DE102017128960A1

DE102017128960A1 - Beleuchtungsbaugruppe und Leuchte

Info

Publication number: DE102017128960A1
Application number: DE102017128960.7A
Authority: DE
Inventors: Shigeru Ido
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2017-12-06
Publication date: 2018-06-28
Also published as: US20180184490A1; US10021755B1; CN108235507A; JP6803560B2; CN108235507B; JP2018106843A

Abstract

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Beleuchtungsbaugruppe und einer Leuchte, die einen Überstrom unterdrücken können, wenn eine Eingangsspannung einer Phasensteuerung unterzogen wird. Eine erste Steuerschaltung (111, 121) ist konfiguriert zum Detektieren eines Werts eines Laststroms (I2, I3), der in einer Bestromungszeitperiode durch eine Festkörperlichtquelle (2, 3) fließt, und Steuern eines Steuerelements (Q1, Q2) mit einer ersten Reaktionsgeschwindigkeit, damit der Wert des Laststroms (I2, I3) mit einem ersten Zielwert übereinstimmt. Eine zweite Steuerschaltung (111, 122) ist konfiguriert zum Detektieren des Werts des Laststroms (I2, I3) in der Bestromungszeitperiode und Steuern des Steuerelements (Q1, Q2) mit einer zweiten Reaktionsgeschwindigkeit, so dass der Wert des Laststroms (I2, I3) eine Obergrenze, die über einem ersten Zielwert liegt, nicht übersteigt. Die zweite Reaktionsgeschwindigkeit liegt über der ersten Reaktionsgeschwindigkeit.

Description

ERFINDUNGSGEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft Beleuchtungsbaugruppen und Leuchten, insbesondere eine Beleuchtungsbaugruppe, die konfiguriert ist zum Liefern einer von einer AC-Stromversorgung empfangenen AC-Spannung an eine Festkörperlichtquelle ohne Umwandeln der AC-Spannung in eine DC-Spannung, um zu bewirken, dass die Festkörperlichtquelle Licht emittiert, und eine Leuchte damit.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Herkömmlicherweise gibt es beispielsweise eine LED-Bestromungsvorrichtung, in Dokument 1 ( JP2013-225393 A ) beschrieben. Die LED-Bestromungsvorrichtung in Dokument 1 (im Folgenden als ein herkömmliches Beispiele beschrieben) enthält: eine LED-Kette, die durch eine Reihenschaltung gebildet wird, in der LEDs (Leuchtdioden) in Reihe geschaltet sind; einen Gleichrichter, der konfiguriert ist zum Vollwellengleichrichten einer AC-Spannung; und einen Lichtemissionscontroller. In jenen sind der Gleichrichter und der Lichtemissionscontroller in einer Beleuchtungsbaugruppe enthalten. Der Lichtemissionscontroller führt eine Konstantstromsteuerung für einen durch die LED-Kette fließenden Ansteuerstrom durch, während die Anzahl von LEDs, die Licht emittieren, gemäß einer Änderung bei einer über den Gleichrichter an die LED-Kette gelieferten Eingangsspannung (einer pulsierenden Spannung) eingestellt. Zudem besitzt ein im Dokument 1 beschriebener Dimmer einen TRIAC. Durch Steuern des TRIAC ist der Dimmer konfiguriert zum Steuern einer Phase der von einer AC-Stromversorgung an die LED-Bestromungsvorrichtung zu liefernden AC-Spannung, um die Dimmsteuerung für die LED-Bestromungsvorrichtung durchzuführen.
Wenn übrigens der TRIAC des Dimmers in einer Phase nahe einer Spitze der AC-Spannung eingeschaltet wird, kann der Eingangsstrom in die Beleuchtungsbaugruppe schnell ansteigen. Somit besteht eine Möglichkeit, dass ein Überstrom durch die Beleuchtungsbaugruppe fließen kann.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Beleuchtungsbaugruppe und einer Leuchte, die einen Überstrom unterdrücken können, wenn eine Eingangsspannung einer Phasensteuerung unterzogen wird.
Eine Beleuchtungsbaugruppe gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Gleichrichterschaltung, die konfiguriert ist zum Gleichrichten einer AC-Spannung, um eine pulsierende Spannung auszugeben. Die Beleuchtungsbaugruppe enthält weiterhin mindestens eine Ansteuerschaltung, die konfiguriert ist zum Umschalten, innerhalb einer Periode der pulsierenden Spannung zwischen einer Bestromungszeitperiode und einer Nicht-Bestromungszeitperiode gemäß einem Spannungswert der pulsierenden Spannung, wobei die Bestromungszeitperiode zum Liefern eines Laststroms an eine entsprechende Festkörperlichtquelle bestimmt ist und die Nicht-Bestromungszeitperiode zum Liefern keines Laststroms an die entsprechende Festkörperlichtquelle bestimmt ist. Jede der mindestens einen Ansteuerschaltung enthält: ein Steuerelement, das den Laststrom zu der entsprechenden Festkörperlichtquelle einstellt; und eine erste Steuerschaltung, die konfiguriert ist zum Detektieren einer Größe des Laststroms (eines Werts des Laststroms) in der Bestromungszeitperiode und Steuern des Steuerelements mit einer ersten Reaktionsgeschwindigkeit, damit der Wert des Laststroms mit einem ersten Zielwert übereinstimmt. Die mindestens eine Ansteuerschaltung enthält weiterhin eine zweite Steuerschaltung, die konfiguriert ist zum Detektieren des Werts des Laststroms in der Bestromungszeitperiode und Steuern des Steuerelements mit einer zweiten Reaktionsgeschwindigkeit, so dass der Wert des Laststroms eine Obergrenze, die über dem ersten Zielwert liegt, nicht übersteigt. Die zweite Reaktionsgeschwindigkeit liegt über der ersten Reaktionsgeschwindigkeit.
Eine Leuchte gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält die Beleuchtungsbaugruppe und einen die Beleuchtungsbaugruppe haltenden Leuchtenkörper.
Figurenliste
Die Figuren zeigen eine oder mehrere Implementierungen gemäß der vorliegenden Offenbarung lediglich beispielhaft, nicht als Beschränkungen. In den Figuren beziehen sich gleiche Bezugszahlen auf die gleichen oder ähnliche Elemente.

1 ist ein Schaltplan einer Beleuchtungsbaugruppe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Schaltplan zum Erläutern des Betriebs der der Beleuchtungsbaugruppe.
3 ist ein Wellenformdiagramm zum Erläutern des Betriebs der Beleuchtungsbaugruppe.
4 ist ein Wellenformdiagramm zum Erläutern eines weiteren Betriebs der Beleuchtungsbaugruppe.
5 ist ein Schaltplan, teilweise weggelassen, einer Variante der Beleuchtungsbaugruppe.
6 ist ein Schaltplan, teilweise weggelassen, einer Beleuchtungsbaugruppe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7A ist eine Perspektivansicht einer Leuchte gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 7B ist eine Perspektivansicht einer Variante 1 der Leuchte; und 7C ist eine Perspektivansicht einer Variante 2 der Leuchte.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden eine Beleuchtungsbaugruppe gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und eine Leuchte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Man beachte, dass in den folgenden Ausführungsformen erläuterte Konfigurationen lediglich Beispiele für die vorliegende Erfindung sind. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt. In den folgenden Ausführungsformen können zahlreiche Modifikationen und Variationen gemäß Designs und dergleichen vorgenommen werden, ohne von den technischen Ideen gemäß der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
(Erste Ausführungsform)
Wie in 1 gezeigt, enthält eine Beleuchtungsbaugruppe 1A gemäß einer ersten Ausführungsform eine Gleichrichterschaltung 10, eine erste Ansteuerschaltung 11, eine zweite Ansteuerschaltung 12, eine Bleeder-Schaltung 13, eine Stromversorgungsschaltung 14, eine Referenzspannungsschaltung 15 und eine Filterschaltung 16. Die Beleuchtungsbaugruppe 1A ist konfiguriert zum Liefern einer von einer AC-Stromversorgung 4 empfangenen AC-Spannung (z.B. einer sinusförmigen AC-Spannung mit einem Spannungseffektivwert von 100 V und einer Stromversorgungsfrequenz von 50 Hz oder 60 Hz) an mindestens eine Festkörperlichtquelle ohne AC-DC-Umwandlung, um zu bewirken, dass die Festkörperlichtquelle Licht emittiert. Die Festkörperlichtquelle ist beispielsweise eine weiße LED zur Beleuchtung. Anstelle der LED kann die Festkörperlichtquelle ein organisches Elektrolumineszenzelement, ein Halbleiterlaser oder dergleichen sein.
Die Gleichrichterschaltung 10 enthält eine Brückenschaltung mit vier Dioden D1 bis D4 (eine Diodenbrücke). Die Gleichrichterschaltung 10 führt eine Vollgleichrichtung einer AC-Spannung zwischen zwei AC-Eingangsanschlüssen davon durch, die von der AC-Stromversorgung 4 eingegeben wird, und gibt dann eine pulsierende Spannung (Eingangsspannung Vin) und einen pulsierenden Strom (Eingangsstrom Iin (siehe 2)) zwischen zwei pulsierenden Ausgangsanschlüssen davon aus. Einer der beiden pulsierenden Ausgangsanschlüsse ist elektrisch an einen wegführenden Teil eines leitfähigen Pfads (ersten leitfähigen Pfads 17) angeschlossen. Der andere der beiden pulsierenden Ausgangsanschlüsse ist elektrisch an einen zurückführenden Teil des leitfähigen Pfads (zweiter leitfähiger Pfad 18) angeschlossen.
Die Filterschaltung 16 enthält eine in den ersten leitfähigen Pfad 17 eingefügte Drosselspule L1 und zwei Kondensatoren (direkt geschaltete Kondensatoren) C1 und C2, die elektrisch zwischen den ersten und den zweiten leitfähigen Pfad 17 und 18 geschaltet sind. Mit anderen Worten ist die Filterschaltung 16 eine sogenannte π-LC-Filterschaltung. Die Filterschaltung 16 filtert eine in einer Stromversorgungsleitung, die die AC-Stromversorgung 4 und die Gleichrichterschaltung 10 elektrisch verbindet, überlagerte Stoßspannung, um die erste Ansteuerschaltung 11, die zweite Ansteuerschaltung 12, die Bleeder-Schaltung 13, die Stromversorgungsschaltung 14 und die Referenzspannungsschaltung 15 zu schützen.
