DE10321588A1

DE10321588A1 - Leuchtelement, insbesondere für Taschenleuchten

Info

Publication number: DE10321588A1
Application number: DE10321588A
Authority: DE
Inventors: Michael Kaiser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-05-09
Filing date: 2003-05-09
Publication date: 2004-11-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Leuchtelement, insbesondere für Taschenleuchten, mit wenigstens einer Leuchtdiode (8-10), einem mit der Leuchtdiode verbundenen Anschlusssockel (2), welcher mit einer normierten, für Glühlampen unterschiedlicher Betriebsspannungen verwendbaren Fassung kompatibel ist, und mit einer elektronischen Schaltung (7) zur Anpassung unterschiedlicher, an die Fassung anlegbarer Versorgungsspannungen an die Beriebsspannungen der Leuchtdiode. Gemäß der Erfindung ist der Anschlusssockel (2) mit einer Fassung zur Aufnahme von Niederspannungsglühlampen kompatibel und die elektronische Schaltung (7) umfasst einen Gleichspannungswandler.

Description

Die Erfindung betrifft ein Leuchtelement, insbesondere für Taschenleuchten, mit wenigstens einer Leuchtdiode (LED), einem mit der Leuchtdiode verbundenen Anschlusssockel, welcher mit einer normierten, für Glühlampen unterschiedlicher Betriebsspannungen verwendbaren Fassung kompatibel ist, und mit einer elektronischen Schaltung zur Anpassung unterschiedlicher, an die Fassung anlegbarer Versorgungsspannungen an die Betriebsspannungen der Leuchtdiode.

Ein solches Leuchtelement ist aus der DE 100 29 069 A1 bekannt. Bei dem Anschlusssockel dieses Leuchtelements handelt es sich um einen Stecksockel, der in entsprechende Standardsteckfassungen für Glühlampen eingesetzt werden kann. Auf einem flächigen, mit dem Stecksockel verbundenen Substrat sind mehrere Leuchtdioden untergebracht. Die elektronische Schaltung transformiert unterschiedliche Versorgungsspannungen, z.B. 24 oder 230 Volt, auf die geringe Diodenbetriebsspannung von einigen Volt. Das Leuchtelement wird in einer Signalleuchte verwendet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Leuchtelemente der eingangs erwähnten Art weitere Anwendungsmöglichkeiten zu erschließen.

Das diese Aufgabe lösende Leuchtelement nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlusssockel mit einer Fassung zur Aufnahme von Niederspannungsglühlampen kompatibel ist und die elektronische Schaltung einen Gleichspannungswandler umfasst.

Beispielsweise erlaubt es diese Erfindungslösung, mit unterschiedlichen Gleichspannungen aber Glühlampen gleichen Formats betriebene Taschenleuchten unabhängig von deren Betriebsspannung mit dem gleichen Leuchtelement auszustatten und ggf. nachzurüsten. Gegenüber den Glühlampen lässt sich bei erhöhter Leuchtkraft eine verlängerte Lebensdauer des Leuchtelements und bessere Ausnutzung der Batterie erreichen. Anders als bei einer Glühlampe bleibt die Leuchtkraft mit absinkender Batteriespannung erhalten.

Die in die Fassung der unterschiedlichen Leuchten eingesetzten Leuchtelemente passen sich gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung automatisch an die betreffende Betriebsspannung, z.B. 1,5 Volt, 4,5 Volt oder 9 Volt an.

Der Gleichspannungswandler kann zur Verminderung und/oder Erhöhung von Versorgungsspannungen vorgesehen sein. Ein Leuchtelement mit einer Diode, deren Betriebsspannung im Bereich einiger Volt liegt, lässt sich dann sowohl in einer 1,5 Volt-Taschenleuchte als auch in einer 9 Volt-Taschenleuchte verwenden.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst die elektronische Schaltung ferner einen Schaltungsteil zur Konstantregelung des durch die Leuchtdiode oder durch mehrere Leuchtdioden fließenden Stroms, welcher für die Helligkeit des Leuchtelements maßgebend ist. Z.B. temperaturbedingte Schwankungen des Diodenstroms lassen sich so vermeiden. Der Schaltungsteil zur Konstantregelung kann bei der Abwärtswandlung von Versorgungsspannungen mit dem Gleichspannungswandler zusammenwirken.

Die elektronische Schaltung kann ferner einen Schaltungsteil aufweisen, durch welchen Einstellungen vorgenommen werden können und der z.B. mit Einrichtungen zum Empfang drahtlos übertragener Einstellsignale versehen ist, die z.B. auf bestimmte Stärke oder Sequenz von Einstellimpulsen reagieren. Solche Sequenzen lassen sich z.B. durch aufeinanderfolgende Beaufschlagung des Leuchtelements mit einem Magnetfeld durchführen, wobei ein Magnet an das Leuchtelement mehr oder weniger nah heranzuführen ist.

