DE202016106181U1

DE202016106181U1 - LED light strip circuit

Info

Publication number: DE202016106181U1
Application number: DE202016106181.4U
Authority: DE
Original assignee: Guangdong OML Technology Co Ltd
Current assignee: Guangdong OML Technology Co Ltd
Priority date: 2016-11-04
Filing date: 2016-11-04
Publication date: 2016-11-18
Anticipated expiration: 2026-11-05

Abstract

LED-Lichtstreifenschaltung, umfassend: eine Mehrzahl in Reihe geschalteter lichtemittierender Einheiten, wobei jede mindestens eine LED in Durchlassrichtung umfasst und im Betrieb eine Klemmenspannung aufweist und mindestens eine mit mindestens einer der lichtemittierenden Einheiten parallel geschaltete Schutzschaltung, wobei die mindestens eine Schutzschaltung eine Spannungsreglerdiode in Sperrrichtung umfasst und die Spannungsreglerdiode eine geregelte Spannung aufweist, wobei die geregelte Spannung der Spannungsreglerdiode in der Schutzschaltung höher als die Klemmenspannung der mit der Schutzschaltung parallelgeschalteten lichtemittierenden Einheit ist.An LED light stripe circuit comprising: a plurality of light emitting units connected in series, each comprising at least one LED in operation and having a terminal voltage and at least one protection circuit connected in parallel with at least one of the light emitting units, the at least one protection circuit being a reverse voltage regulator diode and the voltage regulator diode having a regulated voltage, wherein the regulated voltage of the voltage regulator diode in the protection circuit is higher than the terminal voltage of the light emitting device connected in parallel with the protection circuit.

Description

Technisches Gebiet der ErfindungTechnical field of the invention

Die Erfindung betrifft Schaltnetzteile, insbesondere eineThe invention relates to switching power supplies, in particular a

LED-LichtstreifenschaltungLED light strip circuit

Technischer Hintergrund der ErfindungTechnical background of the invention

Ein bekannter durch eine 220 V-Stromquelle versorgter LED-Streifen ist im Allgemeinen ein flexibler LED-Modulstreifen, dessen Schaltkreis auf einer gedruckten Schaltung einen strombegrenzenden Widerstand, eine Mehrzahl von LED-Modulen und andere Bauteile in Reihenschaltung umfasst, wobei jedes LED-Modul eine Mehrzahl hintereinander geschalteter LEDs umfasst. Ein solcher Schaltungsaufbau ist in 1 gezeigt. Er hat den Nachteil, dass alle LEDs auf der ganzen Platine sogar dann ausfallen, wenn nur eine LED in der Reihenschaltung defekt ist. Ferner hat jede gedruckte Schaltung zur Aufnahme einer bestimmten Anzahl von LEDs eine bestimmte Länge, wobei eine Mehrzahl von Streifen umfasst sind, die von der 220 V-Stromquelle versorgt werden. Praktisch hat jede der flexiblen gedruckten Schaltungen eine Länge im Bereich von 50–100 cm oder sogar länger, so dass ein auffällig sichtbarer dunkler Bereich auftritt, wenn eine LED auf einer der flexiblen gedruckten Schaltungen in dem flexiblen LED-Streifen nicht funktioniert.A known LED strip powered by a 220V power source is generally a flexible LED module strip whose circuit on a printed circuit comprises a current limiting resistor, a plurality of LED modules, and other components in series, each LED module having one Includes a plurality of LEDs connected in series. Such a circuit construction is in 1 shown. It has the disadvantage that all LEDs on the entire board will fail even if only one LED in the series connection is defective. Further, each printed circuit for receiving a given number of LEDs has a predetermined length, including a plurality of strips powered by the 220V power source. Practically, each of the flexible printed circuits has a length in the range of 50-100 cm or even longer, so that a conspicuous dark area appears when an LED on one of the flexible printed circuits in the flexible LED strip does not work.

