EP4297532B1 - Leuchtband - Google Patents

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EP4297532B1
EP4297532B1 EP23179402.5A EP23179402A EP4297532B1 EP 4297532 B1 EP4297532 B1 EP 4297532B1 EP 23179402 A EP23179402 A EP 23179402A EP 4297532 B1 EP4297532 B1 EP 4297532B1
Authority
EP
European Patent Office
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led
input
voltage
line
switching transistor
Prior art date
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Active
Application number
EP23179402.5A
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English (en)
French (fr)
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EP4297532A1 (de
EP4297532C0 (de
Inventor
Michael Sallaberger
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Sanube GmbH
Original Assignee
Sanube GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Sanube GmbH filed Critical Sanube GmbH
Publication of EP4297532A1 publication Critical patent/EP4297532A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4297532C0 publication Critical patent/EP4297532C0/de
Publication of EP4297532B1 publication Critical patent/EP4297532B1/de
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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05B45/40—Details of LED load circuits
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    • H05B45/48—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix having LEDs organised in strings and incorporating parallel shunting devices
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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/20—Responsive to malfunctions or to light source life; for protection
    • H05B47/21—Responsive to malfunctions or to light source life; for protection of two or more light sources connected in parallel

Definitions

  • the invention relates to a lighting strip with LEDs (Light Emitting Diodes) or LED groups arranged along the longitudinal extent of the lighting strip, and a supply voltage line for operating the LEDs or LED groups with a supply voltage, wherein for each LED or LED group, a circuit element connected to the supply voltage line is provided for comparing a voltage applied to a first input and a voltage applied to a second input of the circuit element, and the circuit element is designed to apply the supply voltage to the LED or LED group assigned to it in each case as a function of the difference between the voltages applied to the first input and the second input of the respective circuit element, wherein the respective first input of the circuit elements is connected to a reference line which can be supplied with a direct voltage and which is designed as a voltage divider for supplying the respective first input of the circuit elements with different reference voltages, and the respective second input of the circuit elements is connected to a switch-on line which can be supplied with a continuously increasing switch-on voltage, and a end of the reference line is connected to ground and cutting areas for
  • a generic light strip was installed in the DE 21 41 361 A1 Further light strips were described in the WO 2013/107729 A1 , WO 2016/085124 A1 , DE 24 42 876 A1 , EP 3 715 702 A1 and the US 10 487 995 B2 LED strip lights are used to illuminate vehicle components or interiors, especially the interior lighting of the cargo area of commercial vehicles. It is known that, for a visually appealing effect, the LEDs or LED groups are not all switched on simultaneously, but are switched on one after the other, starting with a switch-on time. starting at a first end of the light strip until the last LED or LED group at a second end of the light strip is switched on within a specified duty cycle.
  • Processor-controlled switching on of a light strip is known for this purpose, with microprocessors assigned to each individual LED or group of LEDs that control the respective switching-on time.
  • microprocessors assigned to each individual LED or group of LEDs that control the respective switching-on time.
  • Such designs require considerable programming effort and complex structural implementation.
  • light strips of different lengths require customized designs, which increases manufacturing costs.
  • the aim of the invention is therefore to create light strips and methods for switching on LEDs or LED groups of such light strips, in which the switch-on time, i.e. the period from the switch-on time and the illumination of the first LED or LED group of a light strip to the illumination of the last LED or LED group of the light strip, is independent of the length of the light strip.
  • the switch-on time i.e. the period from the switch-on time and the illumination of the first LED or LED group of a light strip to the illumination of the last LED or LED group of the light strip.
  • Claim 1 relates to a light strip with LEDs (Light Emitting Diodes) or LED groups, which are arranged along the longitudinal extent of the light strip, and a supply voltage line for operating the LEDs or LED groups with a supply voltage, wherein for each LED or LED group a circuit element connected to the supply voltage line is provided for comparing a voltage applied to a first input and a voltage applied to a second input of the circuit element, and the circuit element is designed to switch the LED or LED group assigned to it in each case on or off depending on the The difference between the voltages applied to the first input and the second input of the respective circuit element is to be applied with the supply voltage, wherein the respective first input of the circuit elements is connected to a reference line which can be applied with a direct voltage and which is designed as a voltage divider for applying different reference voltages to the respective first input of the circuit elements, and the respective second input of the circuit elements is connected to a switch-on line which can be applied with a continuously increasing switch-
  • LEDs Light Emitting Diodes
  • the ground circuit comprises a first switching transistor and a second switching transistor, wherein the first switching transistor is connected with its drain terminal to the reference line of the LED or LED group remaining closest to the cutting area and is connected with its source terminal to ground, and the gate terminal of the first switching transistor is connected on the one hand to the supply voltage line of the LED or LED group remaining closest to the cutting area and on the other hand to the drain terminal of the second switching transistor, wherein the gate terminal of the second switching transistor is connected via the input line crossing the cutting area to the supply voltage line of the LED or LED group to be separated closest to the cutting area and the source terminal of the second switching transistor is connected to ground.
  • the LEDs or LED groups are thus switched on using a dedicated switch-on line and a reference line, with the switch-on line being subjected to a voltage that continuously increases during the switch-on period, and the reference line being designed as a voltage divider.
  • the voltage divider design ensures the length-dependence of the switch-on effect, since the voltage drop across each resistance element of the voltage divider, for example an ohmic resistor, is smaller the more resistance elements are provided, i.e. the longer the light strip is.
  • the successive sequence of the reference voltage assigned to each LED or group of LEDs therefore depends on the length of the light strip.
  • the switch-on voltage exceeds a reference voltage
  • the reference voltage of the LED or group of LEDs closest to ground is reached first, since this is where the lowest voltage of the voltage divider is applied.
  • This LED or group of LEDs is therefore switched on first and thus defines the starting point of the light strip.
  • the turn-on voltage successively reaches the voltage values rising in the voltage divider, i.e., the reference voltage of successive LEDs or LED groups, and the corresponding LEDs or LED groups are switched on, until the LED or LED group closest to the DC voltage source of the reference line is switched on last.
  • the circuit element is preferably designed as a comparator, the inverting first input of which is connected to the reference line and the non-inverting second input of which is connected to the switch-on line, the comparator being designed to ground the LED or LED group assigned to it in each case if the voltage applied to the second input falls below the voltage applied to the first input, and to apply the supply voltage to the LED or LED group assigned to it in each case if the voltage applied to the second input exceeds the voltage applied to the first input.
  • the design of the reference line as a voltage divider ensures a length dependence of the switch-on effect, since the voltage drop at each resistance element of the voltage divider is smaller, the more Resistor elements are provided, i.e., the longer the light strip, the longer the reference voltage.
  • the successive sequence of the reference voltage assigned to each LED or group of LEDs thus depends on the length of the light strip, with one end of the reference line connected to a DC voltage source and the other end connected to ground. If the light strip needs to be trimmed during use by cutting it off at the end facing away from the DC voltage source, the user must ensure that the reference line is reconnected to ground.
  • cutting areas for severing the light strip are provided between two resistance elements of the reference line designed as a voltage divider, whereby each LED or LED group is assigned a ground circuit which is designed to connect the reference line between a cutting area and the remaining LED or LED group closest to the cutting area to ground as soon as an input line connected to the supply voltage line of the LED or LED group closest to the cutting area and crossing the cutting area is severed.
  • the predetermined cutting areas ensure that the reference line is connected to ground after cutting by severing an input line for the ground circuit which crosses the cutting area.
  • the input line connects the ground circuit assigned to an LED or LED group on this side of a cutting area to the supply voltage line of the following LED or LED group located beyond the cutting area.
  • the inventive embodiment for the ground circuit consists in that the ground circuit comprises a first switching transistor and a second switching transistor, wherein the first switching transistor is connected with its drain terminal to the reference line of the remaining LED or LED group closest to the cutting area and is connected with its source terminal to ground, and the gate terminal of the first switching transistor is connected on the one hand to the supply voltage line of the remaining LED or LED group closest to the cutting area and on the other hand to the drain terminal of the second switching transistor, wherein the gate terminal of the second switching transistor via the input line crossing the cutting area, it is connected to the supply voltage line of the LED or LED group closest to the cutting area to be cut off, and the source terminal of the second switching transistor is connected to ground.
