schaltbar ist; und
- - eine Ansteuerungseinrichtung für die wenigstens eine Gruppe von miteinander definiert verschaltbaren LED-Chips, die ausgelegt ist, abhängig vom Spannungspegel der Versorgungsspannung die LED-Chips miteinander derart zu verschalten, dass eine Spannungsdifferenz zwischen der elektrischen Versorgungsspannung und einem Spannungsabfall an der wenigstens einen Gruppe der definiert miteinander verschaltbaren LED-Chips minimiert ist.
- - Two contacts for connection to an electrical supply voltage;
- - At least one group of mutually interconnected LED chips, which is switchable via a line network to the electrical supply voltage;
- - Wherein at least one group of mutually defined interconnected LED chips over a defined number of electrical power sources to the supply voltage is switchable; and
- a drive device for the at least one group of LED chips which can be interconnected with one another and which is designed to interconnect the LED chips with one another in such a way that a voltage difference between the electrical supply voltage and a voltage drop at the at least one group of the defined interconnected LED chips is minimized.
Auf diese Weise kann eine systembedingt stark schwankende elektrische Bordspannung eines Kraftfahrzeugs für die optoelektronische Leuchtvorrichtung optimiert ausgenutzt werden, wobei vorteilhaft eine elektrische Verlustleistung der Ansteuereinrichtung der optoelektronischen Leuchtvorrichtung minimiert ist.In this way, an electrical system voltage of a motor vehicle, which fluctuates greatly for the system, can be optimally utilized for the optoelectronic light-emitting device, wherein an electrical power loss of the drive device of the optoelectronic light-emitting device is advantageously minimized.
Im Ergebnis kann dadurch vorteilhaft eine relativ freie Konfigurierbarkeit von miteinander verschalteten LED-Chips realisiert werden, wodurch für die optoelektronische Leuchtvorrichtung ein verbesserter elektrischer/optischer Wirkungsgrad realisiert ist.As a result, advantageously a relatively free configurability of interconnected LED chips can be realized, whereby an improved electrical / optical efficiency is realized for the optoelectronic light-emitting device.
Gemäß einem zweiten Aspekt schafft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer optoelektronische Leuchtvorrichtung, aufweisend die Schritte:
- - Erfassen eines Spannungspegels einer elektrischen Versorgungsspannung; und
- - Betreiben von wenigstens einer Gruppe von miteinander definiert verschaltbaren LED-Chips derart, dass die LED-Chips derart an die elektrische Versorgungsspannung angeschaltet werden, dass abhängig vom Spannungspegel der elektrischen Versorgungsspannung eine Spannungsdifferenz zwischen der elektrischen Versorgungsspannung und einem Spannungsabfall an der miteinander definiert verschalteten Gruppe von LED-Chips minimiert ist.
- - detecting a voltage level of an electrical supply voltage; and
- - Operating at least one group of interconnected interconnected LED chips such that the LED chips are connected to the electrical supply voltage such that depending on the voltage level of the electrical supply voltage, a voltage difference between the electrical supply voltage and a voltage drop across the group interconnected with each other minimized by LED chips.
Die Erfindung realisiert dadurch vorteilhaft, dass eine maximierte Anzahl an miteinander verschalteten LED-Chips von einer elektrischen Bordspannung eines Kraftfahrzeugs versorgt wird bzw. dass eine Verlustleistung der optoelektronischen Leuchtvorrichtung minimieriert ist. Aufgrund der Tatsache, dass die elektrische Bordspannung von Kraftfahrzeugen in der Praxis stark schwankt, bedeutet dies, dass jeweils unterschiedliche Anzahlen von miteinander verschalteten LED-Chips von der elektrischen Bordspannung versorgt werden. Im Ergebnis wird dadurch eine optimierte Betriebscharakteristik für die LED-Chips erreicht, wodurch eine thermische Verlustleistung eines treibenden Treiberbausteins minimiert ist. Dies wird dadurch erreicht, dass ein Spannungs-Delta zwischen der Versorgungsspannung und der summarischen Flussspannungen der Gruppe der LED-Chips minimiert ist, wodurch die gesamte optoelektronische Leuchtvorrichtung energetisch optimiert betrieben wird. The invention advantageously realizes that a maximized number of interconnected LED chips is supplied by an electrical on-board voltage of a motor vehicle or that a power loss of the optoelectronic lighting device is minimized. Due to the fact that the electrical voltage of motor vehicles fluctuates greatly in practice, this means that in each case different numbers of interconnected LED chips are supplied by the electrical system voltage. As a result, an optimized operating characteristic for the LED chips is thereby achieved, whereby a thermal power dissipation of a driving driver module is minimized. This is achieved by minimizing a voltage delta between the supply voltage and the cumulative forward voltages of the group of LED chips, whereby the entire optoelectronic lighting device is operated in an energy-optimized manner.
