DE9218548U1 - Arrangement for display with LEDs - Google Patents
Arrangement for display with LEDsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Anzeige mit Leuchtdioden mit einem Vorwiderstand und einer erforderlichenfalls vorgeschalteten Schutzdiode, zum Anschluß an eine Spannungsquelle im Mittel- oder Hochspannungsbereich.The invention relates to an arrangement for displaying with light-emitting diodes with a series resistor and, if necessary, a protective diode connected upstream, for connection to a voltage source in the medium or high voltage range.
Es sind Anordnungen bekannt, die der Darstellung von Symbolen oder Schriftzeichen dienen und die sich einer leuchtenden Darstellung dieser Zeichen bedienen. Dabei werden auch Leuchtdioden, deren Verkapselung selbst als Zeichen ausgebildet ist oder die zu Zeichen zusammengesetzt sind, verwendet.Arrangements are known which serve to display symbols or characters and which use a luminous representation of these characters. Light-emitting diodes are also used, the encapsulation of which is itself designed as a character or which are combined to form characters.
Diese Leuchtdioden werden zumeist mit einem in Reihe geschalteten Vorwiderstand zur Strombegrenzung und mit einer ebenfalls in Reihe geschalteten Schutzdiode verwendet, die dazu dient, ein Durchschlagen der Leuchtdiode in Sperrichtung zu verhindern, wenn die Spannung in Sperrichtung über der maximalen Sperrspannung der Leuchtdiode, die zumeist recht niedrig ist, liegt.These LEDs are usually used with a series resistor to limit the current and with a protection diode also connected in series, which serves to prevent the LED from breaking down in the reverse direction if the voltage in the reverse direction is above the maximum reverse voltage of the LED, which is usually quite low.
Diese Leuchtdioden arbeiten grundsätzlich im Niederspannungsbereich, d.h. im Bereich von einigen Volt· Wenn diese zur Anzeige von Halbleiterschaltungen angesteuert werden, ist zumeist eine Betriebsspannung in der erforderlichen Höhe vorhanden, wobei die Spannungsversorgung dem durch die Anzeige geforderten höheren Strombedarf gerecht werden muß, was gegebenenfalls eine aufwendigere Spannungsversorgungsschaltung erfordert, als sie zum eigentlichen BetriebThese LEDs generally work in the low voltage range, i.e. in the range of a few volts. If they are controlled to display semiconductor circuits, an operating voltage of the required level is usually available, whereby the voltage supply must meet the higher current demand required by the display, which may require a more complex voltage supply circuit than is required for actual operation.
der Halbleiterschaltung nötig wäre.the semiconductor circuit would be necessary.
Sollen derartige Anzeigen jedoch direkt zur Anzeige von Schaltzuständen an Einrichtungen verwendet werden, die im Mittel- oder Hochspannungsbereich arbeiten, werden eigens für die Anzeigen Ansteuerungs- und Spannungsversorgungsschaltungen erforderlich, was einen erheblichen Mehraufwand darstellt.However, if such displays are to be used directly to display switching states on devices that operate in the medium or high voltage range, control and voltage supply circuits specifically for the displays are required, which represents a considerable additional effort.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Anzeige mit Leuchtdioden zu schaffen, die ohne zusätzliche Schaltungsanordnungen direkt im Mittel- oder Hochspannungsbereich eingesetzt werden kann, um den Aufwand für den Einsatz derartiger Anzeigen zu minimieren.The invention is therefore based on the object of creating an arrangement for displaying with light-emitting diodes which can be used directly in the medium or high voltage range without additional circuit arrangements in order to minimize the effort required for the use of such displays.
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß
der Vorwiderstand, erforderlichenfalls die Schutzdiode und eine Anzahl von Leuchtdioden derart in Reihe geschaltet
sind, daß die Schutzdiode, sofern diese erforderlich ist, und die Leuchtdioden alle die gleiche Richtung aufweisen.
Die Anzahl der in Reihe geschalteten Leuchtdioden entspricht höchstens dem ganzzahligen Verhältnis aus der Maximalspannung
an der Spannungsquelle zur Flußspannung einer der in Reihe geschalteten Leuchtdioden. Der Widerstandswert des
Vorwiderstandes ist so groß, daß der Spannungsabfall über dem Vorwiderstand der Differenz aus der Maximalspannung an
der Spannungsquelle und der Summe aller Flußspannungen der in Reihe geschalteten Leuchtdioden entspricht.According to the invention, the object is achieved in that
the series resistor, if necessary the protective diode and a number of light-emitting diodes are connected in series in such a way that the protective diode, if necessary, and the light-emitting diodes all point in the same direction. The number of light-emitting diodes connected in series corresponds at most to the whole number ratio of the maximum voltage at the voltage source to the forward voltage of one of the light-emitting diodes connected in series. The resistance value of the series resistor is so large that the voltage drop across the series resistor corresponds to the difference between the maximum voltage at the voltage source and the sum of all forward voltages of the light-emitting diodes connected in series.
