專(zhuān)利名稱(chēng)：具有l(wèi)ed光源的交通信號(hào)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有LED(發(fā)光二極管)光源的交通信號(hào)裝置，及尤其涉及一種LED光源，它對(duì)于LEDs具有損耗小的恒定電流供電。
交通信號(hào)裝置的應(yīng)用正在全球范圍擴(kuò)展。原則上與本申請(qǐng)相關(guān)的“交通信號(hào)裝置”的概念定義得較寬。對(duì)此涉及街道及軌道交通信號(hào)裝置以及航道及機(jī)場(chǎng)跑道的標(biāo)燈。而對(duì)于街道交通信號(hào)裝置，除包括典型的信號(hào)裝置、如紅綠燈外也包括發(fā)光的交通導(dǎo)行系統(tǒng)及交通牌。
這種交通信號(hào)裝置通常由地區(qū)或國(guó)有機(jī)構(gòu)來(lái)經(jīng)營(yíng)，其中除了用于初始設(shè)施的費(fèi)用外，運(yùn)行及維護(hù)的費(fèi)用也起到極大的作用。在使用通常的白熾燈的這種交通信號(hào)裝置情況下，一個(gè)重大的成本因素是需要相當(dāng)頻繁地更換燈泡。另一個(gè)不可低估的成本因素在于通常的光源的耗電量。鑒于這個(gè)問(wèn)題有人提出在交通信號(hào)裝置中使用LED光源。例如US-A-5,850,126及DE 197 29 690 A1中描述了使用LED光源的燈信號(hào)裝置或紅綠燈裝置。這兩個(gè)文獻(xiàn)提出使用變壓器，以便將電壓從典型公用電網(wǎng)的電平降壓到顯著低的、LEDs能有效工作的電平上。由于多個(gè)原因變壓器與一些缺點(diǎn)有關(guān)。首先它相對(duì)大及重，這經(jīng)常在實(shí)踐中會(huì)導(dǎo)致在交通信號(hào)裝置中的變壓器安裝問(wèn)題。因此這兩個(gè)文獻(xiàn)提出在設(shè)有通常的燈頭的LED光源中安裝變壓器。實(shí)際上這種光源比通用的標(biāo)準(zhǔn)光源大了一些，因此用LED光源來(lái)簡(jiǎn)單地更換通用白熾燈往往要失敗。另一原因是，與使用變壓器相關(guān)的成本因素相當(dāng)可觀。
此外，DE 40 22 498 A1描述了一種具有通用電網(wǎng)部件的防爆炸的發(fā)光報(bào)警裝置，其中發(fā)光報(bào)警裝置由少許LEDs指示，它們與一個(gè)線(xiàn)圈串聯(lián)后與一個(gè)續(xù)流二極管相并聯(lián)，其中LEDs、線(xiàn)圈及續(xù)流二極管再與一個(gè)快速電子開(kāi)關(guān)串聯(lián)地連接。還設(shè)有一個(gè)脈沖發(fā)送器，它與快速電子開(kāi)關(guān)連接及產(chǎn)生脈沖，以使快速電子開(kāi)關(guān)打開(kāi)及閉合。該脈沖發(fā)送器尤其涉及一個(gè)由多個(gè)部件組成的單穩(wěn)多諧調(diào)制器。這種LEDs的電源與US-A-5,850,126及DE 197 29 690 A1中選擇的LEDs的變壓器電源相比，明顯的缺點(diǎn)是電源電路故障概率顯著地增大，這在交通信號(hào)之中使用時(shí)出于安全的原因帶來(lái)了很大的缺點(diǎn)。
因此本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種所述類(lèi)型的交通信號(hào)裝置，它具有損耗小、節(jié)省位置、故障保護(hù)及成本合理的用于LEDs的恒流電源。
為了解決該任務(wù)，本發(fā)明提出一種具有LED光源的交通信號(hào)裝置，它具有用于連接一個(gè)電源的輸入端；及處于高電位及低電位之間電位上的多個(gè)LEDs，它們以至少兩個(gè)并聯(lián)的多個(gè)LEDs的串聯(lián)支路設(shè)置；一個(gè)線(xiàn)圈，它與所述LEDs串聯(lián)連接；一個(gè)續(xù)流二極管，它與LEDs及線(xiàn)圈并聯(lián)連接，及它的導(dǎo)通方向與LEDs的導(dǎo)通方向相反及一個(gè)快速電子開(kāi)關(guān)，它與LEDs、線(xiàn)圈及與LEDs及線(xiàn)圈并聯(lián)的續(xù)流二極管串聯(lián)地連接；及一個(gè)脈沖發(fā)送器，它連接在快速電子開(kāi)關(guān)上，及產(chǎn)生使快速電子開(kāi)關(guān)打開(kāi)及閉合的脈沖，其中脈沖發(fā)送器尤其是一個(gè)集成部件形式的脈寬調(diào)制器。
因此本發(fā)明提出一種交通信號(hào)裝置及一種專(zhuān)用于交通信號(hào)裝置中的優(yōu)化LED光源，它可無(wú)問(wèn)題地安裝在用于交通信號(hào)裝置的標(biāo)準(zhǔn)白熾燈的外部尺寸內(nèi)，它通過(guò)使用極少數(shù)目的單個(gè)元件可作到對(duì)故障極為保險(xiǎn)及由于使用商業(yè)上通用的標(biāo)準(zhǔn)部件成本合理地被制造。因?yàn)樵谠撾娐飞峡墒∪ビ糜贚EDs的降壓電阻及使用了省電的標(biāo)準(zhǔn)部件，它可實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)裝置損耗小、成本合理的工作。
在根據(jù)本發(fā)明的交通信號(hào)裝置上，更換的間隔可延長(zhǎng)至兩倍或更大，這就導(dǎo)致通常維護(hù)成本減半或更大地下降。另一方面，LEDs顯著小的能耗使這種交通信號(hào)裝置的持續(xù)運(yùn)行成本明顯下降。對(duì)此通過(guò)在紅綠燈裝置中使用透射彩色的光源、如紅、黃及綠色的LEDs可使能量利用進(jìn)一步改善。當(dāng)該光源具有的發(fā)射光譜約在彩色濾波器的波長(zhǎng)范圍中時(shí)，相應(yīng)的彩色濾波器(用于綠光的濾波器，用于紅光的濾波器，用于黃光的濾波器)的光損耗特別小。還由于兩個(gè)原因保留彩色濾波器是有利的，一個(gè)原因是，這里所述的用根據(jù)本發(fā)明光源可簡(jiǎn)單更換通用燈泡的觀點(diǎn)起到一定作用。另一原因是，濾波器可用于使雜散光、如太陽(yáng)光產(chǎn)生的雜散光顯著地降低。這特別適合于濾波器在其透射范圍中適配LEDs的很窄頻帶的情況。此外濾波器用于對(duì)LEDs光源的保護(hù)。
正是在交通信號(hào)裝置方面使用帶通用固定燈頭的光源特別有利，這種燈頭也是在現(xiàn)在的交通信號(hào)裝置的光源中通用的。最好對(duì)于交通信號(hào)裝置的發(fā)光區(qū)域、例如一個(gè)紅綠燈裝置的紅、黃或綠色的彩色區(qū)域設(shè)有至少兩個(gè)單獨(dú)的光源，它們可設(shè)有一個(gè)共同的固定燈頭。當(dāng)其中一個(gè)光源故障時(shí)第二個(gè)光源可保證不會(huì)出現(xiàn)完全的故障。
