WO2004003869A1 - Lichtabgabeeinrichtung, insbesondere verkehrssignal-lichtabgabeeinrichtung, die mit leuchtdioden aufgebaut ist - Google Patents

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
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    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Definitions

  • Light emission device in particular traffic signal light emission device, which is constructed with light-emitting diodes
  • a support body which has an attachment area for holding the light-emitting device in a base with current supply and a light-emitting area with LEDs;
  • a printed circuit board or a sandwich-like printed circuit board arrangement wherein the LEDs and the components of a circuit which allows the light output device to be connected to a mains voltage of at least 110 V without voltage conversion are attached to the printed circuit board or the sandwich-like printed circuit board arrangement.
  • LEDs have a forward voltage in the range of a few volts, it was previously customary to provide a voltage conversion, typically with a transformer, when connecting to a mains voltage. Compared to most circuit components, transformers are voluminous and heavy. In addition, it has previously been customary to provide the power supply circuit of an LED arrangement locally separated from the LED arrangement. Finally, the circuit board which carries a plurality of LEDs, e.g. attached by screws to the device in which the light emitting device is to be used.
  • the light emitting device according to the invention is characterized in that it can be produced particularly efficiently and cost-effectively and can be inserted particularly easily into the device in which it is to be used.
  • the * Power supply without voltage conversion leads to a light, small construction with a particularly low risk of failure.
  • the mounting area of the support body fits into a common screw socket or a common plug-in socket or a common bayonet socket, as is common in particular for incandescent lamps, the light-emitting device is inserted into the device in which it is used should, especially easy. You also have a perfect "retrofit solution" in front of you, i.e. the possibility of easily replacing a previously used incandescent lamp with a light emission device according to the invention.
  • “Mains voltage” preferably means a respective household mains voltage.
  • the household mains voltage is 230 V or 110 V.
  • the light emitting device according to the invention can also be designed for a mains voltage that is higher than normal household mains voltages, e.g. Traffic signal systems can be operated with a higher mains voltage.
  • traffic signal light emitting device is intended to encompass all light emitting devices by means of which information is given in traffic. Specifically, light emitting devices in road traffic lights are to be mentioned first, whereby in the broader sense, in particular, light signal traffic signs, illuminated signposts, illuminated symbols such as arrow symbols and much more are referred to. Traffic signal light emitting devices according to the invention can be used in particular in road traffic, rail traffic (eg signals on rail routes), ship traffic and aviation traffic (eg at airports). Particular attention is drawn to the possibility of use as runway lighting at airports, where on the one hand it is a traffic signal light emitting device in the broadest sense (information to the pilot about the limitations of the runway), but on the other hand also lighting.
  • the light emitting device according to the invention can be used in particular in the entire area of traffic engineering.
  • the light emitting device according to the invention can be used in the entire field of lighting. Street lighting, garage lighting, building lighting, office lighting and apartment lighting deserve special mention.
  • LED light emitting devices are characterized by a much longer service life and by a much lower power consumption.
  • traffic signal light emitting devices in particular, the much longer service life means that considerable costs for the maintenance and frequent replacement of incandescent lamps are saved.
  • a support body which has an attachment area for holding the light-emitting device in a base with current supply and a light-emitting area with LEDs;
  • the LEDs being positioned at a distance from the mounting area of the support body such that their light output is largely equivalent to the light of an incandescent lamp reflected by a reflector of a common traffic light.
  • a common traffic light contains a source of green signal light, a source of yellow signal light and a source of red signal light one above the other.
  • a white light bulb is provided for each of these sources,
  • the traffic signal light emitting device in accordance with the second aspect, is designed such that its LED field emits light equivalent to the previous embodiment with incandescent lamp and
  • the optimal positioning with regard to the distance from the attachment area of the support body (which also means optimal positioning with regard to the distance from the cover plate) is important. If the LED field is too far from the lens, less than the optimal light will be used.
  • the support body is preferably made of plastic.
  • a plastic support body can be created in various shapes without any problems
  • the support body will have a frustoconical basic shape, the attachment area being located at the smaller diameter end of the support body and the printed circuit board or the sandwich-like circuit board arrangement being located at the larger diameter end of the support body.
  • the attachment area being located at the smaller diameter end of the support body and the printed circuit board or the sandwich-like circuit board arrangement being located at the larger diameter end of the support body.
  • the support body has a configuration with an essentially circular configuration
  • the printed circuit board or the printed circuit board arrangement preferably has a diameter in plan view which is essentially the front end diameter of the reflector
  • HO corresponds to common traffic lights.
  • the front end diameter of the reflector of a common traffic light is 200 mm or, for larger traffic lights, 300 mm.
  • the available light emission surface is optimally used and optimal homogeneity is achieved
  • the support body in front of the LEDs is preferably provided with a translucent end plate.
  • the end plate can be used for protective closure e.g. against moisture and dirt.
  • the end plate can also be used to optically influence the light output of the LEDs, e.g. for focusing, for generating essentially parallel light beams or as a diffusing screen.
  • the support body preferably has a bearing ring for bearing against an abutment region of a device in which the light emission device is to be used. This achieves additional stabilization of the position of the light-emitting device in the held state, so that one does not rely solely on the holder in the base for fixing the position.
  • the support body preferably has a length-adjustable region, by means of whose adjustment the positioning of the LEDs relative to the attachment region of the support body can be adjusted. It has already been pointed out above that it can be advantageous to position the LEDs at a certain position in relation to the longitudinal direction of the optical axis of the light emitting device (in particular to position it such that the light emitting of the LEDs largely corresponds to that of a reflector reflected light of an incandescent lamp is equivalent to a common traffic light). So that you can easily and cheaply position the LEDs 170 se can set, the length-adjustable range is provided.
  • the length-adjustable area can in particular be realized by a telescopic area.
  • the light emission device has at least one strand in which a plurality of LEDs are connected in series; 180 (b) that a plurality of Zener diodes are provided in the LED string, each of which is connected in antiparallel with at least one LED;
  • the power supply is optimized with regard to manufacturing costs, reliability and space requirements.
  • the large number of LEDs connected in series in a string can be selected so high that the sum of the forward voltages of these LEDs is close to the mains voltage or a tapped part of the mains voltage; this enables the power loss in other circuit parts to be reduced.
  • the rated current specified by the manufacturer can be met by the LEDs. This ensures that the minimum LED life specified by the LED manufacturer is not affected by pulse modulation.
  • the Zener voltage of the relevant Zener diode can be calculated so that it is higher than the forward voltage of the LED with which the Zener diode is connected in anti-parallel. In the event of an interruption of the current flow through the LED, the current flow to the other LEDs of the LED string is stopped. guaranteed. This connection ensures that, for example, in the case of a defective LED, a defective conductor track or a defective soldering joint, the LEDs that are not connected in anti-parallel by the Zener diode continue to light up. If a Zener diode with several LEDs, which in turn are connected in series, is connected antiparallel, the sum of the forward voltages of the LEDs in question can be used for the above calculation. Preferably, at least two LEDs are bridged by a Zener diode, more preferably at least three LEDs, even more preferably at least 4 LEDs; it is very particularly preferred if three to eight LEDs are bridged.
  • the LED string is connected to a mains voltage of at least 110 V, this should naturally not mean that the LED string is connected directly to the mains voltage.
  • Intermediate circuit elements are generally present.
  • the LED string and the current limiting device can be indirectly connected to the mains voltage of at least 110 V.
  • the intermediate 220 circuit elements e.g. B. a voltage divider, can cause that only a partial mains voltage is present on the LED string and the current limiting device.
  • the possibility of being indirectly connected also applies to the other places in the present application where "connected" is used.
  • the current limiting device preferably has a resistor.
  • the circuit can be designed such that the difference between the mains voltage and the voltage across the LED strand essentially drops across this resistor.
  • the current limiting device preferably has a current injection device.
  • the current injection device preferably has a resistor and a diode which are connected in series to the mains voltage, the resistor being connected to the same potential of the mains voltage as the LED strand.
  • this current injection device has a transistor, at the base of which the potential between the resistor and the diode is present, the collector of which is connected via the LED strand to the same potential of the mains voltage, and the latter
  • the 245 emitter is connected via a further resistor to the opposite potential of the mains voltage.
  • the diode can be implemented, for example, by a zener diode which is polarized in the reverse direction, a diode which is polarized in the flow direction or an LED which is polarized in the flow direction. This creates a reference voltage that is independent of the mains voltage.
  • the current over the LED string can be calculated using the following formula:
  • I LED current through the LED string
  • R ⁇ Value of the additional resistor connected to the emitter.
  • the LED strand and the current-limiting circuit are preferably connected to the mains voltage via a rectifying circuit.
  • the rectifying circuit can be implemented in particular with a diode or with a bridge circuit made of diodes.
  • At least one capacitance is preferably arranged in parallel with the rectified mains voltage and the LED strand with a current limiting device. This ensures that the LEDs are operated approximately with direct current. In DC operation, the rated current specified by the manufacturer can be maintained.
  • the storage function of the capacitance connected in parallel can also be achieved by an inductance connected in series.
  • An afterglow suppression 280 is preferably provided in the light emitting device.
  • An afterglow of the LEDs can occur due to the charge stored in the previously mentioned capacity if it flows off via the LEDs after the mains voltage has been switched off. Afterglow is particularly troublesome with flashing light emitting devices. Afterglow suppression ensures that after switching off the mains voltage, the charge stored in the named capacity does not flow out via the LEDs. This ensures that no light is emitted by the light emitting device after the mains voltage has been switched off.
  • the afterglow suppression between the rectifying circuit and the aforementioned capacitance preferably has a diode which is polarized in the flow direction.
  • the LED string is connected to the anode of this diode.
  • an electronic switch with at least one control input, at least one control input of the electronic switch being connected to the mains voltage.
  • the diode rather ensures that no current can flow to the control input of the electronic switch after the mains voltage has been switched off and that the control input of the electronic switch is separated from the potential of this capacitance. The electronic switch thus interrupts the flow of current through the LED string.
  • the electronic switch preferably has a transistor, the collector of which is connected via the LED strand to the potential of the anode of the aforementioned diode, the emitter of which is connected to the opposite mains voltage potential, and the base of which is connected to the potential 305 of the mains voltage is connected. Since there is no longer any potential at the base of the transistor after the mains voltage has been switched off, the latter blocks the current flow through the LEDs.
