CN102550127A

CN102550127A - 发光体

Info

Publication number: CN102550127A
Application number: CN2009801606321A
Authority: CN
Inventors: 安德烈·佩特佐尔德; 拉尔夫·希特津
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-07-21
Filing date: 2009-07-21
Publication date: 2012-07-04
Also published as: EP2457414A1; DE112009005089A5; WO2011009423A1; US20120134156A1

Abstract

发光体(1)配备有大量布置在壳体(2)内并且用作发光装置的发光二极管(3、4、5、6)。所述发光二极管反并联布置，而且优选地布置在分别具有两个彼此反并联布置的二极管对(9、10)的单元(7、8)中。

Description

发光体

技术领域

本发明涉及一种具有大量布置在壳体内、用作发光装置的发光二极管的发光体。

背景技术

白炽灯泡和填充有稀有气体的发光管日益被发光二极管替代，因为所述发光二极管带来大量脉冲点（Pulspunkt）。发光二极管是当通过二极管的电流在导通方向上流动时发光的电子半导体器件。在此，发光二极管通过相对于白炽灯泡和发光管的许多优点来表征，这些优点将来仍将增强发光二极管的推广。因此，发光二极管的使用时间比在可比的发光装置的情况下要长得多，在利用相应低的电流运行的LED情况下寿命达到直至超过100000小时。相比于其它的发光装置，发光二极管在运行中也散发出少得多的温度，使得也如下存在节能的潜力。另外，所述发光二极管对于震动是不敏感的并且不突然失效，而是在相应的寿命之后仅变得更微弱。最后，在发光二极管情况下所产生的光的特性也能够特别好地被改变，例如这涉及所射出的光的颜色。LED的各种不同优点导致，除了在移动的发光体中、例如在自行车处、或结合仅微弱地被照明或待照亮的面、例如被照明的号牌的面作为用于电子设备的运行准备的状态指示的使用之外，发光二极管也增强地以成束的形式作为整个发光体被应用。在此，白炽灯、卤素灯或其它灯通过大量成束的发光二极管被替代。例如从DE-OS 196 27 47已知一种用于应用在具有一组LED的道路交通设备中的信号发生器的电路布置，该组LED反并联地连接到第二组LED上。该装置仅适用于最大40伏时使用。另外强制地设置有用于产生交流电压并且将230伏的电网电压向下转换成10和40伏之间的供应电压的变压器。利用该电路实现的节能潜力应被认为远远不够。

发明内容

本发明提出的任务是实现一种发光体，其能够以合适的方式使用大量发光二极管并且其使用是特别有效的、高效的、环保的、节能的和安全的。

该任务通过以下方式来解决，即发光体配备有大量反并联布置的发光二极管。

通过在发光体中使用反并联布置的发光二极管能够以特别合适的方式利用发光二极管的优点。因此，实现具有智能控制装置的发光体，该发光体通过小的电流消耗、长的使用寿命、消失(ausbleibend)的放热或防止破坏的安全性表征，其方式是，二极管在相反方向上通过并行的布置在一定程度上互相保护。

在本发明的非常最简单的实施形式中考虑到，发光体配备有仅四个发光二极管。所述发光二极管能够一个接一个地或星形地布置。这种四者状况(Viererkonstellation)优选对于在下面仍要介绍的具有大量这种各（

）四个或更多二极管的单元的变型方案构成基础元件。如电网电压、电网频率、电流/电压比、相应LED的特定值、制造商设定或发光体的尺寸和形式的因素在确定二极管的数目时可能起作用。在此，在考虑电网电压情况下，（必要时预期地忍受质量损耗）可以计算最优的电阻并且发光体配备相应数量的LED，取决于其电流电压特性曲线。对此补充地，发光体能够配备电阻。