LEDs-發(fā)光二極管-在由電流轉(zhuǎn)換成光方面具有很高的效率。當(dāng)LEDs用于綠光時(shí)該效率特別高。而所謂的“白光LEDs”尤其與白熾燈相比也具有很好的效率。目前己進(jìn)入市場(chǎng)的高品質(zhì)LEDs的效率已部分地超過(guò)通常被視為具有最佳效率的光源的發(fā)光材料管的效率。LEDs的高效率及因其高壽命產(chǎn)生的對(duì)故障的高保險(xiǎn)性使它特別適合一定的應(yīng)用。除了典型的居室及商店照明還有顯示板的典型照明、夜間照明如旅館或醫(yī)院中的照明、緊急照明及類(lèi)似照明設(shè)施的應(yīng)用，這些應(yīng)用不是首先由相關(guān)的強(qiáng)光線(xiàn)照明確定的。此外LEDs具有一個(gè)大的優(yōu)點(diǎn)，即它可非常靈活地編排兩維及三維形式的發(fā)光配置。這可實(shí)現(xiàn)大的、平面的及在其延伸上均勻照亮的發(fā)光裝置，它尤其可用作廣告照明。在廣告照明中尤其是LEDs可提供不同的彩色起到有利的作用。
白熾燈視其設(shè)計(jì)而定可工作在任意的電壓電平上，與白熾燈不同地，LED由于其物理特性它的工作電壓被限定在相對(duì)窄的范圍中。典型地，LED的工作電壓約為2伏。這一點(diǎn)是LEDs用于上述應(yīng)用所遇到的一個(gè)缺點(diǎn)。LEDs的工作電壓與由公用電網(wǎng)提供的典型為110伏或230伏交變電壓的電網(wǎng)電壓相距甚遠(yuǎn)。為了至少在一定程度上避開(kāi)該問(wèn)題，LEDs通常用20個(gè)或更多個(gè)LEDs的串聯(lián)電路工作，由此對(duì)于典型的應(yīng)用也可達(dá)到足夠的光強(qiáng)度。該串聯(lián)電路對(duì)于一組20個(gè)串聯(lián)的LEDs將導(dǎo)致40伏范圍的工作電壓。即使該電壓值也明顯地不同于通常所提供的電網(wǎng)電壓，以致用于LED工作的電壓或需要用變壓器相應(yīng)地變低或使用大的降壓電阻使電壓達(dá)到該范圍。顯然，這種電壓適配帶有很大的損耗及使LED光源相應(yīng)的總效率變得很差。在實(shí)際中可提供的電網(wǎng)電壓與LEDs的工作電壓的距離還將更大，這是由于LEDs通常用直流電壓工作。整流的電網(wǎng)電壓的平均值約為150伏或320伏。
即使當(dāng)電網(wǎng)電壓降壓到用于LEDs的串聯(lián)組所需的工作電壓時(shí)，也需要與LEDs串聯(lián)一個(gè)降壓電阻。當(dāng)LEDs無(wú)這樣的降壓電阻工作時(shí)將會(huì)導(dǎo)致流過(guò)LEDs的電流上升及最后使其損壞。通過(guò)前置降壓電阻將使LED中的電流上升被降壓電阻上較高的壓降補(bǔ)償。
由此得出，用于將電流轉(zhuǎn)換成光的LED的合適效率受到降壓電阻上的工作損耗及可能由變壓引起的損耗的影響，這就嚴(yán)重地阻礙了LEDs的應(yīng)用可能性。由此使典型的LED光源所需的工作電壓不適合在公共電網(wǎng)的電壓上工作，尤其是整流后的電壓。使用變壓器使電壓適配一方面與成本高相關(guān)，及另一方面由于位置原因不易實(shí)現(xiàn)或不理想，而大的降壓電阻會(huì)導(dǎo)致顯著大的損耗。
LED光源的核心組成部分是電路，其中至少一個(gè)LED與線(xiàn)圈串聯(lián)及它們?cè)倥c續(xù)流二極管并聯(lián)，其中續(xù)流二極管的導(dǎo)通方向與LED(s)的導(dǎo)通方向相反。在該電路中線(xiàn)圈起到電流存儲(chǔ)器的作用。一旦線(xiàn)圈被充電，它將力圖維持流過(guò)LED(s)及續(xù)流二極管的電流回路中的電流。通過(guò)快速電子開(kāi)關(guān)使該電流回路以一定間隔與電源連接及“充電”。因此當(dāng)工作時(shí)在至少一個(gè)LED上流過(guò)一個(gè)電流，該電流在確定的電流平均值上以開(kāi)關(guān)的操作頻率變化。與電流平均值比較該電流變化可相對(duì)地小。但也可以相對(duì)地大。在極端情況下，該至少一個(gè)LED以一個(gè)重復(fù)頻率被供給多個(gè)電流脈沖，所述頻率的值至少為該光源不閃爍地被眼睛接收。在各個(gè)脈沖之間的電流強(qiáng)度可降到零。電流脈沖的能量大小以合適的方式這樣來(lái)確定，即對(duì)至少一個(gè)LED提供的能量基本上等于恒定工作時(shí)所需的能量。實(shí)際上在這樣的工作中甚至可得到效率的改善，因?yàn)橐阎?，以較大電流脈動(dòng)地驅(qū)動(dòng)的LEDs具有更好的發(fā)光效率。通過(guò)各個(gè)部件的優(yōu)化適配，專(zhuān)業(yè)人員可將基本恒定的電流調(diào)節(jié)到LEDs的最佳工作電流強(qiáng)度上。在該最佳電流強(qiáng)度上LED具有其最長(zhǎng)壽命或相對(duì)其壽命的最佳發(fā)光量。該對(duì)于最佳壽命及對(duì)于最佳發(fā)光量的最佳電流強(qiáng)度在一個(gè)LED上不一定絕對(duì)相同。
脈沖發(fā)送器對(duì)快速電子開(kāi)關(guān)發(fā)送脈沖序列，它導(dǎo)致所需電流流過(guò)LEDs。該快速電子開(kāi)關(guān)例如可為MOSFET晶體管，其中脈沖發(fā)送器的脈沖序列可連接到MOSFET晶體管的柵極。
在LED光源中對(duì)LED附設(shè)的部件上的附加損耗是極小的。損耗僅出現(xiàn)在線(xiàn)圈、續(xù)流二極管、開(kāi)關(guān)及脈沖發(fā)送器中。線(xiàn)圈中的損耗實(shí)質(zhì)為純歐姆損耗。當(dāng)線(xiàn)圈的典型電阻值為6歐姆及典型電流為20毫安時(shí)在線(xiàn)圈上的壓降為120毫伏，這只導(dǎo)致很小的損耗。作為續(xù)流二極管尤其適用的是肖特基二極管，它能快速導(dǎo)通及具有低的導(dǎo)通電壓。該二極管上的壓降約為0.3-0.4伏?？焖匐娮娱_(kāi)關(guān)具有的典型電阻為1至2歐姆。它僅導(dǎo)致開(kāi)關(guān)上的壓降為20毫伏的量級(jí)。
