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Die vorliegende Erfindung betrifft eine LED-Leuchtröhre mit einer Vielzahl von Gruppen von Leuchtdioden, die innerhalb der Röhre auf einem Träger aufgebracht sind, wobei die Gruppen von Leuchtdioden parallel zueinander und die Leuchtdioden innerhalb einer Gruppe jeweils in Reihe geschaltet sind, und wobei die Leuchtdioden in SMD-Bauweise auf dem Träger kontaktiert sind.
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Entsprechende LED-Leuchtröhren sind bereits seit längerem bekannt. Sie haben vorzugsweise die Form herkömmlicher Leuchtstoffröhren, so dass sie auch in die Fassungen entsprechender Leuchtstofflampen passen, wobei allerdings der sog. Starter entfernt und auch das herkömmliche Vorschaltgerät ausgetauscht werden muss gegen eine Gleichstromversorgung, die speziell für die entsprechenden LED-Leuchtröhren angepasst sind. Üblich sind in diesem Zusammenhang Spannungsversorgungen von z. B. 12 Volt.
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Grundsätzlich haben LED-Lichtquellen gegenüber anderen Leuchtmitteln den Vorteil eines sehr niedrigen Stromverbrauchs im Verhältnis zu der Lichtausbeute bei einer gleichzeitig sehr großen Lebensdauer, während jedoch die Kosten für die Herstellung entsprechender LEDs und entsprechender LED-Leuchtmittel i. a. deutlich über denen herkömmlicher Leuchtmittel liegen. Dennoch lohnt sich in vielen Fällen der Austausch bspw. herkömmlicher Leuchtstoffröhren durch entsprechende LED-Röhren, nicht nur wegen des weiter reduzierten Stromverbrauchs, sondern vor allem auch wegen der noch deutlich verbesserten Lebensdauer. Aufgrund der großen Lebensdauer von LED-Leuchten können die erhöhten Kosten der Beschaffung je nach Nutzung der betreffenden Leuchtröhren innerhalb von ein bis drei Jahren durch den entsprechend niedrigeren Stromverbrauch kompensiert werden. Dies setzt selbstverständlich voraus, dass die Lebensdauer einer entsprechenden LED-Röhre größer ist als der Nutzungszeitraum, den man für die Kompensation des erhöhten Preises benötigt.
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Auch wenn die Leistungsfähigkeit von Leuchtdioden, auch kurz als „LEDs” bezeichnet, in den vergangenen Jahren spürbar verbessert wurde, ist es dennoch schwierig, mit derartigen LED-Leuchtröhren eine mit herkömmlichen Leuchtstoffröhren vergleichbare Lichtstärke zu erzielen. Hierfür benötigt man eine sehr große Anzahl von LEDs, die in einer räumlich entsprechend dichten Anordnung auf einem entsprechenden Träger untergebracht werden müssen.
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Auch wenn jede einzelne Leuchtdiode eine sehr hohe Effizienz hat, wird im Betrieb aber dennoch ein kleiner Teil des die Leuchtdioden durchfließenden Stromes in Wärme umgewandelt. Bei einer kleinen Anzahl von Leuchtdioden oder einer über eine große Fläche verteilten Anordnung von LEDs ist die Abfuhr der entsprechenden Verlustwärme kein großes Problem. Bei einer großen Zahl von Leuchtdioden und einer hohen Anordnungsdichte, wie man sie zur Erzielung einer für praktische Zwecke geforderten Lichtstärke und für die Unterbringung in Leuchtkörpern, deren Maße herkömmlichen Leuchtmitteln entsprechen, oft benötigt, kann jedoch die beim Betrieb einer LED-Röhre unvermeidlich entstehende Wärme zu einem Problem werden, weil sie unter Umständen nicht hinreichend abgeführt werden kann, was dann zu einer spürbaren Verkürzung der Lebensdauer der LEDs bzw. der ganzen Röhre führt. Dies gilt umso mehr, wenn auch noch andere Wärmequellen wie zum Beispiel eine Stromversorgung innerhalb der LED-Leuchtröhre untergebracht ist.
