[发明专利]用于LED光源的电路系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有电路系统的发光二极管模块，该电路系统用于驱控LED光源，该发光二极管模块尤其适于用于航空领域中。

背景技术

LED光源在照明领域中越来越重要。相对于传统的卤素灯的相对高效率以及与此相关的相对低的发热以及机械稳定耐用性和各个发光二极管的长寿命尤其是对于在交通行业中的应用而言是卓越的，例如飞机、轮船、列车等中的客舱中的照明器具。通过在40-50cm的距离的情况下以常见的150-250勒克斯（lx）的亮度呈点状地发亮，LED光源特别良好地适于作客机中的阅读灯（英语为reading-lights）。

发光二极管由于结构方式而能够实现在相应灯的功能造型和安装位置方面比较多样的可行性方案。在客机中例如头顶区域中的传统的卤素阅读灯被LED灯取代，LED灯优选借助鹅颈管直接固定在乘客座位上，并且在发光器件头部中具有LED模块。这种阅读灯的特征尤其是在于可摆转性和与此相关的光锥的灵活取向。

相应LED模块的发光二极管为调整出合适的工作点而通常需要驱动电路，借助该驱动电路将由机载电网（Bordnetz）提供的电压与LED的正向电压相匹配并且该驱动电路恒定地调节二极管电流。

在航空领域（英语为Aviation）中，通常对电气器件和电子器件就EMV（电磁兼容性）方面提出了高要求。受线路约束的干扰和受空间约束的干扰发射必须符合在例如RTCA-DO160的航空标准或如波音D6-36440和空客的ABD0100的针对客户的规定。由此，已知的LED模块通常包含线性的电压调节器，该电压调节器将在二极管正向电压与所提供的机载电压之间的电压差转换成损耗功率。这里形成的LED模块的发热同样遵守通过所述标准规定的边界值。例如，LED模块的铝壳体的碰触温度（英语为touch temperature）允许超过环境温度最大7℃。

在整个航空领域中设有各种类型的直流机载电网，其具有不同的额定电压。运动飞机通常具有12V/14V DC的机载电网，而现代民航机的客舱通常配备有28V DC机载电网。与28V电压水平并行地，越来越多地还通过各种电源部件提供其他供给电压。例如，通过所谓的在座位上的电源供应件（ISPS）产生局部为5V的直流电压，该直流电压例如通过通用串行总线（USB）主要是提供给整合在座位中的娱乐电子装置，并且在该直流电压下，必要时也可以使LED阅读灯运行。

目前在航空中常用的具有线性电压调节装置的LED模块在考虑到最大可容忍的损耗功率的情况下只能分别被用于确定的额定电压。为了保证尽可能低的损耗功率，针对28V运行所设计的LED灯优选配备有多LED模块，所述多LED模块包含多个串联的发光二极管。多个LED的串联会产生较大的电压降，使得线性电压调节器必须耗散（aufnehmen）较少的损耗功率。单LED模块在航空领域中目前仅可以用于小的供给电压。与多LED模块相比，其特征在于在其光锥中较为均匀的亮度分布，从而使得对其的使用即便在较高的电压下仍值得期待。

已知的LED灯中的主要缺点是，对于任何不同的机载电网而言即对于各种电压范围而言必须开发自己的LED模块，所述LED模块具有相匹配的发光二极管构型和相匹配的电压调节器。这尤其是在航空许可的时间上和技术上复杂的认证或测试方面是不利的。此外重要的是，对于直接在机载电网下的运行，就持续的以及短时出现的过压方面顾及到特定的要求。

在US 7,148,632B2中描述了如下的发光二极管模块，该发光二极管模块驱控三组LED，这三组LED分别发射不同的光色并且其强度可调节。借助所提供的规程可以校验色彩和功率。该装置具有用于23V至33V的电压范围的电压模块，该电压模块明显限制了其使用范围。

US 2006/0220570A1示出了用于为LED供给电压的成本低廉的模块。借助电荷泵系统，直流电池的电压降应得到补偿，并且由此在电池电压降低时提高了供给电压。在足够高的电池电压的情况下，电荷泵系统通过旁路跨接，以便避免在电池驱动的系统中不期望的损耗。尤其是，从该公开文本的图2中可以看到，借助该系统使大约3.4V到4.2V的电压范围得到补偿，该电压范围例如对于航空工业而言是完全不合适的。

US 2008/0054862A1描述了如下的电子器件，该电子器件具有直流电压供给装置，在该直流电压供给装置中，进行馈电的电池的电压通过合适的转换器对应要供给的负载得到调节。

发明内容

因此，本发明此外还提出如下任务，即：提供一种LED宽范围电压模块，其尤其满足在航空领域中适用的要求。