EP3154316A1 - Led-leuchte mit steuerschaltung - Google Patents

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EP3154316A1
EP3154316A1 EP16192574.8A EP16192574A EP3154316A1 EP 3154316 A1 EP3154316 A1 EP 3154316A1 EP 16192574 A EP16192574 A EP 16192574A EP 3154316 A1 EP3154316 A1 EP 3154316A1
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EP
European Patent Office
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voltage converter
switch
luminaire
voltage
current
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EP16192574.8A
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English (en)
French (fr)
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EP3154316B1 (de
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Andreas Hierzer
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H4X eU
Original Assignee
H4X eU
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP3154316B1 publication Critical patent/EP3154316B1/de
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    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40—Details of LED load circuits
    • H05B45/44—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • H05B45/48—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix having LEDs organised in strings and incorporating parallel shunting devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/04—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches
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    • H05B45/382—Switched mode power supply [SMPS] with galvanic isolation between input and output
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    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
    • H05B45/3725—Switched mode power supply [SMPS]
    • H05B45/39—Circuits containing inverter bridges

Definitions

  • the invention relates to a control circuit for adjusting an output current of a voltage converter, and a lamp with such a control circuit, in particular for use in lights with LED bulbs.
  • Electric light sources are operated with supply voltages and supply currents, which are usually tuned to the nature and characteristics of the light sources.
  • this tuning is often realized via converter circuits or converter circuits which rectify an input AC voltage in a DC supply voltage with a predetermined direct current.
  • the power consumption and thus the brightness can be adjusted with LEDs.
  • Constant-current converter circuits regulate the output current so that the operating current of one or more LED modules is within the optimum range.
  • the output current value setpoint is preset at the factory in conventional converter circuits for LED luminaires.
  • the brightness of the lamp is invariable.
  • Various approaches in the prior art try for a user of such LED lights to create freedom in the choice of the brightness of the LEDs:
  • the document WO 2010/021675 A1 discloses an LED lamp with a built-in base converter circuit whose output current can be controlled via a likewise integrated in the base switching mechanism.
  • the publication DE 10 2010 002 996 A1 discloses a lighting arrangement with an LED lamp and a base, in which an operating element for adjusting the luminous properties of the LED lamp is integrated.
  • a luminaire comprises a luminous means carrier, at least one LED illuminant which is arranged on the illuminant carrier, and a voltage converter circuit which is designed to supply the at least one LED illuminant with electric current and which in its Output current is adjustable.
  • Fig. 1 shows a schematic illustration of a lamp 20.
  • the lamp 20 is equipped with one or more bulbs 22 on LED (LED) basis.
  • the LED lighting means 22 may comprise, for example, series circuits of LED chips arranged on a light source carrier 21.
  • the luminaire 20 furthermore comprises electrical circuits which are arranged to supply power to the LED luminous means 22 on the illuminant carrier 21.
  • the LED lighting means 22 can be supplied with a supply voltage via a voltage converter circuit not explicitly shown.
  • the voltage converter circuit is designed to be the one or the LED bulb 22 to provide electrical power.
  • the voltage converter circuit can be regulated in its output current. Due to the controllability of the output current, the luminous flux which is generated by the LED illuminant 22 or the illuminant 22 can be set to desired values.
  • the output current of the voltage converter circuit may be adjustable in at least two discrete stages, whereby the LED lamps 22 are adjustable to two different brightness levels.
  • the output current of the voltage converter circuit may also be controllable continuously in an output current range, for example by using a potentiometer.
  • the potentiometer can be integrated, for example, in the light source carrier 21. As a result, the LED lighting means 22 can be operated with continuously varying brightness.
  • the voltage converter circuit may comprise a rectifier, with which an AC mains voltage can be converted into a DC voltage, and a power converter with which a constant and controllable DC output current can be output to the LED illuminant 22 at a predetermined output voltage level.
  • the electrical circuits can be, for example, on the viewer of the Fig. 1 remote side of the illuminant carrier 21 are arranged.
  • the voltage converter circuit can be installed in an electronic ballast, electronic ballast, the lamp 20.
  • the luminaire 20 can be, for example, an LED strip which has a generally elongated shape and whose illuminant carrier 21 is embedded as a strip in a luminous means housing 23.
  • a luminaire cover can be arranged flush with the illuminant housing 23, which makes the illuminant carrier 21, the LED illuminant 22 and the electrical circuits inaccessible to a user of the luminaire 20.
  • the luminaire 20 furthermore has a switch 10, which is arranged in a switch housing 11 on the illuminant carrier 21 or in the vicinity of the illuminant carrier 21.
  • the switch 10 has an actuating element 12, the actuation of which serves to set the setpoint output current of the voltage converter circuit - here a setpoint output direct current.
  • the actuating element 12 may, for example, be designed so that it can be brought into a plurality of different switching positions which have different values for correlate the adjustable nominal output DC current.
  • the actuator 12 may be a slider which can be reciprocated linearly in a recess of the switch housing. In this case, the actuating element 12 can be formed mechanically such that it can engage in the various switching positions and thus set the target output DC.
  • the actuator 12 may also include a knob, a button, a selector lever, a rocker switch, a toggle switch, a detent switch, a pull switch or a similar mechanical control.
  • a one-way switch is provided for the switch 10, which remains irreversibly deactivated after a single setting of an operating position.