尤其是考虑到，发光体配备有大量分别具有两个彼此反并联布置的二极管对的单元。在此，每两个对相反地连接，二极管互相截止（sperren）。通过各个发光二极管的这种布置或者接线，此外以发光体的实际每种形式的使用是可能的，因为这些对的组合能够以最终具有任意数目的二极管的发光体的实际每种形式或尺寸的元件类型实现。通过各个发光二极管的连接能够运行有利的交流电压，尽管对于发光二极管通常仅利用直流电压的运行是可能的。

即使在所述二极管之一失效的情况下，发光体的实际不受限制的继续运行也是可能的，因为由于所述的电路发生桥接效应类型。因此实现失效保护装置，其在许多单个二极管故障的情况下也保证发光体的不受限制的功能。

原则上考虑到，全部在发光体中使用的二极管是发光二极管，以便能够设法获得相应的亮度。然而也可以设想发光体具有单元，其除了发光二极管外配备有保护二极管。最后的变型方案尤其是用于可以通过“失效二极管”类型实现所述的桥接效应。

在此，本发明的优选实施形式规定，发光二极管的几何布置与在最小可能的电阻情况下的通过电流（Stromfluss）协调。在此，二极管的几何布置对准在最小的电阻情况下通过电流的充分利用、在该情况下反向电压的导通。在达到反向电压时触发的电流强上升效应应该以此方式得到充分利用。

在优选实施形式中，这些单元具有两个彼此反并联布置的二极管对。为了这些二极管的机械连接的目的建议，这些单元由彼此接线的二极管组成。这在桥接效应和星形或一个接一个布置的二极管的良好的和安全的连接方面也是彼此适用的。

尤其是规定，这些单元由彼此通过捻合相连的二极管组成。因为电流总是在二极管之间寻找最简单的路径，这决定性地使得发光体的最优的功能成为可能，所以适合实现特别好的连接，这通过捻合最容易地实现。此外，由于捻合连接形式单独的电路板不是必要的，而按照现有技术无相应的发光体迄今是不行的。

如果当前的发光体配备有分别两个二极管对的至少八个单元，则第一效应已能够通过该发光体实现。已经利用所述相比而言小数量的单元在最极端低的电流消耗方面可以记录显著的改进。对于二次节约潜力形式的有利的效应同样适用，因为利用当前的发光体不产生热量，无无功电流流动和不出现火花形成。

当发光体配备有与26的倍数相应的数目的单元时，所述效应仍能增强。

当发光体配备有分别两个二极管对的30至70个、优选40至60个单元时，所述效应仍能继续增强。二极管特定的因素、尤其是其电流电压特性曲线和制造商在二极管的光强度、能量消耗或计划的使用寿命方面的目标设定的相互作用对于确定二极管数目是决定性的。为了结合发光体的特别好的能量效率和长的寿命实现最优的亮度，在最大250伏的电网电压情况下在40至60个单元时可认为（auszugehen）理想状况。如果电压改变，则应该通过电阻或通过二极管对进行匹配。在此应该达到击穿电压。但是对迄今已知的相同种类的发光体适度地（gemessen），也能够不超过或者超过所述值，其方式是，容忍质量损失。此外，在发光体的用色或尺寸方面可能有偏差。

本发明的特别有利的实施形式规定，发光体配备有分别两个二极管对的至少52个单元、也就是总共具有208个LED。在此，LED自身防止免受烧断，其中必要时能够还预接电阻作为附加保护。104个二极管分别同时经由唯一存在的电压源进行操控。在此，该功能原理基于正弦波，其半波被分成正的以及负的和分成四个分段。根据由于电网频率的周期性反复，在行状布置的发光二极管情况下上和下排分别发光。在此，人眼由于余晖效应而不能觉察到电压损耗。

结合发光二极管的特别有利的接线或者布置，当发光体具有圆柱形形状时，可认为特别实用。因此能够替代迄今所使用的和大多用稀有气体填充的发光管。也不出现改装成本，因为保持了本体（Corpus）的所有部分。在任何情况下必须去除启动器(Starter)。借助于标准化的连接件，配备有大量反并联连接的发光二极管的发光体能够以管形旋转入或者置入到商业上通用的固定装置中。不过，相对于传统的，按照本发明的具有智能操控装置的发光管以至少400000个运行小时证明是明显占优势的。此外，利用发光二极管能够实现可能的效应，例如这涉及彩色光。相比而言构造地非常小的、各两个二极管对的单元使得能够利用按照本发明的布置最终可以以任意的长度、宽度和深度、即以任意的形式构成发光体，因为以由两个二极管对组成的单元形式的组件相应小地构造并且可任意地组合。