Obwohl die Erfindung in aller Regel am häufigsten mit Wechselspannung beaufschlagt wird, ist ohne Einschränkungen auch ein Einsatz bei Gleichspannungsnetzen möglich, wobei der Einsatz einer Schutzdiode nicht erforderlich ist, wenn die Summe der Schleusenspannungen größer als die anliegende Gleichspannung ist.Although the invention is generally most frequently applied with alternating voltage, it can also be used without restrictions in direct voltage networks, whereby the use of a protective diode is not necessary if the sum of the gate voltages is greater than the applied direct voltage.
Eine Ausgestaltung dieser erfindungsgemäßen Lösung siehtAn embodiment of this inventive solution provides
vor, daß mehrere Reihenschaltungen von Leuchtdioden mit einem gemeinsamen Vorwiderstand parallel geschaltet sind.that several series circuits of light-emitting diodes are connected in parallel with a common series resistor.
Somit besteht die Möglichkeit, die Anzahl der Leuchtdioden zu vervielfachen, um beispielsweise die Gesamtleuchtdichte zu erhöhen oder die Anzeige zu vergrößern.This makes it possible to multiply the number of LEDs, for example to increase the overall luminance or to enlarge the display.
Die erfindungsgemäße Aufgabenstellung kann auch dadurch gelöst werden, daß der Vorwiderstand in Reihe mit einer Gleichrichter-Brückenschaltung geschaltet ist, die einerseits als Schutzdiode ausgebildet ist und in deren Brückendiagonale andererseits Leuchtdioden mit gleicher Richtung! in Reihe geschaltet sind, deren Anzahl höchstens dem ganzzahligen Verhältnis aus der Maximalspannung an der Spannungsquelle, vermindert um die Flußspannung zweier Brückenzweige, zur Flußspannung einer der in Reihe geschalteten Leuchtdioden entspricht und der Widerstandswert des Vorwiderstandes so groß ist, daß der Spannungsabfall über dem Vorwiderstand der Differenz aus der Maximalspannung an der Spannungsquelle und der Summe aller Flußspannungen der in Reihe geschalteten Leuchtdioden entspricht.The object of the invention can also be achieved by connecting the series resistor in series with a rectifier bridge circuit which is designed as a protective diode on the one hand and in whose bridge diagonal light-emitting diodes are connected in series with the same direction, the number of which corresponds at most to the integer ratio of the maximum voltage at the voltage source, reduced by the forward voltage of two bridge branches, to the forward voltage of one of the series-connected light-emitting diodes, and the resistance value of the series resistor is so large that the voltage drop across the series resistor corresponds to the difference between the maximum voltage at the voltage source and the sum of all forward voltages of the series-connected light-emitting diodes.
Eine Ausgestaltung dieser Lösung sieht vor, mehrere Reihenschaltungen von Leuchtdioden in der Brückendiagonalen parallelzuschalten. One embodiment of this solution involves connecting several series circuits of light-emitting diodes in parallel along the bridge diagonal.
Auch bei dieser Ausführung besteht somit die Möglichkeit, die Anzahl der Leuchtdioden zu vervielfachen, um beispielsweise die Gesamtleuchtdichte zu erhöhen oder die Anzeige zu vergrößern.This version also offers the possibility of multiplying the number of LEDs, for example to increase the overall luminance or enlarge the display.
Beide erfindungsgemäßen Lösungen, d.h. sowohl die einkreisige Anordnung als auch die Anordnung mit Brückenschaltung können dadurch ausgestaltet werden, daß mehrere Anordnungen parallel zueinander angeordnet sind, wodurch beispielsweise ein und derselbe Schaltzustand in verschiedenen Formen zur Anzeige gebracht werden kann.Both solutions according to the invention, i.e. both the single-circuit arrangement and the arrangement with a bridge circuit, can be designed in that several arrangements are arranged parallel to one another, whereby, for example, one and the same switching state can be displayed in different forms.
Bei einer derartigen Ausgestaltung, wie bei den anderen parallelen Anordnungen, besteht die Möglichkeit, die parallelen Anordnungen getrennt voneinander schaltbar zu gestalten.With such a design, as with the other parallel arrangements, it is possible to design the parallel arrangements so that they can be switched separately from one another.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, eine Schalteinrichtung zum intermittierenden Ein-/Ausschalten der Reihenschaltung der Leuchtdioden vorzusehen. Damit kann ein zumindest teilweises Blinken der Anzeige erzielt werden.It is also possible to provide a switching device for intermittently switching the series connection of the LEDs on/off. This can result in at least partial flashing of the display.
Eine Form der erfindungsgemäßen Anordnung sieht vor, daß eine oder mehrere Leuchtdioden einzeln oder gemeinsam selbst als Schutzdioden ausgebildet sind.One form of the arrangement according to the invention provides that one or more light-emitting diodes are themselves designed individually or jointly as protective diodes.