  • this can be arranged in the interior of a housing of the switch 10, a mechanical gearing or a ratchet mechanism, which triggers an irreversible self-holding mechanism in an operation. This can be particularly advantageous if only a one-time factory setting of a brightness value is desired, and a user of the lamp no further adjustment is to be granted.
  • the user can set the luminous intensity or brightness of the LED illuminant 22 supplied by the voltage converter circuit, which is dependent on the set nominal output DC current of the voltage converter circuit.
  • the brightness of the luminaire 20 can thus be adapted on-site during the installation of the luminaire 20 by a technician as required and flexibly, without having to make any special arrangements or presettings by the luminaire manufacturer.
  • the switch 20 can be arranged in such a way in the lamp housing 23 that it is not visible or not easily accessible to the viewer in the ordinary use of the lamp 20 behind the lamp cover for the viewer. As a result, the aesthetics of the lamp 20 is not diminished, at the same time the basic accessibility by an installer, electrical engineers or maintenance personnel is not significantly affected.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a switch 10, as in a lamp 20 of the Fig. 1 can be installed.
  • the switch 10 may comprise a switch housing 11, which is formed, for example, box-shaped or parallelepiped. It may of course be possible, another outer geometric shape for the switch housing 11 to choose, for example, adapted to a recess in the lamp housing 21 of the lamp 20 shape.
  • the switch 10 also has an actuating element 12 in the form of a slide control.
  • the slider 12 can be switched in a recess of the switch housing 11 along a displacement between a plurality of switch positions.
  • a scale 13 can be printed or embossed with labels for the various switch positions on the switch housing 11.
  • Fig. 3 shows a schematic sectional view through the switch 10 of Fig. 2 ,
  • the mechanical actuator 12 which protrudes from the switch housing 11 for manual movement by a user, is mechanically coupled in the switch housing 11 with a connecting bridge 14.
  • the mechanical actuator 12 may be made of an electrically insulating material such as plastic
  • the connecting bridge 14 is made of an electrically conductive material, such as metal.
  • the connecting bridge 14 serves as an electrical connecting bracket between an input contact 15 of the switch 10 on the one hand and a plurality of branch contacts 16a, 16b, 16c on the other.
  • the connecting bridge 14 can be configured as a resilient clamp with contact elements 14a or 14b formed at both ends of the clamp, which contact the input contact 15 or respectively one of the plurality of branch contacts 16a, 16b, 16c in a springy and flat manner.
  • the mechanical actuator 12 can move the connecting bridge 14 in the switch housing 11 between different positions back and forth, in which the contact element 14a the input contact 15 via the connecting bridge 14 electrically with one of the along the direction of the displacement of the mechanical actuator 12th arranged branch contacts 16a, 16b, 16c connects.
  • a second switch position is indicated in dashed lines, in which the input contact 15 is electrically conductively connected to the branch contact 16c via the connection bridge 14.
  • Fig. 4 and 5 each one Voltage converter circuits, in particular voltage converter circuits for a lamp 20, such as in connection with Fig. 1 explained.
  • the voltage converter circuits each comprise an input terminal 2a, a voltage converter 4 connected to the input terminal 2a, the output of which is coupled to at least one power sensor 3, and an output terminal 2b.
  • the power sensor 3 can be, for example, an LED illuminant 22 or a matrix of LED illuminants 22.
  • a DC voltage may be present between the terminals 2a, 2b.
  • an alternating voltage can also be applied between the terminals 2a, 2b, in which case a further (not explicitly shown) rectifier can be arranged in front of the voltage converter 4, so that between the nodes 6a and 6b in FIG Fig. 4 a DC voltage is applied.
  • the voltage converter 4 may be, for example, a transformer with galvanic isolation, such as a flyback converter or a push-pull flow converter.
  • the type of voltage converter 4 is not limited to specific converter types - the voltage converter 4 only has to be designed to output a predefined setpoint output voltage with a controllable setpoint output current.
  • Fig. 4 shows a first variant of a voltage converter circuit.
  • a control circuit 1 for the voltage converter 4 is connected in parallel to the voltage converter 4.
  • the control circuit 1 comprises the switch 10 whose input contact 15 is connected to the node 6a between the input terminal 2a and the input of the voltage converter 4.
  • the switch 10 has a contactor 18 which, depending on the switching position of the associated (in Fig. 4 not shown) mechanical actuator 12 electrically connects the input contact 15 with one of the branch contacts 16a, 16b, 16c.
  • Each of the branch contacts 16a, 16b, 16c forms a current-carrying branch, in each of which a resistor 17a, 17b, 17c is arranged.
  • the resistors 17a, 17b, 17c can be shunt resistors of different resistance value, for example. After the resistors 17a, 17b, 17c, the current-carrying branches are again fed out of the switch 10 into a node 6b between the output of the voltage converter 4 and the output terminal 2b.
  • the control circuit 1 further comprises a detector circuit 5, which is designed to detect in which of the current-carrying branches a current that is, which of the branch contacts 16a, 16b, 16c is actively connected to the input contact 15.
  • the detector circuit 5 can determine, for example, the voltage drop of the branch voltages Ua, Ub, Uc via the respective (shunt) resistors 17a, 17b, 17c.
  • the detector circuit 5 can then generate a drive signal C for the voltage converter 4, which sets the voltage converter 4 to a predetermined desired output current.
