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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leuchtsystem, insbesondere für eine LED-Retrofit-Lampe.
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Leuchtmodule für LED-Lampen, wie beispielsweise LED-Retrofit-Lampen, beinhalten in der Regel Leuchtsysteme mit einer Vielzahl von Leuchtdioden. Hierbei kann sich das Problem ergeben, dass ein Defekt bzw. ein Fehlerfall einer der Leuchtdioden, wie beispielsweise ein Kurzschluss und/oder ein Lastabwurf einer Leuchtdiode, zu unkontrollierbaren Temperaturerhöhungen in den Leuchtmodulen führt. Dies kann eine Zerstörung eines elektronischen Vorschaltgeräts (EVG) des Leuchtmoduls und/oder weiterer Elektronik der Lampe bzw. des Leuchtmoduls zur Folge haben. Ferner ist es möglich, dass durch einen solchen Defekt weitere Leuchtmodule und/oder Lampen, die beispielsweise mit dem defekten Leuchtmodul elektronisch gekoppelt sind, beschädigt werden. Zudem birgt eine solche unkontrollierbare Temperaturerhöhung Sicherheitsrisiken beim Betrieb der LED-Lampe.
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Darstellung der Erfindung
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Es ist dementsprechend eine Aufgabe der Erfindung, ein Leuchtsystem anzugeben, das eine, insbesondere automatisierte, Trennung einer defekten Leuchtdiode von einer Stromquelle des Leuchtsystems ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch ein Leuchtsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Entsprechend wird ein Leuchtsystem vorgeschlagen, umfassend wenigstens eine Leuchtdiode und einem Überwachungsausgang, an dem bei einem Defekt der Leuchtdiode im Betrieb des Leuchtsystems ein Fehlersignal anliegt. Das Leuchtsystem umfasst ferner einen Schalter zum Schalten einer Verbindung zwischen einer Stromquelle und der Leuchtdiode und einen Komparator, der mit dem Überwachungsausgang und dem Schalter gekoppelt ist. In einem aktivierten Zustand des Schalters wird die Stromquelle von der Leuchtdiode getrennt. Ferner ist der Komparator dazu eingerichtet, bei Anliegen des Fehlersignals an dem Überwachungsausgang den Schalter in den aktivierten Zustand zu schalten.
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Durch die Verwendung des mit dem Schalter gekoppelten Komparators ist es möglich, eine defekte Leuchtdiode des Leuchtsystems zu detektieren und die defekte Leuchtdiode sicher von einer Stromquelle des Leuchtsystems zu trennen. Der Begriff „Stromquelle“ kann hierbei und im Folgenden auch eine Spannungsquelle, die eine konstante Spannung bereitstellt, umfassen. Bevorzugt ist die Stromquelle jedoch derart ausgebildet, dass ein fester und/oder konstanter Strom bereitgestellt wird. Beispielsweise ist die Stromquelle mit einem elektronischen Vorschaltgerät gekoppelt oder ist ein elektronisches Vorschaltgerät, das zum Betrieb des Leuchtsystems bzw. einer Lampe mit dem Leuchtsystem dient. Die Trennung der Stromquelle von der defekten Leuchtdiode führt somit zu einer Trennung des elektronischen Vorschaltgeräts von der defekten Leuchtdiode. Insbesondere kann hierdurch die Sicherheitsnorm IEC 62368-1 (Version 2.0, Februar 2014) eingehalten werden, welche ungewöhnliche bzw. anormale Betriebszustände und Fehlerfälle von Leuchtdioden betrifft.
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Es ist möglich, dass es sich bei dem Leuchtsystem um ein Leuchtmodul für eine LED-Lampe, beispielsweise eine sogenannte LED-Retrofit-Lampe, handelt. Das Leuchtsystem kann wenigstens eine LED-Kette, bevorzugt mehrere LED-Ketten, aufweisen, wobei eine LED-Kette wenigstens eine Leuchtdiode, bevorzugt mehrere Leuchtdioden, beinhaltet. Eine LED-Kette kann beispielsweise als sogenanntes LED-Filament ausgebildet sein oder ein solches LED-Filament beinhalten. Im Fall mehrerer LED-Ketten können diese parallel zueinander geschaltet werden. Bei dem hier beschriebenen Leuchtsystem ist es möglich, dass bei einem Defekt einer, insbesondere einzigen, Leuchtdiode in einer LED-Kette sämtliche LED-Ketten von der Stromquelle getrennt werden.
