DE10051528A1

DE10051528A1 - Modulares Beleuchtungssystem

Info

Publication number: DE10051528A1
Application number: DE10051528A
Authority: DE
Inventors: Mathias Lindner
Original assignee: Vossloh Schwabe Elektronik GmbH
Current assignee: Vossloh Schwabe Deutschland GmbH
Priority date: 2000-10-17
Filing date: 2000-10-17
Publication date: 2002-05-02
Anticipated expiration: 2020-10-18
Also published as: DE10051528B4

Abstract

Zur Schaffung eines Beleuchtungssystems ist ein Betriebsgerät vorgesehen, das einen Steuereingang und einen Stromausgang aufweist. An dem Steuereingang und dem Stromausgang sind Leuchtmodule anschließbar, die in Kette miteinander verbunden werden können. Jedes Leuchtmodul ist vorzugsweise mit einer Kodierungseinrichtung RC versehen, die mit anderen Kodierungseinrichtungen anderer Leuchtmodule in Reihe oder parallel schaltbar ist. Auf diese Weise wird an dem Steuereingang ein einheitliches von den Kodierungseinrichtungen RC der Leuchtmodule kumulativ bereitgestelltes Signal erzeugt, das den Betriebsstrom einstellt, so dass das Betriebsgerät unabhängig von der Anzahl der angeschlossenen Leuchtmodule jeweils den richtigen Betriebsstrom erzeugt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung, insbesondere zur Raumbeleuchtung.

Außer herkömmlichen Glühlampen finden zunehmend Lichtquellen zur Raumbeleuchtung Anwendung, die ein ge sondertes Betriebsgerät zur Spannungs- oder Stromversor gung benötigen. Die verwendeten Lichtquellen haben häufig eine nichtlineare Strom/Spannungs-Kennlinie. Gewünschte Arbeitspunkte sind auf dieser Kennlinie relativ präzise einzuhalten, um die gewünschte Lichtausbeute und Lebens dauer der Lichtquelle zu erreichen.

Die zum Betrieb solcher Lichtquellen erforderlichen Betriebsgeräte müssen somit an den Typ der betreffenden Lichtquelle jeweils angepasst sein. Sollen von einem Be triebsgerät mehrere Lichtquellen betrieben werden, muss das Betriebsgerät entsprechend eingerichtet sein. Dies schränkt die Gestaltungsmöglichkeiten auf der Anwender seite ein.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Beleuchtungseinrichtung zu schaffen, die auf einfache Weise an unterschiedliche Gegebenheiten anpassbar ist.

Diese Aufgabe wird mit einer Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 gelöst.

Zu der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung gehört eine Versorgungseinrichtung, die das Betriebsgerät für anzuschließende Leuchtmodule bildet. Dieses Betriebs gerät weist wenigstens einen Leistungsausgang zum An schluss von wenigstens einem Leuchtmodul auf. Außerdem ist ein Signaleingang vorgesehen. Ein an diesem Signal eingang anliegendes Signal bestimmt den an dem Leistungs ausgang gelieferten Strom oder die an diesem gelieferte Spannung. Zur Festlegung des Stroms oder der Spannung oder der Leistung, d. h. zur Erzeugung des Steuersignals für den Signaleingang dient eine Codiereinrichtung, die Teil der Lichtquelle, des Leuchtmoduls oder einer geson derten Komponente sein kann. Die Codiereinrichtung ist somit von dem Betriebsgerät getrennt. Durch die Trennung von Betriebsgerät und Codiereinrichtung kann ein Betriebsgerät für unterschiedliche Anwendungsfälle genutzt werden. Durch die Codiereinrichtung ist es möglich, mit ein- und demselben Betriebsgerät wahlweise lediglich ein Leuchtmodul, mehrere Leuchtmodule, ein leistungsstarkes Leuchtmodul, mehrere leistungsstarke Leuchtmodule oder lediglich ein leistungsschwaches Leuchtmodul zu betrei ben.

Vorzugsweise ist die Codiereinrichtung Teil des Leuchtmoduls. Das Betriebsgerät beliefert dann das an geschlossene Leuchtmodul automatisch mit den von der Co diereinrichtung festgelegten Strom bzw. der festgelegten Spannung. Ein Fehlanschluss, der zur Zerstörung oder Be schädigung des Betriebsgeräts oder des Leuchtmoduls füh ren könnte, ist somit nicht zu befürchten. Die feste Zu ordnung zwischen dem Leuchtmodul und der Codiereinrich tung verhindert dies.

Jedes Leuchtmodul weist vorzugsweise mehrere Licht quellen auf. Dies können bspw. Leuchtdioden sein. Bevor zugt werden weiße Leuchtdioden, die zu Beleuchtungszwe cken gut einsetzbar sind. Bedarfsweise können auch farbi ge Leuchtdioden vorgesehen werden, wobei diese so ange ordnet und von ihrer Farbe her so ausgewählt sein können, dass in der Summe weißes Licht entsteht. Somit sind auch solche Leuchtmodule zu Beleuchtungszwecken geeignet. Die Leuchtdioden sind vorzugsweise in Reihe geschaltet, um mit Betriebsspannungen zwischen 10 und 42, vorzugsweise um 24 Volt und mit nicht zu großen Strömen arbeiten zu können.

Die Leuchtmodule sind vorzugsweise aneinander an reihbar ausgebildet. Dies wird erreicht, indem jedes Leuchtmodul einen Eingang und einen Ausgang aufweist, wobei die Anreihung der Leuchtmodule dadurch erfolgt, dass jeweils ein Eingang eines Leuchtmoduls mit dem Aus gang des in der Reihe der Leuchtmodule vorangehenden Leuchtmoduls verbunden wird. Die an den Ein- und Ausgän gen angeordneten Anschlüsse (Kontakte) sind jeweils gleich angeordnet, so dass im angereihten Zustand unmit telbar benachbarte Kontakte von Ein- und Ausgang unmit telbar miteinander verbunden werden können. Mit zunehmen der Zahl von Leuchtmodulen entsteht durch die zunehmende Zahl der vorhandenen Codiereinrichtungen auch ein ent sprechend geändertes Signal an dem Signaleingang des Be triebsgerät und somit eine der zunehmenden Zahl der Leuchtmodule entsprechende Betriebsleistung. Auf diese Weise können die Leuchtmodule mit ein- und demselben Be triebsgerät in unterschiedlicher Anzahl jeweils mit der für sie vorgesehenen Einzelleistung betrieben werden.

