DE10329367A1

DE10329367A1 - LED chain for signaling arrangement, has converter circuit which forces predetermined current through LED chain independent of external influences

Info

Publication number: DE10329367A1
Application number: DE10329367A
Authority: DE
Inventors: Simon BLÜMEL; Harald Stoyan
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2023-07-01
Also published as: DE10329367B4

Abstract

The converter circuit (8) is connected in a path of the LED chain (LKR) consisting of at least one LED (9). The converter causes an uniform current flow through the LED chain independent of external influences, e.g. ambient temperature, the temperature of the LED (9), temperature of the LED chain, temperature of the circuit board carrying the converter circuit, or luminance. The luminance depends on environment or on radiation emitted by the LED chain. Independent claims are also included for a LED array and a LED module.

Description

Die Erfindung betrifft eine LED-Kette mit mindestens einer LED, ein LED-Array sowie ein LED-Modul.The The invention relates to an LED chain with at least one LED LED array and an LED module.

Üblicherweise sind derartige LED-Ketten oder LED-Arrays im Betrieb mit einer Stromquelle verbunden, die die LED-Kette oder das LED-Array mit einem Betriebsstrom versorgt, wobei Betriebsstrom bzw. Betriebsspannung fest vorgegeben sind.Usually are such LED chains or LED arrays connected to a power source during operation, that supplies the LED chain or the LED array with an operating current, where operating current or operating voltage are fixed.

Oftmals ist für eine LED-Kette oder ein LED-Array eine Untergrenze für die erzeugte Strahlung spezifiziert, die nicht unterschritten werden darf. Dies gilt insbesondere bei Verwendung in Signalanlagen, wie beispielsweise Verkehrsampeln oder Bahnsignalen. Aus Gründen der Verkehrssicherheit ist hier auf die Einhaltung der vorgeschriebenen Untergrenzen, die sich in der Regel auf die Lichtleistung beziehen, besonders zu achten.often is for an LED chain or an LED array a lower limit for the generated Radiation specified that must not be undercut. This applies particularly when used in signaling systems, such as Traffic lights or train signals. For traffic safety reasons is here on compliance with the prescribed lower limits, the usually refer to the light output, pay special attention.

Aufgrund von Alterungserscheinungen sinkt bei LEDs und damit bei LED-Ketten oder -Arrays der genannten Art mit zunehmender Betriebsdauer die Strahlungsausbeute. Um die Einhaltung von vorgegebenen Untergrenzen während der gesamten Lebensdauer eines LED-Rrrays oder einer LED-Kette zu gewährleisten, ist z.B. eine Überdimensionierung oder ein Betrieb mit einer erhöhten Betriebsspannung erforderlich. Diese Maßnahmen sind jeweils so zu bemessen, dass auch im ungünstigsten Fall gegen Ende der Lebensdauer eine ausreichende Lichtleistung über der vorgegebenen Untergrenze erreicht wird. Dabei wird in Kauf genommen, dass zu Beginn des Betriebs wesentlich mehr Licht erzeugt wird als für die vorgegebene Funktion des LED-Arrays oder der LED-Kette erforderlich wäre. Durch eine Überdimensionierung einer LED-Kette oder eines LED-Arrays steigen einerseits dessen Herstellungskosten, andererseits führt eine erhöhte Betriebsspannung zu höheren Betriebskosten und möglicherweise zu einer beschleunigten Alterung.by virtue of signs of aging decrease with LEDs and thus with LED chains or arrays of the type mentioned with increasing operating time the radiation yield. To ensure compliance with specified lower limits during the to ensure the entire lifespan of an LED array or chain, is e.g. an oversizing or an operation with an elevated Operating voltage required. These measures are so too dimensioned that even at the worst If there is sufficient light output above the end of the service life predetermined lower limit is reached. It is accepted that significantly more light is generated at the start of operation than for the specified one Function of the LED array or the LED chain would be required. By an oversizing an LED chain or an LED array on the one hand increase Manufacturing costs, on the other hand, leads to an increased operating voltage to higher Operating costs and possibly accelerated aging.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine LED-Kette sowie ein LED-Array zu schaffen, die bzw. das auch im Langzeitbetrieb eine möglichst konstante Strahlungsleistung aufweist. Weiterhin soll ein LED-Modul mit einem solchen LED-Array entwickelt werden.It is therefore an object of the invention, an LED chain and an LED array to create the one in long-term operation as possible has constant radiation power. Furthermore, an LED module be developed with such an LED array.

