DE102018107500B4

DE102018107500B4 - Lampentreiber für eine LED Lampe und LED Lampe zum Einsetzen in eine Leuchtstofflampenleuchte

Info

Publication number: DE102018107500B4
Application number: DE102018107500.6A
Authority: DE
Inventors: ShiYu Ding; Xusheng Yang
Original assignee: Ledvance GmbH
Current assignee: Ledvance GmbH
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2018-03-28
Publication date: 2019-08-22
Anticipated expiration: 2038-03-29
Also published as: CN108668402B; US10327291B2; DE102018107500A1; US20180288842A1; CN108668402A

Abstract

Lampentreiber (10) für eine LED Lampe (1), aufweisend:
einen Spannungseingangsanschluss (61, 62) zum Verbinden des Lampentreibers (10) mit einer Energiequelle (60),
ein Relais (11), welches zwischen einem erregten Zustand und
einem stromlosen Zustand gemäß einer Ansprechspannung schaltbar ist, und
eine Relaissteuerschaltung (215), welche das Relais (11) mit dem Spannungseingangsanschluss (61, 62) verbindet und
zwischen einem leitenden Zustand und einem nicht-leitenden Zustand gemäß einer Schwellenspannung schaltbar ist,
wobei die Ansprechspannung geringer als die Schwellenspannung ist, wobei
die Relaissteuerschaltung (215) eine Auslöseschaltung (20) und einen Schalter (15) aufweist, wobei der Schalter (15) in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Auslöseschaltung (20) zwischen einem leitenden Zustand und einem nicht leitenden Zustand schaltbar ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lampentreiber für eine LED Lampe und eine LED Lampe zum Einsetzen in eine Leuchtstofflampenleuchte.
Stand der Technik
Leuchtstofflampen sind im Allgemeinen und als weitverbreitete Leuchtvorrichtungen als effiziente Alternative für Glühlampen bekannt. Es sind jedoch durch das Aufkommen der LED Lampen (wobei LED eine Abkürzung für lichtemittierende Diode ist) noch effizientere und langlebige Leuchtmittel verfügbar. Weiterhin sind Materialien der LED Lampen im Vergleich zu Leuchtstofflampen sicherer, da beispielsweise kein Quecksilber erforderlich ist. Es besteht deswegen ein Bedarf, existierende Leuchtstofflampen durch LED Lampen zu ersetzen, bevorzugt ohne dabei die gesamte Leuchte oder Lampenleuchte austauschen zu müssen.
Derzeit verfügbare Leuchten von Leuchtstofflampen weisen normalerweise so genannte elektronische Vorschaltgeräte (EVG) auf, um den für die Leuchtstofflampe bereitgestellten Strom zu regulieren und zu begrenzen. Das elektronische Vorschaltgerät wird üblicherweise bei hohen Frequenzen bis auf 50 kHz betrieben. Die Frequenz des elektronischen Vorschaltgeräts wird derart gewählt, dass die Resonanzfrequenz des Leuchtstoffgases getroffen wird, sodass eine aktive Steuerung des Stroms durch die Leuchtstofflampe ermöglicht und eine erhöhte Effizienz der Leuchtstofflampe bewirkt wird.
Manche elektronische Vorschaltgeräte weisen eine Restausgangsspannung auf nachdem das elektronische Vorschaltgerät ausgeschaltet wurde. Diese Restausgangsspannung ist durch die in der elektronischen Schaltung des Vorschaltgeräts gespeicherte Energie vorhanden. Nach dem Ausschalten, d.h. dem Abschaltvorgang, wird die Restenergie freigesetzt, wodurch Restspannungs- und/oder -strompulse bei einer Frequenz von weniger als 10 Hz bewirkt werden. Wenn ein herkömmliches Rohr einer Leuchtstofflampe mit dem elektronischen Vorschaltgerät verbunden wird, bewirken diese Restpulse keinen Neustart der Leuchtstofflampe, da die Spannung zu gering ist. Wenn jedoch eine LED Lampe, insbesondere eine passive LED Rohrlampe, mit dem elektronischen Vorschaltgerät verbunden ist, sind die Restspannungs- und/oder -strompulse groß genug, um die LEDs in der LED Lampe erneut zu starten, sodass ein Flackern oder Aufblitzen der LED Lampe bewirkt wird. Nach dem Entfernen der Energie aus der elektronischen Schaltung des Vorschaltgeräts können keine Restspannungs- und/oder -strompulse wahrgenommen werden.