Der erste leitfähige Pfad 17 besitzt ein Ende, das elektrisch an eine positive Elektrode eines ersten LED-Arrays 2 angeschlossen ist. Das erste LED-Array 2 besitzt eine negative Elektrode, die elektrisch an eine positive Elektrode eines zweiten LED-Arrays 3 angeschlossen ist. Das erste LED-Array 2 enthält eine Reihenschaltung, in der drei LEDs 20 in Reihe geschaltet sind. Auch das zweite LED-Array 3 enthält eine Reihenschaltung, in der zwei LEDs 30 in Reihe geschaltet sind. Jedes des ersten und zweiten LED-Arrays 2 und 3 ist elektrisch leitfähig und emittiert Licht (leuchtet auf), während eine zwischen der positiven und negativen Elektrode davon angelegte Spannung größer oder gleich ihrer EIN-Spannung ist (einer ersten EIN-Spannung V21 oder einer zweiten EIN-Spannung V22 für das erste und zweite LED-Array 2 bzw. 3). Der Gesamtwert aus der ersten und zweiten EIN-Spannung V21 und V22 (d.h. V21+V22) liegt unter einem Spitzenwert (z.B. 100 V × √2 ≈ 141 V) der Eingangsspannung Vin. Beispielsweise liegt der Gesamtwert bevorzugt um 10% bis 20% des Spitzenwerts unter dem Spitzenwert. Die Anzahl der LEDs 20 des ersten LED-Arrays 2 ist nicht auf drei beschränkt, und die Anzahl der LEDs 30 des zweiten LED-Arrays 3 ist nicht auf zwei beschränkt. Die Anzahl der LED-Arrays, die durch die Beleuchtungsbaugruppe 1A zum Emittieren von Licht gebracht werden sollen, ist nicht auf zwei beschränkt. Die Beleuchtungsbaugruppe 1A kann konfiguriert sein zu bewirken, dass drei oder mehr LED-Arrays Licht emittieren. Man beachte, dass das erste und zweite LED-Array 2 und 3 nicht in Komponenten der Beleuchtungsbaugruppe 1A enthalten sind.
Die Beleuchtungsbaugruppe 1A enthält einen Glättungskondensator C12, der elektrisch parallel zu dem ersten LED-Array 2 zwischen die positive und negative Elektrode des ersten LED-Arrays 2 geschaltet ist. Zudem enthält die Beleuchtungsbaugruppe 1A einen Glättungskondensator C13, der elektrisch parallel zwischen die positive und negative Elektrode des zweiten LED-Arrays 3 geschaltet ist. Die Kondensatoren C12 und C13 glätten Spannungen und Ströme, die an das erste und zweite LED-Array 2 und 3 angelegt werden sollen, um eine Variation bei dem von dort zu emittierenden Licht zu unterdrücken.
Die erste Ansteuerschaltung 11 enthält einen Transistor Q1 entsprechend einem ersten Steuerelement, eine erste Steuerschaltung 111 und eine zweite Steuerschaltung 112. Der Transistor Q1 ist beispielsweise ein n-Kanal-MOSFET (Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor) vom Anreicherungstyp. Der Transistor Q1 besitzt einen Drain, der elektrisch mit einer Kathode einer Diode D11 verbunden ist, von der eine Anode elektrisch mit der negativen Elektrode des ersten LED-Arrays 2 verbunden ist.
Die erste Steuerschaltung 111 enthält einen Operationsverstärker U2, einen Kondensator C25 und Widerstände R25 bis R27. Der Widerstand R27 besitzt: ein Ende, das elektrisch mit einer Source des Transistors Q1 verbunden ist; und ein anderes Ende, das elektrisch mit dem zweiten leitfähigen Pfad 18 verbunden ist. Der Widerstand R25 besitzt: ein Ende, das elektrisch mit einem Gate des Transistors Q1 verbunden ist; und ein weiteres Ende, das elektrisch mit einem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers U2 verbunden ist. Der Operationsverstärker U2 besitzt: einen positiven Eingangsanschluss, an den die Referenzspannungsschaltung 15 eine erste Referenzspannung V1 ausgibt; und einen negativen Eingangsanschluss, der über den Widerstand R26 elektrisch mit der Source des Transistors Q1 verbunden ist. Der Kondensator C25 ist elektrisch in Reihe zu jedem des Ausgangsanschlusses und des negativen Eingangsanschlusses des Operationsverstärkers U2 geschaltet. Der Operationsverstärker U2 detektiert einen Drainstrom des Transistors Q1 anhand einer Spannung an dem Widerstand R27 und stellt seine Ausgangsspannung (eine Gatespannung des Transistors Q1) so ein, dass die Spannung an dem Widerstand R27 mit der ersten Referenzspannung V1 übereinstimmt. Das heißt, die erste Steuerschaltung 111 verstellt (steuert) die Gatespannung des Transistors Q1 (die Spannung zwischen dem Gate und der Source), damit ein Laststrom I2 (oder ein Wert davon) (siehe 2), der durch das erste LED-Array 2 fließt, mit einem ersten Zielwert entsprechend der ersten Referenzspannung V1 übereinstimmt, wodurch eine Konstantstromsteuerung durchgeführt wird. Bei dieser Ausführungsform bilden der Kondensator C25 und die Widerstände R25 und R26 eine Phasenkompensationsschaltung, um zu verhindern, dass der Operationsverstärker U2 schwingt.
Die zweite Steuerschaltung 112 enthält ein Schalterelement Q7 und drei Widerstände R44 bis R46. Das Schalterelement Q7 ist beispielsweise ein NPN-Bipolartransistor. Das Schalterelement Q7 besitzt einen Kollektor, der über den Widerstand R46 elektrisch mit dem Gate des Transistors Q1 verbunden ist. Das Schalterelement Q7 besitzt eine Basis, die über den Widerstand R45 elektrisch mit der Source des Transistors Q1 verbunden ist. Der Widerstand R44 besitzt: ein Ende, das elektrisch mit dem Ende des Widerstands R27 und einem Emitter des Schalterelements Q7 verbunden ist; und ein anderes Ende, das elektrisch mit der Source des Transistors Q1 verbunden ist. Während eine Spannung zwischen der Basis und dem Emitter des Schalterelements Q7 unter einem Schwellwert liegt, befindet sich das Schalterelement Q7 in einem Aus-Zustand, wenn aber die Spannung zwischen der Basis und dem Emitter davon größer oder gleich dem Schwellwert wird, wird es eingeschaltet. Wenn das Schalterelement Q7 eingeschaltet wird, werden in dem Gate des Transistors Q1 akkumulierte elektrische Ladungen durch das Schalterelement Q7 herausgezogen und der Transistor Q1 wird deshalb ausgeschaltet. Das heißt, während der Laststrom I2 (oder sein Wert) unter einer Obergrenze liegt, hält die zweite Steuerschaltung 112 das Schalterelement Q7 in dem Aus-Zustand, wenn aber der Laststrom I2 größer oder gleich der Obergrenze wird, schaltet sie das Schalterelement Q7 in einen Ein-Zustand, um den Transistor Q1 auszuschalten, wodurch der Laststrom I2 reduziert wird.
Die erste Ansteuerschaltung 12 enthält einen Transistor Q2 entsprechend einem zweiten Steuerelement, eine erste Steuerschaltung 121 und eine zweite Steuerschaltung 122. Der Transistor Q2 ist beispielsweise ein n-Kanal-MOSFET (Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor) vom Anreicherungstyp. Der Transistor Q2 besitzt einen Drain, der elektrisch mit einer Kathode einer Diode D12 verbunden ist, von der eine Anode elektrisch mit der negativen Elektrode des zweiten LED-Arrays 3 verbunden ist.
Die erste Steuerschaltung 121 enthält einen Operationsverstärker U3, einen Kondensator C16 und Widerstände R30 bis R32. Der Widerstand R27 besitzt: ein Ende, das elektrisch mit einer Source des Transistors Q2 verbunden ist; und ein anderes Ende, das elektrisch in Reihe mit dem Ende des Widerstands R27 der ersten Steuerschaltung 111 verbunden ist. Der Widerstand R30 besitzt: ein Ende, das elektrisch mit einem Gate des Transistors Q2 verbunden ist; und ein weiteres Ende, das elektrisch mit einem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers U3 verbunden ist. Der Operationsverstärker U3 besitzt: einen positiven Eingangsanschluss, an den die Referenzspannungsschaltung 15 eine zweite Referenzspannung V2 ausgibt; und einen negativen Eingangsanschluss, der über den Widerstand R31 elektrisch mit Source des Transistors Q2 verbunden ist. Der Kondensator C16 ist elektrisch in Reihe mit jedem des Ausgangsanschlusses und des negativen Eingangsanschlusses des Operationsverstärkers U3 geschaltet. Der Operationsverstärker U3 detektiert einen Drainstrom (Laststrom I3) des Transistors Q2 von einer Spannung zwischen den beiden Enden einer aus den Widerständen R32 und R27 gebildeten Reihenschaltung und stellt seine Ausgangsspannung (eine Gatespannung des Transistors Q2) so ein, dass die Spannung zwischen beiden Enden mit der zweiten Referenzspannung V2 übereinstimmt. Das heißt, die erste Steuerschaltung 121 bewirkt, dass der durch das erste und zweite LED-Array 2 und 3 fließende Laststrom 13 mit einem zweiten Zielwert entsprechend der zweiten Referenzspannung V2 übereinstimmt, wodurch eine Konstantstromsteuerung durchgeführt wird. Bei dieser Ausführungsform bilden der Kondensator C16 und die Widerstände R30 und R31 eine Phasenkompensationsschaltung, um zu verhindern, dass der Operationsverstärker U3 schwingt.
Die zweite Steuerschaltung 122 enthält ein Schalterelement Q8 und drei Widerstände R47 bis R49. Das Schalterelement Q8 ist beispielsweise ein NPN-Bipolartransistor. Das Schalterelement Q8 besitzt einen Kollektor, der über den Widerstand R49 elektrisch mit dem Gate des Transistors Q2 verbunden ist. Das Schalterelement Q8 besitzt eine Basis, die über den Widerstand R48 elektrisch mit der Source des Transistors Q2 verbunden ist. Der Widerstand R47 besitzt: ein Ende, das elektrisch mit dem Ende des Widerstands R27 und einem Emitter des Schalterelements Q8 verbunden ist; und ein anderes Ende, das elektrisch mit der Source des Transistors Q2 verbunden ist. Während eine Spannung zwischen der Basis und dem Emitter des Schalterelements Q8 unter einem Schwellwert liegt, befindet sich das Schalterelement Q8 in einem Aus-Zustand, wenn aber die Spannung zwischen der Basis und dem Emitter davon größer oder gleich dem Schwellwert wird, wird es eingeschaltet. Wenn das Schalterelement Q8 eingeschaltet wird, werden in dem Gate des Transistors Q2 akkumulierte elektrische Ladungen durch das Schalterelement Q8 herausgezogen und der Transistor Q2 wird deshalb ausgeschaltet. Das heißt, während der Laststrom I3 (oder sein Wert) unter einer Obergrenze liegt, hält die zweite Steuerschaltung 122 das Schalterelement Q8 in dem Aus-Zustand, wenn aber der Laststrom I3 größer oder gleich der Obergrenze wird, schaltet sie das Schalterelement Q8 in einen Ein-Zustand, um den Transistor Q2 auszuschalten, wodurch der Laststrom I3 reduziert wird.
