CH707220A2

CH707220A2 - Circuit device for operating light source e.g. LED module has temperature monitoring circuit that turns OFF/allows operation of light source when temperature is exceeded/below than temperature thresholds

Info

Publication number: CH707220A2
Application number: CH01655/13A
Authority: CH
Inventors: Mario Pöhs; Lukas Osl
Original assignee: Zumtobel Lighting Gmbh
Priority date: 2012-11-15
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2014-05-15
Also published as: CH707220B1; AT14933U1; DE202012104404U1

Abstract

The circuit device (1) has voltage supply unit to provide a supply voltage of light source (100). A temperature monitoring circuit (10) turns OFF the operation of the light source when the temperature is exceeded the first temperature threshold and allows the operation of the light source when the temperature is below than second temperature threshold which is lower than first temperature threshold.

Description

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Lichtquelle mit einer Temperaturüberwachungsfunktion, wobei es sich bei der Lichtquelle insbesondere um ein LED-Modul handeln kann. The present invention relates to a circuit arrangement for operating a light source with a temperature monitoring function, wherein the light source may be, in particular, an LED module.

[0002] Elektronische Komponenten sollten entsprechend den Vorgaben der Hersteller in bestimmten vorgegebenen Temperaturbereichen betrieben werden, um Beschädigungen bei zu niedrigen, insbesondere jedoch bei zu hohen Temperaturen zu vermeiden. Dies gilt insbesondere auch für Lichtquellen in Form von LED-Modulen, welche selbst während des Betriebs verhältnismässig viel Wärme generieren, die in der Regel durch entsprechende Massnahmen, beispielsweise durch den Einsatz von Kühlkörpern oder dergleichen abgeführt werden muss. Lichtquellen auf LED-Basis werden während des Betriebs am Rande ihrer zulässigen Betriebstemperatur betrieben und sollten deshalb thermisch vor einer Übertemperatur, welche zu Beschädigungen führen kann, geschützt werden. Trotz allem kann durch unvorhersehbare Ereignisse, beispielsweise eine Verschlechterung der thermischen Anbindung an die Umgebung oder Überschreiten einer zulässigen Umgebungstemperatur trotz vorher geeigneter thermischer Auslegung des LED-Moduls dieses überhitzen. In diesem Fall würden die LEDs entweder sofort zerstört oder zumindest beschädigt beziehungsweise in ihrer Lebensdauer signifikant beeinträchtigt werden. Electronic components should be operated in accordance with the specifications of the manufacturer in certain predetermined temperature ranges to avoid damage at too low, but especially at too high temperatures. This also applies in particular to light sources in the form of LED modules, which generate relatively much heat even during operation, which usually has to be removed by appropriate measures, for example by the use of heat sinks or the like. LED-based light sources are operated at the edge of their permissible operating temperature during operation and should therefore be thermally protected against overheating, which can lead to damage. Despite all this can overheat due to unforeseeable events, such as a deterioration of the thermal connection to the environment or exceeding an allowable ambient temperature despite previously suitable thermal design of the LED module. In this case, the LEDs would either be destroyed immediately or at least damaged or significantly affected in their lifetime.

[0003] Die oben beschriebene Problematik kann insbesondere dann auftreten, wenn die Lichtquellen in einer Umgebung betrieben werden, in der während des Betriebs hohe Temperaturunterschiede auftreten können. Dies ist beispielsweise bei sogenannten Fassadenleuchten der Fall, also bei Leuchten, die in unmittelbarer Nähe eines Gebäudes beziehungsweise in der Fensterleibung des Gebäudes angeordnet werden, um dieses zu beleuchten. Je nach Wetter und Sonnenstand können dabei im Bereich der Fassade gravierende Temperaturunterschiede auftreten, wobei insbesondere auch sehr hohe Temperaturen vorliegen können, welche über eine zulässige Grenztemperatur hinausgehen und eine Gefährdung der Lichtquellen darstellen. The problem described above can occur in particular when the light sources are operated in an environment in which high temperature differences can occur during operation. This is the case, for example, in the case of so-called facade luminaires, ie luminaires which are arranged in the immediate vicinity of a building or in the window reveal of the building in order to illuminate it. Depending on the weather and the position of the sun, severe temperature differences may occur in the area of the façade, and in particular very high temperatures may also be present, which exceed a permissible limit temperature and pose a threat to the light sources.

[0004] Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabenstellung zugrunde, eine Lösung anzugeben, mit der thermische Schädigungen von Lichtquellen, insbesondere von LEDs beziehungsweise LED-Modulen zuverlässig vermieden werden können. The present invention is therefore based on the object to provide a solution with the thermal damage to light sources, especially of LEDs or LED modules can be reliably avoided.

[0005] Die Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Lichtquelle gemäss Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. The object is achieved by a circuit arrangement for operating a light source according to claim 1. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.