Insbesondere dann, wenn sehr viele Leuchtdioden in Reihe geschaltet sind, wird/durch alle Leuchtdioden eine ausreichende Maximalsperrspannung erzielt, so daß bei einer Beaufschlagung mit Wechselspannung der Durchschlag einer einzelnen vermieden werden kann. In diesem Falle übernehmen die Leuchtdioden zumindest teilweise selbst die Funktion einer Schutzdiode, so daß dieselbe entfallen kann.In particular, when a large number of LEDs are connected in series, a sufficient maximum blocking voltage is achieved by all LEDs, so that when alternating voltage is applied, the breakdown of a single one can be avoided. In this case, the LEDs themselves at least partially take over the function of a protective diode, so that this can be omitted.
Eine Ausführungsform der Anordnung zur Anzeige mit Leuchtdioden ist dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einzelne
Leuchtdioden überbrückbar sind.
25An embodiment of the arrangement for displaying with light-emitting diodes is characterized in that at least individual light-emitting diodes can be bridged.
25
Die kann vorteilhafterweise dadurch gestaltet werden, daß zumindest einzelnen Leuchtdioden Schalter oder Halbleiterschaltelemente parallelgeschaltet sind.This can be advantageously designed by connecting at least individual light-emitting diodes, switches or semiconductor switching elements in parallel.
Damit kann die Anzeigevielfalt erhöht werden, da die Leuchtdioden einzeln abschaltbar sind. Die Helligkeit der übrigen Leuchtdioden ändert sich dabei nicht.This increases the variety of displays, as the LEDs can be switched off individually. The brightness of the other LEDs does not change.
Bei einer besonders günstigen Ausgestaltung der Erfindung wird eine Schaltungsanordnung der vorstehend beschriebenen Art eingesetzt und dafür sind auf einer mit Bondinseln versehenen Tragunterlage Leuchtdiodenchips in einem anwendungs-In a particularly advantageous embodiment of the invention, a circuit arrangement of the type described above is used and for this purpose light-emitting diode chips are mounted on a support base provided with bonding islands in an application-specific manner.
bestimmten Muster befestigt und über Bonddrähte mit den Bondinseln verbunden. Die Bondinseln weisen eine Verbindung untereinander oder zur äußeren, die Schaltungsanordnung realisierenden Beschaltung auf. Dabei ist die Tragunterlage in einem Gehäuse befestigt, welches auf der Strahlungsseite der Leuchtdiodenchips offen oder mit einem Fenster versehen ist.attached in a specific pattern and connected to the bonding islands via bonding wires. The bonding islands are connected to one another or to the external circuitry that implements the circuit arrangement. The support base is attached to a housing that is open or has a window on the radiation side of the LED chips.
Die Gestaltung des Musters kann vollkommen auf die Anwendung der Anordnung orientiert sein, denn es sind infolge der Vielzahl der erreichbaren Leuchtpunkte beliebige alphanumerische Zeichen oder Symbole darstellbar.The design of the pattern can be completely oriented towards the application of the arrangement, because any alphanumeric characters or symbols can be displayed due to the large number of luminous points that can be achieved.
Bei dieser Ausgestaltung ist es günstig, jeweils zwischen zwei benachbarten Leuchtdiodenchips eine Bondinsel oder zwei
unmittelbar miteinander verbundene Bondinseln anzuordnen, auf die der mit der Anode der einen Leuchtdiode verbundene
Bonddraht und der mit der Katode der benachbarten Leuchtdiode verbundene Bonddraht gebondet ist.
20In this embodiment, it is advantageous to arrange a bonding island or two bonding islands directly connected to one another between two adjacent light-emitting diode chips, to which the bonding wire connected to the anode of one light-emitting diode and the bonding wire connected to the cathode of the adjacent light-emitting diode are bonded.
20
Es besteht zumindest teilweise auch die Möglichkeit, daß die Anode der Leuchtdiode eines Chips und die Katode der Leuchtdiode eines benachbarten Chips über ein und denselben Bonddraht miteinander verbunden sind.It is also possible, at least in part, for the anode of the light-emitting diode of one chip and the cathode of the light-emitting diode of an adjacent chip to be connected to one another via one and the same bonding wire.
Insbesondere zur multivalenten Nutzung der Erfindung ist es vorteilhaft, das Muster, in dem Chips auf der Tragunterlage angeordnet sind, als eine Punktmatrix auszubilden.In particular for multivalent use of the invention, it is advantageous to form the pattern in which chips are arranged on the support base as a dot matrix.
Dabei ist es weiterhin vorteilhaft, die Spalten und Zeilen der Matrix außerhalb des Gehäuses beschaltbar zu gestalten.It is also advantageous to design the columns and rows of the matrix so that they can be connected outside the housing.
Insbesondere für eine gas-, wasser- oder staubdichte Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, die Schaltungsanordnung in einem als Gehäuse dienenden Block aus zumindest teilweise lichtdurchlässigem Material einzugießen.In particular for a gas-, water- or dust-tight embodiment of the invention, it is advantageous to cast the circuit arrangement in a block made of at least partially translucent material that serves as a housing.