Um eine LED Lampe mit einem elektronischen Vorschaltgerät zu verbinden, weisen LED Lampen üblicherweise einen Lampentreiber auf, welcher die Spannung und/oder den Strom, die/der von dem elektronischen Vorschaltgerät bereitgestellt wird, an die Spannungs- und/oder Stromerfordernisse der LEDs angepasst. Derzeitig verfügbare Lampentreiber lösen das Problem des Flackerns und/oder des Aufblitzens während des Abschalten der LED Lampe beim Abschalten des elektronischen Vorschaltgeräts jedoch nicht.
Die DE 10 2015 218 836 A1 beschreibt eine zweiseitig gesockelte LED-Lampe zum Betrieb an einem elektronischen Vorschaltgerät für eine Leuchtstofflampe. Die EP 2 477 456 B1 beschreibt einen Schaltkreis für eine Anordnung aus LEDs.
Darstellung der Erfindung
Im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Nachteile von derzeit bekannten Lampentreibern ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Lampentreiber bereitzustellen, welcher ein Neustarten der LED Lampe durch Restspannungspulse reduziert, bevorzugt eliminiert bzw. verhindert. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine LED Lampe mit einem solchen LED-Treiber bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch einen Lampentreiber und eine LED Lampe gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich dabei aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
Entsprechend wird ein Lampentreiber für eine LED Lampe bereitgestellt. Der Lampentreiber weist einen Spannungseingangsanschluss, um den Lampentreiber mit einer Energiequelle zu verbinden, ein Relais und eine Relaissteuerschaltung auf. Das Relais, insbesondere eine Spule des Relais, ist über die Relaissteuerschaltung mit dem Spannungseingangsanschluss verbunden. Das Relais ist zwischen einem erregten Zustand und einem stromlosen Zustand gemäß einer Ansprechspannung schaltbar. Die Relaissteuerschaltung ist zwischen einem leitenden Zustand und einem nicht-leitenden Zustand gemäß einer Schwellenspannung schaltbar. Gemäß der Erfindung ist die Ansprechspannung geringer als die Schwellenspannung.
Die Relaissteuerschaltung weist eine Auslöseschaltung und einen Schalter auf. Der Schalter ist in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Auslöseschaltung zwischen einem leitenden Zustand und einem nicht leitenden Zustand schaltbar. Dazu kann ein Steueranschluss des Schalters, wie zum Beispiel ein Gate-Anschluss oder Basisanschluss des Schalters, mit einem Ausgangsanschluss der Auslöseschaltung verbunden sein. Der Schalter kann ein Transistor, insbesondere ein Feldeffekttransistor sein.
Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist es, eine Relaissteuerschaltung vor der Relaisschaltung, welche üblicherweise die Kopplung zu den LEDs der LED Lampe bereitstellt, vorzusehen. Durch die Relaissteuerschaltung werden Restspannungspulse, welche das Relais auslösen und dieses in einen erregten Zustand schalten könnten, blockiert. Die Relaissteuerschaltung kann somit die Funktion einer zusätzlichen, zwischen dem Spannungseingangsanschluss und dem Relais eingekoppelten Schaltung bereitstellen. Dadurch wird die Treiberspannung des Relais im Wesentlichen auf die Schwellenspannung erhöht.
Das Relais kann ein reguläres elektromagnetisches Relais mit einer Magnetspule sein. Alternativ kann ein Halbleiterrelais verwendet werden. Ein Eingangsanschluss des Relais kann mit einem Ausgangsanschluss der Relaissteuerschaltung verbunden sein. Ein Ausgangsanschluss des Relais kann mit einer LED der LED Lampe verbindbar sein.
In dem stromlosen Zustand ist das Relais nicht leitend (auch „offener Zustand“ genannt). In dem erregten Zustand ist das Relais leitend (auch „geschlossener Zustand“ genannt). Der erregte Zustand und der stromlose Zustand können durch den jeweiligen Zustand der Relaisspulen des Relais bereitgestellt sein. Ein Eingangsanschluss des Relais kann mit den Spulen des Relais übereinstimmen. Wenn das Relais in einem erregten Zustand ist, kann der Ausgangspunkt des Relais, und somit eine LED, welche mit dem Ausgangsanschluss verbunden sein kann, bevorzugt mit dem Spannungseingangsanschluss des Lampentreibers verbunden sein.
Das Relais schaltet von dem stromlosen Zustand in den erregten Zustand, wenn die an die Spulen des Relais gelegte Treiberspannung die Ansprechspannung übersteigt (auch „Anzugsspannung“ genannt). Mit anderen Worten ist die Ansprechspannung des Relais die Minimalspannung, bei welcher garantiert wird, dass das Relais in den erregten Zustand schaltet, wenn die Spannung an einem Relaiseingang erhöht wird. Das Relais schaltet von dem erregten Zustand zurück in den stromlosen Zustand, wenn die an die Relaisspulen gelegte Spannung unter die Abfallspannung während eines Spannungsabfalls fällt. Die Abfallspannung ist üblicherweise geringer als die Ansprechspannung. Insbesondere ist die Abfallspannung geringer als die Schwellenspannung.