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Bei dem Defekt einer Leuchtdiode kann es sich um einen Kurzschluss der Leuchtdiode und/oder ein Lastabwurf der Leuchtdiode handeln. Im Fall eines Kurzschlusses steigt der Stromfluss innerhalb der defekten Leuchtdiode und/oder in mit der defekten Leuchtdiode in Reihe geschalteten Leuchtdioden an. Im Fall eines Lastabwurfs ist die Leuchtdiode quasi offen und der Stromfluss sinkt nahezu auf null. Dies kann sich auf zu der defekten Leuchtdiode parallel geschaltete weitere Leuchtdioden auswirken, in denen der Strom entsprechend steigt.
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Es ist möglich, dass der Komparator einen Komparatoreingang und einen Komparatorausgang umfasst. Bevorzugt wird das Kontrollsignal an dem Komparatorausgang erzeugt. Der Komparatoreingang kann mit dem Überwachungsausgang verbunden sein. Das Fehlersignal ist dann ein Eingangssignal des Komparators. Hierbei und im Folgenden ist unter einem „Signal“ ein Spannungspegel bzw. ein Spannungssignal zu verstehen. Der Komparatorausgang kann mit dem Schalter und gegebenenfalls mit einem Relais verbunden sein. Das Kontrollsignal ist dann ein Ausgangssignal des Komparators. Insbesondere kann das Kontrollsignal zur Aktivierung bzw. gegebenenfalls zur Deaktivierung des Schalters dienen. Bevorzugt führt der Komparator einen Vergleich zwischen dem am Komparatoreingang anliegenden Eingangssignal und einer Schwellwertspannung durch und gibt in Abhängigkeit von der Höhe des Eingangssignals am Komparatorausgang zwei definierte Ausgangspegel („An“ und „Aus“) aus. Der „Aus“-Zustand kann beispielsweise einem Ruhezustand (Englisch: Delay Mode) des Komparators entsprechen. Die Schwellwertspannung kann durch den Komparator, insbesondere durch dessen elektronische Komponenten, vorgegeben sein. Die Ausgangspegel geben Aufschluss über die Höhe des Spannungspotentials des Eingangssignals.
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Der Komparator ist bevorzugt als Schmitt-Komparator, auch Schmitt-Trigger genannt, ausgebildet. Ein Schmitt-Komparator zeichnet sich insbesondere durch seine schnellen Schalteigenschaften aus. Mit anderen Worten: der Schmitt-Komparator schaltet hart und nicht weich. Ferner weist ein Schmitt-Komparator unterschiedliche Ein- und Ausschaltschwellen, also eine Schalthysterese, auf.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Überwachungseingang mit einem Komparatoreingang des Schmitt-Komparators und der Schalter mit einem Komparatorausgang des Schmitt-Komparators verbunden. In diesem Zusammenhang kann unter einer „Verbindung“ des Komparatorausgangs und des Schalters sowohl eine direkte Verbindung als auch eine indirekte Verbindung gemeint sein. Bei einer direkten Verbindung können der Komparatorausgang und der Schalter direkt, beispielsweise über eine einzelne leitende Verbindung, gekoppelt sein. Bei einer indirekten Verbindung können zwischen dem Komparatorausgang und dem Schalter weitere elektronische Komponenten, wie beispielsweise ein Relais, angeordnet sein. Bei einer indirekten Verbindung kann es somit möglich sein, dass zur Aktivierung bzw. Deaktivierung des Schalters ein weiterer Schritt, wie beispielsweise eine Aktivierung bzw. Deaktivierung eines Relais, erforderlich ist. Der Schmitt-Komparator kann somit zur Überwachung der Leuchtdiode dienen, wobei der Ausgangspegel des Schmitt-Komparators indirekt oder direkt den Schalter steuert, also aktiviert und/oder deaktiviert.