Des Weiteren steigen derzeit die Arbeitskosten und die Wartung der Lichtstreifen dieser Art kann zu hohen Kosten und Unannehmlichkeiten für die Herstellerbetriebe oder die Anwender führen. Deshalb ist es notwendig, einen verbesserten Schaltungsaufbau für die erwähnten LED-Streifen bereitzustellen.Furthermore, labor costs are rising and maintenance of the light strips of this kind can lead to high costs and inconvenience for the manufacturers or the users. Therefore, it is necessary to provide an improved circuit structure for the mentioned LED strips.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Um die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, bezweckt die Erfindung die Bereitstellung einer LED-Lichtstreifenschaltung mit einer Spannungsschutzstabilisierung.To overcome the disadvantages of the prior art, the invention aims to provide an LED light stripe circuit with a voltage protection stabilization.

Um die oben beschriebene Aufgabe der Erfindung zu lösen, wird das angewendete technische System wie folgt beschrieben.To solve the above-described object of the invention, the applied technical system will be described as follows.

Eine LED-Lichtstreifenschaltung umfasst im Lichtschaltkreis eine Mehrzahl von hintereinandergeschalteten lichtemittierenden Einheiten, wobei jede zumindest eine in Durchlassrichtung angeschlossene LED umfasst, und mindestens einen Schutzkreis mit einer in Sperrrichtung angeschlossenen Spannungsreglerdiode, wobei mindestens eine der lichtemittierenden Einheiten parallel zum Schutzkreis geschaltet ist und die Spannungsreglerdiode des Schutzkreises so ausgelegt ist, dass ihre geregelte Spannung im Betrieb größer ist als die Klemmenspannung der parallel zum Schutzkreis angeschlossenen lichtemittierenden Einheit.An LED light stripe circuit comprises in the light circuit a plurality of light emitting units connected in series, each comprising at least one forward-connected LED, and at least one reverse-connected voltage regulator diode with at least one of the light-emitting units connected in parallel with the protection circuit and the voltage regulator diode of the Circuit is designed so that their regulated voltage during operation is greater than the terminal voltage of the light-emitting unit connected in parallel to the protective circuit.

Die LED-Lichtstreifenschaltung umfasst ferner einen Rückstromschutzkreis in Reihenschaltung mit der Mehrzahl der lichtemittierenden Einheiten.The LED light stripe circuit further includes a reverse current protection circuit in series with the plurality of light emitting units.

Der Rückstromschutzkreis umfasst eine in Durchlassrichtung angeschlossene Diode.The reverse current protection circuit comprises a diode connected in the forward direction.

Die in Durchlassrichtung angeschlossene Diode ist eine Stromregeldiode.The diode connected in the forward direction is a current control diode.

Der Rückstromschutzkreis umfasst eine in Durchlassrichtung angeschlossene LED.The reverse current protection circuit comprises an LED connected in the forward direction.

Die erfindungsgemäße LED-Lichtstreifenschaltung hat die folgenden vorteilhaften Wirkungen:

1. Das Problem des Standes der Technik, dass die Beschädigung einer der LEDs zum Versagen aller LEDs der ganzen gedruckten Schaltung führt, wird mittels der Konstruktion, welche dem Lichtschaltkreis einen Schutzstromkreis hinzufügt, gelöst.
2. Bei normalem Betrieb ist die geregelte Spannung der Spannungsreglerdiode des Schutzkreises größer als die Klemmenspannung der zum Schutzkreis parallelgeschalteten lichtemittierenden Einheit, so dass die Spannungsreglerdiode nicht leitet und alle LEDs in Reihenschaltung arbeiten. Daher ist im Lichtschaltkreis der durch den Strombegrenzungswiderstand oder andere nicht leuchtende Bauteile fließende Strom im Verhältnis kleiner, der Energieverbrauch ist im Verhältnis kleiner und dadurch wird der Nachteil im Stand der Technik, wonach der Umwandlungsgrad von elektrischer in optische Energie niedrig ist, überwunden, und
3. Der Schutzkreis umfasst die Spannungsreglerdiode und die Differenz zwischen der geregelten Spannung der Spannungsreglerdiode und dem Spannungsabfall an der zur Spannungsreglerdiode parallel geschalteten lichtemittierenden Einheit ist im normalen Betrieb nicht groß, daher arbeiten die anderen lichtemittierenden Einheiten ohne merkliche Veränderung der Helligkeit oder Instabilität normal weiter, wenn eine lichtemittierende Einheit wegen Fehlfunktion einer der LEDs ausfällt.