  • the predetermined desired output currents which can be adjusted via the drive signal C, can be adapted in particular to desired brightness values of the power pickup 3 configured as an LED light source.
  • Fig. 5 shows a second variant for a voltage converter circuit.
  • the voltage converter 4 in this case has two control inputs 4a and 4b, between which a control circuit 1 for the voltage converter 4 is connected.
  • the control circuit 1 comprises the switch 10 whose input contact is connected to the first of the control inputs 4a.
  • the switch 10 has a contactor 18 which, depending on the switching position of the associated (in Fig. 5 not shown) mechanical actuator 12 electrically conductively connects the first of the control inputs 4a with one of the branch contacts 16a, 16b, 16c.
  • Each of the branch contacts 16a, 16b, 16c forms a current-carrying branch, in each of which a resistor 17a, 17b, 17c is arranged.
  • the resistors 17a, 17b, 17c can have, for example, different resistance values.
  • the current-carrying branches are again connected to the second of the control inputs 4b of the voltage converter 4 after the resistors 17a, 17b, 17c from the switch 10.
  • the resistance value that is present in the branch between the two control inputs 4a and 4b of the voltage converter 4 is thus varied.
  • one of the plurality of parallel-connected current-carrying branches is selectively coupled between the two control inputs 4a and 4b of the voltage converter (4).
  • the Fig. 4 and 5 is selected by adjusting the actuating element 12 of the switch 10 one of the plurality of switching positions, so that on the variation of the output current of the voltage converter, the lumen of the lamp can be changed.
  • luminaires equipped with such control circuits 1 can be supplied uniformly at the factory - the brightness of the luminaire can be adjusted flexibly via an adjustment of the switch 10 on site.
  • electronic ballasts can be factory delivered uniformly, because the adaptation of the output current can be done after installation in the lamp via the built-in lamp light switch 10.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)

Abstract

Eine Steuerschaltung für einen Spannungswandler weist einen Schalter auf, welcher eine Vielzahl von parallel geschalteten Stromführungszweigen mit Widerständen unterschiedlicher Widerstandswerte und einen Kontaktgeber aufweist. Der Kontaktgeber ist dazu ausgelegt, je einen der Vielzahl von parallel geschalteten Stromführungszweigen selektiv mit einem Eingangskontakt des Schalters zu verbinden. Die Steuerschaltung umfasst weiterhin eine Detektorschaltung, welche dazu ausgelegt ist, einen Spannungsabfall über den Widerständen zu ermitteln und in Abhängigkeit von dem ermittelten Spannungsabfall ein Ansteuersignal zur Einstellung eines Sollausgangsstroms des Spannungswandlers an den Spannungswandler auszugeben.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung für die Einstellung eines Ausgangsstroms eines Spannungswandlers, sowie eine Leuchte mit einer derartigen Steuerschaltung, insbesondere für den Einsatz in Leuchten mit LED-Leuchtmitteln.
    • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • Elektrische Lichtquellen werden mit Versorgungsspannungen und Versorgungsströmen betrieben, die üblicherweise auf Art und Charakteristika der Lichtquellen abgestimmt sind. Spezielle bei Leuchtdioden (LEDs) wird diese Abstimmung häufig über Konverterschaltungen bzw. Wandlerschaltungen realisiert, die eine Eingangswechselspannung in eine Versorgungsgleichspannung mit vorbestimmter Gleichstromstärke gleichrichten. Über die Höhe der regelbaren Gleichstromstärke kann bei LEDs die Leistungsaufnahme und damit die Helligkeit eingestellt werden. Wandlerschaltungen mit regelbarem Konstantstrom regeln die Ausgangsstromstärke so, dass der Betriebsstrom einer oder mehrerer betriebener LED-Module im optimalen Bereich liegt.
  • Typischerweise wird der Sollwert der Ausgangsstromstärke in herkömmlichen Wandlerschaltungen für Leuchten mit LED-Leuchtmitteln werksseitig voreingestellt. Dadurch ist die Helligkeit der Leuchte invariabel. Verschiedene Ansätze im Stand der Technik versuchen für einen Anwender solcher LED-Leuchten Freiräume bei der Wahl der Helligkeit der LEDs zu schaffen: Die Druckschrift WO 2010/021675 A1 beispielsweise offenbart eine LED-Leuchte mit einer in den Sockel integrierten Konverterschaltung, deren Ausgangsstromstärke sich über einen ebenfalls in den Sockel integrierten Schaltmechanismus regeln lässt. Die Druckschrift DE 10 2010 002 996 A1 offenbart eine Leuchtenanordnung mit einer LED-Leuchte und einem Sockel, in welchem ein Bedienelement zur Einstellung von Leuchteigenschaften der LED-Leuchte integriert ist.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Eine der Aufgaben der Erfindung besteht daher darin, Lösungen für die Ansteuerung von Spannungswandlern zu finden, bei denen der Sollausgangsstrom flexibel angepasst werden kann. Eine weitere der Aufgaben der Erfindung besteht zudem darin, einfach zu implementierende Lösungen für Leuchten mit LED-Leuchtmitteln zu finden, bei denen die Helligkeit der LED-Leuchtmittel flexibel und ohne großen installationstechnischen Aufwand eingestellt werden kann.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst eine Leuchte einen Leuchtmittelträger, mindestens ein LED-Leuchtmittel, welches auf dem Leuchtmittelträger angeordnet ist, und eine Spannungswandlerschaltung, welche dazu ausgelegt ist, das mindestens eine LED-Leuchtmittel mit elektrischem Strom zu versorgen, und welche in ihrem Ausgangsstrom regelbar ist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
  • Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
    • KURZE INHALTSANGABE DER FIGUREN
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
    • Fig. 1 eine schematische Illustration einer Leuchte mit einer Steuerschaltung für einen Spannungswandler gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
    • Fig. 2 eine schematische Illustration eines Schalters der Steuerschaltung der Fig. 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
    • Fig. 3 eine schematische Illustration einer Schnittansicht des Schalters der Fig. 2 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
    • Fig. 4 ein Schaltbild einer Steuerschaltung für einen Spannungswandler gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und
    • Fig. 5 ein Schaltbild einer Steuerschaltung für einen Spannungswandler gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • Die beiliegenden Figuren sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt. Richtungsangebende Terminologie wie etwa "oben", "unten", "links", "rechts", "über", "unter", "horizontal", "vertikal", "vorne", "hinten" und ähnliche Angaben werden lediglich zu erläuternden Zwecken verwendet und dienen nicht der Beschränkung der Allgemeinheit auf spezifische Ausgestaltungen wie in den Figuren gezeigt.