  • the cutting area has not been cut through, a voltage is present at the gate terminal of the second switching transistor, which is provided by the supply voltage line of the LED or LED group located beyond the cutting area.
  • the second switching transistor thus becomes conductive and connects the gate terminal of the first switching transistor to ground.
  • the first switching transistor is therefore blocking, so that the ground circuit for the reference line of the LED or LED group located on this side of the cutting area is inactive.
  • the second switching transistor thus becomes blocking, so that the gate terminal of the first switching transistor is no longer pulled to ground. Instead, a voltage is now present at the gate terminal of the first switching transistor, which is provided by the supply voltage line of the LED or LED group located on this side of the cutting area.
  • the first switching transistor is therefore conductive, so that the reference line of the LED or LED group located on this side of the cutting area is pulled to ground. The ground circuit for the reference line of the LED or LED group located on this side of the cutting area is thus active.
  • the supply voltage of the LED or LED group on this side of the intersection activates the first switching transistor
  • the supply voltage of the LED or LED group on the other side of the intersection activates the second switching transistor.
  • the second switching transistor When the second switching transistor is conductive, it blocks the first switching transistor, and when the second switching transistor is in the off state, the first switching transistor is closed.
  • the first switching transistor and the second switching transistor are each embodied as normally-off N-channel FETs in order to make the ground circuit more power-efficient.
  • the ground circuit have a solder bridge which, when the solder bridge is conductive, connects the gate terminal of the second switching transistor to the supply voltage line of the remaining LED or LED group closest to the cutting area.
  • the light strip can thus be severed in one of the cutting areas and the severed light strip section can be continued at another location with electrical contact to the remaining light strip section, whereby the solder bridge must be filled with solder, which subsequently deactivates the ground circuit.
  • the LEDs or LED groups can be switched on individually one after the other, starting from a first end of the lighting strip, and remain switched on until the last LED or LED group at a second end of the lighting strip is switched on within a predetermined switch-on time.
  • the LEDs or LED groups are switched on using a switch-on voltage provided by a switch-on line and which continuously increases during the switch-on time. This voltage is compared with a reference voltage which increases successively for successive LEDs or LED groups depending on the length of the lighting strip.
  • An LED or LED group is supplied with the supply voltage using a circuit element connected to the supply voltage line as soon as the switch-on voltage exceeds the reference voltage assigned to the respective LED or LED group.
  • the reference voltage assigned to an LED or LED group is preferably provided by a reference line designed as a voltage divider and supplied with a DC voltage.
  • the LEDs or LED groups can be switched off individually one after the other, starting at a switch-off time, from a first end of the lighting strip and remain switched off until the last LED or LED group at a second end of the lighting strip is switched off within a predetermined switch-off time.
  • the LEDs or LED groups are switched off using a switch-on voltage provided by a switch-on line and continuously decreasing during the switch-off time, which is compared with a reference voltage which successively increases for successive LEDs or LED groups depending on the length of the lighting strip, whereby an LED or LED group is disconnected from the supply voltage using a circuit element connected to the supply voltage line as soon as the switch-on voltage falls below the reference voltage assigned to the respective LED or LED group.
  • the LEDs L ji or the LED groups G j are arranged along a longitudinal extension L of the light strip, which in the Fig.
  • the light strip can be designed as an arrangement of individual LEDs L ji arranged one after the other along the longitudinal extent L, or as a matrix-like arrangement of LEDs L ji arranged one after the other in groups along the longitudinal extent L, which results in a more planar light strip.
  • the longitudinal extension L is defined by the course of a parallel-connected reference line R and a switch-on line E.
  • the reference line R is connected at one end to a DC voltage source and at the other end to ground GND. The DC voltage applied to the reference line R drops successively across the resistance elements W j depending on the number of resistance elements W j .
  • the reference line R is thus designed as a voltage divider. executed.
  • the switch-on line E is connected at one end to a voltage source, which supplies the switch-on line E with a switch-on voltage that continuously increases during the switch-on period.
  • the continuously increasing switch-on voltage is preferably a switch-on voltage that increases linearly from 0 at the switch-on time to a maximum value at the end of the switch-on period. This maximum value lies above the DC voltage applied to the reference line R.
  • the circuit element S j is designed as a comparator whose inverting, first input 1 is connected to the reference line R and whose non-inverting, second input 2 is connected to the switch-on line E.
  • the comparator is designed in such a way that it connects the LED group G j assigned to it to ground GND as long as the voltage of the switch-on line E applied to the second input 2 is below the voltage of the reference line R applied to the first input 1.
  • the LED group G j assigned to the respective circuit element S j is supplied with the supply voltage via the supply voltage line VCC and is thus switched on.
  • the reference line R is designed as a voltage divider, so that the DC voltage applied to the reference line R successively drops across the resistance elements W j depending on the number of resistance elements W j . Different voltages are therefore applied to the first inputs 1 of the resistance elements W j . These voltage values define the reference voltages assigned to each LED group G j . With regard to the Fig. 1 is therefore located at the first input 1 of the circuit element S 1 the highest reference voltage, and at the first input 1 of the circuit element S M the lowest reference voltage.
  • a switch-on voltage that increases linearly from the value 0 at the switch-on time to a maximum value that is above the DC voltage value of the reference line R first reaches the lowest reference voltage assigned to the first input 1 of the circuit element S M , so that the LED group G M is switched on first.
  • the switch-on voltage of the switch-on line E reaches the successively increasing reference voltages of the subsequent circuit elements S j until the highest reference voltage assigned to the first input 1 of the circuit element S 1 is reached and exceeded, whereby the last LED group G 1 is switched on.
  • the design of the reference line R as a voltage divider ensures that the switch-on effect is length-dependent, since the voltage drop at each resistance element W j of the voltage divider is smaller the more resistance elements W j are provided, i.e. the longer the light strip is.
  • the successive sequence of the reference voltage assigned to each LED group G j is therefore dependent on the length of the light strip, with one end of the reference line R being connected to a DC voltage source and the other end of the reference line R being connected to ground GND. If the light strip has to be cut during use by cutting it off at the end facing away from the DC voltage source, the user would have to ensure that the reference line R is connected back to ground GND. To save the user this process and to ensure that the reference line R is always connected to ground GND even if the light strip is cut without further action on the part of the user, the design according to Fig. 2 suggested.
  • cutting areas B j are provided, which are marked accordingly on the light strip to make them easier for the user to find.
  • the cutting areas B j are each located between the resistance element W j of an LED group G j and the electrical contact of the switching element S j+1 of the following LED group G 4+1 .
  • the LED group G j is also referred to as the this-side LED group G j or the remaining LED group G j
  • the following LED group G j+1 is referred to as the other-side or the separated LED group G j+1 .
  • the ground circuit M j has the task of connecting the reference line R between the intersection B j and the resistance element W j of the LED group G j to ground GND as soon as an input line EL j of the ground circuit M j , which is connected to the supply voltage line VCC of the subsequent LED group G j+1 and crosses the intersection B j , is severed.
  • the input line EL j connects the ground circuit M j assigned to an LED group G j on this side of the intersection B j on a light strip section on this side to the supply voltage line VCC of the LED group G j+1 located beyond the intersection B j on a light strip section on the other side.
  • a possible design for the ground circuit M j is shown in the Fig. 2 shown and consists in the fact that the ground circuit M j comprises a first switching transistor T1 and a second switching transistor T2, each designed as a normally-off N-channel FET.
  • the first switching transistor T1 is connected with its drain terminal via a first resistor R1 to the reference line R of the LED group G j and has its source terminal connected to ground GND.
  • the gate terminal of the The first switching transistor T1 is connected, on the one hand, via a second resistor R2 to the supply voltage line VCC of the LED group G j located on this side of the cutting area B j and, on the other hand, to the drain terminal of the second switching transistor T2.
  • the gate terminal of the second switching transistor T2 is in turn connected, via the input line EL j crossing the cutting area B j , to the supply voltage line VCC of the LED group G j +1 following the cutting area B j, and the source terminal of the second switching transistor T2 is connected to ground GND.
  • the gate terminal of the second switching transistor T2 is further connected, via a third resistor R3, to ground GND applied to its source terminal.
  • the third resistor R3 is designed as a pull-down resistor and, when the input line EL j is severed, reliably pulls the gate terminal of the second switching transistor T2 to ground GND in order to reliably block the second switching transistor T2.