[0006] Die erfindungsgemässe Lösung sieht eine Integration einer Temperaturüberwachungsschaltung in eine Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Lichtquelle vor. Einfache sog. Übertemperaturabschaltungen sind bereits in mechanischer Form unter Verwendung beispielsweise eines Bimetallschalters bekannt. Diese Lösungen weisen allerdings eine verhältnismässig grosse Abmessung auf und werden bei Über- und Unterschreiten einer bestimmten Grenztemperatur aktiv, was zur Folge hat, dass die Temperatur des LED-Moduls um die Grenztemperatur herum pendelt und dementsprechend die Lichtquelle wiederholt aus- und wieder eingeschaltet wird. Um diese Problematik zu umgehen, wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, eine Temperaturüberwachungsschaltung vorzusehen, welche dazu ausgebildet ist, den Betrieb der Lichtquelle bei Überschreiten eines ersten Temperaturschwellwerts zu deaktivieren und den Betrieb der Lichtquelle erst bei nachfolgendem Unterschreiten eines zweiten Temperaturschwellwerts wieder zuzulassen, wobei der erste Temperaturschwellwert oberhalb des zweiten Temperaturschwellwerts liegt. The inventive solution provides for integration of a temperature monitoring circuit in a circuit arrangement for operating a light source. Simple so-called overtemperature shutdowns are already known in mechanical form using, for example, a bimetallic switch. However, these solutions have a relatively large size and become active when falling below a certain limit temperature, with the result that the temperature of the LED module oscillates around the limit temperature around and accordingly the light source repeatedly off and on again. In order to avoid this problem, the invention proposes to provide a temperature monitoring circuit which is designed to deactivate the operation of the light source when a first temperature threshold is exceeded and to allow the operation of the light source again only to fall below a second temperature threshold, the first temperature threshold above of the second temperature threshold.

[0007] Erfindungsgemäss wird also eine Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Lichtquelle, insbesondere eines LED-Moduls vorgeschlagen, mit Mitteln zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung für die Lichtquelle sowie einer Temperaturüberwachungsschaltung, welche dazu ausgebildet ist, den Betrieb der Lichtquelle bei Überschreiten eines ersten Temperaturschwellwerts zu deaktivieren und bei nachfolgendem Unterschreiten eines zweiten Temperaturschwellwerts wieder zuzulassen, wobei der erste Temperaturschwellwert oberhalb des zweiten Temperaturschwellwerts liegt. According to the invention, a circuit arrangement for operating a light source, in particular an LED module is proposed, with means for providing a supply voltage for the light source and a temperature monitoring circuit which is adapted to disable the operation of the light source when a first temperature threshold is exceeded and to be allowed again below a second temperature threshold, wherein the first temperature threshold is above the second temperature threshold.

[0008] Durch die erfindungsgemässe Massnahme wird ein Übertemperaturschutz mit einer Hysterese realisiert, durch den sichergestellt wird, dass nach Ausschalten der Lichtquelle diese über einen gewissen Zeitraum auch tatsächlich ausgeschaltet bleibt und auf eine niedrigere Temperatur abkühlen kann. Beim nachfolgenden Wiedereinschalten kann somit nicht der Fall auftreten, dass bereits nach sehr kurzer Zeit schon wieder die Grenztemperatur überschritten wird und dementsprechend die Lichtquelle wieder abgeschaltet werden muss. Ein wiederholtes Ein- und Ausschalten innerhalb eines kurzen Zeitraums wird hierdurch vermieden. By the measure according to the invention, an overtemperature protection is realized with a hysteresis, is ensured by the fact that after switching off the light source, this actually remains off for a certain period of time and can cool to a lower temperature. The subsequent restart can thus not be the case that already after a very short time the limit temperature is exceeded again and accordingly the light source must be switched off again. Repeated switching on and off within a short period of time is thereby avoided.

[0009] Vorzugsweise weist die Temperaturüberwachungsschaltung einen thermisch mit der Lichtquelle gekoppelten Temperatursensor auf, der insbesondere in Form eines sog. NTC gebildet sein kann. Die Temperaturüberwachungsschaltung selbst kann insbesondere in Form eines sogenannten Schmitt-Triggers gebildet sein, wobei vorzugsweise die Temperaturüberwachungsschaltung durch die gleiche Spannungsquelle, welche auch für den Betrieb der Lichtquelle zuständig ist, spannungsversorgt ist. Preferably, the temperature monitoring circuit has a thermally coupled to the light source temperature sensor, which may be formed in particular in the form of a so-called. NTC. The temperature monitoring circuit itself can be formed in particular in the form of a so-called Schmitt trigger, wherein preferably the temperature monitoring circuit is supplied with voltage by the same voltage source, which is also responsible for the operation of the light source.