Auf diese Weise können z.B. unterschiedliche Helligkeiten, eine Blinkfunktion des Leuchtelements oder/und ein Modus zur verstärkten Aussendung von UV- oder/und IR-Licht eingestellt werden.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die elektronische Schaltung platzsparend innerhalb des Anschlusssockels untergebracht, vorzugsweise einem Schraubsockel, wie ihn die meisten in Taschenlampen verwendeten Glühlampen aufweisen.

Die Erfindung soll nun anhand von Ausführungsbeispielen und der beiliegenden, sich auf diese Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel für ein Leuchtelement nach der Erfindung,
2 eine Schemadarstellung einer in dem Leuchtelement von 1 verwendeten Schaltung,
3 eine Detailausführung der Schaltung von 2, und
4 weitere Ausführungsbeispiele für Leuchtelemente nach der Erfindung.
Ein in 1 gezeigtes Leuchtelement weist ein Lampenglas 1 und einen Schraubsockel 2 auf. Lampenglas und Schraubsockel entsprechen den Normmaßen von Glühlampen mit Betriebsspannungen zwischen 1,5 und 9 Volt, wie sie z.B. in Taschenleuchten, Fahrradleuchten o. dgl. verwendet werden.
In dem Schraubsockel 2 bzw. Lampenglas 1 ist eine Baugruppe 3 angeordnet, welche über Leitungsverbindungen 4 und 5 an die beiden elektrischen Kontakte des Schraubsockels 2 angeschlossen ist.
Die Baugruppe 3 weist eine Trägerplatte 6 mit einer elektronischen Schaltung 7 auf ihrer dem Schraubsockel zugewandten Seite und drei Leuchtdioden 8 bis 10 auf ihrer dem Lampenglas zugewandten Seite auf.
Die mit der elektronischen Schaltung 7 verbundenen Leuchtdioden 8 bis 10 senden Licht unterschiedlicher Wellenlängen aus, deren Überlagerung weißes Licht ergibt.
Die elektronische Schaltung 7 umfasst einen Gleichspannungswandler 11, der eingangsseitig über die Verbindungsleitung 4 mit einem der elektrischen Kontakte des Schraubsockels 2 verbunden ist.
An dem Gleichspannungswandler 11 liegt ausgangsseitig mindestens die Summe der Betriebsspannungen der in Reihe geschalteten Leuchtdioden 8 bis 10 an.
Der Gleichspannungswandler ist in der Lage, am Schraubsockel anliegende Versorgungsspannungen sowohl zu verkleinern als auch zu vergrößern. Z.B. weist der Wandler eine Ladungspumpe oder einen Wandler mit einer Spule auf, wie z.B. einen Durchflusswandler, Drosselwandler, Drosselaufwärtswandler, Boost Converter oder Step-Up Converter.
Der Gleichspannungswandler 11 ist mit einem in Reihe zu den Dioden 8 bis 10 geschalteten Stromregler 12 kombiniert. Bei dem Stromregler kann es sich z.B. um einen Zerhacker, der den Diodenstrom bei Überschreiten eines vorbestimmten Schwellenwertes unterbricht, einen Linearregler oder eine Kombination aus beiden handeln.
Liegt an den Kontakten des Schraubsockels eine Spannung an, die höher als die Summe der Betriebsspannungen der Dioden ist, so kann der Gleichspannungswandler auf Durchgang geschaltet und die erforderliche Spannungsherabsetzung auf die Betriebsspannung der Diode allein durch den Stromregler bewirkt werden. Werden mehrere, parallel geschaltete Leuchtdiodenzweige parallel angesteuert, so bedarf es nur einer Stromregelung im ersten Zweig. Für die weiteren Zweige sind Stromspiegel einsetzbar.
Ein Ausführungsbeispiel für eine Stromreglerschaltung zeigt 3. Die Spannung U_REF einer Referenzspannungsquelle 13 liegt an einem der Eingänge eines den Gleichspannungswandler 11 ansteuernden Komparators 14 an. Der Komparator 14 vergleicht die Referenzspannung U_REF der Spannungsquelle 13 mit einer Teilspannung der Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers 11. Die Teilspannung fällt über einem mit 15 bezeichneten Referenzwiderstand R_REF ab, der zusammen mit den Leuchtdioden 8 bis 10 einen Spannungsteiler bildet. Entsprechend dem Ausgangssignal des Komparators 14 stellt der Gleichspannungswandler 11 seine Ausgangsspannung stets so ein, dass die über dem Widerstand R_REF abfallende Teilspannung gleich der Referenzspannung U_REF ist. Entsprechend fließt ein konstanter Strom I = U_REF/R_REF durch die Leuchtdioden 8 bis 10. Die Referenzspannung U_REF und die Größe des Widerstandes R_REF können so gewählt werden, dass in dem Widerstand R_REF nur eine geringe Leistung umgesetzt wird. Die Schaltung eignet sich sowohl zur Aufwärtsals auch Abwärtswandlung.
Wie aus 2 hervorgeht, weist die auf der Trägerplatte 6 untergebrachte Schaltung 7 ferner einen Schaltungsteil 16 auf, durch den Einstellungen, beispielsweise Ände rungen der Referenzspannung, um den Diodenstrom und damit die Helligkeit des Leuchtelements zu ändern, vorgenommen werden können. Der Schaltungsteil 16 umfasst ein Element, das auf die Stärke eines äußeren Magnetfelds anspricht, z.B. eine Feldplatte oder ein Hall-Element.
Einstellungen können z.B. dadurch erfolgen, dass ein Permanentmagnet mehr oder weniger weit oder/und in bestimmten Sequenzen an das Leuchtelement angenähert wird. Neben einer Einstellung der Helligkeit kommt z.B. die Einstellung eines Blinkmodus' in Betracht. Gegebenenfalls könnte auch eine Licht im UV-Bereich emittierende Diode, für die ein gesonderter Stromkreis vorgesehen ist, in Betrieb genommen werden, z.B. um Geldscheine zu prüfen. Auch ein gesonderter Stromkreis für eine Licht im Infrarotbereich emittierende Diode könnte vorgesehen sein, die z.B. ein kodiertes Signal aussendet, das von einer automatischen Toröffnungseinrichtung empfangen wird.
Bei den nachfolgend in 4a bis d gezeigten weiteren Ausführungsbeispielen für Leuchtelemente sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit denselben Bezugszahlen wie in 1 bezeichnet, wobei der betreffenden Bezugszahl jeweils der Buchstabe a, b usw. beigefügt ist.
Das in 4a gezeigte Leuchtelement unterscheidet sich von dem Leuchtelement von 1 dadurch, dass eine Leuchtdioden 8a bis 10a und eine elektronische Schaltung 7a aufnehmende Trägerplatte 6a nicht senkrecht zur Schraubendrehachse eines Schraubsockels 2a, sondern mit seiner Längsachse parallel zu dieser Drehachse angeordnet ist und sich in die Tiefe des Schraubsockels erstreckt.
Das Ausführungsbeispiel von 4b zeigt ein Leuchtelement mit einem Stecksockel 2b, der Nasen 17 aufweist, durch die sich der Stecksockel in der Art eines Bajonettverschlusses an einer Fassung befestigen lässt.
4c zeigt ein Leuchtelement mit zwei Steckkontaktstiften 18, die direkt mit einer Trägerplatte 6c verbunden sind. Trägerplatte und Steckkontaktstifte bilden einen Anschlusssockel für mit der Trägerplatte verbundene Leuchtdioden 8c bis 10c.
Ein Leuchtelement in Form einer Sofitte mit zwei Anschlusskontakten 19 geht aus 4d hervor.