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Eine weitere günstige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Vorwiderstände und die Schutzdiode oder Schutzdioden, sofern erforderlich, auf der der Strahlungsseite der Leuchtdioden abgewandten Seite der Tragunterlage angeordnet sind.A further advantageous embodiment of the invention is characterized in that the series resistor(s) and the protective diode(s), if necessary, are arranged on the side of the support base facing away from the radiation side of the light-emitting diodes.
Eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Vorwiderstände als Siebdruckmuster direkt auf die Tragunterlage aufgebracht sind.A further variant of the arrangement according to the invention is characterized in that the series resistor(s) are applied as a screen-printed pattern directly to the support base.
Weiterhin ist auch vorteilhaft, die Schutzdiode oder Schutzdioden, sofern diese erforderlich sind, direkt auf die Tragunterlage zu bonden, wodurch eigene Gehäuse oder Verkapselungen der Dioden entfallen können.It is also advantageous to bond the protective diode or protective diodes, if required, directly to the support base, which eliminates the need for separate housings or encapsulations for the diodes.
Durch die beiden vorstehend genannten Ausgestaltungen können herkömmliche Bauelemente weitgehend ersetzt werden, was insbesondere für die geringe Bauhöhe der erfindungsgemäßen Anordnung von Vorteil ist.The two above-mentioned embodiments can largely replace conventional components, which is particularly advantageous for the low overall height of the arrangement according to the invention.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigtThe invention will be explained in more detail below using an embodiment. The accompanying drawings show
Fig. 1 eine erste Ausführung einer erfindungsgemäßenFig. 1 shows a first embodiment of an inventive
Schaltungsanordnung in einkreisiger Ausführung,Circuit arrangement in single-circuit design,
Fig. 2 eine zweite Ausführung einer erfindungsgemäßenFig. 2 shows a second embodiment of an inventive
Schaltungsanordnung in einkreisiger Ausführung,
30Circuit arrangement in single-circuit design,
30
Fig. 3 eine erste Ausführung einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung in einer Gleichrichter-Brükkenschaltung, Fig. 3 shows a first embodiment of a circuit arrangement according to the invention in a rectifier bridge circuit,
Fig. 4 eine zweite Ausführung einer erfindungsgemäßenFig. 4 shows a second embodiment of an inventive
Schaltungsanordnung in einer Gleichrichter-Brükkenschaltung, Circuit arrangement in a rectifier bridge circuit,
Fig. 5 eine Reihenschaltung von Leuchtdioden mit mehreren Überbrückungsmöglichkeiten,Fig. 5 a series connection of LEDs with several bridging options,
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung,Fig. 6 is a perspective view of an arrangement according to the invention,
Fig. 7 eine vergrößerte Darstellung der Verbindung zweier Leuchtdioden über eine Bondinsel undFig. 7 an enlarged view of the connection of two LEDs via a bonding island and
Fig. 8 eine vergrößerte Darstellung der direkten Bondverbindung zweier Leuchtdioden.Fig. 8 is an enlarged view of the direct bond connection of two light-emitting diodes.
Alle dargestellten Anordnungen sind für einen Einsatz in einem 220 V-Wechselspannungsnetz konzipiert.All arrangements shown are designed for use in a 220 V AC network.
Wie in Fig. 1 dargestellt, ist ein Vorwiderstand 1, eine Schutzdiode 2 und eine Anzahl von Leuchtdioden 3 in Reihe geschaltet. Die Schutzdiode 2 und die Leuchtdioden 3 weisen alle die gleiche Richtung auf.As shown in Fig. 1, a series resistor 1, a protection diode 2 and a number of light-emitting diodes 3 are connected in series. The protection diode 2 and the light-emitting diodes 3 all point in the same direction.
Die 220 V-Wechselspannung weist eine Spitzenspannung von 340 V auf, die für die erfindungsgemäße als Maximalspannung auftritt. Bei einer Flußspannung von 2 V, die die Leuchtdioden aufweisen, entspricht die maximal mögliche Anzahl der in Reihe geschalteten Leuchtdioden 3 dem ganzzahligen Verhältnis aus der Maximal spannung zur Flußspannung, d.h. 170.The 220 V alternating voltage has a peak voltage of 340 V, which is the maximum voltage for the device according to the invention. With a forward voltage of 2 V, which the LEDs have, the maximum possible number of LEDs 3 connected in series corresponds to the integer ratio of the maximum voltage to the forward voltage, i.e. 170.