  • In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nichts anderes ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
    • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
  • Fig. 1 zeigt eine schematische Illustration einer Leuchte 20. Die Leuchte 20 ist dabei mit ein oder mehreren Leuchtmitteln 22 auf Leuchtdioden-(LED)-Basis ausgestattet. Die LED-Leuchtmittel 22 können beispielsweise Serienschaltungen von LED-Chips aufweisen, die auf einem Leuchtmittelträger 21 angeordnet sind. Die Leuchte 20 umfasst weiterhin elektrische Schaltungen, die zur Spannungsversorgung der LED-Leuchtmittel 22 auf dem Leuchtmittelträger 21 angeordnet sind.
  • Beispielsweise können die LED-Leuchtmittel 22 über eine nicht explizit dargestellte Spannungswandlerschaltung mit einer Versorgungsspannung beaufschlagt werden. Die Spannungswandlerschaltung ist dabei dazu ausgelegt, das oder die LED-Leuchtmittel 22 mit elektrischem Strom zu versorgen. Die Spannungswandlerschaltung ist dazu in ihrem Ausgangsstrom regelbar. Durch die Regelbarkeit des Ausgangsstroms kann der Lichtstrom, der durch das oder die LED-Leuchtmittel 22 erzeugt wird, auf gewünschte Werte eingestellt werden. Zum Beispiel kann der der Ausgangsstrom der Spannungswandlerschaltung in mindestens zwei diskreten Stufen einstellbar sein, wodurch die LED-Leuchtmittel 22 auf zwei verschiedene Helligkeitsstufen einstellbar sind. Alternativ dazu kann der der Ausgangsstrom der Spannungswandlerschaltung auch kontinuierlich in einem Ausgangsstrombereich regelbar sein, beispielsweise durch Verwendung eines Potentiometers. Das Potentiometer kann dabei zum Beispiel in den Leuchtmittelträger 21 integriert werden. Dadurch können die LED-Leuchtmittel 22 mit kontinuierlich variierender Helligkeit betrieben werden.
  • Insbesondere kann die Spannungswandlerschaltung einen Gleichrichter, mit dem eine Netzwechselspannung in eine Gleichspannung gewandelt werden kann, sowie einen Stromrichter aufweisen, mit dem ein konstanter und regelbarer Ausgangsgleichstrom bei einem vorgegebenen Ausgangsspannungslevel an die LED-Leuchtmittel 22 ausgegeben werden kann. Die elektrischen Schaltungen können beispielsweise auf der dem Betrachter der Fig. 1 abgewandten Seite des Leuchtmittelträgers 21 angeordnet werden. Die Spannungswandlerschaltung kann dabei in einem elektronischen Vorschaltgerät, EVG, der Leuchte 20 eingebaut sein.
  • Die Leuchte 20 kann dabei beispielsweise eine LED-Leiste sein, die eine generell langgestreckte Form aufweist und deren Leuchtmittelträger 21 als Leiste in einem Leuchtmittelgehäuse 23 eingebettet ist. Über dem Leuchtmittelträger 21 kann bündig mit dem Leuchtmittelgehäuse 23 eine (nicht explizit dargestellte) Leuchtenabdeckung angeordnet werden, welche den Leuchtmittelträger 21, die LED-Leuchtmittel 22 und die elektrischen Schaltungen für einen Nutzer der Leuchte 20 unzugänglich macht.