[0010] Für den Fall, dass es sich bei der Lichtquelle um ein LED-Modul handelt, ist der der Lichtquelle zugeführte Strom beziehungsweise die Spannung üblicherweise PWM-moduliert. Dies ist deshalb der Fall, da ein PWM-Betrieb die effektivste Möglichkeit darstellt, LEDs hinsichtlich ihrer Helligkeit einzustellen, also zu dimmen. Da insbesondere bei Realisierung der Temperaturüberwachungsschaltungen in Form eines Schmitt-Triggers dann die Problematik auftreten kann, dass die Überwachungsschaltung während der Zeiträume, in der die Versorgungsspannung gleich Null ist, zurückgesetzt wird, ist vorzugsweise am Eingang der Temperaturüberwachungsschaltung ein Pufferkondensator angeordnet. Die PWM-Phasen, in denen die Spannung auf null liegt, werden mithilfe dieses Kondensators überbrückt, so dass trotz der Möglichkeit des Dimmens der Lichtquelle eine zuverlässige Temperaturüberwachung realisiert werden kann. In the event that the light source is an LED module, the current supplied to the light source or the voltage is usually PWM-modulated. This is the case because PWM operation is the most effective way to set LEDs in brightness, that is, to dim them. Since, in particular when implementing the temperature monitoring circuits in the form of a Schmitt trigger, the problem may arise that the monitoring circuit is reset during the periods in which the supply voltage is equal to zero, a buffer capacitor is preferably arranged at the input of the temperature monitoring circuit. The PWM phases, in which the voltage is zero, are bridged by means of this capacitor, so that, despite the possibility of dimming the light source, a reliable temperature monitoring can be realized.

[0011] Vorzugsweise ist die Lichtquelle in Serie zu einem Stromregler angeordnet, um insbesondere im Falle von LEDs eine gut steuerbare und effiziente Lichtabgabe zu erzielen. Die Temperaturüberwachungsschaltung ist dann vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sie den Stromregler ansteuert und bei Über- beziehungsweise Unterschreiten der Grenztemperaturen den Stromregler entsprechend aktiviert beziehungsweise deaktiviert. Preferably, the light source is arranged in series with a current regulator, in particular in the case of LEDs to achieve a good controllable and efficient light output. The temperature monitoring circuit is then preferably configured such that it controls the current controller and activates or deactivates the current controller when the limit temperatures are exceeded or fallen short of.

[0012] Nachfolgend soll die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen: <tb>Fig. 1<SEP>schematisch ein erfindungsgemäss ausgestaltetes Betriebsgerät zum Betreiben einer Lichtquelle in Form eines LED-Moduls; <tb>Fig. 2a und 2b<SEP>Graphen zum Verdeutlichen der Hysteresefunktion der erfindungsgemässen Temperaturüberwachungsschaltung und <tb>Fig. 3<SEP>ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Temperaturüberwachungsschaltung in Form eines Schmitt-Triggers.The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Show it: <Tb> FIG. 1 <SEP> schematically an operating device designed according to the invention for operating a light source in the form of an LED module; <Tb> FIG. 2a and 2b <SEP> graphs for clarifying the hysteresis function of the temperature monitoring circuit according to the invention and FIG <Tb> FIG. 3 <SEP> a preferred embodiment of a temperature monitoring circuit in the form of a Schmitt trigger.

[0013] Fig. 1 zeigt als bevorzugtes Anwendungsbeispiel für die vorliegende Erfindung ein Lampenbetriebsgerät 1, welches zum Betreiben einer Lichtquelle 100 mit mehreren LEDs 101 ausgebildet ist. Wie bereits erwähnt, ist die erfindungsgemässe Lösung allerdings nicht auf Temperaturüberwachungen für LED-Module beschränkt, sondern kann grundsätzlich bei allen Arten von Lichtquellen, die lediglich in bestimmten Temperaturbereichen betrieben werden sollen, zum Einsatz kommen. Die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung kann insbesondere in einer sog. Fassadenleuchte zum Einsatz kommen. Fig. 1 shows as a preferred application example of the present invention, a lamp operating device 1, which is designed to operate a light source 100 with a plurality of LEDs 101. However, as already mentioned, the solution according to the invention is not limited to temperature monitoring for LED modules, but can fundamentally be used for all types of light sources which are to be operated only in specific temperature ranges. The circuit arrangement according to the invention can be used in particular in a so-called facade light.

