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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Beleuchtungssteuerung, insbesondere ein LED-Lichtketten-Steuersystem.
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STAND DER TECHNIK
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LED-Lichtketten werden von Benutzern häufig für Gebäudefassade, Bäume, Schilder und Landschaften verwendet, um dem Erscheinungsbild Schönheit zu verleihen. Gegenwärtig können LED-Lichtketten grob in Reihenschaltung und Parallelschaltung unterteilt werden. Bei einer in Reihe geschalteten LED-Lichtkette sind mehrere LEDs miteinander in Reihe geschaltet. Obwohl bei Reihenschaltung die Herstellung des LED-Lichtkettenmoduls vereinfacht wird, kann während des Gebrauchs kein Strom übertragen werden, wenn eine Störung an irgendeiner LED auftritt, was dazu führt, dass die gesamte LED-Lichtkette nicht aufleuchten kann. Bei einer parallel geschalteten LED-Lichtkette sind mehrere LEDs miteinander hingegen parallel geschaltet und jede LED-Lichtkette weist mehrere LEDs auf. Um eine synchrone, asynchrone oder individuelle Steuerung einer LED-Lichtkette zu erzielen, hat jede verbundene LED einer LED-Lichtkette einen Adressierungscode, sodass jede LED über eine Steuerleitung und eine Adressierungsleitung gesteuert werden soll. Wenn 10 LEDs parallel geschaltet sind, müssen 10 Steuerleitungen und 10 Adressierungsleitungen zur Steuerung von 10 LEDs verwendet werden. Je mehr LEDs parallel geschaltet sind, desto mehr Steuerleitungen und Adressierungsleitungen werden benötigt, was zu komplizierten Schaltungen, schwieriger Herstellung und hohen Kosten führt.
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Die chinesische Patentschrift 201510402773.7 offenbart ein LED-Lichtketten-Steuersystem, wobei die LED-Treibervorrichtung eine Schalteinheit, eine Steuereinheit und eine Spannungspegelerzeugungseinheit umfasst, wobei die Schalteinheit elektrisch mit der LED-Lichtkette verbunden und die Steuereinheit elektrisch mit der Schalteinheit verbunden ist. Die Spannungspegelerzeugungseinheit ist elektrisch mit dem Ausgangsende der LED-Treibervorrichtung und der LED-Lichtkette verbunden. Die Zenerdiode ZD der Spannungspegelerzeugungseinheit ist parallel mit einem Kondensator C geschaltet. Die Kathode der Zenerdiode ZD ist jeweils in Reihe mit einem Widerstand R5 geschaltet, dann mit dem gleichgerichteten Eingangsende einer Wechselstromversorgung und der Anode einer damit in Reihe geschalteten Diode D verbunden und dann elektrisch mit der LED-Lichtkette verbunden. Die Anode der Zenerdiode ZD ist geerdet und die Zenerdiode ZD bestimmt den Ausgangsspannungswert der Spannungspegelerzeugungseinheit. Wenn die Ausgangsspannung der Spannungspegelerzeugungseinheit nicht hoch ist und beispielsweise bei 3 bis 6 V liegt, stehen nur weniger Zenerdioden, die die Anforderungen erfüllen, zur Verfügung und Zenerdioden unter 6 V gehören zum Zenerdurchschlag, in welchem Fall die Spannungsstabilisierungscharakteristik nicht so gut wie beim Lawinendurchbruch ist. Wenn ein Kurzschlussfehler an der in Reihe geschalteten LED-Lichtkette auftritt, steigt der Netzstrom an, wodurch die LED-Lichtkette und die Stromversorgung leicht ausgebrannt werden können, in welchem Fall sogar ein Brandfall verursacht werden könnte, wodurch potenzielle Sicherheitsrisiken entstehen. Bei gegenwärtigen LED-Lichtketten ist in der Regel eine Kurzschlussschutzschaltung am Ausgangsende vorgesehen. Die Kurzschlussschutzschaltungen sind jedoch komplex ausgestaltet und erfordern zahlreiche Bauelemente. Obwohl somit potenzielle Sicherheitsrisiken vermieden werden können, kann das LED-Lichtketten-Steuersystem, wenn der Kurzschlussfehler der Lichtkette aufgehoben wird, den normalen Betrieb nicht selbst wieder aufnehmen und kann nur verworfen werden, wodurch Ressourcen verschwendet werden.