Es entsteht ein sehr flexibles Beleuchtungssystem, das bspw. zur Raumbeleuchtung, zur Vitrinenbeleuchtung sowie zu Signalzwecken oder zu dekorativen Zwecken ver wendbar ist.

Die Leuchtmodule weisen an ihrem Eingang und an ih rem Ausgang jeweils wenigstens einen Bezugspotentialan schluss und einen Betriebsspannungsanschluss auf, so dass alle Leuchtmodule, wenn sie miteinander verbunden sind, parallel geschaltet sind. Die Codiereinrichtung kann zwi schen den Betriebsspannungsanschluss und dem Bezugspoten tialanschluss wirksam sein. Dies insbesondere, wenn die verwendeten Lichtquellen lediglich eine Stromrichtung nutzen, wie es z. B. bei Leuchtdioden der Fall ist. Das Betriebsgerät fragt die Codiereinrichtung dann bspw. dadurch ab, dass die anliegende Betriebsspannung gelegent lich kurzzeitig umgepolt wird, wodurch die Lichtquellen für eine vorzugsweise unsichtbare kurze Zeit (z. B. 1 ms) verlöschen und die Codiereinrichtung abgefragt wird.

Alternativ können die Leuchtmodule einen separaten Signalanschluss sowohl am Eingang als auch am Ausgang aufweisen. Die Codiereinrichtung, bspw. ein Widerstands netzwerk, ist dann zwischen dem Signalanschluss und dem Bezugspotenzialanschluss wirksam. Werden die Leuchtmodule miteinander verbunden, werden somit die Widerstände oder Widerstandsnetzwerke der einzelnen Leuchtmodule automa tisch parallel geschaltet, wodurch an dem Signaleingang des Betriebsgeräts mit zunehmender Zahl von Leuchtmodulen ein immer kleiner werdender Widerstandswert erscheint.

Alternativ können die Widerstände oder Widerstands netzwerke zwischen den Eingangs-Signalanschluss und den Ausgangs-Signalanschluss der Leuchtmodule geschaltet sein. Durch Aneinanderreihung der Leuchtmodule werden die Widerstände oder Widerstandsnetzwerke somit miteinander in Reihe geschaltet. Während das Betriebsgerät an ein Ende der von den Leuchtmodulen gebildeten Reihe an geschlossen ist, muss das freie Ende der Leuchtmodulreihe dann durch einen Abschlussstecker abgeschlossen werden, der den Ausgangssignalanschluss mit dem Ausgangsbezugs potenzialanschluss verbindet. Dies, um den Signalstromp fad zu schließen. Mit zunehmender Anzahl von Leuchtmodu len wächst hier der an dem Signaleingang des Betriebs geräts sichtbare Widerstand. Der Nachteil dieser Lösung besteht in der Gefahr, bei Leitungsunterbrechung einen zu großen geforderten Betriebsstrom zu signalisieren. Dem kann entgegengewirkt werden, indem bei Überschreiten eines Widerstands-Maximalwerts die Spannungsversorgung ein gestellt (unterbrochen) wird.

Der Signaleingang des Betriebsgeräts ist zusätzlich als Dimm-Eingang nutzbar. Dies, indem zwischen die Leuchtmodule und das Betriebsgerät ein Dimm-Modul ge schaltet wird, der den von den Codiereinrichtungen signa lisierten Widerstandswert zweckentsprechend verändert.

Bedarfsweise kann das Betriebsgerät jedoch auch ei nen gesonderten Dimm-Eingang aufweisen, der über eine entsprechende Einstelleinrichtung, bspw. ein Potentio meter mit einer Signalspannung zur Helligkeitsregulierung einstellbar ist.

Die Leuchtmodule können bspw. durch streifenförmige Leiterplatten gebildet sein. Dabei kann eine streifenför mige Leiterplatte mehrere Leuchtmodule beinhalten, die an vorgesehenen Trennstellen voneinander separierbar sind. Es kann auch flexibles Leiterplattenmaterial verwendet werden, so dass die Leuchtmodule auf einem endlosen Lei terplattenstreifen geliefert werden. Dieser kann auf eine Rolle aufgewickelt sein. Bei Bedarf werden dann die ge wünschten Längen von dem streifenförmigen Leiterplatten material abgeschnitten. Je nach abgeschnittener Länge wird eine kleinere oder größere Anzahl von Leuchtmodulen erhalten, die miteinander parallel geschaltet sind und dem Betriebsgerät automatisch den erforderlichen Be triebsstrom signalisieren.

Es ist auch möglich, steife streifenförmige Leiter platten mit flexiblen Verbindern zu kombinieren und als endlose leporelloartig gefaltete Kette von Leuchtmodulen zu liefern. Bedarfsentsprechend kann von dieser Leucht modulkette dann die gewünschte Anzahl Leuchtmodule abge trennt werden.

Es ist auch möglich, voneinander getrennte Leucht module durch Steckverbindungsmittel oder andere Verbin dungsmittel zusammenzufassen. Bevorzugt werden hier di rekte Steckkontakte mit Kontaktflächen auf den Leiter platten und entsprechenden Federkontakten in den Steck verbindungsmitteln.