以下借助一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)說(shuō)明可能的省電效果。其中將傳統(tǒng)的降壓電阻的工作與根據(jù)本發(fā)明的在基本恒定的LEDs電流的情況下的工作作比較。該例子基于20個(gè)串聯(lián)的LEDs及2V的LED工作電壓，它工作在230V交流電網(wǎng)電壓、相應(yīng)于320V直流電壓上。通過(guò)LEDs的電流為10mA。用降壓電阻的傳統(tǒng)工作·二極管的有效功率為20×2V×0.01A＝0.4W·消耗的功率320V×0.01A＝3.2W·效率12.5％根據(jù)本發(fā)明電路的工作·整個(gè)電路可實(shí)現(xiàn)的效率為85％，損耗主要出現(xiàn)在整流、脈沖發(fā)送器的驅(qū)動(dòng)、電開(kāi)關(guān)及其它部件上?！ざO管的有效功率為20×2V×0.01A＝0.4W/0.85＝0.47W(小于傳統(tǒng)工作消耗功率的1/6)?！る娋W(wǎng)輸出電流0.47W/230V＝0.002A不難看出，根據(jù)本發(fā)明工作時(shí)的效率比傳統(tǒng)工作的效率改善了近似7倍。該效率的改善可用一個(gè)簡(jiǎn)單、便宜、可靠及節(jié)省位置的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。
LED光源可用于不同類(lèi)型的照明。如下面還將描述的，具有用該光源產(chǎn)生不同發(fā)光顏色的可能性。通過(guò)使用白光二極管可使該光源取代通用的白熾燈。特別有利的是緊急照明，例如用于建筑物如地下車(chē)庫(kù)、旅館中或用于交通工具如船舶、軌道車(chē)輛、飛機(jī)中。特別適合的是均勻間接的照明，例如樓梯間、地下車(chē)庫(kù)等。它也特別適用于故障保險(xiǎn)的位置照明，例如在飛機(jī)及輪船上。
LED光源例如可用于己普遍存在的光源。它們例如具有通用的螺旋式、插接式或另外的燈頭，它可插入通用的燈座中。在此情況下，電路例如可與LED一體地設(shè)置在燈座中。變換地，該電路可作為中間件單獨(dú)地構(gòu)成，在其中可插入、擰入或以其它方式連接所述至少一個(gè)LED。該中間件可以伸縮套筒形式或以圓柱殼形式環(huán)繞一個(gè)支承該至少一個(gè)LED的核心元件設(shè)置，其中該中間件然后可擰入燈座中及本身用作該至少一個(gè)LED的燈座。變換地，該中間件也可軸向地連接在至少一個(gè)LED上。該專(zhuān)門(mén)的實(shí)施形式取決于專(zhuān)門(mén)的應(yīng)用場(chǎng)合。也可使用中間件的伸縮套筒式及軸向構(gòu)型的混合形式。因此在可擰入通用螺旋燈座的光源中適于使用部分伸縮套筒式及部分軸向構(gòu)型的混合形式，它以杯的形式環(huán)繞用于至少一個(gè)LED的支撐設(shè)置。應(yīng)當(dāng)指出，使用中間件的光源及單是中間件本身均可被視為有創(chuàng)造性的。尤其是在中間件中最好設(shè)有根據(jù)權(quán)利要求1的電路，無(wú)權(quán)利要求1的特征或僅具有其特征的一部分的使用中間件的光源或單是中間件也可被視為有創(chuàng)造性，-例如當(dāng)其中設(shè)有不同于這里所述的LED電源電路時(shí)。
特別有利的是，當(dāng)光源構(gòu)成為相應(yīng)實(shí)用光源的形狀，例如通用的白熾燈泡、桿狀、彎曲的氖燈管等的形狀。尤其在其中需要定向輻射的光源中，該LEDs裝置的預(yù)定形狀可這樣設(shè)計(jì)，即它可得到所需的光輻射特性。在氖燈管上這特別有利，它可用于街道照明或天花板照明。對(duì)此目前典型地，使氖燈管本身作成彎曲的或直圓柱體形狀的管，及在環(huán)繞其縱向延伸的徑向上具有基本相同的輻射特性。街道照明燈本身構(gòu)造得具有一個(gè)反射器，以便使輻射到不希望方向上的光反射到所需的方向上。這種反射器通常是模糊的，它導(dǎo)致效率的損失及增加購(gòu)置費(fèi)用。因此有利的是這樣地利用LEDs的定向輻射特性光源本身各向異性地構(gòu)成，以得到所需的光輻射特性。在此情況下，光源可如通常的LED那樣安裝在玻璃燈管中。但也可不使用玻璃燈管及所述至少一個(gè)LED未被覆蓋。特別有利的是，燈的光源本身對(duì)外部通過(guò)玻璃罩覆蓋。
有利的是，對(duì)于大的發(fā)光區(qū)，例如在一個(gè)紅綠燈的發(fā)光區(qū)或安全照明的發(fā)光區(qū)或氖管類(lèi)型的發(fā)光區(qū)中每個(gè)發(fā)光區(qū)至少設(shè)有兩個(gè)獨(dú)立的光源。這將顯著提高故障保險(xiǎn)性。
作為脈沖發(fā)送器可使用脈寬調(diào)制器，如以大數(shù)量制造的及在市場(chǎng)上可合適地得到的脈寬調(diào)制器。對(duì)此特別適合的是德克薩斯儀器Texas Instruments公司的TL5001。這種部件需要的電流在微安量級(jí)上，其損耗相應(yīng)地小。
此外在電源電路中有利的是，它相對(duì)輸入電壓的變化相對(duì)不敏感。該電路可這樣地設(shè)計(jì)，即不需要轉(zhuǎn)換便可工作在110伏或230伏的交流電網(wǎng)電壓上。
進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)表明，作為用電器也可譬如設(shè)置一個(gè)或多個(gè)鹵素白熾燈來(lái)取代電路中的LEDs。在此情況下，在極端情況下可不用線(xiàn)圈及需要時(shí)不用續(xù)流二極管。鹵素白熾燈僅通過(guò)用脈沖控制開(kāi)關(guān)來(lái)工作。但線(xiàn)圈有其優(yōu)點(diǎn)，它使脈沖的電流尖峰顯著地降低。為了使鹵素白熾燈得到必要的功率，在無(wú)線(xiàn)圈的工作情況下將產(chǎn)生具有很高電流值的針狀脈沖。這尤其在通過(guò)燈座實(shí)施的情況下對(duì)鹵素白熾燈的燈絲帶來(lái)大的問(wèn)題。通過(guò)線(xiàn)圈可使大電流尖峰顯著降低。并且在該實(shí)施方式中具有大的優(yōu)點(diǎn)，即可不用變壓器地工作在公用電網(wǎng)的電壓上。
此外也可視為有創(chuàng)造性的是，用任意的用電器取代至少一個(gè)LED，及由該電路產(chǎn)生的脈沖狀電流或恒定電流供電。
最好至少一個(gè)LEDs是“白光LED”。用于照明，尤其用于夜間照明，正是白光最有利。在此情況下，該白光LED可涉及這樣的LEDs，即其中在一個(gè)芯片的平面中可設(shè)置多個(gè)不同顏色的LEDs。典型地，在此情況下可在空間上彼此很緊靠地設(shè)有4個(gè)LEDs一個(gè)紅色、一個(gè)綠色、及兩個(gè)藍(lán)色的LEDs。這些LEDs可用串聯(lián)電路工作。眼睛以混合相加的方式將這些LEDs的光看成一定的彩色光，即在該串聯(lián)電路中發(fā)白光。也可以使各個(gè)顏色的LEDs工作在具有分開(kāi)的線(xiàn)圈及分開(kāi)的續(xù)流二極管的分開(kāi)的電路中。在各個(gè)電流回路中調(diào)節(jié)電流強(qiáng)度具有這樣的可能性使LEDs的光顏色發(fā)生改變。近來(lái)也己獲得白光LEDs，其中涉及設(shè)有磷層的藍(lán)色LEDs。通過(guò)藍(lán)色光束在磷層中激發(fā)出高能級(jí)電子及在返回到基態(tài)時(shí)產(chǎn)生出白光。