  • At least one component 310 is preferably provided in the light emitting device, which has a function both in the current limiting device and in the afterglow suppression. An embodiment described below will further clarify this. As a result, the light emitting device can be constructed more cost-effectively, more space-savingly and more reliably.
  • At least one resistor is preferably arranged in parallel with the capacitance.
  • the resistor discharges the capacity when the mains voltage is switched off, which prevents the LEDs from glowing.
  • At least one diode is preferably connected between the capacitance and the input of the current limiting device. The diode ensures that after switching off the mains voltage, no current can flow to the control of the current limiting device and that the control of the current limiting device is separated from the potential of the capacitance. This also prevents the LEDs from glowing.
  • At least one capacitance is preferably connected in parallel to the LEDs of the LED strand, each capacitance being connected in parallel to at least one LED. This can prevent any voltage spikes from damaging the LEDs.
  • each LED has a 330 capacitance connected in parallel, or also embodiments in which groups of LEDs or even all LEDs have a capacitance connected in parallel.
  • the arrangement of the LEDs and the power supply of the LEDs are preferably redundant to the network input. Even in the event of any failure at any location of the LEDs or the power supply to the LEDs, the light emitting device can still function with reduced light emission. Due to the very simple construction of the power supply according to the invention, the redundant construction can be implemented without significant additional costs. most and without significant additional space requirements. It is emphasized that, in a preferred development of the invention, it is alternatively possible to carry out only a part of the LED arrangement and power supply redundantly, that is to say to begin, as it were, with the redundant design a distance from the network input.
  • the LEDs and the power supply for the LEDs are preferably mounted on a printed circuit board or a sandwich-like printed circuit board arrangement. Flexible circuit boards are also possible.
  • the LEDs of the redundant LED strands are preferably arranged on the printed circuit board or the sandwich-like printed circuit board arrangement in such a way that an essentially homogeneous light emission is achieved if a redundant part fails.
  • the LEDs of the redundant strands can be arranged essentially alternately.
  • the LEDs of the redundant LED strands are preferably arranged on the circuit board or the sandwich-like circuit board arrangement in such a way that when a redundant part fails, a non-homogeneous light emission occurs that the failure can be recognized by a viewer.
  • a first group of LEDs can be arranged on a first part of the light emission surface and a redundant, second group of LEDs can be arranged on a second part of the light emission surface, e.g. B. two semicircles.
  • Each of the two groups can be further subdivided, so that e.g. B. receives four circle sectors or four stripes within a square.
  • a traffic signal light emitting device can be used by simple replacement instead of an incandescent lamp.
  • the design is preferably such that the reflector of a common traffic light remains in the traffic light.
  • the existing colored lens can also remain in the traffic light.
  • colored LEDs are preferably provided, e.g. red LEDs for a red traffic light segment, green LEDs for a green traffic light segment and yellow LEDs for a yellow traffic light segment.
  • red LEDs for a red traffic light segment
  • green LEDs for a green traffic light segment
  • yellow LEDs for a yellow traffic light segment.
  • white LEDs one can work with white LEDs in the invention, and not only with traffic signal light emitting devices, but very particularly with lighting.
  • In the invention is preferably carried out without a pulse circuit to the 'LEDs to operate at mains voltage.
  • Figure 1 is a traffic signal light emitting device, in side view and partially in longitudinal section.
  • FIG. 2 shows a part of a traffic signal light emitting device of an alternative embodiment, in longitudinal section;
  • FIG. 3 shows a part of a traffic signal light emitting device of an alternative embodiment, in partial longitudinal section;
  • Fig. 4 is a circuit diagram for the LEDs and the current limiting device for the LEDs in a light emitting device.
  • FIG 5 shows a circuit diagram for the LEDs and the current limiting device for 415 the LEDs in the case of a light emission device, the current limiting device being implemented by a current impressing device.
  • Fig. 1 is a longitudinal section containing the optical axis 2, part of a traffic light segment (be it green traffic light segment, be it yellow traffic light segment,
  • the reflector 4 carries a screw socket into which a light bulb is screwed in a conventional traffic light segment.
  • the reflector 4 is in one with its front end region
  • FIG. 425 housing of the relevant traffic light segment attached, as shown in FIG. 1 with a front end flange 8 of the reflector 4 and axes 10 of fastening screws.
  • the incandescent lamp which is otherwise present in a traffic light segment which is operated 430 with an incandescent lamp has been unscrewed, and instead a drawn traffic signal light emission device 20 has been screwed into the same socket.
  • the light emission device 20 increases to almost the inner diameter of the reflector 4 in its front end region.
  • the outer diameter of the ring 22 and its axial positioning are coordinated such that when the light-emitting device 20 is completely screwed into the screw socket, not shown, the ring 22 abuts with a rear end region of its outer circumference comes to the inside of the reflector 4, whereby the light emitting device is additionally stabilized.
  • the light-emitting device 20 is connected to a mains voltage of, for example, 110 V or 230 V via the screw socket (not shown).
  • the light emitting device 20 In its front end region (at the top in FIG. 1), the light emitting device 20 carries a printed circuit board 24 which extends at right angles to the axis 2.
  • the circuit board 24 has an outer diameter that is only slightly smaller than the largest inner diameter of the reflector 4.
  • Circuit modules 32 are attached to the back of the circuit board 24.
  • An embodiment of an LED arrangement and a circuit will be described further below. At the current point it is only pointed out that the circuit without voltage conversion and without pulse modulation operation
  • the drawn and described traffic signal light emitting device 20 is thus composed of a - roughly speaking - mushroom-shaped support body 34 and the addressed printed circuit board 24 with the attached
  • the support body 34 is preferably made of plastic and is preferably produced by injection molding.
  • the rear end region of the supporting body 34 with the screw thread represents an attachment region for holding the light emission device 20; the front end region of the support body 34, where the printed circuit board 24
  • 465 is a light emitting area of the light emitting device 20.
  • FIG. 2 An alternative is illustrated in FIG. 2, in which, instead of the circuit board 24 from FIG. 1, a front circuit board 24 a and a rear circuit board 24 b are present.
  • the printed circuit boards 24 a and 24 b form a sandwich-like printed circuit board arrangement 38.
  • the front printed circuit board 24 a carries the LEDs 30 and components 32 a which are most sensibly close to the LEDs 30 in terms of circuitry.
  • the rear circuit board 24 b carries the remaining components 32 b.
  • the circuit boards 24a and 24b are electrically connected to one another by plug connectors 40.
  • FIG. 3 illustrates a length-adjustable area 42 of a support body of a light-emitting device 20.
  • a cylindrical, rear area 44 of the support body projects into a somewhat larger, front area 46 of the support body.
  • a radially outwardly projecting pin 48 is fastened to the rear region 44. The pin 48
  • Area 44 is so narrow that once the length setting has been set, it does not change automatically. Possibly.
  • a friction-increasing intermediate ring can be provided between the areas 46 and 44.
  • the length-adjustable region 42 is located in that part of the support body which is denoted by 52 in FIG. 1.
  • FIG. 4 schematically shows a circuit arrangement according to an embodiment of the invention.
  • Block 114 shows a circuit unit of an embodiment of the light emitting device according to the invention, consisting of mains input 103, rectifier 108, current-limiting circuit 106, diode D, LED strand 102, capacitance C1, capacitance CN + 1 and resistor R4.
  • the rectifier circuit 108 converts an AC voltage possibly present at the network input 505 into a DC voltage, which is consequently present between points 118 and 110.
  • a bridge rectifier was used.
  • LEDs LED 1 to LED N
  • Zener diodes ZD 1 to ZD N
  • capacitors C 2 to C N
  • each LED LED 1 to LED N
  • Zener diode (ZD1 to ZD N) connected anti-parallel.
  • the forward voltage of the LEDs (LED 1 to LED N) is approximately 3.5 volts, 31 diodes were arranged in series.
  • the breakdown voltage of the Zener diode (ZD 1 to ZD N) is higher than the sum of the forward voltages of the light-emitting diodes bridged antiparallel (LED 1 to LED N).
  • Zener diode ZD1 to ZD N
  • LED 1 to LED N the light-emitting diodes
  • the LEDs typically have a forward voltage
  • Zener diodes 525 from 2 to 4 V and are used e.g. B. selected with a nominal current of 50 mA. f ;; ,
  • the maximum permissible power loss of the Zener diodes must be at least as high as the product of the Zener voltage and the nominal current through the LEDs.
  • Diode D is in the forward direction between rectifier circuit 530, i. H. the potential 108, and the LED strand 102, i. H. the potential 104.
  • the current limiting circuit of an embodiment of the light emitting device is shown. It is implemented by an NPN transistor and the 535 resistors R1, R2 and R3. Resistors R1 and R2 are connected in series between potentials 118 and 110. The base of transistor T1 is connected to the potential between resistors R1 and R2.
  • the 540 switched LED string 102 from LEDs LED1 to LEDN connected to potential 104.
  • the base voltage is set via the resistors R1 and R2, as a result of which the collector current is determined on the basis of the characteristic curve of the transistor.
  • the resistor R 1 is approximately 100 kOhm
  • the resistor R 2 is approximately 10 kOhm
  • the resistor R3 is approximately 100 kOhm
  • Type MPSA 42 is used as the transistor.
  • the current-limiting circuit can also be constructed, for example, from a MOSFET transistor. In both cases described, the current limitation is achieved through the resistor R3.
  • the transistor fulfills the function of the electronic switch.
  • the circuit described can be constructed in an equivalent manner by means of a pnp bipolar transistor.
  • the emitter is connected to the potential (104) of the anode of the diode (D), its collector is connected to the opposite mains voltage potential via the LED string (102) and its base is connected to the potential of the mains voltage.
  • the capacitance C1 is connected in parallel with the LED strand 102 between the potentials 104 and 110.
  • the capacitor C1 serves to smooth the half-waves of the rectified AC voltage, so that the LEDs are supplied with a 560 quasi-continuous DC voltage.
  • the capacitance CN + 1 is connected in parallel to the LED strand 102 between the potentials 118 and 110. If the circuit is connected to the mains voltage, the capacitance C N + 1 ensures that the voltage divider 12 at the base of the 565 transistor T1 is supplied approximately with the peak voltage between the peaks of the half-waves. This ensures that the transistor T1 switches through between the peaks of the half-waves and the LEDs can light up, since they are also supplied with current by the capacitor C1.
  • a capacitor C1 is connected in parallel Discharge resistor R 4 is provided and the diode D separates the voltage divider of the base of the transistor T1 from the potential 104 of the capacitor C 1, whereupon the transistor blocks the current flow through the diodes.
  • An optional voltage divider circuit can be located in front of the rectifier at the mains input, which enables the light output unit to be easily reconfigured for different mains voltages.
  • the circuit shown in block 116 corresponds exactly to the circuit described in block 114 and is constructed redundantly from the network input to the circuit described above.
  • a diode Dref is provided instead of the resistor R2.
  • the resistor R3 is missing.
  • a resistor R13 and a capacitance CD are now available.
  • the 590 capacitance CD is connected in parallel to the diode Dref.
  • the embodiment according to FIG. 5 has a current injection device.
  • the control is implemented by the resistor R1 and the diode Dref which is polarized in the direction of flow.
  • the Kol- is in series with the LED string
  • resistor R13 should be dimensioned such that the quotient from the voltage across diode Dref minus voltage across the base-emitter path is divided by the value of resistor R13 im
  • the 605 essentially gives the nominal current of the LEDs.
  • An npn bipolar transistor T1 should be selected in such a way that the mains voltage may be present across the collector-emitter path and that the set current may flow through the LEDs over the collector-emitter path.
  • the diode Dref can be realized by a diode or LED which is polarized in the direction of flow or by a 610 Zener diode which is polarized in the reverse direction.
  • the transistor T1 can also be implemented by a field effect transistor.
  • a constant current diode can also be used to generate a constant current.
  • the diode Dref and resistor R1 can also be replaced by a reference voltage source.
  • the transistor has a function in the current injection device and the afterglow suppression.
  • the circuit described can be constructed in an equivalent manner by means of a pnp bipolar transistor.