Die Stromversorgungsschaltung 14 enthält einen Parallelkreis, in dem ein Kondensator C11 und eine Konstantspannungsschaltung (eine Konstantspannungsdiode ZD2) parallel geschaltet sind. Der Kondensator C11 wird mit einem von der Bleeder-Schaltung 13 gelieferten Bleeder-Strom geladen. Die Konstantspannungsdiode ZD2 klemmt eine Spannung an dem Kondensator C11, so dass sie kleiner oder gleich einer vorgeschriebenen Spannung wird (z.B. 6 V bis 15 V). Die Stromversorgungsschaltung 14 setzt in dem Kondensator C11 akkumulierte elektrische Ladungen frei, um einen Strom Icc (im Folgenden als ein „Steuerstromversorgungsstrom“ Icc bezeichnet) an die erste und zweite Ansteuerschaltung 11 und 12 zu liefern. Man beachte, dass der Steuerstromversorgungsstrom Icc bevorzugt über einem Gesamtwert aus Maximalwerten des Stromverbrauchs in den Operationsverstärkern U2 und U3 der ersten und zweiten Ansteuerschaltung 11 und 12 liegt (jeder Maximalwert beträgt beispielsweise 1 mA).
Die Referenzspannungsschaltung 15 enthält drei Spannungsteilungswiderstände R21, R23 und R24 und zwei Kondensatoren C14 und C15. Der Spannungsteilungswiderstand R23 besitzt: ein erstes Ende, das elektrisch mit einem Anschluss auf einer Hochpotenzialseite verbunden ist, des Kondensators C11 (d.h., den elektrisch mit einer Kathode der Konstantspannungsdiode ZD2 verbundenen Anschluss); und ein zweites Ende, das elektrisch mit einem ersten Ende des Spannungsteilungswiderstands R24 verbunden ist. Ein zweites Ende des Spannungsteilungswiderstands R24 ist elektrisch mit einem ersten Ende des Spannungsteilungswiderstands R21 verbunden, von dem ein zweites Ende elektrisch mit dem zweiten leitfähigen Pfad 18 verbunden ist. Der Kondensator C14 ist elektrisch parallel zu dem Spannungsteilungswiderstand R21 geschaltet. Der Kondensator C15 ist elektrisch parallel zu den Spannungsteilungswiderständen R21 und R24 geschaltet. Mit anderen Worten generiert die Referenzspannungsschaltung 15 die erste Referenzspannung V1 durch Teilen einer Nennstromversorgungsspannung Vcc der Stromversorgungsschaltung 14 (die Spannung Vcc ist etwa gleich einer Zener-Spannung der Konstantspannungsdiode ZD2) durch die drei Spannungsteilungswiderstände R21, R23 und R24. Außerdem generiert die Referenzspannungsschaltung 15 die zweite Referenzspannung V2 durch Teilen der Nennstromversorgungsspannung Vcc der Stromversorgungsschaltung 14 durch den einen Spannungsteilungswiderstand R23 und einen kombinierten Widerstandswert der beiden Spannungsteilungswiderstände R21 und R24. Die zweite Referenzspannung V2 liegt über der ersten Referenzspannung V1.
Die Bleeder-Schaltung 13 enthält einen Transistor Q5, einen Nebenschlussregler U1, eine Konstantspannungsdiode ZD1, Widerstände R1, R3, R8 und R9, eine Diode D6 und einen Kondensator C10. Die Diode 6 besitzt eine elektrisch mit dem ersten leitfähigen Pfad 17 verbundene Anode und eine elektrisch mit einem Drain des Transistors Q5 verbundene Kathode. Der Transistor Q5 ist ein n-Kanal-MOSFET vom Anreicherungstyp. Der Transistor Q5 besitzt eine Source, die elektrisch mit einem ersten Ende des Widerstands R8 verbunden ist, von dem ein zweites Ende elektrisch mit einer positiven Elektrode der Stromversorgungsschaltung 14 (einer Kathode der Konstantspannungsdiode ZD1) verbunden ist. Der Transistor Q5 besitzt ein Gate, das elektrisch mit einem ersten Ende des Widerstands R9, einem Kathodenanschluss des Nebenschlussreglers U1, einem Ende des Kondensators C10 und der Kathode der Konstantspannungsdiode ZD1 verbunden ist. Ein zweites Ende des Widerstands R9 ist elektrisch mit dem ersten leitfähigen Pfad 17 verbunden. Ein Anodenanschluss des Nebenschlussreglers U1 und eine Anode der Konstantspannungsdiode ZD1 sind elektrisch mit dem zweiten leitfähigen Pfad 18 verbunden. Der Nebenschlussregler U1 besitzt einen Referenzanschluss, der elektrisch mit einem ersten Ende des Widerstands R3 und einem anderen Ende des Kondensators C10 verbunden ist. Ein zweites Ende des Widerstands R3 ist elektrisch mit dem zweiten leitfähigen Pfad 18 verbunden. Der Widerstand R1 befindet sich zwischen dem Anodenanschluss des Nebenschlussreglers U1 und dem Widerstand R3 in dem zweiten leitfähigen Pfad 18.
Das Gate des Transistors Q5 wird über den Widerstand R9 vorgespannt. Wenn das Gate vorgespannt ist, wird der Transistor Q5 betätigt und deshalb fließt ein Drainstrom. Der Drainstrom fließt von dem ersten leitfähigen Pfad 17 über die Diode D6, den Transistor Q5, den Widerstand R9 und die Stromversorgungsschaltung 14 zu dem zweiten leitfähigen Pfad 18 (Widerstand R1). Der Nebenschlussregler U1 ist eine integrierte Schaltung, die konfiguriert ist zum Einstellen eines Stroms, der von dem Kathodenanschluss zu dem Anodenanschluss fließen soll, damit eine Spannung an dem Referenzanschluss bei Betrachtung von dem Anodenanschluss aus mit der inneren Referenzspannung übereinstimmt. Das heißt, der Nebenschlussregler U1 erhöht den von dem Kathodenanschluss zum Anodenanschluss fließenden Strom, wenn die Spannung an dem Referenzanschluss erhöht wird, in Abhängigkeit von einer Erhöhung bei dem durch den Widerstand R1 fließenden Strom. Wenn in dem Nebenschlussregler U1 der Strom von dem Kathodenanschluss zu dem Anodenanschluss erhöht wird, wird auch eine Spannung an dem Widerstand R9 erhöht, und deshalb wird eine Gatespannung des Transistors Q5 reduziert. Somit wird der Drainstrom des Transistors Q5, nämlich der durch den Widerstand R1 fließende Strom, reduziert. Andererseits verringert der Nebenschlussregler U1 den von dem Kathodenanschluss zu dem Anodenanschluss fließenden Strom, wenn die Spannung an dem Referenzanschluss reduziert wird, in Abhängigkeit von einer Verringerung bei dem durch den Widerstand R1 fließenden Strom. Wenn in dem Nebenschlussregler U1 der von dem Kathodenanschluss zu dem Anodenanschluss fließende Strom verringert wird, wird auch die Spannung an dem Widerstand R9 verringert und deshalb wird die Gatespannung des Transistors Q5 erhöht. Somit wird der Drainstrom des Transistors Q5, nämlich der durch den Widerstand R1 fließende Strom, erhöht. Mit anderen Worten stellt der Nebenschlussregler U1 den Strom, der durch den Widerstand R9 fließen soll, so ein, dass es ein konstanter Strom ist, um die Gatespannung des Transistors Q5 konstant zu halten, und dadurch wird der Drainstrom (Bleeder-Strom) des Transistors Q5 konstant gemacht. Man beachte, dass der Kondensator C10 eine Änderung bei der Spannung an dem Referenzanschluss moderiert, um eine Reaktionsgeschwindigkeit des Nebenschlussreglers U1 zu reduzieren. Außerdem verhindert die Konstantspannungsdiode ZD1, dass eine Überspannung zwischen dem Kathodenanschluss und dem Anodenanschluss des Nebenschlussreglers U1 angelegt wird.
Als Nächstes wird ein Betrieb der Beleuchtungsbaugruppe 1A in einem Fall, wo die Eingangsspannung Vin nicht durch einen Dimmer phasengesteuert wird, unter Bezugnahme auf die 2 und 3 ausführlich beschrieben. 3 zeigt eine Änderung der Eingangsspannung Vin in einer Periode der Eingangsspannung Vin (eine Halbperiode der AC-Spannung: z.B. eine Phase: 0 rad bis π rad). Alle des ersten und zweiten LED-Arrays 2 und 3 und der Bleeder-Schaltung 13 hören in einem Abschnitt M0 ab einem Punkt auf zu arbeiten, wo die Eingangsspannung Vin null Volt (Phase: 0 rad) kreuzt, bis zu einem Punkt, wo der Betrieb des Transistors Q5 der Bleeder-Schaltung 13 startet. Somit beträgt der Eingangsstrom Iin in diesem Abschnitt null.
Wenn die Eingangsspannung Vin dann erhöht wird und die Spannung an der Konstantspannungsdiode ZD2 der Stromversorgungsschaltung 14 die Zener-Spannung der Konstantspannungsdiode ZD2 übersteigt, fließt der Bleeder-Strom I1 von der Bleeder-Schaltung 13 zu der Stromversorgungsschaltung 14 und der Kondensator C11 wird geladen (siehe 1 und 2). Dadurch wird der Steuerstromversorgungsstrom Icc von der Stromversorgungsschaltung 14 an die erste und zweite Ansteuerschaltung 11 und 12 geliefert. Bei dieser Ausführungsform ist die Bleeder-Schaltung 13 konfiguriert, einen Fluss des Bleeder-Stroms I1 mit einem Wert (z.B. 20 mA bis 40 mA) größer zu machen als einen Strom (etwa 10 mA), der zum Selbsthalten eines TRIAC in dem Dimmer erforderlich ist. Das erste und zweite LED-Array 2 und 3 sind nichtleitend und unbestromt in einem Abschnitt (Abschnitt M1 in 3) ab einer Phase, bei der der Betrieb der Bleeder-Schaltung 13 startet, bis zu einer Phase, bei der die Eingangsspannung Vin größer oder gleich der ersten EIN-Spannung V21 wird. Die erste und zweite Ansteuerschaltung 11 und 12 sind immer noch auf Stopp.