Als Alternative zur Anordnung der Codiereinrichtun gen auf (d. h. in, an oder als Bestandteil von) den Leuchtmodulen können die Codiereinrichtungen auch in den Steckverbindungsmitteln untergebracht sein, die als Fas sung für die Leuchtmodule wirken. Damit sind auch solche Leuchtmodule in das Beleuchtungssystem eingliederbar, die keine eigenen Codiereinrichtungen aufweisen.

Als Codiereinrichtung werden vorzugsweise Wider standsnetzwerke verwendet, die durch eine Reihenschaltung aus einem linearen Widerstand und einem Widerstand mit positiver Temperaturkennlinie gebildet sind. Diese werden von der Betriebstemperatur des betreffenden Leuchtmoduls gesteuert. Erreicht oder überschreitet die Betriebstempe ratur einen zulässigen Wert, erreicht der PTC-Widerstand seine Sprungtemperatur und erhöht den Widerstandswert des Codierwiderstands des betreffenden Leuchtmoduls sprung artig. Dadurch meldet sich das betreffende Leuchtmodul bei dem Betriebsgerät praktisch ab. Entsprechend sinkt der Betriebsstrom.

Das Betriebsgerät ist vorzugsweise eine Stromquelle, insbesondere eine gechopperte Stromquelle. Bspw. kann sie als Flusswandler ausgebildet sein. Bevorzugt werden Be triebsgeräte mit Netzspannungsversorgung.

Einzelheiten bevorzugter Ausführungsformen der Er findung ergeben sich aus der Zeichnung, der Beschreibung oder Unteransprüchen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Er findung veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 eine Beleuchtungseinrichtung mit einem Be triebsgerät und mehreren Leuchtmodulen, in schematischer Darstellung als Blockschaltbild,

Fig. 2 das Betriebsgerät der Beleuchtungseinrichtung nach Fig. 1, in einer schematischen Darstellung,

Fig. 3 ein Leuchtmodul der Beleuchtungseinrichtung nach Fig. 1, in schematischer Darstellung,

Fig. 4 ein zwei Leuchtmodule umfassendes Modul, auf gebaut auf einer streifenförmigen Leiterplatte, in sche matischer Darstellung,

Fig. 5 zwei sich mit ihren Enden gegenüberstehende Leuchtmodule, in ausschnittsweiser Darstellung und in einem vergrößerten Maßstab, in Perspektivdarstellung,

Fig. 6 zwei durch eine Steckverbindungseinrichtung untereinander verbundene Leuchtmodule, in ausschnitts weiser Schnittdarstellung,

Fig. 7 eine Steckverbindungseinrichtung zur Verbin dung zweier Leuchtmodule mit Codiereinrichtung in der Steckverbindungseinrichtung, in schematisierter Darstel lung,

Fig. 8 eine Beleuchtungseinrichtung mit Dimm-Modul,

Fig. 9 die Versorgungseinrichtung nach Fig. 2, in einem schematisierten Schaltbild,

Fig. 10 eine Beleuchtungseinrichtung mit Reihen schaltwiderständen in den Leuchtmodulen, als Codierein richtung,

Fig. 11 eine angewandelte Ausführungsform der Be leuchtungseinrichtung als Blockschaltbild,

Fig. 12 auf flexiblen Leiterplattenband ausgebildete Leuchtmodule, in vereinfachter perspektivischer Darstel lung,

Fig. 13 der porelloartig gefaltete Leuchtmodule, in perspektivischer vereinfachter Darstellung,

Fig. 14 ein Widerstandsnetzwerk, das als Codierein richtung an den Leuchtmodulen oder Steckverbindern Anwen dung findet, als Schaltbild, und

Fig. 15 eine Beleuchtungseinrichtung mit drei Be triebsgeräten und einem Steuergerät zur Lichtfarbensteue rung.

In Fig. 1 ist eine Beleuchtungseinrichtung 1 ver anschaulicht, zu der ein Betriebsgerät 2 und wenigstens ein Leuchtmodul 3, im vorliegenden Ausführungsbeispiel mehrere Leuchtmodule 3, 4, 5, 6 gehören. Die Leuchtmodule 3, 4, 5, 6 sowie weitere möglicherweise zwischen den Leuchtmodulen 5, 6 angeordnete Leuchtmodule sind unter einander durch elektrische Verbindungsmittel 7, 8, 9 ver bunden. Sie bilden somit eine Kette. Das in der Kette erste Leuchtmodul 3 ist über ein elektrisches Verbin dungsmittel 11 mit dem Betriebsgerät 2 verbunden, das der Stromversorgung der gesamten Kette dient.

Das Betriebsgerät 2 ist schematisch in Fig. 2 ver anschaulicht, während das Leuchtmodul 3 stellvertretend für die prinzipiell gleich aufgebauten anderen Leucht module 4, 5, 6 in Fig. 3 veranschaulicht ist. Wie er sichtlich, weist das Betriebsgerät 2 einen Leistungsaus gang 12 auf, zu dem zwei Anschlüsse 14, 15 gehören. Zu sätzlich ist ein Signaleingang 16 vorgesehen, der die an dem Leistungsausgang 12 abgegebene elektrische Leistung, die Spannung oder den Strom beeinflusst. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Betriebsgerät 2 als Strom quelle ausgebildet, das an seinem Leistungsausgang 12 einen Betriebsstrom abgibt, der durch ein an dem Signal eingang 16 anliegendes Signal gesteuert wird. Das Be triebsgerät 2 bildet somit aus Sicht der Leuchtmodule 3, 4, 5, 6 eine gesteuerte Stromquelle 17. Seine Versor gungsleistung erhält das Betriebsgerät 2 bspw. aus einem elektrischen Versorgungsnetz, an das es mit seinem Ein gang 18 angeschlossen ist.

