包括控制設備的照明裝置和包括照明裝置的飛行器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于交流電壓供給的照明裝置，所述照明裝置包括整流器模塊，其中整流器模塊將來自交流電壓供給的交流電壓轉換成經(jīng)整流供給電壓，所述照明裝置包括二極管級聯(lián)(d1de cascade)，其中該二極管級聯(lián)具有多個二極管級聯(lián)片段(d1de cascadesect1n)，其中每個二極管級聯(lián)片段中布置有至少一個LED，并且其中各二極管級聯(lián)片段在二極管級聯(lián)中串聯(lián)連接，其中每個二極管級聯(lián)片段都具有用于旁路相關聯(lián)的二極管級聯(lián)片段的可連接的旁路設備，其中旁路設備基于經(jīng)整流供給電壓的電壓水平而連接，其中二極管級聯(lián)片段在旁路設備停用時處于亮態(tài)并且在旁路設備激活時處于暗態(tài)，所述照明裝置包括用于將經(jīng)過二極管級聯(lián)的級聯(lián)電流穩(wěn)定到設定值的電流源模塊。另外，本發(fā)明涉及包括所述照明裝置的飛行器。
【背景技術】
[0002]由于能量效率和輕重量設計的緣故，在飛行器中，越來越廣泛地使用LED作為發(fā)光手段以代替先前的傳統(tǒng)白熾燈泡。然而，飛行器中的電壓供給通常是交流電壓供給，因此干線電壓(mains voltage)首先需要被調節(jié)以供LED使用。因為LED的工作電壓具有窄的工作窗口，所以用于LED的供電電路需要被設計為使得盡管由交流電壓作為干線電壓因而具有變化的電壓水平，但LED總是在工作點處工作。這例如可以借助于對交流電壓進行整流并且使用得到的脈沖直流電壓給LED供電這一事實來實現(xiàn)。在此情況下，LED串中的LED據(jù)以連接或斷開的開關策略被使用，以根據(jù)當前可用的電壓水平而保持準確。此過程意味著LED串中總是有這樣多的LED被激活，以便當前電壓被有利地或甚至最優(yōu)地利用。
[0003]作為最接近的現(xiàn)有技術的文件DE 10 2012 000 605 A1公開了這種照明裝置。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的一個目的在于提供一種用于交流電壓供給的照明裝置，其特征在于均勻的光發(fā)射。此目的由具有權利要求1的特征的照明裝置以及具有權利要求12的特征的飛行器來實現(xiàn)。本發(fā)明的優(yōu)選的或有利的實施例從從屬權利要求、以下描述和附圖中得到。
[0005]因此，根據(jù)本發(fā)明，公開了一種適于交流電壓供給和/或針對交流電壓供給設計的LED照明裝置。特別地，交流電壓供給是交變和/或正弦交流電壓供給。具體地，LED照明裝置針對于飛行器的交流電壓供給而設計。這種交流電壓供給具有100至200伏特之間的均方根電壓(rms voltage)(特別是115伏特的均方根電壓)以及200至600赫茲之間的頻率(特別是400赫茲)。飛行器中的交流供給電壓電源被設計成在特性值、均方根電壓和頻率方面顯著變化。然而，基本的考慮在于盡管具有波動的交流電壓供給，仍然要確保飛行器中的均勻照明。
[0006]LED照明裝置具有整流器模塊，其中整流器模塊將交流電壓供給的交流電壓轉換成經(jīng)整流供給電壓。例如，整流器模塊可以包括用于整流的半波整流器或橋式整流器。尤其是，交流電壓被轉換成脈沖直流電壓。在本發(fā)明的一種可能配置中，照明裝置包括用于整流交流電壓源的電壓的橋式整流器，其中在用于LED照明裝置的處理中形成的供給電壓是反向交流電壓。
[0007]LED照明裝置包括至少一個二極管級聯(lián)，其中該二極管級聯(lián)具有多個二極管級聯(lián)片段。每個二極管級聯(lián)片段中布置有至少一個LED。尤其優(yōu)選地，每個二極管級聯(lián)片段中布置有多個LED (尤其是彼此串聯(lián)連接的)。甚至多個LED在二極管級聯(lián)片段中彼此并聯(lián)連接在原理上也是可能的。各二極管級聯(lián)片段在二極管級聯(lián)中彼此串聯(lián)連接。部分或全部二極管級聯(lián)片段中的每個都具有旁路設備，其中使二極管級聯(lián)片段上游的旁路設備輸入端和二極管級聯(lián)片段下游的旁路設備輸出端與二極管級聯(lián)電氣接觸。尤其是，二極管級聯(lián)片段中的LED被芳路設備所芳路。