Wenn die Eingangsspannung Vin so erhöht wird, dass sie größer oder gleich der ersten EIN-Spannung V21 ist, wird das erste LED-Array 2 leitfähig und der Betrieb der ersten Ansteuerschaltung 11 wird gestartet. Wenn die erste Ansteuerschaltung 11 betrieben wird, beginnt der Laststrom I2 von dem ersten leitfähigen Pfad 17 über das erste LED-Array 2, die Diode D11 und die erste Ansteuerschaltung 11 zu dem zweiten leitfähigen Pfad 18 zu fließen, und deshalb emittiert das erste LED-Array 2 Licht (siehe 2). Die erste Ansteuerschaltung 11 empfängt den Steuerstromversorgungsstrom Icc von der Stromversorgungsschaltung 14 und arbeitet dahingehend, dass der durch das erste LED-Array 2 fließende Laststrom I2 mit dem ersten Zielwert entsprechend der ersten Referenzspannung V1 übereinstimmt, so dass der Laststrom I2 konstant gehalten wird. Hier wird die Spannung an dem Widerstand R1 durch den durch den zweiten leitfähigen Pfad 18 fließenden Laststrom I2 erhöht. Aus diesem Grund macht die Bleeder-Schaltung 13 dem Bleeder-Strom I1 null, falls der erste Zielwert auf einen Wert größer als der Bleeder-Strom I1 gesetzt worden ist. Man beachte, dass, selbst wenn der Bleeder-Strom I1 auf null reduziert wird, die Stromversorgungsschaltung 14 weiterhin den Steuerstromversorgungsstrom Icc durch Entladen der in dem Kondensator C11 gespeicherten Ladungen liefern kann. Nur das erste LED-Array 2 wird bestromt, aber das zweite LED-Array 3 ist in einem Abschnitt unbestromt (Abschnitt M2) ab einer Phase, bei der die Eingangsspannung Vin gleich der ersten EIN-Spannung V21 wird, bis zu einer Phase, bei der die Eingangsspannung Vin gleich einem Gesamtwert aus der ersten und zweiten EIN-Spannung V21 und V22 wird.
Wenn die Eingangsspannung Vin erhöht wird, so dass sie größer oder gleich dem Gesamtwert aus der ersten und zweiten EIN-Spannung V21 und V22 wird, wird auch das zweite LED-Array 3 zusammen mit dem ersten LED-Array 2 leitfähig und der Betrieb der zweiten Ansteuerschaltung 12 wird gestartet. Wenn die zweite Ansteuerschaltung 12 betrieben wird, beginnt der Laststrom I3 von dem ersten leitfähigen Pfad 17 über das erste LED-Array 2, das zweite LED-Array 3, die Diode D12 und die zweite Ansteuerschaltung 12 zu dem zweiten leitfähigen Pfad 18 zu fließen, und deshalb emittieren das erste und zweite LED-Array 2 und 3 Licht (siehe 2). Die zweite Ansteuerschaltung 12 empfängt den Steuerstromversorgungsstrom Icc von der Stromversorgungsschaltung 14 und arbeitet dahingehend, dass der Laststrom I3 mit dem zweiten Zielwert entsprechend der zweiten Referenzspannung V2 übereinstimmt, so dass der Laststrom I3 konstant gehalten wird. Hier wird die Spannung an dem Widerstand R27 durch den durch den zweiten leitfähigen Pfad 18 fließenden Laststrom I3 erhöht, und die Eingangsspannung des negativen Eingangsanschlusses des Operationsverstärkers U2 wird deshalb erhöht. Aus diesem Grund schaltet die erste Ansteuerschaltung 11 den Transistor Q1 aus. Außerdem macht die Bleeder-Schaltung 13 den Bleeder-Strom I1 zu null, falls der zweite Zielwert auf einen Wert über dem Bleeder-Strom I1 gesetzt worden ist. Man beachte, dass ähnlich dem Abschnitt M2 selbst dann, wenn der Bleeder-Strom I1 auf null reduziert wird, die Stromversorgungsschaltung 14 weiterhin den Steuerstromversorgungsstrom Icc durch Entladen der im Kondensator C11 gespeicherten Ladungen liefern kann. Sowohl das erste als auch das zweite LED-Array 2 und 3 werden in einem Abschnitt (Abschnitt M3) ab einer Phase bestromt, bei der die Eingangsspannung Vin der Gesamtwert aus der ersten und zweiten EIN-Spannung V21 und V22 wird, bis zu einer Phase, bei der die Eingangsspannung Vin unter den Gesamtwert aus der ersten und zweiten EIN-Spannung V21 und V22 reduziert wird.
Die Beleuchtungsbaugruppe 1A führt den gleichen Betrieb durch wie der Abschnitt M2 in einem Abschnitt (Abschnitt M4) ab einer Phase, bei der die Eingangsspannung Vin einen Spitzenwert durchläuft und gleich dem Gesamtwert aus der ersten und zweiten EIN-Spannung V21 und V22 wird, bis zu einer Phase, bei der die Eingangsspannung Vin gleich der ersten EIN-Spannung V21 wird. Kurz gesagt entsprechen die Abschnitte M2 bis M4 einer Bestromungszeitperiode. Außerdem führt die Beleuchtungsbaugruppe 1A die gleiche Operation durch wie der Abschnitt M1 in einem Abschnitt (Abschnitt M5) ab einer Phase, bei der die Eingangsspannung Vin reduziert wird und gleich der ersten EIN-Spannung V21 wird, bis zu einer Phase, bei der der Betrieb der Bleeder-Schaltung 13 gestoppt wird. Weiterhin führt die Beleuchtungsbaugruppe 1A den gleichen Betrieb durch wie der Abschnitt M0 in einem Abschnitt (Abschnitt M6), in dem die Eingangsspannung Vin reduziert wird und der Betrieb der Bleeder-Schaltung 13 auf Stopp ist.
Kurz gesagt entsprechen die Abschnitte M0, M1, M5 und M6 einer Nicht-Bestromungszeitperiode.
Wie oben beschrieben kann die Beleuchtungsbaugruppe 1A in einer Periode der Eingangsspannung Vin bewirken, dass das erste LED-Array 2 oder sowohl das erste als auch das zweite LED-Array 2 und 3 Licht in den Abschnitten M2 bis M4 emittieren, ohne die Eingangsspannung Vin von der pulsierenden Spannung in die DC-Spannung umzuwandeln. Andererseits bewirkt in einem Fall, wo die Eingangsspannung Vin durch den Dimmer phasengesteuert wird, die Beleuchtungsbaugruppe 1A, dass das erste LED-Array 2 oder sowohl das erste als auch das zweite LED-Array 2 und 3 Licht nur in einem oder mehreren Abschnitten der Phase emittieren, wo die Eingangsspannung Vin größer oder gleich der ersten EIN-Spannung V21 ist, der Abschnitte M2 bis M4. Das heißt, die Beleuchtungsbaugruppe 1A kann das Dimmen des ersten und zweiten LED-Arrays 2 und 3 unter der Steuerung des Dimmers einstellen.
Als Nächstes wird der Betrieb der Beleuchtungsbaugruppe 1A in einem Fall, wo die Eingangsspannung Vin durch den Dimmer phasengesteuert wird, unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. 4 zeigt in einer Periode der Eingangsspannung Vin jeweilige Änderungen an der Eingangsspannung Vin, einer Spannung Vgs zwischen dem Gate und der Source des Transistors Q1 und dem Laststrom I2. In den folgenden Erläuterungen wird die Eingangsspannung Vin durch den Dimmer phasengesteuert, und es wird angenommen, dass der TRIAC des Dimmers ausgeschaltet ist, beispielsweise während einer Zeitperiode, in der eine Phase der Eingangsspannung Vin 0 rad bis π/2 rad beträgt (im Folgenden als eine Aus-Periode bezeichnet.
In den Abschnitten M1 und M2 der Aus-Periode ist der Transistor Q1 der ersten Ansteuerschaltung 11 durch die erste Steuerschaltung 111 eingeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt fließt der Laststrom I2 nicht durch den Transistor Q1. Dementsprechend erhöht die erste Steuerschaltung 111 die Spannung Vgs zwischen dem Gate und der Source des Transistors Q1 auf das Maximum (siehe 4). Infolgedessen wird ein EIN-Widerstand zwischen dem Drain und der Source des Transistors Q1 minimiert. In einem Abschnitt M3 der Aus-Periode befindet sich der Transistor Q2 der zweiten Ansteuerschaltung 12 durch die erste Steuerschaltung 121 im EIN-Zustand. Zu diesem Zeitpunkt fließt der Laststrom I3 nicht durch den Transistor Q2. Dementsprechend erhöht die erste Steuerschaltung 121 die Spannung zwischen dem Gate und der Source des Transistors Q2 auf das Maximum. Infolgedessen wird ein EIN-Widerstand zwischen dem Drain und der Source des Transistors Q2 minimiert.
Wenn in der Mitte des Abschnitts M3 der TRIAC des Dimmers eingeschaltet wird, wird die Eingangsspannung Vin plötzlich auf den Spitzenwert erhöht (etwa 141 V) (siehe 4). Weil zu diesem Zeitpunkt der EIN-Widerstand des Transistors Q1 in der ersten Ansteuerschaltung 11 auf einem Minimum ist, wird der Laststrom I2 schnell von null auf mehrere Ampere (z.B. etwa 4 A) erhöht (siehe eine gestrichelte Linie β in 4). Weil ein EIN-Widerstand des Transistors Q2 in der zweiten Ansteuerschaltung 12 auf einem Minimum ist, wird analog der Laststrom I3 schnell von null auf mehrere Ampere erhöht. Dann fließt der übermäßige Laststrom I2 weiter, bis die erste Steuerschaltung 111 den Laststrom I2 detektiert und die Spannung Vgs zwischen dem Gate und der Source des Transistors Q1 reduziert. Analog fließt der übermäßige Laststrom I3 weiter, bis die erste Steuerschaltung 121 den Laststrom I3 detektiert und die Spannung zwischen dem Gate und der Source des Transistors Q2 reduziert. Spitzenwerte der Lastströme I2 und I3 werden durch die Filterschaltung 16 geringfügig unterdrückt.
