DE112014002534T5

DE112014002534T5 - Lichtemittierende Dioden-Beleuchtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112014002534T5
Application number: DE112014002534.8T
Authority: DE
Inventors: Yong Geun Kim; Sang Young Lee; Ki Chul An
Original assignee: Silicon Works Co Ltd
Current assignee: LX Semicon Co Ltd
Priority date: 2013-05-23
Filing date: 2014-05-22
Publication date: 2016-03-31
Also published as: CN105247964B; WO2014189310A1; US9883559B2; KR101610617B1; US20160135256A1; CN105247964A; KR20140137602A

Abstract

Offenbart ist eine LED-Beleuchtungsvorrichtung, die in der Lage ist, eine Beleuchtung unter Verwendung einer gleichgerichteten Spannung auszuführen. Die LED-Beleuchtungsvorrichtung kann ein Leuchtmittel umfassen, welches in eine Vielzahl von lichtemittierenden Modulen aufgeteilt ist, und die Beleuchtung unter Verwendung einer Spannung ausführen, die durch Verringerung einer gleichgerichteten Spannung erhalten wurde, wodurch verhindert wird, dass innere Teile durch eine Überspannung beschädigt werden. Weiterhin kann die Struktur, in welcher die LED-Gruppen auf dem Substrat angeordnet sind, verbessert werden, um die Lichtintensität zu uniformieren.

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine LED-Beleuchtungsvorrichtung und im Speziellen auf eine LED-Beleuchtungsvorrichtung, welche Beleuchtung unter Verwendung einer gleichgerichteten Spannung ausführt.
Stand der Technik
Dem jüngsten Trend der Beleuchtungstechnologie entsprechend wurde eine LED (lichtemittierende Diode) als Lichtquelle verwendet.
Eine LED von hoher Helligkeit unterscheidet sich von anderen Lichtquellen bezüglich verschiedener Aspekte, wie zum Beispiel dem Energieverbrauchs, der Lebenszeit und der Lichtqualität.
Jedoch kann eine Beleuchtungsvorrichtung, die LEDs als eine Lichtquelle verwendet, aufgrund der Charakteristik der LEDs, welche mit einem konstanten Stroms angesteuert werden, zusätzliche Schaltkreise benötigen.
Beispiele von Vorrichtungen, welche verwendet wurden, um das oben beschriebene Problem zu lösen, können eine Beleuchtungsvorrichtung des AC-Direkt-Typus umfassen.
Im Allgemeinen ist die LED-Beleuchtungsvorrichtung des AC-Direkt-Typus gestaltet, um LEDs unter Verwendung einer gleichgerichteten Spannung, die durch Gleichrichtung von Netzleistung erhalten wurde, anzusteuern. Die gleichgerichtete Spannung kann eine Welligkeit aufweisen, deren Frequenz zweimal höher ist als die der Netzleistung. Weiterhin kann jede der LEDs gestaltet sein, um eine Lichtemissionsspannung Vf von zum Beispiel 2.8 V bis 3.8 V aufzuweisen.
Da die oben beschriebene LED-Beleuchtungsvorrichtung des AC-Direkt-Typus die gleichgerichtete Spannung direkt als Eingangsspannung ohne die Verwendung einer Spule oder einer Kapazität verwendet, weist die LED-Beleuchtungsvorrichtung des AC-Direkt-Typus einen vorteilhaften Leistungsfaktor auf.
Die LEDs, die in der LED-Beleuchtungsvorrichtung umfasst sind, können in eine Vielzahl von LED-Gruppen aufgeteilt sein, und die Vielzahl von LED-Gruppen kann sequentiell an- oder ausgeschaltet werden gemäß dem Ansteigen oder Abfallen der gleichgerichteten Spannung, die eine Welligkeit aufweist.
Die LED-Beleuchtungsvorrichtung des AC-Direkt-Typus kann eine Vielzahl von Schaltelementen (zum Beispiel FET) umfassen, um das An-/Ausschalten der LEDs zu steuern. Die Vielzahl von Schaltelementen kann für die jeweiligen LED-Gruppen eingerichtet sein und ihre Schaltoperationen können gesteuert werden in Reaktion auf das An-/Ausschalten der jeweiligen LED-Gruppen.
Zum Beispiel, wenn die LED-Beleuchtungsvorrichtung gestaltet ist, um eine Eingangsspannung von AC 220 V zu verwenden, kann eine gleichgerichtete Spannung, die an die LED-Gruppen angelegt ist, eine Spitzenspannung von ungefähr 311 V aufweisen.
Die LED-Beleuchtungsvorrichtung des AC-Direkt-Typus muss so gestaltet sein, dass sie vor einer Überspannung geschützt ist. Die Überspannung kann durch verschiedene Faktoren erzeugt werden und kann in die LED-Beleuchtungsvorrichtung durch einen Eingangsspannungsleiter eingeführt werden.
Wenn die LED-Gruppen in einer Umgebung angesteuert werden, in der eine gleichgerichtete Spannung, die eine Spitzenspannung von 311 V aufweist, angelegt wird, kann eine Überspannung von ungefähr 450 V oder mehr einen Einfluss auf die inneren Schaltkreise haben. Im Allgemeinen sind die Vielzahl der Schaltelemente, die in der LED-Beleuchtungsvorrichtung umfasst sind, so designt, dass sie eine Spannungsfestigkeit von 450 V bis 700 V aufweisen. Jedoch können die Schaltelemente beschädigt werden durch die Überspannung, wenn eine Überspannung gleich oder höher als die vorgesehene Spannungsfestigkeit angelegt wird. Somit können konventionelle LED-Beleuchtungsvorrichtungen ein Problem mit der Zuverlässigkeit haben.
Die LED-Beleuchtungsvorrichtung kann Schaltelemente umfassen, die in der Lage sind, eine hohe Spannung auszuhalten, um Stabilität bezüglich einer Überspannung sicherzustellen. Jedoch kann das oben beschriebene Verfahren als ein Faktor dienen, welcher die Herstellungskosten der LED-Beleuchtungsvorrichtung ansteigen lässt, da die Schaltelemente, die in der Lage sind, eine hohe Spannung auszuhalten, teuer sind.
Die LED-Beleuchtungsvorrichtung des AC-Direkt-Typus kann auf eine solche Art gestaltet sein, dass die LED-Gruppe, welche als erstes Licht emittiert unter der Vielzahl von LED-Gruppen, eine große Anzahl von LEDs umfasst, um eine Verzerrung der Wellenform der gleichgerichteten Spannung zu verhindern und eine Betriebscharakteristik (harmonische Charakteristik) zu befriedigen.
Beispielsweise kann das Leuchtmittel der LED-Beleuchtungsvorrichtung 96 bis 104 LEDs umfassen, ausgehend von einer Umgebung, in welcher eine Eingangsspannung von AC 220 V angelegt ist.
Die 96 bis 104 LEDs können in eine Vielzahl von LED-Gruppen aufgeteilt sein und jede der LED-Gruppen kann eine unterschiedliche Anzahl von LEDs umfassen.
Beispielsweise kann, wenn die LEDs in vier LED-Gruppen aufgeteilt sind, die erste LED-Gruppe 30 LEDs umfasst und jede der anderen LED-Gruppen kann 23 LEDs umfassen.
In diesem Fall benötigt die erste LED-Gruppe eine höhere Lichtemissionsspannung Vf, da die erste LED-Gruppe eine größere Anzahl von LEDs als die anderen Gruppen umfasst. Genauer gesagt kann die erste LED-Gruppe gestaltet sein, um eine Lichtemissionsspannung Vf von 90 V zu benötigen und die anderen LED-Gruppen können gestaltet sein, um eine Lichtemissionsspannung Vf von 70 V zu benötigen.
In diesem Fall kann ein Unterschied zwischen der Lichtemissionsspannung Vf der ersten LED-Gruppe und der Lichtemissionsspannung Vf der anderen LED-Gruppen auf 20 V oder mehr gesetzt werden. Der Unterschied zwischen den Lichtemissionsspannungen Vf kann als ein Faktor dienen, welcher einen Unterschied in der Lichtintensität zwischen der ersten LED-Gruppe und den anderen LED-Gruppen verursacht. Des Weiteren kann jede der anderen LED-Gruppen ausschließlich der ersten LED-Gruppe eine niedrige Lichtintensität aufweisen, da die Priorität der LED-Gruppe niedrig ist, aufgrund einer Differenz in der dazwischenliegenden Lichtemissionszeit.