Diese Aufgabe wird mit einer LED-Kette mit den Merkmalen des Patentanspruches 1, mit einem LED-Array mit den Merkmalen des Patentanspruches 6 bzw. mit einem LED-Modul mit den Merkmalen des Patentanspruches 11 gelöst.This Task is with an LED chain with the features of the claim 1, with an LED array with the features of claim 6 or with an LED module with the features of the claim 11 solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich jeweils aus den abhängigen Ansprüchen.advantageous Further developments and refinements result from the dependent Claims.

Um auch im Langzeitbetrieb eine konstante Strahlungsleistung einer LED-Kette gewährleisten zu können, wurden bislang teure Mikroprozessoren bzw. spezielle LED-Treiber-Chips eingesetzt, die den Strom durch die LED-Kette bzw. durch das LED-Array regeln. Bei diesen Mikroprozessoren oder LED-Treiber-Chips handelt es sich um separate Bauelemente, die elektrisch mit der LED-Kette bzw. dem LED-Array verschaltet werden. Hieraus ergibt sich eine insgesamt teure Anordnung, die über die LED-Kette bzw. das LED-Array hinaus zusätzlichen Platz für den Mikroprozessor bzw. den LED-Treiber-Chip beansprucht.Around constant radiation output even in long-term operation Ensure LED chain to be able have been expensive microprocessors or special LED driver chips used the current through the LED chain or through the LED array regulate. These are microprocessors or LED driver chips These are separate components that are electrical with the LED chain or the LED array. This results in a overall expensive arrangement that over the LED chain or the LED array adds additional space for the Microprocessor or the LED driver chip claimed.

Der Erfindung liegt hingegen die Idee zugrunde, im Pfad der LED-Kette eine Konverterschaltung vorzusehen, die unabhängig von einer äußeren Einflussgröße einen vorgegebenen Strom durch die LED-Kette einprägt. Die erfindungsgemäße LED-Kette ermöglicht einen Verzicht auf eine separate Treiber-Anordnung. Hierdurch lässt sich eine insgesamt wesentlich günstigere Anordnung herstellen. Der Platzbedarf wird ebenfalls minimiert.The In contrast, invention is based on the idea in the path of the LED chain to provide a converter circuit which is independent of an external influencing variable impresses predetermined current through the LED chain. The LED chain according to the invention allows waiving a separate driver arrangement. This allows an overall much cheaper Create arrangement. The space requirement is also minimized.

Vorteilhafterweise muss ein solche LED-Kette zu Beginn des Betriebs praktisch nicht über den Mindestanforderungen betrieben werden. Dadurch ergibt sich von Beginn an eine niedrige Bestromung, die zu einer höheren Lebensdauer der LED-Kette führt. Zudem ist der Betrieb des Moduls aufgrund des geringeren elektrischen Leistungsbedarfs kostengünstiger.advantageously, Such an LED chain must practically not exceed the minimum requirements at the start of operation operate. This results in a low one from the start Energization leading to a higher LED chain life. moreover is the operation of the module due to the lower electrical Power requirements cheaper.

Die Nachführung der Bestromung stellt sicher, dass die optischen Mindestanforderungen während der gesamten Lebensdauer unabhängig von den äußeren Einflüssen wesentlich zuverlässiger als bei herkömmlichen LED-Ketten mit fest vorgegebenen Werten für Betriebsspannung bzw. Betriebsstrom eingehalten werden.The tracking The current supply ensures that the minimum optical requirements while independent of the entire lifespan from the external influences essential reliable than conventional ones LED chains with fixed values for operating voltage or operating current be respected.

Die Konverterschaltung ist in der Lage, unabhängig von der im Bereich der LED-Kette herrschenden Umgebungstemperatur oder – helligkeit den vorgegebenen Strom durch die LED-Kette konstant zu halten. Insbesondere ist die Konverterschaltung in der Lage, einen vorgegebenen, definierten Strom unabhängig von diesen Einflussgrößen in die LED-Kette einzuprägen.The Converter circuit is capable of being independent of that in the field of LED chain prevailing ambient temperature or brightness the given To keep current through the LED chain constant. In particular, the Converter circuit capable of a predetermined, defined Electricity independent from these influencing factors into the Emboss LED chain.