  • the cutting area B j has not been severed, a voltage is present at the gate terminal of the second switching transistor T2, which is provided by the supply voltage line VCC of the LED group G j+1 located beyond the cutting area B j .
  • the second switching transistor T2 thus becomes conductive and connects the gate terminal of the first switching transistor T1 to ground GND, which is connected to the source terminal of the second switching transistor T2.
  • the first switching transistor T1 is thus blocking, so that the ground circuit M j for the reference line R of the LED group G j located on this side of the cutting area B j is inactive.
  • the cutting area B j has been severed, there is no longer any voltage at the gate terminal of the second switching transistor T2, and the gate terminal of the second switching transistor T2 is pulled by the third resistor R3 to ground GND, which is connected to the source terminal of the second switching transistor T2.
  • the second switching transistor T2 thus becomes blocking, so that the gate terminal of the first switching transistor T1 is no longer connected to ground GND. Instead, a voltage is now present at the gate terminal of the first switching transistor T1, which is The supply voltage line VCC of the LED group G j located on this side of the intersection area B j is provided.
  • the first switching transistor T1 is thus conductive, so that the reference line R of the LED group G j located on this side of the intersection area B j is connected to the ground GND of the source terminal of the first switching transistor T1.
  • the ground circuit M j for the reference line R of the LED group G j located on this side of the intersection area B j is thus active and connects the reference line R to the ground GND of the source terminal of the first switching transistor T1.
  • the light strip must be interrupted, for example to take obstacles in the installation path into account.
  • the light strip is severed in a cutting area B j and the severed light strip section is continued at another point.
  • the two severed light strip sections are of course electrically contacted in order to transmit the electrical signal from the remaining light strip to the severed light strip, but the reference line R at the now free end of the remaining light strip section must not be set to ground GND in order to maintain a desired switch-on behavior in the transition between the two light strip sections.
  • the ground circuit M j have a solder bridge LB j which, when the solder bridge LB j is conductive, connects the gate terminal of the second switching transistor T2 to the supply voltage line VCC of the remaining LED group G j .
  • the light strip can be severed in the cutting area B j and the severed light strip section can be continued at another location with electrical contact to the remaining light strip section, whereby the solder bridge LB j is to be filled with solder, which subsequently inactivates the ground circuit M j .
  • the inventive design ensures that, with a longer light strip, the LED groups G j are switched on more quickly one after the other than with a light strip of comparatively shorter length.
  • the duty cycle i.e. the time between the switch-on time and the lighting up
  • the time interval between the switching on of the last LED group, G j can be freely selected using the selected switch-on voltage curve.
  • light strips are implemented in which the time interval from the switching-on time and the lighting of the first LED group to the lighting of the last LED group is independent of the length of the light strip.
  • the LED groups G j are switched off one after the other, starting at a switch-off time, from a first end of the light strip until the last LED group G j at a second end of the light strip is switched off within a predetermined switch-off time.
  • the LED groups G j are switched off using a switch-on voltage provided by the switch-on line E and continuously decreasing during the switch-off time, which is compared with the reference voltage which successively increases for successive LED groups G j depending on the length of the light strip, whereby an LED group G j is disconnected from the supply voltage line VCC using the switching element S j as soon as the switch-on voltage falls below the reference voltage assigned to the respective LED group G j .
  • the relevant LED group G j is disconnected from the supply voltage line VCC and thus switched off.
  • the reference voltage of the LED group G 1 that is closest to the voltage source of the switch-on line E is initially undershot, as this is where the highest voltage of the voltage divider is present.
  • This LED group G j is therefore switched off first.
  • the switch-on voltage falls below the voltage values descending in the voltage divider, i.e. the reference voltages of successive LED groups G j , and the relevant LED groups G j are switched off, until finally the LED group GM that is closest to the Ground GND of the reference line R.

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  • Led Devices (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Leuchtband mit LEDs (Light Emitting Diodes) oder LED-Gruppen, die entlang der Längserstreckung des Leuchtbandes angeordnet sind, und einer Versorgungsspannungsleitung für den Betrieb der LEDS oder LED-Gruppen mit einer Versorgungsspannung, wobei für jede LED oder LED-Gruppe jeweils ein mit der Versorgungsspannungsleitung verbundenes Schaltungselement für den Vergleich einer an einem ersten Eingang und einer an einem zweiten Eingang des Schaltungselements anliegenden Spannung vorgesehen ist, und das Schaltungselement ausgelegt ist die ihr jeweils zugeordnete LED oder LED-Gruppe in Abhängigkeit von der Differenz der am ersten Eingang und am zweiten Eingang des jeweiligen Schaltungselements anliegenden Spannungen mit der Versorgungsspannung zu beaufschlagen, wobei der jeweils erste Eingang der Schaltungselemente mit einer von einer Gleichspannung beaufschlagbaren Referenzleitung verbunden ist, die als Spannungsteiler zur Beaufschlagung des jeweils ersten Einganges der Schaltungselemente mit jeweils unterschiedlichen Referenzspannungen ausgeführt ist, und der jeweils zweite Eingang der Schaltungselemente mit einer von einer kontinuierlich ansteigenden Einschaltspannung beaufschlagbaren Einschaltleitung verbunden ist, und ein Ende der Referenzleitung auf Masse liegt und zwischen zwei Widerstandselementen der als Spannungsteiler ausgeführten Referenzleitung Schnittbereiche zum Durchtrennen des Leuchtbandes vorgesehen sind, wobei jeder LED oder LED-Gruppe eine Masseschaltung zugeordnet ist, die ausgelegt ist die Referenzleitung zwischen einem Schnittbereich und der dem Schnittbereich nächstliegend verbleibenden LED oder LED-Gruppe mit Masse zu verbinden, sobald eine mit der Versorgungsspannungsleitung der dem Schnittbereich nächstliegend abzutrennenden LED oder LED-Gruppe verbundene und den Schnittbereich querende Eingangsleitung durchtrennt ist, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Ein gattungsgemäßes Leuchtband wurde in der DE 21 41 361 A1 beschrieben. Weitere Leuchtbänder wurden in der WO 2013/107729 A1 , WO 2016/085124 A1 , DE 24 42 876 A1 , EP 3 715 702 A1 und der US 10 487 995 B2 beschrieben. LED-Leuchtbänder dienen der Beleuchtung von Fahrzeugkomponenten oder von Innenräumen, insbesondere auch der Innenraumbeleuchtung des Laderaumes von Nutzfahrzeugen. Dabei ist es bekannt, dass für einen optisch ansprechenden Effekt die LEDs oder LED-Gruppen beginnend mit einem Einschaltzeitpunkt nicht alle gleichzeitig eingeschaltet werden, sondern einzeln nacheinander von einem ersten Ende des Leuchtbandes beginnend, bis innerhalb einer vorgegebenen Einschaltdauer die letzte LED oder LED-Gruppe an einem zweiten Ende des Leuchtbandes eingeschaltet ist.
  • Da zur Beleuchtung oftmals zwei Leuchtbänder unterschiedlicher Längen verwendet werden, die von unterschiedlichen Anfangspunkten ausgehend einem gemeinsamen Endpunkt zulaufen, ist es für eine optimale Wirkung des optischen Einschalteffekts vorteilhaft, wenn die LEDs des jeweiligen Endes des jeweiligen Leuchtbandes zur gleichen Zeit eingeschaltet werden. Bei unterschiedlich langen Leuchtbändern müssen daher die LEDs oder LED-Gruppen des längeren Leuchtbandes rascher eingeschaltet werden als jene des kürzeren Leuchtbandes.
  • Hierfür ist ein prozessorgesteuertes Einschalten eines Leuchtbandes bekannt, wobei den einzelnen LEDs oder LED-Gruppen jeweils Mikroprozessoren zugeordnet sind, die den jeweiligen Einschaltzeitpunkt steuern. Solche Ausführungen erfordern jedoch erheblichen Programmierungsaufwand sowie aufwändige bauliche Umsetzungen. Zudem erfordern Leuchtbänder unterschiedlicher Längen jeweils angepasste Ausführungen, was die Herstellungskosten erhöht.