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Angesichts des vorstehenden Nachteils, dass bestehende parallel geschaltete LED-Lichtketten komplizierte Schaltungen aufweisen, schwierig herzustellen sind, hohe Kosten hervorrufen und nach Aufheben eines Fehlers nicht automatisch zurückgesetzt werden können, liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein LED-Lichtketten-Steuersystem mit einer angemessenen Struktur bereitzustellen, womit die Verwendung von Übertragungsleitungen reduziert wird und einfache Schaltung, hohe Sicherheitsfähigkeit und automatischer Rücksetzung nach Beheben eines Fehlers erzielt werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch die folgende Ausgestaltung:
- Ein LED-Lichtketten-Steuersystem, umfassend Folgendes:
- - eine Schalteinheit, die ein Stromeingangsende, ein Stromausgangsende und ein gesteuertes Ende aufweist, wobei das Stromausgangsende mit einer LED-Lichtkette verbunden ist, und eine Steuereinheit, die mit dem gesteuerten Ende der Schalteinheit verbunden ist,
- - eine zweite Stromerzeugungseinheit, die mit der LED-Lichtkette verbunden ist, wobei die Steuereinheit, wenn kein Lichtemissions-Impulssignal übertragen werden soll, ein Zuschalten der Schalteinheit bewirkt und eine Stromversorgungseinheit eine Gleichstromversorgung mit einer ersten Spannung auf die LED-Lichtkette überträgt, um die LED-Lichtkette zur Lichtemission anzutreiben, wobei die Steuereinheit, wenn ein von der Steuereinheit erzeugtes Lichtemissions-Impulssignal übertragen werden soll, das Ein- bzw. Ausschalten der Schalteinheit bewirkt, wobei ein eine zweite Spannung aufweisender Gleichstrom der zweiten Stromerzeugungseinheit, wenn die Steuereinheit ein Abschalten der Schalteinheit bewirkt, auf die LED-Lichtkette übertragen wird, wobei die zweite Spannung geringer als die erste Spannung ist.
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In einer Weiterbildung der vorstehenden Ausgestaltung ist vorgesehen, dass
- das LED-Lichtketten-Steuersystem ferner eine Kurzschlussschutzeinheit umfasst, die mit der LED-Lichtkette und der LED-Lichtkette verbunden ist und den Spannungswert am Kathodenende der LED-Lichtkette erfasst, wobei bei einem einen kritischen Wert überschreitenden Spannungswert die Kurzschlussschutzeinheit ein zweites Schutzsignal sendet und die Steuereinheit ein Abschalten der Schalteinheit bewirkt, während für den Fall, dass die aktuelle Spannung den kritischen Wert unterschreitet, die Kurzschlussschutzeinheit ein erstes Schutzsignal oder kein Signal sendet.
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Das LED-Lichtketten-Steuersystem umfasst ferner eine Kurzschlussschutzeinheit, die Folgendes umfasst:
- - einen dritten Widerstand R3, der mit dem Kathodenende der LED-Lichtkette verbunden ist,
- - einen vierten Widerstand R4, der mit der Basis einer Triode Q2 und dem dritten Widerstand R3 verbunden ist, und die Triode Q2, deren Kollektor mit der Steuereinheit verbunden ist,
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Die Kurzschlussschutzeinheit umfasst ferner einen zweiten Widerstand R2, dessen zwei Enden jeweils mit dem Kollektor der Triode Q2 bzw. der Stromversorgungseinheit verbunden sind.
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Die zweite Stromerzeugungseinheit umfasst Folgendes:
- - einen ersten Widerstand R1, der mit der Stromversorgungseinheit verbunden ist,
- - einen Kondensator C2, der mit einem Spannungsteilungswiderstand R1 verbunden ist,
- - eine Diode D1, die mit dem ersten Widerstand R1 und dem Stromausgangsende verbunden ist, und ein Spannungsstabilisierungselement, das mit dem ersten Widerstand R1 verbunden ist.