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Der entscheidende Vorteil von LEDs, nämlich eine hohe Lichtausbeute im Verhältnis zu dem verbrauchten Strom in Verbindung mit einer sehr langen Lebensdauer zu haben, geht dabei unter Umständen verloren.
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Ein weiteres Problem von LED-Röhren liegt in der Tatsache, dass jeweils eine sehr große Anzahl von Leuchtdioden, typischerweise in der Größenordnung von 100 und bis zu 500 oder mehr benötigt werden, um die Leuchtkraft einer herkömmlichen Leuchtstoffröhre zu erzielen. Auch wenn bei der Herstellung entsprechender Leuchtdioden in jüngerer Zeit erhebliche Fortschritte erzielt wurden und die einzelnen Leuchtdioden jeweils weitgehend gleiche Eigenschaften haben, gibt es auch in der Herstellung immer gewisse Schwankungen, was sich zum Einen in unterschiedlichen Farbcharakteristiken der Leuchtdioden niederschlägt, zum Anderen aber auch dazu führen kann, dass einzelne Leuchtdioden vorzeitig ausfallen bzw. durchbrennen. Bei mehreren in Reihe geschalteten Leuchtdioden kann dies wiederum dazu führen, dass an den verbleibenden Leuchtdioden eine entsprechend größere Spannung abfällt, was zu einer stärkeren Belastung und damit zu einer Verkürzung der Lebensdauer dieser weiteren Leuchtdioden führt, so dass sehr schnell eine entsprechende Gruppe von hintereinander geschalteten Leuchtdioden vollständig ausfallen kann. Dies führt zu einer entsprechenden vorzeitigen Reduzierung der Leuchtkraft der gesamten LED-Röhre.
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Derselbe Effekt tritt selbstverständlich ein, wenn die LEDs im laufenden Betrieb zu stark erwärmt werden, zum Beispiel durch eine in die Leuchtröhre integrierte Stromversorgung.
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Ein weiterer Nachteil der in Form herkömmlicher Leuchtstoffröhren ausgestalteten LED-Röhren liegt darin, dass die Stromkontakte solcher Röhren, die ja herkömmlich für eine Wechselstromversorgung ausgelegt sind, nicht unterscheidbar sind und außerdem an beiden Enden der Röhre vorhanden sein müssen weil sie auch der mechanischen Halterung der Röhre in der Lampenfassung dienen. LED-Leuchtröhren werden hingegen mit Gleichstrom betrieben, wobei die Polung bekannt sein muß. Die LEDs von falsch angeschlossenen LED-Leuchtröhren könnten unter Umständen beschädigt werden, insbesondere wenn sie mit einer höheren Spannung als bisher üblich betrieben werden oder wenn sie in eine herkömmliche Fassung einer Leuchtstoffröhre eingesetzt werden, ohne dass auch die zugehörige Stromversorgung ausgetauscht wird.
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Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine LED-Leuchtröhre zu schaffen, welche die vorstehenden Nachteile nicht aufweist und welche insbesondere eine durchschnittlich größere Lebensdauer bei einem verbesserten Erhalt der Leuchtkraft aufweist.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Gruppe in Reihe geschalteter Leuchtdioden aus mindestens jeweils 8 Leuchtdioden besteht, wobei die Gruppen aus jeweils mindestens 8 in Reihe geschalteten Leuchtdioden parallel zueinander geschaltet sind, wobei weiterhin die LED-Leuchtröhre Stromeingangskontakte aufweist, die mit den Eingängen einer zwischen die Stromeingangskontakte und die Gruppen von Leuchtdioden geschalteten Umpolschaltung verbunden sind, welche mit den Gruppen von Leuchtdioden verbundene Stromausgänge aufweist, und welche je nach Polung eine mit den Stromeingangskontakten verbundene Stromversorgung den Strom unverändert durchleitet oder die Polung der Stromausgänge der Umpolschaltung gegenüber den Eingängen vertauscht.