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Das Leuchtsystem umfasst bevorzugt einen Shunt, auch Messshunt oder Messwiderstand genannt, und eine Diode. Das Fehlersignal ist dann ein Spannungspegel an dem Überwachungsausgang. Der Shunt ist bevorzugt dazu eingerichtet, einen Strom der Leuchtdiode in eine, insbesondere proportionale, Spannung umzuwandeln. Die Spannung kann dann dem Fehlersignal entsprechen. Der Shunt kann mit der zumindest einen Leuchtdiode in Serie geschaltet sein. Die an dem Shunt abfallende Spannung kann mit der Diode abgegriffen werden, also an der Diode anliegen, wobei die Diode erst bei einer Schwellspannung leitend wird. Mit anderen Worten, die proportional zum Strom erzeugte Spannung wird über die Dioden ausgekoppelt. Der Ausgang der Diode kann mit dem Überwachungsausgang gekoppelt sein.
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Die Verwendung eines Shunts in Verbindung mit einer Diode kann eine einfache Detektion einer fehlerhaften Leuchtdiode ermöglichen. Im fehlerfreien Fall, also im Normalbetrieb des Leuchtsystems, ist der durch die Leuchtdiode fließende Strom so gering, dass der Spannungsabfall an dem Shunt nicht dazu führt, dass die Diode leitend wird. Bei einem Defekt der Leuchtdiode kann es nun zu einem Stromanstieg in der Leuchtdiode kommen und damit zu einem höheren Spannungsabfall an dem Shunt. Abhängig vom Widerstandswert des Shunts wird die Diode somit bei einem Defekt leitend, wodurch das Fehlersignal am Überwachungsausgang anliegt. Bei einem hinreichend hohem Fehlersignal schaltet der Komparator die Ausgangsschwelle dann in den „An“-Zustand, wodurch der Schalter aktiviert wird und die Leuchtdiode von der Stromquelle getrennt wird. Falls die Leuchtdiode zumindest eine LED-Kette aufweist, umfasst diese LED-Kette bevorzugt den Shunt und die Diode.
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Vorzugweise ist das Leuchtsystem derart ausgebildet, dass der Komparator einen ersten Transistor und einen zweiten Transistor umfasst. Bei den Transistoren kann es sich um NPN-Transistoren handeln. Der Überwachungsausgang ist mit der Basis des ersten Transistors verbunden. Bei einem Defekt liegt somit das Fehlersignal an der Basis des ersten Transistors an. Ferner ist es möglich, dass der Schalter mit dem Kollektor des ersten Transistors oder des zweiten Transistors gekoppelt ist. Bevorzugt sind die Transistoren derart miteinander gekoppelt, dass ein Schalten des ersten Transistors durch den zweiten Transistor beschleunigt wird. Hierfür kann beispielsweise der Kollektor des ersten Transistors mit der Basis des zweiten Transistors gekoppelt sein.
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Der erste Transistor und der zweite Transistor können derart miteinander verschaltet sein, dass der erste Transistor im fehlerfreien Normalbetrieb des Leuchtsystems („Aus“-Zustand), also bei nicht anliegendem Fehlersignal, sperrt, das heißt hochohmig ist und der zweite Transistor im fehlerfreien Normalbetrieb leitet. Bei einem Defekt des Leuchtsystems („An“-Zustand), also bei anliegendem Fehlersignal, kann der erste Transistor leitend sein und der zweite Transistor sperren. Ein geringer Strom durch den zweiten Transistor im Normalbetrieb ermöglicht insbesondere eine Verlängerung der Lebensdauer des zweiten Transistors bzw. ein Verhinderung einer Überlastung des Komparators. Ferner kann das Leuchtsystem hierdurch einen besseren Wirkungsgrad aufweisen. Abhängig von der Höhe der an der Basis des ersten Transistors anliegenden Spannung schalten die beiden Transistoren gegenläufig zueinander zwischen dem Sperrzustand und dem Leitungszustand. Beispielsweise kann im „An“-Zustand an dem Komparatorausgang, insbesondere am Kollektor des ersten Transistors, ein „Low“-Pegel und an dem Kollektor des zweiten Transistors ein „High“-Pegel anliegen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtsystems wird der Schalter im aktivierten Zustand, also bei einem Defekt, geöffnet. Bei dem Schalter handelt es sich also um einen Öffner. Beispielsweise ist der Schalter mit der Stromquelle und der Leuchtdiode in Serie geschaltet. Im fehlerfreien Normalbetrieb ist der Schalter geschlossen und die Stromquelle ist mit der Leuchtdiode verbunden. Bei einem Defekt liegt das Kontrollsignal an dem Schalter an, wodurch der Schalter geöffnet wird und die Stromquelle von der Leuchtdiode getrennt wird.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtsystems wird der Schalter im aktivierten Zustand geschlossen. Bei dem Schalter handelt es sich also um einen Schließer. Beispielsweise ist der Schalter mit der Stromquelle und der zumindest einen Leuchtdiode parallel geschaltet. Bei einem Defekt, also im aktivierten Zustand, wird der Schalter geschlossen und schließt beispielsweise die Stromquelle kurz. Die Stromquelle ist dann von der Leuchtdiode getrennt. In dem Fall eines Kurzschlusses der Stromquelle kann die Stromquelle dazu ausgebildet sein, den Kurzschluss zu detektieren und sich selbst abzuschalten.