[0014] Das Betriebsgerät 1 weist zunächst eingangsseitig Anschlüsse zur Verbindung mit der allgemeinen Stromversorgung auf. Die an diesen Anschlüssen anliegende Versorgungsspannung UNetzwird dann von einer entsprechenden internen Steuereinheit 5 in eine Versorgungsspannung ULEDzum Betrieb der Lichtquellen 101 umgesetzt. In bekannter Weise weist hierzu die Einheit 5 entsprechende Mittel (z.B. einen Gleichrichter, einen Schaltregler oder dergleichen) auf, um die Versorgungsspannung UNetzin eine für den LED-Betrieb geeignete Spannung ULEDumzusetzen. Dabei kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Versorgungsspannung für die LEDs ULED, wie angedeutet, pulsweitenmoduliert ist. Durch Verändern des Tastverhältnisses zwischen Ein- und Ausschaltphasen kann dabei die Helligkeit der LEDs 101 eingestellt werden, um ein Dimmen zu realisieren. Eine derartige PWM-Dimmung hat sich als effektivste Massnahme zur Helligkeitsteuerung für LEDs herausgestellt. In dem Ausgangskreis zur Versorgung der LEDs 101 ist ferner ein Stromregler 6 angeordnet, dessen Aufgabe darin besteht, während der Einschaltphasen der PWM-Zyklen der Versorgungsspannung ULEDden Stromfluss durch die LEDs 101 auf einem vorgegebenen Sollwert zu halten. Hierdurch ist sichergestellt, dass in diesen Phasen die LEDs 101 mit hoher Effizienz betrieben werden können und trotz allem ein Dimmen möglich ist. The operating device 1 initially has on the input side connections for connection to the general power supply. The supply voltage UNetz applied to these terminals is then converted by a corresponding internal control unit 5 into a supply voltage ULED for operation of the light sources 101. In known manner, the unit 5 has corresponding means (e.g., a rectifier, a switching regulator, or the like) to convert the supply voltage UNetzin to a voltage ULED suitable for LED operation. It can preferably be provided that the supply voltage for the LEDs ULED, as indicated, is pulse width modulated. By changing the duty cycle between on and off phases while the brightness of the LEDs 101 can be adjusted to realize a dimming. Such a PWM dimming has proven to be the most effective measure for controlling the brightness of LEDs. In the output circuit for supplying the LEDs 101, a current regulator 6 is further arranged, the task of which is to maintain the current flow through the LEDs 101 at a predetermined desired value during the switch-on phases of the PWM cycles of the supply voltage ULED. This ensures that in these phases, the LEDs 101 can be operated with high efficiency and despite all dimming is possible.

[0015] Im Hinblick auf die bislang beschriebenen Merkmale und Eigenschaften entspricht das dargestellte Betriebsgerät 1 bekannten Betriebsgeräten zum Betreiben von Lichtquellen auf LED-Basis. In view of the features and properties described so far, the operating device 1 shown corresponds to known operating devices for operating light sources based on LEDs.

[0016] Eine Besonderheit des erfindungsgemässen Geräts 1 besteht nunmehr darin, dass dieses eine Temperaturüberwachungsschaltung 10 aufweist. Diese ist dazu ausgebildet, eine vorzugsweise im Bereich der Lichtquelle 100 vorliegende Temperatur zu ermitteln und davon abhängig den Betrieb der Lichtquelle 100 zu steuern. Wie in Fig. 1 schematisch angedeutet, nimmt die Temperaturüberwachungsschaltung 10 hierzu Einfluss auf den Stromregler 6, in gleicher Weise könnte allerdings auch ein entsprechendes Signal an die Einheit 5 übermittelt werden und hierdurch die Ausgabe der Versorgungsspannung ULEDbeeinflusst werden. A special feature of the inventive device 1 is now that it has a temperature monitoring circuit 10. This is designed to determine a temperature which is preferably present in the region of the light source 100 and to control the operation of the light source 100 as a function thereof. As indicated schematically in FIG. 1, the temperature monitoring circuit 10 influences the current regulator 6, but in the same way a corresponding signal could also be transmitted to the unit 5, thereby influencing the output of the supply voltage ULED.

[0017] Die Besonderheit der erfindungsgemässen Temperaturüberwachungsschaltung 10 besteht dabei darin, dass diese nicht nur im Hinblick auf einen einzigen Schwellwert reagiert, sondern mit einer Hysterese behaftet ist, um ein kurzzeitiges Aus- und wieder Einschalten der Lichtquelle 100 zu verhindern. Dies soll anhand der Fig. 2a und 2b nachfolgend erläutert werden. The peculiarity of the inventive temperature monitoring circuit 10 is that it not only reacts with respect to a single threshold, but is subject to hysteresis, to prevent a momentary off and on again the light source 100. This will be explained below with reference to FIGS. 2a and 2b.