最好脈沖發(fā)送器這樣地構(gòu)成，它根據(jù)流過(guò)LEDs的電流的一個(gè)特征量可以對(duì)快速電子開(kāi)關(guān)輸出不同的脈沖序列，以便使流過(guò)LEDs的平均電流保持在一個(gè)恒定的范圍內(nèi)。如上所述的標(biāo)準(zhǔn)部件通常具有一個(gè)反饋輸入端，它能根據(jù)一定的調(diào)節(jié)量來(lái)改變脈沖序列。在當(dāng)前情況下，它可用于使電流在一定范圍上保持恒定。這在本發(fā)明的實(shí)際應(yīng)用中具有優(yōu)點(diǎn)，即它可改善該電路輸出電流的穩(wěn)定性，例如當(dāng)溫度變化時(shí)等。在脈沖序列不能以其它方式改變的簡(jiǎn)單的組件中，該反饋輸入端也可用作將電流強(qiáng)度調(diào)節(jié)到所需最佳值上。
最好設(shè)有一個(gè)與快速電子開(kāi)關(guān)、線(xiàn)圈及LEDs相串聯(lián)的總電流測(cè)量電阻，通過(guò)它測(cè)量流過(guò)LEDs的電流。該測(cè)量電阻幾乎可任意地小，以使得這里也產(chǎn)生很小的損耗。尤其是該測(cè)量電阻顯著地小于在通常的LED應(yīng)用中典型的降壓電阻。在此情況下在測(cè)量電阻上降落的電壓表征了流過(guò)測(cè)量電阻的電流。
測(cè)量電阻上降落的電壓例如可輸入到一個(gè)運(yùn)算放大器，該運(yùn)算放大器根據(jù)求得的量將一個(gè)相應(yīng)的信號(hào)輸送到脈沖發(fā)送器，以便根據(jù)測(cè)量電阻上得到的值使快速電子開(kāi)關(guān)正確地工作。
多個(gè)LEDs的并聯(lián)結(jié)構(gòu)具有一定優(yōu)點(diǎn)?；旧嫌欣氖?，為了產(chǎn)生足夠的光強(qiáng)度共同地設(shè)置多個(gè)LEDs。典型地，由于上述原因這些LEDs設(shè)置成串聯(lián)電路。串聯(lián)電路的缺點(diǎn)是當(dāng)一個(gè)LED失效時(shí)整個(gè)串聯(lián)支路失效及不能產(chǎn)生光。為了在此情況下不使LEDs完全失效，有利地使各個(gè)LEDs或LEDs串聯(lián)支路并聯(lián)連接。如果在兩個(gè)或多個(gè)并聯(lián)的LEDs或并聯(lián)的LEDs串聯(lián)支路中有一個(gè)LED或一個(gè)LEDs串聯(lián)支路失效，則較高的電流通過(guò)其余的LEDs，該LED光源仍未完全失效。較高的電流一般會(huì)導(dǎo)致部分損壞的LED光源的壽命降低。對(duì)于使用者留有一定的“寬限時(shí)間”直到該LED光源最后必需被更換。這尤其在與安全相關(guān)的應(yīng)用方面特別有利，因?yàn)樵谝欢ǖ臅r(shí)間間隔上預(yù)告了LED光源的完全故障。特別有利的是，多個(gè)LEDs串聯(lián)支路彼此并聯(lián)連接。一個(gè)串聯(lián)支路的失效使其余串聯(lián)支路電流的增高是不大的，以致其壽命不會(huì)迅速下降。相應(yīng)的LED光源可在真正失效前長(zhǎng)時(shí)間上被更換。這種光源的檢驗(yàn)可通過(guò)并聯(lián)的各個(gè)LED串聯(lián)支路中的電阻的測(cè)量來(lái)進(jìn)行。視到該時(shí)刻失效的LEDs串聯(lián)支路數(shù)目而定安裝人員在檢驗(yàn)時(shí)可決定是否必需更換LED光源。特別有利的是，將LED光源應(yīng)用在交通信號(hào)裝置中。在極端情況下甚至所有的LEDs可彼此并聯(lián)連接。
最好，可以在各設(shè)有一個(gè)或多個(gè)LEDs的各個(gè)并聯(lián)的電流支路中檢測(cè)表征通過(guò)該電流支路的電流的特征值。這例如可借助與這樣的一個(gè)電流支路中的至少一個(gè)LED串聯(lián)的部分電流測(cè)量電阻進(jìn)行測(cè)量。特別是當(dāng)并聯(lián)電流支路少時(shí)可由此確定出在一個(gè)電流支路中一個(gè)LED的失效。通過(guò)適當(dāng)?shù)倪壿嫴糠挚蓽y(cè)量及估價(jià)該特征值，及通過(guò)脈沖發(fā)送器可使總電流及由此使通過(guò)剩余LEDs的電流能降低到相對(duì)維持剩余LEDs壽命的值上或返回到用于這些LEDs的最佳值上。例如在僅有兩個(gè)并聯(lián)電流支路的情況下，每個(gè)支路中設(shè)有至少一個(gè)LED，則用一個(gè)電流支路中的特征值就夠了。如果該一個(gè)電流支路中的特征值下降到零，則顯然該電流支路中的一個(gè)LED失效。通過(guò)第二電流支路的電流可被相應(yīng)地降低。相反地，當(dāng)該電流支路中的電流突然升高時(shí)，該電流可被相應(yīng)地降低。當(dāng)具有多個(gè)并聯(lián)電流支路時(shí)，合適的是檢測(cè)每個(gè)電流支路的特征值。
最好脈沖發(fā)送器這樣得到其電源，即它被連接在高電位及低電位上。最好在高電位及低電位之間設(shè)有一個(gè)帶有與脈沖發(fā)送器并聯(lián)的穩(wěn)壓二極管的分壓器，用于產(chǎn)生基本恒定的對(duì)脈沖發(fā)送器供電的電壓。基本上，譬如由兩個(gè)電阻組成一個(gè)分壓器也是可能的。但具有穩(wěn)壓二極管的分壓器有其優(yōu)點(diǎn)，即它可供給脈沖發(fā)送器基本恒定的電壓，該電壓與高電位及低電位中間的壓降無(wú)關(guān)。它在這里也作為以下可能性的背景該光源可無(wú)問(wèn)題地用在110伏或230伏交流電壓的公共電網(wǎng)上。當(dāng)全世界可使用一種類(lèi)型的LED光源時(shí)，從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)來(lái)看這也是特別有利的。