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Das Spannungsstabilisierungselement ist eine Leuchtdiode LED1.
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Das LED-Lichtketten-Steuersystem umfasst ferner eine drahtlose Empfangseinheit, die mit der Steuereinheit und der Stromversorgungseinheit verbunden ist, wobei die drahtlose Empfangseinheit über Funkwellen oder Infrarotstrahl mit einer externen Fernbedienung verbunden ist.
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Das LED-Lichtketten-Steuersystem umfasst ferner eine Speichereinheit, die mit der Steuereinheit verbunden ist, wobei die Speichereinheit den Adresscode und den Farbcode der LED-Lichtkette speichert.
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Die Schalteinheit ist ein Feldeffekttransistor und die Steuereinheit umfasst einen Mikroprozessor.
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Mit der vorliegenden Erfindung werden die folgenden vorteilhaften Auswirkungen erzielt:
- Erfindungsgemäß wird ein von der Steuereinheit gesendete Lichtemissions-Steuerbefehl über Trägerwelle auf die Stromleitung der LED geladen, um eine Leuchtemissionsänderung der LED-Lichtkette zu bewirken so dass mehrere parallel geschaltete LEDs synchron oder individuell betrieben werden können, ohne zusätzliche Signalübertragungsleitung vorgesehen sein muss, womit die Kosten gespart werden und die Steuerschaltung der LEDs vereinfacht wird. Die zweite Stromerzeugungseinheit verwendet LEDs mit einer Vorwärtsspannung im Bereich von 1,6 bis 3 V, die in einem breiten Auswahlbereich erhältlich, wirtschaftlich und effektiv sind und gute Spannungsstabilisierungseigenschaften aufweisen. Die LEDs dienen zur Fehlerwarnung beim Kurzschluss der Lichtkette ihr Rauschen ist geringer als das bei Zenerdioden.
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Die erfindungsgemäße Kurzschlussschutzeinheit erfasst in Echtzeit, ob die LED kurzgeschlossen ist, und zeichnet sich durch schnelle Schutzreaktion aus, wenn die LED-Lichtkette kurzgeschlossen ist. Sobald ein Kurzschlussfehler erkannt wird, sendet die Kurzschlussschutzeinheit ein zweites Schutzsignal mit niedrigem Pegel an die Steuereinheit, die ein Abschalten der Schalteinheit bewirkt. Die LED-Lichtkette wird rechtzeitig von der eine erste Spannung aufweisenden Gleichstromversorgung getrennt, womit die verbleibenden LEDs und die Stromversorgungseinheit geschützt werden, wodurch die Wartungskosten und der wirtschaftliche Verlust reduziert werden. Nach Beheben des Kurzschlussfehlers kann die LED-Lichtkette Lichtemissionsänderungen entsprechend einem Lichtemissions-Impulssignal der Steuereinheit erzeugen, wodurch eine schnelle Inbetriebsetzung des LED-Lichtketten-Steuersystems realisiert, Wartungsarbeitsbelastung reduziert und Ressourcennutzungsgrad erhöht wird. Die Kurzschlussschutzeinheit kann allein durch eine Triode und zwei Widerstände realisiert werden, benötigt weniger Bauelemente und zeichnet sich durch niedrige Produktionskosten, einfache Schaltung, leichte Realisierung, hohe Sicherheit und Zuverlässigkeit aus.
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Bei der vorliegenden Erfindung wird eine Fernbedienung ermöglicht und zudem eine freie Einstellung der Helligkeit, Farbe und Lichtemissionsveränderung der LED-Lichtkette erzielt.
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Die Erfindung zeichnet sich durch einfache Schaltung, zuverlässige Leistung, niedrige Produktionskosten und hohen Nutzungsgrad aus.
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Figurenliste
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- 1 eine Prinzipdarstellung der vorliegenden Erfindung,
- 2 einen Schaltplan der vorliegenden Erfindung.