[0018] Fig. 2a zeigt hierbei den zeitlichen Verlauf der an der Lichtquelle 100 vorliegenden Temperatur T. In Fig. 2b ist zeitabhängig der Aktivierungszustand (EIN oder AUS) der Lichtquelle dargestellt. Im vorliegenden Fall wird davon ausgegangen, dass nach Schalten der Lichtquelle zum Zeitpunkt t0die Temperatur T mit der Zeit ansteigt. Dies kann einerseits auf die während des Betriebs von den LEDs selbst generierte Wärme zurückzuführen sein und andererseits das Ergebnis äusserer Einflüsse sein. Beispielsweise könnte aufgrund steigender Sonneneinstrahlung die Temperatur im Bereich der Leuchte zusätzlich ansteigen. Der für den Betrieb der Lichtquelle vorgesehene Temperaturbereich ist hierbei in Fig. 2a schraffiert dargestellt. Fig. 2a shows the time course of the present at the light source 100 temperature T. In Fig. 2b, the activation state (ON or OFF) of the light source is shown time-dependent. In the present case, it is assumed that after switching the light source at the time t0, the temperature T increases with time. On the one hand, this may be due to the heat generated by the LEDs themselves during operation and, on the other hand, may be the result of external influences. For example, due to increasing solar radiation, the temperature in the area of the luminaire could increase additionally. The temperature range provided for the operation of the light source is shown hatched in FIG. 2a.

[0019] Erreicht nunmehr die Temperatur T den oberen Grenzwert T1des zulässigen Temperaturbereichs, so wird bei Überschreiten dieser Temperatur T1zum Zeitpunkt t1die Temperaturüberwachungsschaltung aktiv und deaktiviert die Lichtquelle. Wie bereits erwähnt, kann dies dadurch erfolgen, dass die Temperaturüberwachungsschaltung 10 Einfluss auf den Stromregler 6 oder eventuell auch auf die Einheit 5 nimmt. Wie dargestellt, kann in diesem Fall dann noch kurzfristig die Temperatur T weiter ansteigen beziehungsweise auf einem konstanten Wert bleiben, sie wird jedoch aufgrund der deaktivierten Lichtquelle dann wieder abfallen. If the temperature T now reaches the upper limit value T1 of the permissible temperature range, then when this temperature T1 is exceeded at the time t1, the temperature monitoring circuit becomes active and deactivates the light source. As already mentioned, this can take place in that the temperature monitoring circuit 10 influences the current regulator 6 or possibly even the unit 5. As shown, in this case, the temperature T can continue to increase or remain at a constant value for a short time, but it will then drop again due to the deactivated light source.

[0020] Es ist nunmehr allerdings vorgesehen, dass nach Unterschreiten des Temperaturgrenzwerts T1die Lichtquelle nicht sofort wieder eingeschaltet wird. Dies hätte zur Folge, dass die Lichtquelle dauerhaft in einem Bereich betrieben wird, der sehr nahe an der Grenztemperatur T1liegt. Als Folge hiervon würde die Lichtquelle in zeitlich kurzen Abständen wiederholt ein- und wieder ausgeschaltet werden. However, it is now provided that after falling below the temperature limit T1, the light source is not immediately turned on again. This would result in the light source being operated permanently in a region which is very close to the limit temperature T1. As a consequence, the light source would be repeatedly turned on and off at short intervals.

[0021] Stattdessen bleibt die Lichtquelle weiterhin deaktiviert und zwar so lange, bis die Temperatur T einen zweiten Grenzwert T2erreicht und diesen unterschreitet. Erst zu diesem Zeitpunkt erfolgt das Wiedereinschalten der Lichtquelle, was wiederum zu einem Temperaturanstieg führen wird. Allerdings wird aufgrund der Tatsache, dass die zweite Grenztemperatur T2unterhalb der ersten Grenztemperatur T1liegt, ein eventuelles erneutes Überschreiten des oberen Grenzwerts T1zu einem deutlich späteren Zeitpunkt erfolgen. Das heisst, ein innerhalb kurzer Zeitabstände auftretendes Ein- und Ausschalten der Lichtquelle wird hierdurch vermieden. Instead, the light source remains deactivated until the temperature T reaches a second threshold T2 and falls below it. Only at this time, the reconnection of the light source takes place, which in turn will lead to an increase in temperature. However, due to the fact that the second limit temperature T2 is below the first limit temperature T1, a possible renewed exceeding of the upper limit value T1 occurs at a much later time. This means that an occurring within short intervals switching on and off the light source is thereby avoided.

[0022] Die Grenztemperatur T2 muss dabei nicht die Untergrenze des vorgegebenen Temperaturbereichs, in dem die Lichtquelle betrieben wird, darstellen. Wie in Fig. 2 gezeigt, kann ein Wiedereinschalten der Lichtquelle auch bei einer höheren Temperatur erfolgen. Es muss also nicht zwangsläufig abgewartet werden, bis der für den Betrieb zulässige Temperaturbereich durch das Abkühlen vollständig verlassen wird. The limit temperature T2 does not have to represent the lower limit of the predetermined temperature range in which the light source is operated. As shown in FIG. 2, the light source can be switched on again even at a higher temperature. It therefore does not necessarily have to wait until the temperature range permissible for the operation is completely left as it cools down.