  • Die Leuchte 20 weist weiterhin einen Schalter 10 auf, welcher in einem Schaltergehäuse 11 auf dem Leuchtmittelträger 21 oder in der Nähe des Leuchtmittelträgers 21 angeordnet ist. Der Schalter 10 weist ein Betätigungselement 12 auf, dessen Betätigung dazu dient, den Sollausgangsstrom der Spannungswandlerschaltung - hier einen Sollausgangsgleichstrom - einzustellen. Das Betätigungselement 12 kann beispielsweise in eine Mehrzahl von verschiedenen Schaltstellungen verbringbar ausgebildet sein, die mit verschiedenen Werten für den einstellbaren Sollausgangsgleichstrom korrelieren. Zum Beispiel kann das Betätigungselement 12 ein Schieber sein, welcher in einer Ausnehmung des Schaltergehäuses linear hin und her bewegt werden kann. Dabei kann das Betätigungselement 12 derart mechanisch ausgebildet werden, dass es in den verschiedenen Schaltstellungen einrasten und somit den Sollausgangsgleichstrom einstellen kann. Alternativ dazu kann das Betätigungselement 12 auch einen Drehknopf, einen Taster, einen Wahlhebel, einen Wippschalter, einen Kippschalter, einen Rastschalter, einen Zugschalter oder ein ähnliches mechanisches Bedienelement aufweisen.
  • Es kann vorteilhaft sein, wenn für den Schalter 10 ein Einwegschalter vorgesehen wird, welcher nach einmaliger Einstellung einer Betriebsposition irreversibel deaktiviert bleibt. Zum Beispiel kann hierzu eine mechanische Verzahnung oder ein Ratschenmechanismus im Inneren eines Gehäuses des Schalters 10 angeordnet werden, welcher in nach einer Betätigung einen irreversibel Selbsthaltemechanismus auslöst. Dies kann besonders dann vorteilhaft sein, wenn nur eine einmalige werksseitige Einstellung eines Helligkeitswertes gewünscht ist, und einem Nutzer der Leuchte keine weitere Einstellmöglichkeit gewährt werden soll.
  • Durch die manuelle Betätigung des Betätigungselements 12 durch einen Nutzer kann der Nutzer die von dem eingestellten Sollausgangsgleichstrom der Spannungswandlerschaltung abhängige Leuchtstärke bzw. Helligkeit der durch die Spannungswandlerschaltung versorgten LED-Leuchtmittel 22 einstellen. Insbesondere kann die Helligkeit der Leuchte 20 somit vor Ort bei der Installation der Leuchte 20 durch einen Techniker bedarfsgerecht und flexibel angepasst werden, ohne dass besondere Vorkehrungen oder Voreinstellungen durch den Leuchtenhersteller getroffen werden müssten. Der Schalter 20 kann dabei derart in dem Leuchtmittelgehäuse 23 angeordnet sein, dass er im gewöhnlichen Gebrauch der Leuchte 20 hinter der Leuchtenabdeckung für den Betrachter nicht sichtbar bzw. nicht ohne weiteres zugänglich ist. Dadurch wird die Ästhetik der Leuchte 20 nicht geschmälert, gleichzeitig die prinzipielle Zugänglichkeit durch einen Installateur, Elektrotechniker oder Wartungspersonal nicht wesentlich beeinträchtigt.
  • Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Schalters 10, wie er in einer Leuchte 20 der Fig. 1 eingebaut werden kann. Der Schalter 10 kann ein Schaltergehäuse 11 aufweisen, welches beispielsweise kastenförmig bzw. quaderförmig ausgebildet ist. Es kann selbstverständlich auch möglich sein, eine andere äußere geometrische Form für das Schaltergehäuse 11 zu wählen, beispielsweise eine an eine Aussparung in dem Leuchtmittelgehäuse 21 der Leuchte 20 angepasste Form.
  • Der Schalter 10 weist zudem ein Betätigungselement 12 in Form eines Schiebereglers auf. Der Schieberegler 12 kann in einer Ausnehmung des Schaltergehäuses 11 entlang eines Verstellwegs zwischen mehreren Schalterstellungen geschaltet werden. Dazu kann auf dem Schaltergehäuse 11 eine Skala 13 mit Beschriftungen für die verschiedenen Schalterstellungen aufgedruckt oder eingeprägt sein.
  • Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittansicht durch den Schalter 10 der Fig. 2. Das mechanische Betätigungselement 12, welches aus dem Schaltergehäuse 11 zur manuellen Bewegung durch einen Nutzer hervorragt, ist in dem Schaltergehäuse 11 mit einer Verbindungsbrücke 14 mechanisch gekoppelt. Während das mechanische Betätigungselement 12 aus einem elektrisch isolierenden Material wie etwa Kunststoff gefertigt sein kann, ist die Verbindungsbrücke 14 aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt, wie etwa Metall. Die Verbindungsbrücke 14 dient als elektrische verbindender Bügel zwischen einem Eingangskontakt 15 des Schalters 10 einerseits und einer Mehrzahl von Zweigkontakten 16a, 16b, 16c andererseits. Dazu kann die Verbindungsbrücke 14 als federnde Klammer mit an beiden Enden der Klammer ausgebildeten Kontaktelementen 14a bzw. 14b ausgestaltet werden, die den Eingangskontakt 15 bzw. jeweils einen der Mehrzahl von Zweigkontakten 16a, 16b, 16c federnd und flächig kontaktieren.
  • Durch eine Schiebebewegung S kann das mechanische Betätigungselement 12 die Verbindungsbrücke 14 in dem Schaltergehäuse 11 zwischen verschiedenen Positionen hin und her bewegen, bei denen das Kontaktelement 14a den Eingangskontakt 15 über die Verbindungsbrücke 14 elektrisch mit jeweils einem der entlang der Richtung des Verstellwegs des mechanischen Betätigungselements 12 angeordneten Zweigkontakte 16a, 16b, 16c verbindet. Beispielhaft ist in gestrichelter Darstellung eine zweite Schalterstellung angedeutet, in der der Eingangskontakt 15 über die Verbindungsbrücke 14 elektrisch leitfähig mit dem Zweigkontakt 16c verbunden ist.