Erfindungsgemäß ist der Wert des Vorwiderstandes 1 so groß zu wählen, daß der Spannungsabfall über dem Vorwiderstand 1 der Differenz aus der Maximal spannung und der Summe aller Flußspannungen der in Reihe geschalteten Leuchtdioden 3 entspricht. Explizite ist die Größe des Vorwiderstandes 1 so zu wählen, daß der maximal zulässige Durchlaßstrom der Leuchtdioden 3 nicht überschritten wird. Bei steigender Anzahl in Reihe geschalteter Leuchtdioden 3 nimmt der Spannungsabfall über dem Vorwiderstand 1 und damit seine Verlustleistung ab.According to the invention, the value of the series resistor 1 is to be chosen so large that the voltage drop across the series resistor 1 corresponds to the difference between the maximum voltage and the sum of all forward voltages of the LEDs 3 connected in series. The size of the series resistor 1 is specifically to be chosen so that the maximum permissible forward current of the LEDs 3 is not exceeded. As the number of LEDs 3 connected in series increases, the voltage drop across the series resistor 1 and thus its power loss decreases.
Wird zwischen den Anschluß 4 und dem Schaltfunktionsanschluß 5 eine Netzspannung angelegt, was beispielsweise durch das Einschalten eines Motors geschehen kann, leuchten die Leuchtdioden 3 in jeder zweiten Halbwelle der Wechselspannung, was jedoch vom Auge als Dauerleuchten wahrgenommen wird.If a mains voltage is applied between the connection 4 and the switching function connection 5, which can happen, for example, by switching on a motor, the LEDs 3 light up in every second half-wave of the alternating voltage, which is, however, perceived by the eye as a continuous light.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist eine zweite Reihenschaltung von Leuchtdioden 3.1 parallel geschaltet, sowohl die Leuchtdioden 3 als auch die Leuchtdioden 3.1 haben den gleichen gemeinsamen Vorwiderstand 1.As can be seen from Fig. 1, a second series circuit of light-emitting diodes 3.1 is connected in parallel, both the light-emitting diodes 3 and the light-emitting diodes 3.1 have the same common series resistor 1.
Somit besteht entweder die Möglichkeit, die Anzahl der Leuchtdioden zu vervielfachen, um beispielsweise die Gesamtleuchtdichte zu erhöhen oder die Anzeige zu vergrößern oder, wie im dargestellten Fall, einen zweiten Schaltfunktionsanschluß 5.1 vorzusehen.This makes it possible to either multiply the number of LEDs, for example to increase the overall luminance or to enlarge the display or, as in the case shown, to provide a second switching function connection 5.1.
In Fig. 2 sind zwei Reihenschaltungen von Leuchtdioden 3 und 3.1 parallelgeschaltet, wobei jede Reihenschaltung einen eigenen Vorwiderstand 1 besitzt. Die Reihenschaltung der Leuchtdioden 3 ist mit einem dritten Schaltfunktionsanschluß 5.2 versehen. Wird dieser zweite Schaltfunktionsanschluß 5.2 auf das gleiche Potential gelegt, wie der Schaltfunktionsanschluß 5, so sind die Leuchtdioden 3 zwischen den Schaltfunktionsanschlüssen 5 und 5.2 quasi überbrückt und diese Leuchtdioden 3 sind ausgeschaltet.In Fig. 2, two series circuits of light-emitting diodes 3 and 3.1 are connected in parallel, with each series circuit having its own series resistor 1. The series circuit of the light-emitting diodes 3 is provided with a third switching function connection 5.2. If this second switching function connection 5.2 is set to the same potential as the switching function connection 5, the light-emitting diodes 3 are virtually bridged between the switching function connections 5 and 5.2 and these light-emitting diodes 3 are switched off.
Das oben beschriebene Dauerleuchten ist bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 in Realität ein mit 50 Hz pulsierendes Aufleuchten. Dieses Wechsellicht kann bei einer Überlagerung mit Licht, welches beispielsweise von Leuchtstofflampen stammt, oder bei bewegten Objekten zu einem verzerrten Bild führen. Dieser Effekt wird mit einer Schaltungsanordnung nach Fig. 3 oder Fig. 4 vermieden, da darin die Leuchtdioden mit 100 Hz betrieben werden.The continuous light described above is in reality a pulsating light at 50 Hz in the circuit arrangement according to Fig. 1. This alternating light can lead to a distorted image when superimposed with light from fluorescent lamps, for example, or with moving objects. This effect is avoided with a circuit arrangement according to Fig. 3 or Fig. 4, since the LEDs are operated at 100 Hz.
In Fig. 3 und Fig. 4 ist eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit einer Gleichrichter-Brückenschaltung dargestellt. Die Brückenschaltung, die selbst aus den Brückenzweigen mit den zugehörigen Dioden 6.1 bis 6.4 besteht, wirkt selbst als Schutzdiode entsprechend der Schutzdiode 2 in Fig. 1.In Fig. 3 and Fig. 4, a circuit arrangement according to the invention with a rectifier bridge circuit is shown. The bridge circuit, which itself consists of the bridge branches with the associated diodes 6.1 to 6.4, itself acts as a protective diode corresponding to the protective diode 2 in Fig. 1.
In der Brückendiagonale sind Leuchtdioden 3 mit gleicher Richtung in Reihe geschaltet.In the bridge diagonal, 3 LEDs are connected in series with the same direction.