[0023] Eine bevorzugte Möglichkeit zur Realisierung der erfindungsgemäss ausgestalteten Temperaturüberwachungsschaltung ist in Fig. 3 gezeigt. Dargestellt sind hierbei die der in Fig. 1 gezeigten Einheit 5 nachgeordneten Komponenten, das heisst, an den beiden Anschlüssen ST1 und ST2 liegt die bereits pulsweitenmodulierte Versorgungsspannung ULEDan. Diese wird der Lichtquelle 100 bestehend aus den LEDs 101 zugeführt, wobei in Serie zu dieser Lichtquelle 100 ein Stromregler 6 bzw. IC1 angeordnet ist, dessen Funktion – wie bereits erwähnt – darin besteht, während der Einschaltphasen der PWM-Versorgungsspannung ULEDden Stromfluss durch die Lichtquelle 100 auf einem konstanten Wert zu halten. A preferred possibility for realizing the temperature monitoring circuit configured according to the invention is shown in FIG. Shown here are those of the unit 5 shown in Fig. 1 downstream components, that is, at the two terminals ST1 and ST2 is already the pulse width modulated supply voltage ULEDan. This is supplied to the light source 100 consisting of the LEDs 101, wherein in series with this light source 100, a current regulator 6 or IC1 is arranged, the function - as already mentioned - is, during the switch-on of the PWM supply voltage ULEDden the current flow through the light source 100 at a constant value.

[0024] Die erfindungsgemässe Temperaturüberwachungsschaltung wird durch die weiteren in Fig. 3 dargestellten Komponenten realisiert. Zentrales Element ist hierbei ein Temperaturfühler, der in Form eines NTC-Elements ausgebildet ist. Es handelt sich also um ein Element mit einem sogenannten negativen Temperaturkoeffizienten, dessen Widerstand mit steigender Temperatur abfällt. Dieser Temperaturfühler RT1 ist in der Nähe der Lichtquelle 100 angeordnet beziehungsweise derart thermisch mit dieser gekoppelt, dass der Widerstandswert des NTC-Elements die aktuell an der Lichtquelle 100 vorliegende Temperatur wiedergibt. Sinnvollerweise wird also unmittelbar die an der Lichtquelle 100 vorliegende Temperatur zur Steuerung des Betriebs herangezogen, wobei selbstverständlich auch denkbar wäre, mithilfe des Temperaturfühlers RT1 irgendeine andere Temperatur im Bereich der Lichtquelle zu erfassen (z.B. Umgebungstemperatur oder Temperatur des Leuchtengehäuses, bzw. eines mit der Lichtquelle gekoppelten Kühlkörpers), sofern dieser Temperaturwert in geeigneter Weise dazu herangezogen werden kann, festzulegen, zu welchem Zeitpunkt zur Vermeidung von Beschädigungen die Lichtquelle deaktiviert werden sollte. The inventive temperature monitoring circuit is realized by the other components shown in Fig. 3. The central element here is a temperature sensor, which is designed in the form of an NTC element. It is therefore an element with a so-called negative temperature coefficient whose resistance decreases with increasing temperature. This temperature sensor RT1 is arranged in the vicinity of the light source 100 or thermally coupled thereto such that the resistance value of the NTC element reproduces the temperature currently present at the light source 100. It makes sense to directly use the temperature present at the light source 100 to control the operation, which of course would also be conceivable to detect any other temperature in the range of the light source using the temperature sensor RT1 (eg ambient temperature or temperature of the light housing, or one with the light source coupled heat sink), provided that this temperature value can be used in a suitable manner to determine at what time to avoid damage to the light source should be disabled.

[0025] Der Widerstandswert des NTC-Elements RT1 dient dann als Eingangssignal für die eigentliche Überwachungsschaltung, welche im dargestellten Fall als sogenannter Schmitt-Trigger ausgestaltet ist. Dieser besteht im Wesentlichen aus zwei Transistoren TRI und TR2, welche über einen Spannungsteiler gebildet durch die Widerstände R2, R4, R5 und R6 miteinander verbunden sind. Der Basisanschluss des ersten Transistors TRI ist ebenfalls mit einem Spannungsteiler gebildet durch das NTC-Element RT1 und den Widerstand R1 verbunden. Am Kollektorausgang des zweiten Transistors TR2 erfolgt über einen weiteren Widerstand R8 der Anschluss an Stromregler IC1. The resistance of the NTC element RT1 then serves as an input signal for the actual monitoring circuit, which is designed in the illustrated case as a so-called Schmitt trigger. This consists essentially of two transistors TRI and TR2, which are connected to each other via a voltage divider formed by the resistors R2, R4, R5 and R6. The base terminal of the first transistor TRI is also connected to a voltage divider formed by the NTC element RT1 and the resistor R1. At the collector output of the second transistor TR2 via a further resistor R8, the connection to current regulator IC1.