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Darin stehen 1 für LED-Lichtkette, 2 für Kurzschlussschutzeinheit, 3 für zweite Stromerzeugungseinheit, 4 für Schalteinheit, 41 für Stromeingangsende, 42 für Stromausgangsende, 43 für gesteuertes Ende, 5 für Steuereinheit, 6 für LED-Lichtketten-Steuersystem, 7 für Stromversorgungseinheit, 8 für Speichereinheit und 9 für drahtlose Empfangseinheit.
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Konkrete Ausführungsformen
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen auf die konkreten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung näher eingegangen.
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Wie in 1 dargestellt ist das erfindungsgemäße LED-Lichtketten-Steuersystem 6 mit einer LED-Lichtkette 1 und einer Stromversorgungseinheit 7 verbunden. Dabei liefert die Stromversorgungseinheit 7 eine Gleichspannung an das LED-Lichtketten-Steuersystem 6. Die LED-Lichtkette 1 umfasst mehrere miteinander parallel geschaltete LEDs und jede der LEDs hat einen Adresscode. Das LED-Lichtketten-Steuersystem 6 umfasst eine Schalteinheit 4, eine Steuereinheit 5 und eine zweite Stromerzeugungseinheit 3, wobei die Schalteinheit 4 ein Stromeingangsende 41, ein Stromausgangsende 42 und ein gesteuertes Ende 43 aufweist. Das Stromeingangsende 41 ist mit der Stromversorgungseinheit 7 verbunden. Das Stromausgangsende 42 ist mit dem Anodenende der LED-Lichtkette 1 verbunden. Die Steuereinheit 5 erzeugt ein Lichtemissions-Impulssignal und die Steuereinheit 5 ist mit dem gesteuerten Ende 43 der Schalteinheit 4 verbunden. Die zweite Stromerzeugungseinheit 3 ist mit der LED-Lichtkette 1 und der Stromversorgungseinheit 7 verbunden. Das LED-Lichtketten-Steuersystem umfasst ferner Kurzschlussschutzeinheit 2, die mit der Steuereinheit 5 und dem Kathodenende der LED-Lichtkette 1 verbunden ist. Das LED-Lichtketten-Steuersystem umfasst ferner eine Speichereinheit 8, die mit der Steuereinheit 5 verbunden ist, wobei die Speichereinheit 8 den Adresscode und den Farbcode der LED-Lichtkette 1 sowie den letzten Lichtemissionsmodus vor Ausschalten der Steuereinheit 5 speichert. Das LED-Lichtketten-Steuersystem umfasst ferner eine drahtlose Empfangseinheit 9, die mit der Steuereinheit 5 und der Stromversorgungseinheit 7 verbunden ist, wobei die drahtlose Empfangseinheit 9 über Funkwellen oder Infrarotstrahl mit einer externen Fernbedienung drahtlos verbunden ist.