Nach einer Ausführungsform der optoelektronischen Leuchtvorrichtung ist vorgesehen, dass eine Anzahl der miteinander definiert verschaltbaren LED-Chips von Strömen, die von den elektrischen Stromquellen durch die LED-Chips getrieben werden, abhängt. Auf diese Weise kann die Anzahl der miteinander verschalteten LED-Chips vorteilhaft auch von den elektrischen Strömen der Stromquellen gesteuert werden.According to one embodiment of the optoelectronic light-emitting device, it is provided that a number of the LED chips which can be interconnected in a defined manner are dependent on currents which are driven by the electric current sources through the LED chips. In this way, the number of interconnected LED chips can be advantageously controlled by the electrical currents of the power sources.
Nach einer Ausführungsform der optoelektronischen Leuchtvorrichtung ist vorgesehen, dass die LED-Chips mittels von der Ansteuereinrichtung bereitgestellten Schalterelementen schaltbar sind, wobei die LED-Chips parallel und/oder seriell zwischen die Kontakte der Versorgungsspannung schaltbar sind. Auf diese Weise können zahlreiche Schaltungstopologien realisiert werden, die eine Verlustleistung der optoelektronischen Leuchtvorrichtung minimieren.According to one embodiment of the optoelectronic lighting device, it is provided that the LED chips can be switched by means of switch elements provided by the drive device, wherein the LED chips can be connected in parallel and / or in series between the contacts of the supply voltage. In this way, numerous circuit topologies can be realized, which minimize a power loss of the optoelectronic light-emitting device.
Nach einer Ausführungsform der optoelektronischen Leuchtvorrichtung ist vorgesehen, dass die elektrischen Stromquellen mittels der Ansteuerungseinrichtung ansteuerbar sind. Auf diese Weise kann ein elektrischer Strom durch die Gruppe der LED-Chips gesteuert werden, wodurch im Ergebnis vorteilhaft z.B. ein Farbort der optoelektronischen Leuchtvorrichtung einstellbar ist.According to one embodiment of the optoelectronic lighting device, it is provided that the electrical current sources can be controlled by means of the control device. In this way, an electric current can be controlled by the group of LED chips, as a result of which, for example, advantageous. a color location of the optoelectronic lighting device is adjustable.
Nach einer Ausführungsform der optoelektronischen Ausrichtung ist vorgesehen, dass die Ansteuerungseinrichtung als ein elektronischer Treiberbaustein ausgebildet ist. Dadurch können vielfältige, leicht umsetzbare Varianten für die Ansteuerung der LED-Chips bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann auf diese Weise eine Infrastruktur des Treiberbausteins für die Verschaltung der LED-Chips genutzt werden, wodurch ein Platzbedarf für die optoelektronische Leuchtrichtung minimiert ist.According to one embodiment of the optoelectronic alignment, it is provided that the control device is designed as an electronic driver module. As a result, various, easily implementable variants for driving the LED chips can be provided. For example, in this way an infrastructure of the driver module can be used for the interconnection of the LED chips, whereby a space requirement for the optoelectronic lighting direction is minimized.
Eine weitere Ausführungsform der optoelektronischen Leuchtvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass LED-Chips wenigstens einer Gruppe in wenigstens zwei Untergruppen angeordnet sind, wobei jede Untergruppe eine definierte Anzahl von seriell verschaltbaren LED-Chips umfasst, wobei das Verschalten der LED-Chips jeder Untergruppe mittels der Schalterelemente synchron durchführbar ist. Auf diese Weise können aufgrund von definierbaren Anzahlen der verschalteten LED-Chips unterschiedliche Farbcharakteristiken der optoelektronischen Leuchtvorrichtung bereitgestellt werden.A further embodiment of the optoelectronic light-emitting device is characterized in that LED chips of at least one group are arranged in at least two subgroups, each subgroup comprising a defined number of serially connectable LED chips, the interconnection of the LED chips of each subgroup by means of the switch elements is synchronously feasible. In this way, due to definable numbers of the interconnected LED chips, different color characteristics of the optoelectronic lighting device can be provided.