Auf ähnliche Weise schaltet die Relaissteuerschaltung von dem nicht leitenden, d.h. isolierenden, Zustand in den leitenden Zustand, wenn die an den Eingangsanschluss der Relaissteuerschaltung gelegte Spannung die Schwellenspannung übersteigt. Beispielsweise kann der Eingangsanschluss der Relaissteuerschaltung mit dem Spannungseingangsanschluss über einen Transformator der Relaissteuerschaltung gekoppelt sein. Die Relaissteuerschaltung kann in den nicht leitenden Zustand zurückgeschaltet werden, wenn die an den Eingangsanschluss der Relaissteuerschaltung gelegte Spannung unter eine Unterschwellenspannung fällt. Die Unterschwellenspannung kann identisch zur Schwellenspannung sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Lampentreibers ist das Relais nur mit dem Spannungseingangsanschluss verbunden, wenn die Relaissteuerschaltung in dem leitenden Zustand ist. Das Relais kann entsprechend die Verbindung zwischen dem Spannungseingangsanschluss und einer LED Last nur anschalten, wenn die Relaissteuerschaltung in dem leitenden Zustand ist. Mit anderen Worten ist das Relais nur über die Relaissteuerschaltung und gegebenenfalls einen zusätzlichen Transformator mit dem Spannungseingangsanschluss verbunden. Weiterhin kann eine LED Last nur über das Relais und gegebenenfalls einen zusätzlichen Transformator mit dem Spannungseingangsanschluss verbunden sein, wobei der energetische Zustand des Relais durch die Relaissteuerschaltung ausgelöst wird. Keine weiteren Verbindungen können zwischen dem Relais und dem Spannungseingangsanschluss und/oder einer LED Last und dem Spannungseingang vorhanden sein. Alternativ oder zusätzlich können weitere Verbindungen zwischen der Relaissteuerschaltung und dem Spannungseingangsanschluss Dioden aufweisen, welche mit dem Spannungseingangsanschluss und/oder der Relaissteuerschaltung verbunden sind, sodass diese in einem Blockierungsmodus betrieben werden, wenn eine an den Spannungseingangsanschluss gelegte Spannung niedriger als die Schwellenspannung ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform kann der Lampentreiber dazu eingerichtet sein, um mit einem elektronischen Vorschaltgerät einer Leuchtstofflampenleuchte als eine Energiequelle verbunden zu sein. Mit anderen Worten kann die Energiequelle, welche mit dem Spannungseingangsanschluss des Lampentreibers verbindbar ist, ein elektronisches Vorschaltgerät einer Leuchtstofflampenleuchte sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Lampentreibers ist die Schwellenspannung niedriger als die Betriebsspannung der Energiequelle und höher als ein Restspannungspuls der Energiequelle, welcher bei einem Abschaltvorgang der Energiequelle bereitgestellt wird. Die Betriebsspannung ist der Spitzenwert der Spannung, welche durch die Energiequelle im Normalbetrieb bereitgestellt wird. Der Restspannungspuls ist der Spitzenwert der Spannung, welche durch die Energiequelle beim Abschalten bereitgestellt wird. Der Restspannungspuls kann geringer als die Betriebsspannung sein. Die Schwellenspannung kann entsprechend derart gewählt sein, dass diese zwischen der Betriebsspannung und dem Restspannungspuls liegt.
Dadurch kann der Spannungseingangsanschluss, und somit die Energiequelle, im Betrieb des Lampentreibers, nur mit dem Relais verbunden sein, wenn die an den Spannungseingangsanschluss gelegte Spannung den Wert des Restspannungspulses in dem abgeschalteten Zustand übersteigt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Lampentreibers ist die Relaissteuerschaltung dazu eingerichtet, um im Normalbetrieb der Energiequelle in dem leitenden Zustand geschaltet zu sein. Weiterhin ist der Lampentreiber, insbesondere die Relaissteuerschaltung, dazu eingerichtet, die Schaltung aufzuheben, wenn die Energiequelle abgeschaltet ist und/oder die Energie aus dem Relais entfernt wurde. Nachfolgend ist unter einem „Normalbetrieb“ der Energiequelle ein Betriebszustand zu verstehen, worin eine Betriebsspannung und/oder ein Betriebsstrom an den Spannungseingangsanschluss mittels der Energiequelle gelegt wird, wobei die Betriebsspannung und/oder der Betriebsstrom daran angepasst ist, Energie für eine mit dem Lampentreiber verbundene LED bereitzustellen. Insbesondere emittiert eine mit dem Lampentreiber verbundene LED im Normalbetrieb Licht. Während des Abschaltens der Energiequelle werden die oben beschriebenen Restspannungspulse durch die Energiequelle an den Spannungseingangsanschluss gelegt, welches erfordert, dass die Relaissteuerschaltung diese Pulse, welche mit den Relaisspulen gekoppelt sein können, dämpft oder sogar eliminiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Lampentreibers ist das Relais parallel mit einem Filterkondensator verbunden, welcher mit einem Eingangsanschluss der Relaissteuerschaltung verbunden ist. Die Relaissteuerschaltung wird durch einen Spannungsabfall an dem Filterkondensator und/oder der Relaisschaltung geschaltet.