The inventive LED light stripe circuit has the following advantageous effects:

1. The problem of the prior art that the damage of one of the LEDs leads to the failure of all LEDs of the entire printed circuit is solved by means of the construction which adds a protection circuit to the light circuit.
2. In normal operation, the regulated voltage of the voltage regulator diode of the protection circuit is greater than the terminal voltage of the light-emitting unit connected in parallel to the protection circuit, so that the voltage regulator diode does not conduct and all LEDs operate in series. Therefore, in the light circuit, the current flowing through the current limiting resistor or other non-luminous components is relatively smaller, the power consumption is relatively smaller, and thus the disadvantage in the prior art that the degree of conversion from electrical to optical energy is low is overcome, and
3. The protection circuit includes the voltage regulator diode and the difference between the regulated voltage of the voltage regulator diode and the voltage drop across the light emitting device connected in parallel to the voltage regulator diode is not large in normal operation, therefore the other light emitting devices continue to operate normally without appreciable change in brightness or instability. if a light-emitting unit fails due to malfunction of one of the LEDs.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die erfindungsgemäßen Ausführungsformen werden mit Bezug auf die beigegebenen Zeichnungen näher beschrieben, in denen:The embodiments of the invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which:

1 ein Schaltschema einer LED-Lichtstreifenschaltung nach dem Stand der Technik ist, 1 FIG. 2 is a circuit diagram of a prior art LED light stripe circuit; FIG.

2 ein Schaltschema eines Beleuchtungsschaltkreises nach einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist, 2 FIG. 3 is a circuit diagram of a lighting circuit according to a first embodiment of the present invention; FIG.

3 ein Schaltschema eines Beleuchtungsschaltkreises nach einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist, 3 FIG. 4 is a circuit diagram of a lighting circuit according to a second embodiment of the present invention; FIG.

4 ein Schaltschema eines Beleuchtungsschaltkreises nach einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist, 4 FIG. 4 is a circuit diagram of a lighting circuit according to a third embodiment of the present invention; FIG.

5 ein Schaltschema eines Beleuchtungsschaltkreises nach einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist. 5 Fig. 12 is a circuit diagram of a lighting circuit according to a fourth embodiment of the present invention.

Eingehende Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

Wie in 2 gezeigt, umfasst die LED-Lichtstreifenschaltung in einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform eine Mehrzahl von lichtemittierenden Einheiten in Reihenschaltung und jede lichtemittierende Einheit umfasst mindestens eine in Durchlassrichtung angeschlossene LED. Ferner umfasst die Beleuchtungsschaltung mindestens einen Schutzkreis mit einer in Sperrrichtung angeschlossenen Spannungsreglerdiode, und mindestens eine der lichtemittierenden Einheiten ist parallel zum Schutzkreis geschaltet. Die Spannungsreglerdiode des Schutzkreises hat einen geregelten Spannungswert, und die mit dem Schutzkreis parallel geschaltete lichtemittierende Einheit hat im Betrieb eine Klemmenspannung, wobei die geregelte Spannung größer als die Klemmenspannung ist.As in 2 As shown, in a first embodiment of the present invention, the LED light stripe circuit includes a plurality of light emitting units in series, and each light emitting unit includes at least one LED connected in the forward direction. Furthermore, the lighting circuit comprises at least one protective circuit with a reverse-connected voltage regulator diode, and at least one of the light-emitting units is connected in parallel to the protective circuit. The voltage regulator diode of the protection circuit has a regulated voltage value, and the light emitting unit connected in parallel with the protection circuit has a terminal voltage during operation, the regulated voltage being greater than the terminal voltage.

