NL1026514C2 - Verlichtingsarmatuur. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Verlichtingsarmatuur.

BESCHRIJVING

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een 5 verlichtingsarmatuur, omvattende een behuizing en een veelheid in de behuizing aangebrachte licht-emitierende diodes, LED's, waarbij de behuizing is voorzien van warmtegeleidende middelen voor het van de behuizing wegleiden van tijdens bedrijf door de LED's ontwikkelde warmte.

Voor het verlichten van ruimtes, objecten of voor 10 signaleringsdoeleinden en dergelijke wordt in de praktijk een grote variëteit aan verlichtingsarmaturen toegepast. Niet alleen voor wat betreft hun toepassing, maar ook ten aanzien van de toegepaste middelen voor het opwekken van het licht kunnen een aantal verschillende technieken worden onderscheiden.

15 Naast de alom bekende gloeidraadlampen, worden als lichtbron ook gasontladingslampen zoals de bekende TL- of halogeenlampen en zogeheten vaste-stof lichtgevende componenten toegepast. Tot de laatste groep behoort de op zichzelf bekende 1 icht-emitierende diode, in de Engelstalige vakliteratuur "Light Emitting Diode" genoemd, afgekort 20 met het acroniem LED.

Een LED onderscheidt zich van de bekende gloeidraadlamp of gasontladingslamp onder meer door een hogere levensduur, compactere afmetingen en de beschikbaarheid in verschillende kleuren van het afgegeven licht. In het bijzonder voor gebruik in omgevingen waar 25 verlichtingsarmaturen moeilijk toegankelijk zijn, zoals bijvoorbeeld hoge hallen, schouwburgen, theaters en dergelijke of voor signaleringsborden boven snelwegen en dergelijke, biedt de toepassing van LED-verlichting grote economische voordelen vanwege de langere levensduur ten opzichte van gloeilampen en gasontladingslampen.

30 Met de thans in de handel verkrijgbare zogeheten Power LED's kan een zodanig hoge verlichtingssterkte worden bereikt, dat met 1 1 4_ _ 2 groepen van dergelijke Power LED's verlichtingsarmaturen kunnen worden vervaardigd, waarvan de lichtafgifte overeenkomt met die van de bekende gloeilampen en gasontladingslampen. Ter oriëntatie, met bijvoorbeeld ca.

100 Power LED's kan een verlichtingsarmatuur met een verlichtingssterkte 5 gelijk aan die van een bijvoorbeeld 200 W gebruikelijke gloeidraadlamp of gasontladingslamp worden bereikt.

Een probleem dat zich voordoet bij het gebruik van groepen LED's is de afvoer van de, door de LED's tijdens bedrijf ontwikkelde warmte. Omdat de LED's vaste-stof of halfgeleidercomponenten zijn, kunnen 10 zij slechts in een beperkt temperatuurbereik werken voor het afgeven van hun maximale verlichtingssterkte en uiteraard om schade c.q. uitval van de LED's te voorkomen.

De hoogste lichtopbrengst wordt verkregen bij LED's die op een bedrijfstemperatuur van circa 50°C werken. Gemiddeld geldt dat elke 15 10°C temperatuurstijging circa 10% minder lichtopbrengst veroorzaakt. De maximale werktemperatuur mag circa 90°C niet te boven gaan, omdat dan de kans op beschadiging van de LED's te groot wordt en de lichtopbrengst onacceptabel laag is.

Aan de uitvinding ligt daarom in eerste instantie de opgave 20 ten grondslag een verlichtingsarmatuur van het in de aanhef genoemde type te verschaffen, waarmee de LED's zo veel mogelijk in hun nominale temperatuurbereik kunnen werken, opdat een zo hoog mogelijk 1 ichtrendement met een zo hoog mogelijke levensduur wordt bereikt.

Deze opgave wordt, overeenkomstig de onderhavige 25 uitvinding, daardoor opgelost, dat de LED's als ten minste één groep in serie zijn geschakeld voor aansluiting op het elektriciteits- wisselspanningsnet en dat de LED's op een warmtegeleidend lichaam van keramisch materiaal zijn gemonteerd, welk lichaam in thermisch contact verkeert met de warmtegeleidende middelen van de behuizing.

30 Aan de uitvinding ligt het inzicht ten grondslag dat door het gebruik van keramisch materiaal voor de montage van de LED's en door 10 7 6-514 _ 3 het in één of meer groepen in serie schakelen van de LED's, een groep direct op het gebruikelijke elektriciteits-wisselspanningsnet van bijvoorbeeld 230 volt of 400 volt wisselspanning kan worden aangesloten, zonder het risico van spanningsdoorslag. Keramisch materiaal is namelijk 5 voor hogere spanningen geschikt dan gebruikelijke isolerende montagelichamen, zoals gebruikelijke platen met gedrukte bedrading, die slechts voor een maximale spanning van circa 48V geschikt zijn.