Hier entspricht die maximal mögliche Anzahl der in Reihe geschalteten Leuchtdioden 3 bei einer Flußspannung aller Dioden von 2 V dem ganzzahligen Verhältnis aus der Maximalspannung, vermindert um die Flußspannungen der Dioden 6.4 und 6.2 bzw. der Dioden 6.1 und 6.3, d.h. vermindert um 4 V, zur Flußspannung, in diesem Falle also 168.Here, the maximum possible number of LEDs 3 connected in series with a forward voltage of all diodes of 2 V corresponds to the integer ratio of the maximum voltage, reduced by the forward voltages of diodes 6.4 and 6.2 or diodes 6.1 and 6.3, i.e. reduced by 4 V, to the forward voltage, in this case 168.
Wie in Fig. 1 ist der Wert des Vorwiderstandes 1 so groß zu wählen, daß der Spannungsabfall über dem Vorwiderstand 1 der Differenz aus der Maximalspannung und der Summe aller Flußspannungen der in Reihe geschalteten Leuchtdioden 3 entspricht. D.h. der Vorwiderstandes 1 ist so zu wählen, daß der maximal zulässige Durchlaßstrom der Leuchtdioden 3 nicht überschritten wird. Bei steigender Anzahl in Reihe geschalteter Leuchtdioden 3 nimmt der Spannungsabfall über dem Vorwiderstand 1 und damit seine Verlustleistung ab.As in Fig. 1, the value of the series resistor 1 must be chosen so large that the voltage drop across the series resistor 1 corresponds to the difference between the maximum voltage and the sum of all forward voltages of the LEDs 3 connected in series. This means that the series resistor 1 must be chosen so that the maximum permissible forward current of the LEDs 3 is not exceeded. As the number of LEDs 3 connected in series increases, the voltage drop across the series resistor 1 and thus its power loss decreases.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist , ähnlich wie in Fig. 1, eine zweite Reihenschaltung von Leuchtdioden 3.1 parallel geschaltet. Sowohl die Leuchtdioden 3 als auch die Leuchtdioden 3.1 haben den gleichen gemeinsamen Vorwiderstand 1.As can be seen from Fig. 3, a second series circuit of LEDs 3.1 is connected in parallel, similar to Fig. 1. Both the LEDs 3 and the LEDs 3.1 have the same common series resistor 1.
Eine andere Möglichkeit ist in Fig. 4 dargestellt. Dabei ist, ähnlich wie in Fig. 3, eine Reihenschaltung von Leuchtdioden 3.1 mehrmals parallel geschaltet. Dabei weist jedoch jede Reihenschaltung einen eigenen Vorwiderstand 1 auf.Another possibility is shown in Fig. 4. Similar to Fig. 3, a series connection of light-emitting diodes 3.1 is connected in parallel several times. However, each series connection has its own series resistor 1.
• &igr;•&igr;
Somit besteht auch hier entweder die Möglichkeit, die Anzahl
der Leuchtdioden zu vervielfachen, um beispielsweise die Gesamtleuchtdichte zu erhöhen oder die Anzeige zu vergrößern.
5This means that it is also possible to multiply the number of LEDs, for example to increase the overall luminance or to enlarge the display.
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Die Leuchtdioden 3 und 3.1 können zur Darstellung unterschiedlicher Aussageinhalte verschiedene Farben, z.B. Rot, Grün oder Gelb usw. haben. Auch ist es möglich, Leuchtdioden, die in unterschiedlichen Technologien hergestellt wurden, einzusetzen, um z.B. einzelne der Leuchtdioden 3 oder 3.1 heller erscheinen zu lassen. So sind beispielsweise Standard-LED-Chips und High-Efficiency-LED-Chips beliebig kombinierbar.The light-emitting diodes 3 and 3.1 can have different colors, e.g. red, green or yellow, etc., to represent different information. It is also possible to use light-emitting diodes that have been manufactured using different technologies, for example to make individual light-emitting diodes 3 or 3.1 appear brighter. For example, standard LED chips and high-efficiency LED chips can be combined as desired.
Wie in Fig. 5 gezeigt, können zumindest einzelne Leuchtdioden 3 überbrückbar sein. Dies im oberen Bildteil durch einen als Halbleiterschaltelement wirkenden Schalttransistor 7 realisiert, der von einem Schalter 8 über einen Basiswiderstand 9 gesteuert wird.As shown in Fig. 5, at least individual light-emitting diodes 3 can be bridged. This is realized in the upper part of the image by a switching transistor 7 acting as a semiconductor switching element, which is controlled by a switch 8 via a base resistor 9.
Darunter ist eine Leuchtdiode durch einen Schalter 10 direkt überbrückt.Below, a light-emitting diode is directly bridged by a switch 10.
Außerdem können mehrere Leuchtdioden 3 mit einem Schalttransistor T überbrückt werden, der von einer außenliegenden Schaltungsanordnung gesteuert wird und somit als Interface dienen kann.In addition, several light-emitting diodes 3 can be bridged with a switching transistor T , which is controlled by an external circuit arrangement and can thus serve as an interface.