Im normalen Betrieb sind die LEDs einer jeden lichtemittierenden Einheit im normalen leitenden Zustand. Betrachtet man beispielsweise eine erste lichtemittierende Einheit, dann ist die Summe der Spannungsabfälle der LEDs Da1, Da2, Da3, Da4, Da5 und Da6 und die Klemmenspannung eines strombegrenzende Widerstandes Ra1 die Arbeitsspannung Ua1 der ersten lichtemittierenden Einheit, und die Spannungsreglerdiode Wa1 des Schutzkreises ist auf eine geregelte Spannung Uaz1 eingerichtet, die etwas größer als Ua1 ist. Da Ua1 kleiner als Uaz1 ist, befindet sich die Spannungsreglerdiode im nicht leitenden Zustand.In normal operation, the LEDs of each light-emitting unit are in the normal conductive state. For example, considering a first light-emitting unit, the sum of the voltage drops of the LEDs Da1, Da2, Da3, Da4, Da5 and Da6 and the terminal voltage of a current-limiting resistor Ra1 is the working voltage Ua1 of the first light-emitting unit, and the voltage regulator diode Wa1 of the protection circuit is on set up a regulated voltage Uaz1, which is slightly larger than Ua1. Since Ua1 is smaller than Uaz1, the voltage regulator diode is in the non-conductive state.

Sind eine oder mehrere LEDs einer der lichtemittierenden Einheiten beschädigt, beispielsweise in der ersten lichtemittierenden Einheit eine oder mehrere der LEDs Da1, Da2, Da3, Da4, Da5 und Da6, dann ist der Stromkreis der ersten lichtemittierenden Einheit im offenen Zustand und dabei ist die Spannung an der Spannungsreglerdiode gleich der Spannung Uv der Stromquelle. Da Uv größer als die geregelte Spannung Uza1 der Spannungsreglerdiode ist, kommt es zum Durchbruch und die Spannungsreglerdiode wird leitfähig, wodurch sie zusammen mit den anderen lichtemittierenden Einheiten einen Stromkreis bildet.If one or more LEDs of one of the light-emitting units are damaged, for example in the first light-emitting unit one or more of the LEDs Da1, Da2, Da3, Da4, Da5 and Da6, then the circuit of the first light-emitting unit is in the open state and the voltage is thereby at the voltage regulator diode equal to the voltage Uv of the current source. Since Uv is greater than the regulated voltage Uza1 of the voltage regulator diode, breakdown occurs and the voltage regulator diode becomes conductive, forming a circuit with the other light emitting devices.

Daher hat bei dieser Ausführungsform der Lichtschaltkreis die vorteilhafte Wirkung, dass die Fehlfunktion einer oder mehrerer der LEDs die normale Funktion der anderen lichtemittierenden Einheiten nicht beeinflusst. Weil die Differenz zwischen der geregelten Spannung der leitenden Spannungsreglerdiode und dem Spannungsabfall zur leitenden Spannungsreglerdiode parallel geschalteten lichtemittierenden Einheit im normalen Betrieb nicht groß ist, wird ferner sichergestellt, dass die anderen lichtemittierenden Einheiten unter normalen Bedingungen stabil arbeiten.Therefore, in this embodiment, the light circuit has the advantageous effect that the malfunction of one or more of the LEDs does not affect the normal function of the other light-emitting units. Further, because the difference between the regulated voltage of the conducting voltage regulator diode and the voltage drop to the conducting voltage regulator diode in parallel light emitting unit is not large in normal operation, it is ensured that the other light emitting units operate stably under normal conditions.