Jede der ersten Steuerschaltungen 111 und 121 ist konfiguriert zum Rückkoppeln der Spannung Vgs zwischen dem Gate und der Source eines entsprechenden Transistors der Transistoren Q1 und Q2 mit einer ersten Reaktionsgeschwindigkeit. Jede der zweiten Steuerschaltungen 112 und 122 ist konfiguriert zum Ausschalten eines entsprechenden Transistors der Transistoren Q1 und Q2 mit einer zweiten Reaktionsgeschwindigkeit. In dieser Ausführungsform ist die zweite Reaktionsgeschwindigkeit um ein Mehrfaches höher als die erste Reaktionsgeschwindigkeit. Das heißt, die Eingangsspannungen an den negativen Eingangsanschlüssen der Operationsverstärker U2 und U3 in den ersten Steuerschaltungen 111 und 121 werden später geändert als Änderungen bei den Lastströmen I2 und I3 aufgrund: einer Integrationsschaltung aus dem Kondensator C25 und dem Widerstand R26; und einer Integrationsschaltung aus dem Kondensator C16 und dem Widerstand R31 (ein Auftreten einer Zeitverzögerung). Andererseits besitzen die zweiten Steuerschaltungen 112 und 122 keine Schaltungselemente, die das Auftreten einer Zeitverzögerung bei Änderungen der Basis-Emitter-Spannungen der Schalterelemente Q7 und Q8 bezüglich der Änderungen bei den Lastströmen I2 und I3 bewirken. Wenn der Laststrom I2 schnell ansteigt, kann entsprechend die zweite Steuerschaltung 112 die Spannung Vgs zwischen dem Gate und der Source des Transistors Q1 schnell reduzieren, so dass der Laststrom I2 so unterdrückt wird, dass er kleiner oder gleich einer Obergrenze ist (z.B. 0,5 A) (siehe eine durchgezogene Linie α in 4). Wenn der Laststrom I3 schnell steigt, kann analog die zweite Steuerschaltung 122 die Spannung zwischen dem Gate und der Source des Transistors Q2 schnell reduzieren, so dass der Laststrom I3 so unterdrückt wird, dass er kleiner oder gleich einer Obergrenze ist. Man beachte, dass, wenn die Lastströme I2 und I3 unter die Obergrenzen reduziert werden, die zweiten Steuerschaltungen 112 und 122 die Schalterelemente Q7 und Q8 so ausschalten, dass die Transistoren Q1 und Q2 jeweils in Ein-Zustände versetzt werden. Um eine Fehlfunktion in dem Fall zu verhindern, wenn die Eingangsspannung Vin nicht phasengesteuert ist, werden die Obergrenzen der Lastströme I2 und I3 bevorzugt auf das etwa 1,5fache bis Doppelte des ersten bzw. zweiten Zielwerts gesetzt. In einer Zeitperiode, während der sich der TRIAC des Dimmers im Ein-Zustand befindet (eine Zeitperiode ab der Mitte des Abschnitts M3 bis zum Ende des Abschnitts M5) arbeiten die erste und zweite Ansteuerschaltung 11 und 12 dahingehend, die Lastströme I2 und I3 konstant zu machen.
Übrigens ist es möglich, schnelle Anstiege bei den Lastströmen I2 und I3 zu unterdrücken, indem Operationsverstärker mit hohen Reaktionsgeschwindigkeiten als die Operationsverstärker U2 und U3 der ersten und zweiten Steuerschaltungen 111 und 121 verwendet werden. Solche Operationsverstärker mit hohen Reaktionsgeschwindigkeiten besitzen jedoch einen größeren Stromverbrauch und sind teurer als Operationsverstärker mit geringen Reaktionsgeschwindigkeiten. Andererseits ist es bezüglich der Beleuchtungsbaugruppe 1A in dieser Ausführungsform möglich, da die Ansteuerschaltungen (erste und zweite Ansteuerschaltungen 11 und 12) die zweiten Steuerschaltungen 112 und 122 enthalten, die Operationsverstärker U2 und U3 der ersten Steuerschaltungen 111 und 121 unter Verwendung von Operationsverstärkern mit geringen Reaktionsgeschwindigkeiten auszubilden. Wenn eine schnelle Zunahme beim Eingangsstrom Iin (Lastströme I2 und I3) durch die Filterschaltung 16 unterdrückt wird, führt dies außerdem zu einer Zunahme der Größen von die Filterschaltung 16 bildenden Schaltungskomponenten (die Drosselspule L1 und die Kondensatoren C1 und C2). Andererseits ist es bezüglich der Beleuchtungsbaugruppe 1A in dieser Ausführungsform möglich, Zunahmen bei den Größen von solchen Schaltungskomponenten zu vermeiden, die die Filterschaltung 16 bilden, und die Lastströme I2 und I3 weiter so zu unterdrücken, dass sie kleiner oder gleich den Obergrenzen sind.
Bei dieser Ausführungsform besitzt die Filterschaltung 16 bevorzugt eine Eckfrequenz, die über einer ersten Frequenz und unter einer zweiten Frequenz liegt. Die erste Frequenz ist eine untere Grenzfrequenz, bei der eine Verstärkung in einer Steuerantwort jeder der ersten und zweiten Steuerschaltungen 111 und 121 kleiner oder gleich null gemacht wird. Die zweite Frequenz ist eine untere Grenzfrequenz, bei der eine Verstärkung in einer Steuerantwort jeder der zweiten Steuerschaltungen 112 und 122 kleiner oder gleich null gemacht wird. Die erste Frequenz wird durch eine Zeitkonstante einer RC-Schaltung aus dem Widerstand R26 und dem Kondensator C25 und eine Zeitkonstante einer RC-Schaltung aus dem Widerstand R31 und dem Kondensator C16 bestimmt. Das heißt, die erste Frequenz entspricht einer Eckfrequenz eines durch die RC-Schaltung aus dem Widerstand R26 und dem Kondensator C25 gebildeten Tiefpassfilters und einer Eckfrequenz eines durch die RC-Schaltung aus dem Widerstand R31 und dem Kondensator C16 gebildeten Tiefpassfilters. Außerdem wird die zweite Frequenz durch Einschaltzeiten von die Schalterelemente Q7 und Q8 bildenden Bipolartransistoren bestimmt. Mit anderen Worten entspricht die zweite Frequenz hinsichtlich Frequenzcharakteristika der Schalterelemente Q7 und Q8 einer Frequenz (Eins-Frequenz), bei der Stromverstärkungen so abfallen, dass sie kleiner oder gleich null sind. Man beachte, dass die Verstärkungen in der Steuerantwort der ersten Steuerschaltungen 111 und 121 und der zweiten Steuerschaltungen 112 und 122 den Stromverstärkungen in den Frequenzcharakteristika der Schalterelemente Q7 und Q8 entsprechen. Da die Filterschaltung 16 wie oben konfiguriert ist, ist es möglich, Erhöhungen bei Größen von die Filterschaltung 16 bildenden Schaltungskomponenten zu unterdrücken und weiterhin eine schnelle Änderung bei dem Eingangsstrom Iin zu unterdrücken.
Übrigens können die zweiten Steuerschaltungen 112 und 122 so konfiguriert sein, dass sie sich Widerstände zum Detektieren der Lastströme I2 und I3 mit den ersten Steuerschaltungen 111 und 121 teilen. Beispielsweise zeigt 5 in einem relevanten Teil eine Beleuchtungsbaugruppe 1B als eine Variante. In der Beleuchtungsbaugruppe 1B verwendet die zweite Steuerschaltung 112 der ersten Ansteuerschaltung 11 anstelle des Widerstands R44 den Widerstand R27 der ersten Steuerschaltung 111 als einen Widerstand zum Detektieren des Laststroms I2. Das heißt, der Emitter des Schalterelements Q7 ist elektrisch mit dem zweiten leitfähigen Pfad 18 verbunden, und die Spannung an dem Widerstand R27 wird zwischen der Basis und dem Emitter des Schalterelements Q7 angelegt. Dementsprechend arbeitet die zweite Steuerschaltung 112 dahingehend, das Schalterelement Q7 einzuschalten, wenn der übermäßige Laststrom I2 fließt und die Spannung an dem Widerstand R27 den Schwellwert des Schalterelements Q7 übersteigt.
Außerdem verwendet die zweite Steuerschaltung 122 der zweiten Ansteuerschaltung 12 anstelle des Widerstands R47 den Widerstand R32 der ersten Steuerschaltung 121 als einen Widerstand zum Detektieren des Laststroms I3. Das heißt, der Emitter des Schalterelements Q8 ist elektrisch mit einem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R32 und R27 verbunden und die Spannung an dem Widerstand R32 wird zwischen der Basis und dem Emitter des Schalterelements Q8 angelegt. Dementsprechend arbeitet die zweite Steuerschaltung 122 dahingehend, das Schalterelement Q8 einzuschalten, wenn der übermäßige Laststrom I3 fließt und die Spannung an dem Widerstand R32 den Schwellwert des Schalterelements Q8 übersteigt.
In der Beleuchtungsbaugruppe 1B als der Variante können Schaltungselemente reduziert werden, da die erste Steuerschaltung 111 der ersten Ansteuerschaltung 11 und die zweite Steuerschaltung 112 der ersten Ansteuerschaltung 11 sich den Widerstand R27 zum Detektieren des Laststroms I2 teilen. Deshalb ist es möglich, die Herstellungskosten und die Größe einer ganzen Schaltung zu reduzieren. Weiterhin können in der Beleuchtungsbaugruppe 1B als der Variante die Schaltungselemente weiter reduziert werden, da die erste Steuerschaltung 121 der zweiten Ansteuerschaltung 12 und die zweite Steuerschaltung 122 der zweiten Ansteuerschaltung 12 sich den Widerstand R32 zum Detektieren des Laststroms I3 teilen. Deshalb ist es möglich die Herstellungskosten und die Größe einer ganzen Schaltung weiter zu reduzieren.
(Zweite Ausführungsform)
Wie in einem relevanten Teil in 6 gezeigt, ist eine Beleuchtungsbaugruppe 1C gemäß einer zweiten Ausführungsform durch eine Konfiguration einer Ansteuerschaltung gekennzeichnet (6 zeigt nur eine zweite Ansteuerschaltung 12). In der Beleuchtungsbaugruppe 1C sind Erläuterungen und Darstellungen anderer Schaltungskonfigurationen ähnlich jenen der Beleuchtungsbaugruppen 1A und 1B der ersten Ausführungsform entsprechend weggelassen.