Gemäß einer Ausführungsform der optoelektronischen Leuchtvorrichtung ist vorgesehen, dass eine erste Gruppe der miteinander definiert verschaltbaren LED-Chips rote LED-Chips, eine zweite Gruppe grüne LED-Chips und eine dritte Gruppe blaue LED-Chips umfasst. Auf diese Weise können mittels der optoelektronischen Leuchtvorrichtung spezifische Farbcharakteristika bzw. Farborte realisiert werden.According to one embodiment of the optoelectronic light-emitting device, it is provided that a first group of the LED chips, which can be interconnected in a defined manner, comprise red LED chips, a second group of green LED chips, and a third group of blue LED chips. In this way, specific color characteristics or color locations can be realized by means of the optoelectronic light-emitting device.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der optoelektronischen Leuchtvorrichtung ist vorgesehen, dass die LED-Chips auf einer Oberfläche der Ansteuerungseinrichtung angeordnet sind. Dadurch kann eine Bauform der optoelektronischen Leuchtvorrichtung vorteilhaft kompakt realisiert werden.According to a further advantageous embodiment of the optoelectronic light-emitting device is provided that the LED chips are arranged on a surface of the drive means. As a result, a design of the optoelectronic lighting device can be advantageously realized compact.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der optoelektronischen Leuchtvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand von LED-Chip-Mitte zu LED-Chip-Mitte kleiner ist als eine doppelte Chiplänge eines LED-Chips. Auf diese Weise werden die LED-Chips möglichst nahe aneinander angeordnet, wodurch im Ergebnis eine Verbesserung einer lokalen Lichtmischung realisiert ist. Vorteilhaft ist dadurch ein gleichmäßiger Farbeindruck der optoelektronischen Leuchtvorrichtung unterstützt.A further advantageous embodiment of the optoelectronic light-emitting device is characterized in that a distance from the LED chip center to the LED chip center is smaller than a double chip length of an LED chip. In this way, the LED chips are arranged as close to each other as possible, as a result, an improvement of a local light mixture is realized. This advantageously supports a uniform color impression of the optoelectronic lighting device.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der optoelektronischen Leuchtvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass orthogonal an jeden LED-Chip angrenzend ein andersfarbiger LED-Chip angeordnet ist. Auch auf diese Art und Weise wird eine gute Farbmischung der optoelektronischen Leuchtvorrichtung aufgrund von Augenträgheit unterstützt.An advantageous embodiment of the optoelectronic light-emitting device is characterized in that a differently colored LED chip is arranged orthogonally adjacent to each LED chip. Also in this way a good color mixing of the optoelectronic lighting device is supported due to eye inertia.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der optoelektronischen Leuchtvorrichtung ist vorgesehen, dass die Ansteuerungseinrichtung auf einer Leiterplatte angeordnet ist, wobei auf der Leiterplatte voneinander isolierte Kontaktflächen für eine elektrische Versorgung und für Datenleitungen vorgesehen sind. Dadurch ergeben sich vorteilhaft platzsparende Konfigurationen, die auf komfortable Weise mit der Versorgungsspannung und mit Datenleitungen ansteuerbar sind. Im Ergebnis sind dadurch kompakte „intelligente“ Lichtquellen realisierbar. Dabei können externe Daten auf einfache Weise auf die optoelektronische Leuchtvorrichtung übertragen werden, z.B. können modulierte Datensignale über Zuleitungen für die Versorgungsspannung übertragen werden. According to a further advantageous embodiment of the optoelectronic light-emitting device is provided that the drive means is arranged on a printed circuit board, being provided on the circuit board mutually insulated contact surfaces for an electrical supply and for data lines. This results in advantageous space-saving configurations that are controlled in a comfortable way with the supply voltage and data lines. As a result, compact "intelligent" light sources can be realized. In this case, external data can be transmitted in a simple manner to the optoelectronic lighting device, for example, modulated data signals can be transmitted via supply lines for the supply voltage.