  • Es ist daher das Ziel der Erfindung Leuchtbänder sowie Verfahren zum Einschalten von LEDs oder LED-Gruppen solcher Leuchtbänder zu verwirklichen, bei denen die Einschaltdauer, also die Zeitspanne von einem Einschaltzeitpunkt und dem Aufleuchten der ersten LED oder LED-Gruppe eines Leuchtbandes bis zum Aufleuchten der letzten LED oder LED-Gruppe des Leuchtbandes unabhängig von der Länge des Leuchtbandes ist. Bei einem längeren Leuchtband müssen die LEDs oder LED-Gruppen daher rascher nacheinander eingeschaltet werden als bei einem Leuchtband mit vergleichsweise kürzerer Länge.
  • Dieses Ziel wird durch ein Leuchtband gemäß dem Anspruch 1 erreicht. Anspruch 1 bezieht sich auf ein Leuchtband mit LEDs (Light Emitting Diodes) oder LED-Gruppen, die entlang der Längserstreckung des Leuchtbandes angeordnet sind, und einer Versorgungsspannungsleitung für den Betrieb der LEDS oder LED-Gruppen mit einer Versorgungsspannung, wobei für jede LED oder LED-Gruppe jeweils ein mit der Versorgungsspannungsleitung verbundenes Schaltungselement für den Vergleich einer an einem ersten Eingang und einer an einem zweiten Eingang des Schaltungselements anliegenden Spannung vorgesehen ist, und das Schaltungselement ausgelegt ist die ihr jeweils zugeordnete LED oder LED-Gruppe in Abhängigkeit von der Differenz der am ersten Eingang und am zweiten Eingang des jeweiligen Schaltungselements anliegenden Spannungen mit der Versorgungsspannung zu beaufschlagen, wobei der jeweils erste Eingang der Schaltungselemente mit einer von einer Gleichspannung beaufschlagbaren Referenzleitung verbunden ist, die als Spannungsteiler zur Beaufschlagung des jeweils ersten Einganges der Schaltungselemente mit jeweils unterschiedlichen Referenzspannungen ausgeführt ist, und der jeweils zweite Eingang der Schaltungselemente mit einer von einer kontinuierlich ansteigenden Einschaltspannung beaufschlagbaren Einschaltleitung verbunden ist, und ein Ende der Referenzleitung auf Masse liegt und zwischen zwei Widerstandselementen der als Spannungsteiler ausgeführten Referenzleitung Schnittbereiche zum Durchtrennen des Leuchtbandes vorgesehen sind, wobei jeder LED oder LED-Gruppe eine Masseschaltung zugeordnet ist, die ausgelegt ist die Referenzleitung zwischen einem Schnittbereich und der dem Schnittbereich nächstliegend verbleibenden LED oder LED-Gruppe mit Masse zu verbinden, sobald eine mit der Versorgungsspannungsleitung der dem Schnittbereich nächstliegend abzutrennenden LED oder LED-Gruppe verbundene und den Schnittbereich querende Eingangsleitung durchtrennt ist. Erfindungsgemäß wird hierbei vorgeschlagen, dass die Masseschaltung einen ersten Schalttransistor und einen zweiten Schalttransistor umfasst, wobei der erste Schalttransistor mit seinem Drain-Anschluss mit der Referenzleitung der dem Schnittbereich nächstliegend verbleibenden LED oder LED-Gruppe verbunden ist und mit seinem Source-Anschluss mit Masse verbunden ist, und der Gate-Anschluss des ersten Schalttransistors einerseits mit der Versorgungsspannungsleitung der dem Schnittbereich nächstliegend verbleibenden LED oder LED-Gruppe verbunden ist und andererseits mit dem Drain-Anschluss des zweiten Schalttransistors verbunden ist, wobei der Gate-Anschluss des zweiten Schalttransistors über die den Schnittbereich querende Eingangsleitung mit der Versorgungsspannungsleitung der dem Schnittbereich nächstliegend abzutrennenden LED oder LED-Gruppe verbunden ist und der Source-Anschluss des zweiten Schalttransistors mit Masse verbunden ist.
  • Das Einschalten der LEDs oder LED-Gruppen erfolgt somit mithilfe einer eigenen Einschaltleitung und einer Referenzleitung, wobei die Einschaltleitung mit einer während der Einschaltdauer kontinuierlich ansteigenden Spannung beaufschlagt wird, und die Referenzleitung als Spannungsteiler ausgeführt ist. Die Ausführung als Spannungsteiler stellt die Längenabhängigkeit des Einschalteffekts sicher, da der Spannungsabfall bei jedem Widerstandselement des Spannungsteilers, beispielsweise ein ohmscher Widerstand, umso kleiner ist, je mehr Widerstandselemente vorgesehen sind, also je länger das Leuchtband ist. Die sukzessive Abfolge der jeder LED oder LED-Gruppe zugeordneten Referenzspannung ist somit abhängig von der Länge des Leuchtbandes. Diese Referenzspannungen werden vom Schaltungselement mit der von der Einschaltleitung bereitgestellten und kontinuierlich ansteigenden Einschaltspannung verglichen. Sobald die Einschaltspannung eine Referenzspannung übersteigt, wird die betreffende LED oder LED-Gruppe mit der Versorgungsspannung beaufschlagt und somit eingeschaltet. Beginnend mit dem Einschaltzeitpunkt wird zunächst die Referenzspannung jener LED oder LED-Gruppe erreicht, die sich am nächsten zur Masse befindet, da hier die kleinste Spannung des Spannungsteilers anliegt. Diese LED oder LED-Gruppe wird somit als erste eingeschaltet und definiert somit den Anfangspunkt des Leuchtbandes. Nacheinander werden von der Einschaltspannung die im Spannungsteiler aufsteigenden Spannungswerte, also die Referenzspannung aufeinanderfolgender LEDs oder LED-Gruppen, erreicht und die betreffenden LEDs oder LED-Gruppen eingeschaltet, bis zuletzt jene LED oder LED-Gruppe eingeschaltet wird, die sich am nächsten zur Gleichspannungsquelle der Referenzleitung befindet. Auf diese Weise wird eine analoge Lösung verwirklicht, die einfach und somit kostengünstig umgesetzt werden kann.
  • Das Schaltungselement ist vorzugsweise als Komparator ausgeführt, dessen invertierender, erster Eingang mit der Referenzleitung und dessen nicht-invertierender, zweiter Eingang mit der Einschaltleitung verbunden ist, wobei der Komparator ausgelegt ist die ihm jeweils zugeordnete LED oder LED-Gruppe auf Masse zu legen, falls die am zweiten Eingang anliegende Spannung jene am ersten Eingang anliegende Spannung unterschreitet, und die ihm jeweils zugeordnete LED oder LED-Gruppe mit der Versorgungsspannung zu beaufschlagen, falls die am zweiten Eingang anliegende Spannung jene am ersten Eingang anliegende Spannung überschreitet.
  • Wie bereits ausgeführt wurde, stellt die Ausführung der Referenzleitung als Spannungsteiler eine Längenabhängigkeit des Einschalteffekts sicher, da der Spannungsabfall bei jedem Widerstandselement des Spannungsteilers umso kleiner ist, je mehr Widerstandselemente vorgesehen sind, also je länger das Leuchtband ist. Die sukzessive Abfolge der jeder LED oder LED-Gruppe zugeordneten Referenzspannung ist somit abhängig von der Länge des Leuchtbandes, wobei ein Ende der Referenzleitung mit einer Gleichspannungsquelle verbunden ist und das andere Ende der Referenzleitung auf Masse liegt. Falls das Leuchtband im Zuge seiner Anwendung zugeschnitten werden muss, indem es an seinem der Gleichspannungsquelle abgewandten Ende abgeschnitten wird, müsste seitens des Anwenders sicher gestellt werden, dass die Referenzleitung wieder auf Masse gelegt wird. Um dem Anwender diesen Vorgang zu ersparen und sicherzustellen, dass die Referenzleitung auch bei einem Zuschnitt des Leuchtbandes stets auf Masse liegt ist ferner vorgesehen, dass zwischen zwei Widerstandselementen der als Spannungsteiler ausgeführten Referenzleitung Schnittbereiche zum Durchtrennen des Leuchtbandes vorgesehen sind, wobei jeder LED oder LED-Gruppe eine Masseschaltung zugeordnet ist, die ausgelegt ist die Referenzleitung zwischen einem Schnittbereich und der dem Schnittbereich nächstliegend verbleibenden LED oder LED-Gruppe mit Masse zu verbinden, sobald eine mit der Versorgungsspannungsleitung der dem Schnittbereich nächstliegend abzutrennenden LED oder LED-Gruppe verbundene und den Schnittbereich querende Eingangsleitung durchtrennt ist. Die vorgegebenen Schnittbereiche stellen sicher, dass die Referenzleitung nach dem Zuschnitt auf Masse gelegt wird, indem eine den Schnittbereich querende Eingangsleitung für die Masseschaltung durchtrennt wird. Die Eingangsleitung verbindet die einer LED oder LED-Gruppe zugeordnete Masseschaltung diesseits eines Schnittbereiches mit der Versorgungsspannungsleitung der darauffolgenden, jenseits des Schnittbereiches liegenden LED oder LED-Gruppe.