Keramisch materiaal heeft bovendien goede warmtegeleidende eigenschappen en doordat het warmtegeleidende lichaam van keramisch 10 materiaal, in direct thermisch contact verkeert met de warmtegeleidende middelen, van de behuizing, wordt de door de LED's ontwikkelde warmte direct, langs thermisch geleidende weg, met de warmtegeleidende middelen van de behuizing uitgewisseld. Hierdoor wordt een efficiënte warmtehuishouding bereikt, waarbij de LED's bij normaal bedrijf in hun 15 nominale werkgebied kunnen functioneren, waardoor een efficiënte lichtopbrengst wordt verkregen bij een voor LED's gebruikelijke lange levensduur. Verder kunnen de afmetingen van de behuizing zodanig zijn, dat een verlichtingsarmatuur volgens de uitvinding kan worden vervaardigd met afmetingen van in de handel verkrijgbare armaturen, zoals 20 bijvoorbeeld TL-armaturen, met overeenkomstige of zelfs hogere verlichtingssterkte.

Met voordeel is in een verdere uitvoeringsvorm van de verlichtingsarmatuur volgens de uitvinding het warmtegeleidende lichaam van keramisch materiaal als plaat met gedrukte bedrading uitgevoerd. De 25 LED's kunnen hierdoor op de gewenste wijze als één of meer groepen in serie geschakeld op het warmtegeleidende lichaam worden gemonteerd.

In een nog weer verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding is het warmtegeleidende lichaam vervaardigd van een keramisch materiaal met elektrische isolerende eigenschappen voor spanningen ten minste 30 gelijk aan d'e dubbele waarde van de gebruikelijke elektriciteits- netwisselspanning.

1 n o «v f d_ ___ 4

Bij gebruik van groepen LED's voor aansluiting op bijvoorbeeld het gebruikelijke 230 Volt wisselspanningsnet, dient het keramisch materiaal elektrische isolerende eigenschappen te hebben voor spanningen vanaf circa 500 V. Hiermee wordt het gevaar voor 5 spanningsdoorslag effectief gereduceerd, hetgeen de levensduur van de verl ichtingsarmatuur ten goede komt.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de verlichtingsarmatuur volgens de uitvinding omvat het warmtegeleidend lichaam een keramisch materiaal met een daarin opgenomen metaal oxide, bij voorkeur aluminium-10 oxide. Een dergelijk warmtegeleidend lichaam kan met gebruikelijke mechanische middelen in de behuizing worden gemonteerd en de geassembleerde verlichtingsarmatuur is voldoende bestendig tegen schokken en andere mechanische invloeden tijdens montage en gebruik.

De warmtegeleidende middelen kunnen afzonderlijk in de 15 behuizing van de verl ichtingsarmatuur zijn aangebracht. In de voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding zijn de warmtegeleidende middelen in de behuizing geïntegreerd, waarbij in een uitvoeringsvorm van de uitvinding de behuizing van aluminium is vervaardigd. Dat wil zeggen, de behuizing werkt zowel als omhulling en als koelelement voor het aan de 20 omgeving afgeven van de door de LED's ontwikkelde warmte.

In een verdere uitvoeringsvorm van de verlichtingsarmatuur volgens de uitvinding, zijn aan de licht-emitterende zijde van de LED's optische middelen aangebracht, via welke het door de LED's tijdens bedrijf opgewekte licht wordt afgegeven. Met deze optische middelen kan 25 de armatuur worden ingericht voor het afgeven van het licht in een bepaalde gewenste richting en/of met een bepaalde gewenste bundel vorm. In een uitvoeringsvorm van de uitvinding omvatten de optische middelen een veelheid van lenzen met dezelfde of onderling verschillende stralings-graden. Het zal duidelijk zijn dat de verl ichtingsarmatuur volgens de 30 uitvinding hiermee niet beperkt is tot een bepaald type verlichting, zoals ruimteverlichting, maar in wezen voor elke verlichtingstoepassing 5 kan worden ingezet, waaronder (speciale) objectverlichting en si gnaleri ngsverli chti ng.

Voor het laatste doel kunnen de optische middelen, in een weer verdere uitvoeringsvorm van de verlichtingsarmatuur volgens de 5 uitvinding zijn voorzien van een opdruk. Gedacht kan hierbij worden aan bewegwijzeringsborden, reclameborden voor gevel reclame, pictogrammen of dergelijke. Hoewel het van voordeel is om de opdruk direct op de optische middelen aan te brengen, onder andere om met zo min mogelijk afzonderlijke componenten te kunnen volstaan, voorziet de uitvinding in 10 een verdere uitvoering daarvan ook daarin, dat de opdruk kan worden aangebracht op een vanaf de lichtgevende zijde van de armatuur vóór de optische middelen aangebrachte afzonderlijke lichtdoorlatende plaat. Deze oplossing heeft tevens het voordeel dat de betreffende lichtdoorlatende plaat bijvoorbeeld qua vorm specifiek op een bepaalde toepassing kan 15 worden afgestemd, zonder dat de armatuur zelf hiervoor hoeft te worden aangepast.