Es ist dabei unerheblich, ob die Helligkeit durch die Umgebung oder die von der LED-Kette emittierte Abstrahlung bedingt ist. Vorteilhafterweise können hierdurch sowohl äußere Umgebungseinflüsse als auch die sich im Verlauf der Alterung reduzierende Strahlungsleistung ausgeglichen werden.It it is irrelevant whether the brightness is due to the environment or the radiation emitted by the LED chain is conditional. This can advantageously both external environmental influences as also the radiation power that is reduced in the course of aging be balanced.

Bei einer konventionellen LED-Kette würde sich, einhergehend mit einer verringerten Abstrahlung aufgrund von Alterungserscheinungen, auch der durch die LED-Kette fließende Strom verringern. Dieser physikalisch bedingte Vorgang wird durch die Konverterschaltung egalisiert, da der einmal vorgegebene Strom unabhängig von äußeren Umständen durch die LED-Kette konstant gehalten wird.at a conventional LED chain would go along with a reduced radiation due to signs of aging, also reduce the current flowing through the LED chain. This physically conditioned process is carried out by the converter circuit equalized, because the current once given by independent of external circumstances the LED chain is kept constant.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Konverterschaltung ein Detektionselement mit einem in Serie verschalteten Widerstand sowie einen Transistor mit einem Widerstand in einen ersten Hauptzweig und mit der LED-Kette im zweiten Hauptzweig auf, wobei der Knotenpunkt zwischen dem Detektionselement und dem Widerstand mit dem Basisanschluß des Transistors verbunden ist.at A preferred embodiment of the invention has the converter circuit a detection element with a resistor connected in series as well as a transistor with a resistor in a first main branch and with the LED chain in the second main branch, the node between the detection element and the resistor to the base terminal of the transistor connected is.

Bei dem Detektionselement kann es sich um eine Fotodiode handeln, die auf Änderungen der Helligkeit, sei es durch die Umgebung oder die von der LED-Kette emittierte Abstrahlung, reagiert. Es kann sich auch um ein temperaturempfindliches Bauteil handeln, insbesondere einen NTC-Widerstand, welcher die den Strom einer LED-Kette beeinflussenden Umgebungstemperatur berücksichtigt. Auch die Temperatur einer oder mehrerer LEDs oder einer die LED-Kette bzw. Konverterschaltung tragenden Leiterplatte kann hierbei einbezogen werden. Weiterhin kann im Rahmen der Erfindung als Detektionselement jedes Bauelement, das eine gesteuerte Stromquelle darstellt, verwendet werden. So kann beispielsweise der Strom der LED-Kette mittels einer spannungsgesteuerten Stromquelle durch Änderung der Steuerspannung, etwa durch Rückkopplung, manuelle Veränderung oder einen Regelkreis, geregelt werden.at the detection element can be a photodiode which for changes the brightness, be it from the environment or from the LED chain emitted radiation, responds. It can also be a temperature sensitive Act component, especially an NTC resistor, which the ambient current influencing the current of an LED chain. Also the temperature of one or more LEDs or one of the LED chains circuit board carrying the converter circuit can be included here become. Furthermore, within the scope of the invention as a detection element uses any device that is a controlled current source become. For example, the current of the LED chain can be controlled by means of a voltage Power source by changing the Control voltage, for example by feedback, manual change or a control loop.

