DE9218357U1

DE9218357U1 - Leuchtvorrichtung

Info

Publication number: DE9218357U1
Application number: DE9218357U
Authority: DE
Original assignee: Technology Engineering & Marke; Veba Kraftwerke Ruhr AG
Current assignee: Technology Engineering & Marke; Veba Kraftwerke Ruhr AG
Priority date: 1992-01-31
Filing date: 1992-01-31
Publication date: 1997-11-13
Anticipated expiration: 2002-02-01

Description

27.10.1993 SC/HZ 52027G

VEBA Kraftwerke Ruhr AG
Bergmannsglückstr.41-43

45896 Gelsenkirchen

Technology, Engineering & Marketing GmbH Westerholter Str. 781

45701 Herten

Leuchtvorr i chtung

Die Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung mit eineir als lichtemmitierende Diode ausgeführten Lichtquelle, die von einer KonstantstromquelIe von einer externen elektrischen Energiequelle versorgt

Eine Leudhtvorrichtung dieser Art ist aus J. Wollweber: Tips und Tricks, LED statt Läib£chen i# Cq-DL 1/91, Seite 21-22, bekannt.

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Glühlampen haben aufgrund ihrer hohen Wärmeentwicklung im Betrieb einen niedrigen elektrischen Wirkungsgrad und eine vergleichsweise geringe Lebensdauer, die sich insbesondere unter permanenter mechanischer Belastung wie Erschütterungen ^weiter reduziert.

Andererseits sind Lichtquellen in Form von lichtemittierenden Dioden (LED)* bekannt, die einen im Vergleich zu Glühlampen erheblich besseren elektrischen Wirkungsgrad haben und somit eine geringere Wärmeentwicklung. Darüber hinaus ist die Lebensdauer von lichtemittierenden Dioden erheblich größer.

Allerdings ist es bei der Verwendung von lichtemittierenden Dioden notwendig, daß die Versorgungsspannung bzw. der Versorgungsstrom ziemlich genau auf die Nenndaten der LED abgestimmt sein müssen, da außerhalb der Nennbedingungen die oben erwähnten Eigenschaften der LEDs stark nachlassen. Daher besteht in der Praxis die Notwendigkeit, daß die an der LED anliegende Versorgungsspannung auf einen solchen Wert konstant gehalten werden muß, daß der in die LED eingespeiste Strom dem Nennstrom entspricht.

Für Anwendungsfälle, bei denen die Spannung der externen elektrischen Energiequelle nicht der Nennspannung entspricht, ist es bekannt, Vorwiderstände zur Strombegrenzung einzusetzen. Aufgrund des Spannungsabfalls an den Vorwiderständen verringert sich hierdurch aber der Gesamtwirkungsgrad der Leuchtvorrichtung erheblich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Leuchtvorrichtung der eingangs genannnten Art so zu gestalten, daß die Lichtquelle unabhängig von derf jeweils vorliegenden Betriebsbedingungen der externen elektrischen Energiequelle stets unter Nennbedingungen arbeitet, ohne daß der Wirkungsgrad merklich herabgesetzt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der als Halberleiterbauelement ausgeführten Lichtquelle innerhalb des Gehäuses von der externen elektrischen Energiequelle versorgte Schaltmittel zugeordnet sind, 'mittels der die Lichtquelle mit einer fest vorgegebenen elektrischen Größe, insbesondere mit Nennspannung oder Nennstrom, speisbar ist.

Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich dadurch aus, daß sich hierdurch eine bauliche Einheit einer Leuchtvorrichtung ergibt, die anstelle einer herkömmlichen Glühlampe verwendet werden kann, jedoch deren Nachteile nicht besitzt. Aufgrund der im Gehäuse integrierten Schaltmittel zur Beaufschlagung der Lichtquelle mit Nennbedingungen kann die Lichtquelle unabhängig von den jeweiligen Betriebsbedingungen der elektrischen Energiequelle betrieben werden, d.h. selbst bei innerhalb weitester Grenzen schwankenden Betriebsbedingungen arbeitet die Lichtquelle unter Nennbedingungen.

Vorzugsweise ist das Schaltmittel eine Konstantstromquelle. Hierdurch wird der in die Lichtquelle fließende Strom unabhängig von der an den Anschlußkontakten anliegenden Spannung der externen elektrischen Energiequelle auf Nennstrom konstant gehalten.

Als Alternative hierzu kann auch eine Konstantspannungsquelle verwendet werden, welche die an der Lichtquelle anliegende Spannung auf Nennspannung stabilisiert, so daß ebenfalls Nennstrom fließt.

Wenn der¹Konstantstromquelle oder der Konstantspannungsquelle im Gehäuse zusätzlich ein' Gleichrichter vorgeordnet sind, ergibt sich eine weitere Unabhängigkeit des Betriebs der Lichtquelle von der Art der externen elektrischen Energiequelle, so daß die

Leuchtvorrichtung sowohl mit Gleich- als auch mit Wechselstrom betrieben werden kann. Bei Betrieb mit Gleichstrom ergibt sich hierdurch eine Unabhängigkeit von der Polarität, d.h. der Gehäusesockel kann in beiden ■möglichen Orientierungen in die Fassung eingesetzt werden. Der Gleichrichter liefert dabei nicht nur den Versorgungsstrom für die Lichtquelle sondern auch die Versorgungsspannung für das Schaltmittel. Vorzugsweise ist der Gleichrichter ein Brückengleichrichter.

