包括控制設(shè)備的照明裝置和包括照明裝置的飛行器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于交流電壓供給的照明裝置，所述照明裝置包括整流器模塊，其中整流器模塊將來(lái)自交流電壓供給的交流電壓轉(zhuǎn)換成經(jīng)整流供給電壓，所述照明裝置包括二極管級(jí)聯(lián)(d1de cascade)，其中該二極管級(jí)聯(lián)具有多個(gè)二極管級(jí)聯(lián)片段(d1de cascadesect1n)，其中每個(gè)二極管級(jí)聯(lián)片段中布置有至少一個(gè)LED，并且其中各二極管級(jí)聯(lián)片段在二極管級(jí)聯(lián)中串聯(lián)連接，其中每個(gè)二極管級(jí)聯(lián)片段都具有用于旁路相關(guān)聯(lián)的二極管級(jí)聯(lián)片段的可連接的旁路設(shè)備，其中旁路設(shè)備基于經(jīng)整流供給電壓的電壓水平而連接，其中二極管級(jí)聯(lián)片段在旁路設(shè)備停用時(shí)處于亮態(tài)并且在旁路設(shè)備激活時(shí)處于暗態(tài)，所述照明裝置包括用于將經(jīng)過(guò)二極管級(jí)聯(lián)的級(jí)聯(lián)電流穩(wěn)定到設(shè)定值的電流源模塊。另外，本發(fā)明涉及包括所述照明裝置的飛行器。
【背景技術(shù)】
[0002]由于能量效率和輕重量設(shè)計(jì)的緣故，在飛行器中，越來(lái)越廣泛地使用LED作為發(fā)光手段以代替先前的傳統(tǒng)白熾燈泡。然而，飛行器中的電壓供給通常是交流電壓供給，因此干線電壓(mains voltage)首先需要被調(diào)節(jié)以供LED使用。因?yàn)長(zhǎng)ED的工作電壓具有窄的工作窗口，所以用于LED的供電電路需要被設(shè)計(jì)為使得盡管由交流電壓作為干線電壓因而具有變化的電壓水平，但LED總是在工作點(diǎn)處工作。這例如可以借助于對(duì)交流電壓進(jìn)行整流并且使用得到的脈沖直流電壓給LED供電這一事實(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在此情況下，LED串中的LED據(jù)以連接或斷開的開關(guān)策略被使用，以根據(jù)當(dāng)前可用的電壓水平而保持準(zhǔn)確。此過(guò)程意味著LED串中總是有這樣多的LED被激活，以便當(dāng)前電壓被有利地或甚至最優(yōu)地利用。
[0003]作為最接近的現(xiàn)有技術(shù)的文件DE 10 2012 000 605 A1公開了這種照明裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種用于交流電壓供給的照明裝置，其特征在于均勻的光發(fā)射。此目的由具有權(quán)利要求1的特征的照明裝置以及具有權(quán)利要求12的特征的飛行器來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的優(yōu)選的或有利的實(shí)施例從從屬權(quán)利要求、以下描述和附圖中得到。
[0005]因此，根據(jù)本發(fā)明，公開了一種適于交流電壓供給和/或針對(duì)交流電壓供給設(shè)計(jì)的LED照明裝置。特別地，交流電壓供給是交變和/或正弦交流電壓供給。具體地，LED照明裝置針對(duì)于飛行器的交流電壓供給而設(shè)計(jì)。這種交流電壓供給具有100至200伏特之間的均方根電壓(rms voltage)(特別是115伏特的均方根電壓)以及200至600赫茲之間的頻率(特別是400赫茲)。飛行器中的交流供給電壓電源被設(shè)計(jì)成在特性值、均方根電壓和頻率方面顯著變化。然而，基本的考慮在于盡管具有波動(dòng)的交流電壓供給，仍然要確保飛行器中的均勻照明。