最好脈沖發(fā)送器具有一個(gè)用于供電的電源輸入端，該輸入端連接到用電器輸出端、快速電子開(kāi)關(guān)及線(xiàn)圈的串聯(lián)電路上。與上述脈沖發(fā)送器通過(guò)分壓器由電源電壓獲取電流的方案相比，這種電路具有其優(yōu)點(diǎn)，即特別地節(jié)省能量，因?yàn)樵诜謮浩魃袭a(chǎn)生的損耗實(shí)際上被完全最小化。在此情況下有利的是，脈沖發(fā)送器的電源輸入端的前面連接有一個(gè)電壓調(diào)節(jié)電路。該電壓調(diào)節(jié)電路的任務(wù)是，當(dāng)電壓輸入到脈沖發(fā)送器的集成電路以前，使位于電源輸入端上的相對(duì)不恒定的電壓被整平。
在此情況下有利的是，電壓調(diào)節(jié)電路具有一個(gè)去耦電容器。當(dāng)由輸出端取得的電壓與集成電路所需的在幾伏量級(jí)上的電壓相比較在相對(duì)高的直流電壓值上波動(dòng)時(shí)，這是特別有利的。在此情況下該去耦電容器濾去相對(duì)高的直流電壓分量及僅讓交流電壓分量通過(guò)。在電壓調(diào)節(jié)電路上有利的還在于，設(shè)有一個(gè)電壓整流器，例如一個(gè)整流二極管，它使去耦電容器后面的負(fù)交流電壓分量不能通過(guò)或使其符號(hào)改變。在此情況下特別合適的是，在去耦電容器與電壓整流器之間連接一個(gè)電平箝位二極管，它使去耦電容器后面的交流電壓的電壓水平這樣移動(dòng)，以使得它實(shí)際上不具有負(fù)分量。
特別有利的是，電壓調(diào)節(jié)電路具有一個(gè)電壓調(diào)節(jié)器IC。具有一些集成電路，例如μA78L05CD標(biāo)準(zhǔn)IC，它可從許多制造商那里得到，它使這樣處理的電壓進(jìn)一步整平及可用作構(gòu)成脈沖發(fā)送器的集成電路的電源。
最好該LED光源用于直接連接到公共電網(wǎng)及具有一個(gè)整流電路，該整流電路的輸出端構(gòu)成高電位及低電位。這個(gè)整流電路例如可為通用的橋式電路及最好連接一個(gè)電容器，用于使高電位及低電位之間的電壓尖峰濾平。在公共電網(wǎng)以外使用時(shí)，例如用在船舶、飛機(jī)、機(jī)動(dòng)車(chē)或另外的裝置如計(jì)算機(jī)或其它電裝置上時(shí)，它們具有獨(dú)立的直流電壓網(wǎng)或提供一定直流電壓的內(nèi)部電流，則不需要整流器。
最好脈沖發(fā)送器這樣地構(gòu)成，即脈沖的重復(fù)頻率大于70Hz；低于該界限的脈沖將會(huì)被眼睛察覺(jué)及不能很好地適應(yīng)照明的目的。但在輸出閃爍信號(hào)的應(yīng)用上也可使用低的重復(fù)頻率及可能是有利的。該重復(fù)頻率大于130Hz較好，更好為大于400Hz，優(yōu)選為大于1KHz，更優(yōu)選為大于10KHz，及特別優(yōu)選為大于100KHz。頻率愈高，線(xiàn)圈的尺寸愈小及電路可作得相應(yīng)地小。因此這是很重要的，因?yàn)榫€(xiàn)圈為該電路中體積相對(duì)大的部件。此外隨著電感量的增大線(xiàn)圈成本愈大。
最好線(xiàn)圈具有的電感為0.1-100mH。特別合適的是線(xiàn)圈的電感為0.1-100mH。基本上不可能給出線(xiàn)圈電感量的精確數(shù)據(jù)。它取決于專(zhuān)門(mén)選擇的LED結(jié)構(gòu)、電源電壓、脈沖頻率及其它的因素。對(duì)于不同的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用其值可變化1000倍。
最好脈沖發(fā)送器構(gòu)造成可被調(diào)節(jié)的，以致通過(guò)脈沖序列的改變可改變光的強(qiáng)度。通常希望設(shè)有照明減光的可能性，即亮度可改變。實(shí)際上這可通過(guò)各個(gè)脈沖之間距離、即脈沖間隔的改變或脈沖持續(xù)時(shí)間的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)。
最好所述光源、即由LED(s)、線(xiàn)圈、續(xù)流二極管、電開(kāi)關(guān)、脈沖發(fā)送器、可能具有的整流電路等組成的裝置設(shè)有通用的固定燈頭，它與通用固定燈座一起使用。這提供了不改變現(xiàn)有照明結(jié)構(gòu)的可能性，迄今使用的燈如白熾燈可由根據(jù)本發(fā)明的光源替代。
特別有利的是改變光強(qiáng)度的可能性。可以容易地想到，在交通信號(hào)裝置上白天及夜間工作的照明強(qiáng)度應(yīng)該明顯不同并可以改變。白天應(yīng)該具有相對(duì)高的光強(qiáng)度，以便在陽(yáng)光最低時(shí)也能保證信號(hào)狀態(tài)的識(shí)別。夜間則相反地應(yīng)注意照明強(qiáng)度不應(yīng)過(guò)大，以可靠地避免交通參與者的目眩。所述的減光作用在這里可有利地被利用。更有利的是，光強(qiáng)度根據(jù)實(shí)際的光狀況瞬時(shí)地自動(dòng)適配，例如通過(guò)光電管檢測(cè)及根據(jù)該信息調(diào)節(jié)信號(hào)裝置所需的當(dāng)前光強(qiáng)度。即使在白天，該調(diào)節(jié)也很少要求信號(hào)裝置工作在光源需要提供最大光強(qiáng)度的情況下。因此顯著地增加了所述節(jié)能。
LED照明裝置特別適合用于工作燈，尤其是需要相對(duì)強(qiáng)及定向光的場(chǎng)合，及特別是極不需要附生熱量的場(chǎng)合，傳統(tǒng)光源將產(chǎn)生附加的熱量。在這方面尤其涉及牙醫(yī)燈，它特別適于作成LED照明裝置及由根據(jù)本發(fā)明的裝置供電，它顯著地優(yōu)于迄今使用的工作燈。
在電路板技術(shù)中使用的芯片尤其適用于LED照明裝置，其中各個(gè)LEDs不帶自己外殼地安裝在基板上及用薄的硅層覆蓋。因此在一個(gè)板上可設(shè)置約500個(gè)LEDs。
所述與交通信號(hào)裝置相關(guān)的LED光源也適合其它的應(yīng)用，如以上所述的應(yīng)用。在根據(jù)本發(fā)明的交通信號(hào)裝置中使用的對(duì)LEDs供電的電源電路也可用于照明以外的用途，尤其是出于各種原因不希望使用變壓器的場(chǎng)合。還應(yīng)指出，已描述的所有特征可與權(quán)利要求1的主題無(wú)關(guān)地在以任何方式構(gòu)成的電源技術(shù)上有意義地實(shí)現(xiàn)。
以下將借助于附圖中所示的實(shí)施例來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明及本發(fā)明的構(gòu)型。附圖為

圖1一個(gè)LED光源結(jié)構(gòu)的概示圖，圖2一個(gè)LED光源的變換實(shí)施形式的結(jié)構(gòu)概示圖，及圖3具有變換的電源裝置的LED光源的電路圖。