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Der Schalter kann mit einem Relais gekoppelt sein oder Teil eines Relais sein. Bei dem Relais kann es sich um ein selbsthaltendes Relais (Englisch: latched relay) handeln. Ein selbsthaltendes Relais ändert insbesondere nur einmal die Schalterstellung, weshalb eine höhere Sicherheit gegeben ist. Das Relais kann mit dem Kollektor des ersten Transistors verbunden sein. Bei einem Defekt liegt dann das Kontrollsignal an dem Relais an, wodurch dieser anzieht. Der mit dem Relais integrierte Schalter kann dann geöffnet oder geschlossen werden, je nachdem ob der Schalter mit der Stromquelle parallel oder seriell verschaltet ist. Bevorzugt ist zumindest ein Anschluss des Relais mit der Stromquelle verbunden, während der andere Anschluss mit dem Komparatorausgang verbunden sein kann. Hierdurch ist es möglich, dass erst im Fehlerfall eine ausreichend hohe Spannung an der Spule des Relais anliegt und das Relais anzieht. Alternativ oder zusätzlich zu einem Relais kann es sich bei dem Schalter um einen mechanischen und/oder elektronischen Schalter, insbesondere einen Transistor wie beispielsweise einen MOSFET, handeln.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtsystems umfasst dieses eine Vielzahl von Leuchtdioden. Beispielsweise sind die Leuchtdioden parallel geschaltet und werden gemeinsam von der Stromquelle betrieben. Die Leuchtdioden können jeweils Teile einer LED-Kette sein. Das Leuchtsystem kann dann eine Vielzahl von LED-Ketten umfassen. Die Leuchtdioden, und gegebenenfalls die LED-Ketten, können gleichartig ausgebildet sein, also jeweils die gleichen Komponenten und/oder Halbleiterschichten aufweisen. Bei einem Defekt werden bevorzugt alle Leuchtdioden von der Stromquelle getrennt.
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Jede Leuchtdiode ist bevorzugt mit einem Ketten-Überwachungsausgang verbunden. Im Fall von LED-Ketten kann jede LED-Kette einen Ketten-Überwachungsausgang beinhalten. Die Ketten-Überwachungsausgänge sind miteinander und mit dem Überwachungsausgang verbunden. Ein Fehlersignal einer Leuchtdiode liegt an dem der Leuchtdiode zugehörigen Ketten-Überwachungsausgang an und damit auch an dem Überwachungsausgang.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt bei einem Defekt einer der Leuchtdioden das Fehlersignal an dem Ketten-Überwachungsausgang der defekten Leuchtdiode an. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn eine defekte Leuchtdiode zu einem Stromanstieg bei der defekten Leuchtdiode führt. Beispielsweise ist dies bei einem Kurzschluss der Leuchtdiode gegeben.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt bei einem Defekt einer der Leuchtdioden das Fehlersignal an den Ketten-Überwachungsausgängen der nicht-defekten Leuchtdioden an. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn eine defekte Leuchtdiode zu einer Stromreduktion in der defekten Leuchtdiode führt. Beispielsweise ist dies bei einem Lastabwurf, also im Fall einer „offenen“ Leuchtdiode, gegeben. Der bei der defekten Leuchtdiode, insbesondere in der zugehörigen LED-Kette, fehlende Strom verteilt sich dann auf die anderen Leuchtdioden und führt in diesen zu einer Erhöhung des Stroms.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtsystems weist dieses eine Vielzahl von Leuchtdioden auf. Falls das Leuchtsystem zumindest eine LED-Kette aufweist, beinhaltet diese bevorzugt eine Vielzahl von Leuchtdioden. Bei einem Defekt einer der Leuchtdioden liegt das Fehlersignal an dem Überwachungsausgang an. Bereits eine einzige fehlerhafte Leuchtdiode kann also zu einer Trennung der Stromquelle von den Leuchtdioden des Leuchtsystems führen.