Durch den in Serie mit dem Detektionselement geschalteten Widerstand wird das Basispotential des Transistors und entsprechend dessen Basisstrom in Abhängigkeit des durch das Detektionselement fließenden Stroms verändert. In gleicher Weise ändert sich der Strom durch die LED-Kette, der zu einem Anfangszeitpunkt, beispielsweise dem Betriebsbeginn, durch das Verhältnis der beiden Widerstände und die Anfangsbedingungen für das Detektionselement voreingestellt ist. Nimmt zum Beispiel die Helligkeit der Umgebung ab, so verringert sich bei einer Fotodiode als Detektionselement der durch die Fotodiode fließende Strom, das Basispotential des Transistors wird größer bzw. der Basisstrom kleiner. Damit sinkt auch – je nach Stromverstärkung des Transistors – der Strom durch die LED-Kette.By the resistor connected in series with the detection element the base potential of the transistor and corresponding to its base current dependent on of the current flowing through the detection element is changed. In same way changes the current through the LED chain, which at an initial point in time, for example, the start of operations by the ratio of two resistors and the initial conditions for the detection element is preset. Take the brightness, for example the environment, so decreases with a photodiode as a detection element the one flowing through the photodiode Current, the base potential of the transistor becomes larger or the base current is smaller. Depending on the current amplification of the transistor, this also reduces the current through the LED chain.

Das erfindungsgemäße LED-Array weist eine LED-Kette mit den oben beschriebenen Merkmalen auf, die nachfolgend als Referenz-LED-Kette bezeichnet wird. Darüber hinaus weist das LED-Array wenigstens eine weitere LED-Kette mit mindestens einer LED auf, wobei die wenigstens eine weitere LED-Kette der Anordnung aus der Konverterschaltung und der Referenz-LED-Kette parallel geschaltet ist.The LED array according to the invention has an LED chain with the features described above, the hereinafter referred to as the reference LED chain. Furthermore points the LED array at least one further LED chain with at least one LED, wherein the at least one further LED chain of the arrangement from the Converter circuit and the reference LED chain is connected in parallel.

Das Vorsehen mehrerer, parallel geschalteter LED-Ketten ermöglicht großflächige Signalanlagen. Darüber hinaus erhöht sich die Redundanz der Signalanlage, da beim Ausfall einer einzelnen LED-Kette die Signalisierung über die weiteren, vorhandenen LED-Ketten möglich ist.The Providing several LED chains connected in parallel enables large-area signal systems. About that also increased the redundancy of the signaling system because if a single LED chain fails the signaling over the other existing LED chains is possible.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zu der Referenz-LED-Kette und zu jeder weiteren LED-Kette jeweils eine Regelanordnung in Serie geschalten. Die Regelanordnungen dienen zur Einstellung der Ströme in den zugehörigen LED-Ketten gemäß einer vorgegebenen Stromverteilung. Damit wird vermieden, dass die Ströme in den einzelnen LED-Ketten aufgrund unterschiedlicher Durchlaßspannungen der einzelnen LEDs oder einem Kurzschluß einer LED von der vorgegebenen Soll-Stromstärke abweichen. Darüber hinaus ist es mittels der Regelanordnung möglich, in jeder LED-Kette den gleichen Strom einzuprägen, so dass sich insgesamt eine homogene Abstrahlcharakteristik über das LED-Array ergibt.In Another advantageous embodiment of the invention is the reference LED chain and one for each additional LED chain Control arrangement connected in series. The control arrangements serve to adjust the currents in the associated LED chains according to one given current distribution. This prevents the currents in the individual LED chains due to different forward voltages of the individual LEDs or a short circuit LED deviate from the specified target current. Furthermore it is possible by means of the control arrangement, the in each LED chain impress the same current, so that overall a homogeneous radiation characteristic over the LED array results.

Vorzugsweise umfasst diese Regelungsanordnung jeweils eine Stromverstärkungsschaltung zur Einprägung eines vorgegebenen Betriebsstroms in die LED-Ketten. Die Stromverstärkungsschaltung können dabei Regelungseingänge zur Regelung des jeweiligen Stroms in der LED-Kette ausweisen, wobei die Regelungseingänge bevorzugt mit einander verbunden sind und auf dem selben Potential liegen.Preferably this control arrangement each includes a current amplification circuit for impressing a predetermined operating current in the LED chains. The current amplification circuit can control inputs to regulate the respective current in the LED chain, where the control inputs preferably connected to each other and at the same potential lie.

In einer bevorzugten Ausgestaltung bilden die Regelanordnung der Referenz-LED-Kette und jede Regelanordnung der weiteren LED-Ketten einen Stromspiegel. Dieser ermöglicht die Spiegelung des geregelten oder konstant gehaltenen Stromes durch die Referenz-LED-Kette auf jede andere LED-Kette des LED-Arrays. Somit entfällt der Einsatz von teuren Mikroprozessoren oder speziellen LED-Treiber-Chips für jede LED-Kette.In a preferred embodiment form the control arrangement of the reference LED chain and each control arrangement of the further LED chains has a current mirror. This enables the reflection of the regulated or kept constant current by the Reference LED chain to every other LED chain of the LED array. Thus the Use of expensive microprocessors or special LED driver chips for every LED chain.