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Die drahtlose Empfangseinheit 9 empfängt ein externes drahtloses Signal mit einem Lichtemissionsmoduscode, wandelt das drahtlose Signal in ein Steuersignal der Steuereinheit 5 um und sendet dieses an die Steuereinheit 5. Die Steuereinheit 5 sieht mehrere Lichtemissionsmodi vor und erzeugt ein entsprechendes Lichtemissions-Impulssignal in Abhängigkeit von dem Lichtemissionsmoduscode, der den Adresscodes und den Farbcode enthält, gemäß dem ausgewählten Lichtemissionsmodus. Wenn kein Lichtemissions-Impulssignal übertragen werden soll, bewirkt die Steuereinheit 5 ein Zuschalten der Schalteinheit 4 und die Stromversorgungseinheit 7 überträgt eine Gleichstromversorgung mit einer ersten Spannung auf die LED-Lichtkette 1, um die LED-Lichtkette 1 anzutreiben. Wenn ein von der Steuereinheit 5 erzeugtes Lichtemissions-Impulssignal übertragen werden soll, bewirkt die Steuereinheit 5 das Ein- bzw. Ausschalten der Schalteinheit 4 in Abhängigkeit von dem Lichtemissions-Impulssignal. Wenn die Steuereinheit 5 ein Abschalten der Schalteinheit 4 bewirkt, wird eine eine zweite Spannung aufweisende Gleichstromversorgung der zweiten Stromerzeugungseinheit 3 auf die LED-Lichtkette 1 übertragen, um einen inneren Chip der LED mit Betriebsspannung zu versorgen. Die Steuereinheit 5 steuert das Ein- und Ausschalten der Schalteinheit 4, um einen Lichtemissionssteuerbefehl mit mehreren ersten Spannungen und zweiten Spannungen zu erzeugen, und gibt den Lichtemissionssteuerbefehl an die damit elektrisch verbundene LED-Lichtkette 1 aus, die den Lichtemissionssteuerbefehl empfängt und eine entsprechende Lichtemissionsänderung durchführt. Die zweite Spannung ist geringer als die erste Spannung. Die Kurzschlussschutzeinheit (2) erfasst den Spannungswert am Kathodenende der LED-Lichtkette (1). Bei einem einen kritischen Wert überschreitenden Spannungswert sendet die Kurzschlussschutzeinheit (2) ein zweites Schutzsignal und die Steuereinheit (5) bewirkt ein Abschalten der Schalteinheit (4) und nach einer Verzögerungszeit von T ein Zuschalten der Schalteinheit (4), während für den Fall, dass die aktuelle Spannung den kritischen Wert unterschreitet, die Kurzschlussschutzeinheit (2) ein erstes Schutzsignal oder kein Signal sendet. [0024] Wie in 2 dargestellt, ist die Stromversorgungseinheit 7 eine Gleichstromversorgung VDD mit einer Spannung von + 5V. Das Stromversorgungsende der Steuereinheit 5 ist mit der Gleichstromversorgung VDD verbunden. Die Steuereinheit 5 umfasst einen Mikroprozessor und eine Spannungsstabilisierungsschaltung, wobei das Eingangsende der Spannungsstabilisierungsschaltung mit der Gleichstromversorgung VDD verbunden und das Ausgangsende mit dem Stromversorgungsende des Mikroprozessors verbunden ist. Die Spannungsstabilisierungsschaltung dient zum Umwandeln der Gleichstromversorgung VDD in die Arbeitsspannung des Mikroprozessors. Die Schalteinheit 4 ist ein P-Kanal-Enhancement-Feldeffekttransistor Q1, dessen Gate mit der Steuereinheit 5 verbunden ist, dessen Source mit der Gleichstromversorgung VDD verbunden ist und dessen Drain mit dem Anodenende der LED-Lichtkette 1 verbunden ist. Die zweite Energieerzeugungseinheit 3 umfasst einen ersten Widerstand R1, einen zweiten Kondensator C2, eine Diode D1 und ein Spannungsstabilisierungselement. Der erste Widerstand R1 dient zur Spannungsteilung. Der zweite Kondensator C2 dient zum Filtern und das Spannungsstabilisierungselement ist eine Leuchtdiode LED1, die zum Bestimmen des Wertes der zweiten Spannung dient. Ein Ende des Spannungsteilungswiderstands R1 ist mit der Gleichstromversorgung VDD verbunden und das andere Ende ist jeweils mit der Anode der Diode D1, der Anode der geerdeten Leuchtdiode LED1 und dem geerdeten zweiten Kondensator C2 verbunden. Die Kathode der Diode D1 ist mit dem Anodenende der LED-Lichtkette 1 verbunden. Die Kurzschlussschutzeinheit 2 umfasst einen dritten Widerstand R3, einen vierten Widerstand R4, eine Triode Q2 und einen zweiten Widerstand R2, wobei das