  • Die über den Schalter 10 vermittelte einstellbare elektrische Verschaltung ist in den Schaltbildern der Fig. 4 und 5 gezeigt. Fig. 4 und 5 stellen jeweils Spannungswandlerschaltungen dar, insbesondere Spannungswandlerschaltungen für eine Leuchte 20 wie etwa im Zusammenhang mit Fig. 1 erläutert. Die Spannungswandlerschaltungen umfassen dabei jeweils einen Eingangsanschluss 2a, einen mit dem Eingangsanschluss 2a verbundenen Spannungswandler 4, dessen Ausgang mit mindestens einem Leistungsaufnehmer 3 gekoppelt ist, und einen Ausgangsanschluss 2b. Der Leistungsaufnehmer 3 kann beispielsweise ein LED-Leuchtmittel 22 oder eine Matrix an LED-Leuchtmitteln 22 sein.
  • Zwischen den Anschlüssen 2a, 2b kann beispielsweise eine Gleichspannung anliegen. Alternativ dazu kann zwischen den Anschlüssen 2a, 2b auch eine Wechselspannung angelegt werden, wobei dann vor dem Spannungswandler 4 ein weiterer (nicht explizit gezeigter) Gleichrichter angeordnet werden kann, so dass zwischen den Knoten 6a und 6b in Fig. 4 eine Gleichspannung anliegt. Der Spannungswandler 4 kann beispielsweise ein Wandler mit galvanischer Trennung sein, wie etwa ein Sperrwandler oder ein Gegentaktflusswandler. Prinzipiell ist der Typ des Spannungswandlers 4 aber nicht auf bestimmte Wandlerarten limitiert - der Spannungswandler 4 muss nur zur Ausgabe einer vordefinierten Sollausgangsspannung bei regelbarem Sollausgangsstrom ausgebildet sein.
  • Fig. 4 zeigt eine erste Variante für eine Spannungswandlerschaltung. An den Knoten 6a, 6b ist in Parallelschaltung zu dem Spannungswandler 4 eine Steuerschaltung 1 für den Spannungswandler 4 geschaltet. Die Steuerschaltung 1 umfasst den Schalter 10, dessen Eingangskontakt 15 mit dem Knoten 6a zwischen dem Eingangsanschluss 2a und dem Eingang des Spannungswandlers 4 verbunden ist. Der Schalter 10 weist einen Kontaktgeber 18 auf, der in Abhängigkeit von der Schaltstellung des zugeordneten (in Fig. 4 nicht dargestellten) mechanischen Betätigungselements 12 den Eingangskontakt 15 mit einem der Zweigkontakte 16a, 16b, 16c elektrisch leitfähig verbindet. Jeder der Zweigkontakte 16a, 16b, 16c bildet einen Stromführungszweig, in denen jeweils ein Widerstand 17a, 17b, 17c angeordnet ist. Die Widerstände 17a, 17b, 17c können dabei beispielsweise Shuntwiderstände unterschiedlichen Widerstandswertes sein. Die Stromführungszweige werden nach den Widerständen 17a, 17b, 17c wieder aus dem Schalter 10 heraus in einen Knoten 6b zwischen Ausgang des Spannungswandlers 4 und Ausgangsanschluss 2b eingespeist.
  • Die Steuerschaltung 1 umfasst weiterhin eine Detektorschaltung 5, welche dazu ausgelegt ist, zu detektieren, in welchem der Stromführungszweige ein Strom fließt, das heißt, welcher der Zweigkontakte 16a, 16b, 16c aktiv mit dem Eingangskontakt 15 verbunden ist. Dazu kann die Detektorschaltung 5 beispielsweise den Spannungsabfall der Zweigspannungen Ua, Ub, Uc über den jeweiligen (Shunt)Widerständen 17a, 17b, 17c ermitteln. In Abhängigkeit von dem ermittelten Spannungsabfall der Zweigspannungen Ua, Ub, Uc kann die Detektorschaltung 5 dann ein Ansteuersignal C für den Spannungswandler 4 generieren, welches den Spannungswandler 4 auf einen vorbestimmten Sollausgangsstrom einstellt. Die vorbestimmten Sollausgangsströme, die sich über das Ansteuersignal C einstellen lassen, können insbesondere an gewünschte Helligkeitswerte des als LED-Leuchtmittel ausgebildeten Leistungsaufnehmers 3 angepasst werden.
  • Fig. 5 zeigt eine zweite Variante für eine Spannungswandlerschaltung. Der Spannungswandler 4 weist hierbei zwei Steuereingänge 4a und 4b auf, zwischen denen eine Steuerschaltung 1 für den Spannungswandler 4 geschaltet ist. Die Steuerschaltung 1 umfasst den Schalter 10, dessen Eingangskontakt mit dem ersten der Steuereingänge 4a verbunden ist. Der Schalter 10 weist einen Kontaktgeber 18 auf, der in Abhängigkeit von der Schaltstellung des zugeordneten (in Fig. 5 nicht dargestellten) mechanischen Betätigungselements 12 den ersten der Steuereingänge 4a mit einem der Zweigkontakte 16a, 16b, 16c elektrisch leitfähig verbindet. Jeder der Zweigkontakte 16a, 16b, 16c bildet einen Stromführungszweig, in denen jeweils ein Widerstand 17a, 17b, 17c angeordnet ist. Die Widerstände 17a, 17b, 17c können dabei beispielsweise unterschiedliche Widerstandswerte aufweisen. Die Stromführungszweige werden nach den Widerständen 17a, 17b, 17c wieder aus dem Schalter 10 heraus mit dem zweiten der Steuereingänge 4b des Spannungswandlers 4 verbunden.