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Abstract

Lichtabgabeeinrichtung, insbesondere Verkehrssignal-Lichtabgabeein-richtung, die mit Leuchtdioden (= LEDs) aufgebaut ist, gekennzeichnet durch (a) einen Tragkörper, der einen Anbringungsbereich zum Haltern der Lichtabgabeeinrichtung in einem Sockel unter Stromzuführung und einen Lichtabgabebereich mit LEDs aufweist; b) und eine Leiterplatte oder eine sandwichartige Leiterplattenanordnung, wobei die LEDs und die Bauelemente einer Schaltung, die ohne Spannungskonversion den Anschluss der Lichtabgabeeinrichtung an eine Netzspannung von mindestens 110 V erlaubt, an der Leiterplatte oder der sandwichartigen Leiterplattenanordnung angebracht sind.

Description

Lichtabgabeeinrichtung, insbesondere Verkehrssignal- Lichtabgabeeinrichtung, die mit Leuchtdioden aufgebaut ist
Gegenstand der Er indung ist, nach einem ersten Aspekt, eine Lichtabgabeeinrichtung, insbesondere Verkehrssignal-Lichtabgabeeinrichtung, die mit Leuchtdioden (= LEDs) aufgebaut ist, gekennzeichnet durch
(a) einen Tragkörper, der einen Anbringungsbereich zum Haltern der Lichtabgabeeinrichtung in einem Sockel unter Stromzuführung und einen Lichtabgabebereich mit LEDs aufweist; (b) und eine Leiterplatte oder eine sandwichartige Leiterplattenanordnung, wobei die LEDs und die Bauelemente einer Schaltung, die ohne Spannungskonversion den Anschluß der Lichtabgabeeinrichtung an eine Netzspannung von mindestens 110 V erlaubt, an der Leiterplatte oder der sandwichartigen Leiterplattenanordnung angebracht sind.
Da LEDs eine Vorwärtsspannuπg im Bereich von wenigen Volt haben, war es - bei gewünschtem Anschluß an eine Netzspannung — bisher üblich, eine Spannungskonversion, typischerweise mit einem Transformator, vorzusehen. Verglichen mit den meisten Schaltungs-Bauelementen sind Transformatoren vo- luminös und schwer. Außerdem war es bisher üblich, die Stronnversorgungs— Schaltung einer LED— Anordnung örtlich separiert von der LED— Anordnung vorzusehen. Schließlich hat man bisher üblicherweise die Leiterplatte, welche eine Mehrzahl von LEDs trägt, z.B. durch Schrauben an derjenigen Vorrichtung angebracht, in welcher die Lichtabgabeeinrichtung ihren Dienst versehen soll.
Im Vergleich zu den herkömmlichen Ausführungen zeichnet sich die erfindungsgemäße Lichtabgabeeinrichtung dadurch aus, dass sie besonders rationell und kostengünstig herstellbar ist und besonders problemlos in die Vorrichtung eingesetzt werden kann, in welcher sie ihren Dienst versehen soll. Die * Stromversorgung ohne Spannungskonversion führt zu einem leichten, kleinen Aufbau mit besonders geringem Ausfallrisiko.
Wenn, wie bevorzugt, der Anbringungsbereich des Tragkörpers in eine gängige Schraubfassung oder eine gängige Steckfassung oder eine gängige Bajonett- fassung, wie sie insbesondere für Glühlampen gängig sind, paßt, gestaltet sich das Einsetzen der Lichtabgabeeinrichtung in die Vorrichtung, in welcher sie ihren Dienst versehen soll, besonders einfach. Außerdem hat man eine perfekte "Umrüstlösung" vor sich, d.h. die Möglichkeit des problemlosen Austausche einer bisher eingesetzten Glühlampe gegen eine erfindungsgemäße Lichtabga- beeinrichtung.
Mit "Netzspannung" ist vorzugsweise eine jeweilige Haushalts- Netzspannung gemeint. In vielen Ländern beträgt die Haushalts-Netzspannung 230 V oder 1 10 V. Die erfindungsgemäße Lichtabgabeeinrichtung kann jedoch auch für ei- ne Netzspannung ausgelegt werden, die höher als übliche Haushalts-Netzspannungen ist, wenn z.B. Verkehrssignalanlagen mit einer höheren Netzspannung betrieben werden.
Der Begriff "Verkehrssignal- Lichtabgabeeinrichtung" soll sämtliche Lichtabga- beeinrichtungen umfassen, durch die im Verkehr Information gegeben wird. Konkret seien zuerst Lichtabgabeeinrichtungen in Straßenverkehrsampeln genannt, wobei im weiteren Sinne insbesondere auch auf Lichtsignal-Verkehrszeichen, leuchtende Wegweiser, leuchtende Symbole wie Pfeilsymbole und vieles Ähnliche mehr hingewiesen wird. Erfindungsgemäße Verkehrssignal- Lichtabgabeeinrichtungen können insbesondere beim Straßenverkehr, beim Schienenverkehr (z.B. Signale an Schienenstrecken), Schiffsverkehr und Luftfahrtverkehr (z.B. auf Flughäfen) eingesetzt werden. Ganz besonders hingewiesen wird auf die Möglichkeit des Einsatzes als Landebahnbefeuerung auf Flughäfen, wo es sich einerseits um eine Verkehrssignal-Lichtabgabeeinrichtung im weitesten Sinne handelt (Information an den Flugzeugführer über die Begrenzungen der Landebahn), andererseits aber auch um eine Beleuchtung. Hinausgehend über den angesprochenen Bereich der Verkehrssignale ist die erfindungsgemäße Lichtabgabeeinrichtung insbesondere einsetzbar im ge- samten Gebiet der Verkehrstechnik. Hierüber hinausgehend ist die erfindungs- gemäße Lichtabgabeeinrichtung einsetzbar auf dem gesamten Gebiet der Beleuchtung. Besonders seien genannt die Straßenbeleuchtung, die Garagenbeleuchtung, die Gebäudebeleuchtung, die Bürobeleuchtung, die Wohnungsbeleuchtung.
In Relation zu Lichtabgabeeinrichtungen, die auf dem Funktionsprinzip einer Glühlampe beruhen, zeichnen sich LED-Lichtabgabeeinrichtungen durch sehr viel höhere Lebensdauer und durch sehr viel geringeren Stromverbrauch aus. Gerade bei Verkehrssignal-Lichtabgabeeinrichtungen führt die sehr viel höhere Lebensdauer dazu, dass erhebliche Kosten für die Wartung und das häufige Auswechseln von Glühlampen eingespart werden.
Weiterer Gegenstand der Erfindung ist, nach einem zweiten Aspekt, eine Verkehrssignal—Lichtabgabeeinrichtung, die mit Leuchtdioden (= LEDs) aufgebaut ist, gekennzeichnet durch
(a) einen Tragkörper, der einen Anbringungsbereich zum Haltern der Lichtabgabeeinrichtung in einem Sockel unter Stromzuführung und einen Lichtabgabebereich mit LEDs aufweist;
(b) und eine Leiterplatte oder eine sandwichartige Leiterplattenanordnung, an der die LEDs angebracht sind;
(c) wobei die LEDs in ihrem Abstand von dem Anbringungsbereich des Tragkörpers so positioniert sind, dass ihre Lichtabgabe weitgehend dem von einem Reflektor reflektierten Licht einer Glühlampe einer gängigen Verkehrsampel äquivalent ist.
Bei dieser zweiten erfindungsgemäßen Lösung ist also die Unterbringung der Schaltung der Stromversorgung an der Leiterplatte bzw. der sandwichartigen Leiterplattenanordnung nicht mehr ein obligatorisches Merkmal, aber die unter (c) angeführte Vorschrift über die Positionierung der LEDs ist ein obligatori- sches Merkmal. Eine übliche Verkehrsampel enthält übereinander eine Quelle für grünes Signallicht, eine Quelle für gelbes Signallicht und eine Quelle für rotes Signallicht. Üblicherweise ist bei jeder dieser Quellen eine weiße Glühlampe vorgesehen,
105 die mit einem Reflektor zusammenwirkt. Das durch den Reflektor nach vorn abgestrahlte Licht tritt durch eine farbige (grün oder gelb oder rot) Abschlußscheibe nach außen aus. Die erfindungsgemäße Verkehrssignal-Lichtabgabeeinrichtung, gemäß zweitem Aspekt, ist so ausgebildet, dass ihr LED— Feld eine Lichtabgabe äquivalent der bisherigen Ausführungsform mit Glühlampe und
110 Reflektor ergibt. Erfindungsgemäß ist festgestellt worden, dass die optimale Positionierung hinsichtlich des Abstands von dem Anbringungsbereich des Tragkörpers (was zugleich auch optimale Positionierung hinsichtlich des Abstands von der Abschlußscheibe bedeutet) wichtig ist. Wenn das LED-Feld zu weit von der Abschlußscheibe entfernt ist, wird weniger als die optimale Licht—
115 stärke erreicht. Wenn das LED-Feld zu nah an der Abschlußscheibe positioniert ist, wird nicht die optimale Homogenität der Lichtabgabe für das Verkehrssignal erreicht.
Die Merkmale der erfindungsgemäßen Lichtabgabeeinrichtung gemäß zweitem