Es ist zu beachten, dass die Ausführungsform lediglich eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist und dass in der Praxis einige der mit den lichtemittierenden Einheiten parallelgeschalteten Spannungsreglerdioden weggelassen werden können.It should be noted that the embodiment is merely a preferred embodiment of the invention and that in practice some of the voltage regulator diodes connected in parallel with the light emitting units may be omitted.

Wenn der Lichtschaltkreis in der ersten Ausführungsform an eine Wechselstromquelle oder umgekehrt an eine Gleichstromquelle angeschlossen wird, tritt im Lichtschaltkreis ein Rückstrom auf und die LEDs der leuchtenden Einheiten sind im Sperrzustand. Die Spannungsreglerdioden der parallel zu den lichtemittierenden Einheiten geschalteten Schutzkreise sind jedoch im Durchlasszustand, so dass zwischen den Spannungsreglerdioden und der Stromquelle ein Stromkreis in Reihenschaltung gebildet wird. Weil der Spannungsabfall der Spannungsreglerdioden im Durchlasszustand relativ klein ist, übersteigt der Strom in diesem Stromkreis den Nennstrom der Spannungsreglerdioden, weshalb diese leicht durchbrennen.When the light circuit in the first embodiment is connected to an AC power source or vice versa to a DC power source, a reverse current occurs in the light circuit and the LEDs of the lighting units are in the off state. However, the voltage regulator diodes of the protection circuits connected in parallel with the light emitting units are in the on state, so that a circuit is formed in series between the voltage regulator diodes and the current source. Because the voltage drop of the voltage regulator diodes in the on state is relatively small, the current in this circuit exceeds the rated current of the voltage regulator diodes, so they burn through easily.

Daher wird ein Lichtschaltkreis nach der zweiten Ausführungsform wie in 3 gezeigt bereitgestellt. Anders als beim Lichtschaltkreis der ersten Ausführungsform umfasst der Lichtschaltkreis der zweiten Ausführungsform ferner einen Rückstromschutzkreis 7. In dieser Ausführungsform umfasst der Rückstromstromschutzkreis 7 eine Diode in Durchlassreihenschaltung, welche eine Stromreglerdiode sein kann. Falls die Spannung am Lichtschaltkreis eine normale Durchlassspannung ist, kann die Stromreglerdiode die Konstanz des durch den Lichtschaltkreis fließenden Stroms sicherstellen, wenn die Durchlassspannung in einem gewissen Bereich fluktuiert. Falls die Spannung am Lichtschaltkreis eine Umkehrspannung ist, sperrt die Dioden des Rückstromschutzkreises 7 und der von den Spannungsreglerdioden und der Stromquelle gebildete Stromkreis ist offen, so dass die Spannungsreglerdioden wirksam vor Durchbrennen geschützt werden.Therefore, a light circuit according to the second embodiment as in FIG 3 shown provided. Other than the light circuit of the first embodiment, the light circuit of the second embodiment further includes a reverse current protection circuit 7 , In this embodiment, the reverse current protection circuit comprises 7 a series-connected diode, which may be a current regulator diode. If the voltage at the light circuit is a normal forward voltage, the current regulator diode can ensure the continuity of the current flowing through the light circuit when the forward voltage fluctuates within a certain range. If the voltage at the light circuit is an inverse voltage, the diodes of the reverse current protection circuit will block 7 and the circuit formed by the voltage regulator diodes and the power source is open so that the voltage regulator diodes are effectively protected from burnout.

4 ist ein Lichtschaltkreis nach einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform. Der Lichtschaltkreis der dritten Ausführungsform hat das gleiche Arbeitsprinzip wie der Lichtschaltkreis der zweiten Ausführungsform. Anders als im Lichtschaltkreis der zweiten Ausführungsform umfasst der Lichtschaltkreis der Ausführungsform in jeder lichtemittierenden Einheit unterschiedliche Anzahlen von LEDs, die in Durchlassrichtung geschaltet sind. Diese Ausführungsform ist lediglich ein erweiterndes Beispiel. 4 is a light circuit according to a third embodiment of the invention. The light circuit of the third embodiment has the same operating principle as the light circuit of the second embodiment. Unlike the light circuit of the second embodiment, the light circuit of the embodiment includes different numbers of LEDs connected in the forward direction in each light-emitting unit. This embodiment is merely an expanding example.