圖1表示用于根據(jù)本發(fā)明的交通信號(hào)裝置的LED光源2，它具有多個(gè)串聯(lián)的發(fā)光二極管(LEDs)4，這些發(fā)光二極管再與一個(gè)線(xiàn)圈6串聯(lián)。與LEDs及線(xiàn)圈6這樣地并聯(lián)了一個(gè)續(xù)流二極管8，即該續(xù)流二極管的導(dǎo)通方向與LEDs 4的導(dǎo)通方向相反。設(shè)有一個(gè)快速電子開(kāi)關(guān)10，它與LEDs 4、線(xiàn)圈6及與它們并聯(lián)的續(xù)流二極管8相串聯(lián)，該快速電子開(kāi)關(guān)由一個(gè)脈沖發(fā)送器12提供脈沖序列14。如果不使用LEDs 4，而使用其它的用電器，例如鹵素?zé)?，這些燈無(wú)一定的導(dǎo)通方向，因此可附加地用一個(gè)阻斷二極管與用電器串聯(lián)，以便使用電器的導(dǎo)通方向確定。
快速電子開(kāi)關(guān)10本身例如可為一個(gè)晶體管及尤其為MOSFET晶體管。n溝道MOSFETs被證實(shí)特別適用，因?yàn)橐环矫嫠鼉r(jià)格合算，及另一方面在相同電負(fù)荷時(shí)它比P溝道MOSFET的開(kāi)關(guān)速度快。為了避免損耗，該快速電子開(kāi)關(guān)10在導(dǎo)通情況下僅具有很小電阻。它還應(yīng)具有極短的開(kāi)通及關(guān)斷時(shí)間，以便可得到陡的電流脈沖上升邊沿及下降邊沿。
LEDs 4的具體類(lèi)型及數(shù)目將根據(jù)所意圖的應(yīng)用目的來(lái)選擇?？商峁┎煌伾安煌ぷ鲾?shù)據(jù)的LEDs。其中具有所謂的“白光LEDs”，它發(fā)出白光，正是典型用于許多照明目的特別需要的。
肖特基二極管由于開(kāi)關(guān)速度高及導(dǎo)通電壓低特別適合作為續(xù)流二極管。但原則上也可使用其它二極管，最好是快速恢復(fù)二極管。
通常在電流回路中上母線(xiàn)16位于高電位，而下母線(xiàn)18位于參考電位或低電位，例如地電位。
脈沖發(fā)送器12可為通常的部件，如傳統(tǒng)上大量生產(chǎn)及銷(xiāo)售的。它最好產(chǎn)生可變的脈沖序列14。例如脈沖的寬度可以改變，即可為脈寬調(diào)制。變換地，也可為恒定的脈沖寬度或脈沖持續(xù)時(shí)間，而各個(gè)脈沖之間的間隔可改變。脈沖發(fā)送器12具有一個(gè)用于脈沖序列14的輸出端20及一個(gè)所謂的反饋輸入端22，通過(guò)該反饋輸入端流過(guò)LEDs 4的電流的特征信號(hào)到達(dá)脈沖發(fā)送器12。為此在快速電子開(kāi)關(guān)10的源極及低地位18之間設(shè)有一個(gè)總電流測(cè)量電阻24。該總電流測(cè)量電阻可設(shè)計(jì)得相對(duì)小。
為了供電，該脈沖發(fā)送器12連接在一個(gè)分壓器上，該分壓器由一個(gè)簡(jiǎn)單的電阻28及一個(gè)齊納二極管30構(gòu)成。該齊納二極管30起到向脈沖發(fā)送器12輸出基本恒定電壓的作用。圖1中虛線(xiàn)的左邊表示一個(gè)整流電路32，它基本上由通常的橋式電路34及一個(gè)平滑電容器36構(gòu)成。在輸入端38，40上可連接交流電壓、例如通用的電網(wǎng)電壓。
在工作時(shí)，通過(guò)連接到快速電子開(kāi)關(guān)10的柵極42上的脈沖序列14使快速電子開(kāi)關(guān)10打開(kāi)及閉合。如果該快速電子開(kāi)關(guān)10閉合，電流將從高電位16通過(guò)LEDs 4及線(xiàn)圈6及通過(guò)快速電子開(kāi)關(guān)10流到低電位18。在此情況下線(xiàn)圈6充電及構(gòu)成一個(gè)磁場(chǎng)。如果該快速電子開(kāi)關(guān)10打開(kāi)、即電流中斷，則被充電的線(xiàn)圈6使電流繼續(xù)向前流過(guò)，及電流流過(guò)續(xù)流二極管8回到高電位。因此一般在該電流回路中一直維持電流，直到電流回路中的能量被用電器吸取完為止，即存儲(chǔ)在線(xiàn)圈6的磁場(chǎng)中的能量被消耗為止。如果快速電子開(kāi)關(guān)10再閉合，電流又從高電位16開(kāi)始通過(guò)LEDs 4、線(xiàn)圈6及快速電子開(kāi)關(guān)10到低電位18，及線(xiàn)圈1重新被充電。
圖2中表示一個(gè)變換的實(shí)施例。可以看到，多個(gè)LEDs 4的串聯(lián)支路44，46，48彼此并聯(lián)連接。在該圖示例中一個(gè)公共線(xiàn)圈6屬于所有的LEDs 4的串聯(lián)支路44，46，48。這種結(jié)構(gòu)相對(duì)每個(gè)LEDs 4的串聯(lián)支路44，46，48有一個(gè)線(xiàn)圈6的實(shí)施形式具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)節(jié)省昂貴的線(xiàn)圈6成本明顯地合理及實(shí)際上可作得較小。此外在該圖示實(shí)施例中對(duì)每個(gè)串聯(lián)支路44，46，48設(shè)有一個(gè)部分電流測(cè)量電阻50。此外，根據(jù)該圖的其余電路結(jié)構(gòu)相對(duì)地近似于根據(jù)圖1的電路結(jié)構(gòu)。如圖1中那樣也設(shè)置了一個(gè)總電流測(cè)量電阻24，但也可選擇地不使用它?？梢钥吹?，由每個(gè)部分電流測(cè)量電阻50有一個(gè)信號(hào)導(dǎo)線(xiàn)52連接到脈沖發(fā)送器12上。因此脈沖發(fā)送器12從每個(gè)LEDs串聯(lián)支路接收到一個(gè)流過(guò)LEDs的電流的信息。這例如在一個(gè)串聯(lián)支路的一個(gè)LED故障的情況下，使通過(guò)該串聯(lián)支路的電流完全被抑制，并使得由脈沖發(fā)送器12維持其余LEDs 4串聯(lián)支路的最佳電流。為此脈沖發(fā)送器12設(shè)有集成的或作為獨(dú)立部件設(shè)置的求值裝置，例如一個(gè)集成電路形式的求值裝置。該集成電路可同時(shí)設(shè)計(jì)成當(dāng)串聯(lián)支路的一個(gè)電極故障時(shí)，它產(chǎn)生出一個(gè)故障信號(hào)。該故障信號(hào)例如可分級(jí)，以便視一個(gè)還是多個(gè)串聯(lián)支路故障而定，改變故障強(qiáng)度。故障信號(hào)例如可由安裝人員的例行檢查時(shí)被識(shí)別。但也可通過(guò)例如數(shù)據(jù)連接輸入到一個(gè)監(jiān)測(cè)中心。這種“遠(yuǎn)程維護(hù)”尤其在交通信號(hào)裝置如紅綠燈上能夠顯著地節(jié)省持續(xù)的維護(hù)費(fèi)用。