  • Die erfindungsgemäße Ausführung für die Masseschaltung besteht hierfür darin, dass die Masseschaltung einen ersten Schalttransistor und einen zweiten Schalttransistor umfasst, wobei der erste Schalttransistor mit seinem Drain-Anschluss mit der Referenzleitung der dem Schnittbereich nächstliegend verbleibenden LED oder LED-Gruppe verbunden ist und mit seinem Source-Anschluss mit Masse verbunden ist, und der Gate-Anschluss des ersten Schalttransistors einerseits mit der Versorgungsspannungsleitung der dem Schnittbereich nächstliegend verbleibenden LED oder LED-Gruppe verbunden ist und andererseits mit dem Drain-Anschluss des zweiten Schalttransistors verbunden ist, wobei der Gate-Anschluss des zweiten Schalttransistors über die den Schnittbereich querende Eingangsleitung mit der Versorgungsspannungsleitung der dem Schnittbereich nächstliegend abzutrennenden LED oder LED-Gruppe verbunden ist und der Source-Anschluss des zweiten Schalttransistors mit Masse verbunden ist. Falls der Schnittbereich nicht durchtrennt wurde, liegt am Gate-Anschluss des zweiten Schalttransistors somit eine Spannung an, die von der Versorgungsspannungsleitung der jenseits des Schnittbereiches liegenden LED oder LED-Gruppe bereitgestellt wird. Der zweite Schalttransistor wird somit leitend und legt den Gate-Anschluss des ersten Schalttransistors auf Masse. Der erste Schalttransistor ist somit sperrend, sodass die Masseschaltung für die Referenzleitung der diesseits des Schnittbereiches liegenden LED oder LED-Gruppe inaktiv ist.
  • Falls der Schnittbereich durchtrennt wurde, liegt am Gate-Anschluss des zweiten Schalttransistors keine Spannung mehr an. Der zweite Schalttransistor wird somit sperrend, sodass der Gate-Anschluss des ersten Schalttransistors nicht mehr auf Masse gezogen wird. Stattdessen liegt am Gate-Anschluss des ersten Schalttransistors nun eine Spannung an, die von der Versorgungsspannungsleitung der diesseits des Schnittbereiches liegenden LED oder LED-Gruppe bereitgestellt wird. Der erste Schalttransistor ist somit leitend, sodass die Referenzleitung der diesseits des Schnittbereiches liegenden LED oder LED-Gruppe auf Masse gezogen wird. Die Masseschaltung für die Referenzleitung der diesseits des Schnittbereiches liegenden LED oder LED-Gruppe ist somit aktiv.
  • Mit anderen Worten aktiviert die Versorgungsspannung der diesseits des Schnittbereiches liegenden LED oder LED-Gruppe den ersten Schalttransistor, und die Versorgungsspannung der jenseits des Schnittbereiches liegenden LED oder LED-Gruppe aktiviert den zweiten Schalttransistor, wobei der zweite Schalttransistor im leitenden Zustand den ersten Schalttransistor sperrt, und im sperrenden Zustand des zweiten Schalttransistors der erste Schalttransistor geschlossen wird. Falls der zweite Schalttransistor somit leitend ist, ist der erste Schalttransistor sperrend, und falls der zweite Schalttransistor sperrend ist, ist der erste Schalttransistor leitend. Vorzugsweise sind der erste Schalttransistor und der zweite Schalttransistor jeweils als selbstsperrende N-Kanal-FET ausgeführt, um die Masseschaltung leistungssparender ausführen zu können.
  • Zudem sind Anwendungsfälle denkbar, bei denen das Leuchtband unterbrochen werden muss, etwa um Hindernisse in der Verlegebahn zu berücksichtigen. In solchen Fällen wird das Leuchtband in den Schnittbereichen durchtrennt und der abgetrennte Leuchtbandabschnitt an anderer Stelle fortgesetzt. Die beiden durchtrennten Leuchtbandabschnitte werden freilich elektrisch kontaktiert, um das elektrische Signal vom verbleibenden Leuchtband an das abgetrennte Leuchtband zu übermitteln, allerdings darf die Referenzleitung am nunmehr freien Ende des verbleibenden Leuchtbandabschnittes nicht auf Masse gesetzt werden, um ein gewünschtes Einschaltverhalten im Übergang zwischen den beiden Leuchtbandabschnitten aufrechtzuerhalten. Hierfür wird vorgeschlagen, dass die Masseschaltung eine Lötbrücke aufweist, die bei leitender Verbindung der Lötbrücke den Gate-Anschluss des zweiten Schalttransistors mit der Versorgungsspannungsleitung der dem Schnittbereich nächstliegend verbleibenden LED oder LED-Gruppe verbindet. Im oben beschriebenen Anwendungsfall kann somit das Leuchtband in einem der Schnittbereiche durchtrennt und der abgetrennte Leuchtbandabschnitt an anderer Stelle unter elektrischer Kontaktierung mit dem verbleibenden Leuchtbandabschnitt fortgesetzt werden, wobei die Lötbrücke mit Lot zu füllen ist, die in weiterer Folge die Masseschaltung inaktiviert.
  • Zum Einschalten von LEDs (Light Emitting Diodes) oder LED-Gruppen eines Leuchtbandes, die nach dem Einschalten mit einer von einer Versorgungsspannungsleitung des Leuchtbandes bereitgestellten Versorgungsspannung betrieben werden, können die LEDs oder LED-Gruppen beginnend mit einem Einschaltzeitpunkt einzeln nacheinander von einem ersten Ende des Leuchtbandes beginnend eingeschaltet werden und eingeschaltet bleiben, bis innerhalb einer vorgegebenen Einschaltdauer die letzte LED oder LED-Gruppe an einem zweiten Ende des Leuchtbandes eingeschaltet ist. Das Einschalten der LEDs oder LED-Gruppen erfolgt mithilfe einer von einer Einschaltleitung bereitgestellten und während der Einschaltdauer kontinuierlich ansteigenden Einschaltspannung, die mit einer für aufeinanderfolgende LEDs oder LED-Gruppen sukzessive und in Abhängigkeit von der Länge des Leuchtbandes ansteigenden Referenzspannung verglichen wird, wobei eine LED oder LED-Gruppe mithilfe eines mit der Versorgungsspannungsleitung verbundenen Schaltungselements mit der Versorgungsspannung beaufschlagt wird, sobald die Einschaltspannung die der jeweiligen LED oder LED-Gruppe zugeordnete Referenzspannung überschreitet.
  • Dabei wird die einer LED oder LED-Gruppe zugeordnete Referenzspannung vorzugsweise von einer als Spannungsteiler ausgeführten und von einer Gleichspannung beaufschlagten Referenzleitung bereitgestellt.
  • Bei der während der Einschaltdauer kontinuierlich ansteigenden Einschaltspannung handelt es sich vorzugsweise um eine linear vom Wert 0 am Einschaltzeitpunkt zu einem Maximalwert bei Ablauf der Einschaltdauer ansteigende Einschaltspannung. Es ist aber auch denkbar keinen linear ansteigenden Verlauf der Einschaltspannung zu wählen, sondern nicht-lineare Verläufe, um besondere optische Effekte zu erzielen.