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der optoelektronischen Leuchtvorrichtung ist vorgesehen, dass die Anordnung aus LED-Chips, Ansteuerungseinrichtung und Leiterplatte von einer Moldmasse umschlossen ist. Dadurch sind mit einem kostengünstigen Herstellungsverfahren ein guter Schutz und ein kompakter Sitz der LED-Chips unterstützt.According to a further advantageous embodiment of the optoelectronic lighting device is provided that the arrangement of LED chips, drive means and circuit board is enclosed by a molding compound. As a result, good protection and a compact fit of the LED chips are supported by a cost-effective production method.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der optoelektronischen Leuchtvorrichtung ist vorgesehen, dass mittels Durchkontaktierungen Kontakte auf Elektroden der LED-Chips elektrisch kontaktierbar sind. Auf diese Weise kann eine Leitungs- bzw. Verdrahtungsstruktur der optoelektronischen Leuchtvorrichtung optimiert ausgebildet sein.According to an advantageous embodiment of the optoelectronic light-emitting device is provided that by means of plated-through contacts on electrodes of the LED chips are electrically contacted. In this way, a line or wiring structure of the optoelectronic light-emitting device can be designed optimized.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der optoelektronischen Leuchtvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Softwareprogramms der Ansteuereinrichtung eine Betriebscharakteristik der LED-Chips definiert änderbar ist. Auf diese Weise kann eine Höhe und/oder ein zeitlicher Verlauf des elektrischen Stroms durch die LED-Chips gesteuert werden, wodurch eine Farbcharakteristik der optoelektronischen Leuchtvorrichtung effizient gesteuert werden kann (z.B. Farbverläufe, Helligkeitsverläufe, usw.). Beispielsweise kann dadurch realisiert werden, dass innerhalb eines bestimmten Zeitraums von einer Farbe auf eine andere gewechselt wird. Technische Funktionalitäten und Vorteile der vorgeschlagenen optoelektronischen Leuchtvorrichtung ergeben sich analog aus entsprechenden technischen Funktionalitäten und Vorteilen des Verfahrens zum Betreiben einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung. Dies bedeutet insbesondere, dass sich technische Funktionalitäten und Vorteile der Vorrichtungsmerkmale aus entsprechenden technischen Funktionalitäten und Vorteilen von Verfahrensmerkmalen ergeben und umgekehrt.A further advantageous embodiment of the optoelectronic lighting device is characterized in that an operating characteristic of the LED chips can be changed in a defined manner by means of a software program of the control device. In this way, an amount and / or timing of the electric current through the LED chips can be controlled, whereby a color characteristic of the optoelectronic lighting device can be efficiently controlled (e.g., color gradients, brightness gradients, etc.). For example, it can be realized by switching from one color to another within a certain period of time. Technical functionalities and advantages of the proposed optoelectronic light-emitting device result analogously from corresponding technical functionalities and advantages of the method for operating an optoelectronic light-emitting device. This means, in particular, that technical functionalities and advantages of the device features result from corresponding technical functionalities and advantages of process features, and vice versa.
Die beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit Figuren näher erläutert werden, wobei die Figuren nicht unbedingt maßstabsgetreu ausgeführt sind. In den Figuren zeigt:
-
1 ein prinzipielles Schaltbild einer Ausführungsform der vorgeschlagenen optoelektronischen Leuchtvorrichtung, -
2 das Schaltbild von 1 mit beispielhaft geschlossenen Schalterelementen, -
3 ein Spannungsverlaufsdiagramm mit Spannungszuständen an den LED-Chips der optoelektronischen Leuchtvorrichtung, -
4 eine Schnittansicht durch eine Ausführungsform der vorgeschlagenen optoelektronischen Leuchtvorrichtung, -
5 eine Schnittansicht durch eine weitere Ausführungsform der vorgeschlagenen optoelektronischen Leuchtvorrichtung, -
6 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der vorgeschlagenen optoelektronischen Leuchtvorrichtung, -
7 eine Rückansicht auf eine Ausführungsform der vorgeschlagenen optoelektronischen Leuchtvorrichtung, -
8 und9 zwei Anordnungen von LED-Chips der vorgeschlagenen optoelektronischen Leuchtvorrichtung, und -
10 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung.