Die LED-Beleuchtungsvorrichtung kann mittels eines L-Rohres umgesetzt werden, das eine ähnliche Struktur wie ein Fluoreszenzleuchtmittel aufweist. Aus diesem Grund weist eine LED-Gruppe eine niedrige Lichtintensität auf, wenn die LED-Gruppe entfernt von der Position ist, an welche die Eingangsspannung angelegt ist. In Wirklichkeit kann eine Differenz zwischen der Lichtintensität der ersten LED-Gruppe, an welche die höchste Spannung angelegt ist, und der Lichtintensität der letzten LED-Gruppe, an welche die niedrigste Spannung angelegt ist, auf 70 oder weniger eingestellt werden.
Somit kann eine LED-Beleuchtungsvorrichtung des AC-Direkt-Typus Schwierigkeiten damit haben, eine gleichmäßige Lichtintensität (oder Lumineszenz) an jeder Position des Leuchtmittels bereitzustellen.
Offenbarung
Technisches Problem
Verschiedene Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine LED-Beleuchtungsvorrichtung, welche in der Lage ist, den Schaden von Teilen in Reaktion auf eine Überspannung zu verhindern, wobei dadurch die Zuverlässigkeit der Produkte sichergestellt wird.
Ebenso sind verschiedene Ausführungsbeispiele auf eine LED-Beleuchtungsvorrichtung gerichtet, welche in der Lage ist, LED-Gruppen durch ein AC-Direkt-Ansteuerungsverfahren anzusteuern und das Niveau, auf welchem eine Überspannung, die an ein Schaltelement angelegt wird, auftreten kann, zu reduzieren, wobei dadurch die Stabilität des Schaltelements sichergestellt wird.
Auch sind verschiedene Ausführungsbeispiele auf eine LED-Beleuchtungsvorrichtung gerichtet, welche als eine L-Röhre umgesetzt ist und welche eine gleichmäßige Lichtintensität an jeder Position ihres Leuchtmittels bereitstellen kann.
Technische Lösung
In einem Ausführungsbeispiel kann eine LED-Beleuchtungsvorrichtung umfassen: eine Stromversorgungseinheit, eingerichtet, um eine gleichgerichtete Spannung bereitzustellen; und zwei oder mehr lichtemittierende Module. Jedes der lichtemittierenden Module kann eine Vielzahl von LEDs umfassen, die in eine Vielzahl von LED-Gruppen aufgeteilt sind, wobei die Vielzahl von LED-Gruppen sequentiell an-/ausgeschaltet werden kann und gleichgerichtete Spannung über die zwei oder mehr lichtemittierenden Module, die in Reihe geschaltet sind, angelegt werden kann.
In einem Ausführungsbeispiel kann eine LED-Beleuchtungsvorrichtung umfassen: ein Substrat; eine Vielzahl von LEDs, die in erste und zweite Reihen aufgeteilt sind und auf dem Substrat angeordnet sind, wobei die LEDs in jeder Reihe in Reihe geschaltet sind; einen ersten Stromregler, eingerichtet, um die LEDs, die in der ersten Reihe umfasst sind, in eine Vielzahl von LED-Gruppen aufzuteilen und einen ersten Strompfad für jede der LED-Gruppen in der ersten Reihe, welche sequentiell Licht gemäß einer gleichgerichteten Spannung emittieren, bereitzustellen; und einen zweiten Stromregler, eingerichtet, um die LEDs, die in der zweiten Reihe umfasst sind, in eine Vielzahl von LED-Gruppen aufzuteilen und einen zweiten Strompfad für jede der LED-Gruppen in der zweiten Reihe, welche sequentiell Licht gemäß zu der gleichgerichteten Spannung, welche durch den ersten Strompfad des ersten Stromreglers übermittelt wurde, bereitzustellen. Der erste und der zweite Strompfad können gleichzeitig ausgebildet werden für eine Lichtemission der miteinander korrespondierenden LED-Gruppen in der ersten und der zweiten Reihe.
Vorteilhafte Effekte
In Übereinstimmung mit den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung weist die LED-Beleuchtungsvorrichtung eine Struktur auf, so dass die Vielzahl von LED-Beleuchtungsmodulen durch eine gleichgerichtete Spannung, die durch Teilung reduziert wurde, angesteuert wird. Somit kann das Niveau der Überspannung, welche durch einen Stromeingangsleiter eingeführt werden kann, proportional zu der verringerten gleichgerichteten Spannung reduziert werden.
Dies hat zur Folge, dass Teile, wie zum Beispiel das Schaltelement zur Bereitstellung des Strompfades für jede der LED-Gruppen bereitzustellen, von einem Schaden durch eine Überspannung geschützt werden können, was es ermöglicht, die Zuverlässigkeit der Produkte sicherzustellen. Weiterhin kann die LED-Beleuchtungsvorrichtung eine gleichmäßige Lichtintensität an jeder Position aufweisen, da die Anordnung der LED-Gruppen, die das Leuchtmittel ausbilden, verbessert ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt einen Schaltplan, der eine LED-Beleuchtungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 zeigt einen detaillierten Schaltplan, der ein Beispiel eines Spannungsreglers von 1 darstellt.
3 zeigt ein Wellenformdiagramm, welches den Betrieb der LED-Beleuchtungsvorrichtung in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
4 zeigt ein Layoutdiagramm, welches ein Beispiel, in welchem Leuchtmittel von 1 eingerichtet sind, zeigt.
Art der Erfindung
Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Die Begriffe, die in der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen verwendet werden, sind nicht beschränkt auf typische Lexikondefinitionen, sondern müssen in ihrer Bedeutung und ihrem Konzept so interpretiert werden, dass sie mit der technischen Idee der vorliegenden Erfindung übereinstimmen.
Die Ausführungsbeispiele, die in der vorliegenden Beschreibung beschrieben werden, und die Konfigurationen, welche in den Zeichnungen dargestellt werden, sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung und repräsentieren nicht die gesamte technische Idee der vorliegenden Erfindung. Somit können verschiedene Äquivalente und Modifikationen, die geeignet sind, die Ausführungsbeispiele und Konfigurationen zu ersetzen, zu dem Zeitpunkt bereitgestellt werden, an welchem die vorliegende Anmeldung eingereicht wird.
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung offenbaren eine LED-Beleuchtungsvorrichtung des AC-Direkt-Typus.
Wie in 1 dargestellt wird, kann die LED-Beleuchtungsvorrichtung in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Stromversorgungseinheit und zwei oder mehr lichtemittierende Module 3 und 5 umfassen.
Die LED-Beleuchtungsvorrichtung in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet eine gleichgerichtete Spannung, um die LED-Beleuchtung gemäß eines AC-Direktansteuerungsverfahrens auszuführen. Die gleichgerichtete Spannung kann eine Spannung bezeichnen, die durch volle Wellengleichrichtung einer AC-Spannung erhalten wurde und die eine Charakteristik aufweist, dass ihr Spannungsniveau wiederholt ansteigt oder fällt, basierend auf einem halben Takt der AC-Spannung. In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann das Ansteigen oder Abfallen der gleichgerichteten Spannung ein Ansteigen oder Abfallen der Welligkeit der gleichgerichteten Spannung bezeichnen.
Die Stromversorgungseinheit in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die gleichgerichtete Spannung, die durch Umwandlung der AC-Spannung erhalten wurde, bereitstellen. Die Stromversorgungseinheit kann eine AC-Stromquelle VAC umfassen, die eingerichtet ist, um die AC-Spannung bereitzustellen, und einen Gleichrichterschaltkreis 12, der eingerichtet ist, um die AC-Spannung gleichzurichten, und die gleichgerichtete Spannung auszugeben. Die AC-Spannungsquelle VAC kann eine kommerzielle Spannungsquelle umfassen.
Der Gleichrichterschaltkreis 12 kann eine sinuswellenförmige AC-Spannung vollwellengleichrichten und die gleichgerichtete Spannung ausgeben.
Zur leichteren Beschreibung zeigt 1, dass zwei lichtemittierende Module 3 und 5 eingerichtet sind. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern kann eine beliebige Anzahl von lichtemittierenden Modulen bereitstellen, gemäß der Intention eines Designers.
Die zwei lichtemittierenden Module 3 und 5 können miteinander in Reihe geschaltet sein. Weiterhin kann die gleichgerichtete Spannung, die von der Stromversorgungseinheit bereitgestellt wird, über die lichtemittierenden Module 3 und 5, die in Reihe geschaltet sind, angelegt werden.
Jedes der lichtemittierenden Module 3 und 5 kann eine Vielzahl von LEDs umfassen, die in eine Vielzahl von LED-Gruppen aufgeteilt sind, und die Vielzahl der LED-Gruppen kann sequentiell an-/ausgeschaltet werden.
Unter den zwei lichtemittierenden Modulen, die in der LED-Beleuchtungsvorrichtung in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst sind, kann das lichtemittierende Modul 3 ein Leuchtmittel 10, eine Stromsteuereinheit 14, und einen Strommesswiderstand Rs1 umfassen. Das lichtemittierende Modul 5 kann ein Leuchtmittel 20, eine Stromsteuerungseinheit 16 und einen Strommesswiderstand Rs2 umfassen.
Die lichtemittierenden Module 3 und 5 in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können die gleiche Struktur aufweisen.
Die lichtemittierenden Module 3 und 5 können eine gleiche Anzahl von LED-Gruppen und eine gleiche Anzahl von LEDs für jede LED-Gruppe umfassen.
Die lichtemittierenden Module 3 und 5 können auf eine solche Art eingestellt sein, dass der gleiche Strom an einen Strompfad für Lichtemission der jeweiligen LED-Gruppen angelegt wird, in Übereinstimmung mit dem Wechsel der gleichgerichteten Spannung.
Die LED-Gruppen, die in den lichtemittierenden Modulen 3 und 5 umfasst sind, können synchron zueinander an- oder ausgeschaltet werden.
Die lichtemittierenden Module 3 und 5 können eingestellt sein, so dass sie unterschiedliche Lichtemissionsspannungen aufweisen. In diesem Fall können die lichtemittierenden Module 3 und 5 auf eine solche Art eingestellt sein, dass jede der LED-Gruppen dasselbe Teilungsverhältnis aufweist und der gleiche Strom an einen Strompfad zur Lichtemission der miteinander korrespondierenden LED-Gruppen angelegt ist.
Im Gegensatz zur oben beschriebenen Konfiguration können die lichtemittierenden Module 3 und 5 unterschiedliche Strukturen aufweisen, gemäß der Intention eines Designers. In diesem Fall kann jedes der lichtemittierenden Module 3 und 5 eine unterschiedliche Anzahl von LED-Gruppen und eine unterschiedliche Anzahl von LEDs für jede LED-Gruppe umfassen.
Die lichtemittierenden Module 3 und 5 können auf eine solche Art eingestellt sein, dass die LED-Gruppen, die Licht in Reaktion auf die Veränderungen in der gleichgerichteten Spannung emittieren, untereinander einen Unterschied in der Strommenge aufweisen.
Weiterhin können die lichtemittierenden Module 3 und 5 asynchron zueinander an- oder ausgeschaltet werden. In diesem Fall können eine oder mehr LED-Gruppen, die in den lichtemittierenden Modulen 3 und 5 umfasst sind, in Synchronisation zueinander an- oder ausgeschaltet werden.
Weiterhin können die lichtemittierenden Module 3 und 5 auf eine solche Art eingestellt sein, dass der gleiche Strom den einen oder mehr Strompfaden zur Lichtemission der miteinander korrespondierenden LED-Gruppen bereitgestellt wird.
Die zwei lichtemittierenden Module 3 und 5 können Strommesswiderstände Rs1 und Rs2 umfassen, welche üblicherweise an einem Strompfad für die Lichtemission eingesetzt werden. Die lichtemittierenden Module 3 und 5 können über den Strommesswiderstand Rs1 miteinander in Reihe geschaltet sein.
In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann jedes der lichtemittierenden Module 3 und 5 eine Referenzspannung und eine Strommessspannung miteinander vergleichen und einen Strompfad bereitstellen, und eine Spannung, die in den Strommesswiderständen Rs1 und Rs2 ausgebildet wird, kann als Strommessspannung verwendet werden.
Die lichtemittierenden Module 3 und 5 können Stromregler zum Bereitstellen eines Strompfades umfassen. Die Stromregler können Stromsteuereinheiten 14 bzw. 16 umfassen und einen Strompfad gemäß dem Vergleichsergebnis zwischen der Referenzspannung und der Strommessspannung ausbilden.
Die gleichgerichtete Spannung, die von der Stromversorgungseinheit angelegt wird, kann durch die lichtemittierenden Module 3 und 5, die in Reihe geschaltet sind, geteilt werden.
Beispielsweise, wenn die LED-Beleuchtungsvorrichtung gestaltet ist, um eine Eingangsspannung von AC 220 V zu verwenden, kann die gesamte Spitzenspannung der gleichgerichteten Spannung auf ungefähr 311 V eingestellt sein. Jedoch kann die Spitzenspannung für jedes der lichtemittierenden Module 3 und 5 geteilt werden, wenn die lichtemittierenden Module 3 und 5 in Reihe geschaltet sind, wie in 1 dargestellt, und die geteilten Spitzenspannungen von ungefähr 156 V können in jedem der lichtemittierenden Module 3 und 5 ausgebildet werden.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 die Konfiguration der lichtemittierenden Module 3 und 5 im Detail beschrieben.
Wie obenstehend beschrieben können die lichtemittierenden Module 3 und 5 die Leuchtmittel 10 und 20 umfassen, die Stromsteuereinheiten 14 und 16, und die Strommesswiderstände Rs1 bzw. Rs2, welche die gleiche Struktur aufweisen.
Zunächst kann das Leuchtmittel 10, das in dem lichtemittierenden Modul 3 umfasst ist, eine Vielzahl von LEDs umfassen, welche in eine Vielzahl von LED-Gruppen LED11 bis LED14 aufgeteilt sind. Die LED-Gruppen des Leuchtmittels 10 können sequentiell an-/ausgeschaltet werden durch eine gleichgerichtete Spannung.
1 zeigt, dass das Leuchtmittel 10 vier LED-Gruppen LED11 bis LED14 umfasst. Jedoch ist das Leuchtmittel 10 in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nicht darauf limitiert, sondern kann verschiedene Anzahlen von LED-Gruppen umfassen.
Jede der LED-Gruppen LED11 bis LED14 kann eine gleiche oder unterschiedliche Anzahl von LEDs umfassen und eine gestrichelte Linie in jeder der LED-Gruppen LED11 bis LED14 von 1 zeigt an, dass die Darstellung von LEDs unterlassen wurde.
Unter den LED-Gruppen LED11 bis LED14 kann die LED-Gruppe LED11 gestaltet sein, um eine größere Anzahl von LEDs zu umfassen als die anderen LED-Gruppen LED12 bis LED14, um eine Wellenformverzerrung der gleichgerichteten Spannung zu verhindern und eine Betriebscharakteristik (harmonische Charakteristik) zu befrieden.
Die Stromsteuereinheit 14 kann einen Stromregler zur Ausführung einer Stromreglung für die Lichtemissionen der LED-Gruppen LED1 bis LED4 umfassen.
Die Stromsteuereinheit 14 kann eingerichtet sein, um einen Strompfad zur Stromreglung durch den Strommesswiderstand Rs1 bereitzustellen.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration können die LED-Gruppen LED11 bis LED14 des Leuchtmittels 10 sequentiell an- oder ausgeschaltet werden in Reaktion auf den Anstieg oder Abfall der gleichgerichteten Spannung.
Wenn die gleichgerichtete Spannung ansteigt, um sequentiell die Lichtemissionsspannung der jeweiligen LED-Gruppen LED11 bis LED14 zu erreichen, kann die Stromsteuereinheit 14 Strompfade zur Lichtemission der jeweiligen LED-Gruppen LED11 bis LED14 bereitstellen.
In der Stromsteuereinheit 14 stellen CH11 bis CH14 Anschlüsse zum Bereitstellen eines Strompfads zu den jeweiligen LED-Gruppen LED11 bis LED14 dar. Weiterhin stellt Cs1 einen Anschluss dar, der mit dem Strommesswiderstand Rs (nachfolgend bezeichnet als ein Strommesswiderstandsanschluss) dar, und GND1 stellt einen Erdanschluss dar. Der Strommesswiderstandsanschluss Cs1 kann mit dem Erdanschluss GND1 über den Strommesswiderstand Rs1 verbunden sein.
Die Stromsteuereinheit 14 kann eine Strommessspannung über den Strommesswiderstand Rs1 erhalten. Die Strommessspannung kann durch einen Strompfad variiert werden, der unterschiedlich ausgebildet ist in der Stromsteuereinheit 14 gemäß den Lichtemissionszuständen der jeweiligen LED-Gruppen in dem Leuchtmittel 10.
Die Stromsteuereinheit 14, die die Stromregulation in Reaktion auf ein Ansteigen der gleichgerichteten Spannung durchführt, kann eingerichtet sein, wie in 2 dargestellt.
Bezugnehmend auf 2 kann die Stromsteuereinheit eine Vielzahl von Schaltkreisen 31 bis 34 umfassen, die eingerichtet sind, um Strompfade für die jeweiligen LED-Gruppen LED11 bis LED14 bereitzustellen, und eine Referenzspannungsversorgungseinheit 30, die eingerichtet ist, um Referenzspannungen VREF1 bis VREF4 bereitzustellen.
Die Referenzspannungsversorgungseinheit 30 kann eingerichtet sein, um die Referenzspannungen VREF1 bis VREF4 bereitzustellen, die unterschiedliche Niveaus gemäß der Intention eines Designers aufweisen.
Die Referenzspannungsversorgungseinheit 30 kann eine Vielzahl von Widerständen umfassen, die miteinander in Reihe geschaltet sind, um zum Beispiel eine konstante Spannung zu erhalten. Die Referenzspannungsversorgungseinheit 30 kann die Referenzspannungen VREF1 bis VREF4, die unterschiedliche Niveaus aufweisen, über Knotenpunkte an die jeweiligen Widerständen ausgeben. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Referenzspannungsversorgungseinheit 30 unabhängige Spannungsversorgungsquellen zur Bereitstellung der Referenzspannungen VREF1 bis VREF4, die unterschiedliche Niveaus aufweisen, umfassen.
Unter den Referenzspannungen VREF1 bis VREF4, die unterschiedliche Niveaus aufweisen, kann die Referenzspannung VREF1 das niedrigste Spannungsniveau aufweisen und die Referenzspannung VREF4 kann das höchste Spannungsniveau aufweisen. Das Spannungsniveau kann schrittweise ansteigen in der Reihenfolge von VREF1, VREF2, VREF3 und VREF4.
Die Referenzspannung VREF1 kann ein Niveau zum Ausschalten des Schaltkreises 31 zu dem Zeitpunkt aufweisen, an dem die LED-Gruppe LED12 Licht emittiert. Genauer kann die Referenzspannung VREF1 auf ein niedrigeres Niveau eingestellt sein als die Strommessspannung, welche in dem Strommesswiderstand RS1 zu dem Zeitpunkt ausgebildet wird, an dem die LED-Gruppe LED12 Licht emittiert.
Die Referenzspannung VREF2 kann ein Niveau zum Ausschalten des Schaltkreises 32 zu dem Zeitpunkt aufweisen, an dem die LED-Gruppe LED13 Licht emittiert. Genauer kann die Referenzspannung VREF2 auf ein niedrigeres Niveau eingestellt sein als die Strommessspannung, welche in dem Strommesswiderstand RS1 zu dem Zeitpunkt ausgebildet wird, an dem die LED-Gruppe LED13 Licht emittiert.
Die Referenzspannung VREF3 kann ein Niveau zum Ausschalten des Schaltkreises 33 zu dem Zeitpunkt aufweisen, an dem die LED-Gruppe LED14 Licht emittiert. Genauer kann die Referenzspannung VREF3 auf ein niedrigeres Niveau eingestellt sein als die Strommessspannung, welche in dem Strommesswiderstand Rs1 zu dem Zeitpunkt ausgebildet wird, an dem die LED-Gruppe LED14 Licht emittiert.
Die Referenzspannung VREF4 kann auf eine solche Art eingestellt sein, dass der Strom, der durch den Strommesswiderstand Rs1 fließt, ein konstanter Strom in dem Bereich des oberen Grenzniveaus der gleichgerichteten Spannung wird.
Die Schaltkreise 31 bis 34 können gemeinsam mit dem Strommesswiderstand Rs1 verbunden sein, welcher eine Strommessspannung bereitstellt, um eine Stromregulation durchzuführen und einen Strompfad auszubilden.
Die Schaltkreise 31 bis 34 können die Strommessspannung des Strommesswiderstands Rs1 mit den Referenzspannungen VREF1 bis VREF4 der Referenzspannungsversorgungseinheit 30 vergleichen und einen selektiven Strompfad zum Anschalten des Leuchtmittels 10 ausbilden.
Jeder der Schaltkreise 31 bis 34 kann eine Hochniveaureferenzspannung erhalten, wenn der Schaltkreis mit einer LED-Gruppe verbunden ist, die entfernt von der Position ist, an welcher die gleichgerichtete Spannung angelegt ist.
Jeder der Schaltkreise 31 bis 34 kann einen Vergleicher 50 und ein Schaltelement umfassen, und das Schaltelement kann einen NMOS Transistor 52 umfassen.
Der Vergleicher 50, der in jedem der Schaltkreise 31 bis 34 umfasst ist, kann einen positiven Eingangsanschluss (+), eingerichtet, um eine Referenzspannung zu erhalten, einen negativen Eingangsanschluss (–), eingerichtet, um eine Strommessspannung zu erhalten, und einen Ausgangsanschluss, eingerichtet, um ein Ergebnis auszugeben, welches durch Vergleich der Referenzspannung und der Strommessspannung erhalten wurde, umfassen.
Der NMOS Transistor 52, der in jedem der Schaltkreise 31 bis 34 umfasst ist, kann eine Schaltoperation gemäß der Ausgabe des Vergleichers 50 durchführen, welche an seine Gateelektrode angelegt wird. Die Drainelektrode des NMOS Transistors 52 und der negative Eingangsanschluss (–) des Vergleichers 50 können gemeinsam mit dem Strommesswiderstand Rs1 verbunden sein.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann der Strommesswiderstand Rs1 die Strommessspannung an den Eingangsanschluss (–) des Vergleichers 50 anlegen und einen Strompfad bereitstellen, der mit dem Anschalten von irgendeinem der NMOS Transistoren 52 der Schaltkreise 31 bis 34 korrespondiert.
Das lichtemittierende Modul 3 in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann so wie in den 1 und 2 dargestellt eingerichtet sein.
Das lichtemittierende Modul 5 kann das Leuchtmittel 20, die Stromsteuereinheit 16 und den Strommesswiderstand Rs2 umfassen und die gleiche Struktur wie das lichtemittierende Modul 3 aufweisen. Deshalb werden die detaillierten Beschreibungen für die Konfiguration des lichtemittierenden Moduls 5 hierin vernachlässigt.
Das Leuchtmittel 20, die Stromsteuereinheit 16 und der Strommesswiderstand Rs2 des lichtemittierenden Moduls 5 können mit dem Leuchtmittel 10, der Strommesseinheit 14 und dem Strommesswiderstand Rs1 des lichtemittierenden Moduls 3 jeweils korrespondieren und die gleiche Struktur als diejenige des lichtemittierenden Moduls 3 aufweisen.
Jedoch kann das lichtemittierende Modul 5 in Reihe mit dem lichtemittierenden Modul 3 geschaltet sein über den Strommesswiderstand Rs1, der einen Strompfad des lichtemittierenden Moduls 3 ausbildet, und eine gleichgerichtete Spannung über den Strommesswiderstand Rs1 erhalten. Die gleichgerichtete Spannung, die über die Strommessspannung Rs1 übertragen wird, kann an das Leuchtmittel 20 angelegt sein.
Das Leuchtmittel 20 des lichtemittierenden Moduls 5 kann vier LED-Gruppen LED21 bis LED24 umfassen.
In der Stromsteuereinheit 16 des lichtemittierenden Moduls 5 stellen CH21 bis CH24 Anschlüsse entsprechend zu den jeweiligen Anschlüssen CH11 bis CH14 der Stromsteuereinheit 14 des lichtemittierenden Moduls 3 dar, Cs2 stellt einen Anschluss dar, der mit dem Strommesswiderstand Rs2 verbunden ist (nachfolgend bezeichnet als Strommesswiderstandsanschluss) und GND2 stellt einen Erdanschluss dar. Der Strommesswiderstandsanschluss Cs2 kann mit dem Erdanschluss GND2 über den Strommesswiderstand Rs2 verbunden werden.
Das lichtemittierende Modul 5 kann einen Strompfad bereitstellen, der über die Stromsteuereinheit 16 und den Strommesswiderstand Rs2 ausgebildet wird.
Die Stromsteuereinheit 16 kann eine Strommessspannung über den Strommesswiderstand Rs2 erhalten. Die Strommessspannung kann durch einen Strompfad variiert werden, welcher unterschiedlich ausgebildet ist gemäß den Lichtemissionszuständen der jeweiligen LED-Gruppen in dem Leuchtmittel 20. Zu diesem Zeitpunkt kann der Strom, der durch den Strommesswiderstand Rs2 fließt, einen konstanten Strom umfassen.
Die LED-Beleuchtungsvorrichtung in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann an-/ausgeschaltet werden über eine Stromreglung zur Kontrolle von Lichtemissionen der LED-Gruppen in den Leuchtmitteln 10 und 20 der lichtemittierenden Module 3 und 5.
Die LED-Gruppen, die in dem lichtemittierenden Modul 3 umfasst sind, können Licht in der Reihenfolge von LED11, LED12, LED13 und LED14 über die Stromregulation der Stromsteuereinheit 14 emittieren und die LED-Gruppen, die im lichtemittierenden Modul 5 umfasst sind, können Licht in der Reihenfolge von LED21, LED22, LED23 und LED24 über die Stromreglung der Stromsteuereinheit 16 emittieren.
Die LED-Gruppen der Leuchtmittel 10 und 20 in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können synchron zueinander an- oder ausgeschaltet werden oder teilweise synchron zueinander, in Reaktion auf einen Anstieg oder einen Abfall der gleichgerichteten Spannung. Dies bedeutet, wie in der 3 dargestellt, dass LED-Gruppen-Paare sequentiell Licht in, der Reihenfolge von (LED11, LED21), (LED12, LED22), (LED13, LED23) und (LED14, LED24) emittieren können.
Um den Betrieb der LED-Beleuchtungsvorrichtung in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zu beschreiben, kann die Lichtemissionsspannung VCH4, bei welcher die LED-Gruppen LED14 und LED24 Licht emittieren, als die Spannung definiert werden, bei welcher alle der LED-Gruppen LED11 bis LED14 und LED21 bis LED24 Licht emittieren, die Lichtemissionsspannung VCH3, bei welcher die LED-Gruppen LED13 und LED23 Licht emittieren, kann definiert werden als die Spannung, bei welcher alle der LED-Gruppen LED11 bis LED13 und LED21 bis LED23 Licht emittieren, die Lichtemissionsspannung VCH2, bei welcher die LED-Gruppen LED12 und LED22 Licht emittieren, kann definiert werden als die Spannung, bei welcher die LED-Gruppen LED11, LED12, LED21 und LED22 Licht emittieren, und die Lichtemissionsspannung VCH1, bei welcher die LED-Gruppen LED11 und LED21 Licht emittieren, kann definiert werden als die Spannung, bei welcher nur die LED-Gruppen LED11 und LED21 Licht emittieren.
Die gleichgerichtete Spannung, die vom Gleichrichterschaltkreis 12 bereitgestellt wird, kann von den lichtemittierenden Modulen 3 und 5, die in Reihe geschaltet sind, geteilt werden. Wie oben beschrieben kann die gesamte Spitzenspannung der gleichgerichteten Spannung auf ungefähr 311 V gesetzt werden, wenn die LED-Beleuchtungsvorrichtung gestaltet ist, um eine Eingangsspannung von AC 220 V zu verwenden, und eine geteilte Spitzenspannung von ungefähr 156 V kann in jedem der lichtemittierenden Module 3 und 5, die in Reihe geschaltet sind, ausgebildet werden.
Wenn die gesamte Spitzenspannung der gleichgerichteten Spannung auf ungefähr 311 V eingestellt ist, kann die Lichtemissionsspannung VCH1 auf ungefähr 90 V eingestellt werden und die anderen Lichtemissionsspannungen VCH2 bis VCH4 können auf 70 V eingestellt werden. Somit kann die gesamte Lichtemissionsspannung Vf auf 300 V eingestellt werden.
In diesem Fall können die LED-Gruppen LED11 und LED21 der lichtemittierenden Module 3 und 5 eine geteilte Lichtemissionsspannung von 45 V aufweisen und die anderen LED-Gruppen LED12, LED13, LED14, LED21, LED22 und LED23 der lichtemittierenden Module 3 und 6 können eine geteilte Lichtemissionsspannung von 35 V aufweisen.
Dies bedeutet, dass die Lichtemissionsspannungen VCH1 bis VCH4 durch die lichtemittierenden Module 3 und 5 geteilt werden können. Da die Lichtemissionsmodule 3 und 5 gestaltet sind, um die gleiche Struktur aufzuweisen, können die Lichtemissionsspannung, die an jedes der lichtemittierenden Module 3 und 5 angelegt wird, in eine Hälfte geteilt werden, verglichen mit der Konfiguration, in welcher ein lichtemittierendes Modul ausgebildet ist.
Da die lichtemittierende Vorrichtung eingerichtet ist wie oben beschrieben, kann eine geteilte gleichgerichtete Spannung von AC 110 V an die lichtemittierenden Module 3 und 5 angelegt werden, die in Reihe geschaltet sind. Im Ergebnis können Überspannungen, welche in den lichtemittierenden Modulen 3 bzw. 5 erzeugt werden können, auf ein Niveau von 220 V bis 230 V fallen, da die Spitzenspannungen, die an die jeweiligen Module 3 und 5 angelegt sind, auf ungefähr 156 V eingestellt sind.
Der Betrieb der LED-Beleuchtungsvorrichtung basierend auf der Stromreglung wird nun beschrieben.
Wenn sich die gleichgerichtete Spannung im Ausgangszustand befindet, emittieren die LED-Gruppen LED11, LED12, LED13, LED14, LED21, LED22, LED23 und LED24 kein Licht. Die Strommesswiderstände Rs1 und Rs2 können eine Strommessspannung von niedrigem Niveau bereitstellen.
Wenn die gleichgerichtete Spannung im Ausgangszustand ist, können alle der Schaltkreise 31 bis 34 der Stromsteuereinheit 14 und 16 einen angeschalteten Zustand beibehalten, weil die Referenzspannungen VREF1 bis VREF4, die an die positiven Eingangsanschlüsse (+) der jeweiligen Schaltkreise 31 bis 34 angelegt sind, höher sind als die Strommessspannung, die an die negativen Eingangsanschlüsse (–) der jeweiligen Schaltkreise 31 bis 34 angelegt ist.
Auch wenn die gleichgerichtete Spannung ansteigt, um das Niveau zu erreichen, bei welchem die LED-Gruppe LED11 Licht emittieren kann, wird kein Strompfad in den Stromsteuereinheiten 14 und 16 ausgebildet, weil die LED-Gruppe 21 kein Licht emittiert. Somit können die LED-Gruppen LED11 und LED21 ebenfalls den ausgeschalteten Zustand beibehalten.
Dann, wenn die gleichgerichtete Spannung die Lichtemissionsspannung VCH1 erreicht, können die LED-Gruppe LED11 des Leuchtmittels 10 und die LED-Gruppe LED21 des Leuchtmittels 20 Licht emittieren, und ein Strompfad zur Lichtemission kann durch die angeschalteten Schaltkreise 31 der Stromsteuereinheit 14, die mit der LED-Gruppe LED11 und der Stromkontrolleinheit 16 der LED-Gruppe LED21 verbunden ist, bereitgestellt werden. Der Strompfad der Stromkontrolleinheit 14 des lichtemittierenden Moduls 3 und der Strompfad der Stromkontrolleinheit 16 des lichtemittierenden Moduls können über den Strommesswiderstand Rs1 miteinander verbunden sein.
Wenn die gleichgerichtete Spannung die Lichtemissionsspannung VCH1 erreicht, so dass die LED-Gruppen LED11 und LED21 Licht emittieren, können die Niveaus der Strommessspannungen der Strommesswiderstände Rs1 und Rs2 ansteigen aufgrund des Stromflusses durch die Schaltkreise 31, um den Strompfad für die Stromkontrolleinheiten 14 und 16 bereitzustellen. Zu diesem Zeitpunkt werden die angeschalteten Zustände der Schaltkreise 31 bis 34 der Stromkontrolleinheiten 14 und 16 nicht verändert, da die Strommessspannung ein niedriges Niveau aufweist.
Auch wenn die gleichgerichtete Spannung ansteigt, um das Niveau zu erreichen, bei welchem die LED-Gruppe LED12 Licht emittieren kann, werden die lichtemittierenden Zustände der Leuchtmittel 10 und 20 nicht verändert, weil die LED-Gruppe LED22 kein Licht emittiert.
Dann, wenn die gleichgerichtete Spannung kontinuierlich ansteigt, so dass der Strom des Ausgangsanschlusses der LED-Gruppen LED11 und LED21 ansteigt, um den Grenzwert des Stroms zu überschreiten, an welchem die Schaltkreise 31 der Stromsteuereinheiten 14 und 16 den angeschalteten Zustand beibehalten können, können die Strommessspannungen der Strommesswiderstände Rs1 und Rs2 ansteigen, um die Schaltkreise 31 der Stromkontrolleinheiten 14 und 16 auszuschalten. Zu diesem Zeitpunkt können die Eingangsanschlussspannungen der LED-Gruppen LED12 und LED22 1/2 der Lichtemissionsspannung VCH2 erreichen und die LED-Gruppen LED12 und LED22 können Licht unter Verwendung der Schaltkreise 32 der Stromsteuereinheiten 14 und 16 als ein Strompfad emittieren.
Zu dieser Zeit können die LED-Gruppen LED11 und LED21 auch den lichtemittierenden Zustand beibehalten.
Die Schaltkreise 31 der Stromsteuereinheiten 14 und 16 können ausgeschaltet werden durch den Niveauanstieg der Strommessspannungen der Strommesswiderstände Rs1 und Rs2. Dies bedeutet, dass die Niveaus der Strommessspannungen der Strommesswiderstände Rs1 und Rs2 ansteigen können aufgrund des Stromflusses durch die Schaltkreise 32 der Stromsteuereinheiten 14 und 16, um einen Strompfad bereitzustellen, wenn die gleichgerichtete Spannung ½ der Lichtemissionsspannung VCH2 erreicht, so dass die LED-Gruppen LED12 und LED22 Licht emittieren.
Zu dieser Zeit kann die Strommessspannung ein höheres Niveau aufweisen als die Referenzspannung VREF1. Deshalb kann der NMOS Transistor 52 des Schaltkreises 31 in jedem der Stromsteuereinheiten 14 und 16 ausgeschaltet werden durch eine Ausgabe des Vergleichers 50. Dies heißt, dass die Schaltkreise 31 der Stromsteuereinheiten 14 und 16 ausgeschaltet werden können und die Schaltkreise 32 der Stromsteuereinheiten 14 und 16 einen selektiven Strompfad bereitstellen können, der mit der Lichtemission der LED-Gruppen LED12 und LED22 korrespondiert.
Auch wenn die gleichgerichtete Spannung ansteigt, um das Niveau zu erreichen, bei welchem die LED-Gruppe LED13 Licht emittieren kann, emittiert die LED-Gruppe LED23 kein Licht. Somit verändern sich die lichtemittierenden Zustände der Leuchtmittel 10 und 20 nicht.
Dann, wenn die gleichgerichtete Spannung kontinuierlich ansteigt, so dass der Strom des Ausgabeanschlusses der LED-Gruppen LED11 und LED21 ansteigt, um einen Grenzwert des Stroms zu überschreiten, bei welchem die Schaltkreise 32 der Stromkontrolleinheiten 14 und 16 den angeschalteten Zustand beibehalten können, können die Strommessspannungen der Strommesswiderstände Rs1 und Rs2 ansteigen, um die Schaltkreise 32 der Stromsteuereinheiten 14 und 16 auszuschalten. Zu diesem Zeitpunkt können die Eingangsanschlussspannungen der LED-Gruppen LED13 und LED23 1/2 der Lichtemissionsspannung VCH3 erreichen und die LED-Gruppen LED13 und LED23 können Licht emittieren unter Verwendung der Schaltkreise 33 der Stromkontrolleinheiten 14 und 16 als ein Strompfad.
Zu dieser Zeit können die LED-Gruppen LED11, LED12, LED21 und LED22 auch den Lichtemissionszustand beibehalten.
Die Schaltkreise 32 der Stromsteuereinheiten 14 und 16 können ausgeschaltet werden durch den Niveauanstieg der Strommessspannungen der Strommesswiderstände Rs1 und Rs2. Dies bedeutet, dass die Niveaus der Strommessspannungen der Strommesswiderstände Rs1 und Rs2 ansteigen können aufgrund des Stromflusses durch die Schaltkreise 33 der Stromsteuereinheiten 14 und 16, wenn die gleichgerichtete Spannung 1/2 der Lichtemissionsspannung VCH3 erreicht, so dass die LED-Gruppen LED13 und LED23 Licht emittieren.
Zu dieser Zeit kann die Strommessspannung ein höheres Niveau aufweisen als die Referenzspannung VREF2. Deshalb kann der NMOS Transistor 52 des Schaltkreises 32 in jedem der Stromsteuereinheiten 14 und 16 ausgeschaltet werden durch eine Ausgabe des Vergleichers 50. Dies bedeutet, dass die Schaltkreise 32 der Stromsteuereinheiten 14 und 16 ausgeschaltet werden können und dass die Schaltkreise 33 der Stromsteuereinheiten 14 und 16 einen selektiven Strompfad bereitstellen können, der mit der Lichtemission der LED-Gruppen LED13 und LED23 korrespondiert.
Auch wenn die gleichgerichtete Spannung ansteigt, um das Niveau zu erreichen, bei welchem die LED-Gruppe LED14 Licht emittieren kann, emittiert die LED-Gruppe LED24 kein Licht. Somit ändert sich der lichtemittierende Zustand der Leuchtmittel 10 und 20 nicht.
Dann, wenn die gleichgerichtete Spannung kontinuierlich ansteigt, so dass der Strom der Ausgangsanschlüsse der LED-Gruppen LED13 und LED23 ansteigt, um den Grenzwert des Stroms zu überschreiten, bei welchem die Schaltkreise 33 der Stromsteuereinheiten 14 und 16 den angeschalteten Zustand beibehalten können, können die Strommessspannungen der Strommesswiderstände Rs1 und Rs2 ansteigen, um die Schaltkreise 33 der Stromsteuereinheiten 14 und 16 auszuschalten.
Zu dieser Zeit können die Eingangsanschlussspannungen der LED-Gruppen LED14 und LED24 1/2 der Lichtemissionsspannung VCH4 erreichen und die LED-Gruppen LED14 und LED24 können Licht emittieren unter Verwendung der Schaltkreise 34 der Stromkontrolleinheiten 14 und 16 als ein Strompfad. Zu dieser Zeit können die LED-Gruppen LED11, LED12, LED13, LED21, LED22 und LED23 auch ihren Lichtemissionszustand beibehalten.
Die Schaltkreise 33 der Stromkontrolleinheiten 14 und 16 können ausgeschaltet werden durch den Niveauanstieg der Strommessspannungen der Strommesswiderstände Rs1 und Rs2. Dies bedeutet, dass die Niveaus der Strommessspannungen der Strommesswiderstände Rs1 und Rs2 ansteigen können aufgrund des Stromflusses durch die Schaltkreise 34 der Stromkontrolleinheiten 14 und 16, wenn die gleichgerichtete Spannung 1/2 der Lichtemissionsspannung VCH4 erreicht, so dass die LED-Gruppen LED14 und LED24 Licht emittieren.
Zu dieser Zeit kann die Strommessspannung ein höheres Niveau aufweisen als die Referenzspannung VREF3. Deshalb kann der NMOS Transistor 52 des Schaltkreises 33 in jedem der Stromsteuereinheiten 14 und 16 ausgeschaltet werden durch eine Ausgabe des Vergleichers 50. Dies bedeutet, dass die Schaltkreise 33 der Stromsteuereinheiten 14 und 16 ausgeschaltet werden können und die Schaltkreise 34 der Stromsteuereinheiten 14 und 16 einen selektiven Strompfad bereitstellen können, der mit der Lichtemission der LED-Gruppen LED14 und LED24 korrespondiert.
Dann, auch wenn die gleichgerichtete Spannung kontinuierlich ansteigt, können die Schaltkreise 34 der Stromsteuereinheiten 14 und 16 den eingeschalteten Zustand beibehalten, weil die Referenzspannung VREF4, die den Schaltkreisen 34 der Stromsteuereinheiten 14 und 16 bereitgestellt wird, ein höheres Niveau aufweist als die Strommessspannung, die in den Strommesswiderständen Rs1 und Rs2 gemäß dem oberen Grenzwert der gleichgerichteten Spannung gebildet wird.