  • Zum Ausschalten von LEDs oder LED-Gruppen eines Leuchtbandes, die vor dem Ausschalten mit einer von einer Versorgungsspannungsleitung des Leuchtbandes bereitgestellten Versorgungsspannung betrieben werden, können die LEDs oder LED-Gruppen beginnend mit einem Ausschaltzeitpunkt einzeln nacheinander von einem ersten Ende des Leuchtbandes beginnend ausgeschaltet werden und ausgeschaltet bleiben, bis innerhalb einer vorgegebenen Ausschaltdauer die letzte LED oder LED-Gruppe an einem zweiten Ende des Leuchtbandes ausgeschaltet ist. Das Ausschalten der LEDs oder LED-Gruppen erfolgt mithilfe einer von einer Einschaltleitung bereitgestellten und während der Ausschaltdauer kontinuierlich absteigenden Einschaltspannung, die mit einer für aufeinanderfolgende LEDs oder LED-Gruppen sukzessive und in Abhängigkeit von der Länge des Leuchtbandes ansteigenden Referenzspannung verglichen wird, wobei eine LED oder LED-Gruppe mithilfe eines mit der Versorgungsspannungsleitung verbundenen Schaltungselements von der Versorgungsspannung getrennt wird, sobald die Einschaltspannung die der jeweiligen LED oder LED-Gruppe zugeordnete Referenzspannung unterschreitet.
  • Die Erfindung wird in weiterer Folge anhand eines Ausführungsbeispiels mithilfe der beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen dabei die
    • Fig. 1 eine Ausführungsform für eine Schaltung zur Verwirklichung eines erfindungsgemäßen Leuchtbandes zum Einschalten der LEDs oder LED-Gruppen eines solchen Leuchtbandes, und die
    • Fig. 2 eine weitere Ausführungsform für eine Schaltung zur Verwirklichung eines erfindungsgemäßen Leuchtbandes mit Masseschaltungen für die LEDs oder LED-Gruppen.
  • Die Schaltung gemäß Fig. 1 zeigt zunächst eine Abfolge von LED-Gruppen Gj (j=1,2,...M), wobei in der Fig. 1 vier Gruppen G1, G2, GM-1 und GM ersichtlich sind, und die zwischen den oberen beiden Gruppen G1 und G2 sowie den unteren beiden Gruppen GM-1 und GM verlaufenden Punkte andeuten sollen, dass sich die Schaltung hier in beliebiger Länge fortsetzt. Jede LED-Gruppe Gj weist im gezeigten Ausführungsbeispiel drei LEDs Lj.i (j=1,2,...M; i=1,2,3) auf, die beispielsweise Licht in drei komplementären Farben emittieren, sodass der für den Menschen wahrnehmbare Farbraum dargestellt werden kann. Die LEDs Lj.i oder die LED-Gruppen Gj sind entlang einer Längserstreckung L des Leuchtbandes angeordnet, die in der Fig. 1 durch einen Pfeil angedeutet ist. Das Leuchtband kann dabei als Anordnung von einzeln entlang der Längserstreckung L aufeinander folgenden LEDs Lj.i ausgeführt sein, oder als matrixartige Anordnung von gruppenweise entlang der Längserstreckung L aufeinander folgenden LEDs Lj.i, was ein eher flächenhaftes Lichtband ergibt.
  • Die Längserstreckung L wird durch den Verlauf einer parallel geschalteten Referenzleitung R und einer Einschaltleitung E definiert. Die Referenzleitung R weist eine Abfolge seriell geschalteter Widerstandselemente Wj (j=1,2,...M) auf, die beispielsweise als ohmsche Widerstände ausgeführt sind. Jeder LED-Gruppe Gj ist ein solches Widerstandselement Wj zugeordnet. Die Referenzleitung R ist an einem Ende mit einer Gleichspannungsquelle verbunden und an einem anderen Ende mit Masse GND. Die an der Referenzleitung R anliegende Gleichspannung fällt sukzessive an den Widerstandselementen Wj in Abhängigkeit von der Anzahl der Widerstandselemente Wj ab. Die Referenzleitung R ist somit als Spannungsteiler ausgeführt.
  • Die Einschaltleitung E ist an einem Ende mit einer Spannungsquelle verbunden, mit der die Einschaltleitung E mit einer während der Einschaltdauer kontinuierlich ansteigenden Einschaltspannung beaufschlagt wird. Bei der kontinuierlich ansteigenden Einschaltspannung handelt es sich vorzugsweise um eine linear vom Wert 0 am Einschaltzeitpunkt zu einem Maximalwert bei Ablauf der Einschaltdauer ansteigende Einschaltspannung. Dieser Maximalwert liegt über der an der Referenzleitung R anliegenden Gleichspannung. Es ist aber auch denkbar keinen linear ansteigenden Verlauf der Einschaltspannung zu wählen, sondern nicht-lineare Verläufe.
  • Der Einschaltimpuls für jede LED-Gruppe Gj wird mithilfe eines Schaltungselements Sj (j=1,2,...M) generiert. Jeder LED-Gruppe Gj ist ein solches Schaltungselement Sj zugeordnet. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist das Schaltungselement Sj als Komparator ausgeführt, dessen invertierender, erster Eingang 1 jeweils mit der Referenzleitung R und dessen nicht-invertierender, zweiter Eingang 2 jeweils mit der Einschaltleitung E verbunden ist. Der Komparator ist so ausgeführt, dass er die ihm jeweils zugeordnete LED-Gruppe Gj auf Masse GND legt, solange die am zweiten Eingang 2 anliegende Spannung der Einschaltleitung E die am ersten Eingang 1 anliegende Spannung der Referenzleitung R unterschreitet. Sobald die am zweiten Eingang 2 anliegende Spannung der Einschaltleitung E die am ersten Eingang 1 anliegende Spannung der Referenzleitung R überschreitet, wird die dem jeweiligen Schaltungselement Sj zugeordnete LED-Gruppe Gj über die Versorgungsspannungsleitung VCC mit der Versorgungsspannung beaufschlagt und somit eingeschaltet.
  • Wie bereits erwähnt wurde, ist die Referenzleitung R als Spannungsteiler ausgeführt, sodass die an der Referenzleitung R anliegende Gleichspannung sukzessive an den Widerstandselementen Wj in Abhängigkeit von der Anzahl der Widerstandselemente Wj abfällt. An den jeweils ersten Eingängen 1 der Widerstandselemente Wj liegen somit jeweils andere Spannungen an. Diese Spannungswerte definieren die jeder LED-Gruppe Gj zugeordneten Referenzspannungen. In Bezug auf die Fig. 1 liegt somit am ersten Eingang 1 des Schaltungselements S1 die höchste Referenzspannung an, und am ersten Eingang 1 des Schaltungselements SM die niedrigste Referenzspannung. Eine beispielsweise linear vom Wert 0 am Einschaltzeitpunkt zu einem über dem Gleichspannungswert der Referenzleitung R liegenden Maximalwert ansteigende Einschaltspannung erreicht somit als erstes die dem ersten Eingang 1 des Schaltungselements SM zugeordnete, niedrigste Referenzspannung, sodass die LED-Gruppe GM als erstes eingeschaltet wird. Nacheinander erreicht die Einschaltspannung der Einschaltleitung E die sukzessive ansteigenden Referenzspannungen der nachfolgenden Schaltungselemente Sj, bis die dem ersten Eingang 1 des Schaltungselements S1 zugeordnete, höchste Referenzspannung erreicht und überschritten wird, wodurch die letzte LED-Gruppe G1 eingeschaltet wird.
  • Die Ausführung der Referenzleitung R als Spannungsteiler stellt dabei eine Längenabhängigkeit des Einschalteffekts sicher, da der Spannungsabfall bei jedem Widerstandselement Wj des Spannungsteilers umso kleiner ist, je mehr Widerstandselemente Wj vorgesehen sind, also je länger das Leuchtband ist. Die sukzessive Abfolge der jeder LED-Gruppe Gj zugeordneten Referenzspannung ist somit abhängig von der Länge des Leuchtbandes, wobei ein Ende der Referenzleitung R mit einer Gleichspannungsquelle verbunden ist und das andere Ende der Referenzleitung R mit Masse GND verbunden ist. Falls das Leuchtband im Zuge seiner Anwendung zugeschnitten werden muss, indem es an seinem der Gleichspannungsquelle abgewandten Ende abgeschnitten wird, müsste seitens des Anwenders sichergestellt werden, dass die Referenzleitung R wieder auf Masse GND gelegt wird. Um dem Anwender diesen Vorgang zu ersparen und sicherzustellen, dass die Referenzleitung R auch bei einem Zuschnitt des Leuchtbandes ohne weitere Maßnahme seitens des Anwenders stets auf Masse GND liegt, wird die Ausführungsform gemäß der Fig. 2 vorgeschlagen.