-
1 a schematic diagram of an embodiment of the proposed optoelectronic lighting device, -
2 the circuit diagram of1 with exemplary closed switch elements, -
3 a voltage waveform diagram with voltage states at the LED chips of the optoelectronic lighting device, -
4 a sectional view through an embodiment of the proposed optoelectronic lighting device, -
5 a sectional view through a further embodiment of the proposed optoelectronic lighting device, -
6 a plan view of an embodiment of the proposed optoelectronic lighting device, -
7 a rear view of an embodiment of the proposed optoelectronic lighting device, -
8th and9 two arrangements of LED chips of the proposed optoelectronic light-emitting device, and -
10 a flowchart of a method for operating an optoelectronic lighting device.
Im Folgenden werden für gleiche oder funktionsgleiche Merkmale gleiche Bezugszeichen verwendet. Zum Zwecke einer besseren Übersichtlichkeit kann vorgesehen sein, dass nicht in sämtlichen Figuren für sämtliche Elemente stets sämtliche Bezugszeichen eingezeichnet sind.Hereinafter, the same reference numerals are used for the same or functionally identical features. For the purpose of better clarity, it may be provided that not all figures for all elements are always drawn in all figures.
Die Formulierungen „respektive“, „bzw.“ umfassen insbesondere auch die Formulierung „und/oder“. The formulations "respectively", "or" in particular also include the formulation "and / or".
Wie in
In Kraftfahrzeugen wird von einer minimalen elektrischen Versorgungsspannung von ca. 6,5 V und einer maximalen elektrischen Versorgungsspannung von ca. 16 V ausgegangen. Bei 6,5 V können rechnerisch bei einer spezifischen elektrischen Flussspannung 2,8 rote LED-Chips betrieben werden. Abgerundet ergeben sich damit n = 2 rote LED-Chips pro Reihe. Bei 16 V können 7,0 rote LED-Chips betrieben werden. Damit ergibt sich eine sinnvolle Strangzahl x = 3, da drei Stränge mit je zwei roten LED-Chips bei einer Serienschaltung zu einer Gesamtspannung
Für grüne und blaue LED-Chips der zweiten bzw. dritten Gruppe 20, 30 gelten die oben genannten Überlegungen analog mit den jeweiligen spezifischen Flussspannungen. Da in der Regel mehr grüne LED-Chips benötigt werden, um einen gewünschten Weißpunkt zu erreichen, sind für die grünen LED-Chips
Ein Vorteil dieses Ansatzes ist, dass die Anzahl der LED-Chips
In der nachfolgenden Tabelle sind verschiedene Parameter für rote, grüne und blaue LED-Chips angegeben:
Dabei sind für rote LED-Chips (2. Spalte), grüne LED-Chips (3. Spalte) und blaue LED-Chips (4. Spalte) verschiedene Parameter angegeben. Man erkennt für die genannten Typen von LED-Chips konkrete Werte der elektrischen Flussspannung
Erkennbar sind ferner Anzahlen von tatsächlich seriell verschaltbaren LED-Chips pro Reihe, Anzahlen von verschaltbaren Parallelsträngen der LED-Chips, Anzahlen von Untergruppen sowie eine Gesamtanzahl an verschaltbaren LED-Chips. Erkennbar ist für die drei unterschiedlichen LED-Chips auch ein Gesamtchipkantenlängen-Äquivalent bei 130µm Chipraster.Also recognizable are numbers of actually serially connectable LED chips per row, numbers of interconnectable parallel strings of the LED chips, numbers of subgroups and a total number of interconnectable LED chips. Visible for the three different LED chips and a total chip edge length equivalent at 130μm chip grid.