Claims

Leuchtelement, insbesondere für Taschenleuchten, mit wenigstens einer Leuchtdiode (8-10), einem mit der Leuchtdiode verbundenen Anschlusssockel (2), welcher mit einer normierten, für Glühlampen unterschiedlicher Betriebsspannungen verwendbaren Fassung kompatibel ist, und mit einer elektronischen Schaltung (7) zur Anpassung unterschiedlicher, an die Fassung anlegbarer Versorgungsspannungen an die Betriebsspannung der Leuchtdiode, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlusssockel (2) mit einer Fassung zur Aufnahme von Niederspannungsglühlampen kompatibel ist und die elektronische Schaltung (7) einen Gleichspannungswandler (11) umfasst.
Leuchtelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungswandler (11) zur automatischen Anpassung unterschiedlicher Versorgungsspannungen an die Betriebsspannung der Diode (8-10) vorgesehen ist.
Leuchtelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungswandler (11) zur Verminderung und/oder Erhöhung der anliegenden Versorgungsspannung vorgesehen ist.
Leuchtelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung einen Schaltungsteil (12) zur Konstantregelung des Leuchtdiodenstroms umfasst.
Leuchtelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung einen weiteren Schaltungsteil (16) umfasst, welcher zum Empfang drahtlos übertragener Einstellsignale vorgesehen ist.
Leuchtelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Schaltungsteil (16) auf ein äußeres Magnetfeld reagiert.
Leuchtelement nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Schaltungsteil (16) auf bestimmte Sequenzen oder/und Stärken von Einstellimpulsen reagiert.
Leuchtelement nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedliche Helligkeiten einstellbar sind.
Leuchtelement nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Blinkmodus und/oder Modus zur Aussendung von UV- oder/und IR-Licht einstellbar ist.
Leuchtelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (7) weitgehend innerhalb des Anschlusssockels (2) angeordnet ist.