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Die erfindungsgemäße Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Leuchtröhre insgesamt mit einer höheren Spannung bei entsprechend verringertem Gesamtstrom arbeitet. Die üblicherweise für eine Reihenschaltung von 8 Leuchtdioden benötigte Spannung beträgt (für weiße LEDs) 24 Volt. Wenn bei einer solchen Reihenschaltung von Leuchtdioden eine einzelne Diode fehlerhaft ist und vorzeitig ausfällt und ohne nennenswerten Spannungsabfall leitend wird, verteilt sich die Spannung von 24 Volt auf die verbleibenden 7 Leuchtdioden, so dass sich der individuelle Spannungsabfall an den einzelnen Leuchtdioden jeweils nur relativ geringfügig von 4 auf etwa 4,5 Volt erhöht. Dies führt i. a. noch nicht zu einer drastischen Verkürzung der Lebensdauer, so dass mit dieser Ausgestaltung die Leuchtstärke einer entsprechenden LED-Röhre länger erhalten bleibt, wobei auch der Ausfall der einen Diode durch die geringfügig heller strahlenden verbleibenden 7 Leuchtdioden einer in Reihe geschalteten Gruppe ausgeglichen wird. Außerdem führt der geringfügig erhöhte Spannungsabfall an den einzelnen Leuchtdioden noch nicht zu einer drastischen Erhöhung der Wärmeentwicklung, so dass die verbleibenden Leuchtdioden auch aus diesem Grund eine bessere Restlebensdauer behalten. Weiterhin werden durch Reihenschaltung einer größeren Zahl von LEDs auch statistische Variationen in den Eigenschaften der LEDs besser ausgeglichen, was ebenfalls zur Lebensdauererhöhung beiträgt..
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Noch deutlicher kommt dieser Vorteil zum Tragen, wenn beispielsweise 12 oder noch mehr Leuchtdioden, zum Beispiel 16 Leuchtdioden, in Reihe geschaltet werden, weil dann die Spannungsänderung bei Ausfall einer dieser Dioden noch geringer ist. Es versteht sich, dass die entsprechenden Stromversorgungen für 12 oder mehr Leuchtdioden eine entsprechend größere Spannung bereitstellen müssen, wobei man im Allgemeinen bei weißen Leuchtdioden von einer Versorgungsspannung von etwa 3 Volt pro Leuchtdiode ausgehen muss, um den für die nominelle Leuchtkraft erforderlichen Nennstrom zu erreichen. Dementsprechend sind für LED-Leuchtmittel, die jeweils eine Reihenschaltung von 12 LEDs aufweisen, Stromversorgungen vorgesehen, die eine Spannung von 36 V bereitstellen können. Bei 16 LEDs in Reihe sind dies entsprechend 48 V, etc. Es versteht sich, dass die konkreten Zahlenwerte abhängig von Typ und Farbe der Leuchtdioden variieren können.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen LED-Leuchtröhre liegt darin, dass man nicht mehr darauf achten muss, wie die entsprechende Röhre in eine zugehörige Lampenfassung eingesetzt wird. Wie bereits erwähnt, ist es generell bevorzugt, die LED-Leuchtröhre so auszugestalten, dass sie in die Fassung herkömmlicher LED-Leuchtstoffröhren passt. Das heißt, auch die LED-Röhre benötigt an ihren beiden Enden entsprechende Kontaktstifte, die seitlich in entsprechende Aufnahmeschlitze der Lampenfassung einzuführen sind, wobei durch anschließendes Drehen der Röhre die Stromeingangskontakte mit Kontakten der entsprechenden Strom- bzw. Spannungsversorgung in Verbindung gebracht werden.