Mittels der Parallelschaltungen und/oder der Überbrückungen ist es möglich, mehrere Muster darzustellen und diese beliebig ein- bzw. auszuschalten.Using parallel connections and/or bridges, it is possible to display several patterns and switch them on or off as desired.
Wie in Fig. 6 dargestellt, sind auf einer mit Bondinseln 11 versehenen Tragunterlage 12 Leuchtdiodenchips 13 in einem anwendungsbestimmten Muster, d.h. ein "ON" und ein "OK" darstellend befestigt und über Bonddrähte 14 mit den Bondinseln 11 verbunden.As shown in Fig. 6, light-emitting diode chips 13 are attached to a support base 12 provided with bonding islands 11 in an application-specific pattern, i.e. representing an "ON" and an "OK" and are connected to the bonding islands 11 via bonding wires 14.
• · &igr; 11 · &igr; 11
Dabei ist die in Fig. 1 dargestellte Schaltungsanordnung realisiert, wobei die Leuchtdioden 3 den Schriftzug "ON" und die Leuchtdioden 3.1 den Schriftzug "OK" bilden.The circuit arrangement shown in Fig. 1 is implemented, with the LEDs 3 forming the word "ON" and the LEDs 3.1 forming the word "OK".
Die Bondinseln 11 weisen an den Enden des jeweiligen Musters Verbindungen 15 zur äußeren Beschaltung auf.The bonding islands 11 have connections 15 to the external circuitry at the ends of the respective pattern.
Die Tragunterlage 12 ist in einem als Gehäuse 16 dienenden Block aus lichtdurchlässigem Material eingegossen.The support base 12 is cast in a block of translucent material serving as a housing 16.
Auf der Strahlungsseite der Leuchtdiodenchips 13 ist ein Gehäusedeckel 17 mit einem farbigen Fenster 18 zur Abdeckung des Gehäuses 16 vorgesehen.On the radiation side of the LED chips 13, a housing cover 17 with a colored window 18 is provided to cover the housing 16.
Das Gehäuse 16 kann außen so geformt sein, daß er in nicht näher dargestellte, geräteseitig vorhandene Vorrichtungen direkt eingeschnappt werden kann.The housing 16 can be shaped on the outside in such a way that it can be snapped directly into devices on the device (not shown in detail).
Es ist weiterhin auch möglich, anstellte des Fensters 18 eine Diffusor-Folie auf die Oberseite des Gehäuses 16 aufzukleben, um damit einen besseren Leuchteindruck zu erzielen. It is also possible to stick a diffuser film onto the top of the housing 16 instead of the window 18 in order to achieve a better lighting impression.
Der Vorwiderstand 1 und die Schutzdiode 2 sind auf der der Strahlungsseite der Leuchtdioden 3 und 3.1 abgewandten Seite der Tragunterlage 12 angeordnet.The series resistor 1 and the protective diode 2 are arranged on the side of the support base 12 facing away from the radiation side of the light-emitting diodes 3 and 3.1.
In Fig. 7 ist eine Möglichkeit der Verbindung der Leuchtdiodenchips 13 untereinander dargestellt. Dabei ist jeweils zwischen zwei benachbarten Leuchtdiodenchips 13 eine Bondinsel Il angeordnet, auf die der mit der Anode der einen Leuchtdiode 3 verbundene Bonddraht 14 und der mit der Katode der benachbarten Leuchtdiode 3' verbundene Bonddraht 14' gebondet ist.Fig. 7 shows one possibility of connecting the light-emitting diode chips 13 to one another. In this case, a bonding island II is arranged between two adjacent light-emitting diode chips 13, to which the bonding wire 14 connected to the anode of one light-emitting diode 3 and the bonding wire 14' connected to the cathode of the adjacent light-emitting diode 3' are bonded.
Eine andere Möglichkeit ist in Fig. 5 gezeigt, wonach die Anode der Leuchtdiode 3 und die Katode der benachbarten Leuchtdiode 3' über ein und denselben Bonddraht 14 mitein-Another possibility is shown in Fig. 5, according to which the anode of the light-emitting diode 3 and the cathode of the adjacent light-emitting diode 3' are connected via one and the same bonding wire 14.
• t · «• t · «
• ♦•♦
12
ander verbunden sind.12
others are connected.
Die äußeren Anschlußleitungen 19 sind mit der auf der Tragunterlage 12 realisierten Schaltungsanordnung verbunden und zum Zwecke der Zugentlastung mit in das Gehäuse 16 eingegossen. The external connecting lines 19 are connected to the circuit arrangement implemented on the support base 12 and are cast into the housing 16 for the purpose of strain relief.