[0008]所述的一個或多個旁路設備基于經(jīng)整流供給電壓的電壓水平而連接。如果旁路設備停用并且因此旁路是阻塞的，則相關聯(lián)的二極管級聯(lián)片段處于亮態(tài)。對于旁路設備激活并且形成了對二極管級聯(lián)片段的旁路的情況，所述二極管級聯(lián)片段處于暗態(tài)。尤其是，旁路設備的啟動或開關被實施成使得對應于供給電壓的當前電壓水平，二極管級聯(lián)中總是有對應數(shù)目的二極管級聯(lián)片段處于亮態(tài)，從而所述電壓水平可以被有利地或甚至最優(yōu)地利用。
[0009]例如可以經(jīng)數(shù)字處理設備實現(xiàn)對旁路設備的控制，所述數(shù)字處理設備將供給電壓的當前電壓水平用作輸入變量并且依賴于該輸入變量激活或停用旁路設備。然而，以模擬方式啟動和/或開關旁路設備是尤其優(yōu)選的。尤其是，旁路設備每個都具有旁路控制電路是優(yōu)選的，所述旁路控制電路使用二極管級聯(lián)片段本地存在的電壓作為用于控制和/或開關旁路設備的輸入變量，并且因此基于經(jīng)整流供給電壓來開關旁路設備。
[0010]此外，LED照明裝置具有用于將流過二極管級聯(lián)的級聯(lián)電流穩(wěn)定(尤其是設定)到設定值的電流源模塊。尤其是，電流源模塊是調控(regulated)電流源模塊的形式，其中級聯(lián)電流或其等效變量作為實際變量被測量并與設定值比較，并且依賴于所述實際變量與設定值之間的差別來穩(wěn)定(尤其是調控)級聯(lián)電流。
[0011]在本發(fā)明的范圍內，提出至少一個二極管級聯(lián)片段、一些二極管級聯(lián)片段或甚至全部二極管級聯(lián)片段中的每個都具有控制設備?？刂圃O備在功能上被設計為檢測二極管級聯(lián)片段的亮態(tài)以將其與二極管級聯(lián)片段的暗態(tài)相區(qū)別，并且響應于檢測到相關聯(lián)的二極管級聯(lián)片段的亮態(tài)，減小級聯(lián)電流的設定值。
[0012]因此，在經(jīng)整流供給電壓的電壓水平增加的情況中，首先一個或多個二極管級聯(lián)片段從暗態(tài)轉換為亮態(tài)。假定恒定的級聯(lián)電流，這種改變會導致二極管級聯(lián)的亮度的增加。為了避免或至少限制所導致的亮度波動，提出一旦額外的二極管級聯(lián)片段從暗態(tài)轉換為亮態(tài)就減小級聯(lián)電流的設定值。如果LED的可用功率從原理上被認定為P = U*I，則經(jīng)整流供給電壓的增加導致功率P的增加。因此，照明裝置亮度增加。然而，為了保持照明裝置的亮度恒定，需要減小電流I (即，級聯(lián)電流)。這是由控制設備執(zhí)行的，該控制設備減小級聯(lián)電流的設定值。因此，本發(fā)明提供了將LED照明裝置的亮度保持得隨時間更加均勻的可能性。
[0013]在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式中，控制設備在電路方面被布置成分接出(tapoff)相關聯(lián)的二極管級聯(lián)片段的工作電壓(尤其是部分工作電壓)，用于檢測該相關聯(lián)的二極管級聯(lián)片段的亮態(tài)。因而，所述檢測是借助于檢查工作電壓的存在來執(zhí)行的，因此是以電氣/電子方式執(zhí)行而不經(jīng)由光學傳感器系統(tǒng)。該實施方式具有如下優(yōu)點，即，這種檢測方法在相對長的操作時間內運行也非?？煽?，并且與光學檢測方法相比，對污染要求不嚴格。
[0014]在本發(fā)明的一種優(yōu)選配置中，工作電壓是跨相關聯(lián)的二極管級聯(lián)片段中的至少一個LED的LED電壓的形式。因此，控制設備分接出跨一個或至少一個LED的工作電壓，用于檢測亮態(tài)。如果二極管級聯(lián)片段處于暗態(tài)，則工作電壓等于零。另一方面，如果二極管級聯(lián)片段處于亮態(tài)，則存在跨LED的工作電壓降并且控制設備可以通過分接出的工作電壓而斷定存在亮態(tài)。
[0015]尤其優(yōu)選的是，控制設備具有用于將檢測到的亮態(tài)轉換成用于減小設定值的開關信號的開關設備。因此，二極管級聯(lián)片段的狀態(tài)的信息被轉換成開關信號(尤其地，該開關信號具有兩個離散開關狀態(tài)(開/關))，以幫助用于改變設定值的進一步的信號處理。
[0016]尤其優(yōu)選的是，開關設備是光耦合器的形式。所述光耦合器的發(fā)射側連接到工作電壓以便當存在足夠高的工作電壓時所述發(fā)射側變得活動。尤其是，發(fā)射側是發(fā)光