Kathodenende der LED-Lichtkette 1 mit dem geerdeten dritten Widerstand R3 und dem vierten Widerstand R4 verbunden ist. Das andere Ende des vierten Widerstands R4 ist mit der Basis der Triode Q2 verbunden. Der Emitter der Triode Q2 ist geerdet und der Kollektor ist jeweils mit der Steuereinheit 5 und über den zweiten Widerstand R2 mit der Gleichstromversorgung VDD verbunden. Der zweite Widerstand R2 dient zur Verbesserung der Zuverlässigkeit der Signalausgabe der Kurzschlussschutzeinheit 2. In anderen Ausführungsbeispielen kann der Kollektor direkt mit der Steuereinheit 5 verbunden werden und somit die Verbindung zwischen dem zweiten Widerstand R2 und der Gleichstromversorgung VDD entfallen, da der mit der Steuereinheit 5 und der Kurzschlussschutzeinheit 2 verbundene Anschluss automatisch auf einem hohen Pegel liegt, wenn kein Signaleingang vorliegt. Bei abgeschalteter Triode Q2 gibt die Kurzschlussschutzeinheit 2 keine Signale an die Steuereinheit 5 aus. Die drahtlose Empfangseinheit 9 umfasst einen Spannungsstabilisierungschip und einen drahtlosen Empfangschip, wobei der Spannungsstabilisierungschip mit der Gleichstromversorgung VDD verbunden ist, um die Gleichstromversorgung VDD in die Arbeitsspannung des drahtlosen Empfangschips umzuwandeln. Der Spannungsstabilisierungschip ist mit dem Stromversorgungsende des drahtlosen Empfangschips verbunden. Das Ausgangsende des drahtlosen Empfangschips ist mit der Steuereinheit 5 verbunden. Das Eingangsende des drahtlosen Empfangschips empfängt drahtlose Signale von einer externen Fernbedienung.
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Arbeitsprinzip des LED-Lichtketten-Steuersystems 6:
- 1. Beim Einschalten der Stromversorgung empfängt die drahtlose Empfangseinheit 9 ein von einer externen Fernbedienung gesendetes externes drahtloses Signal mit einem Lichtemissionsmoduscode, wandelt das drahtlose Signal in ein Steuersignal der Steuereinheit 5 um und sendet dieses an die Steuereinheit 5.
- 2. Die Gleichstromversorgung VDD schaltet die Leuchtdiode LED1 über den ersten Widerstand R1 zu. Die Gleichstromversorgung VDD versorgt die Steuereinheit 5 mit Strom. Wenn kein Lichtemissions-Impulssignal zu übertragen ist, sendet die Steuereinheit 5 einen niedrigen Pegel an das Gate des Feldeffekttransistors Q1, sodass das Gate des Feldeffekttransistors Q1 ein niedriges Potential aufweist, während das Source ein hohes Potential aufweist, weshalb der Feldeffekttransistor Q1 zugeschaltet wird und sein Drain-Potential höher als das Anodenpotential der Diode D1 ist, während die Diode D1 abgeschaltet wird. Strom fließt von der Gleichstromversorgung VDD über die Source und den Drain des Feldeffekttransistors Q1 zur LED-Lichtkette 1. Die die erste Spannung aufweisende Gleichstromversorgung versorgt die LED-Lichtkette 1 mit Strom, um die LED-Lichtkette 1 zur Lichtemission anzutreiben.
- 3. Wenn die Steuereinheit 5 ein Lichtemissions-Impulssignal, das aus mehreren niedrigen und hohen Pegeln besteht, senden und einen hohen Pegel an das Gate des Feldeffekttransistors Q1 senden soll, ist das Gatepotential des Feldeffekttransistors Q1 hoch, das Source-Potential ebenfalls hoch und die Spannungsdifferenz zwischen dem Gate und der Source kleiner als 2 V, sodass der Feldeffekttransistor Q1 abgeschaltet wird, dessen Drain-Potential runtergezogen wird und niedriger als das Anodenpotential der Diode D1 ist, wodurch die Diode D1 zugeschaltet wird. Strom fließt von der Gleichstromversorgung VDD über den ersten Widerstand R1 und die Diode D1 zur LED-Lichtkette 1 und die Gleichstromversorgung mit der zweiten Spannung versorgt die LED-Lichtkette 1 mit Strom. Die Steuereinheit 5 steuert den kontinuierlichen Ein-Aus-Betrieb des Feldeffekttransistors Q1, um einen Lichtemissionssteuerbefehl mit mehreren ersten Spannungen oder zweiten Spannungen zu erzeugen, und gibt den Lichtemissionssteuerbefehl an die damit elektrisch verbundene LED-Lichtkette 1 aus, die den Lichtemissionssteuerbefehl empfängt und die entsprechende Lichtemissionsänderungen durchführt.