Die erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung läßt sich für solche Lichtquellen besonders vorteilhaft anwenden, die entweder lichtemittierende Dioden oder Laserdioden sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild,

Fig.' 2 einen elektrischen Schaltkreis, jeweils

zu einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung

Innerhalb eines Gehäuses 1 befindet sich eine als lichtemittierende Diode 2 bzw. als eine Kette solcher "LED"-Lampen ausgeführte Lichtquelle, wobei das von ihr erzeugte Licht durch die teilweise transparente Oberfläche des Gehäuses 1 durchdringen kann. Im Sockelbereich des Gehäuses 1 befinden sich Anschlußkontakte 4, die mit einer externen elektrischen Energiequelle 6 verbunden sind, die sowohl Gleich- als auch Wechselstrom bereitstellen kann. Die Verbindung erfolgt über einen Bajonettsockel oder einen Stecksockel. · ^F

Innerhalb des Gehäuses 1 befindet sich ein mit den Anschlußkontakten 4 elektrisch verbundener Brückengleichrichter 5, welcher im Falle einer Wechselspannung liefernden externen elektrischen Energiequelle diese in eine Gleichspannung umwandelt. Der Aus'gang des Brückengleichrichters^!? ist mit einer : : Konstantstromquelle 3 verbunden, deren Ausgang wiederum die ' lichtemittierende Diode 2 speist. Die Konstantstromquelle | wird durch einen Feldeffekttransistor mit entsprechender Beschaltung (ohmscher Widerstand) gebildet.

Die in der Konstantstromquelle 3 auftretende elektrische Verlustleistung wird über das Gehäuse 1 an die Umgebung abgegeben. Dabei kann ein Teil der Verlustleistung über die Flächen der Anschlußkontakte 4 abgegeben werden und ein anderer Teil als Strahlung über die übrige Oberfläche des Gehäuses 1.

Hierzu kann in das Gehäuse ein wärmeleitendes Medium in Form einer elektrisch isolierenden Vergußmasse eingebracht ·.

werden. Besonders geeignet sind hierzu hochviskoses Polyurethan, Epoxid oder Silikonkautschuk.

Die im Gehäuse 1 integrierte bauliche Einheit aus " Lichtquelle 2, Konstantstromquelle 3 und Gleichrichter kann über die Anschlußkontakte 4 in eine bestehende Fassung eingesetzt werden. Die an der Fassung zur Verfügung gestellten elektrischen Anschlußbedingungen wirken sich innerhalb weiter Grenzen nicht auf die Betriebsbedingungen der Leuchtvorrichtung aus. Falls die Betriebsspannung eine Wechselspannung ist, wird diese zunächst vom Gleichrichter gleichgerichtet und anschließend damit die Konstantstromquelle 3 versorgt. Auch die Größe de^rr Spannung spielt innerhalb weiter Grenzen keine Rolle, da die Konstantstromquelle 3 stets eine Beaufschlagung der Lichtquelle 2 mit Nennstrom ermöglicht.

Falls die Betriebsspannug Gleichspannung ist, erscheint am Ausgang des Gleichrichters stets die vorzeichenrichtige Versorgungsspannung für die Konstantstromquelle, unabhängig davon, in welcher Orientierung der Sockel in die Fassung eingesetzt ist.

Die Grenzen für die von der erfindungsgemäßen .' ^: Leuchtvorrichtung tolerierbare Betriebsspannung ergeben sich durch folgende Gleichungen:

I)U = U +U +U

Bmin Glei Kmin LEDs

2) U =U +P /I +U

Bmax Glei . Kmax LEDs LEDs

Hierbei bedeuten

U = Minimale Betriebsspannung an den Anschlußkontakten Bmin

U = Maximale Betriebsspannung an den Anschlußkontakten Bmax

U = Verlustspannung am Gleichrichter Glei

U = Minimale Verlustspannung der Konstantstromquelle Kmin

U = Betriebsspannung der LED bei Nennstrom LEDs

P = Maximale Verlustleistung der Konstantstromquelle Kmax

I = Nennstrom der LED LEDs

Claims

26.10.1993 SC/Hz 52027G, BrtEEHTJprSPRÜCHE

1. Leuchtvorrichtung mit einer als lichtemmitierende Diode (2). ausgeführten Lichtquelle, die von einer Konstantstromquelle (3) gespeist wird, wobei die Konstantstromquelle (3) von einer externen elektrischen Energiequelle (6) versorgt wird,

dadurc'h gekennzeichnet, daß der Konstantstromquelle ein Gleichrichter (5) vorgeordnet ist und daß Lichtquelle (2), Konstantstromquelle (3) und Gleichrichter (5) in einem Gehäuse untergebracht sind, dessen Inneres mit einer wärmeleitenden Vergußmasse gefüllt ist und dessen Anschlußkontakte (4) aufweisender Gehäusesockel zum Einsetzen in eine bestehende Lampenfassung ausgebildet ist.

2. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter (5) ein Brückenglexchrichter ist.

3. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeleitende Vergußmasse ein hochviskoses Polyurethan, Epoxid oder Silikonkautschuk ist.

·· ·· — 2 —»

H. Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden

Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet', daß der Gehäusesockel ein Stecksockel, ein Schraubsockel oder ein Bajonettsockel ist.