  • Je nach mechanischer Betriebsposition des Schalters 10 wird somit der Widerstandswert variiert, der in dem Zweig zwischen den zwei Steuereingängen 4a und 4b des Spannungswandlers 4 anliegt. Durch die Ansteuerung des Kontaktgebers 18 wird je einer der der Vielzahl von parallel geschalteten Stromführungszweigen selektiv zwischen die zwei Steuereingänge 4a und 4b des Spannungswandlers (4) gekoppelt.
  • In beiden Spannungswandlerschaltungen der Fig. 4 und 5 wird durch das Einstellen des Betätigungselements 12 des Schalters 10 eine der Mehrzahl von Schaltpositionen ausgewählt, so dass über die Variation des Ausgangsstroms des Spannungswandlers der Lumenstrom der Leuchte verändert werden kann. Dadurch können mit derartigen Steuerschaltungen 1 ausgerüstete Leuchten werksseitig einheitlich ausgeliefert werden - die Anpassung der Helligkeit der Leuchte kann flexibel über eine Einstellung des Schalters 10 vor Ort erfolgen. Insbesondere können elektronische Vorschaltgeräte werksseitig einheitlich ausgeliefert werden, denn die Anpassung des Ausgangsstroms kann nach Einbau in die Leuchte über den in die Leuchte integrierten Schalter 10 erfolgen.
  • In der vorangegangenen detaillierten Beschreibung sind verschiedene Merkmale zur Verbesserung der Stringenz der Darstellung in einem oder mehreren Beispielen zusammengefasst worden. Es sollte dabei jedoch klar sein, dass die obige Beschreibung lediglich illustrativer, keinesfalls jedoch beschränkender Natur ist. Sie dient der Abdeckung aller Alternativen, Modifikationen und Äquivalente der verschiedenen Merkmale und Ausführungsbeispiele. Viele andere Beispiele werden dem Fachmann aufgrund seiner fachlichen Kenntnisse in Anbetracht der obigen Beschreibung sofort und unmittelbar klar sein.
  • Die Ausführungsbeispiele wurden ausgewählt und beschrieben, um die der Erfindung zugrundeliegenden Prinzipien und ihre Anwendungsmöglichkeiten in der Praxis bestmöglich darstellen zu können. Dadurch können Fachleute die Erfindung und ihre verschiedenen Ausführungsbeispiele in Bezug auf den beabsichtigten Einsatzzweck optimal modifizieren und nutzen. In den Ansprüchen sowie der Beschreibung wird der Begriff "aufweisend" als neutralsprachliche Begrifflichkeit für den entsprechenden Begriff "umfassend" verwendet. Weiterhin soll eine Verwendung der Begriffe "ein", "einer" und "eine" eine Mehrzahl derartig beschriebener Merkmale und Komponenten nicht grundsätzlich ausschließen.
    • LISTE DER BEZUGSZEICHEN
    • 1
    Steuerschaltung
    2a
    Eingangsanschluss
    2b
    Ausgangsanschluss
    3
    Leuchtmittel
    4
    Spannungswandler
    4a
    Steuereingang
    4b
    Steuereingang
    5
    Detektorschaltung
    6a
    Knoten
    6b
    Knoten
    10
    Schalter
    11
    Schaltergehäuse
    12
    Betätigungselement
    13
    Schalterskala
    14
    Verbindungsbrücke
    14a
    Kontaktelement
    14b
    Kontaktelement
    15
    Eingangskontakt
    16a
    Zweig kontakt
    16b
    Zweig kontakt
    16c
    Zweig kontakt
    17a
    Widerstand
    17b
    Widerstand
    17c
    Widerstand
    20
    Leuchte
    21
    Leuchtmittelträger
    22
    LED-Leuchtmittel
    23
    Leuchtmittelgehäuse
    C
    Ansteuersignal
    S
    Schiebebewegung
    Ua
    Zweigspannung
    Ub
    Zweigspannung
    Uc
    Zweigspannung

Claims (18)

  1. Leuchte (20), mit:
    einem Leuchtmittelträger (21);
    mindestens einem LED-Leuchtmittel (22), welches auf dem Leuchtmittelträger (21) angeordnet ist; und
    einer Spannungswandlerschaltung, welche dazu ausgelegt ist, das mindestens eine LED-Leuchtmittel (22) mit elektrischem Strom zu versorgen, und welche in ihrem Ausgangsstrom regelbar ist.
  2. Leuchte (20) gemäß Anspruch 1, wobei der Ausgangsstrom der Spannungswandlerschaltung derart regelbar ist, dass der durch das mindestens eine LED-Leuchtmittel (22) erzeugte Lichtstrom auf gewünschte Werte einstellbar ist.