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Da die Stromeingangskontakte bei herkömmlichen Leuchtstoffröhren nicht unterscheidbar sind, ist es auch bei entsprechend ausgestalteten LED-Röhren schwierig, die positiven und negativen Kontakte der Gleichspannungsversorgung, welche die LEDs benötigen, zu unterscheiden. Die erfindungsgemäße Umpolschaltung erlaubt es jedoch, zum einen die Stromversorgung an einen Ort außerhalb der Leuchtröhre zu verlagern und dennoch die LED-Röhre in beliebiger Ausrichtung in eine solche Fassung einzusetzen, da die Leuchtdioden bei falscher Polung der Stromeingangskontakte mit Hilfe der Umpolschaltung, welche dafür sorgt, dass die Polung der Ausgänge der Umpolschaltung gegenüber den Eingängen vertauscht ist, dennoch mit der richtig gepolten Gleichspannung versorgt werden, während bei richtiger Polung der Stromeingangskontakte die Umpolschaltung den Strom einfach durchleitet.
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Letztlich entspricht diese Funktion der Umpolschaltung der eines Gleichrichters, welcher auch bei sehr niedriger Frequenz bis hin zur Frequenz 0 (Gleichspannung) arbeitet.
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Vorzugsweise hat die Umpolschaltung die Funktionsweise eines Vollgleichrichters, was sich aber indirekt auch schon aus der vorstehenden Beschreibung der Eigenschaften einer Umpolschaltung ergibt.
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Vorzugsweise ist die Umpolschaltung auch hochfrequenzfähig, d. h. ein hochfrequenzfähiger Gleichrichter, wobei mit Hochfrequenz im vorliegenden Fall Frequenzen bis zu einigen 100 kHz bezeichnet werden.
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In Verbindung mit der Tatsache, dass in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die LED-Leuchtröhre an ihren beiden Enden jeweils Stromeingangskontakte aufweist, die jeweils mit der bzw. einer Umpolschaltung verbunden sind, wobei in der bevorzugten Variante außerdem jeweils 12 LEDs in Reihe geschaltet sind, führt diese Ausgestaltung dazu, dass die erfindungsgemäße LED-Röhre sogar in herkömmliche Leuchtstofflampen eingesetzt werden kann, wobei der Starter jeweils nicht benötigt wird. Die Vorschaltgeräte herkömmlicher Leuchtstoffröhren wirken als Strombegrenzer, wobei der Strom im Dauerbetrieb typischerweise auch in einer Größenordnung liegt, wie er für eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen LED-Leuchtröhren entsprechender Größe benötigt wird. Dabei arbeiten die Vorschaltgeräte der herkömmlichen Leuchtstoffröhren allerdings mit Wechselstrom. Aufgrund der Eigenschaften der Umpolschaltung, die als Gleichrichter wirkt, wird diese Wechselspannung jedoch ohne weiteres in eine passende Gleichspannung umgewandelt, wobei es letztlich vom Innenwiderstand des Vorschaltgerätes im Verhältnis zum Gesamtwiderstand der LED-Röhre abhängt, welche Spannung effektiv an der LED-Röhre zu Verfügung steht und welcher Strom damit auch durch die Leuchtdioden fließt. Je nach dem Typ des verwendeten Vorschaltgerätes, wie es an sich für Leuchtstoffröhren vorgesehen ist, ist die sich ergebende Spannung bei der Verwendung an einer erfindungsgemäßen LED-Röhre entweder etwas geringer oder etwas höher als 36 Volt, was dazu führt, dass eine in eine solche Lampe eingesetzte LED-Röhre gemäß der vorliegenden Erfindung dementsprechend etwas dunkler ist oder etwas heller ist als bei einer Spannungsversorgung mit 36 Volt, dennoch aber notfalls auch als Ersatz für eine herkömmliche Leuchtstoffröhre ohne weitere Änderung in deren Fassung eingesetzt werden kann.
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Ggf. kann aber die erfindungsgemäße LED-Röhre in der Weise angepasst werden, dass bspw. 11 oder 13 Leuchtdioden in Reihe geschaltet werden und entsprechende Gleichspannungsversorgungen mit 33 oder 39 Volt Ausgangsspannung dafür vorgesehen werden, wobei die Leuchtröhren dann auch in Verbindung mit herkömmlichen Vorschaltgeräten in etwa dieselbe Helligkeit haben wie bei der Verwendung der eigentlich vorgesehenen Spannungsversorgung.
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Auf jeden Fall ist aber die erfindungsgemäße LED-Röhre vor einer Zerstörung geschützt, selbst wenn sie in die Lampenfassung herkömmlicher Leuchtstofflampen eingesetzt wird, wobei außerdem noch zusätzliche Schmelzsicherungen in die Zuleitungen der LEDs integriert werden können, die eine Überlastung auf jeden Fall verhindern.
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Die zugehörige Spannungs-/Stromversorgung ist erfindungsgemäß außerhalb der LED-Leuchtröhre vorgesehen, was den Vorteil hat, dass auch jegliche Wärmeentwicklung, die von einer solchen Strom-/Spannungsversorgung ausgeht, nicht zu einer Erwärmung der Leuchtdioden führt.
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Zweckmäßigerweise weist die Leuchtröhre mindestens 12 Gruppen von jeweils 12 Leuchtdioden auf, wobei Ausführungsformen mit bis zu 30 Gruppen von jeweils 12 Leuchtdioden auch ohne weiteres möglich und sinnvoll sind und zum Beispiel 28 derartige Gruppen in ihrer Helligkeit den herkömmlichen 58 W-Leuchtstoffröhren entsprechen.
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Zweckmäßigerweise sind die Leuchtdioden auf einer Leiterbahnplatine kontaktiert, die ihrerseits isoliert auf einem Aluminiumträger aufgebracht ist. Dabei sollte die Isolationsschicht möglichst dünn und nach Möglichkeit auch gut wärmeleitend sein, damit die unvermeidlich an den Leuchtdioden und in der Leiterbahnplatine entstehende Wärme schnell über den Aluminiumträger abgeführt wird. Zweckmäßigerweise ist auch die Leiterbahnplatine aus einem gut wärmeleitenden Material hergestellt oder als relativ dünne flexible Bahn oder gar als flexible Folie ausgebildet, die aufgrund ihrer geringen Dicke die von den Leuchtdioden erzeugte Wärme schnell abtransportiert.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der dazugehörigen Figuren.
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Es zeigen:
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1 in perspektivischer Explosionsdarstellung die einzelnen Komponenten einer erfindungsgemäßen LED-Leuchtröhre,
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2 ein Schaltschema der LED-Platine mit dazugehörigen Umpolschaltung.
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Man erkennt in 1 die wesentlichen Bauteile einer erfindungsgemäßen LED-Leuchtröhre. Kern der LED-Leuchtröhre sind eine Vielzahl von Leuchtdioden 3, die mit entsprechenden Leiterbahnen einer Platine 4 in der sog. SMD-Technik kontaktiert sind (SMD = Surface-Mounted Device – elektronische Bauelemente mit direkt am Gehäuse des Bauelementes angeordneten Kontaktfeldern, die mit entsprechenden Kontaktpunkten einer Platine unmittelbar elektrisch verbunden werden). Diese SMD-Technik hat den Vorteil einer sehr guten thermischen Ankopplung und geringerer elektrischer Verlustleistung.
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Die Platine 4 kann aus einem dünnen isolierenden Material mit aufgebrachten elektrischen Leiterbahnen und Kontaktpunkten hergestellt sein, wobei diese Platine 4 relativ dünn und flexibel ausgebildet sein kann und insbesondere in Form einer mehr oder weniger flexiblen Folie vorliegen kann. Diese Folie oder Platine 4 wird aufgebracht auf einer gut wärmeleitenden mechanischen Halterung, die hier in Form eines Aluminiumträgers 9 vorliegt. Zwischen Platine 4 und Aluminiumträger 9 wird noch eine dünne isolierende Schicht 16 angeordnet, die verhindert, dass die elektrischen Leiterbahnen oder Kontaktpunkte der Platine 3 durch Kontakt mit dem metallischen Träger 9, der vorzugsweise aus Aluminium hergestellt ist, kurzgeschlossen werden. Die isolierende Schicht 16 sollte möglichst dünn und auch möglichst gut wärmeleitend sein, damit die auf der Platine und im Bereich der Leuchtdioden 3 entstehende Wärme gut über den metallischen Träger 9 abgeleitet werden kann.
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Der metallische Träger 9 muss nicht die in 1 dargestellte teilzylindrische Form haben, die gleichzeitig die Rückseite des röhrenförmigen Gehäuses der LED-Röhre bildet, sondern kann bspw. einfach aus einer ebenen Platte oder einem im Profil U-förmigen Teil bestehen, welches zum Beispiel in ein entsprechendes rohrförmiges Gehäuse eingeschoben wird oder die Rückseite eines nicht zylindrischen Leuchtröhre bildet. Die LED-Röhre also keineswegs zwingend zylindrisch ausgebildet sein, sondern kann im Prinzip einen beliebigen Rohrquerschnitt (zum Beispiel eines beliebigen regelmäßigen Polygons, wie dreieckig rechteckig, sechseckig oder achteckig) haben, wobei in der bevorzugten Ausführungsform und zwecks Verwendung mit herkömmlichen Fassungen für Leuchtstoffröhren lediglich stirnseitige Endplatten mit Kontaktstiften 5 vorgesehen sein sollten, die den Kontaktstiften herkömmlicher LED-Leuchtröhren entsprechen. Auch die abgestuft zylindrische Endkappe 13, an welcher die betreffende stirnseitige Platte mit den Kontaktstiften 5 angeordnet ist, muss nicht unbedingt eine solche zylindrische Form haben, sondern die Kappe und auch die Endplatte können im Prinzip eine dem Profil des Röhrengehäuses angepasste Querschnittsform haben. Bei herkömmlichen Leuchtstoffröhren ist die zylindrische Form mehr oder weniger zwingend vorgegeben, da ein vollständig gasdichtes lichtdurchlässiges Gehäuse benötigt wird, welches sich am einfachsten in dieser zylindrischen Röhrenform aus Glas herstellen lässt.
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Die Leuchtdioden müssen jedoch nicht zwingender Weise hermetisch dicht gegenüber der Umgebung abgeschlossen sein, auch wenn sie zweckmäßigerweise gegen äußere Umwelteinflüsse geschützt in dem Gehäuse aufgenommen sein sollten, jedoch ist hierfür nicht notwendigerweise eine hermetisch dichte Glasröhre erforderlich, so dass also die zylindrische Form ohne weiteres aufgegeben werden kann, wenn andere praktische Gründe für eine Abweichung von dieser Form sprechen. Eine Seite des rohrförmigen Gehäuses ist jedoch aus einem transparenten Material hergestellt, wie z. B. in Form der halbzylindrischen transparenten Abdeckung 14, die z. B. aus Polycarbonat hergestellt sein kann. Im Übrigen sollte das rohrförmige Gehäuse vor allem die Bedingung erfüllen, den LED-Träger bzw. die Platine 4 elektrisch isoliert, aber in gutem Wärmekontakt mit einer gut wärmeleitenden Fläche, wie z. B. einer länglichen Aluminiumplatte oder einem Aluminiumprofil, und vor äußeren Umgebungseinflüssen weitgehend geschützt in einem Gehäuse aufzunehmen. Die hier dargestellte und auch bevorzugte zylindrische Form trägt lediglich der Tatsache Rechnung, dass die Verbraucher entsprechende röhrenförmige Leuchten gewohnt sind, und stellt außerdem sicher, dass die röhrenförmige LED-Leuchte auch in herkömmliche Fassungen für Leuchtstoffröhren eingesetzt werden kann. Auch dazu ist jedoch das kreisförmige Profil nicht zwingend erforderlich.
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In der perspektivischen Explosionsdarstellung gemäß 1 erkennt man außerdem noch die Umpolschaltung 7, die konkret in Form einer kleinen Platine mit (hier nicht dargestellten) elektronischen Bauelementen bestückt ist, die im Wesentlichen einer hochfrequenzfähigen Vollgleichrichterschaltung entsprechen. Die Platine dieser Umpolschaltung 7 ist zweckmäßigerweise der Querschnittsform der LED-Röhre angepasst, und sie ist insbesondere zweifach an beiden Enden der Röhre vorgesehen, was eine Kontaktierung der Leiterbahnen der Platine 4 unabhängig von beiden Enden her ermöglicht. Die Stromversorgung kann demzufolge von dem einen oder anderen Ende der LED-Leuchtröhre her erfolgen, wobei die elektrischen Kontaktstifte 5 auf der gegenüber liegenden Seite dann jeweils nur als mechanische Halterungsstifte wirken. Darüber hinaus ist es aber auch möglich, dass die Stromversorgung von beiden Seiten her über je einen der beiden Kontaktstifte 5 erfolgt.
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Die Umpolschaltung 7 ist ihrerseits über flexible Anschlussleitungen 15, in welche noch eine Sicherung 17 integriert ist, mit den Leiterbahnen der Platine 4 verbunden. Zweckmäßigerweise sind die Ränder der Polycarbonat-Abdeckung 14 und des rückwärtigen Gehäuseteiles, welcher im vorliegenden Fall gleichzeitig einen gut wärmeleitenden Aluminiumträger 9 für die Platine 4 bildet, mit Rastelementen oder hinter Schnitten entlang in Längsrichtung verlaufenden Kanten ausgebildet, die eine einfache Verrastung oder Sicherung aneinander ermöglichen. Auch ein etwaiger separater wärmeleitender Träger 9, der nicht gleichzeitig die rückwärtige Gehäusewand bildet, kann an entsprechenden Profilelementen an der Innenwand des Gehäuses in seiner Position fixiert werden.
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Im vorliegenden Fall sind außerdem die Endkappen 13 mit einer stufenförmigen Erweiterung ausgestattet, die so bemessen ist, dass sie die Stirnseiten der zusammen gesetzten Röhrenelemente 4, 9, 12, 14 einschließlich der an den Stirnseiten dieser zusammen gesetzten Röhrenelemente anliegenden Umpolschaltungen 7 in enger Passung umfasst und zusammenhält.
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Die elektrische Verschaltung der LEDs ist in 2 schematisch wiedergegeben. 2 zeigt eine Platine 4 mit darauf angebrachten elektrischen Leiterbahnen 9a, 9b, die sich über die gesamte Länge der Platine hinweg erstrecken. Dazwischen befinden sich noch Serien von Kontaktpunkten 12, die paarweise verbunden sind und ansonsten entlang einer Linie angeordnet sind, mit einer Lücke zwischen jeweils benachbarten Paaren von Kontaktpunkten 12. Diese Lücke wird durch Leuchtdioden 3 überbrückt, deren Kontaktfelder einen Abstand haben, der dem Abstand der einer Lücke benachbarten Kontaktpunkte 12 entspricht.
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Vorliegend sind zwei derartige Reihen von Kontaktpunkten 12 vorgesehen, und das erste Paar von Kontaktpunkten für eine Gruppe hintereinander zu schaltender LEDs ist mit der Leitung 9a verbunden, und ein letztes Paar dieser Gruppe von Kontakten ist mit der Leitung 9b verbunden. Dazwischen befinden sich 8 Kontaktpunktpaare, so sich insgesamt 9 Lücken in jeder der beiden parallelen Reihen ergeben. Werden nun sämtliche Lücken zwischen diesen Kontaktpunkten mit Leuchtdioden 3 überbrückt, so hat man zwei parallele Gruppen aus 9 Leuchtdioden, die innerhalb der Gruppe in Reihe geschaltet sind, während die beiden Gruppen parallel geschaltet sind. An die erste Gruppe 2 von Leuchtdioden schließen sich in Längsrichtung der Röhre bzw. der Platine 4 weitere Gruppen von Kontaktpunkten und Leuchtdioden an, die genau in derselben Weise mit den beiden Leiterbahnen 9a und 9b verbunden sind. Es versteht sich, dass selbstverständlich auch andere geometrische Anordnungen möglich sind, um eine entsprechende Reihenschaltung von jeweils 9 Leuchtdioden, die im Übrigen mit weiteren Reihenschaltungen aus 9 Leuchtdioden parallel geschaltet sind, zu realisieren.