[0026] Die Funktionsweise dieser Schaltungsanordnung, welche ebenfalls durch die Versorgungsspannung ULEDgespeist wird, ist nunmehr wie folgt. The operation of this circuit arrangement, which is also fed by the supply voltage ULED, is now as follows.

[0027] Während eines Normalbetriebs liegt die durch den Temperaturfühler RT1 ermittelte Temperatur in einem zulässigen Bereich und das NTC-Element weist dementsprechend einen verhältnismässig hohen Widerstand auf. Die am Basisanschluss des ersten Transistors TRI anliegende Spannung ist dementsprechend verhältnismässig niedrig und dieser sperrt demzufolge. Über die Widerstände R2 und R4 steuert deshalb der zweite Transistor TR2 durch und am Eingang des Stromreglers IC1 liegt ein Low-Signal an. In diesem Fall ist der Stromregler 1C1 aktiv und die Lichtquelle 100 wird wie vorgesehen betrieben, d.h. die Versorgungsspannung ULEDwird den LEDs 101 zugeführt und der Stromregler IC1 sorgt für einen konstanten Stromfluss während der Einschaltphasen der PWM-Zyklen. During normal operation, the temperature detected by the temperature sensor RT1 is within a permissible range and the NTC element accordingly has a relatively high resistance. Accordingly, the voltage applied to the base terminal of the first transistor TRI is comparatively low and consequently it blocks. Therefore, the second transistor TR2 is controlled by the resistors R2 and R4, and a low signal is present at the input of the current regulator IC1. In this case, the current regulator 1C1 is active and the light source 100 is operated as intended, i. the supply voltage ULED is supplied to the LEDs 101 and the current controller IC1 ensures a constant current flow during the switch-on of the PWM cycles.

[0028] Ein Ansteigen der Temperatur an dem Temperaturfühler RT1 hat nunmehr allerdings zur Folge, dass der Widerstand des NTC-Elements fällt und sich hierdurch die Eingangsspannung des ersten Transistors erhöht. Ab einem Temperaturwert, der dem ersten Grenzwert T1entspricht, liegt an dem Transistor TRI eine Basisspannung an, die so hoch ist, dass dieser nunmehr durch steuert. Dies hat einen Kurzschluss der Basis-Emitter-Strecke des zweiten Transistors TR2 zur Folge und dieser sperrt nunmehr. Über den Widerstand R3 sowie den Widerstand R8 liegt nun ein High-Signal am Eingang des Stromreglers IC1 an, was diesen dazu veranlasst, den Stromfluss durch die Lichtquelle 100 zu unterbrechen. Diese wird also ausgeschaltet. However, an increase in the temperature at the temperature sensor RT1 now has the consequence that the resistance of the NTC element drops and thereby increases the input voltage of the first transistor. From a temperature value which corresponds to the first limit value T1, a base voltage is present at the transistor TRI which is so high that it now controls. This results in a short circuit of the base-emitter path of the second transistor TR2 and this now blocks. Through the resistor R3 and the resistor R8 is now a high signal at the input of the current regulator IC1, which causes this to interrupt the flow of current through the light source 100. This is turned off.

[0029] Das Ausschalten der Lichtquelle 100 wird einen Abfall der Temperatur, also einen Anstieg des Widerstands des NTC-Elements RT1 zur Folge haben, wodurch wiederum die Basisspannung des Transistors TRI fällt. Der Transistor TRI sperrt allerdings erst zu einem späteren Zeitpunkt, nämlich dann, wenn sein Sättigungswert unterschritten wird. Sein Kollektorstrom und ebenso der Emitterstrom nehmen ab, wodurch sich die Spannung am Widerstand R6 reduziert. Die Steuerspannung zwischen Basis und Emitter am ersten Transistor TRI wird grösser und verzögert den Sperrvorgang. Mit abnehmendem Kollektorstrom nimmt allerdings die Kollektorspannung des ersten Transistors TR 1 zu. Über den Spannungsteiler bestehend aus den Widerständen R4 und R5 erhält der zweite Transistor TR2 wieder Strom und beginnt zu leiten, was wiederum in einem Low-Signal am Eingang des Stromreglers IC1 und damit zu einem Einschalten der Stromquelle führt. Dies geschieht allerdings erst bei einer niedrigeren Temperatur des NTC-Elements, nämlich der zweiten Grenztemperatur T2. Turning off the light source 100 will cause a drop in temperature, that is, an increase in the resistance of the NTC element RT1 result, which in turn falls the base voltage of the transistor TRI. However, the transistor TRI blocks only at a later time, namely when its saturation value is exceeded. Its collector current and also the emitter current decrease, which reduces the voltage across resistor R6. The control voltage between base and emitter at the first transistor TRI increases and delays the blocking process. With decreasing collector current, however, the collector voltage of the first transistor TR 1 increases. About the voltage divider consisting of the resistors R4 and R5, the second transistor TR2 receives power again and starts to conduct, which in turn results in a low signal at the input of the current regulator IC1 and thus to turn on the power source. However, this only happens at a lower temperature of the NTC element, namely the second limit temperature T2.