Der Filterkondensator kann dazu eingerichtet sein, die Relaissteuerschaltung in den leitenden Zustand zu schalten, wenn das Relais in den erregten Zustand umschaltet und/oder sich in diesem Zustand befindet. Wenn das Relais in den erregten Zustand schaltet, kann eine LED Last mit der Lampentreiberschaltung verbunden sein. Diese LED Last kann einen Spannungsabfall entlang des Lampentreibers bewirken. Die Spannung kann ebenfalls unter die Schwellenspannung abfallen. Um zu verhindern, dass dieser Spannungsabfall ein Schalten der Relaissteuerschaltung in den nicht leitenden Zustand bewirkt, wird der Spannungsabfall an dem Relais an die Relaissteuerschaltung übertragen. Dabei verzögert der Filterkondensator die Wirkung des Spannungsabfalls auf die Relaissteuerschaltung gemäß der Zeitskala des Filterkondensators. Dadurch kann ein Spannungsabfall an dem Eingangsanschluss der Relaissteuerschaltung im Normalbetrieb der LED Lampe geschaltet werden, sodass die Relaissteuerschaltung in dem leitenden Zustand gehalten wird.
Bevorzugt ist die Relaissteuerschaltung dazu eingerichtet, um vom leitenden Zustand in den nicht leitenden Zustand zu schalten, wenn die Eingangsspannung unter eine Unterschwellenspannung, welche niedriger als die Schwellenspannung ist, fällt. Die Unterschwellenspannung kann im Normalbetrieb größer als der Spannungsabfall an dem Relais und/oder dem Verzögerungskondensator sein.
Die Auslöseschaltung kann dazu eingerichtet sein, um an ihrem Ausgangsanschluss ein hohes Spannungssignal bereitzustellen, wenn eine Spannung an einem Eingangsanschluss der Auslöseschaltung die Schwellenspannung übersteigt und ein niedriges Spannungssignal an dem Ausgangsanschluss der Auslöseschaltung bereitzustellen, wenn die Spannung an dem Eingangsanschluss der Auslöseschaltung für eine vorgegebene Zeitdauer unter eine Schwellenspannung fällt. Der Schalter kann in den leitenden Zustand geschaltet werden, wenn das hohe Spannungssignal an den Steueranschluss des Schalters gelegt wird, und kann in dem nicht leitenden Zustand sein, wenn das niedrige Spannungssignal an den Steueranschluss gelegt wird. Die Auslöseschaltung kann die oben beschriebene Schaltungsfunktion bereitstellen. Die Auslöseschaltung kann zumindest zwei gekoppelte Transistoren aufweisen, um das Auslöseverhalten zu ermöglichen.
Weiterhin wird eine LED Lampe zum Einsetzen in eine Leuchtstofflampenleuchte bereitgestellt. Die LED Lampe weist einen oben beschriebenen Lampentreiber auf. Mit anderen Worten sind alle Merkmale, die für den Lampentreiber offenbart sind, ebenfalls für die LED Lampe offenbart und umgekehrt.
Die LED Lampe weist den oben beschriebenen Lampentreiber mit dem Relais, dem Spannungseingangsanschluss, und der Relaissteuerschaltung, und eine LED auf. Die LED ist mit einem Ausgangsanschluss des Relais des Lampentreibers verbunden. Die LED kann von einer LED Gruppe mit einer Vielzahl von LEDs umfasst sein. Im Normalbetrieb der LED Lampe kann die LED sichtbares Licht, insbesondere weißes Licht emittieren.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der LED Lampe ist die LED nur mit dem Spannungseingangsanschluss verbunden, wenn das Relais in dem erregten Zustand ist. Mit anderen Worten ist das Relais die einzige leitende Verbindung zwischen der LED und dem Spannungseingangsanschluss. Dadurch ist es möglich, sicherzustellen, dass die LED nur Licht emittiert, wenn die an den Spannungseingangsanschluss angelegte Spannung zumindest die Ansprechspannung übersteigt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der LED Lampe ist der Lampentreiber dazu eingerichtet, eine Spannung für die LED nur dann bereitzustellen, wenn die an den Spannungseingangsanschluss gelegte Eingangsspannung die Schwellenspannung übersteigt. Mit anderen Worten kann die LED nur mit dem Spannungseingangsanschluss verbunden sein, wenn die Relaissteuerschaltung in dem leitenden Zustand ist. Entsprechend kann die LED nur Licht emittieren, wenn die Spannung an dem Spannungseingangsanschluss die Schwellenspannung übersteigt, sodass ein Flackern beim Abschaltvorgang verhindert wird.