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Figurenliste
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Im Folgenden wird das hier beschriebene Leuchtsystem anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.
- Die 1 zeigt ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen Leuchtsystems.
- Die 2 zeigt ein Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen Leuchtsystems.
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Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, gleichartige oder gleichwirkende Elemente in den Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen. Ferner wird auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
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Anhand des Schaltbildes der 1 wird ein erstes Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Leuchtsystems näher erläutert. Das Leuchtsystem umfasst eine Vielzahl von LED-Ketten 10, einen Komparator 20, ein mit einem Schalter 412 gekoppeltes Relais 411 und eine Stromquelle 71, 72 mit einem Pluspol 71 und einem Minuspol 72.
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Die LED-Ketten 10 sind zueinander parallel geschaltet. Jede LED-Kette 10 beinhaltet mehrere Leuchtdioden 11, einen Shunt 12, eine Diode 13 und einen Ketten-Überwachungsausgang 140. Die Ketten-Überwachungsausgänge 140 der LED-Ketten 10 sind miteinander verbunden und werden in einen gemeinsamen Überwachungsausgang 14 eingespeist. Die LED-Ketten 10 können insbesondere gleichartig aufgebaut sein. In diesem Fall ist es möglich, dass durch die LED-Ketten 10 im Rahmen der Herstellungstoleranzen der gleiche Strom fließt.
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Der Komparator 20 ist in dem zweiten Ausführungsbeispiel als Schmitt-Komparator mit einem Komparatoreingang 28 und einem Komparatorausgang 29 ausgebildet. Der Komparator 20 umfasst einen ersten Transistor 21, einen zweiten Transistor 22, einen ersten Widerstand 23, einen zweiten Widerstand 24, einen dritten Widerstand 25, einen vierten Widerstand 26 sowie einen fünften Widerstand 27. Der erste Transistor 21 und der zweite Transistor 22 sind vorliegend jeweils als NPN-Transistor ausgebildet. Ein NPN-Transistor umfasst einen Kollektor, einen Emitter und eine Basis. Mittels der Widerstände 23, 24, 25, 26, 27 kann die Schaltschwelle des Komparators 20 eingestellt werden. Der Komparator 20 kann weiter, in den Figuren nicht dargestellte, elektronische Komponenten, wie beispielsweise Kondensatoren, enthalten, mittels derer eine genaue Einstellung (sogenanntes Fine-Tuning) der Schaltschwelle möglich ist.
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Bei dem ersten Widerstand 23 bzw. dem zweiten Widerstand 24 kann es sich jeweils um einen Kollektorwiderstand des ersten Transistors 21 bzw. des zweiten Transistors 22 handeln. Mit den Kollektorwiderständen kann ein Kollektorstrom des jeweiligen Transistors eingestellt werden bzw. begrenzt werden. Der dritte Widerstand 25 und der fünfte Widerstand 27 können einen Basisspannungsteiler der Basis des zweiten Transistors 22 bilden, mittels dem beispielsweise die Schwellwertspannung des Komparators eingestellt werden kann. Der vierte Transistor 26 kann ein gemeinsamer Emitterwiderstand des ersten Transistors 21 und des zweiten Transistors 22 sein, mittels dem eine gleichstrommäßige Verkopplung zwischen den beiden Transistoren eingestellt werden kann.
