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Technische Gebiet
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Das vorliegende Gebrauchsmuster betrifft eine selbsterregte Stromumschaltung, insbesondere eine selbsterregte TRIAC-Dimmerschaltung (sogenannte Zweirichtungs-Thyristortriode-Dimmerschaltung) für den Einsatz im Flächenleuchten, die den Aufbau einer Lampenantriebsschaltung mit Hilfe von einem selbsterregten elektronischen Transformator vereinfachen kann, um sowohl die Produktionskosten zu senken als auch die Wettbewerbsfähigkeit der Produkte zu verbessern.
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Stand der Technik
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Um einen komfortablen, hellen und stilvollen Leseraum bzw. Arbeitsraum zu schaffen, werden die Flächenleuchten mit einer einfachen und eleganten Gestaltung an den Innendecken installiert. Um solche Flächenleuchten zu betrieben, wird eine Antriebsschaltung in der Regel zwischen einer Hauptschaltung und einer Steuerschaltung von solchen Flächenleuchten zur Umwandlung des Netzstroms in eine benötige Betriebsspannung und Stromstärke angeordnet, die als die Isolationsschaltung zwischen der Hauptschaltung und der Last von solchen Flächenleuchten dienen, um die Ausgansspannung und die Ausgangsstromstärke vorteilhaft zu steueren.
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Wie aus 1 ersichtlich, umfasst eine Antriebsschaltung 1 einer herkömmlichen Flächenleuchten normalerweise einen nicht isolierten Hochsetzsteller, der einen Induktor (L), eine Diode (D), einen Kondensator (C), einen Schalter 10, einen Erfassungswiderstand (RS) und eine PWM-Steuerungseinrichtung 11 aufweist, wobei der Induktor mit der Anode der Diode hintereinander geschaltet und mit dem Drain-Anschluss des Schalters 10 gekoppelt ist, wodurch die PWM-Steuerungseinrichtung 11 mit dem Gate-Anschluss und Source-Anschluss des Schalters 10 und mit dem Erfassungswiderstand gekoppelt ist. Ausserdem wird die Kathode der Diode zunächst mit dem Kondensator gekoppelt und anschliessend mit zumindest einer LED 12 elektrisch verbunden. Nach dem Einschalten des Schalters 10 kann der Induktor eine Eingangsspannung (Vin) zur Einspeichung von Energie empfangen, wobei nach dem Auschalten des Schalters 10 werden die gespeicherte Energie und die Eingangsspannung zunächst durch den Kondensator gefiltert und diese anschliessend in die LED 12 übertragen, so dass die Verstärkungswirkung der Antriebsschaltung 1 mit niedrigen Herstellungskosten durch einfachen Aufbau realisierbar ist, um die LED 12 in einem Zustand mit Niederspannungsschaltung zu beleuchten. Nachteilig bei dieser Konstruktion sind allerdings, dass die Genauigkeit von Konstantstromeffekt von einem solchen nicht isolierten Stromrichter leicht nicht erreichbar ist, und ausserdem eine Frage über die Sicherheit und die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) herbeiführen kann und deswegen könnte die von Flächenleuchten benötigte hochgenaue Dimmeranforderung leider nicht erfüllen.
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Auf der anderen Seite ist die für die herkömmliche Glühlampe bzw. Halogenlampe einsetzbare selbsterregte Antriebsschaltung ein isolierter Schaltungsaufbau und deswegen besteht kein o.g. Problem, wobei solche selbsterregte Antriebsschaltung die Energie unmittelbar durch den Halbbrücken-Schwingkreis erzeugen kann. Vorteilhaft ist ferner, dass sie nicht häufig blinkt und für Stromkreis mit verschiedenen Leistungen einsetzbar ist, und dass sie mit niedrigen Herstellungskosten durch einfachen Aufbau realisierbar ist. Jedoch fehlt dieser Aufbau einen konstanten Leistungssteuerungsmechanismus, so dass deren Ausgangsleistung abhängig von der Eingangsspannung auch entsprechend erhöht wird, was eine kosntante Helligkeit der Lampe leider nicht aufrechterhalten kann und ausserdem ein schnelles Alterungsproblem zur Folge hat.