Het toepassen van de optische middelen en/of een lichtdoorlatende plaat biedt tevens de mogelijkheid om deze te gebruiken als afdichtdeksel voor de behuizing, om het in de behuizing binnendringen 20 van vocht en vuil zoveel mogelijk te verhinderen. In het bijzonder om het binnendringen van vocht te verhinderen in toepassingen waarbij de verlichtingsarmatuur in de buitenlucht is gemonteerd of in ruimtes met een hoog vochtigheidsgehalte, voorziet de uitvinding verder daarin, dat het afdichtdeksel door middel van een afdichtring, zoals een rubber 25 afdichtring, op de behuizing aansluit.

Bij het direct op een wisselspanning aansluiten van een LED of een groep van in dezelfde richting in serie geschakelde LED's, zal het voor een deskundige duidelijk zijn dat de betreffende LED of LED's slechts gedurende een halve periode van de wisselspanning werkzaam zijn 30 voor het afgeven van licht. Hoewel dit kan worden opgevangen door bijvoorbeeld twee of meer groepen in serie geschakelde LED's anti- 1026-5 T4_ _ 6 parallel te schakelen, voorziet de uitvinding in een weer verdere uitvoeringsvorm ook daarin, dat tenminste vier groepen van in serie geschakelde LED's brugtakken van een dubbele gelijkrichtbrugschakeling vormen, waarbij tenminste één groep van in serie geschakelde LED's als 5 middentak in de brugschakeling is opgenomen. Van de vier brugtakken zijn er telkens twee gedurende een halve periode van de wisselspanning in geleiding, d.w.z. deze geven licht af. Gedurende de andere helft van de periode zijn de beide andere takken van de brug werkzaam. De als zogeheten middentak geschakelde groepen van LED's, dat wil zeggen tussen 10 de gelijkspanningsaansluitpunten van de brug, zullen daarentegen zowel gedurende de positieve als de negatieve halve periode van de aangelegde wisselspanning licht emitteren. De brugtakken zelf kunnen weer uit parallel geschakelde groepen van LED's bestaan.

Een dergelijke schakeling biedt het voordeel dat door het 15 geschikt over het warmtegeleidende montagelichaam spreiden van de LED's, een zoveel mogelijk homogene lichtbundel kan worden verkregen.

In een verdere uitvoeringsvorm van de verlichtingsarmatuur volgens de uitvinding, zijn de LED's van de vier brugtakken daartoe zoveel mogelijk aangrenzend aan elkaar gemonteerd, zodanig dat van 20 aangrenzende LED's ten minste één LED gedurende een eerste halve periode van de aangelegde wisselspanning werkzaam is en ten minste één andere LED gedurende een tweede halve periode van de aangelegde wisselspanning werkzaam is. Hierdoor dragen telkens ten minste twee aangrenzend gelegen LED's gedurende de volledige periode van de wisselspanning bij aan de 25 afgegeven lichtbundel. De LED's van de in de middentak geschakelde groep of groepen, welke elk continu, dat wil zeggen gedurende de beide helften van de aangelegde wisselspanning in geleiding verkeren, kunnen daarbij met voordeel in hoofdzaak aan de omtrek van het warmtegeleidende lichaam zijn gemonteerd, wanneer bijvoorbeeld een relatief brede of diffuse 30 lichtbundel noodzakelijk is, dan wel in hoofdzaak in het midden van het warmtegeleidende lichaam zijn gemonteerd, wanneer bijvoorbeeld een 1 Π O 6? S 1 Λ _ 7 lichtbundel met een sterke geconcentreerde lichtwerking vereist is.

De hoeveelheid in een groep in serie geschakelde LED's wordt zodanig bepaald, dat elke LED tijdens normaal bedrijf rond zijn nominale werkspanning werkzaam is. Bij voorkeur worden in de 5 verlichtingsarmatuur volgens de uitvinding zogeheten Power LED's toegepast.

Voor het desgewenst sturen van de door een verlichtingsarmatuur afgegeven verlichtingssterkte, kunnen stuurmiddelen in de vorm van bijvoorbeeld op zichzelf bekende schakelmiddelen, 10 waaronder begrepen (op afstand) elektronisch gestuurde schakelmiddelen, in de verlichtingsarmatuur worden opgenomen waarmee bijvoorbeeld één of meer groepen LED's selectief kunnen worden in- en/of uitgeschakeld. Niet alleen kan hiermee de verlichtingssterkte, maar kunnen uiteraard ook de vorm en richting van de afgegeven lichtbundel worden beïnvloed. Begrepen 15 zal worden dat bij gebruik van eenvoudige schakelmiddelen de hierdoor afgegeven warmte verwaarloosbaar is ten opzichte van in de praktijk voor dit doel gebruikte elektronisch gestuurde voedingsmiddelen.