Figurenliste
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der Figuren beschrieben. Es wird gezeigt:

1 und 2 zeigen beispielhafte Ausführungsformen eines Lampentreibers und einer LED Lampe gemäß der vorliegenden Erfindung.
3 und 4 zeigen ein Abschaltungsverhalten eines elektronischen Vorschaltgeräts und eine alternative LED Lampe, welche mit dem elektronischen Vorschaltgerät verbunden ist.
5 zeigt ein Abschaltungsverhalten eines Stroms eines elektronischen Vorschaltgeräts und eine LED Lampe gemäß der vorliegenden Erfindung, welche mit dem elektronischen Vorschaltgerät verbunden ist.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen. Auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente kann verzichtet werden, um Redundanzen zu vermeiden.
Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente sollten untereinander nicht als maßgeblich betrachtet werden. Vielmehr können individuelle Elemente für eine bessere Darstellung und/oder ein besseres Verständnis mit einer überzogenen Größe dargestellt sein.
In Bezug auf den schematischen Schaltplan der 1 wird eine Ausführungsform einer LED Lampe 1 mit einem Lampentreiber 10 gemäß der vorliegenden Erfindung in Detail erläutert. Die LED Lampe 1 weist einen Lampentreiber 10 und eine LED 30, welche ebenfalls eine Gruppe von LEDs 30 sein kann, auf. Die LED 30 kann eine LED Last bilden. Die LED Lampe 1 ist über Spannungseingangsanschlüsse 61, 62 mit einer Energiequelle 60, welche ein elektronisches Vorschaltgerät sein kann, verbunden. Die Energiequelle 60 ist verbunden mit einem Netzanschlussgerät, welches einen Leitungsanschluss (L) und einen neutralen Anschluss (N) aufweist. Die Verbindung mit dem Netzanschlussgerät wird durch einen Leistungsschalter 63 bereitgestellt. Der Leistungsschalter 63 kann der AN/AUS-Schalter der LED Lampe 1 sein.
Der Lampentreiber 10 weiß einen Transformator 13 auf, welcher die übrigen Schaltungskomponenten mit den Spannungseingangsanschlüssen 61, 62 und der Relaissteuerschaltung 215, welche ein Auslöseschaltung 20 und einen Schalter 15, welcher ein N-Typ Feldeffekttransistor in der exemplarischen Ausführungsform gemäß 1 ist, aufweist, verbindet. Die Auslöseschaltung 20 ist verbunden mit dem Gate des Schalters 15, welches als Steueranschluss des Schalters 15 fungiert. Eine Eingangsdiode 14 ist zwischen dem Abfluss des Schalters 15 und dem Transformator 13 verbunden.
Der Lampentreiber 10 weist weiterhin ein Relais 11 mit einer Relaisspule 111 und einem Relaisschalter 112 und einer parallel zum Relais verbundenen Verzögerungsschaltung 12 auf. Ein erster Eingangsanschluss des Relais 11 ist mit der Quelle des Schalters 15 verbunden. Ein weiterer Kondensator 16 ist parallel mit der Kombination der Relaissteuerschaltung 215 und dem Relais 11 verbunden.
Ausgangsanschlüsse des Relais 11 fungieren als LED-Schaltung-Eingangsanschlüsse 31, 32, welche zu einer LED Teilschaltung des Lampentreibers 10 führen, welche mit der LED 30 verbunden ist. Eine Gleichrichterschaltung mit Gleichrichterdioden 50 ist zwischen den LED-Schaltung-Eingangsanschlüssen 31, 32 gekoppelt. Weiterhin ist ein Filterkondensator 51, welcher hochfrequente Komponente aus der Spannung und/oder dem Strom, welche(r) für die LED 30 bereitgestellt wird, filtert, parallel mit der LED 30 verbunden.