Der Anschluß der erfindungsgemäßen Anordnung ist nicht nur über Anschlußleitungen 19 möglich. Es können auch nicht näher dargestellte Steckkontakte oder Steckhülsen eingegossen sein, die bei entsprechenden Anwendungsfällen die Montage erleichtern.The arrangement according to the invention can be connected not only via connecting cables 19. Plug contacts or plug sleeves (not shown in detail) can also be cast in, which make assembly easier in corresponding applications.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
1 Vorwiderstand1 series resistor
2 Schutzdiode2 Protection diode
3 Leuchtdiode3 LED
3.1 Leuchtdiode eines Parallelzweiges3.1 LED of a parallel branch
3' benachbarte Leuchtdiode3' adjacent LED
4 Anschluß4 Connection
5 Schaltfunktionsanschluß5 Switching function connection
5.1 zweiter Schaltfunktionsanschluß5.1 second switching function connection
5.2 dritter Schaltfunktionsanschluß5.2 third switching function connection
6.1 bis 6.4 zu Brückenzweigen gehörige Dioden6.1 to 6.4 Diodes belonging to bridge arms
7 Schalttransistor7 Switching transistor
T Schalttransistor (von außen gesteuert) T Switching transistor (externally controlled)
8 Schalter8 switches
9 Basiswiderstand9 Base resistance
10 Schalter 11 Bondinsel10 Switch 11 Bonding island
12 Tragunterlage12 Support base
13 Leuchtdiodenchip13 LED chip
14 Bonddraht14 Bonding wire
14' benachbarter Bonddraht14' adjacent bond wire
15 Verbindung15 Connection
16 Gehäuse16 Housing
17 Gehäusedeckel17 Housing cover
18 Fenster18 windows
19 äußere Anschlußleitungen19 external connection cables
Claims (19)
gekennzeichnet , daß der Vorwiderstand (1), erforderlichenfalls die Schutzdiode (2) und eine Anzahl von Leuchtdioden (3) derart in Reihe geschaltet sind, daß die Schutzdiode (2), sofern diese erforderlich ist, und die Leuchtdioden (3) alle die gleiche Richtung aufweisen, daß die Anzahl der in Reihe geschalteten Leuchtdioden (3) höchstens dem ganzzahligen Verhältnis aus der Maximalspannung an der Spannungsquelle zur Flußspannung einer der in Reihe geschalteten Leuchtdioden (3) entspricht und der Widerstandswert des Vorwiderstandes (1) so groß ist, daß der Spannungsabfall über dem Vorwiderstand der Differenz aus der Maximalspannung an der Spannungsquelle und der Summe aller Flußspannungen der in Reihe geschalteten Leuchtdioden (3) entspricht.1. Arrangement for displaying with light-emitting diodes with a series resistor and, if necessary, a protective diode connected in series, for connection to a voltage source in the medium or high voltage range, thereby
characterized in that the series resistor (1), if necessary the protective diode (2) and a number of light-emitting diodes (3) are connected in series in such a way that the protective diode (2), if this is required, and the light-emitting diodes (3) all point in the same direction, that the number of light-emitting diodes (3) connected in series corresponds at most to the integer ratio of the maximum voltage at the voltage source to the forward voltage of one of the light-emitting diodes (3) connected in series, and the resistance value of the series resistor (1) is so great that the voltage drop across the series resistor corresponds to the difference between the maximum voltage at the voltage source and the sum of all the forward voltages of the light-emitting diodes (3) connected in series.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9218548U DE9218548U1 (en) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | Arrangement for display with LEDs |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9218548U DE9218548U1 (en) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | Arrangement for display with LEDs |
| DE19924208306 DE4208306A1 (en) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | LED display system with mid to high voltage range - has group of LED devices in series with bias resistor and protecting diode, where diodes arranged in two groups |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE9218548U1 true DE9218548U1 (en) | 1994-08-11 |
Family
ID=25912843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE9218548U Expired - Lifetime DE9218548U1 (en) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | Arrangement for display with LEDs |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9218548U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10159765A1 (en) * | 2001-12-05 | 2003-07-17 | Audi Ag | Arrangement for controlling a number of light-emitting diodes and method for operating such an arrangement |
| DE102008029383A1 (en) * | 2008-06-23 | 2009-12-24 | Hella Kgaa Hueck & Co. | Lighting device for vehicle, has multiple light emitting diode chips connected in series for producing light function, where switching units are provided such that light emitting diode chip is parallel to rest light emitting diode chips |
-
1992
- 1992-03-16 DE DE9218548U patent/DE9218548U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10159765A1 (en) * | 2001-12-05 | 2003-07-17 | Audi Ag | Arrangement for controlling a number of light-emitting diodes and method for operating such an arrangement |
| DE10159765C2 (en) * | 2001-12-05 | 2003-11-06 | Audi Ag | Arrangement for controlling a number of light-emitting diodes and method for operating such an arrangement |
| DE102008029383A1 (en) * | 2008-06-23 | 2009-12-24 | Hella Kgaa Hueck & Co. | Lighting device for vehicle, has multiple light emitting diode chips connected in series for producing light function, where switching units are provided such that light emitting diode chip is parallel to rest light emitting diode chips |
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