Es ist dabei auch unerheblich, ob die Anzahl der LEDs der LED-Ketten gleich oder unterschiedlich ist. Eine unterschiedliche Anzahl an LEDs in jeweiligen LED-Ketten wird durch die Stromspiegelschaltung derart ausgeglichen, dass durch jede LED-Kette der gleiche Strom fließt wie durch die Referenz-LED-Kette.It It is also irrelevant whether the number of LEDs in the LED chains is the same or different. A different number of LEDs in respective LED chains are switched by the current mirror circuit balanced so that the same current through each LED chain flows like through the reference LED chain.

Durch einmalige Dimensionierung bzw. Einsatz eines Potentiometers im Stromregelteil der Schaltung kann eine bestimmte, gewünschte Ausgangshelligkeit, d.h. ein bestimmter LED-Vorwärtsstrom, eingestellt werden. Ändert sich aufgrund der Alterung der LEDs deren Helligkeit, so wird der Strom durch die Konverterschaltung und die Regelanordnungen nachgeregelt. Die Schaltung kann dabei so dimensioniert werden, dass ein bestimmter maximaler Strom nicht überschritten wird.By dimensioning once or using a potentiometer in the current control part of the circuit, a specific, desired output brightness, ie a specific LED forward current, can be set. Changes due to the Aging of the LEDs and their brightness, the current is readjusted by the converter circuit and the control arrangements. The circuit can be dimensioned so that a certain maximum current is not exceeded.

Im Rahmen der Erfindung ist weiterhin ein LED-Modul vorgesehen, das ein erfindungsgemäßes LED-Array sowie eine Stromversorgungseinheit umfasst. Versorgungsanschlüsse des LED-Arrays sind dabei mit ausgangsseitigen Versorgungsanschlüssen der Stromversorgungseinheit verbunden.in the Within the scope of the invention, an LED module is also provided which an LED array according to the invention and includes a power supply unit. Supply connections of the LED arrays are provided with supply connections on the output side Power supply unit connected.

Die Erfindung ist insbesondere zur Verwendung in Signalanlagen wie Verkehrsampeln oder Bahnsignalanlagen geeignet. Hierbei ist von besonderem Vorteil, dass bei der Erfindung eine nahezu konstante Strahlungsleistung und damit die Einhaltung vorgeschriebener Untergrenzen für die Strahlungsleistung für die gesamte Lebensdauer gewährleistet ist, ohne dass eine Überdimensionierung oder eine überhöhte Strahlungserzeugung zu Beginn der Lebensdauer erforderlich ist.The The invention is particularly for use in signaling systems such as traffic lights or railway signal systems. It is particularly advantageous here that in the invention an almost constant radiation power and thus compliance with prescribed lower limits for radiation power for the guaranteed entire life is without oversizing or excessive radiation generation is required at the beginning of life.

Weitere Merkmale, Vorzüge und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den 1 und 2. Es zeigen:Further features, advantages and expediencies of the invention result from the exemplary embodiments described below in connection with the 1 and 2 , Show it:

1 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen LED-Moduls, und 1 a schematic block diagram of an embodiment of an LED module according to the invention, and

2 ein schematisches Schaltbild eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen LED-Arrays. 2 a schematic diagram of an embodiment of an LED array according to the invention.

Das in 1 gezeigte Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen LED-Moduls 1 umfaßt ein LED-Array 2 und eine Stromversorgungseinheit 3 (Power supply).This in 1 Shown block diagram of the embodiment of an LED module according to the invention 1 includes an LED array 2 and a power supply unit 3 (Power supply).