Die optoelektronische Leuchtvorrichtung
Auf diese Weise wird die elektrische Versorgungs- bzw. Batteriespannung
Man erkennt also, dass es mit der Ansteuereinrichtung
Die Stromquellen
Im Ergebnis befinden sich dadurch eine Anzahl n (n mindestens eins) LED-Chips
Auf diese Weise wird für alle LED-Chips
Mit dem beschriebenen dynamischen Schalten der LED-Chips in Serien- und/oder Parallelschaltung kann die thermische Verlustleistung in der Form gemindert werden, dass z.B. ein Rotshift aufgrund der lokalen Erwärmung des Bauteils deutlich reduziert und eine einfachere Ansteuerung und Rotkompensation der LED-Chips ermöglicht werden. With the described dynamic switching of the LED chips in series and / or parallel circuit, the thermal power loss can be reduced in the form that, for example, a redshift due to the local heating of the component significantly reduced and easier control and red compensation of the LED chips are possible ,
Für blaue/grüne LED-Chips liegt bei 13/14 V eine Parallelschaltung der blauen/grünen LED-Chips
Man erkennt somit, dass je nach vorhandener elektrischer Versorgungsspannung
Die unteren Chipkontakte der LED-Chips dürfen elektrisch nicht miteinander verbunden sein. Dies kann durch die Verwendung eines Kontaktierungselements
Das derart ausgebildete LED-Chip-Array kann optional noch mit einer dünnen, transparenten Vergussmasse (nicht dargestellt) geschützt werden. Da kein Reflektor vorhanden ist, können die LED-Chips im Wesentlichen gleichförmig in alle Raumrichtungen abstrahlen, wodurch ein Farbshift unter einem flachen Betrachtungswinkel (engl. Color-over-Angle) vorteilhaft reduziert ist.The thus formed LED chip array can optionally be protected with a thin, transparent potting compound (not shown). Since there is no reflector, the LED chips can radiate substantially uniformly in all spatial directions, thereby advantageously reducing color shift under a color-over-angle.
Als elektrische Kontakte ist eine Rückseitenmetallisierung 82 auf der Leiterplatte
Dargestellt sind in
Auf diese Weise hat ein Anwender die Möglichkeit, eigene Konfigurationsprogramme für die Rechnereinrichtung der Ansteuerungseinrichtung
Um einen möglichst homogenen Farbeindruck zu erhalten, werden die LED-Chips
In einem Schritt 200 wird ein Erfassen eines Spannungspegels einer elektrischen Versorgungsspannung
In einem Schritt 210 wird ein Betreiben von wenigstens einer Gruppe
Die Zuordnung kann beispielsweise über eine Tabelle, die bei gegebener Versorgungsspannung
Zusammenfassend wird mit der vorliegenden Erfindung eine optoelektronische Leuchtvorrichtung vorgeschlagen, die ein optimiertes Betriebsverhalten mit minimierter elektrischer und thermischer Verlustleistung aufweist.In summary, the present invention proposes an optoelectronic lighting device which has an optimized operating behavior with minimized electrical and thermal power loss.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- 1. Gruppe1st group
- 1111
- LED-ChipsLED chips
- 2020
- 2. Gruppe2nd group
- 2121
- LED-ChipsLED chips
- 2222
- Untergruppesubgroup
- 2323
- Untergruppesubgroup
- 3030
- 3. Gruppe3rd group
- 3131
- LED-ChipsLED chips
- 4040
- Ansteuerungseinrichtungdriving means
- 5050
- Stromquellepower source
- 6060
- Schalterelementswitching element
- 7070
- Kontaktierungselementcontacting
- 7171
- PI-KontaktPI Contact
- 7272
- PI-DurchkontaktieruntgPI Durchkontaktieruntg
- 7373
- IC-MetallisierungIC metallization
- 7474
- Drahtkontaktwire contact
- 7575
- Moldmassemolding compound
- 8080
- Leiterplattecircuit board
- 8181
- Durchkontaktierungvia
- 82a,b82a, b
- Anschlussfläche VersorgungConnection surface supply
- 82c,d82c, d
- Anschlussfläche Versorgung/DatenConnection area supply / data
- 9090
- IC-BausteinIC module
- 100100
- optoelektronische LeuchtvorrichtungOpto-electronic lighting device
- 200...210200 ... 210
- Verfahrensschrittesteps
- UB U B
- Versorgungsspannungsupply voltage
- Uf U f
- Flussspannungforward voltage
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- 2018-02-08 WO PCT/EP2018/053149 patent/WO2018149723A1/en active Application Filing
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R083 | Amendment of/additions to inventor(s) | ||
R163 | Identified publications notified | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |