WO2010012299A1 - Schaltungsanordnung mit leuchtdioden sowie anordnung aus substrat mit leuchtdioden - Google Patents

Schaltungsanordnung mit leuchtdioden sowie anordnung aus substrat mit leuchtdioden Download PDF

Info

Publication number
WO2010012299A1
WO2010012299A1 PCT/EP2008/059967 EP2008059967W WO2010012299A1 WO 2010012299 A1 WO2010012299 A1 WO 2010012299A1 EP 2008059967 W EP2008059967 W EP 2008059967W WO 2010012299 A1 WO2010012299 A1 WO 2010012299A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
emitting diodes
substrate
coupled
emitting diode
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/059967
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernhard Siessegger
Wolfgang Pabst
Original Assignee
Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung filed Critical Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung
Priority to PCT/EP2008/059967 priority Critical patent/WO2010012299A1/de
Publication of WO2010012299A1 publication Critical patent/WO2010012299A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
    • H05B45/3725—Switched mode power supply [SMPS]
    • H05B45/392—Switched mode power supply [SMPS] wherein the LEDs are placed as freewheeling diodes at the secondary side of an isolation transformer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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

  • the invention relates to a circuit arrangement according to the preamble of claim 1. It also relates to a usable in the circuit arrangement according to the invention arrangement with a substrate and at least one light-emitting diode pair on the substrate.
  • the LEDs of one group and of the other group do not light up. If the current changes direction, the LEDs become the other group lit up and not the first one. It always lights exactly half of the LEDs.
  • the LEDs When operating a light emitting diode, a portion of the power applied to the operation is lost as power loss. If the intensity of the light emitted by the light-emitting diode is to be increased, the light-emitting diode must be operated with increased power, whereby the power loss then increases accordingly. Due to the power loss heat is generated. In the previously known circuits with antiparallel-connected light-emitting diodes, the LEDs can not be ideally applied to a support or substrate that the heat is optimally dissipated.
  • an insulation layer between the actual light-emitting diode and the substrate, at least in some of the light-emitting diodes.
  • This insulation layer is used for electrical insulation, but also has a thermal insulation result. The fact that the heat generated due to the power loss can flow only insufficient, resulting in limitations in the performance with which the light emitting diodes can be operated.
  • the object of the present invention is to provide a circuit arrangement according to the preamble of patent claim 1, in which the light-emitting diodes can be operated with the highest possible power.
  • This object is achieved in a circuit arrangement having the features of the preamble of the claim by the features of the characterizing part of patent claim 1.
  • Particularly advantageous embodiments can be found in the dependent claims.
  • circuit arrangement according to the invention can in particular make use of an arrangement with a substrate and with at least one pair of light-emitting diodes on the substrate with the features according to claim 6, advantageous embodiments of this arrangement being cited in patent claims dependent on claim 6.
  • the anode of a light-emitting diode of a light-emitting diode pair is thus coupled to one end of a secondary-side inductance of the transformer, while the anode of the other light-emitting diode of the same light-emitting diode pair is coupled to another end of this secondary-side inductance.
  • the cathodes of the LEDs are coupled to a body. Between the two ends of the secondary-side inductance, a contact point is defined, and this contact point is coupled to the body.
  • the effect is achieved as if the light emitting diodes are connected in antiparallel, even if they are actually connected in parallel. Due to the additional connection between the contact point and the body, in each case a current flow can be brought to light up one of the light emitting diodes, whereby this current flow takes place past the other of the light emitting diodes, via the connection. connection between the contact point and the body. When changing the sign of the current, the other LED is lit, and the current flows past the first light-emitting diode.
  • the circuit arrangement preferably comprises a plurality of light-emitting diode pairs. Each pair of light-emitting diodes is coupled to its own inductance on the secondary side, in the manner described above for the one light-emitting diode pair.
  • the inductors can also be adapted individually to properties of the LEDs.
  • all light-emitting diodes are preferably arranged on the same substrate (carrier).
  • the dissipation of heat is promoted by the fact that the substrate has a particularly high thermal conductivity.
  • the substrate should have a thermal conductivity of more than 30 W / mK, preferably more than 120 W / mK and preferably even more than 1000 W / mK.
  • a be- especially high thermal conductivity is achieved when the substrate is metal.
  • the light emitting diodes can be applied directly to this.
  • the substrate is then to be equated with the body, with the cathode and the contact point.
  • the substrate is at a defined potential, preferably it is grounded.
  • the anodes of the light-emitting diodes of a light-emitting diode pair are each coupled to one another via a structure (in particular a structure on the substrate) providing an inductance for use as a secondary side of a transformer.
  • the light-emitting diodes are applied directly to the substrate.
  • the light-emitting diodes are applied directly to the substrate, heat generated during operation of the light-emitting diodes is dissipated quickly, so that the light-emitting diodes can be operated at high power and thus the intensity of the light emitted by the light-emitting diodes can be particularly high.
  • the thermal conductivity is promoted when the substrate is made of metal.
  • a metal substrate provides for providing a reference potential to the substrate. If, as is typically the case, the cathodes of the light emitting diodes are electrically coupled to the substrate in the direct application of the light emitting diodes, a tap may be provided on the structure which is coupled to the substrate. This creates a special Circuit, namely that which is provided on the secondary side of the circuit arrangement according to claim 1. The LEDs are therefore alternately operable with each other when the inductance is energized, which is the case when it represents the secondary side of a transformer and the primary side of the transformer is supplied with alternating current.
  • FIG. 1 shows a circuit arrangement according to the invention in a schematic representation
  • Fig. 2 shows a schematic sectional view of the structure of an arrangement with a substrate and a light-emitting diode pair according to the invention, as it can be used in the Heidelbergungsan- order of FIG.
  • a generally designated 10 circuitry includes an AC power source 12.
  • Conventional AC power sources may be used, e.g. B. but also a push-pull circuit in which by alternately switching on and off of two switches provided by a DC voltage source voltage in alternating directions to output terminals of the AC power source 12 is applied.
  • a push-pull circuit in addition to a push-pull circuit, a half-bridge converter can also be used.
  • the alternating current is applied to a transformer 14.
  • an inductance 16 is provided on a primary side of the transformer 14.
  • the inductance 16 can be divided into an effective inductance 18, which has an ideal transformer 20 and in a leakage inductance 22, which does not serve the Nutzakusübertragung.
  • On the secondary side there are a plurality of secondary inductances 24, three of which are shown.
  • Each secondary inductor 24 is divided into an inductance 26 participating in the power transmission and therefore belonging to the ideal transformer 20 and in leakage inductances 28a and 28b.
  • two light-emitting diodes 30a, 30b are connected.
  • the anode 32a of the inductance 30a is coupled to one end 34a of an inductance 24 of the transformer 14, in the present case connected.
  • the anode 32b of the second light-emitting diode 30b is coupled to the other end 34b of this inductance 24 of the transformer 34b, namely connected here.
  • the cathodes 36a and 36b of the LEDs 30a and 30b are connected to a body 38 which is grounded.
  • a contact point 40 is provided between the two ends 34a and 34b of the inductor 24, which can also be referred to as a "tap".
  • the contact point 40 is coupled to the body 38, namely in the present case directly connected to it via a connecting line 42.
  • the alternating current generated by the alternating current source 12 has a predetermined sign, then current flows via the light-emitting diode 30a. This current flows via the connecting line 42 from the contacting point 40 to the body 38 back in a circle. Current does not flow through the second LED 30b at this time. If the sign of the current generated by the alternating current source 12 now changes, the first light-emitting diode 30a blocks. Instead Current flows through the second LED 30b, and also back from the contact point 40 via the connecting line 42 to the body 38th
  • the connecting line 42 By providing the connecting line 42, it is no longer necessary, as in the prior art, to switch the light-emitting diodes 30a and 30b in anti-parallel.
  • the same effect is achieved as with an antiparallel circuit, namely that one of the light-emitting diodes 30a, 30b lights up and the other one does not, the alternating current being changed to the other light-emitting diode when the sign changes.
  • the leakage inductances 28a and 28b are suitable to choose.
  • the leakage inductances can be determined via a circuit design.
  • an inductance 24 for lighting a light-emitting diode is simultaneously responsible.
  • Such inductors 24 are easily accommodated on substrates, for. B. as a line structure on such substrates.
  • the entire system does not immediately fail if one component fails.
  • three secondary inductances 24 are shown with light-emitting diodes 30a, 30b arranged thereon, the number of these circuit parts can also be higher than three.
  • the circuit also works already when using one or two such circuit (s).
  • the body 38 of FIG. 1 here is the substrate, in the present case, it should be a metallic substrate, for. B. be made of copper or aluminum.
  • the light-emitting diodes 30a and 30b either by applying an LED chip, or by applying individual layers directly to the substrate 38, applied directly.
  • the cathode of the light-emitting diode 30a, 30b in this case directly contacts the substrate 38, so that the connection shown in FIG. 1 is produced.
  • the anode points upwards, so that light can be emitted to the outside.
  • a bonding wire 44a, 44b is shown in FIG. 2, which serves to connect the light-emitting diodes 30a, 30b to further structures 46a, 46b applied to the substrate 38.
  • These structures 46a and 46b may correspond to the inductor 24.
  • the connection line 42 may be provided.
  • the light-emitting diodes 30a, 30b can be operated with high intensity.
  • the intensity can be determined by a suitable choice of the inductance 24 (including the inductances 26, 28 a, 28 b) as well as the power applied by the alternating current source 12.
  • the circuit 10 can thus emit a particularly high light output.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

In einer Schaltungsanordnung (10) mit einer Wechselstromquelle (12) und einem Transformator (14) mit Induktivitäten (16, 24) auf Primärseite und Sekundärseite, wobei die Wechselstromquelle (12) die primärseitige Induktivität mit Wechselstrom beaufschlagt, sind mit den sekundärseitigen Induktivitäten (24) jeweils zwei Leuchtdioden (30a, 30b) gekoppelt, nämlich über ihre Anoden (32a, 32b) mit den Enden (34a, 34b) der Induktivität (24) verbunden. Ein Kontaktierungspunkt (40) in der Induktivität (24) ist über ein Substrat (38) mit den Kathoden (36a, 36b) der Leuchtdioden (30a, 30b) gekoppelt. Die Leuchtdioden (30a, 30b) lassen sich unmittelbar auf das Substrat (38) aufbringen, das bevorzugt metallen ausgeführt ist. Dadurch lässt sich beim Betrieb der Leuchtdioden (30a, 30b) entstehende Wärme besonders gut abführen, so dass die Leuchtdioden (30a, 30b) mit hoher Leistung betrieben werden können.

Description

Beschreibung
Schaltungsanordnung mit Leuchtdioden sowie Anordnung aus Substrat mit Leuchtdioden
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Sie betrifft auch eine bei der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung einsetzbare Anordnung mit einem Substrat und zumindest einem Leuchtdiodenpaar auf dem Substrat.
Stand der Technik
Aus der DE 196 27 475 Al ist es bekannt, Leuchtdioden (LEDs) unter Einsatz einer Wechselstromquelle zum Leuch- ten zu bringen. Die Wechselstromquelle wird hierbei an einer Primärseite eines Transformators mit einer Induktivität gekoppelt und beaufschlagt diese mit Wechselstrom. An einer Sekundärseite des Transformators ist ebenfalls eine Induktivität bereit gestellt. Bei der Schaltungsan- Ordnung gemäß der DE 196 27 475 Al sind Leuchtdioden unmittelbar mit der sekundärseitigen Induktivität gekoppelt, wobei die Kopplung eine direkte Verbindung umfasst, in der lediglich noch ein Widerstandselement angeordnet ist. Die Leuchtdioden sind in mehreren Reihen angeordnet, wobei die Leuchtdioden in einer Hälfte der Reihen antiparallel zu den Leuchtdioden in der anderen Hälfte der Reihen geschaltet ist. Fließt der durch die Wechselstromquelle sekundärseitig erzeugte Wechselstrom in eine Richtung, so leuchten die Leuchtdioden der einen Gruppe und die der anderen Gruppe nicht. Wechselt der Strom die Richtung, so werden die Leuchtdioden der anderen Gruppe zum Leuchten gebracht und die der ersten nicht. Es leuchtet immer genau die Hälfte der Leuchtdioden.
Eine antiparallele Schaltung von zwei Leuchtdioden ist auch in der WO 01/69978 Al beschrieben.
Beim Betrieb einer Leuchtdiode geht ein Anteil der zum Betrieb aufgebrachten Leistung als Verlustleistung verloren. Soll die Intensität des von der Leuchtdiode abgestrahlten Lichts erhöht werden, muss die Leuchtdiode mit erhöhter Leistung betrieben werden, wobei sich dann auch die Verlustleistung entsprechend erhöht. Aufgrund der Verlustleistung entsteht Wärme. Bei den bisher bekannten Schaltungen mit antiparallel geschalteten Leuchtdioden können die Leuchtdioden nicht ideal so auf einem Träger bzw. Substrat aufgebracht werden, dass die Wärme optimal abgeleitet wird. Bei der antiparallelen Schaltung von Leuchtdioden ist es insbesondere unter Umständen nötig, eine Isolationsschicht zwischen der eigentlichen Leuchtdiode und dem Substrat aufzubringen, zumindest bei einem Teil der Leuchtdioden. Diese Isolationsschicht dient der elektrischen Isolierung, hat aber auch eine thermische Isolierung zur Folge. Dadurch, dass die Wärme, die aufgrund der Verlustleistung entsteht, nur unzureichend abfließen kann, ergeben sich Einschränkungen in der Leistung, mit der die Leuchtdioden betrieben werden können.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bereitzustellen, bei der die Leuchtdioden mit möglichst hoher Leistung betrieben werden können. Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Patentansprüchen.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann insbesondere von einer Anordnung mit einem Substrat und mit zumindest einem Leuchtdiodenpaar auf dem Substrat mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 6 Gebrauch machen, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Anordnung gemäß Patentanspruch 6 in den von Patentanspruch 6 abhängigen Patentansprüchen genannt sind.
Erfindungsgemäß ist somit die Anode einer Leuchtdiode eines Leuchtdiodenpaares mit einem Ende einer sekundärsei- tigen Induktivität des Transformators gekoppelt, während die Anode der anderen Leuchtdiode desselben Leuchtdiodenpaars mit einem anderen Ende dieser sekundärseitigen Induktivität gekoppelt ist. Die Kathoden der Leuchtdioden sind mit einem Körper gekoppelt. Zwischen den beiden En- den der sekundärseitigen Induktivität ist ein Kontaktie- rungspunkt festgelegt, und dieser Kontaktierungspunkt ist mit dem Körper gekoppelt.
Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird der Effekt erzielt, als seien die Leuchtdioden antiparallel geschaltet, auch wenn sie tatsächlich parallel geschaltet sind. Durch die zusätzliche Verbindung zwischen Kontaktierungspunkt und dem Körper kann jeweils ein Stromfluss bewirkt werden, um eine der Leuchtdioden zum Leuchten zu bringen, wobei dieser Stromfluss an der anderen der Leuchtdioden vorbei erfolgt, und zwar über die Verbin- dungsleitung zwischen Kontaktierungspunkt und dem Körper. Bei Wechsel des Vorzeichens des Stroms wird die jeweils andere Leuchtdiode zum Leuchten gebracht, und der Strom fließt an der ersten Leuchtdiode vorbei.
Während bei einer antiparallelen Schaltung von Leuchtdioden eine thermische Kopplung derselben mit einem Substrat erschwert ist, weil eine Isolationsschicht bei zumindest einer der Leuchtdioden eingesetzt werden muss, kann vorliegend auf eine solche Isolationsschicht verzichtet wer- den. Dadurch kann die Wärme besser abfließen, und die Leuchtdioden können mit einer höheren Leistung betrieben werden .
Bevorzugt umfasst die Schaltungsanordnung eine Mehrzahl von Leuchtdiodenpaaren. Jedes Leuchtdiodenpaar ist mit einer eigenen Induktivität an der Sekundärseite gekoppelt, und zwar in der oben zu dem einen Leuchtdiodenpaar beschriebenen Art und Weise. Das Bereitstellen einer eigenen Induktivität für jeweils ein Leuchtdiodenpaar, von dem zu jeder Zeit jeweils eine Leuchtdiode zum Leuchten gebracht wird, verringert die Fehleranfälligkeit der Schaltungsanordnung. Die Induktivitäten können zudem an Eigenschaften der Leuchtdioden individuell angepasst sein .
Zur Förderung der Wärmeleitung sind bevorzugt alle Leuchtdioden auf demselben Substrat (Träger) angeordnet. Bevorzugt wird die Ableitung von Wärme dadurch gefördert, dass das Substrat eine besonders hohe Wärmeleitfähigkeit hat. Insbesondere soll das Substrat eine Wärmeleitfähigkeit von mehr als 30 W/mK haben, bevorzugt mehr als 120 W/mK und bevorzugt sogar mehr als 1000 W/mK. Eine be- sonders hohe Wärmeleitfähigkeit wird erzielt, wenn das Substrat metallen ist. Bei metallenem Substrat können die Leuchtdioden unmittelbar auf dieses aufgebracht werden. Das Substrat ist dann mit dem Körper, mit dem Kathoden und der Kontaktierungspunkt gekoppelt sind, gleichzusetzen. Das Substrat liegt auf einem definierten Potential, bevorzugt ist es geerdet.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung, welche ein Substrat und zumindest ein Leuchtdiodenpaar auf dem Substrat um- fasst, sind die Anoden der Leuchtdioden eines Leuchtdiodenpaares jeweils miteinander über eine eine Induktivität zur Verwendung als Sekundärseite eines Transformators bereitstellende Struktur (insbesondere eine Struktur auf dem Substrat) gekoppelt. Die Leuchtdioden sind unmittel- bar auf dem Substrat aufgebracht.
Dadurch, dass die Leuchtdioden unmittelbar auf dem Substrat aufgebracht sind, wird beim Betrieb der Leuchtdioden erzeugte Wärme schnell abgeführt, so dass die Leuchtdioden mit hoher Leistung betrieben werden können und so- mit die Intensität des von den Leuchtdioden abgegebenen Lichts besonders hoch sein kann.
Die thermische Leitfähigkeit wird gefördert, wenn das Substrat aus Metall besteht. Zudem ermöglicht ein Substrat aus Metall das Bereitstellen eines Referenzpotenti- als an dem Substrat. Wenn bei der unmittelbaren Aufbringung der Leuchtdioden, wie es typischerweise der Fall ist, die Kathoden der Leuchtdioden elektrisch mit dem Substrat gekoppelt sind, kann ein Abgriff an der Struktur bereitgestellt bzw. ausgewählt werden, der mit dem Sub- strat gekoppelt wird. Dadurch entsteht eine besondere Schaltung, nämlich die, die auf der Sekundärseite der Schaltungsanordnung gemäß Patentanspruch 1 bereitgestellt ist. Die Leuchtdioden sind daher wechselnd miteinander betreibbar, wenn die Induktivität mit Strom beaufschlagt wird, was der Fall ist, wenn sie die Sekundärseite eines Transformators darstellt und die Primärseite des Transformators mit Wechselstrom beaufschlagt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigt:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in sche- matischer Darstellung und
Fig. 2 im Schnitt schematisch den Aufbau einer Anordnung mit einem Substrat und einem Leuchtdiodenpaar gemäß der Erfindung, wie sie bei der Schaltungsan- Ordnung gemäß Fig. 1 einsetzbar ist.
Eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Schaltungsanordnung um- fasst eine Wechselstromquelle 12. Es können herkömmliche Wechselstromquellen verwendet werden, z. B. aber auch eine Push-Pull-Schaltung, bei der durch wechselndes Ein- und Ausschalten zweier Schalter eine von einer Gleichspannungsquelle bereitgestellte Spannung in wechselnder Richtung an Ausgangsanschlüsse der Wechselstromquelle 12 angelegt wird. Neben einer Push-Pull-Schaltung ist auch ein Halbbrückenkonverter einsetzbar.
Der Wechselstrom wird auf einen Transformator 14 gegeben. An einer Primärseite des Transformators 14 ist hierbei eine Induktivität 16 bereitgestellt. Die Induktivität 16 lässt sich aufteilen in eine wirksame Induktivität 18, welche ein idealer Transformator 20 aufweist und in eine Streuinduktivität 22, die nicht der Nutzleistungsübertragung dient. Sekundärseitig gibt es eine Mehrzahl von Se- kundärinduktivitäten 24, gezeigt sind davon drei. Jede Sekundärinduktivität 24 teilt sich auf in eine bei der Nutzleistungsübertragung teilnehmende und daher zum idealen Transformator 20 gehörige Induktivität 26 und in Streuinduktivitäten 28a und 28b. An der Induktivität 24 sind zwei Leuchtdioden 30a, 30b angeschlossen. Hierzu ist die Anode 32a der Induktivität 30a mit einem Ende 34a einer Induktivität 24 des Transformators 14 gekoppelt, vorliegend verbunden. Die Anode 32b der zweiten Leuchtdiode 30b ist mit dem anderen Ende 34b dieser Induktivität 24 des Transformators 34b gekoppelt, nämlich vorliegend verbunden. Die Kathoden 36a bzw. 36b der Leuchtdioden 30a und 30b sind mit einem Körper 38 verbunden, der geerdet ist. Nun ist zwischen den beiden Enden 34a und 34b der Induktivität 24 ein Kontaktierungspunkt 40 vorgesehen, der sich auch als "Abgriff" bezeichnen lässt. Der Kontaktierungspunkt 40 ist mit dem Körper 38 gekoppelt, nämlich vorliegend direkt mit ihm über eine Verbindungsleitung 42 verbunden .
Hat der von der Wechselstromquelle 12 erzeugte Wechsel- ström ein vorbestimmtes Vorzeichen, so fließt Strom über die Leuchtdiode 30a. Dieser Strom fließt über die Verbindungsleitung 42 vom Kontaktierungspunkt 40 zum Körper 38 zurück in einem Kreis. Strom fließt zu diesem Zeitpunkt nicht über die zweite Leuchtdiode 30b. Wechselt nun das Vorzeichen des von der Wechselstromquelle 12 erzeugten Stroms, so sperrt die erste Leuchtdiode 30a. Stattdessen fließt Strom über die zweite Leuchtdiode 30b, und zwar auch zurück vom Kontaktierungspunkt 40 über die Verbindungsleitung 42 zum Körper 38.
Durch das Bereitstellen der Verbindungsleitung 42 ist es nicht mehr wie im Stand der Technik nötig, die Leuchtdioden 30a und 30b antiparallel zu schalten. Es wird dieselbe Wirkung wie bei einer antiparallelen Schaltung erzielt, nämlich dass jeweils eine der Leuchtdioden 30a, 30b leuchtet und die andere nicht, wobei bei einem Wech- sei des Vorzeichens im Wechselstrom jeweils zur anderen Leuchtdiode gewechselt wird. Damit die Leuchtdioden 30a und 30b wenigstens näherungsweise in Stromsteuerung betrieben werden, sind die Streuinduktivitäten 28a und 28b geeignet zu wählen. Die Streuinduktivitäten können über ein Schaltungsdesign festgelegt werden.
Dadurch, dass es eine Mehrzahl von sekundärseitigen Induktivitäten 24 gibt, an denen jeweils Leuchtdioden 30a, 30b angeordnet sind, ist jeweils eine Induktivität 24 für das Leuchten einer Leuchtdiode gleichzeitig verantwort- lieh. Solche Induktivitäten 24 sind leicht auf Substraten unterbringbar, z. B. als Leitungsstruktur auf solchen Substraten. Durch das Bereitstellen einer Induktivität 24 für jeweils ein Leuchtdiodenpaar 30a, 30b fällt bei einem Ausfall einer Komponente nicht sogleich das gesamte Sys- tem aus. Während vorliegend drei Sekundärinduktivitäten 24 mit daran angeordneten Leuchtdioden 30a, 30b gezeigt sind, kann die Zahl dieser Schaltungsteile auch höher als drei sein. Die Schaltung funktioniert außerdem auch bereits bei Verwendung von einer oder zwei solchen Schal- tung (en) . Die Schaltung, bei der ein Kontaktierungspunkt 40 in der Induktivität 24 über eine Verbindungsleitung 42 mit dem Körper 38 verbunden ist, ermöglicht ein Aufbringen der Leuchtdioden 30a und 30b unmittelbar auf ein Substrat.
Dies ist anhand von Fig. 2 erläutert: Der Körper 38 aus Fig. 1 ist hierbei das Substrat, vorliegend soll es ein metallenes Substrat, z. B. aus Kupfer oder Aluminium sein. Auf das Substrat 38 sind die Leuchtdioden 30a und 30b, sei es durch Aufbringen eines LED-Chips, sei es durch Aufbringen einzelner Schichten direkt auf das Substrat 38, unmittelbar aufgebracht. Die Kathode der Leuchtdiode 30a, 30b kontaktiert hierbei unmittelbar das Substrat 38, so dass die in Fig. 1 gezeigte Verbindung hergestellt ist. Die Anode zeigt nach oben, so dass Licht ins Freie emittiert werden kann. Symbolisch ist in Fig. 2 ein Bonddraht 44a, 44b dargestellt, der der Verbindung der Leuchtdioden 30a, 30b mit weiteren auf dem Substrat 38 aufgebrachten Strukturen 46a, 46b dient. Diese Strukturen 46a und 46b können der Induktivität 24 entsprechen. Durch solche Strukturen kann auch die Verbindungsleitung 42 bereitgestellt sein.
Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, gibt es zwischen den Leuchtdioden 30a, 30b und dem Substrat 38 keine isolierende Schicht. Da das Substrat 38 metallen ist, wird Wärme von den Leuchtdioden 30a, 30b besonders gut und schnell abgeleitet. Dadurch können die Leuchtdioden 30a, 30b mit hoher Intensität betrieben werden. Die Intensität kann durch geeignete Wahl der Induktivität 24 (inklusive der Induktivitäten 26, 28a, 28b) wie auch der von der Wech- selstromquelle 12 aufgebrachten Leistung festgelegt werden . Die Schaltungsanordnung 10 kann somit eine besonders hohe Lichtleistung abgeben. Durch die direkte Kopplung der Leuchtdioden 30a, 30b mit einer Sekundärseite eines Transformators 14, der auf der Primärseite von einer Wechselstromquelle 12 mit Strom beaufschlagt wird, entstehen im Übrigen auch geringe Verlustleistungen.

Claims

Ansprüche
1. Schaltungsanordnung (10), mit einer Wechselstromquelle (12) und einem Transformator (14) mit einer Induktivität (16) auf einer Primärseite und zumindest einer Induktivität (24) auf einer Sekundärseite, und mit zumindest einem Leuchtdiodenpaar (30a, 30b) , wobei die Wechselstromquelle (12) mit der primärseiti- gen Induktivität (16) gekoppelt ist, um diese mit Wechselstrom zu beaufschlagen, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode (32a) einer Leuchtdiode (30a) des Leuchtdiodenpaars mit einem Ende (34a) einer sekun- därseitigen Induktivität (24) gekoppelt ist und die Anode (32b) der anderen Leuchtdiode (30b) des Leuchtdiodenpaars mit einem anderen Ende (34b) dieser se- kundärseitigen Induktivität (24) gekoppelt ist, und dass die Kathoden (36a, 36b) der Leuchtdioden (30a, 30b) mit einem Körper (38) gekoppelt sind, und wobei ein Kontaktierungspunkt (40) dieser sekundärseitigen Induktivität (24) zwischen den beiden Enden (34a, 34b) mit dem Körper (38) gekoppelt ist.
2. Schaltungsanordnung (10) nach Anspruch 1 mit einer Mehrzahl von Induktivitäten (24) an der Sekundärseite, von denen jeweils die beiden Enden (34a, 34b) mit einer jeweiligen Anode (32a, 32b) einer Leuchtdiode (30a, 30b) eines Leuchtdiodenpaars gekoppelt sind, wobei die Kathoden (36a, 36b) der Leuchtdioden (30a, 30b) sowie ein Kontaktierungspunkt (40) der jeweiligen sekundärseitigen Induktivität (24) zwischen den beiden Enden (34a, 34b) mit dem Körper (38) verbunden sind.
3. Schaltungsanordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem alle Leuchtdioden (30a, 30b) auf demselben Substrat (38) angeordnet sind.
4. Schaltungsanordnung (10) nach Anspruch 3, bei dem das Substrat (38) eine Wärmeleitfähigkeit von mehr als
30 W/mK und bevorzugt mehr als 120 W/mK, und besonders bevorzugt mehr als 1000 W/mK hat.
5. Schaltungsanordnung (10) nach Anspruch 3 oder 4, bei dem das Substrat (38) metallen ist.
6. Anordnung mit einem Substrat (38) und zumindest einem Leuchtdiodenpaar (30a, 30b) auf dem Substrat, wobei die Anoden (32a, 32b) der Leuchtdioden (30a, 30b) eines Leuchtdiodenpaares jeweils miteinander über eine eine Induktivität (24) zur Verwendung als Sekundär- seite eines Transformators bereitstellende Struktur gekoppelt sind, und wobei die Leuchtdioden (30a, 30b) unmittelbar auf dem Substrat (38) aufgebracht sind.
7. Anordnung nach Anspruch 6, bei der das Substrat (38) aus Metall besteht.
8. Anordnung nach Anspruch 7, bei der die Kathoden (36a, 36b) der Leuchtdioden (30a, 30b) elektrisch mit dem Substrat (38) gekoppelt sind und die Struktur einen Abgriff (40) aufweist, der mit dem Substrat (38) gekoppelt ist.
PCT/EP2008/059967 2008-07-30 2008-07-30 Schaltungsanordnung mit leuchtdioden sowie anordnung aus substrat mit leuchtdioden WO2010012299A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2008/059967 WO2010012299A1 (de) 2008-07-30 2008-07-30 Schaltungsanordnung mit leuchtdioden sowie anordnung aus substrat mit leuchtdioden

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2008/059967 WO2010012299A1 (de) 2008-07-30 2008-07-30 Schaltungsanordnung mit leuchtdioden sowie anordnung aus substrat mit leuchtdioden

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010012299A1 true WO2010012299A1 (de) 2010-02-04

Family

ID=40481916

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2008/059967 WO2010012299A1 (de) 2008-07-30 2008-07-30 Schaltungsanordnung mit leuchtdioden sowie anordnung aus substrat mit leuchtdioden

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2010012299A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005048658A1 (en) * 2003-11-13 2005-05-26 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Resonant power led control circuit with brightness and colour control
WO2006038157A2 (en) * 2004-10-01 2006-04-13 Koninklijke Philips Electronics N.V. Power converter for led large area light source lamp
US20060197444A1 (en) * 2005-03-03 2006-09-07 Koito Manufacturing Co., Ltd. Light emitting apparatus
WO2008029325A1 (en) * 2006-09-07 2008-03-13 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Resonant driver with low-voltage secondary side control for high power led lighting
US20080083929A1 (en) * 2006-10-06 2008-04-10 Iii-N Technology, Inc. Ac/dc light emitting diodes with integrated protection mechanism

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005048658A1 (en) * 2003-11-13 2005-05-26 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Resonant power led control circuit with brightness and colour control
WO2006038157A2 (en) * 2004-10-01 2006-04-13 Koninklijke Philips Electronics N.V. Power converter for led large area light source lamp
US20060197444A1 (en) * 2005-03-03 2006-09-07 Koito Manufacturing Co., Ltd. Light emitting apparatus
WO2008029325A1 (en) * 2006-09-07 2008-03-13 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Resonant driver with low-voltage secondary side control for high power led lighting
US20080083929A1 (en) * 2006-10-06 2008-04-10 Iii-N Technology, Inc. Ac/dc light emitting diodes with integrated protection mechanism

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1264518B1 (de) ANSTEUERUNG VON LEUCHTDIODEN (LED's)
DE102009024611B4 (de) Leistungsschaltung und Beleuchtungsvorrichtung
DE102009032984B3 (de) Biegbare Leuchtmodule und Verfahren zum Herstellen von biegbaren Leuchtmodulen
DE202010005646U1 (de) LED-Hintergrund-Beleuchtungs-Ansteuerungsmodul
DE102015112211A1 (de) Spulenbauelement, Spulenbauelement-Komplex, Transformator und Stromversorgungseinheit
WO2017202833A1 (de) Filament und leuchtvorrichtung
DE102009018428A1 (de) Schaltung für eine Leuchtdiodenanordnung und Leuchtdiodenmodul
EP0443378B1 (de) Elektronischer Leistungsschalter
DE102016103087A1 (de) Modul mit lichtemittierendem Festkörperelement und Beleuchtungsanordnung
WO2014049039A1 (de) Ausgleich einer farbortverschiebung
EP3232746B1 (de) Kontaktierung eines flexiblen leiterplattenstreifens durch eine kontaktierbrücke
DE2218612A1 (de) Gleichrichteranordnung mit gekühlter Stromzuführung
WO2010012299A1 (de) Schaltungsanordnung mit leuchtdioden sowie anordnung aus substrat mit leuchtdioden
DE202008013762U1 (de) LED-Lampe
EP2143989B1 (de) Beleuchtungseinheit, LED- Modul und Verfahren
EP2959492B1 (de) Verfahren zum betrieb eines laststufenschalters mit halbleiterelementen
WO2014001068A1 (de) Beleuchtungsvorrichtung, beleuchtungsanordnung mit beleuchtungsvorrichtung und verfahren zum betreiben einer beleuchtungsvorrichtung
DE102009015224A1 (de) LED-Lichtquelle mit einer Vielzahl von LED-Chips und LED-Chip zur Verwendung in selbiger
DE112015007243T5 (de) Festkörperbeleuchtungsanordnung
EP2927564B1 (de) Leuchteinrichtung für leuchtmittel
DE102017113013B4 (de) Betriebsgerät und Verfahren zum Betreiben eines Betriebsgeräts
EP4192200A1 (de) Leiterplatte, verfahren zu seiner herstellung, sowie verwendung in einer werkzeugmaschine
DE102022211926A1 (de) Schweißgerät
DE102015209058A1 (de) Mehrfunktionale Hochstromleiterplatte
DE202016101043U1 (de) Direkt-AC-Leuchtdioden-Modul

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08786602

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 08786602

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1