Die Stromversorgungseinheit 3 ist mit einer allgemein verfügbaren Stromquelle, beispielsweise einem öffentlichen Stromnetz verbunden (nicht dargestellt). Die Stromversorgungseinheit 3 wandelt die eingangsseitige Spannung so um, dass an den Versorgungsanschlüssen 4, 5 eine Spannung zur Verfügung steht, die zum Betrieb des LED-Arrays 2 geeignet ist. Dazu ist es in der Regel erforderlich, die eingangsseitig anliegende Spannung herunter zu transformieren und gleichzurichten bzw. den Betriebsstrom zu glätten.The power supply unit 3 is connected to a generally available power source, for example a public power grid (not shown). The power supply unit 3 converts the input voltage so that at the supply connections 4 . 5 a voltage is available to operate the LED array 2 suitable is. To do this, it is usually necessary to transform down the voltage applied on the input side and to rectify it or smooth the operating current.

Typischerweise liegt die Durchlaßspannung einer einzelnen LED im Bereich von 1 Volt bis 5 Volt, so dass je nach Anzahl der LEDs in den LED-Ketten eine Spannung zwischen 5 und 30 Volt, also im Niederspannungsbereich zum Betrieb des LED-Arrays geeignet ist. Je nach Art und Anzahl der LEDs können dabei Betriebsströme bis zu mehreren Ampere fließen. Dies trifft insbesondere auf LED-Module für Signalanlagen zu, die auch bei Tageslicht und ungünstigen Lichtverhältnissen weithin sichtbar sein müssen und eine entsprechende große Zahl von LEDs aufweisen.typically, the forward voltage is one individual LED in the range of 1 volt to 5 volts, so depending on Number of LEDs in the LED chains a voltage between 5 and 30 Volts, i.e. suitable for operating the LED array in the low-voltage range is. Depending on the type and number of LEDs, operating currents can be up to several amperes flow. This applies in particular to LED modules for signaling systems, which too in daylight and unfavorable light must be visible from afar and a corresponding large one Have number of LEDs.

Das LED-Array 2 weist eine Referenz-LED-Kette LKR mit LEDs 9 sowie LED-Ketten LK1...LKn mit LEDs 10 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die LED-Ketten LK1...LKn anodenseitig verbunden. Um eine optimale Stromverteilung auf die einzelnen LED-Ketten zu erzielen, ist eine Stromverteilungsschaltung 7 vorgesehen. Dabei ist zu jeder LED-Kette jeweils eine Regelungsanordnung RA1...RAn in Serie geschaltet. Der Referenz-LED-Kette LKR ist ebenfalls eine Regelanordnung LAR in Serie geschaltet. Die Regelanordnungen dienen dazu, die Ströme in den LED-Ketten gemäß einer vorgegebenen Stromverteilung aufzuteilen. Die Regelanordnungen sind im einzelnen im Zusammenhang mit der 2 näher erläutert.The LED array 2 has a reference LED chain LKR with LEDs 9 as well as LED chains LK1 ... LKn with LEDs 10 on. In the present exemplary embodiment, the LED chains LK1 ... LKn are connected on the anode side. In order to achieve an optimal current distribution on the individual LED chains, a current distribution circuit is used 7 intended. A control arrangement RA1 ... RAn is connected in series to each LED chain. A control arrangement LAR is also connected in series to the reference LED chain LKR. The control arrangements serve to divide the currents in the LED chains according to a predetermined current distribution. The rules are in connection with the 2 explained in more detail.

Im Pfad der Referenz-LED-Kette LKR ist weiterhin eine Konverterschaltung 8 vorgesehen, die vorliegend zwischen dem Versorgungsanschluss 4 und dem Anodenanschluss einer ersten LED 9 der LED-Kette LKR verschalten ist. Die Konverterschaltung 8 weist darüber hinaus auch eine direkte Verbindung mit den anderen Versorgungsanschluss 5 auf.A converter circuit is still in the path of the reference LED chain LKR 8th provided in the present between the supply connection 4 and the anode connection of a first LED 9 of the LED chain LKR is connected. The converter circuit 8th also shows a direct connection to the other supply connection 5 on.