此外可认为有利的是，结合使用按照本发明的发光体能够省去一些成套设备。不过可能值得推荐的是，给发光体分配微控制器，例如用于选择性的操控或者以便控制LED的用色。

显著的省电潜力也通过以下方式得出，即发光体直接地、无成套设备的中间电路地、可连接到电网交流电压上地来构成。在此，发光体的功能是与电压无关的。因此不需要预接的成套设备，例如电源、变压器或整流器，该成套设备就其方面再次带来电流需求。同时取消成套设备或者组件，例如变频器或补偿器。此外，按照本发明的发光体无启动电流也行，使得能够以相应原材料节省的方式实现较小的线缆横截面。对于现在不是必要的电路板同样适用，对此已经指出。

利用按照本发明的发光体和LED的布置和***化，这些最优地受到保护。这尤其是在约4伏的导通电压情况下也是这种情况，其中以大约2.7至3伏进行运行。反向电压大约为5伏。

附加保护能够通过预接至少两个各优选120欧姆的电阻实现。仅当适用的是将按照本发明的发光体在具有异常的频率以及电网电压的电网中使用时，电阻的预接才表现为有利的。于是根据电网中的频率能够预接一个或多个电阻。

本发明的特征尤其是在于，实现具有智能控制装置的新型的发光体，其结合大的节能潜力通过高的和恒定的功率表征。为此建议具有优选总共208个尽可能相同规格的、反并联布置的发光二极管的发光体。基于LED的特定的电流电压特性曲线，能够为发光体选择最不同的尺寸和形状，如各四个反并联连接的二极管的许多模块应该使用的。这通过将二极管的几何布置与在最小可能的电阻情况下的通过电流相协调来实现。因此，在达到反向电压时触发的电流强上升效应被充分利用。在脉动式布置中，单元成对地分别配备有两个彼此反并联布置的二极管对。以此方式在各个二极管连接情况下能够运行交流电压，尽管对于发光二极管通常仅利用直流电压运行是可能的。基于在单元中的该优选的布置，实际上丝毫不存在限制，也就是说对于发光体本身原则上每种造型均是可设想的，特别是很多单元实际上能够任意组合。这再次带来脉冲点，即发光管作为特别常见类型的发光体能够配备有按照本发明连接的LED。因此，具有根据所建议的接线模式布置的发光二极管的发光管可置于商业上通用的固定装置中，而无需修正。此外，例如在用色方面，利用发光二极管能够以可设想的简单的方式实现确定的光学效应。最优的能量节约一方面能够通过使用发光二极管本身，然而恰好也能够通过预先设置的布置模式实现。然而，另外也省去了成套设备，其在迄今使用的发光管中作为需要的“耗电器（Stromfresser）”是多么声名狼藉，例如电源、变频器、补偿器或变压器。通过预先设置的智能操控装置，现在这些成套设备不是必要的。按照本发明的发光体能够应用到直至250伏的电流电压上并且在另外的方面也特别安全。因此没有无功电流流动，不产生火花，发光体与其构造无关是抗冲击的、不是振动敏感的和受破碎保护的。在制造时是无需水银的。寿命以直至400000运行小时远在迄今已知的发光体之上。在此，光的质量是最优地均匀的和明亮的。