120 Aspekt können auch bei der Lichtabgabeeinrichtung gemäß erstem Aspekt verwirklicht sein. Vorzugsweise besteht bei der erfindungsgemäßen Lichtabgabeeinrichtung der Tragkörper mit Ausnahme von Teilen des Anbringungsbereichs (insbesondere solchen, die der Stromführung dienen), aus Kunststoff. Ein Kunststoff— Tragkörper läßt sich in den unterschiedlichsten Formen problemlos
125 und kostengünstig fertigen. Häufig wird der Tragkörper eine kegelstumpfartige Grundform haben, wobei sich der Anbringungsbereich an dem durchmesserkleineren Ende des Tragkörpers befindet und die Leiterplatte bzw. die sandwichartige Leiterplattenanordnung sich an dem durchmessergrößeren Ende des Tragkörpers befindet. Hierbei kommt es selbstverständlich nicht auf eine
130 exakte Geometrie eines Kegelstumpfs an; der Tragkörper stellt vielmehr einen Übergang von einem Querschnittsflächen— kleineren Endbereich (= Anbringungsbereich) zu einem Querschnittsflächen— größeren Endbereich (= Lichtabgabebereich mit LEDs) bereit. In vielen Fällen und damit vorzugsweise hat der Tragkörper eine Konfiguration mit im wesentlichen kreisförmigem
135 Querschnitt, wobei sich der Querschnitt beim Fortschreiten in Längsrichtung des Tragkörpers normalerweise ändert. Wenn die erfindungsgemäße Lichtabgabeeinrichtung für eine Verkehrsampel vorgesehen ist, hat die Leiterplatte oder die Leiterplattenanordnung vorzugsweise in Draufsicht einen Durchmesser, der im wesentlichen dem vorderen Enddurchmesser des Reflektors einer
HO gängigen Verkehrsampel entspricht. Z.B. in Deutschland beträgt der vordere Enddurchmesser des Reflektors einer gängigen Verkehrsampel 200 mm oder, bei größeren Verkehrsampeln, 300 mm. Mit im wesentlichen derart großen Leiterplatten bzw. Leiterplattenanordnungen nutzt man die zur Verfügung stehende Lichtabgabefläche optimal aus und erreicht optimale Homogenität der
145 Lichtabgabe.
Vorzugsweise ist der Tragkörper vor den LEDs mit einer lichtdurchlässigen Abschlußplatte versehen. Die Abschlußplatte kann zum schützenden Abschließen z.B. gegen Feuchtigkeit und Schmutz vorgesehen sein. Man kann die Ab- 150 schlußplatte aber auch zur optischen Beeinflussung der Lichtabgabe der LEDs einsetzen, z.B. zum Fokussieren, zum Erzeugen im wesentlichen paralleler Lichtstrahlen oder als Streuscheibe.
Vorzugsweise weist der Tragkörper einen Anlagering zur Anlage gegen einen 155 Widerlagerbereich einer Vorrichtung, in welche die Lichtabgabeeinrichtung eingesetzt werden soll, auf. Hierdurch erreicht man eine zusätzliche Lagestabilisierung der Lichtabgabeeinrichtung im gehalterten Zustand, so dass man zur Lagefixierung nicht ausschließlich auf das Haltern in dem Sockel angewiesen ist.
160
Vorzugsweise weist der Tragkörper einen längenverstellbaren Bereich auf, durch dessen Verstellung sich die Positionierung der LEDs relativ zu dem An- bringuπgsbereich des Tragkörpers einstellen läßt. Weiter vorn ist bereits darauf hingewiesen worden, dass es vorteilhaft sein kann, die LEDs an einer be- 165 stimmten Stelle bezogen auf die Längsrichtung der optischen Achse der Lichtabgabeeinrichtung zu positionieren (insbesondere so zu positionieren, dass die Lichtabgabe der LEDs weitgehend dem von einem Reflektor reflektierten Licht einer Glühlampe einer gängigen Verkehrsampel äquivalent ist). Damit man eine gewünschte günstige Positionierung der LEDs auf eine einfache Wei- 170 se einstellen kann, ist der genannte längenverstellbare Bereich vorgesehen. Der längenverstellbare Bereich kann insbesondere durch einen teleskopartig ausgebildeten Bereich verwirklicht sein.
Weiterer Gegenstand der Erfindung ist, nach einem dritten Aspekt, eine 175 Lichtabgabeeinrichtung, insbesondere Verkehrssignal— Lichtabgabeeinrichtung, die mit Leuchtdioden (= LEDs) aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet,
(a) dass die Lichtabgabeeinrichtung mindestens einen Strang aufweist, in dem eine Vielzahl von LEDs in Serie geschaltet ist; 180 (b) dass bei dem LED— Strang mehrere Zener-Dioden vorgesehen ist, die jeweils mit mindestens einer LED antiparallel geschaltet sind;
(c) dass der LED-Strang ohne Spannungskonversion und ohne Pulsmodulation an eine Netzspannung von mindestens 110 V angeschlossen ist;
(d) und dass der LED— Strang über eine Strombegrenzungseinrichtung an die 185 Netzspannung angeschlossen ist.
Bei dieser erfindungsgemäßen Lichtabgabeeinrichtung ist die Stromversorgung hinsichtlich Herstellungskosten, Zuverlässigkeit und Platzbedarf optimiert.
190 Die Vielzahl der in einem Strang in Serie geschalteten LEDs kann so hoch gewählt werden, dass sich die Summe der Durchlassspannungen dieser LEDs in der Nähe der Netzspannung oder eines abgegriffenen Teils der Netzspannung befindet; hierdurch läßt sich die Verlustleistung in anderen Schaltungsteilen verringern. Durch Betreiben der LEDs ohne Pulsmodulation, mit Gleichstrom,
195 kann der vom Hersteller spezifizierte Nennstrom durch die LEDs eingehalten werden. Dadurch ist sichergestellt, dass die vom LED— Hersteller spezifizierte Mindest- Lebensdauer der LEDs nicht durch Pulsmodulation beeinträchtigt wird.
200 Die Zener-Spannung der betreffenden Zener-Diode kann so berechnet werden, dass sie höher ist, als die Durchlassspannung der LED, mit der die Zener- Diode antiparallel geschaltet ist. Im Fall einer Unterbrechung des Stromflusses durch die LED ist der Stromfluß zu den weiteren LEDs des LED— Strangs ge— währleistet. Durch diese Beschaltung wird erreicht, dass z.B. im Fall einer de- 205 fekten LED, einer defekten Leiterbahn oder einer defekten Lötstelle, die LEDs, die nicht von der Zener-Diode antiparallel geschaltet sind, weiterleuchten. Wenn eine Zener-Diode mit mehreren, ihrerseits in Serie geschalteten LEDs antiparallel geschaltet ist, kann man bei der obigen Berechnung die Summe der Durchlassspannungen der betreffenden LEDs ansetzen. Vorzugsweise werden 210 mindestens zwei LEDs von einer Zener-Diode überbrückt, stärker bevorzugt mindestens drei LEDs, noch stärker bevorzugt mindestens 4 LEDs; ganz besonders bevorzugt ist es, wenn drei bis acht LEDs überbrückt sind.
Wenn vorstehend gesagt worden ist, dass der LED— Strang an eine Netzspan- 215 nung von mindestens 110 V angeschlossen ist, soll dies naturgemäß nicht bedeuten, dass der LED-Strang direkt an die Netzspannung angeschlossen ist. In alier Regel sind zwischengeschaltete Schaltungsglieder vorhanden. Der LED- Strang und die Strombegrenzungseinrichtung können indirekt an die Netzspannung von mindestens 110 V angeschlossen sein. Die zwischengeschalteten 220 Schaltungsglieder, z. B. ein Spannungsteiler, können bewirken, dass an dem LED-Strang und der Strombegrenzungseinrichtung nur eine Teil -Netzspannung anliegt. Die Möglichkeit des indirekt Angeschlossen— Seins gilt auch für die anderen Stellen der vorliegenden Anmeldung, wo von "angeschlossen ist" gesprochen wird.
225
Vorzugsweise weist die Strombegrenzungseinrichtung einen Widerstand auf. Man kann die Schaltung so ausbilden, dass an diesem Widerstand im Wesentlichen die Differenz aus der Netzspannung und der Spannung über den LED- Strang abfällt.
230
Vorzugsweise weist die Strombegrenzungseinrichtung eine Stromeinprägeeinrichtung auf. Dadurch wird eine weitgehende Unabhängigkeit des Stroms durch die LEDs, und damit der Intensität der LEDs, von Schwankungen der Netzspannung erreicht. Außerdem wird optimale Lebensdauer der LEDs si— 235 chergestellt. Vorzugsweise weist die Stromeinprägeeinrichtung einen Widerstand und eine Diode auf, die in Serie an die Netzspannung angeschlossen sind, wobei der Widerstand am gleichen Potential der Netzspannung wie der LED-Strang an-