Door het direct op het elektriciteitswisselspanningsnet aansluiten van een groep of groepen van LED's wordt de noodzaak voor 20 aanvullende voedingsschakelingen vermeden. Hierdoor wordt niet alleen een relatief eenvoudige en goedkope schakeling verkregen, maar wordt ook een extra warmtebelasting van het warmtegeleidende montagelichaam c.q. de warmtegeleidende middelen van de behuizing vermeden.

Binnen het kader van de uitvinding kunnen een groep of 25 groepen LED's ook via een eenvoudige gelijkrichtschakeling, zoals een diodebrugcel, op de gelijkgerichte spanning van het elektriciteits-wisselspanningsnet worden aangesloten. Om de lichtopbrengst te maximaliseren verdient het aanbeveling om over de gel ijkspanningsaansluitklemmen van de diodebrugcel een geschikte 30 afvlakcondensator te schakelen. Een dergelijke gelijkrichtschakeling draagt nauwelijks effectief bij aan de warmte-opbrengst van de armatuur Λ Λ λ ·Λ λ ! Λ δ als geheel. Zonodig kunnen (ontstorings)filters en stroom-begrenzingsmiddelen ter beveiliging worden toegepast.

De LED's kunnen alle van dezelfde of van verschillende kleuren zijn, waardoor ook de kleur van het afgegeven licht effectief kan 5 worden gestuurd. _

De verlichtingsarmatuur volgens de uitvinding is niet beperkt tot een bepaalde geometrische vorm, maar kan in wezen elke willekeurige geometrische vorm aannemen. Hierdoor is de verlichtingsarmatuur volgens de uitvinding veelzijdig toepasbaar. In de 10 praktijk zijn de meest voorkomende vormen vierkant, rechthoekig, rond of ovaal.

De uitvinding zal meer gedetailleerd worden uiteengezet in de navolgende beschrijving aan de hand van de bijgesloten tekeningen van uitvoeringsvormen van verlichtingsarmaturen.

15 Figuur 1 toont, schematisch, perspectivisch, met uiteen genomen delen, een uitvoeringsvorm van een verlichtingsarmatuur volgens de uitvinding.

Figuur 2 toont een schakelschema volgens de uitvinding van groepen in serie geschakelde LED's, waarbij verschillende groepen anti-20 parallel zijn geschakeld.

Figuur 3 toont een schakelschema van in groepen geschakelde LED's in een dubbele bruggelijkrichterschakeling volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding.

Figuur 4 toont een schakelschema volgens de uitvinding van 25 in groepen in serie geschakelde LED's, aangesloten op een diodebrugcel-gelijkrichter.

Figuren 5, 6 en 7 tonen schematisch, perspectivisch uitvoeringsvormen van verlichtingsarmaturen volgens de uitvinding, respectievelijk met een ronde, rechthoekige en langwerpige behuizing.

30 De uitvinding wordt in het navolgende uiteengezet aan de hand van voorkeursuitvoeringsvormen. Begrepen zal worden dat de 9 uitvinding hiertoe niet beperkt is, maar dat voor een deskundige verdere wijzigingen en aanvullingen mogelijk zijn, zonder af te wijken van de uitvindingsgedachte zoals verwoord in de bijgesloten conclusies.

In figuur 1 duidt het verwijzingscijfer 1 als geheel een 5 verlichtingsarmatuur volgens de uitvinding aan, die in figuur 1 met uiteengenomen delen is getoond. Van beneden naar boven in de figuur gezien, omvat de verlichtingsarmatuur 1 een behuizing 2, een warmtegeleidend lichaam 3 van keramisch materiaal, een groep of groepen LED's 4, afdichtmiddelen 5 en optische middelen 6.

10 In de uitvoeringsvorm van figuur 1 fungeert de behuizing 2 als warmtegeleiding voor het aan de omgeving afgeven van door de groep of groepen LED's 4 tijdens bedrijf ontwikkelde warmte. De behuizing 2 is daartoe bij voorkeur van aluminium vervaardigd.

De behuizing 2 kan overeenkomstig de uitvinding ook van een 15 bijvoorbeeld op zichzelf niet of slecht warmtegeleidend materiaal zijn vervaardigd, waarbij dan afzonderlijke warmtegeleidende middelen in of aan de behuizing zijn bevestigd, die in thermisch contact staan met het warmtegeleidend lichaam 3. Voor dit doel geschikte warmtegeleidende middel’en bijvoorbeeld in de vorm van koelblokken, al dan niet voorzien 20 van koelribben en dergelijke, zijn in figuur 1 schematisch met onderbroken lijnen 12 aangeduid. De koelblokken 12 evenals de behuizing 2 kunnen desgewenst zijn voorzien van ribben en kanalen voor geforceerde koeling door middel van een koel fluïdum, dan wel voor geforceerde luchtkoeling door middel van ventilatoren en dergelijke.