In Bezug auf den schematischen Schaltplan der 2 wird eine Ausführungsform einer LED Lampe 1 mit einem Lampentreiber 10 gemäß der vorliegenden Erfindung in Detail erläutert. Im Vergleich zu 1 wird eine detailliertere Struktur der Auslöseschaltung 20 gezeigt. Die Auslöseschaltung 20 weist einen ersten Transistor 21 und einen zweiten Transistor 22, der mit dem ersten Transistor 21 gekoppelt ist, auf. Der erste Transistor 21 und der zweite Transistor 22 sind im vorliegenden Fall beide npn-Transistoren. Der zweite Transistor 22 verbunden mit dem Kollektor des ersten Transistors 21. Weiterhin ist der Kollektor des zweiten Transistors 22 mit dem Schalter 15 verbunden. Der jeweilige Emitter des ersten Transistor 21 und des zweiten Transistor 22 ist gekoppelt mit einem zweiten Eingangsanschluss der Relaisschaltung 11. Wie vorstehend für 1 beschrieben, ist der erste Eingangsanschluss der Relaisschaltung 11 verbunden mit der Quelle des Schalters 15.
Die Auslöseschaltung 20 weist weiterhin Widerstände 231, 232, 233, 234, 235 auf, um die Eingangsspannungen und/oder Eingangsströme entlang der Schaltungskreise der Auslöseschaltung 20 anzupassen. Zusätzlich ist eine Zenerdiode 252 mit dem Relais 10 gekoppelt, um hohe Spannung des Schalters 15 zu verhindern und/oder die für die Relaisspulen 111 bereitgestellte Spannung zu begrenzen. Ein Eingangsanschluss der Auslöseschaltung 20 ist mit dem Filterkondensator 12, und somit mit dem ersten Eingangsanschluss des Relais 11, über eine Filterdiode 251 und einen Filterwiderstand 236 verbunden.
Im Betrieb der LED Lampe 1 können der Lampentreiber 10 und die LED Lampe 1 wie nachstehend erläutert fungieren.
Die LED Lampe 1 wird durch das Schließen des Leistungsschalters 63 angeschaltet, d.h. durch Schalten des Leistungsschalters 63 in seinen leitenden Zustand. Die Spannung an dem ersten Punkt A in der Schaltung nimmt dann zu bis auf einen ersten Spannungswert und/oder über diesen ersten Spannungswert. Der erste Spannungswert kann, zum Beispiel, 40 V sein. Der erste Spannungswert kann mit der Schwellenspannung übereinstimmen oder die Schwellenspannung der Relaissteuerschaltung 215 übersteigen. Durch die Spannungszunahme ist der erste Transistor 21 geschlossen (d.h. leitend) und ist der zweite Transistor 22 geöffnet (d.h. isolierend). Dies führt dazu, dass der Schalter 15 in den leitenden Zustand geändert wird.
Wenn der Schalter 15 in dem leitenden Zustand ist, schaltet das Relais 11 die Verbindung zwischen der Energiequelle 60 und der LED 30 an. Ein zweiter Spannungswert (zum Beispiel 12 V) wird dann an dem zweiten Punkt B des Lampentreibers 10 gemessen. Der zweite Spannungswert ist höher als die Ansprechspannung des Relais 11. Dadurch wird das Relais in seinen erregenden Zustand geschaltet und wird die LED 30 mit der Energiequelle 60 verbunden. In diesem leitenden Zustand des Schalters 15 kann der Verzögerungskondensator 12 durch den Strom, welcher durch die Energiequelle 60 bereitgestellt wird, geladen werden.
Dadurch, dass die LED 30 mit der Energiequelle 60 verbunden ist, nimmt der Strom in der gesamten Schaltung zu und fällt die Spannung entsprechend bis zu einem dritten Spannungswert (zum Beispiel 15 V) an dem ersten Punkt A ab. Durch den Filterkondensator 12 wird der Spannungsabfall an einem dritten Punkt C in der Schaltung jedoch verzögert, welches dazu führt, dass der erste Transistor 21 immerhin für eine kurze Zeitskala, welche mit der Zeitskala des Filterkondensators 12 übereinstimmt, geschlossen ist. Dadurch wird der Schalter 15 ebenfalls für diese kurze Zeitskala in dem leitenden Zustand gehalten.
Während dieser kurzen Zeitskala wird die Spannung an dem zweiten Punkt B immerhin der zweite Spannungswert sein. Dieser zweite Spannungswert wird auf den dritten Punkt C über die Diode 251 und den Widerstand 236 übertragen. Dadurch wird die Spannung an dem dritten Punkt C in den zweiten Spannungswert geschaltet. Der Schalter 15 bleibt dadurch im Normalbetrieb der Energiequelle 60 in dem leitenden Zustand.
Wenn der Leistungsschalter 63 geöffnet wird, wird die Energiequelle von dem Netzanschlussgerät getrennt. Dadurch wird der Spannungsabfall an dem zweiten Punkt B reduziert und die Schaltung wird entfernt. Durch die in der Energiequelle gespeicherte Restenergie wird die Energiequelle 60 Restspannungspulse erzeugen. Diese Restspannungspulse sind jedoch niedriger als die Schwellenspannung der Relaissteuerschaltung 215. Der Schalter 15 kann deshalb nicht in den leitenden Zustand zurückgeschaltet werden und die LED 30 bleibt ausgeschaltet.