240 geschlossen ist, wogegen die Diode an dem dazu entgegengesetzen Potential der Netzspannung angeschlossen ist. Weiterhin weist diese Stromeinprägeeinrichtung einen Transistor auf, an dessen Basis das Potential zwischen dem Widerstand und der Diode anliegt, dessen Kollektor über den LED-Strang an dem genannten gleichen Potential der Netzspannung angeschlossen ist, und dessen
245 Emitter über einen weiteren Widerstand an das dazu entgegengesetzte Potential der Netzspannung angeschlossen ist. Die Diode kann beispielsweise durch eine in Sperrrichtung gepolter Zener-Diode, eine in Flußrichtung gepolte Diode oder eine in Flußrichtung gepolte LED ausgeführt sein. Dadurch wird eine von der Netzspannung unabhängige Referenzspannung erzeugt. Die Summe aus
250 der Basis— Emitter— Spannung und der Spannung über den am Emitter angeschlossenen, weiteren Widerstand ist bei dieser Beschaltung identisch mit der Spannung über die Diode. Da die Spannung über den am Emitter angeschlossenen, weiteren Widerstand im Wesentlichen von dem Strom über den LED- Strang abhängt, stellt sich ein konstanter Strom durch den LED-Strang ein. .
255
Der Strom über den LED-Strang kann über folgende Formel berechnet werden:
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260 dabei bedeuten:
ILED: Strom durch den LED-Strang;
UD: Strom über die Diode;
ÜBE: Spannung über die Basis-Emitter-Strecke des Transistors;
Rε: Wert des am Emitter angeschlossenen, weiteren Widerstands.
265
Vorzugsweise sind der LED-Strang und die strombegrenzende Schaltung über eine gleichrichtende Schaltung an die Netzspannung angeschlossen. Die gleichrichtende Schaltung kann insbesondere mit einer Diode oder mit einer Brückenschaltung aus Dioden realisiert sein.
270 Vorzugsweise ist mindestens eine Kapazität in Parallelschaltung zu der gleichgerichteten Netzspannung und zu dem LED-Strang mit Strombegrenzungseinrichtung angeordnet. Dadurch wird erreicht, dass die LEDs näherungsweise mit Gleichstrom betrieben werden. Im Gleichstrombetrieb kann der vom Her- 275 steller spezifizierte Nennstrom eingehalten werden. Die Speicherfunktion der parallel geschalteten Kapazität kann auch durch eine in Serie geschaltete Induktivität erreicht werden.
Vorzugsweise ist in der Lichtabgabeeinrichtung eine Nachleuchtunterdrückung 280 vorgesehen. Ein Nachleuchten der LEDs kann aufgrund der in der zuvor genannten Kapazität gespeicherten Ladung entstehen, wenn diese nach Abschalten der Netzspannung über die LEDs abfließt. Ein Nachleuchten ist insbesondere bei blinkenden Lichtabgabeeinrichtungen störend. Eine Nachleuchtunterdrückung stellt sicher, dass nach Abschalten der Netzspannung die in der ge- 285 nannten Kapazität gespeicherte Ladung nicht über die LEDs abfließt. Dadurch ist sichergestellt, dass nach Abschalten der Netzspannung von der Lichtabgabeeinrichtung kein Licht mehr abgegeben wird.
Vorzugsweise weist die Nachleuchtunterdrückung zwischen der gleichrichten- 290 den Schaltung und der zuvor genannten Kapazität eine in Flußrichtung gepolte Diode auf. Der LED-Strang ist an der Anode dieser Diode angeschlossen. In Serie zu dem LED-Strang befindet sich ein elektronischer Schalter mit mindestens einem Steuereingang, wobei mindestens ein Steuereingang des elektronischen Schalters an die Netzspannung angeschlossen ist. Die Diode stellt si- 295 eher, dass nach Abschalten der Netzspannung kein Strom an den Steuereingang des elektronischen Schalters fließen kann und dass der genannte Steuereingang des elektronischen Schalters vom Potential dieser Kapazität getrennt ist. Somit unterbricht der elektronische Schalter den Stromfluß durch den LED- Strang.
300
Vorzugsweise weist der elektronische Schalter einen Transistor auf, dessen Kollektor über den LED-Strang an das Potential der Anode der zuvor genannten Diode angeschlossen ist, dessen Emitter an dem dazu entgegengesetzten Netzspannungspotential angeschlossen ist, und dessen Basis an das Potential 305 der Netzspannung angeschlossen ist. Da nach Abschalten der Netzspannung an der Basis des Transistors kein Potential mehr anliegt, sperrt dieser den Stromfluß durch die LEDs.
Vorzugsweise ist in der Lichtabgabeeinrichtung mindestens ein Bauelement 310 vorgesehen, das Funktion sowohl in der Strombegrenzungseinrichtung als auch in der Nachleuchtunterdrückung hat. Ein weiter unten beschriebenes Ausführungsbeispiel wird dies noch weiter verdeutlichen. Dadurch kann die Lichtabgabeeinrichtung kostengünstiger, platzsparender und zuverlässiger aufgebaut werden.
315
Vorzugsweise ist zu der Kapazität mindestens ein Widerstand in Parallelschaltung angeordnet. Der Widerstand entlädt die Kapazität bei Abschalten der Netzspannung, wodurch ein Nachleuchten der LEDs verhindert wird. Vorzugsweise ist zwischen der Kapazität und dem Eingang der Strombegrenzungsein— 320 richtung mindestens eine Diode geschaltet. Die Diode stellt sicher, dass nach Abschalten der Netzspannung kein Strom an die Ansteuerung der Strombe— grenzungseinrichtung fließen kann und dass die Ansteuerung der Strombegrenzungseinrichtung vom Potential der Kapazität getrennt ist. Auch dies verhindert das Nachleuchten der LEDs.
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Vorzugsweise ist den LEDs des LED-Strangs mindestens eine Kapazität parallel geschaltet, wobei jede Kapazität mindestens einer LED parallel geschaltet ist. Dadurch kann verhindert werden, dass eventuelle Spannungsspitzen die LEDs beschädigen. Es sind Ausführungsformen möglich, bei denen jeder LED eine 330 Kapazität parallel geschaltet ist, oder auch Ausführungsformen, bei denen Gruppen von LEDs oder sogar allen LEDs eine Kapazität parallel geschaltet ist.
Vorzugsweise sind die Anordnung der LEDs und die Stromversorgung der LEDs dem Netzeingang redundant. Selbst bei einem beliebigen Ausfall an ir- 335 gendeiner Stelle der LEDs oder der Stromversorgung der LEDs ist immer noch eine Funktion der Lichtabgabeeinrichtung mit verringerter Lichtabstrahlung möglich. Aufgrund des sehr einfachen Aufbaus der erfindungsgemäßen Stromversorgung läßt sich der redundante Aufbau ohne wesentliche Mehrko- sten und ohne wesentlichen zusätzlichen Platzbedarf realisieren. Es wird betont, dass es in bevorzugter Weiterbildung der Erfindung alternativ möglich ist, nur einen Teil von LED-Anordnung und Stromversorgung redundant auszuführen, also gleichsam mit der redundanten Ausführung ein Stück entfernt von dem Netzeingang zu beginnen.
Vorzugsweise sind die LEDs und die Stromversorgung der LEDs auf einer Leiterplatte oder einer sandwichartigen Leiterplattenanordnung angebracht. Es kommen auch flexible Leiterplatten in Betracht.
Vorzugsweise sind die LEDs der redundanten LED— Stränge so auf der Leiter- platte oder der sandwichartigen Leiterplattenanordnung angeordnet, dass bei Ausfall eines redundanten Teils eine im wesentlichen homogene Lichtabgabe erreicht wird. Insbesondere können die LEDs der redundanten Stränge im wesentlichen alternierend angeordnet werden.
Vorzugsweise sind die LEDs der redundanten LED-Stränge so auf der Leiterplatte oder der sandwichartigen Leiterplattenanordnung angeordnet, dass bei Ausfall eines redundanten Teils eine derart nicht-homogene Lichtabgabe entsteht, dass der Ausfall für einen Betrachter erkennbar ist. Zum Beispiel kann man eine erste Gruppe von LEDs auf einem ersten Teil der Lichtabgabefläche anordnen und eine redundante, zweite Gruppe von LEDs auf einem zweiten Teil der Lichtabgabefläche anordnen, z. B. zwei Halbkreise. Jede der zwei Gruppen kann weiter unterteilt sein, so dass man z. B. vier Kreissektoren oder vier Streifen innerhalb eines Quadrats erhält.
Weiterer Gegenstand der Erfindung ist, nach einem vierten Aspekt, eine Lichtabgabeeinrichtung, insbesondere Verkehrssignal- Lichtabgabeeinrichtung, die mit Leuchtdioden (= LEDs) aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet,
(a) dass die LEDs an eine Netzspannung von mindestens 110 V angeschlossen sind;