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Eine Funktionsweise des in der 1 (und ebenfalls in der 2) dargestellten Komparators 20 ist beispielsweise wie folgt. Bei einer geringen Spannung am Komparatoreingang 28 fließt kein Basisstrom in dem ersten Transistor 21. Der erste Transistor 21 ist also gesperrt, und an seinem Kollektor liegt in etwa die von der Stromquelle 71,72 bereitgestellte Betriebsspannung an. In dem zweiten Transistor 22 fließt in diesem Fall ein hoher Basisstrom, das heißt der zweite Transistor 22 ist leitend. Die Ausgangsspannung an dem Arm des zweiten Transistors 22 kann durch das Verhältnis des dritten Widerstands 25 zum fünften Widerstand 27 bestimmt werden.
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Steigt die Eingangsspannung, beispielsweise durch einen Defekt, langsam an, dann ändern sich diese Verhältnisse zunächst nicht, da der Emitter schon auf einem positiven Potential liegt. Bei hinreichend großer Eingangsspannung, insbesondere bei Überschreiten der Schwellwertspannung, beginnt der erste Transistor 21 leitend zu werden. Dadurch sinkt die Kollektorspannung und der zweite Transistor 22 beginnt zu sperren. Damit verringert sich auch der Strom durch den gemeinsamen vierten Widerstand 26, und das Emitterpotential sinkt. Der erste Transistor 21 ist dann leitend und der zweite Transistor 22 sperrt.
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Der Schalter 412 des Leuchtsystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist mit einem Relais 411 gekoppelt. Das Relais 411 ist mit dem Kollektor des ersten Transistors 21 verbunden, während der Öffner 412 mit der Stromquelle 21, 22 in Serie geschaltet ist. Das Relais 411 ist so ausgebildet, dass der Schalter 412 im fehlerfreien Normalbetrieb geschlossen ist, es sich also um einen Öffner handelt. Mit anderen Worten: der Schalter 412 ist im aktivierten Zustand geöffnet und im deaktivierten Zustand geschlossen.
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Insbesondere kann ein erster Anschluss des Relais 411 mit dem Kollektor des ersten Transistors 21 verbunden sein, der vorliegend den Komparatorausgang 29 bildet. Ein zweiter Anschluss des Relais 411 kann mit einem festen Versorgungspunkt der Stromquelle 71, 72 verbunden sein. Bei dem in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der zweite Anschluss des Relais 411 mit dem Pluspol 71 verbunden. Eine alternative Schaltung, bei der der zweite Anschluss des Relais 411 mit dem Minuspol 72 verbunden ist, ist jedoch auch möglich. Im fehlerfreien Betrieb, das heißt bei einem hochohmigen ersten Transistor 21, ist die Spulenspannung des Relais 411 ungefähr 0 Volt.
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Im Betrieb kann es zu einem Defekt einer der Leuchtdioden 11 kommen. Im Fall eines Kurzschlusses steigt der Strom an der defekten Leuchtdiode 11 an. Der Shunt 12 der LED-Kette 10 mit der defekten Leuchtdiode 11 wandelt diesen steigenden Strom in ein Spannungs-Fehlersignal um, das mittels der Diode 13 der LED-Kette 10 abgegriffen wird. Bei einem hinreichend großen Fehlersignal wird die Diode 13 leitend und das Fehlersignal liegt am Ketten-Überwachungsausgang 140 der LED-Kette 10 mit der defekten Leuchtdiode 11 an.
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Bei dem Defekt kann es sich aber auch um einen Lastabwurf, also um eine offene Leuchtdiode 11 handeln. In diesem Fall sinkt der Strom an der defekten Leuchtdiode 11 und damit auch in der LED-Kette 10 mit der defekten Leuchtdiode 11 ab. Der durch die Stromquelle 71, 72 bereitgestellte Gesamtstrom wird dann auf die übrigen LED-Ketten 10 aufgeteilt, weshalb der Strom in diesen übrigen LED-Ketten 10 ansteigt. Dieser steigende Strom in den LED-Ketten 10, die keine defekte Leuchtdiode 11 aufweisen, wird durch den Shunt 12 dieser LED-Ketten 10 in ein jeweiliges Fehlersignal umgewandelt, das an den Ketten-Überwachungsausgängen 140 der LED-Ketten 10 ohne defekte Leuchtdiode 11 anliegen.