Im Hinblick auf die Messdaten des Abschaltungsverhaltens, wie in den 3, 4 und 5 dargestellt, wird ein Beispiel einer Implementierung des Lampentreibers 10 und der LED Lampe 1 gemäß der vorliegenden Erfindung im Detail erläutert. In den Figuren werden Ströme und/oder Spannungen in arbiträren Einheiten (a. u.) in Abhängigkeit von Zeit gezeigt. Jede der 3, 4 und 5 zeigt einen ersten Strom 71, welcher mit einem Ausgangsstrom einer mit der LED Lampe 1 verbundenen Energiequelle 60 übereinstimmt, und einen zweiten Strom 72 an der Position der LED 30. Hier zeigt der untere Teil der 3 eine maßstabgerechte Vergrößerung einer Vergrößerungszeit T_z , wie im oberen Teil der 3 gezeigt. Die 4 und 5 zeigen zusätzlich einen ersten Spannungsabfall 73 an dem Eingangsanschluss der Auslöseschaltung 20 und einen zweiten Spannungsabfall fielen 70 an der Relaisspule 111.
Die Daten gemäß den 3 und 4 wurden mit einer alternativen LED Lampe 1 ermittelt, welche eine ähnliche elektronische Schaltung in Bezug auf die Ausführungsformen der 1 und 2 aufweist, weist jedoch keine Relaissteuerschaltung 215 auf. Die Daten gemäß der 5 wurden mit einer LED Lampe 1 ermittelt, wie im Hinblick auf 2 gezeigt.
Für diese Messungen ist der Leistungsschalter 63 an einer ersten Zeit T₁ geschlossen. Das Relais 11 schaltet in den erregten Zustand an einer zweiten Zeit T₂ . Der Leistungsschalter ist geöffnet an einer dritten Zeit T₃ . Nachdem der Leistungsschalter 63 geschlossen wurde, nimmt der erste Strom 71, welcher ein AC Strom ist, zu. Dies führt zu einer geringen Erhöhung des zweiten Stroms 72. Wenn das Relais 11 geschlossen ist, d.h. geschaltet in den erregten Zustand, erreichen der erste Strom 71 und der zweite Strom 72 einen Maximalwert, welcher der Betriebsstrom der LED Lampe 1 ist.
Nachdem der Leistungsschalter 63 geöffnet wurde, werden der erste Strom 71 und der zweite Strom 72 bis auf deren Anfangswerte reduziert. Wie der maßstabgerechten Vergrößerung in dem unteren Teil der 3 jedoch zu entnehmen ist, sind Reststrompulse 710 vorhanden, welche mit den oben genannten Restspannungspulsen übereinstimmen. Diese Reststrompulse 710 können zweite Strompulse 720 in dem zweiten Strom 72 an der LED 30 verursachen.
4 und 5 zeigen den ersten Strom 71 und den zweiten Strom 72 der 3 und, zusätzlich, die erster Spannung 73 und die zweite Spannung 74. In 4, welche mit einer LED Lampe 1 ohne eine Relaissteuerschaltung 215 übereinstimmt, verursachen die Reststrompulse 710 erste Spannungspulse 730 in der ersten Spannung 73 und zweiter Spannungspulse 740 in der zweiten Spannung 74. Diese zweiten Spannungspulse 740 werden an die LED 30 über die LED-Schaltung-Eingangsanschlüsse 31, 32 gelegt und verursachen somit ein Flackern der LED-Lampe 1.
Für die Messung der 5 wurde eine Relaissteuerschaltung 215 zu dem Lampentreiber 10 der LED Lampe 1 hinzugefügt. Die ersten Spannungspulse 730 in der ersten Spannung 73 können immerhin beobachtet werden. Da das Relais 11 jedoch durch die Relaissteuerschaltung 215 von der Energiequelle 60 entkoppelt ist, werden keine zweiten Spannungspulse 740 in der zweiten Spannung 74 beobachtet.
Mit dem hier beschriebenen Lampentreiber kann eine einfache Kontrolle über das Abschaltungsverhalten der Energiequelle, insbesondere eines elektronischen Vorschaltgeräts, mit einer guten Leistung bereitgestellt werden. Dadurch, dass lediglich elektronische Standardkomponente für die Implementierung des Lampentreibers erforderlich sind, kann der Lampentreiber auf einer kosteneffizienten Weise hergestellt werden.