(b) und dass die Anordnung der LEDs und die Stromversorgung der LEDs ab dem Netzeingang redundant sind. Weiter oben ist bereits angesprochen worden, dass die redundante Auslegung 375 die Funktion der Lichtabgabeeinrichtung, wenn auch mit verringerter Lichtabgabe, bei irgendeinem elektrischen Ausfall sicherstellt. Dies ist gerade auch bei Verkehrssignal— Lichtabgabeeinrichtungen von besonders großer Bedeutung.
Bei entsprechender Ausführung, wie sie weiter oben als bevorzugte Ausfüh- 380 rung angesprochen worden ist, läßt sich eine erfindungsgemäße Verkehrssignal-Lichtabgabeeinrichtung durch einfaches Austauschen anstelle einer Glühlampe einsetzen. Dabei ist die Ausführung vorzugsweise derart, dass der Reflektor einer gängigen Ampel in der Ampel verbleibt. Auch die vorhandene farbige Abschlußscheibe kann in der Ampel verbleiben.
385
Bei erfindungsgemäßen Verkehrssignal-Lichtabgabeeinrichtungen sieht man vorzugsweise farbige LEDs vor, z.B. rote LEDs für ein rotes Ampelsegment, grüne LEDs für ein grünes Ampelsegment und gelbe LEDs für ein gelbes Ampelsegment. Andererseits kann man bei der Erfindung mit weißen LEDs arbei- 390 ten, und zwar nicht nur bei Verkehrssignal-Lichtabgabeeinrichtungen, sondern ganz besonders bei Beleuchtungen.
Bei der Erfindung arbeitet man vorzugsweise ohne Impulsschaltung, um die' LEDs an der Netzspannung zu betreiben.
395
Es wird betont, dass zahlreiche Merkmale der Erfindung auch bei einer Lichtabgabeeinrichtung verwirklicht werden können, die nicht für Anschluß an eine Netzspannung von mindestens 110 V ausgelegt ist, sondern z.B. für eine proprietäre Spannung unterhalb von 110 V, vorzugsweise im Bereich von 24 bis 400 110 V. Die Erfindung und bevorzugte Ausführungen der Erfindung werden nachfolgend anhand von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Es zeigt:
405
Fig. 1 eine Verkehrssignal-Lichtabgabeeinrichtung, in Seitenansicht und teilweise im Längsschnitt;
Fig. 2 einen Teil einer Verkehrssignal-Lichtabgabeeinrichtung alternativer Ausführung, im Längsschnitt; 410 Fig. 3 einen Teil einer Verkehrssignal-Lichtabgabeeinrichtung alternativer Ausführung, im teilweisen Längsschnitt;
Fig. 4 ein Schaltbild für die LEDs und die Strombegrenzungseinrichtung für die LEDs bei einer Lichtabgabeeinrichtung.
Fig. 5 ein Schaltbild für die LEDs und die Strombegrenzungseinrichtung für 415 die LEDs bei einer Lichtabgabeeinrichtung, wobei die Strombegrenzungseinrichtung durch eine Stromeinprägeeinrichtung realisiert ist.
In Fig. 1 ist im Längsschnitt, der die optische Achse 2 enthält, ein Teil eines Ampelsegments (sei es grünes Ampelsegment, sei es gelbes Ampelsegment,
420 sei es rotes Ampelsegment) dargestellt, und zwar ein vorderer Bereich eines Reflektors 4 und eine vordere, farbige Abschlußscheibe 6. Im weggeschnittenen, hinteren Bereich des Reflektors 4 trägt der Reflektor 4 eine Schraubfassung, in welche bei einem herkömmlichen Ampelsegment eine Glühlampe eingeschraubt ist. Der Reflektor 4 ist mit seinem vorderen Endbereich in einem
425 Gehäuse des betreffenden Ampelsegments befestigt, wie Fig. 1 mit einem vorderen Endflansch 8 des Reflektors 4 und Achsen 10 von Befestigungsschrauben angedeutet.
Die sonst bei einem Ampelsegment, welches mit einer Glühlampe betrieben 430 wird, vorhandene Glühlampe ist herausgeschraubt worden, und statt dessen ist eine gezeichnete Verkehrssignal-Lichtabgabeeinrichtung 20 in die gleiche Fassung eingeschraubt worden. In ihrem vorderen Endbereich (oben in Fig. 1) vergrößert sich die Lichtabgabeeinrichtung 20 bis nahezu auf den Innendurchmesser des Reflektors 4 in seinem vorderen Endbereich. Dort ist ein Gummiring 435 22, gehaltert in einer umlaufenden Nut der Lichtabgabeeinrichtung 20, an der Lichtabgabeeinrichtung 20 angebracht. Der Außendurchmesser des Rings 22 und seine axiale Positionierung (optische Achse 2 = Längsmittelachse der Lichtabgabeeinrichtung 20) sind so abgestimmt, dass bei vollständigem Einschrauben der Lichtabgabeeinrichtung 20 in die nicht gezeichnete Schraubfas- 440 sung der Ring 22 mit einem hinteren Endbereich seines Außenumfangs in Anlage von innen her an den Reflektor 4 kommt, wodurch die Lichtabgabeein— richtung zusätzlich stabilisiert wird. Über die nicht gezeichnete Schraubfassung wird die Lichtabgabeeinrichtung 20 wie eine Glühlampe an eine Netzspannung von z.B. 110 V oder 230 V angeschlossen.
445
In ihrem vorderen Endbereich (oben in Fig. 1) trägt die Lichtabgabeeinrichtung 20 eine Leiterplatte 24, die sich rechtwinklig zu der Achse 2 erstreckt. Die Leiterplatte 24 hat einen Außendurchmesser, der nur wenig kleiner ist als der größte Innendurchmesser des Reflektors 4. Auf der Vorderseite der Leiterplatte
450 24 ist eine Vielzahl von LEDs 30 angebracht. Auf der Rückseite der Leiterplatte 24 sind Schaltungsbausteine 32 angebracht. Ein Ausführungsbeispiel einer LED -Anordnung und einer Schaltung werden weiter unten noch beschrieben werden. An der jetzigen Stelle wird lediglich darauf hingewiesen, dass die Schaltung ohne Spannungskonversion und ohne Pulsmodulation den Betrieb
455 der LEDs 30 an der Netzspannung ermöglicht.
Die gezeichnete und beschriebene Verkehrssignal-Lichtabgabeeinrichtung 20 setzt sich somit zusammen aus einem - grob gesprochen - pilzförmigen Tragkörper 34 und der angesprochenen Leiterplatte 24 mit den daran ange—
460 brachten LEDs 30 und Schaltungs-Bauelementen 32. Der Tragkörper 34 besteht vorzugsweise aus Kunststoff und ist vorzugsweise durch Spritzgießen hergestellt. Der hintere Endbereich des Tragkörpers 34 mit dem Schraubgewinde stellt einen Anbringungsbereich zum Haltern der Lichtabgabeeinrichtung 20 dar; der vordere Endbereich des Tragkörpers 34, wo die Leiterplatte 24 ge—
465 haltert ist, stellt einen Lichtabgabebereich der Lichtabgabeeinrichtung 20 dar.
Mit einer unterbrochenen Linie ist eine lichtdurchlässige Abschlußplatte 36 der Lichtabgabeeinrichtung 20 angedeutet, die optional vorhanden sein kann. 470 In Fig. 2 ist eine Alternative veranschaulicht, bei der statt der Leiterplatte 24 von Fig. 1 eine vordere Leiterplatte 24 a und eine hintere Leiterplatte 24 b vorhanden sind. Die Leiterplatten 24 a und 24 b bilden eine sandwichartige Leiterplattenanordnung 38. Die vordere Leiterplatte 24 a trägt die LEDs 30 und Bauelemente 32 a die von der Schaltung her den LEDs 30 am sinnvollsten nahe be-
475 nachbart positioniert werden (insbesondere Zener— Dioden und Kondensatoren, siehe Beschreibung einer Schaltung weiter unten). Die hintere Leiterplatte 24 b trägt die restlichen Bauelemente 32 b. Durch Steckverbinder 40 sind die Leiterplatten 24a und 24b elektrisch miteinander verbunden.
480 Fig. 3 veranschaulicht einen längenverstellbaren Bereich 42 eines Tragkörpers einer Lichtabgabeeinrichtung 20. Nach Art einer Teleskopverbindung ragt ein zylindrischer, hinterer Bereich 44 des Tragkörpers in einen etwas durchmessergrößeren, vorderen Bereich 46 des Tragkörpers hinein. An dem hinteren Bereich 44 ist ein radial nach außen ragender Stift 48 befestigt. Der Stift 48
485 wirkt mit einer Nut oder einem Schlitz 50 zusammen, der in dem vorderen, zylindrischen Bereich 46 in einem spiralförmigen Verlauf analog einem Gewinde- gang vorgesehen ist. Wenn man die Bereiche 44 und 46 gegeneinander verdreht, ändert sich die effektive Länge des Tragkörpers, gemessen in Richtung der Achse 2. Die Passung zwischen dem vorderen Bereich 46 und dem hinteren
490 Bereich 44 ist so eng, dass sich eine einmal eingestellt Längeneinstellung nicht wieder von selbst verändert. Ggf. kann ein reibungserhöhender Zwischenring zwischen dem Bereich 46 und 44 vorgesehen sein. Der längenverstellbare Bereich 42 befindet sich in demjenigen Teil des Tragkörpers, der in Fig. 1 mit 52 bezeichnet ist.