附图说明

本发明主题的另外的细节和详细部分从附图的以下描述中得出，其中利用对此所需的细节和详细部分示出优选实施例。其中：

图1示出了发光体；

图2示出了图1的片段；

图3示出了由两对发光二极管组成的单元；

图4示出了图3的电路图；

图5示出了两对发光二极管；和

图6示出了电路图。

具体实施方式

在图1中示出了圆柱形形状的发光体1。其壳体2由透明的材料、优选由玻璃或塑料制成并且在其内部具有大量这里或多或少随机配有附图标记3、4、5、6的发光二极管。由于大量发光二极管3、4、5、6等，在该图示中明显的是，利用按照本发明的接线模式对于发光体的每个造型实际上是可能的，因为发光体1由大量小的具有发光二极管的单元组成。在按照图1的本例子中涉及管形的壳体2，其此外还具有端子15和16。

图2利用再次或多或少随机配有附图标记3、4、5、6的发光二极管示出了图1的片段，这些发光二极管彼此通过金属线17、18、19相连。

在图3中示出了由二极管9、9’、10、10’构成的单元7，其由两个彼此反并联布置的二极管对9、9’、10、10’组成。在用52个单元、也就是总共208个发光二极管配备发光体情况下，已经证明其使用是特别有利的。接线用附图标记20、21、22和23表示。阴极分别配有附图标记24、26、28和30并且阳极配有附图标记25、27、29和31。

图4示出了该布置的电路图。智能控制的单元7由带有接线20、21、22和23的彼此反并联布置的二极管9、9’、10、10’组成。阴极分别配有附图标记24、26、28和30并且阳极配有附图标记25、27、29和31。

在图5中也单独地示出了所述二极管对9、9’或者10、10’。在该形式中二极管对彼此接线。

最后，图6示出了具有四个二极管对9、9’、10、10’、11、11’和12、12’的另一电路图。在此，二极管9、9’以及10、10’构成单元7，二极管11、11’以及12、12’构成单元8。电阻13、14预接到***上，以便用作二极管的防止烧断的附加保护。

Claims

1.发光体(1)，具有大量布置在壳体(2)内、用作发光装置的发光二极管(3、4、5、6)，其特征在于，所述发光体(1)配备有大量反并联布置的发光二极管(3、4、5、6)。

2.根据权利要求1所述的发光体，其特征在于，所述发光体(1)配备有至少四个发光二极管(3、4、5、6)。

3.根据权利要求1所述的发光体，其特征在于，所述发光体(1)配备有大量分别具有至少两个彼此反并联布置的二极管对(9、10)的单元(7、8)。

4.根据权利要求3所述的发光体，其特征在于，所述发光体(1)具有单元(7、8)，其除了发光二极管外配备有保护二极管。

5.根据权利要求3所述的发光体，其特征在于，所述发光二极管(3、4、5、6)的几何布置与在最小可能的电阻情况下的通过电流协调。

6.根据权利要求3所述的发光体，其特征在于，所述单元(7、8)由彼此接线的二极管(3、4、5、6)组成。

7.根据权利要求6所述的发光体，其特征在于，所述单元(7、8)由彼此通过捻合相连接的二极管(3、4、5、6)组成。

8.根据权利要求1所述的发光体，其特征在于，所述发光体(1)配备有分别两个二极管对(9、10)的至少八个单元。

9.根据权利要求1所述的发光体，其特征在于，所述发光体(1)配备有与26的倍数相应的数目的单元(7、8)。

10.根据权利要求1所述的发光体，其特征在于，所述发光体(1)配备有分别两个二极管对(9、10)的40至60个单元。

11.根据权利要求1所述的发光体，其特征在于，所述发光体(1)配备有分别两个二极管对(9、10)的52个单元。

12.根据权利要求1所述的发光体，其特征在于，所述发光体(1)具有圆柱形形状。

13.根据权利要求1所述的发光体，其特征在于，给所述发光体(1)分配微控制器。

14.根据权利要求1所述的发光体，其特征在于，所述发光体(1)可直接地、无成套设备的中间电路地连接到电网交流电压上。

15.根据权利要求1所述的发光体，其特征在于约4伏的导通电压。

16.根据权利要求1所述的发光体，其特征在于约5伏的反向电压。

17.根据权利要求1所述的发光体，其特征在于预接至少两个电阻。