[0006]LED照明裝置具有整流器模塊，其中整流器模塊將交流電壓供給的交流電壓轉(zhuǎn)換成經(jīng)整流供給電壓。例如，整流器模塊可以包括用于整流的半波整流器或橋式整流器。尤其是，交流電壓被轉(zhuǎn)換成脈沖直流電壓。在本發(fā)明的一種可能配置中，照明裝置包括用于整流交流電壓源的電壓的橋式整流器，其中在用于LED照明裝置的處理中形成的供給電壓是反向交流電壓。
[0007]LED照明裝置包括至少一個(gè)二極管級(jí)聯(lián)，其中該二極管級(jí)聯(lián)具有多個(gè)二極管級(jí)聯(lián)片段。每個(gè)二極管級(jí)聯(lián)片段中布置有至少一個(gè)LED。尤其優(yōu)選地，每個(gè)二極管級(jí)聯(lián)片段中布置有多個(gè)LED (尤其是彼此串聯(lián)連接的)。甚至多個(gè)LED在二極管級(jí)聯(lián)片段中彼此并聯(lián)連接在原理上也是可能的。各二極管級(jí)聯(lián)片段在二極管級(jí)聯(lián)中彼此串聯(lián)連接。部分或全部二極管級(jí)聯(lián)片段中的每個(gè)都具有旁路設(shè)備，其中使二極管級(jí)聯(lián)片段上游的旁路設(shè)備輸入端和二極管級(jí)聯(lián)片段下游的旁路設(shè)備輸出端與二極管級(jí)聯(lián)電氣接觸。尤其是，二極管級(jí)聯(lián)片段中的LED被芳路設(shè)備所芳路。
[0008]所述的一個(gè)或多個(gè)旁路設(shè)備基于經(jīng)整流供給電壓的電壓水平而連接。如果旁路設(shè)備停用并且因此旁路是阻塞的，則相關(guān)聯(lián)的二極管級(jí)聯(lián)片段處于亮態(tài)。對(duì)于旁路設(shè)備激活并且形成了對(duì)二極管級(jí)聯(lián)片段的旁路的情況，所述二極管級(jí)聯(lián)片段處于暗態(tài)。尤其是，旁路設(shè)備的啟動(dòng)或開關(guān)被實(shí)施成使得對(duì)應(yīng)于供給電壓的當(dāng)前電壓水平，二極管級(jí)聯(lián)中總是有對(duì)應(yīng)數(shù)目的二極管級(jí)聯(lián)片段處于亮態(tài)，從而所述電壓水平可以被有利地或甚至最優(yōu)地利用。
[0009]例如可以經(jīng)數(shù)字處理設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)旁路設(shè)備的控制，所述數(shù)字處理設(shè)備將供給電壓的當(dāng)前電壓水平用作輸入變量并且依賴于該輸入變量激活或停用旁路設(shè)備。然而，以模擬方式啟動(dòng)和/或開關(guān)旁路設(shè)備是尤其優(yōu)選的。尤其是，旁路設(shè)備每個(gè)都具有旁路控制電路是優(yōu)選的，所述旁路控制電路使用二極管級(jí)聯(lián)片段本地存在的電壓作為用于控制和/或開關(guān)旁路設(shè)備的輸入變量，并且因此基于經(jīng)整流供給電壓來(lái)開關(guān)旁路設(shè)備。
[0010]此外，LED照明裝置具有用于將流過(guò)二極管級(jí)聯(lián)的級(jí)聯(lián)電流穩(wěn)定(尤其是設(shè)定)到設(shè)定值的電流源模塊。尤其是，電流源模塊是調(diào)控(regulated)電流源模塊的形式，其中級(jí)聯(lián)電流或其等效變量作為實(shí)際變量被測(cè)量并與設(shè)定值比較，并且依賴于所述實(shí)際變量與設(shè)定值之間的差別來(lái)穩(wěn)定(尤其是調(diào)控)級(jí)聯(lián)電流。