25 Het warmtegeleidende lichaam 3, waarop de groep of groepen LED's 4 zijn gemonteerd, is overeenkomstig de uitvinding van keramisch materiaal vervaardigd, en verkeert in geassembleerde toestand in direct thermisch contact met de behuizing 2 dan wel de warmtegeleidende middelen 12 welke in of aan de behuizing 2 kunnen zijn bevestigd. In de getoonde 30 uitvoeringsvorm bezit de behuizing 2 een zich langs de binnenomtrek inwendig van de behuizing 2 uitstekende ondersteuningsrand 7 waarop het i n ^ c 1 Λ warmtegeleidende lichaam 3 rust en in thermisch contact verkeert met de behuizing 2.

10

De groep of groepen LED's 4 zijn direct op het als plaat met gedrukte bedrading uitgevoerde warmtegeleidende lichaam 3 gemonteerd, 5 door middel van bijvoorbeeld geschikte soldeerverbindingen, welke op zichzelf voor een deskundige bekend zijn.

Hoewel niet getoond, zal begrepen worden dat op het als plaat met gedrukte bedrading uitgevoerde warmtegeleidende montagelichaam 3 verdere aansluitmiddel en in de vorm van aansluitcontacten, een 10 gelijkrichtschakeling, afvlakcondensatoren en dergelijke zijn voorzien, om de groep of groepen LED's 4 met het gebruikelijke elektriciteitsnet te verbinden.

Indien gewenst, zoals getoond in figuur 1, zijn optische middelen 6 verschaft, waarmee de behuizing 2 van de verlichtingsarmatuur 15 1 aan de 1ichtafgevende zijde daarvan stof- en vochtdicht kan worden afgesloten. Om een optimale afdichting te bewerkstelligen zijn afdichtmiddelen 5 voorzien, in de vorm van een bijvoorbeeld rubber afdichtring, welke in geassembleerde toestand aansluit op de omtreksrand van de optische middelen 6 en de omtrekrand van de behuizing 2. Door 20 middel van op zichzelf bekende schroeven of bouten 8 worden de optische middelen 6 aan de behuizing bevestigd. Uiteraard kunnen voor dit doel ook geschikte klemmiddelen of andere voor een deskundige op het gebied van bevestigingsmiddelen voor dit doel bekende en geschikte middelen worden toegepast.

25 In figuur 1 is verder schematisch een lichtdoorlatend lichaam of lichtdoorlatende plaat 9 getoond, welke aan de 1ichtafgevende zijde van de verl ichtingsarmatuur 1 kan worden aangebracht, dat wil zeggen direct gemonteerd op de optische middelen 6 dan wel op afstand hiervan, waarbij de lichtdoorlatende plaat 9 op zich ook weer aan de 30 behuizing 2 kan zijn bevestigd of aan een verdere behuizing waarin de verlichtingsarmatuur 1 is opgenomen.

1 n?RS i 4 11

Naar keuze kunnen zowel de optische middelen 6 als de 1ichtdoorlatende plaat 9 van een geschikte opdruk zijn voorzien, bijvoorbeeld voor signaleringsdoeleinden of voor het vormen van de door de verlichtingsarmatuur afgegeven lichtbundel c.q. de kleur van het 5 afgegeven licht.

Voor het vormen van de lichtbundel, dat wil zeggen de richting en/of de vorm van de afgegeven lichtbundel, kunnen de optische middelen 6 met voordeel zijn voorzien van lenzen met dezelfde of onderling verschillende stralingsgraden. In figuur 1 schematisch 10 aangeduid met het verwijzingscijfer 10. Uiteraard kunnen de optische middelen 6 ook als een uit één geheel gevormde lens zijn uitgevoerd. Wanneer geen 1ichtbundelvorming of -beïnvloeding nodig is, kunnen de optische middelen 6 desgewenst als een transparant afdichtdeksel zijn uitgevoerd.

15 Het warmtegeleidende lichaam 3 van keramisch materiaal, bestaat bij voorkeur uit een keramisch materiaal met een daarin opgenomen metaal oxide, zoals aluminiumoxide, teneinde optimale mechanische en thermisch geleidende eigenschappen te bewerkstelligen. Het keramisch materiaal heeft bij voorkeur elektro-isol erende eigenschappen voor 20 spanningen ten minste gelijk aan de dubbele waarde van de gebruikelijke elektri ci tei tsnetwi sselspanni ng.

Figuur 2 toont een blokschema van een elektrische LED-schakeling 20 voor gebruik in de verlichtingsarmatuur volgens de uitvinding. In deze uitvoeringsvorm omvat de schakeling 20 zes groepen in 25 serie geschakelde LED's 21, 22, 23, 24, 25, 26. De groepen 21, 22, 23 zijn in dezelfde stroomgeleidingsrichting op wissel spanningsaansluitpunten 27, 28 aangesloten. De groepen 24, 25, 26 zijn eveneens in dezelfde stroomgeleidingsrichting aangesloten, echter tegengesteld of anti-parallel aan de groepen 21, 22, 23. Dat wil zeggen de groepen 21, 30 22, 23 geleiden gedurende de eerste halve periode van de aangelegde wisselspanning AC en de groepen 24, 25, 26 geleiden gedurende de tweede 1 n o ft* t a____ __ 12 halve periode. De anti-parallel geschakelde groepen geven derhalve om beurten licht af. Door de groepen verspreid, c.q. gemengd over de plaat met gedrukte bedrading 4 te monteren kan in totaal een homogene lichtbundel worden verkregen.