Das in Fig. 3 veranschaulichte Leuchtmodul weist mehrere Lichtquellen auf. Als solche dienen Leuchtdioden DL, wobei jedes Leuchtmodul 3, 4, 5, 6 vorzugsweise meh rere Leuchtdioden DL trägt. Die Leuchtdioden DL sind vor zugsweise wenigstens gruppenweise in Reihe geschaltet und in der Reihe gleich gepolt. Im vorliegenden Ausführungs beispiel nach Fig. 3 sind drei Leuchtdiodengruppen DLG1, DLG2 und DLG3 vorgesehen, die jeweils rote, grüne und blaue Leuchtdioden enthalten, so dass alle drei Leucht diodenreihenschaltungen in der Summe die gleiche Fluss spannung aufweisen und parallel geschaltet sind. Die Rei hen sind gleich gepolt (Gleichstrombetrieb). Alternativ können die Reihen auch entgegensetzt gepolt sein (Wech selspannungsbetrieb). Es können auch mehr oder weniger Leuchtdiodengruppen vorgesehen sein. Es ist auch möglich, mit lediglich einer Leuchtdiodengruppe DLG1 auszukommen. Außerdem können anstelle farbiger Leuchtdioden auch weiße Leuchtdioden Anwendung finden. Werden hingegen farbige Leuchtdioden verwendet, werden diese vorzugsweise hin sichtlich ihrer Anzahl und Leuchtkraft so abgestimmt, dass in der Summe weißes Licht entsteht. Wird farbiges Licht gewünscht, kann dies durch Bevorzugung oder aus schließliche Verwendung von Leuchtdioden der gewünschten Farbe erreicht werden.

Es ist auch möglich, beliebige Mischfarben zu erzeu gen, indem jeder Leuchtdiodengrundfarbe (rot, grün und blau) ein eigenes Betriebsgerät zugeordnet wird, wobei über unterschiedliche Dimmung der Farbort und über eine gemeinsame Dimmung die Helligkeit der Mischfarben gesteu ert wird. Dazu wird auf Fig. 15 verwiesen, die ein ent sprechendes Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Das dort vorhandene Leuchtmodul 3 weist eine Bezugspotenzialleitung 33 und drei Betriebsspannungsleitungen 31-r für die roten Leuchtdioden, eine Betriebsspannungsleitung 31-b für die blauen Leuchtdioden und eine Betriebsspannungs leitung 31-g für die grünen Leuchtdioden auf. Außerdem ist ein Codierungswiderstand RC vorgesehen. Im Übrigen entspricht das Modul 3 den vor- oder nachstehend be schriebenen Modulen.

Für die grünen Leuchtdioden ist ein Betriebsgerät 2- g vorgesehen. Für die blauen Leuchtdioden ist das Be triebsgerät 2-b vorgesehen und zum Betrieb der roten Leuchtdioden dient ein Betriebsgerät 2-r. Jedes Betriebs gerät 2-g, 2-b, 2-r weist einen Dimm-Eingang 61-g, 61-b bzw. 61-r auf, die über ein Steuergerät S steuerbar sind. Dieses ist mit einer Schnittstelle Dimm zum Empfang elek trischer Dimm-Signale ausgerüstet. Außerdem weist es drei Bedienelemente auf, deren Erstes die Gesamthelligkeit steuert, indem es alle Betriebsgeräte 2-g, 2-b, 2-r ent sprechend gleichsinnig beeinflusst. Drei weitere Bedien elemente beeinflussen dann lediglich jeweils eins der Betriebsgeräte 2-g, 2-b, 2-r. Dazu ist das Steuergerät S über entsprechende Leitungen mit den Dimm-Eingängen 61-g, 61-b, 61-r verbunden.

Zur Symmetrierung der Leuchtdiodengruppen DLG1, DLG2 und DLG3 können bei jedem Ausführungsbeispiel bedarfs weise jeder Leuchtdiodengruppe DLG1, DLG2, DLG3 Wider stände RD1, RD2, RD3 in Reihe geschaltet werden.

Das Leuchtmodul 3 weist einen Eingang 21 und einen Ausgang 22 auf. Zu dem Eingang gehört ein Eingangs-Be triebsspannungsanschluss 23, ein Eingangs-Bezugs potentialanschluss 24 und ein Eingangs-Signalanschluss 25. Zu dem Ausgang 22 gehören ein Ausgangs-Betriebsspan nungsanschluss 26, ein Ausgangs-Bezugspotenzialanschluss 27 und ein Ausgangs-Signalanschluss 28. Der Eingangs-Be triebsspannungsanschluss 23 ist über eine Verbindungs leitung 31 mit dem Ausgangs-Betriebsspannungsanschluss 26 verbunden. Der Eingangs-Bezugspotenzialanschluss 24 ist über eine Verbindungsleitung 32 mit dem Ausgangs-Bezugs potentialanschluss 27 verbunden. Der Eingangs-Signalan schluss 25 ist über eine Verbindungleitung 33 mit dem Ausgangs-Signalanschluss 28 verbunden.

Die durch die Diodengruppen DLG1, DLG2, DIG3 gebil deten Leuchtdioden-Reihenschaltungen verbinden jeweils die Verbindungsleitung 31 mit der Verbindungsleitung 32.

Das Leuchtmodul 3 trägt eine Codiereinrichtung 34, die den von dem Leuchtmodul 3 benötigten Betriebsstrom kennzeichnet. Die Codiereinrichtung 34 wird im vorliegen den Ausführungsbeispiel durch einen Codierungswiderstand RC gebildet, der zwischen die Verbindungsleitung 32 (Be zugspotenzial) und die Verbindungsleitung 33 (Signallei tung) geschaltet ist. Der Widerstandswert des Wider standselement RC kennzeichnet den dem Modul 3 zugeordne ten Betriebsstrom. Ist der Widerstandswert des Wider standselements RC groß, signalisiert dies einen niedrigen Strom, während ein niedriger Wert des Widerstandselements RC einen hohen Betriebsstrom signalisiert.