  • In der Fig. 2 ist dabei eine Abfolge von drei LED-Gruppen Gj-1, Gj, Gj+1 gezeigt, die einen Abschnitt des Leuchtbandes darstellt. Die LED-Gruppen Gj mit den ihnen jeweils zugeordneten Schaltungselementen Sj sowie deren Anbindung an die Referenzleitung R, die Einschaltleitung E sowie die Versorgungsspannungsleitung VCC sind analog zur Ausführungsform gemäß der Fig. 1 ausgeführt. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist jedoch jeder LED-Gruppe Gj zusätzlich eine Masseschaltung Mj (j=1,2,...M) zugeordnet. Zudem sind Schnittbereiche Bj (j=1,2,...M) vorgesehen, die am Leuchtband entsprechend markiert sind, um deren Auffinden durch den Anwender zu erleichtern. Die Schnittbereiche Bj befinden sich jeweils zwischen dem Widerstandselement Wj einer LED-Gruppe Gj und der elektrischen Kontaktierung des Schaltelements Sj+1 der nachfolgenden LED-Gruppe G4+1. Zur Erläuterung der Funktionsweise der Masseschaltung Mj wird in weiterer Folge angenommen, dass der Schnitt im Schnittbereich Bj erfolgt, also in Bezug auf die Fig. 2 zwischen der LED-Gruppe Gj und der darauffolgenden LED-Gruppe Gj+1. Die LED-Gruppe Gj wird in weiterer Folge auch als diesseitige LED-Gruppe Gj oder auch als verbleibende LED-Gruppe Gj bezeichnet, und die darauffolgende LED-Gruppe Gj+1 als jenseitige oder auch als abgetrennte LED-Gruppe Gj+1.
  • Die Masseschaltung Mj hat die Aufgabe die Referenzleitung R zwischen dem Schnittbereich Bj und dem Widerstandselement Wj der LED-Gruppe Gj mit Masse GND zu verbinden, sobald eine mit der Versorgungsspannungsleitung VCC der darauffolgenden LED-Gruppe Gj+1 verbundene und den Schnittbereich Bj querende Eingangsleitung ELj der Masseschaltung Mj durchtrennt ist. Die Eingangsleitung ELj verbindet die einer LED-Gruppe Gj zugeordnete Masseschaltung Mj diesseits des Schnittbereiches Bj auf einem diesseitigen Leuchtbandabschnitt mit der Versorgungsspannungsleitung VCC der jenseits des Schnittbereiches Bj liegenden LED-Gruppe Gj+1 auf einem jenseitigen Leuchtbandabschnitt.
  • Eine mögliche Ausführung für die Masseschaltung Mj ist in der Fig. 2 gezeigt und besteht etwa darin, dass die Masseschaltung Mj einen ersten Schalttransistor T1 und einen zweiten Schalttransistor T2 umfasst, die jeweils als selbstsperrende N-Kanal-FET ausgeführt sind. Der erste Schalttransistor T1 ist mit seinem Drain-Anschluss über einen ersten Widerstand R1 mit der Referenzleitung R der LED-Gruppe Gj verbunden und liegt mit seinem Source-Anschluss auf Masse GND. Der Gate-Anschluss des ersten Schalttransistors T1 ist einerseits über einen zweiten Widerstand R2 mit der Versorgungsspannungsleitung VCC der diesseits des Schnittbereiches Bj liegenden LED-Gruppe Gj verbunden und andererseits mit dem Drain-Anschluss des zweiten Schalttransistors T2. Der Gate-Anschluss des zweiten Schalttransistors T2 ist wiederum über die den Schnittbereich Bj querende Eingangsleitung ELj mit der Versorgungsspannungsleitung VCC der dem Schnittbereich Bj nachfolgenden LED-Gruppe Gj+1 verbunden, und der Source-Anschluss des zweiten Schalttransistors T2 ist mit Masse GND verbunden. Der Gate-Anschluss des zweiten Schalttransistors T2 ist ferner über einen dritten Widerstand R3 mit der an seinem Source-Anschluss anliegenden Masse GND verbunden, der als Pulldown-Widerstand ausgeführt ist und bei durchtrennter Eingangsleitung ELj den Gate-Anschluss des zweiten Schalttransistors T2 zuverlässig auf Masse GND zieht, um den zweiten Schalttransistor T2 zuverlässig zu sperren.
  • Falls der Schnittbereich Bj nicht durchtrennt wurde, liegt am Gate-Anschluss des zweiten Schalttransistors T2 eine Spannung an, die von der Versorgungsspannungsleitung VCC der jenseits des Schnittbereiches Bj liegenden LED-Gruppe Gj+1 bereitgestellt wird. Der zweite Schalttransistor T2 wird somit leitend und legt den Gate-Anschluss des ersten Schalttransistors T1 auf die mit dem Source-Anschluss des zweiten Schalttransistors T2 verbundene Masse GND. Der erste Schalttransistor T1 ist somit sperrend, sodass die Masseschaltung Mj für die Referenzleitung R der diesseits des Schnittbereiches Bj liegenden LED-Gruppe Gj inaktiv ist.
  • Falls der Schnittbereich Bj durchtrennt wurde, liegt am Gate-Anschluss des zweiten Schalttransistors T2 keine Spannung mehr an und der Gate-Anschluss des zweiten Schalttransistors T2 wird vom dritten Widerstand R3 auf die mit dem Source-Anschluss des zweiten Schalttransistors T2 verbundene Masse GND gezogen. Der zweite Schalttransistor T2 wird somit sperrend, sodass der Gate-Anschluss des ersten Schalttransistors T1 nicht mehr auf Masse GND liegt. Stattdessen liegt am Gate-Anschluss des ersten Schalttransistors T1 nun eine Spannung an, die von der Versorgungsspannungsleitung VCC der diesseits des Schnittbereiches Bj liegenden LED-Gruppe Gj bereitgestellt wird. Der erste Schalttransistor T1 ist somit leitend, sodass die Referenzleitung R der diesseits des Schnittbereiches Bj liegenden LED-Gruppe Gj mit der Masse GND des Source-Anschlusses des ersten Schalttransistors T1 verbunden wird. Die Masseschaltung Mj für die Referenzleitung R der diesseits des Schnittbereiches Bj liegenden LED-Gruppe Gj ist somit aktiv und verbindet die Referenzleitung R mit der Masse GND des Source-Anschlusses des ersten Schalttransistors T1.
  • Zudem sind Anwendungsfälle denkbar, bei denen das Leuchtband unterbrochen werden muss, etwa um Hindernisse in der Verlegebahn zu berücksichtigen. In solchen Fällen wird das Leuchtband in einem Schnittbereich Bj durchtrennt und der abgetrennte Leuchtbandabschnitt an anderer Stelle fortgesetzt. Die beiden durchtrennten Leuchtbandabschnitte werden freilich elektrisch kontaktiert, um das elektrische Signal vom verbleibenden Leuchtband an das abgetrennte Leuchtband zu übermitteln, allerdings darf die Referenzleitung R am nunmehr freien Ende des verbleibenden Leuchtbandabschnittes nicht auf Masse GND gesetzt werden, um ein gewünschtes Einschaltverhalten im Übergang zwischen den beiden Leuchtbandabschnitten aufrechtzuerhalten. Hierfür wird vorgeschlagen, dass die Masseschaltung Mj eine Lötbrücke LBj aufweist, die bei leitender Verbindung der Lötbrücke LBj den Gate-Anschluss des zweiten Schalttransistors T2 mit der Versorgungsspannungsleitung VCC der verbleibenden LED-Gruppe Gj verbindet. In diesem Anwendungsfall kann somit das Leuchtband im Schnittbereich Bj durchtrennt und der abgetrennte Leuchtbandabschnitt an anderer Stelle unter elektrischer Kontaktierung mit dem verbleibenden Leuchtbandabschnitt fortgesetzt werden, wobei die Lötbrücke LBj mit Lot zu füllen ist, die in weiterer Folge die Masseschaltung Mj inaktiviert.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausführung wird erreicht, dass bei einem längeren Leuchtband die LED-Gruppen Gj rascher nacheinander eingeschaltet werden als bei einem Leuchtband mit vergleichsweise kürzerer Länge. Die Einschaltdauer, also die Zeitdauer zwischen dem Einschaltzeitpunkt und dem Aufleuchten der letzten LED-Gruppe Gj, ist mithilfe des gewählten Verlaufes der Einschaltspannung frei wählbar. Zudem werden Leuchtbänder verwirklicht, bei denen die Zeitspanne von einem Einschaltzeitpunkt und dem Aufleuchten der ersten LED-Gruppe bis zum Aufleuchten der letzten LED-Gruppe unabhängig von der Länge des Leuchtbandes ist.