Eine mögliche Realisierung der Konverterschaltung 8 geht aus 2 hervor. Die Konverterschaltung 8 weist einen Transistor T auf, der vorliegend als pnp-Transistor ausgeführt ist. Der Kollektor des Transistors T ist mit der Anode einer LED 9 der Referenz-LED-Kette LKR verbunden. Der Emitter ist über einen Widerstand R mit dem Versorgungsanschluss 4 verbunden. Zwischen den Versorgungsanschlüssen 4, 5 ist eine Serienschaltung aus einem Detektionselement DE, welches beispielhaft als Fotodiode ausgeführt ist, und einem dazu seriell verschalteten Widerstand RDE vorgesehen. Die Fotodiode DE ist kathodenseitig mit dem Versorgungsanschluss 4 und anodenseitig mit dem Widerstand RDE verbunden. Mit dem Knotenpunkt zwischen der Fotodiode DE und dem Serienwiderstand RDE ist die Basis des Transistors T verbunden.A possible implementation of the converter circuit 8th comes from 2 out. The converter circuit 8th has a transistor T, which in the present case is designed as a pnp transistor. The collector of transistor T is with the anode of an LED 9 the reference LED chain LKR connected. The emitter is connected to the supply connection via a resistor R. 4 connected. Between the supply connections 4 . 5 a series circuit comprising a detection element DE, which is designed as a photodiode, for example, and a resistor RDE connected in series with it. The photodiode DE is on the cathode side with the supply connection 4 and connected on the anode side to the resistor RDE. The base of the transistor T is connected to the node between the photodiode DE and the series resistor RDE.

Die Fotodiode DE und der Widerstand RDE bilden einen Spannungsteiler, wobei sich am Knotenpunkt eine Spannung abhängig von der von der Fotodiode DE detektierten Einstrahlung einstellt. An dem Widerstand RDE fällt eine Spannung ab, die zu dem von der Fotodiode DE erzeugten Fotostrom proportional ist und somit von der Helligkeit der Umgebung oder von der Strahlungsleistung der LEDs des LED-Arrays 2 abhängt. Dabei ist der durch die Referenz-LED-Kette LKR fließende Strom umgekehrt proportional zum erzeugten Fotostrom bzw. der detektierten Einstrahlung Statt des helligkeitsempfindlichen Detektionselements DE, das in der 2 als Fotodiode ausgeführt ist, kann ebenfalls ein temperaturabhängiges Element, z.B. ein NTC-Widerstand verwendet werden. Die Regelung erfolgt dann nicht in Abhängigkeit der Helligkeit, sondern statt dessen in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur des LED-Moduls.The photodiode DE and the resistor RDE form a voltage divider, a voltage being set at the node depending on the radiation detected by the photodiode DE. A voltage drops across the resistor RDE, which is proportional to the photocurrent generated by the photodiode DE and thus the brightness of the surroundings or the radiant power of the LEDs of the LED array 2 depends. It is through the ref renz LED chain LKR flowing current inversely proportional to the generated photocurrent or the detected radiation instead of the brightness-sensitive detection element DE, which in the 2 is designed as a photodiode, a temperature-dependent element, for example an NTC resistor, can also be used. The control then does not depend on the brightness, but instead on the ambient temperature of the LED module.

Die Regelanordnungen RAR-RA1, RAR-RA2,... RAR-RAn bilden jeweils einen Stromspiegel. Die Regelanordnung RAR, die im Pfad der Referenz-LED-Kette LKR liegt, weist zu diesem Zweck einen als Diode verschalteten npn-Transistor TR und einen im Emitterzweig liegenden Widerstand RR auf, der mit dem Versorgungsanschluss 5 verbunden ist.The control arrangements RAR-RA1, RAR-RA2, ... RAR-RAn each form a current mirror. For this purpose, the control arrangement RAR, which lies in the path of the reference LED chain LKR, has an npn transistor TR connected as a diode and a resistor RR located in the emitter branch, which is connected to the supply connection 5 connected is.

Die Regelanordnungen RA1...RAn sind jeweils identisch aufgebaut und weisen einen npn-Transistor T1...Tn sowie einen im Emitterzweig liegenden Widerstand R1...Rn auf. Die Kollektoren der Transistoren T1...Tn sind jeweils mit dem Kathodenanschluss einer jeweiligen LED 10 der LED-Ketten LK1...LKn verbunden. Die Basisanschlüsse der Transistoren T1...Tn sind jeweils mit dem Basisanschluss der Transistors TR der Regelanordnung RAR verbunden.The control arrangements RA1 ... RAn are each constructed identically and have an npn transistor T1 ... Tn and a resistor R1 ... Rn located in the emitter branch. The collectors of the transistors T1 ... Tn are each connected to the cathode of a respective LED 10 of the LED chains LK1 ... LKn connected. The base connections of the transistors T1 ... Tn are each connected to the base connection of the transistors TR of the control arrangement RAR.

