專利名稱：光電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出一種用于發(fā)射混合光的光電子裝置。本專利申請要求德國專利申請10 2010 013 493.7的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過引用并入本文。
背景技術(shù)：
為了產(chǎn)生混合光，也就是非單色光并且在此例如為白光，能夠在使用發(fā)光二極管(LED)的情況下通常使用以不同顏色發(fā)射的LED和/或多種發(fā)光材料。例如為了產(chǎn)生白光，能夠?qū)⒂刹煌琇ED發(fā)射的黃綠光譜范圍中和紅色光譜范圍中的光譜分量進(jìn)行疊加。除滿足例如為混合由不同的LED芯片發(fā)射的光的光學(xué)規(guī)定之外，使色度坐標(biāo)大約在白點的白光中相對于溫度的穩(wěn)定化也是有挑戰(zhàn)性的。這例如在于所涉及的芯片技術(shù)的不同的溫度相關(guān)性。一個穩(wěn)定化的構(gòu)件在未公開的德國申請10 2008 057 347.7中示出。除色度坐標(biāo)穩(wěn)定化之外，也感興趣的是，控制這種光源的色溫(CCT)，以便例如在暖白光和冷白光之間變化。色溫能夠控制的光源的典型實現(xiàn)方案包括光學(xué)傳感器和/或熱傳感器、微控器以及多個用于控制LED的LED驅(qū)動器。為了補(bǔ)償熱效應(yīng)，將典型的LED特征存儲在微控器中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種帶有簡單結(jié)構(gòu)的色溫能夠控制的并且色度坐標(biāo)穩(wěn)定化的光源。所述目的通過一種帶有權(quán)利要求1的特征的光電子裝置來實現(xiàn)，所述光電子裝置包括:-帶有第一發(fā)光二極管的第一半導(dǎo)體光源，所述第一半導(dǎo)體光源在工作時以第一強(qiáng)度發(fā)射第一波長范圍中的光，其中第一波長范圍和/或第一強(qiáng)度具有第一溫度相關(guān)性，-帶有第二發(fā)光二極管的第二半導(dǎo)體光源，所述第二半導(dǎo)體光源在工作時以第二強(qiáng)度發(fā)射第二波長范圍中的光，其中第一和第二波長范圍是彼此不同的，并且其中第二波長范圍和/或第二強(qiáng)度具有與第一溫度相關(guān)性不同的第二溫度相關(guān)性，-帶有第三發(fā)光二極管的第三半導(dǎo)體光源，所述第三半導(dǎo)體光源在工作時以第三強(qiáng)度發(fā)射第三波長范圍中的光，-具有溫度相關(guān)的電阻的電阻元件，以及-用于對第三半導(dǎo)體光源進(jìn)行強(qiáng)度控制的半導(dǎo)體光源控制元件，-其中接在并聯(lián)電路中的是:并聯(lián)電路的第一支路中帶有所述電阻元件和第一半導(dǎo)體光源的第一串聯(lián)電路，并聯(lián)電路的第二支路中的第二半導(dǎo)體光源，以及并聯(lián)電路的第三支路中帶有第三半導(dǎo)體光源和所述半導(dǎo)體光源控制元件的第二串聯(lián)電路。電阻元件引起溫度穩(wěn)定，這是因為其抵抗第一和第二半導(dǎo)體光源的造成溫度相關(guān)的色度坐標(biāo)移動的不同的溫度相關(guān)性。通過所述半導(dǎo)體光源控制元件能夠控制第三半導(dǎo)體光源的強(qiáng)度，這引起混合光的色溫改變。所調(diào)節(jié)的混合光色溫在溫度改變的情況下與沒有通過電阻元件來進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)那闆r相比更少量地改變。當(dāng)所述裝置在接通之后升溫至其工作溫度時，例如在正常工作時出現(xiàn)溫度升高。通過合適地選擇出的溫度相關(guān)的電阻元件，光電子裝置可實現(xiàn)對半導(dǎo)體光源的物理特性的補(bǔ)償。該電路布置與常規(guī)的電路布置相比具有較簡單的結(jié)構(gòu)，這是因為僅設(shè)有一個發(fā)光二極管驅(qū)動器或半導(dǎo)體光源控制元件來代替多個。能夠棄用微控器?！肮狻庇绕淇梢员硎揪哂衼碜宰贤庵良t外光譜范圍的一個或多個波長或波長范圍的電磁輻射。尤其地，光能夠是可見光，并且包括來自可見光譜范圍在大約350nm和大約800nm之間的波長或波長范圍。可見光能夠根據(jù)本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的所謂的CIE-1931-色度坐標(biāo)表或CIE-標(biāo)準(zhǔn)比色表的、具有X色度坐標(biāo)和y色度坐標(biāo)的坐標(biāo)來表征。帶有下述色度坐標(biāo)的光能夠被稱作白光或具有白色發(fā)光印象或色覺的光，所述色度坐標(biāo)對應(yīng)于普朗克黑體輻射器的色度坐標(biāo)或者在X色度坐標(biāo)和/或y色度坐標(biāo)中以小于0.1并且優(yōu)選地小于0.05與普朗克黑體輻射器的色度坐標(biāo)偏離。此外，通過光能夠引起在此處或下文中被稱作白色發(fā)光印象的發(fā)光印象，所述光具有本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的為大于或等于60、優(yōu)選為大于或等于70并且尤其優(yōu)選為大于或等于80的顯色指數(shù)(“colorrendering index，，，CRI)。此外，能夠?qū)⒕哂行∮诨虻扔?500K的色溫的發(fā)光印象稱作“暖白的”。能夠?qū)⒕哂写笥?500K的色溫的發(fā)光印象稱作“冷白的”。將5500K左右的范圍稱作中性白的。術(shù)語“色溫”能夠表示普朗克黑體輻射器的色溫，或者也能夠表示在上文所述的白色的發(fā)光印象的情況中本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的所謂的相關(guān)色溫(“correlated color temperature”，CCT)，所述白色的發(fā)光印象能夠通過與普朗克黑體輻射器的色度坐標(biāo)偏離的色度坐標(biāo)來表征。通過能夠感覺到的不同色度坐標(biāo)的光形成的不同發(fā)光印象能夠尤其由彼此不同的第一和第二波長范圍來引起。例如當(dāng)?shù)谝徊ㄩL范圍包括至少一個沒有包含在第二波長范圍中的光譜分量時，能夠?qū)⒌谝缓偷诙ㄩL范圍稱作是不同的。第一和第二波長范圍引起帶有在CIE標(biāo)準(zhǔn)比色表中不同的X坐標(biāo)和/或不同的I坐標(biāo)的發(fā)光印象和色彩現(xiàn)象。電阻元件能夠與第一和/或第二和/或第三半導(dǎo)體光源熱接觸，并且由此與第一和/或第二和/或第三發(fā)光二極管(LED)熱接觸。這能夠意味著，所述電阻元件的溫度在半導(dǎo)體光源的溫度改變時以與其相同的程度改變，并且反之亦然。通過第一和第二強(qiáng)度的和/或第一和第二波長范圍的不同的第一和第二溫度相關(guān)性，半導(dǎo)體光源的發(fā)光印象可以依據(jù)環(huán)境溫度和工作溫度而彼此不同地改變。因此，在無調(diào)節(jié)地疊加半導(dǎo)體光源的光的情況下，疊加的發(fā)光印象、即混合光同樣改變。通過所述電阻元件，在當(dāng)前的光電子裝置中可能的是產(chǎn)生如下混合光，所述混合光就其色度坐標(biāo)而言具有盡可能小的溫度相關(guān)性。根據(jù)實施形式和材料選擇，第一溫度相關(guān)性能夠小于第二溫度相關(guān)性。這意味著，伴隨著升高的溫度，例如第一半導(dǎo)體光源的第一強(qiáng)度的改變少于第二半導(dǎo)體光源的第二強(qiáng)度的改變。在所述情況下，電阻元件是帶有正溫度系數(shù)的電阻元件，這意味著，所述電阻元件的電阻隨著溫度升高而增大，并且所述電阻元件實施為冷導(dǎo)體或PTC (“positivetemperature coefficient”正溫度系數(shù))電阻元件。如果第一和第二半導(dǎo)體光源的溫度例如由于環(huán)境溫度的升高而升高，那么在上述情況下，第二強(qiáng)度比第一強(qiáng)度更強(qiáng)烈地減小。這意味著，混合光的色度坐標(biāo)朝向第一半導(dǎo)體光源的色度坐標(biāo)移動。然而，在實施為PTC元件的電阻元件中，溫度也同時升高并且因此電阻也增大，使得與流過第二半導(dǎo)體光源的電流相比，流過第一串聯(lián)電路并且因此流過第一半導(dǎo)體光源的電流減小，使得能夠抵抗第一和第二強(qiáng)度的僅與溫度相關(guān)的變化。替選地，第一溫度相關(guān)性能夠大于第二溫度相關(guān)性。在所述情況下，所述電阻元件是帶有負(fù)溫度系數(shù)的電阻元件，這意味著，所述電阻元件的電阻隨著升高的溫度而降低并且所述電阻元件構(gòu)造成熱導(dǎo)體或NTC(“negative temperature coefficient”負(fù)溫度系數(shù))電阻元件。由此，如同在上述情況中，同樣能夠通過如下方式抵抗第一和第二強(qiáng)度的僅與溫度相關(guān)的變化，即在溫度升高的情況下，與流過第二半導(dǎo)體光源的電流相比，增加了流過串聯(lián)電路并且因此流過第一半導(dǎo)體光源的電流。尤其地，電阻元件具有與第一或第二半導(dǎo)體光源的第一和第二溫度相關(guān)性相適應(yīng)的溫度相關(guān)的電阻。這能夠尤其意味著，電阻元件不具有開關(guān)特性并且電阻在從-40°C到125°C的溫度范圍中不突然變化。優(yōu)選地，電阻元件的電阻在大于或等于_40°C以及小于或等于125°C的溫度范圍中連續(xù)改變，這意味著，電阻根據(jù)電阻元件作為冷導(dǎo)體或熱導(dǎo)體的實施形式來以基本上保持為相同的溫度相關(guān)性增大或減小。優(yōu)選地，所述電阻元件包括線性的或者近似為線性的電阻-溫度相關(guān)性。在一個擴(kuò)展方案中，半導(dǎo)體光源控制元件在第一狀態(tài)中基本上阻止電流通過第三支路并且在第二狀態(tài)中基本上允許電流通過第三支路。換言之:在第一狀態(tài)中，對第三半導(dǎo)體光源的供電中斷或者至少減小為使得第三半導(dǎo)體光源不發(fā)光；在第二狀態(tài)中，第三半導(dǎo)體光源發(fā)射光。通過第三半導(dǎo)體光源的接通或關(guān)斷，改變混合光的色溫。在一個擴(kuò)展方案中，能夠在第一和第二狀態(tài)之間不連續(xù)地轉(zhuǎn)換。半導(dǎo)體光源控制元件在該擴(kuò)展方案中用作開關(guān)，通過所述開關(guān)來接通以及關(guān)斷第三半導(dǎo)體光源，使得所述第三半導(dǎo)體光源在混合光的兩種色溫之間來回轉(zhuǎn)換。在一個替選的擴(kuò)展方案中，通過第三支路的電流能夠在第一和第二狀態(tài)之間連續(xù)地改變。這允許了連續(xù)地改變色溫。有利地，半導(dǎo)體光源控制元件包括晶體管，在所述晶體管上能夠施加控制電壓。所述晶體管依據(jù)所施加的控制電壓來控制通過第三支路的電流并且因此來控制由第三半導(dǎo)體光源發(fā)射的光的強(qiáng)度。晶體管能夠構(gòu)造成N溝道MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)或P溝道MOSFET，這在電路構(gòu)造中形成自由度。為了連續(xù)地改變控制電壓，能夠設(shè)有用于調(diào)節(jié)控制電壓的電位計。有利地，設(shè)有用于調(diào)節(jié)控制電壓的分壓器。施加在所述晶體管上的控制電壓能夠降在分壓器的電阻上。在帶有電位計的分壓器中，可以通過改變電位計的電阻來改變降在分壓器的電阻上的電壓并且因此也改變控制電壓。在一個擴(kuò)展方案中，混合光在狀態(tài)之一中是暖白的并且在另一狀態(tài)中是冷白的。換言之:由所述裝置發(fā)射的光能夠在冷白和暖白之間轉(zhuǎn)換，以便配合照明。于是，在具有冷白的第一半導(dǎo)體光源以及發(fā)射紅光的第二半導(dǎo)體光源的發(fā)射白光的裝置中，能夠設(shè)有適合于發(fā)射藍(lán)光的第三半導(dǎo)體光源。當(dāng)?shù)谌雽?dǎo)體光源不發(fā)射光時，混合光是暖白的。當(dāng)?shù)谌雽?dǎo)體光源發(fā)射光時，所述混合光就其色溫而言變得較冷。在一個擴(kuò)展方案中，所述裝置構(gòu)造成模塊，使得所述裝置的元件設(shè)置在殼體中。在一個擴(kuò)展方案中，設(shè)有兩個用于施加電源電壓的端子。在模塊的另一個擴(kuò)展方案中，除用于施加電源電壓的端子之外，還設(shè)有至少一個用于施加用于激勵半導(dǎo)體光源控制元件的電勢的端子。


以下將參考附圖借助實施例來闡明本發(fā)明。其中:圖1示出用于發(fā)射混合光的光電子裝置的電路圖，圖2示出帶有沿著其能夠激勵所述裝置的線的CIE標(biāo)準(zhǔn)比色表的部分圖，圖3示出帶有光的色度坐標(biāo)的CIE標(biāo)準(zhǔn)比色表的部分圖，所述光由帶有穩(wěn)定化部的裝置以及由不帶有穩(wěn)定化部的比較裝置所發(fā)射，圖4示出P溝道MOSFET的接線圖，以及圖5示出N溝道MOSFET的接線圖。
具體實施例方式圖1示出了用于發(fā)射混合光的光電子裝置的實施例的電路圖或電路布置，所述光電子裝置即帶有第一半導(dǎo)體光源1、第二半導(dǎo)體光源2和第三半導(dǎo)體光源3的光源。第一半導(dǎo)體光源I包括發(fā)射在冷白的第一波長范圍中的光的第一 LED 11。也能夠考慮在黃綠范圍中的光發(fā)射。第二半導(dǎo)體光源2包括發(fā)射在第二波長范圍中的紅光的兩個第二 LED 21、22的串聯(lián)電路。第三半導(dǎo)體光源3包括發(fā)射在第三波長范圍中的藍(lán)光的第三LED。此外，設(shè)有其他的發(fā)射在第一波長范圍中的光的LED 7、8。其他的LED 7、8是可選的。也能夠不設(shè)有其他的LED，設(shè)有一個或多于兩個的其他的LED。其他的LED的發(fā)光印象不局限于白色。此外，設(shè)有第一、第二和第三電阻元件4、5、6。第一電阻元件4是溫度相關(guān)的并且具有正溫度系數(shù)，使得其電阻隨著升高的溫度而增大。換言之:第一電阻元件4是PTC電阻元件。第二電阻元件5具有能夠改變的電阻。所述電阻元件構(gòu)造成電位計。第三電阻元件6的電阻是固定的。電路布置還包括作為半導(dǎo)體光源控制元件9的M0SFET，其帶有柵極引線、源極引線和漏極引線91、92、93。第一、第二和第三半導(dǎo)體光源1、2、3、電阻元件4、5、6以及構(gòu)造成MOSFET的半導(dǎo)體光源控制兀件9如下布線:在第一支路101中，第一半導(dǎo)體光源I與第一電阻兀件4串聯(lián)。在第二支路102中設(shè)置有帶有兩個LED 21,22的第二半導(dǎo)體光源2，并且在第三支路103中，構(gòu)造成MOSFET的半導(dǎo)體光源控制元件9與第三半導(dǎo)體光源3串聯(lián)，其中漏極引線93與第三LED 31連接。第一、第二和第三支路101、102、103并聯(lián)。兩個其他的LED 7、8串聯(lián)到所述并聯(lián)電路。帶有第二和第三電阻元件5、6的串聯(lián)電路并聯(lián)到帶有所述其他的LED 7、8的串聯(lián)電路以及所述并聯(lián)電路。第二和第三電阻元件5、6用作分壓器。在第二和第三電阻元件5、6之間分接施加在構(gòu)造成MOSFET的半導(dǎo)體光源控制元件9的柵極引線91處的控制電壓。替選于在此純示例地描述的帶有發(fā)射白色的第一半導(dǎo)體光源1、發(fā)射紅色的第二半導(dǎo)體光源2和發(fā)射藍(lán)色的第三半導(dǎo)體光源3的組合形式，當(dāng)期望混合光的其他的色彩效果和發(fā)光印象時，也能夠使用帶有在其他波長范圍中的發(fā)射光譜的半導(dǎo)體光源的任意其他組合形式。尤其地，第三半導(dǎo)體光源3的顏色不局限于藍(lán)色。在沒有第三半導(dǎo)體光源3的影響的情況下,第一和第二半導(dǎo)體光源1、2的混合光是暖白的。隨著發(fā)射藍(lán)光的第三LED 3的強(qiáng)度增加，混合光的色溫變得更冷。對紅色LED、藍(lán)色LED以及白色(例如磷轉(zhuǎn)化的藍(lán)色)LED的使用允許以有效率的方式和方法來構(gòu)造光源，在所述光源中能夠沿著白色曲線控制色溫，這對于SSL(Solid-State-Lighting或固態(tài)照明)應(yīng)用而言是極有益的。這種類型的應(yīng)用能夠?qū)︻伾煽毓庠磥硎褂肔ED的電勢。白色和紅色LED 11、21的色度坐標(biāo)穩(wěn)定化是有利的，這是因為紅色LED 21發(fā)射的光在溫度升高的情況下更強(qiáng)烈地移向較長波的范圍，并且與白色LED 11、7、8和藍(lán)色LED31的光相比同時損失更多的效率和強(qiáng)度。白色LED由于溫度升高時下降的磷效率而改變其色度坐標(biāo)。通過溫度相關(guān)的第一電阻元件3來實現(xiàn)降低色度坐標(biāo)移動的調(diào)整。框100表示光電子裝置的電路布置的白點穩(wěn)定的組成部分，所述組成部分包括第一和第二半導(dǎo)體光源1、2以及PTC電阻元件4。在下文中闡明所述穩(wěn)定的組成部分的工作原理。在低的環(huán)境溫度和工作溫度的情況下，更多的電流流過PTC電阻元件4并且更少的電流流過第二半導(dǎo)體光源2 ;在高溫時，電流平衡在恒定的總電流或恒定的電壓的情況下移向第二半導(dǎo)體光源2，這是因為由于PTC電阻元件4的電阻的與溫度相關(guān)的增加，更多的電流流過第二半導(dǎo)體光源2。然而，在第二半導(dǎo)體光源2僅與PTC電阻元件4單獨并聯(lián)的情況下，降在第二半導(dǎo)體光源2上的全部電壓也降在電阻元件4上，這將導(dǎo)致PTC電阻元件4中高的歐姆損耗并且因此會導(dǎo)致低效的裝置。通過電阻元件4與第一半導(dǎo)體光源I的附加的串聯(lián)電路，能夠降低PTC電阻元件4上的損耗功率，由此獲得光電子裝置的效率的大大提升。同時為了增加第二半導(dǎo)體光源2中的電流，通過PTC電阻元件4在環(huán)境溫度升高的情況下來降低流過第一半導(dǎo)體光源I的電流，使得與第一半導(dǎo)體光源I的恒定的工作電流相比，能夠通過第二半導(dǎo)體光源2中相對較小的電流增加來實現(xiàn)第一和第二半導(dǎo)體光源1、2之間的電流平衡。這又使得第二半導(dǎo)體光源2中的與電流相關(guān)的自加熱效應(yīng)能夠保持為相對較低，由此使得由第二 LED 21,22發(fā)射的光的波長移動與這在對第二半導(dǎo)體光源2的工作電流進(jìn)行單獨調(diào)節(jié)的情況下相比而言較小。對示出的以及以下的實施例替選地，當(dāng)?shù)谝缓偷诙雽?dǎo)體光源1、2構(gòu)造成使得第一強(qiáng)度的第一溫度相關(guān)性大于第二強(qiáng)度的第二溫度相關(guān)性時，PTC電阻元件4也能夠構(gòu)造成NTC元件。通過在電流路徑中使用PTC電阻元件(或者NTC電阻元件)來實現(xiàn)白點穩(wěn)定化。第三路徑中的可控半導(dǎo)體光源3擴(kuò)展了所述原理并且可實現(xiàn)穩(wěn)定在冷白和暖白之間可控的光源。通過構(gòu)造成MOSFET的半導(dǎo)體光源控制元件9能夠在第一狀態(tài)中基本上截止帶有第三LED 31的第三支路103，使得第三LED 31不發(fā)射光。在所述情況下，光源的混合光是暖白的。在第二狀態(tài)中，第三支路103通過構(gòu)造成MOSFET的半導(dǎo)體光源控制元件9而被接通，使得第三LED 31發(fā)射光。第三支路103的截止/釋放依據(jù)施加在構(gòu)造成MOSFET的半導(dǎo)體光源控制元件9上的控制電壓Us來進(jìn)行。所述釋放也能夠部分地進(jìn)行以及進(jìn)行以為其他的支路101、102加負(fù)載，這是因為現(xiàn)在電流流過三條支路101、102、103。在釋放時，混合光變冷。通過帶有第二和第三電阻元件5、6的分壓器來調(diào)節(jié)構(gòu)造成MOSFET的半導(dǎo)體光源控制元件9的控制電壓Us。構(gòu)造成電位計的第二電阻元件5允許改變所述控制電壓，這是因為通過電位計5的電阻變化，改變了施加到電阻元件5、6上的電壓之間的電壓比例并且因此改變了控制電壓Uso所述電路布置允許了借助于PTC電阻元件4來穩(wěn)定在冷白和暖白之間可控的光源。在一個替選的實施例中，能夠為此目的而設(shè)有NTC電阻元件(沒有示出)。對此，僅需要LED驅(qū)動器，在該情況中為構(gòu)造成MOSFET的半導(dǎo)體光源控制元件9，然而既不需要微控器也不需要其他的傳感器。通過控制電壓Us能夠單獨地調(diào)節(jié)色溫。在電阻元件4溫度相關(guān)地改變時，不僅第一和第二支路101、102中的電流改變，而且，在接通的情況下第三支路103中的電流也改變。然而，補(bǔ)償集中在第二 LED 21、22上，所述第二 LED 21、22在其溫度相關(guān)性上大大地不同于其他的LED 11、31、8、7。所述電路布置直接從LED光源的工作電流中得到控制電壓Us。對于例如在臺燈中的應(yīng)用或相似的應(yīng)用而言，能夠是有利的是，以所述方法借助簡單的電位計來實現(xiàn)所述調(diào)整，如圖1中所示。在一個替選的實施例中，柵極引線91能夠作為LED組件的其他引腳而保持為未接入，并且所述控制電壓由外部預(yù)先設(shè)定，例如，通過數(shù)字電位計經(jīng)由DMX接口或Dal i接口控制。在這種類型的實施例中，如同框架200所表示地，在圖1中示出的除了電壓源U和分壓器5、6之外的元件能夠構(gòu)造成模塊并且設(shè)置在殼體中，所述殼體除用于電源電壓U的端子之外還具有用于施加控制電勢的另一端子。當(dāng)然能夠考慮的是，設(shè)有用于施加控制電壓Us的兩個其他端子。圖2示出CIE標(biāo)準(zhǔn)比色表在0.28和0.48之間的色度坐標(biāo)x范圍中并且在0.24和0.44之間的色度坐標(biāo)I范圍中的部分圖。線900表示在不同溫度中的普朗克黑體輻射器的所謂的白色曲線。所述溫度也被稱作色溫。區(qū)域910、920、930、940、950、960、970、980是所謂的美國標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域化系統(tǒng)(ANS1-Binning-Systems)的色溫區(qū)域，所述系統(tǒng)對白色的色溫劃分等級。區(qū)域910相當(dāng)于6500K，這是冷白光。區(qū)域920相當(dāng)于5700K，這也還被視為冷白光。區(qū)域930相當(dāng)于5000K，這被視為中性白光。區(qū)域940相當(dāng)于4500K。區(qū)域950相當(dāng)于4000K。區(qū)域960相當(dāng)于3500K。區(qū)域970相當(dāng)于3000K。區(qū)域980相當(dāng)于2700K。所述區(qū)域940、950、960、970、980被視為暖白光。在工作溫度為75攝氏度時控制電壓Us變化的情況下，繪出在采用典型的LED特征的情況下針對光源模擬地求得的線990。人們看到，繪出的曲線在Cx-Cy空間中完全地位于美國標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域化系統(tǒng)的區(qū)域910、920、930、940、950、960、970、980之內(nèi)。色溫在7000K和2700K之間改變。顯色指數(shù)CRI —直保持在CRI>80之上，在更暖的區(qū)域中甚至在CRI>90之上。圖3闡明帶有PTC電阻元件4的電路布置的穩(wěn)定作用。圖3示出CIE標(biāo)準(zhǔn)比色表在0.28和0.48之間的色度坐標(biāo)X范圍中并且在0.24和0.44之間的色度坐標(biāo)y范圍中的部分圖。線900表示白色曲線。此外，示出美國標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域化系統(tǒng)的區(qū)域910、920、930、940、950、960、970、980?？招牡臉?biāo)記911、921、931、941、951是在溫度為25攝氏度情況下沒有色彩穩(wěn)定時、即沒有PTC電阻元件時比較電路布置的色度坐標(biāo)，這對應(yīng)于直接在接通光源之后的狀態(tài)。當(dāng)由所述電路布置發(fā)射的混合光的色溫變化時，不同的標(biāo)記911、921、931、941、951在此相當(dāng)于不同的色度坐標(biāo)。陰影的標(biāo)記912、922、932、942、952示出在溫度為25攝氏度時、在帶有借助于PTC電阻元件4實現(xiàn)色度坐標(biāo)穩(wěn)定化的電路布置中的混合光色度坐標(biāo)，這對應(yīng)于直接在接通光源之后的狀態(tài)。當(dāng)由所述電路布置發(fā)射的混合光的色溫通過控制電壓Us的變化而變化時，不同的標(biāo)記912、922、932、942、952在此相當(dāng)于不同的色度坐標(biāo)。實心的標(biāo)記913、923、933、943、953示出對于不帶有以及帶有色度坐標(biāo)穩(wěn)定化部的電路布置而言在溫度為75攝氏度時通過PTC電阻元件4而穩(wěn)定的色度坐標(biāo)。標(biāo)記911、912、913的組示出用于帶有或不帶有PTC電阻元件4的兩個電路布置的色度坐標(biāo)，調(diào)節(jié)所述電路布置使得其在75攝氏度時發(fā)射帶有同一色度坐標(biāo)913的光。然而，在不帶有PTC電阻元件4的電路布置中，色度坐標(biāo)911在25攝氏度時與色度坐標(biāo)913的偏差顯著大于在帶有PTC電阻元件4的電路布置中色度坐標(biāo)912在25攝氏度時的偏差。換言之:在帶有PTC電阻元件4的電路布置中，色度坐標(biāo)在溫度變化時以較小程度漂移。所述效應(yīng)也可在其他的組中看到。標(biāo)記921、922、923的組如同標(biāo)記931、932、933的組或941、942、943的組一樣示出了所述效應(yīng)。標(biāo)記951、952、953的組示出暖白光情況下的所述效應(yīng)。在接通之后、也就是說在25攝氏度時，以及色度坐標(biāo)913、923、933、943、953之間的偏差在達(dá)到工作溫度之后、也就是說在75攝氏度時，穩(wěn)定化的電路布置的色度坐標(biāo)912、922、932、942、952之間的偏差小。尤其地，在暖白和中性白區(qū)域中，色溫的偏差就色度坐標(biāo)而言保持在小于0.01的區(qū)域中。所述小的偏差由PTC電阻元件4來決定。圖4和5再一次闡明在第三支路中借助于P溝道MOSFET或N溝道MOSFET通過控制電壓Us對第三LED 31的控制。圖4示出作為半導(dǎo)體光源控制元件9的P溝道M0SFET，其漏極引線93與第三二極管31連接。在源極引線92和第三二極管31之間存在電源電壓U。在源極引線92和柵極引線91之間施加控制電壓Us。如果施加對接通支路而言足夠的控制電壓、例如當(dāng)電源電壓U=20V時Us=IOV,那么第三二極管31不發(fā)射光。如果控制電壓Us消失，例如在U=20V時Us=OV,作為半導(dǎo)體光源控制元件9的P溝道MOSFET截止，也就是說其電阻趨近于無窮大。控制電壓Us能夠在OV和IOV之間是可變的。作為半導(dǎo)體光源控制元件9的P溝道MOSFET非常好地適合于使用在裝配有僅一個其他的設(shè)為用于施加控制電勢的端子或引腳的模塊中。能夠?qū)σ_41、42施加電源電壓，在引腳上存在參考電勢。因為電源電勢已經(jīng)通過引腳41施加在P溝道MOSFET 9的源極引線92上，所以僅需要一個其他的與柵極引線91連接的引腳43來調(diào)節(jié)柵源電壓。為了良好地起作用，所述模塊應(yīng)具有與柵源電壓相當(dāng)?shù)碾娫措妷海员惚荛_外部的控制電壓。如果期望外部的控制電壓，那么也能夠通過將MOSFET的柵極引線91構(gòu)成為未接入而實現(xiàn)。在最后提到的情況中，如同在圖5中所示，N-MOSFET是更適合的，這是因為控制電壓隊與電源電壓U無關(guān)。作為半導(dǎo)體光源控制元件9的實施例，圖5示出N溝道M0SFET，其漏極引線93與第三二極管31連接。在源極引線92和第三二極管31之間存在電源電壓U。在源極引線92和柵極引線91之間施加控制電壓Us。如果施加對接通支路而言足夠的控制電壓，例如在仏2(^時Us=IOV,那么第三二極管31發(fā)射光。當(dāng)控制電壓消失時，例如Us=OV并且U=20V，MOSFET截止，也就是說 其電阻趨于無窮大。
權(quán)利要求
1.關(guān)于發(fā)射混合光的光電子裝置，包括: -帶有第一發(fā)光二極管(11)的第一半導(dǎo)體光源(1)，所述第一半導(dǎo)體光源在工作時以第一強(qiáng)度發(fā)射第一波長范圍中的光，其中所述第一波長范圍和/或所述第一強(qiáng)度具有第一溫度相關(guān)性， -帶有第二發(fā)光二極管(21、22)的第二半導(dǎo)體光源(2)，所述第二半導(dǎo)體光源在工作時以第二強(qiáng)度發(fā)射第二波長范圍中的光，其中所述第一波長范圍和所述第二波長范圍是彼此不同的并且其中所述第二波長范圍和/或所述第二強(qiáng)度具有第二溫度相關(guān)性，所述第二溫度相關(guān)性不同于所述第一溫度相關(guān)性， -帶有第三發(fā)光二極管(31)的第三半導(dǎo)體光源(3)，所述第三半導(dǎo)體光源在工作時以第三強(qiáng)度發(fā)射第三波長范圍中的光， -帶有溫度相關(guān)的電阻的電阻元件(4)，以及 -用于對所述第三半導(dǎo)體光源(3)進(jìn)行強(qiáng)度控制的半導(dǎo)體光源控制元件(9)， -其中接在并聯(lián)電路中的是:在所述并聯(lián)電路的第一支路(101)中的帶有所述電阻元件(4)和所述第一半導(dǎo)體光源(I)的第一串聯(lián)電路，在所述并聯(lián)電路的第二支路(102)中的所述第二半導(dǎo)體光源(2)以及在所述并聯(lián)電路的第三支路(103)中的帶有所述第三半導(dǎo)體光源(3 )和所述半導(dǎo)體光源控制元件(9 )的第二串聯(lián)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中 -所述第一溫度相關(guān)性小于所述第二溫度相關(guān)性，以及 -所述電阻元件(4)是帶有正溫度系數(shù)的電阻元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中 -所述第一溫度相關(guān)性大于所述第二溫度相關(guān)性，以及 -所述電阻元件(4)是帶有負(fù)溫度系數(shù)的電阻元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的裝置，其中所述半導(dǎo)體光源控制元件(9)在第一狀態(tài)中阻止電流通過所述第三支路(103)并且在第二狀態(tài)中允許電流通過所述第三支路(103)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，所述裝置能夠在所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)之間不連續(xù)地轉(zhuǎn)換。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中通過所述第三支路(103)的電流能夠連續(xù)地改變。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的裝置，其中所述半導(dǎo)體光源控制元件(9)包括晶體管(9 )，在所述晶體管上能夠施加控制電壓(Us)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述晶體管構(gòu)造成N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(9)或P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(9)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的裝置，其中設(shè)有用于調(diào)節(jié)所述控制電壓(Us)的電位計(5)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7、8或9所述的裝置，其中設(shè)有用于調(diào)節(jié)所述控制電壓(Us)的分壓器(5、6)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至9之一所述的裝置，其中所述混合光在所述狀態(tài)之一中是暖白色，并且在另一所述狀態(tài)中是冷白色。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11之一所述的裝置， 其中所述第三半導(dǎo)體光源(3)適合于發(fā)射藍(lán)光。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12之一所述的裝置，所述裝置構(gòu)造成帶有用于施加電源電壓(U)的端子的模塊。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中設(shè)有用于施加對所述半導(dǎo)體光源控制元件(9)進(jìn)行激勵的 電勢的端子。
全文摘要
一種用于發(fā)射混合光的光電子裝置，包括-帶有第一發(fā)光二極管(11)的第一半導(dǎo)體光源(1)，所述第一半導(dǎo)體光源在工作時以第一強(qiáng)度發(fā)射第一波長范圍中的光，其中所述第一波長范圍和/或第一強(qiáng)度具有第一溫度相關(guān)性，-帶有第二發(fā)光二極管(21、22)的第二半導(dǎo)體光源(2)，所述第二半導(dǎo)體光源在工作時以第二強(qiáng)度發(fā)射第二波長范圍中的光，其中第一和第二波長范圍是彼此不同的并且其中第二波長范圍和/或第二強(qiáng)度具有與所述第一溫度相關(guān)性不同的第二溫度相關(guān)性，-帶有第三發(fā)光二極管(31)的第三半導(dǎo)體光源(3)，所述第三半導(dǎo)體光源在工作時以第三強(qiáng)度發(fā)射第三波長范圍中的光，-具有溫度相關(guān)的電阻的電阻元件(4)，以及-用于對第三半導(dǎo)體光源(3)進(jìn)行強(qiáng)度控制的半導(dǎo)體光源控制元件(9)，-其中接在并聯(lián)電路中的是并聯(lián)電路的第一支路(101)中的帶有電阻元件(4)和第一半導(dǎo)體光源(1)的第一串聯(lián)電路，并聯(lián)電路的第二支路(102)中的第二半導(dǎo)體光源(2)以及并聯(lián)電路的第三支路(103)中的帶有第三半導(dǎo)體光源(3)和半導(dǎo)體光源控制元件(9)的第二串聯(lián)電路。
文檔編號H05B33/08GK103098545SQ201180018060
公開日2013年5月8日 申請日期2011年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者拉爾夫·維爾特, 霍斯特·瓦爾加 申請人:歐司朗光電半導(dǎo)體有限公司