5 Voor het desgewenst sturen van de afgeven 1i chtbundel, qua intensiteit en/of qua vorm, kunnen schakelmiddelen 31, 32, 33, 34, 35 ,36 zijn verschaft, elk in serie geschakeld met respectievelijk een groep LED's 21, 22, 23, 24, 25, 26. De schakelmiddelen 31, 32, 33, 34, 35, 36 kunnen op afstand bedienbare mechanische en/of elektronische schakelaars 10 zijn.

Begrepen wordt dat meer of minder groepen LED's al dan niet met schakelmiddelen kunnen worden gevormd. Bij een gebruikelijk elektriciteitsnet met 230 volt wisselspanning AC, omvat een groep ca. 100 in serie geschakelde Power LED's. Bijvoorbeeld LED’s van het type 15 Lumileds met een gemiddelde voorwaartse spanning van circa 3,3 Volt.

Figuur 3 toont een verder elektrisch schakelschema 40 van groepen LED's 41, 42, 43, 44, 46, 47 geschakeld als zogeheten dubbele bruggelijkrichterschakeling. De groepen 41, 42, 43, 44 vormen de vier brugtakken en de groepen 46, 47 vormen de zogeheten middentak van de 20 brugschakeling, aangesloten tussen de gelijkspanningsaansluitpunten 48 (+) en 49 (-). De netvoedingswisselspanning AC wordt aangesloten op de aansluitpunten 50, 51. Een deskundige zal begrijpen dat de netvoedingswisselspanning zo nodig via een transformator, zoals een scheidingstransformator vanuit het elektriciteitsnet aan de schakeling 25 kan worden toegevoegd.

Tijdens de positieve halve periode van de aangelegde wisselspanning geleiden de brugtakken 41, 42 en de middentak 45. Tijdens de negatieve halve periode van de aangelegde wisselspanning geleiden de brugtakken 43, 44 en de middentak 45. De middentak 45, c.q. de groepen 30 46, 47 geleiden derhalve gedurende de beide halve perioden van de aangelegde wisselspanning.

1 τ d 13

Begrepen zal worden dat de brugtakken 41, 42, 43, 44 op zichzelf ook uit verschillende parallelle groepen LED1s kunnen bestaan. Het aantal LED's in een groep wordt bepaald door de sterkte van de aangelegde wisselspanning AC en de hoeveelheid in totaal in serie 5 geschakelde LED's die gelijktijdig in geleiding verkeren. Uiteraard spelen ook de elektrische eigenschappen van de gebruikte LED's hierbij een rol. Op zichzelf kan de schakeling 40 weer van schakel middel en worden voorzien, waarmee bijvoorbeeld één of meer van de groepen 46, 47 worden onderbroken of geshunt. Uiteraard zodanig, dat geen overbelasting of 10 kortsluiting optreedt. Voor een maximale lichtopbrengst kan tussen de gelijkspanningsaansluitpunten 48, 49 een afvlakcondensator worden aangesloten (niet getoond).

Met de schakeling 50 kan een zeer homogene lichtbundel worden verkregen, door de LED's geschikt op het als plaat met gedrukte 15 bedrading uitgevoerde warmtegeleidende lichaam 3 te monteren.

Bijvoorbeeld de groepen LED's 41, 42, 43, 44 in hoofdzaak in het midden van de plaat, zodanig dat aangrenzend gelegen LED's afwisselend oplichten, c.q. in geleiding zijn, en de continue geleidende groepen LED's 46, 47 aan de omtrek van de plaat 3. Omgekeerd kunnen de groepen 20 41, 42, 43, 44 aan de omtrek en de groepen 46, 47 in hoofdzaak in het midden van de plaat 3 worden geconcentreerd. Andere, gemengde vormen zijn eveneens denkbaar, bijvoorbeeld afhankelijk van een gewenste toepassing.

In het schakelschema volgens figuur 4 zijn groepen van in serie geschakelde LED's 68, 69 aangesloten op de gelijkspannings-25 aansluitklemmen 64, 65 van een diodebrugcelgelijkrichtschakeling 63, omvattende vermogensdioden 70. De wisselspanningsaansluitklemmen 61, 62 van de diodebrugcelgelijkricht-schakeling 63 kunnen direct op het wisselspannings-elektriciteitsnet AC worden aangesloten.

Omdat de groepen LED's 68, 69 op de gelijkspannings-30 aansluitklemmen 64, 65 van de diodebrugcelgelijkrichtschakeling 63 zijn aangesloten, bedraagt de lichtopbrengst circa 75% in vergelijking tot 10265 τ 4 14 bijvoorbeeld de dioden van een van de groepen LED's 21, 22, 23, 24, 25, 26 zoals geschakeld in de schakeling 20 van figuur 2.