495
Fig. 4 zeigt schematisch eine Schaltungsanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Block 114 zeigt eine Schaltungseinheit einer Ausführungsform der erfindungs- 00 gemäßen Lichtabgabeeinrichtung, bestehend aus Netzeingang 103, Gleichrichter 108, strombegrenzender Schaltung 106, Diode D, LED-Strang 102, Kapazität C1, Kapazität CN + 1 und Widerstand R4. Durch die Gleichrichterschaltung 108 wird eine am Netzeingang eventuell an- 505 liegende Wechselspannung in eine Gleichspannung umgewandelt, die folglich zwischen den Punkten 118 und 1 10 anliegt. In der vorliegenden Ausführungsform wurde, ohne andere Ausführungsformen auszuschließen, ein Brückengleichrichter verwendet.
510 In Block 102 sind LEDs (LED 1 bis LED N) in Serie geschaltet, wobei Zener-Di- oden (ZD 1 bis ZD N) antiparallel geschaltet und Kondensatoren (C 2 bis C N) parallel sind. In der vorliegenden Ausführungsform wurde, ohne andere Aus-
::_..;.. führungsformen auszuschließen, jeder LED (LED 1 bis LED N) ein Kondensator
(C2 bis C N) parallel geschaltet und jeweils vier LEDs (LED 1 bis LED N) eine
515 Zener-Diode (ZD1 bis ZD N) antiparallel geschaltet. In dieser Ausführungsform beträgt die Durchlassspannung der LEDs (LED 1 bis LED N) jeweils ca. 3,5 Volt, es wurden 31 Dioden in Serie angeordnet. Die Durchbruchspannung der Zener-Diode (ZD 1 bis ZD N) liegt höher als die Summe der Durchlassspannungen der jeweils antiparallel überbrückten Leuchtdioden (LED 1 bis LED N). Da-
520 durch ist der Stromfluß über die Zener-Diode (ZD1 bis ZD N) gewährleistet, falls in den antiparallel überbrückten Leuchtdioden (LED 1 bis LED N), deren Zuleitungen oder deren Lötstellen ein Defekt entsteht.
Die LEDs haben typischerweise, je nach Wellenlänge, eine Durchlassspannung
525 von 2 bis 4 V und werden z. B. mit einem Nennstrom von 50 mA ausgewählt. f ;; . Die maximal zulässige Verlustleistung der Zenerdioden muß mindestens so hoch sein wie das Produkt aus Zenerspannung und Nennstrom durch die LEDs.
Die Diode D befindet sich in Durchlaßrichtung zwischen der Gleichrichter- 530 Schaltung 108, d. h. dem Potential 108, und dem LED-Strang 102, d. h. dem Potential 104.
In Block 106 ist die strombegrenzende Schaltung einer Ausführungsform der Lichtabgabeeinrichtung dargestellt. Sie ist durch einen npn— Transistor und die 535 Widerständen R1, R2 und R3 realisiert. Die Widerstände R1 und R2 sind in Serie zwischen die Potentiale 118 und 110 geschaltet. Der Transistor T1 ist mit seiner Basis an das Potential zwischen den Widerständen R1 und R2 angeschlossen.
/data/so52 8/57/573S3/020802GW_na] 2002-08-05 13:50[ Der Emitter des Transistors T1 ist an das Potential 110 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors T1 ist über den Widerstand R3 und den damit in Serie
540 geschalteten LED-Strang 102 aus den LEDs LED1 bis LEDN an das Potential 104 angeschlossen. Über die Widerstände R1 und R2 wird die Basisspannung eingestellt, wodurch aufgrund der Kennlinie des Transistors der Kollektorstrom festgelegt wird. In der vorliegenden Ausführungsform sind der Widerstand R 1 mit ca. 100 kOhm, der Widerstand R 2 mit ca. 10 kOhm und der Widerstand R3
545 mit ca. 100 Ohm bemessen. Als Transistor wird der Typ MPSA 42 verwendet. Die strombegrenzende Schaltung kann beispielsweise auch aus einem MOS- FET Transistor aufgebaut werden. In beiden beschriebenen Fällen wird die Strombegrenzung durch den Widerstand R3 erreicht. Der Transistor erfüllt die Funktion des elektronischen Schalters.
550
Die beschriebene Schaltung kann äquivalent mittels eines pnp— Bipolar- Transistors aufgebaut werden. Dabei wird dessen Emitter an das Potential (104) der Anode der Diode (D) angeschlossen, dessen Kollektor über den LED- Strang (102) an das dazu entgegengesetzte Netzspannungs-Potential ange- 555 schlössen und dessen Basis an das Potential der Netzspannung angeschlossen.
Die Kapazität C1 ist parallel zu dem LED— Strang 102 zwischen die Potentiale 104 und 110 geschaltet. Der Kondensator C1 dient dazu, die Halbwellen der gleichgerichteten Wechselspannung zu glätten, so dass die LEDs mit einer 560 quasi kontinuierlichen Gleichspannung versorgt werden.
Die Kapazität CN + 1 ist parallel zu dem LED-Strang 102 zwischen die Potentiale 118 und 110 geschaltet. Ist die Schaltung an die Netzspannung angeschlossen, stellt die Kapazität C N+ 1 sicher, dass der Spannungsteiler 12 an der Basis des 565 Transistors T1 zwischen den Spitzen der Halbwellen näherungsweise mit der Spitzenspannung versorgt wird. Dadurch ist sichergestellt, dass der Transistor T1 zwischen den Spitzen der Halbwellen durchschaltet und die LEDs leuchten können, da sie auch vom Kondensator C1 mit Strom versorgt werden.
570 Zum Verhindern eines Nachleuchtens nach Ausschalten der Netzspannung 103, ist in dieser Ausführungsform für den Kondensator C1 ein parallel geschalteter Entladewiderstand R 4 vorgesehen und die Diode D trennt den Spannungsteiler der Basis des Transistors T1 vom Potential 104 des Kondensators C 1 , worauf der Transistor den Stromfluss durch die Dioden sperrt.
575
Vor dem Gleichrichter am Netzeingang kann sich eine optionale Spannungsteilerschaltung befinden, die ermöglicht, dass die Lichtabgabeeinheit auf einfache Art und Weise für unterschiedliche Netzspannungen umkonfiguriert werden kann.
580
Die in Block 1 16 dargestellte Schaltung entspricht exakt der beschriebenen Schaltung in Block 114 und ist ab Netzeingang redundant zur oben beschriebenen Schaltung aufgebaut.
585 Die in Fig. 5 gezeichnete Schaltung unterscheidet ich von der in Fig. 4 gezeichneten Schaltung nur in folgender Hinsicht:
Statt des Widerstands R2 ist eine Diode Dref vorhanden. Der Widerstand R3 fehlt. Es sind neu ein Widerstand R13 und eine Kapazität CD vorhanden. Die 590 Kapazität CD ist parallel zu der Diode Dref geschaltet.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 5 besitzt eine Stromeinprägeeinrichtung. Die Ansteuerung wird durch den Widerstand R1 und die in Flußrichtung gepolten Diode Dref realisiert. In Serie zu dem LED— Strang befindet sich die Kol-
595 lektor- Emitter- Strecke des npn-Bipolar-Transistors T1 und der Widerstand R13. Die Basisspannung des Transistors T1 wird von der Diode Dref abgegriffen. Die Summe des Spannungsabfalls über R13 und des Spannungsabfalls über die Basis— Emitter-Strecke von T1 entspricht der Spannung über der Diode Dref. Da der Spannungsabfall über der Diode Dref von der Netzspannung
600 weitestgehend unabhängig ist, ist somit der Strom durch Widerstand R13 von dieser unabhängig, wodurch auch der Strom durch die LEDs weitestgehend von der Netzspannung unabhängig ist. Der Widerstand R13 soll so bemessen sein, dass der Quotient aus der Spannung über Diode Dref minus Spannung über die Basis— Emitter— Strecke durch den Wert des Widerstandes R13 im
605 wesentlichen den Nennstrom der LEDs ergibt. Ein npn-Bipolar— Transistor T1 soll so ausgewählt sein, dass über die Kollektor- Emitter-Strecke die Netzspannung anliegen darf, und dass der eingestellte Strom durch die LEDs über die Kollektor- Emitter-Strecke fließen darf. Die Diode Dref kann durch eine in Flußrichtung gepolte Diode oder LED bzw. durch eine im Sperrichtung gepolte 610 Zener-Diode realisiert werden. Der Transistor T1 kann auch durch einen Feldeffekttransistor realisiert werden. Zur Erzeugung eines konstanten Stroms kann auch eine Konstantstromdiode verwendet werden. Die Diode Dref und Widerstand R1 können auch durch eine Referenzspannungsquelle ersetzt werden.
615
In der beschriebenen Schaltung hat der Transistor Funktion in der Stromeinprägeeinrichtung und der Nachleuchtunterdrückung.
Die beschriebene Schaltung kann äquivalent mittels eines pnp— Bipolar-Tran- 620 sistors aufgebaut werden.