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In Hinblick auf die oben erwähten Probleme in der herkömmlichen Struktur der Antriebsschaltung ist es ein Hauptziel des vorliegenden Gebrauchsmusters, eine selbsterregte TRIAC-Dimmerschaltung für den Einsatz im Flächenleuchten zu schaffen, um das Sicherheitsproblem eines nicht isolierten Wandlers zu erledigen, die Anwendbarkeit der Lampe zu verbessern, und die Stabilität der Ausgangsleistung eines Schaltkreises durch einfachen Aufbau sicherzustellen.
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Aufgabe des Gebrauchsmusters
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Das vorliegende Gebrauchsmuster liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbsterregte TRIAC-Dimmerschaltung zu schaffen, die die Verstärkungswirkung der Antriebsschaltung von Flächenleuchten mit niedrigen Herstellungskosten durch einfachen Aufbau realisierbar ist, um die Anwendbarkeit der Lampe zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch eine selbsterregte TRIAC-Dimmerschaltung des vorliegenden Gebrauchsmusters gelöst, die ein Lichtregelungsmodul und zumindest ein Umwandlungsmodul aufweist, wobei das Umwandlungsmodul elektrisch mit dem Lichtregelungsmodul verbunden ist, das eine Eingangsspannung empfangen kann und diese in eine Antriebsspannung umwandelbar ist, die an zumindest eine LED zugeführt wird, um die LED zu beleuchten, wobei das Lichtregelungsmodul einen Leistungsfaktorregler (sogenannte Power Factor Controller, PFC) aufweist, wobei das Umwandlungsmodul bevorzugt ein isolierter selbsterregter elektronischer Transformator mit zumindest einem Leistungsregler ist, wobei das Umwandlungsmodul durch den Leistungsregler elektrisch mit der LED verbunden ist, um die Antriebsspannung durch den Leistungsregler zu verstellen und die Ausgangsleistung der Gesamtschaltung konstant zu halten.
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Der Leistungsregler ist bevorzugt ein Strombegrenzungswiderstand bzw. ein Steuerchip, um die Antriebsspannung zu empfangen und die in die LED fliessende Stromstärke konstant zu halten. Ausserdem ist zumindest ein Umwandlungsmodul oder ein Leistungsregler in Form einer Mehrzahl ausgebildet.
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Bevorzugt ist der Leistungsregler ein Steuerchip, der eine Vergleicheinheit und eine Modulationseinheit aufweist, wobei ein Ende der Modulationseinheit elektrisch mit einem isolierten selbsterregten elektronischen Transformator verbunden ist, um die Eingangsspannung zu empfangen, wobei ein anderes Ende der Modulationseinheit elektrisch mit der LED verbunden ist, um die Antriebsspannung auszugeben, wobei die Vergleicheinheit durch einen Mersswertgeber elektrisch mit der LED verbunden ist, und wobei nach Erhalten eines Messwerts dieser mit zumindest einem Standardwert verglichen wird, um ein moduliertes Signal zur Anregung der Modulationseinheit zu übertragen, um das Tastverhältnis der ausgegebenen Antriebsspannung zu verstellen.
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Zusammenfassend betrifft somit das vorliegende Gebrauchsmuster einen einfachsten Aufbau des TRIAC-Leistungsfaktorreglers mit einem Schaltungsaufbau eines selbsterregten elektronischen Transformators, um die Stabilität der Gesamtschaltung von Flächenleuchten zu verbessern und die von Flächenleuchten benötigte hochgenaue Dimmeranforderung vorteilhaft zu erfüllen, damit die selbsterregte TRIAC-Dimmerschaltung mit niedrigen Herstellungskosten durch einfachen Aufbau realisierbar ist, um die Anwendbarkeit der Lampe zu verbessern.