應(yīng)當(dāng)指出，屬于串聯(lián)支路44，46，48的LEDs不一定必須彼此串聯(lián)地設(shè)置在發(fā)光照明側(cè)、即發(fā)光照明裝置上。而合適的是，一個(gè)串聯(lián)支路44，46，48的LEDs 4分散地分布在各個(gè)LEDs的整體裝置上，以使得一個(gè)LED光源的電串聯(lián)支路故障不容易被觀察者識(shí)別出。
圖3中表示一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的光源144的電路圖，它是使用根據(jù)本發(fā)明的電源裝置的變型構(gòu)成的。光源144的發(fā)光區(qū)146由多個(gè)單獨(dú)的LEDs148構(gòu)成，它總共設(shè)有5個(gè)彼此并聯(lián)的串聯(lián)支路。基本上根據(jù)圖3的裝置相應(yīng)于圖1或2中的相應(yīng)裝置。相同的標(biāo)號(hào)相應(yīng)地表示相同的或彼此相應(yīng)的部件或特征。尤其從左上方可以看到整流電路32，及在右側(cè)上可看到線(xiàn)圈6、快速電子開(kāi)關(guān)10、續(xù)流二極管8及測(cè)量電阻24。脈沖發(fā)送器12通過(guò)輸出端20將脈沖序列14傳送到快速電子開(kāi)關(guān)10的柵極42，及也表示出反饋輸入端22。在輸出端20與柵極42之間用虛線(xiàn)表示了一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路150，通過(guò)它產(chǎn)生一個(gè)大電流，以克服快速電子開(kāi)關(guān)10的輸入電容。同樣用虛線(xiàn)表示了一個(gè)運(yùn)算放大器電路152，它產(chǎn)生實(shí)際的反饋信號(hào)及輸送到脈沖發(fā)送器12上。為斷開(kāi)電位，也可有利地使用線(xiàn)性的光耦合器取代運(yùn)算放大電路152。
圖中表示出與用電器、即二極管區(qū)146串聯(lián)的端子154，它通過(guò)一個(gè)電壓調(diào)節(jié)電路158連接到脈沖發(fā)送器的電源輸入端156。該電路與圖1或2的電路相比較具有實(shí)質(zhì)的區(qū)別。如果使用圖1或2的電路來(lái)對(duì)發(fā)光二極管區(qū)146供電則在分壓器的電阻28上的損耗近似等于整個(gè)發(fā)光二極管區(qū)146的電流損耗。雖然整個(gè)電路仍具有極好的發(fā)光效率。但該極好的效率可這樣地繼續(xù)改善，即避免電阻28上的純損耗。在圖3中該問(wèn)題這樣來(lái)解決脈沖發(fā)送器12的電源輸入端不是由上電位16連接到用電器146、測(cè)量電阻24、線(xiàn)圈6及快速電子開(kāi)關(guān)10的串聯(lián)電路上，而是連接在端子154上。在此情況下，電壓調(diào)節(jié)電路158具有一個(gè)去耦電容器160、一個(gè)電平箝位二極管162、一個(gè)整流二極管64及一個(gè)平波電容器166，它們連接在一個(gè)電壓調(diào)節(jié)器IC(集成電路)168的前面。
該電壓調(diào)節(jié)器IC的輸出端連接到供電電壓母線(xiàn)170上，由該母線(xiàn)通過(guò)電源輸入端156對(duì)脈沖發(fā)送器12供電，但如下所述地，通過(guò)它也可例如對(duì)運(yùn)算放大器電路152的運(yùn)算放大器供電。
運(yùn)算放大器電路152具有運(yùn)算放大器172作為主要組成部分。在運(yùn)算放大器172的輸入線(xiàn)路中具有分壓器174，176。此外一個(gè)輸入線(xiàn)路中設(shè)有電容器178作為積分或平波電容器178。電容器180也完成類(lèi)似的任務(wù)。另一電容器182用于避免運(yùn)算放大器172的寄生震蕩。
對(duì)于所述的電源裝置2的工作具有多個(gè)不同的可能性。一方面可合適地在LEDs 4或用電器輸出端提供盡可能恒定的電流。與此相反的一個(gè)極端情況是用電器通過(guò)電流脈沖脈動(dòng)地工作，其中每個(gè)脈沖之間的電流回到零值。通過(guò)元件的相應(yīng)選擇可實(shí)現(xiàn)兩種工作方式中的每一種。此外其工作也可通過(guò)脈沖發(fā)送器12、即通過(guò)各個(gè)脈沖的寬度、脈沖間隔的長(zhǎng)度及占空比來(lái)選擇。為此可適合地，在用電器輸出端4、線(xiàn)圈6及續(xù)流二極管8的電流回路中設(shè)置一個(gè)附加測(cè)量電阻，及在該測(cè)量電阻上提取該電流回路中的電流特征量。電壓可再輸送到一個(gè)邏輯電路上并相應(yīng)地控制脈沖發(fā)送器12。這種通過(guò)用電器輸出端的電流監(jiān)測(cè)具有特殊的優(yōu)點(diǎn)，即可對(duì)用電器輸出一個(gè)非常確定的電流，該電流能可靠地保持在一個(gè)完全確定的范圍中或完全確定的電平上。因此有些需要非常確定的電流輸入的用電器可很好地及可靠地被供電，這就顯著地提高了這種裝置的工作可靠性及壽命。
通常選擇一種工作方式，其中當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)時(shí)用電器中的電流上升到最大值，然后又下降，在達(dá)到零值前開(kāi)關(guān)重新打開(kāi)，及用電器中電流又上升。因此電流基本上以快速電子開(kāi)關(guān)10的頻率波動(dòng)，以便得到用電器所需工作電流的平均值。
電源裝置2可作為單獨(dú)的電網(wǎng)部件設(shè)計(jì)。但它同樣好地可安裝在電裝置中，例如組合在其殼體中。例如，尤其在鹵素白熾燈或其它燈的情況下它被設(shè)置在燈座中。尤其當(dāng)用電器工作在公用電網(wǎng)上時(shí)，適合的是，電源裝置2中組合整流電路32。
權(quán)利要求