Mittels des Stromspiegels wird jeder der LED-Ketten LK1.. LKn der durch die Referenz-LED-Kette LKR fließende Strom eingeprägt. Dies geschieht unabhängig davon, wieviele LEDs 10 in einer jeweiligen LED-Kette vorhanden sind.By means of the current mirror, each of the LED chains LK1 .. LKn is impressed with the current flowing through the reference LED chain LKR. This happens regardless of how many LEDs 10 are present in a respective LED chain.

Der durch die Referenz-LED-Kette fließende Strom kann mit einem Potentiometer eingestellt werden, so dass sich die vorgegebene Ausgangshelligkeit der LEDs 9, 10 einstellt. Ändert sich aufgrund der Alterung der LEDs 9, 10 die Helligkeit, wird der Strom mittels der Konverterschaltung 8 und der Stromspiegel automatisch nachgeregelt. Im Pfad der Referenz-LED-Kette kann weiterhin ein Mittel vorgesehen werden, so dass ein gewisser maximaler Strom nicht überschritten wird.The current flowing through the reference LED chain can be adjusted with a potentiometer so that the specified output brightness of the LEDs 9 . 10 established. Changes due to the aging of the LEDs 9 . 10 the brightness, the current is generated by means of the converter circuit 8th and the current level is readjusted automatically. A means can also be provided in the path of the reference LED chain so that a certain maximum current is not exceeded.

Claims

LED chain (LKR) with at least one LED ( 9 ), with a converter circuit (in the path of the LED chain (LKR) ( 8th ) is provided that impresses a predetermined current through the LED chain (LKR) regardless of an external influencing variable.

LED chain according to claim 1, characterized in that the on the converter circuit ( 8th ) Influencing external influencing variable a temperature, in particular the ambient temperature, the temperature of the LED ( 9 ) or the temperature of a circuit board carrying the LED chain or the converter circuit, or a brightness.

LED chain according to claim 2, characterized in that the brightness by the environment or by the led chain (LKR) emitted radiation is conditional.

LED chain according to one of claims 1 to 3, characterized in that the converter circuit ( 8th ) has a detection element (DE) with a series-connected resistor (RDE) and a transistor (T) with a resistor (R) in a first main branch and with the LED chain (LKR) in the second main branch, the node between the detection element (DE) and the resistor (RDE) is connected to the base terminal of the transistor (T).

LED chain according to claim 4, characterized in that the detection element (DE) is a photodiode, a temperature sensitive Component, in particular an NTC resistor, or a controlled current source is.

LED array with a reference LED chain (LKR) according to one of the preceding claims, characterized in that the LED array ( 2 ) at least one further LED chain (LK1 ... LKn) with at least one LED ( 10 ) and the series arrangement of the converter circuit and the reference LED chain (LKR) is connected in parallel.

LED array according to claim 6, characterized in that to the reference LED chain (LKR) and any other LED chain (LK1 ... LKn) each a control arrangement (RAR, RA1 ... RAn) in series is switched, the control arrangements (RAR, RA1 ... RAn) for Setting the currents in the associated LED chains (LK1 ... LKn) according to one given current distribution.

LED array according to claim 7, characterized in that the control arrangements (RA1 ... RAn) each have a current amplification circuit for impression a current into the other LED chains (LK1 ... LKn).

LED array according to claim 8, characterized in that the control arrangement (RAR) of the reference LED chain (LKR) and each Control arrangement (RA1 ... RAn) of the other LED chains (LK1 ... LKn) one Form current mirror.

LED array according to one of claims 6 to 9, characterized in that that the number of serial in an LED chain (LKR, LK1 ... LKn) interconnected LEDs is different.

LED module, characterized in that the LED module ( 1 ) an LED array ( 2 ) according to one of claims 5 to 8.

LED module according to claim 11, characterized in that the LED array ( 2 ) Supply connections ( 5 ) with which a power supply unit ( 3 ) is connected on the output side.