Die Funktion und der Gebrauch der Beleuchtungsein richtung 1 nach den Fig. 1 bis 3 ist wie folgt:
Wird ein entsprechendes Beleuchtungssystem aufge baut, ist zunächst das Betriebsgerät 2 und wenigstens ein Leuchtmodul 3 vorzusehen. Zum Anschluss des Leuchtmoduls 3 an das Betriebsgerät 2 werden der Eingangs-Betriebs spannungsanschluss 23 an den Ausgangsanschluss 14, der Eingangs-Bezugspotentialanschluss 24 an den Ausgangsan schluss 15 und der Eingangs-Signalanschluss 25 an den Signaleingang 16 angeschlossen. Die Beleuchtungseinrich tung 1 ist somit in ihrer kleinsten Konfiguration be triebsbereit. Der Codierungswiderstand RC wird an dem Signaleingang 16 des Betriebsgeräts 2 gegen das betriebs geräteinterne Bezugspotential wirksam, das an dem An schluss 15 anliegt. Der Widerstandswert wird von dem Be triebsgerät 2 abgefragt, bspw. indem der Codierungswider stand RC in einen Steuerstromkreis des Betriebsgeräts 2 einbezogen wird. In diesem kann bspw. ein Strom durch den Codierungswiderstand RC geschickt werden und der entste hende Spannungsabfall registriert werden. Alternativ kann eine Spannung angelegt und der sich einstellende Strom überwacht werden. Das Betriebsgerät 2 stellt nun einen dem Widerstandswert des Widerstandsbauelements RC zuge ordneten Strom zwischen seinen Ausgängen 14, 15 bereit. Die Leuchtdioden DL werden somit von einer Stromquelle gespeist. Die Symmetrierungswiderstände RD1, RD2, RD3 haben hier keine strombegrenzende Funktion. Sie können bedarfsweise auch entfallen.

Sollen die weiteren Leuchtmodule 4, 5, 6 angeschlos sen werden, erfolgt dies nach dem Schema gemäß Fig. 1. Das Leuchtmodul 4, das prinzipiell gleich mit dem in Fig. 3 veranschaulichten Leuchtmodul 3 aufgebaut ist, wird mit seinem entsprechenden Eingang 21 an den Ausgang 22 angeschlossen und zwar, indem jeweils die einander un mittelbar gegenüberliegenden Betriebsspannungsanschlüsse 23, 26 wie auch die einander unmittelbar gegenüberliegenden Bezugspotenzialanschlüsse 24, 27 und die einander unmittelbar gegenüberliegenden Signalanschlüsse 25, 28 miteinander verbunden werden. Auf diese Weise sind die Leuchtdioden DL der beiden Leuchtmodule 3, 4 parallel an die von dem Betriebsgerät 2 gebildete Stromquelle ange schlossen. Diese muss nun einen entsprechend höheren Strom liefern. Die Codierungswiderstände RC der beiden Leuchtmodule 3, 4 sind durch die genannte Zusammenschal tung parallel zueinander geschaltet. Es ergibt sich somit ein entsprechend niedrigerer Widerstandswert an dem Signaleingang 16, was einen entsprechend höheren ge wünschten Betriebsstrom signalisiert und abfordert. Ist der Widerstandswert gegenüber dem Widerstandswert ledig lich eines Leuchtmoduls 3 halbiert, verdoppelt sich der Betriebsstrom. Der Betriebsstrom des Betriebsgeräts 2 ist somit umgekehrt proportional zu dem an dem Signaleingang 16 gegen das Bezugspotenzial wirksamen Widerstandswert.

Weitere Leuchtmodule 5, 6 werden auf gleiche Weise angeschlossen, so dass die gesamte aus den Leuchtmodulen 3, 4, 5, 6 gebildete Kette von dem Betriebsgerät 2 mit Betriebsstrom versorgt wird. Die Größe des Betriebsstroms entspricht der Summe der von den einzelnen Leuchtmodulen 3, 4, 5, 6 geforderten Betriebsströme. Der Strom stellt sich durch die Codierung und Parallelschaltung der Codie rungswiderstände automatisch ein. Es können auch Leucht module 3, 4, 5, 6 unterschiedlicher Größe und unter schiedlichem Betriebsstrombedarfs miteinander verbunden werden, was in Fig. 1 durch die kleinere Darstellung des Leuchtmoduls 6 veranschaulicht ist. Das Leuchtmodul 6 weist dann einen Codierungswiderstand mit einem gegenüber den anderen Leuchtmodulen 3, 4, 5 höheren Widerstandswert auf.

Eine mögliche räumliche Ausbildung von Leuchtmodulen 3, 4 veranschaulicht Fig. 4. Die Leuchtmodule 3, 4 sind auf einer gemeinsamen streifenförmigen Leiterplatte 36 ausgebildet. An ihren Schmalseiten weist dieser Doppel- Leuchtmodul 3, 4 seinen Eingang 21 und seinen Ausgang 22 auf. Die Anschlüsse 23 bis 28 sind als Leiterstreifen zur Ausbildung von direkten Steckverbindern ausgebildet. Eben solche Leiterstreifen sind in der Mitte der streifenför migen Leiterplatte als Anschlüsse 23 bis 28 ausgebildet. Hier ist eine Sollbruchstelle 37 (mögliche Trennstelle) vorgesehen, bei der die Leuchtmodule 3, 4 mittels einer geeigneten Schere, einer Säge oder einer anderen Trenn einrichtung voneinander getrennt werden können. Ist eine entsprechende Schwächung, bspw. durch Kerben oder eine Lochreihe vorgesehen, können die Leuchtmodule 3, 4 hier auch voneinander getrennt werden, indem der Leiterplat tenstreifen an der Trennstelle 37 gebrochen wird.