5 ist ein Lichtschaltkreis nach einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform. Anders als in den Lichtschaltkreis in der ersten bis dritten Ausführungsformen umfasst der Lichtschaltkreis der vierten Ausführungsform strombegrenzende Widerstände in Reihenschaltung zwischen den lichtemittierenden Einheiten. Der strombegrenzende Widerstand in den einzelnen lichtemittierenden Einheiten kann entfallen, weil die strombegrenzenden Widerstände in Reihenschaltung mit den lichtemittierenden Einheiten die Funktion der Strombegrenzung übernehmen. 5 is a light circuit according to a fourth embodiment of the invention. Unlike the light circuit in the first to third embodiments, the light circuit of the fourth embodiment includes current limiting resistors in series between the light emitting units. The current-limiting resistor in the individual light-emitting units can be omitted because the current-limiting resistors in series with the light-emitting units take over the function of limiting the current.

Dieser Lichtschaltkreis der vierten Ausführungsform gleicht in seinem Wirkprinzip den Lichtschaltkreis der ersten bis dritten Ausführungsform und hat den Vorteil, dass die LEDs der anderen lichtemittierenden Einheiten weiter normal arbeiten können, wenn eine oder mehrere der LEDs einer der lichtemittierenden Einheiten beschädigt ist. Wenn der Lichtschaltkreis mit Wechselstrom verwendet oder umgekehrt an eine Gleichstromquelle angeschlossen wird, ist der von den Spannungsreglerdioden und der Stromquelle gebildete Stromkreis offen und dadurch sind die Bauteile des Lichtschaltkreises wirksam geschützt.This light circuit of the fourth embodiment is similar in effect to the light circuit of the first to third embodiments, and has the advantage that the LEDs of the other light-emitting units can continue to operate normally when one or more of the LEDs of one of the light-emitting units is damaged. When the lighting circuit is used with alternating current or vice versa connected to a DC power source, the circuit formed by the voltage regulator diodes and the power source is open and thereby the components of the light circuit are effectively protected.

Der Fachmann erkennt, dass der Gegenstand der Erfindung in anderen speziellen Formen verwirklicht werden kann, ohne dass man vom Gedanken oder von notwendigen Merkmalen der Erfindung abweicht. Die vorstehenden Ausführungsformen sind daher in jeder Hinsicht als erläuternd und nicht beschränkend für den hier beschriebenen Erfindungsgegenstand anzusehen.One skilled in the art will recognize that the subject invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or necessary features of the invention. The foregoing embodiments are therefore to be considered in all respects as illustrative and not restrictive of the subject matter described herein.

Claims

LED light stripe circuit comprising: a plurality of light emitting units connected in series, each comprising at least one LED in the forward direction and in operation having a terminal voltage and at least one protective circuit connected in parallel with at least one of the light-emitting units, wherein the at least one protective circuit comprises a voltage regulator diode in the reverse direction and the voltage regulator diode has a regulated voltage, wherein the regulated voltage of the voltage regulator diode in the protection circuit is higher than the terminal voltage of the light emitting device connected in parallel with the protection circuit.

The LED light strip circuit of claim 1, further comprising a reverse current protection circuit connected in series with the plurality of light emitting units.

The LED light strip circuit of claim 2, wherein the reverse current protection circuit comprises a forward-biased diode.

The LED light stripe circuit of claim 3, wherein the on-state diode is a current regulation diode.

The LED light strip circuit of claim 2, wherein the reverse current protection circuit comprises an on-line LED.