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Die Ausführungsformen des vorliegenden Gebrauchsmusters werden anhand der nachstehenden Zeichnungen beispielshalber beschrieben.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ein Schaltbild einer bekannten in einer herkömmlichen Flächenleuchte eingsetzten Antriebsschaltung;
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2 ein Blockschaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des vorliegenden Gebrauchsmusters;
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3 ein Schaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des vorliegenden Gebrauchsmusters;
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4 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des vorliegenden Gebrauchsmusters;
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5 ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des vorliegenden Gebrauchsmusters;
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6 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des vorliegenden Gebrauchsmusters; und
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7 ein Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des vorliegenden Gebrauchsmusters.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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2 und 3 zeigen jeweils ein Blockschaltbild und ein Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden Gebrauchsmusters. Wie in den Zeichnungen dargetsellt sind, ist die Selbsterregte TRIAC-Dimmerschaltung 2 zum Einsatz in einer Flächenleuchte geeignet, die eine Antriebsspannung an zumindest eine LED 3 versorgen kann, um die LED 3 anzusteuern und deren Helligkeit zu verstellen. Die Selbsterregte TRIAC-Dimmerschaltung 2 umfasst ein Lichtregelungsmodul 20 und zumindest ein Umwandlungsmodul 21, wobei der Lichtregelungsmodul 20 einen Leistungsfaktorregler 200 aufweist, der elektrisch mit dem Umwandlungsmodul 21 verbunden ist, um eine Netzspannung von 120V zunächst zu empfangen und anschliessend diese durch Phasenwinkelverstellung und Energieumwandlung den Leistugnsfaktor der Gesamtschaltung zu verstellen, um eine Ausgangsspannung (Vin) von 200V an das Umwandlungsmodul 21 zu übertragen. Das Umwandlungsmodul 21 ist bevorzugt ein isolierter selbsterregte elektronischer Transformator mit zumindest einen Leistungsregler 210, der elektrisch mit einer LED 3 verbindbar ist, wobei das Umwandlungsmodul 21 eine Eingangsspannung in eine konstante Antriebsspannung von 48V oder eine variable Antriebsspannung von 60V umwandeln und diese anschliessend an die LED 3 übertratgen kann, und wobei der Leistungsregler 210 die Antriebsspannung entsprechend vestellen kann, um die konstante Ausgangsleistung der Gesamtschaltung zu halten.
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Ausserdem, wie aus 4 bis 6 ersichtlich, ist der Leistungsregler 210 bevorzugt ein Strombegrenzungswiderstand oder ein Steuerchip, der dafür sorgt, die Antriebsspannung zu empfangen und die in die LED fliessende Stromstärke konstant zu halten. Desweiteren ist zumindest ein Umwandlungsmodul 21 oder ein Leistungsregler 210 in Form einer Mehrzahl ausgebildet.
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Mit anderen Worten, in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Umwandlungsmodul 21 mit einer Mehrzahl von Leistungsreglern 210 anbringbar, welche jeweils durch die Strombegrenzungswiderstände elektrisch mit der jeweiligen LED 3 verbindbar ist. Es ist auch möglich, dass das Umwandlungsmodul 21 ein isolierter selbsterregter elektronischer Transformator ist und in Form einer Mehrzahl ausgebildet ist, der jeweils durch den Strombegrenzungswiderstand bzw. durch den Steuerchip elektrisch mit LED 3 verbindbar ist. Darüber hinaus, wie aus 6 ersichtlich, umfasst der Steuerchip eine Vergleicheinheit 2100 und eine Modulationseinheit 2101, wobei wobei ein Ende der Modulationseinheit 2101 elektrisch mit einem isolierten selbsterregten elektronischen Transformator verbunden ist, um die Eingangsspannung zu empfangen, wobei ein anderes Ende der Modulationseinheit 2101 elektrisch mit der LED 3 verbunden ist, um die Antriebsspannung auszugeben, wobei die Vergleicheinheit 2100 durch einen Mersswertgeber elektrisch mit der LED 3 verbunden ist, und wobei nach Erhalten eines Messwerts dieser mit zumindest einem Standardwert verglichen wird, um ein moduliertes Signal zur Anregung der Modulationseinheit 2101 zu übertragen, um das Tastverhältnis der ausgegebenen Antriebsspannung zu verstellen.
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Bezugszeichenliste
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Stand der Technik
- 1
- Antriebsschaltung
- 10
- Schalter
- 11
- PWM-Steuerungseinrichtung
- 12
- LED
Das vorliegende Gebrauchsmuster - 2
- Selbsterregte TRIAC-Dimmerschaltung
- 20
- Lichtregelungsmodul
- 200
- Leistungsfaktorregler
- 21
- Umwandlungsmodul
- 210
- Leistungsregler
- 2100
- Vergleicheinheit
- 2101
- Modulationseinheit
- 3
- LED