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Die Stromversorgung erfolgt durch einen Transformator mit Gleichstromausgängen, die eine Spannung von z. B. (in dem Fall mit 9 LEDs in Reihe) 27 Volt liefern, wobei diese Spannung an den Eingängen 6 der Umpolschaltung 7 anliegt. Ist die Polung an den Eingängen 6 der Umpolschaltung 7 so, wie es in der Anordnung bzw. Polung der Leuchtdioden entspricht, so wird der Strom von den Eingängen 6 zu den Stromausgängen 8 der Umpolschaltung 7 einfach hindurch geleitet, wie es durch gestrichelte Linien angedeutet wird. Ist die Polung an den Stromeingängen 6 gerade umgekehrt zu der entsprechenden Anordnung bzw. Polung der Leuchtdioden 3, so erfolgt eine Umkehr der Polung an den Stromausgängen 6 gegenüber den Stromeingängen 7, wie es durch strichpunktierte, gekreuzte Linien angedeutet wird. Auf diese Weise wird immer eine korrekte Gleichstromversorgung der Leuchtdioden auf der Platine 4 sicher gestellt.
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Erfolgt die Stromversorgung vom entgegen gesetzten Ende her, so findet sich dort eine völlig analoge Umpolschaltung 7, die ebenfalls mit den beiden Leiterbahnen 9a, 9b verbunden ist und, falls die Stromversorgung von dieser Seite her erfolgen würde, ebenfalls die richtige Polung der Leitungen 9a, 9b sicher stellt. Diese Umpolschaltung 7 lässt im Übrigen auch zu, dass die Stromversorgung 10 nicht notwendigerweise eine Gleichstromversorgung sein muss, sondern vielmehr auch ein einfacher Transformator mit einem Wechselspannungsausgang sein kann, da die Umpolschaltung 7 effektiv ein Gleichrichter ist, der aus der Wechselspannung die passende Gleichspannung erzeugt. Aus diesem Grunde ist die bevorzugte erfindungsgemäße Leuchtröhre mit 12 LEDs in Reihe auch mit den Vorschaltgeräten herkömmlicher Leuchtstoffröhren im Prinzip funktionsfähig, auch wenn die dann zur Verfügung stehende Spannung von dem für die Reihenschaltung von Neu-Leuchtdioden bevorzugten Wert von 36 Volt etwas abweicht.
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Die erfindungsgemäße LED-Leuchtröhre hat gegenüber herkömmlichen Leuchtstoffröhren den Vorteil eines erheblich geringeren Stromverbrauchs bei annähernd gleicher Leuchtkraft. Gleichzeitig kann die erfindungsgemäße LED-Leuchtröhre auch in die Fassungen für herkömmliche Leuchtstoffröhren eingesetzt werden und funktioniert sogar mit den herkömmlichen Vorschaltgeräten für Leuchtstoffröhren, auch wenn ansonsten eine separate Stromversorgung in Form eines Transformators, der sekundär zwischen 24 und 48 Volt, vorzugsweise 36 Volt Gleichspannung, liefert, bevorzugt ist.
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Für Zwecke der ursprünglichen Offenbarung wird darauf hingewiesen, dass sämtliche Merkmale, wie sie sich aus der vorliegenden Beschreibung, den Zeichnungen und den abhängigen Ansprüchen für einen Fachmann erschließen, auch wenn sie konkret nur im Zusammenhang mit bestimmten weiteren Merkmalen beschrieben wurden, sowohl einzeln als auch in beliebigen Zusammenstellungen mit anderen der hier offenbarten Merkmale oder Merkmalsgruppen kombinierbar sind, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wurde oder technische Gegebenheiten derartige Kombinationen unmöglich oder sinnlos machen. Auf die umfassende, explizite Darstellung sämtlicher denkbarer Merkmalskombinationen und die Betonung der Unabhängigkeit der einzelnen Merkmale voneinander wird hier nur der Kürze und der Lesbarkeit der Beschreibung wegen verzichtet.