Die zweite Ansteuerschaltung 12 enthält einen Transistor Q2 und eine erste Steuerschaltung 121 und eine zweite Steuerschaltung 122 zum Steuern des Transistors Q2. Die erste Steuerschaltung 121 enthält einen Operationsverstärker U7, einen Kondensator C16 und Widerstände R30 bis R32. Der Widerstand R32 besitzt ein elektrisch mit einer Source des Transistors Q2 verbundenes Ende. Der Widerstand R30 besitzt: ein elektrisch mit einem Gate des Transistors Q2 verbundenes Ende; und ein anderes, elektrisch mit einem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers U7 verbundenes Ende. Der Operationsverstärker U7 besitzt: einen positiven Eingangsanschluss, zu dem eine Referenzspannungsschaltung 15 eine zweite Referenzspannung V2 ausgibt; und einen negativen Eingangsanschluss, der über den Widerstand R31 elektrisch mit der Source des Transistors Q2 verbunden ist. Der Kondensator C16 ist elektrisch in Reihe zu dem Ausgangsanschluss und dem negativen Eingangsanschluss des Operationsverstärkers U7 geschaltet. Der Operationsverstärker U7 detektiert einen Drainstrom (Laststrom I3) des Transistors Q2 von einer Spannung an dem Widerstand R32 und stellt seine Ausgangsspannung (eine Gatespannung des Transistors Q2) ein, damit die Spannung an dem Widerstand R32 mit der zweiten Referenzspannung V2 übereinstimmt. Das heißt, die erste Steuerschaltung 121 bewirkt, dass der durch das erste und zweite LED-Array 2 und 3 fließende Laststrom I3 mit einem zweiten Zielwert entsprechend der zweiten Referenzspannung V2 übereinstimmt, wodurch eine Konstantstromsteuerung durchgeführt wird. Bei dieser Ausführungsform bilden der Kondensator C16 und die Widerstände R30 und R31 eine Phasenkompensationsschaltung, um zu verhindern, dass der Operationsverstärker U7 schwingt. Eine erste Reaktionsgeschwindigkeit der ersten Steuerschaltung 121 wird durch eine Zeitkonstante τ1 einer Schaltung aus dem Widerstand R31 und dem Kondensator C16 bestimmt.
Die zweite Steuerschaltung 122 enthält einen Vergleicher U8, einen Kondensator C32 und Widerstände R50, R51 und R32. Der Widerstand R50 besitzt: ein Ende, das elektrisch mit einem Ausgangsanschluss des Vergleichers U8 verbunden ist; und ein anderes Ende, das elektrisch mit dem Gate des Transistors Q2 verbunden ist. Der Widerstand R51 besitzt: ein Ende, das elektrisch mit einem Verbindungspunkt zwischen der Source des Transistors Q2 und dem Widerstand R32 verbunden ist; und ein anderes Ende, das elektrisch mit einem negativen Eingangsanschluss des Vergleichers U8 verbunden ist. Der Kondensator C32 besitzt: ein Ende, das elektrisch mit dem negativen Eingangsanschluss des Vergleichers U8 verbunden ist; und ein anderes Ende, das elektrisch mit dem anderen Ende des Widerstands R32 verbunden ist. Der Vergleicher U8 besitzt einen positiven Eingangsanschluss, zu dem die Referenzspannungsschaltung 15 eine dritte Referenzspannung V3 ausgibt. Hier wird die zweite Reaktionsgeschwindigkeit der zweiten Steuerschaltung 122 durch eine Zeitkonstante τ2 einer Schaltung aus dem Widerstand R51 und dem Kondensator C32 bestimmt. Die Zeitkonstante τ2 der zweiten Steuerschaltung 122 liegt ausreichend unter der Zeitkonstante τ1 der ersten Steuerschaltung 121. Aus diesem Grund liegt die zweite Reaktionsgeschwindigkeit der zweiten Steuerschaltung 122 ausreichend über der ersten Reaktionsgeschwindigkeit der ersten Steuerschaltung 121.
Die erste Ansteuerschaltung 11 enthält auch eine erste und zweite Steuerschaltung mit Schaltungskonfigurationen ähnlich jenen der ersten und zweiten Steuerschaltungen 121 und 122 der zweiten Ansteuerschaltung 12, wenngleich deren Darstellungen und Erläuterungen weggelassen sind.
Die Referenzspannungsschaltung 15 enthält drei Widerstände R21, R23 und R24 und zwei Kondensatoren C14 und C15. Der Widerstand R23 besitzt: ein Ende, das elektrisch mit einem ersten leitfähigen Pfad 17 verbunden ist; und ein anderes Ende, das elektrisch mit einem Ende des Widerstands R24 verbunden ist. Der Widerstand R24 besitzt ein anderes Ende, das elektrisch mit einem Ende des Widerstands R21 verbunden ist, von dem ein anderes Ende elektrisch mit einem zweiten leitfähigen Pfad 18 verbunden ist. Der Kondensator C14 ist elektrisch parallel zu dem Widerstand R21 geschaltet. Der Kondensator C15 ist elektrisch parallel zu einer Reihenschaltung aus den beiden Widerständen R24 und R21 geschaltet. Die Referenzspannungsschaltung 15 generiert die zweite Referenzspannung V2 und die über der zweiten Referenzspannung V2 liegende dritte Referenzspannung V3 durch Teilen der zwischen dem ersten und zweiten leitfähigen Pfad 17 und 18 angelegten Eingangsspannung Vin mit einer durch eine Reihenschaltung aus den drei Widerständen R23, R24 und R21 gebildeten Spannungsteilungsschaltung. Die zweite und dritte Referenzspannung V2 und V3 werden durch die Kondensatoren C14 und C15 geglättet, um ungefähr konstant gehalten zu werden. Alternativ kann die Referenzspannungsschaltung 15 konfiguriert sein, die zweite und dritte Referenzspannung V2 und V3 so zu ändern, dass sie einer Änderung bei der Eingangsspannung Vin folgen, wobei die Kondensatoren C14 und C15 mit ausreichend kleinen Kapazitäten verwendet werden.
Als Nächstes wird der Betrieb der zweiten Ansteuerschaltung 12 in einem Fall beschrieben, wo die Eingangsspannung Vin nicht durch einen Dimmer phasengesteuert wird. Wenn die Eingangsspannung Vin so erhöht wird, dass sie größer oder gleich einem Gesamtwert aus der ersten und zweiten EIN-Spannung V21 und V22 ist, leitet das zweite LED-Array 3 zusammen mit dem ersten LED-Array 2 und der Betrieb der zweiten Ansteuerschaltung 12 wird gestartet. Die erste Steuerschaltung 121 der zweiten Ansteuerschaltung 12 steuert eine Spannung zwischen dem Gate und der Source des Transistors Q2, damit der durch den Widerstand R32 fließende Laststrom I3 (bzw. sein Wert) mit dem zweiten Zielwert entsprechend der zweiten Referenzspannung V2 übereinstimmt. Andererseits vergleicht die zweite Steuerschaltung 122 den durch den Widerstand R32 fließenden Laststrom I3 (bzw. seinen Wert) mit einer der dritten Referenzspannung V3 entsprechenden Obergrenze. In dem Fall, wo die Eingangsspannung Vin nicht phasengesteuert ist, übersteigt der Laststrom I3 kaum die Obergrenze und dementsprechend befindet sich ein Ausgangspegel der zweiten Steuerschaltung 122 (ein Ausgangspegel des Vergleichers U8) auf einem hohen Pegel. Das heißt, die Spannung zwischen dem Gate und der Source des Transistors Q2 wird durch die erste Steuerschaltung 121 gesteuert.
Als Nächstes wird der Betrieb der zweiten Ansteuerschaltung 12 in einem Fall beschrieben, wo die Eingangsspannung Vin durch den Dimmer phasengesteuert wird. In den folgenden Erläuterungen wird angenommen, dass sich ein TRIAC des Dimmers während einer Zeitperiode im Aus-Zustand befindet, in der sich eine Phase der Eingangsspannung Vin zwischen 0 rad bis π/2 rad (im Folgenden als eine Aus-Periode bezeichnet) befindet.
In einem Abschnitt der Aus-Periode nahe einem Spitzenwert der Eingangsspannung Vin erhöht die erste Steuerschaltung 121 die Spannung zwischen dem Gate und der Source des Transistors Q2 auf das Maximum. Dadurch wird ein EIN-Widerstand zwischen dem Drain und der Source des Transistors Q2 minimiert. Wenn der TRIAC des Dimmers eingeschaltet wird, wird die Eingangsspannung Vin plötzlich auf den Spitzenwert (etwa 141 V) erhöht. Weil sich ein EIN-Widerstand des Transistors Q2 in der zweiten Ansteuerschaltung 12 auf einem Minimum befindet, wird zu diesem Zeitpunkt der Laststrom I3 schnell von null auf mehrere Ampere erhöht. Wenn der Laststrom I3 schnell erhöht wird, wird der Ausgangspegel der zweiten Steuerschaltung 122 (der Ausgangspegel des Vergleichers U8) von einem hohen Pegel auf einen niedrigen Pegel verändert, bevor der Ausgangspegel der ersten Steuerschaltung 121 dies tut. Wenn der Ausgangspegel der zweiten Steuerschaltung 122 auf den niedrigen Pegel geändert wird, werden im Gate des Transistors Q2 akkumulierte elektrische Ladungen durch die zweite Steuerschaltung 122 herausgezogen und der Transistors Q2 wird deshalb ausgeschaltet. Das heißt, wenn der Laststrom I3 größer oder gleich der Obergrenze wird, schaltet die zweite Steuerschaltung 122 den Transistor Q2 ab, wodurch der Laststrom 13 reduziert wird.
Analog zu den Beleuchtungsbaugruppen 1A und 1B der ersten Ausführungsform kann die Beleuchtungsbaugruppe 1C dieser Ausführungsform einen Überstrom unterdrücken, wenn die Eingangsspannung Vin einer Phasensteuerung unterzogen wird. Da die zweite Steuerschaltung 122 der Beleuchtungsbaugruppe 1C dieser Ausführungsform den Transistor Q2 durch den Vergleicher U8 ausschaltet, ist es weiterhin möglich, die zweite Reaktionsgeschwindigkeit der zweiten Steuerschaltung 122 im Vergleich zu dem Fall der Beleuchtungsbaugruppen 1A und 1B weiter zu erhöhen, wo der Transistor Q2 durch das Schalterelement Q8 als ein Bipolartransistor ausgeschaltet wird. Dadurch reduziert die Beleuchtungsbaugruppe 1C die Obergrenze in der zweiten Steuerschaltung 122, damit sie sich dem zweiten Zielwert nähert, und der Überstrom kann deshalb weiter unterdrückt werden. Außerdem ändert in dem Fall, wo die Referenzspannungsschaltung 15 die zweite und dritte Referenzspannung V2 und V3 so ändert, dass sie der Eingangsspannung Vin folgen, die zweite Steuerschaltung 122 die Obergrenze des Laststroms I3 so, dass sie der Eingangsspannung Vin folgt. Dadurch kann die Beleuchtungsbaugruppe 1C den Überstrom in dem Fall mit guter Genauigkeit unterdrücken, in dem eine Phasendimmsteuerung durch den Dimmer durchgeführt wird. Man beachte, dass es in der zweiten Ansteuerschaltung 12 der Beleuchtungsbaugruppe 1C möglich ist, die ganze Schaltung zu verkleinern, indem als eine einzelne integrierte Schaltung der Operationsverstärker U7 der ersten Steuerschaltung 121 und der Vergleicher U8 der zweiten Steuerschaltung 122 gebildet werden.