Fig. 5 veranschaulicht die getrennte Leiterplatte 36 und somit den Ausgang 22 und den Eingang 21 der Leuchtmodule 3, 4. Die Verbindung kann mit einem Verbin dungsmodul 38 erfolgen, wie er in Fig. 6 veranschaulicht ist. Dieser wird bspw. durch einen Kunststoffformkörper 39 mit einem Innenraum 40 gebildet, indem drei vonein ander elektrisch isolierte und federnde Kontaktklemmen 41 angeordnet sind. Die Federkontaktklemmen 41 weisen je weils einen federnden Abschnitt für den Ausgang 22 und einen federnden Abschnitt für den Ausgang 21 auf, um die se sicher zu kontaktieren, wenn sie in den Innenraum 40 eingeschoben sind.

Die streifenförmige Leiterplatte 36 (Fig. 4) trägt drei durchgehende Leiterzüge, die die Verbindungsleitungen 31, 32, 33 bilden. Dabei sind die betriebsstromfüh renden Verbindungsleitungen 31, 32 jeweils außen angeord net. Die als Signalleitung dienende Verbindungsleitung 33 ist mittig angeordnet.

Die Leuchtdioden DL, im vorliegenden Ausführungsbei spiel jeweils lediglich in einer Gruppe DLG1 sortiert, sind in einer Reihe mittig auf der Leiterplatte 36 an geordnet und in Reihe geschaltet. Bedarfsweise können mehrere solcher Reihen auf einem Leuchtmodul 3, 4 ange ordnet werden, wodurch dieser auch länger ausgebildet sein kann. Werden niedrigere Betriebsspannungen ge wünscht, kann die dargestellte Leuchtdiodenreihenschal tung DLG1 auch in Einzelgruppen DLG1, DLG2, DLG3 (Fig. 3) aufgeteilt werden. Die Leuchtdioden DL sind äquidis tant angeordnet. Dies insbesondere auch in der Nähe des Eingangs 21 und des Ausgangs, so dass an der vorgesehenen Unterbrechungsstelle 37 kein anderer Abstand zwischen den benachbarten Leuchtdioden DL vorgesehen ist, als zwischen den übrigen, im jeweiligen Leuchtmodul 3, 4 innenliegen den Leuchtdioden.

Sowohl auf dem Leuchtmodul 3 als auch auf dem Leuchtmodul 4 ist etwa mittig der Codierungswiderstand RC als Bauelement eingelötet, das die Signalleitung (Verbin dungsleitung 33) mit der Bezugspotentialleitung (Verbin dungsleitung 33) verbindet.

Anstelle eines einzelnen Widerstandsbauelements kann gemäß Fig. 14 ein Widerstandsnetzwerk Anwendung finden. Dies kann bspw. durch eine Reihenschaltung eines Fest widerstands R1 und eines temperaturabhängigen Widerstands PTC gebildet sein. Der Widerstand PTC hat eine positive Temperaturcharakteristik, d. h. sein Widerstandswert nimmt mit zunehmender Temperatur zu. Hier kann eine nichtlinea re Kennlinie vorhanden sein, die bei einer bestimmten Temperatur (Sprungtemperatur) einen starken Widerstands anstieg zeigt.

Dies hat zur Folge, dass bei Überschreitung einer Grenztemperatur an dem Leuchtmodul 3 durch das betreffen de Leuchtmodul 3 signalisiert wird, dass kein Strom benö tigt wird. Das Betriebsgerät 2 reduziert dann entspre chend seinen Betriebsstrom.

Wie aus Fig. 8 ersichtlich, kann der Signaleingang 16 des Betriebsgeräts 2 zugleich als Dimm-Eingang genutzt werden. Dazu ist ein Dimm-Modul 44 zwischen den Eingang 21 des in der Reihe ersten Leuchtmoduls 3 und das Be triebsgerät geschaltet. Das Dimm-Modul 44 weist einen Eingang 45 mit drei Anschlüssen 46, 47, 48 und einen Aus gang 49 mit drei Anschlüssen 51, 52, 53 auf. Der Be triebsstrom führende Anschluss 46 ist mit dem Anschluss 51 niederohmig verbunden. Gleiches gilt für die Anschlüs se 48, 53. Die Anschlüsse 47, 52 sind jedoch der Signal leitung und somit dem Signaleingang 16 zugeordnet. Zwi schen die Anschlüsse 47, 52 ist ein Potentiometer 54 ge schaltet, dass von dem Widerstandswert Null auf höhere Widerstandswerte hin verstellbar ist. Wird der Wider standswert Null eingestellt, erhalten die Leuchtmodule 3, 4, 5, 6 ihren vollen Betriebsstrom und leuchten somit mit maximaler Helligkeit. Wird das Potentiometer 54 zu hö heren Widerstandswerten hin verstellt, reduziert sich entsprechend der Betriebsstrom, d. h. die Leuchtdioden DL leuchten weniger hell, bis sie bei hohen Widerstandswer ten schließlich möglicherweise ganz verlöschen.

Bei den vorstehenden Ausführungsformen sind die Co dierungswiderstände RC Teil der Leuchtmodule 3, 4, 5, 6. Alternativ können die Codierungswiderstände RC auch in den Verbindungsmodulen 38 angeordnet werden. Dies ist schematisch in Fig. 7 veranschaulicht. Diese Aus führungsform hat den Vorzug, auch Leuchtmodule an das Betriebsgerät 2 anschließen zu können, die keine Codie rungswiderstände aufweisen. Bspw. ist dann der entspre chende mit dem eigens ausgewählten Widerstand versehene Steckmodul 38 zwischen dem Betriebsgerät 2 und dem ersten Leuchtmodul 3 angeordnet, an dass die weiteren Leucht module 4, 5, 6 ohne weitere Widerstände in den Steckmodu len 38 angeschlossen sind. Damit kann auch die Signallei tung entfallen.

Eine mögliche Ausführungsform des Betriebsgeräts 2 ist in Fig. 9 veranschaulicht. Das Betriebsgerät 2 weist einen Eingangsgleichrichter 56 auf, der netzseitig, bspw. durch Wechselstrom gespeist ist. Ausgangsseitig stellt er eine Gleichspannung bereit. Diese wird von einem geeigne ten Schalttransistor oder einem anderen elektronischen Schalter 57 unter der Kontrolle einer Ansteuerschaltung 58 zerhackt.