De lichtopbrengst kan nog verder worden verhoogd, tot circa 100%, door het tussen de gelijkspanningsaansluitklemmen 64, 65 van de 5 diodebrugcelgelijkrichtschakeling 63 opnemen van één of meer afvlakcondensatoren 66. Voor spanningsstabilisatie aan de gelijkspanningsaansluitklemmen 64, 65 kan zo nodig een zenerdiode 67 worden toegepast, geschakeld zoals getoond, of een andere op zichzelf bekende gelijkspanningsstabilisatieschakeling. Om beschadiging van de 10 LED's te voorkomen, verdient het aanbeveling om in serie met de groepen LED's 68, 69 een stroombegrenzingschakeling 71 op te nemen. Deze stroombegrenzingsschakeling 71 is facultatief toepasbaar. Begrepen zal worden dat de diodebrugcelgelijkrichtschakeling 63, de één of meerdere afvlakcondensatoren 66, de gelijkspanningsstabilisatiemiddelen c.q. 15 zenerdiode 67 en de stroombegrenzingsschakeling 71 samen met de groepen LED's 68, 69 op het montagelichaam 3 van keramisch materiaal kunnen worden gemonteerd. Uiteraard kunnen de diodebrugcelgelijkgericht-schakeling 63, de afvlakcondensator(en) 66, de spannings- stabilisatieschakeling 67 en de stroombegrenzingsschakeling 71 ook op een 20 afzonderlijke plaat met gedrukte bedrading worden gemonteerd, mits deze een voldoende hoge doorslagspanning bezit voor aansluiting van de wissel spanningsaansl uitklemmen 61, 62 van de diodebrugcel- gelijkrichtschakeling 63 op bijvoorbeeld de elektriciteitsnet-wisselspanning van 230 Volt of 400 Volt.

25 Bij gebruik van een transformator, zoals een scheidiiigstransformator voor het aan de schakeling 60 toevoeren van wisselspanning, kan desgewenst gekozen worden voor een transformator met middenaftakking, waarbij de gelijkrichtschakeling dan uit slechts twee dioden 70 kan bestaan, om een volle- of dubbele gelijkrichting te 30 bewerkstelligen, zoals bij deskundigen op zichzelf bekend.

4 fN Λ Λ' j· · j. Λ 15

Figuur 5 toont een geassembleerde verlichtingsarmatuur 1, volgens figuur 1.

Figuur 6 toont een verlichtingsarmatuur 60 met dezelfde opbouw als de verlichtingsarmatuur 1, echter met een langwerpige 5 rechthoekige behuizing 71, met afmetingen ter vervanging van bijvoorbeeld een gebruikelijk TL-armatuur.

Figuur 7 toont een verlichtingsarmatuur 80 volgens de uitvinding met een ronde behuizing 81. Bij toepassing van de schakeling volgens figuur 3, kunnen bijvoorbeeld de in hoofdzaak in het middengebied 10 gelegen LED's, aangeduid met de in onderbroken lijnen getekende cirkel 82, behoren tot de groepen 46, 47 en de buiten de cirkel 82 gelegen LED's 83 behoren tot de groepen 41, 42, 43, 44.

Ook voor de armaturen 1 en 70 geldt dat de LED's op geschikte wijze kunnen zijn gegroepeerd, om een bijvoorbeeld zo homogeen 15 mogelijke lichtbundel te verkrijgen.

1 flORC Λ ____

Claims (25)

1. Verlichtingsarmatuur, omvattende een behuizing en een veelheid in de behuizing aangebrachte 1icht-emitterende diodes, LED's, 5 waarbij de behuizing is voorzien van warmtegeleidende middelen voor het van de behuizing wegleiden van tijdens bedrijf door de LED's ontwikkelde warmte, met het kenmerk, dat de LED's als ten minste één groep in serie zijn geschakeld voor aansluiting op het elektriciteits-wisselspanningsnet en dat de LED's op een warmtegeleidend lichaam van keramisch materiaal 10 zijn gemonteerd, welk lichaam in thermisch contact verkeert met de warmtegeleidende middelen van de behuizing.

2. Verlichtingsarmatuur volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het warmtegeleidende lichaam als plaat met gedrukte bedrading is uitgevoerd.

3. Verlichtingsarmatuur volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het warmtegeleidende lichaam is vervaardigd van een keramisch materiaal met elektrisch isolerende eigenschappen voor spanningen ten minste gelijk aan de dubbele waarde van de elektriciteitsnetwisselspanning.

4. Verlichtingsarmatuur volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het warmtegeleidende lichaam van keramisch materiaal met een daarin opgenomen metaal oxide is vervaardigd.

5. Verlichtingsarmatuur volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat het metaal oxide aluminiumoxide is.

6. Verlichtingsarmatuur volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de warmtegeleidende middelen in de behuizing zijn geïntegreerd.

7. Verlichtingsarmatuur volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de behuizing van aluminium is vervaardigd.