Claims

625
Patentansprüche
1. Lichtabgabeeinrichtung, insbesondere Verkehrssignal-Lichtabgabeein- 630 richtung, die mit Leuchtdioden (= LEDs) aufgebaut ist, gekennzeichnet durch
(a) einen Tragkörper, der einen Anbringungsbereich zum Haltern der Lichtabgabeeinrichtung in einem Sockel unter Stromzuführung und einen Lichtabgabebereich mit LEDs aufweist; 635 (b) und eine Leiterplatte oder eine sandwichartige Leiterplattenanordnung, wobei die LEDs und die Bauelemente einer Schaltung, die ohne Span— nungskonversion den Anschluß der Lichtabgabeeinrichtung an eine Netzspannung von mindestens 110 V erlaubt, an der Leiterplatte oder der sandwichartigen Leiterplattenanordnung angebracht sind.
640
2. Lichtabgabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die LEDs in ihrem Abstand von dem Anbringungsbereich des Tragkörpers so positioniert sind, dass ihre Lichtabgabe weitgehend dem von 645 einem Reflektor reflektierten Licht einer gängigen Verkehrsampel äquivalent ist.
3. Verkehrssignal-Lichtabgabeeinrichtung, die mit Leuchtdioden (= LEDs) 650 aufgebaut ist, gekennzeichnet durch
(a) einen Tragkörper, der einen Anbringungsbereich zum Haltern der Lichtabgabeeinrichtung in einem Sockel unter Stromzuführung und einen Lichtabgabebereich mit LEDs aufweist; 655 (b) und eine Leiterplatte oder eine sandwichartige Leiterplattenanordnung, an der die LEDs angebracht sind;
(c) wobei die LEDs in ihrem Abstand von dem Anbringungsbereich des Tragkörpers so positioniert sind, dass ihre Lichtabgabe weitgehend dem von einem Reflektor reflektierten Licht einer Glühlampe einer gän- 660 gigen Verkehrsampel äquivalent ist.
4. Lichtabgabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper, mit Ausnahme von Teilen des Anbringungsbereichs, aus Kunststoff besteht.
665
5. Lichtabgabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper eine Konfiguration mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt hat.
670 6. Lichtabgabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,, dass die Leiterplatte oder die Leiterplattenanordnung in Draufsicht einen Durchmesser haben, der im wesentlichen dem vorderen Enddurchmesser des Reflektors einer gängigen Verkehrsampel entspricht.
675
Lichtabgabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anbringungsbereich in eine, jeweils für eine Glühlampe, gängige Schraubfassung oder in eine gängige Steckfassung oder in eine gängige Bajonettfassung paßt.
680
8. Lichtabgabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper vor den LEDs mit einer lichtdurchlässigen Abschlußplatte versehen ist.
685
9. Lichtabgabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper einen Anlagering aufweist zur Anlage gegen einen Widerlagerbereich einer Vorrichtung, in welche die Lichtabgabeeinrichtung eingesetzt werden soll.
690
10. Lichtabgabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper einen längenverstellbaren Bereich aufweist, durch dessen Verstellung sich die Positionierung der LEDs relativ zu dem Anbringungsbereich des Tragkörpers einstellen läßt.
695
11. Lichtabgabeeinrichtung, insbesondere Verkehrssignal— Lichtabgabeeinrichtung, die mit Leuchtdioden (= LEDs ) aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet,
(a) dass die Lichtabgabeeinrichtung mindestens einen Strang aufweist, in 700 dem eine Vielzahl von LEDs in Serie geschaltet ist;
(b) dass bei dem LED-Strang mehrere Zener-Dioden vorgesehen sind, die jeweils mit mindestens einer LED antiparallel geschaltet sind;
(c) dass der LED— Strang ohne Spannungkonversion und ohne Pulsmodulation im wesentlichen an eine Netzspannung von mindestens 110 V
705 angeschlossen ist;
(d) und dass der LED— Strang über eine Strombegrenzungseinrichtung an die Netzspannung angeschlossen ist.
12. Lichtabgabeeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass 710 die Strombegrenzungseinrichtung einen Widerstand (R3) aufweist.
13. Lichtabgabeeinrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Strombegrenzungseinrichtung eine Stromeinprägeeinrichtung aufweist. 715
14. Lichtabgabeeinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromprägeeinrichtung einen Widerstand (R1 ) und eine Diode (Dref) enthält, die in Serie an die Netzspannung angeschlossen sind, wobei der Widerstand (R1 ) am gleichen Potential der Netzspannung (118) wie der
720 LED-Strang (102) angeschlossen ist, wogegen die Diode (Dref) an dem dazu entgegengesetzten Potential (1 12) der Netzspannung angeschlossen ist, und einen Transistor (T1 ) enthält, an dessen Basis das Potential zwischen dem Widerstand (R1) und der Diode (Dref) anliegt, dessen Kollektor über den LED— Strang an das genannte gleichen Potential der Netzspan-
725 nung (104; 118) angeschlossen ist, dessen Emitter über einen weiteren Widerstand (R13) an das dazu entgegengesetzte Potential der Netzspannung (1 10) angeschlossen ist.
15. Lichtabgabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch ge- 730 kennzeichnet, dass der LED— Strang und die Strombegrenzungseinrichtung über eine gleichrichtende Schaltung an die Netzspannung angeschlossen sind.
16. Lichtabgabeeinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass 735 mindestens eine Kapazität in Parallelschaltung zu .dem LED-Strang mit
Strombegrenzungseinrichtung angeordnet ist.
17. Lichtabgabeeinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nachleuchtunterdrückung vorgesehen ist.
740
18. Lichtabgabeeinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der gleichrichtenden Schaltung (108) und der Kapazität (C1 ) eine in Flußrichtung gepolte Diode (D) vorgesehen ist, und dass in Serie zu dem an die Anode der Diode (D) angeschlossenen LED— Strang ein elektroni-
745 scher Schalter mit mindestens einem Steuereingang vorgesehen ist, wobei der mindestens eine Steuereingang des elektronischen Schalters an die Netzspannung angeschlossen ist.
19. Lichtabgabeeinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass 750 als elektronischer Schalter ein Transistor vorgesehen ist, dessen Kollektor über den LED-Strang (102) an das Potential (104) der Anode der Diode (D) angeschlossen ist, dessen Emitter an das dazu entgegengesetzte Netzspannungspotential (110) angeschlossen ist, und dessen Basis an das Potential (118) der Netzspannung angeschlossen ist.
755
20. Lichtabgabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Bauelement vorgesehen ist, das Funktion sowohl in der Strombegrenzungseinrichtung als auch in der Nachleuchtunterdrückung hat.
760
21. Lichtabgabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass zu der Kapazität mindestens ein Widerstand in Parallelschaltung angeordnet ist.
65 22. Lichtabgabeeiπrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass den LEDs des LED-Strangs mindestens eine Kapazität parallel geschaltet ist, wobei jede Kapazität mindestens einer LED parallel geschaltet ist.
770 23. Lichtabgabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der LEDs und die Stromversorgung der LEDs ab dem Netzeingang redundant sind.
24. Lichtabgabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 22, dadurch ge- 775 kennzeichnet, dass die LEDs und die Stromversorgung der LEDs auf einer
Leiterplatte oder einer sandwichartigen Leiterplattenanordnung angebracht sind.
780 25. Lichtabgabeeinrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die LEDs der redundanten LED-Stränge so auf der Leiterplatte oder der sandwichartigen Leiterplattenanordnung angeordnet sind, dass bei Ausfall eines redundanten Teils eine im wesentlichen homogene Lichtabgabe erreicht wird.
785
26. Lichtabgabeeinrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die LEDs der redundanten LED-Stränge so auf der Leiterplatte oder der sandwichartigen Leiterplattenanordnung angeordnet sind, dass bei Ausfall eines redundanten Teils eine derart nicht-homogene Lichtabgabe
790 entsteht, dass der Ausfall für einen Betrachter erkennbar ist.
27. Lichtabgabeeinrichtung, insbesondere Verkehrssignal-Lichtabgabeeinrichtung, die mit Leuchtdioden ( = LED ) aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, 795 (a) dass die LEDs an eine Netzspannung von mindestens 110 V angeschlossen sind;
(b) und dass die Anordnung der LEDs und die Stromversorgung der LEDs ab dem Netzeingang redundant sind.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005107328A2 (en) * 2004-04-23 2005-11-10 Lighting Science Group Corporation Electronic light generating element light bulb
US7086756B2 (en) 2004-03-18 2006-08-08 Lighting Science Group Corporation Lighting element using electronically activated light emitting elements and method of making same
WO2010123777A1 (en) * 2009-04-20 2010-10-28 Marvell World Trade, Ltd. Led lighting device having flyback converter
WO2012098486A1 (en) 2011-01-17 2012-07-26 Koninklijke Philips Electronics N.V. Driver device and driving method for driving a load, in particular an led unit
US8901831B2 (en) 2012-05-07 2014-12-02 Lighting Science Group Corporation Constant current pulse-width modulation lighting system and associated methods
US9464788B2 (en) 2013-08-16 2016-10-11 Lighting Science Group Corporation Method of assembling a lighting device with flexible circuits having light-emitting diodes positioned thereon
US9557015B2 (en) 2013-08-16 2017-01-31 Lighting Science Group Corporation Lighting device with flexible circuits having light-emitting diodes positioned thereupon and associated methods
US9608527B1 (en) 2014-02-13 2017-03-28 Marvell International Ltd. Overshoot prevention for deep dimming startup
EP3393207A1 (de) * 2017-04-20 2018-10-24 Tridonic GmbH & Co. KG Schaltregler zum betreiben von leuchtmitteln mit nachleuchtunterdrückung

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7967652B2 (en) * 2009-02-19 2011-06-28 Cree, Inc. Methods for combining light emitting devices in a package and packages including combined light emitting devices

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4298869A (en) * 1978-06-29 1981-11-03 Zaidan Hojin Handotai Kenkyu Shinkokai Light-emitting diode display
FR2586844A1 (fr) * 1985-08-27 1987-03-06 Sofrela Sa Dispositif de signalisation utilisant des diodes electroluminescentes.
US5463280A (en) * 1994-03-03 1995-10-31 National Service Industries, Inc. Light emitting diode retrofit lamp
WO1999039319A2 (en) * 1998-01-29 1999-08-05 Ledi-Lite Ltd. Illuminated sign system
WO2001001385A1 (en) * 1999-06-29 2001-01-04 Welles Reymond Ac powered led circuits for traffic signal displays

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4298869A (en) * 1978-06-29 1981-11-03 Zaidan Hojin Handotai Kenkyu Shinkokai Light-emitting diode display
FR2586844A1 (fr) * 1985-08-27 1987-03-06 Sofrela Sa Dispositif de signalisation utilisant des diodes electroluminescentes.
US5463280A (en) * 1994-03-03 1995-10-31 National Service Industries, Inc. Light emitting diode retrofit lamp
WO1999039319A2 (en) * 1998-01-29 1999-08-05 Ledi-Lite Ltd. Illuminated sign system
WO2001001385A1 (en) * 1999-06-29 2001-01-04 Welles Reymond Ac powered led circuits for traffic signal displays

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7086756B2 (en) 2004-03-18 2006-08-08 Lighting Science Group Corporation Lighting element using electronically activated light emitting elements and method of making same
US8004203B2 (en) 2004-04-23 2011-08-23 Lighting Science Group Corporation Electronic light generating element with power circuit
WO2005107328A3 (en) * 2004-04-23 2006-01-12 Lighting Science Group Corp Electronic light generating element light bulb
US7215086B2 (en) 2004-04-23 2007-05-08 Lighting Science Group Corporation Electronic light generating element light bulb
WO2005107328A2 (en) * 2004-04-23 2005-11-10 Lighting Science Group Corporation Electronic light generating element light bulb
US9137864B2 (en) 2009-04-20 2015-09-15 Marvell World Trade Ltd. LED lighting device
WO2010123777A1 (en) * 2009-04-20 2010-10-28 Marvell World Trade, Ltd. Led lighting device having flyback converter
WO2012098486A1 (en) 2011-01-17 2012-07-26 Koninklijke Philips Electronics N.V. Driver device and driving method for driving a load, in particular an led unit
CN103314641A (zh) * 2011-01-17 2013-09-18 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于驱动负载、具体为led单元的驱动设备和驱动方法
US9596726B2 (en) 2011-01-17 2017-03-14 Philips Lighting Holding B.V. Driver device and driving method for driving a load, in particular an LED unit
US9271348B2 (en) 2011-01-17 2016-02-23 Koninklijke Philips N.V. Driver device and driving method for driving a load, in particular an LED unit
RU2596850C2 (ru) * 2011-01-17 2016-09-10 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Устройство и способ возбуждения нагрузки, в частности блока сид
CN103314641B (zh) * 2011-01-17 2017-06-09 飞利浦照明控股有限公司 用于驱动负载、具体为led单元的驱动设备和驱动方法
US8901831B2 (en) 2012-05-07 2014-12-02 Lighting Science Group Corporation Constant current pulse-width modulation lighting system and associated methods
US9557015B2 (en) 2013-08-16 2017-01-31 Lighting Science Group Corporation Lighting device with flexible circuits having light-emitting diodes positioned thereupon and associated methods
US9464788B2 (en) 2013-08-16 2016-10-11 Lighting Science Group Corporation Method of assembling a lighting device with flexible circuits having light-emitting diodes positioned thereon
US9608527B1 (en) 2014-02-13 2017-03-28 Marvell International Ltd. Overshoot prevention for deep dimming startup
EP3393207A1 (de) * 2017-04-20 2018-10-24 Tridonic GmbH & Co. KG Schaltregler zum betreiben von leuchtmitteln mit nachleuchtunterdrückung

Also Published As

Publication number Publication date
ES2293027T3 (es) 2008-03-16
EP1520263A1 (de) 2005-04-06
EP1520263B1 (de) 2007-08-15
ATE370488T1 (de) 2007-09-15
DE50307964D1 (de) 2007-09-27
AU2003242770A1 (en) 2004-01-19

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