- 4. Beim normalen Betrieb der LED-Lichtkette 1 ist der Feldeffekttransistor Q1 zugeschaltet, durch den ein Strom von weniger als 300 mA fließt. Die Spannung am Kathodenende der LED-Lichtkette 1 liegt bei etwa 0,225 V. Die Einschaltspannung VBE der Triode Q2 beträgt ungefähr 0,5 V und die Spannungsdifferenz zwischen der Basis und dem Emitter der Triode Q2 beträgt weniger als 0,225 V, weitgehend geringer als die Einschaltspannung der Triode Q2, weshalb die Triode Q2 im abgeschalteten Zustand ist. Strom fließt von der Gleichstromversorgung VDD über den zweiten Widerstand R2 zur Steuereinheit 5. Die Steuereinheit 5 empfängt ein erstes Schutzsignal mit hohem Pegel und die Steuereinheit 5 steuert den Ein-Aus-Betrieb des Feldeffekttransistors Q1 gemäß dem Lichtemissions-Impulssignal. Wenn eine der LEDs in der LED-Lichtkette 1 kurzgeschlossen wird, ist die Gleichstromversorgung VDD über den zugeschalteten Feldeffekttransistor Q1 mit dem Kathodenende der LED-Lichtkette 1, also dem Anschluss des dritten Widerstands R3, verbunden, Das Potential des dritten Widerstands R3 steigt an und der Spannungswert entspricht der ersten Spannung. Die Einschaltspannung VBE der Triode Q2 ist der kritische Wert. Wenn die Spannung des Kathodenendes größer als Einschaltspannung VBE der Triode Q2 ist, ist die Spannungsdifferenz zwischen der Basis und dem Emitter der Triode Q2 nun viel größer als 0,5 V, so dass die Triode Q2 zugeschaltet wird und die Gleichstromleistung VDD über den zweiten Widerstand sowie den Kollektor und den Emitter der Triode Q2 geerdet ist. Die Steuereinheit 5 empfängt ein zweites Schutzsignal mit niedrigem Pegel und bewirkt das Abschalten des Feldeffekttransistors Q1, wenn sie einen niedrigen Pegel empfängt. Zu diesem Zeitpunkt emittiert die LED-Lichtkette 1 kein Licht. Darüber hinaus kann das Lichtemissions-Impulssignal der Steuereinheit 5 nicht über die Schalteinheit 4 einen Lichtemissionssteuerbefehl erzeugen und an die LED übertragen werden. Das LED-Lichtketten-Steuersystem 6 nimmt einen Kurzschlussschutzzustand ein, womit das Verbrennen der LED-Lichtkette 1 durch langes Anschließen an eine höhere erste Spannung verhindert wird. Somit wird ein Lichtkettenschutz realisiert und die Leuchtdiode LED1 in der zweiten Stromerzeugungseinheit leuchtet nicht, was auf einen Kurzschlussfehler hindeutet. Nach dem Empfang des zweiten Schutzsignals mit niedrigem Pegel bewirkt die Steuereinheit 5 das Abschalten des Feldeffekttransistors Q1 und nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit T wieder das Zuschalten des Feldeffekttransistors Q1. Wenn die LED-Lichtkette 1 immer noch kurzgeschlossen ist, wird die Triode Q2 zugeschaltet. Nach erneutem Empfang des niedrigen Pegels bewirkt die Steuereinheit 5 schnell das Abschalten des Feldeffekttransistors Q1. Die Steuereinheit 5 bewirkt nach Ablauf der vorbestimmten Zeit T wieder das Zuschalten des Feldeffekttransistors Q1, wobei der obige Vorgang wiederholt wird, bis der Fehler behoben und die Triode Q3 abgeschaltet wird. In Echtzeit wird überwacht, ob der Kurzschlussfehler behoben wird. Die Zuschaltdauer des Feldeffekttransistors Q1 ist sehr kurz, wodurch