[0030] Mithilfe der dargestellten Schaltung kann also in sehr einfacher und eleganter Weise der gewünschte Hystereseeffekt für die Temperaturüberwachung realisiert werden. Von Vorteil hierbei ist auch, dass die Komponenten zur Temperaturüberwachung mit der den LEDs zur Verfügung gestellten Versorgungsspannung gespeist werden, also keine separate Energieversorgung erforderlich ist. In diesem Fall ist allerdings zu berücksichtigen, dass ein vorübergehendes Ausschalten der Versorgungspannung ULEDzu einem kompletten Rückstellen des Schmitt-Triggers führen würde. Im Falle eines PWM-modulierten Spannungssignals muss also Sorge dafür getragen werden, dass die vorübergehenden Ausschaltphasen der Versorgungsspannung ULEDdie Temperaturüberwachung nicht beeinträchtigen. Hierzu wird die Überwachungsschaltung über einen Pufferkondensator C, genauer gesagt über eine Serienschaltung bestehend aus einer Diode D1 und einen Pufferkondensator C versorgt. Der Kondensator überbrückt die Ausschaltphasen der Versorgungsspannung ULEDund verhindert dementsprechend das ungewollte Zurücksetzen der Temperaturüberwachungsschaltung. With the aid of the illustrated circuit, the desired hysteresis effect for temperature monitoring can thus be realized in a very simple and elegant manner. Another advantage here is that the components for temperature monitoring with the LEDs provided supply voltage are fed, so no separate power supply is required. In this case, however, it should be considered that a temporary switching off of the supply voltage ULED would lead to a complete reset of the Schmitt trigger. In the case of a PWM-modulated voltage signal, care must therefore be taken to ensure that the temporary switch-off phases of the supply voltage ULED do not impair the temperature monitoring. For this purpose, the monitoring circuit is supplied via a buffer capacitor C, more precisely via a series circuit consisting of a diode D1 and a buffer capacitor C. The capacitor bridges the switch-off phases of the supply voltage ULED and accordingly prevents the unwanted reset of the temperature monitoring circuit.

[0031] Letztendlich wird also insbesondere mit der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform eine elegante Möglichkeit geschaffen, effizient den Betrieb einer Lichtquelle, insbesondere auf LED-Basis abhängig von der Temperatur zu steuern. Mittels weniger Komponenten kann eine derartige Überwachung realisiert werden, wobei gleichzeitig allerdings nach wie vor das bevorzugte Dimmen der Lichtquellen mittels PWM-Modulation ermöglicht wird. Finally, therefore, in particular with the embodiment shown in FIG. 3, an elegant possibility is created to efficiently control the operation of a light source, in particular on the basis of the temperature of the LED. By means of fewer components such monitoring can be realized, while at the same time, however, the preferred dimming of the light sources by means of PWM modulation is still possible.

Claims

1. Circuit arrangement for operating a light source (100), in particular an LED module, with means for providing a supply voltage (ULED) for the light source (100) and a temperature monitoring circuit (10), which is designed to - Disable the operation of the light source (100) when a first temperature threshold (T1) is exceeded, and - Allow the operation of the light source (100) on subsequent falling below a second temperature threshold (T2) again, wherein the first temperature threshold (T1) is above the second temperature threshold (T2).

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the temperature monitoring circuit (10) has a thermally coupled to the light source (100) temperature sensor, in particular in the form of an NTC element (RT1).

3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the temperature monitoring circuit (10) is formed by a Schmitt trigger.

4. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature monitoring circuit (10) by the supply voltage (ULED) for the light source (100) is supplied with power.

5. Circuit arrangement according to claim 4, characterized in that the light source (100) made available supply voltage (ULED) is pulsed, wherein at the input of the temperature monitoring circuit (10) a buffer capacitor (C) is arranged.

6. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the light source (100) is arranged in series with a current regulator (6), wherein the temperature monitoring circuit (10) controls the current regulator (6).

7. luminaire having at least one light source and a circuit arrangement (1) according to one of the preceding claims.

8. Lamp according to claim 7, characterized in that it is a facade light.