  3. Leuchte (20) gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, wobei der Ausgangsstrom der Spannungswandlerschaltung in mindestens zwei diskreten Stufen einstellbar ist.
  4. Leuchte (20) gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, wobei der Ausgangsstrom der Spannungswandlerschaltung kontinuierlich in einem Ausgangsstrombereich regelbar ist, insbesondere über einen Potentiometer.
  5. Leuchte (20) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Spannungswandlerschaltung umfasst:
    einen Spannungswandler (4), welcher in Reihe zu dem mindestens einen LEDLeuchtmittel (22) geschaltet ist und von dem Spannungswandler (4) mit elektrischer Spannung versorgt wird.
  6. Leuchte (20) gemäß Anspruch 5, wobei die Spannungswandlerschaltung weiterhin umfasst:
    eine Steuerschaltung (1) mit einem Schalter (10), welche dazu ausgelegt ist, je nach mechanischer Betriebsposition des Schalters (10) ein Ansteuersignal (C) zur Einstellung eines Sollausgangsstroms des Spannungswandlers (4) an den Spannungswandler (4) auszugeben.
  7. Leuchte (20) gemäß Anspruch 6, wobei der Schalter (10) weiterhin umfasst:
    eine Vielzahl von parallel geschalteten Stromführungszweigen mit Widerständen (17a, 17b, 17c) unterschiedlicher Widerstandswerte und
    einen Kontaktgeber (18) aufweist, wobei der Kontaktgeber (18) dazu ausgelegt ist, je einen der Vielzahl von parallel geschalteten Stromführungszweigen selektiv mit einem Eingangskontakt (15) des
    Schalters (10) zu verbinden;
    und wobei die Steuerschaltung (1) weiterhin umfasst:
    eine Detektorschaltung (5), welche dazu ausgelegt ist, einen Spannungsabfall (Ua, Ub, Uc) über den Widerständen (17a, 17b, 17c) zu ermitteln und in Abhängigkeit von dem ermittelten Spannungsabfall (Ua, Ub, Uc) ein Ansteuersignal (C) zur Einstellung eines Sollausgangsstroms des Spannungswandlers (4) an den Spannungswandler (4) auszugeben.
  8. Leuchte (20) gemäß Anspruch 7, wobei die Widerstände (17a, 17b, 17c) Shuntwiderstände umfassen.
  9. Leuchte (20) gemäß einem der Ansprüche 7 und 8, weiterhin mit:
    einem mechanischen Betätigungselement (12), welches mit dem Kontaktgeber (18) mechanisch gekoppelt ist, und welches dazu ausgelegt ist, je nach mechanischer Betriebsposition den Kontaktgeber (18) zur selektiven Verbindung je eines der Vielzahl von parallel geschalteten Stromführungszweigen mit dem Eingangskontakt (15) des Schalters (10) zu steuern.
  10. Leuchte (20) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Steuerschaltung (1) parallel zu dem Spannungswandler (4) geschaltet ist.
  11. Leuchte (20) gemäß Anspruch 5, wobei die Spannungswandlerschaltung weiterhin umfasst:
    eine Steuerschaltung (1) mit einem Schalter (10), welche dazu ausgelegt ist, je nach mechanischer Betriebsposition des Schalters (10) den Widerstandswert eines zwischen zwei Steuereingängen (4a, 4b) des Spannungswandlers (4) gekoppelten Widerstands zu variieren.
  12. Leuchte (20) gemäß Anspruch 11, wobei der Schalter (10) weiterhin umfasst:
    eine Vielzahl von parallel geschalteten Stromführungszweigen mit Widerständen (17a, 17b, 17c) unterschiedlicher Widerstandswerte und einen Kontaktgeber (18) aufweist, wobei der Kontaktgeber (18) dazu ausgelegt ist, je einen der Vielzahl von parallel geschalteten Stromführungszweigen selektiv zwischen die zwei Steuereingänge (4a, 4b) des Spannungswandlers (4) zu koppeln.
  13. Leuchte (20) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 12, wobei der Spannungswandler (4) einen Gleichspannungswandler mit galvanischer Trennung aufweist.
  14. Leuchte (20) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 13, wobei der Schalter (10) auf dem Leuchtmittelträger (21) angeordnet ist.
  15. Leuchte (20) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 14, weiterhin mit:
    einem Leuchtmittelgehäuse (23), in welchem der Leuchtmittelträger (21) angeordnet ist; und
    einer Leuchtenabdeckung, welche auf dem Leuchtmittelgehäuse (23) angeordnet ist, und welche den Schalter (10) auf dem Leuchtmittelträger (21) nach außen hin unzugänglich macht.
  16. Leuchte (20) gemäß Anspruch 15, weiterhin umfassend:
    ein elektronisches Vorschaltgerät, EVG, in welchem die Spannungswandlerschaltung angeordnet ist.
  17. Leuchte (20) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 16, wobei der durch die Spannungswandlerschaltung ausgebbare Ausgangsstrom vordefinierte Sollausgangsstromwerte umfasst, die vorgebbaren Helligkeitswerten des mindestens einen LED-Leuchtmittels (22) entsprechen.
  18. Leuchte (20) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 17, wobei der Schalter (10) einen Einwegschalter (10) aufweist, welcher nach einmaliger Einstellung einer Betriebsposition irreversibel deaktiviert bleibt.
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