verhindert werden kann, dass die LED-Lichtkette 1 durchbrennt. Wenn der Kurzschlussfehler behoben wird, nimmt die LED-Lichtkette 1 normalen Betrieb wieder auf. Die Gleichstromversorgung mit der ersten Spannung versorgt die LED-Lichtkette 1 mit Strom. Die Spannung am Kathodenende der LED-Lichtkette 1 wird nach unten gezogen. Der durch den dritten Widerstand R3 fließende Strom wird verringert und beträgt weniger als 300 mA. Die Spannung am Kathodenende beträgt weniger als 0,225 V und als die Einschaltspannung VBE der Triode Q2. Daher ist die Spannungsdifferenz zwischen der Basis und dem Emitter der Triode Q2 geringer als die Einschaltspannung der Triode Q2. Die Triode Q2 wird abgeschaltet und der Strom fließt von der Gleichstromversorgung VDD über den zweiten Widerstand R2 zur Steuereinheit 5. Nachdem die Steuereinheit 5 das erste Schutzsignal mit hohem Pegel empfangen hat, steuert die Steuereinheit 5 den Ein-Aus-Betrieb des Feldeffekttransistors Q1 gemäß dem Lichtemissions-Impulssignal. Das LED-Lichtketten-Steuersystem 6 nimmt automatisch den normalen Betrieb wieder auf.
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Erfindungsgemäß wird ein von der Steuereinheit 5 gesendete Lichtemissions-Steuerbefehl über Trägerwelle auf die Stromleitung der LED-Lichtkette 1 geladen, um eine Leuchtemissionsänderung der LED-Lichtkette 1 zu bewirken so dass mehrere parallel geschaltete LEDs synchron oder asynchron betrieben werden können, ohne zusätzliche Signalübertragungsleitung vorgesehen sein muss, womit die Kosten gespart werden und die Steuerschaltung der LED-Lichtkette 1 vereinfacht wird.
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Die erfindungsgemäße Kurzschlussschutzeinheit 2 erfasst in Echtzeit, ob die LED kurzgeschlossen ist, und zeichnet sich durch schnelle Schutzreaktion aus, wenn die LED-Lichtkette 1 kurzgeschlossen ist. Sobald ein Kurzschlussfehler erkannt wird, sendet die Kurzschlussschutzeinheit 2 ein zweites Schutzsignal mit niedrigem Pegel an die Steuereinheit 5, die ein Abschalten der Schalteinheit 4 bewirkt. Die LED-Lichtkette 1 wird rechtzeitig von der eine erste Spannung aufweisenden Gleichstromversorgung getrennt, womit die verbleibenden LEDs und die Stromversorgungseinheit 7 geschützt werden, wodurch die Wartungskosten und der wirtschaftliche Verlust reduziert werden. Nach Beheben des Kurzschlussfehlers kann das LED-Lichtketten-Steuersystem 3 automatisch normalen Betrieb wieder aufnehmen, womit Wartungsarbeitsbelastung reduziert und Ressourcennutzungsgrad erhöht wird. Die Kurzschlussschutzeinheit 2 kann allein durch eine Triode und zwei Widerstände realisiert werden, weist daher eine einfache Schaltung auf, benötigt weniger Bauelemente und ist einfach zu verwirklichen. Bei der vorliegenden Erfindung wird eine Fernbedienung ermöglicht und zudem eine freie Einstellung der Helligkeit, Farbe und Lichtemissionsveränderung des LED-Lichtkette 1 erzielt.
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Bisher wurde die vorliegende Erfindung erläutert, ohne diese einzuschränken. Ohne Widerspruch zu der Grundidee der Erfindung sind jegliche Abänderungen an der Erfindung möglich.