[0011]在本發(fā)明的范圍內(nèi)，提出至少一個(gè)二極管級(jí)聯(lián)片段、一些二極管級(jí)聯(lián)片段或甚至全部二極管級(jí)聯(lián)片段中的每個(gè)都具有控制設(shè)備?？刂圃O(shè)備在功能上被設(shè)計(jì)為檢測(cè)二極管級(jí)聯(lián)片段的亮態(tài)以將其與二極管級(jí)聯(lián)片段的暗態(tài)相區(qū)別，并且響應(yīng)于檢測(cè)到相關(guān)聯(lián)的二極管級(jí)聯(lián)片段的亮態(tài)，減小級(jí)聯(lián)電流的設(shè)定值。
[0012]因此，在經(jīng)整流供給電壓的電壓水平增加的情況中，首先一個(gè)或多個(gè)二極管級(jí)聯(lián)片段從暗態(tài)轉(zhuǎn)換為亮態(tài)。假定恒定的級(jí)聯(lián)電流，這種改變會(huì)導(dǎo)致二極管級(jí)聯(lián)的亮度的增加。為了避免或至少限制所導(dǎo)致的亮度波動(dòng)，提出一旦額外的二極管級(jí)聯(lián)片段從暗態(tài)轉(zhuǎn)換為亮態(tài)就減小級(jí)聯(lián)電流的設(shè)定值。如果LED的可用功率從原理上被認(rèn)定為P = U*I，則經(jīng)整流供給電壓的增加導(dǎo)致功率P的增加。因此，照明裝置亮度增加。然而，為了保持照明裝置的亮度恒定，需要減小電流I (即，級(jí)聯(lián)電流)。這是由控制設(shè)備執(zhí)行的，該控制設(shè)備減小級(jí)聯(lián)電流的設(shè)定值。因此，本發(fā)明提供了將LED照明裝置的亮度保持得隨時(shí)間更加均勻的可能性。
[0013]在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，控制設(shè)備在電路方面被布置成分接出(tapoff)相關(guān)聯(lián)的二極管級(jí)聯(lián)片段的工作電壓(尤其是部分工作電壓)，用于檢測(cè)該相關(guān)聯(lián)的二極管級(jí)聯(lián)片段的亮態(tài)。因而，所述檢測(cè)是借助于檢查工作電壓的存在來(lái)執(zhí)行的，因此是以電氣/電子方式執(zhí)行而不經(jīng)由光學(xué)傳感器系統(tǒng)。該實(shí)施方式具有如下優(yōu)點(diǎn)，即，這種檢測(cè)方法在相對(duì)長(zhǎng)的操作時(shí)間內(nèi)運(yùn)行也非?？煽?，并且與光學(xué)檢測(cè)方法相比，對(duì)污染要求不嚴(yán)格。
[0014]在本發(fā)明的一種優(yōu)選配置中，工作電壓是跨相關(guān)聯(lián)的二極管級(jí)聯(lián)片段中的至少一個(gè)LED的LED電壓的形式。因此，控制設(shè)備分接出跨一個(gè)或至少一個(gè)LED的工作電壓，用于檢測(cè)亮態(tài)。如果二極管級(jí)聯(lián)片段處于暗態(tài)，則工作電壓等于零。另一方面，如果二極管級(jí)聯(lián)片段處于亮態(tài)，則存在跨LED的工作電壓降并且控制設(shè)備可以通過(guò)分接出的工作電壓而斷定存在亮態(tài)。
[0015]尤其優(yōu)選的是，控制設(shè)備具有用于將檢測(cè)到的亮態(tài)轉(zhuǎn)換成用于減小設(shè)定值的開關(guān)信號(hào)的開關(guān)設(shè)備。因此，二極管級(jí)聯(lián)片段的狀態(tài)的信息被轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號(hào)(尤其地，該開關(guān)信號(hào)具有兩個(gè)離散開關(guān)狀態(tài)(開/關(guān)))，以幫助用于改變?cè)O(shè)定值的進(jìn)一步的信號(hào)處理。
[0016]尤其優(yōu)選的是，開關(guān)設(shè)備是光耦合器的形式。所述光耦合器的發(fā)射側(cè)連接到工作電壓以便當(dāng)存在足夠高的工作電壓時(shí)所述發(fā)射側(cè)變得活動(dòng)。尤其是，發(fā)射側(cè)是發(fā)光