Die von dem Transistor 57 abgegebene zerhackte Gleichspannung wird vorzugsweise nach dem Flusswandler prinzip in einen Betriebsstrom für die Leuchtmodule 3, 4, 5, 6 umgesetzt. Dazu dienen wenigstens eine Freilaufdiode DF, ein Transformator, der die Potentialtrennung und die gewünschte Spannungsuntersetzung bewirkt. Sekundärseitig ist an dem Transformator 58 eine Gleichrichterdiode DG angeschlossen. Die Steuereinrichtung 58 erfasst den durch den Transformator 58 fließenden Strom über einen Stromfühlertransformator 59 oder durch Spannungsabgriff über einen Shunt. Sie steuert den Schaltransistor 57 so, dass zwischen den Klemmen 14, 15 der gewünschte Betriebsstrom fließt, der durch den an dem Steuereingang 16 anliegenden Widerstandswert festgelegt ist.

Die Steuereinrichtung 58 kann außer dem Steuerein gang 16 einen Dimm-Eingang 61 aufweisen. An diesen können dann geeignete Einstellmittel angeschlossen werden. Bei spielsweise kann der Steuereingang 61 durch Binärcodes, Binärworte, Spannungen oder Ströme gesteuert werden, was je nach Bedarf vorgesehen werden kann.

In Fig. 10 ist eine alternative Ausführungsform des Betriebsgeräts 2 und der Leuchtmodule 3, 4 veranschau licht. Im Unterschied zur vorgeschriebenen Ausführungs form sind die Widerstände RC nicht wie bei der vor beschriebenen Ausführungsform zwischen die Bezugspotenzi alleitung 32 und die Signalleitung 33 geschaltet, sondern sie liegen in Reihe in der Signalleitung 33. Das Be triebsgerät 2 ist hier so beschaffen, dass der Betriebs strom proportional zu dem an dem Eingang 16 erfassten Widerstandswert wächst. Bei dieser Ausführungsform ist ein Abschlussmodul 64 erforderlich, der an den in der Kette letzten Ausgang 22 angeschlossen ist und die Sig nalleitung 33 mit der Bezugspotentialleitung 32 verbin det.

Eine weitere alternative Ausführungsform ist in Fig. 11 veranschaulicht. Bei dieser Ausführungsform wird die Verbindungsleitung 31, die als Betriebsspannungslei tung dient, zugleich als Signalleitung benutzt. Zwischen die Verbindungsleitung 31 und die Verbindungsleitung 32, die als Bezugspotentialleitung dient, ist in jedem Leuchtmodul 3, 4 ein hochohmiger Widerstand RC geschal tet, der als Kodierungseinrichtung dient. Sein Wider standswert ist so hoch, dass kein nennenswerter Strom durch ihn fließt, wenn die Betriebsspannung bzw. der Be triebsstrom in einer Polarität anliegen, bei der die Leuchtdioden DL in Durchlassrichtung gepolt sind. Wird die Betriebsspannung unter die Durchlassspannung der Rei henschaltung der Leuchtdioden abgesenkt oder umgepolt, was das Betriebsgerät 2 von Zeit zu Zeit vornimmt, um die gewünschte Kodierung zu erkennen, wird der zwischen den Klemmen 14, 15 zu messende Widerstand nur durch die Par allelschaltung der hochohmigen Widerstände RC bestimmt, die somit als Signal zur Einstellung des Stroms erkennbar ist. Die Abfrage der Widerstände RC kann sowohl in schneller Folge als auch lediglich gelegentlich erfolgen. Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere für Leuchtmodule mit Lichtquellen, deren Kennlinie einen Knick aufweist und die somit eine definierte Flussspan nung festlegen, unterhalb derer sie hochohmig sind. Au ßerdem ist diese Ausführungsform für Lichtquellen mit Ventileigenschaften (Diode) geeignet.

Sollen niederohmige Widerstände RC Anwendung finden, sind Entkopplungsdioden DE mit den Widerständen RC in Reihe geschaltet. Diese verhindern einen Stromfluss durch die Widerstände RC während des Betriebs der Leuchtdioden DL und lassen ein Abfragen der Codierungswiderstände nur durch Umpolung der Betriebsspannung zu.

Die Entkopplungsdioden DE sind entsprechend gepolt, d. h. die sind den Leuchtdioden DL genau entgegengesetzt.

Eine weitere praktische Ausführungsform der Leucht module 3, 4 ist in Fig. 12 veranschaulicht. Hier sind die Leuchtmodule 3, 4, sowie weitere Leuchtmodule auf einem flexiblen Leiterbahnenträger 66 angeordnet, der bspw. als Rolle 67 geliefert werden kann. Die einzelnen Leuchtmodule 3, 4 sind durch Sollbruchstellen 37 vonein ander getrennt. Hier können entsprechende Module abge schnitten werden.

Alternativ können Einzelmodule oder Doppelmodule 3, 4, wie in Fig. 4 veranschaulicht, ausgebildet und an ihren Eingängen und Ausgängen 21, 22 über flexible Ver bindungsmittel 68, bspw. flexible Leiterplatten mitein ander verbunden sein. In diesem Aufbau können die Leucht module 3, 4, 5, 6, sowie weitere Leuchtmodule porello artig gefaltet geliefert werden. Bedarfsweise kann dann eine Leuchtmodulkette der gewünschten Länge von dem Vor konfigurierten bald abgetrennt werden.