Wenn die LED-Gruppen (LED11, LED21), (LED12, LED22), (LED13, LED23) und (LED14, LED24), die in den Leuchtmitteln 10 und 20 der lichtemittierenden Module 3 und 5 umfasst sind, sequentiell Licht in Synchronisation miteinander in Reaktion auf die Anstiege der gleichgerichteten Spannung emittieren, kann der Anschaltstrom, der mit den Lichtemissionszuständen korrespondiert, in einer schrittweisen Art ansteigen, wie es in 3 dargestellt ist.
Dies bedeutet, dass der Strom, der mit der Lichtemission einer jeden LED-Gruppe korrespondiert, ein vorbestimmtes Niveau beibehalten kann, da die Stromsteuereinheiten 14 und 16 eine konstante Stromreglung durchführen. Wenn die Anzahl von LED-Gruppen, die Licht emittieren, ansteigt, kann das Niveau des Stroms in Reaktion auf den Anstieg in der Anzahl von LED-Gruppen ansteigen.
Nachdem die gleichgerichtete Spannung auf das obere Grenzniveau ansteigt, wie obenstehend beschrieben, kann die gleichgerichtete Spannung beginnen abzufallen.
Wenn die gleichgerichtete Spannung vom oberen Grenzniveau abfällt und unter die Lichtemissionsspannung VCH4 fällt, können die LED-Gruppen LED14 und LED24 den Lichtemissionszustand nicht beibehalten. Zu dieser Zeit können die Schaltkreise 33 der Stromsteuereinheiten 14 und 16 angeschaltet werden durch den Abfall der Strommessspannungen der Strommesswiderstände Rs1 und Rs2. Somit kann der Strompfad durch die Schaltkreise 33 der Stromsteuereinheiten 14 und 16 ausgebildet werden, die LED-Gruppen LED14 und LED24 können ausgeschaltet werden und die Lichtemissionszustände können von den LED-Gruppen LED13, LED12, LED23, LED22 und LED21 beibehalten werden.
Wenn die LED-Gruppen LED14 und LED24 ausgeschaltet sind, können die Leuchtmittel 10 und 20 den Lichtemissionszustand über die LED-Gruppen LED13, LED12, LED11, LED23, LED22 und LED21 beibehalten. Der Strompfad kann ausgebildet werden durch die Schaltkreise 33 der Stromkontrolleinheiten 14 und 16, die mit den LED-Gruppen LED13 und LED23 verbunden sind.
Dann, wenn die gleichgerichtete Spannung sequentiell unter die Lichtemissionsspannung VCH3, die Lichtemissionsspannung VCH2 und die Lichtemissionsspannung VCH1 fällt, können die Schaltkreise 32 und 31 der Stromsteuereinheiten 14 und 16 sequentiell angeschaltet werden und die LED-Gruppen LED13, LED12, LED11, LED23, LED22 und LED21 der Leuchtmittel 10 und 20 können sequentiell ausgeschaltet werden.
Da die LED-Gruppen LED13, LED12, LED11, LED23, LED22 und LED21 der Leuchtmittel 10 und 20 sequentiell ausgeschaltet werden, können die Stromsteuereinheiten 14 und 16 einen selektiven Strompfad während der Verschiebung der Strompfade bereitstellen, der durch die Schaltkreise 33, 32 und 31 ausgebildet wird. Weiterhin kann das Niveau des Anschaltstroms ebenso schrittweise in Reaktion auf die Ausschaltzustände der LED-Gruppen abfallen.
Wie oben beschrieben kann die LED-Beleuchtungsvorrichtung in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die LED-Gruppen, die in den Leuchtmitteln 10 und 20 umfasst sind, sequentiell in Reaktion auf die Anstiege/Abfälle der gleichgerichteten Spannung an-/ausschalten und die Stromreglung und die Strompfadausbildung in Reaktion auf das Anschalten/Ausschalten der LED-Gruppen steuern.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, welches wie in 1 bis 3 dargestellt konfiguriert ist, können die LEDs, die die Leuchtmittel 10 und 20 ausbilden, aufgeteilt sein und in ersten und zweiten Reihen auf dem Substrat 40 angeordnet sein. Die LEDs, die in jeder der Reihen angeordnet sind, können in Reihe geschaltet sein. Die LEDs in der ersten Reihe können in dem Leuchtmittel 10 umfasst sein, um die LED-Gruppen LED11 bis LED14 auszubilden, und die LEDs in der zweiten Reihe können in dem Leuchtmittel 20 umfasst sein, um die LED-Gruppen LED21 bis LED24 auszubilden.
Das Substrat 40 kann in einer rechteckigen Form ausgebildet sein, korrespondierend mit der Konfiguration, in welcher die LED-Beleuchtungsvorrichtung in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung als eine L-Röhre implementiert ist, die eine ähnliche Struktur wie ein Fluoreszenzleuchtmittel aufweist. Die Stromsteuereinheit 14, die als ein erster Stromregler dient, und die Stromsteuereinheit 16, die als ein zweiter Stromregler dient, können an Kanten, die benachbart zu beiden Enden des Substrates 40 in der longitudinalen Richtung liegen, eingerichtet sein.
Die Stromsteuereinheit 14, die als der erste Stromregler dient, kann einen Strompfad zum sequentiellen An-/Ausschalten der LED-Gruppen LED11 bis LED14 des Leuchtmittels 10, welche in der ersten Reihe auf dem Substrat 40 angeordnet sind, gemäß einer gleichgerichteten Spannung bereitstellen.
Die Stromsteuereinheit 16, die als der zweiter Stromregler dient, kann einen Strompfad zum sequentiellen An-/Ausschalten der LED-Gruppen LED21 bis LED24 des Leuchtmittels 20, welche in der zweiten Reihe auf dem Substrat 40, angeordnet sind, gemäß der gleichgerichteten Spannung bereitstellen.
4 zeigt die Strommesswiderstände Rs1 und Rs2 nicht. In 4 stellt Vf1 eine gleichgerichtete Spannung dar, die dem Leuchtmittel 10 vom Gleichrichterschaltkreis 12 bereitgestellt wird, und Vf2 stellt eine gleichgerichtete Spannung dar, die dem lichtemittierenden Modul 5 über den Strommesswiderstand Rs1 vom lichtemittierenden Modul 3 bereitgestellt wird.
Bezugnehmend auf 4 können die LEDs, die in dem Leuchtmittel 10 entlang einer ersten longitudinalen Richtung des Substrats 40 umfasst sind, in der Reihenfolge der LED-Gruppen LED11, LED12, LED13 und LED14 angeordnet sein, und die LEDs, die in dem Leuchtmittel 20 entlang einer zweiten longitudinalen Richtung des Substrates 40 umfasst sind, können in der Reihenfolge der LED-Gruppen LED21, LED22, LED23 und LED24 angeordnet sein. Die erste longitudinale Richtung ist entgegengesetzt zu der zweiten longitudinalen Richtung.
Dies bedeutet, dass die LED-Gruppe LED11 des Leuchtmittels 10 so angeordnet sein kann, um der LED-Gruppe LED24 des Leuchtmittels 20 gegenüberzuliegen, die LED-Gruppe LED12 des Leuchtmittels 10 so angeordnet sein kann, um der LED-Gruppe LED23 des Leuchtmittels 20 gegenüberzuliegen, die LED-Gruppe LED13 des Leuchtmittels 10 so angeordnet sein kann, um der LED-Gruppe LED22 des Leuchtmittels 20 gegenüberzuliegen und die LED-Gruppe LED14 des Leuchtmittels 10 so angeordnet sein kann, um der LED-Gruppe LED21 des Leuchtmittels 20 gegenüberzuliegen.
In den LED-Gruppen des Leuchtmittels 10 kann die Lichtintensität in der Reihenfolge von LED11, LED12, LED13 und LED14 abfallen. Weiterhin kann in den LED-Gruppen des Leuchtmittels 20 die Lichtintensität in der Reihenfolge LED21, LED22, LED23 und LED24 abfallen. Dies bedeutet, dass die LED-Gruppe LED11, die die höchste Helligkeit in dem Leuchtmittel 10 aufweist, so angeordnet sein kann, dass sie der LED-Gruppe LED24, die die geringste Helligkeit in dem Leuchtmittel 20 aufweist, gegenüberliegt, und dass die LED-Gruppe LED14, die die geringste Helligkeit in dem Leuchtmittel 10 aufweist, so angeordnet sein kann, dass sie der LED-Gruppe LED21, die die höchste Helligkeit in dem Leuchtmittel 20 aufweist, gegenüberliegt.