  • Zum Ausschalten des Leuchtbandes werden die LED-Gruppen Gj beginnend mit einem Ausschaltzeitpunkt einzeln nacheinander von einem ersten Ende des Leuchtbandes beginnend ausgeschaltet, bis innerhalb einer vorgegebenen Ausschaltdauer die letzte LED-Gruppe Gj an einem zweiten Ende des Leuchtbandes ausgeschaltet ist. Hierbei erfolgt das Ausschalten der LED-Gruppen Gj mithilfe einer von der Einschaltleitung E bereitgestellten und während der Ausschaltdauer kontinuierlich absteigenden Einschaltspannung, die mit der für aufeinanderfolgende LED-Gruppen Gj sukzessive und in Abhängigkeit von der Länge des Leuchtbandes ansteigenden Referenzspannung verglichen wird, wobei eine LED-Gruppe Gj mithilfe des Schaltungselements Sj von der Versorgungsspannungsleitung VCC getrennt wird, sobald die Einschaltspannung die der jeweiligen LED-Gruppe Gj zugeordnete Referenzspannung unterschreitet.
  • Sobald die Einschaltspannung eine Referenzspannung unterschreitet, wird die betreffende LED-Gruppe Gj von der Versorgungsspannungsleitung VCC getrennt und somit ausgeschaltet. Beginnend mit dem Ausschaltzeitpunkt wird zunächst die Referenzspannung jener LED-Gruppe G1 unterschritten, die sich am nächsten zur Spannungsquelle der Einschaltleitung E befindet, da hier die größte Spannung des Spannungsteilers anliegt. Diese LED-Gruppe Gj wird somit als erste ausgeschaltet. Nacheinander werden von der Einschaltspannung die im Spannungsteiler absteigenden Spannungswerte, also die Referenzspannungen aufeinanderfolgender LED-Gruppen Gj, unterschritten und die betreffenden LED-Gruppen Gj ausgeschaltet, bis zuletzt jene LED-Gruppe GM ausgeschaltet wird, die sich am nächsten zur Masse GND der Referenzleitung R befindet.
  • Auf diese Weise wird eine analoge Lösung für das Ein- und Ausschaltverhalten eines LED-Leuchtbandes verwirklicht, die einfach und somit kostengünstig umgesetzt werden kann.

Claims (4)

  1. Leuchtband aufweisend LEDs (Light Emitting Diodes Lj.i; j=1,2,...M; i=1,2,...N) oder LED-Gruppen (Gj, j=1,2,...M), die entlang der Längserstreckung (L) des Leuchtbandes angeordnet sind, und einer Versorgungsspannungsleitung (VCC) für den Betrieb der LEDS (Lj.i) oder LED-Gruppen (Gj) mit einer Versorgungsspannung, wobei für jede LED (Lj.i) oder LED-Gruppe (Gj) jeweils ein mit der Versorgungsspannungsleitung (VCC) verbundenes Schaltungselement (Sj, j=1,2,...M) des Leuchtbandes für den Vergleich einer an einem ersten Eingang (1) und einer an einem zweiten Eingang (2) des Schaltungselements (Sj) anliegenden Spannung vorgesehen ist, und das Schaltungselement (Sj) ausgelegt ist die ihr jeweils zugeordnete LED (Lj.i) oder LED-Gruppe (Gj) in Abhängigkeit von der Differenz der am ersten Eingang (1) und am zweiten Eingnag (2) des jeweiligen Schaltungselements (Sj) anliegenden Spannungen mit der Versorgungsspannung zu beaufschlagen, wobei der jeweils erste Eingang der Schaltungselemente (Sj) mit einer von einer Gleichspannung beaufschlagbaren des Leuchtbandes Referenzleitung (R) verbunden ist, die als Spannungsteiler zur Beaufschlagung des jeweils ersten Einganges (1) der Schaltungselemente (Sj) mit jeweils unterschiedlichen Referenzspannungen ausgeführt ist, und der jeweils zweite Eingang (2) der Schaltungselemente (Sj) mit einer von einer kontinuierlich ansteigenden des Einschaltspannung beaufschlagbaren Einschaltleitung Leuchtbandes (E) verbunden ist, und ein Ende der Referenzleitung (R) auf Masse liegt und zwischen zwei Widerstandselementen (Wi, Wi+1) der als Spannungsteiler ausgeführten Referenzleitung (R) Schnittbereiche (Bj, j=1,2,...M) zum Durchtrennen des Leuchtbandes vorgesehen sind, wobei jeder LED (Lj.i) oder LED-Gruppe (Gj) eine Masseschaltung des Leuchtbandes (Mj) zugeordnet ist, die ausgelegt ist die Referenzleitung (R) zwischen einem Schnittbereich (Bj) und der dem Schnittbereich (Bj) nächstliegend verbleibenden LED (Lj.i) oder LED-Gruppe (Gj) mit Masse (GND) zu verbinden, sobald eine mit der Versorgungsspannungsleitung (VCC) der dem Schnittbereich (Bj) nächstliegend abzutrennenden LED (Lj.i) oder LED-Gruppe (Gj) verbundene und den Schnittbereich (Bj) querende Eingangsleitung des Leuchtbandes (ELj) durchtrennt ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Masseschaltung (Mj) einen ersten Schalttransistor (T1) und einen zweiten Schalttransistor (T2) umfasst, wobei der erste Schalttransistor (T1) mit seinem Drain-Anschluss mit der Referenzleitung (R) der dem Schnittbereich nächstliegend verbleibenden LED (Lj,i) oder LED-Gruppe (Gj) verbunden ist und mit seinem Source-Anschluss mit Masse (GND) verbunden ist, und der Gate-Anschluss des ersten Schalttransistors (T1) einerseits mit der Versorgungsspannungsleitung (VCC) der dem Schnittbereich nächstliegend verbleibenden LED (Lj.i) oder LED-Gruppe (Gj) verbunden ist und andererseits mit dem Drain-Anschluss des zweiten Schalttransistors (T2) verbunden ist, wobei der Gate-Anschluss des zweiten Schalttransistors (T2) über die den Schnittbereich (Bj) querende Eingangsleitung (ELj) mit der Versorgungsspannungsleitung (VCC) der dem Schnittbereich (Bj) nächstliegend abzutrennenden LED (Lj.i) oder LED-Gruppe (Gj) verbunden ist und der Source-Anschluss des zweiten Schalttransistors (T2) mit Masse (GND) verbunden ist.
  2. Leuchtband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltungselement (Sj) als Komparator ausgeführt ist, dessen invertierender, erster Eingang (1) mit der Referenzleitung (R) und dessen nicht-invertierender, zweiter Eingang (2) mit der Einschaltleitung (E) verbunden ist, wobei der Komparator ausgelegt ist die ihm jeweils zugeordnete LED (Lj,i) oder LED-Gruppe (Gj) auf Masse zu legen, falls die am zweiten Eingang (2) anliegende Spannung jene am ersten Eingang (1) anliegende Spannung unterschreitet, und die ihm jeweils zugeordnete LED (Lj.i) oder LED-Gruppe (Gj) mit der Versorgungsspannung zu beaufschlagen, falls die am zweiten Eingang (2) anliegende Spannung jene am ersten Eingang (1) anliegende Spannung überschreitet.
  3. Leuchtband nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schalttransistor (T1) und der zweite Schalttransistor (T2) jeweils als selbstsperrender N-Kanal-FET ausgeführt ist.
  4. Leuchtband nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Masseschaltung (Mj) eine Lötbrücke (LBj, j=1,2,... M) aufweist, die bei leitender Verbindung der Lötbrücke (LBj) den Gate-Anschluss des zweiten Schalttransistors (T2) mit der Versorgungsspannungsleitung (VCC) der dem Schnittbereich (Bj) nächstliegend verbleibenden LED (Lj.i) oder LED-Gruppe (Gj) verbindet.
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