Zur Schaffung eines Beleuchtungssystems ist ein Be triebsgerät 2 vorgesehen, das einen Steuereingang 16 und einen Stromausgang 12 aufweist. An dem Steuereingang 16 und dem Stromausgang 12 sind Leuchtmodule 3, 4, 5, 6 an schließbar, die in Kette miteinander verbunden werden können. Jedes Leuchtmodul 3, 4, 5, 6, ist vorzugsweise mit einer Codierungseinrichtung RC versehen, die mit an deren Kodierungseinrichtung anderer Leuchtmodule in Reihe oder parallel schaltbar ist. Auf diese Weise wird an dem Steuereingang 16 ein einheitliches von den Kodierungsein richtungen RC der Leuchtmodule 3, 4, 5, 6 kumulativ be reitgestelltes Signal erzeugt, dass den Betriebsstrom einstellt, so dass das Betriebsgerät 2 unabhängig von der Anzahl der angeschlossenen Leuchtmodule 3, 4, 5, 6 je weils den richtigen Betriebsstrom erzeugt.

Claims

1. Beleuchtungseinrichtung
mit einer Versorgungseinrichtung (2), die zur Be reitstellung von elektrischer Versorgungsleistung einen Leistungsausgang (12) aufweist und die einen Signalein gang (16) aufweist,
mit wenigstens einem Leuchtmodul (3), der wenigstens eine Lichtquelle (DL) aufweist, und
mit einer Codiereinrichtung (34), die zur Steuerung der Versorgungseinrichtung (2) mit deren Signaleingang (16) verbunden ist.

2. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Codiereinrichtung (34) auf dem Leuchtmodul (3) angeordnet ist.

3. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Leuchtmodul (3, 4) mehrere Lichtquellen (DL) aufweist.

4. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen (DL) Leuchtdioden sind.

5. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einige Leuchtdioden (DL) miteinander gleichsinnig in Reihe geschaltet sind.

6. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Leuchtmodul (3, 4) einen Ein gang (21) und einen Ausgang (22) aufweist, wobei zu dem Eingang (21) ein Eingangs-Betriebsspannungsanschluss (23) und ein Eingangs-Bezugspotenzialanschluss (24) und zu dem Ausgang (22) ein Ausgangs-Betriebsspannungs anschluss (26) und ein Ausgangs-Bezugspotenzialanschluss (27) gehören.

7. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zu dem Eingang (21) zusätzlich ein Eingangs-Signalanschluss (25) und zu dem Ausgang (22) zusätzlich ein Ausgangs-Signalanschluss (27) gehören.

8. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingangs-Betriebsspannungsan schluss (23) mit dem Ausgangs-Betriebsspannungsanschluss (26), der Eingangs-Bezugspotenzialanschluss (24) mit dem Ausgangs-Bezugspotentialanschluss (27) und der Eingangs- Signalanschluss (24) mit dem Ausgangs-Signalanschluss (27) verbunden ist.

9. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Leuchtmodule (3, 4) auf ei nem gemeinsamen Träger (36, 66) angeordnet sind, der Trennstellen (37) zur bedarfsweisen Vereinzelung der Leuchtmodule (3, 4) aufweist.

10. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang (21) und der Ausgang (22) der Leuchtmodule (3, 4) jeweils an einander gegenüberliegenden Seiten derselben angeordnet sind.

11. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmodul (3) auf einem Träger (36) angeordnet ist, der durch eine Leiterplatte gebildet ist.

12. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 11, da durch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte eine wenigs tens abschnittsweise flexibel ausgebildete Leiterplatte (66) ist.

13. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (36) mit weiteren Leiterplatten (36) über flexible Zwischenstücke (68) ver bunden und leporelloartig faltbar ist.

14. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 10, da durch gekennzeichnet, dass die einander gegenüberliegen den Anschlüsse (23-28) des Ausgangs (22) und des Ein gangs (21) übereinstimmend angeordnet sind.

15. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass zu der Beleuchtungseinrichtung (1) Verbindungsmittel (38) zur Verbindung von Leuchtmodu len (3, 4) miteinander gehören.

16. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 15, da durch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel (38) Steckverbindungsmittel sind.

17. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Codiereinrichtung (34) in oder an dem Steckverbindungsmittel (38) angeordnet ist.

18. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Codiereinrichtung (34) jeweils wenigstens einen Widerstandswert aufweist, der für den Strombedarf des Leuchtmoduls (3, 4) kennzeichnend ist.

19. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 6 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandswert von ei nem Widerstandsbauelement (RC) oder einem Widerstands netzwerk (R1, PTC) festgelegt ist, das sowohl mit dem Eingangs-Signalanschluss (25) als auch mit dem Ausgangs- Signalanschluss (28) verbunden ist.

20. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 19, da durch gekennzeichnet, dass das Widerstandsbauelement (RC) oder das Widerstandsnetzwerk (R1, PTC) zwischen eine Signal-Verbindungsleitung (33), die den Eingangs-Signal anschluss (25) mit dem Ausgangs-Signalanschluss (28) ver bindet, und eine Bezugspotenzial-Verbindungsleitung (32) geschaltet ist, die den Eingangs-Bezugspotenzialanschluss (24) und den Ausgangs-Bezugspotenzialanschluss (27) mit einander verbindet.

21. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 19, da durch gekennzeichnet, dass das Widerstandsbauelement (RC) oder das Widerstandsnetzwerk (R1, PTC) den Eingangs-Sig nalanschluss (24) und den Ausgangs-Signalanschluss (27) miteinander verbindet.

22. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungseinrichtung (2) als Stromquelle ausgebildet ist und an ihrem Leistungsausgang (12) einen Strom abgibt, dessen Größe von einem Signal abhängt, das von den Codiereinrichtungen (34) der Leucht module (3, 4) erzeugt ist.

23. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das der Signaleingang (16) mit einer Abfrageeinrichtung (58) verbunden ist, die Teil der Ver sorgungseinrichtung (2) ist, wobei die Abfrageeinrichtung (58) eine permanente Abfrage der Codiereinrichtungen (34) vornimmt.

24. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (DL) derart beschal tet oder ausgebildet ist, dass Betriebsstrom in lediglich einer Richtung durch die Lichtquelle (DL) fließt, während die andere Stromrichtung der Abfrage der Codiereinrich tung (34) dient.