Somit kann die LED-Beleuchtungsvorrichtung in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Lichtintensität der gesamten Oberfläche des Substrates 40 uniformieren.
Weiterhin kann ein Raum, das für Leiter auf dem Substrat benötigt wird, reduziert werden. Dies bedeutet, dass ein Teil der Leiter, der mit den LED-Gruppen LED11 bis LED13 in der ersten Reihe, die das Leuchtmittel 10 ausbilden, verbunden ist, und ein Teil der Leiter, der mit den LED-Gruppen LED21 bis LED23 in der zweiten Reihe, die das Leuchtmittel 20 ausbilden, verbunden ist, strukturiert sein kann, um auf demselben Leiter angeordnet sein zu können, der sich in die longitudinale Richtung erstreckt. Somit kann ein Raum, der für die Leiter auf dem Substrat benötigt wird, reduziert werden.
Genauer kann ein Raum zur Ausbildung von sechs Reihen von Leitern benötigt werden, um drei Gruppen, die in jedem der Leuchtmittel 10 und 20 umfasst sind, auszubilden. Jedoch kann nur Raum für vier Leiter benötigt werden, wenn die Leiter, die mit jedem der Leuchtmittel 10 und 20 verbunden sind, gekrümmt sind, wie in 4 gezeigt. Der Raum kann von den vier Leitern geteilt werden.
Somit kann die LED-Beleuchtungsvorrichtung in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einen ausreichenden Platz, der für die Leiter benötigt wird, sicherstellen, wenn die Leuchtmittel 10 und 20 auf dem Substrat 40 befestigt sind, welches eine begrenzte Breite aufweist, um eine L-Röhre zu implementieren, die eine ähnliche Struktur aufweist wie ein Fluoreszenzleuchtmittel, was es ermöglicht, eine Flexibilität in der Gestaltung bereitzustellen.
Während verschiedene Ausführungsbeispiele obenstehend beschrieben wurden, versteht es der Fachmann, dass die Ausführungsbeispiele nur als Beispiele beschrieben wurden. Dementsprechend soll die Offenbarung, die hierin beschrieben wird, nicht auf die Beschreibung dieser Ausführungsbeispiele beschränkt sein.

Claims

LED-Beleuchtungsvorrichtung, umfassend: eine Stromversorgungseinheit, eingerichtet, um eine gleichgerichtete Spannung bereitzustellen; und zwei oder mehr lichtemittierende Module, wobei jedes der lichtemittierenden Module eine Vielzahl von LEDs aufweist, die in eine Vielzahl von LED-Gruppen aufgeteilt sind, und die Vielzahl von LED-Gruppen sequentiell an-/ausgeschaltet werden, und die gleichgerichtete Spannung über die zwei oder mehr lichtemittierenden Module, die in Reihe geschaltet sind, angelegt ist.
LED-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei jedes der zwei oder mehr lichtemittierenden Module eine gleiche Anzahl an LED-Gruppen aufweist und eine gleiche Anzahl an LEDs für jede der LED-Gruppen.
LED-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei jedes der zwei oder mehr lichtemittierenden Module eine unterschiedliche Anzahl an LED-Gruppen aufweist und eine unterschiedliche Anzahl an LEDs für jede der LED-Gruppen.
LED-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zwei oder mehr lichtemittierenden Module auf eine solche Art eingestellt sind, dass jede der LED-Gruppen, die Licht in Reaktion auf Änderungen der gleichgerichteten Spannung emittieren, die gleiche Menge an Strom aufweist.
LED-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zwei oder mehr lichtemittierenden Module auf eine solche Art eingestellt sind, dass jede der LED-Gruppen, die Licht in Reaktion auf Änderungen des gleichgerichteten Stroms emittieren, eine unterschiedliche Menge an Strom aufweist.
LED-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die LED-Gruppen, die in den voneinander verschiedenen lichtemittierenden Modulen umfasst sind, sequentiell in Synchronisation miteinander an- oder ausgeschaltet werden.
LED-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die LED-Gruppen, welche in den zwei oder mehr lichtemittierenden Modulen in Synchronisation miteinander an- oder ausgeschaltet werden, die gleiche Lichtemissionsspannung aufweisen.
LED-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die eine oder mehr LED-Gruppen, die in den voneinander verschiedenen lichtemittierenden Modulen umfasst sind, in Synchronisation miteinander an- oder ausgeschaltet werden.
LED-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die LED-Gruppen, welche in den zwei oder mehr lichtemittierenden Modulen in Synchronisation miteinander an- oder ausgeschaltet werden, unterschiedliche Lichtemissionsspannungen aufweisen.
LED-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zwei oder mehr lichtemittierenden Module auf eine solche Art eingestellt sind, dass der gleiche Strom an einen Strompfad für eine Lichtemission der miteinander korrespondierenden LED-Gruppen bereitgestellt wird.
LED-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zwei oder mehr lichtemittierenden Module auf solche Art eingestellt sind, dass der gleiche Strom an einen oder mehrere Strompfade für eine Lichtemission der miteinander korrespondierenden LED-Gruppen bereitgestellt wird.
LED-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei jedes der zwei oder mehr lichtemittierenden Module einen Strommesswiderstand zur Ausbildung eines Strompfades aufweist.
LED-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die zwei oder mehr lichtemittierenden Module einen gemeinsamen Strompfad aufweisen.
LED-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die zwei oder mehr lichtemittierenden Module einen Stromregler zum Bereitstellen des Strompfades aufweisen und der Stromregler den Strompfad zum An-/Ausschalten gemäß eines Vergleichsergebnisses zwischen einer Referenzspannung und einer Strommessspannung ausbildet.
LED-Beleuchtungsvorrichtung, aufweisend: ein Substrat; eine Vielzahl von LEDs, aufgeteilt in erste und zweite Reihen und auf dem Substrat angeordnet, wobei die LEDs in jeder Reihe in Reihe geschaltet sind; einen ersten Stromregler, der eingerichtet ist, um die LEDs, die in der ersten Reihe umfasst sind, in eine Vielzahl von LED-Gruppen aufzuteilen und einen ersten Strompfad für jede der LED-Gruppen in der ersten Reihe, welche sequentiell Licht gemäß einer gleichgerichteten Spannung emittieren, bereitzustellen; und einen zweiten Stromregler, eingerichtet, um die LEDs, die in der zweiten Reihe umfasst sind, in eine Vielzahl von LED-Gruppen aufzuteilen und einen zweiten Strompfad für jede der LED-Gruppen in der zweiten Reihe, welche sequentiell Licht gemäß der gleichgerichteten Spannung, die durch den ersten Strompfad des ersten Stromreglers übertragen worden ist, emittieren, bereitzustellen, wobei die ersten und die zweiten Strompfade gleichzeitig für eine Lichtemission der LED-Gruppen, die in den ersten und zweiten Reihen miteinander korrespondieren, ausgebildet sind.
LED-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 15, weiterhin aufweisend einen ersten Messwiderstand für den ersten Stromregler, wobei der erste Messwiderstand im ersten Strompfad umfasst ist und die gleichgerichtete Spannung zum zweiten Stromregler über den ersten Messwiderstand übertragen wird.
LED-Beleuchtungsvorrichtung, aufweisend: Stromversorgungseinheit, eingerichtet, um eine gleichgerichtete Spannung bereitzustellen; zwei oder mehr lichtemittierende Module, wobei jedes eine Vielzahl von LEDs aufweist, die in eine Vielzahl von LED-Gruppen aufgeteilt sind, die sequentiell an-/ausgeschaltet werden; ein Substrat, auf welchem wenigstens die Vielzahl von LED-Gruppen befestigt ist, wobei die Vielzahl von LED-Gruppen in dem lichtemittierenden Modul umfasst ist, wobei die Vielzahl von LED-Gruppen der zwei oder mehr lichtemittierenden Module benachbart zueinander in gegensätzlicher Richtung auf dem Substrat angeordnet sind, ausgehend von der Sequenz, in der die LED-Gruppen an- oder ausgeschaltet werden.