8. Verlichtingsarmatuur volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat aan de licht-emitterende zijde van de 1026514 LED's optische middelen zijn aangebracht via welke het door de LED's tijdens bedrijf opgewekte licht wordt afgegeven.

9. Verlichtingsarmatuur volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de optische middelen zijn ingericht voor het verschaffen van een 5 verlichtingsarmatuur met een voorafbepaal de lichtstralingsrichting en/of lichtbundel vorm.

10. Verlichtingsarmatuur volgens conclusie 8 of 9, met het kenmerk, dat de optische middelen een veelheid van lenzen met dezelfde of onderling verschillende stralingsgraden omvatten.

11. Verlichtingsarmatuur volgens conclusie 8, 9 of 10, met het kenmerk, dat de optische middelen zijn voorzien van een opdruk.

12. Verlichtingsarmatuur volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de opdruk op een, vanaf de lichtgevende zijde van de verlichtingsarmatuur gezien, vóór de optische middelen aangebrachte 15 afzonderlijke lichtdoorlatende plaat is aangebracht.

13. Verlichtingsarmatuur volgens één of meer van de conclusies 8 tot en met 12, met het kenmerk, dat de optische middelen en/of de lichtdoorlatende plaat aan de behuizing bevestigbaar zijn uitgevoerd.

14. Verlichtingsarmatuur volgens conclusie 13, met het kenmerk, 20 dat de optische middelen en/of de lichtdoorlatende plaat als afdichtdeksel voor de behuizing zijn gevormd, om het binnendringen van vocht en vuil in de behuizing te verhinderen.

15. Verlichtingsarmatuur volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat het afdichtdeksel door middel van een afdichtring, zoals een rubber 25 afdichtring, op de behuizing aansluit.

16. Verlichtingsarmatuur volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, ten minste twee groepen van in serie geschakelde LED's anti-parallel zijn geschakeld voor aansluiting op het elektri ci tei ts-wi sselspanni ngsnet.

17. Verlichtingsarmatuur volgens één of meer van de conclusies 1 t/m 16, met het kenmerk, dat tenminste vier groepen van in serie 1 Λ Λ * * geschakelde LED's brugtakken van een dubbele gelijkrichtbrugschakeling vormen, waarbij tenminste één groep van in serie geschakelde LED's als middentak in de brugschakeling is opgenomen.

18. Verlichtingsarmatuur volgens conclusie 16 of 17, met het 5 kenmerk, dat de LED's zodanig over het warmtegeleidende lichaam zijn gespreid, dat er een zoveel mogelijk homogene lichtbundel wordt verkregen.

19. Verlichtingsarmatuur volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat de LED's van de in de brugtakken geschakelde groepen zoveel mogelijk 10 aangrenzend aan elkaar zijn gemonteerd, zodanig dat van aangrenzende LED's ten minste één LED gedurende een eerste halve periode van de aangelegde wisselspanning werkzaam is en ten minste één andere LED gedurende een tweede halve periode van de aangelegde wisselspanning werkzaam is, en dat de LED's van de in de middentak geschakelde groep of 15 groepen in hoofdzaak aan de omtrek van het warmtegeleidende lichaam zijn gemonteerd, zodanig dat deze de LED's van de brugtakken omringen.

20 LED's ten minste één LED gedurende een eerste halve periode van de aangelegde wisselspanning werkzaam is en ten minste één andere LED gedurende een tweede halve periode van de aangelegde wisselspanning werkzaam is, en dat de LED's van de in de middentak geschakelde groep of groepen in hoofdzaak in het midden van het warmtegeleidende lichaam zijn 25 gemonteerd, zodanig dat de LED's van de brugtakken de LED's van de middentak omringen.

20. Verlichtingsarmatuur volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat de LED's van de in de brugtakken geschakelde groepen zo veel mogelijk aangrenzend aan elkaar zijn gemonteerd, zodanig dat van aangrenzende

21. Verlichtingsarmatuur volgens één of meer van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat een groep van LED's een zodanige hoeveelheid in serie geschakelde LED's omvat, dat elke LED 30 tijdens normaal bedrijf rond zijn nominale werkspanning werkzaam is.

22. Verlichtingsarmatuur volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de LED's zogeheten Power LED1s zijn.

23. Verlichtingsarmatuur volgens één of meer van de voorgaande conclusies, voorzien van stuurmiddelen, voor het sturen van de verlichtingssterkte van het door de LED's tijdens bedrijf afgegeven 5 licht.

24. Verlichtingsarmatuur volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de behuizing en de warmtegeleidende middelen en/of de optische middelen en/of de lichtdoorlatende plaat met opdruk een willekeurig geometrische vorm hebben, in het bijzonder 10 vierkant, rechthoekig, rond of ovaal.

25. Verlichtingsarmatuur volgens conclusie 24, met het kenmerk, dat de afmetingen van het verlichtingsarmatuur in geassembleerde toestand in hoofdzaak overeenkomen met afmetingen van in de handel verkrijgbare armaturen, zoals bijvoorbeeld TL-armaturen. < noöc 1 A