Wie aus den oben erwähnten Ausführungsformen offensichtlich ist, enthält eine Beleuchtungsbaugruppe (1A; 1B; 1C) eines ersten Aspekts eine Gleichrichterschaltung 10, die konfiguriert ist zum Gleichrichten einer AC-Spannung, um eine pulsierende Spannung (Eingangsspannung Vin) auszugeben. Die Beleuchtungsbaugruppe (1A; 1B; 1C) enthält weiterhin mindestens eine Ansteuerschaltung (erste Ansteuerschaltung 11; zweite Ansteuerschaltung 12), die konfiguriert ist zum Umschalten, innerhalb einer Bestromungszeitperiode und einer Nicht-Bestromungszeitperiode gemäß einem Spannungswert der pulsierenden Spannung (Eingangsspannung Vin), wobei die Bestromungszeitperiode zum Liefern eines Laststroms (I2; I3) an eine entsprechende Festkörperlichtquelle (LEDs 20; 30) bestimmt ist und die Nicht-Bestromungszeitperiode zum Liefern keines Laststroms (I2; I3) an die entsprechende Festkörperlichtquelle (LEDs 20; 30) bestimmt ist. Jede der mindestens einen Ansteuerschaltung (erste Ansteuerschaltung 11; zweite Ansteuerschaltung 12) enthält: ein Steuerelement (Transistoren Q1; Q2), das den Laststrom (I2; I3) zu der entsprechenden Festkörperlichtquelle (LEDs 20; 30) einstellt; und eine erste Steuerschaltung (111; 121), die konfiguriert ist zum Detektieren eines Werts des Laststroms (I2; I3) in der Bestromungszeitperiode und Steuern des Steuerelements (Transistoren Q1; Q2) mit einer ersten Reaktionsgeschwindigkeit, damit der Wert des Laststroms (I2; I3) mit einem ersten Zielwert übereinstimmt. Die zweite Steuerschaltung ist konfiguriert zum Detektieren des Werts des Laststroms (I2; I3) in der Bestromungszeitperiode und Steuern des Steuerelements (Transistoren Q1; Q2) mit einer zweiten Reaktionsgeschwindigkeit, so dass der Wert des Laststroms (I2; I3) eine Obergrenze, die über dem ersten Zielwert liegt, nicht übersteigt. Die zweite Reaktionsgeschwindigkeit liegt über der ersten Reaktionsgeschwindigkeit.
Gemäß der Beleuchtungsbaugruppe (1A; 1B; 1C) des ersten Aspekts kann die zweite Steuerschaltung (112; 122) das Steuerelement (Transistoren Q1; Q2) mit der über der ersten Reaktionsgeschwindigkeit liegenden zweiten Reaktionsgeschwindigkeit steuern und den Laststrom (I2; I3) so unterdrücken, dass er kleiner oder gleich der Obergrenze ist. Deshalb kann die Beleuchtungsbaugruppe (1A; 1B; 1C) des ersten Aspekts einen Überstrom unterdrücken, wenn die pulsierende Spannung (Eingangsspannung Vin) einer Phasensteuerung unterzogen wird.
Eine Beleuchtungsbaugruppe (1A; 1B; 1C) eines zweiten Aspekts kann in Kombination mit dem ersten Aspekt realisiert werden. In der Beleuchtungsbaugruppe (1A; 1B; 1C) des zweiten Aspekts enthält die erste Steuerschaltung (111; 121) ein Detektionselement (Widerstände R27; R32), die den Wert des Laststroms (I2; I3) detektieren und konfiguriert ist zum Steuern des Steuerelements (Transistoren Q1; Q2) gemäß dem durch das Detektionselement (Widerstände R27; R32) detektierten Werts des Laststroms (I2; I3). Die zweite Steuerschaltung (112; 122) ist konfiguriert, das Detektionselement (Widerstände R27; R32) mit der ersten Steuerschaltung (111; 121) zu teilen und das Steuerelement (Transistoren Q1; Q2) gemäß dem durch das Detektionselement (Widerstände R27; R32) detektierten Werts des Laststroms (I2; I3) zu steuern.
Gemäß der Beleuchtungsbaugruppe (1A; 1B; 1C) des zweiten Aspekts ist es möglich, Schaltungselemente zu reduzieren, da sich die erste Steuerschaltung (111; 121) und die zweite Steuerschaltung (112; 122) das einzelne Detektionselement (Widerstände R27; R32) teilen.
Eine Beleuchtungsbaugruppe (1C) eines dritten Aspekts kann in Kombination mit dem ersten oder zweiten Aspekt realisiert werden. In der Beleuchtungsbaugruppe (1C) des dritten Aspekts ist die zweite Steuerschaltung (112; 122) konfiguriert zum Ändern der Obergrenze gemäß der pulsierenden Spannung (Eingangsspannung Vin).
Gemäß der Beleuchtungsbaugruppe (1C) des dritten Aspekts ist es möglich, den Überstrom mit guter Genauigkeit zu unterdrücken, wenn durch einen Dimmer eine Phasendimmsteuerung durchgeführt wird.
Eine Beleuchtungsbaugruppe (1A; 1B; 1C) eines vierten Aspekts kann in Kombination mit einem beliebigen des ersten bis dritten Aspekts realisiert werden. Die Beleuchtungsbaugruppe (1A; 1B; 1C) des vierten Aspekts enthält weiterhin eine Filterschaltung (16), die auf einer Innenseite oder einer Außenseite der Gleichrichterschaltung (10) angeordnet ist, wobei die Filterschaltung (16) konfiguriert ist zum Dämpfen einer hohen harmonischen Komponente in einem Eingang dazu (Eingangsspannung Vin; Eingangsstrom Iin).
Gemäß der Beleuchtungsbaugruppe (1A; 1B; 1C) des vierten Aspekts ist es möglich, eine schnelle Änderung beim Laststrom (I2; I3) zu unterdrücken.
Eine Beleuchtungsbaugruppe (1A; 1B; 1C) eines fünften Aspekts kann in Kombination mit dem vierten Aspekt realisiert werden. In der Beleuchtungsbaugruppe (1A; 1B; 1C) des fünften Aspekts besitzt die Filterschaltung (16) eine Eckfrequenz, die über einer ersten Frequenz und unter einer zweiten Frequenz liegt. Die erste Frequenz ist eine untere Grenzfrequenz, durch die eine Verstärkung in einer Steuerantwort der ersten Steuerschaltung (111; 121) kleiner oder gleich null gemacht wird. Die zweite Frequenz ist eine untere Grenzfrequenz, durch die eine Verstärkung in einer Steuerantwort der zweiten Steuerschaltung (112; 122) kleiner oder gleich null gemacht wird.
Gemäß der Beleuchtungsbaugruppe (1A; 1B; 1C) des fünften Aspekts ist es möglich, Zunahmen bei Größen von Schaltungskomponenten, die die Filterschaltung (16) bilden, zu unterdrücken und weiterhin die schnelle Änderung bei dem Eingangsstrom Iin (Lastströme I2; I3) zu unterdrücken.
Eine Beleuchtungsbaugruppe (1A; 1B; 1C) eines sechsten Aspekts kann in Kombination mit einem beliebigen des ersten bis fünften Aspekts realisiert werden. In der Beleuchtungsbaugruppe (1A; 1B; 1C) des sechsten Aspekts enthält die mindestens eine Ansteuerschaltung mehrere Ansteuerschaltungen (erste Ansteuerschaltung 11; zweite Ansteuerschaltung 12), die konfiguriert sind zum Liefern des Laststroms (I2; I3) an die entsprechenden Festkörperlichtquellen.
Gemäß der Beleuchtungsbaugruppe (1A; 1B; 1C) des sechsten Aspekts ist es möglich, den Überstrom zu unterdrücken, wenn die pulsierende Spannung (Eingangsspannung Vin) der Phasensteuerung unterzogen wird.
Eine Beleuchtungsbaugruppe (1A; 1B; 1C) eines siebten Aspekts kann in Kombination mit dem sechsten Aspekt realisiert werden. In der Beleuchtungsbaugruppe (1A; 1B; 1C) des siebten Aspekts gilt in jeder der mehreren Ansteuerschaltungen (erste Ansteuerschaltung 11; zweite Ansteuerschaltung 12): die erste Steuerschaltung (111; 121) enthält ein Detektionselement (Widerstände R27; R32), das den Wert des Laststroms (I2; I3) detektiert und konfiguriert ist zum Steuern des Steuerelements (Transistoren Q1; Q2) gemäß dem durch das Detektionselement (Widerstände R27; R32) detektierten Werts des Laststroms (I2; I3); und die zweite Steuerschaltung (112; 122) ist konfiguriert, sich das Detektionselement (Widerstände R27; R32) mit der ersten Steuerschaltung (111; 121) zu teilen und das Steuerelement (Transistoren Q1; Q2) gemäß dem durch das Detektionselement (Widerstände R27; R32) detektierten Werts des Laststroms (I2; I3) zu steuern.
Eine Beleuchtungsbaugruppe (1A; 1B; 1C) eines achten Aspekts kann in Kombination mit dem sechsten Aspekt realisiert werden. In der Beleuchtungsbaugruppe (1A; 1B; 1C) des achten Aspekts enthalten die mehreren Ansteuerschaltungen eine erste Ansteuerschaltung (11) und eine zweite Ansteuerschaltung (12), und innerhalb der Periode der pulsierenden Spannung existiert eine Zeitperiode, während der weder die erste Ansteuerschaltung (11) noch die zweite Ansteuerschaltung (12) den Laststrom an die entsprechende Festkörperlichtquelle liefert, eine Zeitperiode, während der die erste Ansteuerschaltung (11) den Laststrom liefert und die zweite Ansteuerschaltung (12) nicht den Laststrom an die entsprechenden Festkörperlichtquellen liefert, und eine Zeitperiode, während der sowohl die erste Ansteuerschaltung (11) als auch die zweite Ansteuerschaltung (12) die Lastströme an die entsprechenden Festkörperlichtquellen liefern.
(Dritte Ausführungsform)
Im Folgenden wird eine Leuchte gemäß einer dritten Ausführungsform ausführlich beschrieben.
7A zeigt eine Perspektivansicht einer Leuchte 5A gemäß dieser Ausführungsform.
Diese Leuchte 5A enthält eine beliebige der Beleuchtungsbaugruppen 1A bis 1C der ersten und zweiten Ausführungsform und einen Leuchtenkörper 50A, der die eine der Beleuchtungsbaugruppen 1A bis 1C unterbringt.
Die Leuchte 5A ist als ein Downlight vorgesehen, das in einer Decke eingebettet und angeordnet werden soll. Die Leuchte 5A enthält: den Leuchtenkörper 50A, der das erste LED-Array 2, das zweite LED-Array 3 und eine beliebige der Beleuchtungsbaugruppen 1A bis 1C unterbringt; und einen Reflektor 61. Der Leuchtenkörper 50A ist an einem oberen Teil davon mit Wärmeabstrahlungsrippen 62 versehen. Ein Stromversorgungskabel 63 ist vom Leuchtenkörper 50A abgeleitet. Das Stromversorgungskabel 63 verbindet die Beleuchtungsbaugruppe in dem Leuchtenkörper 50A und die AC-Stromversorgung 4 elektrisch.