Bezugszeichenliste

1: LED Lampe
10: Lampentreiber
11: Relais oder Relaisschaltung
111: Relaisspule
112: Relaisschalter
12: Filterkondensator
13: Transformator
14: Eingangsdiode
15: Schalter
16: Weiterer Kondensator
215: Relaissteuerschaltung
20: Auslöseschaltung
21: Erster Transistor
22: Zweiter Transistor
231-236: Widerstand
251: Diode
252: Zenerdiode
30: LED
31, 32: LED-Schaltung-Eingangsanschluss
50: Gleichrichterdiode
51: Weiterer Filterkondensator
60: Energiequelle
61, 62: Spannungseingangsanschluss
63: Leistungsschalter
71: Erster Strom
710: Reststrompulse
72: Zweiter Strom
720: Zweite Strompulse
73: Erste Spannung
730: Erste Spannungspulse
74: Zweite Spannung
740: Zweite Spannungspulse
T₁: Erste Zeit
T₂: Zweite Zeit
T₃: Dritte Zeit
A: Erster Punkt
B: Zweiter Punkt
C: Dritter Punkt

Claims

Lampentreiber (10) für eine LED Lampe (1), aufweisend: einen Spannungseingangsanschluss (61, 62) zum Verbinden des Lampentreibers (10) mit einer Energiequelle (60), ein Relais (11), welches zwischen einem erregten Zustand und einem stromlosen Zustand gemäß einer Ansprechspannung schaltbar ist, und eine Relaissteuerschaltung (215), welche das Relais (11) mit dem Spannungseingangsanschluss (61, 62) verbindet und zwischen einem leitenden Zustand und einem nicht-leitenden Zustand gemäß einer Schwellenspannung schaltbar ist, wobei die Ansprechspannung geringer als die Schwellenspannung ist, wobei die Relaissteuerschaltung (215) eine Auslöseschaltung (20) und einen Schalter (15) aufweist, wobei der Schalter (15) in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Auslöseschaltung (20) zwischen einem leitenden Zustand und einem nicht leitenden Zustand schaltbar ist.
Lampentreiber (10) gemäß Anspruch 1, wobei das Relais (11) nur mit dem Spannungseingangsanschluss (61, 62) verbunden ist, wenn die Relaissteuerschaltung (215) in dem leitenden Zustand ist.
Lampentreiber (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Lampentreiber (10) dazu eingerichtet ist, mit einem elektronischen Vorschaltgerät einer Leuchtstofflampenleuchte als Energiequelle (60) verbunden zu sein.
Lampentreiber (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Schwellenspannung niedriger als eine Betriebsspannung der Energiequelle (60) und höher als ein bei einem Abschaltvorgang der Energiequelle (60) bereitgestellter Restspannungspuls der Energiequelle (60) ist.
Lampentreiber (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Relaissteuerschaltung (215) dazu eingerichtet ist, im Normalbetrieb der Energiequelle (60) in den leitenden Zustand geschaltet zu sein, wobei der Lampentreiber (10) dazu eingerichtet ist, die Schaltung aufzuheben, wenn die Energiequelle (60) abgeschaltet ist.
Lampentreiber (10) gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei das Relais (11) parallel mit einem Filterkondensator (12) verbunden ist, welcher mit einem Eingangsanschluss der Relaissteuerschaltung (215) verbunden ist, und wobei die Relaissteuerschaltung (215) durch einen Spannungsabfall an dem Filterkondensator (12) und/oder dem Relais (11) geschaltet ist.
Lampentreiber (10) gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei die Relaissteuerschaltung (215) dazu eingerichtet ist, vom leitenden Zustand in den nicht leitenden Zustand zu schalten, wenn die Eingangsspannung unter eine Unterschwellenspannung, welche niedriger als die Schwellenspannung ist, fällt.
Lampentreiber (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Relaissteuerschaltung (215) dazu eingerichtet ist, vom leitenden Zustand in den nicht leitenden Zustand zu schalten, wenn die Eingangsspannung unter eine Schwellenspannung und/oder eine Unterschwellenspannung für eine erste Zeitdauer, welche zumindest eine Periodendauer einer an den Spannungseingangsanschluss (61, 62) angelegte AC Spannung ist, fällt.
LED Lampe (1) zum Einsetzen in eine Leuchtstofflampenleuchte, aufweisend einen Lampentreiber (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche und eine LED (30), welche mit einem Ausgangsanschluss des Relais (11) des Lampentreibers (10) verbunden ist.
LED Lampe (1) gemäß dem vorstehenden Anspruch, wobei die LED (30), nur mit dem Spannungseingangsanschluss (61, 62) verbunden ist, wenn das Relais (11) in dem erregten Zustand ist.
LED Lampe (1) gemäß dem vorstehenden Anspruch, wobei der Lampentreiber (10) dazu eingerichtet ist, eine Spannung für die LED nur dann bereitzustellen, wenn die an den Spannungseingangsanschluss (61, 62) gelegte Eingangsspannung die Schwellenspannung übersteigt.