1.具有LED光源(2)的交通信號(hào)裝置，具有輸入端(38，40)，用于連接一個(gè)電源；及處于高電位(16)與低電位(18)之間電位上的有多個(gè)LEDs(4)，它們被設(shè)置在至少兩個(gè)并聯(lián)的、多個(gè)LEDs的串聯(lián)支路中；一個(gè)線(xiàn)圈(6)，它與所述LEDs(4)串聯(lián)連接；一個(gè)續(xù)流二極管(8)，它與LEDs(4)及線(xiàn)圈(6)并聯(lián)連接，及它的導(dǎo)通方向與LEDs(4)的導(dǎo)通方向相反；及一個(gè)快速電子開(kāi)關(guān)(10)，它與LEDs(4)、線(xiàn)圈(6)及與所述LEDs(4)及所述線(xiàn)圈(6)并聯(lián)的續(xù)流二極管(8)串聯(lián)地連接；及一個(gè)脈沖發(fā)送器(12)，它連接在快速電子開(kāi)關(guān)(10)上，及產(chǎn)生使快速電子開(kāi)關(guān)(10)打開(kāi)及閉合的脈沖，其中，脈沖發(fā)送器(12)是一個(gè)集成部件形式的脈寬調(diào)制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的光源(2)，其特征在于脈沖發(fā)送器(12)這樣地構(gòu)成它根據(jù)流過(guò)LEDs(4)的電流的一個(gè)特征量可以對(duì)快速電子開(kāi)關(guān)(10)輸出不同的脈沖序列(14)，以便使流過(guò)LEDs(4)的平均電流保持在一個(gè)恒定的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的光源(2)，其特征在于設(shè)有一個(gè)與快速電子開(kāi)關(guān)(10)、線(xiàn)圈(6)及LEDs(4)相串聯(lián)的總電流測(cè)量電阻(24)，通過(guò)它測(cè)量流過(guò)LEDs(4)的電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中一項(xiàng)的光源(2)，其特征在于與多個(gè)LEDs(4)的串聯(lián)電路的至少一個(gè)相串聯(lián)地設(shè)有至少一個(gè)部分電流測(cè)量電阻(50)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中一項(xiàng)的光源(2)，其特征在于脈沖發(fā)送器(12)連接到高電位(16)及低電位(18)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的光源(2)，其特征在于在高電位(16)與低電位(18)之間設(shè)有一個(gè)分壓器，它具有一個(gè)與脈沖發(fā)送器(12)并聯(lián)的穩(wěn)壓二極管(30)，用于產(chǎn)生基本恒定的對(duì)脈沖發(fā)送器(12)供電的電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中一項(xiàng)的裝置(2)，其特征在于脈沖發(fā)送器(12)具有一個(gè)電源輸入端(156)，該電源輸入端連接到用電器輸出端(4)和線(xiàn)圈(6)的串聯(lián)電路上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置(2)，其特征在于脈沖發(fā)送器(12)的電源輸入端(156)的前面連接有一個(gè)電壓調(diào)節(jié)電路(158)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置(2)，其特征在于電壓調(diào)節(jié)電路(158)具有一個(gè)去耦電容器(160)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置(2)，其特征在于電壓調(diào)節(jié)電路(158)具有一個(gè)電壓整流器(164)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的裝置(2)，其特征在于電壓調(diào)節(jié)電路(158)具有一個(gè)連接在電壓整流器(164)前面的電平箝位二極管(162)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11中一項(xiàng)的裝置(2)，其特征在于電壓調(diào)節(jié)電路(158)具有一個(gè)電壓調(diào)節(jié)器-IC(168)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中一項(xiàng)的光源(2)，其特征在于它用于連接到公共電網(wǎng)及具有一個(gè)整流電路(32)，該整流電路的輸出端構(gòu)成高電位(16)及低電位(18)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中一項(xiàng)的光源(2)，其特征在于脈沖發(fā)送器(12)這樣地構(gòu)成，即脈沖的重復(fù)頻率大于130Hz，較好為大于400Hz，優(yōu)選為大于1KHz，更優(yōu)選為大于10KHz，及特別優(yōu)選為大于1MHz。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中一項(xiàng)的光源(2)，其特征在于脈沖發(fā)送器(12)構(gòu)造成可被調(diào)節(jié)的，以致通過(guò)脈沖序列(14)的改變可改變光的強(qiáng)度。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15中一項(xiàng)的光源(2)，其特征在于設(shè)置通用的固定燈頭與用于光源的通用固定燈座一起使用。
全文摘要
具有LED光源(2)的交通信號(hào)裝置，具有輸入端(38，40)，用于連接一個(gè)電源；及處于高電位(16)與低電位(18)之間電位上的有多個(gè)LEDs(4)，它們以至少兩個(gè)并聯(lián)的多個(gè)LEDs的串聯(lián)支路設(shè)置；一個(gè)線(xiàn)圈(6)，它與LEDs(4)串聯(lián)連接；一個(gè)續(xù)流二極管(8)，它與LEDs(4)及線(xiàn)圈(6)并聯(lián)連接，及它的導(dǎo)通方向與LEDs(4)的導(dǎo)通方向相反；及一個(gè)快速電子開(kāi)關(guān)(10)，它與LEDs(4)、線(xiàn)圈(6)及與所述LEDs(4)及所述線(xiàn)圈(6)并聯(lián)的續(xù)流二極管(8)串聯(lián)地連接；以及一個(gè)脈沖發(fā)送器(12)，它連接在快速電子開(kāi)關(guān)(10)上，及產(chǎn)生使快速電子開(kāi)關(guān)(10)打開(kāi)及閉合的脈沖，其中脈沖發(fā)送器(12)是一個(gè)集成部件形式的脈寬調(diào)制器。
文檔編號(hào)H05B33/08GK1440631SQ01812168
公開(kāi)日2003年9月3日 申請(qǐng)日期2001年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月25日
發(fā)明者埃德蒙·福爾拉特 申請(qǐng)人:莫妮卡·西金爾