Die Leuchte ist nicht auf das Downlight beschränkt, sondern kann als ein Spotlight oder als andere Formen vorgesehen sein.
Die 7B bzw. 7C zeigen Leuchten 5B und 5C, die als Spotlights vorgesehen sind, um an einem Verdrahtungskanal 7 angebracht zu werden.
Mit anderen Worten zeigen die 7B bzw. 7C die Leuchte 5C (eine Variante 1) und die Leuchte 5C (eine Variante 2), die als an dem Verdrahtungskanal 7 anzubringende Spotlights vorgesehen sind.
Wie in 7B gezeigt, enthält die Leuchte 5B der Variante 1 einen Leuchtenkörper 50B, einen Reflektor 64, ein Verbinderteil 65 und ein Armteil 66. Der Leuchtenkörper 50B ist so ausgebildet, dass er das erste LED-Array 2, das zweite LED-Array 3 und eine beliebige der Beleuchtungsbaugruppen 1A bis 1C unterbringt. Das Verbinderteil 65 ist an dem Verdrahtungskanal 7 angebracht. Das Armteil 66 verbindet das Verbinderteil 65 und den Leuchtenkörper 50B. Die Beleuchtungsbaugruppe (eine beliebige der Beleuchtungsbaugruppen 1A bis 1C) in dem Leuchtenkörper 50B und das Verbinderteil 65 sind mit einem Stromversorgungskabel 67 miteinander verbunden.
Außerdem enthält, wie in 7C gezeigt, die Leuchte 5C der Variante 2 einen Leuchtenkörper 50C, einen Kasten 68, ein Verbindungsteil 70 und ein Stromversorgungskabel 71. Der Leuchtenkörper 50C ist so ausgebildet, dass er das erste LED-Array 2 und das zweite LED-Array 3 unterbringt. Der Kasten 68 ist so ausgebildet, dass er die Beleuchtungsbaugruppe (eine beliebige der Beleuchtungsbaugruppen 1A bis 1C) unterbringt. Das Verbindungsteil 70 verbindet den Leuchtenkörper 50C und den Kasten 68. Das Stromversorgungskabel 71 verbindet das erste und zweite LED-Array 2 und 3 im Leuchtenkörper 50C und die Beleuchtungsbaugruppe (eine beliebige der Beleuchtungsbaugruppen 1A bis 1C) im Kasten 68 elektrisch. Man beachte, dass der Kasten 68 an einer oberen Oberfläche davon mit einem Verbinderteil 69 versehen ist, um auf eine abnehmbare Weise elektrisch und mechanisch mit dem Verdrahtungskanal 7 verbunden zu werden.
Wie aus der oben erwähnten Ausführungsform hervorgeht, enthält eine Leuchte (5A; 5B; 5C) eines siebten Aspekts: die Beleuchtungsbaugruppe (1A; 1B; 1C) nach einem des ersten bis sechsten Aspekts; und einen Leuchtenkörper (50A; 50B; 50C), der die Beleuchtungsbaugruppe (1A; 1B; 1C) hält.
Gemäß der Leuchte (5A; 5B; 5C) des siebten Aspekts ist es möglich, den Überstrom zu unterdrücken, wenn die pulsierende Spannung (Eingangsspannung Vin) einer Phasensteuerung unterzogen wird, da die Leuchte die Beleuchtungsbaugruppe (1A; 1B; 1C) enthält.
Bezugszeichenliste

1A, 1 B, 1C: Beleuchtungsbaugruppe
10: Gleichrichterschaltung
11: Erste Ansteuerschaltung (Ansteuerschaltung)
12: Zweite Ansteuerschaltung (Ansteuerschaltung)
16: Filterschaltung
20: LED (Festkörperlichtquelle)
30: LED (Festkörperlichtquelle)
50A, 50B, 50C: Leuchtenkörper
111: Erste Steuerschaltung
112: Zweite Steuerschaltung
121: Erste Steuerschaltung
122: Zweite Steuerschaltung
Q1, Q2: Transistor (Steuerelement)
R27, R32: Detektionselement
I2, I3: Laststrom
Vin: Eingangsspannung (pulsierende Spannung)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2013225393 A [0002]

Claims

Beleuchtungsbaugruppe (1A, 1B, 1C), umfassend: eine Gleichrichterschaltung (10), die konfiguriert ist zum Gleichrichten einer AC-Spannung, um eine pulsierende Spannung (Vin) auszugeben; und mindestens eine Ansteuerschaltung (11, 12), die konfiguriert ist zum Umschalten innerhalb einer Periode der pulsierenden Spannung (Vin) zwischen einer Bestromungszeitperiode und einer Nicht-Bestromungszeitperiode gemäß einem Spannungswert der pulsierenden Spannung (Vin), wobei die Bestromungszeitperiode zum Liefern eines Laststroms (I2, I3) an eine entsprechende Festkörperlichtquelle (20, 30) bestimmt ist und die Nicht-Bestromungszeitperiode zum Liefern keines Laststroms (12, I3) an die entsprechende Festkörperlichtquelle (20, 30) bestimmt ist, wobei jede der mindestens einen Ansteuerschaltung (11, 12) Folgendes enthält: ein Steuerelement (Q1, Q2), das den Laststrom (I2, I3) zu der entsprechenden Festkörperlichtquelle (20, 30) einstellt; eine erste Steuerschaltung (111, 121), die konfiguriert ist zum Detektieren eines Werts des Laststroms (I2, I3) in der Bestromungszeitperiode und Steuern des Steuerelements (Q1, Q2) mit einer ersten Reaktionsgeschwindigkeit, damit der Wert des Laststroms (I2, I3) mit einem ersten Zielwert übereinstimmt; und eine zweite Steuerschaltung (112, 122), die konfiguriert ist zum Detektieren des Werts des Laststroms (I2, I3) in der Bestromungszeitperiode und Steuern des Steuerelements (Q1, Q2) mit einer zweiten Reaktionsgeschwindigkeit, so dass der Wert des Laststroms (I2, I3) eine Obergrenze, die über dem ersten Zielwert liegt, nicht übersteigt, wobei die zweite Reaktionsgeschwindigkeit über der ersten Reaktionsgeschwindigkeit liegt.
Beleuchtungsbaugruppe (1A, 1B, 1C) nach Anspruch 1, wobei: die erste Steuerschaltung (111, 121) ein Detektionselement (R27, R32) enthält, das den Wert des Laststroms (I2, I3) detektiert und konfiguriert ist zum Steuern des Steuerelements (Q1, Q2) gemäß dem durch das Detektionselement (R27, R32) detektierten Wert des Laststroms (I2, I3); und die zweite Steuerschaltung (112, 122) konfiguriert ist zum Teilen des Detektionselements (R27, R32) mit der ersten Steuerschaltung (111, 121) und Steuern des Steuerelements (Q1, Q2) gemäß dem durch das Detektionselement (R27, R32) detektierten Werts des Laststroms (I2, I3).
Beleuchtungsbaugruppe (1C) nach Anspruch 1 oder 2, wobei: die zweite Steuerschaltung (112, 122) konfiguriert ist zum Ändern der Obergrenze gemäß der pulsierenden Spannung (Vin).
Beleuchtungsbaugruppe (1A, 1B, 1C) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin umfassend eine auf einer Eingangsseite oder einer Ausgangsseite der Gleichricliterschaltung (10) angeordnete Filterschaltung (16), wobei die Filterschaltung (16) konfiguriert ist zum Dämpfen einer starken harmonischen Komponente in einem Eingang dorthin.
Beleuchtungsbaugruppe (1A, 1B, 1C) nach Anspruch 4, wobei: die Filterschaltung (16) eine Eckfrequenz besitzt, die über einer ersten Frequenz und unter einer zweiten Frequenz liegt; die erste Frequenz eine untere Grenzfrequenz ist, durch die ein Verstärkungsfaktor in einer Steuerantwort der ersten Steuerschaltung (111, 121) kleiner oder gleich null gemacht wird; und die zweite Frequenz eine untere Grenzfrequenz ist, durch die ein Verstärkungsfaktor in einer Steuerantwort der zweiten Steuerschaltung (112, 122) kleiner oder gleich null gemacht wird.
Beleuchtungsbaugruppe (1A, 1B, 1C) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: die mindestens eine Steuerschaltung (11, 12) mehrere Ansteucrschaltungcn (11, 12) umfasst, die konfiguriert sind zum Liefern des Laststroms (I2, I3) an die entsprechenden Festkörperlichtquellen.
Beleuchtungsbaugruppe (1A, 1B, 1C) nach Anspruch 6, wobei in jeder der mehreren Ansteuerschaltungen (11, 12): die erste Steuerschaltung (111, 121) ein Detektionselement (R27, R32) enthält, das den Wert des Laststroms (I2, I3) detektiert und konfiguriert ist zum Steuern des Steuerelements (Q1, Q2) gemäß dem durch das Detektionselement (R27, R32) detektierten Wert des Laststroms (I2, I3); und die zweite Steuerschaltung (112, 122) konfiguriert ist zum Teilen des Detektionselements (R27, R32) mit der ersten Steuerschaltung (111, 121) und Steuern des Steuerelements (Q1, Q2) gemäß dem durch das Detektionselement (R27, R32) detektierten Wert des Laststroms (I2, I3).
Beleuchtungsbaugruppe (1A, 1B, 1C) nach Anspruch 6, wobei: die mehreren Ansteuerschaltungen (11, 12) eine erste Ansteuerschaltung (11) und eine zweite Ansteuerschaltung (12) enthalten und innerhalb der Periode der pulsierenden Spannung (Vin) eine Zeitperiode existiert, während der weder die erste Ansteuerschaltung (11) noch die zweite Ansteuerschaltung (12) den Laststrom an die entsprechende Festkörperlichtquelle liefert, eine Zeitperiode, während der die erste Ansteuerschaltung (11) den Laststrom liefert und die zweite Ansteuerschaltung (12) nicht den Laststrom an die entsprechenden Festkörperlichtquellen liefert, und eine Zeitperiode, während der sowohl die erste Ansteuerschaltung (11) als auch die zweite Ansteuerschaltung (12) die Lastströme an die entsprechenden Festkörperlichtquellen liefern.
Leuchte (5A, 5B, 5C), umfassend: die Beleuchtungsbaugruppe (1A, 1B, 1C) nach einem der Ansprüche 1 bis 8; und einen Leuchtenkörper (50A, 50B, 50C), der die Beleuchtungsbaugruppe (1A, 1B, 1C) hält.