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Sowohl in dem Fall eines Kurzschlusses als auch in dem Fall eines Lastabwurfs liegt dann am Überwachungsausgang 14 ein Fehlersignal an. Der Überwachungsausgang 14 ist mit dem Komparatoreingang 28 des Komparators 20 und dieser wiederum mit der Basis des ersten Transistors 21 verbunden. Das Fehlersignal führt dazu, dass der erste Transistor 21 leitend wird und ein Kontrollsignal an dem mit dem Relais 411 verbundenen Komparatorausgang 29 anliegt. In diesem Fall „springt“ das Potential am Komparatorausgang 29 gegen Null, so dass nun ein ausreichend hohe Spulenspannung über dem Relais 411 anliegt. Das in dem Kollektorkreis des ersten Transistors 21 liegende Relais 411 zieht dann an und öffnet den Schalter 412. Dies führt zu einer elektrischen Trennung der Stromquelle 71, 72 von den LED-Ketten 10. Mit anderen Worten, der Stromkreis wird unterbrochen und es kommt zu einem Lastabwurf.
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Anhand des Schaltbildes der 2 wird ein zweites Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Leuchtsystems näher erläutert. Das Leuchtsystem des zweiten Ausführungsbeispiels ist ähnlich zu dem Leuchtsystem des ersten Ausführungsbeispiels ausgebildet, weshalb im Folgenden nur die sich unterscheidenden Merkmale diskutiert werden.
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Das Leuchtsystem gemäß der 2 umfasst einen Schalter 42, der eine Parallelschaltung mit den LED-Ketten 10 bildet. Der Schalter 42 ist mit dem Komparatorausgang 29 des Komparators 20 verbunden. Bei dem Schalter 42 kann es sich um einen MOSFET handeln. Der Schalter 42 ist derart ausgebildet, dass er im Normalbetrieb offen ist. Mit anderen Worten, der Schalter 42 ist im aktivierten Zustand geöffnet und im deaktivierten Zustand geschlossen. Es handelt sich somit um einen Schließer. Bei einem Defekt einer Leuchtdiode 11 wird der Schalter 42 mittels des an dem Komparatorausgang 29 anliegenden Kontrollsignals geschaltet und geschlossen. Hierdurch wird die Stromquelle 71, 72 kurzgeschlossen, wodurch die LED-Ketten 10 des Leuchtmittels nicht mehr mit einer Spannung versorgt werden.
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Das Leuchtsystem kann auch eine Kombination der beiden Ausführungsbeispiele der 1 und 2 enthalten. Beispielsweise kann das in der 1 dargestellte Relais 411 mit einem Schließer gekoppelt sein, der die Stromquelle 71, 72 bei einem Defekt kurzschließt.
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Das hier beschriebene Leuchtsystem ermöglicht es, nicht nur einen Kurzschluss einer Leuchtdiode, sondern auch eine „offene“ Leuchtdiode zu detektieren und dann das Leuchtsystem sicher von dem Vorschaltgerät zu trennen. Hierdurch kann auf einfache, robuste und kostensparende Weise ein sicheres Leuchtsystem für beispielsweise eine LED-Retrofit-Lampe bereitgestellt werden.
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Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- LED-Kette
- 11
- Leuchtdiode
- 12
- Shunt
- 13
- Diode
- 14
- Überwachungsausgang
- 140
- Ketten-Überwachungsausgang
- 20
- Komparator
- 21
- erster Transistor
- 22
- zweiter Transistor
- 23
- erster Widerstand
- 24
- zweiter Widerstand
- 25
- dritter Widerstand
- 26
- vierter Widerstand
- 27
- fünfter Widerstand
- 28
- Komparatoreingang
- 29
- Komparatorausgang
- 411
- Relais
- 412
- Schalter (Öffner)
- 42
- Schalter (Schließer)
- 71
- Pluspol der Stromquelle
- 72
- Minuspol der Stromquelle
